Pēteris Apinis: Personalizētā medicīna, precīzijas medicīna un gēnu banka

Apinis

Personalizētā medicīna ir medicīniskās aprūpes pielāgošana katra pacienta individuālajām īpatnībām. Pretēja domāšana globālajam biznesam, kas alkst pārdot apēšanai katrai zemeslodes sievietei pa vienai pretapaugļošanās tabletei katru dienu, katram vecāka gadagājuma cilvēkam pa vienai ibuprofēna tabletei no rīta un pa vienai miega zālei vakarā.

Šī jaunā domāšana saka: katram cilvēkam tikai tās zāles tikai tajās devās, kas palīdz saglabāt veselību, nodrošināt dzīves kvalitāti, ārstēt slimību un pagarināt dzīvildzi.

Šajā rakstā es lietošu jēdzienu personalizētā medicīna, uzskatot to par sinonīmu terminiem stratificētā medicīna, individualizētā medicīna un precīzijas medicīna, kaut katrs no šiem nosaukumiem ietver nedaudz atšķirīgu jēdzienu kopumu.

Terminoloģijas jucekli zināmā mērā ieviesa Pasaules Veselības organizācijas 2013. gada ziņojums par prioritārajām zālēm, kurā apspriesta „stratificētās medicīnas” nozīme, proti, ierobežojumi un ieteikumi ieguldīt līdzekļus pētniecībā tieši stratificētajā medicīnā un farmakogenomikā. Savukārt Eiropas Savienības Padome 2016. gada 7. decembrī atzinusi, ka nav vispārpieņemtas termina „personalizētā medicīna” definīcijas.

Tad nu ES Padome skaidro, „ka personalizēta medicīna attiecas uz tādu medicīnisko modeli, kurā izmanto indivīdu fenotipu un genotipu raksturojumu (piemēram, molekulāro profilēšanu, medicīnisko attēlveidošanu, datus par dzīves stilu), lai piemeklētu pareizo terapeitisko stratēģiju pareizajai personai pareizajā laikā un/vai lai noteiktu predispozīciju uz kādu slimību un/vai sniegtu laicīgu un īpaši orientētu profilaksi. Personalizētā medicīna saistās ar plašāku uz pacientu vērstas aprūpes jēdzienu, kurā ņemts vērā, ka kopumā veselības aprūpes sistēmām ir sekmīgāk jāatbild uz pacienta vajadzībām”.

Personalizētas medicīnas datu bāzes tiek jau plaši izmantotas tepat kaimiņos Ziemeļvalstīs, kopā sadarbojoties dažādos zinātnes projektos. Pirmrindniekos šajos projektos izvirzījusies Ķīna, kur autoratīvi iespējams samazināt datu aizsardzību, kā arī ASV, kur valsts augstākajā līmenī saprot šīs informācijas izšķirošu nozīmi veselības aprūpes biznesā.

Ārstēšanas pielāgošana konkrētam pacientiem bijusi pazīstama jau Hipokrāta laikā. Nekas jauns nav arī holistiska pieeja konkrētam pacientam, pie kam lielā mērā holistiski uz pacienta atbildes reakciju ārstēšanai ir meklējušas dažādas Austrumu medicīnas metodes un tādas mazāk pazīstamas medicīnas nozares kā kinezioloģija. Tomēr pašreizējā izpratnē par personalizēto medicīnu mēs varam runāt par 21. gadsimta fenomenu, jo šī pieeja konkrētam pacientam kopumā ir paplašinājusies, attīstoties diagnostikai un informācijas apstrādei, kas nodrošina izpratni par slimības molekulāro pamatu. Jaunās diagnostikas un informācijas apstrādes metodes sniedz skaidru pierādījumu bāzi, ar ko stratificēt jeb grupēt konkrētus pacientus.

Katram cilvēkam ir unikāla cilvēka genoma variācija. Indivīda veselību nosaka šī ģenētiskā variācija kombinācijā ar uzvedību un vides ietekmi, kaut lielākā daļa no genoma atšķirību tieši indivīda veselību neietekmē. Katra cilvēka unikālais ģenētiskais profils un unikālā molekulu kārtība padara tos jutīgākus vai mazāk jutīgus pret atsevišķām slimībām un ķīmiskām vielām (medikamentiem).

Moderna personalizētā medicīna balstās uz pacienta fundamentālo bioloģiju, analizē DNS, RNS vai proteīnu, kas galu galā apstiprina vai neapstiprina konkrētu slimību.

Personalizētas metodes, piemēram, genoma sekvencēšana, var atklāt DNS slimību izraisošas mutācijas, piemēram, cistisko fibrozi vai vēzi. Arī RNS sekvencēšanas metode ir derīga lai pierādītu, kuras RNS molekulas ir saistītas ar specifiskām slimībām. Atšķirībā no DNS, RNS līmenis mainās reaģējot uz vides faktoriem.

Tātad personalizētā medicīna nozīmē modernu pieeju veselības aprūpei, kurā tiek izmantots plašs datu un digitālas informācijas klāsts, kas ļauj individualizēt noteikta pacienta unikālu ārstēšanu un aprūpi. Personalizētā veselības aprūpe ir balstīta uz bioloģiskās sistēmas dinamiku un izmanto prognostiskus instrumentus, lai novērtētu veselības apdraudējumus un izstrādātu personalizētu plānu pacientam mazināt riskus, novērst slimību, bet ja nu šī slimība sākusies– ārstētu šo slimību precīzi un racionāli.

Personalizētās medicīnas organizēšana principā ir jaunas medicīnas ekosistēmas radīšana. Šī ekosistēma sākas ar individuālu pacientu un individuālu ārstu, bet beidzas ar valdību un Eiropas savienības vai pat globālu likumdošanu un izpratni.

Ir skaidrs, ka pašreizējie politikas veidotāji par šiem jaunajiem izaicinājumiem ir visai maz informēti vai par tiem lāga nenojauš. Bet vajadzīgi ir ne tikai politikas veidotāji, bet arī regulatori, kas ļautu un veicinātu jauno instrumentu un tehnoloģiju izmantošanu. Tas nozīmē Eiropā izstrādāt tiesību aktus, kas stimulētu novatoriskus pētījumus un jaunu tehnoloģiju ieviešanu. Lasot iepriekšējos, visai formālos un birokratizētos Eiropas Savienības Padomes dokumentus par personalizēto medicīnu, gribas izdarīt secinājumu, ka topošajam Eiropas parlamentam būtu jāpavēršas ar skatu nākotnē, bet katram iespējamajam Eiropas parlamenta deputātam būtu jābūt kaut minimālām zināšanām par gēnu sekvestrēšanu, gēnu banku, personalizētu datu apstrādi un jaunu medikamentu izstrādes principiem.

Jau pašlaik virknei slimību ir pieejamas mērķtiecīgas ārstēšanas metodes, analizējot ģenētisko informāciju, piemēram leikēmijai, cistiskai fibrozei, krūts vēzim, resnās zarnas vēzim.

Tiesa, personalizētā medicīna ienāk līdz ar jaunām ētikas problēmām un psihosomātikas izaicinājumiem. Klasisks piemērs būtu: ko ieteikt cilvēkam, kurš ir stratificējams kādā noteikta grupā – piemēram, viņam ir augsts risks, ka dzīves laikā viņš/viņa saslims ar krūts dziedzera vēzi – ārstēt analīzes un nogriezt krūtis, kā izlēma kāda populāra kinodīva? Bet ja nu tā tomēr vēlāk izrādās kļūda?

Par Latvijas Universitātes Zinātņu centru kā personalizētās medicīnas attīstības iespēju un valstiskam domāšanas stereotipiem

Latvijas gadījumā lielākais iespaids personalizētajā medicīnā būtu akadēmiskajiem pētniekiem (ar pilnīgi atklātu skatu uz jauno LU Zinātņu centru un tā iespējām). Akadēmisko pētnieku izpētes lauks šobrīd ir praktiski neierobežots, lai izpētītu visus gēnus un to nozīmi cilvēka veselībā, slimībā, veidojot jaunu pieredzi cilvēka ģenētikā un izpratnē par slimību molekulāro pamatu, veicinot diagnostikas precizitāti un mērķtiecīgu zāļu izstrādi.

Globāli aktīvākais spēlētājs personalizētajā medicīnā tuvākajos gados būs globālās informācijas tehnoloģiju un informātikas uzņēmumi, kam šobrīd paveras neierobežots lauks elektronisko rīku un resursu izveidei, lai savāktu un saglabātu pacienta veselības (ģenētisko) informāciju, kā arī dodot piekļuvi klīniskai izpētei, vienlaikus aizsargājot pacienta privātumu. Ne velti personalizētajā medicīnā ne tikai pa durvīm klauvē, bet arī pa logu iekšā kāpj Microsofft, Apple, Amazone, Google, Yahoo un pat Facebook. Šie globālie IT milži saskata tās lielās iespējas, ko dotu iespēja savākt un apstrādāt iespējami lielākas genoma datu bāzes.

Gan Latvijas valdībai, bet vēl vairāk Eiropas komisijai personalizētās medicīnas ienākšana nozīmē sasniegt izpratni, ka vajadzīgi lielāki finanšu resursi medicīnas zinātnei, jo nav iespējams progress bez investīcijām pētniecībā un klīniskajā aprūpē, kas tikai kopā garantē uzlabotu pacientu aprūpes kvalitāti un reāli pagarina dzīvildzi, kā arī maksimāli palielina pacienta ieguvumus no finansiālajiem un resursu ieguldījumiem.

Minēšu piemēru – pirms trīsdesmit vai piecdesmit gadiem savākti asins paraugi no donoriem – asinis vai eritrocītu masa jau sen pārlieta citam pacientam dzīvības glābšanai, bet paraugs palicis. Mūsdienās var katram šim paraugam noteikt genoma karti. Ja būtu zināms, kas ar katru no šiem donoriem noticis šajos trīsdesmit vai piecdesmit gados (kurš saslimis ar vēzi, kurš ar bronhiālo astmu, kurš ar psihisku slimību) varētu mēģināt atrast tās gēnu mutācijas, kas kuru slimību nosaka. Latvijā šādu paraugu ir relatīvi maz, bet ja saskaitītu kopā visus paraugus, kas glabājas asins pārliešanas centros Baltijas valstīs un Somijā? Nelaime tikai tā, ka nav e-veselības, kas varētu sniegt atbildi– kas ar šiem donoriem noticis, ar ko viņi saslimuši. Un mūsu valsts brāķa e-veselība, ko radījuši Bārzdiņš, Circene, Belēvičs un Čakša, nekad ne uz kādiem jautājumiem atbildes nesniegs.

Tātad mums nepieciešami politiski lēmumi, kas ļautu pacientiem saņemt personalizētās medicīnas iespējās: izmaiņas likumdošanā, normatīvajos aktos, bet pats būtiskais – nepieciešamas kvalitatīvas izmaiņas valsts varas un pārvaldes izpratnē, zināšanās un pozitīvā attieksmē.

Neprofesionāla un neizglītota valsts politika un pārvalde ir virzīta uz „pavārgrāmatas medicīnu”– visiem ārstiem jāiedod rokās vadlīnijas un jāprasa ārstniecība pēc vadlīnijām ar zālēm, kurām „uz pierādījumiem balstītā medicīnā” uzrakstītas anotācijas. Vislabāk, ja valsts institūcijas šīs zāles var iepirkt centralizēti sarunu procedūras ceļā (šim rakstam nav politiska uzstādījuma, tādēļ par iespējamu koruptīvu darbību nerunāsim). Tātad – ministrija, kurā nestrādā neviens ārsts, uzskata, ka pasaulē ir konkrētas slimības, ko var izārstēt ar konkrētām zālēm (tas nav mājiens pašreizējai ministrijas vadībai, bet secinājums par ilglaicīgu politiku valstī).

Diemžēl katrs cilvēks ir individuāla gēnu kombinācija. Gandrīz nevienam cilvēkam nav tikai viena vienīga slimība, nemēdz būt slims orgāns, bet vesels pārējais ķermenis. Vairumam vecāka gadagājuma cilvēkiem ir multimorbiditāte – vienlaikus augsts asinsspiediens, sirds mazspēja, lieks svars, otrā tipa diabēts, reimatoīdais artrīts, glaukoma utt., un visu šo slimību ārstēšanai viņš lieto daudzas zāles (polipragmāzija). Valstiskais uzstādījums ir izārstēt slimību, kaut patiesībā mūsu mērķis ir izārstēt pacientu. Tādēļ atgriezīsimies pie personalizātās medicīnas, jo tas ir ceļš, kurp medicīna iet globāli. 21. – 23. maijā LU Zinātņu centrā notiks konference par personalizēto medicīnu.

Ar personalizēto medicīnu publiskajā telpā visbiežāk saprot genoma pētniecību un atklājumu izmantošanu vēža ārstēšanā – onkogenomiku

Personalizētajā medicīnā šobrīd galvenā uzmanība tiek pievērsta genoma izmaiņām, jo informācijas tehnoloģiju programmatūra vislabāk un precīzāk spēj apstrādāt tieši gēnu banku informāciju.

Personalizētās medicīnas pētījumi genomikā palielina ārstu spēju prognozēt, kuras ārstniecības metodes un kuri zāļlīdzekļi būs efektīvi un droši konkrētajam pacientam, bet kuri– ne. Vēl vairāk– personalizētā medicīna, balstoties uz pacienta genomu un molekulāro profilu ļauj izvēlēties terapiju un ārstniecību ne tikai lai nodrošinātu labāku rezultātu, bet arī– lai nākotnē ļautu samazināt izmaksas, kas medicīnā kopumā, bet onkoloģijā īpaši ir ļoti lielas, ja terapija tiek piemeklēta tikai pēc pieredzes un izmēģinājuma/kļūdas metodes.

Lai precizētu diagnostiku un ārstēšanu vēža slimniekiem personalizētā medicīnā ir izveidojusies jauna zinātne – vēža genomika jeb onkogenomika. Onkogenomika ir viena no daudzsološākajām genomikas nozarēm, jo īpaši tāpēc, ka tā reāli ietekmē mērķterapiju un imunterapiju.

Ar vēzi saistīto gēnu raksturošanai un slimības patoģenētisko faktoru noteikšanai tiek izmantotas augstas caurlaidības sekvencēšanas metodes.

Vairāk zināma personalizētās medicīnas loma vēždraudes profilaksē. Sievietēm BRCA1 un BRCA2 mutācijas gēnā nozīmē lielāku predispozīciju (iespēju saslimt) ar krūts vai olnīcu vēzi, īpaši, ja tas kombinējas ar šādu vēzi ģimenes anamnēzē. Tā kā vairāki slimību cēloņi tiek kartēti kombinācijā ar genoma mutācijām, vieglāk iespējamo slimību identificēt konkrētai pacientei un veikt pasākumus, kas novērstu slimības attīstību, piemēram, izveidot šīm sievietēm domātu skrīninga programmu, vai šķidrās biopsijas izmantošanu. Savukārt pat tas, ka genomā ir konstatētas mutācijas, nenozīmē, ka slimība noteikti attīstīsies– citas DNS detaļas var samazināt šo mutāciju ietekmi vai aizkavēt slimības attīstību.  

Skatoties no ierindas ārsta pozīcijas, personalizētā medicīna onkoloģjā ir tradicionālās medicīnas paplašinājums izpratnei par slimību un šīs slimības ārstēšanu. Šī personalizētā pieeja maina ārstu domāšanas veidu, kompleksi skatot klīniskos pētījumus un pacientu aprūpi. Kaut šā raksta mērķis nav detalizēti aprakstīt konkrētus (pagaidām grūti un gari skaidrojamus) ārstniecības piemērus, mēģināšu vienu piemēru sniegt– 2011. gadā tika ieviestas zāles vemurafenibs melanomas ārstēšanai. Šis vemurafenibs darbojas tikai tādu pacientu ārstēšanā, kam ir notikusi mutācija (izmaiņas) BRAF gēnā. Šis BRAF gēns atbild pa konkrētas olbaltumvielas ražošanu, kuru sauc par B–Raf, bet šis B–Raf sūta šūnu signālus, veicinot šūnu augšanu un ziņojot par vēža mutācijām. Izrādījās, ka 60% melanomas pacientu ir BRAF mutācija, bet 90% no tiem – V600E BRAF mutācija, kam vemurafenibs pavēra jaunas iespējas ārstēšanai pat melanomas vēlīnos posmos. Vienkāršoti– šīs zāles var palīdzēt tikai pacientiem ar noteiktu gēna mutāciju, un nav jēgas to dot visiem pacientiem ar melanomu.

Vēža pētījumi ir atklājuši vēža veidu ģenētisko daudzveidību. Personalizētas medicīnas princips ir „viens izmērs nav piemērots visiem”. Tātad personalizētā medicīna nozīmē precizitāti. Pat viena veida vēža gadījumā audzējs var būt atšķirīgs dažādiem pacientiem. Šiem vēžiem arī ārstēšana ir jāpielāgo individuāli. Palielinājusies izpratne par audzēja heterogenitāti vai ģenētisko daudzveidību vienā audzējā–vienā audzējā var būt dažādas malignas šūnas ar dažādām ārstēšanas iespējām un nepieciešamību. Latvijas Onkoloģijas centrā patologi jau šodien veic ļoti precīzu vēža diagnostiku un prognozi ārstēšanai ar konkrētām mērķterapijas un imūnterapijas zālēm, un to pilnā mērā var saukt par personalizētu medicīnu. Vislielākā pieredze izveidojusies plaušu vēža mutāciju noteikšanā, kur vairākām no mutācijām ir paredzēta specializēta ārstēšana.

Būtiskā personālizētās medicīnas atziņa ir, ka zāles, kas vispār nav devušas labus ārstniecības rezultātus, var būt veiksmīgas gadījumos ar konkrētiem vēža ģenētiskajiem profiliem.

Personalizētā medicīna ārpus onkoloģijas: pēta un ārstniecībā ienes bioloģiskus, vides, sociālos un uzvedības datus

Personalizētā medicīna ienāk ne tikai onkoloģijā. Ļoti nozīmīga gēnu izpēte ir transplantācijā. Pirms genoma pētījumu laika, transplantologiem nācās ņemt sirds biopsiju (sirds gabaliņu ķirurģiskā veidā) lai pētītu– vai transplantējamais orgāns netiks noraidīts. Mūsdienās ģenētiskās diagnostikas tests šajā gadījumā tiek veikts no asins paraugam. Gēna izpēte ļauj atrast saderības, kas ļauj atteikties vai ievērojami samazināt imūnsupresīvu zāļu lietošanu (cilvēkam pēc transplantācijas visu mūžu jāsaņem imūnsupresīvi līdzekļi, lai viņa organisms neatstumtu transplantēto sirdi, aknas vai nieres).

Personalizētās medicīnas nozīmīga daļa ir elpceļu slimību diagnostika un ārstēšana. Elpceļu slimības – astma, hroniska obstruktīva plaušu slimība, idiopātiska plaušu fibroze un plaušu vēzis izraisa plašu saslimstību un mirstību. Šīm slimībām ļoti svarīga ir agrīna diagnostika, proti– kamēr sākotnējie simptomi ir nespecifiski.  Jaunas metodes un personalizēta medicīna ļauj personalizēt ārstēšanu atbilstoši konkrētā pacienta medicīniskajām vajadzībām.

Globāli interesantākās publikācijas un prezentācijas par personalizēto medicīnu parasti saistās ar psihiatriju, bieži geriatrisko patoloģiju kontekstā. Un tieši šajā jomā genomika vairs nav vienīgais, kaut arī būtisks personalizētās medicīnas stūrakmens.

Latvijā nopietni personalizētas medicīnas un gēnu izpētes jautājumiem pievērsušies kardiologi profesora Andreja Ērgļa vadībā, īpaši jautājumiem par farmakogenomiku un nutrigenomiku jeb medikamentu un uztura mijiedarbību ar indivīda gēniem.

Zinātnei attīstoties patiesas personalizētas veselības aprūpes virzienā, bez genomikas datiem arvien vairāk nepieciešams pētīt arī bioloģiskus, vides, sociālos un uzvedības faktorus. Savukārt, uzvedības dati aptver plašu informācijas klāstu, bet parasti mēs pētām demogrāfiskos, dzīvesveida un uzvedības, psihosociālos, kā arī ģeogrāfiskos datus. Sociālās determinances jēdziens medicīnā nosaka, ka nevienlīdzība sociālajos apstākļos ir viens no iedzīvotāju veselības atšķirību pamatcēloņiem.

Sociālie un uzvedības dati ir svarīgi, lai parādītu sociālo apstākļu lomu iedzīvotāju veselības atšķirībās, kas nereti ir pat nozīmīgāki par genomikas datiem. Šobrīd pasaules medicīnas zinātnieki uzskata, ka 40–60% (tātad– pusi) no riskiem, kas saistīti ar novēršamiem priekšlaicīgas nāves gadījumiem nosaka dažādu (ķīmisku) vielu lietošana sadzīvē un lauksaimniecībā (pesticīdi, minerālmēsli), ēšanas ieradumi un uztura kvalitāte (transtaukskābes, cukuri), fiziskās aktivitātes esamība vai mazkustība ikdienā, kā arī kaitīgu ieradumu (tabakas smēķēšana) un atkarību esamība.

Lai iegūtu holistisku skatījumu uz konkrēta cilvēka veselību, ir svarīgi iekļaut sociālos un uzvedības datus personalizētās medicīnas pētījumos. Aizspriedumi iegūto sociālo un uzvedības datu vākšanā un analīzē rada vai var radīt ētiskas sekas. Pētniekiem šie dati jāizmanto tā, lai tie nepalielinātu esošās netaisnības veselības aprūpē, kā arī nepalielinātu veselības jomas birokratizāciju.

Globāli par modes lietu vai izaicinājumu globāli kļuvuši plaša mēroga kohortas pētījumi sociālo un uzvedības datu apkopošanā. Vēl nesen šie dati tika iegūti galvenokārt no dalībnieku aptaujām un citām retrospektīvām pašnovērtējuma metodēm. Mūsdienās arvien vairāk personalizētās medicīnas pētniecības programmas vāc elektronisko veselības ierakstu datus, kur savukārt ir liela atšķirība ierakstu metodikā un interpretācijā.

Personalizētās medicīnas pētniecības iniciatīvas ir paredzētas, lai izvairītos no nejauša kaitējuma. Tomēr šobrīd pieejamās Latvijas sociālās un uzvedības datu bāzes (piemēram, e-veselība, un līdz ar tās ieviešanu arī daži reģistri), rada šaubas par objektīvu datu vākšanas metodiku un paredzamās kļūdas, interpretējot un izmantojot datus. Šie dati bieži ir nestrukturēti un ļoti mainīgi, un to iekļaušana ir atstāta iepriekš neprecīzi instruētu veselības aprūpes speciālistu (piemēram, ģimenes ārsta palīga) ziņā.

Jebkurā gadījumā tuvākajā nākotnē šāda datu vākšana un interpretācija būs valstiska problēma un izaicinājums, un būtisks faktors būs pacientu (ierobežota) līdzdalība. Pētniekiem nāksies datu sistēmās ieviest pārredzamu komunikāciju un izglītošanu par dalībieku informācijas aizsardzību, potenciālo dalībnieku pārvēršanu partneros ne tikai datu bāzes potenciālajos failos.

Elektroniskie veselības dati dažādās valstīs un pat dažādās institūcijās ir ļoti atšķirīgi. Īpaši, ja pētījumos tiek iekļauti un formatēti ne tikai genoma dati, bet arī sociālie un uzvedības dati, kas arī ir būtiski, lai izpētītu ģenētiskos un sociālos faktorus. Kā jau minēju, sabiedrībā, zinātnē un politikā valda aizspriedumi par sociālo un uzvedības datu vākšanu, lietošanu un interpretāciju personalizētās medicīnas pētījumos un par šo datu ietekmi uz veselības vienlīdzību. Gandrīz visu valstu valdības un likumdevēji cenšas darboties virzienā „ierobežot”, nevis „paplašināt” pieejamo datu apjomu.

Bez tam, pasaules pieredze rāda, ka pētniekiem vidējais iedzīvotājs pārlieku neuzticas. Vislielākā uzticamība šādas informācijas iegūšanā no pacientiem ir ārstējošajiem ārstiem, īpaši stacionāros. Tikai šādi, ar uzticamību apveltīti ārsti var reāli pozitīvi ietekmēt pacientu pieņemt lēmumu piedalīties pētniecībā. Līdz ar to, visticamāk tieši ārsti būs galvenie dalībnieki personalizētās medicīnas pētniecības programmās.

Personalizētā medicīna nereti nozīmē multimorbiditātes aspektu risināšanu. Vairāki gēni kopā ietekmē daudzu kopīgu un sarežģītu slimību iespējamo attīstību. Līdz ar to personalizēto medicīnu var izmantot, lai prognozētu konkrētas personas risku saslimt ar konkrētu slimību, pamatojoties uz vienu vai vairākiem gēniem. Šajā gadījumā tiek izmantota sekvencēšanas tehnoloģija, lai koncentrētos uz slimības riska novērtēšanu. Medicīnai šādi atklāti genoma noteikti riski ļauj uzsākt profilaktisku ārstēšanu, pirms slimība parādās pacientam. Piemēram, ja tiek atrasta DNS mutācija, kas nosaka cilvēka risku saslimt ar 2. tipa diabētu, pacientam var nekavējoši uzsākt dzīvesveida izmaiņas, kas mazina šo iespēju saslimt ar 2. tipa diabētu.

Genotipēšana ir process, kurā tiek iegūta indivīda DNS sekvence, izmantojot bioloģiskos testus. Kad pētnieka rokās ir detalizēts pārskats par indivīda DNS sekvenci, genomu var salīdzināt ar atsauces genomu lai novērtētu esošās ģenētiskās variācijas un to iespējas izraisīt slimības.

Pasaulē jau šobrīd privāti uzņēmumi, piemēram, Navigenics un Illumina, tieši sekvencē pacienta genomu. Saņemtā informācija tiek plaši izmantota praksē. Veselības aprūpes speciālistiem jāņem vērā, ka ir atšķirīgas sekvencēšanas metodes, vienas, kas paredzētas klīniskai lietošanai, bet citas – tikai zinātniskiem nolūkiem. Arī Latvijā Premium Medical (sadarbībā ar globālām laboratorijām) piedāvā krūts vai olnīcu vēža DNS testus, sirds un asinsvadu slimību ģenētisko testēšanu, kas apvieno ģenētiskos un vides faktorus un ļauj ārstam piedāvāt risinājumus indivīda dzīves veida maiņai, testos atklāto risku novēršanā utt.

Lai raksturotu gēnu mutāciju saistību ar slimību, vienkāršāk skaidrot „genoma mēroga asociācijas pētījumu” (GWAS). Šāds pētījums aplūko vienu slimību, atrod līdzīgu mutāciju, bet pēc tam secīgi pārskata daudzus pacientus ar konkrētu genomu, lai meklētu kopīgas mutācijas genomā. GWAS pētījumā atrastas mutācijas, kas ir saistītas ar konkrētu slimību, pēc tam var izmantot, lai diagnosticētu šo slimību nākotnes pacientiem. Pirmais GWAS, ko veica 2005. gadā, pētīja pacientus ar senilās makulas deģenerāciju. Tika konstatētas divas dažādas mutācijas, no kurām katra satur tikai vienu nukleotīdu, kas saistīti ar šo makulas deģenerācijas formu.

Pasaulē personalizētai medicīnai ir darbības jomas arī ārpus medicīnas robežām, piemēram, policijas datu izmantošanā, lai veidotu prognozējamus likumpārkāpēju identifikācijas modeļus. Šajos modeļos izmantotie dati ir balstīti uz esošajiem policijas darbības modeļiem (tiesa, mūsdienu Eiropā šī datu apstrāde nedaudz mainījusies, jo policija vairākās ES valstīs informācijas apstrādei ieguvusi pārmērīgi plašu izpētes poligonu migrantu un mazākumtautību iedzīvotāju informācijas apstrādē). Policijā ievāktie genomikas dati personalizētās medicīnas kohortas pētījumos ir ļoti derīgi, bet sociālo un uzvedības datu interpretācijā policijas un ārstu sniegtie dati ievērojami atšķiras, un pagaidām nav savietojami. 

Farmakogenomika nozīmē pareizas zāles pareizajā devā ārstēšanai pareizajam pacientam

Gadsimtiem ārsts un aptiekārs ir meklējuši un vēl joprojām mēdz piemeklēt katram pacientam individualizētu ārstēšanu, vismaz tādās jomās kā zāļu devas, sastāvdaļu izvēle, ievadīšanas veids utt.

Mūsdienu medicīnā ārsts tomēr parasti paļaujas uz starptautiskām vadlīnijām, pētījumiem, pieredzi, konferenču un medicīnas žurnālu ieteikumiem (kas nereti tiešā tulkojumā nozīmē izmēģinājumu un kļūdu stratēģiju) līdz atrod ārstēšanas terapiju, kas ir visefektīvākā konkrētajam pacientam. Varētu teikt, ka zāles tiek parakstītas ar domu, ka tās visiem pacientiem darbojas relatīvi vienādi (kā nu vadlīnijās un anotācijās rakstīts), bet tas nebūt tā nav.

Ar personalizēto medicīnu medikamentozās ārstēšanas metodes var tikt konkrētāk pielāgotas indivīdam un saprast, kā konkrētā pacienta ķermenis, orgāni, audi reaģēs uz zālēm un vai šīs zāles darbosies, pamatojoties uz konkrētā pacienta genomu. Farmakogenomika izmanto indivīda genomu, lai sniegtu precīzāku ārstēšanu un pielāgotu zāļu devas. Sīki izstrādāta indivīda ģenētiskā informācija ļauj novērst nevēlamus notikumus, precizēt optimālas devas un maksimāli efektīvi ļauj zāles lietot.

No toksikoloģijas aspekta farmakogenomiski atklātie ģenētiskie varianti ļauj novērst nevēlamas blaknes konkrētām zālēm.

Vadošais spēlētājs globālajā personalizētās medicīnas attīstībā ir biofarmaceitiskie uzņēmumi, kas attīsta drošas un efektīvas zāles. Šo uzņēmumu filozofijas pamatā ir sapratne par ģenētisko variāciju daudzveidību un šo variāciju ietekmi uz slimības prognozi un ārstēšanu. Tas ļauj biofarmācijai kopā ar medicīnas zinātni izstrādāt un vadīt inovatīvus pētījumus.

Biofarmācijas nozarei cilvēka genoma informācijas iegūšana un apstrāde ir nozīmīga zāļu izstrādes procesā. Sīkāka informācija par indivīda ģenētisko sastāvu ir nozīmīgs faktors, lemjot: vai pacientu var izvēlēties iekļaušanai klīniskā izmēģinājuma noslēguma posmā. Spēja izvēlēties tieši tos pacientus, kas gūs vislielāko labumu no klīniskā pētījuma, palielinās pacientu drošību no blaknēm, ko izraisa zāles pētījumu un testēšanas laikā. Tas ļauj veikt mazāka apjoma, ātrākus un lētākus klīniskos pētījumus. Īpaši svarīga cilvēka genoma informācija ir strādājot ar jaunām zālēm, kas vajadzīgas reto slimību ārstēšanai vai vispār zālēm, ko paredzēts lietot tikai nelielas ļaužu daļas ārstēšanai. 

Diagnostikas sistēmu izstrādātāji rada instrumentus un testus, kas ļautu analizēt un interpretēt ģenētisko informāciju, uzlabot izpratni par slimībām molekulārajā līmenī un varbūtējo pacienta reakciju uz zāļļīdzekļu lietošanu ārstniecībā. Personalizētās medicīnas terapeitiskās platformas ir būtiskas kontrastvielu, fluorescējošo marķieru, PET radiofrekvences un citu tehnoloģiju lietošanai, jo ļauj izvēlēties diagnostikas testus pētījumos in vitro vai pat DNS sekvencēšanas procesā.

Personalizētā medicīna ir jauns medicīnas uzņēmējdarbības modelis

Personalizēta medicīna ir medicīnas modelis, kas ļauj pacientus iedalīt dažādās grupās medicīnisku lēmumu pieņemšanai, kā arī zāļu vai medicīnas ierīču (piem., staru terapijas) pielāgošanai un izmantošanai individuālam pacientam, pamatojoties uz to paredzamo organisma vai slimības atbildes reakciju vai risku.

Personalizētā medicīna ienāk ar jaunu, atšķirīgu uzņēmējdarbības modeļu izstrādi, kas pieļauj veikt valstiskas funkcijas vienlaikus ar individualizētu medicīnisko praksi, modernu uzskaiti un reģistru, drošu datu nesēju (bioloģisko materiālu) uzglabāšanu neierobežoti ilgu laiku. Līdz ar to tā prasa standartizētu un ļoti precīzu darbu ģenētiskā materiāla un arī digitāli apstrādātās informācijas saglabāšanai.

Jo personalizētāka medicīna, jo vairāk cilvēku iesaistās viena cilvēka ārstēšanā. Visi strādā kopā, lai sasniegtu kopīgo mērķi– izmantot zinātnes sasniegumus un tehnoloģiju attīstību pacienta aprūpē, dzīvildzes pagarināšanā, dzīves kvalitātes uzlabošanā.

Ārsts ar personalizētu medicīnu var strādāt tikai tad, ja arī pacients ir izglītots un informēts. Pacientam vismaz būtu jābūt izpratnei par ģenētisko profilu un to– kā, izmantojot jaunās tehnoloģijas, individualizēt pieeju slimību profilaksei, diagnostikai un ārstēšanai.

Personalizētā medicīna 21. gadsimtā nozīmē jaunus izaicinājumus un nepieciešamību risināt agrāk neizzinātas problēmas

Jo vairāk un plašāk personalizētā medicīna tiek izmantota, jo rodas vairāk problēmu. Būtiskie izaicinājumi, kas saistīti ar personalizētās medicīnas ienākšanu, ir:

• globāli, Eiropas Savienībā un Latvijā nāksies pārstrādāt pašreizējo pieeju intelektuālā īpašuma tiesībām, kompensācijas politikai, pacientu privātumam un konfidencialitātei, kā arī regulatīvajai uzraudzībai, pielāgojoties personalizētās medicīnas ienākšanai veselības aprūpē.

Piemēram, ģenētiskajiem datiem, kas iegūti no nākamās paaudzes sekvences, pirms analīzes ir nepieciešama datorizēta datu apstrāde;

• inovācijas medicīnā, ieguldījumi un interese par personalizēto medicīnu ietekmē intelektuālā īpašuma tiesības, un šajā jomā pasaule ir jaunu likumdošanas iniciatīvu priekšā. Piemēram, ASV likumdošana nosaka, ka dabiski sastopamie gēni nevar tikt patentēti, bet sintētiskā DNS, kas ir rediģēta vai mākslīgi radīta, var tikt patentēta. Nav skaidrs, vai apstiprinošie, sekundārie ģenētiskie testi pēc sākotnējās diagnozes ir vai nav brīvi no patentu likumiem. Juristi, kas iebilst pret patentiem, apgalvo, ka DNS sekvences patenti ir šķērslis notiekošajiem pētījumiem, bet patentu atbalstītāji norāda, ka patenti ir nepieciešami, lai piesaistītu un aizsargātu jau veiktos un nākotnē veicamos finanšu ieguldījumus;

• nāksies veikt izmaiņas likumdošanā un normatīvajos aktos, lai personalizēto medicīnu iekļautu citās medicīnas jomās, bet, kas būtiski– ievirzītu starpdisciplinārā sadarbībā starp medicīnu, klīnisko onkoloģiju, bioloģiju, datorzinībām, informātiku, vizuālo diagnostiku, mākslīgo intelektu.

Nāksies izstrādāt specifiskus normatīvus zinātnes standartiem, pētniecības metodēm, atsauces materiāliem un citiem instrumentiem, kas iekļautu personalizēto medicīnu pašreizējā regulatīvajā praksē;

• katrai valstij nāksies izveidot ne tikai savu gēnu banku, bet arī genomikas bibliotēku, lai varētu salīdzināt un pārbaudīt dažādu platformu derīgumu un nodrošinātu datu un platformu uzticamību;

• izmaiņas skars farmāciju. Vēsturiski farmaceitiskā ražošana notiek lielās partijās, pie kam izejvielas ražo pilnīgi citā pasaules daļā nekā notiek zāļu fasēšana. Savukārt personalizētas medicīnas zālēm nākotnē nereti varētu būt vienreizēja ražošana/lietošana, kas jebkurā gadījumā nozīmēs elastīgu un mazu sēriju ražošanu. Tā kā šīs terapijas ir/būs individuālas, šo zāļu ražošanā, uzglabāšanā un transportēšanā nedrīkstēs kļūdīties. Par noteicošo kļūs loģistikas/piegādes ķēde un tās kontrole;

• valsts veselības finanšu politikā nāksies veikt diezgan jūtamas izmaiņas, galvenokārt tādēļ, ka personalizētā medicīnā jārēķinās ar testu neveiksmēm un ārstēšanas aizkavēšanos. Personalizētā medicīna nozīmē aprēķinus par dažādu ģenētisko testu efektivitāti vispārējā populācijā, rentabilitāti attiecībā pret ieguvumiem, kopīgajiem un individuālajiem riskiem;

• vissvarīgākais jautājums, kas saistīts ar personalizētās medicīnas komercializāciju, ir pacientu aizsardzība un pacientu datu aizsardzība. Viena no lielākajām problēmām ir bailes un iespējamās sekas pacientiem, kas uzzinās, ka ir predisponēti kādai slimībai pēc ģenētiskās testēšanas vai kuru personalizētās medicīnas testi sniegs ziņu, ka pacienta audi/slimība nereaģē uz noteiktu ārstēšanu. Pacientiem ģenētisko testu rezultāti var būt indikācija psihoterapeitiskā atbalsta dienesta piesaistei. Vēl ļoti jutīgs jautājums ir ģimenes locekļu tiesības, atceroties, ka ģenētiskās noslieces un riski ir mantojami. Noteiktās etniskās grupās ietekme būs kopēju alēļu klātbūtnei.

• pieaugs izglītības apjoms mācību plānos ģenētikā.

Tātad– personalizētā medicīna nāk laikā, kad pasauli pārsteidz jauni izņēmumi striktajā domāšanas un medicīnas filozofijas sistēmā. Piemēram, nesen pasaules ziņu aģentūrās parādījās ziņa, ka kādam vīrietim ir transplantēti donora sēklinieki. Šobrīd nav drošu datu, ka viņam ir atjaunojusies apermatoģenēze – bet ja nu tāda izveidosies, nav grūti izprast kādu ģenētisko kodu viņš nodos tālāk – savu vai donora.

Kaut arī personalizētā medicīna perspektīvā sniedz zināmu medicīnas resursu (finanšu, zāļlīdzekļu, aparatūras, cilvēkresursu) ekonomiju, personalizētā (īpaši, kā precīzijas) medicīna nekad nebūs lēta un nekad vismaz ārstniecībā netiks piemērota visiem zemeslodes cilvēkiem. Pat tad, kad globāli visu cilvēku genoms atradīsies globālajos megadatoros un tiks analizēts ar modernākajām programmām, visiem precīzas un orģinālas zāles vēža vai neirodeģeneratīvu slimību ārstēšanai nebūs iespējams saražot, jo vismaz līdz 2050. gadam cilvēku skaits uz zemeslodes tikai pieaugs, dzīves ilgums pieaugs un populācija novecos (katrs līdz savam vēzim).

Valsts iedzīvotāju genoma datubāze būs jāpaplašina par gēnu banku

Valsts iedzīvotāju genoma datubāze jau šobrīd ir nacionāla biobanka, kas veido, uzglabā un apstrādā Latvijas iedzīvotāju veselības informācijas datus un ģenētiskā materiāla kolekciju, lai tos izmantotu pētnieciskiem, profilaktiskiem un ārstnieciskiem mērķiem.  Valsts iedzīvotāju genoma datubāzi veido Latvijas Genoma Centrs. Genoma datubāzē tiek uzkrāti no zinātniskajiem projektiem un brīvprātīgo gēnu donoru fenotipiskie un genotipa dati, kā no asinīm un audu paraugiem iegūto bioloģisko materiālu banka.

Globāli datus apkopo Starptautiskā nukleotīdu secību datu bāžu savienība (INSDC), kas organizē kopīgus centienus apkopot un izplatīt datubāzes, kas satur DNS un RNS sekvences. Tā apvieno Japānas DNS datu banku, ASV GenBank un Eiropas Nukleotīdu arhīvu, kas bāzēts Apvienotajā karalistē. Jauni un atjaunināti dati par nukleotīdu sekvencēm, ko pētniecības grupas sniedz katrai no trim datubāzēm, katru dienu tiek sinhronizēti.

2018. gada novembrī Latvija pievienojās Eiropas Genoma deklarācijai. Viens no deklarācijas sākotnējiem mērķiem: koordinēt drošu piekļuvi datiem no viena miljona cilvēka genomiem, kas ir saistīti ar veselības datiem, kā arī apvienot analītiskās iespējas saskaņā ar Vispārējo datu aizsardzības regulu, lai veicinātu izpratni par ģenētiskajām asociācijām, kas izraisa vai predisponē slimības. Efektīva šī pētījuma izvērtēšana klīniskajos apstākļos un sabiedrības veselības pasākumi var novest pie efektīvākām terapijām atsevišķiem pacientiem un uzlabotiem profilakses pasākumiem.

Globāli informācija par DNS un RNS sekvencēm dubultojas vidēji 9–11 mēnešu laikā. Ja Latvijā apkopotu visu genomu informāciju vienā datu bāzē, tai arī piemistu spēja divkāršoties nepilna gada laikā, kas būtu liels izaicinājums gan materiālu, gan informācijas uzglabāšanai. Liels datu apjoms ir priekšnosacījums mākslīgā intelekta un mašīnmācīšanās attīstībai un pielietojamībai veselības aprūpē.

Tuvākajos divdesmit gados visu pasaules cilvēku genomi būs apkopoti datu bāzēs. Šķiet, ka individuāli mēģinājumi izvairīties no genomu izpētes, beigsies ar iestāšanos slimnīcā, ieeju policijā vai pie robežas šķērsošanas.

Autors: Pēteris Apinis

Populārākie raksti

Jūs varētu interesēt

Lasītāju viedokļi

avatar