Vi ønsker å sette ytterligere informasjonskapsler for å forstå hvordan du bruker GOV.UK, huske innstillingene dine og forbedre offentlige tjenester.
Du har godtatt ytterligere informasjonskapsler.Du har valgt bort valgfrie informasjonskapsler.Du kan endre innstillingene for informasjonskapsler når som helst.
Med mindre annet er angitt, distribueres denne publikasjonen under Open Government License v3.0.For å se denne lisensen, besøk nationalarchives.gov.uk/doc/open-government-licence/version/3 eller skriv til Information Policy, The National Archives, Kew, London TW9 4DU, eller e-post: psi@nationalarchives.gov.STORBRITANNIA.
Hvis vi blir oppmerksomme på tredjeparts opphavsrettsinformasjon, må du innhente tillatelse fra den respektive opphavsrettseieren.
Publikasjonen er tilgjengelig på https://www.gov.uk/government/publications/genomics-beyond-health/genomics-beyond-health-full-report-accessible-webpage.
DNA er grunnlaget for alt biologisk liv og ble først oppdaget i 1869 av den sveitsiske kjemikeren Friedrich Miescher.Et århundre med inkrementelle oppdagelser førte til at James Watson, Francis Crick, Rosalind Franklin og Maurice Wilkins i 1953 utviklet den nå berømte "dobbelthelix"-modellen, bestående av to sammenflettede kjeder.Med den endelige forståelsen av strukturen til DNA tok det ytterligere 50 år før det komplette menneskelige genomet ble sekvensert i 2003 av Human Genome Project.
Sekvenseringen av det menneskelige genomet ved årtusenskiftet er et vendepunkt i vår forståelse av menneskets biologi.Endelig kan vi lese naturens genetiske blåkopi.
Siden den gang har teknologiene vi kan bruke for å lese det menneskelige genomet utviklet seg raskt.Det tok 13 år å sekvensere det første genomet, noe som gjorde at mange vitenskapelige studier kun fokuserte på visse deler av DNA.Hele det menneskelige genomet kan nå sekvenseres på én dag.Fremskritt innen denne sekvenseringsteknologien har ført til store endringer i vår evne til å forstå det menneskelige genomet.Storskala vitenskapelig forskning har forbedret vår forståelse av forholdet mellom visse deler av DNA (gener) og noen av våre egenskaper og egenskaper.Imidlertid er påvirkningen av gener på ulike egenskaper et veldig komplekst puslespill: hver av oss har omtrent 20 000 gener som opererer i komplekse nettverk som påvirker egenskapene våre.
Til dags dato har fokus for forskning vært på helse og sykdom, og i noen tilfeller har vi gjort betydelige fremskritt.Det er her genomikk blir et grunnleggende verktøy i vår forståelse av helse og sykdomsprogresjon.Storbritannias verdensledende genomiske infrastruktur plasserer den i forkant av verden når det gjelder genomiske data og forskning.
Dette har vært tydelig gjennom hele COVID-pandemien, med Storbritannia som leder an innen genomsekvensering av SARS-CoV-2-viruset.Genomics er klar til å bli den sentrale pilaren i Storbritannias fremtidige helsevesen.Det bør i økende grad gi tidlig oppdagelse av sykdommer, diagnostisering av sjeldne genetiske sykdommer og bidra til bedre å skreddersy helsehjelp til mennesker.
Forskere forstår bedre hvordan vårt DNA er knyttet til et bredt spekter av egenskaper på andre områder enn helse, som sysselsetting, sport og utdanning.Denne forskningen har tatt i bruk den genomiske infrastrukturen utviklet for helseforskning, og endret vår forståelse av hvordan et bredt spekter av menneskelige egenskaper dannes og utvikles.Mens vår genomiske kunnskap om usunne egenskaper vokser, ligger den langt bak sunne egenskaper.
Mulighetene og utfordringene vi ser innen helsegenomikk, som behovet for genetisk rådgivning eller når testing gir nok informasjon til å rettferdiggjøre bruken, åpner et vindu inn i den potensielle fremtiden til ikke-helsegenomikk.
I tillegg til økt bruk av genomisk kunnskap i helsesektoren, blir stadig flere bevisst på genomisk kunnskap gjennom private selskaper som leverer tjenester direkte til forbruker.Mot en avgift tilbyr disse selskapene folk muligheten til å studere deres aner og få genomisk informasjon om en rekke egenskaper.
Økende kunnskap fra internasjonal forskning har muliggjort vellykket utvikling av nye teknologier, og nøyaktigheten som vi kan forutsi menneskelige egenskaper fra DNA øker med.Utover forståelsen er det nå teknisk mulig å redigere visse gener.
Mens genomikk har potensiale til å transformere mange aspekter av samfunnet, kan bruken av den medføre etiske, data- og sikkerhetsrisikoer.På nasjonalt og internasjonalt nivå er bruken av genomikk regulert av en rekke frivillige retningslinjer og mer generelle regler som ikke er spesifikt for genomikk, slik som den generelle databeskyttelsesloven.Etter hvert som kraften til genomikk vokser og bruken utvides, står regjeringer i økende grad overfor valget om denne tilnærmingen vil fortsette å integrere genomikken på en sikker måte i samfunnet.Å utnytte Storbritannias mangfoldige styrker innen infrastruktur- og genomforskning vil kreve en koordinert innsats fra myndigheter og industri.
Hvis du kunne avgjøre om barnet ditt kunne utmerke seg i idrett eller akademisk, ville du?
Dette er bare noen av spørsmålene vi sannsynligvis vil møte i nær fremtid ettersom genomisk vitenskap gir oss mer og mer informasjon om det menneskelige genomet og rollen det spiller i å påvirke våre egenskaper og atferd.
Informasjon om det menneskelige genomet – dets unike deoksyribonukleinsyre (DNA) sekvens – blir allerede brukt til å stille noen medisinske diagnoser og tilpasse behandlingen.Men vi begynner også å forstå hvordan genomet påvirker egenskapene og atferden til mennesker utover helse.
Det er allerede bevis for at genomet påvirker ikke-helseegenskaper som risikotaking, stoffdannelse og bruk.Når vi lærer mer om hvordan gener påvirker egenskaper, kan vi bedre forutsi hvor sannsynlig og i hvilken grad noen vil utvikle disse egenskapene basert på deres genomsekvens.
Dette reiser flere viktige spørsmål.Hvordan brukes denne informasjonen?Hva betyr dette for samfunnet vårt?Hvordan kan politikken måtte justeres i ulike sektorer?Trenger vi mer regulering?Hvordan vil vi ta opp de etiske spørsmålene som er reist, adressere risikoen for diskriminering og potensielle trusler mot personvernet?
Selv om noen av de potensielle anvendelsene av genomikk kanskje ikke materialiserer seg på kort eller til og med mellomlang sikt, utforskes nye måter å bruke genomisk informasjon på i dag.Dette betyr at nå er tiden inne for å forutsi fremtidig bruk av genomikk.Vi må også vurdere de mulige konsekvensene hvis genomiske tjenester blir tilgjengelige for publikum før vitenskapen virkelig er klar.Dette vil tillate oss å vurdere mulighetene og risikoene som disse nye anvendelsene av genomikk kan presentere og bestemme hva vi kan gjøre som svar.
Denne rapporten introduserer genomikk for ikke-spesialister, utforsker hvordan vitenskapen har utviklet seg, og forsøker å vurdere dens innvirkning på ulike felt.Rapporten ser på hva som kan skje nå og hva som kan skje i fremtiden, og utforsker hvor kraften til genomikk kan overvurderes.
Genomikk er ikke bare et spørsmål om helsepolitikk.Dette kan påvirke et bredt spekter av politikkområder, fra utdanning og strafferett til sysselsetting og forsikring.Denne rapporten fokuserer på ikke-helse menneskelig genomikk.Han utforsker også bruken av genomet i landbruk, økologi og syntetisk biologi for å forstå bredden av dets potensielle bruk på andre områder.
Imidlertid kommer det meste av det vi vet om menneskelig genomikk fra forskning som undersøker dens rolle i helse og sykdom.Helse er også et sted hvor mange potensielle applikasjoner utvikles.Det er der vi starter, og kapittel 2 og 3 presenterer vitenskapen og utviklingen av genomikk.Dette gir kontekst for feltet genomikk og gir den tekniske kunnskapen som er nødvendig for å forstå hvordan genomikk påvirker ikke-helseområder.Lesere uten teknisk bakgrunn kan trygt hoppe over denne introduksjonen til kapittel 4, 5 og 6, som presenterer hovedinnholdet i denne rapporten.
Mennesker har lenge vært fascinert av genetikken vår og rollen den spiller i dannelsen vår.Vi søker å forstå hvordan genetiske faktorer påvirker våre fysiske egenskaper, helse, personlighet, egenskaper og ferdigheter, og hvordan de samhandler med miljøpåvirkninger.
4 milliarder pund, 13 år med kostnader og tid til å utvikle den første menneskelige genomsekvensen (inflasjonsjustert kostnad).
Genomikk er studiet av organismers genom – deres komplette DNA-sekvenser – og hvordan alle genene våre fungerer sammen i våre biologiske systemer.På 1900-tallet var studiet av genomer generelt begrenset til observasjoner av tvillinger for å studere arv og miljøs rolle i fysiske og atferdsmessige egenskaper (eller "natur og næring").Imidlertid var midten av 2000-tallet preget av den første publiseringen av det menneskelige genomet og utviklingen av raskere og billigere genomteknologier.
Disse metodene gjør at forskere endelig kan studere den genetiske koden direkte, til en mye lavere kostnad og tid.Hele menneskelige genomsekvensering, som pleide å ta år og koste milliarder av pund, tar nå mindre enn en dag og koster rundt £800 [fotnote 1].Forskere kan nå analysere genomene til hundrevis av mennesker eller koble seg til biobanker som inneholder informasjon om genomene til tusenvis av mennesker.Som et resultat akkumuleres genomiske data i store mengder for bruk i forskning.
Fram til nå har genomikk blitt brukt hovedsakelig innen helsevesen og medisinsk forskning.For eksempel å identifisere tilstedeværelsen av defekte genetiske varianter, slik som BRCA1-varianten assosiert med brystkreft.Dette kan muliggjøre tidligere forebyggende behandling, noe som ikke ville vært mulig uten kunnskap om genomet.Men etter hvert som vår forståelse av genomikk har blitt bedre, har det blitt stadig tydeligere at påvirkningen av genomet strekker seg langt utover helse og sykdom.
I løpet av de siste 20 årene har søken etter å forstå vår genetiske struktur utviklet seg betydelig.Vi begynner å forstå strukturen og funksjonen til genomet, men det er fortsatt mye å lære.
Vi har visst siden 1950-tallet at DNA-sekvensen vår er koden som inneholder instruksjonene for hvordan cellene våre lager proteiner.Hvert gen tilsvarer et eget protein som bestemmer egenskapene til en organisme (som øyenfarge eller blomsterstørrelse).DNA kan påvirke egenskaper gjennom ulike mekanismer: et enkelt gen kan bestemme en egenskap (for eksempel ABO-blodtype), flere gener kan virke synergistisk (for eksempel hudvekst og pigmentering), eller noen gener kan overlappe, og maskere påvirkningen av forskjellige gener.gener.andre gener (som skallethet og hårfarge).
De fleste egenskaper er påvirket av den kombinerte virkningen av mange (kanskje tusenvis) forskjellige DNA-segmenter.Men mutasjoner i vårt DNA forårsaker endringer i proteiner, noe som kan føre til endrede egenskaper.Det er hoveddriveren for biologisk variasjon, mangfold og sykdom.Mutasjoner kan gi et individ en fordel eller ulempe, være nøytrale endringer eller ikke ha noen effekt i det hele tatt.De kan gå i arv i familier eller komme fra unnfangelse.Men hvis de oppstår i voksen alder, begrenser dette vanligvis deres eksponering for individer i stedet for deres avkom.
Variasjon i egenskaper kan også påvirkes av epigenetiske mekanismer.De kan kontrollere om gener slås på eller av.I motsetning til genetiske mutasjoner er de reversible og delvis avhengige av miljøet.Dette betyr at å forstå årsaken til en egenskap ikke bare er et spørsmål om å lære hvilken genetisk sekvens som påvirker hver egenskap.Det er nødvendig å vurdere genetikk i en bredere sammenheng, for å forstå nettverk og interaksjoner gjennom genomet, samt miljøets rolle.
Genomisk teknologi kan brukes til å bestemme den genetiske sekvensen til et individ.Disse metodene er nå mye brukt i mange studier og tilbys i økende grad av kommersielle selskaper for helse- eller aneranalyse.Metodene som brukes av selskaper eller forskere for å bestemme noens genetiske sekvens varierer, men inntil nylig ble en teknikk kalt DNA-mikroarraying mest brukt.Mikroarrayer måler deler av det menneskelige genomet i stedet for å lese hele sekvensen.Historisk sett har mikrobrikker vært enklere, raskere og billigere enn andre metoder, men bruken har noen begrensninger.
Når data er akkumulert, kan de studeres i skala ved hjelp av genomomfattende assosiasjonsstudier (eller GWAS).Disse studiene ser etter genetiske varianter assosiert med visse egenskaper.Til dags dato har imidlertid selv de største studiene avslørt bare en brøkdel av de genetiske effektene som ligger til grunn for mange av egenskapene sammenlignet med hva vi forventer av tvillingstudier.Unnlatelse av å identifisere alle relevante genetiske markører for en egenskap er kjent som problemet med "manglende arvelighet".[fotnote 2]
Imidlertid forbedres evnen til GWAS til å identifisere relaterte genetiske varianter med mer data, så problemet med mangel på arvbarhet kan løses etter hvert som mer genomiske data samles inn.
I tillegg, ettersom kostnadene fortsetter å falle og teknologien fortsetter å forbedre seg, bruker flere og flere forskere en teknikk som kalles helgenomsekvensering i stedet for mikromatriser.Dette leser direkte hele genomsekvensen i stedet for delsekvenser.Sekvensering kan overvinne mange av begrensningene knyttet til mikromatriser, noe som resulterer i rikere og mer informative data.Disse dataene er også med på å redusere problemet med ikke-arvbarhet, noe som betyr at vi begynner å lære mer om hvilke gener som virker sammen for å påvirke egenskaper.
På samme måte vil den massive samlingen av hele genomsekvenser som for tiden er planlagt for folkehelseformål gi rikere og mer pålitelige datasett for forskning.Dette vil komme de som studerer sunne og usunne egenskaper til gode.
Etter hvert som vi lærer mer om hvordan gener påvirker egenskaper, kan vi bedre forutsi hvordan ulike gener kan fungere sammen for en bestemt egenskap.Dette gjøres ved å kombinere antatte effekter fra flere gener til et enkelt mål på genetisk ansvar, kjent som en polygen score.Polygene score har en tendens til å være mer nøyaktige prediktorer for en persons sannsynlighet for å utvikle en egenskap enn individuelle genetiske markører.
Polygene skårer vinner for tiden popularitet innen helseforskning med mål om en dag å bruke dem til å veilede kliniske intervensjoner på individnivå.Imidlertid er polygene score begrenset av GWAS, så mange har ennå ikke spådd målegenskapene deres veldig nøyaktig, og polygene score for vekst oppnår bare 25% prediktiv nøyaktighet.[Fotnote 3] Dette betyr at for noen tegn er de kanskje ikke like nøyaktige som andre diagnostiske metoder som blodprøver eller MR.Etter hvert som genomiske data forbedres, bør imidlertid nøyaktigheten av polygenitetsestimater også forbedres.I fremtiden kan polygene skårer gi informasjon om klinisk risiko tidligere enn tradisjonelle diagnostiske verktøy, og på samme måte kan de brukes til å forutsi ikke-helseegenskaper.
Men, som enhver tilnærming, har den begrensninger.Hovedbegrensningen til GWAS er mangfoldet av dataene som brukes, som ikke gjenspeiler mangfoldet i befolkningen som helhet.Studier har vist at opptil 83 % av GWAS utføres i kohorter av utelukkende europeisk opprinnelse.[Fotnote 4] Dette er helt klart problematisk fordi det betyr at GWAS bare kan være relevant for visse populasjoner.Derfor kan utvikling og bruk av prediktive tester basert på GWAS-populasjonsbias-resultater føre til diskriminering av personer utenfor GWAS-populasjonen.
For ikke-helseegenskaper er spådommer basert på polygene skårer for tiden mindre informative enn tilgjengelig ikke-genomisk informasjon.For eksempel er polygene skårer for å forutsi utdanningsoppnåelse (en av de kraftigste polygene skårene tilgjengelig) mindre informative enn enkle mål på foreldrenes utdanning.[Fotnote 5] Den prediktive kraften til polygene poengsum vil uunngåelig øke ettersom omfanget og mangfoldet av studier, samt studier basert på hele genomsekvenseringsdata, øker.
Genomforskning fokuserer på genomikken til helse og sykdom, og bidrar til å identifisere deler av genomet som påvirker sykdomsrisiko.Hva vi vet om rollen til genomikk avhenger av sykdommen.For noen enkeltgensykdommer, som Huntingtons sykdom, kan vi nøyaktig forutsi en persons sannsynlighet for å utvikle sykdommen basert på deres genomiske data.For sykdommer forårsaket av mange gener kombinert med miljøpåvirkninger, som koronar hjertesykdom, var nøyaktigheten av genomiske spådommer mye lavere.Ofte, jo mer kompleks en sykdom eller egenskap, desto vanskeligere er det å nøyaktig forstå og forutsi.Prediktiv nøyaktighet forbedres imidlertid etter hvert som de studerte kohortene blir større og mer mangfoldige.
Storbritannia er i forkant av helsegenomisk forskning.Vi har utviklet en massiv infrastruktur innen genomteknologi, forskningsdatabaser og datakraft.Storbritannia har gitt et stort bidrag til global genomkunnskap, spesielt under COVID-19-pandemien da vi ledet an innen genomsekvensering av SARS-CoV-2-viruset og nye varianter.
Genome UK er Storbritannias ambisiøse strategi for genomisk helse, med NHS som integrerer genomsekvensering i rutinemessig klinisk behandling for diagnostisering av sjeldne sykdommer, kreft eller infeksjonssykdommer.[fotnote 6]
Dette vil også føre til en betydelig økning i antall menneskelige genomer tilgjengelig for forskning.Dette bør åpne for bredere forskning og åpne for nye muligheter for anvendelse av genomikk.Som en global leder innen utvikling av genomiske data og infrastruktur, har Storbritannia potensial til å bli en global leder innen etikk og regulering av genomisk vitenskap.
Direct Consumption (DTC) genetiske testsett selges direkte til forbrukere uten involvering av helsepersonell.Spyttpinner sendes til analyse, og gir forbrukerne en personlig helse- eller opprinnelsesanalyse på bare noen få uker.Dette markedet vokser raskt, med titalls millioner forbrukere over hele verden som sender inn DNA-prøver for kommersiell sekvensering for å få innsikt i deres helse, avstamning og genetiske disposisjon for egenskaper.
Nøyaktigheten til noen genombaserte analyser som gir direkte til forbrukertjenester kan være svært lav.Tester kan også påvirke personvernet gjennom datadeling, identifikasjon av slektninger og potensielle bortfall i cybersikkerhetsprotokoller.Kunder forstår kanskje ikke fullt ut disse problemene når de kontakter et DTC-testfirma.
Genomisk testing av DTC-er for ikke-medisinske egenskaper er også stort sett uregulert.De går utover lovgivningen som regulerer medisinsk genomisk testing og stoler i stedet på frivillig selvregulering av testleverandører.Mange av disse selskapene er også basert utenfor Storbritannia og er ikke regulert i Storbritannia.
DNA-sekvenser har en unik kraft innen rettsmedisin for å identifisere ukjente individer.Grunnleggende DNA-analyse har vært mye brukt siden oppfinnelsen av DNA-fingeravtrykk i 1984, og UK National DNA Database (NDNAD) inneholder 5,7 millioner personlige profiler og 631 000 kriminalitetsregister.[fotnote 8]
Innleggstid: 14. februar 2023