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从基因研究看未来

来源:深圳特区报
摘要:基因测试改变了传统医药以及人们看待健康的方式。今天的DNA研究究竟能够解答哪些问题。未来的DNA研究会出现怎样的局面。Weareontheleadingedgeofagenuinerevolution,saysDr。...

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  基因测试改变了传统医药以及人们看待健康的方式。随着科学一步步将DNA之谜解开,我们在利用这项技术改善健康状况的同时,不得不面对一些困难的选择和新挑战。今天的DNA研究究竟能够解答哪些问题?未来的DNA研究会出现怎样的局面?



《新闻周刊》(12月11日美国)



Peering  Into  the  Future:  Genetic  Testing  

Genetic  testing  is  transforming  medicine—and  the  way  families  think  about  their  health.  As  science  unlocks  the  intricate  secrets  of  DNA,  we  face  difficult  choices  and  new  challenges.

By  Claudia  Kalb

Newsweek

Dec.  11,  2006  issue  -  The  year  is  1895  and  Pauline  Gross,  a  young  seamstress,  is  scared.  Gross  knows  nothing  about  the  double  helix  or  the  human-genome  project—such  medical  triumphs  are  far  in  thefuture.  But  she  does  know  about  a  nasty  disease  called  cancer,  and  it's  running  through  her  family.  "I'm  healthy  now,"  she  reportedly  confides  to  Dr.  Aldred  Warthin,  a  pathologist  at  the  University  of  Michigan,  "but  I  fully  expect  to  die  an  early  death."



At  the  time,  Gross's  prediction  (she  did  indeed  die  young  of  cancer)  was  based  solely  on  observation:  family  members  had  succumbed  to  colon  and  endometrial  cancer;  she  would,  too.  Today,  more  than  100  years  later,  Gross's  relatives  have  a  much  more  clinical  option:  genetic  testing.  With  a  simple  blood  test,  they  can  peer  into  their  own  DNA,  learning—while  still  perfectly  healthy—whether  they  carry  a  hereditary  gene  mutation  that  has  dogged  their  family  for  decades  and  puts  them  at  serious  risk.  Ami  McKay,  38,  whose  great-grandmother  Tilly  was  Gross's  sister,  decided  she  wanted  to  know  for  her  children's  sake.  In  2002,  the  answer  came  back:  positive.  "It  changes  who  you  are,"  says  McKay.



Genetic  testing  is  changing  medicine,  too.  Three  years  after  scientists  announced  they  had  sequenced  the  human  genome,  new  knowledge  about  how  our  genes  affect  our  health  is  transforming  the  way  diseases  are  understood,  diagnosed,  treated—and  even  predicted.  Today  gene  tests  are  available  for  more  than  1,300  diseases,  including  cystic  fibrosis  and  hemophilia.  And  now,  as  genetic  screening  gets  cheaper  and  faster,  researchers  are  hunting  down  the  biological  underpinnings  of  more-complex  disorders  that  involve  multiple  genes—big,  rampaging  illnesses  that  strike  millions  of  Americans  every  year.  On  the  list:  type  2  diabetes,  Alzheimer's,  heart  disease  and  depression.  If  the  scientists  are  right,  genetic  tests  for  some  of  these  diseases  could  be  available  by  2010.  Testing  positive  doesn't  guarantee  that  you'll  get  the  illness,  but  it  does  help  determine  your  risk.  "We  are  on  the  leading  edge  of  a  genuine  revolution,"  says  Dr.  Francis  Collins,  head  of  the  National  Human  Genome  Research  Institute.



Genetic  testing  today  starts  at  the  earliest  stages  of  life.  Couples  planning  to  have  children  can  be  screened  prior  to  conception  to  see  if  they  are  carriers  of  genetic  diseases;  prenatal  tests  are  offered  during  pregnancy,  and  states  now  screen  newborns  for  as  many  as  29  conditions,  the  majority  of  them  genetic  disorders.  For  Jana  and  Tom  Monaco,  of  Woodbridge,  Va.,  early  testing  has  made  an  enormous  difference  in  the  lives  of  their  children.  Their  journey  began  in  2001,  when  their  seemingly  healthy  third  child,  3  1/2-year-old  Stephen,  developed  a  life-threatening  stomach  virus  that  led  to  severe  brain  damage.  His  diagnosis:  a  rare  but  treatable  disease  called  isovaleric  acidemia  (IVA),  marked  by  the  body's  inability  to  metabolize  an  amino  acid  found  in  dietary  protein.  Unknowingly,  Jana  and  her  husband  were  carriers  of  the  disease,  and  at  the  time,  IVA  was  not  included  in  newborn  screening.  The  Monacos  had  no  warning  whatsoever.









Not  so  when  Jana  got  pregnant  again.  Her  daughter,  Caroline,  was  tested  by  amnio  while  still  in  the  womb.  Knowing  Caroline  had  the  mutation,  doctors  were  able  to  administer  medication  the  day  she  was  born.  And  the  Monacos  were  prepared  to  monitor  her  diet  immediately  to  keep  her  healthy.  Today  Stephen,  9,  is  unable  to  walk,  talk  or  feed  himself.  Caroline,  meanwhile,  is  an  active,  healthy  4-year-old.  Genetic  testing,  says  Jana,  "gives  Caroline  the  future  that  Stephen  didn't  get  to  have."



The  future  is  what  drives  many  adults  to  the  clinic.  The  gene  tests  currently  offered  for  certain  diseases,  like  breast  and  colon  cancer,  affect  only  a  small  percentage  of  total  cases.  Inherited  mutations,  including  BRCA1  and  2,  contribute  to  just  5  to  10  percent  of  all  breast  cancers,  and  the  main  gene  variants  involved  in  colon  cancer  account  for  3  to  5  percent  of  diagnoses.  But  the  impact  on  a  single  life  can  be  huge.  The  key:  being  able  to  do  something  to  ward  off  disease.  "Genetic  testing  offers  us  profound  insight,"  says  Dr.  Stephen  Gruber,  of  the  University  of  Michigan.  "But  it  has  to  be  balanced  with  our  ability  to  care  for  these  patients."



Ami  McKay  now  has  an  annual  colonoscopy.  Another  kind  of  genetically  driven  colon  cancer,  familial  polyposis,  is  treated  by  removing  the  colon.  The  risk  of  breast  and  ovarian  cancers  in  people  with  BRCA  mutations  can  be  reduced  by  frequent  screening  and  radical  surgery,  too.  Having  healthy  breasts  or  ovaries  removed  isn't  easy,  but  the  payoff—an  end  to  constant  anxiety  and  a  pre-emptive  strike  at  disease—can  be  well  worth  it.  "Most  women  I've  met  who've  had  prophylactic  surgery  are  glad  they  made  the  choice  even  if  they're  unhappy  they  were  put  in  that  position,"  says  Sue  Friedman,  a  breast-cancer  survivor  and  head  of  FORCE,  an  advocacy  and  support  group  focused  on  hereditary  cancers.  "It's  a  double-edged  sword."



Genetic  testing,  exciting  as  it  may  seem,  isn't  always  the  answer.  When  Wendy  Uhlmann,  a  genetic  counselor  at  the  University  of  Michigan,  teaches  medical  students,  she  flashes  two  slides  on  a  screen  side  by  side.  One  says  ignorance  is  bliss.  The  other:  knowledge  is  power.  That's  because  the  value  of  testing  becomes  especially  murky—and  ethically  complicated—when  there  is  no  way  to  prevent  or  treat  disease,  as  in  the  case  of  early-onset  Alzheimer's,  which  often  strikes  before  the  age  of  50,  or  Huntington's.







Today  only  about  5  percent  of  people  who  are  at  risk  for  Huntington's—which  is  caused  by  a  single  gene  and  leads  to  a  progressive  loss  of  physical  control  and  mental  acuity—take  the  test.  Many  are  worried  that  genetic  testing  will  put  their  health  insurance  or  job  security  in  jeopardy.  While  there  have  been  few  documented  cases  of  discrimination,  nobody  can  say  for  sure  what  will  happen  as  more  disease  genes  are  discovered  and  more  Americans  sign  on  for  predictive  testing.  States  have  a  patchwork  of  regulations  in  place,  but  what  needs  to  happen  now,  experts  say,  is  for  Congress  to  pass  the  Genetic  Information  Nondiscrimination  Act,  which  would  put  a  federal  stamp  of  approval  on  keeping  genetic  information  safe.



For  Shana  Martin,  26,  of  Madison,  Wis.,  the  decision  not  to  get  tested  is  far  more  personal.  Shana  grew  up  watching  her  mother,  Deborah,  battle  Huntington's.  Now  a  fitness  instructor  (and  the  current  world  champion  in  logrolling,  no  less),  Shana  is  young,  strong,  healthy—and  not  interested  in  opening  her  genetic  Pandora's  box.  "I  don't  know  how  well  I'd  handle  a  positive  result,  and  with  how  happy  I  am  right  now,  that  would  just  put  a  real  shadow  over  my  life,"  she  says.  "I'm  much  more  comfortable  with  it  being  an  unknown."



Some  people,  however,  can't  live  with  uncertainty.  Uhlmann's  patient  Stephanie  Vogt  knew  Huntington's  ran  in  her  family—her  paternal  grandfather  and  his  three  brothers  all  died  of  complications  of  the  disease—and  she  wanted  to  find  out  where  she  stood.  "As  soon  as  I  found  out  there  was  a  test,  I  just  had  to  do  it,"  she  says.  In  August  2000,  after  comprehensive  genetic  counseling,  Stephanie,  her  sister,  Victoria,  and  their  mother,  Gayle  Smith,  learned  her  results:  positive.  "It  was  like  a  scene  out  of  'The  Matrix,'  where  everything  freezes  and  starts  again,"  says  Stephanie,  now  35  and  single.  Victoria,  36,  who  has  since  tested  negative,  says  she  hopes  to  care  for  her  sister  down  the  road.  She  also  prays  for  a  cure.  Knowing  isn't  always  easy.  On  good  days  Stephanie  feels  empowered;  on  bad  days  she's  frightened.  "But  most  of  the  time,"  she  says,  "I'm  comfortable  with  the  fact  that  I  have  the  knowledge."



It's  not  just  their  own  health  that  people  care  about.  There  is  also  the  desire  to  prune  disease  from  the  family  tree.  Today,  using  a  scientific  advance  called  preimplantation  genetic  diagnosis  (PGD),  couples  can  create  embryos  through  standard  fertility  methods,  then  screen  them  for  genetic  disorders,  selecting  only  those  that  are  mutation-free  for  implantation.  The  practice  is  expensive  (in  the  tens  of  thousands  of  dollars)  and  not  widespread,  but  a  recent  survey  of  fertility  clinics  by  the  Genetics  and  Public  Policy  Center  found  that  28  percent  have  used  PGD  to  help  couples  avoid  diseases  that  strike  in  adulthood,  like  breast  cancer  and  Huntington's.  Kari  and  Tim  Baker  knew  they  had  to  give  it  a  try.  Kari's  grandfather  died  of  Huntington's,  and  her  mother  was  diagnosed  in  1999.  Kari,  a  board  member  of  the  Huntington's  Disease  Society  of  America,  wanted  to  spare  her  kids.  Twins  Brooklyn  and  Levi  are  now  vibrant  2½-year-olds  who  will  never  have  to  worry.  "There's  great  joy  and  peace  in  knowing  we  did  everything  we  could  to  not  pass  this  on,"  says  Tim.









Testing  is  just  one  piece  of  the  genomic  revolution.  A  major  goal  is  to  create  new  sophisticated  therapies  that  home  in  on  a  disease's  biological  glitch,  then  fix  the  problem.  Already,  genes  are  helping  to  predict  a  patient's  response  to  existing  medications.  A  prime  example  in  this  field  of  pharmacogenetics,  says  Dr.  Wylie  Burke  of  the  University  of  Washington,  is  a  variant  of  a  gene  called  TPMT,  which  can  lead  to  life-threatening  reactions  to  certain  doses  of  chemotherapy.  A  genetic  test  can  guide  safe  and  appropriate  treatment.  Two  genes  have  been  identified  that  influence  a  person's  response  to  the  anti-blood-clotting  drug  warfarin.  And  scientists  are  uncovering  genetic  differences  in  the  way  people  respond  to  other  widely  used  medications,  like  antidepressants.



Knowing  a  patient's  genotype,  or  genetic  profile,  may  also  help  researchers  uncover  new  preventive  therapies  for  intractable  diseases.  At  Johns  Hopkins  University  School  of  Medicine,  Dr.  Christopher  Ross  has  tested  several  compounds  shown  to  slow  the  progression  of  Huntington's  in  mice.  Now  he  wants  to  test  them  in  people  who  are  positive  for  the  Huntington's  mutation  but  have  not  developed  symptoms—a  novel  approach  to  clinical  drug  trials,  which  almost  always  involve  sick  people  seeking  cures.  "We're  using  genetics  to  move  from  treating  the  disease  after  it  happens,"  he  says,  "to  preventing  the  worst  symptoms  of  the  disease  before  it  happens."



Early  on,  the  targets  of  genetic  medicine  were  rare,  single-gene  disorders,  like  sickle-cell  anemia  and  Tay-Sachs.  Now  it's  time  for  the  big  guns—genetically  complex  but  common  conditions  like  heart  disease.  A  number  of  genes  have  already  been  linked  to  such  illnesses,  but  many  more  are  at  work.  The  human-genome  project,  which  defines  the  99.9  percent  of  DNA  we  all  have  in  common,  was  the  starting  point.  Act  II:  the  "Hap  Map"—a  genetic  atlas  completed  last  year  that  zeroes  in  on  the  .1  percent  of  DNA  that  differs  among  individuals.  The  Hap  Map  is  proving  to  be  a  boon  to  scientists,  allowing  them  to  scan  whole  chunks  of  DNA,  rather  than  single  genes,  to  isolate  mutations  responsible  for  disease.  Already,  the  Hap  Map  has  helped  scientists  uncover  several  gene  variations  that  contribute  to  macular  degeneration,  the  leading  cause  of  vision  loss  in  older  people.  At  Harvard,  Dr.  Rudolph  Tanzi  is  using  the  Hap  Map  to  track  down  gene  mutations  that  cause  the  common,  late-onset  form  of  Alzheimer's,  which  could  strike  as  many  as  16  million  Americans  by  the  year  2050.  Tanzi's  work  is  funded  by  the  Cure  Alzheimer's  Fund,  a  nonprofit  that  is  investing  $3  million  to  unravel  the  Alzheimer's  genome,  which  it  hopes  to  complete  by  the  summer  of  2008.  Tanzi  says  a  prototype  genetic  chip  to  test  for  the  disease  could  be  available  within  five  years.  Dr.  Eric  Topol,  of  Case  Western  Reserve  University,  is  hunting  down  genes  that  predispose  people  to  heart  attacks.









Private  companies,  interested  in  developing  drug  therapies,  are  investing  in  DNA  as  well.  In  Iceland,  deCode  Genetics  has  pinpointed  a  gene  mutation  for  type  2  diabetes  called  TCF7L2.  One  copy  of  the  mutation  increases  an  individual's  risk  by  40  percent,  two  copies  by  140  percent,  says  CEO  Kari  Stefansson.  Stefansson  says  he  expects  a  genetic  test  will  be  available  as  early  as  next  year.  And  a  joint  effort  by  NIH  and  Pfizer,  announced  earlier  this  year,  is  searching  for  genes  for  a  host  of  diseases,  including  schizophrenia,  bipolar  disease  and  severe  depression.



As  science  advances,  business  follows.  Today  genetic  testing  usually  takes  place  in  specialized  clinics,  where  patients  undergo  thorough  counseling  both  before  and  after  testing  so  that  they—and  other  family  members—understand  the  emotional  and  practical  implications  that  might  arise.  But  do-it-yourself  online  testing  companies,  advertised  directly  to  consumers,  are  springing  up  on  the  Internet.  Ryan  Phelan,  CEO  of  DNA  Direct,  founded  in  2004,  says  her  site  provides  a  "virtual  genetics  clinic,"  making  testing  as  easy  as  sending  in  a  cheek  swab.  (Cost:  anywhere  from  $200  to  $3,300.)  DNA  Direct  provides  counseling  and  does  not  sell  remedies  after  results  are  in.  But  other  companies  are  not  so  scrupulous,  marketing  tests  that  have  little  to  no  scientific  validity,  then  pushing  products  as  therapy.  Critics  say  they  need  more  oversight.  "What  you  have  here,"  says  Dr.  Adam  Wolfberg,  of  Tufts-New  England  Medical  Center,  "is  a  real  blurring  of  the  lines  between  medical  testing  and  product  marketing."



Scientific  revolutions  must  be  tempered  by  reality.  Genes  aren't  the  only  factors  involved  in  complex  diseases—lifestyle  and  environmental  influences,  such  as  diet  or  smoking,  are  too.  And  predictions  about  new  tests  and  treatments  may  not  come  to  pass  as  fast  as  researchers  hope—they  may  not  come  at  all.  Still,  it's  hard  not  to  get  excited  about  the  future,  especially  when  you  consider  the  medical  competition  now  underway:  NIH  has  challenged  researchers  to  come  up  with  a  method,  within  the  next  10  years,  to  sequence  a  single  human  genome  for  $1,000  (today's  cost:  $5  million  to  $10  million).  Assuming  it  works,  one  day  not  too  far  in  the  future,  each  of  us  will  go  to  the  doc,  hand  over  our  blood  and  get  back  our  personalized  biological  blueprints.  "It's  an  astounding  curve  to  be  riding,"  says  Collins.  Hold  on  to  your  DNA.



With  Anne  Underwood  and  Jonathan  Mummolo

URL:  http://www.msnbc.msn.com/id/16006193/site/newsweek/
作者:
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