DE102015002820A1

DE102015002820A1 - Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin

Info

Publication number: DE102015002820A1
Application number: DE102015002820.0A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2016-09-08

Abstract

1. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin. 2.1 Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung kostenintensiver elektronischer Speicherung Personen-bezogener genetischer Information nach datenschutzrechtlichen Kriterien, beispielsweise der genetisch bedingten Medikamentenunverträglichkeit für zukünftige Therapieanpassungen und damit der Schutz vor dem unautorisierten Zugang Dritter durch sogenanntes „Hacking”. 2.2 Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass anstatt der elektronischen Speicherung der Sequenzdaten unter datenschutzrechtlichen Kriterien für die Wiederverwendung der erhobenen Daten für spätere Therapieanpassungen dem Patienten diese Informationen komprimiert verschlüsselt nichtelektronisch übergeben werden. Obwohl der Patient die komprimiert verschlüsselten Daten nicht selbst auslesen kann, ist er selbst verantwortlich für die Weitergabe seiner Personen-bezogenen Daten, die zudem nur autorisierte Personen wie ein Arzt, die den Schlüssel haben, auslesen können. Ein Missbrauch der Daten durch unqualifizierte Dritte wird dadurch ausgeschlossen. 2.3 Die Testdurchführung kann demnach anonym über den behandelnden Arzt erfolgen. Eine kostenintensive, lebenslange elektronische Speicherung der Patientendaten vonseiten des Diagnostiklabors bzw. des Patienten oder des Arztes ist damit unnötig.

Description

Die Erfindung betrifft die Speicherung Personen-bezogener medizinischer Daten.
Stand der Technik:
Unter personalisierter Medizin versteht man den Ansatz, dass jeder Patient unter weitgehender Einbeziehung individueller Gegebenheiten, über die funktionale Krankheitsdiagnose hinaus, behandelt wird. Das umfasst auch die kontinuierliche Anpassung der Therapie an den Gesundungsfortschritt mit ein.¹
Ein Beispiel der personalisierten Medizin ist die genetisch bedingte Unwirksamkeit oder sogar Unverträglichkeit eines Medikamentes ohne darauf einzuschränken. Letztere tritt durchschnittlich bei 20% der Patienten auf.² Diese äußert sich unterschiedlich; reicht von Übelkeit über Medikamentenabhängigkeit bis hin zu schweren Organschäden und dem Tod. Hervorgerufen werden die genetisch bedingten Unverträglichkeiten von Medikamenten durch individuell unterschiedliche Genotypen der Gene, die die Wirkung eines Medikaments in jeglicher Art beeinflussen. Gleiches ist nicht nur auf die Unverträglichkeit beschränkt, sondern kann auch die Unwirksamkeit eines Medikamentes bei einem einzelnen Patienten bedingen. Der Einfluss der unterschiedlichen Genotypen der Gene auf die Wirkung und Nebenwirkungen von Medikamenten und Wirkstoffen ist Forschungsgegenstand der Pharmakogenomik.
Die volkswirtschaftlichen Kosten pro Jahr betragen derzeit ca. 75 € Mrd. in der Bundesrepublik Deutschland durch Arbeitsausfälle, Frühverrentung, stationärer Behandlung etc. in Folge genetisch bedingter Medikamentenunwirksamkeiten oder Medikamentenunverträglichkeiten bei der Behandlung durch u. a. Antidepressiva, Blutverdünner, Blutdruck-/Cholesterinsenker sowie Schmerzmitteln.³ Für 28 Medikamente ist daher in der Bundesrepublik eine Testung bereits empfohlen oder vorgeschrieben.⁴ Demgegenüber empfiehlt die US-amerikanische Arzneimittelbehörde Food and Drug Administration (FDA) bereits für 120 Medikamente eine Testung bestimmter Gene, die die Wirkung dieser Medikamente beeinflussen.²
Im Rahmen der personalisierten Medizin und hier am Beispiel der genetisch bedingten Medikamentenunwirksamkeit bzw. Medikamentenunverträglichkeit ist es notwendig die Gene, die in diesem Beispiel die Wirkung von Medikamenten beeinflussen, durch Sequenzanalyse, der Bestimmung der Reihenfolge der Nukleinbasen, eines solchen Gens und damit den Zustand, irren weiteren als „Genotyp” bezeichnet, zu charakterisieren. Dies erfolgt in akkreditierten Diagnostiklaboren (101 in 1A). Ein Lebewesen, im Folgenden als Patient bezeichnet (102 in 1A), der im Rahmen einer neuen Therapie die Zustände, die sogenannte Genotypen, von mit der personalisierten Medizin assoziierten Gene für eine individuell auf seine Veranlagungen abgestimmte Therapie bestimmen möchte, übergibt dem Diagnostiklabor (101 in 1A) eine Probe seines genetischen Materials, welche bevorzugt eine Speichelprobe oder Blutprobe seien kann. Das Diagnostiklabor (101 in 1A) bestimmt die vollständigen Sequenzen der Gene mit molekularbiologischen Methoden. Die erhaltenen Sequenzen sind Abfolgen der Nukleinbasen der Desoxyribonukleinsäure (DNS; bzw. im Englischen: deoxyribonucleic acid DNA). Die Nukleinbasen sind bevorzugt Adenin (A), Cytosin (C), Thymin (T) und Guanin (G). Weitere Nukleinbasen können sein Methyl-, Carboxyl-, Hydroxy- oder Formyl-Cytosin bzw. andere Nukleinbasenderivate. Die Analysen sind nicht nur auf die DNS beschränkt, sondern können gegebenenfalls auch die Ribonukleinsäure (RNS; bzw. im Englischen: ribonucleic acid RNA) mit der Nukleinbase Uracil oder andere Makromoleküle mit regulatorischen Funktion der Genregulation, die Einfluss auf das Genprodukt haben, umfassen.
Eine bestimmte Abfolge der Nukleinbasen der DNS (oder RNS) in einem Gen beschreiben dessen Zustand, im Folgenden „Genotyp” genannt. Der hier verwendete Begriff „Gen” und damit auch der Begriff „Genotyp” ist in der weiteren Ausführung des Patents nicht nur auf Protein-codierende oder sonstige Transkriptionsprodukte-codierende (wie beispielsweise die microRNS) DNS-Sequenzen der Erbinformation beschränkt. Vielmehr dienen Protein-codierende DNS-Sequenzen und deren Zustände (Genotypen) als bevorzugte Beispiele zum besseren Verständnis der Erfindung. Auch bestimmte Basenabfolgen in den nicht Protein- oder sonstigen Transkriptionsprodukten-codierenden DNS-Sequenzen, die nach wissenschaftlichem Verständnis für eine direkte oder indirekte Therapie mit beispielsweise Medikamenten oder ähnlichem berücksichtigt werden sollten oder müssen. Als ein Beispiel seien hier die regulatorischen Sequenzen genannt, die keine Proteine oder sonstige Transkriptionsprodukte codieren (so wie die nicht darauf beschränkten Beispiele: Promoter-Sequenzen, Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren, Introns etc).
Bekanntes Beispiel unterschiedlicher Genotypen eines Gens werden durch Einzelnukleotid-Polymorphismus (SNP, im Englischen: Single Nucleotide Polymorphism) hervorgerufen. Dies bezeichnet eine Variation eines einzelnen Basenpaares in einem DNS-Strang. SNPs sind geerbte und vererbbare genetische Varianten. Die Laktoseintoleranz beispielsweise hat sich in Nordeuropa durch einen SNP im Intron des Gens mcm6 entwickelt, welches 5' von LCT (Laktase) liegt.⁵ Dabei ist die hier beschriebene Erfindung nicht auf SNPs beschränkt, sondern kann auch anormale Chromosomenstrukturen oder neu auftretende Veränderung der Erbinformation, sogenannte Mutationen, oder ähnliches betreffen.
Die Abfolge der Nukleinbasen für nur ein Genprodukt codierende Gene sind bis zu mehrere tausend Nukleinbasen lang. Für mehrere bestimmte Gene ergeben sich daher Datensätze zur vollständigen elektronischen Speicherung von mehreren Megabytes (MB) über Gigabytes (GB) bis hin zu Terabytes (TB) für mehrere Patienten. Die Genotypen der Gene, die im Rahmen der personalisierten Medizin eine Rolle spielen, werden in einem akkreditierten Diagnostiklabor (101 in 1A) mit molekularbiologischen Methoden bestimmt. Anschließend werden diese nach derzeitigem Stand der Technik dem Patient (102 in 1A) und/oder dem behandelnden Arzt (103 in 1A) mitgeteilt Aus Gründen des zukünftigen Abfragens der Daten für neue Therapien werden die bestimmten Gene des Patienten elektronisch gespeichert, um auch zukünftig im Rahmen einer personalisierten Behandlung durch den Arzt (103 in 1A) berücksichtigt werden zu können. Die direkte vollständige, elektronische Speicherung der Sequenzabfolgen der bestimmten Gene erfolgt auf Computern mit Netzwerkanschluss, im weiteren als Server bezeichnet (104 in 1A). Die Bereitstellung einer Verbindung dieser Computer über ein Netzwerk bzw. dem Internet ist notwendig, damit die beteiligten Parteien, Diagnostiklabor (101 in 1A), Patient (102 in 1A) und Arzt (103 in 1A) jederzeit und ortsunabhängig auf die in der Vergangenheit bestimmten Daten zu den Genen des Patienten auch zukünftig für eine angestrebte, individuell angepasste Therapie zur Verfügung stehen. Die vollständige elektronische Speicherung dieser Daten (104 in 1A) bedarf großer Kapazitäten der elektronischen Datenverarbeitung bei mehreren hundert Genen von mehreren tausend Patienten (mehreren Terabytes). Zudem muss sichergestellt werden, dass Unbefugte (105 in 1A) keinen Zugang durch sogenanntes „Hacking” zu den Personenbezogenen Daten gemäß den Vorschriften des Datenschutzes erhalten. Zum Schutz ist weiterer technischer Aufwand wie beispielsweise eine Computerprogramm-basierte Schutzmauer, allgemein als Firewall bezeichnet, Passwort-geschützte Zugangsdaten sowie eine finanziell und zeitlich aufwändige datenschutzrechtliche Zertifizierung nötig.¹ Hinzu kommt eine umfassende Pflege der Technik über die nächsten Jahrzehnte, um über diesen Zeitraum Zugang zu den Daten zu gewährleisten. Eventuell müssen auch die Datenformate mit der Zeit nochmals geändert werden.
Das Problem der aufwändigen Speicherung der Sequenzdaten besteht für jede beteiligte Partei: das Diagnostiklabor (101 in 1A), der Patient (102 in 1A), der behandelnde Arzt (103 in 1A). Auch wenn dem Patienten nach der Testdurchführung die Sequenzdaten ausgehändigt werden, trägt dieser den Aufwand der Speicherung sowie das Risiko, dass Unbefugte Zugang zu den Personen-bezogenen Daten gelangen. Ein Ausdruck der Sequenzdaten als Papierform ist angesichts des Umfangs unhandlich und erlaubt im späteren Fall ohne technische Hilfestellung keine verwertbaren Aussagen aus diesen treffen zu können. Zudem ist der Patient zum Teil nicht qualifiziert die Daten für die eigene Therapieanpassung zu verwenden. Ein möglicher Missbrauch ist die Folge ohne Regulierung durch aufgrund ihrer Qualifikation autorisierte Personen (beispielsweise Ärzte). Es muss sichergestellt sein, dass der Patient nur über qualifizierte Personen Zugang bzw. Aussagen zu seinen Sequenzdaten der personalisierten Medizin für zukünftige Therapieanpassungen hat.
Das hier beschriebene Verfahren zur Speicherung genetischer Daten ist nicht auf die genannten Beispiele der genetisch bedingten Medikamentenunwirksamkeit oder Medikamentenunverträglichkeit beschränkt, sondern kann für alle Fälle jeglicher Therapie, Diagnostik und sonstiger Behandlungen auch kosmetischer Natur angewendet werden, in der eine Bestimmung genetischer Faktoren vorab bestimmt werden und entscheidend für deren Erfolg sein kann. Diese Informationen findet so auch zu einem späteren Zeitpunkt für eine andere Therapie oder sonstige Behandlung bzw. weitere Diagnostik oder kosmetische Behandlung aus wirtschaftlichen Gründen Wiederverwendung, ohne dass die Daten vollständig elektronisch gespeichert werden müssen.
Problem:
Der in den Patentansprüchen angegebenen Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, die aufwändige, elektronische Speicherung Personenbezogener genetischer Sequenzdaten der personalisierten Medizin zu vermeiden, ohne dass sich Sicherheits- oder Geheimhaltungsrisiken ergeben.
Lösung:
Dieses Problem wird durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale des Verfahrens zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin dadurch gelöst, dass die bestimmten Genotypen der mit der personalisierten Medizin assoziierten Gene und Sequenzen durch Buchstaben, Zahlen oder sonstige Zeichen komprimiert verschlüsselt werden, und damit die nicht vollständige, elektronische Speicherung dieser Informationen sowie das spätere, wiederholte Auslesen dieser Informationen nur durch autorisierte Personen, die den Schlüssel dafür haben, ohne dass sich Sicherheits- oder Geheimhaltungsrisiken ergeben.
Erreichte Vorteile:
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass statt der aufwändigen, vollständigen elektronischen Speicherung der Sequenzdaten der personalisierten Medizin diese Daten auch in Zukunft zur Verfügung stehen, ohne dass sich Sicherheits- oder Geheimhaltungsrisiken ergeben.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeigt 1B. Das Diagnostiklabor (121 in 1B) erhält eine Probe genetischen Materials vom Patienten (122 in 1B), die das Labor analysiert. Das Ergebnis dieser Analyse wird mittels des in den Patentansprüchen beschriebenen Verfahrens verschlüsselt und in nicht vollständiger elektronischer Form dem Patienten und/oder einer vom Gesetzgeber autorisierten Person, im weiteren zur Vereinfachung als Arzt bezeichnet, übergeben. Mit dem in den Patentansprüchen beschriebenen Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin werden zur Vereinfachung den bestimmten Genotypen der mit der personalisierten Medizin assoziierten Gene Buchstaben, Zahlen oder sonstige Zeichen zwecks der Datenkompression zugeordnet. Möglich ist das, da ein Gen zwar mehrere tausend Basen lang, es aber nur dutzende unterschiedliche Genotypen gibt. Anstatt von 100 Genen die mehrere tausend Basen-langen Sequenzen zu speichern, identifiziert man nur die Zustände der Gene, die sogenannten Genotypen. Diese Genotypen ordnet man zur Datenkompression Buchstaben, Zahlen oder sonstige Zeichen, wie im Patentanspruch ausgeführt, zu. Letztlich speichert man weniger als 100 Zeichen anstatt mehrerer Tausend bis Millionen Basensequenzen (siehe Ausführungsbeispiele). Diese verschlüsselten Daten sind bevorzugt einfach als Papierform auszuhändigen. Dabei ist es nicht auf die Papierform begrenzt. So können die verschlüsselten Daten auch als Textdatei, Email-Text, QR-, Strichcode, auf einer Speicher-Chipkarte oder ähnlichem vorliegen. Da diese verschlüsselt sind, kann nur eine autorisierte Person wie ein Arzt des Vertrauens diese Daten auslesen. Im Gegensatz zur direkten elektronischen Speicherung (125 in 1B) besteht keine Verbindungspunkte zwischen dem Patienten und seinen elektronisch gespeicherten Daten, die unberechtigte Dritte (126 in 1B) aufgreifen könnten und so die Daten zuordnen und missbräuchlich verwenden. Nachdem das Diagnostiklabor (121 in 1B) die Probe des Patienten bearbeitet und die verschlüsselten Daten (124 in 1B) dem Patienten und/oder Arzt ausgehändigt hat, kann das Diagnostiklabor zu seiner Entlastung alle bisherig gesammelten Daten wie die analysierten Sequenzdaten sowie die Kontaktdaten löschen. Es besteht keine weitere, spätere Interaktion zwischen Diagnostiklabor und Patient und/oder Arzt (siehe dazu auch Pfeilverläufe in 1B).
Für den Patienten ergibt sich ein weiterer Vorteil. Im Falle der Insolvenz bzw. eines Verkaufs des Diagnostiklabors können diese Daten nicht an Dritte wie große pharmazeutische Unternehmen, Versicherungsunternehmen, Banken oder Arbeitgeber des Patienten gelangen, da das Diagnostiklabor sich nicht verpflichtet hatte die Sequenz- und dazugehörige Kontaktdaten für zukünftige Therapien zu speichern. Einzig das zukünftige Auslesen der komprimiert verschlüsselten Daten durch die Ärzte muss über das Insolvenzverfahren gesichert werden, um diese auch in der Zukunft für die Therapieanpassung verwenden zu können.
Als weitere, besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich die anonyme Durchführung der Bestimmung der Gene im Zusammenhang der personalisierten Medizin ohne aufwändige, vollständige elektronische Speicherung (siehe 1C unter Beachtung der Pfeilverläufe). Der Patient (132 in 1C) übergibt eine Probe mit seinem genetischen Material wie in 1C beispielsweise dem Arzt seines Vertrauens (133 in 1C) oder eine andere autorisierte Person oder Institution. Der Arzt in 1C schickt dieses an das Diagnostiklabor (131 in 1C). Dem Diagnostiklabor ist der Patient (133 in 1C) nicht bekannt. Die nach den Patentansprüchen verschlüsselten Daten werden dem Arzt übergeben, der an seine ärztliche Schweigepflicht gebunden ist. Die verschlüsselten Daten werden der Patientenakte beigelegt. Zu jeder zukünftigen Therapieanpassung können die Sequenzdaten hinzugezogen werden, ohne dass sich Sicherheits- oder Geheimhaltungsrisiken ergeben.
Des weiteren ergibt sich eine bevorzugte Ausführungsform, im Falle dass unberechtigte Dritte an den Schlüssel für die nach den Patentansprüchen verschlüsselten Daten gelangen sollten. In diesem Fall kann der Verantwortliche für die Daten – Diagnostiklabor, Patient, Arzt – eine mögliche Neuverschlüsselung beantragen. Hier wird auf die Ausführungsbeispiele in 2 und 3; 4 und 5; 6 und 7 und auf die bevorzugte Dynamik in der Verschlüsselung verwiesen.
Die bevorzugte Ausführungsform ist, dass nur geschulte Personen, wie im Beispiel ein Arzt, autorisiert sind, die verschlüsselten Daten durch einen gegebenen Schlüssel zu lesen (siehe auch Pfeilverläufe und Beschreibung in 1B und 1C). Somit kann der Patient im eigenem Interesse seine Daten schützen, ohne selber einerseits die Daten missbräuchlich mangelnder Qualifikation zu verwenden oder andererseits die Daten selber verwenden in Abhängigkeit seiner Qualifikation und/oder der gesetzlichen Bestimmungen.
Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform ist die Anwendung im Rahmen klinischer Fragestellungen Therapieerfahrungen unter vollständiger Anonymität in den Kontext des genetischen Profils des Patienten bzw. des Probanden zu stellen. Wenn der Patient bzw. Proband (201 in 2A) seine Erfahrungen mit einer Therapie beispielsweise einer Medikamententherapie bei einer klinischen Studie angibt und diese Erfahrungen in den Kontext seiner genetischen Disposition gesetzt werden soll, muss mit der Beantwortung der Fragen gleichzeitig auch eine Probe genetischen Materials für das Diagnostiklabor (202 in 2A) abgegeben werden, auf in der Vergangenheit durchgeführte Daten kann nicht zurückgegriffen werden, ohne die vollständige Anonymitäten des Patienten bzw. Probanden zu gewährleisten. Ein Verweis auf schon durchgeführte Untersuchungen des Genoms des Patienten bzw. die Nutzung dieser steht im Widerspruch zur Anonymitätspflicht durch den Abfragenden, im weiteren Verlauf als Organisator der Studien (203 in 2A) bezeichnet. Nach den deutschen Datenschutzbestimmungen, die für eine solche Studien ein Datenschutzkonzept vorschreibt, ist maximal eine zeitlich begrenzte Pseudonymisierung nur unter Auflagen möglich.⁶ Bei jeder Frage in der Zukunft muss daher eine erneute Analyse des genetischen Profils des Patienten (2A) erfolgen. Durch das in den Patentansprüchen beschriebene Verfahren der Speicherung genetischer Daten können Studien diesbezüglich deutlich wirtschaftlicher durchgeführt werden, da nicht bei jeder zu beantworteten Fragestellung eine Probe genetischen Materials des Patienten bzw. Probanden (221 in 2B) durch das Diagnostiklabor (222 in 2B) neu analysiert werden muss. Auf die einmalig bestimmten Genotypen des Patienten bzw. Probanden kann unter vollständiger Anonymität jederzeit zugegriffen werden (224 in 2B). Der Patient bzw. Proband (221 in 2B) beantwortet Fragen zum Therapieverlauf und gibt sein bestimmtes, genetisches Profil mit der in den Patentansprüchen beschriebenen Verfahren der Verschlüsselung und Komprimierung an (224 in 2B). Durch die Angabe dieser Daten durch den Patient bzw. Probanden autorisiert dieser den Organisator der Studie (223 in 2B) die verschlüsselten Daten auszulesen. Ein weiteres Sicherungssystem ist, dass nur autorisierte Studienorganisatoren Zugang zum Auslesen der verschlüsselten und komprimierten genetischen Daten haben. Zu erwähnen ist, dass die verschlüsselten genetischen Daten nicht so umfassend sind (kein komplettes Genom, das der direkten Identifizierung dient), dass von diesen Daten explizit auf eine Person geschlossen werden kann. Eine Kombination bei der Beantwortung der Fragen aus Angabe der verschlüsselten, komprimierten genetischen Daten und weiteren biologischen Proben wie Speichel, Blut, Urin, Haut oder andere Gewebsproben zur weiteren genetischen und/oder klinischen Untersuchung ist ebenfalls zur Kostenreduzierung möglich. Eine bevorzugte Variante dieser Art der Abfrage von Therapieerfahrungen der Patienten bzw. Probanden kann vollständig anonym über das Internet beispielsweise oder über den Arzt bzw. Studienorganisator postalisch sein. Ziel des Verfahrens ist die Vermeidung der kostenintensiven, lebenslangen elektronischen Speicherung der Patientendaten vonseiten des Diagnostiklabors bzw. des Patienten oder des Arztes, ohne dass Sicherheits-, Geheimhaltungsrisiken oder Möglichkeiten des Missbrauchs aufgrund mangelnder Qualifikation bestehen.
Weitere Ausgestaltung der Erfindung:
Eine vorteilhafte, bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 7 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 7 ermöglicht es, die mit Buchstaben, Zahlen und sonstigen Zeichen komprimierten und verschlüsselten Genotypen der mit Medikamentenunverträglichkeiten assoziierten Gene vereinfacht als Strichcode(s) oder QR-Code(s) oder ähnlichem darzustellen oder auf einer handelsüblichen Chip-Karte zu speichern und so einfacher auszulesen als die analogen Buchstaben/Zahlen-Reihenfolgen. Die komprimierte Darstellung nach den Patentansprüchen der Genotypen der mit der personalisierten Medizin assoziierten Gene nimmt im Vergleich zur vollständigen, elektronischen Speicherung wenige Byte ein. Diese komprimierten und verschlüsselten Daten können somit auch auf einer handelsüblichen Chip-Karte, wie sie auf der Krankenversichertenkarte oder der Bankkarte angebracht ist, gespeichert werden. Eine übliche Chip-Karte nach ISO besitzt einen Speicher von 256 Byte (2 kbit). Die vollständige unverschlüsselte Speicherung der bestimmten Sequenzdaten kann aufgrund ihrer Datengröße nicht direkt auf einer handelsüblichen Chip-Karte nach ISO erfolgen. Nur die komprimiert verschlüsselten Genotypen der mit der personalisierten Medizin assoziierten Gene sind in ihrer Dateigröße kleiner als 256 Byte (2 kbit). Das in den Patentansprüchen beschriebene Verfahren der Kompression und Verschlüsselung ermöglicht die Speicherung komplexer genetischer Daten auf bestehenden Chip-Karten nach ISO und das wiederholte Auslesen durch handelsübliche Kartenlesegeräten. Zum vollständigen Auslesen benötigt man demnach ein Kartenlesegerät sowie den nach den Patentansprüchen beschriebenen Schlüssel, der nur qualifizierte, autorisierte Personen wie ein Arzt besitzen. Letzteres dient dem Schutz vor Missbrauch durch nichtqualifizierte, unautorisierte Personen und/oder Institutionen.
Eine weitere bevorzugte Auslegung ist dass, die komprimiert verschlüsselten genetischen Daten nicht komplett auf der Speicherkarte gespeichert werden. Diese können demnach auch elektronisch in einem Netzwerk gespeichert werden zu dem nur die Daten der Krankenversichertenkarte Zugang gewähren, um die begrenzte Speicherkapazität der Krankenversichertenkarte zu schonen. Da der Netzwerkbetreiber keinen Schlüssel zu den komprimiert verschlüsselten genetischen Daten nach den Patentansprüchen besitzt, kann dieser jene Daten nicht auslesen. Gleichzeitig wird im Sinne der Erfindung Speicherkapazität gespart. Das Auslesen erfolgt auch hier erst über eine autorisierte Person wie den behandelnden Arzt.
Beschreibung Ausführungsbeispiel:
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 7 dargestellt und im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1A illustriert das Verfahren der elektronischen Speicherung personenbezogener Daten in der personalisierten Medizin und die Gefahr des unautorisierten Zugriffs durch Hacker.
1B illustriert das Verfahren der nicht direkten elektronischen Speicherung personenbezogener Daten in der personalisierten Medizin durch Verschlüsselung und dadurch die Vermeidung elektronischer Speicherung mit ihrer Gefahr des unautorisierten Zugriffs durch Hacker.
10 illustriert das Verfahren der nicht direkten elektronischen Speicherung personenbezogener Daten in der personalisierten Medizin durch Verschlüsselung und dadurch die mögliche, anonyme Durchführung der Sequenzbestimmung durch den zwischengeschalteten Arzt.
2A zeigt die bisher gängige Praxis bei der Abfrage der Erfahrungen eines Patienten bzw. Probanden auf seine Therapie nimmt der Organisator u. a. eine Probe biologischen Materials. Um die Anonymität des Patienten bzw. Probanden zu gewährleisten, können auf ältere Untersuchungen des Genprofils, welches sich im Laufe des Lebens nicht ändert, organisatorisch nicht direkt zurückgegriffen werden. Die wiederholte Analyse genetischen Materials ist unwirtschaftlich.
2B zeigt die in den Patentansprüchen definierte Erfindung, wodurch der Patient bzw. Proband wiederholt zu unterschiedlichen Therapieerfahrungen befragt werden kann, ohne jedes Mal neu genetische Analysen durchführen zu müssen. Da die nach den Patentansprüchen verschlüsselten, komprimierten genetischen Daten nicht direkt einer Person zuordenbar ist, kann der Patient bei jeder Befragung sein verschlüsseltes, komprimiertes genetische Profil mitangeben, ohne dass seine Anonymität verletzt wird. Der Studienorganisator erhält nur Zugang zu dem Schlüssel zum Auslesen der Informationen, wenn er die nötige Qualifikation nachweist. Der Verzicht auf die wiederholte Analyse genetischen Materials ist wirtschaftlicher als das bestehende Verfahren in 2A, gezeigt.
3 zeigt eine mögliche verschlüsselte Darstellung der Genotypen der Gene, die für drei Cytochrom P450 Proteine codieren und für zukünftige Medikamententherapien zu berücksichtigen sind.
4 zeigt eine mögliche verschlüsselte Darstellung der Genotypen der Gene, die für drei Cytochrom P450 Proteine codieren und für zukünftige Medikamententherapien zu berücksichtigen sind.
5 zeigt eine mögliche verschlüsselte Darstellung der Genotypen der Gene, die für drei Cytochrom P450 Proteine codieren und für zukünftige Medikamententherapien zu berücksichtigen sind.
6 zeigt eine mögliche verschlüsselte Darstellung der Genotypen der Gene, die für die Anwendung bei jeder neuen Therapie der Indikation, die zur Behandlung von Cholesterin-senkenden Medikamenten führen, zu berücksichtigen sind.
7 zeigt eine mögliche verschlüsselte Darstellung der Genotypen der Gene, die für die Anwendung bei jeder neuen Therapie der Indikation, die zur Behandlung von Cholesterin-senkenden Medikamenten führen, zu berücksichtigen sind.
8 zeigt eine mögliche verschlüsselte Darstellung der Genotypen der Gene, die nach Angaben der Arzneimittelbehörden die Wirkung von Medikamenten beeinflussen können.
9 zeigt eine mögliche verschlüsselte Darstellung der Genotypen der Gene, die nach Angaben der Arzneimittelbehörden die Wirkung von Medikamenten beeinflussen können.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden, nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1: Medikamentenunverträglichkeiten im Kontext dreier Cytochrom P450 Enzyme
Das dargestellte Ausführungsbeispiel 1 ist in den 3, 4 und 5 gezeigt. Es illustriert zwei mögliche, nicht darauf beschränkte komprimierte Verschlüsselungen „C3 S S F”, „ΣC32” und „1” für drei Cytochrom P450 Proteine nach den Patentansprüchen. Das in 3 dargestellte Beispiel „C3 S S F” komprimiert verschlüsselt wie folgt. Hierbei definiert wie in dem Patentanspruch 3 ausgeführt die erste Kombination „C3”, welche Gene in welcher Abfolge aufgeführt werden. C3 steht hier für die drei Cytochrom P450 Proteine in der Reihenfolge: Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie C, Polypeptid 9 (CYP2C9); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie C, Polypeptid 19 (CYP2C19); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie D, Polypeptid 6 (CYP2D6). Die Buchstaben „S” und „F” geben nun den Genotyp des jeweiligen Cytochrom P450 an. Der Buchstabe „S” steht hier für „slow” (Englisch: langsam) und „F” steht für „fast” (Englisch: schnell). Somit bedeutet die Verschlüsselung für den betreffenden Patienten, dass er den Genotyp eines schwach metabolisierenden CYP2C9 und CYP2C19 sowie den Genotyp eines schnell metabolisierenden CYP2D6 trägt. Nach Aussagen der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde FDA ist eine Therapie des Patienten mit den Medikamenten Celecoxib (keine Anwendung bei schwach metabolisierenden CYP2C9), Carisoprodol (keine Anwendung bei schwach metabolisiernden CYP2C19) und Codein (keine Anwendung bei schnell metabolisierenden CYP2D6) aufgrund genetisch bedingter Unverträglichkeiten zu vermeiden. Das in 4 dargestellte Beispiel „ΣC32” komprimiert verschlüsselt wie folgt. Hierbei definiert wie in den Patentansprüchen 1 und 2 ausgeführt die Kombination „ΣC32” komprimiert verschlüsselt, welche Gene welchen Genotypen aufweisen. „ΣC32” steht dabei für die drei Cytochrom P450 Proteine: Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie C, Polypeptid 9 (CYP2C9); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie C, Polypeptid 19 (CYP2C19); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie D, Polypeptid 6 (CYP2D6) und ihre jeweiligen Genotypen. „ΣC32” codiert direkt die Genotypen der drei Cytochrom P450 Proteine. Somit bedeutet die Verschlüsselung für den betreffenden Patienten, dass er den Genotyp eines schwach metabolisierenden CYP2C9 und CYP2C19 sowie den Genotyp eines schnell metabolisierenden CYP2D6 trägt. Nach Aussagen der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde FDA ist eine Therapie des Patienten mit den Medikamenten Celecoxib (keine Anwendung bei schwach metabolisierenden CYP2C9), Carisoprodol (keine Anwendung bei schwach metabolisiernden CYP2C19) und Codein (keine Anwendung bei schnell metabolisierenden CYP2D6) aufgrund genetisch bedingter Unverträglichkeiten zu vermeiden. Das in 5 dargestellte Beispiel „1” komprimiert verschlüsselt wie folgt. Hierbei definiert wie in den Patentansprüchen 1 und 2 ausgeführt das Zeichen „1” komprimiert verschlüsselt, welche Gene welchen Genotypen aufweisen. „1” steht dabei für die drei Cytochrom P450 Proteine: Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie C, Polypeptid 9 (CYP2C9); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie C, Polypeptid 19 (CYP2C19); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie D, Polypeptid 6 (CYP2D6) und ihre jeweiligen Genotypen. „1” codiert direkt die Genotypen der drei Cytochrom P450 Proteine. Somit bedeutet die Verschlüsselung für den betreffenden Patienten, dass er den Genotyp eines schwach metabolisierenden CYP2C9 und CYP2C19 sowie den Genotyp eines schnell metabolisierenden CYP2D6 trägt. Nach Aussagen der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde FDA ist eine Therapie des Patienten mit den Medikamenten Celecoxib (keine Anwendung bei schwach metabolisierenden CYP2C9), Carisoprodol (keine Anwendung bei schwach metabolisiernden CYP2C19) und Codein (keine Anwendung bei schnell metabolisierenden CYP2D6) aufgrund genetisch bedingter Unverträglichkeiten zu vermeiden. Die in den 3, 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiele „C3 S S F”, „ΣC32” und „1” geben komprimiert verschlüsselt die gleiche Information wider. „C3 S S F” gibt die Information in Abhängigkeit der Reihenfolge der Buchstaben/Zahlen/Zeichen an Demgegenüber kann die Information beispielsweise auch durch eine direkte Zuordnung zu einem (wie bei „1”) oder mehreren Zeichen (wie bei ΣC32”) komprimiert verschlüsselt sein. Dies kann insbesondere von der großen Verbreitung der Genotypen einiger Gene zur Vereinfachung geschuldet. Eine Kombination dieser beider Verschlüsselungsansätze ist auch möglich. Zur einfacheren Handhabung können die in den 3, 4 und 5 gezeigten nicht darauf beschränkten Ausführungsbeispiele des komprimiert verschlüsselten Genotypen-Profils der drei Cytochrom P450-Proteine des Patienten wie in Patentanspruch 6 beschrieben auch als Strichcode, QR-Code oder ähnlichem dargestellt werden.
Beispiel 2: Genetisch bedingte Medikamentationsempfehlung für Cholesterin-senkende Wirkstoffe
Das dargestellte Ausführungsbeispiel 2 ist in den 6 und 7 gezeigt. Es illustriert zwei mögliche, nicht darauf beschränkte komprimierte Verschlüsselungen „CS6 1 2 1 2 4 6” und „CS1” für Gene nach den Patentansprüchen, die bei der Behandlung mit Cholesterin-senkenden Wirkstoffen zu berücksichtigen sind. Das in 6 dargestellte Beispiel „CS6 1 2 1 2 4 6” komprimiert verschlüsselt wie folgt. Hierbei definiert wie in den Patentansprüchen ausgeführt die erste Kombination „CS6”, welche Gene in welcher Abfolge aufgeführt werden. „CS6” steht hier für die sechs zu berücksichtigen Genotypen der Gene, die bei der Medikamention von Cholesterin-senkenden Wirkstoffe eine Rolle spielen: Low density lipoprotein receptor (LDLR), 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-Coenzym-A-Reduktase (HMGCR), solute carrier organic anion transporter family, member 1B1 (SLCO1B1), ATP-binding cassette G2 (ABCG2)-Transporter, ATP-binding cassette P-glycoprotein 1 (ABCB1)-Transporter und Cytochrom P450, Familie 3, Subfamilie A, Polypeptid 4 (CYP3A4). Die Zahlen „1”, „2”, „1”, „2”, „4” und „6” geben nun den Genotyp des jeweiligen Gens an. Somit bedeutet die „1” in erster Position in der komprimierten Verschlüsselung für den betreffenden Patienten, dass er den Genotyp eines normal funktionierenden LDL-Rezeptors besitzt. Die Aufnahme des Low density lipoprotein (LDL) ist normal. Der Patient leidet nicht an homozygoter familiärer Hypercholesterinämie. Medikamente wie Mipomersen oder Lomitapid, die bei einen homozygoten Defekt des LDL-Rezeptors und damit die verminderte Aufnahme von LDL zur Folge hat, sollten nach Angaben der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde (FDA) nicht eingesetzt werden. Die „2” in zweiter Position steht für den gängigen Genotyp der HMGC-Reduktase (homozygot). Die Wirkstoffklasse der Statine bindet an dieses Enzym. Statine wie Simvastatin, Pitavastatin, Atorvastatin, Pravastatin, Rosuvastatin und Fluvastatin binden wie erwartet an das Wirkstoffziel.² Die „1” in dritter Position gibt als Genotyp c.521T>C (homozygot), ein single nucleotid polymorphism (SNP), des solute, carrier organic anion transporter family, member 1B1 (SLCO1B1) an. Hier sollten die Statine Simvastatin, Pitavastatin, Atorvastatin, Pravastatin und Rosuvastatin generell mit der Hälfte der von der FDA empfohlenen maximalen Tagesdosis eingesetzt werden, um die Nebenwirkung des Muskelschwundes abzumildern. Da die c.521T>C-Variante des Transporters die Statine vermindert aufnimmt und damit die Konzentration im Blut steigt, sollte dem bei erhöhter Statin-Konzentration im Blut sich entwickelnde Muskelschwund entgegengewirkt werden.⁷ Die „2” in vierter Position gibt als Genotyp c.421C>A (homozygot), ein SNP, des ATP-binding cassette G2 (ABCG2)-Transporters an. Hier sollten die Statine Simvastatin, Atorvastatin, Rosuvastatin und Fluvastatin nicht angewendet werden und für die Therapie andere Statine gewählt werden, um einen Muskelschwund entgegen zu wirken. Da die c.421C>A-Variante des Transporters gerade diese Statine vermindert aufnimmt und damit die Konzentration im Blut steigt, sollte dem bei erhöhter Statin-Konzentration im Blut sich entwickelnde Muskelschwund entgegengewirkt werden.⁷ Die „4” in fünfter Position gibt als Genotyp c.1446C>G (homozygot), ein SNP, des ATP-binding cassette P-glycoprotein 1 (ABCB1)-Transporters an. Hier sollte das Statin Pravastatin angewendet werden. Da die c.1446C>G-Variante des Transporters gerade dieses Statin in die Zelle aufnimmt und damit die Konzentration im Blut sinkt, sollte dies dem sich bei erhöhter Statin Konzentration im Blut entwickelnden Muskelschwund entgegengewirken.⁶ Die „6” in sechster Position gibt als Genotyp das schwach metabolisierenden Cytochrom P450 Familie 3, Subfamilie 4, Polypeptid 4 (CYP3A4)-Enzyms an (homozygot). Dieses baut Statine langsamer ab als das schnell metabolisierende CYP3A4. Es sollten generell geringere Dosierungen der Statine gewählt werden, da die Statine durch das CYP3A4 nur langsam abgebaut wird. Zusammengenommen anhand der oberen Informationen kann der Arzt auf eine nicht homozygote familiäre Hypercholesterinämie schließen. Die erhöhten Cholesterinwerte sollte nach Auswertung obiger Informationen zunächst mit einer gering dosierten Gabe von Pravastatin behandelt werden, um der Nebenwirkung des Muskelschwundes entgegen zu wirken. Wirkstoffen zu berücksichtigen sind. Das in 7 dargestellte Beispiel „CS1” komprimiert verschlüsselt wie folgt. Hierbei definiert wie in den Patentansprüchen ausgeführt die Kombination „CS1” die sechs zu berücksichtigen Gentypen der Gene, die bei der Medikamention von Cholesterin-senkenden Wirkstoffe eine Rolle spielen: Low density lipoprotein receptor (LDLR), 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-Coenzym-A-Reduktase (HMGCR), solute carrier organic anion transporter family, member 1B1 (SLCO1B1), ATP-binding cassette G2 (ABCG2)-Transporter, ATP-binding cassette P-glycoprotein 1 (ABCB1)-Transporter und Cytochron P450, Familie 3, Subfamilie A, Polypeptid 4 (CYP3A4). „CS1” gibt in der komprimierten Verschlüsselung für den betreffenden Patienten u. a. an, dass er den Genotyp eines normal funktionierenden LDL-Rezeptors besitzt. Die Aufnahme des Low density lipoprotein (LDL) ist normal. Der Patient leidet nicht an homozygoter familiärer Hypercholesterinämie. Medikamente wie Mipomersen oder Lomitapid, die bei einen homozygoten Defekt des LDL-Rezeptors und damit die verminderte Aufnahme von LDL zur Folge hat, sollten nach Angaben der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde (FDA) nicht eingesetzt werden. „CS1” steht u. a. für den gängigen Genotyp der HMGC-Reduktase (homozygot). Die Wirkstoffklasse der Statine bindet an dieses Enzym. Statine wie Simvastatin, Pitavastatin, Atorvastatin, Pravastatin, Rosuvastatin und Fluvastatin binden wie erwartet an das Wirkstoffziel.²
„CS1” gibt u. a. als Genotyp c.521T>C (homozygot), ein single nucleotid polymorphism (SNP), des solute carrier organic anion transporter family, member 1B1 (SLCO1B1) an. Hier sollten die Statine Simvastatin, Pitavastatin, Atorvastatin, Pravastatin und Rosuvastatin generell mit der Hälfte der von der FDA empfohlenen maximalen Tagesdosis eingesetzt werden, um die Nebenwirkung des Muskelschwundes abzumildern. Da die c.521T>C-Variante des Transporters die Statine vermindert aufnimmt und damit die Konzentration im Blut steigt, sollte dem bei erhöhter Statin-Konzentration im Blut sich entwickelnde Muskelschwund entgegengewirkt werden.⁷ „CS1” gibt u. a. als Genotyp c.421C>A (homozygot), ein SNP, des ATP-binding cassette G2 (ABCG2)-Transporters an. Hier sollten die Statine Simvastatin, Atorvastatin, Rosuvastatin und Fluvastatin nicht angewendet werden und für die Therapie andere Statine gewählt werden, um einen Muskelschwund entgegen zu wirken. Da die, c.421C>A-Variante des Transporters gerade diese Statine vermindert aufnimmt und damit die Konzentration im Blut steigt, sollte dem bei erhöhter Statin-Konzentration im Blut sich entwickelnde Muskelschwund entgegengewirkt werden.⁷ „CS1” gibt zudem als Genotyp c.1446C>G (homozygot), ein SNP, des ATP-binding cassette P-glycoprotein 1 (ABCB1)-Transporters an. Hier sollte das Statin Pravastatin angewendet werden. Da die c.1446C>G-Variante des Transporters gerade dieses Statin in die Zelle aufnimmt und damit die Konzentration im Blut sinkt, sollte dies dem sich bei erhöhter Statin-Konzentration im Blut entwickelnden Muskelschwund entgegengewirken.⁶ Letztlich steht „CS1” für den Genotyp das schwach metabolisierenden Cytochrom P450 Familie 3, Subfamilie 4, Polypeptid 4 (CYP3A4)-Enzyms (homozygot). Dieses baut Statine langsamer ab als das schnell metabolisierende CYP3A4. Es sollten generell geringere Dosierungen der Statine gewählt werden, da die Statine durch das CYP3A4 nur langsam abgebaut wird. Zusammengenommen anhand der oberen Informationen kann der Arzt auf eine nicht homozygote familiäre Hypercholesterinämie schließen. Die erhöhten Cholesterinwerte sollte nach Auswertung obiger Informationen zunächst mit einer gering dosierten Gabe von Pravastatin behandelt werden, um der Nebenwirkung des Muskelschwundes entgegen zu wirken. Zur einfacheren Handhabung können die in den 6 und 7 gezeigten nicht darauf beschränkten Ausführungsbeispiele des komprimiert verschlüsselten Genotypen-Profils der Gene des Patienten wie in Patentanspruch 6 beschrieben auch als Strichcode, QR-Code oder ähnlichem dargestellt werden.
Beispiel 3: Ausgewählte Gene und ihre Genotypen, die generell bei der Vergabe von Medikamenten laut der US-amerikanischen Regulierungsbehörde FDA beachtet werden sollten.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel 3 ist in den 8 und 9 gezeigt. Es illustriert zwei mögliche, nicht darauf beschränkte komprimierte Verschlüsselungen „#39-1-3-4-5-7-2-6-3-7-9-3-1-5-9-6-4-5-1-4-8-9-2-4-6-7-8-9-3-1-4” und „A391” für dreißig Gene und ihre Genotypen, die nach Empfehlung der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde generell bei der Medikamentenverschreibung durch den Arzt berücksichtigt werden sollten, nach den Patentansprüchen. Das in 8 dargestellte Beispiel „#39-1-3-4 5-7-2-6-3-7-9-3-1-5-9-6-4-5-1-4-8-9-2-4-6-7-8-9-3-1-4” komprimiert verschlüsselt wie folgt. Hierbei definiert wie in dem Patentanspruch 3 ausgeführt die erste Kombination „#39”, welche Gene in welcher Abfolge aufgeführt werden. „#39” steht hier für die dreißig Gene und ihre jeweiligen Genotypen in der Reihenfolge: Anaplastic lymphoma kinase (ALK); Philadelphia-Chromosom (BCR/ABL1); B-Raf protooncogene, serine/threonine kinase (BRAF); CC-Motiv-Chemokin-Rezeptor 5 (CCR5); cystic fibrose transmembrane conductance regulator (CFTR); NADH-Cytochrom b5 Reduktase (CYB5R1-4); Cytochrom P450, Familie 1, Subfamilie A, Polypeptid 2 (CYP1A2); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie C, Polypeptid 9 (CYP2C9); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie C, Polypeptid 19 (CYP2C19); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie D, Polypeptid 6 (CYP2D6); Dihydropyrimidin-Dehydrogenase (DPYD); epidermal growth factor receptor (EGFR); Receptor tyrosine-protein kinase erB-2 (ERBB2); Thrombin (F2); Proaccelerin (F5); Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase (G6PD); humanes Leukozytenantigen-System A (HLA-A); humanes Leukozytenantigen-System B (HLA-B); Interleukin 28B (IFNL3); Tyrosinkinase KIT (KIT); Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog (KRAS); low density lipoprotein receptor (LDLR); N-Acetylglutamatsynthase (NAGS); N-Acetyltransferase 1 und 2 (NAT1-2); Beta-type platelet-derived growth factor receptor (PDGFRB); DNA-Polymerase Untereinheit gamma (POLG); Antithrombin III (SERPINC); Thiopurin-S-methyltransferase (TPMT); UDP-Glucuronyltransferase 1A1 (UGT1A1); Vitamin-K-Epoxidreduktase Komplex, Untereinheit 1 (VKORC1). Die Zahlen „-1-3-4-5-7-2-6-3-7-9-3-1-5-9-6-4-5-1-4-8-9-2-4-6-7-8-9-3-1-4” geben nun den Genotyp des jeweiligen Gens an. Somit bedeutet die „1” in erster Position in der komprimierten Verschlüsselung für den betreffenden Patienten, dass er den Genotyp eines positiven ALK Genrearrangement besitzt. Die Gabe von Crizotinib in der onkologischen Behandlung sollte nach Empfehlung der FDA vermieden werden. Die „3” in zweiter Position zeigt keine Änderung im BCR/ABL1-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die „4” in Position 3 zeigt keine Änderung im BRAF-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die „5” in Position 4 gibt keinen positiven Befund bei der CCR5-Expression an. Bei einer zukünftigen HIV-Infektion sollte dieser aber vor der Gabe von Maraviroc nochmals getestet werden. Die „7” in Position 5 zeigt durch eine spezifische Mutation von G551D die bereits diagnostizierte Cystischen Fibrose mit dem Medikament Ivacaftor am effizientesten behandelt werden kann. Die „2” in Position 6 zeigt keine zu berücksichtigende Auffälligkeit im Gen CYB5R1-4. Die „6” in Position 7 codiert für ein schnell metabolisierendes CYP1A2. Keine Medikamentenunverträglichkeiten sind direkt bekannt. Die „3” in Position 8 codiert für ein schnell metabolisierendes CYP2C9. Keine Medikamentenunverträglichkeiten sind direkt bekannt. Die „7” in Position 9 codiert für ein schnell metabolisierendes CYP2C19. Keine Medikamentenunverträglichkeiten sind direkt bekannt. Die „9” in Position 10 codiert für ein schnell metabolisierendes CYP2D6. Die Gabe von Codein hinsichtlich der Entwicklung einer möglichen Medikamentenabhängigkeit sollte vermieden werden. Die „3” in Position 11 zeigt, eine defiziente Dihydropyrimidin-Dehydrogenase an. Eine onkologische oder dermatologische Behandlung mit Capecitabine und Fluorouracil sollte vermieden werden.
Die „1” in Position 12 zeigt keine Änderung im EGFR-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser und vor allem seine Expression im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die „5” in Position 13 zeigt keine Änderung im ERBB2-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser und vor allem seine Expression im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die „9” in Position 14 codiert für die Mutation G20210A in Prothrombin. Eine Gabe von Tamoxifen sollte vermieden werden. Die „6” in Position 15 steht für einen Faktor V Leiden Träger (R506Q). Die Anwendung von Eltrombopag und Tamoxifen sollte vermieden werden. Die „4” in Position” 16 codiert für eine defiziente Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase (G6PD). Die generelle Anwendung folgender Medikamente sollte vermieden werden: Chloroquin, Chlorpropamid, Dabrafenib, Dapson, Glimepirid, Glipizid, Mafenid, Methylenblau, Nalidixinsäure, Nitrofurantoin, Pegloticase, Primaquin, Quininsulfat, Rasburicase, Kaliumnitrit, Succimer sowie Sulfamethoxazol. Die „5” in Position 17 gibt einen HLA-A*3101 Allel-Träger an. Eine neurologische Medikamention mit Carbamazepin sollte vermieden werden. Die „1” in Position 18 codiert für einen HLA-B*1502 Allel-Träger. Von der Einnahme von Carbamazepin und Phenytoin wird abgeraten. Die „4” in Position 19 codiert für den Allel-Träger IL28B rs12979860 T des Interleukin 28 (IFNL3). Die Einnahme von Boceprevir, Peg-Interferon alfa-2b, Simeprevir, Sofosbuvir und Telaprevir ist zu vermeiden. Die „8” in Position 20 zeigt keine Änderung im KIT-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die „9” in Position 21 zeigt keine Änderung im KRAS-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die „2” in Position 22 steht für keine Änderung im low density lipoprotein protein receptor (LDLR). Die „4” in Position 23 steht für den Wildtyp der N-Acetylglutamatsynthase. Nur bei einem defizienten Genprodukt muss die Gabe der Carglumsäure bzw. der Valproinsäure überdacht werden. Die „6” in Position 24 codiert für den Wildtyp der N-Acetyltransferase 1 und 2. Nach derzeitigem Wissensstand besteht keine Berücksichtigung dieser zu einer bestehenden Therapie. Die „7” in Position 25 zeigt keine Änderung im PDGFRB-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die „8” in Position 26 steht für den Wildtyp der DNS-Polymerase Untereinheit gamma (POLG). Nach derzeitigem Wissensstand besteht keine Berücksichtigung dieser zu einer bestehenden Therapie. Die „9” in Position 27 steht für die Defizienz des Antithrombin III. Die Gabe von Eltrombopag sollte ausgeschlossen werden. Die „3” in Position 28 codiert für die normal metabolisierende Thiopurin-S-Methyltransferase. Nach derzeitigem Wissensstand besteht keine Berücksichtigung dieser zu einer bestehenden Therapie.
Die „1” in Position 29 codiert für die normal metabolisierende UDP-Glucuronyltransferase 1A1 (UGT1A1). Nach derzeitigem Wissensstand besteht keine Berücksichtigung dieser zu einer bestehenden Therapie. Die „4” in Position 30 steht für das rs9923231 A Allel der Untereinheit 1 des Vitamin-K-Epoxidreduktase-Komplexes. Die Gabe von Warfarin und anderen Coumarin-haltigen Arzneimitteln sollte vermieden werden. Das in 9 dargestellte Beispiel „A391” komprimiert verschlüsselt wie folgt. Hierbei definiert wie in den Patentansprüchen ausgeführt die Kombination „A391”, welche Gene in welcher Abfolge aufgeführt werden. „A391” steht hier für die dreißig Gene und ihre jeweiligen Genotypen in der Reihenfolge: Anaplastic lymphoma kinase (ALK); Philadelphia-Chromosom (BCR/ABL1); B-Raf proto-oncogene, serine/threonine kinase (BRAF); CC-Motiv-Chemokin-Rezeptor 5 (CCR5); cystic fibrose transmembrane conductance regulator (CFTR); NADH-Cytochrom b5 Reduktase (CYB5R1-4); Cytochrom P450, Familie 1, Subfamilie A, Polypeptid 2 (CYP1A2); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie C, Polypeptid 9 (CYP2C9); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie C, Polypeptid 19 (CYP2C19); Cytochrom P450, Familie 2, Subfamilie D, Polypeptid 6 (CYP2D6); Dihydropyrimidin-Dehydrogenase (DPYD); epidermal growth factor receptor (EGFR); Receptor tyrosine-protein kinase erB-2 (ERBB2); Thrombin (F2); Proaccelerin (F5); Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase (G6PD); humanes Leukozytenantigen-System A (HLA-A); humanes Leukozytenantigen-System B (HLA-B); Interleukin 28B (IFNL3); Tyrosinkinase KIT (KIT); Kirsten rat sarcoma viraloncogene homolog (KRAS); low density lipoprotein receptor (LDLR); N-Acetylglutamatsynthase (NAGS); N-Acetyltransferase 1 und 2 (NAT1-2); Beta-type platelet-derived growth factor receptor (PDGFRB); DNA-Polymerase Untereinheit gamma (POLG); Antithrombin III (SERPINC); Thiopurin-S-methyltransferase (TPMT); UDP-Glucuronyltransferase 1A1 (UGT1A1); Vitamin-K-Epoxidreduktase Komplex, Untereinheit 1 (VKORC1). Die komprimierte Verschlüsselung „A391” gibt zudem den Genotyp des jeweiligen Gens an. Der betreffende Patient besitzt den Genotyp eines positiven ALK Genrearrangement. Die Gabe von Crizotinib in der onkologischen Behandlung sollte nach Empfehlung der FDA vermieden werden. Die komprimierte Verschlüsselung zeigt keine Änderung im BCR/ABL1-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die komprimierte Verschlüsselung zeigt keine Änderung im BRAF-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die komprimierte Verschlüsselung gibt keinen positiven Befund bei der CCR5-Expression an. Bei einer zukünftigen HIV-Infektion sollte dieser aber vor der Gabe von Maraviroc nochmals getestet werden. Die komprimierte Verschlüsselung zeigt durch eine spezifische Mutation von G551D die bereits diagnostizierte Cystischen Fibrose mit dem Medikament Ivacaftor am effizientesten behandelt werden kann. Die komprimierte Verschlüsselung zeigt keine zu berücksichtigende Auffälligkeit im Gen CYB5R1-4. Die komprimierte Verschlüsselung codiert für ein schnell metabolisierendes CYP1A2. Keine Medikamentenunverträglichkeiten sind direkt bekannt.
Die komprimierte Verschlüsselung codiert für ein schnell metabolisierendes CYP2C9. Keine Medikamentenunverträglichkeiten sind direkt bekannt. Die komprimierte Verschlüsselung codiert für ein schnell metabolisierendes CYP2C19. Keine Medikamentenunverträglichkeiten sind direkt bekannt. Die komprimierte Verschlüsselung codiert für ein schnell metabolisierendes CYP2D6. Die Gabe von Codein hinsichtlich der Entwicklung einer möglichen Medikamentenabhängigkeit sollte vermieden werden. Die komprimierte Verschlüsselung zeigt eine defiziente Dihydropyrimidin-Dehydrogenase an. Eine onkologische oder dermatologische Behandlung mit Capecitabine und Fluorouracil sollte vermieden werden. Die komprimierte Verschlüsselung zeigt keine Änderung im EGFR-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser und vor allem seine Expression im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die komprimierte Verschlüsselung zeigt keine Änderung im ERBB2-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser und vor allem seine Expression im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die komprimierte Verschlüsselung codiert für die Mutation G20210A in Prothrombin. Eine Gabe von Tamoxifen sollte vermieden werden. Die komprimierte Verschlüsselung steht für einen Faktor V Leiden Träger (R506Q). Die Anwendung von Eltrombopag und Tamoxifen sollte vermieden werden. Die komprimierte Verschlüsselung codiert für eine defiziente Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase (G6PD). Die generelle Anwendung folgender Medikamente sollte vermieden werden: Chloroquin, Chlorpropamid, Dabrafenib, Dapson, Glimepirid, Glipizid, Mafenid, Methylenblau, Nalidixinsäure, Nitrofurantoin, Pegloticase, Primaquin, Quininsulfat, Rasburicase, Kaliumnitrit, Succimer sowie Sulfamethoxazol. Die komprimierte Verschlüsselung gibt einen HLA-A*3101 Allel-Träger an. Eine neurologische Medikamention mit Carbamazepin sollte vermieden werden. Die komprimierte Verschlüsselung codiert für einen HLA-B*1502 Allel-Träger. Von der Einnahme von Carbamazepin und Phenytoin wird abgeraten. Die komprimierte Verschlüsselung codiert für den Allel-Träger IL28B rs12979860 T des Interleukin 28 (IFNL3). Die Einnahme von Boceprevir, Peg-Interferon alfa-2b, Simeprevir, Sofosbuvir und Telaprevir ist zu vermeiden. Die komprimierte Verschlüsselung zeigt keine Änderung im KIT-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die komprimierte Verschlüsselung zeigt keine Änderung im KRAS-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die komprimierte Verschlüsselung steht für keine Änderung im low density lipoprotein protein receptor (LDLR). Die komprimierte Verschlüsselung steht für den Wildtyp der N-Acetylgluamatsynthase. Nur bei einem defizienten Genprodukt muss die Gabe der Carglumsäure bzw. der Valproinsäure überdacht werden. Die komprimierte Verschlüsselung codiert für den Wildtyp der N-Acetyltransferase 1 und 2. Nach derzeitigem Wissensstand besteht keine Berücksichtigung dieser zu einer bestehenden Therapie.
Die komprimierte Verschlüsselung zeigt keine Änderung im PDGFRB-Gen an. Allerdings sollte bei einer Krebserkrankung dieser im Tumorgewebe nochmals gecheckt werden. Die komprimierte Verschlüsselung steht für den Wildtyp der DNS-Polymerase Untereinheit gamma (POLG). Nach derzeitigem Wissensstand besteht keine Berücksichtigung dieser zu einer bestehenden Therapie. Die komprimierte Verschlüsselung steht für die Defizienz des Antithrombin III. Die Gabe von Eltrombopag sollte ausgeschlossen werden. Die komprimierte Verschlüsselung codiert für die normal metabolisierende Thiopurin-S-Methyltransferase. Nach derzeitigem Wissensstand besteht keine Berücksichtigung dieser zu einer bestehenden Therapie. Die komprimierte Verschlüsselung codiert für die normal metabolisierende UDP-Glucuronyltransferase 1A1 Nach derzeitigem Wissensstand besteht keine Berücksichtigung dieser zu einer bestehenden Therapie. Die komprimierte Verschlüsselung steht für das rs9923231 A Allel der Untereinheit 1 des Vitamin-K-Epoxidreduktase-Komplexes. Die Gabe von Warfarin und anderen Coumarin-haltigen Arzneimitteln sollte vermieden werden. Zur einfacheren Handhabung können die in den 8 und 9 gezeigten nicht darauf beschränkten Ausführungsbeispiele des komprimiert verschlüsselten Genotypen-Profils der Gene des Patienten wie in Patentanspruch 6 beschrieben auch als Strichcode, QR-Code oder ähnlichem dargestellt werden.
Die hier angegebenen Indikationshinweise in den drei Ausführungsbeispielen beruhen auf den Empfehlungen der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde (FDA) vom Stand des 01. Februar 2015. Anhand der bestimmten Genotypen sollten die Therapieanpassung nach den neuesten Empfehlungen der FDA erfolgen.²

Claims

Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin gekennzeichnet dadurch, dass der und/oder die molekularbiologisch bestimmte(n) Genotyp(en) des und/oder der mit der personalisierten Medizin assoziierte(n) Gen(e) und DNS-Sequenzen eines Lebewesens durch Buchstabe(n) und/oder Zahl(en) und/oder sonstige Zeichen komprimiert verschlüsselt wird/werden, und damit die nicht vollständige, elektronische Speicherung dieser Informationen sowie das spätere, wiederholte Auslesen dieser Informationen nur durch autorisierte Personen, die den Schlüssel dafür haben, ohne dass sich Sicherheits- oder Geheimhaltungsrisiken ergeben.
Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin nach vorhergehendem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Abgabe von biologischem Material wie beispielsweise Blut, Speichel, Haarwurzelzellen oder ähnliche Gewebeprobe eines Lebewesens A an ein Labor, b) Bestimmung des/der Genotyp(en) des/der mit der personalisierten Medizin assoziierten Gen(e) und DNS-Sequenzen durch molekularbiologische Methoden aus dem biologischen Material des Lebewesens A durch das Labor, c) Verschlüsselung des/der bestimmten Genotyp(en) mittels Zuordnung von Buchstaben, Zahlen und/oder sonstigen Zeichen zur Komprimierung der Sequenzdaten unter Erhalt der Information durch das Labor und/oder anderer autorisierten Person, d) Übergabe der verschlüsselten und komprimierten Ergebnisse der Genotyp-Analysen an Lebewesen A und/oder von Lebewesen A und/oder gesetzlich anderweitig autorisierten Person B ohne vollständige, elektronische Speicherung dieser Ergebnisse, e) Lebewesen A und/oder autorisierte Person B übermittelt die verschlüsselten und komprimierten Ergebnisse einer qualifizierten Person C, die im Normalfall nicht Lebewesen A ist, aber Person B sein kann, f) Wiederholtes Auslesen der verschlüsselten und komprimierten Sequenzdaten durch qualifizierte Person C, wobei Person C nicht immer die gleiche Person sein muss. g) Die qualifizierte Person C kann diese Informationen als Entscheidungsgrundlage für die Entwicklung einer Therapie oder auch keiner Therapie für das Lebewesen A nutzen. h) Die Schritte e), f) und g) können unendlich oft wiederholt werden.
Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Genotypen mit personalisierter Medizin assoziierten Gene als Buchstabe(n) und/oder Zahl(en) in einer bestimmten Abfolge als Code dargestellt werden.
Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Abfolge der als Buchstabe(n) und/oder Zahl(en) dargestellte Genotypen der personalisierten Medizin assoziierten Gene zu Beginn der Abfolge der Genotypen der personalisierten Medizin assoziierten Gene durch Buchstaben und/oder Zahl(en) definiert wird.
Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die mit personalisierter Medizin assoziierten Gene, Gene sind, deren unterschiedliche Genotypen für eine individuell angepasste Therapie jeglicher Art nach gängiger Lehrmeinung zu berücksichtigen sind bzw. von der europäischen Arzneimittelbehörde European Medicines Agency (EMA) und/oder der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde Food and Drug Adminstration (FDA) als solche benannt sind.
Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass das Lebewesen von dem die Genotypen des/der Gen(e), die mit der personalisierten Medizin assoziiert sind, bestimmt werden, ein Mensch, ein Tier oder eine Pflanze ist.
Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die als Buchstaben oder Zahlen zugeordneten Genotypen in der am Anfang des Codes durch Buchstaben oder Zahlen definierten Reihenfolge ausgewählter mit der personalisierten Medizin assoziierte Gene durch elektronische Textdatei(en) und/oder Strichcode(s) und/oder QR-Code(s) und/oder Speicherung auf einer Chip-Karte oder sonstigen Vereinfachung zur Auslesung der Daten dargestellt werden können.
Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass nach labortechnischer Bestimmung des/der Genotyp(en) der mit personalisierter Medizin assoziierte(n) Gen(e) des Lebewesens diese Information nicht elektronisch unter dem Namen des Lebewesens und/oder sonstigen Bezug zu diesem Lebewesen gespeichert wird/werden.
Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass während und nach der labortechnischen Bestimmung des/der Genotyp(en) der mit personalisierter Medizin assoziierte(n) Gen(e) den Beschäftigten des Labors die Erkrankungen des zu untersuchenden Lebewesen, welche eine Therapie jeglicher Art nötig macht, nur im Falle höchster Infektionsgefahr bekannt sein muss.
Verfahren zur Speicherung genetischer Daten der personalisierten Medizin nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass nach einmaliger, labortechnischer Bestimmung des/der Genotyp(en) der mit personalisierter Medizin assoziierte(n) Gen(e) alle zukünftigen Therapien des Patienten hinsichtlich dieses/er Gen(e) ohne Kontaktierung des die Bestimmung durchgeführten Labors und nur anhand des/der ausgehändigten Code(s) mit dem/den bestimmten Genotyp(en) der mit personalisierter Medizin assoziierte(n) Gen(e) jederzeit angepasst werden.