Я подумал, не написать ли мне научное сообщение о своем клиническом случае. Однако у меня две здоровые дочери, у которых, как и у моих родителей и братьев, нет никаких признаков синдрома Коффина – Сириса. Тут мой скептицизм уже зашкаливал.
Я сталкивался с подозрительными результатами и раньше у других пациентов. Когда врач смотрит на результаты анализа, а затем на пациента и понимает, что что-то тут не так, то надо подумать, не может ли быть, что анализ проведен недостаточно качественно или что образцы перепутались.
И опять я поступил так, как должен поступать любой уважающий себя генетик. Я повторно сдал кровь, и мою ДНК повторно секвенировали, чтобы подтвердить синдром Коффина – Сириса. Этот анализ показал, что мутация в ARID1А, изначально найденная при полногеномном секвенировании, была просто ошибкой, ложноположительным результатом, который тем не менее смутил и встревожил меня, а также повлек дополнительные ненужные тесты и денежные траты. Теперь я с большим пониманием отнесся к покровительственной заботе Департамента здравоохранения штата Нью-Йорк и признал, что, возможно, поспешил со своей критикой.
Мой опыт послужит важным уроком для тех, кто озабочен своим хорошим здоровьем и хочет получить результаты одновременно 3 млрд анализов после секвенирования одного генома.
В США, прежде чем врач назначит какое-либо лекарство, оно должно быть испытано, проверено и должно получить одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. В целом такое разрешение гарантирует высокий уровень контроля качества во всем процессе разработки и реализации препарата. В настоящее время есть несколько генетических тестов, одобренных этим управлением, и в них соблюдается два важных условия. Во-первых, они точно, по четким критериям измеряют то, что должны измерять. Во-вторых, есть убедительные свидетельства их клинической ценности. Клиническая ценность означает, что эти тесты дают информацию, полезную для непосредственного ухода за пациентом. Например, с помощью тестирования можно получить достоверные данные, необходимые для того, чтобы решить, давать ли женщине определенный тип химиотерапии для лечения ее рака груди или нет.
В то же время для большинства генетических тестов, в том числе и для полногеномного секвенирования, одобрение получено на уровне отдельных штатов, и в этом случае требования к тестам могут сильно различаться. В целом во многих штатах единственное условие, которое должно выполняться, – это чтобы тест точно измерял то, что должен измерять, независимо от его клинической ценности.
Более того, требования к контролю качества зачастую менее строги. Вероятно, этим частично объясняется, почему в штате Нью-Йорк заблаговременно были запрещены генетические тесты, доступные потребителю непосредственно (не требующие участия профессиональных генетиков и генетических консультантов, с возможностью заказа через интернет), которые, например, проводит компания 23andMe. Клиенты отправляют образцы слюны, их них извлекается ДНК; данные генетического тестирования по более чем 90 позициям, от облысения до риска рака молочной железы, публикуются в защищенном паролем файле на веб-сайте компании. В 2008 г. журнал Time назвал 23andMe изобретением года. В 2013 г. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов отправило 23andMe и аналогичным компаниям, напрямую работающим с пациентами, письмо-предписание о прекращении их деятельности в США. Однако в 2015 г. компания 23andMe получила разрешение на проведение анализа, результаты которого получает непосредственно потребитель, но только для синдрома Блума – редкого рецессивного заболевания, увеличивающего риск развития рака[13].
Информация о контроле качества часто закрыта и для генетиков, которые заказывают тесты, и для их пациентов. Например, насколько велика глубина покрытия при секвенировании – ведь если она небольшая, то проще обнаружить несуществующую мутацию? Какой именно алгоритм используется для классификации аллелей генов на полезные и вредные? Иногда проблемы возникают оттого, что ДНК другого пациента, с которой работали на том же оборудовании, вызывает загрязнение образца. Я наблюдал подобную ситуацию, возникшую из-за того, что по меньшей мере одной компании по генетическому тестированию следовало бы работать лучше.
Для генома есть возможность сделать высококлассные анализы, но есть и дисконтный вариант. Я купил невозвратный билет экономкласса и получил то, за что заплатил. Когда я внимательно изучил полученный результат, то заметил, что для некоторых из моих 22 000 с лишним генов нет достаточной глубины покрытия, чтобы можно было обнаружить мутации. Когда ген прочитывают недостаточное число раз для адекватного покрытия, программное обеспечение находит мутацию там, где ее нет. Если контроль качества не очень хорош, может просочиться ошибочная информация такого рода.
В моем случае это произошло с геном ARID1A. И хотя анализ покрывал весь геном, глубина покрытия составляла около 30. Это значит, что каждая позиция в геноме была прочитана в среднем 30 раз. Однако разброс глубины покрытия секвенирования составлял от 0 в некоторых областях (большинство из них неинтересны и поэтому их игнорируют) до 100 и более, из-за технических аспектов подготовки «библиотек» ДНК для секвенирования. Так случилось, что в конкретной позиции в гене ARID1A глубина покрытия составила всего 8. В каждом прочтении последовательности встречаются ошибки, связанные с встраиванием неправильного нуклеотида. Анализирующая программа усредняет множество прочтений, чтобы выдать конечный результат по конкретной позиции. К сожалению, алгоритм плохо справился с этой задачей, и я получил ложноположительный результат – мутацию, которой на самом деле нет, призрак, порожденный вычислениями.
На самом деле я нашел по меньшей мере дюжину своих генов, в некоторых экзонах которых была такая же плохая глубина покрытия и в которых присутствовали аналогичные ошибки, хотя эти конкретные места в геноме и соответствующие аминокислоты не влияют на заболевания. Например, мне определили мутацию в гене ActinB, который никогда не был связан с каким-либо человеческим заболеванием, и это был ложноположительный результат из-за плохой глубины покрытия. Однако же, если эти плохо прочитанные области содержали клинически важные гены, при секвенировании моего генома можно было легко пропустить важные результаты. Возможно, отеческая забота штата Нью-Йорк была не такой бессмысленной, как я изначально предполагал. Что ввел, то и получил, как говорят компьютерщики.
Первое секвенирование моего генома обошлось мне примерно в $2750. Позже мой геном секвенировали в другой лаборатории с более высоким уровнем контроля качества, и это стоило около $5000. Эта версия пришла на iPad со специальным геномным приложением. Я вручную проверил первичные данные, прежде чем смотреть, что там нашлось. Общая глубина покрытия была намного лучше (более чем в 40 раз), и по ряду дополнительных признаков я смог убедиться, что эта последовательность действительно моя. Это был геном мужчины (верно!). В нем были десятки аллелей, частота которых выше у евреев-ашкенази, что соответствует моему этническому происхождению.
В общей сложности у меня было идентифицировано около 4 млн нуклеотидных замен. Среди этого
