THL Biopankki sisältää valtavasti suomalaisen väestön elintapoihin liittyviä aineistoja, joiden kerääminen aloitettiin jo 1960-luvulla. Kun tähän lisätään pankkiin tallennettu geenitieto, voidaan tehokkaasti tunnistaa ja ennustaa sairauksien riskitekijöitä.
”Biopankissa olevaa tietoa voi käyttää lähes mihin tahansa terveystutkimukseen”, sanoo tutkimuspäällikkö Kaisa Silander, joka on ollut mukana kuvailemassa ja luokittelemassa THL Biopankin väestöaineistoja.
”Meillä on paljon dataa erilaisista väestötutkimuksista ja kun nämä tiedot yhdistetään, niin tutkijoilla on käytössä todella iso aineisto.”
Silander pitää aineistoa merkittävänä myös kansainvälisesti.
”Aineistokokonaisuus on mielestäni yhtä arvokas kuin UK Biobank tai Estonia Biobank, joistakin henkilöistä on terveystietoa 40 vuoden ajalta kun tiedot yhdistää terveysrekistereihin. Voimme tietää esimerkiksi tarkasti mihin tauteihin kyseinen henkilö on sairastunut.”
Silander on tehnyt kohorttiaineistojen kanssa pitkään töitä. EU:n Health-ohjelmien rahoitetuissa projekteissa rakennettiin infrastruktuuria. Sen jälkeen hän oli yhdistämässä THL:n tutkimusryhmien hallinnoimat kohortit yhdeksi metatietokannaksi.
”Rakensimme datan tallentamiselle yhteisen infrastruktuurin, sillä kaikista näistä kohorteista löytyy samanlaista tietoa. Laadimme ensin katalogin, jossa näitä aineistoja kuvattiin samalla tavalla. Sitten aloimme tallentaa muuttujia samaan tietokantaan, jotta ne olisivat haettavissa ja helposti löydettävissä. Muuttujien metadataluokittelu tehtiin suomeksi ja englanniksi. Samaa luokittelua käytetään myös tuleviin kohorttiaineistoihin”, Silander sanoo.
Vuonna 2014 THL:n Biopankki aloitti toimintansa. THL:n kerätyissä väestöaineistoissa oli kaksi perinteistä tutkimuslinjaa. Vuosina 1965-1980 väestöstä tehtiin terveystarkastuksia ja kerättiin tietoja ajamalla laboratoriolla varustettuja busseja paikan päälle. Autoklinikka tutki yli 50 000 suomalaista ympäri Suomea. Väestöaineistot muodostuvat tutkittavien terveystarkastuksessa antamista tiedoista, näytepankista ja jopa yli 40 vuoden ajalta terveyttä koskevista rekisteriseurantatiedoista. Autoklinikan jatkona toteutettiin vuosina 2000−2001 kansallinen Terveys 2000 -tutkimus ja vuosina 2011−2012 sen seurantavaihe. Tutkimuskohteita ovat olleet mm. keuhkosairaudet, sydänviat, anemia ja raudanpuute, diabetes, munuaisten ja virtsateiden taudit, kilpirauhasen sairaudet, kalkkiaineenvaihdunnan sairaudet ja sepelvaltimotauti. Myöhemmin tutkittavien sairauksien valikoima on monipuolistunut ja nykyään biopankissa tutkimuksen kohteena voi olla mikä tahansa sairaus.
FINRISKI-linjassa on kerätty tietoa sydän -ja verisuonitaudeista ja diabeteksesta alun perin lähinnä Itä- ja Keski-Suomesta. Myöhempinä vuosina tutkimus laajeni kattamaan useita alueita Suomessa ja lisää sairauksia. Vuonna 2017 nämä kaksi tutkimuslinjaa yhdistyivät FinTerveys -tutkimuksessa.
”Aineistossa on paljon elämäntapatietoa, jota on saatu kyselylomakkeilla”, sanoo Silander.
Lomakkeissa on kysytty tupakointitottumuksista, alkoholinkäytöstä ja miten syödään, nukutaan ja liikutaan. Terveystarkastuksissa on mitattu pituus, paino, verenpaine ja muita mitattavia asioita. Lisäksi on otettu verinäytteitä, ulostenäytteitä ja virstanäytteitä
”Otetuista näytteistä määritellään hyvin paljon erilaisia biomarkkereita, esimerkiksi lipidejä eli veren rasva-arvoja sekä tulehdusarvoja (CRP). CRP on maksan tuottama valkuaisaine, jonka määrä elimistössä kohoaa nopeasti erilaisissa tulehdustiloissa.”
Kaisa Silander toivoo, että tulevaisuudessa saataisiin enemmän hyvää biomarkkeridataa, joka kuvaa henkilön elimistössä tapahtuvia muutoksia, jotka voivat viitata sairauteen.
”Nyt on olemassa biomarkkereiden tuottamiseen ja analysoimiseen hyviä työkaluja. Tällä hetkellä meillä on NMR -spektroskopiasta saatua tietoa kahdesta sadasta biomarkkerista. On kuitenkin firmoja, jotka voivat tuottaa tuhansia biomarkkereita yhdestä seeruminäytteestä. Tällainen tieto olisi esimerkiksi FINRISKI -aineistoon yhdistettynä arvokasta. Aineistosta löytyy edelleen sopivia seeruminäytteitä.”
FinnGen -tutkimusprojektin ansiosta THL Biopankin aineistoihin kertyy myös geneettistä materiaalia.
Joulukuussa 2017 käynnistyneen Helsingin yliopiston vetämän FinnGen -projektin tavoitteena on taltioida puolen miljoonan suomalaisen genomit. Hankkeessa hyödynnetään kaikkien suomalaisten biopankkien keräämiä näytteitä. Perimästä saatava tieto yhdistetään kansallisissa terveydenhuollon rekistereissä olevaan tietoon. Näin pystytään ymmärtämään sairauksien syntymekanismeja paremmin ja laatimaan uusia hoitokeinoja. Toistaiseksi FinnGenin fenotyyppitiedot ovat ikä, sukupuoli, pituus, paino ja tupakointi. FinnGen-projektissa tuotettu genomidata palautuu vuoden välein biopankeille.
”Jos pystyy yhdistämään rekisteridataa, kyselylomakkeiden datat ja geenidatan niin kyllähän se mahdollistaa tosi laajan tutkimuksen eri aihealueista”, sanoo erikoistutkija Heidi Marjonen. Marjonen on genomiasiantuntijana THL Biopankissa. Hän käsittelee kaikkien THL Biopankin kohorttien genomidataa.
THL Biopankin kohorttiaineistoissa on geneettistä sirudataa, jossa on määritetty tihea kartta yksittäisiä variantteja DNA:sta sekä sekvenssidataa koko genomin laajuisesti ja proteiinien rakennusohjeita sisältävää eksomisekvenssidataa.
FINRISK ja Terveys 2000 -tutkimusten koko genomin ja eksomi -sekvenssidata eli perimän sekvenssijärjestys, on tuotettu Washingtonin yliopistossa ja Broad/MIT (Massachusettsin teknillinen korkeakoulu) -instituuteissa Yhdysvalloissa. FINRISKI- kohorttiaineistossa on 10 000 eksomisekvenssiä ja 4000 koko genomin sekvenssiä. Nämä tiedot yhdistetään suomalaisiin terveystietoihin, mikä mahdollistaa tautien paremman tutkimisen.
”Yksilöllisten hoitomenetelmien laatiminen on nyt mahdollista. Kun yhdistetään elintapatieto geenitietoon, voidaan kehittää parempia lääkehoitoja”, Marjonen sanoo.
DNA-näytteistä voidaan Marjosen mukaan tuottaa myös epigeneettistä dataa.
Epigeneettinen periytyminen tarkoittaa perinnöllisen tiedon siirtoa solun tai eliön jälkeläiselle ilman, että perinnöllinen tieto on koodattuna DNA:n tai RNA:n sekvenssiin. Epigeneettisiin tekijöihin vaikuttavat monet ulkoiset tekijät, kuten ravintotottumukset.
Toinen mielenkiintoinen aineisto liittyy mikrobiomiin eli ihmisen suolessa oleviin mikrobeihin. Vuonna 2002 FINRISK kohortissa kerätyistä ulostenäytteistä on määritetty kaikkien näytteissä olevien mikrobien sekvenssitiedot. Nyt voidaan hyödyntää biomarkkeridataa ja tutkia miten mikrobiomi vaikuttaa ihmisten terveyteen.
Heidi Marjonen oli mukana tutkimuksessa, jossa yli 3000 tutkittavaa sai tietoa sairastumisriskistään kansantauteihin. Kun geenidatan yhdistää kliiniseen dataan voidaan ennustaa yksilöllinen sairastumisriski. Kokonaisriskin arviointi pohjautuu perimään ja muihin tekijöihin kuten sukupuoleen, ikään, painoindeksiin, verenpaineeseen ja kolesteroliin. Geneettinen riski lasketaan henkilökohtaisen monigeenisen riskisumman (engl. polygenic risk score, PRS) avulla, jossa on otettu huomioon miljoonia perimän kohtia eli geneettisiä variaatioita.
Data on tallennettu Suomen ELIXIR –keskuksen CSC:n sensitiivisen datan ePouta -alustalle, joka mahdollistaa tietoturvallisen datan siirron portaalin käyttöliittymän ja tietokannan välillä.
Monigeeninen riskisumma on Heidi Marjosen mielestä yksi merkittävä tutkimustrendi. Riskisumma lasketaan niin, että miljoonista eri geneettisistä muodoista perimässämme muodostetaan yksi luku.
”Tutkija saa koko genomista infoa kätevästi yhteen lukuarvoon. Nyt voidaan tutkia vaikka genomin vaikutusta sairauksiin tai yksilön muihin ominaisuuksiin.”
Ari Turunen
8.4.2022
Lue artikkeli PDF-muodossa
Lisätietoja:
THL Biopankki
https://thl.fi/fi/web/thl-biopankki
CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy
on valtion omistama, opetus- ja kulttuuriministeriön hallinnoima, voittoa tavoittelematon osakeyhtiö. CSC ylläpitää ja kehittää valtion omistamaa keskitettyä tietotekniikkainfrastruktuuria.
ELIXIR
rakentaa infrastruktuurin bioalan tutkimuksen tueksi. Se yhdistää 21 Euroopan maan ja Euroopan molekyylibiologian laboratorion EMBL:n johtavat organisaatiot yhteiseksi biologisen informaation infrastruktuuriksi. Sen Suomen keskus on CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy.
ELIXIR is partly funded by the European Commission