Personaalne meditsiin

Taust

1990.–2003. aastal viidi läbi Inimese Genoomi Projekt (inglise keeles Human Genome Project), mille eesmärk oli inimese genoomi sekveneerimine, et uurida geenide funktsioone. Projekti lõpetamise ajal kulus genoomi sekveneerimiseks 3–4 kuud ning 10–50 miljonit USA dollarit. Vahepealne kiire tehnoloogia areng on muutnud selle väga palju kiiremaks ja tuhandeid kordi odavamaks. Tänapäeval kulub genoomi sekveneerimiseks 1–2 päeva ning vähem kui 1000 USA dollarit.
Genoomide sekveneerimine võimaldab kindlaks teha indiviididevahelisi erinevusi. Kõige levinumad on ühenukleotiidsed polümorfismid (inglise single nucleotide polymorphism, SNP) ehk ühe DNA aluspaari muutused. Nende muutuste järgi saab ennustada inimeste vastuvõtlikkust teatud haiguste suhtes ja reaktsiooni ravimitele.

Haiguste ennetamine

Personaalmeditsiin aitab tuvastada haiguse tekkimise riski enne sümptomite avaldumist. Selleks on loodud üle 15 000 testi, mille abil saab paljude haiguste tekke suurenenud riske hinnata. Osasid haigusriske on võimalik vähendada, muutes elustiili või käies tihedamini tervisekontrollis. Näiteks teades geneetiliselt suurenenud riski hüperkolesteroleemia tekkeks, mis omakorda suurendab südamehaiguste esinemisvõimalust, peaks inimene juba varakult jälgima oma elustiili rohkem, kui väiksema haigusriskiga inimesed. Uuringud on näidanud, et ilma geneetilise tõendusmaterjalita jälgis oma elustiili 38% riskigrupis olevatest patsientidest. Geenitestid tõstsid nende patsientide hulga 86%-ni.
Rinnavähk on üks tuntumaid haigusi, mille esinemisriski tuvastatakse geenitestidega. Naistel, kellel on mutatsioonid BRCA1 või BRCA2 geenides, on risk rinnavähi tekkeks suurenenud. Teades seda on võimalik haiguse varajaseks ennetamiseks tihedamini mammograafiauuringutes käia või äärmuslikematel juhtudel profülaktilise kirurgia kasuks otsustada.

Farmakogeneetika

Farmakogeneetika uurib, milline mõju on geneetilistel mutatsioonidel ravimite metabolismile. Farmakogeneetiliste testide abil saab kindlaks teha, millised ravimid ja kui suur doos on patsiendi jaoks parim. Teadmata patsiendi geneetilist informatsiooni, kirjutatakse sageli välja ravimeid, mis ei mõju. Eriti on see probleemiks vähi, Alzheimeri, artriidi, diabeedi ravi puhul. Praegu kasutusel olevate ravimite sobivust hinnatakse rahvastiku keskmiste põhjal, kuid kuna kõigi inimeste DNA on erinev, on tõenäoline, et standardne ravimidoos ei sobi vähemalt pooltele inimestele. Personaalmeditsiini abil saab vältida probleeme, mis tekivad nendest erinevustest.
Inimese genoomi projekti käigus avastati 57 CYP-geeni, mis vastutavad peamiselt ravimite metabolismi eest. Üksiknukleotiidsed polümorfismid nendes geenides põhjustavad patsientidel erinevat ravimite toimet ja kõrvaltoimeid.

Ravimi kõrvaltoime

Kindlaks on tehtud vähemalt 28 ravimi metabolismiga seotud geeni, mille mutatsioonid põhjustavad ravimi kõrvaltoimet. On kliinilisi tõendeid, et nende mutatsioonide tõttu võib teatud ravimite manustamine patsiendile lõppeda kahjulike või isegi eluohtlike kõrvaltoimetega. Eri uuringutega on kindlaks tehtud, et 5–6% hospitaliseerimisjuhtudest on tingitud ravimi kõrvaltoimest. Valede ravimite ja ravimidooside manustamine on Ameerikas 4. kohal surmade põhjustest.
Näiteks TPMT geenil on tuvastatud vähemalt 45 alleeli, millest osadel on selge mõju TPMT valgu ekspressioonitasemele ning seeläbi ka ensüümi (tiopuriinmetüültransferaas) aktiivsusele. See tsütoplasma ensüüm viib inimese organismis läbi tiopuriinravimite metüleerimist. TPMT ensüümi normaalse aktiivsuse korral omab ravimi standarddoos terapeutilist ehk toimivat mõju ning ebanormaalse aktiivsuse korral võib ravimite manustamine esile kutsuda kõrvalnähte ning põhjustada toksilisust.

Varfariin

Varfariin on peamiselt kasutatud antikoagulant, mida kasutatakse trombide raviks ja ennetamiseks. Patsientide genoomide põhjal on näidatud, et raviks vajalik doos erineb patsientidel 20-kordselt. Varfariini toimet mõjutavad mutatsioonid mitmetes geenides, mille tõttu osad patsiendid vajavad väiksemat doosi. Vastasel juhul on antikoagulandi manustamisel oht tõsise verejooksu tekkeks. On ka patsiente, kelle organism lagundab ravimit liiga kiiresti, mille tõttu standardsel ravimidoosil raviv efekt puudub.

Kodeiin

Kodeiin on laialdaselt kasutusel olev valuvaigisti. Ravim kodeeritakse maksas ümber morfiiniks, mis on palju efektiivsem vaheühend. Kodeiinist põhjustatud kõrvaltoimete teket on avastatud patsientidel, kellel on mutatsioon geenis CYP2D6. Kokku on selles geenis leitud üle 100 võimaliku mutatsiooni. Mõned neist põhjustavad kodeiini muundamist eluohtlikeks morfiinikogusteks, teised põhjustavad aeglast metabolismi, mille tõttu ravimi mõju puudub.

Rakendamine

Kuigi on avastatud ja kliiniliselt tõestatud mitmeid näiteid geeni ja ravimi koosmõju kohta, on nende teadmiste praktiline kasutuselevõtmine väga harv. Raviasutused, kes rakendavad farmakogeneetikat ravimite väljakirjutamisel, teevad patsiendile geneetilise testi kindla geeni kohta, millel on tõestatud koosmõju mõne ravimiga, mida soovitakse välja kirjutada. Iga geeni eraldi testimine on kallis ning aeglane, mille tõttu enamik kliinikuid kirjutab pigem testimise asemel välja kõrge kõrvaltoime riskiga ravimeid. 
Oleks parem, kui geneetiline info oleks arstidele teada juba varem, näiteks patsiendi ravimikaardil. Tänu sekveneerimistehnoloogia arengule on patsientide genotüüpimine tunduvalt odavam kui eraldi testide tegemine. Genotüüpimise puhul määratakse ainult inimese geenialleelid. Võimalik oleks ühe korraga teha kindlaks kõik geenid, mis on seotud farmakogeneetiliselt kõrge riskiga ravimi metabolismiga. Üldiselt põhjustavad ohtlikke kõrvaltoimeid 12 geeni variatsioonid.
Personaalse meditsiini rakendamise takistusteks peetakse farmakogeneetiliste andmete kasutamise juhiste puudumist, geneetiliste andmete haldamisega seotud infrastruktuuri puudumist, arstide vastumeelsust, vähest rahastust. Raviasutustevahelise ühise infrastruktuuri puudumine on probleem, kui inimene kolib teise kohta ning tema ravikaardil olev geneetiline info, mille jaoks testi peaks tegema üks kord elus, ei jõua tema uude elukohta.

CPIC

CPIC (The Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium) rajati 2009. aastal koostöös PharmGKP-ga. Projekti eesmärgiks on aidata geneetilistel testidel põhinevat infot praktilisse kasutusse viia. Eelduseks on, et patsientide genoomne info on arstidel juba olemas. CPIC on loonud standardiseeritud juhendid, mis aitavad arstidel testide tulemusi tõlgendada ravi määramisel. CPIC kodulehel on avaldatud doseerimisjuhised 17 ravimi kohta, kuid nimekirja täiendatakse pidevalt.

Personaalmeditsiin Eestis

2000. aastate alguses loodi Tartu Ülikooli Eesti Geenivaramu, mille direktor on Andres Metspalu. Geenivaramu biopanka on tänaseks kogutud umbes 52 000 (5% rahvastikust) Eesti inimese geeniandmed. Nendest andmetest on täielikult sekveneeritud 2500 inimese genoomne DNA, genotüübitud üle 20 000 genoomi. Tänu kogutud andmete hulgale, kõrgel tasemel geeniteadusele ning üleriigiliselt ühtsele e-tervise süsteemile võiks Eesti olla personaalmeditsiini arendamises maailmas esirinnas.
2015.–2018. aastal viiakse Eestis Sotsiaalministeeriumi juhtimisel läbi pilootprojekt, mille eesmärgiks on arendada personaalmeditsiiniga seotud e-lahendusi, mis sisaldavad nii geeni-, tervise- kui ka käitumisandmeid, ning hinnata nende kasutamisvõimalusi kardioloogia, onkoloogia ja endokrinoloogia valdkonnas. Lisaks on projekti sihiks arendada teadus- ja raviasutustevahelist koostööd.