Проект «Геном человека», ставший основой для систематического исследования молекулярных основ болезней, дал надежду, что эти результаты приведут к трансформации медпрактики. Большая часть заболеваний определяется их анатомической локализацией и клиническими симптомами и лечится стандартными методами лечения, которые не учитывают уникальные биологические особенности человека. В настоящее время геномные технологии позволяют нам изучить молекулярную архитектуру болезней и учитывать генетический фон пациентов для того, чтобы повысить возможности диагностики и терапевтических стратегий.
Проект «Геном человека» наряду с достижениями в технологии генотипирования и секвенирования, биоинформатике, системной биологии и вычислительной биологии, заложил основу для прецизионной медицины В наши дни прецизионная медицина стремится опираться на эту базу, транслируя эти открытия в клиническую практику, имея конечной целью улучшение здоровья и медобслуживания отдельных лиц и населения.
а) Молекулярные технологии во всем диапазоне между здоровьем и болезнью. В 2015 г. президент Барак Обама объявил, что США приступят к реализации инициативы по прецизионной медицине, чтобы >1 млн человек приняли участие в том, что сейчас называется «Все США». Их находящиеся в общем доступе данные секвенирования, электронные медкарты, личная информация и технологии цифрового 30 будут предметом анализа данных, чтобы стимулировать как новую научную программу в области биологии болезней, так и клиническую программу здравоохранения (ЗО) на базе информационных технологий.
Полученная в результате парадигма прецизионной медицины в области ЗО позволит принимать более обоснованные решения по всему спектру между здоровьем и болезнью (как показано на рис. ниже).
Применение молекулярных технологий во всем диапазоне от здоровья до болезни. Различные молекулярные технологии теперь могут применяться в качестве дополнения к традиционному подходу оценки здоровья и болезней на протяжении всей жизни. Красная кривая показывает развитие хронического заболевания с течением времени. Пунктирная линия указывает, когда проявляются клинические симптомы. В общей сложности цель состоит в том, чтобы сместить парадигму выявления и лечения влево.
Сегодня уже есть убедительные примеры использования в клинической практике прецизионной МП (табл. 1 и ссылки в ней). Тестирование ДНК используется для консультирования по вопросам репродуктивного здоровья пар, планирующих беременность, и для пренатального тестирования с анализом последовательности ДНК плода в материнском кровотоке для оценки менделевских нарушений и нарушений развития. Секвенирование генома в отделении интенсивной терапии новорожденных становится все более обычным явлением диагностики и определения вариантов лечения тяжелобольных младенцев. Семейный анамнез по-прежнему может быть самым действенным инструментом для ранней оценки риска заболевания.
Однако в качестве дополнения к сбору семейного анамнеза для некоторых хронических заболеваний установлены шкалы оценки геномного риска. Несмотря на задержку резкого снижения стоимости и увеличения пропускной способности секвенирования ДНК, для определения физиологических состояний в ответ на нашу окружающую среду, для классификации болезненных состояний, для диагностики и профилактики предстоящих клинических исходов все чаще используются технологические платформы, измеряющие экспрессию генома (РНК, белки, метаболиты).
Эти подходы, составляющие основу новой молекулярной классификации таксономии болезней и диагностики, могут предоставить более точные способы скрининга и выявления болезней на самых ранних, часто доклинических стадиях, на уровне молекулярных проявлений. Кроме того, при выборе определенных ЛС все чаще можно руководствоваться знанием о генетических вариантах пациента, а также о молекулярной структуре заболевания.
Учитывая, что развитие заболевания от исходного риска часто происходит в течение многих лет (см. рис. выше), периодическое построение молекулярного и цифрового профиля устанавливает новую форму ЗО, которая фокусируется на оценке состояния здоровья и профилактике заболеваний с превентивной направленностью, а не на существующей парадигме экстренного вмешательства и действиях в кризисной обстановке.
б) Геномы, заболевание и лечение. Ключевой вопрос в медицине заключается в том, в какой степени генетическая вариция влияет на вероятность возникновения заболевания, воздействует на течение болезни в сочетании с окружающей средой или дает надежные подсказки относительно ведения пациента. Геномы предоставляют новые подходы к диагностике, изучению и лечению заболеваний.
1. Скрининг новорожденных, пренатальная диагностика и тестирование носителя до зачатия. Естественным результатом определения генов редких менделевских заболеваний является применение этих результатов для более раннего выявления заболеваний при рождении (скрининг новорожденных), внутриутробно (пренатальная диагностика) или до зачатия (тестирование носителя). Скрининг новорожденных — обязательная, поддерживаемая государством программа 003, предназначенная для защиты новорожденных детей путем скрининга их на редкие, излечимые (и, следовательно, контролируемые) заболевания при рождении — неуклонно растет с пяти состояний в среднем в 1995 г. до панели из 34 основных заболеваний, которая в настоящее время рекомендована Министерством 30 и социальных служб США.
Сообщается о быстром секвенировании генома (26 ч от начала тестирования до результата), которое использовалось при ведении пациентов с недиагностированными и потенциально смертельными заболеваниями в ОРИТ новорожденных. Количество состояний, рассматриваемых для скрининга новорожденных, несомненно, будет расти, быстрое секвенирование может потенциально расширить и сократить ДД, что приведет к меньшему количеству эмпирических методов лечения и более быстрому переходу к генетическому и прогностическому консультированию и, возможно, к прекращению диагностических странствий пациентов и их семей.
В 1997 г. из образца материнской плазмы крови была выделена неинвазивным способом внеклеточная ДНК плода, циркулирующая в материнской крови, амплифицирована и секвенирована. В 2008 г. технологии секвенирования следующего поколения были успешно использованы для выявления фетальной анеуплоидии по внеклеточной ДНК плода, выделенной из плазмы крови матери. Последовали клинические испытания нового метода, и к концу 2011 г. в США было предложено неинвазивное пренатальное тестирование трисомии по 21-й хромосоме путем секвенирования ДНК, выделенной из плазмы крови матери на клинической и коммерческой основе.
Неинвазивное пренатальное тестирование устраняет необходимость в инвазивных процедурах, а также значительно увеличивает количество генетических вариантов, которые традиционно выявлялись во время внутриутробного развития.
Скрининг носителя до зачатия позволяет парам оценить их риск рождения ребенка с рецессивным менделевским заболеванием и использовать эту информацию для принятия своих репродуктивных решений. Существует >1000 редких рецессивных менделевских заболеваний, в основе которых лежат генетические мутации. Хотя по отдельности они редки, они могут иметь значительное влияние на здоровье общества, учитывая, что каждый человек, по оценкам, несет в среднем 2,8 мутации известных тяжелых рецессивных заболеваний, влияние скрининга может быть значительным с точки зрения снижения заболеваемости и смертности населения.
2. Секвенирование: движущая сила прецизионной медицины. Полногеномные ассоциативные исследования дебютировали в 2005 г. идентификацией вариантов в гене фактора комплемента Н как причины возрастной макулярной дегенерации желтого пятна. В настоящее время каталог полногеномных ассоциативных исследований содержит >3000 публикаций и >50 000 уникальных ассоциаций признаков однонуклеотидных вариантов, полученных при исследовании больших когорт пациентов и контрольных групп с многочисленными заболеваниями.
Полногеномное ассоциативное исследование представляет собой инновационный подход к субъективному выявлению общей генетической вариации во всем геноме человека, предлагая беспрецедентную возможность раскрыть новые биологические пути заболевания.
Тем не менее современные открытия вызывающих болезнь вариантов в геноме и функциональная геномика результатов были получены позже эпохи полногеномных ассоциативных исследований. Новые технологии редактирования генов с использованием коротких палиндромных повторов, регулярно расположенных группами, и нуклеаз на основе эффектора, подобного активатору транскрипции, меняют подход к изменению генетических вариантов, открытых методами полногеномных ассоциативных исследований и секвенирования.
С 2001 г. стоимость секвенирования генома человека снизилась с >$3 млрд до <$1000.
Технология секвенирования следующего поколения теперь может считывать приблизительно 150 млрд пар оснований в день и позволяет напрямую оценивать не только распространенные варианты, но и теоретически все вариации в геноме. Подсчитано, что популяционная частота вариантов зародышевой линии составляет ~1 на каждую 1000 из 3,2 млрд нуклеотидных пар, приводя в итоге к ~3 млн вариантов в данном геноме человека. Задача заключается в выяснении значения вариантов, многие из которых встречаются в некодирующих областях генома, функция которых в большинстве случаев неизвестна.
Значение некодирующих вариантов остается плохо изученным; таким образом, клинически основное внимание уделяется секвенированию экзома (которое исследует вариации в кодирующей последовательности), где мутации имеют предсказуемое влияние на структуру белков в процессе транскрипции. Интерпретация геномных данных — ключевое узкое место в повсеместном применении секвенирования в клинической медицине.
Это во многом связано с немногочисленностью окончательных диагнозов, обусловленных причинным вариантом, и разрозненностью баз данных, в которых находятся эти результаты. Ожидается, что в связи с активизацией усилий по поощрению обмена данными и созданию взаимодействующих массивов данных точные диагнозы на основе геномных данных станут более распространенными. В настоящее время американские колледжи медицинской генетики и геномики выделяют 59 практически полезных вариантов в геноме человека, которые при обнаружении следует обсудить с пациентами, их носителями.
3. Прогнозирование рисков при распространенных мультифакторных заболеваниях. Несмотря на то что выявляемые полногеномными ассоциативными исследованиями генетические варианты ассоциированы с мультифакторными заболеваниями с высокозначимыми статистическими ассоциациями, низкий относительный риск болезни при наличии конкретного аллеля (обычно <2) ограничивает их использование для тестирования предрасположенности к заболеванию и оценку риска.
Существуют значимые исключения, в том числе генетические вариации, лежащие в основе наследственных синдромов рака груди, синдрома Линча и семейной гиперхолестеринемии, где некоторые варианты позволяют проводить профилактическое лечение и скрининг членов семьи, а также рассматривать их как часть программ скрининга населения.
Несмотря на достижения в области генетического тестирования, простой семейный анамнез по-прежнему является одним из лучших инструментов для выявления рисков распространенных заболеваний. По сути, для состояний с высокой наследуемостью, таких как ССЗ, семейный анамнез — гораздо более сильный прогностический фактор заболевания, чем любой единичный генетический/ геномный маркер или их комбинация. Та или иная модель предполагает, что ни семейный анамнез, ни генетическое тестирование не следует использовать по отдельности, но в комбинации они обладают эффективной способностью прогнозирования заболеваний, оценки риска и ДД.
4. Секвенирование клинического экзома при редких заболеваниях, диагностические дилеммы. Известна молекулярная основа более 3500 менделевских заболеваний. Однако молекулярная основа практически такого же числа предполагаемых менделевских признаков не установлена. Возможность секвенирования клинического экзома для выявления первопричин и вариантов лечения этих редких, порой инвалидизирующих заболеваний привела к образованию различных крупных национальных и международных консорциумов по редким заболеваниям.
В некоторых специализированных клинических центрах и в рамках таких программ, как Программа недиагностируемых заболеваний Национального института генома человека США, пациентам с подозрением на генетические заболевания предлагается секвенирование клинического экзома, так называемые «диагностические дилеммы». Первые результаты этих программ секвенирования клинического экзома показывают, что вероятность успешного определения гена болезни составляет 33%, что дает надежду на постановку диагноза тысячам людей с ранее не диагностированными или нелечеными редкими заболеваниями.
5. Фармакогеномика: генетичесие варианты зародышевой линии и реакции на лекарственное средство. За последнее десятилетие было обнаружено множество геномных маркеров эффективности, вероятности развития побочных явлений и дозирования терапевтических средств, рекомендованных для клинического использования (Е-табл. 1). Однако, несмотря на очевидную актуальность их использования, в клиническую практику они внедрялись с различной эффективностью.
В некоторых случаях, например, как для ЛС против ВИЧ абакавира и наличия варианта HLA-B*5701 и для противоэпилептического ЛП карбамазепина и варианта HLA-B*1502: носители этих вариантов должны полностью отказаться от приема соответствующих ЛП, чтобы устранить их серьезные побочные действия. В других случаях, таких как ТРМТ для меркаптопурина или CYP2C9/VKORC1 для варфарина, корректировка дозы ЛП в зависимости от генетических вариантов может помочь избежать токсичности и повысить эффективность.
Для обеспечения проведения фармакогеномических испытаний недостаточно применимости на практике, как показано на примере антитромбоцитарного ЛП клопидогрела. Несмотря на имеющееся в отношении его эффективности предупреждение FDA «в черной рамке», среди врачей часто отсутствует однозначная единая позиция относительно его использования у лиц, несущих генетический вариант CYP2C19. Генетические маркеры, которые делают прогнозы относительно сниженной терапевтической эффективности, могут столкнуться с серьезными препятствиями для ЛС с изученным применением, за исключением случаев наличия убедительных доказательств клинической валидности и практической ценности теста.
6. Фармакогеномика рака: секвенирование ДНК соматических клеток опухоли для целенаправленно воздействующей лекарственной терапии. Рак возникает в результате соматических мутаций ДНК, благоприятствующих росту клеток, в которых они произошли, что приводит к развитию опухоли. Сравнение генетических профилей опухолей и нормальной ткани вокруг них может выявить приобретенные стимулирующие рост вариации ДНК и мишени для лечения. В середине 1980-х гг. стала реальностью концепция сочетания ЛС со специфическими опухолевыми маркерами, когда развернутые молекулярные исследования опухолей груди привели к открытию рецептора человеческого эпидермального фактора роста 2-го типа, биомаркера, сверх-экспрессируемого в 30% опухолей груди и связанного с неблагоприятными исходами.
Впоследствии в 1998 г. был разработан трастузумаб (Герцептин), моноклональное АТл, специфическое по отношению к рецептору человеческого эпидермального фактора роста 2-го типа, которое, как было показано, имеет повышенную эффективность у пациентов с положительными тестами на наличие рецептора человеческого эпидермального фактора роста 2-го типа на клетках опухоли. Тестирование рецептора человеческого эпидермального фактора роста 2-го типа теперь является частью стандартного обследования и лечения рака груди. В последнее десятилетие появились другие примеры лечения рака в сочетании с молекулярным профилированием опухоли.
Например, тестирование мутации в гене EGFR заметно повысило эффективность гефитиниба и эрлотиниба, низкомолекулярных ЛС для лечения немелкоклеточного рака легких, направленно действующих на EGFR. При метастатическом колоректальном раке опухоли с мутациями в гене KRAS обычно устойчивы к лечению цетуксимабом и панитумумабом, в результате чего FDA рекомендовали данной группе пациентов приостановить прием этих ЛП. В настоящее время технологии секвенирования следующего поколения позволяют выполнить комплексную оценку действенных опухолевых маркеров, которые указывают на возможность того, что конкретный терапевтический ЛП будет эффективен при данной опухоли.
В 2011 г. два противораковых ЛП прошли ускоренную регистрацию FDA для использования с сопутствующим диагностическим тестом: кризотиниб для лечения пациентов с местнораспространенным или метастатическим немелкоклеточным раком легкого с сопутствующей диагностикой, предназначенной для обнаружения гибридного гена EML4-ALK, и вемурафениб для лечения пациентов с метастатической или неоперабельной меланомой, с положительным тестом на мутацию BRAFV600E. Международный консорциум генома рака и Атлас генома раковых клеток представляют собой международную совместную работу по определению спектра мутаций, обнаруживаемых в опухолях, картирование геномного ландшафта рака.
Эта работа обеспечит основу для разработки дополнительных терапевтических стратегий против новых мишеней; но даже в случае успеха результаты могут быть неэффективными в связи с развитием терапевтической резистентности. Таким образом, хотя технология секвенирования следующего поколения и служит перспективным новым инструментом для исследования геномов раковых клеток, она не может быть панацеей для геномной медицины рака.
7. Секвенирование микоорганизмов для диагностики инфекционных заболеваний. При инфекционном заболевании диагностика с помощью технологии секвенирования следующего поколения может заменить необходимость сначала выращивать микроорганизмы в культуре, что ранее было основным условием выявления патогенов. Например, в 2003 г. секвенированием образцов от инфицированных пациентов с тяжелым острым респираторным синдромом был найден его возбудитель — коронавирус.
Сравнение последовательностей нескольких изолятов организма из одной эпидемии дает картину эволюции организма, позволяя сделать вывод, где началась вспышка и как распространялась инфекция. Секвенирование использовалось для определения происхождения предыдущих вспышек холеры, туберкулеза и гриппа H1N1 в 2009 г. Применение технологии секвенирования следующего поколения при инфекционных заболеваниях имело важное значение, когда источник карбапенем-резистентной Klebsiella pneumoniae во время больничной вспышки был идентифицирован путем секвенирования изолятов бактерий в реальном времени от инфицированных пациентов и сопоставлением секвенированных геномов.
в) Экспрессируемый геном:
1. Комплексные мультимаркерные геномные тесты для диагностики и прогноза заболеваний. Помимо анализа последовательности ДНК, измерение экспрессии генов, концентрации белков, метаболитов и оценка эпигенетических изменений также используются для создания расширенных профилей биологических систем в сопоставлении здоровья и болезни. Далее проводится биоинформатический анализ этих больших и сложных наборов данных с целью получения биомаркеров следующего поколения, которые являются мульти-аналитическими, диагностическими, прогностическими и предикторными. В настоящее время растет число рекламируемых тестов, оценивающих уровни белка или РНК зачастую с помощью сложных алгоритмов, позволяющих диагностировать и прогнозировать.
Одним из примеров является Oncotype Dx (Genomic Health, Inc.), тест, исследующий экспрессию 21 гена в опухолевой ткани для определения вероятности рецидива заболевания у женщин с ранней стадией эстроген-рецептор-положительного рака груди. Тест анализирует уровни экспрессии генов и преобразует их в балл риска рецидива, который, как было отмечено, помогает направлять лечение пациентов, сокращает общие расходы на здравоохранение (ЗО) и улучшает результаты, а в настоящее время он предусматривается многими крупными страховыми компаниями.
Среди других примеров — MammaPrint (Agendia, Inc.), который анализирует экспрессию 70 генов, чтобы определить, имеют пациенты высокий или низкий риск рецидива рака груди; Allomap (CareDx, Inc.), РНК-сигнатура 11 генов в крови для мониторинга отторжения сердечного трансплантата; и Corus CAD (CardioDx, Inc.), РНК-профиль 23 генов в крови для проверки на сужение коронарной артерии.
Невзирая на свою сложность, находят свое применение в клинике подобные этим мультиплексные диагностические индексные тесты in vitro, в частности in vitro Diagnostic Multivariate Index Assays. В проекте рекомендаций 2007 г. FDA США предлагает использовать групповой классификатор мультиплексного диагностического индексного теста in vitro для принятия важных медицинских решений и, следовательно, регулировать их. Некоторые, но не все, рекламируемые мультиплексные диагностические индексные тесты in vitro продемонстрировали аналитическую и клиническую валидность, но доказательства клинической применимости обычно бывают доступны не сразу.
Более того, мультиплексный диагностический индексный тест in vitro создает проблемы для страховщиков, которые стараются разрешить вопросы не только ограниченных данных о клинической ценности, но и способа компенсации стоимости таких тестов, содержащих лабораторную составляющую и связанный с ней алгоритм оценки риска, без последнего невозможно понять ценность теста.
Успех некоторых мультиплексных диагностических индексных тестов in vitro свидетельствует о возможностях биоинформатики, а также о важности информационной поддержки и финансовых ресурсов, которые должны предоставить коммерческие разработчики этих тестов. Компании-разработчики мультиплексных диагностических индексных тестов in vitro в состоянии профинансировать ключевые исследования, направленные на демонстрацию клинической валидности, преодоление нормативных преград, отстаивание прав страховых компаний и распространение своих тестов посредством рекламы среди поставщиков медуслуг.
Их усилия преподносят ценные уроки по эффективному внедрению комплексных молекулярных тестов в медицину. В 2014 г. FDA отложило разработку рекомендаций по мультиплексным диагностическим индексным тестам in vitro в пользу разработки системы надзора за лабораторными тестами, хотя окончательные рекомендации по этому вопросу еще находятся на рассмотрении.
2. Метаболический и белковый профиль. Эндофенотипы — это различные молекулярные домены, которые существуют на промежуточных уровнях организации между генотипом и фенотипом, включая метаболомику и протеомику. Метаболический профиль похож на некоторые традиционные специфические профили, такие как профиль липидов, хотя он более комплексный. Метаболомика измеряет изменения в метаболической или химической среде, которые следуют за геномными и протеомными изменениями. По оценке, люди содержат 5000 дискретных низкомолекулярных метаболитов, и идентификация метаболических «отпечатков пальцев» для конкретных заболеваний может иметь особую практическую ценность для разработки методов лечения, поскольку метаболические изменения сразу указывают на мишени для ЛП, изменяющих работу ферментов.
Подобно геномике и протеомике, метаболомика может быть полезна для диагностики заболеваний, прогноза и разработки ЛС. В частности, метаболомика, скорее всего, будет ценным инструментом для оценки токсичности ЛС. Целенаправленное метаболическое профилирование с применением масс-спектрометрии также все чаще применяется для изучения заболеваний и состояний человека. Эти инструменты применяются при изучении патогенеза различных заболеваний, таких как СД, ожирение, ССЗ, ЗНО и психические расстройства.
Крупномасштабное исследование белкового состава, протеомика, делает возможным как идентификацию белка, так и дифференциальную оценку уровня его представленности между двумя физиологическими состояниями (такими, как здоровье и конкретное заболевание). Количественная протеомика, в которой измеряются глобальные различия в содержании белков, остается приоритетным направлением для открытия биомаркеров в молекулярной медицине. Эта область занимала лидирующие позиции за счет методов стабильных изотопов, но в последнее время были разработаны безмаркерные количественные методы, которые берут за основу измеренную интенсивность иона белка и сравнивают ее с его интенсивностью в других образцах.
Безмаркерные методы имеют явное преимущество за счет более высокой пропускной способности и меньшего количества операций с образцами. Мониторинг нескольких или селективных реакций конкретных белков в биожидкостях позволяет количественно определять абсолютное содержание белков в клинических образцах. Хотя эта технология относительно недостаточно проработана в плане ее применения к здоровью и болезням человека по сравнению с РНК и метаболическим профилем, ожидается, что эти методы в сочетании с развитием технологии масс-спектроскопии продвинут протеомику к более рутинному использованию в классификации и диагностике заболеваний, прогнозе и фармакогеномике в ближайшие несколько лет.
г) Реализация прецизионной медицины в клинической практике. Несмотря на прогресс и темпы в открытии геномной информации наряду с большим потенциалом влияния на ЗО, остаются серьезные проблемы и препятствия на пути широкого использования геномики в клинической практике. Несколько национальных институтов здравоохранения (ЗО) обеспечили работу сетей и IGNITE, берут на себя эти задачи и разрабатывают решения. Задачи включают сбор доказательств, методы реализации, владение данными, совместное использование, инфраструктуру, а также заинтересованность и доверие участников (табл. 2).
1. Сбор доказательств. Внедрение геномной медицины в значительной степени затрудняется отсутствием доказательств ее клинической ценности или влияния на показатели состояния здоровья. Доказательства необходимы для того, чтобы продемонстрировать, что геномные методы обеспечивают улучшение показателей здоровья рентабельным и доступным способом. По мере формирования научного обоснования технологий на основе генома необходимо внедрять механизмы для обеспечения постоянной оценки и сбора доказательств их ценности для пациентов, поставщиков медицинских услуг и систем здравоохранения (ЗО). В настоящее время скорость открытий намного превышают нашу способность систематически оценивать ценность каждой технологии с использованием традиционных подходов, таких как РКИ.
Для продвижения в этой области, вероятно, будет лучше всего использовать ряд источников доказательств, включая РКИ, клинические исследования в условиях реальной клинической практики, наблюдательные исследования и изучение данных электронных медицинских карт.
Одна из стратегий развития доказательной базы заключается в использовании непрерывного сбора данных среди различных групп населения после поступления на рынок теста ЛП или диагностического теста. Таким образом, в конечном итоге ускорить внедрение может структура, которая направляет его и обеспечивает постоянное получение доказательств либо после того, как эти продукты были одобрены регулирующими органами и вышли на рынок, либо через специальную «сеть внедрения геномной медицины» (например, IGNITE). Послерегистрационная постоянная фиксация данных и расширение доказательств — это парадигма, которая широко не использовалась, и ее можно было бы использовать для оценки экономического влияния методов геномной медицины.
Как правило, в рамках клинических исследований бывает трудно продолжительное время получать необходимые экономические данные для решений страхового покрытия.
2. Внедрение прецизионной медицины в системы здравоохранения. Создание доказательной базы для прецизионной медицины требует решения многих практических и логистических задач, таких как отсутствие инфраструктуры технологии вспомогательной информации, стандартов данных и взаимозаменяемости, технологии поддержки принятия решений и финансирования для внедрения и трансляционных исследований. Электронные медкарты могут обеспечить связь между генетической информацией и другой информацией о здоровье для формирования новых представлений о здоровье и болезни. Электронные медкарты были предложены как возможное решение для предоставления полезной геномной информации МО. Однако даже там, где доступны электронные медкарты, они в значительной степени не готовы обрабатывать геномную информацию.
Ситуация усугубляется отсутствием стандартов способов хранения таких данных. Это относится к взаимозаменяемости или способности программ информационных технологий взаимодействовать с другими системами с точки зрения содержащихся в них данных и кодов и используемых ими операционных систем. Кроме того, необходимо разработать стандарты для структурированных данных или элементов общих данных, которые должны быть зафиксированы в ЭМК.
Наличие структурирования позволит собирать воедино наборы данных по системам здравоохранения (ЗО) и создавать когорты исследований по учреждениям. Оба варианта повысили бы статистическую мощность анализа. Примером работы, выполняемой с целью интеграции геномной информации, является DIGITizE Action Collaborative Национальных академий науки, медицины и инженерии.
Все более актуальной становится поддержка принятия клинических решений по мере роста огромного объема информации, которая нужна «точно в срок», а также продолжение разделения клинических диагнозов и разного подхода к их лечению. Поддержка принятия клинических решений способна использовать генетическую информацию для помощи в принятии решения, снижения когнитивной нагрузки и возможного ограничения врачебных ошибок. Поддержка принятия клинических решений, наделенная возможностями надежной инфраструктуры информацинных технологий, представляет собой важную тактику для обеспечения приверженности доказательной прецизионной медицины в клинической практике, а также платформу для обмена успешными клиническими результатами и информацией о снижении расходов.
3. Владение данными, конфиденциальность и обмен данными. Обмен данными между системами 30, промышленностью, исследователями, клиницистами и пациентами является неотъемлемой частью сбора доказательств и продвижения в нашем понимании здоровья и болезни. Разрабатываются прототипы для обмена геномными и клиническими данными на централизованной платформе, но затраты на информационные технологии не позволяют некоторым системам 30 участвовать в обмене данными. Таким образом, необеспеченные группы населения могут быть исключены, а их личный состав либо недопредставлен, либо полностью отсутствует в общем массиве данных. Сбор более крупных и разнообразных массивов данных и обмен этими данными с небольшими медучреждениями или учреждениями с ограниченными ресурсами будет иметь решающее значение для их включения в стратегии прецизионной медицины в будущем.
По сути, «All of Us» считает включение необеспеченных меньшинств и недостаточно представленных групп населения в когорту в качестве первоочередной задачи.
Политика и нормативно-правовая база должны давать ответ на вопросы участников, связанные с владением данными и конфиденциальностью. Учитывая внутренний идентифицируемый характер геномных данных, пациенты обеспокоены своей конфиденциальностью и правами. Поскольку получение согласия участника является необходимым первым шагом на пути к сбору данных исследования, процесс информированного согласия можно было бы больше стандартизировать и модернизировать в мировом масштабе, включая внедрение и стандартизацию нетрадиционных электронных инструментов согласия, чтобы облегчить жизнь пациентам и исследователям.
Законодательство, запрещающее дискриминацию на основе генетической информации, такое как «Закон о запрете генетической дискриминации» от 2008 г. в США, является важным шагом на пути к снижению опасений общественности по поводу того, как их (геномные) данные могут быть использованы. Процесс информированного согласия может быть дополнительно обеспечен с помощью структуры, которая: 1) учитывает риски и проблемы пациентов и широкой общественности, 2) предоставляет информацию о том, какие в настоящее время применяются средства защиты конфиденциальности, и 3) предоставляет информацию о том, как совместное использование данных способствует общественным интересам.
4. Заинтересованность и доверие участника. Участников с полным правом можно назвать ключевыми факторами прецизионной медицины. Их геномная и личная информация вносит вклад в исследования и в конечном итоге в сбор доказательств. Их стремление к совместному использованию данных будет способствовать внедрению геномики в ЗО. Их уверенность в том, что личные данные будут использоваться эффективно и этично, позволит обмениваться данными. Инициативы, направленные на более глубокое взаимодействие между участниками и элементами лечебной работы и исследований в их различных системах здравоохранения (ЗО), позволят этой области развиваться. Взаимодействие усиливается по нескольким информационным каналам, включая традиционные обучающие методы (для поставщиков медуслуг, пациентов и широкой общественности), а также с организациями по защите прав пациентов и ООЗ.
Вследствие продолжительного характера сбора доказательств в прецизионной медицине необходимо постоянно прилагать усилия для вовлечения и информирования участников о существующих и/или потенциальных рисках и преимуществах участия в исследованиях в области прецизионной медицины, чтобы помочь обеспечить постоянное исследовательское партнерство с участниками и их семьями. Принципы взаимодействия с участником должны принимать во внимание на разнообразие уровней медицинской грамотности и навыков подсчета риска заболевания у населения (чтобы можно было понять, например, информацию о рисках).
Степень вовлеченности пациентов в исследования и лечебную работу зависит от их способности получать доступ и понимать информацию о предоставленных им медуслугах, соответствующие документы о согласии и потенциальное влияние тестирования и лечения на клинические исходы их заболевания. Работа может быть направлена не только на обеспечение того, чтобы информация предоставлялась участникам (возможно, через порталы пациентов, подключенных к электронному медицинскому архиву прецизионной медицины, как обсуждалось выше), но также чтобы такие материалы были контекстно-зависимыми и приемлемыми в соответствии с культурными нормами.
Геномная и прецизионная медицина может усугубить существующее неравенство в отношении здоровья; поэтому потребуются дополнительные усилия для обеспечения того, чтобы различные этнические группы и культурные слои были информированы, вовлечены и представлены, чтобы обеспечить максимальное влияние прецизионной медицины на улучшение показателей состояния здоровья.
