เนื้อหา
- ภาพรวม Genome-Wide Association Studies (GWAS)
- SNPs อาจส่งผลต่อชีววิทยาอย่างไร
- วิธีการทำ: วิธีการและผลลัพธ์
- ข้อ จำกัด
- ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นและการประยุกต์ใช้ทางคลินิก
- ตัวอย่างความสำเร็จของ GWAS ในการแพทย์
ด้วยการระบุปัจจัยเสี่ยงทางพันธุกรรมสำหรับโรคความรู้อาจนำไปสู่การตรวจพบในระยะแรกหรือแม้แต่มาตรการป้องกัน GWAS อาจปรับปรุงการรักษาโดยให้นักวิจัยสามารถออกแบบการรักษาโดยพิจารณาจากชีววิทยาพื้นฐานเฉพาะของเงื่อนไข (ยาที่มีความแม่นยำ) แทนที่จะรักษาด้วยวิธีการขนาดเดียวที่เหมาะกับทุกสภาวะที่พบบ่อยในหลาย ๆ เงื่อนไขเหล่านี้
GWAS สามารถเปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโรคทางพันธุกรรมได้อย่างไร
ในเวลาปัจจุบันความเข้าใจทางพันธุกรรมของเราส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโรค ผิดปกติ เงื่อนไขที่เกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ของยีนที่เฉพาะเจาะจงเช่นซิสติกไฟโบรซิส
ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นของ GWAS นั้นมีความสำคัญเนื่องจากการศึกษาเหล่านี้อาจเปิดเผยรูปแบบที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ในยีนจำนวนมากในจีโนมโดยมากซึ่งเกี่ยวข้องกับภาวะเรื้อรังที่ซับซ้อนและหลากหลาย
ตัวอย่างสั้น ๆ ของเรื่องนี้คือ GWAS ได้ถูกนำมาใช้เพื่อระบุยีนสามตัวที่คิดเป็น 74% ของความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของอายุที่เกี่ยวข้องกับอายุซึ่งเป็นภาวะที่ไม่เคยถือว่าเป็นโรคทางพันธุกรรมมาก่อน
ภาพรวม Genome-Wide Association Studies (GWAS)
ก่อนที่จะลงรายละเอียดของการศึกษาการเชื่อมโยงทั้งจีโนม (GWAS) การกำหนดการศึกษาเหล่านี้จากมุมมองภาพรวมจะเป็นประโยชน์
GWAS อาจถูกกำหนดให้เป็นการทดสอบที่ในที่สุดอาจระบุยีน (มักมีหลายตัว) ที่รับผิดชอบต่อสภาวะทางการแพทย์ที่พบบ่อยและเรื้อรังหลายอย่างที่เคยคิดว่าเกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมหรือปัจจัยการดำเนินชีวิตเพียงอย่างเดียว ด้วยยีนที่เพิ่มความเสี่ยงของภาวะนี้แพทย์จึงสามารถคัดกรองคนเหล่านั้นที่มีความเสี่ยง (หรือเสนอกลยุทธ์การป้องกัน) ในขณะที่ปกป้องผู้คนที่ไม่เสี่ยงจากผลข้างเคียงที่หลีกเลี่ยงไม่ได้และผลบวกที่ผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับการตรวจคัดกรอง
การเรียนรู้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมกับโรคทั่วไปยังช่วยให้นักวิจัยค้นพบชีววิทยาที่เป็นพื้นฐาน สำหรับโรคส่วนใหญ่การรักษาจะมุ่งเป้าไปที่การรักษาอาการเป็นหลักและในลักษณะเดียวที่เหมาะกับทุกคน การทำความเข้าใจชีววิทยาทำให้สามารถออกแบบการรักษาที่เข้าถึงต้นตอของปัญหาและในลักษณะเฉพาะบุคคล
ประวัติพันธุศาสตร์และโรค
การศึกษาความสัมพันธ์ทั่วทั้งจีโนมได้ดำเนินการครั้งแรกในปี 2545 โดยเสร็จสิ้นโครงการจีโนมมนุษย์ในปี 2546 ทำให้การศึกษาเหล่านี้เป็นไปได้อย่างเต็มที่ ก่อนหน้า GWAS ความเข้าใจเกี่ยวกับพื้นฐานทางพันธุกรรมของโรคถูก จำกัด ไว้ที่ภาวะ "ยีนเดี่ยว" ซึ่งมีผลกระทบที่สำคัญมาก (เช่นโรคซิสติกไฟโบรซิสหรือโรคฮันติงตัน) และการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมขนาดใหญ่ (เช่นการมีโครโมโซมเสริม 21 ที่มี ดาวน์ซินโดรม). การค้นหายีนเฉพาะที่อาจเกี่ยวข้องกับโรคเป็นความท้าทายอย่างยิ่งเนื่องจากโดยปกติแล้วจะมีการตรวจยีนเฉพาะเจาะจงเท่านั้น
ซึ่งแตกต่างจากเงื่อนไข "ยีนเดี่ยว" เนื่องจากมียีนจำนวนมากจากหลายภูมิภาคที่เกี่ยวข้องกับโรคเรื้อรังที่ซับซ้อนส่วนใหญ่
การทำความเข้าใจพื้นฐานของยีนดีเอ็นเอและโครโมโซมSingle Nucleotide Polymorphisms (SNPs) และการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม
การศึกษาความสัมพันธ์ทั้งจีโนมมองหา loci ที่เฉพาะเจาะจง (single nucleotide polymorphisms) ในจีโนมทั้งหมดที่อาจเกี่ยวข้องกับลักษณะ (เช่นโรค) โดยประมาณ 99% บวกของจีโนมมนุษย์นั้นเหมือนกันในหมู่มนุษย์ทั้งหมด ส่วนอื่น ๆ น้อยกว่า 1% ของจีโนมมนุษย์มีการเปลี่ยนแปลงระหว่างบุคคลต่างๆที่อาจเกิดขึ้นที่ใดก็ได้ในจีโนมตลอดทั้งดีเอ็นเอของเรา
single nucleotide polymorphisms (SNPs) เป็นรูปแบบทางพันธุกรรมเพียงชนิดเดียวที่พบในจีโนม แต่พบมากที่สุด
การศึกษาความเชื่อมโยงทั่วทั้งจีโนมมองหา loci หรือ SNP ที่เฉพาะเจาะจงเหล่านี้ (ออกเสียงว่า "snips) เพื่อดูว่าบางอย่างพบได้บ่อยในผู้ที่เป็นโรคเฉพาะหรือไม่
SNP เป็นพื้นที่ของดีเอ็นเอที่แตกต่างกันไปในนิวคลีโอไทด์เดี่ยวหรือคู่เบส นิวคลีโอไทด์เป็นฐานที่ประกอบเป็นส่วนประกอบหรือ "ตัวอักษร" ของรหัสพันธุกรรม
มีเพียงสี่ฐานคือ A (adenine), C (cytosine), G (guanine) และ T (thymine) แม้จะเป็น "ตัวอักษร" ที่มีเพียงสี่ตัวอักษร แต่รูปแบบต่างๆที่สร้างขึ้นจากฐานต่างๆนั้นแทบจะไร้ขีด จำกัด และอธิบายถึงความแตกต่างในลักษณะระหว่างบุคคลต่างๆ
มี SNP จำนวนเท่าใดในจีโนมมนุษย์
จีโนมของมนุษย์มีนิวคลีโอไทด์ประมาณ 300 พันล้านนิวคลีโอไทด์ซึ่งประมาณ 1 ใน 1,000 เป็น SNP จีโนมของแต่ละคนมี SNP ระหว่างสี่ล้านถึงห้าล้าน SNP
SNP รายย่อยและรายใหญ่
SNP ถูกจัดประเภทเป็นรายใหญ่หรือรายย่อยขึ้นอยู่กับความถี่ของ SNP ในประชากรกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง ตัวอย่างเช่นถ้า 80% ของคนมี A (อะดีนีน) ในตำแหน่งเดียวและ 20% มี T (ไทมีน) SNP ที่มี A จะถือว่าเป็น SNP หลักหรือทั่วไปและ SNP ที่มี T ซึ่งเป็นผู้เยาว์ SNP.
เมื่อ SNP เกิดขึ้นภายในยีนภูมิภาคเหล่านี้จะเรียกว่าอัลลีลโดยส่วนใหญ่มีสองรูปแบบที่เป็นไปได้ คำว่า "ความถี่อัลลีลรอง" หมายถึงความถี่ของอัลลีลที่พบน้อยกว่าหรือ SNP รอง
โรคที่หายากบางชนิดมีลักษณะเป็น SNP เดียวที่หายาก ตัวอย่างเช่นโรคฮันติงตัน สำหรับโรคที่ซับซ้อนและซับซ้อนส่วนใหญ่เช่นโรคเบาหวานชนิดที่ 2 หรือโรคหัวใจอาจมี SNP หลายชนิดที่พบได้บ่อย
สถานที่ตั้งของ SNP
SNPs พบได้ในพื้นที่การทำงานที่แตกต่างกันของจีโนมและในทางกลับกันภูมิภาคนี้มีบทบาทในผลกระทบที่อาจมี SNP อาจอยู่ใน:
- ลำดับการเข้ารหัสของยีน
- ภูมิภาคที่ไม่มีการเข้ารหัส
- ระหว่างยีน (intergenic)
เมื่อพบ SNP พร้อมกับลำดับการเข้ารหัสของยีนอาจมีผลต่อโปรตีนที่ยีนดังกล่าวเปลี่ยนโครงสร้างเพื่อให้มีผลที่เป็นอันตรายผลที่เป็นประโยชน์หรือไม่มีผลเลย
แต่ละส่วนของรหัสนิวคลีโอไทด์สามตัว (SNP สามตัว) สำหรับกรดอะมิโนหนึ่งตัว อย่างไรก็ตามมีความซ้ำซ้อนในรหัสพันธุกรรมดังนั้นแม้ว่านิวคลีโอไทด์หนึ่งตัวจะเปลี่ยนไปก็อาจไม่ส่งผลให้กรดอะมิโนชนิดอื่นถูกวางไว้ในโปรตีน
การเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนอาจทำให้โครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีนเปลี่ยนไปหรือไม่และหากเป็นเช่นนั้นอาจส่งผลให้ระดับความผิดปกติของโปรตีนนั้นแตกต่างกันไป (การรวมกันของสามฐานจะกำหนดว่ากรดอะมิโนที่เป็นไปได้ 21 ชนิดจะถูกแทรกในบริเวณใดบริเวณหนึ่งในโปรตีน)
SNP ที่อยู่ในบริเวณที่ไม่มีการเข้ารหัสหรือระหว่างยีนอาจยังคงมีผลต่อการทำงานทางชีววิทยาซึ่งอาจมีบทบาทกำกับดูแลในการแสดงออกของยีนที่อยู่ใกล้เคียง (อาจส่งผลต่อการทำงานเช่นการผูกปัจจัยการถอดเสียงเป็นต้น)
ประเภทของ SNP ในภูมิภาคการเข้ารหัส
ภายในขอบเขตการเข้ารหัสของยีนมี SNP หลายประเภทเช่นกัน
- ตรงกัน: SNP ที่มีความหมายเหมือนกันจะไม่เปลี่ยนกรดอะมิโน
- ไม่ระบุชื่อ: ด้วย SNP ที่ไม่ระบุชื่อจะมีการเปลี่ยนแปลงในกรดอะมิโน แต่อาจมีได้สองประเภท
ประเภทของ SNP ที่ไม่ระบุชื่อ ได้แก่ :
- การกลายพันธุ์ของ Missense: การกลายพันธุ์ประเภทนี้ส่งผลให้โปรตีนทำงานไม่ปกติหรือไม่ทำงานเลย
- การกลายพันธุ์ที่ไร้สาระ: การกลายพันธุ์เหล่านี้ส่งผลให้โคดอนหยุดก่อนกำหนดซึ่งส่งผลให้โปรตีนสั้นลง
SNPs เทียบกับการกลายพันธุ์
คำว่าการกลายพันธุ์และ SNP (การเปลี่ยนแปลง) บางครั้งใช้แทนกันได้แม้ว่าคำว่าการกลายพันธุ์มักใช้เพื่ออธิบายตัวแปรทางพันธุกรรมที่หายาก SNP มักใช้เพื่ออธิบายความแตกต่างทางพันธุกรรมทั่วไป
เซลล์สืบพันธุ์เทียบกับการกลายพันธุ์ของร่างกาย
ด้วยการเพิ่มการรักษาแบบกำหนดเป้าหมายสำหรับโรคมะเร็งเมื่อเร็ว ๆ นี้ (ยาที่กำหนดเป้าหมายการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเฉพาะหรือการกลายพันธุ์ในเซลล์มะเร็งที่กระตุ้นการเติบโตของเนื้องอก) การพูดคุยเกี่ยวกับการกลายพันธุ์ของยีนอาจทำให้เกิดความสับสน ประเภทของการกลายพันธุ์ที่พบในเซลล์มะเร็งส่วนใหญ่มักเป็นการกลายพันธุ์ทางร่างกายหรือที่ได้มา
การกลายพันธุ์ทางร่างกายหรือที่ได้รับ เกิดขึ้นในกระบวนการที่เซลล์กลายเป็นเซลล์มะเร็งและมีอยู่เฉพาะในเซลล์ที่เกิดขึ้น (ตัวอย่างเช่นเซลล์มะเร็งปอด) เนื่องจากได้มาหลังคลอดจึงไม่ได้รับการถ่ายทอดหรือสืบทอดจากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่ง
เมื่อการเปลี่ยนแปลงหรือการกลายพันธุ์ที่ได้มาเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในฐานเดียวพวกเขามักจะเรียกว่านิวคลีโอไทด์เดี่ยว การเปลี่ยนแปลง แทนที่จะเป็น SNP
เซลล์สืบพันธุ์หรือการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมในทางตรงกันข้ามคือการกลายพันธุ์หรือการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมอื่น ๆ ในดีเอ็นเอที่มีตั้งแต่แรกเกิด (ความคิด) และสามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้
กรรมพันธุ์กับการกลายพันธุ์ของยีนที่ได้มา: อะไรคือความแตกต่าง?ด้วย GWAS มุ่งเน้นไปที่รูปแบบทางพันธุกรรมที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมดังนั้นจึงอาจพบการกลายพันธุ์ของเซลล์สืบพันธุ์ได้
SNPs อาจส่งผลต่อชีววิทยาอย่างไร
SNP จำนวนมากมีผลกระทบโดยตรงต่อชีววิทยาเพียงเล็กน้อย แต่สามารถทำหน้าที่เป็นเครื่องหมายที่มีประโยชน์มากในการค้นหาพื้นที่ของจีโนมที่ทำ แม้ว่า SNP อาจเกิดขึ้นภายในยีน แต่ก็มักพบในบริเวณที่ไม่ได้เข้ารหัส
เมื่อพบว่า SNP บางส่วนเกี่ยวข้องกับลักษณะเฉพาะในการศึกษาความสัมพันธ์ทั้งจีโนมนักวิจัยจึงใช้การทดสอบเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบพื้นที่ของดีเอ็นเอที่อยู่ใกล้ SNP ในการทำเช่นนั้นพวกเขาอาจระบุยีนหรือยีนที่เกี่ยวข้องกับลักษณะ
การเชื่อมโยงเพียงอย่างเดียวไม่ได้พิสูจน์ว่า SNP (หรือยีนเฉพาะที่อยู่ใกล้ SNP) สาเหตุ ลักษณะ; จำเป็นต้องมีการประเมินเพิ่มเติม นักวิทยาศาสตร์อาจดูโปรตีนที่ยีนสร้างขึ้นเพื่อประเมินการทำงาน (หรือความผิดปกติ) ในการทำเช่นนี้บางครั้งอาจเป็นไปได้ที่จะหาชีววิทยาพื้นฐานที่นำไปสู่โรคนั้น
จีโนไทป์และฟีโนไทป์
เมื่อพูดถึง SNP และลักษณะการกำหนดคำศัพท์อีกสองคำจะเป็นประโยชน์ วิทยาศาสตร์ทราบมานานแล้วว่าการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเกี่ยวข้องกับฟีโนไทป์
- จีโนไทป์ หมายถึงรูปแบบทางพันธุกรรมเช่นการเปลี่ยนแปลงใน SNP
- ฟีโนไทป์ หมายถึงลักษณะนิสัย (เช่นสีตาหรือสีผม) แต่อาจรวมถึงโรคลักษณะทางพฤติกรรมและอื่น ๆ อีกมากมาย
ในการเปรียบเทียบกับนักวิจัย GWAS อาจมองหา SNP (รูปแบบทางพันธุกรรม) ที่เกี่ยวข้องกับความโน้มเอียงที่จะเป็นสีบลอนด์หรือสีน้ำตาล เช่นเดียวกับการค้นพบในการศึกษาความสัมพันธ์ทั้งจีโนมความสัมพันธ์ (ความสัมพันธ์) ระหว่างจีโนไทป์ (SNP ในกรณีนี้) และลักษณะ (เช่นสีผม) ไม่จำเป็นต้องหมายความว่าการค้นพบทางพันธุกรรมเป็น สาเหตุ ของลักษณะ
SNPs และโรคของมนุษย์
สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าด้วยโรคที่พบบ่อย SNP ที่เฉพาะเจาะจงมักไม่ได้เป็นสาเหตุของโรคเพียงอย่างเดียว แต่โดยปกติจะมีการรวมกันของ SNP หลายตัว (หรืออย่างน้อยก็คือยีนที่อยู่ใกล้เคียง) ซึ่งอาจนำไปสู่โรคในระดับที่แตกต่างกัน ( ความรุนแรง) และในรูปแบบต่างๆ
นอกจากนี้การเปลี่ยนแปลงของ SNP มักจะรวมกับปัจจัยทางพันธุกรรมอื่น ๆ และปัจจัยเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม / วิถีชีวิต SNP บางชนิดอาจเกี่ยวข้องกับโรคมากกว่าหนึ่งโรคเช่นกัน
SNP ทั้งหมดไม่ "ไม่ดี" และ SNP บางชนิด (เช่นเดียวกับที่พบในโรคลำไส้อักเสบ) อาจลดความเสี่ยงของโรคแทนที่จะเพิ่มความเสี่ยง การค้นพบเช่นนี้อาจทำให้นักวิจัยพบวิธีการรักษาที่ดีขึ้นสำหรับโรคโดยการเรียนรู้เกี่ยวกับโปรตีนที่ยีนกำหนดและพยายามเลียนแบบการกระทำด้วยยา
วิธีการทำ: วิธีการและผลลัพธ์
การศึกษาความสัมพันธ์ทั้งจีโนมอาจมีการออกแบบที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับคำถามที่จะตอบ เมื่อดูเงื่อนไขทางการแพทย์ที่พบบ่อย (เช่นโรคเบาหวานประเภท 2) นักวิจัยรวบรวมคนกลุ่มหนึ่งที่เป็นโรคและอีกกลุ่มหนึ่งที่ไม่มีโรค (ฟีโนไทป์) จากนั้นจะทำ GWAS เพื่อดูว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างจีโนไทป์ (ในรูปแบบของ SNP) และฟีโนไทป์ (โรค) หรือไม่
การสุ่มตัวอย่าง
ขั้นตอนแรกในการดำเนินการศึกษาคือการได้รับตัวอย่างดีเอ็นเอจากผู้เข้าร่วม สามารถทำได้โดยการเจาะเลือดหรือใช้ไม้กวาดแก้ม ตัวอย่างถูกทำให้บริสุทธิ์เพื่อแยกดีเอ็นเอออกจากเซลล์และส่วนประกอบอื่น ๆ ในเลือด จากนั้น DNA ที่แยกได้จะถูกวางลงบนชิปที่สามารถสแกนได้ในเครื่องอัตโนมัติ
การสแกนและการวิเคราะห์ทางสถิติของรูปแบบต่างๆ
จากนั้นจะสแกนจีโนมทั้งหมดของตัวอย่างดีเอ็นเอเพื่อค้นหารูปแบบทางพันธุกรรม (SNP) ที่เกี่ยวข้องกับโรคหรือลักษณะอื่น ๆ หรือหากพบ SNP (รูปแบบต่างๆ) ที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นในกลุ่มโรค หากพบรูปแบบต่างๆจะมีการวิเคราะห์ทางสถิติเพื่อประมาณว่ารูปแบบระหว่างสองกลุ่มมีนัยสำคัญทางสถิติหรือไม่
กล่าวอีกนัยหนึ่งผลการวิจัยจะถูกวิเคราะห์เพื่อตรวจสอบความน่าจะเป็นที่โรคหรือลักษณะที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม ผลลัพธ์เหล่านี้จะแสดงในพล็อตแมนฮัตตัน
การวิเคราะห์เพิ่มเติมและการยืนยันการติดตามผล
ในการประเมินผลการวิจัยนักวิจัยใช้ฐานข้อมูลของจีโนไทป์และฟีโนไทป์ (แค็ตตาล็อก GWAS) เพื่อเปรียบเทียบลำดับการอ้างอิงที่รู้จักกับที่พบ โครงการ International HapMap (2005) เป็นรากฐานที่พร้อมกับความสำเร็จของโครงการจีโนมมนุษย์ทำให้การศึกษาเหล่านี้เป็นไปได้
หากตรวจพบรูปแบบต่างๆแสดงว่าเกี่ยวข้องกับโรค แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นสาเหตุของโรคและจะทำการทดสอบเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบพื้นที่ของจีโนมในภูมิภาคที่พบ SNP อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น
สิ่งนี้มักเกี่ยวข้องกับการจัดลำดับพื้นที่เฉพาะ (โดยดูจากลำดับของคู่เบสใน DNA) พื้นที่เฉพาะหรือการจัดลำดับ exon ทั้งหมด
เปรียบเทียบกับการทดสอบทางพันธุกรรมอื่น ๆ
โรคทางพันธุกรรมที่หายากส่วนใหญ่เกิดจากการกลายพันธุ์ของยีน แต่มีหลายรูปแบบที่แตกต่างกัน (การกลายพันธุ์) ในยีนเดียวกันที่อาจเกิดขึ้น
ตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนแปลงสองสามพันรูปแบบภายในยีน BRCA อยู่ภายใต้คำว่าการกลายพันธุ์ของ BRCA การวิเคราะห์ความเชื่อมโยงสามารถใช้เพื่อค้นหารูปแบบเหล่านี้ อย่างไรก็ตามไม่เป็นประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงโรคที่ซับซ้อนซึ่งพบได้บ่อย
ข้อ จำกัด
เช่นเดียวกับการทดสอบทางการแพทย์ส่วนใหญ่มีข้อ จำกัด ในการศึกษาความสัมพันธ์ทั้งจีโนม บางส่วน ได้แก่ :
- ข้อ จำกัด ทางพันธุกรรม: ไม่ใช่ความเสี่ยงของโรค (พันธุกรรมหรือสิ่งแวดล้อม) ทั้งหมดที่เกิดจากตัวแปรทั่วไป ตัวอย่างเช่นเงื่อนไขบางอย่างเกิดจากตัวแปรที่หายากมากและอื่น ๆ เกิดจากการเปลี่ยนแปลงที่ใหญ่ขึ้นในจีโนม
- เชิงลบที่เป็นเท็จ: GWAS อาจตรวจไม่พบตัวแปรทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขทางการแพทย์โดยเฉพาะดังนั้นจึงให้ข้อมูลที่สมบูรณ์น้อยกว่าเกี่ยวกับความสัมพันธ์ใด ๆ
- ผลบวกเท็จ: แน่นอนความสัมพันธ์อาจถูกตรวจพบระหว่าง loci และโรคที่เกิดจากความบังเอิญมากกว่าความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสอง ความกังวลที่ใหญ่กว่าอย่างหนึ่งสำหรับบางคนคือความสัมพันธ์ที่พบโดย GWAS อาจไม่มีความเกี่ยวข้องกับโรคอย่างแท้จริง
- ข้อผิดพลาด: มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดข้อผิดพลาดในการศึกษาการเชื่อมโยงทั้งจีโนมโดยมีสถานที่หลายแห่งที่อาจเกิดขึ้นได้โดยเริ่มจากการสุ่มตัวอย่างที่ไม่ดีไปจนถึงข้อผิดพลาดในการแยก DNA และนำไปใช้กับชิปจนถึงข้อผิดพลาดของเครื่องจักรที่อาจเกิดขึ้นกับระบบอัตโนมัติ เมื่อมีข้อมูลแล้วข้อผิดพลาดในการตีความอาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน ต้องมีการควบคุมคุณภาพอย่างรอบคอบในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการ
การศึกษาเหล่านี้ได้รับผลกระทบจากขนาดของกลุ่มตัวอย่างเช่นกันโดยขนาดของกลุ่มตัวอย่างที่เล็กกว่าจะให้ข้อมูลที่สำคัญน้อย
ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นและการประยุกต์ใช้ทางคลินิก
การศึกษาความสัมพันธ์ทั้งจีโนมมีโอกาสที่จะส่งผลกระทบต่อโรคได้หลายวิธีตั้งแต่การกำหนดความเสี่ยงการป้องกันไปจนถึงการออกแบบการรักษาเฉพาะบุคคลและอื่น ๆ อีกมากมาย อย่างไรก็ตามบางทีศักยภาพที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของการศึกษาเหล่านี้คือบทบาทของพวกเขาในการช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึงชีววิทยาพื้นฐานของเงื่อนไขทางการแพทย์ที่ซับซ้อนและซับซ้อน
ในปัจจุบันการรักษาส่วนใหญ่ที่เรามีสำหรับโรคได้รับการออกแบบมาเพื่อช่วยในการรักษา อาการ ของโรค
การศึกษาความสัมพันธ์ทั้งจีโนม (พร้อมกับการศึกษาติดตามผลเช่นการวิเคราะห์ตัวแปรที่หายากและการจัดลำดับจีโนมทั้งหมด) ช่วยให้นักวิจัยสามารถศึกษากลไกทางชีววิทยาที่ทำให้เกิดโรคเหล่านี้ได้ในตอนแรกซึ่งเป็นขั้นตอนสำหรับการพัฒนาการรักษาที่ตรงกับสาเหตุ แทนที่จะรักษาอาการเท่านั้น
ในทางทฤษฎีการรักษาดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะได้ผลดีกว่าในขณะที่ก่อให้เกิดผลข้างเคียงน้อยลง
ความอ่อนแอและการตรวจหาโรคในระยะเริ่มแรก
ในปัจจุบันการทดสอบจำนวนมากที่ใช้ในการคัดกรองสภาวะทางการแพทย์ขึ้นอยู่กับความเสี่ยงโดยเฉลี่ยของแต่ละบุคคล ด้วยเงื่อนไขบางประการจึงไม่คุ้มทุนและอาจก่อให้เกิดอันตรายมากกว่าการคัดกรองทุกคน
โดยการเรียนรู้ว่าบุคคลนั้นมีความไวต่อสภาวะมากหรือน้อยการตรวจคัดกรองอาจปรับให้เหมาะกับบุคคลนั้น ๆ ไม่ว่าจะแนะนำให้ตรวจคัดกรองบ่อยขึ้นเมื่ออายุมากขึ้นด้วยการทดสอบที่แตกต่างกันหรืออาจไม่จำเป็นต้องได้รับการตรวจคัดกรองเลย .
ความอ่อนแอต่อปัจจัยเสี่ยง
ไม่ใช่ทุกคนที่ได้รับผลกระทบจากสารพิษในสิ่งแวดล้อมอย่างเท่าเทียมกัน ตัวอย่างเช่นคิดว่าผู้หญิงอาจเสี่ยงต่อสารก่อมะเร็งในยาสูบได้ง่ายขึ้น การพิจารณาความอ่อนไหวต่อการสัมผัสของบุคคลนั้นไม่เพียง แต่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มองไปที่กลไกการป้องกันเท่านั้น แต่ยังสามารถชี้นำประชาชนในรูปแบบอื่น ๆ
ตัวอย่างที่เป็นไปได้คือกาแฟ การศึกษาจำนวนมากได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับกาแฟและความเสี่ยงของโรคมะเร็งต่างๆและโรคอื่น ๆ โดยมีผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกัน อาจเป็นไปได้ว่าคำตอบนั้นขึ้นอยู่กับบุคคลนั้น ๆ และการดื่มกาแฟอาจส่งผลดีต่อคน ๆ หนึ่งและเป็นอันตรายต่อผู้อื่นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของจีโนมของพวกเขา
เภสัชพันธุศาสตร์
สาขาเภสัชพันธุศาสตร์กำลังใช้ผลการวิจัยเพื่อช่วยทำนายการตอบสนองของแต่ละบุคคลต่อยาบางชนิด ความแตกต่างในการแต่งหน้าทางพันธุกรรมของบุคคลอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของยาวิธีการเผาผลาญในร่างกายและผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้น ขณะนี้การทดสอบสามารถช่วยให้บางคนคาดเดาได้ว่ายาแก้ซึมเศร้าชนิดใดอาจมีประสิทธิภาพมากกว่ากัน
Coumadin (warfarin) เป็นทินเนอร์เลือดที่สามารถท้าทายในการให้ยาอย่างเหมาะสม หากขนาดยาต่ำเกินไปอาจไม่ได้ผลในการป้องกันการอุดตันของเลือดซึ่งอาจนำไปสู่ปอดเส้นเลือดหัวใจวายหรือโรคหลอดเลือดสมองตีบ ในอีกด้านหนึ่งของสเปกตรัมเมื่อปริมาณสูงเกินไป (เลือดทินเนอร์มากเกินไป) ผลลัพธ์อาจเป็นหายนะพอ ๆ กันโดยคนที่มีเลือดออกเช่นเข้าสู่สมอง (โรคหลอดเลือดสมอง)
นักวิจัยสามารถใช้ GWAS เพื่อแสดงการเปลี่ยนแปลงของยีนหลายชนิดที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อการให้ยา Coumadin การค้นพบนี้นำไปสู่การพัฒนาการทดสอบทางพันธุกรรมที่สามารถใช้ในคลินิกเพื่อช่วยแพทย์ในการกำหนดขนาดยาที่เหมาะสม
การวินิจฉัยและการรักษาโรคไวรัส
บางคนมีความอ่อนไหวต่อการติดเชื้อไวรัสมากกว่าคนอื่น ๆ และเป็นที่ทราบกันดีว่าผู้คนตอบสนองต่อการรักษาต่างกัน การรวมกันของ GWAS และการจัดลำดับรุ่นต่อไปอาจช่วยให้ได้คำตอบสำหรับทั้งสองประเด็น
ตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมอาจเพิ่มความไวต่อการติดเชื้อ HPV และมะเร็งปากมดลูก การรู้ว่าใครอ่อนแอกว่าสามารถช่วยแพทย์ในการแนะนำทั้งการป้องกันและการตรวจคัดกรอง อีกตัวอย่างหนึ่งที่ GWAS อาจมีประโยชน์มากคือในการรักษาโรคไวรัสตับอักเสบซีเนื่องจากผู้คนอาจตอบสนองต่อการรักษาที่มีอยู่ในปัจจุบันแตกต่างกันมาก
การคาดคะเนการพยากรณ์โรค
แม้จะได้รับการรักษา แต่บางคนที่ดูเหมือนจะมีการวินิจฉัยที่คล้ายคลึงกันมากอาจมีผลลัพธ์ที่แตกต่างจากโรค GWAS อาจช่วยระบุว่าใครจะตอบสนองได้ดีและใครจะไม่ตอบสนอง คนที่มีการพยากรณ์โรคไม่ดีอาจต้องได้รับการรักษาอย่างจริงจังมากขึ้นในขณะที่คนที่มีการพยากรณ์โรคดีมากอาจต้องการการรักษาน้อยกว่า การรู้ล่วงหน้าอาจทำให้บุคคลนั้นเสียผลข้างเคียงได้
การทดสอบจีโนมบอกอะไรคุณได้บ้างเกี่ยวกับความเสี่ยงด้านสุขภาพตัวอย่างความสำเร็จของ GWAS ในการแพทย์
ในปี 2018 มีการระบุตำแหน่งของโรคที่พบบ่อย (หรือลักษณะอื่น ๆ ) มากกว่า 10,000 แห่งและจำนวนดังกล่าวยังคงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว มีหลายตัวอย่างที่แสดงให้เห็นว่าการศึกษาเหล่านี้อาจเปลี่ยนโฉมหน้าของยาได้อย่างไร
การค้นพบเหล่านี้บางส่วนได้เปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโรคทั่วไปไปแล้ว
จอประสาทตาเสื่อม
หนึ่งในการค้นพบการเปิดตาครั้งแรกของการศึกษาเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของจีโนมโดยรวมเกี่ยวกับการเสื่อมสภาพของอายุที่เกี่ยวข้องกับอายุซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการตาบอดในสหรัฐอเมริกา ก่อนหน้า GWAS อาการจอประสาทตาเสื่อมส่วนใหญ่ถือเป็นโรคทางสิ่งแวดล้อม / วิถีชีวิตที่มีพื้นฐานทางพันธุกรรมเพียงเล็กน้อย
GWAS ระบุว่ายีนสามตัวคิดเป็น 74% ของความเสี่ยงที่เป็นสาเหตุของโรค สิ่งนี้ไม่เพียง แต่น่าแปลกใจในสภาพที่ไม่เคยคิดมาก่อนว่าเป็นโรคทางพันธุกรรม แต่การศึกษาเหล่านี้ช่วยแสดงให้เห็นถึงพื้นฐานทางชีววิทยาของโรคโดยการดูรูปแบบของยีนสำหรับโปรตีนเสริม H รหัสยีนนี้สำหรับโปรตีน ที่ควบคุมการอักเสบ
เมื่อรู้สิ่งนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถออกแบบการรักษาที่มุ่งเป้าไปที่สาเหตุมากกว่าอาการ
โรคลำไส้อักเสบ
GWAS ได้ระบุตำแหน่งจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของโรคลำไส้อักเสบ (ลำไส้ใหญ่อักเสบเป็นแผลและโรค Crohn) แต่ยังพบว่ามีการกลายพันธุ์ที่ดูเหมือนจะป้องกันการพัฒนาของลำไส้ใหญ่ จากการศึกษาโปรตีนที่สร้างโดยยีนนี้นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะสามารถออกแบบยาที่สามารถควบคุมหรือป้องกันโรคได้เช่นกัน
เงื่อนไขทางการแพทย์อื่น ๆ อีกมากมาย
มีเงื่อนไขทางการแพทย์ที่พบบ่อยมากมายซึ่ง GWAS ได้ทำการค้นพบที่สำคัญ สิ่งเหล่านี้ ได้แก่ :
- โรคอัลไซเมอร์
- โรคกระดูกพรุน
- ความล้มเหลวของรังไข่ก่อนวัยอันควร (วัยหมดประจำเดือนในช่วงต้น)
- โรคเบาหวานประเภท 2
- โรคสะเก็ดเงิน
- โรคพาร์กินสัน
- โรคหัวใจบางประเภท
- โรคอ้วน
- โรคจิตเภท
คำจาก Verywell
การศึกษาความสัมพันธ์ทั้งจีโนมทำให้เราเข้าใจโรคที่พบบ่อยได้ดีขึ้นแล้ว การติดตามเบาะแสในการศึกษาเหล่านี้ซึ่งชี้ให้เห็นถึงกลไกทางชีววิทยาที่เป็นรากฐานของโรคมีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงไม่เพียง แต่การรักษาเท่านั้น แต่ยังสามารถป้องกันภาวะเหล่านี้ได้ในอนาคต