Lékařská genetika - Medical genetics

„Klinická genetika“ přeadresuje tady. Pro deník viz Klinická genetika (časopis).
Netechnický úvod do tématu najdete v části Úvod do genetiky.
Část série na
Genetika
Hybridogeneze ve vodních žabích gametách.svg
 
Klíčové komponenty
Historie a témata
Výzkum
Personalizovaná medicína
Personalizovaná medicína

Lékařská genetika je pobočkou lék to zahrnuje diagnostiku a řízení dědičné poruchy. Lékařská genetika se liší od lidská genetika v tom je lidská genetika oblastí vědeckého výzkumu, která se může nebo nemusí vztahovat na medicínu, zatímco lékařská genetika označuje použití genetiky v lékařské péči. Například výzkum příčin a dědičnosti genetické poruchy by byly považovány v rámci lidské genetiky i lékařské genetiky, zatímco diagnostika, management a poradenství lidem s genetickými poruchami by byly považovány za součást lékařské genetiky.

Naproti tomu studium obvykle nelékařských fenotypy jako je genetika barvy očí by byla považována za součást lidské genetiky, ale není nutně relevantní pro lékařskou genetiku (kromě situací, jako je albinismus ). Genetická medicína je novější termín pro lékařskou genetiku a zahrnuje oblasti jako např genová terapie, personalizovaná medicína a rychle se rozvíjející nová lékařská specializace, prediktivní medicína.

Rozsah

Lékařská genetika zahrnuje mnoho různých oblastí, včetně klinické praxe lékařů, genetických poradců a odborníků na výživu, klinických diagnostických laboratorních činností a výzkumu příčin a dědičnosti genetických poruch. Mezi příklady podmínek, které spadají do oblasti lékařské genetiky, patří vrozené vady a dysmorfologie, mentální postižení, autismus, mitochondriální poruchy, skeletální dysplázie, poruchy pojivové tkáně, rakovina genetika, generátory, a prenatální diagnostika. Lékařská genetika se stává stále důležitější pro mnoho běžných onemocnění. S nedávným pokrokem v oblasti se začínají objevovat přesahy s dalšími lékařskými specializacemi genetika odhalují etiologii pro morfologický, endokrinní, kardiovaskulární, plicní, oční lékař, ledvin, psychiatrické, a dermatologické podmínky. Komunita lékařské genetiky je stále více zapojena do jednotlivců, kteří se zavázali elektivní genetické a genomové testování.

Speciality

V některých ohledech jsou mnohé z jednotlivých oborů lékařské genetiky hybridy mezi klinickou péčí a výzkumem. To je částečně způsobeno nedávným pokrokem v oblasti vědy a techniky (viz např Projekt lidského genomu ), které umožnily nebývalé porozumění genetické poruchy.

Klinická genetika

Klinická genetika je praxe klinické medicíny se zvláštním důrazem na dědičné poruchy. Doporučení jsou odesílána na genetické kliniky z různých důvodů, včetně vrozené vady, vývojové zpoždění, autismus, epilepsie, nízký vzrůst, a mnoho dalších. Mezi příklady genetických syndromů, které se běžně vyskytují na genetické klinice, patří chromozomální přesmyky, Downův syndrom, DiGeorgeův syndrom (22q11.2 Deletion Syndrome), Syndrom křehkého X, Marfanův syndrom, Neurofibromatóza, Turnerův syndrom, a Williamsův syndrom.

Ve Spojených státech jsou lékaři, kteří praktikují klinickou genetiku, akreditováni Americkou radou lékařské genetiky a genomiky (ABMGG).[1] Aby se lékař stal praktickým lékařem klinické genetiky, musí absolvovat minimálně 24 měsíců školení v programu akreditovaném ABMGG. Jednotlivci, kteří hledají přijetí do výcvikových programů klinické genetiky, musí být držitelem titulu M.D. nebo D.O. stupně (nebo jejich ekvivalentu) a absolvovali minimálně 24 měsíců školení v ACGME -akreditovat, pověřit, zplnomocnit pobyt program v interní lékařství, pediatrie, porodnictví a gynekologie nebo jiná lékařská specializace.[2]

Metabolická / biochemická genetika

Metabolická (nebo biochemická) genetika zahrnuje diagnostiku a léčbu vrozené poruchy metabolismu u nichž mají pacienti enzymatické deficity, které narušují biochemické cesty zapojené do metabolismu sacharidy, aminokyseliny, a lipidy. Mezi příklady metabolických poruch patří galaktosémie, choroba ukládání glykogenu, poruchy ukládání lysozomů, metabolická acidóza, peroxisomální poruchy, fenylketonurie, a poruchy močovinového cyklu.

Cytogenetika

Cytogenetika je studium chromozomy a abnormality chromozomů. Zatímco cytogenetika historicky spoléhala mikroskopie analyzovat chromozomy, nové molekulární technologie jako např pole komparativní genomová hybridizace se nyní široce používají. Mezi příklady chromozomálních abnormalit patří aneuploidie, chromozomální přesmyky a poruchy genomové delece / duplikace.

Molekulární genetika

Molekulární genetika zahrnuje objev a laboratorní testování DNA mutace, které jsou základem mnoha poruchy jediného genu. Mezi příklady poruch jednoho genu patří achondroplázie, cystická fibróza, Duchennova svalová dystrofie, dědičné rakovina prsu (BRCA1 / 2), Huntingtonova choroba, Marfanův syndrom, Noonanův syndrom, a Rettův syndrom. Molekulární testy se také používají při diagnostice syndromů zahrnujících epigenetický abnormality, jako je Angelmanov syndrom, Beckwith-Wiedemannův syndrom, Prader-Williho syndrom, a uniparental disomy.

Mitochondriální genetika

Mitochondriální genetika se týká diagnostiky a léčby mitochondriální poruchy, které mají molekulární základ, ale často vedou k biochemickým abnormalitám v důsledku nedostatečné produkce energie.

Mezi laboratořemi lékařské genetické diagnostiky a molekulární patologie.

Genetické poradenství

Genetické poradenství je proces poskytování informací o genetických podmínkách, diagnostických testech a rizicích u ostatních členů rodiny v rámci nedirektivního poradenství. Genetičtí poradci jsou nelékařskými členy týmu lékařské genetiky, kteří se specializují na hodnocení rodinných rizik a poradenství pacientům ohledně genetických poruch. Přesná role genetického poradce se poněkud liší v závislosti na poruše. Při práci s genetiky se genetičtí poradci obvykle specializují na pediatrickou genetiku, která se zaměřuje na vývojové abnormality u novorozenců, kojenců nebo dětí. Hlavním cílem pediatrického poradenství je pokus vysvětlit genetický základ vývojových obav dítěte soucitným a artikulovaným způsobem, který umožňuje potenciálně rozrušeným nebo frustrovaným rodičům tyto informace snadno pochopit. Také genetičtí poradci obvykle berou rodinný rodokmen, který shrnuje anamnézu rodiny pacienta. To pak pomůže klinickému genetikovi v procesu diferenciální diagnostiky a pomůže určit, jaké další kroky by měly být podniknuty, aby pomohly pacientovi.[3]

Dějiny

Ačkoli genetika má své kořeny již v 19. století s dílem českého mnicha Gregor Mendel a další průkopnické vědce, lidská genetika se objevila později. Začalo se to rozvíjet, i když pomalu, během první poloviny 20. století. Mendelovská (jednogenová) dědičnost byla studována u řady důležitých poruch, jako je albinismus, brachydactyly (krátké prsty na rukou a nohou) a hemofilie. Matematické přístupy byly také navrženy a aplikovány na lidskou genetiku. Populační genetika byl vytvořen.

Lékařská genetika byla pozdním vývojářem a objevila se převážně po konci roku druhá světová válka (1945), kdy eugenika hnutí upadlo do dobré pověsti.[4] Nacistické zneužívání eugeniky znělo jako umíráček.[5] Shorn eugeniky, vědecký přístup by mohl být použit a byl aplikován na lidskou a lékařskou genetiku. Lékařská genetika zaznamenala ve druhé polovině 20. století stále rychlejší vzestup a pokračuje i v 21. století.

Současná praxe

Klinické prostředí, ve kterém jsou pacienti hodnoceni, určuje rozsah praktických, diagnostických a terapeutických intervencí. Pro účely obecné diskuse mohou typická setkání mezi pacienty a odborníky na genetiku zahrnovat:

  • Odeslání na ambulantní genetickou kliniku (pediatrickou, dospělou nebo kombinovanou) nebo konzultaci v nemocnici, nejčastěji k diagnostickému vyhodnocení.
  • Specializované genetické kliniky se zaměřením na management vrozené poruchy metabolismu, skeletální dysplázie nebo lysozomální střádavé choroby.
  • Doporučení pro poradenství na prenatální genetické klinice k projednání rizik pro těhotenství (pokročilý mateřský věk, expozice teratogenu, rodinná anamnéza genetického onemocnění), výsledky testů (abnormální screening mateřského séra, abnormální ultrazvuk) a / nebo možnosti prenatální diagnostiky (obvykle neinvazivní prenatální screening, diagnostická amniocentéza nebo vzorkování choriových klků).
  • Multidisciplinární speciální kliniky, které zahrnují klinického genetika nebo genetického poradce (genetika rakoviny, kardiovaskulární genetika, kraniofaciální nebo rozštěp rtů / patra, kliniky ztráty sluchu, kliniky svalové dystrofie / neurodegenerativní poruchy).

Diagnostické vyhodnocení

Každý pacient podstoupí diagnostické hodnocení přizpůsobené jeho konkrétním známkám a příznakům. Genetik vytvoří a diferenciální diagnostika a doporučit vhodné testování. Tyto testy se mohou vyhodnotit pro chromozomální poruchy, vrozené poruchy metabolismu nebo poruchy jednoho genu.

Studie chromozomů

Studie chromozomů se používají na obecné genetické klinice ke stanovení příčiny zpoždění vývoje / mentální retardace, vrozených vad, dysmorfních rysů a / nebo autismu. Chromozomová analýza se také provádí v prenatálním prostředí, aby se zjistilo, zda je plod ovlivněn aneuploidií nebo jinými přesmyky chromozomu. A konečně jsou ve vzorcích rakoviny často detekovány abnormality chromozomů. Pro analýzu chromozomů bylo vyvinuto velké množství různých metod:

  • Analýza chromozomů pomocí a karyotyp zahrnuje speciální skvrny, které generují světlé a tmavé pruhy, což umožňuje identifikaci každého chromozomu pod mikroskopem.
  • Fluorescence in situ hybridizace (FISH) zahrnuje fluorescenční značení sond, které se vážou na specifické sekvence DNA, používané k identifikaci aneuploidie, genomových delecí nebo duplikací, charakterizaci chromozomálních translokací a stanovení původu prstencové chromozomy.
  • Chromozomální malba je technika, která využívá fluorescenční sondy specifické pro každý chromozom k odlišnému označení každého chromozomu. Tato technika se častěji používá v cytogenetice rakoviny, kde může dojít ke složitým přeskupením chromozomů.
  • Pole komparativní genomová hybridizace je novější molekulární technika, která zahrnuje hybridizaci jednotlivého vzorku DNA na skleněný sklíčko nebo čip microarray obsahující molekulární sondy (v rozsahu od velkých ~ 200 kB bakteriální umělé chromozomy na malé oligonukleotidy), které představují jedinečné oblasti genomu. Tato metoda je obzvláště citlivá pro detekci genomických zisků nebo ztrát v genomu, ale nedetekuje vyvážené translokace ani nerozlišuje umístění duplikovaného genetického materiálu (například tandemová duplikace oproti inzertní duplikaci).

Základní metabolické studie

Provádějí se biochemické studie k testování nerovnováhy metabolitů v tělesné tekutině, obvykle v krvi (plazma / sérum) nebo v moči, ale také v mozkomíšním moku (CSF). Za určitých okolností se také používají specifické testy funkce enzymů (buď v leukocytech, kožních fibroblastech, játrech nebo svalech). V USA je novorozenecká obrazovka zahrnuje biochemické testy k screeningu léčitelných stavů, jako je galaktosémie a fenylketonurie (PKU). Pacienti s podezřením na metabolický stav mohou podstoupit následující testy:

  • Kvantitativní analýza aminokyselin se obvykle provádí pomocí ninhydrinové reakce, po které následuje kapalinová chromatografie k měření množství aminokyselin ve vzorku (buď moč, plazma / sérum nebo CSF). Měření aminokyselin v plazmě nebo séru se používá při hodnocení poruchy metabolismu aminokyselin jako poruchy močovinového cyklu, onemocnění moči javorovým sirupem, a PKU. Měření aminokyselin v moči může být užitečné při diagnostice cystinurie nebo ledvin Fanconiho syndrom jak je vidět na cystinóza.
  • Analýza organických kyselin v moči může být provedena buď kvantitativní nebo kvalitativní metodou, ale v obou případech se test používá k detekci vylučování abnormálních organické kyseliny. Tyto sloučeniny se normálně produkují během tělesného metabolismu aminokyselin a mastných kyselin s lichým řetězcem, ale u některých se hromadí metabolické podmínky.
  • Kombinovaný profil acylkarnitinu detekuje sloučeniny, jako jsou organické kyseliny a mastné kyseliny konjugované s karnitinem. Test se používá k detekci poruch zahrnujících metabolismus mastných kyselin, včetně MCAD.
  • Pyruvát a laktát jsou vedlejšími produkty normálního metabolismu, zejména během anaerobní metabolismus. Tyto sloučeniny se obvykle hromadí během cvičení nebo ischemie, ale jsou také zvýšené u pacientů s poruchami metabolismu pyruvátu nebo mitochondriálními poruchami.
  • Amoniak je konečným produktem metabolismu aminokyselin a přeměňuje se v játrech na močovina prostřednictvím řady enzymatických reakcí nazývaných močovinový cyklus. Zvýšený amoniak lze proto detekovat u pacientů s poruchy močovinového cyklu, jakož i další podmínky zahrnující selhání jater.
  • Testování enzymů se provádí u široké škály metabolických poruch, aby se potvrdila diagnóza podezřelá na základě screeningových testů.

Molekulární studie

  • Sekvenování DNA se používá k přímé analýze genomové sekvence DNA konkrétního genu. Obecně platí, že pouze části genu, které kódují exprimovaný protein (exony ) a malá množství přilehlých nepřekládaných oblastí a introny jsou analyzovány. Přestože jsou tyto testy vysoce specifické a citlivé, rutinně neidentifikují všechny mutace, které by mohly způsobit onemocnění.
  • Methylace DNA Analýza se používá k diagnostice určitých genetických poruch, které jsou způsobeny narušením epigenetický mechanismy jako genomový otisk a uniparental disomy.
  • Southern blot je časná technika základního postupu při detekci fragmentů DNA oddělených podle velikosti Gelová elektroforéza a detekovány pomocí radioaktivně značených sond. Tento test se běžně používal k detekci delecí nebo duplikací za podmínek, jako je Duchennova svalová dystrofie ale je nahrazen vysokým rozlišením pole komparativní genomová hybridizace techniky. Southern blot je stále užitečný při diagnostice poruch způsobených trinukleotid se opakuje.

Ošetření

Každá buňka těla obsahuje dědičné informace (DNA ) zabalené do struktur nazývaných chromozomy. Vzhledem k tomu, že genetické syndromy jsou obvykle výsledkem alterací chromozomů nebo genů, není v současné době k dispozici žádná léčba, která by mohla korigovat genetické alterace v každé buňce těla. V současnosti tedy neexistuje žádný „lék“ na genetické poruchy. U mnoha genetických syndromů však existuje léčba k léčbě příznaků. V některých případech zejména vrozené poruchy metabolismu, mechanismus onemocnění je dobře znám a nabízí potenciál dietního a lékařského managementu k prevenci nebo snížení dlouhodobých komplikací. V ostatních případech infuzní terapie se používá k nahrazení chybějícího enzymu. Současný výzkum se aktivně snaží využít genová terapie nebo jiné nové léky k léčbě specifických genetických poruch.

Řízení metabolických poruch

Obecně platí, že metabolické poruchy vznikají z nedostatku enzymů, které narušují normální metabolické cesty. Například v hypotetickém příkladu:

    A ---> B ---> C ---> D AAAA ---> BBBBBB ---> CCCCCCCCCC ---> (bez D) X Y Z X Y | (žádné nebo nedostatečné Z) EEEEE

Sloučenina "A" se metabolizuje na "B" enzymem "X", sloučenina "B" se metabolizuje na "C" enzymem "Y" a sloučenina "C" se metabolizuje na "D" enzymem "Z". chybí enzym „Z“, sloučenina „D“ bude chybět, zatímco sloučeniny „A“, „B“ a „C“ se budou hromadit. Patogeneze tohoto konkrétního stavu může vyplývat z nedostatku sloučeniny „D“, pokud je kritická pro některé buněčné funkce, nebo z toxicity způsobené nadbytkem „A“, „B“ a / nebo „C“, nebo z toxicity způsobené k přebytku „E“, který je obvykle přítomen pouze v malém množství a hromadí se pouze v případě, že je „C“ nadbytek. Léčba metabolické poruchy by mohla být dosažena dietním doplňkem sloučeniny „D“ a dietním omezením sloučenin „A“, „B“ a / nebo „C“ nebo léčbou léky, které podporovaly odstraňování přebytku „A“, „B“, „C“ nebo „E“. Dalším přístupem, který lze použít, je enzymová substituční terapie, při které se pacientovi podává infúze chybějícího enzymu „Z“ nebo kofaktorová terapie ke zvýšení účinnosti jakékoli zbytkové aktivity „Z“.

  • Strava

Omezení a doplnění stravy jsou klíčová opatření přijatá u několika známých metabolických poruch, včetně galaktosémie, fenylketonurie (PKU), onemocnění moči javorovým sirupem, organické acidurie a poruchy močovinového cyklu. Takové omezující diety mohou být pro pacienta a rodinu obtížné udržovat a vyžadují pečlivou konzultaci s odborníkem na výživu, který má zvláštní zkušenosti s metabolickými poruchami. Složení stravy se bude měnit v závislosti na kalorických potřebách rostoucího dítěte a během těhotenství je třeba věnovat zvláštní pozornost, pokud je žena postižena jednou z těchto poruch.

  • Léky

Lékařské přístupy zahrnují zvýšení reziduální aktivity enzymu (v případech, kdy je enzym vyroben, ale nefunguje správně), inhibice dalších enzymů v biochemické cestě, aby se zabránilo hromadění toxické sloučeniny nebo odklon toxické sloučeniny do jiné formy, která může být vylučován. Mezi příklady patří použití vysokých dávek pyridoxin (vitamin B6) u některých pacientů s homocystinurie pro zvýšení aktivity zbytkového cystathion syntázového enzymu, podávání biotin obnovit aktivitu několika enzymů ovlivněných nedostatkem biotinidáza, léčba s NTBC v Tyrosinemie inhibovat produkci sukcinylacetonu, která způsobuje jaterní toxicitu, a použití benzoan sodný snížit amoniak nahromadění poruchy močovinového cyklu.

Určitý lysozomální střádavé choroby jsou léčeni infuzemi rekombinantního enzymu (vyrobeného v laboratoři), který může snížit akumulaci sloučenin v různých tkáních. Mezi příklady patří Gaucherova choroba, Fabryho choroba, Mukopolysacharidózy a Glykogenová skladovací choroba typu II. Taková léčba je omezena schopností enzymu dosáhnout postižených oblastí ( hematoencefalická bariéra například brání enzymu dostat se do mozku) a někdy může být spojen s alergickými reakcemi. Dlouhodobá klinická účinnost enzymatických substitučních terapií se u různých poruch značně liší.

Další příklady

  • Blokátory angiotenzinových receptorů u Marfanova syndromu a Loeys-Dietz
  • Transplantace kostní dřeně
  • Genová terapie

Kariérní cesty a školení

Genetik pracující s rodokmenem

V oblasti lékařské genetiky existuje celá řada kariérních cest a přirozeně se výcvik požadovaný pro každou oblast značně liší. Informace obsažené v této části se vztahují na typické cesty ve Spojených státech a v jiných zemích se mohou lišit. Američtí odborníci v klinických, poradenských nebo diagnostických oborech obecně získávají certifikaci rady prostřednictvím Americká rada lékařské genetiky.

KariéraStupeňPopisVýcvik
Klinický genetikMD, DĚLAT nebo MD-PhDKlinický genetik je obvykle lékař, který hodnotí pacienty v kanceláři nebo jako konzultace v nemocnici. Tento proces zahrnuje anamnézu, rodinnou anamnézu (rodokmen ), podrobná fyzická prohlídka, kontrola objektivních údajů, jako je zobrazování a výsledky testů, stanovení a diferenciální diagnostika a doporučení vhodných diagnostických testů.Vysoká škola (4 roky) → Lékařská fakulta (4 roky) → Primární pobyt (2-3 roky) → Rezidence v klinické genetice (2 roky). Někteří kliničtí genetici také získávají titul PhD (4–7 let). Nová skladba rezidence nabízí čtyřletý primární pobyt v klinické genetice ihned po ukončení lékařské školy.[Citace je zapotřebí ]
Genetický poradceSLEČNAA Genetický poradce se specializuje na komunikaci genetických informací pacientům a rodinám. Genetičtí poradci často úzce spolupracují s klinickými genetiky nebo jinými lékaři (např Porodníci nebo Onkologové ) a často sdělují výsledky doporučených testů.Vysoká škola (4 roky) → Postgraduální program v genetickém poradenství (2 roky).
Metabolická sestra a / nebo odborník na výživuBA / BS, MS, RNJedním z kritických aspektů léčby pacientů s metabolickými poruchami je vhodný nutriční zásah (buď omezení sloučeniny, která nemůže být metabolizována, nebo doplnění sloučenin, které mají nedostatek v důsledku nedostatku enzymu). Metabolická sestra a odborník na výživu hrají důležitou roli při koordinaci řízení výživy.Vysoká škola (4 roky) → Zdravotnická škola nebo postgraduální vzdělávání v oboru výživy.
Biochemická diagnostikaBS, MS, Ph.D., MD, DO, MD-PhDJednotlivci, kteří se specializují na Biochemická genetika obvykle pracují v diagnostické laboratoři, specializují se na analýzy a tlumočení biochemické testy, které měří aminokyseliny, organické kyseliny, a enzym aktivita. Někteří kliničtí genetici jsou také certifikováni v biochemické genetice.Vysoká škola (4 roky) → Postgraduální studium (PhD, obvykle 4–7 let) a / nebo lékařská škola (4 roky)
Cytogenetická diagnostikaBS, MS, PhD, MD, DO, MD-PhDJednotlivci, kteří se specializují na Cytogenetika obvykle pracují v diagnostické laboratoři, analyzují a tlumočí karyotypy, RYBA, a komparativní genomová hybridizace testy. Někteří kliničtí genetici jsou také certifikováni v cytogenetice.Vysoká škola (4 roky) → Postgraduální studium (PhD, obvykle 4–7 let) a / nebo lékařská škola (4 roky)
Molekulární genetikaBS, MS, PhD, MD, DO, MD-PhDJednotlivci, kteří se specializují na Molekulární genetika obvykle pracují v diagnostické laboratoři, analyzují a interpretují specializované genetické testy, které hledají změny způsobující onemocnění (mutace ) v DNA. Některé příklady molekulárních diagnostických testů zahrnují Sekvenování DNA a Southern blot.Vysoká škola (4 roky) → Postgraduální studium (PhD, obvykle 4–7 let) a / nebo lékařská škola (4 roky)
Výzkumný genetikBS, MS, PhD, MD, DO, MD-PhDZa výzkumného genetika lze považovat každého vědce, který studuje genetické základy lidských onemocnění nebo ke studiu mechanismů nemoci používá modelové organismy. Mnoho z klinických kariérních cest zahrnuje také základní nebo translační výzkum, a tak se jednotlivci v oblasti lékařské genetiky často účastní nějaké formy výzkumu.Vysoká škola (4 roky) → Postgraduální studium (PhD, obvykle 4–7 let) a / nebo Lékařská fakulta (4 roky) → Postdoktorandské výzkumné školení (obvykle 3+ roky)
Laboratorní technikAS, BS, MSTechnici v diagnostických nebo výzkumných laboratořích zpracovávají vzorky a provádějí testy na lavičce.College (4 yrs), may have higher degree (MS, 2+ years)

Etické, právní a sociální důsledky

Genetické informace poskytují jedinečný typ znalostí o jednotlivci a jeho rodině, zásadně odlišný od obvykle laboratorního testu, který poskytuje „snímek“ zdravotního stavu jedince. Jedinečný stav genetické informace a dědičných chorob má řadu důsledků s ohledem na etické, právní a společenské obavy.

Dne 19. března 2015 vědci vyzvali k celosvětovému zákazu klinického používání metod, zejména používání metod CRISPR a zinkový prst, upravit lidský genom způsobem, který lze zdědit.[6][7][8][9] V dubnu 2015 a dubnu 2016 čínští vědci hlášeno výsledky základní výzkum upravit DNA neživotaschopných lidská embrya pomocí CRISPR.[10][11][12] V únoru 2016 dostali britští vědci regulační orgány povolení ke genetické modifikaci lidská embrya použitím CRISPR a souvisejících technik za podmínky, že embrya byla zničena do sedmi dnů.[13] V červnu 2016 údajně nizozemská vláda plánovala následovat podobné předpisy, které stanoví 14denní limit.[14]

Společnosti

Empirickější přístup k lidské a lékařské genetice byl formován založením v roce 1948 Americká společnost lidské genetiky. Společnost v tomto roce (1948) poprvé zahájila výroční zasedání a její mezinárodní protějšek, Mezinárodní kongres lidské genetiky, se schází každých 5 let od svého založení v roce 1956. Společnost vydává American Journal of Human Genetics měsíčně.

Lékařská genetika je nyní v USA uznávána jako samostatná lékařská specializace s vlastní schválenou komisí (American Board of Medical Genetics) a vysokou školou klinické specializace (The Americká vysoká škola lékařské genetiky ). Akademie pořádá každoroční vědecké setkání, vydává měsíčník, Genetika v medicíně a vydává poziční dokumenty a pokyny pro klinickou praxi týkající se různých témat souvisejících s lidskou genetikou.

Výzkum

Široká škála výzkumu v lékařské genetice odráží celkový rozsah této oblasti, včetně základního výzkumu genetického dědičnosti a lidského genomu, mechanismů genetických a metabolických poruch, translačního výzkumu nových způsobů léčby a dopadu genetického testování

Základní genetický výzkum

Genetici základního výzkumu obvykle provádějí výzkum na univerzitách, v biotechnologických firmách a výzkumných ústavech.

Alelická architektura nemoci

Hlavní článek: Populační skupiny v biomedicíně

Někdy je souvislost mezi nemocí a neobvyklou variantou genu jemnější. Genetická architektura běžných nemocí je důležitým faktorem při určování toho, do jaké míry genetické variace ovlivňují skupinové rozdíly ve výsledcích zdraví.[15][16][17] Podle běžné onemocnění / běžná varianta hypotéza, běžné varianty přítomné v populaci předků před rozšířením moderních lidí z Afriky hrají důležitou roli v lidských nemocech.[18] Zdá se, že tento model dodržují genetické varianty spojené s Alzheimerovou chorobou, hlubokou žilní trombózou, Crohnovou chorobou a diabetem 2. typu.[19] Obecnost modelu však dosud nebyla stanovena a v některých případech je na pochybách.[16][20][21] Některá onemocnění, například mnoho běžných druhů rakoviny, se nezdají být dobře popsána modelem běžné choroby / běžné varianty.[22]

Další možností je, že častá onemocnění vznikají částečně působením kombinací variant, které jsou individuálně vzácné.[23][24] Většina dosud objevených alel asociovaných s onemocněním byla vzácná a vzácné varianty jsou více pravděpodobné než běžné varianty, které budou odlišně rozděleny mezi skupiny rozlišené podle původu.[22][25] Skupiny by však mohly skrývat různé, i když možná překrývající se sady vzácných variant, které by snižovaly kontrasty mezi skupinami ve výskytu onemocnění.

Počet variant přispívajících k nemoci a interakce mezi těmito variantami by také mohly ovlivnit distribuci nemocí mezi skupinami. Potíže, se kterými se setkáváme při hledání alel přispívajících ke komplexním chorobám a při replikaci pozitivních asociací, naznačují, že mnoho komplexních onemocnění zahrnuje spíše mnoho variant než mírný počet alel a vliv jakékoli dané varianty může rozhodujícím způsobem záviset na genetických a environmentální pozadí.[20][26][27][28] Pokud je pro zvýšení náchylnosti k onemocnění zapotřebí mnoho alel, je nízká pravděpodobnost, že by se nezbytná kombinace alel soustředila v konkrétní skupině čistě prostřednictvím driftu.[29]

Populační substruktura ve výzkumu genetiky

Další informace: Populační struktura (genetika)

Jednou z oblastí, ve kterých mohou být populační kategorie důležitým faktorem při výzkumu genetiky, je kontrola mezi maticemi populační spodní struktura, expozice životního prostředí a zdravotní výsledky. Asociační studie mohou přinést falešné výsledky, pokud případy a kontroly mají různé frekvence alel pro geny, které nesouvisejí se studovanou chorobou,[30] ačkoli rozsah tohoto problému ve studiích genetické asociace je předmětem debaty.[31][32] Byly vyvinuty různé metody pro detekci a zohlednění spodní struktury populace,[33][34] ale tyto metody mohou být v praxi obtížně použitelné.[35]

Populační substrukturu lze také výhodně použít ve studiích genetické asociace.[36] Například populace, které představují nedávné směsi geograficky oddělených skupin předků, mohou vykazovat vazebnou nerovnováhu delšího dosahu mezi alelami citlivosti a genetickými markery, než je tomu u jiných populací.[37][38][39][40] Genetické studie mohou pomocí této příměsové vazebné nerovnováhy hledat alely onemocnění s menším počtem markerů, než by bylo jinak potřeba. Asociační studie také mohou využít kontrastní zkušenosti rasových nebo etnických skupin, včetně skupin migrantů, k hledání interakcí mezi konkrétními alelami a faktory prostředí, které by mohly ovlivnit zdraví.[41][42]

Viz také

Reference

  1. ^ „Americká rada lékařské genetiky a genomiky“. abmgg.org.
  2. ^ "Možnosti školení - ABMGG". abmgg.org.
  3. ^ Resta, Robert (19. května 2006). „Nová definice genetického poradenství: zpráva pracovní skupiny národní společnosti genetických poradců“. Journal of Genetic Counselling. 15 (2): 77–83. doi:10.1007 / s10897-005-9014-3. PMID  16761103. S2CID  25809385.
  4. ^ Rose, Nikolasi. (2009). Politika života sama: biomedicína, moc a subjektivita ve dvacátém prvním století. Princeton University Press. ISBN  978-0-691-12190-1. OCLC  995257497.
  5. ^ KOCH, TOM (2011-03-25). „Eugenika a genetická výzva, opět: všichni oblečeni a kamkoli jít“. Cambridge Quarterly of Healthcare Ethics. 20 (2): 191–203. doi:10.1017 / s0963180110000848. ISSN  0963-1801. PMC  3535762. PMID  21435294.
  6. ^ Wade, Nicholas (19. března 2015). „Vědci požadují zákaz způsobu úpravy lidského genomu“. New York Times. Citováno 20. března 2015.
  7. ^ Pollack, Andrew (3. března 2015). „Mocný nový způsob úpravy DNA“. New York Times. Citováno 20. března 2015.
  8. ^ Baltimore, David; Berg, Paul; Botchan, Dana; Charo, R. Alta; Church, George; Corn, Jacob E .; Daley, George Q .; Doudna, Jennifer A .; Fenner, Marsha; Greely, Henry T .; Jinek, Martin; Martin, G. Steven; Penhoet, Edward; Puck, Jennifer; Sternberg, Samuel H .; Weissman, Jonathan S .; Yamamoto, Keith R. (19. března 2015). „Obezřetná cesta vpřed pro genomové inženýrství a modifikaci zárodečných genů“. Věda. 348 (6230): 36–8. Bibcode:2015Sci ... 348 ... 36B. doi:10.1126 / science.aab1028. PMC  4394183. PMID  25791083.
  9. ^ Lanphier, Edward; Urnov, Fyodor; Haecker, Sarah Ehlen; Werner, Michael; Smolenski, Joanna (26. března 2015). „Neupravujte lidskou zárodečnou linii“. Příroda. 519 (7544): 410–411. Bibcode:2015 Natur.519..410L. doi:10.1038 / 519410a. PMID  25810189.
  10. ^ Kolata, Gina (23. dubna 2015). „Čínští vědci upravují geny lidských embryí, což vyvolává obavy“. New York Times. Citováno 24. dubna 2015.
  11. ^ Liang, Puping; Xu, Yanwen; Zhang, Xiya; Ding, Chenhui; Huang, Rui; Zhang, Zhen; Lv, Jie; Xie, Xiaowei; Chen, Yuxi; Li, Yujing; Sun, Ying; Bai, Yaofu; Songyang, Zhou; Ma, Wenbin; Zhou, Canquan; Huang, Junjiu (18. dubna 2015). „Úpravy genů zprostředkované CRISPR / Cas9 u lidských tripronukleárních zygotů“. Protein & Cell. 6 (5): 363–72. doi:10.1007 / s13238-015-0153-5. PMC  4417674. PMID  25894090.
  12. ^ Regalado, Antonio (08.05.2016). „Čínští vědci experimentují s výrobou embryí odolných proti HIV“. Recenze technologie MIT. Citováno 2016-06-10.
  13. ^ Gallagher, James (1. února 2016). „Vědci se pustí do„ úpravy genů “. BBC novinky. BBC. Citováno 10. června 2016.
  14. ^ Amjad, Anneesa (06.06.2016). „Nizozemská vláda usiluje o umožnění vytváření lidských embryí pro výzkum“. BioNews. Citováno 2016-06-10.
  15. ^ Reich DA, Lander ES (2001). "Na alelickém spektru lidské nemoci". Trendy Genet. 17 (9): 502–510. doi:10.1016 / s0168-9525 (01) 02410-6. PMID  11525833.
  16. ^ A b Pritchard JK (2002). „Alelická architektura lidských chorobných genů: běžná varianta onemocnění - běžná varianta ... nebo ne?“. Hum Mol Genet. 11 (20): 2417–2423. doi:10,1093 / hmg / 11,20,2417. PMID  12351577.
  17. ^ Smith DJ, Lusis AJ (2002). "Alelická struktura běžného onemocnění". Hum Mol Genet. 11 (20): 2455–2461. CiteSeerX  10.1.1.497.3708. doi:10,1093 / hmg / 11,20,2455. PMID  12351581.
  18. ^ Goldstein DB, Chikhi L (2002). „Lidské migrace a struktura populace: co víme a proč je to důležité“. Annu Rev Genom Hum Genet. 3: 129–152. doi:10.1146 / annurev.genom.3.022502.103200. PMID  12142358.
  19. ^ Lohmueller KE, Pearce CL, Pike M, Lander ES, Hirschhorn JN (2003). „Metaanalýza studií genetické asociace podporuje příspěvek běžných variant k náchylnosti k běžným onemocněním“. Nat Genet. 33 (2): 177–182. doi:10.1038 / ng1071. PMID  12524541. S2CID  6850292.
  20. ^ A b Weiss KM, Terwilliger JD (2000). "Kolik nemocí je potřeba k mapování genu pomocí SNP?". Nat Genet. 26 (2): 151–157. doi:10.1038/79866. PMID  11017069. S2CID  685795.
  21. ^ Cardon LR, Abecasis GR (2003). "Používání bloků haplotypu k mapování lokálních komplexů lidských komplexů". Trendy Genet. 19 (3): 135–140. CiteSeerX  10.1.1.398.8937. doi:10.1016 / s0168-9525 (03) 00022-2. PMID  12615007.
  22. ^ A b Kittles RA, Weiss KM (2003). „Rasa, původ a geny: důsledky pro definování rizika onemocnění“. Annu Rev Genom Hum Genet. 4: 33–67. doi:10.1146 / annurev.genom. 4.070802.110356. PMID  14527296.
  23. ^ Pritchard JK (2001). „Jsou vzácné varianty zodpovědné za náchylnost ke komplexním chorobám?“. Jsem J Hum Genet. 69 (1): 124–137. doi:10.1086/321272. PMC  1226027. PMID  11404818.
  24. ^ Cohen JC, Kiss RS, Pertsemlidis A, Marcel YL, McPherson R, Hobbs HH (2004). „Několik vzácných alel přispívá k nízké plazmatické hladině HDL cholesterolu“. Věda. 305 (5685): 869–872. Bibcode:2004Sci ... 305..869C. doi:10.1126 / science.1099870. PMID  15297675. S2CID  39429794.
  25. ^ Risch N, Burchard E, Ziv E, Tang H, „Kategorizace lidí v biomedicínském výzkumu: geny, rasa a nemoc,“ Genome Biol (2002) 3 (http://genomebiology.com/2002/3/7/comment/2007 ) (elektronicky publikováno 1. července 2002; přístup k 25. srpnu 2005)
  26. ^ Risch N (2000). "Hledání genetických determinantů v novém tisíciletí". Příroda. 405 (6788): 847–856. doi:10.1038/35015718. PMID  10866211. S2CID  4392356.
  27. ^ Altmüller J, Palmer LJ, Fischer G, Scherb H, Wjst M (2001). „Genomelogická vyšetření komplexních lidských nemocí: je těžké najít skutečné spojení“. Jsem J Hum Genet. 69 (5): 936–950. doi:10.1086/324069. PMC  1274370. PMID  11565063.
  28. ^ Hirschhorn JN, Lohmueller K, Byrne E, Hirschhorn K (2002). „Komplexní přehled studií genetické asociace“. Genet Med. 4 (2): 45–61. doi:10.1097/00125817-200203000-00002. PMID  11882781.
  29. ^ Cooper RS, „Genetické faktory etnických rozdílů ve zdraví“, Anderson NB, Bulatao RA, Cohen B, eds., Kritické pohledy na rasové a etnické rozdíly ve zdraví v pozdějším životě(Washington DC: National Academy Press, 2004), 267–309.
  30. ^ Cardon LR, Palmer LJ (2003). "Stratifikace populace a falešná alelická asociace". Lanceta. 361 (9357): 598–604. doi:10.1016 / s0140-6736 (03) 12520-2. PMID  12598158. S2CID  14255234.; Marchini J, Cardon LR, Phillips MS, Donnelly P (2004). „Účinky struktury lidské populace na velké genetické asociační studie“. Nat Genet. 36 (5): 512–517. doi:10.1038 / ng1337. PMID  15052271.
  31. ^ Thomas DC, Witte JS (2002). „Bod: stratifikace populace: problém pro případové kontrolní studie asociací kandidát-gen?“. Biomarkery proti rakovině Epidemiol Předchozí. 11 (6): 505–512. PMID  12050090.
  32. ^ Wacholder S, Rothman N, Caporaso N (2002). „Kontrapunkt: zkreslení ze stratifikace populace není hlavní hrozbou pro platnost závěrů z epidemiologických studií běžných polymorfismů a rakoviny“. Biomarkery proti rakovině Epidemiol Předchozí. 11 (6): 513–520. PMID  12050091.
  33. ^ Morton NE, Collins A (1998). "Testy a odhady alelické asociace v komplexní dědičnosti". Proc Natl Acad Sci USA. 95 (19): 11389–11393. Bibcode:1998PNAS ... 9511389M. doi:10.1073 / pnas.95.19.11389. PMC  21652. PMID  9736746.
  34. ^ Hoggart CJ, Parra EJ, Shriver MD, Bonilla C, Kittles RA, Clayton DG, McKeigue PM (2003). „Kontrola záměny genetických asociací ve stratifikovaných populacích“. Jsem J Hum Genet. 72 (6): 1492–1504. doi:10.1086/375613. PMC  1180309. PMID  12817591.
  35. ^ Freedman ML, Reich D, Penney KL, McDonald GJ, Mignault AA, Patterson N, Gabriel SB, Topol EJ, Smoller JW, Pato CN, Pato MT, Petryshen TL, Kolonel LN, Lander ES, Sklar P, Henderson B, Hirschhorn JN , Altshuler D (2004). „Posouzení dopadu stratifikace populace na studie genetické asociace“. Nat Genet. 36 (4): 388–393. doi:10.1038 / ng1333. PMID  15052270.
  36. ^ Tian C, Gregersen PK, Seldin MF (říjen 2008). „Účtování původu: substruktura populace a asociační studie v celém genomu“. Lidská molekulární genetika. 17 (R2): R143 – R150. doi:10,1093 / hmg / ddn268. PMC  2782357. PMID  18852203. Citováno 22. června 2020.
  37. ^ Hoggart CJ, Shriver MD, Kittles RA, Clayton DG, McKeigue PM (2004). „Návrh a analýza studií mapování příměsí“. Jsem J Hum Genet. 74 (5): 965–978. doi:10.1086/420855. PMC  1181989. PMID  15088268.
  38. ^ Patterson N, Hattangadi N, Lane B, Lohmueller KE, Hafler DA, Oksenberg JR, Hauser SL, Smith MW, O'Brien SJ, Altshuler D, Daly MJ, Reich D (2004). „Metody pro mapování příměsí s vysokou hustotou chorobných genů“. Jsem J Hum Genet. 74 (5): 979–1000. doi:10.1086/420871. PMC  1181990. PMID  15088269.
  39. ^ Smith MW, Patterson N, Lautenberger JA, Truelove AL, McDonald GJ, Waliszewska A, Kessing BD a kol. (2004). „Mapa příměsí s vysokou hustotou pro objev genů chorob u afroameričanů“. Jsem J Hum Genet. 74 (5): 1001–1013. doi:10.1086/420856. PMC  1181963. PMID  15088270.
  40. ^ McKeigue PM (2005). „Vyhlídky na mapování příměsí komplexních znaků“. Jsem J Hum Genet. 76 (1): 1–7. doi:10.1086/426949. PMC  1196412. PMID  15540159.
  41. ^ Chaturvedi N (2001). „Etnický původ jako epidemiologický determinant - hrubě rasistický nebo zásadně důležitý?“. Int J Epidemiol. 30 (5): 925–927. doi:10.1093 / ije / 30.5.925. PMID  11689494.
  42. ^ Collins FS, Green ED, Guttmacher AE, Guyer MS, US National Human Genome Research Institute (2003). „Vize budoucnosti výzkumu genomiky“. Příroda. 422 (6934): 835–847. Bibcode:2003 Natur.422..835C. doi:10.1038 / nature01626. PMID  12695777. S2CID  205209730.

Další čtení

externí odkazy