Опубликовано : Сен 02, 2020

Как использовать точную медицину для персонализации лечения COVID-19 в соответствии с генами пациента

covid Medicine
Кредит: Pixabay/CC0 Public Domain

Том Хэнкс и его жена Рита Уилсон были одними из первых знаменитостей, которые заразились новым коронавирусом. В интервью в начале июля Хэнкс рассказал, насколько по-разному COVID-19 повлиял на каждого из них в марте.

«Моя жена потеряла чувство вкуса и запаха, у нее была сильная тошнота, у нее была гораздо более высокая температура, чем у меня. У меня просто ужасно болело тело», — сказал он. «Я все время был очень утомлен и не мог сосредоточиться ни на чем более 12 минут».

Почему COVID-19 проявляет такие разные симптомы — или совсем не проявляет их — у разных людей?

Существующие ранее условия могут быть только частью истории. Хэнксу больше 60 лет, и он страдает диабетом 2 типа, что ставит его в группу высокого риска. Тем не менее, он пережил заражение вирусом без пневмонии и, по-видимому, без каких-либо долговременных последствий. Знание того, что вызывает различия у разных пациентов, может помочь врачам адаптировать лечение к конкретным пациентам — подход, известный как точная медицина.

В последние годы геноцентрический подход к точной медицине провозглашается за будущее медицины. Он лежит в основе масштабных усилий, финансируемых Национальными институтами здравоохранения США по сбору более миллиона образцов ДНК в рамках инициативы «Все мы», которая началась в 2015 году.

Но предполагаемое будущее не включает COVID-19. В спешке с поисками вакцины против COVID-19 и эффективных методов лечения точная медицина не имела большого значения. Почему это? И каков его потенциальный вклад?

Мы, врач-генетик и философ науки, начали обсуждение перспектив и потенциальных проблем точной медицины еще до появления COVID-19. Если за точной медициной будущее медицины, то ее применение в отношении пандемий в целом и COVID-19 в частности может оказаться очень важным. Но его роль пока ограничена. Точная медицина должна учитывать не только генетику. Это требует интегративного «омического» подхода, который должен собирать информацию из множества источников — помимо генов — и в масштабах от молекул до общества.

От генетики до микробов

Унаследованные болезни, такие как серповидно-клеточная анемия и болезнь Тея-Сакса, развиваются по предсказуемой схеме. Но такие прямые генетические причины, возможно, являются скорее исключением, чем правилом, когда речь идет о последствиях для здоровья. Некоторые наследственные состояния — например, псориаз или многие формы рака — зависят от сложных комбинаций генов, экологических и социальных факторов, индивидуальный вклад которых в заболевание трудно выделить. В лучшем случае наличие определенных генов представляет собой фактор риска в популяции, но не полностью определяет исход для отдельного человека, несущего эти гены.

С инфекционными заболеваниями ситуация осложняется.

У вирусов и бактерий есть собственные геномы, которые сложным образом взаимодействуют с клетками людей, которых они заражают. Геном SARS-CoV-2, лежащего в основе COVID-19, тщательно секвенирован. Его мутации выявляются и отслеживаются во всем мире, что помогает эпидемиологам понять распространение вируса. Однако взаимодействие между РНК SARS-CoV-2 и ДНК человека и влияние мутаций вируса на людей остаются неизвестными.

Важность многомасштабных данных

Том Хэнкс и его жена заразились вирусом и выздоровели за несколько недель. Предположительно, каждый из них был инфицирован в течение нескольких минут контакта с другим инфицированным человеком с участием клеточных механизмов, которые действуют в масштабе времени в миллисекунды.

Но драма их болезни и многих жертв с гораздо худшими результатами происходит в контексте глобальной пандемии, которая длится уже несколько месяцев и может продолжаться годами. Людям нужно будет менять свое поведение на недели или месяцы.

Каким должен быть подход точной медицины во время пандемии? Геноцентрическое видение точной медицины побуждает людей ожидать индивидуальных генных исправлений. Но гены, поведение и социальные группы взаимодействуют в разных временных масштабах.

В нынешнем кризисе невозможно собрать все данные, необходимые для такого подхода. Детальный подход к пандемии COVID-19 будет во многом зависеть от неточных мер общественного здравоохранения на уровне населения: ношения масок, социального дистанцирования и работы из дома. Тем не менее, есть возможность начать сбор данных, которые позволят разработать более комплексный подход точной медицины — такой, который полностью осознает сложные взаимодействия между геномами и социальным поведением.

Как использовать точную медицину, чтобы понять COVID-19

При неограниченных ресурсах подход точной медицины начнется с анализа геномов большой группы людей, которые, как известно, подвержены SARS-CoV-2, но бессимптомно, а также группы аналогичного размера с выявленными факторами риска, которые умирают от болезни или тяжело больны.

В ходе раннего исследования такого рода, проведенного компанией Precisionlife Ltd, были получены генетические образцы 976 известных случаев COVID-19. Из них 68 генов высокого риска были определены как факторы риска неблагоприятных исходов COVID-19, при этом 17 из них, вероятно, могут стать хорошими мишенями для разработки лекарств. Но, как и в случае со всеми подобными статистическими подходами, анализ не дает полного спектра причин, лежащих в основе их связи с заболеванием. Другие исследования такого рода появляются все чаще, но в таких быстро меняющихся областях науки нет уверенности. На выявление всех значимых факторов уйдут месяцы или годы.

На сегодняшний день прецизионная медицина больше подходит для лечения наследственных заболеваний и таких заболеваний, как рак, связанных с мутациями, приобретенными в течение жизни человека, чем инфекционных. Есть примеры, когда восприимчивость к инфекции может быть вызвана неправильной работой уникальных генов, таких как семейство наследственных иммунных нарушений, известных как агаммаглобулинемия, но их очень мало.

Многие врачи предполагают, что большинство болезней связано с множественными генами и поэтому не поддается точному подходу. В отсутствие информации, необходимой для многомерного подхода, здесь возникает очевидная проблема и возможность для точной медицины: если это будет медицина будущего, чтобы дополнить и расширить наши существующие знания и подходы, ему необходимо перейти от геноцентрического происхождения к более широкому взгляду, включающему такие переменные, как белки и метаболиты. Он должен учитывать взаимосвязи между генами и их физическими проявлениями в масштабах от дней до десятилетий, а также от молекул до глобального общества.

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *