text

Анализ ДНК в частной медицине

  • 15 мая 2018
  • 156
Врач-иммунолог, кандидат медицинских наук
Руководитель лаборатории генетических исследований «Basis Genotech Group»

После того, как в 2003 году завершился проект по расшифровке генома человека, генетика с каждым годом всё прочней входит в повседневную жизнь, а ДНК-тест становится привычным и необходимым в инструментарии любого врача. Изначально генетическая экспертиза использовалась в основном для подтверждения наследственной природы патологий – при направлении на анализ ДНК рассматривался генотип в конкретном гене, отвечающем за конкретное заболевание. С развитием 4П-медицины, ориентированной на профилактику заболеваний, меняются и цели использования генетического теста.

Генетическая экспертиза на службе 4П-медицины

4П-медицина – своеобразная идеология, выраженная в четырех основополагающих принципах: персонализация, предикция, превентивность и партисипативность. Такая концепция здравоохранения ориентирована прежде всего на индивидуальный подход к пациенту: первая “П” означает персонализацию. Второй принцип – предикция – тесно связан с применением генетической экспертизы. Вместо того, чтобы бороться с уже выявленными заболеваниями, врач может составить своеобразный прогноз здоровья и определить наиболее вероятные болезни, которые могут возникнуть у пациента даже в отдаленной перспективе. Факторы риска можно выявить именно на основе анализа ДНК. Генетический паспорт пациента позволяет предотвращать развитие заболеваний задолго до того, как проявляются их симптомы (третья “П”, превентивность). Заключительный принцип новой концепции здравоохранения – партисипативность, что означает вовлечение пациента в процесс лечения и осознание им ответственности за свое здоровье.

ВАЖНО!
4П-медицина нацелена прежде всего на долгосрочное сотрудничество врача и пациента. ДНК остается неизменной на протяжении всей жизни, поэтому данные, которые содержатся в генетическом паспорте, никогда не устареют. Генетическая экспертиза, проведенная единожды, позволит врачу составить программу превентивного лечения на долгие годы вперед, в том числе ориентированную и на замедление процессов старения, которые у каждого пациента протекают по-своему, в соответствии с его наследственной предрасположенностью.

Нацеленность на долгосрочное сотрудничество с пациентом, возможность предотвращать болезни вместо того, чтобы лечить их после возникновения, – именно по этим причинам идеология 4П-медицины становится всё более популярной в последнее время. Генетическая экспертиза как неотъемлемая часть концепции предиктивной и превентивной медицины тоже привлекает всё больше интереса медицинского сообщества. Частные клиники обращают внимание на преимущества генетической экспертизы, поскольку она может использоваться не только для подтверждения уже поставленного диагноза, но и как инструмент профилактики.

Методология проведения анализа ДНК

Для самого пациента проведение анализа ДНК не сопряжено ни с какими сложностями. В большинстве случаев забор материала происходит неинвазивными способами – в частности, с помощью буккального смыва (забор образца эпителия с внутренней стороны щеки). Материалом также может послужить слюна или кровь –  ДНК выделяется почти из любого типа тканей и клеток. Методов проведения такого анализа существует несколько, наиболее распространенные из них на данный момент –  ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ) и секвенирование.

Суть метода ПЦР состоит в анализе и количественной оценке накопления продуктов полимеразной цепной реакции. Такой метод – относительно недорогой и довольно точный. Секвенирование является более дорогим способом, но при этом он позволяет проанализировать большее количество участков ДНК.

Секвенирование – sequencing – обобщенное название методов, которые позволяют установить последовательность аминокислот в белках и нуклеотидов в нуклеиновых кислотах. Информация о том, как и в какой последовательности синтезировать белок, содержится только на определённом участке нуклеиновой кислоты (ДНК), этот участок называется «ген». До сих пор человечество не умеет читать всю ДНК или все гены подряд. Поэтому сначала накапливается много мелких участков гена, а затем определяется последовательность нуклеотидов в гене. Для клонирования существует специальная реакция – полимеразная цепная реакция (ПЦР). Поэтому, чтобы сделать секвенирование, необходимо сначала провести ПЦР анализ.

Сейчас разработано несколько способов секвенирования ДНК. Самый известный и надежный из них — секвенирование по Сэнгеру. Этот метод известен с 1977 года и именно этим методом был прочитан геном человека, на это потребовалось 13 лет и порядка 3 миллиардов долларов. Но, с развитием самой молекулярной биологии и смежных областей (химия, физика и информатика) были разработаны методы секвенирования нового поколения (next-generation sequencing – NGS), отличающиеся более высокой производительностью. Однако метод Сэнгера до сих пор считается «зотолым стандартом» и широко применяется научно-исследовательских работах.

Метод секвенирования потребовал серьёзной обработки огромного потока специфической информации. Появилась новая профессия – Биоинформатик. Во всем мире на сегодняшний день наблюдается дефицит данных специалистов. Кроме того, данная технология довольно дорогостоящая и не везде доступна. К примеру, самый современный прибор, который был поставлен в конце 2017 года в Академгородок Новосибирска стоит 60 миллионов рублей.

Генетический анализ происходит в несколько этапов – прежде всего необходимо выделить ДНК, разрушив клеточную стенку с помощью специальных реагентов, а уже затем приступить к анализу ДНК по заданным параметрам. Конечно же, вне зависимости от выбранного метода анализ должен проводиться в специально оборудованной лаборатории.

Требования к помещению для проведения анализа ДНК

Все требования к проведению процедуры анализа ДНК четко регламентированы – они касаются и помещения, в котором происходит анализ, и оборудования, с помощью которого анализ проводится. Например, вот часть требований, предъявляемых к помещению лаборатории ПЦР:

  • Помещения должны быть зонированы: для разных этапов полимеразной цепной реакции нужны разные помещения;
  • Каждое из помещений должно быть разделено на так называемый “тамбур”, и основное помещение, “боксированное” (“бокс”);
  • Проходя через тамбур, персонал надевает спецодежду и только после этого может пройти в помещение, где непосредственно происходит один из этапов тестирования;
  • В первом боксе происходит выделение ДНК и РНК из материала. Второй бокс предназначен для приготовления реакционных смесей. В третьем боксе выделенные ДНК и РНК помещаются в подготовленные реакционные смеси. Наконец, самый важный бокс – амплификационная, в которой непосредственно проходит ПЦР и сбор результатов;
  • Биоматериал и обработанные образцы передаются из одного бокса в другой через специальные передаточные окна. Сотрудники не перемещаются между помещениями, так как могут занести ампликоны (продукты накопления ПЦР) из амплификационной в другие помещения;
  • Все окна, соединяющие отделения, автономизированы – это означает, что одна створка не откроется, пока открыта другая;
  • Особые требования предъявляются и к системе вентиляции. Так, везде должен обеспечиваться как минимум пятикратный воздухообмен. Вентиляция в амплификационной - “сердце” лаборатории - должна иметь собственный контур. Важно, чтобы воздух попадал только внутрь амплификационной, но никак не наружу.

Оборудование, необходимое для генетической диагностики

Список оборудования, необходимый для генетической диагностики, довольно обширный. В частности, все зоны должны быть оснащены специальными боксами биологической защиты с ламинарным током воздуха. Воздух должен проходить обязательную фильтрацию, чтобы исключить любое загрязнение рабочего пространства.

Также в каждом из боксов должны быть:

  • ультрацентрифуга (со скоростью откручивания 10-20000 оборотов в минуту);
  • шейкеры и вортексы (устройства для перемешивания);
  • термостаты;
  • автоматические дозаторы - отдельные для реагентов и биообразцов - и т.д.

Основное оборудование в лаборатории ПЦР для проведения генетической диагностики – амплификатор с детектором в режиме реального времени (RT), оснащенный специальным программным обеспечением. Амплификатор умеет нагревать и охлаждать температуру достаточно быстро и точно, а также считывать с каждой пробирки свечение (флюоресценцию).

Собственная лаборатория или работа с подрядчиком

Как можно понять, для ДНК-лаборатории и проведении генетической диагностики одинаково важно как оборудование (довольно дорогостоящее и сложное), так и заранее спланированная система вентиляции и выделенные рабочие зоны. Это делает постановку собственной лаборатории в частную клинику трудозатратной и дорогой задачей. Кроме того, важно нанять сотрудников с достаточной квалификацией для работы с лабораторным оборудованием и иметь лицензию на медицинскую деятельность с указанием доврачебной и врачебной видов помощи по клинической лабораторной диагностике и лабораторной генетике.

По всем перечисленным выше причинам частным клиникам проще не оборудовать собственную лабораторию, а привлекать лаборатории-подрядчиков на аутсорсинге. Многие лаборатории нацелены именно на подобное сотрудничество и имеют готовые решения для клиник – например, комплексные генетические панели, предназначенные для определения предрасположенности к возрастным заболеваниям, в которых рассматривается наследственная предрасположенность к возникновению болезней в отдаленном будущем. Из узкоспециализированных решений можно отметить и генетические панели по особенностям кожи, предназначенные для косметологов, нутригенетические панели для коррекции веса пациентов.

Сотрудничество с лабораторией-подрядчиком очень удобно для клиники, поскольку лаборатория берет на себя ответственность за все этапы тестирования. Лаборатория обеспечивает клинику наборами для взятия ДНК (методом буккального смыва), а после проведения тестирования его результаты передаются врачу в удобном отчете: вся информация сгруппирована по соответствующим группам генов, врачу даны предварительные рекомендации по использованию данных на практике.

Итак, в ситуации всё возрастающего интереса к ДНК-тестированию частным клиникам вовсе не обязательно строить собственную лабораторию для генетической диагностики. Для того, чтобы идти в ногу со временем и работать в рамках концепции 4П-медицины, достаточно найти надежную лабораторию-подрядчика, которая обеспечит ваших врачей и пациентов всей необходимой информацией.

Мы в соцсетях
Сайт использует файлы cookie. Они позволяют узнавать вас и получать информацию о вашем пользовательском опыте. Это нужно, чтобы улучшать сайт. Посещая страницы сайта и предоставляя свои данные, вы позволяете нам предоставлять их сторонним партнерам. Если согласны, продолжайте пользоваться сайтом. Если нет – установите специальные настройки в браузере или обратитесь в техподдержку.