211service.com
DNA-databaser er for hvite. Denne mannen har som mål å fikse det.
Carlos D. Bustamantes jakt på genetiske variasjoner mellom populasjoner bør hjelpe oss å bedre forstå og behandle sykdom.
15. oktober 2018
Bilde av Carlos D. Bustamante
I løpet av de 15 årene siden Human Genome Project først avslørte vår DNA-plan, har enorme mengder genetiske data blitt samlet inn fra millioner av mennesker i mange forskjellige deler av verden. Carlos D. Bustamantes jobb er å søke i disse genetiske dataene etter ledetråder til alt fra gammel historie og menneskelige migrasjonsmønstre til årsakene til at mennesker med forskjellige aner er så varierte i deres respons på vanlige sykdommer.
Bustamantes karriere har omtrent strekt seg over perioden siden Human Genome Project ble fullført. Professor i genetikk og biomedisinsk datavitenskap ved Stanford og vinner av en MacArthur genipris i 2010, har han bidratt til å pirre ut den komplekse genetiske variasjonen på tvers av forskjellige populasjoner. Disse variantene gjør at årsakene til sykdommer kan variere mye mellom grupper. En del av motivasjonen for Bustamante, som ble født i Venezuela og flyttet til USA da han var syv, er å bruke denne innsikten til å redusere de medisinske forskjellene som fortsatt plager oss.
Denne historien var en del av november 2018-utgaven vår
- Se resten av saken
- Abonnere
Men selv om det er et område som er modent med potensial for å forbedre medisinen, er det også full av kontroverser om hvordan man skal tolke genetiske forskjeller mellom menneskelige populasjoner. I en epoke som fortsatt er besatt av rase og etnisitet – og skjemmet av hyppig misbruk av vitenskap for å definere egenskapene til forskjellige grupper – forblir Bustamante uforferdet når han leter etter de nyanserte genetiske forskjellene som disse gruppene viser.
Kanskje hans optimisme skyldes hans personlighet - få setninger går uten en fantastisk eller usedvanlig spennende. Men det er også hans anerkjennelse som populasjonsgenetiker av den utrolige muligheten forståelsen av forskjeller i menneskelige genomer gir for å forbedre helsen og bekjempe sykdom.
David Rotman, MIT Technology Review sin redaktør for øvrig, diskuterte med Bustamante hvorfor det er så viktig å inkludere flere mennesker i genetiske studier og forstå genetikken til forskjellige populasjoner.
Hvor flinke er vi til å sørge for at de genomiske dataene vi samler inn er inkluderende?
Jeg er optimistisk, men den er ikke der ennå.
I vår 2011-artikkel var statistikken vi hadde at mer enn 96 % av deltakerne i genomomfattende assosiasjonsstudier var av europeisk avstamning. I oppfølgingen i 2016 gikk tallet fra 96 % til rundt 80 %. Så det blir bedre. Dessverre, eller kanskje heldigvis, skyldes mye av det Kinas inntreden i genetikk. Mye av det skyldtes store studier i kinesiske og østasiatiske befolkninger. Hispanics, for eksempel, utgjør mindre enn 1% av genomomfattende assosiasjonsstudier. Så vi må gjøre det bedre. Til syvende og sist ønsker vi at presisjonsmedisin skal komme alle til gode.
Bortsett fra et rettferdighetsspørsmål, hvorfor er mangfold i genomiske data viktig? Hva går vi glipp av uten?
For det første har det ingenting med politisk korrekthet å gjøre. Det har alt å gjøre med menneskelig biologi og det faktum at menneskelige populasjoner og den store diasporaen av menneskelige migrasjoner har satt sitt preg på det menneskelige genomet. Det genetiske grunnlaget for helse og sykdom har delt komponenter på tvers av menneskelige populasjoner og ting som er unike for forskjellige populasjoner.
Hvordan spiller det ut?
Diabetes er et godt eksempel. Hvis vi ser på genetikken til diabetes, er de forskjellige i forskjellige deler av verden. På begynnelsen av 2010-tallet gjorde Broad [Institute of MIT og Harvard] en studie med National Institute of Genomic Medicine i Mexico for å studere genetikken til diabetes. Sikkert nok fant de en genetisk variant som har en frekvens på 25 % i Mexico som du ikke ser i europeiske, østasiatiske eller afrikanske befolkninger. Det er stort sett bare sett i Amerika, og det understreker en stor del av etniske forskjeller i diabetes.
Vi kan ikke bruke genetikk for å prøve å definere historiene vi forteller om oss selv.
Vi har forsket på tilsynelatende ufarlige egenskaper som blondt hår. Det er ingen mer slående fenotype. Noen mennesker har blondt hår og noen har ikke. Og årsaken til blondt hår i Melanesia er helt forskjellig fra årsaken i Europa - og det er blondt hår. Så hvorfor tror du diabetes, hjertesykdom, alle disse andre komplekse egenskapene vil ha identiske årsaker hos alle mennesker? Det gir ikke mening.
Det viser seg at den høyeste forekomsten av astma [i USA] er hos individer av Puerto Ricansk aner, etterfulgt av individer av afroamerikansk aner, etterfulgt av europeiske aner. Personene med den laveste astmafrekvensen er de av meksikansk aner. Du har to av de latinamerikanske populasjonene i motsatt ende av spekteret.
Hvorfor er det nyttig for medisin å detaljere disse genetiske forskjellene?
Hvis den genetiske etiologien til sykdom er annerledes, gir det oss en mulighet til å oppdage nye medikamentmål. Det gir oss ny biologi som da kan brukes selv for de som ikke nødvendigvis lider av sykdommen på den måten. Det er viktig for legemiddeloppdagelse. Hvis du tenker på det som å lete etter olje, har vi bare lett etter olje i Nordsjøen. Det er mange andre steder å søke, og det kommer alle til gode.
For det andre finner vi at polygene risikopoeng [sykdomsrisikospådommer basert på genetiske tester] for europeiske aner ikke lett kan oversettes til andre populasjoner. Hvis vi ikke har bred representasjon innen medisinsk og populasjonsgenetikk, risikerer vi å øke helseforskjellene, noe som vil være et forferdelig resultat for presisjonsmedisin og presisjonshelse.
Så er du ikke skuffet over mangelen på fremgang i å inkludere flere populasjoner i genomiske data?
Jeg er faktisk superspent. Vi har gjort en god jobb med å finne narkotikamål i Europa. Island ledet an, Storbritannia ledet an, og nå Finland. Så vi bruker alle disse ressursene – fantastisk. Men hva med Latin-Amerika? Hva med Afrika? Hva med Sør-Asia? Alle disse stedene har mye å bidra med til vår forståelse av helse og sykdom.
Det er både en moralsk forpliktelse og en tapt vitenskapelig mulighet hvis vi ikke går på jobb i disse populasjonene.
Mange genetiske forskere har lenge hevdet at rase ikke har noe grunnlag i vitenskapen. Men debatten ser ikke ut til å forsvinne .
I en global sammenheng er det ingen modell av tre, eller fem, eller til og med 10 menneskeraser. Det er et bredt kontinuum av genetisk variasjon som er strukturert, og det er lommer av isolerte populasjoner. Tre, fem eller 10 menneskeraser er bare ikke en nøyaktig modell; det er langt mer en kontinuumsmodell.
Mennesker er en vakker mangfoldig art både fenotypisk og genetisk. Dette er veldig klassisk populasjonsgenetikk. Hvis jeg går fra Kapp Horn helt til toppen av Finland, ser hver landsby ut som landsbyen ved siden av, men i ytterpunktene er folk forskjellige.
Men som populasjonsgenetiker?
Jeg synes ikke rase er en meningsfull måte å karakterisere mennesker på.
Men du går en vanskelig linje, gjør du ikke? Du peker på viktigheten av variasjon mellom ulike populasjoner, men du ønsker ikke å forsterke gamle rasekategorier.
Vi kan ikke bruke genetikk for å prøve å definere historiene vi forteller om oss selv. Sosiale determinanter for helse er ofte langt viktigere enn genetiske determinanter for helse, men det betyr ikke at genetiske determinanter ikke er viktige. Så du må omfavne kompleksiteten og finne ut hvordan vi oversetter dette til et bredt publikum.
Jeg er faktisk optimist. Jeg tror verden blir et mindre rasistisk sted. Hvis du snakker med den neste generasjonen av mennesker, millennials og nedover, blir de avskyelige ideologiene kastet bort. Det betyr at det gir oss rom for nå å tenke på hvilken rolle genetikk spiller i helse og sykdommer og menneskelig evolusjon på måter som vi nøkternt kan forstå og ta i bruk viktige problemer.
Vi kan ikke la genetikk bli kapret av identitetspolitikk. Hvis du begynner å la politikk og andre interesser komme inn, gjør du bare vannet. Du må la dataene lede. Du må la resultatene lede. Og resten vil følge.
Databias i DNA-studier
Presisjonsmedisin blir mer presis for noen, men etterlater mange andre. Og de som er igjen er ofte mennesker med latinamerikanske, afrikanske, indianere og andre aner som er underrepresentert i genomiske databaser.
Langt de fleste dataene i genomomfattende assosiasjonsstudier, som har vært avgjørende for å oppdage genetiske varianter knyttet til vanlige sykdommer, kommer fra personer med europeiske aner. I 2011 ropte Carlos D. Bustamante og hans kolleger ut forskjellene og den resulterende trusselen om at genomisk medisin i stor grad vil komme noen få privilegerte til gode. I de påfølgende årene har innsamlingen av genomiske data eksplodert, men forskjellene består. I 2016 oppdaterte Alice Popejoy, som var doktorgradsstudent ved University of Washington og nå er postdoktor i Bustamantes laboratorium, resultatene i tidsskriftet Natur , og finner liten fremgang for de fleste befolkningsgrupper.
Et resultat av denne mangelen på data er at genetiske tester kan være mindre relevante og nøyaktige for personer fra underrepresenterte grupper. Stadig mer populære genetiske tester for forbrukere kan være misvisende eller rett og slett feil, og medisinske genetiske tester for noen vanlige sykdommer er ofte usikre. På samme måte, sier Popejoy, er falske positive og falske negative i genetiske diagnoser mer vanlig hos personer med ikke-europeiske aner, fordi resultatene tolkes ved hjelp av databaser som er ufullstendige eller partiske mot europeiske aner.