Врачи создают базу данных ДНК жителей Нью-Йорка: зачем это нужно

На этой неделе Система здравоохранения Mount Sinai начала работу по созданию обширной базы данных генетической информации пациентов, сообщает New York Times.

Цель состоит в том, чтобы найти методы лечения различных заболеваний от шизофрении и заканчивая заболеваниями почек. Но усилия по сбору генетической информации о многих пациентах, собранной во время обычных заборов крови, могут вызвать проблемы с конфиденциальностью.

Данные будут анонимными. Mount Sinai заявила, что не намерена делиться ими ни с кем, кроме исследователей. Но потребительские или генеалогические базы данных, как Ancestry.com и GEDmatch, использовались детективами в поисках генетических улик. Они использовали их, чтобы раскрыть старые преступления.

Исследователи из Mount Sinai говорят, что обширные наборы генетических последовательностей могут открыть новое понимание многих заболеваний, а также проложить путь к новым методам лечения. Но единственный способ собрать эти базы данных – убедить огромное количество людей согласиться на секвенирование их геномов.

По теме: Лица-neverCOVID: почему некоторые люди никогда не заражаются коронавирусом, несмотря на контакт с больными

Помимо поиска прогрессивного лекарства, база данных в сочетании с медицинскими записями пациентов даст новое представление о том, как взаимодействие между генетическими и социально-экономическими факторами, такими как бедность или воздействие загрязнения воздуха, может повлиять на здоровье людей.

Система здравоохранения надеется в конечном итоге собрать базу данных генетических последовательностей для 1 миллиона пациентов. Это будет означать включение примерно одного из каждых 10 жителей Нью-Йорка. По словам пресс-секретаря больницы Карин Эскенази, работы начались на этой неделе.

Это не первая попытка Mount Sinai создать генетическую базу данных.

В течение примерно 15 лет Mount Sinai создавал банк биологических образцов, или биобанк, под названием BioMe. На сегодняшний день он насчитывает около 50 000 последовательностей ДНК. Однако исследователи были разочарованы медленными темпами, которые они объясняют громоздким процессом для получения согласия и регистрации пациентов. Это многократные опросы и длительная беседа один на один с сотрудником Mount Sinai, которая иногда длится 20 минут.

Большая часть этого процесса получения согласия уходит на второй план. Mount Sinai отказался от медицинских обследований и свел процедуру к просмотру короткого видео и предоставлению подписи. На этой неделе они пытаются зарегистрировать большинство пациентов, которые сдавали анализы крови в рамках своего лечения.

По всей стране уже существует ряд крупных программ биобанка. Но тот, который стремится построить Система здравоохранения Mount Sinai, станет первым крупномасштабным мероприятием, в котором примут участие в основном жители Нью-Йорка. Программа вполне может ознаменовать сдвиг в том, как многие жители Нью-Йорка относятся к своей генетической информации, от частного или неизвестного к чему-то, что они пожертвовали на исследования.

Проект будет включать в себя секвенирование огромного количества образцов ДНК.

Это может стоить десятки или даже сотни миллионов долларов. Чтобы избежать таких затрат, Mount Sinai заключила партнерство с Regeneron, крупной фармацевтической компанией, которая проведет работу по секвенированию. Взамен компания получит доступ к генетическим последовательностям и частичным медицинским записям каждого участника. Mount Sinai также намерены поделиться данными с другими исследователями.

Хотя исследователи Mount Sinai имеют доступ к анонимным электронным медицинским записям каждого участвующего пациента, данные, которыми делятся с Regeneron, будут более ограниченными. Компания может получить доступ к диагнозам, лабораторным отчетам и жизненно важным показателям.

В сочетании с медицинскими записями большие генетические наборы данных могут помочь исследователям найти редкие мутации, либо могут защитить от него.

Ещё неизвестно, сможет ли Mount Sinai, одна из крупнейших больничных систем города, достичь своей цели по зачислению миллиона пациентов в программу. Если это произойдет, полученная база данных станет одной из крупнейших в мире. И в стране, наряду с проектом, осуществляемым Министерством по делам ветеранов США, а также проектом, осуществляемым Национальными институтами здравоохранения, цель которого в конечном итоге охватить 1 миллион американцев.

Эти два правительственных проекта включают секвенирование всего генома, которое позволяет выявить полный состав ДНК человека. Проект Mount Sinai будет секвенировать около 1 процента генома каждого человека, называемого экзомом.

Система здравоохранения Geisinger Health System на северо-востоке Пенсильвании также создала базу данных из более чем 185 000 последовательностей ДНК в партнерстве с Regeneron.

Эта база данных сыграла определенную роль в открытии мутаций, которые могут защитить от ожирения и жировой болезни печени.

Компания Regeneron, которая в последние годы стала широко известна благодаря эффективному лечению Covid-19 моноклональными антителами, секвенировала и изучила ДНК примерно 2 миллионов пациентов-добровольцев. По данным компании, в основном благодаря сотрудничеству с системами здравоохранения и крупным биобанком в Великобритании.

Но количество пациентов, за которых Mount Sinai надеется зарегистрировать, в сочетании с их расовым и этническим разнообразием, а также с разнообразием Нью—Йорка в целом, выделит его из большинства существующих баз данных.

“Масштаб и тип открытий, которые мы все сможем сделать, сильно отличаются от того, что было возможно до сегодняшнего дня при проведении исследований”, – сказал доктор Арис Барас, старший вице-президент Regeneron.

По словам доктора Бараса, люди европейского происхождения, как правило, чрезмерно представлены в геномных наборах данных. Это означает, что генетические тесты, которые люди получают на риск развития рака, гораздо более приспособлены к генетическим вариантам, которые распространены среди белых больных раком.

“Если у вас не европейское происхождение, то информации о вариантах и генах будет меньше. И в результате вы не получите такого хорошего генетического теста”, – сказал доктор Барас.

Система здравоохранения Mount Sinai, в которой семь больниц в Нью-Йорке, принимает около 1,1 миллиона пациентов в год и обслуживает более 3 миллионов амбулаторных посещений врачебных кабинетов. Доктор Чарни подсчитал, что больничная система забирает кровь по меньшей мере у 300 000 пациентов ежегодно. И он ожидает, что многие из них будут согласны на использование их крови для генетических исследований.

По его словам, уровень охвата таким сбором данных обычно высок — около 80 процентов.

Марк Герштейн, профессор биомедицинской информатики Йельского университета, сказал, что нет никаких сомнений в том, что геномные наборы данных являются движущей силой великих медицинских открытий.

Но он сказал, что сам по-прежнему не будет участвовать в нём. И призвал людей подумать о том, может ли добавление их ДНК в базу данных когда-нибудь повлиять на их внуков.

“Я несколько обеспокоен этим”, – сказал он.

По его словам, наши коллективные знания о мутациях и о том, с какими заболеваниями они связаны — будь то болезнь Альцгеймера или шизофрения, — будут только увеличиваться в ближайшие годы. “Если когда-нибудь произойдет утечка данных, эта информация может быть использована для дискриминации детей или внуков нынешних участников”, – сказал доктор Герштейн. Он добавил, что их могут дразнить или отказать в страховке.

Он отметил, что даже если бы данные были анонимными и безопасными, это могло бы измениться. “Защита информации в течение длительных периодов времени становится намного сложнее”, – сказал он. И отметил, что Regeneron может даже не существовать через 50 лет. “Риск взлома данных в течение такого длительного периода времени возрастает”, – сказал он.

Другие врачи призвали к участию. И отметили, что генетические исследования дают большие надежды на разработку методов лечения целого ряда заболеваний.

Доктор Чарни, который будет руководить усилиями по сбору миллиона последовательностей, изучает шизофрению. Он использовал существующую базу данных Mount Sinai для поиска конкретного варианта гена, связанного с психотическим заболеванием.

Из трёх пациентов в существующей базе данных биома Mount Sinai с этим вариантом только у одного было тяжелое пожизненное психическое заболевание. “Что такого в геномах этих двух других людей, что каким-то образом защитило их? Или, может быть, их защитила окружающая среда?” – спросил он.

Его команда начала вызывать этих пациентов для проведения дополнительных исследований. План состоит в том, чтобы взять образцы их клеток. А потом использовать технологию редактирования генов для изучения влияния различных изменений на этот конкретный генетический вариант.Доктор Чарни сказал: “Это может помочь разобраться в том, что представляет собой реальный процесс заболевания”.

65-летний Уилберт Гибсон внесен в существующую генетическую базу данных Mount Sinai.

Будучи здоровым до тех пор, пока ему не исполнилось 60 лет. Его сердце начало быстро отказывать, врачи боролись с диагнозом. В Mount Sinai он обнаружил, что страдает сердечным амилоидозом, при котором в сердце накапливается белок, снижающий его способность перекачивать кровь.

Ему сделали пересадку сердца. Когда его спросили, не поделится ли он своим геномом, чтобы помочь исследованиям, он с радостью согласился. Он был включен в генетические исследования, которые помогли выявить вариант гена у людей африканского происхождения, связанный с сердечными заболеваниями. Участие в медицинских исследованиях было самым простым решением, с которым он столкнулся в то время.

“Когда вы находитесь в ситуации, в которой нахожусь я, и обнаруживаете, что ваше сердце отказывает, вы идете и делаете это”, – сказал он в интервью. Он приписал врачам Mount Sinai спасение его жизни.