«Добро пожаловать к себе», «познакомьтесь со своей ДНК», «исследуйте свою внутреннюю вселенную» — такие слоганы составляют компании, предлагающие генетическое тестирование. Действительно, занятное дело — посмотреть на сбои своего собственного генома или узнать, откуда берет начало твой род. Сейчас сделать это довольно просто, потому что ИТ-компании смогли «завернуть» результаты биологических исследований в понятную для нас форму. Плюнул в пробирку сегодня, а через месяц уже смотришь разноцветные отчеты на сайте.
Год назад я воспользовался услугами 23andMe — крупнейшей мировой компании, которая предоставляет генетический сервис непосредственно клиенту (direct-to-customer). На примере своего результата, хотел бы рассказать, что скрывается за таким генетическим тестом.
Мутации
Разберемся с биологической частью вопроса. Геном человека — полный набор генетической информации, которая, по большей части, упакована в 23 пары хромосом. Геном человека имеет колоссальный объем в 3,2 миллиарда пар ДНК-оснований (A, C, G или T). Это как если бы все люди на планете парами выстроились в сильно изогнутую кривую, и таких шеренг у нас две: от мамы и от папы. К тому же, в каждой из 3,7 триллионов клеток нашего организма геном одинаков. То есть, если в наш генетический код прокралось какое-то изменение, то “перекодировать” его пока что невозможно.
Однако, с генетической точки зрения, все люди являются близнецами, потому что геномы двух человек похожи на 99,9%. При этом, различия в основном представлены точечными мутациями, когда один нуклеотид меняется на другой. Так, несколько точечных мутаций могут отличать кудрявого человека от человека с прямыми волосами, здорового от больного раком.
К сожалению, мы знаем не так много как хотелось бы, о связи между символами генома и видимыми признаками. Это обусловлено сложностью и многообразием механизмов, которые протекают в клетках. Для ряда признаков эта связь хорошо показана, например, для таких как группа крови, цвет глаз или предрасположенность к раку молочной железы.
Мутации являются био-маркерами, на которые нацелены тесты 23andMe и ряда других компаний. Сейчас их генетический тест берет во внимание 1 миллион мутаций в геноме. Однако, это не все возможные мутации. Стоит отметить, что существуют тесты, которые нацелены совершенно на другие маркеры. Например, тесты на отцовство анализируют короткие повторы определенных участков ДНК. Эти участки сильно различаются между семьями, но почти без изменений передаются внутри одной семьи.
Процесс
Для того, чтобы сделать генетический тест, нужно отправить образец вашего ДНК. 23andMe и многие другие похожие компании выделяют ДНК из слюны. Стоит отметить, что слюна является не лучшим материалом для анализа ДНК, так как клетки, которые в ней содержатся, как и другие соматические клетки, могут накапливать случайные мутации. Я не буду писать, какой материал и почему является более пригодным для ДНК-анализов.
Процесс весьма автоматизирован. Вам присылают небольшую коробку с пробиркой, которую нужно наполнить слюной до линии. Пробирка имеет специальную насадку, чтобы было удобно наполнять. При закрытии, рвется пленка на насадке, и пробирка наполнятся буферным раствором, чтобы образец не испортился при доставке. Потом вы запечатываете ее и отправляете в США с DHL. Также нужно ввести уникальный номер пробирки на сайте 23andMe, по которому потом сопоставится ваш образец ДНК и ваш аккаунт. В полуавтоматическом режиме био-лаборатория определяет мутации и отправляет данные 23andMe. То есть сама лаборатория никаких выводов не делает, а только поставляет сырые данные о мутациях. Весь анализ проводиться биоинформационными средствами. Имен лаборатория тоже не знает, а видит только уникальные номера пробирок. Результат готов примерно через месяц после отправки пробирки.
Тест 23andMe можно заказать почти во все страны мира, но не в Россию. Потому что в нашей стране несанкционированная переправка биоматериала незаконна. Известны попытки поиска лазеек в этой системе, но они либо проваливались, либо съедали слишком много времени и нервов. Свой тест я получал и отправлял из Италии.
Стоимость теста 23andMe составляет 99 долларов плюс доставка. Для жителей и гостей США доставка обойдется примерно в 5 долларов, для европейцев это порядка 60 долларов.
В крупных городах России есть аналогичные сервисы и даже клоны 23andMe, но их цены гораздо выше, а качество и объем анализов пока что ниже.
Этика
Перед тем как делать генетически тесты, нужно определиться с этическими вопросами. Во-первых, генетические болезни довольно коварны и многие из них пока что неизлечимы. Вы можете являться носителем мутации, которая может привести к фенилкетонурии. Вы можете не болеть фенилкетонурией, потому что копия того же гена от другого родителя является нормальной, но ваше потомство может быть подвержено этому заболеванию. Или тест может пoказать вам, что у вас очень высокий риск развития болезни Альцгеймера. Это заболевание характеризуется нарушением умственной деятельности и обычно проявляется после 50-ти лет. Жить с такой информацией или без нее — вопрос сугубо индивидуальный.
Во-вторых, генетическая информация в какой-то степени является общей для всей семьи. То есть, если вы являетесь носителем какой-то мутации, то скорее всего она пришла от одного из ваших родителей и она также передастся вашим потомкам. И результат теста отразится не только на вас, но и на всей вашей семье.
В-третьих, индивидуальная генетическая информация — явление новое, и пока что не понятно, как относиться к ее конфиденциальности. 23andMe довольно хорошо защищает ваши данные, но вы можете открыть их самостоятельно. Несомненно, чем больше данных мы имеем в открытом доступе, тем больше силы имеют наши статистические выводы. Но кто знает, как это будет использоваться в будущем. Например, в Америке уже сейчас генетические данные могут повлиять на страховые ставки клиентов.
Результат теста
Сайт 23andMe нагляднейшим образом дает вам отчеты о результатах теста. Все удобно, систематизировано и просто.
Я выделили 4 основные категории полученной информации. Список упорядочен по убыванию значимости для меня:
- Генеалогическое происхождение;
- Болезни и характеристики с изученной генетической основой: есть мутация / нет мутации;
- Риски, оцененные аналитической системой 23andMe;
- Познавательное.
Генеалогические тесты основаны на широкомасштабных исследованиях полных или частичных геномов, взятых из разных популяций. Ученые смогли определить наборы мутаций, которые характерны только для данной популяции (северные американцы, китайцы, австралийцы и т.д.). Имея набор мутаций, можно определить, к каким группам и в каком процентном соотношении относится человек. Такие тесты обладают довольно хорошей точностью.
График показывает мою принадлежность к восточно-европейской популяции. Так как 23andMe не работает с Россией, то отображается ближайшая к ней популяция. В принципе, результат соответствует действительности, потому что мои родители родом из России. Интересно было обнаружить небольшой процент якутских и балканских корней. В моей родословной совсем не было итальянцев и французов, что убило мои попытки объяснить свою любовь к вину.
Хорошо изучены генетические основы не слишком широкого ряда заболеваний. Например, для таких заболеваний как фенилкетонурия, рак молочной железы, синдром Блума, гемохроматоз и других, известны мутации, которые могут их вызвать. Тест показывает, являетесь вы носителем одной из таких мутаций или нет. Их наличие может приводить к серьезным рискам развития заболеваний. Но мутации могут быть и “молчащими”, то есть проявляться только в следующих поколениях. 23andMe дает ответ “есть-нет” по порядка пятидесяти заболеваниям. У меня нашлась только одна “молчащая” мутация, которая может привести к гемохроматозу — накоплению железа в организме. Судя по тесту 23andMe, отклонения в моем геноме отсутствуют. Это может означать, что мой геном чист. А может означать, что остальные опасные мутации еще не были обнаружены наукой.
Если генеалогическая и наследственная информация выглядят весьма убедительно, то к рискам и другим инструментам 23andMe я отношусь скептически.
23andMe имеет собственную систему по оценке рисков заболеваний. Эта система охватывает как открытые исследования и базы данных, так и их собственные результаты. Оценки рисков отсортированы по убыванию уверенности 23andMe в этом результате. Четыре звезды уверенности означают, что результат основан хотя бы на двух исследованиях, в которые были вовлечены хотя бы 750 испытуемых. Три и менее звезд уверенности означают, что результат основан на начальных исследованиях по болезни и мутациям. Отчет по моему геному не отличается изобилием заболеваний.
Риски разбиты на три группы: повышенный, пониженный и нормальный (средний по популяции) риск. Если оценка риска по заболеванию выше, чем среднестатистическая, то заболевание попадает в группу повышенного риска. Можно посмотреть описание каждого заболевания, чем оно грозит, и на основании каких исследований сделана оценка данного риска. Также даются рекомендации по тому, что делать, чтобы снизить риски возникновения заболевания. Такие советы носят общий характер: занимайтесь спортом, не ешьте много соленого, посоветуйтесь с врачом и так далее.
Помимо оценки риска здоровья, есть и другие познавательные инструменты 23andMe. Оценка на основе звезд уверенности делается по усваиваемости некоторых медицинских препаратов. В моем отчете 4мя звездами уверенности отличались только препараты, о которых я никогда не слышал: варфарин и абакавир. В другом отчете 23andMe попытался предсказать мои внешние характеристики (цвет глаз, склонность к облысению и другие) по моим геномных данным. Информация в этом отчете соответствовала действительности где-то на половину. Интересно было узнать, что мой геном на 3% схож с геномом неандертальца. Наши предки скрещивались с неандертальцами, что оставило след в нашем геноме. Инструмент по поиску родственников нашел каких-то шестиюродных братьев и сестер из США.
Собственный анализ
Я не нашел формул, по которым вычисляются оценки рисков 23andMe. Видимо, они не опубликованы, так же как и база результатов тестов 650 тысяч их клиентов. Поэтому я покопался в технической информации, чтобы проверить, насколько точны оценки рисков.
Заболевание с наиболее высоким риском в моем отчете — венозный тромбоз. Из-за повышенной густоты, кровь может образовывать тромб в венах, что вызывает боль и препятствует свободному току крови. Как правило, кровь накапливается в венах ног. 23andMe сообщает, что средний риск развития этого заболевания около 12%, а мой риск — примерно 36%.
Оценка этого риска основана на трех мутациях (идентификаторы rs6025, rs1799963 и rs505922). Эту информацию можно посмотреть в техническом отчете, по каждой мутации приведен ряд статей с исследованиeм связи между этой мутацией и болезнью.
23andMe предоставляет возможность скачивания сырых данных. Файл содержит все мутации, которые были протестированы у клиента. Я скачал свой файл и открыл его с помощью программы SNP Toolbox. С помощью этой программы можно посмотреть все мутации и гены, в которые они попадают, а также посмотреть связи мутаций и заболеваний на основе информации из открытых источников. Мы помним, что мы получаем два различных генома — от мамы и от папы. Программа SNP Toolbox показала, что первая мутация имеет генотип CC, то есть в данной позиции генома в одной версии этого гена (например, от мамы) стоит C, а в другой версии (от папы) тоже стоит С. Генотипы AG, AA, GG ассоциированы с венозным тромбозом, СС — нет. Вторая мутация действительно оказалась ассоциирована с венозным тромбозом, но никакого численного показателя риска в открытых источниках нет. Третья мутация находится в некодирующей части гена, и известных клинических исследований по ней нет. Как выяснилoсь, информация o третьeй мутации пришла из полногеномных исследованиях по ассоциации мутаций и болезней (Genome-wide association studies), которые основаны на статистических данных, а не на клинических испытаниях.
Далее я посмотрел на публикации из отчета 23andMe. В основном, это были публикации конца 90х — начала 2000х годов. Это исследования в так называемую “предгеномную” эру — до расшифровки человеческого генома в 2000м году. Среди этих публикаций нашлось только одно широкомасштабное исследование с 5,5 тысячами испытуемых. Это исследование упоминается в отчете по первой и второй мутации, видимо, система считает его за два разных. Целью этого исследования оценка оценка риска развития венозного тромбоза у носителей обоих указанных мутаций. Однако, в моем генотипе присутствует только одна из них, то есть, результаты этого исследования ко мне неприменимы.
Я не стал копать дальше, так как полученного результата уже было достаточно, чтобы усомниться в точности оценoк 23andMe. Более того, мне по-прежнему не понятно, откуда берутся числовые значения этих оценок.
FDA
Те, кто хочет сделать анализ 23andMe сейчас, должны знать, что Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) наложило бан на деятельность компании. Сейчас ведутся судебные разбирательства. FDA считает, что программа, дающая рекомендации клиентам на основе их генетической информации, является медицинским устройством. А такие устройства должны быть сертифицированы. Из-за бана FDA, новым клиентам 23andMe доступна только генеалогическая информация и сырые данные. Любую информацию, касающуюся здоровья, получить пока что нельзя.
Другие сайты
С сырыми данными 23andMe можно работать вне сайта компании. Например, можно загрузить иx в базу openSNP — проект по коллекционированию геномных данных с открытым доступом. Он не дает практически никакой полезной информации загружающeму, но помогает ученым, которые исследуют геномные вариации. Сайт уже собрал более 1000 результатов тестов.
Из 21 сайта, которые работают с данными 23andMe, с ходу и бесплатно мне удалось запустить только 2.
Первый из них показал, что 4 мутации в моем геноме так или иначе связаны с метилированием. Особого значения для меня эта информация не представляет.
Второй сайт, с которым мне удалось поработать — Genes and Us, оказался гораздо интересней. Из тестов 23andMe двух разных людей, сайт выводит оценки рисков здоровья их возможного потомства. Так как у меня не было результатов второго теста, я попытался посмотреть на потенциальное потомство с ничего не подозревающей Сьюзан Смит — демо-образцом. Выяснилось, что наше потенциальное потомство обладает повышенным риском заболеть венозным тромбозом и раком простаты. Однако, этот результат основан на двух неточных оценках, поэтому я не думаю, что стоит списывать Сьюзан Смит со счетов.
Автор: BUGOGASHENKA666
