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Gesundheit und Krankheit auf die nächste Stufe bringen

Eric J. Topol, MD: Hallo. Ich bin Eric Topol, Chefredakteur von Medscape. Ich freue mich sehr, Francis Collins, Direktor der National Institutes of Health (NIH), zu einer Medscape-Einzelgesprächsrunde begrüßen zu dürfen.

Nicht lange nach der Ankündigung des Präsidenten während der Rede zur Lage der Union wurde die Präzisionsmedizin-Initiative des Weißen Hauses gegründet. Beginnen wir damit und Ihren Eindrücken, wohin es geht.

Francis S. Collins, MD, PhD: Ich bin sehr zufrieden mit der Begeisterung des Präsidenten und freue mich, dass dieses Projekt Gestalt annimmt und Fortschritte macht. Präzisionsmedizin ist ein Bereich, über den Sie viel geschrieben haben, und diejenigen von uns, die daran interessiert sind, unser Verständnis von Gesundheit und Krankheit auf die nächste Ebene zu bringen, können das Potenzial erkennen. Dieser Vorschlag des Präsidenten für bedeutende neue Ressourcen im nächsten Geschäftsjahr ist ein ziemlicher Moment.

Dr. Topol: Sie arbeiten seit vielen Jahren daran. Was ist passiert, um es endlich in diese Richtung zu bewegen?

Dr. Collins: Ich habe 2004 in Nature [1] einen Artikel veröffentlicht, in dem eine große Kohorte in Längsrichtung in den USA vorgeschlagen wurde, um zu versuchen, alle Faktoren zu erfassen, die mit Gesundheit und Krankheit zusammenhängen. Es landete mit einem lauten Knall, weil zu diesem Zeitpunkt Probleme mit der Praktikabilität festgestellt wurden: "Wie viel wird dies kosten? Haben wir tatsächlich die Möglichkeit, Phänotypinformationen über Individuen auf irgendeine vernünftige Weise zu sammeln?" In diesen 11 Jahren ist viel passiert. Jetzt gibt es ein perfektes Zusammentreffen von Möglichkeiten, wobei elektronische Patientenakten Teil der medizinischen Versorgung sind. Die Kosten für die Genomsequenzierung sind gesunken (auf einige tausend Dollar für ein vollständiges Genom), und jetzt möchten Patienten an Initiativen dieser Art teilnehmen.

Fügen Sie noch etwas hinzu, über das Sie viel geschrieben haben - die zunehmende Verfügbarkeit aufregender, tragbarer Sensoren, um die Physiologie und die Umwelteinflüsse einer Person zu verfolgen -, und dies nimmt auf sehr aufregende Weise Gestalt an. Die Zeit ist reif und der Präsident erkennt das. Es ist nicht nur die Begeisterung des Präsidenten, die dies antreibt. Beide Parteien scheinen sehr aufgeregt über das Potenzial zu sein, Amerika auf einen aufregenden Weg zu bringen, um Dinge zu verstehen, die wir vorher nicht erkennen konnten.

Wissen aus Big Data

Dr. Topol: Sie hatten kürzlich einen zweitägigen Workshop am NIH, um einige Details zu erarbeiten. Wie sehen Sie die Dynamik, die dazu beiträgt, dass die Initiative Gestalt annimmt?

Dr. Collins: Es waren sehr aufregende Tage. Wir hatten 85 Leute im Raum; Es war eine bemerkenswerte Zusammenkunft von Menschen mit vielen verschiedenen Perspektiven, darunter viele Patientenvertreter, Menschen, die viel über die Technologie wussten, die für die Initiative notwendig sein wird, Datenschutzfachleute, Genomik-Experten, Epidemiologen und diejenigen, die bereits Kohorten von verschiedene Größen, die möglicherweise zusammengeführt werden könnten, um diese geplante amerikanische Kohortenstudie mit einer Million oder mehr Menschen zu erstellen. Es war klar, dass, obwohl alle feststellten, dass noch viel zu tun und viele Details zu klären waren, sie sagten: "Wir sollten uns besser beschäftigen." Das Potenzial dieser Initiative, Big Data to Knowledge (BD2K) genannt, war ziemlich universell, und das war sehr aufregend zu sehen.

Was tun wir jetzt? Wir haben begonnen, einen Prozess zusammenzustellen, um Details zu einem derzeit recht skelettartigen Plan hinzuzufügen, und eine Arbeitsgruppe meines Beirats, die von Rick Lifton aus Yale und Kathy Hudson aus NIH geleitet wird. Wir versuchen, die Mitglieder dieser Arbeitsgruppe zu ermitteln und sie zu bitten, bis September einen detaillierteren Plan vorzulegen, was wir ab Oktober tun möchten, wenn die neuen Mittel hoffentlich verfügbar sein werden.

Sie werden gebeten, weiterzumachen, und vielleicht werden wir bis Ende dieses Jahres weitere Details zur Verfügung haben. Es ist viel Arbeit. Wenn Sie anfangen, die Anzahl der Fragen zu ermitteln, ist dies eine lange Liste, aber jeder ist bereit, die Ärmel hochzukrempeln und dies zu ermöglichen. Es ist nicht nur NIH. Wir arbeiten mit dem Weißen Haus, der US-amerikanischen Food and Drug Administration und dem Büro des Nationalen Koordinators für Gesundheitsinformationstechnologie zusammen, die alle Partner dieser Bemühungen sind und über das erforderliche Fachwissen verfügen.

Dr. Topol: Das ist fantastisch. Es gibt andere Initiativen auf der ganzen Welt, obwohl sie vielleicht nicht ganz so ehrgeizig sind. Zum Beispiel gibt es im Vereinigten Königreich eine große Initiative namens Genomics England. Gibt es das Gefühl, dass es im Laufe der Zeit möglicherweise eine internationale Zusammenarbeit geben würde, um diese zusammenzubringen?

Dr. Collins: Auf jeden Fall. Wir können viel voneinander lernen. In gewisser Weise liegen die Vereinigten Staaten im Vergleich zu anderen Ländern wie dem Vereinigten Königreich etwas hinter der Kurve. Estland hat auch ein interessantes Programm. Und Island ist natürlich schon eine Weile dabei, obwohl diese Daten nicht so zugänglich sind, wie wir es uns erhoffen.

Auch China investiert in diese Bemühungen. Wir müssen mehr darüber lernen. Es gibt eine großartige Gelegenheit, ein internationales Netzwerk aufzubauen, damit das Ganze größer wird als die Summe der Teile. Sie verstehen die Art von Erkenntnissen, die wir hier ableiten möchten. Sie hängen von sehr großen Zahlen ab. Wir brauchen Big Data, weil wir nach Korrelationen suchen, die nur erkennbar sind, wenn wir aus vielen Ereignissen lernen können.

Straße zum Weißen Haus

Dr. Topol: Ich werde vom Globus zu Ihren Ursprüngen in Staunton, Virginia, ziehen. Sie sind weit von Staunton, Virginia, entfernt. Sie sind an die Universität von Virginia gegangen, also teilen wir dort einen gemeinsamen Faden. Der andere rote Faden ist, dass wir ungefähr zur gleichen Zeit, Mitte der 1980er Jahre, an die Fakultät der University of Michigan kamen. Ich werde niemals große Runden oder Ihre Entdeckung der Mukoviszidose vergessen. War das 1988 oder 1989?

Dr. Collins: Es war August 1989.

Dr. Topol: Ich war noch nie in einer großen Runde, die belebender war, als wenn Sie uns durch Chromosomenspringen gesprochen haben. 1993 gingen Sie zum NIH, um das Genome Institute zu leiten. Du hast eine Pause gemacht. Was hast du in dieser Zeit gemacht?

Dr. Collins: Ich habe ein Buch über personalisierte Medizin geschrieben, das ich machen wollte. Als die Person, die das Genominstitut leitet, wäre es ein Interessenkonflikt gewesen, also musste ich mich davon entfernen, um es schreiben zu können. Ich wurde schnell in die wissenschaftliche Beratung der Obama-Kampagne hineingezogen; Als Obama gewählt wurde, wurde ich gebeten, zusammen mit Harold Varmus (ehemaliger Direktor des National Cancer Institute) im Übergangsteam zu arbeiten, um herauszufinden, was während dieser Amtszeit am NIH getan werden könnte. Ich erinnere mich nicht viel an Thanksgiving oder Weihnachten dieses Jahres, weil es äußerst intensiv war, all dies zusammenzubringen.

Obwohl ich es nicht erwartet hatte, erhielt ich den Aufruf, in einer anderen Rolle zum NIH zurückzukehren, um dem Präsidenten in dieser Verwaltung zu dienen und das NIH in einer aufregenden, wenn auch stressigen Zeit zu führen, angesichts der Haushaltssituation und der Haushaltsdilemmata unseres Landes.

Medizinische Forschung: Ein Opfer von Budgetkürzungen

Dr. Topol: Sie waren ein ziemlicher Verfechter des Versuchs, das Budget in einer sehr schwierigen Zeit zu verbessern. Ist das die härteste Frustration, mit der Sie zu kämpfen hatten?

Dr. Collins: Meine tägliche Erfahrung ist paradox. Die Wissenschaft ist im Moment berauschend. Ich schreibe zweimal pro Woche einen Blog und kann Themen aus allem auswählen, was gerade passiert. Es ist schwer zu entscheiden, worauf man sich konzentrieren soll, weil so viele Dinge voller Potenzial sind. Das ist eine Seite der Erfahrung des NIH-Direktors; der andere ist mit knappen Ressourcen konfrontiert. Vielen Wissenschaftlern mit großartigen Ideen fehlt der Schnitt, wenn es um Peer Review und unsere Finanzierungsentscheidungen geht. Die Finanzierung ist die schlechteste seit 50 Jahren, insbesondere für Ermittler im Frühstadium, die gerade erst anfangen. Wir sind sehr besorgt über die Zukunft unseres Unternehmens in diesem Land. Wenn wir nicht bald um diese Ecke biegen, werden wir einen erheblichen Teil der Ermittler verlieren, die nach einer Weile einfach aufgeben werden. Das wird eine schreckliche und irreversible Tragödie für unsere Zukunft sein.

Dr. Topol: Es ist schwer vorstellbar, dass jemand so ansteckend begeistert ist wie Sie, um es dem Kongress und den Leuten zu erklären, die Finanzmittel aufbringen, um NIH auf die nächste Stufe zu bringen. Hoffentlich wird die Präzisionsmedizin-Initiative dies beschleunigen. Was denkst du?

Dr. Collins: Es hat viel Fantasie erregt. Neben der millionenschweren Kohorte hat die Präzisionsmedizin eine weitere sehr wichtige Komponente, die sich auf Krebs konzentriert und viel unmittelbarer und kurzfristiger ist. Wir nehmen im Grunde genommen das, was wir über die Fähigkeit lernen, einzelne Krebsgenome zu zerlegen, und verstehen, was dies für die Art der von uns gewählten Therapeutika bedeutet. Dies wird sich im nächsten Jahr ziemlich schnell auswirken und diese Bemühungen erweitern, indem Kombinationstherapien untersucht werden, um zu verstehen, wann Resistenzen auftreten, und Flüssigbiopsien als Methode zur Beurteilung des Ansprechens auf die Therapie bei Krebspatienten betrachtet werden. All dies hat unmittelbares Potenzial, und der Kongress ist auch sehr aufgeregt, wenn sie davon hören. In 5 Jahren als NIH-Direktor erinnere ich mich nicht an ein Treffen mit einem Mitglied des Kongresses, das meiner Meinung nach schlecht verlaufen ist. Die Beweise sind so überzeugend für den Wert dessen, was wir tun, für medizinische Vorteile, für die Wirtschaft, für die amerikanische Wettbewerbsfähigkeit. Für jedes Thema haben wir eine großartige Geschichte zu erzählen.

Dr. Topol: Die Kapitalrendite ist positiv.

Dr. Collins: Es gibt keine Frage zur parteiübergreifenden Begeisterung. Das Problem ist, dass die medizinische Forschung in dieser ungelösten nationalen Debatte darüber, was wir mit Bundesmitteln tun, als unschuldiger Zuschauer erwischt wurde. Seltsamerweise ist medizinische Forschung Teil des Ermessensbudgets, obwohl es aus der Sicht vieler Menschen nicht so erscheint, als ob es Ermessensspielraum sein sollte. Es ist. In den letzten 12 Jahren, wenn wir in eine Essiggurke gerieten, wurde das diskretionäre Budget geknackt. Seit 2003 haben wir 22% unserer Kaufkraft für die Forschung verloren, genau an dem Punkt, an dem all dieses Potenzial gerade erst auftaucht. Es ist so überzeugend.

Langzeitwirkung der Präzisionsmedizin

Dr. Topol: Sie haben betont, dass dies die aufregendste Zeit in Wissenschaft und Medizin ist, und Sie würden hoffen, dass wir diese Gelegenheit stärker nutzen werden. Lassen Sie uns schnell vorspulen und sagen, dass wir durch Ihre Führung weiterhin die Unterstützung erhalten können, die benötigt wird. Wo sehen Sie Medizin im Jahr 2020? Welche Veränderungen werden wir in 5 Jahren sehen?

Dr. Collins: Es ist schwierig, Vorhersagen zu treffen, und Sie haben sich ein paar Mal den Hals rausgestreckt. Ich muss; Manchmal habe ich Recht mit dem Geld, und manchmal habe ich das Tempo unterschätzt. Das erste Gesetz der Technologie besagt, dass wir, wenn etwas auftaucht, das Potenzial hat - eine bahnbrechende Chance -, dazu neigen, die unmittelbaren Auswirkungen zu überschätzen und die langfristigen Auswirkungen zu unterschätzen. Präzisionsmedizin ist wahrscheinlich in dieser Kategorie. Die Frage ist: Wo sind wir? Sprechen wir kurz- oder langfristig? Im Laufe von 5 Jahren, insbesondere in Bereichen wie Krebs, werden wir eine vollständige Veränderung in der Art und Weise erleben, wie Krankheiten diagnostiziert und behandelt werden, und das ist gut so. Dies wird sich in vielen verschiedenen medizinischen Zentren verbreiten, nicht nur in solchen, die High-Tech-Forschung betreiben.

In Bezug auf den präzisionsmedizinischen Ansatz zur Überwachung der Gesundheit haben Sie überzeugend über die bemerkenswerte Kurve geschrieben, auf der wir uns in Bezug auf die Anzahl der verfügbaren Geräte befinden, und die Dynamik für deren Anwendung in der medizinischen Versorgung ist nicht aufzuhalten. Wir müssen sicher sein (und ich bin sicher, Sie würden dem zustimmen), dass wir uns nicht nur über Apps freuen. Wir müssen konsequent nachweisen, dass sie die Ergebnisse verbessern.

Dr. Topol: Sie haben damit eine großartige Sache gemacht. Jetzt können wir sehen, was getan werden muss. Wir müssen es schaffen, und Phils Idee ist es, einen Mechanismus zum Formatieren der Daten und Metadaten in einem Format zu generieren, das wir berechnen können, was von entscheidender Bedeutung sein wird. Dies ist jedoch kein Ersatz für kluge Leute, die wissen, was mit den Daten zu tun ist. Ein weiterer Teil von BD2K ist die Förderung des Trainingsprozesses. Es gibt viele Talente, aber wir müssen sicher sein, dass wir den Menschen die richtigen Fähigkeiten vermitteln. Es wird interessant sein zu sehen, wie sich das auswirkt.

Wird die medizinische Praxis mithalten?

Dr. Topol: Glauben Sie, dass sich die Medizin als Datenwissenschaft weiterentwickeln wird?

Dr. Collins: Die biomedizinische Forschung als Ganzes befindet sich zunehmend in diesem Bereich, und die Praxis der Medizin muss dies tun. Wir alle möchten an einen Ort gelangen, an dem sich die Patienten voll und ganz um ihre eigene Pflege kümmern. Sie werden von einer zugänglichen und verständlichen Datenwissenschaft abhängig sein. Ärzte möchten grundsätzlich evidenzbasierte Medikamente liefern, wann immer sie können, und dies hängt von Datensätzen ab. Ich mache mir Sorgen darüber, wie schnell sich die Praxis der Medizin ändern kann, weil wir seit langem nur langsam Änderungen vornehmen, aber Patienten werden den Prozess vorantreiben, und Ärzte, die dieser Art von Interaktion nicht gewachsen sind, werden ihn zunehmend finden Es ist schwieriger, eine zufriedenstellende Praxis zu haben.

Dr. Topol: Als Sie 1989 in Michigan waren und Mukoviszidose und dann Neurofibromatose, multiple endokrine Neoplasie und Progerie studierten, haben Sie jemals gedacht, dass wir in 25 Jahren in der Zukunft dort sein würden, wo wir heute sind?

Dr. Collins: Auf keinen Fall. Ich hatte eine tolle Zeit in Michigan. Es ist ein wunderbarer Ort. Ich habe dort geforscht, Medizinstudenten unterrichtet und mich um Patienten mit genetisch bedingten Krankheiten gekümmert. Ich dachte, das wäre der Weg, den ich während meiner gesamten Karriere gehen würde. Dann bekam ich den Ruf, zu NIH zu kommen, um Bundesangestellter zu werden und ein riesiges, weitläufiges und zu dieser Zeit sehr riskantes Unternehmen, das Humangenomprojekt, zu leiten. Es war wirklich atemberaubend. Es war eine schwere Entscheidung. Wer dies liest und seine eigenen Träume von seinem Karriereweg hat, kann heutzutage niemand mehr planen, wie das aussehen wird. Du musst deine Augen offen halten. Sie müssen darauf vorbereitet sein, dass sich Türen schließen und öffnen, was Sie nicht ganz erwartet haben, und dass Sie damit gehen. Was für eine erstaunliche Fahrt es war und was für eine Zeit es ist, an der biomedizinischen Forschung teilzunehmen. Wir sind in der Lage, Fragen zu stellen und zu beantworten, von denen ich noch vor einem Jahrzehnt nicht geträumt hätte, dass sie überhaupt in Betracht gezogen werden könnten.

Dr. Topol: Sie sind eine phänomenale Inspiration, und es ist wunderbar, Ihre Perspektive auf diese aufregende Zeit in der Präzisionsmedizin zu bekommen und auch etwas über Ihren Hintergrund und wie Sie auf diesen Weg gekommen sind. Danke für den Beitritt zu uns. Wir werden Sie anfeuern, damit wir vorwärts springen und die Aufregung, die es in der Biomedizin gibt, verwirklichen können.