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Genomische Tests sind eine Art von Test, bei dem mehr als nur Ihre Gene untersucht werden, sondern auch die Art und Weise, wie Ihre Gene interagieren und was diese Interaktionen für Ihre Gesundheit bedeuten.Genomische Tests werden oft mit Gentests verwechselt. Der Hauptunterschied besteht darin, dass Gentests darauf ausgelegt sind, eine einzelne Genmutation (wie die mit Brust- und Eierstockkrebs assoziierten BRCA1- und BRCA2-Mutationen) nachzuweisen, während Genomtests alle Ihre Gene untersuchen.
Wenn Sie sich Ihr Erbgut genauer ansehen - einschließlich der Art und Weise, wie Ihre Gene sequenziert werden und wie sie sich gegenseitig beeinflussen -, können Genomtests Einblicke in die Funktionsweise Ihres Körpers auf molekularer Ebene geben und was dies im Hinblick auf das Krankheitsrisiko, das Fortschreiten oder die Krankheit bedeutet Wiederholung.
Genomische Tests werden häufig bei der Krebsbehandlung eingesetzt, um festzustellen, wie sich ein Tumor wahrscheinlich verhält. Dies kann Ärzten helfen, vorherzusagen, wie aggressiv Ihr Krebs sein wird und ob er sich wahrscheinlich auf andere Körperteile ausbreitet (metastasiert).
Genomische Tests sind ein zentrales Instrument bei der Entwicklung personalisierter Medizin, mit dem Behandlungen, Produkte und Praktiken individuell angepasst werden sollen.
Genetik vs. Genomik
Während Genetik und Genomik beide mit Genen assoziiert sind, haben sie völlig unterschiedliche Ziele und Anwendungen.
Genetik
Genetik ist die Untersuchung der Auswirkungen, die Gene auf ein Individuum haben. Gene geben dem Körper Anweisungen zur Herstellung von Proteinen; Die Proteine bestimmen wiederum die Struktur und Funktion jeder Körperzelle.Die Gene bestehen aus Bausteinen, die als DNA bezeichnet werden und in einer Kette angeordnet sind, die als "Basen" bezeichnet wird. Die Reihenfolge oder Sequenzierung der Basen bestimmt, welche Anweisungen wann gesendet werden.
Während viele Gene für die Produktion spezifischer Proteine codiert sind, regulieren andere nicht codierte Gene, wie und wann die Proteine produziert werden (im Wesentlichen das Ein- und Ausschalten bestimmter Gene). Jede Abweichung in der Funktionsweise eines Gens kann das Risiko bestimmter Krankheiten beeinflussen, je nachdem, welche Proteine betroffen sind.
In einigen Fällen kann eine einzelne Genmutation zu Krankheiten wie Mukoviszidose, Muskeldystrophie und Sichelzellenerkrankungen führen.
Gentests können nach genetischen Mutationen suchen, die Sie möglicherweise von Ihren Eltern geerbt haben, um entweder eine Diagnose zu bestätigen, das zukünftige Risiko vorherzusagen oder festzustellen, ob Sie Träger sind.
Genomics
Genomik ist die Untersuchung der Struktur, Funktion, Kartierung und Evolution des gesamten DNA-Satzes, einschließlich aller Gene. Das genetische Material und alle Sequenzen werden als bezeichnet Genom. Das Ziel der Genomik ist es, die Funktion und Struktur eines Genoms zu analysieren, um:
- Verstehen Sie, wie komplexe biologische Systeme wie das Herz-Kreislauf-System und das endokrine (Hormon-) System sich gegenseitig beeinflussen
- Sagen Sie voraus, welche Probleme auftreten können, wenn genetische Interaktionen normale biologische Funktionen beeinträchtigen
Insgesamt gibt es im menschlichen Genom zwischen 20.000 und 25.000 verschiedene proteinkodierende Gene und ungefähr 2.000 nicht kodierte regulatorische Gene.
Genomik ist wichtig, weil sie uns hilft zu verstehen, warum manche Menschen genetisch für bestimmte Krankheiten prädisponiert sind (auch wenn wir nicht verstehen, wie bestimmte Gene interagieren). Anstatt einen einzelnen genetischen Weg zu identifizieren, bewertet die Genomik die Vielzahl genetischer Variablen, die die Entwicklung und / oder Behandlung einer Krankheit wie Krebs oder Diabetes beeinflussen.
Im Gegensatz zur Genetik ist die Genomik nicht auf vererbbare Mutationen beschränkt. Es zeigt auf, wie Ihr Erbgut den Verlauf einer Krankheit beeinflusst und umgekehrt, wie Umwelt, Lebensstil und medikamentöse Behandlungen Mutationen auslösen können, die diesen Verlauf verändern.
Durch das Verständnis dieser sich ständig ändernden Variablen können Ärzte fundiertere Entscheidungen in der Behandlung treffen, oft präventiv.
Rolle der genomischen Tests
Genomische Tests basieren auf unserem aktuellen Verständnis des menschlichen Genoms, ein Prozess, der von 1990 bis 2003 mit dem kollaborativen Humangenomprojekt begann.
In den letzten Jahren konnten Wissenschaftler zunehmend feststellen, welche genetischen Anomalien nicht nur zur Entwicklung einer Krankheit, sondern auch zu den Merkmalen der Krankheit führen. Dies hat Aufschluss darüber gegeben, warum manche Menschen aggressivere Formen von Krebs entwickeln, länger mit HIV leben oder auf bestimmte Formen der Chemotherapie nicht ansprechen.
Während Gentests einen vermuteten genetischen Zustand bestätigen oder ausschließen können, geht die Genomik noch einen Schritt weiter, indem sie uns Folgendes zur Verfügung stellt:
- Risikomarker um nach Krankheiten zu suchen
- Prognostische Marker um vorherzusagen, wie schnell eine Krankheit fortschreiten wird, wie wahrscheinlich es ist, dass sie erneut auftritt, und wie wahrscheinlich eine Krankheit ist
- Vorhersagemarker um die Wahl der Behandlung zu leiten und Toxizität zu vermeiden
- Antwortmarker um die Wirksamkeit verschiedener Behandlungen zu bestimmen
Während sich die Genomik unabhängig von allen anderen Faktoren auf die Auswirkungen unseres Erbguts konzentriert, wird sie nicht isoliert verwendet.
Die wachsende Bewegung in Richtung personalisierte Medizin verändert unsere Herangehensweise an Krankheiten im Allgemeinen. Die personalisierte Medizin ist keine Einheitslösung, sondern berücksichtigt die hohe Variabilität in Genetik, Umwelt und Lebensstil, um für jeden Einzelnen eine maßgeschneiderte Lösung anzubieten.
Wie der Test funktioniert
Genomische Tests werden in der Regel als eine Reihe von Zielgenen angeboten, die von der Analyse genetischer "Hot Spots" (gut etablierte Mutationsstellen) bis zur vollständigen Gensequenzierung reichen. Die Tests werden in der Regel in einem spezialisierten Labor durchgeführt, das gemäß den Clinical Laboratory Improvement Amendments (CLIA) von 1988 zertifiziert ist. Heute gibt es in den USA mehr als 500 CLIA-zertifizierte Genetiklabors.
Die meisten Tests erfordern eine Blut- oder Speichelprobe oder einen Tupfer auf der Innenseite Ihrer Wange (bekannt als bukkaler Abstrich). Abhängig von den Testzielen sind möglicherweise nur wenige Blutstropfen oder mehrere Durchstechflaschen erforderlich. Bei Krebspatienten kann eine Biopsie eines Tumors oder Knochenmarks erforderlich sein.
Sobald die Probe erhalten ist, dauert es normalerweise zwischen einer und vier Wochen, bis die Ergebnisse vorliegen. Abhängig von der behandelten Erkrankung kann ein genetischer Berater zur Verfügung stehen, um Ihnen zu helfen, die Einschränkungen des Tests zu verstehen und zu verstehen, was die Ergebnisse bedeuten und was nicht.
Sequenzierung der nächsten Generation
Next-Generation-Sequencing (NGS) ist das Hauptwerkzeug für genomische Tests. Es wird verwendet, um die genetische Sequenz von Millionen von kurzen DNA-Segmenten zu identifizieren und zu bewerten, die als "Reads" bezeichnet werden. Die Lesevorgänge werden dann zu einer vollständigen Sequenz zusammengesetzt, um zu bestimmen, welche genetischen Variationen (Varianten) vorhanden sind und was sie bedeuten.
NGS ist äußerst flexibel und kann verwendet werden, um nur wenige Gene zu sequenzieren, z. B. für ein erbliches Brustkrebs-Panel oder das gesamte Genom, das typischerweise zu Forschungszwecken zum Screening auf seltene Krankheiten verwendet wird.
Da die meisten Varianten nur geringe oder keine bekannten Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben, werden sie herausgefiltert, um die wenigen zu identifizieren, die medizinisch bedeutsam sind. Diese Varianten werden dann auf einer Fünf-Punkte-Skala bewertet, die von Folgendem reicht:
- Gutartig (nicht krankheitsverursachend)
- Wahrscheinlich gutartig
- Unsicher
- Wahrscheinlich pathogen (krankheitsverursachend)
- Pathogen
Während die meisten Labors die pathogenen und wahrscheinlich pathogenen Befunde melden, werden einige auch die unsicheren, wahrscheinlich gutartigen und gutartigen Befunde enthalten. Eine Interpretation eines zertifizierten Genetikers wäre ebenfalls enthalten.
Primäre und sekundäre Ergebnisse
Ergebnisse, die in direktem Zusammenhang mit einem vermuteten Zustand stehen, werden als primäre Ergebnisse bezeichnet, während diejenigen, die medizinisch bedeutsam, aber nicht miteinander verbunden sind, als sekundäre (oder zufällige) Ergebnisse bezeichnet werden.
Sekundärbefunde sind häufig relevant und können das genetische Risiko einer Person für eine zukünftige Krankheit, den Trägerstatus oder pharmakogenetische Befunde (wie Ihr Körper ein bestimmtes Medikament verarbeitet) aufzeigen. In einigen Fällen können auch Tests an Ihren Eltern durchgeführt werden, um festzustellen, welche Varianten gemeinsam genutzt werden und welche de novo (nicht geerbt).
Genomische Tests bei Krebs
Die Entwicklung genomischer Tests erfolgte mehr oder weniger parallel zum Aufkommen gezielter Krebstherapien. Als die Wissenschaftler begannen zu verstehen, wie bestimmte genetische Varianten normale Zellen in krebsartige verwandelten, konnten sie Tests entwickeln, um nach bestimmten Varianten zu suchen und Medikamente zu entwickeln, die auf diese Gene abzielen.
Heutzutage sind genomische Tests ein zunehmend integraler Bestandteil der Behandlung und Behandlung vieler verschiedener Krebsarten, einschließlich Brustkrebs und Lungenkrebs.
Während Gentests helfen können, das Krebsrisiko einer Person zu identifizieren, helfen uns Genomtests dabei, die genetischen Marker zu identifizieren, die mit dem Merkmal der Krankheit verbunden sind. Es ermöglicht uns, das wahrscheinliche Verhalten eines Tumors vorherzusagen, einschließlich der Geschwindigkeit, mit der er wächst und wie wahrscheinlich es ist, dass er metastasiert.
Dies ist wichtig, da die Zellen eines Tumors zu einer schnellen Mutation neigen. Selbst wenn eine einzelne genetische Variante für die Entstehung eines Tumors verantwortlich ist, kann die Krankheit selbst viele verschiedene Verläufe annehmen, einige aggressiv und andere nicht. Während ein Gentest dabei helfen kann, die Malignität zu identifizieren, kann ein Genomtest die effektivsten Behandlungsmethoden identifizieren.
Wenn ein Tumor plötzlich mutiert, kann ein Genomtest außerdem feststellen, ob die Mutation für eine gezielte Therapie empfänglich ist. Ein solches Beispiel ist das Medikament Nerlynx (Neratinib), das zur Behandlung von HER2-positivem Brustkrebs im Frühstadium eingesetzt wird.
Vergleich von genetischen und genomischen Tests bei Brustkrebs
GenetikDie Untersuchung ererbter genetischer Merkmale, einschließlich solcher, die mit bestimmten Krankheiten verbunden sind
Die Genetik legt Ihr Risiko fest, Krebs von Ihren Eltern zu erben
Der BRCA1- und BRCA2-Test kann Ihr Risiko für Brust- oder Eierstockkrebs vorhersagen
Sobald Sie Ihr Brustkrebsrisiko kennen, können Sie Maßnahmen ergreifen, um Ihr Risiko aktiv zu reduzieren
Die Untersuchung der Aktivität und Interaktion von Genen im Genom, einschließlich ihrer Rolle bei bestimmten Krankheiten
Sobald Sie Krebs haben, legt die Genomik fest, wie sich der Tumor verhält
Die Oncotype DX- und PAM50-Brustkrebstests werden verwendet, um einen Tumor zu profilieren und vorherzusagen, wie Sie auf eine Chemotherapie ansprechen werden
Basierend auf den Ergebnissen des Genomtests können Sie und Ihr Arzt entscheiden, welche Behandlungsoptionen nach der Operation am besten geeignet sind
Home Genomische Tests
Heimgenomtests haben bereits unseren Alltag infiltriert, angefangen mit der Veröffentlichung des 23andMe-Heimgenetik-Kits für den Direktverbraucher im Jahr 2007.
Während einige hausgenetische Tests, wie der AncestryDNA- und der National Geographic Geno 2.0-Test, ausschließlich zur Verfolgung der Herkunft einer Person entwickelt wurden, bot 23andMe den Verbrauchern die Möglichkeit, ihr Risiko für bestimmte genetische Gesundheitsstörungen zu ermitteln.
Es ist ein Geschäftsmodell, das mit Herausforderungen behaftet ist. Im Jahr 2010 ordnete die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) 23andMe und andere Hersteller von gesundheitsbezogenen Heimgenetests an, den Verkauf der Geräte einzustellen, die nach Ansicht des Regulators nach Bundesgesetz "Medizinprodukte" waren.
Im April 2016 wurde 23andMe nach jahrelangen Verhandlungen mit der FDA das Recht eingeräumt, ihren Test zum genetischen Gesundheitsrisiko des Personal Genome Service freizugeben, der Informationen über die Veranlagung einer Person für die folgenden 10 Krankheiten liefern kann:
- Alpha-1-Antitrypsin-Mangel (eine genetische Störung im Zusammenhang mit Lungen- und Lebererkrankungen)
- Zöliakie
- Früh einsetzende primäre Dystonie (eine unwillkürliche Bewegungsstörung)
- Faktor XI-Mangel (eine Blutgerinnungsstörung)
- Gaucher-Krankheit Typ 1
- Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel (eine Störung der roten Blutkörperchen)
- Hereditäre Hämochromatose (eine Eisenüberladungsstörung)
- Hereditäre Thrombophilie (eine Blutgerinnungsstörung)
- Spät einsetzende Alzheimer-Krankheit
- Parkinson-Krankheit
Die Speichel-basierten Tests bieten die gleiche Genauigkeit wie die von Ärzten verwendeten.
Trotz der Vorteile dieser Produkte bestehen bei einigen Befürwortern weiterhin Bedenken hinsichtlich des potenziellen Diskriminierungsrisikos, falls genetische Informationen ohne Genehmigung eines Verbrauchers weitergegeben werden. Einige weisen darauf hin, dass der Pharmakonzern GlaxoSmithKline (GSK) bereits in 23andMe investiert und plant, die Testergebnisse der über fünf Millionen Kunden für die Entwicklung neuer Arzneimittel zu verwenden.
Um der Kritik entgegenzuwirken, wies 23andMe die FDA darauf hin, dass die Ergebnisse "deidentifiziert" würden, was bedeutet, dass die Identität und Informationen des Verbrauchers nicht an GSK weitergegeben würden.