מהי רפואה מותאמת אישית או Precise Medicine?
רפואה מותאמת אישית או כפי שמכונה בשפה האנגלית “Precise Medicine” הנה תחום חדשני המשלב בין פרוצדורות רפואיות/טיפול תרופתי ורפואה מונעת, כמענה למצבים רפואיים ו/או במחלות בהסתמך על המאפיינים הגנטיים, התנאים הסביבתיים ואורח החיים המאפיין יחידים או קבוצות אנשים.
הרפואה המותאמת אישית משלבת בין שלושה תחומים עקריים:
- גנטיקה
- תרופות
- אוכלוסיות חולים
רפואה מותאמת אישית, למעשה משתמשת במידע הגנטי והביוכימי המייחד אוכלוסיית מטופלים מסויימות, במטרה להגביר את יעילות הטיפול הנבחר ולמקסם את תוצאותיו.
זוהי עובדה ידועה כי לא כל בני האדם דומים וכמובן קיימת שונות גבוהה גם בין סוגי אוכלוסיות, הן ברמה הגנטית, והן ברמה המגדרית והסביבתית. לדוגמא, טיפול תרופתי שיתאים לגבר בן 70 שמוצאו הוא מדרום מזרח אסיה, לא בהכרח יתאים טוב גם לאישה בת 25 ממערב אירופה.
האתגר האמיתי ברפואה המותאמת אישית, הנו להבטיח כי כל תרופה או טיפול רפואי מסוג זה או אחר, יותאמו באופן אופטימלי ויתבטאו בהפחתת תופעות הלוואי מחד והגברת יעילות הטיפול מאידך.
מהו הגנום וכיצד הוא משפיע על תחום הרפואה המותאמת אישית?
הגנום הוא החומר הגנטי המלא של האורגניזם, ה- DNA, אשר ממוקם בגרעין התא ומקודד מידע רב.
הגנום האנושי מכיל יותר מ-3 מיליארד זוגות של נוקלאוטידים, אשר בהסתמך על השילובים והרצפים השונים ביניהם, מספקים יחד את ה- “Manual” של האורגניזם.
ה- DNA של האדם, מורכב משני גדילים ארוכים ומסולסלים, הבנויים מארבע אבני בניין שונים, אדנין, גואנין, ציטוזין ותמין או בקיצור A, G, C ו-T בהתאמה, הקרויים נוקלאטידים. עבור כל אורגניזם, סדר הנוקלאוטידים על כל גדיל של DNA, מגדיר את סוג המידע הגנטי הגלום במקטע DNA.
ה- DNA כולל אזורים מקודדים, השולטים בתפקודם של התאים ובין היתר על יצירת חומרים כגון חלבונים ואחרים. ה- DNA גם מכיל רצפים אשר לא מקודדים ליצירת חומרים, אשר אחראיים על פעילויות אחרות כגון בקרה על רמות ביטוי הגן המצוי בסמיכות להם (פרומוטורים)
בתחום הרפואה המותאמת אישית, בהסתמך על השונות הגנטית, אשר מתבטאת במטען הגנטי של הפציינט כפי שמשתקף בנתונים המתקבלים מתהליך הריצוף (Sequencing) ובשילוב עם נתונים ומשתנים אחרים, ניתן לבחור באופן הטיפול המועדף ולבצע התאמה טובה יותר של הטיפול לפציינט.
מהו ריצוף גנטי וכיצד ניתן להתשמש בו לטובת רפואה מותאמת אישית?
ההתקדמות המהירה של המחקר הגנטי אשר התרחשה בסוף שנות ה-90, נתמכה בין היתר על פרויקט הגנום האנושי. פרויקט הגנום האנושי, הנו פרויקט עולמי, אשר עשה שימוש בטכנולוגיות ביו-אינפורמטיקה וביוכימיה מתוחכמות, והצליח לגלות את הרצף גנטי של הנוקלאוטידים המצויים בגנום של בני האדם ולאחר מכן גם בבע”ח ובצמחים.
הריצוף הגנטי הנו דטהבייס מורכב, הזמין לרשות הציבור, אשר חוקרים רבים מתחומי הפארמה והבריאות עושים בו שימוש כחלק מתהליכי הפיתוח של תרופות חדשות.
לדוגמא, מדענים יכולים להשתמש בריצוף הגנטי של בני אדם, במטרה להשוות בין המטען הגנטי של תאים סרטניים לתאים רגילים, על מנת להבין היכן וכיצד מתרחשות מוטציות ספציפיות ומה ההשפעות שלהן על אופן תפקוד התא והרקמה בגוף, לזהות אילו חלקים ב- DNA מכילים גנים וכוללים מידע אשר מבצע בקרה על רמות ביטוי הגן, לאתר הבדלים בין אנשים עם תכונות מסוימות לבין אלה שבלי, לסקור חומרים תרפויטים אשר יכולים לשתק או להגביר את פעילותו של גן המעורב במחלה מסויימת ועוד.
הדור הבא של טכנולוגיות הריצוף הגנטי, יבוצע תוך שימוש באלגוריתמים אשר ישוו את הנתונים לספריות DNA קיימות על מנת לבצע את ההשלמות ובכך יתאפשרו תהליכי ריצוף מהירים, יעילים וזמינים יותר. בנוסף, ניתן יהיה לזהות מוטציות עוד בשלבי תהליך הריצוף.
כמובן שנתוני הריצוף הגנטי של אוכלוסיות בני אדם בכלל וחולים במחלות מסויימות בפרט, מאפשרים לפתח טיפולים רפואיים ותרופות, אשר תתאמנה בצורה אישית וטובה יותר לקבוצות החולים השונות, שלב המחלה בו הם מצויים וכמובן בהסתמך על השונות הגנטית שלהם, אשר תפוענח באמצעות טכנולוגיות הריצוף הגנטי ובשילוב עם תוכנות וכלי בריאות דיגיטליים כגון ניתוח Big Data, אלגוריתמים, ML, AI וכיו”ב.
מהו הקשר בין גנטיקה למחלות?
ידוע כי גנים נוטים עם הזמן לפתח מוטציות. הסיכוי של תאי הגוף בכלל ותאי מיקרואורגניזמים בפרט, לעבור מוטציות ושינויים גנטיים, גוברות ככל שהם עוברים יותר חלוקות ו/או נחשפים לחומר/סביבה מוטאגניים. אמנם, ישנן מחלות אשר בבסיסן אינן “גנטיות” ונובעות מגורמים אחרים, אך לעומתן, מוטציות גנטיות ו/או רמות ביטוי שונות של גנים מסוימים, עשויים להוביל להתפתחות מחלות.
היות ומחלות אלה התפתחו כתוצאה משינויים בגנום, והגנום מועבר מדור לדור, אזי גם גנים שעברו מוטציות בהכרח יועברו מדור לדור במשפחה ויצרו תנאים תורשתיים חדשים, אשר עשויים לבוא ליידי ביטוי בשונות בפנוטיפ של אדם כלשהו, בסך המאפיינים הפיזיים ו/או ההתנהגותיים שלו וכמובן במחלות.
אמנם, ישנם בגוף האדם מנגנונים לתיקון מוטציות גנטיות, אך יחד עם זאת, היכולת של מנגנוני תיקון אלה להתמודד עם כל סוגי וכמות השינויים, הנה מוגבלת ועדיין ידועים קשרים רבים בין גנים למחלות.
מהי פארמקו-גנטיקה וכיצד משתמשים בה לרפואה מותאמת אישית?
פרמקו-גנטיקה כשמה כן היא, תחום העוסק במחקר אינטר-דיסיפלינרי המשלב פרמקולוגיה (טיפול באמצעות תרופות) וגנטיקה.
כפי שציינו בתחילת המאמר, ישנם הבדלים רבים בין אוכלוסיות שונות של אנשים, בין היתר, הבדלים גנטיים, בין אם יש להם ביטוי פנוטיפי ובים אם לאו. להבדלים הגנטיים הללו, בין היתר ישנה השפעה על האופן בו המטופלים מגיבים לטיפול תרופתי. הטיפול התרופתי ניתן להערכה באמצעות מדדים כגון פארמקו-דינמיקה ((PD ופארמקו-קינטיקה (PK) ואחרים, ועל כן ניתן להעריך את רמת יעילות הטיפול התרופתי ואף לכמת אותה, ולהשוותה לנתונים הגנטיים היחודיים המאפיינים אדם מסויים או קבוצת אוכלוסיית חולים מסויימת.
לפיכך, מדע הפארמקו-גנטיקה מהווה בסיס לפעילויות רבות בתחום הרפואה המותאמת אישית, כגון התאמת סוג התרופה, הערכת בטיחותה וקביעת המינונים המתאימים, בחינת שילובי תרופות להתמודדות מיטבית עם מחלה מסויימת, זיהוי אינטראקציות בין תרופות שונות או בין תרופות לגנים מסויימים ועוד.
מהו ביומרקר?
סמנים ביולוגיים נמצאים בשימוש נרחב בכל צורות הפעילויות הקליניות אשר נותנים אינדיקציה על מחלה, זיהום, רעילות, מצב רפואי/נפשי או תהליך אחר המתרחש בתוך האורגניזם.
סמנים ביולוגיים עשויים לכלול לדוגמא רמות עופרת או כספית בדם, נוכחות נוגדנים לאחר זיהום, רמות הורמון או אנטיגן ספציפי, זיהום מיקרוביאלי, כמו גם חתימות מולקולריות אשר עשויות לנבא את תגובת המערכת הפיזיולוגית של החולה לטיפולים.
חקר סמנים ביולוגיים/ביומרקרים לזיהוי וטיפול במחלות בכלל ובסרטן המאופיינים בהמצאות רכיבים גנטיים הנו אחד הענפים העקריים של מחקר התחומי רפואה מותאמת אישית.
מה ההבדל בין רפואה מותאמת אישית (Precise Medicine) לרפואה פרסונלית (Personalized Medicine)?
למרות שהתחומים מאוד דומים, קיימים ביניהם הבדלים.
“רפואה פרסונלית” הנה טיפול יחודי אשר מותאם וניתן לחולה ספציפי, לדוגמא טיפול בטכנולוגיות תרפיה תאית, במסגרתן נלקחים מהפציינט תאים אשר עוברים תהליך של “השבחה” באמצעות עבודה עם תרביות רקמה, פקטורי גידול, בשילוב או שלא בשילוב עם תאי גזע ווהזרקתם בחזרה לרקמת המטרה.
לעומת רפואה פרסונלית, רפואה מותאמת אישית עוסקת במתן טיפולים רפואיים המותאמים למאפיינים היחודיים של חולה או קבוצת חולים. רפואה מותאמת אישית, מצריכה את היכולת לאפיין את קבוצות החולים באמצעים כגון ריצוף גנטי, מין, גיל, דמוגרפיה, מחלות רקע אחרות וכיו”ב ולאחריה לבצע חלוקה לתתי קבוצות, בהתאם למאפיינים ולרמת הפגיעות שלהם מהמחלה ו/או התגובה שלהם לטיפול זה או אחר.
ברפואה מותאמת אישית למעשה נשתמש בניתוח סטטיסטי מסוג Cluster Analysis אשר מאפשר למקבץ סוגי מטופלים לפי פרמטרים אשר הוגדרו מראש, ולהתאים עבור קבוצות אלה, את הטיפול המיטבי.
נוסף על כך, להבדיל מרפואה פרסונלית, התפתחות של תחום הרפואה המותאמת אישית עשוי להוביל לפיתוח פרוצדורות רפואיות ותרופות שאינן פרסונליות שניתן יהיה להתשמש בהן כטיפול לציבור רחב יותר של חולים.
כיצד מתפתח תחום הרפואה המותאמת אישית?
לאורך השנים, רופאים המטפלים בפציינטים, באופן מאוד אינטואיטיבי אכן עשו מאמצים על מנת להתאים את המלצות הטיפול שלהם לפציינט היושב מולם, כחלק מתהליכי הדיאגנוזה והפרוגנוזה. ברוב המקרים, הטיפול המוצע לפציינט בין אם מדובר בהתערבות כירורגית ובין אם בטיפול תרופתי, יתחשב בגורמים כגון גיל, מין, מחלות רקע, מחלות משפחתיות, העדפות הפציינט, הגבלות (כגון מגבלות תנועה), צרכים חברתיים ונסיבות אחרות.
למרות האמור לעיל, התאמת הטיפול ע”י הרופא הנה עניין סובייקטיבי, ותבוצע בהצלחה יחסית בלבד, היות וקיימת מגבלה ליכולתו הרופא להתמודד עם מקרים מורכבים ולבצע אינטגרציה של סוגי מידע רבים ושונים.
בהשוואה לרפואה המסורתית, תחום הרפואה המותאמת אישית נסמך יותר על נתונים, במיוחד נתונים גנטיים ותוצאות מחקרים קליניים ואחרים, על מנת להחליט על אופן הטיפול המיטבי והתאמתו ככל שניתן לפציינט.
בשנת 2015 בתקופת כהונתו של הנשיא ברק אובמה, הושקה בארה”ב יוזמה בתחום הרפואה המותאמת אישית, במסגרתה הושקעו כ- 200 מיליון דולר אשר הופנו לצרכי מחקר בתחום הרפואה המותאמת. מטרת התכנית הייתה לגייס כמיליון אמריקאים במטרה לייצר בסיס נתונים גנטיים בפריסה ארצית, אשר עליו ניתן יהיה לבצע את המחקר.
מחקרים נוספים בתחום הרפואה מותאמת אישית בשנים האחרונות, עוסקים בעקר בטיפול בחולי סרטן, אשר במסגרתם פותחו טיפולים תרופתיים לסוגי סרטן ספציפיים בהסתמך על מאפיינים גנטיים הקיימים אצל תת-אוכלוסיות של חולים.
הגדלת אפשרויות גיוס הכספים לתחום מבטיח זה, בשילוב עם הירידה המתמדת בעלויות ריצוף ה- DNA ויכולות ניתוח נתוני Big Data ומידע גנטי, סוללים את הדרך של הרפואת המותאמת אישית, להיות חלק מעולם הבריאות העתידי, אשר יאופיין בטיפולים בטוחים, מועילים ונגישים יותר.
כמובן שהצלחת תחום הרפואה המותאמת אישית, אינו תלוי רק בהשקעות אלא גם בשיתוף הפעולה מכיוון המטופלים ובני משפחותיהם. ככל שיאספו וינתחו יותר נתונים גנומיים, ניתן יהיה לאפיין טוב יותר את תתי האוכלוסיה של החולים והבריאים ובכך לאפשר קבלת החלטות המאופיינות במובהקות סטטיסטית גבוהה יותר.
ככל שיהיו יותר נתונים גנומיים, כך יהיה ניתן יהיה להצליבם עם נתונים קליניים, פארמצבטיים, סוציואקונומיים ואחרים ולאחר מכן ניתן יהיה לבצע “אנליטיקס” על מאגרי המידע המשולבים הללו.
שימוש בכמויות מידע מספקות, לצד יכולות לניתוח נתונים יאפשרו לחוקרים ולספקי שירותי הבריאות לגלות מגמות וקשרי זיקה לסוגי הטיפולים הרפואיים והתרופות באופן אפקטיבי ולאחר מכן, לבצע ניסויים קליניים במטרה לבחון ולתקף את ההיפותיזות הללו.
לסיכום
בזכות הקדמה והטכנולוגיה, תוך שימוש בכלים מתחום הבריאות הדיגיטלית, יש לנו כיום את היכולות להפיק תועלת ממאגרי הנתונים האדירים שנאספו והצטברו לאורך השנים ושעד היום לא הופקה מהם תועלת משמעותית.
תחום הרפואה המותאמת אישית, יאפשר לחוקרים לנתח כמויות גדולות של מידע ברמות מורכבות שונות, במטרה למצוא תשובות לסוגיות מדעיות שעדיין לא באו על פתרונן.
יתרה מכך, שימוש בערכות דיאגנוסטיות לזיהוי סמנים ביולוגיים ומוטציות של מחלות מסויימות כגון סרטן, עשוי לסייע בבחירת הטיפול הרפואי המתאים ביותר, וכך לבצע פרסונליזציה שלו עבור כלל החולים באותה המחלה אשר נושאים את אותו המטען הגנטי ובכך לאפשר טיפול בטוח ויעיל יותר.
תחום הרפואה המותאמת אישית יכול להצליח בתנאי שציבור המטופלים ישתף פעולה עם החוקרים ומכוני המחקר. למעשה, כאשר הציבור מאפשר גישה לנתונים אישיים מסוג זה, ניתן ללמוד טוב יותר על המחלות והמצב הבריאותי, ובמקביל לתרום למאמץ לשיפור הבריאות של הדורות הבאים. כמובן שתפקיד הממשלות, רשויות הבריאות והגופים הרגולטוריים, יהיה להבטיח את חסיון המידע של המטופלים באופן הרמטי כך שפרטיותם תשמר ולא תנוצל לרעה.
