Ga naar dashboard
U bent nu hier:

Een schat aan gegevens

Publicatie Nr. 16 - 15 april 2003
Jaargang 2003
Auteur Robert Crommentuyn

Amerikaanse kliniek bouwt patiëntendatabank voor genoomonderzoek

De ontcijfering van het menselijke genoom en proteoom levert een stortvloed aan informatie op. Veel van die kennis wordt pas relevant na koppeling aan de ziektegeschiedenissen van patiënten. De gerenommeerde Amerikaanse Mayo Clinic heeft een databank waarin dat gebeurt. Aan het hoofd staat de van oorsprong Nederlandse internist Piet de Groen.

Piet de Groen is een man die niet  kan stilzitten. Letterlijk en figuurlijk. In 1981, kort na het afronden van zijn geneeskundeopleiding in Nijmegen, kreeg hij de mogelijkheid om een jaartje onderzoek te doen in de prestigieuze Mayo Clinic in Rochester, Minnesota. Het benodigde visum voor de Verenigde Staten liet enige tijd op zich wachten. Om de vrijgekomen tijd nuttig te gebruiken, deed De Groen aan de Nijmeegse universiteit ‘wat dingen met de computer’. ‘Een mooie tijd’, glundert hij. ‘Apple bestond net. Door een gelukkig toeval had ik toegang tot de mainframe van het Rekencentrum. Daar maakte ik onder meer gebruikersvriendelijke software voor een databank van de radiologen.’
Eerder al moest De Groen tijdens een wetenschappelijke stage onderzoek doen naar de ziekte van Crohn. ‘Daarvoor moest ik alsmaar dezelfde berekeningen doen. Volgens mij kon dat net zo goed op de computer. Daarmee was ik één van de eerste medisch studenten die een met de computer gemaakt onderzoeksverslag inleverde. Mijn opdrachtgevers waren diep onder de indruk, al was het eigenlijk niks bijzonders. Mijn zoontje zou het nu bij wijze van spreken in een handomdraai doen.’


Eye-opener
Het visum kwam in orde en De Groen vertrok naar de VS om niet meer terug te keren. Inmiddels is hij er al tijden werkzaam als gastro-enteroloog en hepatoloog. Daarnaast is hij associate professor aan de Mayo Medical School. De interesse voor het gebruik van computers in de klinische praktijk is in de afgelopen jaren niet gesleten. Integendeel. Niet zonder reden stelde de Mayo Clinic juist hem aan het hoofd van een project om alle patiëntengegevens van de kliniek onder te brengen in één databank.
De Groen: ‘Ik ben de computer blijven gebruiken. In 1995 vroeg het toenmalig hoofd van de afdeling Gastro-enterologie, Nick LaRusso, of ik onderzoek wilde doen naar cholangiocarcinoom. Naar die ziekte werd eigenlijk geen onderzoek gedaan en ik wilde het best doen. Alleen komt de aandoening erg weinig voor. Een gastro-enteroloog heeft misschien één casus per jaar in zijn praktijk. Om onderzoek te kunnen doen, moest ik toegang hebben tot alle patiënten, liefst ten tijde van hun behandeling. Ik ben toen samen met het kankercentrum gaan zoeken in de verschillende databanken van de Mayo Clinic. En wat bleek: de diagnose stond vermeld op de rekening voor de verzekeraar. De patiënten waren hierdoor op te sporen.’
De Groen verzamelde de patiëntengegevens en stopte ze in een databank. Vervolgens zette hij nog een innovatieve stap: ‘Ik wil altijd en overal over informatie kunnen beschikken. Met internet kan dat, dan maakt het niet meer uit waar de computer staat.’
De gastro-enteroloog maakte zijn gegevens over galgangkanker beschikbaar via het Mayo-intranet en deed vervolgens samen met het kankercentrum hetzelfde met de gegevens uit de vele andere databanken die reeds door kankeronderzoekers waren samengesteld.
Dat dat kon, was een eye-opener voor de Mayo Clinic. ‘Dit is een conservatieve instelling. Bij nieuwe ontwikkelingen wordt het liefst de kat uit de boom gekeken.’ Het instituut heet voorop te lopen op ICT-gebied en deels is dat ook zo, maar dat wil niet zeggen dat de situatie al perfect is.
‘Kijk’, zegt Piet de Groen, terwijl hij één van de vier beeldschermen in zijn werkkamer bijdraait. ‘Dit is het interne computersysteem van de Mayo Clinic. Elke arts heeft er toegang toe. Er zijn tientallen verschillende klinische applicaties beschikbaar. Het probleem is alleen dat die programma’s geen gemeenschappelijke basis hebben. Het zijn allemaal losse eilanden van gegevens. Ik wil klinische data kunnen benutten, dingen kunnen opzoeken en vragen kunnen stellen. Waarom doen sommige patiënten het goed en anderen niet? Wat onderscheidt hen en wat hebben ze gemeen? Dat soort vragen kon het systeem niet beantwoorden.’


Halve terabyte
De cholangiocarcinoomdatabank toonde aan dat koppeling van gegevens via internet het mogelijk maakte om De Groens vragen te beantwoorden. Het idee werd geboren om alle beschikbare patiëntengegevens in een eenvoudig toegankelijke databank onder te brengen. Dat klinkt eenvoudiger dan het is. De Mayo Clinic beschikt over miljoenen patiëntendossiers vol gegevens van klinisch en laboratoriumonderzoek.
Min of meer toevallig raakte Mayo in contact met computerfabrikant IBM. Deze Amerikaanse firma is sinds kort actief in de biowetenschappen. IBM hoopte de krachtige computers te leveren die nodig zijn om de gigantische stroom aan gegevens uit genetisch onderzoek te verwerken. Voor de Mayo Clinic kwam het daarbij goed uit dat IBM een vestiging in Rochester heeft. ‘Nadat IBM akkoord ging, schreef ik samen met een aantal van mijn collega’s en met hun mensen het concept voor de patiëntendatabank. Het Genoomonderzoekscentrum van Mayo en de Raad van Bestuur gingen akkoord. De raad gaf ons een halfjaar de tijd om te bewijzen dat het ook werkelijk mogelijk was wat wij wilden. En dat is gelukt. Binnen een halfjaar werden de gegevens van 4,5 miljoen patiënten online gezet, dat wil zeggen: toegankelijk voor een zoekmachine. Een halve terabyte (ofwel 512 gigabyte) aan data binnen een halfjaar!’, zegt De Groen trots.
Als De Groen over ‘zijn’ databank spreekt, kan hij zijn enthousiasme moeilijk verbergen. ‘Je moet het zo zien: voorheen was elke patiënt een boek dat je kon inzien. Je kon het uit de kast pakken, erin bladeren en weer terugzetten. Meer niet. Wat wij hebben bereikt, is dat die 4,5 miljoen boeken met elkaar kunnen ‘praten’. En dat niet alleen. Elke letter kan met elke andere letter in de bibliotheek ‘praten’. En zelfs daar houdt het niet op. We willen in de toekomst ook informatie uit beeld- en geluidsarchieven coderen en toegankelijk maken. En alles is toegankelijk via een eenvoudig zoeksysteem. Het mooie daarvan is dat artsen niet hoeven te weten hoe het allemaal in elkaar zit. IBM heeft een vernuftig systeem ontworpen dat het werk doet.’
Een databank met 4,5 miljoen patiënten opent een scala aan klinische en niet-klinische mogelijkheden, aldus De Groen. ‘Denk aan een systeem voor de vroege opsporing van ziekten, voor het vinden van nieuwe ziekten en aan de oneindige mogelijkheden voor epidemiologisch onderzoek. Maar je kunt de gegevens ook gebruiken voor praktijkmanagement. Welk soort patiënten krijgt je ziekenhuis, waar komen ze vandaan en wat zijn hun noden? Dergelijke vragen kun je ook beantwoorden.’
Niet alleen de eigen artsen zullen daar baat bij hebben, beaamt hij. De farmaceutische industrie zal zeker belangstelling hebben voor de mogelijkheden van de databank. ‘We kunnen bijvoorbeeld proefpersonen selecteren voor klinische trials en demografische gegevens van bepaalde patiëntencategorieën aanleveren. We kunnen medicijnbijwerkingen onderzoeken en onderzoeksprotocollen opstellen. De mogelijke opbrengsten spelen vanzelfsprekend mee bij onze plannen. Maar, let wel: Mayo is een non-profitorganisatie. Alle opbrengsten vloeien weer terug naar het ziekenhuis, naar patiëntenzorg of onderzoek. En terecht, vind ik. Patiënten moeten toestemming geven voor het gebruik van hun gegevens en als je patiënten om medewerking vraagt, moet er voor hen ook iets tegenover staan.’
Op dit moment zitten de meest uiteenlopende gegevens in de Mayo-databank opgeslagen. De demografische gegevens van patiënten gaan terug tot 1963. Laboratoriumuitslagen en doktersaantekeningen sinds 1993 zitten erin, en ziektecoderingen gaan terug tot 1985.


Watertanden
De hoeveelheid genetische informatie is nu nog beperkt. ‘We hebben nu wat er zoal bij diagnostisch onderzoek is verzameld. Denk bijvoorbeeld aan genvariatie-analyses van patiënten met hemochromatose, BRCA I + II-analyses van vrouwen met borstkanker en de Philadelphia-chromosoommutatie bij leukemiepatiënten. We gaan in eerste instantie gebruiken wat we al hebben. Het is de bedoeling om in de toekomst van elke patiënt genetische informatie op te slaan.’
Juist de combinatie van algemene patiëntengegevens met de genetische profielen van die patiënten doet wetenschappers en klinici watertanden. Op basis van verschillen en overeenkomsten in de activiteiten van het gen en de geproduceerde eiwitten kan immers worden achterhaald welke behandelmethoden en medicijnen bij welke patiënten het best aanslaan. En het biedt aanknopingspunten voor de ontwikkeling van nieuwe therapieën. Het mooist is het als ook leefstijlgegevens in de databank worden opgenomen. Dan kan ook worden vastgesteld in welke mate gedrag bijdraagt aan het al dan niet ontstaan van ziekten. Op verschillende plaatsen in de wereld wordt inmiddels aan zulke databanken gebouwd (zie kader).
De Groen beaamt dat de Mayo-databank in vergelijking met de ideale databank nog hiaten vertoont. ‘We zouden inderdaad graag meer leefstijlgegevens van onze patiënten hebben. Nu vult elke patiënt een formulier in met de medische voorgeschiedenis, de hoeveelheid lichaamsbeweging, het aantal geconsumeerde koppen koffie per dag en dat soort zaken. Het is een begin, maar nog niet afdoende. Daarnaast beschikt Mayo van lang niet alle patiënten in de databank over genetische informatie.’ Maar het zijn overkomelijke bezwaren, vindt De Groen. ‘Mayo slaat al 125 jaar medische dossiers op. Daarmee beschikken wij over fenotypische informatie die moeilijk is in te halen door andere dataverzamelaars. Genotypische informatie is daarentegen redelijk gemakkelijk toe te voegen.’
Mayo is dan ook van plan ‘oude’ patiënten te benaderen met de vraag of zij bloed (of weefsel) beschikbaar willen stellen om daarmee het DNA-profiel aan hun dossier te kunnen toevoegen. Volgens De Groen moet de bevolking met een goede voorlichtingscampagne zijn te overtuigen van het nut daarvan. Binnen één of twee jaar wil hij beginnen met het verzamelen van de benodigde gegevens, al moet er nog veel werk worden verricht. ‘Het Mayo-bestuur heeft in principe al ingestemd. Verder hebben we gesprekken gevoerd met vertegenwoordigers van patiënten, inwoners van Rochester en mensen uit de wijde omgeving van Rochester. We hebben ze gevraagd wat ze van het idee vonden en de reacties waren heel positief. “Als Mayo het vraagt, dan doen we het”, luidde het antwoord. Men heeft vertrouwen in dit ziekenhuis. Mayo is altijd netjes omgegaan met patiëntengegevens; die zijn nog nooit op straat terechtgekomen. Het laatste wat we willen, is onze goede naam te grabbel gooien.’


Militair kaliber
Het eerste deel van het project werd eind vorig jaar afgesloten. Vervolgens bleef het een tijdje stil rond de databank. De Groen: ‘Het afgelopen halve jaar is besteed aan onderhandelingen met IBM over de voorwaarden van het vervolg. Het gaat daarbij vooral om de intellectuele eigendomsrechten. IBM wil natuurlijk verdienen aan de software die wordt gemaakt voor het gebruiken van de databank. Wij zijn voornamelijk geïnteresseerd in zo goed mogelijke patiëntenzorg en zouden liefst zoveel mogelijk shareware-toepassingen hebben, zodat andere partijen in de gezondheidszorg er ook van kunnen profiteren. Vorige week zijn we tot een akkoord gekomen en de tweede fase van het project kan nu beginnen.’
De gedwongen pauze in de verdere ontwikkeling van het project heeft ook een voordeel gehad. De Groen: ‘Die tijd hebben we kunnen besteden aan de veiligheid van het systeem. Die moet van militair kaliber zijn. Wie de databank binnen wil, moet langs behoorlijk wat ‘controleposten’. Naast gebruikersnaam en wachtwoord willen we weten wie je bent, welke medische opleidingen je hebt afgerond, of je als arts of als gezondheidswerker actief bent binnen Mayo, of er een onderzoeksplan is dat aan de regels voldoet, et cetera. Al die voorwaarden voor toegang worden elektronisch gecontroleerd.’ Dergelijke voorzorgsmaatregelen zijn geen overbodige luxe. De veiligheid van de vertrouwelijke patiëntengegevens is in het hele project een heikel punt geweest. ‘Voor ons is het van levensbelang dat die gegevens niet openbaar worden. Al is het alleen al omdat Mayo tal van beroemdheden als patiënt heeft of heeft gehad. Maar ook gewone patiënten lopen risico. Het openbaar worden van risicofactoren voor ernstige ziekte kan het vinden van werk in de Verenigde Staten ernstig bemoeilijken. Geen verzekeraar zal je willen hebben als je een grote kans op ziekte hebt.’
Het liefst zou De Groen ook deze databank via internet toegankelijk maken, maar dat zit er nu nog niet in. ‘De gegevens zijn nog niet geanonimiseerd. Slimme jongens kunnen persoonlijke medische gegevens achterhalen. Maar zelfs als de gegevens worden geanonimiseerd - wat waarschijnlijk gaat gebeuren - gaat dat niet helemaal op. We hebben 4,5 miljoen patiënten in de databank, dat is niet genoeg om anonimiteit te waarborgen. Stel dat je iemand zoekt die zijn linkerpink mist, een baard heeft en een tatoeage op zijn rechterarm. De kans is toch erg groot dat je die er in één keer uithaalt.’


Vervolgprojecten
Nu er een overeenkomst is met IBM hopen De Groen en zijn collega’s binnen een halfjaar alle Mayo-artsen toegang te bieden tot de databank. Ondertussen werken zij al hard aan vervolgprojecten die het gebruik van de databank voor artsen alleen maar interessanter zullen maken. ‘Allereerst willen we natuurlijk de informatie uit het genoom van nieuwe patiënten opslaan en toegankelijk maken. Het gaat dan om DNA-sequentie, SNP’s (enkelvoudige nucleotide polymorfismen), haplotypen (de combinatie van genen op één chromosoom) en micro-arrays. Daarnaast willen we de analyse van micro-arrays volledig gaan automatiseren. Daar heb je heel veel rekenkracht voor nodig. Waar we eerst zes maanden voor nodig hadden, kunnen we dan in een of twee dagen doen.’
Die toepassing zal zeker de interesse van artsen wekken, denkt De Groen. ‘Stel, je hebt een patiënt met een levertumor. Dan nemen we een biopt van de tumor en van gezond leverweefsel. Een micro-array toont dan bijvoorbeeld drie abnormale eiwitmetabolismen in de tumor aan. Op basis van die abnormale pathways weten we welke van de vijf beschikbare medicijnen zullen aanslaan. Daarnaast kennen we het DNA van de patiënt en op basis van diens profiel weten we welke van die medicijnen de patiënt het best verdraagt. Dat is informatie waarmee een arts direct iets kan.’
Het derde vervolgproject klinkt in medisch opzicht minder relevant, maar dat is schijn. ‘Met behulp van natural language processing, een taaltechnologie, willen we de computer leren om patiëntgegevens te lezen ‘in de context’. Hiermee kan een zoekprogramma bijvoorbeeld verschil maken tussen de omschrijvingen ‘de patiënt heeft pancreaskanker’, ‘de patiënt heeft symptomen van pancreaskanker’ en ‘de patiënt heeft een broer met pancreaskanker’. Dat zijn duidelijk verschillende dingen. Om nuttige informatie uit de databank te kunnen halen is de context van de informatie cruciaal.’
De logische consequentie hiervan is dat er niet genoeg context kan zijn: hoe preciezer de omschrijvingen, des te beter de informatie. Wat nu al een van de grootste patiëntendatabanken ter wereld is, wordt alleen maar beter als er nog meer gegevens aan worden toegevoegd. ‘Dat klopt’, zegt De Groen tevreden. ‘We streven naar maximale data-invoer.’


Biobanken
Met 4,5 miljoen patiëntendossiers heeft de Mayo Clinic in Rochester, Minnesota, de grootste biomedische databank voor het combineren van klinische en genetische informatie ter wereld. Bijna alle Europese landen hebben inmiddels op (veel) kleinere schaal vergelijkbare projecten. De grootste bekendheid geniet waarschijnlijk de databank die Decode genetics samen met de IJslandse overheid heeft aangelegd. Deze databank bevat het DNA, de medische dossiers en de genealogische gegevens van zo’n 280.000 IJslanders. In Noorwegen (170.000 deelnemers) en Estland (10.000 deelnemers) bestaan soortgelijke databanken, die in publiek beheer zijn.
De grootste Europese databank wordt de Britse Biobank. Aan dit project doen de Britse overheid, liefdadigheidsorganisatie Wellcome Trust en de Medical Research Council mee. Tussen 2003 en 2008 zullen een half miljoen Britten in de leeftijd van 45 tot 69 jaar worden gerekruteerd voor deelname. De proefpersonen staan weefsel en bloed af voor DNA-onderzoek, ondergaan een lichamelijk onderzoek en zullen zeer uitgebreid worden ondervraagd over hun ziektegeschiedenis en leefstijl.


DNA-dossier


 


 


Links


Biomedische en patiëntendatabanken voor genoomonderzoek:

Er zijn nog geen reacties bij dit bericht. Ziet u geen reactieformulier?

Tijdschriftarchief | Nieuwsbrief

Volg Medisch Contact op Twitter

Best gewaardeerde docs

Meer documentaires »»

Best gewaardeerde films

Meer films »»

Deelnemende sites

Voor deze site(s) bent u ingelogd