1. Resumé
Next Generation Sequencing (NGS) er en teknik som i løbet af få år har fået en stor udbredelse på verdensplan og som gennemgribende har ændret biologisk og biomedicinsk arbejde. Aldrig tidligere har det været muligt så hurtigt og billigt at få en så omfattende og detaljeret viden om et menneskets arveanlæg.
Teknologien har betydning for diagnostik af genetiske sygdomme eller genetisk baserede træk som fx blodtyper eller vævstyper og kan anvendes til præcis måling ved expressionsanalyse og har vist at have talrige anvendelsesmuligheder.
Mange genetiske sygdomme er ved hjælp af NGS blevet opklarede for så vidt at man i dag kender det genetiske grundlag for disse sygdomme og derved er i stand til at diagnosticere sygdommen på baggrund af en blodprøve.
NGS har talrige anvendelsesmuligheder indenfor bioindustrien såvel som sundhedssektoren og veterinær området. Med nærværende indmelding er det ønsket klart at gøre opmærksom på vigtigheden af mere fokus på NGS teknologi og vigtigheden af øget anvendelse af NGS i Danmark. Teknologien er ikke så kostbar som den har været. Prisen for NGS baseret DNA sekventering er faldet dramatisk over de sidste 10 år. Fig 1 Viser omkostninger ved DNA sekventering falder med tiden.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Nogle personer ser med bekymring på den store viden der hurtigt kan akkumuleres om en person gennem kendskab til vedkommendes genom, og med tiden vil de fænotypiske træk man kan forudsige vokse betydeligt. Der kan være bekymring angående tilfældighedsfund, de såkaldte ’incidental findings’ hvor man bliver opmærksom på en sygdomsdisposition man ellers ikke ville have fundet og hvor dette kan give anledning til bekymring for så vidt der p.t. ikke kan gøres noget for at forebygge den givne sygdom. Andre personer vil under alle omstændigheder ønske viden om alle sygdomsdispositioner.
Anvendelse til diagnostiske formål inklusive behandlingsguide og monitorering sker allerede og fx exom sekventering har givet diagnoser hvor patienten ellers ingen diagnose havde, og uden en diagnose er vejledning angående behandling og prognose vanskelig.
Fig 2 Giver et indblik i hvorledes størrelsen af forskellige genetiske elementer i det humane genom fordeler sig. Exomet er den del der udgøres af alle de protein kodende regioner og udgør kun ca 1,5% af hele genomet.
3. Forskningsbehov
Der er behov for at NGS teknologi bliver mere udbredt i Danmark, at teknologien så at sige demokratiseres, som det tidligere er set for megen anden teknologi. Udviklingen vil formentligt komme naturligt med øget konkurrence fra leverandører af teknologien og dermed ændret prissætning, men denne udvikling kan af mange årsager og på mange måder forhales. En sådan forhaling er uhensigtsmæssig.
4. Udmøntning
NGS finder anvendelse indenfor stadigt flere områder. Indenfor sundhedsvæsenet er bedre og mere målrettet behandling af en lang række sygdomme blot et af mange områder, cancer behandling er et eksempel på dette, hvor sekventering af kræftceller fx kan forudsige respons på diverse kemoterapeutika. NGS analyse åbner mulighed for tidlig præventiv behandling af sygdomsdisposition, men man skal ikke glemme at en genom sekvens ikke kan stå alene. Der er et samspil mellem gener og miljø.
Metagenom analyser har allerede vist mange nye interessante sammenhænge og dette område må forventes at vokse betydeligt. Samspillet mellem de mikrober der vokser i og på os er af gennemgribende betydning for vort liv og velbefindende. Påvisning af nye mikrobielle årsager til sygdom er en oplagt mulighed gennem NGS analyse.
Ekspressionsanalyser til påvisning eller prædiktion af sygdom anvendes i klinisk sammenhæng.
For både bioindustrien, sundhedsvæsenet og forskningen generelt vil der være enorm nytte af en større udbredelse af NGS teknologi i Danmark.
Fig 3 viser størrelsen af en række arters genom angivet i basepar og indikerer herved den udfordring der ligger i at opnå en detaljeret forståelse ikke blot af DNA sekvensen, men tillige regulationen af generne og funktionen af genprodukterne. Selv med dagens sekventerings kapacitet vil det være krævende at undersøge visse arter med meget store genomer og en betydelig bioinformatisk udfordring at analysere disse meget store genomer.
5. Danske forudsætninger
Danmark har generelt et højt uddannelsesniveau, men mangler personer med specialviden indenfor NGS og bioinformatik. Endvidere er udbredelsen af instrumenter ikke tilstrækkelig til at nyttiggøre den teknologiske udvikling, som har fundet sted de sidste 10 år. Danmark sakker bagud i international sammenhæng, hvis ikke der investeres i både avanceret teknologi og uddannelse af mennesker der formår at høste udbyttet. Disse to elementer skal være afbalancerede. Overordnet set er det afgørende at udnyttelse af NGS teknologi skaber større værdier end anvendelsen forbruger. Dette kræver menneskelig opfindsomhed og vedvarende arbejde mod klare mål under professionel og dygtig ledelse.
6. Målsætninger og perspektiver
Et bedre liv, på sigt hjælp til at finde de bedste funktions vilkår for individet.
Udbredt kendskab til en persons genom og viden om korrelation til sygdom, kan med tiden udløse et ønske fra personen om modifikation af ens eget genom når genom editerings teknologier først bliver udbredte. Lige så vel som at det er helt acceptabelt at stille krav om at befinde sig i et godt miljø og fx ikke vokse op i en kold og fugtig kælder med inferiør føde, lige så vel kan det tænkes at personer i fremtiden vil stille krav om genom editering med henblik på at få gener, der ikke betinger et liv med sygdom.
Third generation DNA sequencing teknologier er kommercialiseret og andre er under udvikling, disse teknologier kan give meget lange reads dvs DNA sequencer direkte, hvilket i en række situationer er meget nyttigt.
Det er vigtigt for Danmark at vi ikke sakker bagud i den internationale udvikling på dette højteknologiske område inden for bioteknologi. Bioteknologi er et område som er yderst velegnet for Danmark da der ikke kræves store naturlige ressourcer og vi har flere bioteknologiske firmaer som i høj grad formår at skabe værdier for det danske samfund. Hvis dette skal fortsætte må vi i tide sikre at der i Danmark er mange personer med den rette viden og uddannelse, det er naivt og uetisk at forestille sig at vi kan leve af at højtuddannede indvandrere laver det intellektuelt krævende højteknologiske arbejde.
7. Kontaktperson
Klaus Rieneck, Rigshospitalet afd 2034, Blegdamsvej 9, 2100 København Ø, email: kr@rh.dk