医学与社会
2018年10月号
医学进展

宠物基因组测序野蛮扩张, 科学家呼吁政府监管

作者:马雷雷

去年,一只名叫Petunia的13岁宠物狗出现行走困难和大小便失禁。它的主人通过一家公司对它进行了基因测试,结果显示,该宠物狗携带与神经退行性疾病有关的突变,而这种疾病与人类肌萎缩性侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)相似。

因此,Petunia的主人选择让它睡觉,而且深信,不这样的话,它将患上进行性、不可逆转的瘫痪,并最终死亡。然而,每100只携带该突变的狗中只有1只会患上这种罕见病,而且Petunia的病情与脊柱疾病很相似,而这种疾病是可治疗的。

目前,成百上千的宠物狗正在接受基因测试,市场规模正在急剧扩增,提供基因测试的这些公司也开始涉足宠物猫市场。然而,相关法律却十分滞后。这些基因测试都是基于小样本量、效能不足的研究,其是否真的可以预测未来的健康以及预测的准确性都没有得到证实。而大多数兽医对这些研究的局限性,以及对遗传学的一般知识,都不够了解,以至于不能给忧心忡忡的宠物主人提供建议。

宠物基因测试必须得到遏制,否则,那些商业公司将继续通过兜售不准确的信息来误导消费者,损害宠物和消费者的利益。改善宠物健康的机会,甚至利用狗和猫的研究来造福人类健康的机会,也可能会丧失。最终消费者将不再信任科学和医学。

薄弱的科学

过去5年来,全球宠物消费已经增长了14%,宠物护理的年均消费达到了约1090亿美元。

遗传学是这个蓬勃发展的新行业的“助燃剂”。目前,全世界有至少19个实验室已经上市了基因检测产品。有些兽医使用这些产品用于诊断患病宠物,或者建议健康宠物进行昂贵的测试。有的宠物主人希望通过这些检测降低某些遗传疾病的发生率。目前,至少有一家美国兽医医院连锁店建议对所有的狗进行基因测试,并声称测试结果可辅助“个性化医疗”,并可以指导行为训练。

但是,当前宠物基因检测面临三大问题。

第一、缺乏验证

不管是在人类还是在动物中,将遗传变异映射到疾病风险都是非常具有挑战性的。大多数狗的基因测试是基于候选基因的研究。在这类研究中,研究人员测试了一些人类或动物基因,以寻找似乎是致病性的突变(如影响表达蛋白的结构)。即使是人类的研究,也只有不到2%的候选基因研究使用了更先进的方法(如全基因组关联研究),进行进一步的研究。由于这些缺陷,研究人类的遗传学家们现在必须拿出更多的证据来证明一种基因变异是真正“致病”的。

此外,动物研究的数据很少发表。虽然有涉及少量狗的随访个案研究,但都不满足获得统计学上可靠结果的规模需要。

第二、不准确的结果或解释

最近,对人类基因检测公司的数据进行分析发现,检测发现的所有基因突变中有40%是不准确的。还有一些商业公司报告中指明会增加疾病风险的突变,但独立实验室的结果却认为是良性的。而且,这些公司未能对任何给定基因的所有与疾病相关的已知突变进行筛选,所以,他们给出的疾病的遗传易感性图谱并不完整。

以上的所有问题同样适用于宠物基因检测产品。例如,ABCB1基因与狗对多种常见药物敏感有关,是狗基因突变检测中经常筛选的基因之一。该基因有三种突变会导致狗对药物敏感,而基因检测公司给出的报告中只有一种。显然,商业公司并没有检测其他的临床相关基因突变。

第三、利益冲突

在缺乏有效的行业自律和政府规章制度的情况下,存在许多潜在的利益冲突,这些利益冲突与从宠物主人那里获利有关。例如,宠物护理公司数据库可以用来识别狗的品种。拥有数据库的公司可通知诊所(可能由同一家公司拥有):针对特定疾病的一种基因测试是必要的,而不管该测试的医疗价值。如果测试结果呈阳性,诊所的兽医可能建议采取预防措施,如特定的宠物食品(由同一家公司生产)、定期筛查测试(由该公司的临床实验室进行)和更频繁的检查(在公司的兽医诊所进行),即使疾病风险较低或没有。

数据海啸

商业公司在解释基因测试结果的条款中确实会给出多个警告。然而,这些警告并没有他们宣称的那么突出。而且,即使在公开发表的文章中,公司也往往对他们测试的基因突变讳莫如深。

兽医医学将受到基因组数据海啸的冲击,这很令人担忧。目前,检测100多种疾病的风险仅需花费不到200美元,有些公司还会提供健康报告给兽医。而在未来5年内,宠物主人将可以选择使用与人类医学相同的技术对任何物种的宠物进行全基因组测序,这些结果将加快宠物的遗传学诊断的发展,甚至会出现宠物基因编辑。

原则上,在经过涉及数以万计的大样本量、效能充足的研究证明后,基因检测可用于评估常见疾病的风险,包括癌症、心脏疾病、糖尿病和癫痫。在临床前和临床中使用宠物也可用于人类疾病的研究。例如对于癌症和糖尿病,相对于啮齿类动物,研究人员可能会更倾向于使用狗作为研究模型。

美国和欧盟对于宠物基因检测监管的疏忽很有可能是因为,目前的宠物监管主要集中在治疗而非诊断方面。据悉,目前美国食品药品管理局(Food and Drug Administration,FDA)和欧洲药品管理局(European Medicines Agency,EMA)都没有出台相关的标准或者寻求公众对宠物基因检测利弊的意见。

为了使处于野蛮扩张的宠物基因检测得到有效控制,以下5个步骤可供参考:

第一、建立标准

所有的利益相关方,包括宠物主人、商业公司、研究者和法规制定者,应该共同合作制定基因检测方法和结果报告的标准。样品应以指定的方式收集、储存、运输和分析;动物的数量应该满足一定的要求来支持相关的检测;报告需要满足指定的标准,且必须足够清晰,在文档的特定位置用易于阅读的语言提供关于潜在警告的信息。为实现以上目标,世界小型动物兽医协会等组织可以牵头召开会议。

第二、制定指南

可通过一个选定的利益相关者(包括工作组)制定指南,明确应该采用的标准。可参考英国小型动物兽医协会的科学小组委员会为在实验室动物研究中使用新技术而制定的伦理指南。在理想的状态下,该指南应该在全世界推广,随着宠物基因检测的发展逐渐形成为法律。

第三、数据共享

商业公司、学术机构和政府部门现有的宠物遗传数据库应该实现全员共享,并且应采取措施以避免宠物和饲养者的信息被泄露。如果拟制定的指南要求只有通过数据整合才能达到所需的样本大小,那么商业公司可能会被激励来共享数据。为了提高透明度,利益相关者可以学习和利用过去20年来科学家们研究人类遗传学所积累的知识和经验。

第四、招聘专业人员和领域内专家

需要生物信息学家、机器学习领域计算机科学家和其他在大数据方面具有专业知识的人才来管理和分析大量的信息。

第五、对咨询员进行教育

可以从兽医和其他动物护理工作者中挑选出一批人员建立一个宠物基因检测的咨询员队伍。这些专业人员将在基因测试之后向宠物主人提供支持和建议,并与在学术医学中心开展人类遗传咨询的同行建立联系。

数据伦理

还有一些其他问题可能需要进行公开讨论或任命专家咨询委员会。例如,营利性的宠物基因检测公司能否不受限制地获得所有结果,以供公司内部使用,或是卖给其他从事宠物护理的公司?而且,现在已经有这样的案例出现了。另外,宠物主人若想出售宠物后代,是应该保留检测结果,还是应该被要求将这个信息透露给买家呢?

仅在美国,就约有70%的家庭拥有宠物。如果做对了,动物基因检测可能会让人们更好地了解基因治疗的可能性。如果做错了,它可能会削弱公众对科学的信任。

(作者:马雷雷)

参考文献:Nature 2018;559:470-472

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