211service.com
UK Biobank supercharger medicin med gendata på 500.000 briter
En database med dna- og sundhedsmålinger giver nye spor i alt fra hvem der får diabetes til hvem der kan lide en halv liter øl. 15. november 2017
Den længe ventede frigivelse af genetiske og sundhedsmæssige data om 500.000 briter sidste sommer af et offentligt konsortium i Storbritannien genererer en chokbølge af genetiske opdagelser, der kan fremskynde udviklingen af nye lægemidler og tests, siger videnskabsmænd.
Data fra UK Biobank ramt i juli, efter at forskere med ansvar for 406 forskellige projekter havde mulighed for at downloade flere terabyte data, herunder DNA-data og information om alt fra hvem der har diabetes, til om folk kan lide kaffe eller te.
Hvad er forholdet mellem gener og kost? Eller mellem DNA og skizofreni? Med 2.500 forskellige fænotyper – eller egenskaber – målt hos de britiske frivillige, på grundlag af indvejninger, undersøgelser og nationale hospitalsjournaler, er dette datadump det største af sin art og den bedste chance endnu for at finde ud af det.
For bare et par år siden ville det have gjort en hel karriere at forbinde et gen med en menneskelig sygdom, og det kunne have taget lige så lang tid. Forskere måtte møjsommeligt indsamle patienter og anmode om deres DNA, og de vogtede ofte dataene som guldet i Fort Knox.
Det, der dukker op nu, er en global dataudveksling, hvor information om den menneskelige tilstand deles, gemmes i skyen og studeres med hurtigt udviklende computerværktøjer. Det er en havændring i form af datatilgængelighed og open-science-bevægelsen, siger Benjamin Neale, en genetiker ved Broad Institute i Cambridge, Massachusetts. Jeg tror, det lægger pres på andre til at følge trop. Der er et psykologisk skifte her, der betyder noget.
Der findes allerede mange private og offentlige genbanker. Der er Amgen-ejede DeCode Genetics, som begyndte at udvinde islændingenes gener i 1996. I Californien har 23andMe genetiske data om mere end to millioner kunder af sine direkte-til-forbruger-tests – og har solgt adgang til medicinalfirmaer for millioner.
Den britiske biobank er anderledes, til dels fordi den grundlæggende er gratis og administreres som en offentlig ressource. I juli fik forskerne nøgler til at låse op for dataene samtidigt. Dette udligner absolut spillefeltet, siger Matthew Nelson, chef for genetik hos lægemiddelgiganten GlaxoSmithKline. I stedet for at bruge titusinder eller hundredvis af millioner på at bygge en biobank, betaler vi et adgangsgebyr på 2.500 USD.
Videnskabskamp
Julidatauddelingen var resultatet af en plan, der blev udtænkt for næsten to årtier siden af britiske videnskabelige og medicinske ledere, som til sidst vandt 250 millioner dollars i investeringer fra den britiske regering og store velgørende organisationer. Under et rekrutteringsdrev fra 2006 til 2010 besvarede en halv million midaldrende briter opfordringen om at donere deres genetiske og sundhedsmæssige oplysninger (se U.K.'s Biobank Gets Intimate).
I alt meldte en ud af hver 125 personer i landet sig. Jeg kender masser af mennesker, der er i det - naboer i min gade, kolleger, siger Cathie Sudlow, neurologen, der er den britiske biobanks chefforsker.
Alle de frivillige fik analyseret deres gener på en DNA-chip. Det er en billig analyse, der koster omkring $50 og opdager omkring 835.000 steder, hvor de gener, de har arvet, adskiller sig fra en anden persons. Tænk på det som en nogenlunde pixeleret kopi af en persons komplette genom.
En prøve analyseres i den britiske biobank. Databasen kobler gendata til information om 2.500 egenskaber.
Selv et lavopløsningsgenom er meget nyttigt. På mindre end to dages computertid, siger Neale, var statistikkerne i hans laboratorium i stand til at bestemme, i hvilket omfang menneskelig højde, diabetes, selv hvor meget sprut nogen drikker, kunne forklares ved hjælp af de britiske DNA-data. Selv om nogen ser tv meget eller lidt, er i hvert fald en lille smule arveligt, siger han.
Der er intet gen, der får dig til at kunne lide tv, og intet enkelt højdegen. I stedet for er de mest almindelige menneskelige egenskaber formet af en snestorm af bittesmå bidrag fra hele det menneskelige genom på seks milliarder bogstaver. Det er de signaler, genetikere bruger de britiske data til at lede efter.
Relateret historie
Relateret historie Forbruger-gentestningsstartupen har samlet en af verdens største databaser med DNA. Nu gennemsøges det efter spor til nye stoffer.For eksempel i oktober, biologer ved King's College, London, galede at de havde gennemført den største genetiske undersøgelse af angst til dato. De havde sammenlignet DNA fra UK Biobank-frivillige med deres svar på undersøgelsesspørgsmål om ting som, hvor bekymrede og bange de følte sig. De fandt fire nye hits på to kromosomer.
Sådanne hits optages som skarpe spidser på diagrammer, som videnskabsmænd kalder Manhattan-plot. Indtil for nylig var nogle af disse genetiske skylines ikke for detaljerede. For skizofreni, for eksempel, har hits været svære at finde, og sygdommen forbliver for det meste uforklarlig. Men med flere menneskers DNA at studere, begynder plottene at stramme. Alle kan slå resultaterne op ved hjælp af nyoprettede onlinetjenester, som f.eks Global Biobank Engine sat op af Stanford University.
Nye stoffer
Hos GSK, det britiske lægemiddelfirma, bruges U.K.-data til omvendte søgninger. Det vil sige, i stedet for at forsøge at finde hvert gen, der er involveret i én sygdom, siger Nelson, virksomhedens genetiske chef, at hans team ønsker at spore enhver sundhedseffekt af at blokere eller booste et enkelt gen, som de kan gøre med et lægemiddel.
Og det viser sig, at lægejournaler over mennesker med naturlige mutationer i et givet gen giver spor. Havde de sjældnere diabetes? Flere hjerteanfald? Det er som at se, hvad et stof gør, før nogen overhovedet sluger det. Det bliver biobankens vigtigste brugssag for medicinalvirksomheder, siger Nelson.
På trods af at han solgte piller for 30 milliarder dollars om året, havde GSK aldrig ressourcerne til at bygge sin egen privat databank, siger Nelson. Men siden sommeren, siger GSK, er det pludselig på niveau med konkurrenterne, der gjorde det. Efter DeCode, det islandske selskab, rapporterede en vigtig opdagelse forbundet med astma i marts fortæller Nelson, at hans team senere var i stand til at gentage resultatet i løbet af få timer.
Sundhedsforudsigelser
Offentlige gendata forventes at sprede sig yderligere. I Kina er Kadoorie Biobank har rekrutteret en halv million voksne fra 10 regioner i landet og spurgt dem om tedrikning, eksponering for forurening, søvn og alkohol. I USA er der Million Veteran Program, der drives af Department of Veterans Affairs samt Obama-æraens præcisionsmedicininitiativ, nu kaldet Os alle .
Nogle startup-iværksættere siger, at DNA-fundene også vil øge antallet og kvaliteten af direkte-til-forbruger-DNA-tests. Sådanne tests, som ofte forsøger at bruge DNA til at fortælle folk om deres kost eller fitness, er blevet kritiseret af nogle læger som medicinsk tvivlsomme gætværk.
Men med en halv million nye emner at studere, vil DNA-forudsigelser om folks sundhedsrisici blive mere nøjagtige. Vi forsøger rasende at få adgang til de data så hurtigt som vi kan, siger Chris Glode, administrerende direktør for HumanCode, et firma, der udvikler DNA-underholdningstests, herunder en kaldet BabyGlimpse, der fortæller to personer, på baggrund af deres DNA, hvad deres børn ville se ud. Grunden til, at det er så varmt lige nu, er, at det er de første bredt tilgængelige data for træningsmodeller. Det er noget, vi kan kaste computere, hypoteser, imod for at se, hvad vi kan finde på.
Sudlow, Biobanks videnskabschef, siger, at hun ikke tror, at projektets data vil være i stand til at fortælle læger, hvem der bliver syge, med hvad og hvornår. De fleste sygdomme er ikke forudsigelige fra DNA alene. Det synes jeg, vi er meget langt fra, siger hun. Jeg tror, at rollen er at opdage sygdomsmekanismer, snarere end at finde ud af, hvilke individer der vil udvikle hvilken sygdom.
Datafrigivelsen fra juli er ikke kulminationen på projektet. Faktisk slutter dataindsamlingen først, når den sidste frivillige er bukket under for demens, kræft eller en anden dødsårsag. Jeg tror, vores børn kommer til at svare på de mest interessante spørgsmål, siger hun.