เนื้อหา
การทดสอบจีโนมคือการทดสอบประเภทหนึ่งที่ดูมากกว่ายีนของคุณ แต่เป็นวิธีที่ยีนของคุณโต้ตอบและสิ่งที่ปฏิสัมพันธ์เหล่านั้นมีความหมายต่อสุขภาพของคุณการทดสอบจีโนมมักสับสนกับการทดสอบทางพันธุกรรม ความแตกต่างที่สำคัญคือการทดสอบทางพันธุกรรมออกแบบมาเพื่อตรวจหาการกลายพันธุ์ของยีนเดี่ยว (เช่นการกลายพันธุ์ของ BRCA1 และ BRCA2 ที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งเต้านมและรังไข่) ในขณะที่การทดสอบจีโนมจะตรวจสอบยีนทั้งหมดของคุณ
การพิจารณาการแต่งหน้าทางพันธุกรรมของคุณให้กว้างขึ้นรวมถึงวิธีการเรียงลำดับยีนของคุณและอิทธิพลที่มีอิทธิพลต่อการทดสอบจีโนมซึ่งกันและกันสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกว่าร่างกายของคุณทำงานอย่างไรในระดับโมเลกุลและความหมายในแง่ของความเสี่ยงของโรคความก้าวหน้าหรือ กำเริบ
การทดสอบจีโนมมักใช้ในการรักษามะเร็งเพื่อตรวจสอบว่าเนื้องอกมีแนวโน้มที่จะทำงานอย่างไร สิ่งนี้สามารถช่วยให้แพทย์คาดการณ์ได้ว่ามะเร็งของคุณจะลุกลามแค่ไหนและมีแนวโน้มที่จะแพร่กระจาย (แพร่กระจาย) ไปยังส่วนอื่น ๆ ของร่างกายหรือไม่
การทดสอบจีโนมเป็นเครื่องมือหลักในการพัฒนายาเฉพาะบุคคลที่มีเป้าหมายเพื่อปรับแต่งการรักษาผลิตภัณฑ์และการปฏิบัติให้เหมาะกับแต่ละบุคคล
พันธุศาสตร์กับจีโนมิกส์
ในขณะที่พันธุศาสตร์และจีโนมิกส์มีความเกี่ยวข้องกับยีน แต่ก็มีจุดมุ่งหมายและการใช้งานที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง
พันธุศาสตร์
พันธุศาสตร์คือการศึกษาผลกระทบที่ยีนมีต่อแต่ละบุคคล ยีนให้คำแนะนำร่างกายเกี่ยวกับวิธีการสร้างโปรตีน ในทางกลับกันโปรตีนจะกำหนดโครงสร้างและหน้าที่ของแต่ละเซลล์ของร่างกายยีนประกอบด้วยส่วนประกอบที่เรียกว่า DNA ซึ่งจัดเรียงเป็นสตริงเรียกว่า "เบส" ลำดับหรือลำดับของฐานจะเป็นตัวกำหนดว่าคำสั่งใดถูกส่งไปและเมื่อใด
ในขณะที่ยีนจำนวนมากถูกเข้ารหัสเพื่อสร้างโปรตีนที่เฉพาะเจาะจง แต่ยีนอื่น ๆ ที่ไม่ได้เข้ารหัสจะควบคุมวิธีการและเวลาที่โปรตีนถูกสร้างขึ้น (โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นการเปิดและปิดยีนบางชนิด) ความผิดปกติใด ๆ ในการทำงานของยีนอาจมีผลต่อความเสี่ยงของโรคบางชนิดขึ้นอยู่กับโปรตีนที่ได้รับผลกระทบ
ในบางกรณีการกลายพันธุ์ของยีนเพียงตัวเดียวสามารถนำไปสู่โรคต่างๆเช่นโรคซิสติกไฟโบรซิสโรคกล้ามเนื้อเสื่อมและโรคเซลล์รูปเคียว
การทดสอบทางพันธุกรรมสามารถค้นหาการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่คุณอาจได้รับมาจากพ่อแม่ของคุณเพื่อยืนยันการวินิจฉัยทำนายความเสี่ยงในอนาคตหรือระบุว่าคุณเป็นพาหะหรือไม่
จีโนมิกส์
จีโนมิกส์คือการศึกษาโครงสร้างหน้าที่การทำแผนที่และวิวัฒนาการของดีเอ็นเอที่สมบูรณ์รวมถึงยีนทั้งหมด สารพันธุกรรมบวกกับลำดับทั้งหมดเรียกว่า จีโนม. จุดมุ่งหมายของจีโนมิกส์คือการวิเคราะห์การทำงานและโครงสร้างของจีโนมเพื่อ:
- ทำความเข้าใจว่าระบบทางชีววิทยาที่ซับซ้อนเช่นระบบหัวใจและหลอดเลือดและระบบต่อมไร้ท่อ (ฮอร์โมน) มีอิทธิพลต่อกันและกันอย่างไร
- คาดการณ์ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นหากปฏิสัมพันธ์ทางพันธุกรรมรบกวนการทำงานทางชีววิทยาตามปกติ
ทั้งหมดบอกว่ามียีนรหัสโปรตีนที่แตกต่างกันระหว่าง 20,000 ถึง 25,000 ยีนและยีนกำกับดูแลที่ไม่มีรหัสประมาณ 2,000 ยีนในจีโนมของมนุษย์
จีโนมิกส์มีความสำคัญเนื่องจากช่วยให้เราเข้าใจว่าเหตุใดคนบางคนจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดโรคบางอย่างทางพันธุกรรม (แม้ว่าเราจะไม่เข้าใจว่ายีนบางชนิดมีปฏิกิริยาอย่างไร) จีโนมิกส์จะประเมินตัวแปรทางพันธุกรรมจำนวนมากที่มีผลต่อพัฒนาการและ / หรือการรักษาโรคเช่นมะเร็งหรือโรคเบาหวาน
ซึ่งแตกต่างจากพันธุศาสตร์จีโนมิกส์ไม่ได้ จำกัด อยู่ที่การกลายพันธุ์ที่สืบทอดได้ เป็นการระบุว่าการสร้างพันธุกรรมของคุณมีผลต่อการเกิดโรคอย่างไรและในทางกลับกันสภาพแวดล้อมวิถีชีวิตและการรักษาด้วยยาสามารถกระตุ้นให้เกิดการกลายพันธุ์ที่เปลี่ยนแปลงหลักสูตรนั้นได้อย่างไร
การทำความเข้าใจตัวแปรที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเหล่านี้ทำให้แพทย์สามารถตัดสินใจเลือกการรักษาได้อย่างมีข้อมูลมากขึ้นโดยมักจะดำเนินการล่วงหน้า
บทบาทของการทดสอบจีโนม
การทดสอบจีโนมขึ้นอยู่กับความเข้าใจในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับจีโนมมนุษย์ซึ่งเป็นกระบวนการที่เริ่มต้นด้วยโครงการจีโนมมนุษย์ที่ทำงานร่วมกันตั้งแต่ปี 1990 ถึง 2003
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์สามารถระบุได้มากขึ้นว่าความผิดปกติทางพันธุกรรมใดที่แปลว่าไม่ใช่แค่การพัฒนาของโรคเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลักษณะของโรคด้วย การทำเช่นนี้ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกว่าเหตุใดบางคนจึงพัฒนามะเร็งในรูปแบบที่ลุกลามมากขึ้นมีชีวิตอยู่กับเอชไอวีได้นานขึ้นหรือไม่ตอบสนองต่อเคมีบำบัดบางรูปแบบ
ในขณะที่การทดสอบทางพันธุกรรมสามารถยืนยันหรือแยกแยะเงื่อนไขทางพันธุกรรมที่น่าสงสัยได้ แต่จีโนมิกส์จะทำการทดสอบไปอีกขั้นโดยให้เรา:
- เครื่องหมายความเสี่ยง เพื่อคัดกรองโรค
- เครื่องหมายพยากรณ์ เพื่อทำนายว่าโรคจะดำเนินไปเร็วแค่ไหนโอกาสที่จะกลับมาเป็นซ้ำและผลของโรค
- เครื่องหมายทำนาย เพื่อเป็นแนวทางในการเลือกการรักษาและหลีกเลี่ยงความเป็นพิษ
- เครื่องหมายตอบกลับ เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของการรักษาต่างๆ
ในขณะที่จีโนมิกส์มุ่งเน้นไปที่ผลกระทบของการสร้างพันธุกรรมของเราโดยไม่คำนึงถึงปัจจัยอื่น ๆ ทั้งหมด แต่ก็ไม่ได้ใช้ในการแยก
ความเคลื่อนไหวที่เพิ่มขึ้นไปสู่การแพทย์เฉพาะบุคคลกำลังเปลี่ยนวิธีที่เราเข้าใกล้โรคต่างๆ แทนที่จะเป็นโซลูชันขนาดเดียวที่เหมาะกับทุกคนการแพทย์เฉพาะบุคคลจะคำนึงถึงความแปรปรวนที่สูงในพันธุกรรมสิ่งแวดล้อมและวิถีชีวิตเพื่อนำเสนอโซลูชันที่เหมาะกับแต่ละบุคคลมากขึ้น
การทดสอบทำงานอย่างไร
โดยทั่วไปการทดสอบจีโนมจะนำเสนอเป็นกลุ่มของยีนเป้าหมายตั้งแต่การวิเคราะห์ "จุดร้อน" ทางพันธุกรรม (สถานที่ที่มีการกลายพันธุ์ที่เป็นที่ยอมรับอย่างดี) ไปจนถึงการหาลำดับยีนแบบเต็ม โดยทั่วไปการทดสอบจะดำเนินการในห้องปฏิบัติการเฉพาะทางที่ได้รับการรับรองภายใต้การแก้ไขปรับปรุงห้องปฏิบัติการทางคลินิก (CLIA) ปี 2531 ปัจจุบันมีห้องปฏิบัติการพันธุศาสตร์ที่ได้รับการรับรอง CLIA มากกว่า 500 แห่งในสหรัฐอเมริกา
การทดสอบส่วนใหญ่ต้องใช้ตัวอย่างเลือดหรือน้ำลายหรือไม้กวาดที่ด้านในของแก้ม (เรียกว่าการสเมียร์แก้ม) ขึ้นอยู่กับจุดมุ่งหมายของการทดสอบอาจต้องใช้เลือดเพียงไม่กี่หยดหรือหลาย ๆ ขวด อาจจำเป็นต้องมีการตรวจชิ้นเนื้อของเนื้องอกหรือไขกระดูกสำหรับผู้ที่เป็นมะเร็ง
เมื่อได้ตัวอย่างแล้วมักจะใช้เวลาประมาณหนึ่งถึงสี่สัปดาห์ในการรับผลลัพธ์ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพที่กำลังรับการรักษาผู้ให้คำปรึกษาทางพันธุกรรมอาจพร้อมช่วยให้คุณเข้าใจข้อ จำกัด ของการทดสอบและความหมายของผลลัพธ์และไม่ได้หมายความว่าอย่างไร
ลำดับรุ่นต่อไป
Next-generation sequencing (NGS) เป็นเครื่องมือหลักสำหรับการทดสอบจีโนม ใช้เพื่อระบุและประเมินลำดับพันธุกรรมของส่วนดีเอ็นเอสั้น ๆ นับล้านที่เรียกว่า "reads" จากนั้นการอ่านจะถูกประกอบเป็นลำดับที่สมบูรณ์เพื่อพิจารณาว่ามีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม (ตัวแปร) ใดและความหมาย
NGS มีความยืดหยุ่นสูงและสามารถใช้เพื่อจัดลำดับยีนเพียงไม่กี่ยีนเช่นสำหรับแผงมะเร็งเต้านมที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมหรือจีโนมทั้งหมดที่ใช้โดยทั่วไปเพื่อวัตถุประสงค์ในการวิจัยเพื่อคัดกรองโรคที่หายาก
เนื่องจากสายพันธุ์ส่วนใหญ่มีผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์เพียงเล็กน้อยหรือแทบจะไม่มีเลยพวกมันจะถูกกรองออกเพื่อระบุสิ่งที่มีความหมายทางการแพทย์ จากนั้นตัวแปรเหล่านี้จะได้รับคะแนนในระดับห้าจุดตั้งแต่:
- อ่อนโยน (ไม่ก่อให้เกิดโรค)
- น่าจะเป็นพิษเป็นภัย
- ไม่แน่นอน
- มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดโรค (ทำให้เกิดโรค)
- ก่อโรค
ในขณะที่ห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่จะรายงานการค้นพบที่ก่อให้เกิดโรคและมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดโรค แต่บางห้องก็รวมถึงการค้นพบที่ไม่แน่นอนน่าจะเป็นพิษเป็นภัยและไม่เป็นอันตรายด้วย รวมถึงการตีความจากนักพันธุศาสตร์ที่ได้รับการรับรองด้วย
ผลการศึกษาระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา
ผลลัพธ์ที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับอาการที่สงสัยจะอ้างถึงผลลัพธ์หลักในขณะที่ผลลัพธ์ที่มีความหมายทางการแพทย์ แต่ไม่เกี่ยวข้องกันเรียกว่าผลลัพธ์รอง (หรือโดยบังเอิญ)
การค้นพบทุติยภูมิมักมีความเกี่ยวข้องและอาจเปิดเผยความเสี่ยงทางพันธุกรรมของบุคคลที่จะเป็นโรคในอนาคตสถานะพาหะหรือการค้นพบทางเภสัชพันธุศาสตร์ (ร่างกายของคุณประมวลผลยาเฉพาะอย่างไร) ในบางกรณีอาจมีการทดสอบกับผู้ปกครองของคุณเพื่อช่วยระบุว่ามีการแบ่งปันตัวแปรใดบ้าง เดอโนโว (ไม่สืบทอด).
การทดสอบจีโนมในมะเร็ง
การพัฒนาการทดสอบจีโนมเกิดขึ้นไม่มากก็น้อยควบคู่ไปกับการเพิ่มขึ้นของการรักษามะเร็งแบบกำหนดเป้าหมาย เมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มเข้าใจว่าตัวแปรทางพันธุกรรมบางชนิดเปลี่ยนเซลล์ปกติให้กลายเป็นมะเร็งได้อย่างไรพวกเขาจึงสามารถพัฒนาการทดสอบเพื่อคัดกรองตัวแปรเฉพาะและพัฒนายาเพื่อกำหนดเป้าหมายยีนเหล่านั้นได้
ปัจจุบันการทดสอบจีโนมกลายเป็นส่วนสำคัญมากขึ้นในการรักษาและจัดการมะเร็งประเภทต่างๆรวมทั้งมะเร็งเต้านมและมะเร็งปอด
แม้ว่าการตรวจทางพันธุกรรมอาจช่วยระบุความเสี่ยงของบุคคลในการเป็นมะเร็ง แต่การทดสอบจีโนมช่วยให้เราระบุเครื่องหมายทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับลักษณะของโรคได้ ช่วยให้เราสามารถคาดเดาพฤติกรรมที่เป็นไปได้ของเนื้องอกรวมถึงการเติบโตของเนื้องอกและความเป็นไปได้ที่จะแพร่กระจาย
สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากเซลล์ของเนื้องอกมีแนวโน้มที่จะกลายพันธุ์อย่างรวดเร็ว แม้ว่าตัวแปรทางพันธุกรรมตัวเดียวจะทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของเนื้องอก แต่โรคนี้เองก็สามารถใช้หลักสูตรที่แตกต่างกันได้หลายอย่างก้าวร้าวและอื่น ๆ ไม่ได้ แม้ว่าการทดสอบทางพันธุกรรมอาจช่วยระบุความผิดปกติ แต่การทดสอบจีโนมสามารถระบุวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการรักษาได้
ยิ่งไปกว่านั้นหากเนื้องอกกลายพันธุ์อย่างกะทันหันการทดสอบจีโนมสามารถตรวจสอบได้ว่าการกลายพันธุ์นั้นเปิดกว้างต่อการบำบัดแบบกำหนดเป้าหมายหรือไม่ ตัวอย่างหนึ่งคือยา Nerlynx (neratinib) ที่ใช้ในการกำหนดเป้าหมายและรักษามะเร็งเต้านม HER2-positive ระยะเริ่มต้น
การเปรียบเทียบการทดสอบทางพันธุกรรมและพันธุกรรมในมะเร็งเต้านม
พันธุศาสตร์การศึกษาลักษณะทางพันธุกรรมที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมรวมถึงลักษณะที่เกี่ยวข้องกับโรคบางชนิด
พันธุศาสตร์สร้างความเสี่ยงในการสืบทอดมะเร็งจากพ่อแม่ของคุณ
การทดสอบ BRCA1 และ BRCA2 สามารถทำนายความเสี่ยงของการเป็นมะเร็งเต้านมหรือมะเร็งรังไข่ได้
เมื่อคุณทราบความเสี่ยงของมะเร็งเต้านมแล้วคุณสามารถดำเนินการเพื่อลดความเสี่ยงได้
การศึกษากิจกรรมและปฏิสัมพันธ์ของยีนในจีโนมรวมถึงบทบาทในโรคบางชนิด
เมื่อคุณเป็นมะเร็งจีโนมิกส์จะกำหนดว่าเนื้องอกจะทำงานอย่างไร
การทดสอบมะเร็งเต้านม Oncotype DX และ PAM50 ใช้เพื่อกำหนดรายละเอียดของเนื้องอกและทำนายว่าคุณจะตอบสนองต่อเคมีบำบัดอย่างไร
จากผลการทดสอบจีโนมคุณและแพทย์ของคุณสามารถตัดสินใจได้ว่าตัวเลือกการรักษาใดเหมาะสมที่สุดหลังการผ่าตัด
การทดสอบจีโนมในบ้าน
การทดสอบจีโนมในบ้านได้แทรกซึมเข้าไปในชีวิตประจำวันของเราแล้วโดยเริ่มจากการเปิดตัวชุดพันธุกรรม 23andMe ที่บ้านโดยตรงสู่ผู้บริโภคในปี 2550
ในขณะที่การทดสอบทางพันธุกรรมในบ้านบางอย่างเช่นการทดสอบ AncestryDNA และ National Geographic Geno 2.0 ได้รับการออกแบบมาเพื่อติดตามบรรพบุรุษของบุคคลเท่านั้น 23andMe ให้โอกาสผู้บริโภคในการระบุความเสี่ยงของความผิดปกติของสุขภาพทางพันธุกรรม
เป็นรูปแบบธุรกิจที่เต็มไปด้วยความท้าทาย ในปี 2010 สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา (FDA) ได้สั่งให้ 23andMe และผู้ผลิตการทดสอบทางพันธุกรรมในบ้านที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพรายอื่นหยุดขายอุปกรณ์ซึ่งหน่วยงานกำกับดูแลถือว่าเป็น "อุปกรณ์ทางการแพทย์" ภายใต้กฎหมายของรัฐบาลกลาง
ในเดือนเมษายน 2559 หลังจากการเจรจากับ FDA เป็นเวลาหลายปี 23andMe ได้รับสิทธิ์ในการเปิดตัวการทดสอบความเสี่ยงทางพันธุกรรมของบริการจีโนมส่วนบุคคลซึ่งสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับความโน้มเอียงของบุคคลต่อ 10 โรคต่อไปนี้:
- การขาดสารต่อต้านอนุมูลอิสระ Alpha-1 (ความผิดปกติทางพันธุกรรมที่เชื่อมโยงกับโรคปอดและตับ)
- โรคช่องท้อง
- โรคดีสโทเนียหลักที่เริ่มมีอาการเร็ว (ความผิดปกติของการเคลื่อนไหวโดยไม่สมัครใจ)
- การขาดปัจจัย XI (ความผิดปกติของการแข็งตัวของเลือด)
- โรคเกาเชอร์ประเภท 1
- การขาด Glucose-6-phosphate dehydrogenase (ความผิดปกติของเม็ดเลือดแดง)
- hemochromatosis ทางพันธุกรรม (โรคเหล็กเกิน)
- โรคลิ่มเลือดอุดตันทางพันธุกรรม (ความผิดปกติของการแข็งตัวของเลือด)
- โรคอัลไซเมอร์ในระยะเริ่มมีอาการ
- โรคพาร์กินสัน
การทดสอบโดยใช้น้ำลายให้ความแม่นยำในระดับเดียวกับที่แพทย์ใช้
แม้จะมีข้อดีของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ แต่ก็ยังมีข้อกังวลในหมู่ผู้สนับสนุนบางส่วนเกี่ยวกับความเสี่ยงที่อาจเกิดการเลือกปฏิบัติหากมีการแบ่งปันข้อมูลทางพันธุกรรมโดยไม่ได้รับอนุญาตจากผู้บริโภค บางส่วนชี้ให้เห็นความจริงที่ว่า บริษัท ยายักษ์ใหญ่อย่าง GlaxoSmithKline (GSK) เป็นผู้ลงทุนใน 23andMe อยู่แล้วและวางแผนที่จะใช้ผลการทดสอบของลูกค้าห้าล้านรายในการออกแบบยาใหม่
เพื่อตอบโต้คำวิจารณ์ 23andMe แนะนำ FDA ว่าผลลัพธ์จะ "ไม่ระบุตัวตน" ซึ่งหมายความว่าจะไม่มีการเปิดเผยตัวตนและข้อมูลของผู้บริโภคกับ GSK