Медицинская генетика
Медицина, ориентированная на наследственные заболевания
Часть серии статей о
Генетика
Ключевые компоненты
История и темы
Исследовать
Поля
Персонализированная медицина

Медицинская генетика — это отрасль медицины , которая занимается диагностикой и лечением наследственных заболеваний . Медицинская генетика отличается от генетики человека тем, что генетика человека — это область научных исследований, которая может применяться или не применяться к медицине, в то время как медицинская генетика относится к применению генетики в медицинской помощи. Например, исследования причин и наследования генетических заболеваний будут рассматриваться как в рамках генетики человека, так и в рамках медицинской генетики, в то время как диагностика, лечение и консультирование людей с генетическими заболеваниями будут считаться частью медицинской генетики.

Напротив, изучение типично немедицинских фенотипов , таких как генетика цвета глаз, будет считаться частью генетики человека, но не обязательно относящейся к медицинской генетике (за исключением таких ситуаций, как альбинизм ). Генетическая медицина — это более новый термин для медицинской генетики, который включает такие области, как генная терапия , персонализированная медицина и быстро развивающаяся новая медицинская специальность — предиктивная медицина .

Аутосомно-доминантное и аутосомно-рецессивное наследование, два наиболее распространенных менделевских типа наследования. Аутосома — это любая хромосома, кроме половой хромосомы .

Объем

Медицинская генетика охватывает множество различных областей, включая клиническую практику врачей, генетических консультантов и диетологов, деятельность клинических диагностических лабораторий и исследования причин и наследования генетических нарушений. Примерами состояний, которые попадают в сферу медицинской генетики, являются врожденные дефекты и дисморфология , умственная отсталость , аутизм , митохондриальные нарушения, скелетная дисплазия , нарушения соединительной ткани , генетика рака и пренатальная диагностика . Медицинская генетика становится все более актуальной для многих распространенных заболеваний. Начинают появляться совпадения с другими медицинскими специальностями, поскольку последние достижения в области генетики раскрывают этиологии морфологических , эндокринных , сердечно-сосудистых , легочных , офтальмологических , почечных , психиатрических и дерматологических состояний. Сообщество медицинской генетики все больше вовлекается в работу с лицами, которые прошли факультативное генетическое и геномное тестирование . [ требуется ссылка ]

Подспециальности

В некотором смысле, многие из отдельных областей в медицинской генетике являются гибридами между клинической помощью и исследованиями. Это отчасти связано с недавними достижениями в науке и технологиях (например, см. Проект генома человека ), которые позволили достичь беспрецедентного понимания генетических нарушений . [ необходима цитата ]

Клиническая генетика

Клиническая генетика медицинская специальность с особым вниманием к наследственным заболеваниям . Разделы клинической генетики включают: [ необходима ссылка ]

1. Пренатальная генетика
  • Пары, подверженные риску рождения ребенка с генетическим заболеванием до зачатия или во время беременности
  • Результаты пренатального скрининга высокого риска
  • Аномальное УЗИ плода
2. Детская генетика
3. Генетика взрослых
4. Генетика рака

Примерами генетических синдромов, которые часто наблюдаются в генетической клинике, являются хромосомные перестройки (например , синдром Дауна , синдром делеции 22q11.2 , синдром Тернера , синдром Уильямса ), синдром ломкой Х-хромосомы , синдром Марфана , нейрофиброматоз , болезнь Гентингтона , семейный аденоматозный полипоз и многие другие.

Обучение и квалификация

В Европе подготовка врачей по клинической/медицинской генетике курируется Union Européenne des Médecins Spécialistes (UEMS). Эта организация стремится гармонизировать и повысить стандарты подготовки медицинских специалистов по всей Европе. UEMS установил Европейские требования к обучению (ETR) по медицинской генетике, чтобы направлять обучение и подготовку медицинских генетиков.

Лица, желающие поступить на программы обучения клинической генетике, должны иметь степень доктора медицины или, в некоторых странах, степень бакалавра медицины и бакалавра гуманитарных наук. Эти квалификации гарантируют, что стажеры обладают базовыми медицинскими знаниями, необходимыми для специализации в области медицинской генетики. Оптимальная программа обучения включает в себя в общей сложности пять лет: один год общей медицинской подготовки («общий ствол», часто охватывающий такие области, как общая практика, педиатрия, акушерство и гинекология, неврология, психиатрия и внутренняя медицина), за которыми следуют четыре года специализированной подготовки в области медицинской генетики. Эта специализированная подготовка должна включать не менее двух лет клинического ухода за пациентами и не менее шести месяцев генетической лабораторной диагностики. Прогресс стажеров оценивается с помощью структурированной программы, которая начинается с наблюдения и переходит в самостоятельную практику под наблюдением, достигая кульминации в способности самостоятельно справляться со сложными случаями. [ необходима цитата ]

Окончательная сертификация включает в себя комплексную оценку, которая может включать национальные экзамены или Европейский сертификат по медицинской генетике и геномике (ECMGG). Этот сертификат служит эталоном высоких стандартов в этой специальности по всей Европе и все чаще признается различными национальными регулирующими органами. [ необходима цитата ]

В Соединенных Штатах врачи, практикующие клиническую генетику, аккредитованы Американским советом по медицинской генетике и геномике (ABMGG). [1] Чтобы стать сертифицированным врачом клинической генетики, врач должен пройти не менее 24 месяцев обучения по программе, аккредитованной ABMGG. Лица, желающие поступить на программы обучения клинической генетике, должны иметь степень MD или DO (или эквивалент) и пройти не менее 12 месяцев обучения по аккредитованной ACGME программе резидентуры по внутренним болезням , педиатрии , акушерству и гинекологии или другой медицинской специальности. [2]

В Австралии и Новой Зеландии клиническая генетика — это трехлетняя программа повышения квалификации для тех, кто уже имеет свою основную медицинскую квалификацию ( MBBS или MD ) и успешно завершил базовую подготовку либо в области детской медицины, либо в области медицины для взрослых . Обучение курируется Королевским австралийским колледжем врачей , а Австралийская ассоциация клинических генетиков вносит вклад в авторство учебной программы через свою головную организацию — Общество генетики человека Австралазии . [3]

Метаболическая/биохимическая генетика

Метаболическая (или биохимическая) генетика включает в себя диагностику и лечение врожденных нарушений метаболизма , при которых у пациентов наблюдается дефицит ферментов, который нарушает биохимические пути, вовлеченные в метаболизм углеводов , аминокислот и липидов . Примерами метаболических расстройств являются галактоземия , болезнь накопления гликогена , лизосомные нарушения накопления , метаболический ацидоз , пероксисомальные нарушения , фенилкетонурия и нарушения цикла мочевины . [ требуется ссылка ]

Цитогенетика

Цитогенетика — это изучение хромосом и хромосомных аномалий . В то время как цитогенетика исторически опиралась на микроскопию для анализа хромосом, новые молекулярные технологии, такие как массив сравнительной геномной гибридизации , теперь становятся широко используемыми. Примерами хромосомных аномалий являются анеуплоидия , хромосомные перестройки и геномные делеционные/дупликационные нарушения. [ необходима цитата ]

Молекулярная генетика

Молекулярная генетика занимается обнаружением и лабораторным тестированием мутаций ДНК , лежащих в основе многих нарушений одного гена . Примерами нарушений одного гена являются ахондроплазия , кистозный фиброз , мышечная дистрофия Дюшенна , наследственный рак молочной железы (BRCA1/2), болезнь Хантингтона , синдром Марфана , синдром Нунан и синдром Ретта . Молекулярные тесты также используются для диагностики синдромов, включающих эпигенетические аномалии, таких как синдром Ангельмана , синдром Беквита-Видеманна , синдром Прадера-Вилли и однородительская дисомия . [ требуется ссылка ]

Митохондриальная генетика

Митохондриальная генетика занимается диагностикой и лечением митохондриальных расстройств, которые имеют молекулярную основу, но часто приводят к биохимическим отклонениям из-за недостаточной выработки энергии. [ необходима цитата ]

Существует некоторое совпадение между лабораториями медицинской генетической диагностики и молекулярной патологии . [ необходима ссылка ]

Генетическое консультирование

Генетическое консультирование — это процесс предоставления информации о генетических состояниях, диагностических тестах и ​​рисках у других членов семьи в рамках недирективного консультирования. Генетические консультанты — это неврачи, члены медицинской генетической команды, которые специализируются на оценке семейного риска и консультировании пациентов по поводу генетических расстройств. Точная роль генетического консультанта несколько варьируется в зависимости от расстройства. Работая вместе с генетиками, генетические консультанты обычно специализируются на детской генетике, которая фокусируется на аномалиях развития, присутствующих у новорожденных, младенцев или детей. Основная цель педиатрического консультирования — попытаться объяснить генетическую основу, лежащую в основе проблем развития ребенка, в сострадательной и четкой манере, которая позволяет потенциально расстроенным или разочарованным родителям легко понять информацию. Кроме того, генетические консультанты обычно составляют семейную родословную, которая обобщает историю болезни семьи пациента. Затем это помогает клиническому генетику в процессе дифференциальной диагностики и помогает определить, какие дальнейшие шаги следует предпринять, чтобы помочь пациенту. [4]

История

Хотя генетика берет свое начало в 19 веке с работы богемского монаха Грегора Менделя и других ученых-первопроходцев, генетика человека появилась позже. Она начала развиваться, хотя и медленно, в первой половине 20 века. Менделевское (одногенное) наследование изучалось в ряде важных расстройств, таких как альбинизм, брахидактилия (короткие пальцы рук и ног) и гемофилия . Математические подходы также были разработаны и применены к генетике человека. Была создана популяционная генетика . [ необходима цитата ]

Медицинская генетика была поздним разработчиком, появившимся в основном после окончания Второй мировой войны (1945), когда евгеническое движение обрело дурную славу. [5] Нацистское злоупотребление евгеникой прозвучало как похоронный звон. [6] Лишенный евгеники, научный подход мог быть использован и был применен к человеческой и медицинской генетике. Медицинская генетика пережила все более быстрый рост во второй половине 20-го века и продолжается в 21-м веке. [ необходима цитата ]

Текущая практика

Клинические условия, в которых оцениваются пациенты, определяют объем практических, диагностических и терапевтических вмешательств. Для целей общего обсуждения типичные встречи между пациентами и врачами-генетиками могут включать: [ необходимая цитата ]

  • Направление в амбулаторную генетическую клинику (детскую, взрослую или комбинированную) или на консультацию в стационаре, чаще всего для диагностической оценки.
  • Специализированные генетические клиники, специализирующиеся на лечении врожденных нарушений обмена веществ , скелетной дисплазии или лизосомных болезней накопления .
  • Направление на консультацию в клинику пренатальной генетики для обсуждения рисков для беременности ( пожилой возраст матери , воздействие тератогенов, семейный анамнез генетических заболеваний), результатов тестов (аномальные результаты скрининга материнской сыворотки, аномальные результаты УЗИ) и/или вариантов пренатальной диагностики (обычно неинвазивный пренатальный скрининг, диагностический амниоцентез или биопсия ворсин хориона).
  • Многопрофильные специализированные клиники, в состав которых входит клинический генетик или генетический консультант (генетика рака, сердечно-сосудистая генетика, клиники по лечению черепно-лицевых заболеваний или расщелин губы/неба, клиники по лечению потери слуха, клиники по лечению мышечной дистрофии/нейродегенеративных заболеваний).

Диагностическая оценка

Каждый пациент пройдет диагностическую оценку, адаптированную к его собственным конкретным признакам и симптомам. Генетик установит дифференциальный диагноз и порекомендует соответствующее тестирование. Эти тесты могут оценивать хромосомные нарушения, врожденные ошибки метаболизма или нарушения одного гена. [ необходима цитата ]

Хромосомные исследования

Схематическая кариограмма человека с аннотированными полосами и подполосами , используемыми в Международной системе цитогеномной номенклатуры человека для хромосомных аномалий . Она показывает темные и белые области на G-бэнде . Она показывает 22 гомологичные хромосомы , как мужскую (XY), так и женскую (XX) версии половой хромосомы (внизу справа), а также митохондриальный геном (внизу слева).

Хромосомные исследования используются в общей генетической клинике для определения причины задержки развития или умственной отсталости, врожденных дефектов, дисморфических черт или аутизма. [ необходима цитата ] Хромосомный анализ также проводится в пренатальной обстановке для определения того, поражен ли плод анеуплоидией или другими хромосомными перестройками. Наконец, хромосомные аномалии часто обнаруживаются в образцах раковых клеток. Было разработано большое количество различных методов для хромосомного анализа:

  • Хромосомный анализ с использованием кариотипа включает в себя специальные красители, которые создают светлые и темные полосы, что позволяет идентифицировать каждую хромосому под микроскопом.
  • Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) включает флуоресцентную маркировку зондов, которые связываются с определенными последовательностями ДНК, и используется для выявления анеуплоидии, геномных делеций или дупликаций, характеристики хромосомных транслокаций и определения происхождения кольцевых хромосом .
  • Хромосомная живопись — это метод, который использует флуоресцентные зонды, специфичные для каждой хромосомы, для дифференциальной маркировки каждой хромосомы. Этот метод чаще используется в цитогенетике рака, где могут происходить сложные перестройки хромосом.
  • Сравнительная геномная гибридизация массивов — это новый молекулярный метод, который включает гибридизацию отдельного образца ДНК с предметным стеклом или микрочипом, содержащим молекулярные зонды (от крупных искусственных бактериальных хромосом размером ~200 кб до небольших олигонуклеотидов), которые представляют уникальные области генома. Этот метод особенно чувствителен для обнаружения геномных приобретений или потерь по всему геному, но не обнаруживает сбалансированных транслокаций или не различает местоположение дублированного генетического материала (например, тандемная дупликация против инсерционной дупликации).

Базовые метаболические исследования

Биохимические исследования проводятся для выявления дисбаланса метаболитов в телесной жидкости, обычно в крови (плазме/сыворотке) или моче, а также в спинномозговой жидкости (СМЖ). При определенных обстоятельствах также применяются специальные тесты на функцию ферментов (лейкоцитов, фибробластов кожи, печени или мышц). В США скрининг новорожденных включает биохимические тесты для выявления излечимых состояний, таких как галактоземия и фенилкетонурия (ФКУ). Пациенты с подозрением на метаболическое состояние могут пройти следующие тесты: [ необходима цитата ]

  • Количественный анализ аминокислот обычно выполняется с использованием реакции нингидрина, за которой следует жидкостная хроматография для измерения количества аминокислот в образце (моча, плазма/сыворотка или цереброспинальная жидкость). Измерение аминокислот в плазме или сыворотке используется для оценки нарушений метаболизма аминокислот, таких как нарушения цикла мочевины , болезнь кленового сиропа мочи и ФКУ . Измерение аминокислот в моче может быть полезным для диагностики цистинурии или почечного синдрома Фанкони , как это можно увидеть при цистинозе .
  • Анализ органических кислот в моче может быть выполнен количественными или качественными методами, но в любом случае тест используется для обнаружения выделения аномальных органических кислот . Эти соединения обычно вырабатываются в процессе метаболизма аминокислот и жирных кислот с нечетной цепью в организме, но накапливаются у пациентов с определенными метаболическими состояниями .
  • Профиль комбинации ацилкарнитина обнаруживает такие соединения, как органические кислоты и жирные кислоты, конъюгированные с карнитином. Тест используется для выявления нарушений, связанных с метаболизмом жирных кислот, включая MCAD .
  • Пируват и лактат являются побочными продуктами нормального метаболизма, особенно при анаэробном метаболизме . Эти соединения обычно накапливаются во время физических упражнений или ишемии, но также повышаются у пациентов с нарушениями метаболизма пирувата или митохондриальными нарушениями.
  • Аммиак является конечным продуктом метаболизма аминокислот и преобразуется в печени в мочевину посредством серии ферментативных реакций, называемых циклом мочевины . Поэтому повышенный уровень аммиака может быть обнаружен у пациентов с нарушениями цикла мочевины , а также при других состояниях, связанных с печеночной недостаточностью .
  • Тестирование ферментов проводится при широком спектре нарушений обмена веществ для подтверждения диагноза, предполагаемого на основании скрининговых тестов.

Молекулярные исследования

Процедуры

Каждая клетка тела содержит наследственную информацию ( ДНК ), завернутую в структуры, называемые хромосомами . Поскольку генетические синдромы обычно являются результатом изменений хромосом или генов, в настоящее время не существует лечения, которое могло бы исправить генетические изменения в каждой клетке тела. Поэтому в настоящее время не существует «лекарства» от генетических нарушений. Однако для многих генетических синдромов существует лечение, позволяющее контролировать симптомы. В некоторых случаях, особенно при врожденных ошибках метаболизма , механизм заболевания хорошо изучен и предлагает потенциал для диетического и медицинского управления для предотвращения или уменьшения долгосрочных осложнений. В других случаях для замены отсутствующего фермента используется инфузионная терапия . Текущие исследования активно стремятся использовать генную терапию или другие новые лекарства для лечения определенных генетических нарушений. [ необходима цитата ]

Лечение метаболических нарушений

В целом, метаболические нарушения возникают из-за дефицита ферментов, который нарушает нормальные метаболические пути. Например, в гипотетическом примере:

A ---> B ---> C ---> D AAAA ---> BBBBBB ---> CCCCCCCCCC ---> (нет D)XYZXY | (нет или недостаточно Z)ЭЭЭЭЭ

Соединение «A» метаболизируется в «B» ферментом «X», соединение «B» метаболизируется в «C» ферментом «Y», а соединение «C» метаболизируется в «D» ферментом «Z». Если фермент «Z» отсутствует, соединение «D» будет отсутствовать, в то время как соединения «A», «B» и «C» будут накапливаться. Патогенез этого конкретного состояния может быть результатом недостатка соединения «D», если оно имеет решающее значение для какой-либо клеточной функции, или токсичности из-за избытка «A», «B» и/или «C», или токсичности из-за избытка «E», который обычно присутствует только в небольших количествах и накапливается только при избытке «C». Лечение метаболического расстройства может быть достигнуто путем добавления в пищу соединения «D» и ограничения в питании соединений «A», «B» и/или «C» или путем лечения лекарственными средствами, которые способствуют утилизации избытка «A», «B», «C» или «E». Другой подход, который можно использовать, — это заместительная ферментная терапия, при которой пациенту вводят недостающий фермент «Z» или кофакторную терапию для повышения эффективности любой остаточной активности «Z». [ необходима цитата ]

  • Диета

Диетические ограничения и добавки являются ключевыми мерами, принимаемыми при нескольких известных метаболических расстройствах, включая галактоземию , фенилкетонурию (ФКУ), болезнь кленового сиропа мочи , органические ацидурии и расстройства цикла мочевины . Такие ограничительные диеты могут быть трудными для соблюдения пациентом и семьей и требуют тщательной консультации с диетологом, имеющим особый опыт в области метаболических расстройств. Состав диеты будет меняться в зависимости от потребностей в калориях растущего ребенка, и особое внимание необходимо во время беременности, если женщина страдает одним из этих расстройств. [ необходима цитата ]

  • Медикамент

Медицинские подходы включают в себя усиление остаточной активности фермента (в случаях, когда фермент вырабатывается, но не функционирует должным образом), ингибирование других ферментов в биохимическом пути для предотвращения накопления токсичного соединения или перевод токсичного соединения в другую форму, которая может быть выведена. Примеры включают использование высоких доз пиридоксина (витамина B6) у некоторых пациентов с гомоцистинурией для повышения активности остаточного фермента цистатионсинтазы, введение биотина для восстановления активности нескольких ферментов, затронутых дефицитом биотинидазы , лечение NTBC при тирозинемии для ингибирования продукции сукцинилацетона, который вызывает токсичность печени, и использование бензоата натрия для снижения накопления аммиака при расстройствах цикла мочевины . [ необходима цитата ]

Некоторые лизосомные болезни накопления лечатся инфузиями рекомбинантного фермента (полученного в лаборатории), что может снизить накопление соединений в различных тканях. Примерами являются болезнь Гоше , болезнь Фабри , мукополисахаридозы и болезнь накопления гликогена II типа . Такие методы лечения ограничены способностью фермента достигать пораженных участков ( например, гематоэнцефалический барьер препятствует достижению ферментом мозга), и иногда могут быть связаны с аллергическими реакциями. Долгосрочная клиническая эффективность заместительной ферментной терапии сильно различается в зависимости от различных расстройств.

Другие примеры

  • Блокаторы рецепторов ангиотензина при синдроме Марфана и Лойса-Дитца
  • Трансплантация костного мозга
  • генная терапия

Карьерные пути и обучение

Генетик, работающий с родословной

В области медицинской генетики существует множество карьерных путей, и, естественно, требуемая для каждой области подготовка значительно отличается. Информация, включенная в этот раздел, относится к типичным путям в Соединенных Штатах, и в других странах могут быть различия. Американские специалисты по клиническим, консультационным или диагностическим специальностям обычно получают сертификацию через Американский совет по медицинской генетике.

КарьераСтепеньОписаниеОбучение
Клинический генетикMBBS , MD , DO или MD-PhDКлинический генетик — это, как правило, врач, который оценивает пациентов в офисе или в качестве консультации в больнице. Этот процесс включает в себя историю болезни, семейный анамнез ( родословную ), детальный физический осмотр, рассмотрение объективных данных, таких как результаты визуализации и тестов, установление дифференциального диагноза и рекомендации соответствующих диагностических тестов.Колледж (4 года) → Медицинская школа (4 года) → Первичная ординатура (1 год) → Резидентура по клинической генетике (2 года). Некоторые клинические генетики также получают степень доктора философии (4-7 лет). Новый курс ординатуры предлагает 4-летнюю первичную ординатуру по клинической генетике сразу после окончания медицинской школы. [ требуется ссылка ]
Генетический консультантРСГенетический консультант специализируется на передаче генетической информации пациентам и их семьям. Генетические консультанты часто тесно сотрудничают с клиническими генетиками или другими врачами (например, акушерами или онкологами ) и часто передают результаты рекомендуемых тестов.Колледж (4 года) → Аспирантура по генетическому консультированию (2 года).
Медсестра по обмену веществ и/или диетологБакалавр наук/бакалавр наук, магистр наук, медсестраОдним из важнейших аспектов лечения пациентов с метаболическими нарушениями является соответствующее вмешательство в питание (либо ограничение соединения, которое не может быть усвоено, либо добавление соединений, дефицит которых вызван дефицитом ферментов). Метаболическая медсестра и диетолог играют важную роль в координации диетического управления.Колледж (4 года) → Школа медсестер или аспирантура по питанию.
Биохимическая диагностикаБакалавр наук, магистр наук, доктор наук, бакалавр медицины и хирургии, доктор медицины, доктор остеопатии, доктор медицины-доктор наукСпециалисты по биохимической генетике обычно работают в диагностической лаборатории, анализируя и интерпретируя специализированные биохимические тесты, которые измеряют аминокислоты , органические кислоты и активность ферментов . Некоторые клинические генетики также сертифицированы по биохимической генетике.Колледж (4 года) → Аспирантура (PhD, обычно 4–7 лет) и/или Медицинская школа (4 года)
Цитогенетическая диагностикаБакалавр наук, магистр наук, доктор наук, бакалавр медицины и хирургии, доктор медицины, доктор остеопатии, доктор медицины-доктор наукСпециалисты в области цитогенетики обычно работают в диагностической лаборатории, анализируя и интерпретируя кариотипы , FISH и сравнительные геномные гибридизационные тесты. Некоторые клинические генетики также сертифицированы в области цитогенетики.Колледж (4 года) → Аспирантура (PhD, обычно 4–7 лет) и/или Медицинская школа (4 года)
Молекулярная генетикаБакалавр наук, магистр наук, доктор наук, бакалавр медицины и хирургии, доктор медицины, доктор остеопатии, доктор медицины-доктор наукСпециалисты по молекулярной генетике обычно работают в диагностической лаборатории, анализируя и интерпретируя специализированные генетические тесты, которые ищут изменения ( мутации ) в ДНК, вызывающие заболевания . Некоторые примеры молекулярных диагностических тестов включают секвенирование ДНК и Саузерн-блоттинг .Колледж (4 года) → Аспирантура (PhD, обычно 4–7 лет) и/или Медицинская школа (4 года)
Генетик-исследовательБакалавр наук, магистр наук, доктор наук, бакалавр медицины и хирургии, доктор медицины, доктор остеопатии, доктор медицины-доктор наукЛюбой исследователь, который изучает генетическую основу человеческих заболеваний или использует модельные организмы для изучения механизмов заболеваний, может считаться исследователем-генетиком. Многие из клинических карьерных путей также включают фундаментальные или трансляционные исследования, и поэтому люди в области медицинской генетики часто участвуют в той или иной форме исследований.Колледж (4 года) → Аспирантура (PhD, обычно 4–7 лет) и/или Медицинская школа (4 года) → Постдокторская исследовательская подготовка (обычно 3+ года)
ЛаборантАС, бакалавр наук, магистр наукТехнические специалисты в диагностических или исследовательских лабораториях работают с образцами и проводят анализы на лабораторном столе.Колледж (4 года), возможно, имеет более высокую степень (магистр наук, 2+ года)

Генетическая информация предоставляет уникальный тип знаний о человеке и его/ее семье, принципиально отличающийся от типичного лабораторного теста, который дает «моментальный снимок» состояния здоровья человека. Уникальный статус генетической информации и наследственных заболеваний имеет ряд последствий в отношении этических, правовых и общественных проблем.

19 марта 2015 года ученые призвали к всемирному запрету на клиническое использование методов, в частности, использование CRISPR и цинкового пальца , для редактирования генома человека таким образом, чтобы он мог передаваться по наследству. [7] [8] [9] [10] В апреле 2015 года и апреле 2016 года китайские исследователи сообщили о результатах фундаментальных исследований по редактированию ДНК нежизнеспособных человеческих эмбрионов с использованием CRISPR. [11] [12] [13] В феврале 2016 года британские ученые получили разрешение от регулирующих органов на генетическую модификацию человеческих эмбрионов с использованием CRISPR и связанных с ним методов при условии, что эмбрионы будут уничтожены в течение семи дней. [14] В июне 2016 года сообщалось, что голландское правительство планирует последовать их примеру с аналогичными правилами, которые будут определять 14-дневный лимит. [15]

Общества

Более эмпирический подход к генетике человека и медицинской генетике был формализован с основанием в 1948 году Американского общества генетики человека . Общество впервые начало проводить ежегодные встречи в том же году (1948), а его международный аналог, Международный конгресс генетики человека , встречается каждые 5 лет с момента своего создания в 1956 году. Общество ежемесячно публикует Американский журнал генетики человека . [ необходима ссылка ]

Медицинская генетика признана отдельной медицинской специальностью. В США медицинская генетика имеет свой собственный утвержденный совет (Американский совет по медицинской генетике) и клинический специализированный колледж ( Американский колледж медицинской генетики ). Колледж проводит ежегодные научные собрания, публикует ежемесячный журнал Genetics in Medicine и выпускает доклады с изложением позиции и клинические практические руководства по различным темам, связанным с генетикой человека. [ необходима цитата ]

В Австралии и Новой Зеландии медицинские генетики обучаются и сертифицируются под эгидой Королевского австралийского колледжа врачей , но профессионально принадлежат к Обществу генетики человека Австралазии и его специальной группе по интересам, Австралийской ассоциации клинических генетиков , для постоянного обучения, налаживания связей и пропаганды. [ необходима ссылка ]

Исследовать

Широкий спектр исследований в области медицинской генетики отражает общий масштаб этой области, включая фундаментальные исследования генетической наследственности и генома человека, механизмов генетических и метаболических нарушений, трансляционные исследования новых методов лечения и влияния генетического тестирования.

Фундаментальные генетические исследования

Генетики-фундаментальные исследователи обычно проводят исследования в университетах, биотехнологических фирмах и научно-исследовательских институтах.

Аллельная архитектура болезни

Иногда связь между болезнью и необычным вариантом гена более тонкая. Генетическая архитектура распространенных заболеваний является важным фактором в определении степени, в которой модели генетической изменчивости влияют на групповые различия в результатах лечения. [16] [17] [18] Согласно гипотезе общего заболевания/общего варианта , общие варианты, присутствующие в популяции предков до расселения современных людей из Африки, играют важную роль в заболеваниях человека. [19] Генетические варианты, связанные с болезнью Альцгеймера, тромбозом глубоких вен, болезнью Крона и диабетом 2 типа, по-видимому, придерживаются этой модели. [20] Однако общность модели еще не установлена ​​и в некоторых случаях вызывает сомнения. [17] [21] [22] Некоторые заболевания, такие как многие распространенные виды рака, по-видимому, не очень хорошо описываются моделью общего заболевания/общего варианта. [23]

Другая возможность заключается в том, что распространенные заболевания возникают отчасти из-за действия комбинаций вариантов, которые по отдельности редки. [24] [25] Большинство связанных с болезнью аллелей, обнаруженных на сегодняшний день, были редкими, и редкие варианты с большей вероятностью, чем распространенные, будут дифференциально распределены среди групп, различающихся по происхождению. [23] [26] Однако группы могут иметь различные, хотя, возможно, и перекрывающиеся, наборы редких вариантов, что уменьшит контрасты между группами в частоте возникновения заболевания.

Число вариантов, способствующих заболеванию, и взаимодействия между этими вариантами также могут влиять на распределение заболеваний среди групп. Трудность, с которой пришлось столкнуться при поиске аллелей, способствующих сложным заболеваниям, и при воспроизведении положительных ассоциаций, предполагает, что многие сложные заболевания включают в себя многочисленные варианты, а не умеренное количество аллелей, и влияние любого данного варианта может критически зависеть от генетического и экологического фона. [21] [27] [28] [29] Если для повышения восприимчивости к заболеванию требуется много аллелей, то маловероятно, что необходимая комбинация аллелей будет сконцентрирована в определенной группе исключительно за счет дрейфа. [30]

Субструктура популяции в генетических исследованиях

Одной из областей, в которой категории населения могут быть важными факторами в генетических исследованиях, является контроль смешения между субструктурой населения , воздействием окружающей среды и результатами для здоровья. Исследования ассоциаций могут давать ложные результаты, если случаи и контрольные группы имеют разные частоты аллелей для генов, которые не связаны с изучаемым заболеванием, [31] хотя масштаб этой проблемы в исследованиях генетических ассоциаций является предметом обсуждения. [32] [33] Были разработаны различные методы для обнаружения и учета субструктуры населения, [34] [35] но эти методы могут быть сложны для применения на практике. [36]

Субструктура популяции также может быть использована с пользой в генетических ассоциативных исследованиях. [37] Например, популяции, которые представляют недавние смеси географически разделенных предковых групп, могут демонстрировать более дальнее неравновесие сцепления между аллелями восприимчивости и генетическими маркерами, чем в случае других популяций. [38] [39] [40] [41] Генетические исследования могут использовать это неравновесие сцепления примесей для поиска аллелей болезней с меньшим количеством маркеров, чем было бы необходимо в противном случае. Ассоциативные исследования также могут использовать контрастный опыт расовых или этнических групп, включая группы мигрантов, для поиска взаимодействий между определенными аллелями и факторами окружающей среды, которые могут влиять на здоровье. [42] [43]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «Американский совет по медицинской генетике и геномике». abmgg.org .
  2. ^ "Варианты обучения - ABMGG". abmgg.org .
  3. ^ RACP. «Клиническая генетика». Королевский австралийский колледж врачей.
  4. ^ Реста, Роберт (19 мая 2006 г.). «Новое определение генетического консультирования: отчет целевой группы национального общества генетических консультантов». Журнал генетического консультирования . 15 (2): 77– 83. doi : 10.1007/s10897-005-9014-3 . PMID  16761103. S2CID  25809385.
  5. ^ Роуз, Николас. (2009). Политика самой жизни: биомедицина, власть и субъективность в двадцать первом веке . Princeton University Press. ISBN 978-0-691-12190-1. OCLC  995257497.
  6. ^ KOCH, TOM (2011-03-25). «Евгеника и генетический вызов, снова: все принарядились и просто везде ходят». Cambridge Quarterly of Healthcare Ethics . 20 (2): 191– 203. doi :10.1017/s0963180110000848. ISSN  0963-1801. PMC 3535762. PMID 21435294  . 
  7. ^ Уэйд, Николас (19 марта 2015 г.). «Ученые добиваются запрета метода редактирования генома человека». New York Times . Получено 20 марта 2015 г.
  8. ^ Поллак, Эндрю (3 марта 2015 г.). «Мощный новый способ редактирования ДНК». New York Times . Получено 20 марта 2015 г.
  9. ^ Балтимор, Дэвид; Берг, Пол; Ботчан, Дана; Чаро, Р. Альта; Чёрч, Джордж; Корн, Джейкоб Э.; Дейли, Джордж К.; Дудна, Дженнифер А.; Феннер, Марша; Грили, Генри Т.; Джинек, Мартин; Мартин, Г. Стивен; Пенхет, Эдвард; Пак, Дженнифер; Стернберг, Сэмюэл Х.; Вайсман, Джонатан С.; Ямамото, Кит Р. (19 марта 2015 г.). «Осторожный путь вперед для геномной инженерии и модификации генов зародышевой линии». Science . 348 (6230): 36– 8. Bibcode :2015Sci...348...36B. doi :10.1126/science.aab1028. PMC 4394183 . PMID  25791083. 
  10. ^ Ланфьер, Эдвард; Урнов, Федор; Хеккер, Сара Элен; Вернер, Майкл; Смоленски, Джоанна (26 марта 2015 г.). «Не редактируйте зародышевую линию человека». Nature . 519 (7544): 410– 411. Bibcode :2015Natur.519..410L. doi : 10.1038/519410a . PMID  25810189.
  11. ^ Колата, Джина (23 апреля 2015 г.). «Китайские ученые редактируют гены человеческих эмбрионов, вызывая опасения». New York Times . Получено 24 апреля 2015 г.
  12. ^ Лян, Пупин; Сюй, Янвэнь; Чжан, Сия; Дин, Чэньхуэй; Хуан, Руи; Чжан, Чжэнь; Льв, Цзе; Се, Сяовэй; Чен, Юйси; Ли, Юйцзин; Солнце, Инь; Бай, Яофу; Сунъян, Чжоу; Ма, Вэньбинь; Чжоу, Цаньцюань; Хуан, Цзюньцзю (18 апреля 2015 г.). «CRISPR/Cas9-опосредованное редактирование генов в трехпронуклеарных зиготах человека». Белок и клетка . 6 (5): 363–72 . doi :10.1007/s13238-015-0153-5. ПМЦ 4417674 . ПМИД  25894090. 
  13. ^ Регаладо, Антонио (2016-05-08). «Китайские исследователи экспериментируют с созданием эмбрионов, устойчивых к ВИЧ». MIT Technology Review . Получено 2016-06-10 .
  14. ^ Галлахер, Джеймс (1 февраля 2016 г.). «Ученые получили добро на редактирование генов». BBC News . BBC . Получено 10 июня 2016 г. .
  15. ^ Амджад, Анниса (2016-06-06). «Голландское правительство стремится разрешить создание человеческих эмбрионов для исследований». BioNews . Получено 2016-06-10 .
  16. ^ Reich DA, Lander ES (2001). «О спектре аллельных заболеваний человека». Trends Genet . 17 (9): 502– 510. doi :10.1016/s0168-9525(01)02410-6. PMID  11525833.
  17. ^ ab Pritchard JK (2002). «Аллельная архитектура генов человеческих болезней: распространенный вариант болезни... или нет?». Hum Mol Genet . 11 (20): 2417– 2423. doi : 10.1093/hmg/11.20.2417 . PMID  12351577.
  18. ^ Смит DJ, Лусис AJ (2002). «Аллельная структура распространенных заболеваний». Hum Mol Genet . 11 (20): 2455– 2461. CiteSeerX 10.1.1.497.3708 . doi :10.1093/hmg/11.20.2455. PMID  12351581. 
  19. ^ Goldstein DB, Chikhi L (2002). «Миграции людей и структура населения: что мы знаем и почему это важно». Annu Rev Genom Hum Genet . 3 : 129– 152. doi :10.1146/annurev.genom.3.022502.103200. PMID  12142358.
  20. ^ Lohmueller KE, Pearce CL, Pike M, Lander ES, Hirschhorn JN (2003). «Метаанализ исследований генетических ассоциаций подтверждает вклад распространенных вариантов в восприимчивость к распространенным заболеваниям». Nat Genet . 33 (2): 177– 182. doi :10.1038/ng1071. PMID  12524541. S2CID  6850292.
  21. ^ ab Weiss KM, Terwilliger JD (2000). «Сколько болезней нужно, чтобы картировать ген с помощью SNP?». Nat Genet . 26 (2): 151– 157. doi :10.1038/79866. PMID  11017069. S2CID  685795.
  22. ^ Cardon LR, Abecasis GR (2003). «Использование блоков гаплотипа для картирования локусов сложных признаков человека». Trends Genet . 19 (3): 135– 140. CiteSeerX 10.1.1.398.8937 . doi :10.1016/s0168-9525(03)00022-2. PMID  12615007. 
  23. ^ ab Kittles RA, Weiss KM (2003). «Раса, происхождение и гены: последствия для определения риска заболевания». Annu Rev Genom Hum Genet . 4 : 33– 67. doi :10.1146/annurev.genom.4.070802.110356. PMID  14527296.
  24. ^ Притчард Дж. К. (2001). «Отвечают ли редкие варианты за восприимчивость к сложным заболеваниям?». Am J Hum Genet . 69 (1): 124– 137. doi :10.1086/321272. PMC 1226027. PMID  11404818 . 
  25. ^ Cohen JC, Kiss RS, Pertsemlidis A, Marcel YL, McPherson R, Hobbs HH (2004). «Множественные редкие аллели способствуют низкому уровню холестерина ЛПВП в плазме». Science . 305 (5685): 869– 872. Bibcode :2004Sci...305..869C. doi :10.1126/science.1099870. PMID  15297675. S2CID  39429794.
  26. ^ Risch N, Burchard E, Ziv E, Tang H, «Категоризация людей в биомедицинских исследованиях: гены, раса и болезнь», Genome Biol (2002) 3 (http://genomebiology.com/2002/3/7/comment/2007 Архивировано 24 июня 2006 г. на Wayback Machine ) (электронная публикация 1 июля 2002 г.; доступ 25 августа 2005 г.)
  27. ^ Риш Н. (2000). «Поиск генетических детерминант в новом тысячелетии». Nature . 405 (6788): 847– 856. doi :10.1038/35015718. PMID  10866211. S2CID  4392356.
  28. ^ Altmüller J, Palmer LJ, Fischer G, Scherb H, Wjst M (2001). «Геномное сканирование сложных заболеваний человека: трудно найти истинную связь». Am J Hum Genet . 69 (5): 936–950 . doi :10.1086/324069. PMC 1274370. PMID  11565063 . 
  29. ^ Hirschhorn JN, Lohmueller K, Byrne E, Hirschhorn K (2002). «Комплексный обзор исследований генетических ассоциаций». Genet Med . 4 (2): 45–61 . doi : 10.1097/00125817-200203000-00002 . PMID  11882781.
  30. ^ Купер RS, «Генетические факторы этнических различий в состоянии здоровья», в Anderson NB, Bulatao RA, Cohen B, ред., Критические взгляды на расовые и этнические различия в состоянии здоровья в пожилом возрасте , (Вашингтон, округ Колумбия: National Academy Press, 2004), 267–309.
  31. ^ Cardon LR, Palmer LJ (2003). «Стратификация населения и ложная аллельная ассоциация». Lancet . 361 (9357): 598– 604. doi :10.1016/s0140-6736(03)12520-2. PMID  12598158. S2CID  14255234.; Marchini J, Cardon LR, Phillips MS, Donnelly P (2004). «Влияние структуры человеческой популяции на исследования крупных генетических ассоциаций». Nat Genet . 36 (5): 512– 517. doi : 10.1038/ng1337 . PMID  15052271.
  32. ^ Томас Д.К., Витте Дж.С. (2002). «Точка: стратификация населения: проблема для исследований случай-контроль ассоциаций генов-кандидатов?». Cancer Epidemiol Biomarkers Prev . 11 (6): 505–512 . PMID  12050090.
  33. ^ Вахолдер С., Ротман Н., Капорасо Н. (2002). «Контрапункт: смещение от стратификации населения не является серьезной угрозой для обоснованности выводов эпидемиологических исследований распространенных полиморфизмов и рака». Cancer Epidemiol Biomarkers Prev . 11 (6): 513–520 . PMID  12050091.
  34. ^ Morton NE, Collins A (1998). «Тесты и оценки аллельной ассоциации при сложном наследовании». Proc Natl Acad Sci USA . 95 (19): 11389– 11393. Bibcode : 1998PNAS...9511389M. doi : 10.1073/pnas.95.19.11389 . PMC 21652. PMID  9736746. 
  35. ^ Hoggart CJ, Parra EJ, Shriver MD, Bonilla C, Kittles RA, Clayton DG, McKeigue PM (2003). «Контроль смешения генетических ассоциаций в стратифицированных популяциях». Am J Hum Genet . 72 (6): 1492– 1504. doi :10.1086 / 375613. PMC 1180309. PMID  12817591. 
  36. ^ Freedman ML, Reich D, Penney KL, McDonald GJ, Mignault AA, Patterson N, Gabriel SB, Topol EJ, Smoller JW, Pato CN, Pato MT, Petryshen TL, Kolonel LN, Lander ES, Sklar P, Henderson B, Hirschhorn JN, Altshuler D (2004). «Оценка влияния стратификации населения на исследования генетических ассоциаций». Nat Genet . 36 (4): 388– 393. doi : 10.1038/ng1333 . PMID  15052270.
  37. ^ Tian C, Gregersen PK, Seldin MF (октябрь 2008 г.). «Учет происхождения: популяционная субструктура и исследования ассоциаций на уровне генома». Молекулярная генетика человека . 17 (R2): R143 – R150 . doi :10.1093/hmg/ddn268. PMC 2782357. PMID 18852203  .  
  38. ^ Hoggart CJ, Shriver MD, Kittles RA, Clayton DG, McKeigue PM (2004). «Разработка и анализ исследований картирования примесей». Am J Hum Genet . 74 (5): 965–978 . doi :10.1086/420855. PMC 1181989. PMID  15088268 . 
  39. ^ Patterson N, Hattangadi N, Lane B, Lohmueller KE, Hafler DA, Oksenberg JR, Hauser SL, Smith MW, O'Brien SJ, Altshuler D, Daly MJ, Reich D (2004). «Методы картирования генов заболеваний с высокой плотностью примесей». Am J Hum Genet . 74 (5): 979– 1000. doi :10.1086/420871. PMC 1181990 . PMID  15088269. 
  40. ^ Смит М. В., Паттерсон Н., Лаутенбергер JA, Трулав АЛ, Макдональд Г. Дж., Валишевска А., Кессинг Б. Д. и др. (2004). «Карта примесей высокой плотности для обнаружения генов заболеваний у афроамериканцев». Am J Hum Genet . 74 (5): 1001– 1013. doi :10.1086/420856. PMC 1181963 . PMID  15088270. 
  41. ^ McKeigue PM (2005). «Перспективы картирования смешанных комплексных признаков». Am J Hum Genet . 76 (1): 1– 7. doi :10.1086/426949. PMC 1196412. PMID 15540159  . 
  42. ^ Чатурведи Н (2001). «Этническая принадлежность как эпидемиологический детерминант — грубо расистский или критически важный?». Int J Epidemiol . 30 (5): 925–927 . doi : 10.1093/ije/30.5.925 . PMID  11689494.
  43. ^ Коллинз Ф.С., Грин Э.Д., Гуттмахер А.Е., Гайер М.С., Национальный институт исследований генома человека США (2003). «Видение будущего геномных исследований». Nature . 422 (6934): 835– 847. Bibcode :2003Natur.422..835C. doi : 10.1038/nature01626 . PMID  12695777. S2CID  205209730.

Дальнейшее чтение

  • Генетика домашняя ссылка
  • В Национальном институте исследований генома человека открыт информационный центр
  • Феномайзер – Инструмент для клинической диагностики в медицинской генетике. Феномайзер
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Медицинская_генетика&oldid=1260389907"