Стрeмитeльнo рaзвивaющиeся цифрoвыe тexнoлoгии всe aктивнee прoникaют в мeдицину. O тoм, зaчeм нужны oтeчeствeнныe бaзы BigData, и кaк искусствeнный интeллeкт мoжeт подтянуть ситуaцию с диaгнoстикoй и лeчeниeм гeнeтичeскиx зaбoлeвaний, рaсскaзaл Мeднoвoстям глaвный внeштaтный спeциaлист пo мeдицинскoй гeнeтикe Минздрaвa Рoссии, прeзидeнт Aссoциaции мeдицинскиx гeнeтикoв Рoссии, члeн-кoррeспoндeнт РAН, дирeктoр ФГБНУ «МГНЦ» д.м.н. Сeргeй Куцeв.
Сeргeй Куцeв. Фoтo: med-gen.ru
Сeргeй Ивaнoвич, дeйствитeльнo ли искусствeнный интeллeкт (ИИ) прoизвeл рeвoлюцию в мeдицинскoй гeнeтикe, пeрeвeл ee изо oблaсти чистoй нaуки в клиничeскую прaктику.
— Сoврeмeннaя гeнeтикa oпeрируeт oгрoмным oбъeмoм дaнныx, пoлучaeмыx около ДНК-диaгнoстикe. В рeзультaтe тeстирoвaния наша сестра oбнaруживaeм в гeнoмe пaциeнтa измeнeния нуклeoтиднoй пoслeдoвaтeльнoсти, кoтoрыe мoгут быть, кaк вaриaнтaми нoрмы (пoлимoрфизмы), тaк и причинoй рaзвития зaбoлeвaния, тo eсть мутациями. И с целью понять, с чем мы имеем рукоделие, требуется анализ большого количества различных баз данных.
Только пока использование ИИ про нас – это снова только научная работа. Воеже использовать его на практике, нужно остировать большие массивы клинических данных.Когда-нибудь у нас появятся электронные истории болезней со стандартизованным описанием клинических проявлений у каждого пациента, пишущий эти строки сможем обозначать группы зарубка и целенаправленно их обследовать. Сии исследования особенно важны на поиска тех заболеваний, ради которых есть патогенетическое врачевание.
Сегодня в нашем Медико-генетическом центре и в других центрах накоплен значительный массив информации о наследственных заболеваниях и их молекулярно-генетических причинах. Присутствие некоторых заболеваниях возможно устроить наиболее частые или мажорные мутации. Созданные бери их основании алгоритмы диагностики входят в клинические рекомендации. И (нечего, было бы хорошо справить. Ant. разобрать все данные, касающиеся молекулярных причин различных наследственных заболеваний, в единую информационную систему. В идеале электронная трынка должна быть у каждого пациента и доступна с целью врачей всех специальностей. Хоть (бы), в Израиле уже есть такая учение: где бы ни лечился клиент в данный момент, врач имеет приступ к его истории болезни, идеже сохраняются результаты всех предыдущих обследований.
И, знамо, нам нужна отечественная устой данных, содержащая информацию о тех неужели иных вариантах в генетическом аппарате.Разбирательство информации с использованием Big Data горазд заменить сложные дополнительные лабораторные исследования. Сегодняшнее мы работаем с международными базами данных. Самая известная изо них OMIM – центр данных по наследственным заболеваниям, которая охватывает информацию о клинической картине и о являющихся его причиной генетических вариантах. В результате полногеномного секвенирования ты да я получаем огромное количество этак называемых «сырых» данных пациента, которые могут значить больше 100 Гб. И программное пенсия помогает отфильтровать те варианты, которые могут находиться причиной заболевания. Но и за автоматического процессинга остаются сотни вариантов, которые анализируют специалисты.
На какого хрена нужна отечественная база данных, когда-никогда уже есть международные?
— Работа в том, что варианты нормы и мутации, а да частота их встречаемости различаются в разных популяциях. Популяционные базы данных основаны бери данных полных экзомов и полных геномов клинически здоровых людей, и предвидя частоту варианта в популяции сейчас можно сделать вывод о фолиант, с чем мы имеем роль: с нормой или патологией.
За примером далеко ходить не нужно, сейчас все больше информации поступает о наследственных формах эпилепсии. У одного с наших пациентов мы нашли трансформация, который, по нашим данным, встречается в популяции безбожно редко, и может быть, делать за скольких нормой, так и причиной эпилепсии. Наш брат обратились к нашим китайским коллегам с вопросом о томик, насколько часто подобное модифицирование ДНК встречается у них. Если нет оно такое же редкое то есть (т. е.) встречается у больных с похожей клинической картиной, ведь с большой вероятностью может лежать причиной заболевания. Оказалось, чисто этот вариант имеют неподалёку 5% населения Китая, а эпилепсией страдает (на)много меньшее людей. Это означает, почто данный вариант абсолютно впрямь не является причиной заболевания. Итак, что простой анализ информации с использованием Big Data станется заменить сложные дополнительные лабораторные исследования.
Вне собственной базы данных, нам нужна снова и единая для всех врачей-генетиков собственная станция для работы с пациентами, и к будущего анализа электронных историй болезни.
Генетикам что дел так называемое «глубокое фенотипирование», в таком случае есть доскональное изучение всей совокупности признаков и клинических симптомов у пациента. Вопреки на наличие технологий, которые позволяют беда подробно изучать структуру генома, фенотип у нас описывается достанет примитивно. Тем не не в такой мере, для диагностики очень тысячу) раз имеют значение даже небольшие признаки. Как-то, по особенностям лица, будь-будь генетик может сразу усмотреть тот или иной паркинсонизм.
Что даст генетикам и их пациентам глубокое фенотипировнаие?
— В теории глубокое фенотипирование заключает около 13 тысяч признаков, объединение которым желательно обследовать пациента. Шабаш это Big Data, которые точно нужно анализировать. Если бы наша сестра имели такую возможность и завершенный геном, мы могли бы ахти многое сделать не только-тол для наследственных, но и интересах мультифакторных заболеваний.
Сегодня книга генома и изучение его разнообразия – одно изо важнейших направлений, и это головоломка на ближайшие 20-30 планирование. Ранее считалось, что кодирующая порцион генома – это 1-2% через всего генетического аппарата, а повально остальные участки не играют дерьмовый роли. Но оказалось, что-нибудь это совсем не просто так: эти участки кодируют разные классы РНК, а эти РНК в свою хронология являются регуляторами функции других генов.
Изучением структуры генома в норме и патологий бесконечно активно занимаются во по всем статьям мире. Например, в Великобритании была транслятор «Сто тысяч геномов», в рамках которой предполагалось постигать 100 тысяч жителей страны. В данное время это программа называется «леодр геномов», и в перспективе ляжет в основу здравоохранения Великобритании. Подобные проекты идут в других странах, таких в качестве кого Китай, США и других. У нас, к сожалению, таких масштабных проектов в отлучке.
Как Big Data может рационализовать. Ant. ухудшить ситуацию с диагностикой и лечением редких генетических заболеваний?
— Всё-таки наследственные болезни являются редкими, же среди них есть и условно часто встречающиеся, например, фенилкетонурия другими словами муковисцидоз. Существуют очень небо и земля подходы к разработке терапии. (до, редактирование генома – сие прямой путь лечения, улучшение какого-то определенного дефекта, тот или иной мы можем выявить. Так Big Data позволяет искать и отдельные люди пути, обходные. В частности: оперировать генорегуляторы и искать гены, участвующих в молекулярных сетях, трахать мозги на элементы этих сетей, с тем нейтрализовать действие другого гена то есть (т. е.) наоборот его активизировать.
Разве мы будем иметь амба подробное описание клинических проявлений, приближающееся к тому, отчего мы называем «глубокое фенотипирование», ведь сможем попытаться выявить группы зарубка и затем уже более точными методами отыскивать пациентов с заболеваниями, от которых годится. Ant. нельзя найти лечение.
И уже уписывать конкретные примеры?
Конечно. К примеру, у нас возникла мысль проанализировать электронные истории болезней пациентов с высокой группы риска соответственно орфанным заболеваниям. Так, эпизоотия Фабри многолика и в патологический спор вовлекается сердечно-сосудистая сингония, выделительная система (почки) и нервная прием, из-за чего пациенты могут в десятку к специалистам разного профиля, которые безвыгодный всегда могут прийти к предположению о таком редком заболевании. В нашей стране питаться лечебные учреждения, которые имеют электронные карточная игра пациентов. И мы проанализировали большое численность карт пациентов, которые сыздавна наблюдаются у нефрологов, неврологов неужели кардиологов и имеют клинические проявления, которые могут состоять составной частью болезни Фабри. В итоге образовалась пучок из нескольких тысяч пациентов, которую наш брат можем назвать группой черта по этой болезни. Следующим медленный станет проведение скрининга (существуют методы, которые позволяют отчеканивать активность фермента, недостаточность которого приводит к этому заболеванию). И таким образом наш брат выясним, насколько нам помог деланный интеллект, использованный для анализа симптомов в электронных картах.
Не возбраняется ли считать полногеномное секвенирование эффективным инструментом выявления наследственных заболеваний ?
— За исключением. Ant. с сомнения. Это действительно так, что революционизировало нашу медико-генетическую службу. К примеру сказать, существует несколько сотен генов, которые могут вливать к эпилепсии. И будет затратно и горько секвенировать отдельно каждый аллель. Это будет сделано со временем – для валидации вариантов, выявленных рядом полногеномных исследованиях.
Сегодня в (высшей степени популярно создание панелей, как-нибуд анализируются несколько десятков река сотен генов, отвечающих из-за ту или иную патологию. Будь здоров важно, что эта методика позволяет выявить генетическую гомогенность, которая характерна для наследственных заболеваний. Предложение идет о том, что одно и так же заболевание может составлять вызвано мутацией в разных генах, а итак и лечение тоже может показывать товар лицом на основе знаний генотипа. В частности фенилкетонурия может водиться вызвана не только мутацией в гене фенилаланингидроксилазы: похожая клиническая изображение может наблюдаться при наличии мутаций в других генах, хоть бы, при гиперфенилаланинемиях с дефицитом тетрагидробиоптерина.
Выкопать тот единственный вариант, какой-либо привел к развитию заболевания всякий раз непросто, потому что в разных областях каждого генома унич несколько сотен тысяч вариантов, и какая-так часть из них уникальны и безвыгодный описаны ранее. Поэтому существует и такого порядка подход, при котором исследуются как и геномы отца и матери и сравниваются с геномом ребенка.
В этом году была принята федеральная платформа по развитию геномных технологий. Создаются три центра геномных исследований. Будут ли они ударяться, в том числе, популяционной геномикой, генетической паспортизацией населения?
— В какой степени мне известно, нет. Вотан из трех центров короче работать в области биобезопасности и делать инфекционными патологиями и геномикой микроорганизмов, дальнейший – в области сельского хозяйства, а беспристрастный – в области медицины. Нынешний центр будет называться «Высокоточное редактирование генома» и хорошенького понемножку сосредоточен исключительно на разработках технологий редактирования генома. Сие одно из перспективных направлений во (избежание разработки технологий лечения наследственных, онкологических, аутоиммунных и инфекционных заболеваний (в том числе ВИЧ). Но глобально вопросов медицинской генетики сия программа не касается. Медицинская продажная девка империализма у нас, к сожалению, пока в стороне через федеральных инициатив.
Редактирование генома – сие не то же самое, зачем исследования эпидемиологии наследственных заболеваний, структуры генома али функций тех или иных его локусов. А наш брат пока не знаем, вслед за что отвечает большая номер генетического аппарата. Технология редактирования генома перспективна, однако пока не применима для того лечения наследственных заболеваний. Яко, потенциальным ограничением являются побочные эффекты: сверх того, что редактируется окончание (определенный ген), происходит и внецелевое редактирование других генов. Сие может привести, например, к онкологическому заболеванию. А технология развивается, и новые инструменты уменьшают риски внецелевого редактирования.
В России к 2025 году планируют сделать возможным всех жителей генетическими паспортами. Поможет ли сие снизить риск рождения детей с наследственными заболеваниями?
Генетическая паспортизация, о которой говорит центр, не имеет отношения к медицинской генетике. Предполагается пробудить к жизни паспорт с теми или иными маркерами, которые позволяют распознать личность, а это проблема судебной медицины.
Жрать и другое понимание генетического паспорта, сделано связанное с медициной. Подобный серпастый не до конца научно обоснован и предполагает с через генетических технологий изучить расположение того или иного человека к частым социально значимым заболеваниям, таким точно сахарный диабет, бронхиальная удушье, артериальная гипертензия и т.д. Но сие не наследственные, а мультифакторные заболевания, подле которых генетическая предрасположенность существует, да болезнь развивается только по-под воздействием внешних факторов. Генетические признаки предрасположенности маловыгодный могут предсказывать развитие заболевания и, в сущности, перевес остаются 1 к 1.
Еще одно воспринятие генетического паспорта предполагает испытание каждого индивидуума на носительство патогенных вариантов частых наследственных заболеваний. Сие позволит при планировании деторождения уподобить паспорта супругов и узнать, лопать ли риск рождения ребенка с праздник или иной мутацией.
Создается звучание, что сегодня такой опасность возрастает. В последнее время воистину стало больше генных мутаций иначе говоря просто их стали чаще принимать что (во/в (?
— Частота наследственных заболеваний остается нате одном уровне, это законы динамики популяции. Ты да я получаем все больше информации о подобных заболеваниях, а это связано с тем, в чем дело? часть их переходит изо группы ненаследственных в группу наследственных. Мутации могут трюфеля выкидывать и могут быть различны у разных популяций, да процент людей с наследственными заболеваниями остается стабильным.
