بررسی ژنوم بیماران و تجویز داروهای اختصاصی برای پزشکی دقیق

در حالی که دائم درمان های معجزه آسای تازه و روش های نوینی برای درمان بیماری ها معرفی می شوند، بسیاری از داروسازان و پزشکان می دانند که این همه تلاش، درد بخش بزرگی از بیماران را دوا نخواهد کرد. به عنوان مثال داروهایی که برای بهبود افسردگی، آسم یا دیابت تجویز می شوند در 30 تا 40 درصد از بیماران بی تاثیر می باشند. زمانی که به سراغ بیماری های صعب العلاج مانند آتریت (التهاب مفاصل)، آلزایمر و سرطان می رویم، اوضاع به مراتب بدتر است و درصد بیمارانی که داروها را بی نتیجه مصرف می کنند به 50 تا 75 درصد می رسد.

شیوه مرسوم این صنعت برای تخمین تاثیرگذاری دارو و کسب اجازه ورود آن به بازار، تشکیل گروه های بیمارانی است که علائم مشابهی را از خود نشان می دهند. اگر با مصرف داروی جدید علائم بیماری در درصد قابل توجهی از این داوطلبان بهبود پیدا کند، دارو تایید و وارد بازار خواهد شد. مصرف این داروی معجزه آسا همانطور که انتظار داریم در بخشی از بیماران بی فایده خواهد بود و آنها هم مانند داوطلبانی که آزمون های بالینی را بی نتیجه پشت سر گذاشته اند، نادیده گرفته خواهند شد.

سیستم «درمانی برای همه» که به کشف و خلق موثرترین داروها در قرن بیستم منجر شد، امروزه بی تاثیر، تاریخ گذشته و حتی خطرناک به نظر می رسد. پیش از این، داروها برای اثرگذاری روی جمعیت انسانی مورد آزمون قرار می گرفتند و این در حالی است که هر یک از ما – حتی در بیماری و نوع پاسخ به داروهای نسخه شده – یگانه هستیم. از سوی دیگر نه تنها بسیاری از داروها روی جمعیت بزرگی از انسان ها بی اثر هستند، تعدادی از آنها می توانند عوارض جانبی مرگباری را در گروهی از مصرف کنندگان ایجاد کنند.

خوشبختانه صنعت دارو رویکرد کاملاً متفاوتی را نسبت به درمان در پیش گرفته است. همانطور که متخصصان ژنتیک بیش از پیش در مورد تفاوت های ژنتیکی افراد تجربه کسب می کنند، داروسازان هم تلاش می کنند به جای درمان های کلی برای عموم افراد جامعه، درمانی اختصاصی برای هر فرد بیابند. در این مقاله شما می توانید با آخرین تحقیقات صنعت دارو آشنا شوید.

کاملاً شخصی

پزشکی شخصی شده که گاهی «پزشکی دقیق» هم خوانده می شود، از اطلاعات ژنتیکی فرد و داده های سلامت او در سطح مولکولی استفاده می کند تا بهترین درمان را به فرد و افرادی که با او مشابهت ژنتیکی دارند، پیشنهاد بدهد.

ما همیشه به ژنوم انسانی مانند ساختاری نگاه کرده ایم که تعیین کننده قد، رنگ چشم و ابتلا یا مبتلا نشدن به بیماری های ژنتیکی است، اما امروزه می دانیم که این ترکیب ژنی در طول زمان می تواند سلامتی ما را هم به شیوه های بسیار گوناگونی تحت تاثیر قرار بدهد. این ژن های ما هستند که می توانند با افزایش سن و ورود به دوره سالمندی، شانس ابتلا به بیماری خاصی را افزایش بدهند، روند سوخت و ساز را در بدن ما عوض کنند یا باعث شوند که بدن هر یک از ما به داروهای گوناگون واکنش های متفاوتی نشان دهد. با توجه به دانش امروز ما، بکارگیری ژنتیک فرد در تولید داروها بدیهی به نظر می رسد، اما واقعیت آن است که تنها یک دهه از تلاش محققان برای تولید داروهای اختصاصی می گذرد و آن را کاملاً مدیون گسترش فناوری توالی یابی DNA هستیم.

اولین رمزگشایی از ژنوم انسانی که در سال 2003 محقق شد، محصول بیش از یک دهه همکاری های بین المللی و هزینه ای حدود سه میلیارد دلار بود. تنها پس از گذشت 15 سال، توالی یابی DNA هر فرد حدود یک ساعت زمان می برد و هزینه ای کمتر از هزار دلار به همراه خواهد داشت. توسعه سریع این فناوری راه را برای پزشکان و داروسازان بسیار هموارتر از پیش کرده است.

به نظر می رسد در میان رشته های گوناگون علم پزشکی، آنکولوژی (سرطان شناسی) بیشتر از دیگر شاخه های این علم از پزشکی دقیق بهره ببرد. به عنوان مثال می توان به درمان های موفقیت آمیزی اشاره کرد که محققان این رشته برای مبارزه با سرطان ریه ارائه کرده اند.

مبارزه با سرطان

یکی از معماهایی که پزشکان آنکولوژیست تا اوایل قرن بیست و یکم با آن درگیر بودند، درصد اندکی از مبتلایان به سرطان ریه بود که به داروی TKI (مهارکننده های تیروزین کیناز) پاسخ مثبت نشان می دادند. این داروی شناخته شده که رشد و گسترش تومورهای ریه را متوقف می کند، تنها روی 10 درصد از بیماران اثر می گذارد. توالی یابی DNA طی سال های بعد و رمزگشایی از ساختار ژنتیکی تومورها نشان داد TKI در حقیقت تنها آن دسته از سلول های سرطانی را هدف می گیرد که دچار جهش خاصی در ژن EGFR شده باشند. این جهش که باعث تکثیر غیر قابل کنترل سلول ها می شود، بوسیله TKI مهار می شود و تومور شروع به کوچک شدن می کند. این دارو نمی تواند سلول های سرطانی ای را که منشاء ژنتیکی متفاوتی دارند، هدف قرار دهد و به بهبودی مبتلایان کمک کند، اما در آنها هم عوارض جانبی آزار دهنده خود را از دست نخواهد داد.

راهنمایی: توالی یابی ژنوم به معنی خواندن تمامی توالی های تشکیل دهنده ژنوم انسان یا جانداران است. در این روش در نهایت به رشته بسیار بلندی از حروف T – G – A و C (هر یک از این حروف نماینده یک باز نوکلئیک است. این بازها به ترتیب آدنین، گوانین، تیمین و سیتوزین نام دارند) دست پیدا خواهیم کرد که تعداد جفت ها از حروف تشکیل دهنده آن در انسان بیش از سه میلیارد است. عملکرد بخش بزرگی از ژنوم انسانی هنوز برای ما شناخته شده نیست، به همین دلیل بیشتر اوقات توالی یابی ژنوم انسانی برای بررسی توالی های شناخته شده انجام می شود. برای آغاز توالی یابی باید DNA از سلول استخراج و خالص سازی شود. محققان می توانند از ترکیبات شیمیایی متعددی برای بهتر شدن وضعیت قطعات DNA استفاده کنند. در مرحله بعد توالی بلند DNA خالص سازی شده به قطعات بسیاری شکسته می شود. این قطعات بر اساس اندازه خود به کمک جریان الکتریکی جداسازی می شوند. طی سال ها بررسی این توالی ها به دست انسان و به صورت چشمی انجام می شد که مدت ها به طول می انجامید. در حال حاضر فناوری به کمک محققان آمده است و در کوتاه ترین زمان ممکن، بلندترین توالی ها را بررسی می کند.

پزشکی دقیق نه تنها باعث شد ژن های متفاوتی که به ظهور سرطان ریه در افراد گوناگون منجر می شوند، شناخته شوند، بلکه سراسر فرآیند تشخیص این سرطان را متحول کرد. امروزه دیگر سرطان ها با منطقه ای که آن را هدف گرفته اند یا شکل سلولی ای که زیر میکروسکوپ دارند، طبقه بندی نمی شوند. پزشکان آنکولوژیست آنها را بر اساس ژنی که جهش در آن انجام شده است، طبقه بندی می کنند و درمان را بر این مبنا بر می گزینند. این روش مزیت بزرگی دارد. اگر در طول درمان جهش ژنتیکی تازه ای رخ بدهد و داروی مورد استفاده برای بیمار بی اثر شود، می توان با بررسی جهشی جدید، دارو و شیوه درمان را عوض کرد و باز هم جلوی گسترش تومور را گرفت.

شیوه های پیچیده تر و شخصی سازی شده دیگری هم برای درمان انواع سرطان ها در راه هستند که از میان آنها می توان به ایمونوتراپی اشاره کرد. در این روش سلول های ایمنی بیمار برای مبارزه با سلول های سرطانی باز برنامه ریزی و به بدن او تزریق می شوند؛ به عبارت دیگر بخشی از لنفوسیت های تی (T) از بدن بیمار استخراج می شود و پس از دستکاری ژنتیکی در آزمایشگاه، آماده می شوند تا نشانگرهای مولکولی خاصی را هدف قرار دهند که در سلول های سرطانی موجود در بدن او جا خوشی کرده اند. این لنفوسیت های تی که بوسیله مهندسی ژنتیک حاوی یک گیرنده آنتی ژن کایمریک شده اند و به اختصار، «CAR» نامیده می شوند، به بدن بیمار بازگردانده می شوند تا مهار سلول های سرطانی را آغاز کنند. نتایج با ارزشی که در آزمون های بالینی حاصل شده، باعث شد سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) در مرداد ماه امسال این روش را تایید کند.

پزشکی دقیق می تواند نقش بسزایی در کاهش عوارض جانبی مصرف داروها هم داشته باشد. در نگاه اول به نظر می رسد تعداد افرادی که از مصرف داروهای تجویز شده آسیب جدی می بینند، به قدری کم است که نیازی به این کار نیست؛ اما آمار و ارقام نگران کننده است. عوارض جانبی جدی ناشی از مصرف داروها چهارمین عاملی مرگ و میر در آمریکای شمالی است و حدود هفت درصد از علل مراجعات به بیمارستان ها را شامل می شود. این مشکل هم مجدداً به شیوه «درمانی برای همه» بر می گردد که نیازها و شرایط فردی بیماران را کاملاً نادیده گرفته است.

یک آزمون ژنتیکی ساده می تواند ژن هایی کلیدی ای را که به حساسیت شَدید فرد به یک دارو منجر می شوند، نشانه گذاری کند یا به پزشکان نشان دهد که بدن او با سرعت قابل توجهی داروها را متابولیزه کرده است و نیاز به دوز بالاتری از آنها دارد. زمان می برد تا این شیوه که «فارماکوژنومیک» یا «داروژن شناسی» نام دارد در بیمارستان ها و داروخانه ها بکار گرفته شود، با این حال پزشکان و داروسازان می توانند با تکیه بر داده های نرم افزارهایی که در دست توسعه است، نوع و دوز داروها را بر اساس پروفایل ژنتیکی بیماران تعیین کنند. شاید روزی برسد که داروسازان پیش از تحویل نسخه به هر بیمار، ژنوم او را در داروخانه چک کنند و پس از اطمینان از انتخاب اثربخش ترین داروها با بهترین دوز و کمترین عوارض جانبی نسخه را در اختیار او قرار بدهند.

مبتنی بر داده

پزشکی دقیق از داده های ژنتیکی استفاده نمی کند. این شیوه تازه می تواند در طول زمان از نسل ها و تفسیر داده های متعددی که در سطح مولکولی و با دقتی غیر قابل تصور از بدن فرد جمع آوری شده اند، بهره ببرد. پیتر کولیس، زیست شیمیدان دانشگاه بریتیش کلمبیا (کانادا) و نویسنده کتاب های متعددی درباره پزشکی دقیق می گوید: «امروزه فناوری ای را در اختیار داریم که می تواند به ما درباره ژنوم انسان ها، سطوح پروتئینی آنها (پروفایل پروتئومیک)، داده های سوخت و ساز و فلور میکروبی بدن هر فرد اطلاعاتی با ارزش بدهد و در عین حال در دسترس همگان باشد. تحلیل و تجزیه ژن ها مفید است؛ با این حال آنها در طول زمان تغییر نمی کنند و به کمک آنها نمی توان فهمید که فرد درگیر بیماری خاصی شده است یا درمانی که دارد انجام می دهد، واقعاً موثر است. در حقیقت این پروتئین ها و متابولیت های موجود در خون او هستند که به ما تصویری زنده از آنچه دارد در بدن فرد اتفاق می افتد، می دهند.»

محققان به کمک یک آزمایش خون ساده و بررسی نشانگرهای زیستی می توانند مدت ها پیش از آنکه علائم بالینی بیماری های گوناگون خود را نشان بدهند، اولین نشانه های شیمیایی تغییرات آتی را مشاهده کنند. به عنوان مثال سرطان پانکراس را در نظر بگیرید که تا وارد پیشرفته ترین مراحل نشود، علائم خاصی از خود نشان نخواهد داد. این در حالی است که به احتمال زیاد سلول های سرطانی آن چیزی حدود 15 سال پیش رشد و تکثیر خود را آغاز کرده اند و نشانگرهای مولکولی ای را وارد خون کرده اند که به سادگی با یک بررسی در سطح مولکولی قابل ردیابی بوده اند.

کولیس معتقد است مجموعه ای از قدرت محاسباتی قوی، بانک گسترده ای از ژنوم انسانی و داده های زیست پزشکی در کنار مهندسان ژنتیک کار کشته ای که به خدمت سیستم سلامت در خواهند آمد، می تواند شیوه مبتنی بر درمان پس از بیماری این سیستم را به روش پیشگیری و درمان پیش از گسترش جدی بیماری ها تبدیل کند.

الاین ماردیس، استاد ژنومیک و کارشناس پزشکی دقیق در بیمارستان ملی کودکان اوهایو، این شیوه را «پیشگیری دقیق» می نامد. او می گوید: «شیوه ای که منتظر گسترش آن هستیم، چیزی فراتر از شناسایی و ردیابی ژنتیکی افرادی است که در معرض ابتلا به بیماری خاصی قرار دارند. ما می توانیم در پیشگیری دقیق با افرادی برخورد کنیم که DNA آنها قادر به ترمیم خود نیست یا دچار اختلالاتی هستند که شانس جهش در ژنوم آنها را بالاتر می برد و می تواند به ظهور چندین شکل مختلف از سرطان در بدن فرد منجر شود. کاری که می توانیم برای آنها انجام دهیم، درمانی است که سرطان را هنگام شکل گیری آن سرکوب می کند. از سوی دیگر محققان دارند تلاش می کنند چیزی شبیه به واکسیناسیون علیه انواع سرطان ها را به جامعه عرضه کنند. در حال حاضر تلاش ها بیشتر روی سرطان کلیه، دهان و رحم متمرکز شده است. این نهایت چیزی است که از آنکولوژی دقیق انتظار داریم.»

فراتر از سرطان

پزشکی دقیق تلاش خود را برای اثرگذاری روی دیگر بیماری ها هم آغاز کرده است. سال گذشته محققانی از موسسه ولکام تراست سانگر نشان دادند بدخیم ترین نوع سرطان خونی که می شناسیم، در حقیقت 11 بیماری گوناگون است که هر یک پاسخ بسیار متفاوتی به درمان نشان می دهند.

در مبتلایان به ویروس HIV و هپاتیت C دریافت داده های ژنوم فرد بیمار همراه با ویروسی که او را مبتلا کرده، می تواند به پزشکان در انتخاب ترکیب داروها کمک کند. آنها به این وسیله می توانند موثرترین درمان را با کمترین عوارض جانبی برای فرد انتخاب کنند. کاهش عوارض جانبی مصرف دارو از آن جهت حائز اهمیت است که بیماران را به ادامه درمان تشویق می کند و تعداد افرادی را که به دلیل عوارض جانبی بالای دارو، درمان خود را رها می کنند، کاهش خواهد داد. استفاده از روش ترکیبی مطالعه ژنوم فرد و ویروسی که به آن مبتلا شده تا 90 درصد نرخ مرگ و میر مبتلایان به HIV را در کشور کانادا کاهش داده است. این شیوه درمان حتی در بهبود علائم آلزایمر که یکی از مقاوم ترین بیماری های قرن ما به درمان دارویی است، نتایج مثبتی به دنبال داشته است. بررسی ها نشان می دهد زیر گونه هایی از این بیماری وجود دارند که بهتر از انواع دیگر به درمان پاسخ می دهند. علاوه بر این پزشکان به کمک نشانگرهای شیمیایی ای که پیش از ظهور علائم بیماری درباره آن هشدار می دهند، می توانند درمان را سریع تر و پیش از پیشرفت آن آغاز کنند. با وجود نتایج درخشانی که پزشکی دقیق در بر دارد، دسترسی بیماران به آن بسیار محدود است. در خلال پروژه 100 هزار ژنوم که در کشور انگلستان انجام می شود، تاکنون داده های ژنتیکی حدود 70 هزار نفر از مبتلایان به سرطان یا بیماری های نادر گردآوری شده است.

بزرگترین پروژه گردآوری ژنوم انسانی از سال 2015 در ایالات متحده آمریکا آغاز شده است. این پروژه سعی دارد تا سال 2020 داده های مربوط به ژنوم يک ميليون انسان را گردآوری کند. کولیس می گوید: «در تجویز حدود 40 درصد از داروهایی که سال گذشته در ایالات متحده نسخه شده اند به نحوی از پزشکی دقیق استفاده شده است و تلاش بر این است تا بهترین درمان بر اساس داده های ژنتیکی فرد به او معرفی شود. در درمان سرطان به خوبی بر پزشکی دقیق تکیه شده است. شرکت ها داده های ژنتیکی تومور را تحلیل و بر اساس آن بهترین درمان را پیشنهاد می کنند.»

پیشگیری یا درمان

بهره گیری از پزشکی دقیق در تمامی ابعاد سیستم سلامت نیازمند تغییرات بسیاری است. کولیس می گوید: «بخش قابل توجهی از تلاش پزشکی دقیق به پیشگیری و درمان در ابتدایی ترین مراحل بیماری معطوف می شود، بخشی از درمان که سیستم سلامت هیچ هزینه ای برای آن تخصیص نداده است. این شیوه تازه نیازمند همکاران، پزشکان و کارشناسان تحلیل زیست مولکولی است. اولین گروه هایی که از این روش بهره می برند، باید کسانی باشند که توان مالی پرداخت هزینه های آن را بدون کمک بیمه ها داشته باشند. طی دهه های آینده مراجعان می توانند به جای ویزیت بوسیله پزشک به سراغ مشاوران زیست مولکولی بروند و از تغییرات احتمالی در نشانگرهای مولکولی مطلع شوند. این مشاوره حتی می تواند در فضای مجازی انجام بگیرد. فرد نمونه تازه ای از خون خود را آپلود می کند و پس از اعلام نتیجه روی اسکایپ با مشاور خود صحبت کند.»

کولیس معتقد است که پزشکی دقیق می تواند نقش پزشکان را کاملاً متحول کند، او می گوید: «وظیفه پزشکان در این سیستم دیگر تشخیص بیماری و نسخه کردن داروها نیست، آنها در نقش مربی سلامت هر فرد، تلاش می کنند وضعیت بدنی او را در بهترین شرایط حفظ کنند. گاهی تجویز آنها می تواند پیاده روی بیشتر یا تغییر عادات غذایی در فرد باشد.»

منابع

مقاله علمی و آموزشی «بررسی ژنوم بیماران و تجویز داروهای اختصاصی برای پزشکی دقیق»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا مقاله محبوبه عمیدی از مجله دانستنیها، به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.