Sürətlə inkişaf edən rəqəmsal texnologiyalar təbabətə getdikcə daha çox nüfuz edir. Rusiya Səhiyyə Nazirliyinin tibbi genetika üzrə baş ştatdankənar mütəxəssisi, Rusiya Tibbi Genetiklər Assosiasiyasının prezidenti, Rusiya Elmlər Akademiyasının müxbir üzvü, Federal Dövlət Büdcə Elmi Müəssisəsinin “Tibbi Genetika Tədqiqat Mərkəzi”nin direktoru, tibb elmləri doktoru Mednovosti-yə yerli BigData məlumat bazalarına nə üçün ehtiyac duyulduğunu və genetik xəstəliklərin diaqnostikası və artifikasiyasının vəziyyətini necə yaxşılaşdıra biləcəyini söylədi. Sergey Kutsev.
Sergey Kutsev. Foto: med-gen.ru
Sergey İvanoviç, süni intellekt (AI) həqiqətən tibbi genetikada inqilab etdi və onu təmiz elm sahəsindən klinik praktikaya köçürdü?
– Müasir genetika DNT diaqnostikası vasitəsilə əldə edilən böyük həcmli məlumatlarla işləyir. Test nəticəsində xəstənin genomunda ya normal variantlar (polimorfizmlər) və ya xəstəliyin inkişafının səbəbi, yəni mutasiyalar ola bilən nukleotid ardıcıllığında dəyişiklikləri aşkar edirik. Və nə ilə məşğul olduğumuzu başa düşmək üçün çoxlu sayda müxtəlif verilənlər bazasını təhlil etməliyik.
Amma hələ ki, bizim üçün süni intellektdən istifadə yalnız elmi işdir. Onu praktikada istifadə etmək üçün böyük miqdarda klinik məlumatların standartlaşdırılması lazımdır. Hər bir xəstə üçün klinik təzahürlərin standart təsvirləri ilə elektron tibbi qeydlərimiz olduqdan sonra biz risk qruplarını müəyyən edə və onları skrininq üçün hədəfləyə biləcəyik. Bu tədqiqatlar patogenetik müalicəsi olan xəstəlikləri tapmaq üçün xüsusilə vacibdir.
Bu gün bizim Tibbi Genetika Mərkəzimizdə və digər mərkəzlərdə irsi xəstəliklər və onların molekulyar genetik səbəbləri haqqında çoxlu məlumatlar toplanıb. Bəzi xəstəliklərdə ən çox rast gəlinən və ya əsas mutasiyaları müəyyən etmək mümkündür. Onların əsasında yaradılmış diaqnostik alqoritmlər klinik tövsiyələrə daxil edilmişdir. Və təbii ki, yaxşı olardı ki, müxtəlif irsi xəstəliklərin molekulyar səbəbləri ilə bağlı bütün məlumatlar vahid informasiya sisteminə toplansın. İdeal olaraq, hər bir xəstənin elektron kartı olmalıdır və bütün ixtisaslar üzrə həkimlər üçün əlçatan olmalıdır. Məsələn, İsraildə artıq belə bir sistem mövcuddur: xəstənin hazırda harada müalicə olunmasından asılı olmayaraq, həkim onun bütün əvvəlki müayinələrin nəticələrinin saxlandığı xəstəlik tarixçəsinə çıxış əldə edir.
Və təbii ki, bizə genetik aparatdakı müəyyən variantlar haqqında məlumatları ehtiva edən yerli məlumat bazası lazımdır. Big Data istifadə edərək məlumatın təhlili mürəkkəb əlavə laboratoriya tədqiqatlarını əvəz edə bilər. Bu gün biz beynəlxalq məlumat bazaları ilə işləyirik. Bunlardan ən məşhuru, klinik mənzərə və ona səbəb olan genetik variantlar haqqında məlumatları ehtiva edən irsi xəstəliklərin məlumat bazası olan OMIM-dir. Bütün genom ardıcıllığı nəticəsində biz 100 GB-dan çox çəkisi olan çoxlu “xam” xəstə məlumatı alırıq. Proqram təminatı isə xəstəliyin səbəbi ola biləcək variantları süzgəcdən keçirməyə kömək edir. Ancaq avtomatik emaldan sonra da mütəxəssislər tərəfindən təhlil edilən yüzlərlə seçim qalır.
Artıq beynəlxalq verilənlər olduğu halda, bizə yerli məlumat bazası niyə lazımdır?
– Fakt budur ki, müxtəlif populyasiyalarda normal variantlar və mutasiyalar, eləcə də onların baş vermə tezliyi fərqlidir. Əhali məlumat bazaları klinik cəhətdən sağlam insanların bütöv ekzomlarından və bütöv genomlarından alınan məlumatlara əsaslanır və populyasiyada bir variantın tezliyini bilməklə, biz artıq nə ilə məşğul olduğumuz barədə bir nəticə çıxara bilərik: norma və ya patologiya.
Məsələn, indi epilepsiyanın irsi formaları haqqında getdikcə daha çox məlumat əldə edilir. Pasientlərimizdən birində biz, əldə etdiyimiz məlumatlara görə, əhali arasında çox nadir rast gəlinən və epilepsiyanın həm norması, həm də səbəbi ola bilən variant tapdıq. Çinli həmkarlarımızdan onların arasında bu cür DNT dəyişikliklərinin nə qədər tez-tez baş verdiyini soruşduq. Eyni dərəcədə nadirdirsə və ya oxşar klinik mənzərəsi olan xəstələrdə baş verirsə, o zaman xəstəliyin səbəbi olma ehtimalı yüksəkdir. Məlum oldu ki, Çin əhalisinin təxminən 5% -i bu varianta sahibdir, epilepsiya isə daha az insana təsir edir. Bu o deməkdir ki, bu variant tamamilə xəstəliyin səbəbi deyil. Belə çıxır ki, Big Data istifadə edərək məlumatın sadə təhlili mürəkkəb əlavə laboratoriya tədqiqatlarını əvəz edə bilər.
Öz məlumat bazamıza əlavə olaraq, bütün genetiklərin xəstələrlə işləməsi və gələcəkdə elektron tibbi qeydlərin təhlili üçün vahid platformaya ehtiyacımız var.
Genetiklər “dərin fenotipləşdirmə” adlanan, yəni bir xəstədə bütün əlamətlər və klinik simptomların hərtərəfli öyrənilməsinə ehtiyac duyurlar. Genomun strukturunu ətraflı öyrənməyə imkan verən texnologiyaların mövcudluğuna baxmayaraq, bizim fenotipimiz kifayət qədər primitiv şəkildə təsvir edilmişdir. Lakin, hətta kiçik əlamətlər çox vaxt diaqnoz üçün vacibdir. Məsələn, üz xüsusiyyətlərinə əsaslanaraq, yaxşı bir genetik dərhal bu və ya digər sindromdan şübhələnə bilər.
Dərin fenotipləşdirmə genetiklərə və onların xəstələrinə nə verəcək?
– Nəzəriyyə olaraq, dərin fenotipləşdirmə xəstənin müayinəsi arzu olunan 13 minə yaxın əlaməti ehtiva edir. Bütün bunlar həqiqətən təhlil edilməli olan Big Datadır. Bu imkanımız və tam genomumuz olsaydı, təkcə irsi xəstəliklər üçün deyil, həm də multifaktorial xəstəliklər üçün çox şey edə bilərdik.
Bu gün genomun tədqiqi və onun müxtəlifliyinin öyrənilməsi ən vacib sahələrdən biridir və bu, yaxın 20-30 ilin vəzifəsidir. Əvvəllər hesab olunurdu ki, genomun kodlayıcı hissəsi bütün genetik aparatın 1-2%-ni təşkil edir və bütün digər sahələr heç bir rol oynamır. Amma məlum oldu ki, bu, heç də belə deyil: bu bölgələr RNT-nin müxtəlif siniflərini kodlaşdırır və bu RNT-lər də öz növbəsində digər genlərin funksiyasının tənzimləyicisidir.
Normal şəraitdə və patologiyalarda genomun strukturunun öyrənilməsi bütün dünyada fəal şəkildə davam etdirilir. Məsələn, Böyük Britaniyada ölkənin 100.000 sakinini öyrənməyi planlaşdıran “100.000 Genom” adlı proqram var idi. İndi Million Genom proqramı adlanır və nəticədə Böyük Britaniya səhiyyəsinin əsasını təşkil edəcəkdir. Oxşar layihələr Çin, ABŞ və digər ölkələrdə də davam etdirilir. Təəssüf ki, bizim belə irimiqyaslı layihələrimiz yoxdur.
Big Data nadir genetik xəstəliklərin diaqnozunu və müalicəsini necə təkmilləşdirə bilər?
– Bütün irsi xəstəliklər nadirdir, lakin onların arasında nisbətən ümumi olanlar da var, məsələn, fenilketonuriya və ya kistik fibroz. Terapiyanı inkişaf etdirmək üçün çox fərqli yanaşmalar var. Beləliklə, genomun redaktəsi müalicəyə, müəyyən edə biləcəyimiz bəzi spesifik qüsurları düzəltməyə birbaşa yoldur. Lakin Big Data bizə başqa həll yolları axtarmağa imkan verir. Xüsusilə: gen tənzimləyicilərindən istifadə edin və molekulyar şəbəkələrdə iştirak edən genləri axtarın, başqa bir genin təsirini neytrallaşdırmaq və ya əksinə, aktivləşdirmək üçün bu şəbəkələrin elementlərinə təsir göstərin.
Əgər “dərin fenotipləşdirmə” dediyimiz şeyə yaxınlaşaraq klinik təzahürlərin kifayət qədər ətraflı təsvirinə sahib olsaq, o zaman risk qruplarını müəyyən etməyə cəhd edə bilərik və sonra daha dəqiq üsullardan istifadə edərək, müalicəsinin mümkün olduğu xəstəlikləri olan xəstələri tapa bilərik.
Və hələ də konkret nümunələr varmı?
Əlbəttə. Məsələn, yetim xəstəliklər üçün yüksək risk qrupundan olan xəstələrin elektron tibbi sənədlərini təhlil etmək fikrimiz var idi. Beləliklə, Fabry xəstəliyinin bir çox üzləri var və ürək-damar sistemi, ifrazat sistemi (böyrəklər) və sinir sistemi patoloji prosesdə iştirak edir, buna görə xəstələr müxtəlif profilli mütəxəssislərə müraciət edə bilərlər, onlar həmişə belə nadir bir xəstəlik fərziyyəsinə gələ bilmirlər. Ölkəmizdə xəstələrin elektron qeydiyyatı olan tibb müəssisələri var. Nefroloqlar, nevroloqlar və ya kardioloqlar tərəfindən uzun müddət izlənilən və Fabry xəstəliyinin bir hissəsi ola biləcək klinik təzahürləri olan çoxlu sayda xəstələrin cədvəlini təhlil etdik. Nəticədə, bu xəstəlik üçün risk qrupu adlandıra biləcəyimiz bir neçə min xəstə qrupu yarandı. Növbəti addım skrininq olacaq (fermentin fəaliyyətini təyin etməyə imkan verən üsullar var, çatışmazlığı bu xəstəliyə səbəb olur). Və bu yolla biz elektron kartlardakı simptomları təhlil edərək süni intellektin bizə nə qədər kömək etdiyini öyrənəcəyik.
Bütün genom ardıcıllığını irsi xəstəliklərin aşkarlanması üçün effektiv vasitə hesab etmək olarmı?
– Şübhəsiz. Bu, həqiqətən bizim tibbi genetik xidmətimizdə inqilab yaradan şeydir. Məsələn, epilepsiyaya səbəb ola biləcək bir neçə yüz gen var. Və hər bir geni ayrı-ayrılıqda ardıcıllaşdırmaq bahalı və çətin olacaq. Bu, daha sonra ediləcək – bütün genom tədqiqatlarında müəyyən edilmiş variantları təsdiqləmək üçün.
Bu gün panellərin yaradılması çox populyardır, müəyyən bir patoloji üçün məsul olan bir neçə onlarla və ya yüzlərlə gen təhlil edilir. Bu texnologiyanın irsi xəstəliklər üçün xarakterik olan genetik heterojenliyi müəyyən etməyə imkan verməsi çox vacibdir. Məsələ burasındadır ki, eyni xəstəliyə müxtəlif genlərdəki mutasiya səbəb ola bilər, yəni müalicə də genotip haqqında biliklərə əsaslanaraq fərqli ola bilər. Xüsusilə, fenilketonuriya təkcə fenilalanin hidroksilaz genindəki mutasiya ilə bağlı ola bilməz: oxşar klinik mənzərəni digər genlərdə mutasiyaların mövcudluğunda, məsələn, tetrahidrobiopterin çatışmazlığı ilə hiperfenilalaninemiyada müşahidə etmək olar.
Xəstəliyin inkişafına səbəb olan bir variantı tapmaq həmişə çətindir, çünki hər bir genomun müxtəlif bölgələrində bir neçə yüz min variant var və onlardan bəziləri unikaldır və əvvəllər təsvir edilməmişdir. Buna görə də ata və ananın genomlarının da öyrənildiyi və uşağın genomu ilə müqayisə edildiyi bir yanaşma var.
Bu il genomik texnologiyaların inkişafı üzrə federal proqram qəbul edilib. Üç genomik tədqiqat mərkəzi yaradılır. Onlar digər məsələlərlə yanaşı, əhalinin genomikası və əhalinin genetik pasportlaşdırılması ilə məşğul olacaqlarmı?
– Bildiyimə görə, yox. Üç mərkəzdən biri biotəhlükəsizlik sahəsində fəaliyyət göstərəcək və infeksion patologiyalar və mikroorqanizmlərin genomikası, ikincisi kənd təsərrüfatı, üçüncüsü isə tibb sahəsi ilə məşğul olacaq. Mərkəz “Dəqiq Genom Redaktəsi” adlanacaq və yalnız genomun redaktəsi texnologiyalarının inkişafına diqqət yetirəcək. Bu, irsi, onkoloji, otoimmün və yoluxucu xəstəliklərin (o cümlədən HİV) müalicəsi üçün texnologiyaların inkişafı üçün perspektivli sahələrdən biridir. Amma bu proqram tibbi genetikanın qlobal məsələləri ilə məşğul olmur. Təəssüf ki, ölkəmizdə tibbi genetika hələ də federal təşəbbüslərin kənarındadır.
Genomun redaktəsi irsi xəstəliklərin epidemiologiyası, genomun strukturu və ya müəyyən lokusların funksiyaları ilə bağlı araşdırmalarla eyni deyil. Lakin biz hələ də genetik aparatın çoxunun nədən məsul olduğunu bilmirik. Genomun redaktə texnologiyası perspektivlidir, lakin hələ irsi xəstəliklərin müalicəsində tətbiq olunmur. Beləliklə, potensial məhdudiyyət yan təsirlərdir: hədəfin (müəyyən bir gen) redaktə edilməsi ilə yanaşı, digər genlərin də hədəfdən kənar redaktəsi baş verir. Bu, məsələn, xərçəngə səbəb ola bilər. Lakin texnologiya inkişaf edir və yeni alətlər hədəfdən kənar redaktə risklərini azaldır.
Rusiyada onlar 2025-ci ilə qədər bütün sakinləri genetik pasportla təmin etməyi planlaşdırırlar. Bu, irsi xəstəlikləri olan uşaq sahibi olma riskini azaltmağa kömək edəcəkmi?
Hökumətin dediyi genetik pasportun tibbi genetika ilə heç bir əlaqəsi yoxdur. Şəxsin şəxsiyyətini müəyyənləşdirməyə imkan verəcək müəyyən markerlər olan pasportun yaradılması təklif olunur və bu, məhkəmə tibbinin problemidir.
Genetik pasportun tibblə əlaqəli başqa bir anlayışı var. Belə bir pasport tam elmi əsaslandırılmamışdır və müəyyən bir şəxsin diabet, bronxial astma, arterial hipertenziya və s. kimi tez-tez sosial əhəmiyyətli xəstəliklərə meylini öyrənmək üçün genetik texnologiyalardan istifadəni nəzərdə tutur. Genetik meyl xüsusiyyətləri xəstəliyin inkişafını proqnozlaşdıra bilməz və mahiyyət etibarı ilə ehtimallar 1-dən 1-ə qədər qalır.
Genetik pasportun başqa bir anlayışı, hər bir fərdin ümumi irsi xəstəliklərin patogen variantlarının daşınması üçün test edilməsini əhatə edir. Bu, doğuşu planlaşdırarkən həyat yoldaşlarının pasportlarını müqayisə etməyə və müəyyən bir mutasiya ilə uşaq sahibi olma riskinin olub olmadığını öyrənməyə imkan verəcəkdir.
Görünür, bu gün bu risk artmaqdadır. Həqiqətən son vaxtlar daha çox gen mutasiyaları olub, yoxsa onlar daha tez-tez müşahidə olunur?
– İrsi xəstəliklərin tezliyi eyni səviyyədə qalır, bunlar əhalinin dinamikasının qanunauyğunluqlarıdır. Bu cür xəstəliklər haqqında getdikcə daha çox məlumat alırıq, lakin bu, onların bəzilərinin irsi olmayan qrupdan irsi qrupa keçməsi ilə əlaqədardır. Mutasiyalar fərqli ola bilər və populyasiyalar arasında fərqlənə bilər, lakin irsi xəstəlikləri olan insanların faizi sabit olaraq qalır.
