وبينما احتفلت هذه الدولة بعيد ميلادها الـ 250، كان بعض علماء الوراثة يحتفلون بأمريكا أيضًا.
وفي نهاية يونيو/حزيران، أعلنت المعاهد الوطنية للصحة أن برنامجها البحثي “كلنا” أصبح أكبر قاعدة بيانات في العالم للمعلومات الصحية والجينومية المتكاملة. ويهدف المشروع، الذي تم إطلاقه في عام 2015 في عهد إدارة أوباما، إلى جمع معلومات وراثية شاملة وسجلات صحية من مليون أمريكي على الأقل. وبعد أحد عشر عامًا، يقتربون من هذا الهدف، حيث يشارك 747 ألف متطوع جينوماتهم الكاملة، أو سجلاتهم الصحية مدى الحياة، أو كليهما.
وقد تبلورت بالفعل جهود غير ربحية مماثلة في المملكة المتحدة، وكندا، وألمانيا، واليابان. لكن أليسيا مارتن من معهد برود تأمل أن يكون المستودع الأمريكي هو المورد الأكثر قيمة من نوعه لدراسة الجذور الجينية والبيئية للأمراض، بالنظر إلى حجم البلاد وتنوعها ونظام الرعاية الصحية المرقّع.
في هذه المحادثة المحررة مع الجريدة، يشرح مارتن قيمة مثل هذا المورد في بلد يضم أكثر من 342 مليون جينوم وما زال العدد في ازدياد.
أعلم أنك لم تعمل في هذا المشروع بشكل مباشر ولكن ما الذي يثيرك في فيلم “كلنا”؟
لا، لم أكن مرتبطًا بشكل مباشر بالمشروع. أود أن أشيد ببعض الزملاء – مثل ستايسي غابرييل، ونيال لينون، وهايدي ريهم، والفريق الذي قادوه في معهد برود – الذين قاموا بقدر هائل من العمل لتوليد هذه البيانات، بما في ذلك غالبية تسلسل الجينوم الكامل.
أنا متخصص في علم الوراثة السكانية والإحصائية، لذا أعمل في بنوك حيوية واسعة النطاق حول العالم لفهم المحددات الجينية والمظهرية والاجتماعية للصحة التي تؤثر على مخاطر الأمراض بشكل عام. لذلك أنا في الغالب متحمس كباحث يستخدم قاعدة بيانات “All of Us”.
لقد مر حوالي ربع قرن منذ أن قام العلماء – بما في ذلك إريك لاندر، المدير المؤسس لمعهد برود – برسم خريطة الجينوم البشري لأول مرة. كيف يمكن لقاعدة بيانات مثل “All of Us” أن تعتمد على هذا العمل؟
لقد تجاوزنا ما كنا عليه مع مشروع الجينوم البشري. هناك، مقابل 3 مليارات دولار، قمنا بتسلسل جينوم واحد – أي ثلاثة مليارات زوج أساسي من الحمض النووي. هنا، لدينا الجينوم الكامل لأكثر من نصف مليون فرد، متسلسل بعمق.
وهذا مورد شامل بشكل لا يصدق، لذا فهو يتضمن أيضًا سجلات صحية إلكترونية طولية، مما يسمح لنا بفهم مسار المرض ومساراته، بدلاً من مجرد فهم من يعاني من المرض الآن. ويتضمن بيانات متعددة الأوميك.
ماذا يعني أن يحتوي البنك على بيانات متعددة الأوميك؟
حسنًا، في علم الأحياء في المدرسة الثانوية، ربما تكون قد تعلمت العقيدة المركزية التي تقول إن الحمض النووي هو الذي يصنع الحمض النووي الريبي (RNA) الذي يصنع البروتين. الحمض النووي الخاص بك ثابت منذ الولادة.
لكن الأجزاء الأخرى من “الأوميات المتعددة” ديناميكية. إنها تتغير طوال مسار حياتك، وتختلف اعتمادًا على أنواع خلاياك، وعمرك، وكل أنواع الأشياء. لذا فإن نظامك المتعدد هو تصوير أكثر شمولاً لما يحدث في جسمك في أي وقت.
“إن مصدرًا مثل “All of Us” سيكون مفيدًا لعلاج الجميع، حتى لو تم اكتشاف اكتشاف معين باستخدام مجموعة سكانية فرعية في البنك.”
يوجد الآن العديد من البنوك الحيوية العاملة في جميع أنحاء العالم، على سبيل المثال بنك المملكة المتحدة الشهير. ما هو المختلف في هذا؟
صحيح أن البنوك الحيوية العالمية كثيرة، وكل واحدة منها تمثل كنزًا وطنيًا، نظرًا لما يمكن أن تعلمنا إياه عن بيولوجيا الأمراض. لقد ذكرت البنك الحيوي في المملكة المتحدة، والذي يحتوي على قدر مذهل من تسلسل الجينوم الكامل، والإكسوم الكامل، وغيرها من البيانات متعددة الأوميات أيضًا، بالإضافة إلى عمق لا يصدق من السجلات الصحية الإلكترونية التي تعود إلى عقود مضت.
لكن “جميعنا” يركز بشكل فريد على الاعتماد على مجموعات سكانية تمثيلية من الولايات المتحدة. والشيء الفريد في الولايات المتحدة هو أن أسلافنا يأتون من جميع أنحاء العالم. وبهذا، أصبحنا قادرين على تحديد علم الأحياء الجديد الذي لم نكن لنراه بالضرورة إذا كنا ندرس السكان في المملكة المتحدة فقط، على سبيل المثال.
واحدة من أبرز خطوط تطوير الأدوية الجينومية هي مثبطات PCSK9، التي تخفض مستويات الكوليسترول الضار. وهم دليل على قوة الدراسة الجينية التمثيلية. لقد جاءوا نتيجة اكتشافات لمتغيرات فقدان الوظيفة التي تم تحديدها بترددات أعلى بكثير في السكان الأمريكيين من أصل أفريقي، في بضعة آلاف من الأفراد في دراسة دالاس للقلب. لقد تطلب الأمر أعدادًا أكبر بكثير من الأفراد من أصول أوروبية للتحقق من صحة اكتشاف فقدان الوظيفة في البنوك الحيوية الكبيرة في أماكن أخرى.
لذلك لا يتعلق الأمر بالضرورة فقط بمعرفة كيفية علاج مجموعة سكانية فرعية معينة من أمراض معينة. في الواقع، سيكون مصدر مثل “جميعنا” مفيدًا لعلاج الجميع، حتى لو تم اكتشاف اكتشاف معين باستخدام مجموعة سكانية فرعية في البنك.
في كثير من الحالات، لا تكون الطفرات الجينية التي تزيد من خطر الإصابة بمرض ما أمرًا مؤكدًا – فقد يتفاعل الجين المتحور مع حالات تعرض أو حالات أخرى بحيث يتجذر المرض، أو قد لا يحدث ذلك.
هل يمكن للبنك الحيوي أن يرفع مستوى فهمنا الدقيق، لمعرفة كل ما في حياة أحد المشاركين والذي ربما تسبب في مشاكل صحية أو منعها؟
أعتقد أن مثل هذه الموارد ذات قيمة كبيرة لأنها ستضغط بشدة على ما نسميه بمساحة “الإكسبوسوميات”: وبعبارة أخرى، كل الأشياء التي تعرضت لها في حياتك والتي، كما قلت، يمكن أن تتحد مع علم الوراثة للتأثير على إجمالي خطر الإصابة بالأمراض.
على سبيل المثال، عندما ندرس البروتينات – البروتينات التي ينتجها جسمك بناءً على التعليمات الجينية – يمكننا تطوير مقياس كمي وموضوعي، على سبيل المثال، لمقدار التدخين الذي قمت به على مدار حياتك، وكيف يؤثر الحمل البيولوجي التراكمي لذلك على خطر الإصابة بالمرض بشكل عام. وينطبق الشيء نفسه على تعاطي الكحول، أو التعرض للتلوث من خلال قياسات PM2.5.
وفي النهاية، يمكنك دمج كل تلك المعلومات لمحاولة فهمها بشكل أفضل. وعلى العكس من ذلك، في بعض الأحيان يمكن أن يكون لدى الناس أنماط حياة أو عادات وقائية للغاية تخفف من استعداداتهم الوراثية الكامنة تجاه المرض.
نحن مهتمون ليس فقط بما إذا كان شخص ما قد أصيب بالمرض، ولكن ما إذا كان هذا المرض يتطور وكيف يتطور، أو ما إذا كان يستجيب للعلاجات. وكل هذه الأشياء مستمدة إلى حد ما من الأنواع الجديدة من البيانات التي أصدرها موقع “جميعنا”.
ويبدو أن لهذا فائدة جديدة مع بدء انتشار العلاجات الجينية.
نعم. لدينا هذه الأمثلة المذهلة للنجاحات الطبية الحيوية. مثل فيكتوريا جراي – امرأة شجاعة بشكل مدهش، مريضة بفقر الدم المنجلي – التي حصلت على أول علاج لتحرير الجينات بتقنية كريسبر. خضعت لتجارب سريرية مع تحرير كريسبر في عام 2019، مما مهد الطريق لكاسجيفي [a gene therapy used to treat sickle-cell disease and beta thalassemia, both inherited blood disorders].
أو الطفل KJ، الذي كان لديه طفرة نادرة بشكل لا يصدق – واحد من بين أكثر من مليون طفل – وهو مميت في حوالي نصف الأطفال الرضع. لقد حصل على علاج تحرير كريسبر الشخصي الذي عالجه بشكل فعال. حصل على التخرج من NICU.
لكن تلك العلاجات تنطوي على علاج بملايين الدولارات لعلاج فرد واحد، وعلاج قد ينجح فقط في مجموعة فرعية من المرضى. ومن الممكن أن يساعدنا برنامج “جميعنا” في التعرف بسرعة على تلك المجموعة الفرعية من المرضى المصابين بمرض معين، ويمكننا تحويله إلى منصة تعليمية تعلم الأطباء المرضى الذين ينبغي عليهم البحث عنهم، لتوجيه هذه العلاجات إلى المرضى الذين يحتاجون إلى العلاج ومن سيستجيبون له.
يمكنك أن ترى كيف سيكون بناء بنك حيوي وطني أسهل بكثير في بلد لديه خدمة صحية وطنية من نوع ما: نماذج موحدة، وإجراءات موحدة، وبيروقراطية واحدة فقط للتعامل معها. كيف تم ذلك في الولايات المتحدة، مع مقدمي الرعاية الصحية من القطاع الخاص، والمستشفيات الخاصة والدينية، ناهيك عن السياقات الريفية والعسكرية والسكان الأصليين؟
قام فريق الباحثين وراء برنامج “All of Us” بأخذ السجلات الإلكترونية كما هي. وأنت على حق، فالأمر فوضوي بطبيعته بشكل لا يصدق في هذا البلد، الذي لديه نهج مجزأ للغاية في مجال الرعاية الصحية. علينا أن نأخذ الجميع في كلمتهم.
ولكن أينما يحصل الأشخاص على الرعاية، يؤدي ذلك إلى إنشاء رموز تشخيصية ورموز فواتير. ويمكنك استخدام رموز الفواتير لمحاولة فهم الاستعداد الوراثي لجميع أنواع الأمراض.
على سبيل المثال، أنت تعرف من يعاني من مرض السكري من النوع 2، حيث تم تشخيصه في سجله الصحي سابقًا. وأود أن أشيد بالمشاركين، الذين – على ما أعتقد – مارسوا درجة عالية من الإحسان من خلال السماح لنا برؤية سجلاتهم الصحية بالكامل، ومشاركة الكثير من المعلومات الشخصية. نحن مدينون لهم.
