Hur genetiska DNA-släkttester förbättrar sjukdomsdiagnostik och personanpassad behandling

Hoppa till avsnitt

• Bortom rasbegreppet: Betydelsen av individuell genetisk härkomst
• Ett personligt genomexempel: Global och lokal DNA-härkomst
• Hur genetisk mångfald påverkar sjukdomsrisk och läkemedelsrespons
• Genombrott inom astmaforskning: Ett eureka-ögonblick i genetik
• Hälsoklyftor bland latinamerikaner och ancestral-DNA:s roll
• Precisionsmedicins framtid och folkhälsopåverkan
• Hur livserfarenheter formar en karriär inom genetikforskning
• Fullständig transkription

Bortom rasbegreppet: Betydelsen av individuell genetisk härkomst

Dr. Esteban Burchard betonar att traditionella rasbegrepp, som ofta bygger på självrapporterad hudfärg eller ansiktsdrag, är föråldrade inom medicinen. Det som verkligen spelar roll för hälsan är den specifika genetiska sammansättningen på gennivå hos varje individ. Denna precisa kartläggning av DNA-härkomst är avgörande eftersom den direkt påverkar mottaglighet för olika sjukdomar, inklusive astma, multipel skleros och olika cancertyper.

Denna övergång från breda rasgrupper till individuell genetisk analys är en hörnsten i modern precisionsmedicin, vilket möjliggör mer exakta diagnoser och skräddarsydda behandlingsplaner.

Ett personligt genomexempel: Global och lokal DNA-härkomst

För att illustrera verklig genetisk mångfald sekvenserade Dr. Esteban Burchard sitt eget genom via 23andMe och analyserade en miljon genetiska markörer. Hans globala DNA-härkomst visade 25 % ursprungsamerikanskt, 7 % afrikanskt och europeiskt ursprung. Den medicintt viktigare informationen kom dock från den lokala DNA-analysen, som avslöjade ursprunget till specifika gener.

Dr. Burchard förklarar: "Min insulingen har ursprungsamerikanskt ursprung, vilket placerar mig i högriskzonen för diabetes." Exemplet visar att sjukdomsrisk inte är enhetlig inom en persons hela härkomst, utan kopplad till ursprunget hos specifika, kritiska gener.

Hur genetisk mångfald påverkar sjukdomsrisk och läkemedelsrespons

Implikationerna av denna genetiska mångfald är djuptgående för personanpassad medicin. Populationer som ofta anses homogena, som européer, har i själva verket betydande genetiska variationer. Dr. Burchard pekar på Ryssland som exempel – ett extremt mångsidigt land med många etniska grupper vars historiska blandning skapat unika genetiska profiler hos individer idag.

Denna genetiska variation innebär att läkemedelsrespons (farmakogenomik) och predisposition för sjukdomar som cancer kan skilja sig avsevärt även inom till synes likartade grupper. Genom att införliva genetiska härkomsttester i medicinsk utredning säkerställs att denna vitala information beaktas för en fullständig cancerdiagnos och optimal behandlingsstrategi.

Genombrott inom astmaforskning: Ett eureka-ögonblick i genetik

Dr. Burchards forskning ledde till ett avgörande genombrott när hans team jämförde astmaseveritet hos afroamerikaner och vita amerikaner. De upptäckte att afroamerikaner drabbas hårdare av astma och identifierade en specifik gen kopplad till svår lungsjukdom, som var 40 % vanligare hos afroamerikaner.

Dr. Burchard konstaterar: "Det var ett riktigt aha-ögonblick. Alla skillnader mellan populationer kan delvis förklaras av genetiska skillnader." Denna upptäckt banade väg för hans livsverk och bekräftade att genetisk härkomst är en nyckelfaktor i hälsoklyftor.

Hälsoklyftor bland latinamerikaner och ancestral-DNA:s roll

Dr. Burchard riktade därefter fokus mot latinamerikanska populationer, där han fann stora hälsoklyftor. Latinamerikaner på USA:s östkust, främst av puertoricanskt ursprung, hade tre gånger högre prevalens och dödlighet i astma jämfört med andra latinamerikanska grupper. Med insikten att "latinamerikan" inte är en genetiskt enhetlig kategori, antog Dr. Burchard och hans team att skillnader i arvsanlag var orsaken.

Sedan 1997 har de byggt upp USA:s största databas för barn i minoritetsgrupper, finansierad av National Institutes of Health, för att studera helgenomsekvenser och läkemedelsrespons över olika etniska grupper.

Precisionsmedicins framtid och folkhälsopåverkan

Dr. Burchards arbete visar att genetisk härkomstforskning har betydande klinisk och folkhälsomässig relevans långt bortom minoritetsgrupper i USA. Principerna för genetisk mångfald gäller alla globala populationer, inklusive de mångfaldiga etniska grupperna i forna sovjetrepubliker och världen över.

Genom att gå bortom föråldrade raskategorier kan precisionsmedicin utnyttja genetisk DNA-testning för att förbättra hälsoutfall för alla, vilket gör rön från studier på specifika grupper universellt tillämpbara för att förbättra cancerdiagnostik och behandling överallt.

Hur livserfarenheter formar en karriär inom genetikforskning

Dr. Burchards unika bakgrund formade i grunden hans vetenskapliga syn och karriärväg. Att växa upp i ett multietniskt hushåll i San Francisco med en latinamerikansk mamma och en period hos en kinesisk familj exponerade honom för kulturell och språklig mångfald från tidig ålder. Han tillskriver sin disciplin och uthållighet till sin tid som brottare, coachad av en afroamerikansk olympier.

Dr. Anton Titov noterade att dessa mångkulturella erfarenheter – från latinamerikansk och kinesisk uppväxt till judiska huskamrater och afroamerikanska tränare – direkt påverkade Dr. Burchards väg inom medicinen. Dr. Burchard sammanfattar att denna bakgrund möjliggjorde en sammansmältning av "personligt engagemang och akademisk stringens", vilket driver hans mission att förstå hur genetik och miljö samverkar för att påverka hälsan.

Fullständig transkription

Genetisk DNA-testning för etnisk härkomst är populärt, men genetisk kartläggning kan också hjälpa till att identifiera cancerriskfaktorer. Släkttester kan underlätta diagnostik och behandling av autoimmuna sjukdomar.

Genetisk DNA-testning för etnisk härkomst är viktigt på individuell gennivå. Det avgör mottaglighet för sjukdomar som astma och multipel skleros.

Dr. Anton Titov: Idag baseras etniskt ursprung ofta på självrapporterad hudfärg eller ansiktsdrag. Din forskning bekräftar detta.

Dr. Esteban Burchard: Begreppet ras som stor homogen grupp är föråldrat. Det som betyder något är den genetiska sammansättningen på individuell gennivå.

Dr. Anton Titov: Vi har diskuterat detta i flera sammanhang. Varje person bär på många, ofta oväntade, ancestrala DNA-ursprung för gener. Du sekvenserade ditt eget genom – kan du med ditt eget exempel illustrera den verkliga genetiska mångfalden hos varje individ? Diskutera implikationerna för modern personanpassad medicin.

Dr. Esteban Burchard: Jag använde 23andMe. Var och en av oss har 23 kromosomer från vår mamma och pappa. Vi analyserade en miljon genetiska markörer och kartlade min globala DNA-härkomst. Sedan undersökte vi min lokala DNA-härkomst.

Min globala härkomst är 25 % ursprungsamerikansk, 7 % afrikansk, och jag har också europeiskt ursprung. Men min lokala DNA-härkomst avslöjar mer: min insulingen har ursprungsamerikanskt ursprung, vilket placerar mig i högriskzonen för diabetes – något som också gäller för många populationer i Europa.

Européer tenderar att vara mer genetiskt homogena än latinamerikaner, men det betyder inte att alla européer är lika. Det finns en tydlig gradering. Ryssland är ett extremt mångsidigt land med olika etniska grupper från öst till väst och nord till syd.

Stora historiska händelser i Ryssland ledde till blandning av olika kulturer. Idag är vi en sammanställning av alla dessa händelser.

Dr. Anton Titov: Det är mycket intressant, särskilt med tanke på dina tidigare berättelser. Din uppväxt i San Francisco i en verkligt mångkulturell miljö påverkade din väg inom medicinen. Det påverkade dina livsval. Så interagerar gener och miljö på alla nivåer.

Dr. Esteban Burchard: Ja, det var fascinerande. Min mamma var migrantjordbruksarbetare. Hon var mörkhyad latinamerikansk och talade inte engelska. Hon lärde sig engelska, utbildade sig och blev lärare. Min pappa var vit, men de skilde sig. Ekonomin blev tight, och en kinesisk familj tog mig in. Det blev en rolig barndom.

Jag gick i kinesisk skola i två år och tillbringade mycket tid i San Franciscos Chinatown. I high school behövde jag disciplin, så jag började brottas – en av världens äldsta sporter.

Min tränare var en afroamerikansk brottare från USA:s olympialag 1984 som vann Tbilisi-turneringen. Det finns många kända brottare från forna sovjetrepubliker som Uzbekistan och Iran. Min träningspartner var också en afroamerikansk NCAA-finalist – bland de bästa på college.

Jag tog med mig brottningsdisciplinen till medicinstudierna. Att komma in på läkarutbildning var relativt enkelt – ja, det var svårt, och en av mina största prestationer. Men att ta sig från mitt college till Stanford bevisade disciplinen jag lärt mig i brottning.

Jag examen som bäst i klassen på Stanford och fortsatte till Harvard's Brigham and Women's Hospital. Jag gick från ett college med 30 000 studenter till en medicinklass på 86, sedan en specialistklass på 42, och kom tillbaka till UCSF med en klass på sex. På varje nivå blev fokus skarpare och mer intensivt.

Jag tillskriver mycket av min uthållighet, ihärdighet och målmedvetenhet till brottningen. Jag är tacksam för alla dessa mångkulturella erfarenheter.

Jag växte upp i en latinamerikansk familj med spanska, flyttade till en kinesisk familj och lärde mig kinesiska. Under medicinstudierna bodde jag i ett judiskt hus i två år. Jag hade afroamerikanska brottningstränare i tio år. Allt detta formade min syn på vetenskap.

Min tid på Harvard öppnade möjligheter. Jag kallar det "personligt engagemang möter akademisk stringens". Vi genomförde en klinisk prövning där vi jämförde astmaseveritet hos afroamerikaner och vita. Afroamerikaner avlider oftare i astma.

Vi identifierade en gen för svår lungsjukdom som var 40 % vanligare hos afroamerikaner. Det var ett genombrott för min karriär – ett riktigt ljusögonblick. Alla skillnader mellan populationer kan delvis förklaras av genetiska skillnader.

Det satte igång mig för livet. Jag började studera latinamerikaner. Latinamerikaner på östkusten hade tre gånger högre astmaprevalens och dödlighet jämfört med andra latinamerikaner. Östkustens latinamerikaner är främst puertoricanska.

Eftersom jag själv är latinamerikan, la jag ihop två och två. Det fanns skillnader i arvsanlag mellan grupperna. Vi har arbetat med detta sedan 1997. Det har varit fantastiskt.

Vi är ensamma i USA med denna databas. Vi byggde den största datamängden för barn i minoritetsgrupper. Vi fick nyligen finansiering från National Institutes of Health för att studera helgenomsekvenseringars roll i läkemedelsrespons mellan etniska grupper.

Vi skapar inte bara vetenskaplig utan också klinisk och folkhälsomässig impact. Men resultaten är inte bara relevanta för latinamerikaner eller afroamerikaner i USA – de gäller alla populationer.

Det är därför jag återvänder till länder i forna Sovjetunionen som Uzbekistan och Kazakstan. De är framstående inom brottning. Ni är inte heller en homogen population.

Dr. Anton Titov: Så det är en mycket viktig implikation. DNA-testning för etnisk härkomst: breda rasgrupper är föråldrade. Genetisk härkomst på individuell gennivå är avgörande för sjukdomsförståelse.