גנומיקה אישית

גנומיקה מותאמת אישית (באנגלית: Personal Genomics), היא ענף בתחום הגנומיקה, העוסק בריצוף, ניתוח ואפיון הגנום של אנשים פרטניים. על מנת לבצע אפיון גנומי זה, הענף משתמש בשיטות שונות, לרבות אפיון של SNP, מערכי DNA לאנליזה, והרצפה מלאה או חלקית של הגנום.
לאחר ריצוף הגנום האינדיבידואלי, ניתן להשוות אותו לגנום ייחוס או לפרסומים קיימים, על מנת לקבוע את הסבירות של ביטוי מופע כלשהו והקשר האפשרי שלו למחלה.

עם התקדמות הטכנולוגיה, מכונות ריצוף אוטומטיות העלו את תפוקת הנתונים והורידו את עלות הריצוף, בצורה שמאפשרת להציע שירותים גנומיים שונים לקהל הצרכנים.

 שימוש בגנומיקה מותאמת אישית ברפואה 

ענף הרפואה הפרדקטיבית עושה שימוש במידע המתקבל מאפיונים גנומיים על מנת לקבוע את הטיפול הייחודי, שמתאים לחולה מסוים; התאמת טיפול לחולה על בסיס הפרופיל הגנטי שלו. התחום מתרכז בטקסונומיה חדשה של מחלות אנושיות, על בסיס הפרופיל המולקולרי שלהן.

שימושים אפשריים לגנומיקה ברפואה יכולים להיות גנטיקה רפואית, גנומיקה של הסרטן ופרמקוגנומיקה. בפרמקוגנומיקה, יש שימוש במידע גנומי על מנת לבחור את התרופה הטובה ביותר למטופל מסוים, בצורה שתאפשר יעילות מרבית תוך מזעור הסיכוי של המטופל לחוות תופעות לוואי. המידע הגנומי למעשה מאפשר לרופאים להתאים את הטיפול האופטימלי ביותר, על בסיס המאפיינים הגנומיים הייחודיים של כל מטופל.
הסיכון ללקות במחלה כלשהי יכול להיות מחושב אף הוא על בסיס סמנים גנטיים ומחקרי זיקה גנומיים
(באנגלית: Whole Genome Association Study, WGAS), הבודקים וריאנטים גנומיים באוכלוסייה רחבה, על מנת לראות האם נוכחות של וריאנט בודד או שילוב כלשהו, יכולה להיות קשורה למופע פנוטיפי. מחקרים אלה בודקים מספר רב של משתנים, לרבות גורמים סביבתיים. עם זאת, יש לציין כי מרביתם מתמקדים בקשר שבין SNP ומחלות מורכבות. יש שימוש גובר במידע כלל גנומי על מנת לזהות את המנגנונים הביולוגיים והרשתות העומדות בבסיס מחלות מורכבות, כמו גם בפיתוח תרופות.
קיימות יותר מ-2,500 מחלות עם גורמי ניבוי גנטיים, המומלצים לבדיקה רפואית. עקב חשיבותם הקלינית גורמים אלה מאפשרים התאמת טיפול, ניבוי התקדמות המחלה והערכת הסיכוי להצלחת הטיפול.

 עלות הריצוף של גנום בודד 
שמאל|ממוזער|380px| מחיר ריצוף גנום אנושי בסקאלה לוגריתמית. שימו לב לירידה הדרסטית במחיר המתחילה בינואר 2008, המהירה יותר מחוק מור. שינוי זה התאפר לאור פיתוח שיטות ריצוף מהדור החדש.
לאור הפיתוח של טכנולוגיות ריצוף חדשות, מהירות וזולות יותר, עלות הריצוף עבור גנום בודד צונחת במהירות.
המכון הלאומי לחקר הגנום האנושי, המהווה חלק מהמכונים הלאומיים לבריאות של ארצות הברית, הציב יעד לפיו הריצוף של גנום אנושי מלא יעמוד על כ-100,000$ עד לשנת 2009, ועל כ-1,000$ עד שנת 2014, ואכן הצליח לעמוד ביעדים אלו.

ישנם 6 מיליון זוגות בסיסים בגנום ההומני. ניתוחים סטטיסטים הראו כי על מנת להגיע לריצוף מדויק של שני האללים בכ-90% מהגנום, יש צורך לרצף בכיסוי גבוה פי 10 מזאת. דבר זה אומר, סך של 60 מיליון זוגות בסיסים לריצוף של גנום בודד.
מכונות ריצוף מסוג ilumina, SOLiD או Helivos, יכולות לרצף 2 עד 10 מיליארד בסיסים בהרצה אחת (שמחירה נע מ-8,000$ עד 18,000$). עם זאת, מחיר זה כולל בתוכו הוצאות אישיות, ניתוח נתונים, תקשורת וכו'. הראשונה לרצף גנום דיפלואידי אנושי במלואו (6 מיליארד זוגות בסיסים, 3 מיליארד מכל הורה), הייתה חברת Knome.עלות הפרויקט בשנת 2009 עמדה על כ־99,000$, בהשוואה לכ-350,000$ בשנת 2008. פרויקט ריצוף מסוג זה מכיל פי 3,000 זוגות בסיסים בהשוואה למערכי DNA, המשמשים לאפיון גנומי של SNP, דבר המוביל לגילוי של מוקדי וריאציה חדשים בגנום, כמו גם גילוי של וריאנטיים חדשים עבור מוקדים קיימים.

 פרויקטים ויישומים קיימים בתחום 

ביוני 2009, חברת Ilumina החלה להציע שירות ריצוף לגנום מלא, בעומק של 30 חזרות לבסיס, במחיר של 48,000$ לגנום. בשנת 2010, מחיר השירות ירד ל-19,500$ לגנום.
באותה שנה, חברת Mountain view הודיעה על כך שתספק שירות ריצוף לגנום המלא, במחיר של 5,000$ לגנום. עם זאת, שירות זה זמין אך ורק למוסדות מורשים ולא ללקוחות פרטיים.
מחיר הריצוף צפוי לרדת אף יותר בשנים הקרובות, עקב תחרותיות בשוק והתקדמויות טכנולוגיות בתחום.
פרויקטים ויישומים זמינים בתחום
נכון להיום, חברת Gentle מציעה את הבדיקה הגנומית המקיפה ביותר בשוק. בדיקה זו מאפיינת 1,700 מוקדים גנטיים ומאפשרת הערכת סיכונים למספר מחלות וגורמי סיכון, דוגמת סרטן השד, סרטן המעי, מפרצות, מחלות לב וכו'. הבדיקה מאפשרת לנבא כיצד אדם כלשהו יגיב לתרופות שונות, בצורה שתמנע תופעות לוואי.
פרויקט Genographic הוא פרויקט לאומי שנועד לאסוף דגימות DNA על מנת למפות את דפוסי ההגירה ההיסטוריים של המין האנושי. הפרויקט הושק ב-2005 כשיתוף פעולה בין ארגון החקר נשיונל ג'יאוגרפיק ובין חברת IBM, ועזר ליצירת תעשיית בדיקות גנומיות אישיות, המשווקות היישר לצרכן, ללא תיווך של גורם רפואי כלשהו.
Personal Genome הוא פרויקט רחב וארוך טווח, המתנהל בבית הספר לרפואה באוניברסיטת הרווארד. מטרתו לרצף ולפרסם את הגנומים המלאים וההיסטוריה הרפואית של כ-100,000 מתנדבים, על מנת לאפשר פיתוח של תחום הרפואה מותאמת אישית.
SNPedia הוא ערך ויקיפדיה האוסף וחולק מידע בנוגע לריצוף של וריאציות גנומיות, דרך ממשק התוכנה Promethease. כל אדם עם מידע גנומי יכול לקבל ניתוח של הריצוף והערכת סיכונים בהתאם.
חברת deCODEme גובה 1,100$ לאפיון גנומי של כמיליון מוקדי SNP. המידע המתקבל מבדיקה זו מאפשר הערכת סיכונים עבור 47 מחלות שונות, כמו גם ניתוח של מוצא היסטורי-לאומי.
חברת Navigenics החלה להציע בדיקות גנומיות מבוססותSNP להערכת סיכונים למחלות מורכבות. החברה שמה דגש על הפן הרפואי של התחום ומעסיקה מספר יועצים רפואיים וקליניים, המפרשים את תוצאות האפיון הגנומי המתקבל.

 סוגיות אתיות 

אפליה גנטית היא אפליה על בסיס המידע המתקבל מניתוח הגנום של אדם פרטי. חוקים נגד אפליה גנטית חוקקו בחלק מהמדינות בארצות הברית. ברמה הפדרלית, החוק נגד אפליה גנטית (באנגלית: Genetic Information Nondiscrimination), מונע אפליה במתן ביטוח בריאות והעסקה של אנשים על בסיס הפרופיל הגנטי שלהם. קיימת דילמה אתית בנוגע לביצוע בדיקות גנטיות בקטינים לפני הופעת תסמיני מחלה. ככל הנראה, תחום הגנומיקה המותאמת אישית יהיה פתוח אך ורק לבגירים, אשר יכולים לתת הסכמה מדעת לביצוע הבדיקה.

בעתיד, המטופלים יצטרכו לעבור הסברה בנוגע לפרשנות של התוצאות המתקבלות מבדיקות גנומיות, על מנת שיוכלו להתייחס אליהן בצורה נכונה ורציונלית. כמו כן, יהיה צורך להכשיר רופאים ומטפלים בנוגע לפענוח של בדיקות גנומיות, היות שאלה יכתיבו את אופן העבודה של הרופאים והם יאלצו להסבירן למטופלים. מאמצים להכשרות מסוג זה נעשים על ידי פרויקטים שונים, דוגמת personal genetics education project.

 סוגיות נוספות 

ריצוף מלא של הגנום יכול להוביל לגילוי של מופעי SNP נדירים. עם זאת, טרם קיימת האפשרות להסיק מידע באשר להשפעה של מופעים נדירים אלה על פנוטיפים כלשהם, דבר היוצר חוסר ודאות בניתוח גנומי של אנשים פרטניים, בייחוד בהקשר של יישומים קליניים. הגנטיקאית הצ'כית, ד"ר אווה מצ'קובה, כותבת: "בחלק מהמחקרים קשה לקבוע האם הווריאנט הרצפי המזוהה משפיע על הפנוטיפ. חוסר היכולת שלנו לפענח את המשמעות של וריאציות גנומיות נדירות, ואת משמעותן כאשר הן מזוהות בגנים גורמי מחלה, הופכת לבעיה משמעותית".
קיימת סוגיה מוסרית בנוגע לרלוונטיות של תוצאות המתקבלות מערכות גנומיות אישיות, והאם המידע המתקבל בנוגע לסיכון ללקות במחלה כלשהי, שווה את המתח הנפשי והפיזיולוגי הנגרם מעצם הידיעה.

שאלה זו מבוססת על שלוש בעיות העומדות בבסיס האמינות של ערכות גנומיות אישיות:
הבעיה הראשונה נוגעת לאמינות הבדיקה עצמה. טעויות בתפעול הערכה מגבירות את הסיכוי לתוצאות שגויות והפענוח שלהן (בין אם מדובר בתוצאות שגויות או פענוח לקוי). הבעיה השנייה היא האמינות הקלינית, אשר מתייחסת ליכולת של הבדיקה לאבחן בצורה נכונה גורמי סיכון גנטיים והקשר שלהם למחלות. הבעיה השלישית היא היישום הקליני של ערכות גנומיות אישיות, הסיכונים האפשריים בכך והיתרונות שבהכנסה של ערכות אלה לקליניקה היישומית.

בנוסף, יכול להיווצר מצב בו רופאים מבצעים בדיקות מסוימות, כאשר חלקם אינם בעלי ההכשרה המתאימה על מנת לפרש את התוצאות של בדיקות אלה. רבים מהרופאים כיום אינם מבינים כיצד SNP שונים מגיבים ומתנהגים אחד ביחס לשני. דבר זה מוביל למצב בו רופאים ומטפלים יכולים להציג למטופל מידע שגוי או מטעה, בצורה שתגרום עומס מיותר על מערכת הבריאות. הדבר יכול לגרום למטופל לקבל החלטות שגויות הנוגעות לחייו, דוגמת אימוץ אורח חיים לא בריא או שינוי בתכנון המשפחתי. יתרה מזאת, תוצאות מנבאות רעות יכולות להיות לא מדויקות, ותאורטית ליצור ירידה באיכות החיים והבריאות הנפשית של החולה הפרטני (דיכאון, חרדה).

כמו כן, קיימת מחלוקת משפטית כאשר חברות משתמשות ב-DNA של אנשים פרטים. ישנה סוגיה של דליפת מידע, הזכות לפרטיות והצורך לקבוע את האחריות של החברה (כגוף שמטרתו רווח), בכל הקשור לאבטחת המידע הגנומי של האדם הפרטי. טרם נוסחו חוקים ותקנות המבקרים ומווסתים את הנושא. מבחינה משפטית, טרם נקבע מי הוא הבעלים החוקיים של המידע הגנומי – האם זאת החברה או האדם הפרטי לו שייך הגנום המרוצף. קיימים מספר פרסומים המראים כיצד ניתן לנצל לרעה פרסום של מידע גנומי, לרבות מקרים בהם הצליחו להגיע לזהותו של אדם פרטי, אך ורק על בסיס הרצף הגנטי שלו.

סוגיות פרטיות נוספות, דוגמת אפליה גנטית, איבוד אנונימיות והשלכות פסיכולוגיות אפשריות לדליפה של מידע גנומי, הועלו שוב ושוב כנקודות בעיתיות בתחום על ידי הקהילה האקדמית, כמו גם על ידי סוכנויות ממשלתיות שונות.

 ראו גם 
 גנום האדם
 גנומיקה
 SNP
 ביואינפורמטיקה
 ביולוגיה מערכתית
 מטא-גנומיקה

 קישורים חיצוניים 


קטגוריה:גנומיקה
קטגוריה:רפואה