遺伝子が心臓病について私たちに何を教えてくれるのか

私たちの遺伝子が私たち自身について私たちに何を伝えることができるかを学ぶことに大きな関心があります。標準的な血液検査で検出される前に、高コレステロールの原因となる、または血栓を容易にする不規則な遺伝子（「遺伝子変異」）があるかどうかを知りたくありませんか。あなたが若い頃に将来の心臓発作の危険にさらされているかどうかを知ることは有益ではないでしょう、それであなたはそれを防ぐために治療を開始することができますか？

ゲノムシークエンシングの可能性と、それが個人にとってより効果的な治療を創出するためにどのように使用される可能性があるのか​​、つまりケアを個別化するためにどのように使用される可能性があるかについての大きな興奮があります。すでに、がん医師は、自分の腫瘍から得た遺伝情報を使って、自分が最も効果的な薬だと思うものを選択し始めています。しかし、個別化医療はまだ始まったばかりで、心臓病学ではまだ広く使用されていません。どうして？学習するほど、質問が増えます。

遺伝子が言うべきことを学ぶ

私たちのDNAは非常に複雑です。私たち全員が300万塩基対の遺伝子を持っています。どの遺伝子ペアが異常であるかを知るために、我々は最初に正常な遺伝子がどのように見えるかを学ばなければなりませんでした。幸いなことに、熱心な遺伝学者は強力なコンピュータの助けを借りてDNAをマッピングすることができました。洗練されたマシンはこれらの複雑なコードを非常に速く読むことができます - そして完成までに13年かかったプロセスは今や1日かそこらで完了することができます。

次に、これらの科学者は特定の病気を持つ人々に現れる不規則な遺伝子を探し始めました、それで彼らは突然変異と状態の間の関係を作ることができました。これは、本のページでタイプミスを見つけるのに似ています - 誰もが自分のDNAに複数のタイプミスを持っています。

しかし、つながりが必ずしも直接的ではないことを私たちは学びました。例えば、肥大型心筋症、心筋の肥厚、肥大化、そして最終的には機能不全に至る疾患を引き起こすいくつかの遺伝子変異体を発見しました。私たちは長い間、この遺伝子変異を持っている人すべてがこの病気を発症するわけではないことを知っていました。これは他の遺伝子変異体にも当てはまります。

さらに、最近、科学者たちは肥大型心筋症の遺伝子変異体がいくつかの人種に影響を与えるかもしれないが他の人種には影響しないかもしれないことを発見しました。例えば、遺伝子変異体を持つ白人の人々は病気を発症するかもしれませんが、同じ遺伝子変異体を持つ黒人の人々は発症しないかもしれません。その理由はわかりません。そのため、ある人に遺伝子変異が存在すると、他の人には異なる影響が出る可能性があります。つまり、他の要因が関係している可能性があります。

さらに、家族で発生するため、遺伝的原因があると思われる疾患がたくさんありますが、それらを引き起こす遺伝子変異体を特定することはできませんでした。複数の遺伝子変異体が関与している可能性があります。

進歩して

心臓の観点から、我々はまれな突然変異から最も多くを学びました。これらの発見は、自然がどのようにこれらの問題を解決できるかについてのより良い理解につながりました。私たちがこれらの病気を治療するための新しい薬を開発するためにこの洞察を使うことができるという大きな期待があります。

例えば、遺伝子変異体は、肝臓が血流からコレステロールを除去することができないことに関連しているとして10年前に同定されました。この突然変異を持つ人は非常に高い血中コレステロール値を持っています。この発見は、突然変異を持つ患者がコレステロールを代謝するのを助ける、PCSK9阻害剤と呼ばれる新しいクラスのコレステロール薬を作成するために使用されました。

この薬は、PCSK9と呼ばれるタンパク質が肝臓の正常なコレステロールクリアランス機構を妨害するのを防ぎます。 PCSK9経路の発見から患者に使用できる薬の製造までに10年もかかりませんでした。遺伝暗号の知識がなければこれは不可能だったでしょう。

遺伝学的研究により、肥大型心筋症の治療法の発見にも近づいています。遺伝子変異体が存在する場所を標的とするために小分子を使用する革新的な治療法が開発された。この病気にかかりやすい猫にこの薬剤を投与すると、心臓が大きくなる可能性が高くなります。

次のステップは、病気の危険にさらされている人間に対して処方をテストすることです。治療が有効であれば、それは肥大型心筋症を予防する上で画期的なことになります。彼らは遺伝子変異を持っているため、この病気を発症する可能性が高い人のために現在利用可能な治療法はありません。このような開発は患者ケアへの私たちのアプローチを反応性から予防的に変えるので非常にエキサイティングです。

わからないこと

私たちが遺伝子突然変異と病気の関係を理解するのに近づくにつれて、3番目の要因が問題を複雑にします - 私たちの遺伝子が環境と私たちの日常生活とどのように相互作用するか。この知識を集めることは臨床研究への体系的なアプローチと答えを得るために何十年もかかります。

しかし、最終的には、喫煙、汚染された空気を吸う、または貧弱な食事を食べる人などが心臓病を発症する一方で、そうでない人など、いくつかの基本的な質問の理解に役立つことを願います。幸いなことに、最近の研究では、定期的な運動や健康的な食生活などの健康習慣が、遺伝子変異によって「受け継がれる」心血管疾患を発症するリスクを克服する可能性があることも示唆されています。

空白を埋める

DNAパズルには欠けているものがたくさんあります。幸いなことに、ゲノムデータを収集し分析するためのいくつかの大きな努力が進行中です。最終的な目標は、特定の病気を呈する患者を治療するために必要な知識を医師に提供することです。

1つの取り組みは、Precision Medicine Initiative、または「All of Us」と呼ばれるものです。それは遺伝子、環境、そしてライフスタイルの個人差を識別することを目的としたユニークなプロジェクトです。このプロジェクトには、生物学的サンプル、遺伝子データ、食事や生活習慣に関する情報を電子カルテを通じて研究者と共有することに同意する100万人以上の参加者が全国的に参加する予定です。このプログラムを通して集められた情報が多くの病気のためにより正確な治療をもたらすことが望まれます。

より安いテスト

DNAシークエンシングのコストは、数千ドルから数百ドルに低下し、さらに減少し続けています。より安い価格で一般の人がDNA検査を利用できるようになると、すでにDNA検査を使用して祖先を発見することができるのと同様に、家族が遺伝病のリスクを特定できるようになる消費者向けマーケティングが増えます。私たちは、疾病リスクに関する情報を入手することが人々の健康と幸福にどのように影響を与えるかという意味を今も学んでいます。

医学界では、他の種類の検査では得られない情報を得るためにDNA検査をどのように使用するかを考えています。情報を取得したら、それをどうするかを知る必要があります。良い例は家族性高コレステロール血症です。 DNA検査では、3％の人々が危険なほどに高い血中コレステロール値を引き起こすこの状態のリスクが高いことが明らかになっています。そう：

• 誰もがこの3パーセントを見つけるためにテストされるべきですか？
• これは標準的な血中コレステロール検査を使用して慎重な家族歴をとるよりも優れていますか？
• もしDNA検査であなたが5％高いリスクを持っていると診断したらどうでしょうか？
• この増加したリスクはあなたが治療されるべきであるほど十分に高いですか？

私達が私達の治療アプローチを正当化するためにDNA検査を使用することができる前にこれらのような質問は答えられる必要があります。

前進する

表面に傷がつき始めたばかりですが、心臓病専門医が心不全などの特定の種類の心疾患を持つ患者とその家族を評価する方法が、遺伝学によって最終的に変わることが予想されます。大人5人に1人が心不全を発症します。そして、この病気は4人に1人の心不全患者の子供に影響を与えます。心不全を発症する前に、これらの人々を特定したいです。

ありがたいことに、知識と技術における多くのエキサイティングな新しい開発は私達がこの非常に複雑なパズルに取り組むことを可能にしています。遺伝子検査の可能性を特定することは困難な作業ですが、刺激的な作業です。誰もが進歩を見るのを楽しみにしています。

Dr. Tangは、米国のNews&World Reportでランク付けされた、米国で第1位の心臓病学および心臓外科プログラムである、クリーブランドクリニックの心臓血管研究センターの心臓専門医です。また、臨床ゲノミクスセンターのディレクターも務めています。