211service.com
DNA-databaser er for hvide. Denne mand sigter på at rette op på det.
Carlos D. Bustamantes jagt på genetiske variationer mellem populationer burde hjælpe os til bedre at forstå og behandle sygdomme.
15. oktober 2018
Billede af Carlos D. Bustamante
I de 15 år, der er gået, siden Human Genome Project først afslørede vores DNA-plan, er enorme mængder genetiske data blevet indsamlet fra millioner af mennesker i mange forskellige dele af verden. Carlos D. Bustamantes opgave er at søge i disse genetiske data efter spor til alt fra oldtidens historie og menneskelige migrationsmønstre til årsagerne til, at mennesker med forskellige aner er så forskellige i deres reaktion på almindelige sygdomme.
Bustamantes karriere har stort set strakt sig over perioden siden Human Genome Project blev afsluttet. Professor i genetik og biomedicinsk datavidenskab ved Stanford og vinder i 2010 af en MacArthur genipris, han har hjulpet med at pirre den komplekse genetiske variation på tværs af forskellige populationer. Disse varianter betyder, at årsagerne til sygdomme kan variere meget mellem grupperne. En del af motivationen for Bustamante, som blev født i Venezuela og flyttede til USA, da han var syv, er at bruge denne indsigt til at mindske de medicinske forskelle, der stadig plager os.
Denne historie var en del af vores november 2018-udgave
- Se resten af problemet
- Abonner
Men selvom det er et område, der er modent med potentiale til at forbedre medicin, er det også fyldt med kontroverser om, hvordan man fortolker genetiske forskelle mellem menneskelige befolkninger. I en æra, der stadig er besat af race og etnicitet - og skæmmet af det hyppige misbrug af videnskab til at definere karakteristika for forskellige grupper - forbliver Bustamante ufortrødent med at søge efter de nuancerede genetiske forskelle, som disse grupper viser.
Måske skyldes hans optimisme hans personlighed - få sætninger går uden en fantastisk eller ekstraordinært spændende. Men det er også hans anerkendelse som befolkningsgenetiker af den utrolige mulighed, som forståelsen af forskelle i menneskelige genomer giver for at forbedre sundheden og bekæmpe sygdom.
David Rotman, MIT Technology Review 's redaktør som helhed, diskuterede med Bustamante, hvorfor det er så vigtigt at inkludere flere mennesker i genetiske undersøgelser og forstå genetikken i forskellige populationer.
Hvor gode er vi til at sikre, at de genomiske data, vi indsamler, er inkluderende?
Jeg er optimistisk, men det er der ikke endnu.
I vores 2011 papir var den statistik, vi havde, at mere end 96% af deltagerne i genom-dækkende associationsundersøgelser var af europæisk afstamning. I opfølgningen i 2016 gik tallet fra 96 % til omkring 80 %. Så det bliver bedre. Desværre, eller måske heldigvis, skyldes meget af det Kinas indtog i genetikken. Meget af det skyldtes storstilede undersøgelser i kinesiske og østasiatiske befolkninger. Hispanics, for eksempel, udgør mindre end 1% af genom-dækkende associationsstudier. Så vi skal gøre det bedre. I sidste ende vil vi have præcisionsmedicin til gavn for alle.
Bortset fra et retfærdighedsspørgsmål, hvorfor er mangfoldighed i genomiske data vigtig? Hvad går vi glip af uden det?
For det første har det intet med politisk korrekthed at gøre. Det har alt at gøre med menneskelig biologi og det faktum, at menneskelige befolkninger og den store diaspora af menneskelige migrationer har sat deres præg på det menneskelige genom. Det genetiske grundlag for sundhed og sygdom har delt komponenter på tværs af menneskelige befolkninger og ting, der er unikke for forskellige befolkningsgrupper.
Hvordan udspiller det sig?
Diabetes er et godt eksempel. Hvis vi ser på genetikken ved diabetes, er de forskellige i forskellige dele af verden. I begyndelsen af 2010'erne lavede Broad [Institute of MIT og Harvard] en undersøgelse med National Institute of Genomic Medicine i Mexico for at studere genetik af diabetes. Sikkert nok fandt de en genetisk variant, der har en frekvens på 25 % i Mexico, som du ikke kan se i europæiske, østasiatiske eller afrikanske befolkninger. Det ses stort set kun i Amerika, og det understreger en stor del af etniske forskelle i diabetes.
Vi kan ikke bruge genetik med det formål at forsøge at definere de historier, vi fortæller om os selv.
Vi har forsket i tilsyneladende ufarlige egenskaber som blond hår. Der er ingen mere slående fænotype. Nogle mennesker har blond hår, og nogle mennesker har ikke. Og årsagen til blondt hår i Melanesia er helt anderledes end årsagen i Europa - og det er blondt hår. Så hvorfor tror du, at diabetes, hjertesygdomme, alle disse andre komplekse træk vil have identiske årsager hos alle mennesker? Det giver ikke mening.
Det viser sig, at den højeste forekomst af astma [i USA] er hos individer af Puerto Ricansk herkomst, efterfulgt af individer af afroamerikansk herkomst, efterfulgt af europæisk herkomst. De mennesker med den laveste forekomst af astma er personer af mexicansk afstamning. Du har to af de spansktalende befolkninger i den modsatte ende af spektret.
Hvorfor er det nyttigt for medicin at beskrive disse genetiske forskelle?
Hvis sygdommens genetiske ætiologi er anderledes, giver det os mulighed for at opdage nye lægemiddelmål. Det giver os ny biologi, som så kan bruges selv for dem, der ikke nødvendigvis lider af sygdommen på den måde. Det er vigtigt for lægemiddelopdagelse. Hvis du tænker på det som at lede efter olie, har vi kun ledt efter olie i Nordsøen. Der er masser af andre steder at søge, og det kommer alle til gode.
For det andet finder vi ud af, at polygene risikoscorer [forudsigelser om sygdomsrisiko baseret på genetiske tests] for europæiske herkomster ikke let oversættes til andre populationer. Hvis vi ikke har bred repræsentation inden for medicinsk og befolkningsgenetik, risikerer vi at øge sundhedsforskellene, hvilket vil være et forfærdeligt resultat for præcisionsmedicin og præcisionssundhed.
Så er du ikke skuffet over manglen på fremskridt med hensyn til at inkludere flere populationer i genomiske data?
Jeg er faktisk super spændt. Vi har gjort et godt stykke arbejde med at udvinde narkotikamål i Europa. Island førte an, Storbritannien førte an, og nu Finland. Så vi udnytter alle disse ressourcer - fantastisk. Men hvad med Latinamerika? Hvad med Afrika? Hvad med Sydasien? Alle disse steder har tonsvis at bidrage til vores forståelse af sundhed og sygdom.
Det er både en moralsk forpligtelse og en forpasset videnskabelig mulighed, hvis vi ikke går på arbejde i de befolkningsgrupper.
Mange genetiske forskere har længe hævdet, at race ikke har noget grundlag i videnskaben. Men debatten ser ikke ud til at forsvinde .
I en global sammenhæng er der ingen model for tre, eller fem eller endda 10 menneskeracer. Der er et bredt kontinuum af genetisk variation, der er struktureret, og der er lommer af isolerede populationer. Tre, fem eller 10 menneskeracer er bare ikke en nøjagtig model; det er langt mere en kontinuumsmodel.
Mennesker er en smuk mangfoldig art både fænotypisk og genetisk. Dette er meget klassisk populationsgenetik. Hvis jeg går fra Kap Horn hele vejen til toppen af Finland, ligner hver landsby landsbyen ved siden af, men i yderpunkterne er folk forskellige.
Men som befolkningsgenetiker?
Jeg finder ikke race en meningsfuld måde at karakterisere mennesker på.
Du går dog en vanskelig linje, gør du ikke? Du påpeger vigtigheden af varians mellem forskellige populationer, men du ønsker ikke at forstærke gamle racekategorier.
Vi kan ikke bruge genetik med det formål at forsøge at definere de historier, vi fortæller om os selv. Sociale determinanter for sundhed er ofte langt vigtigere end genetiske determinanter for sundhed, men det betyder ikke, at genetiske determinanter ikke er vigtige. Så du er nødt til at omfavne kompleksiteten og finde ud af, hvordan vi oversætter dette til en bred offentlighed.
Jeg er faktisk optimist. Jeg tror, at verden er ved at blive et mindre racistisk sted. Hvis du taler med den næste generation af mennesker, millennials og nedad, bliver de afskyelige ideologier smidt væk. Det betyder, at det giver os et rum til nu at tænke over, hvilken rolle genetik spiller i sundhed og sygdomme og menneskelig evolution på måder, som vi nøgternt kan forstå og tage fat på vigtige problemer.
Vi kan ikke tillade genetik at blive kapret af identitetspolitik. Hvis man begynder at tillade politik og andre interesser at komme ind, mudrer man bare vandet. Du skal lade dataene føre. Du skal lade resultaterne lede. Og resten følger.
Databias i dna-studier
Præcisionsmedicin bliver mere præcis for nogle, men efterlader mange andre. Og de efterladte er ofte mennesker med latinamerikanske, afrikanske, indianske og andre aner, der er underrepræsenteret i genomiske databaser.
Langt de fleste data i genom-dækkende associationsstudier, som har været afgørende for at spotte genetiske varianter knyttet til almindelige sygdomme, kommer fra mennesker med europæisk aner. I 2011 kaldte Carlos D. Bustamante og hans kolleger ulighederne og den deraf følgende trussel om, at genomisk medicin i høj grad vil gavne nogle få privilegerede. I de efterfølgende år er indsamlingen af genomiske data eksploderet, men ulighederne består. I 2016 opdaterede Alice Popejoy, som var ph.d.-studerende ved University of Washington og nu er postdoc i Bustamantes laboratorium, resultaterne i tidsskriftet Natur , at finde små fremskridt for de fleste befolkningsgrupper.
Et resultat af denne mangel på data er, at genetiske tests kan være mindre relevante og nøjagtige for mennesker fra underrepræsenterede grupper. Stadig mere populære genetiske tests for forbrugere kan være vildledende eller simpelthen forkerte, og medicinske genetiske tests for nogle almindelige sygdomme er ofte inkonklusive. På samme måde, siger Popejoy, er falske positive og falske negative i genetiske diagnoser mere almindelige hos mennesker med ikke-europæiske aner, fordi resultaterne fortolkes ved hjælp af databaser, der er ufuldstændige eller forudindtaget i forhold til europæiske aner.