Wyklad 4-6 – wstęp Ewa Bartnik ebartnik@igib.uw.edu.pl Instytut Genetyki i Biotechnologii UW i IBB PAN

(1)

Wykład jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Wyklad 4-6 – wstęp

Ewa Bartnik ebartnik@igib.uw.edu.pl Instytut Genetyki i Biotechnologii UW i IBB PAN

(2)

Test Genetyczny?

Analiza ludzkiego DNA, RNA, chromosomów, białek lub metabolitów w celu wykrycia zaburzeń

związanych z chorobą dziedziczną Chodzi o to by ją wcześnie wykryć

(3)

1. Testy biochemiczne – oznaczenie enzymów lub metabolitów 2. Testy cytogenetyczne – nie tylko liczba chromosomów, także

drobne zmiany

3. Testy DNA/RNA – czy są obecne mutacje To obejmuje:

10/30/071,464 testów genetycznych (www.genetests.org) Obecnie 2039 plus 265

(4)

Badania cytogenetyczna

Coraz mniejsze rzeczy można wykrywać

•Delecje

•Inwersje

•Translokacje

Zmiana liczby chromosomów

•Zespół Downa

(5)

1. Predykcyjne 2. Diagnostyczne 3. Nosicielstwo 4. Prenatalne

5. Preimplantacyjne

6. Skrining noworodków

Typy testów

(6)

Testy Genetyczne

?

Diagnostyczne

Przedobjawowe

Prenatalne

= choroba Huntingtona

(7)

•Czasem tylko wiedza, jeśli choroby nie można leczyć; czasem

dopasowane leczenie, choć czasem dość archaiczne (hemochromatoza)

•Wykrycie mutacji u osoby może mieć konsekwencje dla całej rodziny

Diagnostyczne

Służy potwierdzeniu diagnozy u osoby z objawami choroby

(8)

Choroby dla których istnieje terapia/nie

istnieje terapia:

diagnoza zawsze ma sens u chorego

• Choroba Huntingtona

• Rak piersi

(9)

Parę problemów:

• nieletni – HD, rak piersi, rak tarczycy

• może wpływać na wiele rzeczy

• może być bardzo trudne do zniesienia (psycholog itp.)

Testy predykcyjne

Osoby bez objawów, ale obciążający wywiad rodzinny

Dwa typy

Przedobjawowe – rozwój choroby jest pewny jeśli jest obecna mutacja (HD)

Predyspozycji – rozwój choroby jest możliwy (różne prawdopodobieństwa) (rak piersi, TP53, HNPCC)

(10)

Prenatalne

Kobiety powyżej pewnego wieku (na ogół 35 lat); osoby z rodzin z obciążonym wywiadem; czasem po badaniu przesiewowym (genetyczne USG, testy potrójne

itp.)

Płyn owodniowy lub kosmki

(11)

Trudne i drogie; w Polsce podobno jeden ośrodek

Preimplantacyjne

• 1-2 blastomery, podobne wskazania

(12)

Od kilku do kilkudziesięciu chorób

Badania przesiewowe noworodków

Wczesne wykrywanie potencjalnych problemów

•Kropla krwi z pięty niemowlaka

•Rodzice informowani tylko przy wyniku dodatnim

•Dodatni wynik nie przesądza, że dziecko chore; wymagane dalsze testy

(13)

Podatność genetyczna

• Pewne badania dają tylko

ryzyko względne – jeśli się dowiesz że masz 2 x większe

ryzyko cukrzycy to co zrobisz?

• Zmiana diety?

• Ćwiczenia/ruch?

• Nic?

(14)

Czułość i specyficzność

• Czułość (sensitivity) – jaka część

chorych wychodzi jako chorzy w teście

• Specyficzność– jaka część zdrowych wychodzi jako zdrowi w teście

• Jeśli jedno i drugie 99% powinno być

bosko. Ale jak jest naprawdę – zależy

od CZĘSTOŚCI CHOROBY

(15)

Naprawdę ważne są wartości predykcyjne

• Pozytywna wartość predykcyjna –

prawdopodobieństwo, że ktoś jest chory jeśli test jest dodatni

• Negatywna wartość predykcyjna -

prawdopodobieństwo, że ktoś jest

zdrowy jeśli test jest ujemny

(16)

TEST na AIDS – US częstość 1%, czułość i spec. Po 99%; badamy

10000

Wynik + Wynik - Liczba osób Naprawdę

chory 99 1 100

Naprawdę

zdrowy 99 9801 9900

Razem 198 pred

99/198 9802 10000

(17)

TEST na costam – US częstość 11%, czułość i spec. Po 99%;

badamy 10000

Wynik + Wynik - Liczba osób Naprawdę

chory 1100 11 1111

Naprawdę

zdrowy 89 8800 8889

Razem 1189 Pred

1100/1189

9802 10000

(18)

(19)

THE CLASSIC 2x2 TABLE THE CLASSIC 2x2 TABLE

TEST +

TEST -

(20)

TEST +

TEST -

Sensitivity

(21)

TEST +

TEST -

Specificity

(22)

TEST +

TEST -

Positive Predictive Value

(23)

TEST +

TEST -

Negative Predictive Value

(24)

TEST +

TEST -

Putting it all together

Positive Predictive Positive Predictive Value

Value Sen

sitiv ity

Sen

sitiv

ity ficitySpeciSpecificity

Negative Predictive Value Negative Predictive Value

(25)

DNA Sequencing Cost vs Throughput Timeline

Modified from UBS 2007

1974-1977 1986 1999 2002

ABI-SOLiD ABI-SOLiD FLX - 454

1G - Illumina

Heliscope

Comp. Genom

PacBio Sanger (dideoxy)

Maxim-Gilbert(chemical)

2005-2008 2010

Automated Fluorescent sequencer (dideoxy)

Sequencing by Ligation (SBL) Sequencing by Synthesis (SBS) Pyrosequencing (SBS)

•$10M genome x-prize

•100 human genomes in <=10 days

•99.99999% accurate with 98% coverage

•$10K/genome

25

(26)

Przykład bardzo dobry

• Fenyloketonuria

• Niemowlęta na całym świecie

• Wczesne wykrycie i dieta chronią przed

niepełnosprawnością umysłową

(27)



Dziedziczne neuropatie ruchowo czuciowe



Deformacja stóp



Zanik mięśni strzałkowych



„Chód brodzący”



Osłabienie odruchów

skokowych

(28)

(29)

cd

• Whole-genome sequencing for optimized patient management.

• Bainbridge MN, Wiszniewski W, Murdock DR, Friedman J, Gonzaga-

Jauregui C, Newsham I, Reid JG, Fink JK, Morgan MB, Gingras MC, Muzny DM, Hoang LD, Yousaf S, Lupski JR, Gibbs RA. Sci Transl Med. 2011 Jun 15;3(87):8

• 14 letnie blizniaki – DRD – L-dopa ale druga mutacja i terapia 5-hydroksytryptofanem – poprawa b duża

(30)

Biobanki

• Zbiory DNA itd. itp. i danych

• Trzy problemy –

• Świadoma zgoda

• Poufność danych

• Nieoczekiwane wyniki

(31)

Biobanki

• Wyniki

niezaplanowane/nieoczekiwane/wtórne

• Incidental findings/secondary findings

(32)

Biobanki

• Świadoma zgoda – ale co jeśli badania

trwają 20 lat? Albo pojutrze ktoś wymyśli

nowy test?

(33)

Biobanki

• Poufność danych

• 23andMe

• Sprzedaż firmom

• Nastolatek znalazł ojca który wcale tego nie planował bo był anonimowym dawcą

spermy

(34)

Zbieranie próbek i danych

• Kto ma dostęp?

• Gymrek et al. – 10% zidentyfikowano

• Niszczyć, trzymać, zabezpieczać?

(35)

Problemy etyczne i prawne

• Świadoma zgoda przy biobankach

• Prywatność

– Stopień anonymizacji

– Ograniczanie nieuprawnionego ujawniania – Obawa że podstawa do dyskryminacji

• Problemy dla grup /rodzin

– Informacja związana z rasą

(36)

Przykład dość kiepski

• Havasupai z Arizony

• Próbki zebrane do badań nad cukrzycą użyto do badania chorób psychicznych i

„inbreeding”

• Pochodzenie

• $700000

(37)

Incidental findings

• Jedno rozwiązanie dla wyników

nieoczekiwanych – tiered consent czyli różne poziomy zgody

• Tylko to czego dotyczy badanie

• Wszystko co może mieć znaczenie dla zdrowia

• Także podejrzane ale niedoprecyzowane

• Wszystko?

(38)

Incidental findings

• Czy biobanki muszą informować o tych

wynikach?

(39)

57 genów

• American College of Medical Genetics and Genomics

• 57 – Alzheimer, BRCA1, inne nowotwory, nawet nieletnim

• Lepsze pomysły – parę opcji przy teście

(40)

Testy DTC – direct to Testy DTC – direct to

consumer consumer



Większość genów daje niewielkie ryzyko

◦Bada się kilka – a wpływ może mieć wiele

(41)

Direct to Consumer Direct to Consumer

Marketing Marketing



Testy na prawdziwe choroby



Nutraceutyki; kremy

(42)

Direct to Consumer Direct to Consumer

Marketing Marketing



Genealogia

(43)

23andme

 Our customers are saying...

 "I thought how fascinating if I could know more about my future. I should

know. I should be aware for myself. For my children. If there's something that I could prevent for the future, or live my life in a different way, why not

learn? Why not help myself? And be

knowledgeable in that information for my health and well-being."

 ~ Susan M.

 UWAGA badania nieletnich!

(44)

Problemy z DTC Problemy z DTC

 Genetyka jest trudna

 Dla ogromnej większości chorób nie znamy genów – a dokładniej nie wszystkie (cukrzyca)

 Nie należy badać nieletnich

chyba że to coś wnosi (nie badać nieuleczalnych chorób/chorób

które ujawnią się dużo później u dorosłych)

 Geny otyłości i dieta