Остеопороз, риск перелома, предсказанный с помощью генетического скрининга

Остеопороз
                Слева нормальная кость, а справа остеопоротическая кость. Кредит: Международный фонд остеопороза

Новый генетический скрининг может предсказать будущий риск развития остеопороза и переломов костей, согласно исследованию, проведенному в Медицинской школе Стэнфордского университета.
                                                                                       

В частности, исследование, одно из крупнейших в своем роде, выявило 899 областей в геноме человека, связанных с низкой минеральной плотностью кости, 613 из которых никогда ранее не были идентифицированы.

Люди, которые считаются подверженными высокому риску — около 2 процентов из протестированных — имели примерно в 17 раз больше шансов на развитие остеопороза, чем другие, и примерно в два раза чаще имели место переломы костей в течение жизни. Для сравнения, примерно 0,2 процента протестированных женщин будут иметь связанную с раком мутацию в гене BRCA2, что увеличивает риск рака молочной железы примерно в шесть раз по сравнению с женщиной без мутации BRCA2.

Раннее выявление людей с повышенным генетическим риском развития остеопороза может быть важным способом предотвращения или снижения частоты переломов костей, которые, согласно данным Национального фонда остеопороза, затрагивают 2 миллиона человек в год и составляют 19 миллиардов долларов в год на здоровье расходы по уходу.

«Существует множество способов снизить риск возникновения стрессового перелома, в том числе витамин D, кальций и упражнения с нагрузкой», — говорит Стюарт Ким, доктор наук, заслуженный профессор биологии развития. «Но в настоящее время не существует протокола, позволяющего предсказать в возрасте 20-30 лет, кто, вероятно, подвержен более высокому риску и кто должен проводить эти вмешательства до появления каких-либо признаков ослабления кости. Подобный тест может быть важным клиническим инструментом».

Ким является единственным автором исследования, которое будет опубликовано в сети 26 июля в PLOS ONE.

Низкая минеральная плотность кости в качестве предиктора

Ким первоначально подошел к своему расследованию, чтобы помочь элитным спортсменам или военным узнать, есть ли у них риск травмы кости во время напряженных тренировок. Однако, собрав результаты, он увидел сильную корреляцию между людьми, у которых, по прогнозам, самый высокий риск низкой минеральной плотности кости и развития остеопороза и переломов.

Остеопороз, или пористая кость, представляет собой заболевание, которое приводит к уменьшению костной массы из-за потери кости или дефектов в выработке кости, или обоих. Это связано с высокой частотой переломов костей, потому что ослабленная кость менее способна противостоять стрессу скольжения и падения, а иногда даже нормальной повседневной активности. Он поражает миллионы американцев и является причиной 1 из 2 переломов у женщин и 1 из 4 у мужчин старше 50 лет.

Два предыдущих исследования показали, что в остеопорозе есть генетический компонент; у вас больше шансов развить его, если у вас есть семейная история этого заболевания. В дополнение к генетике, ваше поведение, включая частоту и тип упражнений, которые вы предпочитаете, и ваш рацион, а также ваш вес и пол, также играют большую роль в здоровье костей. Недавно генетические исследования на больших группах людей показали, что вероятно вовлечены сотни генов, каждый из которых вносит свой небольшой вклад в увеличение или уменьшение риска заболевания.

Остеопороз часто диагностируется с помощью теста минеральной плотности кости, который использует рентген для измерения количества минералов, таких как кальций, в бедре, позвоночнике или пятке человека. Но тесты минеральной плотности кости обычно проводятся только у людей с остеопорозом в семье или у тех, кто недавно перенес перелом после простого падения.

«Наиболее распространенный клинический алгоритм, используемый для выявления или прогнозирования остеопороза, называется FRAX», — сказала Ким. «Но главное в том, что два самых больших компонента алгоритма FRAX — это плотность минералов костей и предшествующий перелом. Так что это своего рода круговой аргумент».

Разработка алгоритма

Ким проанализировал генетические данные и информацию о здоровье почти 400 000 человек в британском биобанке — обширном сборнике неопознанной информации, свободно доступной для исследователей общественного здравоохранения по всему миру. Для каждого участника Ким собрал данные о минеральной плотности кости, возрасте, росте, весе и поле, а также последовательности генома этого участника. Затем он разработал компьютерный алгоритм для выявления естественных генетических различий среди людей с низкой минеральной плотностью кости.

Используя алгоритм, Ким смог выявить 1362 независимых различия или однонуклеотидных полиморфизма, которые коррелировали с показаниями низкой минеральной плотности кости. Затем он использовал метод машинного обучения под названием LASSO, разработанный в 1996 году Стэнфордским профессором биомедицинских данных и статистики Робертом Тибширани, доктор философии, для дальнейшей обработки данных.

Полученный алгоритм назначил оценку каждому из почти 400 000 участников, чтобы указать на их риск низкой минеральной плотности кости; последующие анализы показали, что у тех, кто оказался в нижних 2,2% этих оценок, вероятность возникновения остеопороза была выше в 17 раз, чем у их сверстников, и почти вдвое выше вероятность перелома костей.

«Анализ сработал очень хорошо», — сказала Ким. «Это одно из крупнейших исследований геномной ассоциации, которое когда-либо проводилось в отношении остеопороза, и оно четко показывает генетическую архитектуру, лежащую в основе этой важной проблемы общественного здравоохранения».

В настоящее время Ким планирует организовать клиническое испытание, чтобы выяснить, могут ли элитные атлеты и военнослужащие, определенные в алгоритме как имеющие высокий риск развития остеопороза и потенциального перелома, повысить плотность минералов в костях с помощью простых профилактических мер. Он также заинтересован в проведении аналогичного исследования среди молодых людей без явных клинических симптомов ослабления кости.

«Пятнадцать миллионов человек в этой стране уже получили доступ к своим последовательностям генома с помощью услуг прямого тестирования потребителей», — сказала Ким. «Я думаю, что этот анализ может стать стандартом медицинской помощи в ближайшие годы. Это было бы относительно простой мерой для определения тех, кому необходимо проверить минеральную плотность кости и, возможно, предпринять шаги в раннем возрасте, чтобы обеспечить свое будущее». здоровье костей. «

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *