Verwendung von ClinVar – Ein Tutorial für Anfänger

Clinvar

Was ist ClinVar?

Für viele Menschen ist die Sequenzierung ihres Genoms der Beginn einer aufregenden Reise. Oft sind sich die Menschen jedoch nicht sicher, wo sie mit der Erforschung ihrer DNA-Daten beginnen sollen. Um zu erfahren, wie sich Genetik auf die Gesundheit auswirkt, kann ein Tool namens ClinVar äußerst nützlich sein. Aber wie genau funktioniert dieses Tool? Dieses Tutorial wird Sie lehren!

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Die 99,9 Prozent

Das menschliche Genom besteht aus ungefähr 3 Milliarden Buchstaben, die auf 23 Chromosomenpaare verteilt sind. Zusammen dienen diese Buchstaben (auch als Nukleotide bekannt) als Bedienungsanleitung zur Bestimmung unserer Merkmale. Von der Haarfarbe einer Person bis zu ihrem Risiko für Herzerkrankungen enthält das Genom das Rezept, das jede Person einzigartig macht.

Wählen Sie zufällig 2 Personen aus, und sie haben wahrscheinlich viel mehr Unterschiede als Ähnlichkeiten. Man kann groß sein, eine Brille brauchen, hat eine Familiengeschichte von Brustkrebs und hasst den Geschmack von Koriander. Der andere hat rote Haare, ist laktoseintolerant und war schon immer ein Straight-A-Schüler.

Obwohl diese beiden Personen nicht gleich zu sein scheinen, teilen sie immer noch 99,9% der gleichen Buchstaben in ihrem Genom. Alle Unterschiede zwischen zwei zufälligen Individuen, von ihrem Aussehen bis zu ihrem Krankheitsrisiko, sind auf Unterschiede in nur 0,1% (oder 3 Millionen) der Buchstaben im Genom zurückzuführen!

Die 0,1 Prozent

Die Buchstaben des Genoms, die zwischen Individuen unterschiedlich sein können, werden als Einzelnukleotidpolymorphismen oder SNPs (ausgesprochen „Snips“) bezeichnet. Zum Beispiel ist ein SNP vorhanden, wenn die Mehrheit der Individuen den Buchstaben “C” an einer bestimmten Stelle im Genom hat, während eine Minderheit stattdessen ein “T” hat. Man würde sagen, dass dieses SNP zwei mögliche Varianten oder “Allele” hat: C und T.

Wissenschaftler schätzen, dass es im gesamten Genom möglicherweise bis zu 100 Millionen SNPs gibt. Viele dieser SNPs kommen in Genen vor, den DNA-Sequenzen, die als Anweisungen zur Herstellung von Proteinen dienen, molekularen Maschinen, die verschiedene Aufgaben in und außerhalb von Zellen ausführen. Außerhalb dieser Regionen treten jedoch viel mehr SNPs in den sogenannten auf “Junk DNA” . Trotz ihres Namens macht diese DNA rund 99% der Informationen unseres Genoms aus, und Wissenschaftler entdecken immer mehr über ihre Bedeutung für unsere Gesundheit.

Unabhängig davon ist die Identifizierung von SNPs ein wichtiger Schritt zum Verständnis persönlicher Genomdaten. Einige SNPs können einen starken Einfluss auf die Anfälligkeit einer Person für eine bestimmte Krankheit haben. Betrachten Sie zum Beispiel die Alzheimer-Krankheit. Ein bestimmter SNP in der APOE Gen erhöht das Risiko einer Person, an Alzheimer zu erkranken, um mehr als 20-fach !

Mit den Fortschritten bei Gentesttechnologien, die die Kosten für die Sequenzierung eines menschlichen Genoms senken, machen immer mehr Menschen den Sprung, durch ihre DNA etwas über sich selbst zu lernen. Einige Gentest-Unternehmen gewähren ihren Benutzern Zugriff auf ihre DNA-Rohdateien, damit sie ihre Daten selbst untersuchen können. Obwohl dies die Benutzer befähigt, kann es gleichzeitig ziemlich entmutigend sein. Die meisten Menschen sind mit der Humangenetik und verschiedenen Datenanalysewerkzeugen nicht sehr vertraut. Insbesondere angesichts von Millionen von SNPs wissen viele Benutzer verständlicherweise nicht, wie sie lernen sollen, was sie bedeuten.

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Wie benutzt man ClinVar

Eines der hilfreichsten Tools, um mehr darüber zu erfahren, was Ihre SNPs für die Gesundheit bedeuten könnten, ist ClinVar. Es ist ein frei zugängliches öffentliches Archiv, das die Beziehungen zwischen genetischen Varianten und deren Auswirkungen auf den Gesundheitszustand katalogisieren soll.

ClinVar wird von den National Institutes of Health in den USA betrieben. Es fungiert als zentrale öffentliche Datenbank für Forscher und Mediziner, um Informationen über klinisch relevante SNPs zu hinterlegen. Wenn beispielsweise eine neue wissenschaftliche Studie veröffentlicht wird, die eine genetische Variante mit einer bestimmten Krankheit verknüpft, können diese Informationen an ClinVar übermittelt werden.

Obwohl ClinVar leistungsstark ist, kann es oft unhandlich und schwierig zu navigieren erscheinen. Wenn Sie lernen, wie Sie die Website effektiv durchsuchen, können Sie unzählige zusätzliche Informationen aus Ihren Genomdaten freischalten.

Im Kern können Sie ClinVar anhand von drei verschiedenen Informationen durchsuchen. Diese sind:

  • SNP ID
  • Gen
  • Krankheit / Zustand

Suchen ClinVar von SNP

Den meisten SNPs wird eine eindeutige ID zugewiesen, die im Allgemeinen mit den Buchstaben „rs“ und dann mit einer Folge von Zahlen beginnt (z. B. rs7412). Durch Eingabe dieser ID können Sie direkt mit Informationen über den Standort des SNP, mögliche Krankheiten und vieles mehr verbunden werden.

Rohe DNA-Dateien enthalten unabhängig vom Format im Allgemeinen eine Liste genetischer Varianten und deren IDs. Bei Nebula Genomics stellen wir unseren Anwendern ihre genetischen Varianten im VCF-Format zur Verfügung, dem am häufigsten verwendeten Format. Um Ihre genetischen Varianten zu untersuchen, können Sie eine VCF-Datei mit einem Texteditor wie Sublime erstellen oder sich einfach die Studien in der Nebula Library ansehen. Bisher haben wir bereits über 8000 genetische Varianten analysiert und jede Woche kommen neue Studien und Varianten hinzu!

Um die klinische Relevanz eines bestimmten SNP zu ermitteln, verwenden wir ClinVar. Beginnen wir mit der Navigation zu der Standort , wo die Titelseite so aussehen sollte:

ClinVar-Homepage.
ClinVar-Homepage.

Auf dieser Website erfahren Sie mehr über ClinVar und wie Sie neue Beiträge einreichen können. Wenn Sie bereits an ein SNP denken, können Sie es einfach in die Suchleiste eingeben und auf “Suchen” klicken. Hier möchten wir mehr über SNP rs63750048 erfahren.

ClinVar-Suche.

Wenn Informationen zu einem SNP in ClinVar hochgeladen wurden, gibt die Site ein Suchergebnis für diesen SNP zurück. Wir können auf einen Blick sehen, dass es sich in einem Gen namens PSEN2 befindet und mit der Alzheimer-Krankheit Typ 4 in Verbindung gebracht wurde. Durch Klicken auf den Link (im Screenshot hervorgehoben) können wir noch mehr über das SNP erfahren.

Suchergebnisse.

Auf dieser Seite finden Sie weitere Informationen zum SNP, einschließlich aller Bedingungen, mit denen es verknüpft sein kann, sowie aller wissenschaftlichen Veröffentlichungen, in denen das SNP erwähnt wird. Für jede Bedingung im Abschnitt „Eingereichte Interpretationen und Beweise“ können Sie auf den Link „Evidenzdetails“ klicken, um zu erfahren, wie der SNP mit der Krankheit verbunden ist und wie er entdeckt wurde.

Ein Eintrag in ClinVar.
Ein Eintrag in ClinVar.
Hinweise in ClinVar.
Hinweise in ClinVar.

Hier können wir sehen, dass der SNP in einer italienischen Familie identifiziert wurde, die von Alzheimer betroffen ist. Der normale Buchstabe an dieser Stelle des Genoms ist C, aber Gentests, die an dieser Familie durchgeführt wurden, zeigen, dass viele Mitglieder an derselben Stelle ein T haben, was die Funktionsweise des PSEN2-Gens beeinflussen kann. In dem Bericht werden bestimmte Symptome festgestellt, die bei Familienmitgliedern aufgetreten sind.

Detaillierte Beweise in ClinVar.
Detaillierte Beweise in ClinVar.

Suche nach ClinVar nach Gen.

Vielleicht haben wir kein bestimmtes SNP im Sinn und möchten stattdessen alle SNPs finden, die in einem Gen vorhanden sind, an dem wir interessiert sind. Sobald wir ein interessantes SNP gefunden haben, können wir zu unseren eigenen Genomdaten zurückkehren und unseren Status für dieses SNP überprüfen.

Navigieren Sie zunächst zurück zur ClinVar-Homepage und suchen Sie nach dem Gen, über das Sie mehr erfahren möchten. In diesem Fall suchen wir nach „BRCA“, einem Gen, bei dem Variationen mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung von Brustkrebs in Verbindung gebracht wurden.

ClinVar-Suche nach Gennamen.
ClinVar-Suche nach Gennamen.

Die Suche nach diesem Gennamen gibt Hunderte von ClinVar-Varianten zurück. Einige von ihnen befinden sich in den BRCA-Genen, andere in Genen, die eng mit BRCA verwandt sind. Um nicht von den Suchergebnissen überfordert zu werden, können wir sie mithilfe der Optionen auf der linken Seite filtern. Diese schließen ein:

  • Klinische Bedeutung: Verursacht dieses SNP eine bestimmte Krankheit (pathogen und wahrscheinlich pathogen) oder nicht (gutartig und wahrscheinlich gutartig)? Oder ist es ungewiss, welche Auswirkungen es hat? Oder gibt es widersprüchliche Ergebnisse aus verschiedenen Studien?
  • Molekulare Konsequenz: Welchen Einfluss hat das SNP auf die Gensequenz?
  • Variationstyp: Wird der Sequenz ein Buchstabe hinzugefügt oder daraus gelöscht? Oder wird ein Buchstabe durch einen anderen ersetzt (z. B. C bis T)?
  • Überprüfungsstatus: Wie viele klinische Beweise liegen für diesen SNP vor?
ClinVar-Filter.
ClinVar-Filter.

Nachdem Sie sich die zahlreichen SNPs mit verschiedenen Filtern angesehen haben, erfahren Sie mehr über die Variante, die durch das rote Kästchen unten hervorgehoben wird.

Wenn Sie dem Link folgen, erhalten Sie sofort weitere Informationen zum SNP. Wir können sehen, dass der SNP eine Änderung von Buchstabe G zu Buchstabe C auf Chromosom 13 darstellt und möglicherweise mit einem erhöhten Brustkrebsrisiko verbunden ist. Zusätzlich können wir die ID des SNP (rs81002796) lernen.

Klinische Bedeutung in ClinVar.
Klinische Bedeutung in ClinVar.

Suche nach ClinVar nach Krankheit

Wenn wir kein bestimmtes SNP oder Gen im Sinn haben, können wir schließlich alle SNPs durchsuchen, die mit einer bestimmten Krankheit verbunden sind. Obwohl nicht erforderlich, fügen Sie die[disease/phenotype] Ein Tag nach einem Suchbegriff kann dazu beitragen, die Ergebnisse auf das für die jeweilige Bedingung relevanteste zu beschränken. Wenn wir beispielsweise an SNPs im Zusammenhang mit Diabetes interessiert sind, können wir ClinVar mit dem Begriff „Diabetes“ durchsuchen[disease/phenotype] ”.

ClinVar-Suche nach Krankheitsnamen.
ClinVar-Suche nach Krankheitsnamen.

Da Tausende von Ergebnissen zurückgegeben werden, filtern wir die Ergebnisse heraus, um nur diejenigen anzuzeigen, die als „Risikofaktoren“ für Diabetes festgelegt wurden. Dann lernen wir mehr über das erste Ergebnis.

Risikofaktorfilter.
Risikofaktorfilter.

Wenn wir dem Link folgen, können wir erfahren, dass dieses SNP die Änderung eines Buchstabens C zu G ist, der sich auf Chromosom 1 in einem als PTPN22 bekannten Gen befindet. Das SNP wurde 2006 in einer Veröffentlichung identifiziert.

Link zur Literatur.
Link zur Literatur.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie der SNP gefunden wurde, können Sie dem Link der Veröffentlichung folgen, um mehr über die Studie zu erfahren.

Verknüpfte Studie.
Verknüpfte Studie.

ClinVar ist leistungsstark. Benutze es weise.

Obwohl ClinVar eine umfangreiche Datenbank ist, die Ergebnisse aus Tausenden von Labor- und medizinischen Studien zusammenstellt, ist es wichtig zu beachten, dass das Tool kein genetischer Berater ist. Es ist nicht für medizinische Beratung und Diagnosen gedacht. Wenn Sie den Verdacht haben, dass die Informationen, die Sie während Ihrer Suche auf der Website gefunden haben, für Ihre Gesundheit relevant sein könnten, ist es wichtig, einen Arzt oder einen anderen zugelassenen Arzt für genetische Beratung aufzusuchen.

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