Ģenētiskā pārbaude, kas pazīstama arī kā DNA testēšana, tiek izmantota, lai noteiktu izmaiņas DNA secībā vai hromosomu struktūrā. Ģenētiskā pārbaude var ietvert arī ģenētisko izmaiņu rezultātu mērīšanu, piemēram, RNA analīzi kā gēnu ekspresijas rezultātu vai bioķīmisko analīzi, lai izmērītu specifisku olbaltumvielu izvadi. Medicīnas apstākļos var izmantot ģenētisko testēšanu

Ģenētiskā pārbaude, kas pazīstama arī kā DNA testēšana, tiek izmantota, lai noteiktu izmaiņas DNA secībā vai hromosomu struktūrā. Ģenētiskā testēšana var ietvert arī ģenētisko izmaiņu rezultātu mērīšanu, piemēram, RNA analīzi kā gēnu ekspresijas rezultātu vai bioķīmisko analīzi, lai izmērītu specifisku olbaltumvielu izlaidi.[1] Medicīnas vidē ģenētisko testēšanu var izmantot, lai diagnosticētu vai izslēgtu aizdomas par ģenētiskiem traucējumiem, prognozētu konkrētu slimību riskus vai iegūtu informāciju, ko var izmantot, lai pielāgotu medicīnisko ārstēšanu, pamatojoties uz indivīda ģenētisko uzbūvi.[1] Ģenētisko testēšanu var izmantot arī, lai noteiktu bioloģiskos radiniekus, piemēram, bērna bioloģisko izcelsmi (ģenētiskā māte un tēvs), izmantojot DNA paternitātes testu[2], vai izmantot, lai plaši prognozētu indivīda izcelsmi.[3] Augu un dzīvnieku ģenētisko testēšanu var izmantot līdzīgu iemeslu dēļ kā cilvēkiem (piemēram, lai novērtētu radniecību/senčus vai prognozētu/diagnosticētu ģenētiskus traucējumus),[4] lai iegūtu informāciju, ko izmanto selektīvai audzēšanai[5] vai centieniem palielināt ģenētisko daudzveidību apdraudētās populācijās[6].

Ģenētisko testu daudzveidība gadu gaitā ir paplašinājusies. Agrīnās ģenētiskās testēšanas formas, kas sākās 1950. gados, ietvēra hromosomu skaita uzskaiti šūnā. Novirzes no paredzamā hromosomu skaita (cilvēkiem 46) var novest pie noteiktu ģenētisku stāvokļu, piemēram, 21. trisomijas (Dauna sindroms) vai monosomijas X (Tērnera sindroms), diagnozes[7]. 1970. gados tika izstrādāta metode konkrētu hromosomu reģionu iekrāsošanai, ko sauca par hromosomu joslām, kas ļāva veikt detalizētāku hromosomu struktūras analīzi un diagnosticēt ģenētiskus traucējumus, kas ietvēra lielus strukturālus pārkārtojumus.[8] Papildus veselu hromosomu analīzei (citoģenētika), ģenētiskā testēšana ir paplašināta, iekļaujot molekulārās ģenētikas un genomikas jomas, kas var identificēt izmaiņas atsevišķu gēnu, gēnu daļu vai pat DNA secības atsevišķu nukleotīdu "burtu" līmenī.[7] Saskaņā ar Nacionālo veselības institūtu datiem ir pieejami testi vairāk nekā 2000 ģenētisku stāvokļu[9], un vienā pētījumā tika lēsts, ka 2018. gadā tirgū bija vairāk nekā 68 000 ģenētisko testu.[10]

Veidi

Ģenētiskā testēšana ir "hromosomu (DNA), proteīnu un noteiktu metabolītu analīze, lai klīniskos nolūkos noteiktu iedzimtus ar slimību saistītus genotipus, mutācijas, fenotipus vai kariotipus." [11] Tā var sniegt informāciju par cilvēka gēniem un hromosomām visas dzīves garumā.

Simptomātiska diagnostikas pārbaude

  • Bezšūnu augļa DNA (cffDNA) testēšana — neinvazīvs (auglim) tests. To veic ar venozo asiņu paraugu no mātes un var sniegt informāciju par augli grūtniecības sākumā.[12] No 2015. gada[atjaunināt] tas ir visjutīgākais un specifiskākais Dauna sindroma skrīninga tests.[13]
  • Jaundzimušo skrīnings — izmanto tūlīt pēc dzimšanas, lai identificētu ģenētiskus traucējumus, kurus var ārstēt agrīnā dzīves posmā. Asins paraugs tiek savākts ar papēža dūrienu no jaundzimušā 24–48 stundas pēc dzimšanas un nosūtīts uz laboratoriju analīzei. Amerikas Savienotajās Valstīs jaundzimušo skrīninga procedūra atšķiras atkarībā no valsts, bet visos štatos saskaņā ar likumu tiek pārbaudīts vismaz 21 traucējums. Ja tiek iegūti neparasti rezultāti, tas ne vienmēr nozīmē, ka bērnam ir traucējumi. Diagnostikas pārbaudēm jāveic pēc sākotnējās skrīninga, lai apstiprinātu slimību.[14] Zīdaiņu regulārā pārbaude noteiktu traucējumu noteikšanai ir visizplatītākā ģenētiskās pārbaudes izmantošana — Amerikas Savienotajās Valstīs katru gadu tiek pārbaudīti miljoniem mazuļu. Pašlaik visās valstīs zīdaiņiem tiek pārbaudīta fenilketonūrija (PKU, ģenētisks traucējums, kas izraisa intelektuālās attīstības traucējumus, ja to neārstē) un iedzimtu hipotireozi (vairogdziedzera darbības traucējumu). Cilvēkiem ar PKU nav enzīma, kas nepieciešams, lai apstrādātu aminoskābi fenilalanīnu, kas ir atbildīgs par normālu bērnu augšanu un normālu olbaltumvielu lietošanu visā viņu dzīves laikā. Ja ir pārāk daudz fenilalanīna, smadzeņu audi var tikt bojāti, izraisot attīstības aizkavēšanos. Jaundzimušo skrīnings var noteikt PKU klātbūtni, ļaujot bērniem piemērot īpašu diētu, lai izvairītos no traucējumu sekām.[14]
  • Diagnostiskā pārbaude — izmanto, lai diagnosticētu vai izslēgtu konkrētu ģenētisku vai hromosomu stāvokli. Daudzos gadījumos ģenētisko testēšanu izmanto, lai apstiprinātu diagnozi, ja ir aizdomas par konkrētu stāvokli, pamatojoties uz klīniskajām pazīmēm un simptomiem. Diagnostikas testēšanu var veikt jebkurā cilvēka dzīves laikā, taču tā nav pieejama visiem gēniem vai visiem ģenētiskajiem stāvokļiem. Diagnostikas testa rezultāti var ietekmēt personas izvēli attiecībā uz veselības aprūpi un slimības pārvaldību. Piemēram, cilvēki ar policistisku nieru slimību (PKD) ģimenes anamnēzē, kuriem ir sāpes vai jutīgums vēderā, asinis urīnā, bieža urinēšana, sāpes sānos, urīnceļu infekcija vai nierakmeņi, var izlemt veikt gēnu pārbaudi, un rezultāts varētu apstiprināt PKD diagnozi.[15] Neraugoties uz vairākām ģenētiskās testēšanas sekām tādos apstākļos kā epilepsija vai neiroloģiskās attīstības traucējumi, daudziem pacientiem (īpaši pieaugušajiem) nav piekļuves šīm modernajām diagnostikas metodēm, kas liecina par būtisku diagnostikas trūkumu.[16]
  • Pārvadātāju testēšana — izmanto, lai identificētu cilvēkus, kuriem ir viena gēnu mutācijas kopija, kas, ja tā ir sastopama divās eksemplāros, izraisa ģenētisku traucējumu. Šāda veida pārbaudes tiek piedāvātas personām, kuru ģimenes anamnēzē ir ģenētiski traucējumi, kā arī cilvēkiem no etniskajām grupām ar paaugstinātu specifisku ģenētisku stāvokļu risku. Ja tiek pārbaudīti abi vecāki, tests var sniegt informāciju par pāra risku piedzimt bērnam ar ģenētisku stāvokli, piemēram, cistisko fibrozi.
  • Pirmsimplantācijas ģenētiskā diagnostika — tiek veikta cilvēka embrijiem pirms implantācijas kā daļa no in vitro apaugļošanas procedūras. Pirmsimplantācijas pārbaudi izmanto, ja indivīdi mēģina ieņemt bērnu, izmantojot in vitro apaugļošanu. Sievietes olšūnas un vīrieša spermatozoīdi tiek izņemti un apaugļoti ārpus ķermeņa, lai izveidotu vairākus embrijus. Embriji tiek individuāli pārbaudīti, lai noteiktu anomālijas, un tie, kuriem nav anomāliju, tiek implantēti dzemdē.[17]
  • Pirmsdzemdību diagnostika — izmanto, lai noteiktu izmaiņas augļa gēnos vai hromosomās pirms dzimšanas. Šāda veida pārbaudes tiek piedāvātas pāriem, kuriem ir paaugstināts bērna piedzimšanas risks ar ģenētiskiem vai hromosomu traucējumiem. Dažos gadījumos pirmsdzemdību pārbaude var mazināt pāra nenoteiktību vai palīdzēt viņiem izlemt, vai pārtraukt grūtniecību. Tomēr tas nevar identificēt visus iespējamos iedzimtos traucējumus un iedzimtus defektus. Viena no metodēm, kā veikt pirmsdzemdību ģenētisko testu, ietver amniocentēzi, kuras laikā pēc 15 līdz 20 vai vairāk grūtniecības nedēļām no mātes amnija maisiņa tiek noņemts šķidruma paraugs. Pēc tam šķidrums tiek pārbaudīts, lai noteiktu hromosomu anomālijas, piemēram, Dauna sindromu (21. trisomiju) un 18. trisomiju, kas var izraisīt jaundzimušo vai augļa nāvi. Testa rezultātus var iegūt 7–14 dienu laikā pēc testa veikšanas. Šī metode ir 99,4% precīza, lai noteiktu un diagnosticētu augļa hromosomu anomālijas. Ar šo testu pastāv neliels spontāna aborta risks, aptuveni 1:400. Vēl viena pirmsdzemdību pārbaudes metode ir horiona villu paraugu ņemšana (CVS). Koriona bārkstiņas ir placentas projekcijas, kurām ir tāds pats ģenētiskais sastāvs kā bērnam. Šīs pirmsdzemdību pārbaudes metodes laikā no pārbaudāmās placentas tiek izņemts horiona bārkstiņu paraugs. Šo testu veic 10–13 grūtniecības nedēļās, un rezultāti ir gatavi 7–14 dienas pēc testa veikšanas.[18] Vēl viens tests, izmantojot asinis, kas ņemts no augļa nabassaites, ir perkutāna nabassaites asins paraugu ņemšana.
  • Prognozējošā un presimptomātiskā testēšana — izmanto, lai noteiktu gēnu mutācijas, kas saistītas ar traucējumiem, kas parādās pēc dzimšanas, bieži vien vēlākā dzīvē. Šie testi var būt noderīgi cilvēkiem, kuru ģimenes loceklim ir ģenētiski traucējumi, bet kuriem testēšanas laikā pašiem nav slimības pazīmju. Prognozējošā pārbaude var identificēt mutācijas, kas palielina cilvēka izredzes attīstīt ģenētiskus traucējumus, piemēram, noteiktus vēža veidus. Piemēram, indivīdam ar BRCA1 mutāciju ir 65% kumulatīvs krūts vēža risks.[19] Iedzimtu krūts vēzi kopā ar olnīcu vēža sindromu izraisa gēnu izmaiņas gēnos BRCA1 un BRCA2. Galvenie vēža veidi, kas saistīti ar šo gēnu mutācijām, ir sieviešu krūts vēzis, olnīcu, prostatas, aizkuņģa dziedzera un vīriešu krūts vēzis.[20] Li-Fraumeni sindromu izraisa gēnu izmaiņas gēnā TP53. Vēža veidi, kas saistīti ar šī gēna mutāciju, ir krūts vēzis, mīksto audu sarkoma, osteosarkoma (kaulu vēzis), leikēmija un smadzeņu audzēji. Kaudena sindroma gadījumā PTEN gēnā ir mutācija, kas izraisa iespējamu krūts, vairogdziedzera vai endometrija vēzi.[20] Presimptomātiskā pārbaude var noteikt, vai cilvēkam attīstīsies ģenētiski traucējumi, piemēram, hemohromatoze (dzelzs pārslodzes traucējumi), pirms parādās jebkādas pazīmes vai simptomi. Prognozējošās un presimptomātiskās pārbaudes rezultāti var sniegt informāciju par personas risku saslimt ar konkrētu traucējumu, palīdzēt pieņemt lēmumus par medicīnisko aprūpi un nodrošināt labāku prognozi.
  • Farmakogenomika — nosaka ģenētiskās variācijas ietekmi uz zāļu reakciju. Ja cilvēkam ir slimība vai veselības stāvoklis, farmakogenomika var pārbaudīt indivīda ģenētisko uzbūvi, lai noteiktu, kādas zāles un kāda deva būtu pacientam drošākā un visizdevīgākā. Cilvēku populācijā cilvēku genomos ir aptuveni 11 miljoni viena nukleotīda polimorfismu (SNP), kas padara tos par visizplatītākajām cilvēka genoma variācijām. SNP atklāj informāciju par indivīda reakciju uz noteiktām zālēm. Šāda veida ģenētisko testēšanu var izmantot vēža slimniekiem, kuriem tiek veikta ķīmijterapija.[21] Vēža audu paraugu specializētā laboratorijā var nosūtīt ģenētiskai analīzei. Pēc analīzes iegūtā informācija var identificēt audzēja mutācijas, ko var izmantot, lai noteiktu labāko ārstēšanas iespēju.[22]

Nediagnostiska pārbaude

  • Kriminālistikas pārbaude — izmanto DNA sekvences, lai identificētu personu juridiskos nolūkos. Atšķirībā no iepriekš aprakstītajiem testiem, tiesu ekspertīzes netiek izmantotas, lai noteiktu ar slimību saistītas gēnu mutācijas. Šāda veida pārbaude var identificēt noziegumu vai katastrofu upurus, izslēgt vai iesaistīt noziegumā aizdomās turamo personu vai izveidot bioloģiskas attiecības starp cilvēkiem (piemēram, paternitāti).
  • Paternitātes pārbaude — izmanto īpašus DNA marķierus, lai identificētu vienādus vai līdzīgus mantojuma modeļus starp saistītām personām. Pamatojoties uz faktu, ka mēs visi mantojam pusi no sava DNA no tēva un pusi no mātes, DNA zinātnieki pārbauda indivīdus, lai atrastu DNA secību atbilstību dažiem ļoti atšķirīgiem marķieriem, lai izdarītu secinājumu par radniecību.
  • Ģenealoģiskais DNA tests — izmanto, lai noteiktu senču vai etnisko mantojumu ģenētiskajai ģenealoģijai.
  • Pētniecības testēšana — ietver nezināmu gēnu atrašanu, gēnu darbības apgūšanu un ģenētisko apstākļu izpratnes uzlabošanu. Pētījuma ietvaros veikto pārbaužu rezultāti parasti nav pieejami pacientiem vai viņu veselības aprūpes sniedzējiem.

Medicīniskā procedūra

Ģenētiskā pārbaude bieži tiek veikta ģenētiskās konsultācijas ietvaros, un 2008. gada vidū bija pieejami vairāk nekā 1200 klīniski piemērojamu ģenētisko testu.[23] Kad persona nolemj veikt ģenētisko testēšanu, medicīnas ģenētiķis, ģenētiskais konsultants, primārās aprūpes ārsts vai speciālists var pasūtīt testu pēc informētas piekrišanas saņemšanas.[Nepieciešama atsauce]

Ģenētiskās pārbaudes veic asins, matu, ādas, amnija šķidruma (šķidruma, kas ieskauj augli grūtniecības laikā) vai citu audu paraugiem. Piemēram, medicīniskā procedūrā, ko sauc par vaigu uztriepi, tiek izmantota neliela otiņa vai vates tampons, lai savāktu šūnu paraugu no vaiga iekšējās virsmas. Alternatīvi, lai savāktu šūnas, mutē var ievilkt nelielu daudzumu fizioloģiskā šķīduma. Paraugs tiek nosūtīts uz laboratoriju, kur tehniķi meklē specifiskas izmaiņas hromosomās, DNA vai proteīnos atkarībā no iespējamiem traucējumiem, bieži izmantojot DNA sekvencēšanu. Par testa rezultātiem laboratorija rakstiski ziņo personas ārstam vai ģenētiskajam konsultantam.[nepieciešama atsauce]

Regulāras jaundzimušo skrīninga pārbaudes tiek veiktas ar nelielu asins paraugu, kas iegūts, iedurot mazuļa papēdi ar lanceti.

Riski un ierobežojumi

Fiziskie riski, kas saistīti ar lielāko daļu ģenētisko testu, ir ļoti mazi, jo īpaši tiem testiem, kuriem nepieciešams tikai asins paraugs vai vaiga uztriepe (procedūra, kurā tiek ņemti šūnu paraugi no vaiga iekšējās virsmas). Procedūrām, ko izmanto pirmsdzemdību pārbaudēm, ir neliels, bet nenozīmīgs grūtniecības pārtraukšanas (spontāna aborta) risks, jo ir nepieciešams amnija šķidruma vai audu paraugs no augļa apkārtnes.[24]

Daudzi ar ģenētisko testēšanu saistītie riski ir saistīti ar testa rezultātu emocionālajām, sociālajām vai finansiālajām sekām. Cilvēki var justies dusmīgi, nomākti, noraizējušies vai vainīgi par saviem rezultātiem. Ģenētiskās testēšanas iespējamā negatīvā ietekme ir novedusi pie tā, ka arvien vairāk tiek atzītas "tiesības nezināt"[25]. Dažos gadījumos ģenētiskā testēšana rada spriedzi ģimenē, jo rezultāti var atklāt informāciju par citiem ģimenes locekļiem papildus pārbaudāmajai personai.[26] Bažas rada arī ģenētiskās diskriminācijas iespēja nodarbinātības vai apdrošināšanas jomā. Daži cilvēki izvairās no ģenētiskās testēšanas, jo baidās, ka tas ietekmēs viņu spēju iegādāties apdrošināšanu vai atrast darbu.[27] Veselības apdrošinātāji pašlaik neprasa, lai pieteikuma iesniedzējiem uz segumu būtu jāveic ģenētiskā pārbaude, un, ja apdrošinātāji saskaras ar ģenētisku informāciju, uz to attiecas tāda pati konfidencialitātes aizsardzība kā uz jebkuru citu sensitīvu veselības informāciju.[28] Amerikas Savienotajās Valstīs ģenētiskās informācijas izmantošanu regulē Ģenētiskās informācijas nediskriminēšanas likums (GINA) (skat. diskusiju zemāk sadaļā par valdības regulējumu).

Ģenētiskā pārbaude var sniegt tikai ierobežotu informāciju par iedzimtu stāvokli. Pārbaude bieži vien nevar noteikt, vai persona parādīs traucējumu simptomus, cik smagi simptomi būs un vai traucējumi laika gaitā progresēs. "Vairāki zinātnieki un zinātnieki teica, ka uzņēmumi, iespējams, pilnībā neizskaidro ģenētiskās testēšanas ierobežojumus vai to, ko rezultāti patiesībā nozīmē." [29] Vēl viens būtisks ierobežojums ir ārstēšanas stratēģiju trūkums daudziem ģenētiskiem traucējumiem, kad tie ir diagnosticēti.[24]

Vēl viens ierobežojums ģenētiskajā testēšanā attiecībā uz iedzimtu vēzi ir nezināmas klīniskas nozīmes varianti. Tā kā cilvēka genomā ir vairāk nekā 22 000 gēnu, vidusmēra cilvēka genomā ir 3,5 miljoni variantu. Šie nezināmās klīniskās nozīmes varianti nozīmē, ka DNA secībā ir izmaiņas, tomēr vēža pieaugums nav skaidrs, jo nav zināms, vai izmaiņas ietekmē gēna darbību.[30]

Ģenētikas speciālists var detalizēti izskaidrot konkrēta testa priekšrocības, riskus un ierobežojumus. Ir svarīgi, lai jebkura persona, kas apsver ģenētisko testēšanu, pirms lēmuma pieņemšanas saprastu un izsvērtu šos faktorus.[24]

Citi riski ietver nejaušus atklājumus — kādas iespējamās problēmas atklāšanu, kas atrasta, meklējot kaut ko citu.[31] 2013. gadā Amerikas Medicīnas ģenētikas un genomikas koledža (ACMG) ieteica ikreiz, kad tiek veikta genoma sekvencēšana, iekļaut noteiktus gēnus un laboratorijām ziņot par rezultātiem.[32]

DNA pētījumi ir kritizēti par virkni metodoloģisku problēmu un maldinošu interpretāciju par rasu klasifikācijām.[33][34][35][36][37]

Tiešā ģenētiskā pārbaude patērētājam

Tiešā patērētāja (DTC) ģenētiskā testēšana (saukta arī par ģenētisko testēšanu mājās) ir ģenētiskā testa veids, kas ir pieejams tieši patērētājam bez veselības aprūpes speciālista. Parasti, lai iegūtu ģenētisko testu, veselības aprūpes speciālisti, piemēram, ārsti, medicīnas māsas vai ģenētiskie konsultanti, iegūst sava pacienta atļauju un pēc tam pasūta vēlamo testu, ko var vai nevar segt veselības apdrošināšana. Tomēr DTC ģenētiskie testi ļauj patērētājiem apiet šo procesu un pašiem iegādāties DNA testus. DTC ģenētiskā pārbaude var ietvert galvenokārt ar ģenealoģiju/senčiem saistītu informāciju, ar veselību un pazīmēm saistītu informāciju vai abus.[38] Ģenētisko testēšanu ir veikuši privāti uzņēmumi, piemēram, 23andMe, Ancestry.com un Family Tree DNA. Šie uzņēmumi nosūtīs patērētājam komplektu uz viņu mājas adresi, ar kuru tie nodrošinās siekalu paraugu savai laboratorijai analīzei. Pēc tam uzņēmums dažu nedēļu laikā nosūtīs atpakaļ patērētāja rezultātus, sniedzot informāciju par viņu senču mantojumu un iespējamiem veselības apdraudējumiem, kas ar to saistīti.[39]

Ir dažādi DTC ģenētiskie testi, sākot no krūts vēža alēļu testiem līdz mutācijām, kas saistītas ar cistisko fibrozi. Iespējamie ieguvumi no DTC ģenētiskās testēšanas ir testu pieejamība patērētājiem, proaktīvas veselības aprūpes veicināšana un ģenētiskās informācijas privātums. Iespējamie papildu riski saistībā ar DTC ģenētisko testēšanu ir valsts regulējuma trūkums, iespējamā ģenētiskās informācijas nepareiza interpretācija, jautājumi, kas saistīti ar nepilngadīgo testēšanu, datu privātumu un pakārtotie izdevumi valsts veselības aprūpes sistēmai.[40] Amerikas Savienotajās Valstīs Pārtikas un zāļu pārvalde (FDA) nepārskata lielāko daļu DTC ģenētisko testu komplektu, izņemot dažus testus, ko piedāvā uzņēmums 23andMe.[41] No 2019. gada pārbaudēs, kas ir saņēmušas FDA tirdzniecības atļauju, ir iekļauti 23andMe ģenētiskā veselības riska ziņojumi par atsevišķiem BRCA1/BRCA2 variantiem[42], farmakoģenētiskie ziņojumi, kuros tiek pārbaudīti izvēlēti varianti, kas saistīti ar noteiktu farmaceitisko savienojumu metabolismu, nesēja skrīninga tests Blūma sindroma noteikšanai un ģenētiskā veselības riska ziņojumi par citiem medicīniskiem stāvokļiem. slimība un novēlota Alcheimera slimība.[41]