Radi bi nastavili dodatne piškotke, da bi razumeli, kako uporabljate GOV.UK, si zapomnili vaše nastavitve in izboljšali vladne storitve.
Sprejeli ste dodatne piškotke.Odjavili ste se od neobveznih piškotkov.Nastavitve piškotkov lahko kadar koli spremenite.
Če ni drugače navedeno, se ta publikacija distribuira pod licenco Open Government License v3.0.Za ogled te licence obiščite nationalarchives.gov.uk/doc/open-government-licence/version/3 ali pišite na Information Policy, The National Archives, Kew, London TW9 4DU, ali pošljite e-pošto: psi@nationalarchives.gov.VELIKA BRITANIJA.
Če izvemo kakršne koli informacije o avtorskih pravicah tretjih oseb, boste morali pridobiti dovoljenje ustreznega lastnika avtorskih pravic.
Publikacija je na voljo na https://www.gov.uk/government/publications/genomics-beyond-health/genomics-beyond-health-full-report-accessible-webpage.
DNK je osnova vsega biološkega življenja in jo je leta 1869 prvi odkril švicarski kemik Friedrich Miescher.Stoletje postopnih odkritij je vodilo Jamesa Watsona, Francisa Cricka, Rosalind Franklin in Mauricea Wilkinsa leta 1953, da so razvili zdaj slavni model "dvojne vijačnice", sestavljen iz dveh prepletenih verig.S končnim razumevanjem strukture DNK je trajalo nadaljnjih 50 let, preden je bil leta 2003 sekvenciran celoten človeški genom s projektom človeškega genoma.
Sekvenciranje človeškega genoma na prelomu tisočletja je prelomnica v našem razumevanju človeške biologije.Končno lahko preberemo genetski načrt narave.
Od takrat so tehnologije, ki jih lahko uporabimo za branje človeškega genoma, hitro napredovale.Za sekvenciranje prvega genoma je trajalo 13 let, kar je pomenilo, da so se številne znanstvene študije osredotočale le na določene dele DNK.Celoten človeški genom je zdaj mogoče sekvencirati v enem dnevu.Napredek v tej tehnologiji sekvenciranja je povzročil velike spremembe v naši sposobnosti razumevanja človeškega genoma.Obsežne znanstvene raziskave so izboljšale naše razumevanje odnosa med določenimi deli DNK (geni) in nekaterimi našimi lastnostmi in potezami.Vendar pa je vpliv genov na različne lastnosti zelo zapletena uganka: vsak od nas ima približno 20.000 genov, ki delujejo v kompleksnih mrežah, ki vplivajo na naše lastnosti.
Do danes so bile raziskave osredotočene na zdravje in bolezni in v nekaterih primerih smo dosegli pomemben napredek.Tu postane genomika temeljno orodje pri našem razumevanju zdravja in napredovanja bolezni.Vodilna svetovna genomska infrastruktura Združenega kraljestva ga postavlja v ospredje sveta glede genomskih podatkov in raziskav.
To je bilo očitno skozi celotno pandemijo COVID, pri čemer je Združeno kraljestvo vodilno pri določanju zaporedja genoma virusa SARS-CoV-2.Genomika je pripravljena postati osrednji steber prihodnjega zdravstvenega sistema Združenega kraljestva.Vse bolj naj bi zagotavljal zgodnje odkrivanje bolezni, diagnozo redkih genetskih bolezni in pomagal bolje prilagoditi zdravstveno oskrbo ljudem.
Znanstveniki vse bolje razumejo, kako je naša DNK povezana s številnimi značilnostmi na področjih, ki niso zdravja, kot so zaposlitev, šport in izobraževanje.Ta raziskava je uporabila genomsko infrastrukturo, razvito za zdravstvene raziskave, in spremenila naše razumevanje, kako se oblikuje in razvija širok nabor človeških lastnosti.Čeprav naše genomsko znanje o nezdravih lastnostih raste, močno zaostaja za zdravimi lastnostmi.
Priložnosti in izzivi, ki jih vidimo v zdravstveni genomiki, kot je potreba po genetskem svetovanju ali ko testiranje zagotavlja dovolj informacij, da upraviči njegovo uporabo, odpirajo okno v potencialno prihodnost nezdravstvene genomike.
Poleg povečane uporabe genomskega znanja v zdravstvenem sektorju se vse več ljudi zaveda genomskega znanja prek zasebnih podjetij, ki zagotavljajo storitve neposredno potrošnikom.Za plačilo ta podjetja ljudem ponujajo možnost, da preučijo svoje prednike in pridobijo genomske informacije o vrsti lastnosti.
Naraščajoče znanje iz mednarodnih raziskav je omogočilo uspešen razvoj novih tehnologij, natančnost, s katero lahko predvidimo človeške lastnosti iz DNK, pa se povečuje.Poleg razumevanja je zdaj tehnično mogoče urejati določene gene.
Čeprav lahko genomika spremeni številne vidike družbe, lahko njena uporaba prinaša etična, podatkovna in varnostna tveganja.Na nacionalni in mednarodni ravni je uporaba genomike urejena s številnimi prostovoljnimi smernicami in bolj splošnimi pravili, ki niso posebej za genomiko, kot je Splošni zakon o varstvu podatkov.Ko moč genomike raste in se njena uporaba širi, se vlade vedno bolj soočajo z izbiro, ali bo ta pristop še naprej varno vključeval genomiko v družbo.Izkoriščanje raznolikih prednosti Združenega kraljestva v infrastrukturnih in genomskih raziskavah bo zahtevalo usklajeno prizadevanje vlade in industrije.
Če bi lahko ugotovili, ali bi vaš otrok lahko blestel v športu ali akademiji, bi to storili?
To je le nekaj vprašanj, s katerimi se bomo verjetno soočili v bližnji prihodnosti, saj nam genomska znanost zagotavlja vse več informacij o človeškem genomu in vlogi, ki jo ima pri vplivanju na naše lastnosti in vedenje.
Informacije o človeškem genomu – njegovem edinstvenem zaporedju deoksiribonukleinske kisline (DNK) – se že uporabljajo za postavitev nekaterih medicinskih diagnoz in prilagajanje zdravljenja.Začenjamo pa tudi razumeti, kako genom vpliva na lastnosti in vedenje ljudi poleg zdravja.
Obstajajo že dokazi, da genom vpliva na nezdravstvene lastnosti, kot so tveganje, tvorba snovi in uporaba.Ko izvemo več o tem, kako geni vplivajo na lastnosti, lahko bolje napovemo, kako verjetno in v kolikšni meri bo nekdo razvil te lastnosti na podlagi zaporedja svojega genoma.
To odpira več pomembnih vprašanj.Kako se te informacije uporabljajo?Kaj to pomeni za našo družbo?Kako bi bilo morda treba politike prilagoditi v različnih sektorjih?Ali potrebujemo več predpisov?Kako bomo obravnavali postavljena etična vprašanja, obravnavali tveganja diskriminacije in morebitne grožnje zasebnosti?
Čeprav se nekatere možne uporabe genomike morda ne bodo uresničile kratkoročno ali celo srednjeročno, se danes raziskujejo novi načini uporabe genomskih informacij.To pomeni, da je zdaj čas za napovedovanje prihodnje uporabe genomike.Upoštevati moramo tudi možne posledice, če bodo genomske storitve na voljo javnosti, preden bo znanost zares pripravljena.To nam bo omogočilo, da pravilno razmislimo o priložnostih in tveganjih, ki jih lahko predstavljajo te nove aplikacije genomike, in določimo, kaj lahko storimo kot odgovor.
To poročilo nestrokovnjakom predstavlja genomiko, raziskuje, kako se je znanost razvijala, in poskuša razmisliti o njenem vplivu na različna področja.Poročilo obravnava, kaj se lahko dogaja zdaj in kaj se lahko zgodi v prihodnosti, ter raziskuje, kje je moč genomike morda precenjena.
Genomika ni le stvar zdravstvene politike.To bi lahko vplivalo na številna področja politike, od izobraževanja in kazenskega pravosodja do zaposlovanja in zavarovanja.To poročilo se osredotoča na nezdravstveno človeško genomiko.Raziskuje tudi uporabo genoma v kmetijstvu, ekologiji in sintetični biologiji, da bi razumel širino njegove potencialne uporabe na drugih področjih.
Vendar večina tega, kar vemo o človeški genomiki, izhaja iz raziskav, ki preučujejo njeno vlogo pri zdravju in boleznih.Zdravje je tudi kraj, kjer se razvijajo številne potencialne aplikacije.Tam bomo začeli in poglavji 2 in 3 predstavljata znanost in razvoj genomike.To zagotavlja kontekst za področje genomike in zagotavlja tehnično znanje, potrebno za razumevanje, kako genomika vpliva na nezdravstvena področja.Bralci brez tehničnega znanja lahko varno preskočijo ta uvod v poglavja 4, 5 in 6, ki predstavljajo glavno vsebino tega poročila.
Ljudje smo že dolgo navdušeni nad našo genetiko in vlogo, ki jo ima pri našem oblikovanju.Prizadevamo si razumeti, kako genetski dejavniki vplivajo na naše fizične značilnosti, zdravje, osebnost, lastnosti in spretnosti ter kako vplivajo na vplive okolja.
4 milijarde funtov, 13 let stroškov in časa za razvoj prvega zaporedja človeškega genoma (stroški, prilagojeni inflaciji).
Genomika je preučevanje genomov organizmov – njihovih celotnih zaporedij DNK – in kako vsi naši geni delujejo skupaj v naših bioloških sistemih.V 20. stoletju je bilo preučevanje genomov na splošno omejeno na opazovanje dvojčkov, da bi preučevali vlogo dednosti in okolja pri fizičnih in vedenjskih lastnostih (ali »naravi in vzgoji«).Vendar pa je sredino 2000-ih zaznamovala prva objava človeškega genoma ter razvoj hitrejših in cenejših genomskih tehnologij.
Te metode pomenijo, da lahko raziskovalci končno preučujejo gensko kodo neposredno, po veliko nižji ceni in času.Sekvenciranje celotnega človeškega genoma, ki je prej trajalo leta in stalo milijarde funtov, zdaj traja manj kot en dan in stane približno 800 GBP [opomba 1].Raziskovalci lahko zdaj analizirajo genome na stotine ljudi ali se povežejo z biobankami, ki vsebujejo informacije o genomih na tisoče ljudi.Posledično se genomski podatki kopičijo v velikih količinah za uporabo v raziskavah.
Doslej se je genomika uporabljala predvsem v zdravstvu in medicinskih raziskavah.Na primer ugotavljanje prisotnosti okvarjenih genetskih različic, kot je različica BRCA1, povezana z rakom dojke.To lahko omogoči zgodnejše preventivno zdravljenje, ki brez poznavanja genoma ne bi bilo mogoče.Ko pa se je naše razumevanje genomike izboljšalo, je postalo vse bolj jasno, da vpliv genoma sega daleč onkraj zdravja in bolezni.
V zadnjih 20 letih je prizadevanje za razumevanje naše genetske strukture močno napredovalo.Začenjamo razumeti strukturo in delovanje genoma, vendar se moramo še veliko naučiti.
Že od petdesetih let prejšnjega stoletja vemo, da je naše zaporedje DNK koda, ki vsebuje navodila, kako naše celice izdelujejo beljakovine.Vsak gen ustreza ločeni beljakovini, ki določa lastnosti organizma (kot je barva oči ali velikost cveta).DNK lahko vpliva na lastnosti prek različnih mehanizmov: en sam gen lahko določa lastnost (na primer krvna skupina ABO), več genov lahko deluje sinergistično (na primer rast kože in pigmentacija) ali pa se nekateri geni lahko prekrivajo in prikrijejo vpliv različnih geni.geni.drugi geni (kot sta plešavost in barva las).
Na večino lastnosti vpliva kombinirano delovanje številnih (morda na tisoče) različnih segmentov DNK.Toda mutacije v naši DNK povzročajo spremembe v beljakovinah, kar lahko povzroči spremenjene lastnosti.Je glavno gonilo biološke variabilnosti, raznolikosti in bolezni.Mutacije lahko posamezniku dajejo prednost ali slabost, so nevtralne spremembe ali pa sploh nimajo učinka.Lahko se prenašajo v družinah ali izhajajo iz spočetja.Če pa se pojavijo v odrasli dobi, to običajno omejuje njihovo izpostavljenost posameznikom in ne njihovim potomcem.
Na variacije lastnosti lahko vplivajo tudi epigenetski mehanizmi.Lahko nadzorujejo, ali so geni vklopljeni ali izklopljeni.Za razliko od genskih mutacij so reverzibilne in delno odvisne od okolja.To pomeni, da razumevanje vzroka lastnosti ni le stvar učenja, katero genetsko zaporedje vpliva na posamezno lastnost.Genetiko je treba obravnavati v širšem kontekstu, razumeti mreže in interakcije v celotnem genomu, pa tudi vlogo okolja.
Z genomsko tehnologijo je mogoče določiti genetsko zaporedje posameznika.Te metode se zdaj pogosto uporabljajo v številnih študijah in jih vse pogosteje ponujajo komercialna podjetja za analizo zdravja ali prednikov.Metode, ki jih podjetja ali raziskovalci uporabljajo za določanje genetskega zaporedja nekoga, so različne, vendar je bila do nedavnega najpogosteje uporabljena tehnika, imenovana DNA microarraying.Mikromreže namesto branja celotnega zaporedja merijo dele človeškega genoma.V preteklosti so bili mikročipi preprostejši, hitrejši in cenejši od drugih metod, vendar ima njihova uporaba nekaj omejitev.
Ko so podatki zbrani, jih je mogoče preučiti v velikem obsegu z uporabo asociacijskih študij celotnega genoma (ali GWAS).Te študije iščejo genetske različice, povezane z določenimi lastnostmi.Vendar pa so do danes tudi največje študije razkrile le del genetskih učinkov, ki so podlaga za številne lastnosti, v primerjavi s tistim, kar bi pričakovali od študij dvojčkov.Neuspeh pri prepoznavanju vseh pomembnih genetskih označevalcev za lastnost je znan kot problem "manjkajoče dednosti".[opomba 2]
Vendar se zmožnost GWAS za prepoznavanje sorodnih genetskih variant izboljša z več podatki, tako da se lahko problem pomanjkanja dednosti reši, ko se zbere več genomskih podatkov.
Poleg tega, ko stroški še naprej padajo in se tehnologija še naprej izboljšuje, vse več raziskovalcev namesto mikromrež uporablja tehniko, imenovano sekvenciranje celotnega genoma.To neposredno prebere celotno zaporedje genoma namesto delnih zaporedij.Sekvenciranje lahko preseže številne omejitve, povezane z mikromrežami, kar ima za posledico bogatejše in bolj informativne podatke.Ti podatki prav tako pomagajo zmanjšati problem nedednosti, kar pomeni, da se začenjamo učiti več o tem, kateri geni skupaj vplivajo na lastnosti.
Podobno bo obsežna zbirka sekvenc celotnega genoma, ki je trenutno načrtovana za namene javnega zdravja, zagotovila bogatejše in zanesljivejše nabore podatkov za raziskave.To bo koristilo tistim, ki preučujejo zdrave in nezdrave lastnosti.
Ko izvemo več o tem, kako geni vplivajo na lastnosti, lahko bolje napovemo, kako bi lahko različni geni delovali skupaj za določeno lastnost.To se naredi s kombiniranjem domnevnih učinkov več genov v eno samo mero genetske odgovornosti, znano kot poligenski rezultat.Poligenski rezultati so ponavadi natančnejši napovedovalci verjetnosti, da bo oseba razvila lastnost, kot posamezni genetski markerji.
Poligenski rezultati trenutno postajajo vse bolj priljubljeni v zdravstvenih raziskavah s ciljem, da bi jih nekega dne uporabili za usmerjanje kliničnih posegov na individualni ravni.Vendar so poligenski rezultati omejeni z GWAS, zato mnogi še niso zelo natančno napovedali svojih ciljnih lastnosti, poligenski rezultati za rast pa dosegajo le 25-odstotno napovedno natančnost.[Opomba 3] To pomeni, da za nekatere znake morda niso tako točni kot druge diagnostične metode, kot so krvni testi ali MRI.Z izboljšanjem genomskih podatkov pa bi se morala izboljšati tudi natančnost ocen poligenosti.V prihodnosti bodo poligenski rezultati morda zagotovili informacije o kliničnem tveganju prej kot tradicionalna diagnostična orodja in na enak način jih bo mogoče uporabiti za napovedovanje nezdravstvenih lastnosti.
Vendar ima, kot vsak pristop, omejitve.Glavna omejitev GWAS je raznolikost uporabljenih podatkov, ki ne odražajo raznolikosti populacije kot celote.Študije so pokazale, da se do 83 % GWAS izvaja v kohortah izključno evropskega izvora.[Opomba 4] To je nedvomno problematično, saj pomeni, da je GWAS lahko pomemben samo za določene populacije.Zato lahko razvoj in uporaba napovednih testov, ki temeljijo na rezultatih pristranskosti populacije GWAS, povzroči diskriminacijo ljudi zunaj populacije GWAS.
Za nezdravstvene lastnosti so napovedi, ki temeljijo na poligenskih rezultatih, trenutno manj informativne od razpoložljivih negenomskih informacij.Na primer, poligenski rezultati za napovedovanje dosežene izobrazbe (eden najmočnejših razpoložljivih poligenskih rezultatov) so manj informativni kot preprosta merila izobrazbe staršev.[Opomba 5] Napovedna moč poligenskih rezultatov se bo neizogibno povečala, ko se bosta povečevala obseg in raznolikost študij, pa tudi študij, ki temeljijo na podatkih o sekvenciranju celotnega genoma.
Raziskave genoma se osredotočajo na genomiko zdravja in bolezni ter pomagajo prepoznati dele genoma, ki vplivajo na tveganje za nastanek bolezni.Kar vemo o vlogi genomike, je odvisno od bolezni.Pri nekaterih boleznih z enim genom, kot je Huntingtonova bolezen, lahko natančno napovemo verjetnost, da bo oseba razvila bolezen, na podlagi njenih genomskih podatkov.Za bolezni, ki jih povzročajo številni geni v kombinaciji z okoljskimi vplivi, kot je koronarna srčna bolezen, je bila natančnost genomskih napovedi veliko nižja.Pogosto je bolj zapletena bolezen ali lastnost, težje jo je natančno razumeti in predvideti.Vendar pa se napovedna natančnost izboljša, ko proučevane kohorte postanejo večje in bolj raznolike.
Združeno kraljestvo je v ospredju raziskav zdravstvene genomike.Razvili smo obsežno infrastrukturo genomske tehnologije, raziskovalnih baz podatkov in računalniške moči.Združeno kraljestvo je veliko prispevalo k globalnemu poznavanju genoma, zlasti med pandemijo COVID-19, ko smo bili vodilni pri določanju zaporedja genoma virusa SARS-CoV-2 in novih različic.
Genome UK je ambiciozna strategija Združenega kraljestva za genomsko zdravje, pri kateri NZS vključuje sekvenciranje genoma v rutinsko klinično oskrbo za diagnozo redkih bolezni, raka ali nalezljivih bolezni.[opomba 6]
To bo privedlo tudi do znatnega povečanja števila človeških genomov, ki so na voljo za raziskave.To naj bi omogočilo širše raziskave in odprlo nove možnosti za uporabo genomike.Kot vodilno v svetu pri razvoju genomskih podatkov in infrastrukture ima Združeno kraljestvo potencial, da postane vodilno v svetu na področju etike in regulacije genomske znanosti.
Kompleti za genetsko testiranje Direct Consumption (DTC) se prodajajo neposredno potrošnikom brez sodelovanja ponudnikov zdravstvenih storitev.Brisi sline se pošljejo v analizo, kar potrošnikom v samo nekaj tednih zagotovi osebno analizo zdravja ali izvora.Ta trg hitro raste, saj več deset milijonov potrošnikov po vsem svetu odda vzorce DNK za komercialno določanje zaporedja, da bi pridobili vpogled v svoje zdravje, rod in genetsko predispozicijo za lastnosti.
Natančnost nekaterih analitik, ki temeljijo na genomu in zagotavljajo storitve neposredno potrošnikom, je lahko zelo nizka.Testi lahko vplivajo tudi na osebno zasebnost z izmenjavo podatkov, identifikacijo sorodnikov in morebitnimi napakami v protokolih kibernetske varnosti.Stranke morda ne bodo popolnoma razumele teh težav, ko se obrnejo na podjetje za testiranje DTC.
Genomsko testiranje DTC za nemedicinske lastnosti je prav tako v veliki meri neregulirano.Presegajo zakonodajo, ki ureja medicinsko genomsko testiranje, in se namesto tega zanašajo na prostovoljno samoregulacijo izvajalcev testov.Mnoga od teh podjetij imajo tudi sedež zunaj Združenega kraljestva in v Združenem kraljestvu niso regulirana.
Zaporedja DNK imajo v forenzični znanosti edinstveno moč za identifikacijo neznanih posameznikov.Osnovna analiza DNK se pogosto uporablja od izuma prstnih odtisov DNK leta 1984, nacionalna zbirka podatkov DNK Združenega kraljestva (NDNAD) pa vsebuje 5,7 milijona osebnih profilov in 631.000 zapisov o kraju zločina.[opomba 8]
Čas objave: 14. februarja 2023