Das Mount Sinai Health System hat diese Woche damit begonnen, eine riesige Datenbank mit genetischen Patienteninformationen aufzubauen, die von Forschern – und von einem großen Pharmaunternehmen – untersucht werden kann.
Das Ziel ist die Suche nach Behandlungen für Krankheiten, die von Schizophrenie bis zu Nierenerkrankungen reichen, aber die Bemühungen, genetische Informationen für viele Patienten zu sammeln, die während routinemäßiger Blutabnahmen gesammelt werden, könnten auch Datenschutzbedenken aufwerfen.
Die Daten werden anonymisiert, und Mount Sinai sagte, er habe nicht die Absicht, sie mit anderen als Forschern zu teilen. Aber Verbraucher- oder genealogische Datenbanken voller genetischer Informationen, wie Ancestry.com und GEDmatch, wurden von Detektiven verwendet, die nach genetischen Hinweisen suchten, die ihnen helfen könnten, alte Verbrechen aufzuklären.
Riesige Sätze genetischer Sequenzen können neue Einblicke in viele Krankheiten erschließen und auch den Weg für neue Behandlungen ebnen, sagen Forscher am Berg Sinai. Aber die einzige Möglichkeit, diese Forschungsdatenbanken zusammenzustellen, besteht darin, zunächst eine große Anzahl von Menschen davon zu überzeugen, der Sequenzierung ihrer Genome zuzustimmen.
Abgesehen von der Suche nach dem nächsten bahnbrechenden Medikament hoffen die Forscher, dass die Datenbank in Verbindung mit den Krankenakten der Patienten neue Erkenntnisse darüber liefern wird, wie sich das Zusammenspiel zwischen genetischen und sozioökonomischen Faktoren – wie Armut oder Exposition gegenüber Luftverschmutzung – auf die Gesundheit der Menschen auswirken kann.
„Das ist wirklich transformativ“, sagte Alexander Charney, Professor an der Icahn School of Medicine am Mount Sinai, der das Projekt leitet.
Das Gesundheitssystem hofft, schließlich eine Datenbank mit genetischen Sequenzen für 1 Million Patienten aufzubauen, was die Aufnahme von etwa einem von zehn Einwohnern von New York City bedeuten würde. Die Bemühungen begannen diese Woche, sagte eine Krankenhaussprecherin, Karin Eskenazi.
Dies ist nicht der erste Versuch des Mount Sinai, eine genetische Datenbank aufzubauen. Seit etwa 15 Jahren baut der Mount Sinai langsam eine Bank biologischer Proben oder eine Biobank namens BioMe mit bisher etwa 50.000 DNA-Sequenzen auf. Die Forscher waren jedoch frustriert über das langsame Tempo, das sie auf den umständlichen Prozess zurückführen, den sie anwenden, um die Zustimmung zu erhalten und Patienten einzuschreiben: mehrere Umfragen und ein langwieriges Einzelgespräch mit einem Mitarbeiter des Mount Sinai, das manchmal 20 Minuten dauert, so Dr. Girish Nadkarni vom Mount Sinai, der das Projekt zusammen mit Dr. Charney leitet.
Der größte Teil dieses Zustimmungsprozesses bleibt auf der Strecke. Der Berg Sinai hat die Gesundheitserhebungen über Bord geworfen und das Verfahren auf das Ansehen eines kurzen Videos und die Bereitstellung einer Unterschrift reduziert. Diese Woche begann es mit dem Versuch, die meisten Patienten einzuschreiben, die im Rahmen ihrer Routineversorgung Blutuntersuchungen erhielten.
Im ganzen Land gibt es bereits eine Reihe großer Biobankprogramme. Aber das Gesundheitssystem, das das Mount Sinai Health System aufbauen möchte, wäre das erste groß angelegte, das Teilnehmer hauptsächlich aus New York City anzieht. Das Programm könnte durchaus eine Veränderung in der Einstellung vieler New Yorker über ihre genetischen Informationen markieren, von etwas Privatem oder Unbekanntem zu etwas, das sie der Forschung gespendet haben.
Das Projekt wird die Sequenzierung einer großen Anzahl von DNA-Proben umfassen, ein Unterfangen, das mehrere zehn oder sogar hundert Millionen Dollar kosten könnte. Um diese Kosten zu vermeiden, hat sich Mount Sinai mit Regeneron zusammengetan, einem großen Pharmaunternehmen, das die eigentliche Sequenzierungsarbeit übernimmt. Im Gegenzug erhält das Unternehmen Zugang zu den genetischen Sequenzen und teilweisen Krankenakten jedes Teilnehmers, so die Ärzte des Mount Sinai, die das Programm leiten. Mount Sinai beabsichtigt auch, Daten mit anderen Forschern zu teilen.
Obwohl die Forscher des Mount Sinai Zugang zu anonymisierten elektronischen Patientenakten jedes teilnehmenden Patienten haben, werden die Daten, die mit Regeneron geteilt werden, laut Mount Sinai begrenzter sein. Das Unternehmen kann auf Diagnosen, Laborberichte und Vitalwerte zugreifen.
In Kombination mit Gesundheitsakten können große genetische Datensätze Forschern dabei helfen, seltene Mutationen zu finden, die entweder stark mit einer bestimmten Krankheit in Verbindung stehen oder davor schützen können.
Es bleibt abzuwarten, ob der Mount Sinai, eines der größten Krankenhaussysteme der Stadt, sein Ziel erreichen kann, eine Million Patienten in das Programm aufzunehmen, das das Krankenhaus „Mount Sinai Million Health Discoveries Program“ nennt. Wenn dies der Fall ist, wird die resultierende Datenbank zu den größten des Landes gehören, neben einer, die vom US-Veteranenministerium betrieben wird, sowie einem Projekt, das von den National Institutes of Health betrieben wird und das Ziel hat, schließlich 1 Million Amerikaner einzuschreiben es ist derzeit viel zu kurz.
(Diese beiden Regierungsprojekte beinhalten die Sequenzierung des gesamten Genoms, die den vollständigen DNA-Aufbau eines Individuums enthüllt; das Mount-Sinai-Projekt wird etwa 1 Prozent des Genoms jedes Individuums sequenzieren, das als Exom bezeichnet wird.)
Regeneron, das in den letzten Jahren für seine wirksame Behandlung mit monoklonalen Antikörpern gegen Covid-19 weithin bekannt wurde, hat die DNA von etwa 2 Millionen „freiwilligen Patienten“ sequenziert und untersucht, hauptsächlich durch Kooperationen mit Gesundheitssystemen und einer großen Biobank in Großbritannien, so das Unternehmen.
Aber die Zahl der Patienten, die Mount Sinai aufnehmen möchte – gepaart mit ihrer rassischen und ethnischen Vielfalt und der von New York City im Allgemeinen – würde es von den meisten bestehenden Datenbanken abheben.
„Das Ausmaß und die Art der Entdeckungen, die wir alle machen können, ist ganz anders als das, was bis heute mit kleineren Studien möglich ist“, sagte Dr. Aris Baras, Senior Vice President bei Regeneron.
Menschen europäischer Abstammung sind in der Regel in genomischen Datensätzen überrepräsentiert, was beispielsweise bedeutet, dass Gentests, die Menschen auf Krebsrisiko erhalten, viel besser auf genetische Varianten abgestimmt sind, die bei weißen Krebspatienten üblich sind, sagte Dr. Baras.
„Wenn Sie nicht europäischer Abstammung sind, gibt es weniger Informationen über Varianten und Gene, und Sie werden infolgedessen keinen so guten Gentest erhalten“, sagte Dr. Baras.
Das Mount Sinai Health System, das über sieben Krankenhäuser in New York City verfügt, behandelt jährlich etwa 1,1 Millionen einzelne Patienten und führt mehr als 3 Millionen ambulante Besuche in Arztpraxen durch. Dr. Charney schätzte, dass das Krankenhaussystem jährlich mindestens 300.000 Patienten Blut abnahm, und er erwartete, dass viele von ihnen der Verwendung ihres Blutes für die Genforschung zustimmen würden.
Die Einschreibungsquote für eine solche Datenerhebung ist normalerweise hoch – etwa 80 Prozent, sagte er. „Die Mathematik geht also auf. Wir sollten in der Lage sein, eine Million zu erreichen.“
Mark Gerstein, Professor für Biomedizinische Informatik an der Yale University, sagte, es stehe außer Frage, dass genomische Datensätze große medizinische Entdeckungen vorantreiben. Aber er sagte, er würde selbst immer noch nicht an einem teilnehmen, und er forderte die Menschen auf, darüber nachzudenken, ob das Hinzufügen ihrer DNA zu einer Datenbank eines Tages ihre Enkelkinder betreffen könnte.
„Ich neige dazu, mir Sorgen zu machen“, sagte er.
Unser kollektives Wissen über Mutationen und mit welchen Krankheiten sie in Verbindung gebracht werden – ob Alzheimer oder Schizophrenie – würde in den kommenden Jahren nur zunehmen, sagte er. „Wenn die Datensätze eines Tages durchgesickert sind, könnten die Informationen dazu verwendet werden, die Kinder oder Enkel der derzeitigen Teilnehmer zu diskriminieren“, sagte Dr. Gerstein. Sie könnten gehänselt oder der Versicherung verweigert werden, fügte er hinzu.
Er stellte fest, dass sich dies ändern könnte, selbst wenn die Daten heute anonym und sicher wären. „Die Sicherung der Informationen über lange Zeiträume wird viel schwieriger“, sagte er und merkte an, dass Regeneron in 50 Jahren möglicherweise nicht einmal existiert. „Das Risiko, dass die Daten über einen so langen Zeitraum gehackt werden, wird größer“, sagte er.
Andere Ärzte forderten die Teilnahme und stellten fest, dass die Genforschung große Hoffnungen auf die Entwicklung von Behandlungen für eine Reihe von Krankheiten biete. Dr. Charney, der die Bemühungen überwachen wird, eine Million Sequenzen anzuhäufen, untersucht Schizophrenie. Er hat die vorhandene Datenbank des Mount Sinai verwendet, um nach einer bestimmten Genvariante zu suchen, die mit psychotischen Erkrankungen in Verbindung gebracht wird.
Von den drei Patienten in der bestehenden Mount-Sinai-BioMe-Datenbank mit dieser Variante hatte nur einer eine schwere lebenslange psychotische Erkrankung. „Was hat es mit den Genen dieser beiden anderen Menschen auf sich, die sie irgendwie beschützt haben, oder vielleicht ist es ihre Umgebung, die sie beschützt hat?“ er hat gefragt.
Sein Team hat damit begonnen, diese Patienten zu weiteren Untersuchungen einzuladen. Es ist geplant, Proben ihrer Zellen zu entnehmen und mithilfe der Gen-Editing-Technologie die Auswirkungen verschiedener Veränderungen an dieser bestimmten genetischen Variante zu untersuchen. „Im Wesentlichen sagen wir: ‚Was ist Schizophrenie in einem Gericht?’“ Beim Versuch, diese Frage zu beantworten, sagte Dr. Charney, „kann Ihnen helfen, den eigentlichen Krankheitsprozess zu verfeinern.“
Wilbert Gibson, 65, ist in der bestehenden genetischen Datenbank des Mount Sinai eingetragen. Bis zu seinem 60. Lebensjahr gesund, begann sein Herz schnell zu versagen, aber die Ärzte hatten zunächst Schwierigkeiten mit einer Diagnose. Am Berg Sinai entdeckte er, dass er an Herzamyloidose litt, bei der sich Proteine im Herzen ansammeln und seine Fähigkeit, Blut zu pumpen, verringern.
Er erhielt eine Herztransplantation. Als er gefragt wurde, ob er sein Genom teilen würde, um die Forschung zu unterstützen, war er gerne bereit, dem nachzukommen. Er wurde in die genetische Forschung einbezogen, die dazu beitrug, eine Genvariante bei Menschen afrikanischer Abstammung zu identifizieren, die mit Herzerkrankungen in Verbindung gebracht wird. Sich an der medizinischen Forschung zu beteiligen, war damals die einfachste Entscheidung, vor der er stand.
„Wenn Sie in der Situation sind, in der ich mich befinde, und feststellen, dass Ihr Herz versagt und alles so schnell geht, gehen Sie und tun es“, sagte er in einem Interview, in dem er den Ärzten am Berg Sinai zuschrieb, dass sie seines gerettet hatten Leben.