GENETICS, ECONOMICS, AND PUBLIC HEALTH
このアプローチが他の環境でも再現できない基本的な理由はないと考えています(このページのボックスを参照ください)。 最近のガイドラインによると35 、非特異的な全身の発達遅滞を持つ子供の標準的な診断評価には、1万ドルから2万ドルの費用がかかります(この論文のオンライン版の付録としてhttp://www.ajph.orgに掲載されている表)。 私たちは毎年、このような診断の2回分、つまり約35,000ドルを、5〜16の新しい病原性対立遺伝子のマッピングと検査法を開発するための分子研究に費やしています。 低コストの融解曲線分析(1回50ドル、所要時間4時間)32をこれらの疾患の検出に適用することで、年間約70万ドルの不要な診断検査を排除することができます。
BUILDING A MEDICAL HOME
Clinic for Special Childrenが設立される以前、メープルシロップ尿症、グルタル酸血症1型、その他の複合遺伝性疾患を持つプレーンの子供たちは、コストがかかり効果もない断片化したケアを受けていました。 メープルシロップ尿症による小児死亡率は39%、グルタル酸血症1型のアーミッシュの子どもの94%は2歳までに代謝性脳卒中により完全に身体障害者となった。 1989年以前は、メープルシロップ尿症で生まれたメノナイトが重篤な状態で地域の小児科センターに到着し、平均12週間滞在していた。 これらの入院には、5万ドル以上の費用がかかった。 小児期を生き延びた患者の61%は、ほとんどが中等度または重度の障害を負っていた。 乳児期を過ぎると、各患者は年に1回程度7日間入院し、今日では1日平均8000ドル(範囲=1000~38000ドル)の費用がかかる。
1989年から、68人の患者のMennonite maple syrup urine diseaseを新生児期から縦断的に管理している。 その半数は家族歴やキャリアテストが陽性だったために対象となり、生後12時間から24時間の間にその場で診断され、これらの子どもたちは全員、自宅で安全に移行している。
このクリニックでは、今日生まれたメープルシロップ尿症の北東部メノナイトが健康に育つことを期待できるように、手頃な価格のオンサイトアミノ酸検査、自宅でのウェルデイおよびシックデイプロトコル、オンデマンドの緊急非経口輸液を開発しました(図B、この論文のオンライン版http://www.ajph.orgの補足として入手可能)。
ジェノタイピングサービスはプライマリケア環境での運用コストを増やすが、無知によるコストはより急峻である。 発見されない遺伝性疾患を持つ乳児は医療システムから消えることはなく,障害や慢性疾患を発症し,かなりの医療資源を必要とするようになる。 ペンシルバニア州ランカスター郡では、先制的なゲノム医療が公衆衛生に大きな効果をもたらしている。 さらに36%の子どもたちは、情報に基づいた医療を受けることで、苦しみを軽減し、より自立した生活を送ることができるようになりました。 150万ドルの運営費で、平野地区の医療費総額は毎年2000万ドルから2500万ドル(患者1人当たり年間約1万2000ドル)削減されています。 しかし、そのためには、発見の科学と実施の科学のバランスをとる必要があります。36-38
患者のケアを第一に考え、臨床医と分子生物学者が適切な規模で肩を並べて働ける医療システム39は、遺伝子ベースの手法が医療現場で持続可能な力となることを保証する手段です16, 40-42。 社会的・文化的な要因が、特定の環境において何が「適切な技術」を表すかを決定すると主張する批判者43,44は、深刻な遺伝的障害をもって生まれた人は偶然の犠牲者であり、科学の進歩の現実的利益を優先的に受ける権利を有するべきであることを思い出すべきである(http://www.un.org/en/documents/udhr)36, 38, 43, 45
ペンシルバニアの旧教徒アミンとメノナイト(平地民)は、2世紀に及ぶ激しい宗教迫害から逃れ、18世紀初めに新世界に来たスイス人アナバプティスト移民の末裔である。 彼らは、北米全域の多くの小さな内縁関係のある農業集落に分散し、医療保険を含む近代的な方法を避けてきた。 集団ボトルネックと遺伝的ドリフトにより,北米の入植地の間で病原性対立遺伝子の特定の分布が生じ,それが過去2世紀にわたって個人と共同体に多くの苦しみをもたらし,さらに市場ベースの米国の医療制度へのアクセスの悪さが重なった。
1989年に,遺伝疾患を持つ平野の子供たちをケアするために,非営利の「特別な子供のためのクリニック(図A,この論文のオンライン版に補足としてhttp://www.ajph.orgにあります)」を設立しました。 私たちの診療の基本的な目的は、小児期の障害や疾病の地域的な遺伝的原因を特定し、その診断と治療のためにこの分野の技術を利用し、診療を身近で安価なものにすることであった。 このクリニックは、地元のアナバプティスト・コミュニティーから支援を受け、子どもたちへの貴重な投資と見なされるようになりました。彼らは、利益重視の米国の医療市場とは根本的に異なる、慈善的な地域医療の取り組みにリーダーシップと資金的支援を提供したのです。 患者の95%は保険に加入しておらず、クリニックは国や連邦政府の資金を一切受け取っていません。 2010年には、150万ドルをかけて1877人の患者さんに総合的な医療を提供し(患者さん1人あたり799ドル)、103種類の病原性対立遺伝子に対する分子検査を現場で実施しました。 さらに3分の1は個人の寄付によるもので、その多くは匿名を選んでいます。 予算の3分の1は、プレインズによって毎年開催される4つのキルト・オークションによって調達されています。 ペンシルバニア州レオラで開催された20周年記念の最大のオークションでは、寄付されたキルト、家具、手料理、農作物などを販売し、9時間で31万ドルを集めました。 それに比べて、2010年の米国人口の医療費は1人当たり8344ドルで、その半分は州および連邦政府によって支払われ、残りは患者と民間保険会社の間でほぼ均等に分けられています。
アラブおよびイスラエル諸国、北欧諸国、インドおよびその他のアジア地域、特定のアフリカおよびラテンアメリカ亜集団、ネイティブアメリカン、ファーストネーション、その他の先住民の間に遺伝子ボトルネックが存在しています。 これらの集団は、それぞれ特定の遺伝的疾患リスクを持っており、この多様性を理解することが、効果的な公衆衛生活動の鍵となります。 公衆衛生に焦点を当てたジェノタイピングプロジェクトは、メキシコ、インド、タイですでに進行中である。 このような多様な集団の中で、地域経済の詳細と臨床的事実が濃厚なマトリックスの中で、ゲノミクスを医療行為に統合する必要がある。 漠然とした、あるいは不確定な臨床情報では、「一般集団」内での大規模なゲノムワイド関連研究の有用性が制限されることが多い。 この問題は、臨床観察を行い、治療を提供する人々と遺伝学的データを作成する人々とが分離されたシステムにおいて自然に生じるものである。 重要な意味において、これが問題の核心である。 遺伝的構造、近接する環境条件、生理学、経済学、文化など、人間の組織のさまざまなレベルは、病気を理解し治療するという目的では切り離すことができません。 この10年間で、私たちのアプローチは他の研究者の注目を集めるようになった。 多くの臨床医や科学者が、「小さな」科学がいかにして生物学の基本的な問題に情報を与え、「大きな」ゲノム科学を臨床的に有用な方向へと導くことができるかに関心を寄せているのである。 CNTNAP2の物語は、そのような例の一つです。 2006年、我々はTranslational Genomics Research Institute(http://www.tgen.org/)と共同で、複雑な部分てんかんと自閉症を持つ近縁のアーミッシュの子供たちの間でCNTNAP2のエクソン22に3709delGフレームシフトを持つホモ接合体を発見した。 その後の研究により、特発性自閉症、てんかん、言語障害、統合失調症など多様な臨床症状を示す世界中のアーミッシュ以外の患者において、CNTNAP2の変異が同定された。 これらの発見により、ヒトの脳の発達における CNTNAP2 の機能に関する研究が始まり、前頭葉の結合性や言語の進化に重要なタンパク質である FOXP2 の調節におけるその役割が明らかにされた
他の多くのメンデル病や「複合」疾患(例:うつ、肥満、2 型糖尿病)の研究は、地域に焦点を当てた研究によって充実することが予想される。 これらの一般的な疾患は、エピジェネティック、環境、確率的要因と連動した複数の遺伝子バリアント間の相互作用によって生じる。 小さな社会集団の中で、希少で浸透性の高い対立遺伝子を発見することが、これらの基本的な遺伝的基盤を検出する鍵になるかもしれない。 私たちは最近、ペンシルバニア州のPlain集団における双極性障害、注意欠陥障害、大うつ病に関する共同遺伝子研究を開始し、Broad Institute(http://www.broadinstitute.org)と協力して、深い配列決定技術をプライマリケア環境でいかに効果的に展開できるかを検討しています。
Clinic for Special Childrenの設立以前、メープルシロップ尿症、グルタル酸血症1型、その他の複雑な遺伝子疾患を持つプレーンの子供たちは、コストがかかり効果的でない断片的なケアを受けていました。 メープルシロップ尿症による小児死亡率は39%、グルタル酸血症1型のアーミッシュの子どもの94%は2歳までに代謝性脳卒中により完全に身体障害者となる。 1989年以前は、メープルシロップ尿症で生まれたメノナイトが重篤な状態で地域の小児科センターに到着し、平均12週間滞在していた。 これらの入院には、5万ドル以上の費用がかかった。 小児期を生き延びた患者の61%は、ほとんどが中等度または重度の障害を負っていた。 乳児期を過ぎると、各患者は年に1回程度7日間入院し、今日では1日平均8000ドル(範囲=1000~38000ドル)の費用がかかる。
1989年から、68人の患者のMennonite maple syrup urine diseaseを新生児期から縦断的に管理している。 その半数は家族歴やキャリアテストが陽性だったために対象となり、生後12時間から24時間の間にその場で診断され、これらの子どもたちはすべて家庭で安全に移行している。
このクリニックでは、今日生まれたメープルシロップ尿症の北東部メノナイトが健康に育つことを期待できるように、手頃な価格のオンサイトアミノ酸検査、ホームウェルデーおよびシックデープロトコル、オンデマンド緊急非経口溶液を開発しました(図B、この論文のオンライン版の補足として http://www.ajph.org で入手可能)。
私たちは、小児科診療が、ヒトの遺伝学について増えつつある知識を集め、応用するのに非常に重要な場所である理由を、じかに観察しています。 メープルシロップ尿症やグルタル酸血症1型のように、私たちが扱う遺伝性疾患の約半数は重大な障害を引き起こす可能性があり、その多くは治療が可能なものです。
この種の戦略にドル換算した例はほとんどありませんが、2004 年、疾病対策予防センターは、精神遅滞、脳性麻痺、難聴、視覚障害の診断に関連する医療、補助器具、交通、特別教育、障害者とその介護者の失われた生産性に起因するコストなど、生涯コストを推定しています。 医療インフレ率6.1%で調整すると、生涯で63万ドル(難聴)から153万ドル(精神遅滞)の範囲となりました。 これらの試算から、このクリニックの20年の歴史の中で、約200人の子どもたちの主な神経障害を予防することで、平野地区では約2億7000万ドルの関連費用を節約できたことになります。
重度の精神運動遅延と脳の成長が止まったアーミッシュの少年(図C,この論文のオンライン版への補足としてhttp://www.ajph.orgで入手可能)は,三次センターでの広範な検査の後,診断がつかないままであった. その後,5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素をコードするMTHFR遺伝子にホモ接合型変異(c.1129C > T)があり,Somerset County Amish settlement内でこのアレルのキャリア頻度が30%であることが判明した. Pediatrix Screening Laboratoryと共同で,乾燥ろ紙血液スポットからMTHFR c.1129C > T対立遺伝子を検出するリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応法を開発した. リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応法で診断された最初の子どもはプロバンドの妹(右)で、生後2週目に治療を開始し、4年間のフォローアップで脳の成長と発達が正常であった
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