全基因组测序在疾病预测中的作用有多大?

很少有疾病的遗传成分足够强大,以至于测序成为评估个体风险的可靠方法

1000美元的基因组测序即将实现。你的序列会告诉你关于你患某些疾病的实际风险吗?

许多公司宣传与你的基因相关的疾病风险清单。但根据4月2日在线发表在《科学转化医学》杂志上的一项研究,你的基因组不太可能揭示你是否真的会患上这些疾病中的一种。

约翰·霍普金斯大学路德维希癌症遗传学和治疗中心主任,新论文的合著者伯特·沃格尔斯坦说:“全基因组检测不是水晶球。” “它可能会成为患者护理中的一个重要决定因素,但肯定不是唯一的因素,甚至可能不是主要的因素。”此外,他怀疑它是否会超越医生用来帮助制定护理方案的更传统策略,包括预防医学和其他信息,如家族史。大多数常见疾病,包括心脏病和中风,并非由单点突变或它们的组合引起;这些疾病还涉及个人的生活方式和环境暴露。


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。


他和他的研究人员检查了来自现有的大型同卵双胞胎登记处的数万名同卵双胞胎的遗传和健康数据。他们搜索了24种常见疾病,包括一些癌症,以及自身免疫性疾病、心脏病和神经系统疾病。虽然我们尚未完全清楚了解所有这些疾病的潜在遗传相关性,但研究人员开发了一个模型,该模型就像我们已经掌握了该科学一样,以测试我们可能能够仅从基因组中学到什么的上限。如果测试以这种方式是最佳的——正如沃格尔斯坦所说,假设“基因组的解释者是无所不知的”,并且已经知道与这些疾病的所有潜在联系——十分之九的人可以获得关于这二十几种疾病中的一种或多种疾病的提示,结果足够可靠,能够根据这些结果改变他们的生活方式或医疗反应。

但总的来说,仅根据他们的基因组序列,大多数人最终会得到大多数疾病的“阴性”(即“低风险”)结果。“这些阴性测试结果通常不会提供太多信息,”沃格尔斯坦和他的同事在他们的论文中指出。低风险读数不仅不如高风险读数有用(高风险读数可能会促使生活方式改变、更频繁的筛查或预防性治疗),而且它们也不能保证个人不会患上疾病。

事实上,对于大约一半的疾病,登记处的大多数个体,如果从全基因组序列中获得“低风险”结果,最终还是会患上这些疾病中的一种。(与基因组结果有更强联系的疾病包括阿尔茨海默病、一些自身免疫性疾病、1型糖尿病以及男性心脏病。)对于研究人员研究的大多数疾病,根据基因组被归类为低风险的人仍然具有超过一般人群一半的风险——因此,低于平均水平,但并非完全为零。

研究人员写道:“这种程度的风险降低可能不足以保证这些个体改变行为、生活方式或预防性医疗实践。”

负面消息的积极方面
并非所有阴性结果都毫无用处,然而,有些结果相对可靠,即使不能带来健康行为的改变,至少也能带来一些安慰。研究中基因组显示阿尔茨海默病低风险的双胞胎,其风险约为一般人群的12%(因此,小得多)(一般人群患阿尔茨海默病的风险本来就相对较小)。研究人员指出,这可能是一个很大的安慰,“特别是对于那些有阿尔茨海默病家族史的人来说。”

美国疾病控制与预防中心公共卫生基因组学办公室主任穆因·库里并未参与这项新研究,他指出这项工作很扎实,双胞胎数据是一个极好的来源。

与此同时,他说,“全基因组测序是一个很棒的工具,但由于多种原因,它尚未准备好迎接黄金时期。”

他指出,这些原因包括,我们对极少数疾病有明确的遗传相关性——其中大多数在普通人群中相对罕见。大多数疾病本质上不是遗传性的,即使它们似乎有一些相关的遗传特征,这些特征也不足以确定一个人在生命中的某个时刻是否会患上这种疾病。

正如沃格尔斯坦所指出的,这些遗传风险预测不太可能变得更强。因为他们基于理想的科学世界进行了数学分析,在这个世界中,我们已经知道基因变异是如何与疾病联系起来的,即使“从现在起1000年,经过深入研究,这些数字也不会改变”,他说。也就是说,他们创建了一个模型,该模型在遗传相关性与疾病方面尽可能慷慨,以便创建一个关于这些测试效用的上限。

并非一切都在基因中
改善疾病风险预测的关键之一将是从研究对象和个体收集更全面的信息。“我们需要整合非遗传因素,因为大多数因素无论如何都是非遗传的,”库里指出。饮食、接触致癌物(例如通过一手或二手烟)和家族史等变量对许多疾病风险有很大影响。“这是我们面临的挑战的一部分,”他说。基因组“本身真的没有多大意义”——对于寻求最准确的各种疾病风险图景的人来说,需要更细致和综合的图景。

正如沃格尔斯坦和他的合著者在研究中指出的那样,大多数同卵双胞胎并非死于——甚至没有患上——相同的疾病,这应该是遗传学在决定病理结果方面只能走这么远的第一个线索。

库里告诫消费者,即使全基因组序列的价格对他们来说变得合理,也值得花一些时间反过来问问,他们将从中获得什么。尽管额外的遗传信息可能不会造成伤害,但对于寻求对疾病风险进行有根据的估计的个人来说,拥有强大的家族史和个人健康和生活方式信息是人们可以带给医生的一些最有价值的数据点。

但这并不意味着全基因组测序在未来不会有用——或者对于一些高风险个体或特征明确的罕见疾病来说现在就没用。“我是一个乐观主义者——但也是一个现实主义者,”库里说。“我们都希望全基因组检测能够成功——我认为它已经在某些领域取得了成功。但对于人群健康而言,我认为我们还有很长的路要走。”

沃格尔斯坦指出,通过更好地理解全基因组测序的局限性,研究人员和政策制定者可能能够更好地将资金和努力引导到某些领域,例如阿尔茨海默病,在这些领域,个人的基因谱可能对其患病可能性产生非常实际的影响。有了这些信息,就有了对公众健康产生更大影响的机会,以及减轻消费者疑虑的方法。

© . All rights reserved.