透过树木看森林:温迪·钟博士的遗传学和癌症

《反思》是哥伦比亚大学癌症专家的系列节目,回顾了我们在推进和影响研究、治疗、护理和生存方面的变化方面取得的进展,以及他们对未来的看法。

2022年4月29日

2013年6月13日,美国最高法院一致裁定在代表美国公民自由联盟(ACLU)和一群利益方(包括哥伦比亚大学遗传学家钟丽娟博士。钟博士看到了由单一实验室进行的独家检测对患者的负面影响,有时会阻止他们获得基因检测,而基因检测可以为他们提供有关诊断、治疗和护理的决策信息。Myriad拥有BRCA1和BRCA2基因专利的独家许可,这是遗传性乳腺癌和卵巢癌中最常见的受影响基因。

在法院做出裁决时,钟博士说,“这一决定意味着我们向患者提供有关他们所有基因的完整信息不会受到阻碍。”回顾过去的进展和未来,钟博士讨论了不断发展的基因检测和研究领域,重点是癌症。

在你职业生涯开始时,遗传学领域是什么样的?

在我的职业生涯中,我们看到的变化是深刻的,因为当我们开始做这项研究时,我们不知道任何癌症易感基因,比如BRCA1或BRCA2。我们知道它们一定存在因为我们会看到一些家族似乎有很强的癌症家族史,通常这些都是特定类型的癌症,比如乳腺癌家族遗传还是结肠癌但我们不知道确切的基因或遗传变异。在我的一生中,我首先看到了这些基因的鉴定,然后是基因检测的临床应用。

让我们深入研究第一部分。哪些基因最先被发现,它们是如何形成磁场的?

大多数人都熟悉BRCA1和BRCA2基因,是不是因为他们听说过安吉丽娜·朱莉的故事或者他们自己知道由于这些基因而增加癌症风险的人。它们一开始有点名不符实,因为它们被命名为BRCA1和BRCA2用于乳腺癌1和乳腺癌2,但它们确实是乳腺癌和乳腺癌卵巢癌基因。很多临床应用的基础设施都是围绕这两个基因建立的,因为这是我们最先知道的基因从临床的角度来看,如何处理这些信息是很清楚的。有些女性考虑过通过手术来降低患癌风险,无论是乳房切除术(切除一个或两个乳房)还是卵巢切除术(切除一个或两个卵巢)。从那以后,我们开发了一些项目,帮助这些女性在了解自己的癌症风险情况的基础上做出重要决定。这种能力真的可以改变生活,拯救生命。

但事实上,那些携带BRCA1或BRCA2基因突变的人并不是大多数乳腺癌患者或有乳腺癌风险的人。它们是风险的顶峰;拥有其中一种基因会使你面临最高的风险。从那以后,我们发现了其他基因,它们可能会使癌症风险增加两倍,而不是增加十倍。当你的风险增加两倍而不是十倍时病人做出的决定是完全不同的。我们已经开始建立量身定制的护理模式,教育人们的方式,并根据个人的风险考虑不同的治疗和护理管理选择。

现在我们来看看基因检测是如何在临床上应用的。你能详细说明一下吗?

是的,基因检测临床实施的第二波浪潮是思考如何开始将这些信息整合到临床护理中,整合到常规化中,从而能够为每个被诊断患有癌症或有癌症风险的患者提供全面的基因组评估,以定制他们的治疗和护理。对我来说,第二波浪潮实际上是针对两种不同的临床应用案例。一种是被诊断出癌症的人,他们试着思考他们的癌症治疗方法。其他临床用例是还没有患癌症的人,希望永远不会患癌症,但我们在风险分层中使用这些信息来考虑如何降低风险或筛查癌症,并根据个人和特定因素制定计划,从性别到生命阶段到遗传和非遗传风险因素,并将所有这些放在一起。

医生和儿科病人在医院的照片。

温迪·钟博士是一位领先的临床和分子遗传学家和医生,也是肯尼迪家族儿科(医学)教授。(哥伦比亚大学欧文医学中心提供)

例如,在犹太社区中,我们知道每40个人中就有一个人的BRCA1或BRCA2基因突变。我们对这一人群的癌症风险情况有非常准确的了解。我们甚至可以通过曲线来了解生命过程中的风险何时开始升高。所以,第一波进展是强大的,我们鉴定出了BRCA1和BRCA2基因,知道了与它们相关的癌症,特别是知道犹太社区的风险更高。同样的故事情节也发生在结肠癌上。意识到存在结肠癌基因,我们已经常规筛查,以确定哪些结肠癌患者可能具有增加其他类型胃肠道癌症或女性子宫癌或卵巢癌风险的基因。我们能够真正了解他们和他们家人的全部癌症风险。

我们该怎么做?

我们刚刚开始进入一个全新的时代,历史上我们已经对基因进行了基因测试,比如BRCA1和BRCA2,这些基因有非常高的外显率,换句话说,非常有可能有人会得癌症。我们现在可以利用遗传和非遗传信息来为更多的人提供更好的癌症风险分层。这是一个新的概念,不仅仅是考虑单个基因或变异,而是考虑500个不同的基因或变异,并以数学的方式,能够研究个体中这些基因或变异的组合。我们可以利用所有这些数据,并应用算法来了解个体的癌症风险,基于所有这些独特的基因贡献。我们现在看到的不仅仅是一棵树,而是整片森林。

这就是精准预防的本质吗?你能多告诉我们一点吗?

是的,这就是精准预防。这是关于你个人风险状况的足够详细的信息,这样你就可以提出一个策略来降低你的风险和/或在早期可治疗阶段发现癌症。我们可以模拟各种干预措施的效果,包括锻炼、饮食、吸烟,并向人们展示他们如何弯曲自己的曲线来降低癌症风险。

交换齿轮。你对最近兴起的DNA消费市场有什么看法?你支持这些家庭基因检测吗?

我的核心信念之一是,人们应该有权获得他们需要的信息,并能够对自己的健康做出理性的决定。问题是,一些直接面向消费者的产品可能不清楚它们提供的是什么。你可能认为你得到了一些关于乳腺癌风险分层的信息,但里面几乎没有科学或医学信息。我担心的是,有些人在做了家庭基因测试后,认为自己可能拥有“干净”的基因,认为自己不必担心每年的乳房x光检查或结肠镜检查。如果你想找到失散多年的亲人,或者你是被收养的,而你不知道自己家庭的出身,那么一些消费类DNA产品可能是一种很好的方法。使用这些产品来追溯你的祖先和你的根可能是有用的,但不要依赖于它们的医疗指导。

到目前为止,对该领域影响最大的是什么?

人类基因组计划。我之所以微笑,是因为我们刚刚与克林顿总统、(前国家卫生研究院院长)弗朗西斯·柯林斯和哈罗德·瓦穆斯以及(前美国卫生与公众服务部部长)唐娜·沙拉拉进行了一次虚拟会议。我们用了整整一个会议,回顾克林顿时代,反思这一重大成就。比尔·克林顿是人类基因组计划的坚定支持者,正是在他的政府期间,该计划完成了初稿。

人类基因组计划推动了我所谈论的一切——能够找到基因,识别基因,能够更好地进行癌症风险分层。这是我们作为一个科学界所做的最好的投资之一,影响巨大。

下一个需要探索的领域是什么?

我们已经迈出了一小步,但我想强调的是,现在我的领域并不公平,也不公平。我的意思是,我们在赫伯特·欧文综合癌症中心服务于一个非常丰富和多样化的社区,由于我们所做的基因检测,我无法向所有来找我的病人提供同样有用的信息。如果你碰巧是欧洲血统,我可以给你更好的信息,而不是你来找我,而你的根来自尼日利亚。最根本的问题是我们在基因数据中没有平等的代表来解释DNA的意义。目前,我们拥有的“普通人”80%的基因数据来自占世界人口20%的个体。我们应该从80%得到80%除了欧洲血统的人之外,其他任何人都没有被充分代表。在我看来,这根本就不公平、不公平。我们在那里有很多工作要做。

参考文献

钟丽娟医学博士是一名临床和分子遗传学家和医生。她是哥伦比亚大学肯尼迪家族儿科(医学)教授瓦格洛斯内科和外科医生学院和部门主管儿科临床遗传学。在赫伯特·欧文综合癌症中心她在纽约长老会/哥伦比亚大学欧文医学中心担任副主任教育及培训并且是HICCC的成员癌症基因组学和表观基因组学研究项目