Personaalne meditsiin

Personaalne meditsiin ehk personaliseeritud meditsiin on arstiteaduse valdkond, kus raviotsuseid langetatakse vastavalt iga inimese unikaalsele genoomile. Geneetilise info teadmine võimaldab ennetada haigusi, mille tekkeks on soodumus. Samuti saab selle abil määrata patsiendile ravimeid, mille toime on tõhusam ning millega ei kaasne ohtlikke ega ebameeldivaid kõrvaltoimeid. Personaalse meditsiini võimalused: haiguste ennetamine; parima ravimi ja ravimiannuse määramine; kahjulike kõrvaltoimete ärahoidmine; tervishoiu kulude vähendamine. 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. 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. Teatud 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% riskirühmas olevatest patsientidest. Geenitestid tõstsid nende patsientide hulga 86%-ni. Rinnavähk on üks tuntumaid haigusi, mille esinemisriski tuvastatakse geenitestidega. Naistel, kellel on mutatsioon BRCA1- või BRCA2-geenis, on rinnavähi tekke risk keskmisest suurem. Seda teades on võimalik haiguse varajaseks avastamiseks tihedamini mammograafiauuringul käia või kriitilistel juhtudel profülaktilise kirurgia kasuks otsustada. Farmakogeneetika uurib, milline mõju on geneetilistel mutatsioonidel ravimite metabolismile. Farmakogeneetiliste testide abil saab kindlaks teha, millised ravimid ja kui suur annus on patsiendi jaoks parim. Teadmata patsiendi geneetilist informatsiooni, kirjutatakse sageli välja ravimeid, mis ei mõju. Eriti on see probleemiks vähi, Alzheimeri tõbe, artriidi, diabeedi ravi korral. 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. 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 ravimiannuste manustamine on Ameerikas neljandal 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 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 annust. Muidu tekib antikoagulandi manustamisel tugeva verejooksu tekke oht. On ka patsiente, kelle organism lagundab ravimit liiga kiiresti, mille tõttu standardsel ravimiannusel raviv efekt puudub. Kodeiin on laialdaselt kasutusel olev valuvaigisti. Ravim kodeeritakse maksas ümber morfiiniks, mis on palju efektiivsem vaheühend. Kodeiinist põhjustatud kõrvaltoimete teket on täheldatud patsientidel, kellel on mutatsioon geenis CYP2D6. Kokku on selles geenis leitud üle saja võimaliku mutatsiooni. Mõned neist põhjustavad kodeiini muundamist morfiiniks eluohtlikus koguses, teised põhjustavad aeglast metabolismi, mille tõttu ravimi mõju puudub. Kuigi on avastatud ja kliiniliselt tõestatud mitmeid näiteid geeni ja ravimi koosmõju kohta, on nende teadmiste praktiline kasutuselevõtt 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. Genotüüpimisel määratakse ainult inimese geenialleelid. Võimalik oleks ühe korraga teha kindlaks kõik geenid, mis on seotud farmakogeneetiliselt suure 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 (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. 2000. aastate alguses loodi Tartu Ülikooli Eesti Geenivaramu, mille direktor on Andres Metspalu. Geenivaramu biopanka on tänini 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 viidi Eestis Sotsiaalministeeriumi juhtimisel läbi katseprojekt, mille eesmärk oli arendada personaalmeditsiiniga seotud e-lahendusi, mis sisaldavad nii geeni-, tervise- kui ka käitumisandmeid, ning hinnata nende kasutamisvõimalusi kardioloogia, onkoloogia ja endokrinoloogia valdkonnas. Lisaks oli projekti sihiks arendada teadus- ja raviasutustevahelist koostööd. What is personalized medicine? The Jackson Laboratory. 17. november 2016 Benefits of personalized medicine The Jackson Laboratory. 17. november 2016 The Case for Personalized Medicine Personalized Medicine Coalition. 17. november 2016 Fernald, G. H., Capriotti, E., Daneshjou, R., Karczewski, K. J., Altman, R. B. 2011. Bioinformatics challenges for personalized medicine. Bioinformatics 1741–1748. Fujikura, K., Ingelman-Sundberg, M., Lauschke, V. M. 2015. Genetic variation in the human cytochrome P450 supergene family. Pharmacogenet Genomics. 25(12):584-94. Lee, J. W., Aminkeng, F., Bhavsar, A. P., Shaw, K., Carleton, B. C., Hayden, M. R., Ross, C. J. 2014. The emerging era of pharmacogenomics: current successes, future potential, and challenges. Clin Genet. 86(1):21-8. Preventable Adverse Drug Reactions: A Focus on Drug Interactions U.S. Food and Drug Administration. 17. november 2016 "TPMT allele nomenclature table (November 2016)". Originaali arhiivikoopia seisuga 18. november 2016. Vaadatud 18. novembril 2016. Lennard, L. et al. (1987). Thiopurine pharmacogenetics in leukemia: correlation of erythrocyte thiopurine methyltransferase activity and 6-thioguanine nucleotide concentrations. Clinical Pharmacology and Therapeutics, 41(1), 18–25. Preemptive Clinical Pharmacogenetics Implementation: Current programs in five United States medical centers Annual Review of Pharmacology and Toxicology, Jaanuar 2015. 17. november 2016 Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium 17. november 2016 Tartu Ülikooli Eesti Geenivaramu (vaadatud 18. novembril 2016) Personaalmeditsiini tervishoius rakendamise pilootprojekt 2015–2018 Sotsiaalministeerium. 17. november 2016 Margus Maidla "Personaalsest tervishoiust, metoodilisemalt" Sirp, 28. november 2013 "Uudishimu tippkeskus" ERRi teadussaade, 2017