211service.com
DNA-databaser är för vita. Den här mannen vill fixa det.
Carlos D. Bustamantes jakt på genetiska variationer mellan populationer borde hjälpa oss att bättre förstå och behandla sjukdomar.
15 oktober 2018
Foto på Carlos D. Bustamante
Under de 15 år som gått sedan Human Genome Project först avslöjade vår DNA-ritning, har stora mängder genetisk data samlats in från miljontals människor i många olika delar av världen. Carlos D. Bustamantes jobb är att söka efter den genetiska informationen efter ledtrådar till allt från antik historia och mänskliga migrationsmönster till anledningarna till att människor med olika anor är så olika i sina svar på vanliga sjukdomar.
Bustamantes karriär har ungefär sträckt sig över perioden sedan Human Genome Project avslutades. Professor i genetik och biomedicinsk datavetenskap vid Stanford och 2010 vinnare av en MacArthur genipris, har han hjälpt till att reta ut den komplexa genetiska variationen mellan olika populationer. Dessa varianter gör att orsakerna till sjukdomar kan variera mycket mellan grupperna. En del av motivationen för Bustamante, som föddes i Venezuela och flyttade till USA när han var sju, är att använda dessa insikter för att minska de medicinska skillnaderna som fortfarande plågar oss.
Den här historien var en del av vårt novembernummer 2018
- Se resten av frågan
- Prenumerera
Men även om det är ett område moget med potential för att förbättra medicinen, är det också fyllt av kontroverser om hur man tolkar genetiska skillnader mellan mänskliga populationer. I en tid som fortfarande är besatt av ras och etnicitet – och försämrad av det frekventa missbruket av vetenskap när det gäller att definiera egenskaperna hos olika grupper – förblir Bustamante oförskräckt när han letar efter de nyanserade genetiska skillnaderna som dessa grupper uppvisar.
Kanske beror hans optimism på hans personlighet – få meningar går utan en fantastisk eller utomordentligt spännande. Men det är också hans erkännande som befolkningsgenetiker av den otroliga möjlighet som förståelse av skillnader i mänskliga genom ger för att förbättra hälsan och bekämpa sjukdomar.
David Rotman, MIT Technology Review s redaktör i stort, diskuterade med Bustamante varför det är så viktigt att inkludera fler människor i genetiska studier och förstå genetiken hos olika populationer.
Hur bra är vi på att se till att den genomiska data vi samlar in är inkluderande?
Jag är optimistisk, men det är inte där än.
I vår artikel från 2011 var statistiken vi hade att mer än 96 % av deltagarna i genomomfattande associationsstudier var av europeisk härkomst. I uppföljningen 2016 gick siffran från 96 % till runt 80 %. Så det blir bättre. Tyvärr, eller kanske lyckligtvis, beror mycket av det på Kinas inträde i genetiken. Mycket av det berodde på storskaliga studier i kinesiska och östasiatiska befolkningar. Hispanics, till exempel, utgör mindre än 1% av genomomfattande associationsstudier. Så vi måste göra bättre ifrån oss. I slutändan vill vi att precisionsmedicin ska vara till nytta för alla.
Bortsett från en rättvisefråga, varför är mångfald i genomisk data viktig? Vad missar vi utan den?
För det första har det ingenting med politisk korrekthet att göra. Det har allt att göra med mänsklig biologi och det faktum att mänskliga populationer och den stora diasporan av mänskliga migrationer har satt sin prägel på det mänskliga genomet. Den genetiska grunden för hälsa och sjukdom har delat komponenter mellan mänskliga populationer och saker som är unika för olika populationer.
Hur går det till?
Diabetes är ett bra exempel. Om vi tittar på genetiken för diabetes är de olika i olika delar av världen. I början av 2010-talet gjorde Broad [Institute of MIT och Harvard] en studie med National Institute of Genomic Medicine i Mexiko för att studera genetiken för diabetes. Visst, de hittade en genetisk variant som har en 25% frekvens i Mexiko som du inte ser i europeiska, östasiatiska eller afrikanska populationer. Det ses i stort sett bara i Amerika, och det understryker en stor del av etniska skillnader i diabetes.
Vi kan inte använda genetik i syfte att försöka definiera de historier vi berättar om oss själva.
Vi har forskat på till synes ofarliga egenskaper som blont hår. Det finns ingen mer slående fenotyp. Vissa människor har blont hår och vissa har inte. Och orsaken till blont hår i Melanesia är helt annorlunda än orsaken i Europa - och det är blont hår. Så varför tror du att diabetes, hjärtsjukdomar, alla dessa andra komplexa egenskaper kommer att ha identiska orsaker hos alla människor? Det är inte vettigt.
Det visar sig att den högsta förekomsten av astma [i USA] är hos individer av Puerto Ricansk härkomst, följt av individer med afroamerikansk härkomst, följt av europeisk härkomst. Personerna med den lägsta astmafrekvensen är de av mexikansk härkomst. Du har två av de latinamerikanska populationerna i motsatta ändar av spektrumet.
Varför är det till hjälp för medicin att detaljera dessa genetiska skillnader?
Om sjukdomens genetiska etiologi är annorlunda ger det oss en möjlighet att upptäcka nya läkemedelsmål. Det ger oss ny biologi som sedan kan användas även för dem som inte nödvändigtvis lider av sjukdomen på det sättet. Det är viktigt för drogupptäckten. Om du tänker på det som att leta efter olja, har vi bara letat efter olja i Nordsjön. Det finns massor av andra ställen att söka, och det gynnar alla.
För det andra finner vi att polygena riskpoäng [sjukdomsriskförutsägelser baserade på genetiska tester] för europeiska härkomster inte lätt översätts till andra populationer. Om vi inte har en bred representation inom medicinsk och befolkningsgenetik, riskerar vi att öka hälsoskillnaderna, vilket kommer att bli ett fruktansvärt resultat för precisionsmedicin och precisionshälsa.
Så är du inte besviken över bristen på framsteg när det gäller att inkludera fler populationer i genomisk data?
Jag är faktiskt superglad. Vi har gjort ett bra jobb med att bryta efter narkotikamål i Europa. Island ledde vägen, Storbritannien ledde vägen och nu Finland. Så vi utnyttjar alla dessa resurser – fantastiskt. Men hur är det med Latinamerika? Hur är det med Afrika? Hur är det med Sydasien? Alla dessa platser har massor att bidra med till vår förståelse av hälsa och sjukdom.
Det är både en moralisk skyldighet och en missad vetenskaplig möjlighet om vi inte går till jobbet i dessa befolkningsgrupper.
Många genetiska forskare har länge hävdat att ras inte har någon grund i vetenskapen. Men debatten verkar inte försvinna .
I ett globalt sammanhang finns det ingen modell av tre, eller fem, eller ens 10 mänskliga raser. Det finns ett brett kontinuum av genetisk variation som är strukturerad, och det finns fickor av isolerade populationer. Tre, fem eller 10 mänskliga raser är helt enkelt inte en korrekt modell; det är mycket mer en kontinuummodell.
Människor är en vackert mångfaldig art både fenotypiskt och genetiskt. Detta är mycket klassisk populationsgenetik. Om jag går från Kap Horn hela vägen till toppen av Finland ser varje by ut som byn bredvid, men i ytterligheterna är människor olika.
Men som befolkningsgenetiker?
Jag tycker inte att ras är ett meningsfullt sätt att karakterisera människor.
Men du går en knepig linje, eller hur? Du påpekar vikten av varians mellan olika populationer, men du vill inte förstärka gamla raskategorier.
Vi kan inte använda genetik i syfte att försöka definiera de historier vi berättar om oss själva. Sociala bestämningsfaktorer för hälsa är ofta mycket viktigare än genetiska bestämningsfaktorer för hälsa, men det betyder inte att genetiska bestämningsfaktorer inte är viktiga. Så du måste omfamna komplexiteten och ta reda på hur vi översätter detta till en bred allmänhet.
Jag är faktiskt optimist. Jag tror att världen håller på att bli en mindre rasistisk plats. Om du pratar med nästa generations människor, millennials och neråt, slängs dessa avskyvärda ideologier bort. Det betyder att det ger oss ett utrymme att nu fundera över vilken roll genetik spelar för hälsa och sjukdomar och mänsklig evolution på ett sätt som vi nyktert kan förstå och ta upp viktiga problem.
Vi kan inte tillåta genetik att bli kapad av identitetspolitik. Börjar man tillåta politik och andra intressen att komma in så lerar man bara i vattnet. Du måste låta datan leda. Du måste låta resultaten leda. Och resten kommer att följa.
Databias i DNA-studier
Precisionsmedicin blir mer exakt för vissa men lämnar många andra bakom sig. Och de som lämnas efter är ofta människor med latinamerikanska, afrikanska, indianer och andra anor som är underrepresenterade i genomiska databaser.
Den överlägset största delen av data i genomomfattande associationsstudier, som har varit avgörande för att upptäcka genetiska varianter kopplade till vanliga sjukdomar, kommer från personer med europeisk härkomst. År 2011 nämnde Carlos D. Bustamante och hans kollegor skillnaderna och det resulterande hotet att genommedicin till stor del kommer att gynna ett fåtal privilegierade. Under de följande åren har insamlingen av genomisk data exploderat, men skillnaderna kvarstår. 2016 uppdaterade Alice Popejoy, som var doktorand vid University of Washington och nu är postdoc i Bustamantes labb, resultaten i tidskriften Natur , hitta små framsteg för de flesta befolkningsgrupper.
Ett resultat av denna brist på data är att genetiska tester kan vara mindre relevanta och korrekta för personer från underrepresenterade grupper. Allt populärare genetiska tester för konsumenter kan vara vilseledande eller helt enkelt felaktiga, och medicinska genetiska tester för vissa vanliga sjukdomar är ofta osäkra. På samma sätt, säger Popejoy, är falska positiva och falska negativa i genetiska diagnoser vanligare hos personer med icke-europeisk härkomst, eftersom resultaten tolkas med hjälp av databaser som är ofullständiga eller partiska mot europeiska härkomster.