211service.com
UK Biobank supercharger medicin med gendata på 500 000 britter
En databas med DNA- och hälsomätningar ger nya ledtrådar till allt från vem som får diabetes till vem som gillar en pint öl. 15 november 2017
Det efterlängtade släppet av genetiska och hälsodata om 500 000 britter förra sommaren av ett offentligt konsortium i Storbritannien genererar en chockvåg av genetiska upptäckter som kan påskynda utvecklingen av nya läkemedel och tester, säger forskare.
Uppgifterna från Storbritanniens biobank drabbades i juli, efter att forskare med ansvar för 406 olika projekt hade chansen att ladda ner flera terabyte med data, inklusive DNA-data och information om allt från vem som har diabetes till om folk gillar kaffe eller te.
Vad är sambandet mellan gener och kost? Eller mellan DNA och schizofreni? Med 2 500 olika fenotyper – eller egenskaper – uppmätta hos de brittiska frivilliga, på basis av invägningar, undersökningar och nationella sjukhusregister, är denna datadump den största i sitt slag och den bästa chansen hittills att ta reda på det.
För bara några år sedan skulle det ha gjort en hel karriär att koppla en gen till en mänsklig sjukdom, och det kan ha tagit lika lång tid. Forskare var tvungna att mödosamt samla in patienter och begära deras DNA, och de bevakade ofta data som guldet i Fort Knox.
Det som växer fram nu är ett globalt datautbyte där information om människans tillstånd delas, lagras i molnet och studeras med snabbväxande datorverktyg. Det är en havsförändring när det gäller datatillgänglighet och den öppna vetenskapsrörelsen, säger Benjamin Neale, en genetiker vid Broad Institute i Cambridge, Massachusetts. Jag tror att det sätter press på andra att följa efter. Det finns en psykologisk förändring här som är viktig.
Många privata och offentliga genbanker finns redan. Det finns Amgen-ägda DeCode Genetics, som började bryta islänningarnas gener 1996. I Kalifornien har 23andMe genetiska data om mer än två miljoner kunder av sina tester direkt till konsument – och har sålt tillgång till läkemedelsföretag för miljoner .
Den brittiska biobanken är annorlunda, delvis för att den i princip är gratis och hanteras som en offentlig resurs. I juli fick forskare nycklar för att låsa upp data samtidigt. Detta jämnar absolut spelplanen, säger Matthew Nelson, chef för genetik på läkemedelsjätten GlaxoSmithKline. Istället för att spendera tiotals eller hundratals miljoner för att bygga en biobank, betalar vi en tillgångsavgift på 2 500 USD.
Vetenskapsstök
Datautdelningen i juli var resultatet av en plan som utarbetades för nästan två decennier sedan av brittiska vetenskapliga och medicinska ledare som till slut vann 250 miljoner dollar i investeringar av den brittiska regeringen och stora välgörenhetsorganisationer. Under en rekryteringskampanj från 2006 till 2010 svarade en halv miljon medelålders britter på uppmaningen att donera sin genetiska och hälsoinformation (se The U.K.’s Biobank Gets Intimate).
Sammanlagt registrerade sig en av 125 personer i landet. Jag känner massor av människor som är i det – grannar på min gata, kollegor, säger Cathie Sudlow, neurologen som är Storbritanniens biobanks chefsforskare.
Alla frivilliga fick sina gener analyserade på ett DNA-chip. Det är en billig analys som kostar cirka 50 USD och upptäcker cirka 835 000 platser där generna de ärvt skiljer sig från en annan persons. Se det som en grovt pixlad kopia av en persons fullständiga genom.
Ett prov analyseras vid UK Biobank. Databasen länkar gendata till information om 2 500 egenskaper.
Även ett genom med låg upplösning är mycket användbart. På mindre än två dagars datortid, säger Neale, kunde statistiken i hans labb bestämma i vilken utsträckning mänsklig längd, diabetes, till och med hur mycket sprit någon dricker kunde förklaras med hjälp av brittisk DNA-data. Även om någon tittar mycket eller lite på tv är åtminstone lite ärftligt, säger han.
Det finns ingen gen som får dig att gilla TV, och ingen enkel höjdgen. Istället formas de vanligaste mänskliga egenskaperna av en snöstorm av små bidrag från hela det mänskliga genomet på sex miljarder bokstäver. Det är de signaler som genetiker använder data från Storbritannien för att leta efter.
Relaterad berättelse
Relaterad berättelse Startupen för genetisk testning av konsumenter har samlat en av världens största databaser med DNA. Nu sållas det efter ledtrådar till nya droger.Till exempel, i oktober, biologer vid King's College, London, galade att de hade genomfört den största genetiska studien av ångest hittills. De hade jämfört DNA från UK Biobank-volontärer med deras svar på enkätfrågor om saker som hur oroliga och rädda de kände sig. De hittade fyra nya träffar på två kromosomer.
Sådana träffar registreras som skarpa toppar på diagram som forskare kallar Manhattan-plottar. Tills nyligen var några av dessa genetiska skylines inte alltför detaljerade. För schizofreni, till exempel, har träffar varit svåra att få tag på, och sjukdomen förblir till största delen oförklarlig. Men med fler människors DNA att studera, börjar intrigen att strula. Vem som helst kan slå upp resultaten med hjälp av nyskapade onlinetjänster, som Global Biobank Engine satt upp av Stanford University.
Nya droger
På GSK, det brittiska läkemedelsföretaget, används U.K.-data för omvända sökningar. Det vill säga, istället för att försöka hitta varje gen som är involverad i en sjukdom, säger Nelson, företagets genetiska chef, att hans team vill spåra alla hälsoeffekter av att blockera eller förstärka en enskild gen, som de kan göra med ett läkemedel.
Och det visar sig att journaler över personer med naturliga mutationer i en given gen ger ledtrådar. Hade de diabetes mer sällan? Fler hjärtinfarkter? Det är som att se vad en drog gör innan någon ens sväljer den. Det kommer att bli det huvudsakliga användningsfallet för biobanken för läkemedelsföretag, säger Nelson.
Trots att GSK sålde piller till ett värde av 30 miljarder dollar per år hade GSK aldrig resurserna att bygga en egen privat databank, säger Nelson. Men sedan i somras, säger GSK, är det plötsligt i nivå med konkurrenterna som gjorde det. Efter DeCode, det isländska företaget, rapporterade en viktig upptäckt kopplad till astma i mars säger Nelson att hans team senare kunde upprepa resultatet på några timmar.
Hälsoförutsägelser
Offentliga gendata förväntas spridas ytterligare. I Kina är Kadoorie Biobank har rekryterat en halv miljon vuxna från 10 regioner i landet och frågat dem om tedrickande, exponering för föroreningar, sömn och alkohol. I USA finns det Million Veteran Program som drivs av Department of Veterans Affairs samt Obama-erans initiativ för precisionsmedicin, nu kallat Alla vi .
Vissa nystartade entreprenörer säger att DNA-fynden också kommer att öka antalet och kvaliteten på DNA-tester direkt till konsument. Sådana tester, som ofta försöker använda DNA för att berätta för människor om deras diet eller kondition, har kritiserats av vissa läkare som medicinskt tvivelaktiga gissningar.
Men med en halv miljon nya ämnen att studera kommer DNA-förutsägelser om människors hälsorisker att bli mer exakta. Vi försöker rasande få tillgång till den datan så snabbt vi kan, säger Chris Glode, VD för HumanCode, ett företag som utvecklar DNA-underhållningstester, inklusive ett som heter BabyGlimpse som berättar för två personer, utifrån deras DNA, vad deras barn skulle se ut. Anledningen till att det är så varmt just nu är att det är den första allmänt tillgängliga informationen för träningsmodeller. Det är något vi kan kasta datorer, hypoteser mot för att se vad vi kan hitta på.
Sudlow, biobankens vetenskapschef, säger att hon inte tror att projektets data kommer att kunna berätta för läkare vem som kommer att bli sjuk, med vad och när. De flesta sjukdomar är inte förutsägbara från enbart DNA. Jag tror att vi är väldigt långt ifrån det, säger hon. Jag tror att rollen är att upptäcka sjukdomsmekanismer, snarare än att räkna ut vilka individer som kommer att utveckla vilken sjukdom.
Datasläppet i juli är inte kulmen på projektet. Faktum är att datainsamlingen upphör först när den sista volontären har fallit under för demens, cancer eller annan dödsorsak. Jag tror att våra barn kommer att svara på de mest intressanta frågorna, säger hon.