NộI Dung
- Di truyền so với Genomics
- Vai trò của kiểm tra bộ gen
- Thử nghiệm gen trong ung thư
- Kiểm tra bộ gen tại nhà
Xét nghiệm gen thường bị nhầm lẫn với xét nghiệm gen. Sự khác biệt chính là các xét nghiệm di truyền được thiết kế để phát hiện một đột biến gen đơn lẻ (chẳng hạn như đột biến BRCA1 và BRCA2 liên quan đến ung thư vú và buồng trứng), trong khi các xét nghiệm gen xem xét tất cả các gen của bạn.
Bằng cách xem xét rộng hơn cấu trúc gen của bạn - bao gồm cách các gen của bạn được sắp xếp theo trình tự và cách chúng ảnh hưởng đến nhau xét nghiệm bộ gen có thể cung cấp những hiểu biết sâu sắc về cách cơ thể bạn hoạt động ở cấp độ phân tử và điều đó có nghĩa là gì về nguy cơ bệnh tật, sự tiến triển hoặc sự tái xuất.
Xét nghiệm gen thường được sử dụng trong điều trị ung thư để xác định khả năng hoạt động của khối u. Điều này có thể giúp các bác sĩ dự đoán mức độ nguy hiểm của bệnh ung thư và liệu nó có khả năng lây lan (di căn) đến các bộ phận khác của cơ thể hay không.
Kiểm tra bộ gen là một công cụ trung tâm trong quá trình phát triển y học cá nhân hóa nhằm mục đích tùy chỉnh các phương pháp điều trị, sản phẩm và thực hành cho từng cá nhân.
Di truyền so với Genomics
Trong khi di truyền và gen đều liên quan đến gen, chúng có mục đích và ứng dụng hoàn toàn khác nhau.
Di truyền học
Di truyền học là nghiên cứu về tác động của gen đối với một cá nhân. Các gen cung cấp hướng dẫn cơ thể về cách tạo ra protein; đến lượt mình, các protein quyết định cấu trúc và chức năng của từng tế bào của cơ thể.Các gen được tạo thành từ các khối xây dựng, được gọi là DNA, được sắp xếp trong một chuỗi gọi là "base". Thứ tự hoặc trình tự của các căn cứ sẽ xác định hướng dẫn nào được gửi và khi nào.
Trong khi nhiều gen được mã hóa để tạo ra các protein cụ thể, các gen không mã hóa khác quy định cách thức và thời điểm các protein được sản xuất (về cơ bản là bật và tắt một số gen nhất định). Bất kỳ sự sai lệch nào về cách thức hoạt động của gen đều có thể ảnh hưởng đến nguy cơ mắc một số bệnh tùy thuộc vào loại protein nào bị ảnh hưởng.
Trong một số trường hợp, một đột biến gen đơn lẻ có thể gây ra các bệnh như xơ nang, loạn dưỡng cơ và bệnh hồng cầu hình liềm.
Các xét nghiệm di truyền có thể tìm kiếm bất kỳ đột biến di truyền nào mà bạn có thể đã thừa hưởng từ cha mẹ mình, để xác định chẩn đoán, dự đoán nguy cơ trong tương lai hoặc xác định xem bạn có phải là người mang mầm bệnh hay không.
Bộ gen
Genomics là nghiên cứu về cấu trúc, chức năng, ánh xạ và sự tiến hóa của bộ DNA hoàn chỉnh, bao gồm tất cả các gen. Vật chất di truyền cộng với tất cả các trình tự được gọi là bộ gen. Mục đích của hệ gen là phân tích chức năng và cấu trúc của bộ gen để:
- Hiểu cách các hệ thống sinh học phức tạp, chẳng hạn như hệ thống tim mạch và hệ thống nội tiết (hormone), ảnh hưởng lẫn nhau
- Dự đoán những vấn đề có thể xảy ra nếu tương tác di truyền cản trở các chức năng sinh học bình thường
Tất cả đã nói, có từ 20.000 đến 25.000 gen mã hóa protein khác nhau và khoảng 2.000 gen điều hòa không mã hóa trong bộ gen người.
Bộ gen rất quan trọng vì nó giúp chúng ta hiểu tại sao một số người có khuynh hướng di truyền đối với một số bệnh nhất định (ngay cả khi chúng ta không hiểu cách thức tương tác của một số gen). Thay vì xác định một con đường di truyền đơn lẻ, genomics đánh giá vô số các biến số di truyền ảnh hưởng đến sự phát triển và / hoặc điều trị bệnh, chẳng hạn như ung thư hoặc tiểu đường.
Không giống như di truyền, hệ gen không bị ràng buộc bởi các đột biến có thể di truyền. Nó xác định cách cấu tạo gen của bạn ảnh hưởng đến tiến trình của bệnh và ngược lại, cách môi trường, lối sống và phương pháp điều trị bằng thuốc có thể kích hoạt các đột biến làm thay đổi quá trình đó.
Bằng cách hiểu những biến số luôn thay đổi này, bác sĩ có thể đưa ra những lựa chọn sáng suốt hơn trong điều trị, thường là ưu tiên.
Vai trò của kiểm tra bộ gen
Kiểm tra bộ gen dựa trên hiểu biết hiện tại của chúng tôi về bộ gen người, một quá trình bắt đầu với Dự án bộ gen người hợp tác từ năm 1990 đến năm 2003.
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã ngày càng có thể xác định được những dị thường di truyền nào không chỉ dẫn đến sự phát triển của bệnh mà còn là đặc điểm của bệnh. Làm như vậy đã cung cấp hiểu biết về lý do tại sao một số người phát triển các dạng ung thư mạnh hơn, sống lâu hơn với HIV hoặc không đáp ứng với một số hình thức hóa trị.
Mặc dù các xét nghiệm di truyền có thể xác nhận hoặc loại trừ một tình trạng di truyền nghi ngờ, nhưng bộ gen sẽ tiến hành xét nghiệm thêm một bước nữa bằng cách cung cấp cho chúng tôi:
- Dấu hiệu rủi ro để tầm soát bệnh
- Dấu hiệu tiên lượng để dự đoán bệnh sẽ tiến triển nhanh như thế nào, khả năng tái phát và khả năng xảy ra bệnh
- Điểm đánh dấu dự đoán để hướng dẫn các lựa chọn điều trị và tránh độc tính
- Điểm đánh dấu phản hồi để xác định hiệu quả của các phương pháp điều trị khác nhau
Mặc dù genomics tập trung vào các tác động của cấu tạo gen của chúng ta bất kể tất cả các yếu tố khác, nhưng nó không được sử dụng riêng lẻ.
Phong trào ngày càng tăng đối với y học cá nhân hóa đang thay đổi cách chúng ta tiếp cận các bệnh tật nói chung. Thay vì một giải pháp phù hợp với tất cả, y học cá nhân hóa tính đến sự biến đổi cao về di truyền, môi trường và lối sống để đưa ra giải pháp phù hợp hơn cho từng cá nhân.
Cách kiểm tra hoạt động
Các xét nghiệm gen thường được cung cấp dưới dạng một nhóm các gen được nhắm mục tiêu, từ phân tích các "điểm nóng" di truyền (các vị trí đột biến được thiết lập tốt) đến giải trình tự gen đầy đủ. Các xét nghiệm thường được thực hiện trong một phòng thí nghiệm chuyên biệt được chứng nhận theo Bản sửa đổi Cải thiện Phòng thí nghiệm Lâm sàng (CLIA) năm 1988. Ngày nay, có hơn 500 phòng thí nghiệm di truyền được CLIA chứng nhận ở Hoa Kỳ.
Hầu hết các xét nghiệm yêu cầu lấy mẫu máu hoặc nước bọt hoặc một miếng gạc bên trong má của bạn (được gọi là phết tế bào mông). Tùy thuộc vào mục đích của xét nghiệm, nó có thể chỉ yêu cầu một vài giọt máu hoặc vài lọ. Sinh thiết khối u hoặc tủy xương có thể cần thiết cho những người bị ung thư.
Sau khi lấy được mẫu, thường mất từ một đến bốn tuần để nhận được kết quả. Tùy thuộc vào tình trạng đang được điều trị, chuyên gia tư vấn di truyền có thể có mặt để giúp bạn hiểu những giới hạn của xét nghiệm cũng như kết quả có ý nghĩa và không có ý nghĩa.
Trình tự thế hệ tiếp theo
Giải trình tự thế hệ tiếp theo (NGS) là công cụ chính để kiểm tra bộ gen. Nó được sử dụng để xác định và đánh giá trình tự di truyền của hàng triệu đoạn DNA ngắn được gọi là "lần đọc". Các bài đọc sau đó được tập hợp thành một trình tự hoàn chỉnh để xác định các biến thể di truyền (biến thể) nào hiện có và ý nghĩa của chúng.
NGS cực kỳ linh hoạt và chỉ có thể được sử dụng để giải trình tự một số gen, chẳng hạn như cho bảng điều khiển ung thư vú di truyền hoặc toàn bộ bộ gen thường được sử dụng cho mục đích nghiên cứu để sàng lọc các bệnh hiếm gặp.
Vì hầu hết các biến thể có ít hoặc không có tác động nào được biết đến đối với sức khỏe con người, chúng sẽ được lọc ra để xác định một số ít có ý nghĩa về mặt y tế. Các biến thể này sau đó sẽ được chấm theo thang điểm năm từ:
- Lành tính (không gây bệnh)
- Có thể lành tính
- Không chắc chắn
- Có khả năng gây bệnh (gây bệnh)
- Gây bệnh
Trong khi hầu hết các phòng thí nghiệm sẽ báo cáo các phát hiện gây bệnh và có khả năng gây bệnh, một số phòng thí nghiệm cũng sẽ bao gồm các phát hiện không chắc chắn, có khả năng lành tính và lành tính. Một giải thích từ một nhà di truyền học được chứng nhận cũng sẽ được bao gồm.
Kết quả chính và phụ
Các kết quả liên quan trực tiếp đến một tình trạng nghi ngờ được gọi là kết quả chính, trong khi những kết quả có ý nghĩa về mặt y tế nhưng không liên quan được gọi là kết quả phụ (hoặc ngẫu nhiên).
Các phát hiện thứ cấp thường có liên quan và có thể tiết lộ nguy cơ di truyền của một người về một căn bệnh trong tương lai, tình trạng mang mầm bệnh hoặc các phát hiện di truyền dược lý (cách cơ thể bạn xử lý một loại thuốc cụ thể). Trong một số trường hợp, thử nghiệm cũng có thể được thực hiện trên cha mẹ bạn để giúp xác định biến thể nào được chia sẻ và biến thể nào được de novo (không được thừa kế).
Thử nghiệm gen trong ung thư
Sự phát triển của xét nghiệm bộ gen ít nhiều xảy ra song song với sự gia tăng của các liệu pháp điều trị ung thư nhắm mục tiêu. Khi các nhà khoa học bắt đầu hiểu cách một số biến thể di truyền nhất định biến tế bào bình thường thành tế bào ung thư, họ có thể phát triển các thử nghiệm để sàng lọc các biến thể cụ thể và phát triển các loại thuốc để nhắm mục tiêu các gen đó.
Ngày nay, xét nghiệm gen ngày càng trở thành một phần không thể thiếu trong điều trị và quản lý nhiều loại ung thư khác nhau, bao gồm ung thư vú và ung thư phổi.
Mặc dù các xét nghiệm di truyền có thể giúp xác định nguy cơ ung thư của một người, nhưng xét nghiệm gen giúp chúng tôi xác định các dấu hiệu di truyền liên quan đến đặc điểm của bệnh. Nó cho phép chúng ta dự đoán khả năng hoạt động của khối u, bao gồm tốc độ phát triển của khối u và khả năng di căn.
Điều này rất quan trọng vì các tế bào của khối u dễ bị đột biến nhanh chóng. Ngay cả khi một biến thể di truyền duy nhất là nguyên nhân dẫn đến sự gia tăng của khối u, thì bản thân căn bệnh này có thể diễn ra nhiều đợt khác nhau, một số tiến triển mạnh và một số khác thì không. Mặc dù xét nghiệm di truyền có thể giúp xác định khối u ác tính, nhưng xét nghiệm gen có thể xác định các cách hiệu quả nhất để điều trị.
Hơn nữa, nếu một khối u đột ngột đột biến, xét nghiệm gen có thể phát hiện xem liệu đột biến có tiếp nhận với liệu pháp nhắm mục tiêu hay không. Một ví dụ như vậy là thuốc Nerlynx (neratinib) được sử dụng để nhắm mục tiêu và điều trị ung thư vú giai đoạn đầu dương tính với HER2.
So sánh xét nghiệm gen và gen trong ung thư vú
Di truyền họcNghiên cứu các đặc điểm di truyền được thừa hưởng, bao gồm cả những đặc điểm liên quan đến một số bệnh
Di truyền tạo ra nguy cơ thừa hưởng ung thư từ cha mẹ của bạn
Xét nghiệm BRCA1 và BRCA2 có thể dự đoán nguy cơ mắc ung thư vú hoặc ung thư buồng trứng
Sau khi biết nguy cơ mắc ung thư vú, bạn có thể thực hiện các bước để chủ động giảm nguy cơ
Nghiên cứu hoạt động và tương tác của các gen trong bộ gen, bao gồm vai trò của chúng trong một số bệnh
Khi bạn bị ung thư, bộ gen sẽ xác định cách khối u sẽ hoạt động
Các xét nghiệm ung thư vú Oncotype DX và PAM50 được sử dụng để xác định một khối u và dự đoán cách bạn sẽ phản ứng với hóa trị liệu
Dựa trên kết quả của xét nghiệm gen, bạn và bác sĩ có thể quyết định lựa chọn điều trị nào phù hợp nhất sau phẫu thuật
Kiểm tra bộ gen tại nhà
Thử nghiệm bộ gen tại nhà đã thâm nhập vào cuộc sống hàng ngày của chúng ta, bắt đầu chủ yếu với việc phát hành bộ gen gia đình 23andMe trực tiếp cho người tiêu dùng vào năm 2007.
Trong khi một số thử nghiệm di truyền tại nhà, như thử nghiệm AncestryDNA và National Geographic Geno 2.0, được thiết kế chỉ để theo dõi tổ tiên của một người, 23andMe cung cấp cho người tiêu dùng cơ hội xác định nguy cơ mắc một số rối loạn sức khỏe di truyền.
Đây là một mô hình kinh doanh đầy thách thức. Vào năm 2010, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã ra lệnh cho 23andMe và các nhà sản xuất thử nghiệm di truyền tại nhà liên quan đến sức khỏe khác ngừng bán các thiết bị mà cơ quan quản lý coi là "thiết bị y tế" theo luật liên bang.
Vào tháng 4 năm 2016, sau nhiều năm thương lượng với FDA, 23andMe đã được cấp quyền phát hành xét nghiệm Rủi ro Sức khỏe Di truyền Dịch vụ Bộ gen Cá nhân của họ, có thể cung cấp thông tin về khuynh hướng mắc 10 bệnh sau đây của một người:
- Thiếu alpha-1 antitrypsin (một rối loạn di truyền liên quan đến bệnh phổi và gan)
- Bệnh celiac
- Loạn trương lực cơ nguyên phát khởi phát sớm (rối loạn vận động không tự chủ)
- Thiếu yếu tố XI (rối loạn đông máu)
- Bệnh Gaucher loại 1
- Thiếu hụt glucose-6-phosphate dehydrogenase (rối loạn tế bào hồng cầu)
- Hemocromatosis di truyền (rối loạn ứ sắt)
- Bệnh máu khó đông di truyền (rối loạn đông máu)
- Bệnh Alzheimer khởi phát muộn
- Bệnh Parkinson
Các xét nghiệm dựa trên nước bọt cung cấp mức độ chính xác tương tự như các xét nghiệm được sử dụng bởi các bác sĩ.
Bất chấp những ưu điểm của những sản phẩm này, một số người ủng hộ vẫn còn lo ngại về nguy cơ phân biệt đối xử tiềm ẩn nếu thông tin di truyền được chia sẻ mà không có sự cho phép của người tiêu dùng. Thực tế là gã khổng lồ dược phẩm GlaxoSmithKline (GSK) đã là nhà đầu tư vào 23andMe và có kế hoạch sử dụng kết quả thử nghiệm của hơn 5 triệu khách hàng để thiết kế các loại thuốc dược phẩm mới.
Để chống lại những lời chỉ trích, 23andMe đã khuyên FDA rằng kết quả sẽ được "khử nhận dạng", nghĩa là danh tính và thông tin của người tiêu dùng sẽ không được chia sẻ với GSK.