Проект «Онтология фенотипа человека» (HPO) предлагает термины, определенные клиницистами и исследователями, которые помогут точно описать фенотип пациента и лучше всего отражают связь между анатомическими характеристиками и физиологическими функциями человеческого организма. Термины HPO используются во множестве инструментов, прикладных программ для анализа данных секвенирования, в научных статьях и иных медицинских ресурсах. Они помогают унифицированно описать фенотип пациента, сопоставить его с фенотипом генетических синдромов, провести дифференциальную диагностику и в итоге установить правильный диагноз.

Онтология происходит от греческих слов, означающих изучение существования и бытия. Совсем недавно слово онтология использовалось в информатике для описания систем, которые предлагают концепции в некоторой области, и отношений между этими концепциями. Например, консорциум Gene Ontology за последнее десятилетие разработал обширную онтологию, описывающую молекулярные функции, биологические процессы и расположение клеток, и ряд групп предоставили аннотации с использованием терминов для генных продуктов многих организмов. Изучение фенотипов человека в контексте наследственных и обычных заболеваний может привести к глубокому пониманию функций генов и генетических сетей.

Слово фенотип имеет различные значения. В биологии наиболее широко используемое определение фенотипа — это наблюдаемые признаки организма. Однако в медицинском контексте слово фенотип чаще обозначает некоторое отклонение от нормальной морфологии, физиологии или поведения. Многие фенотипические описания в медицинских публикациях описывают фенотип неточно. В то же время глубокое фенотипирование определяется как точный и всесторонний анализ фенотипических аномалий, при котором оцениваются и описываются отдельные компоненты фенотипа (см. «Глубокое фенотипирование для точной медицины»).

HPO рассматривает заболевание как сущность, имеющую известную или неизвестную причину, характеризующуюся одним или несколькими фенотипическими признаками, которые могут присутствовать у всех или только у некоторых пациентов с заболеванием, в котором фенотипические признаки могут проявиться.

Между болезнями и фенотипическими особенностями существует несколько произвольное различие. Например, сахарный диабет можно рассматривать как заболевание, но он также является признаком синдрома Барде-Бидля.

Каждый термин в HPO описывает клиническую аномалию. Это могут быть общие термины, такие как аномальная морфология уха, или очень специфические, такие как хориоретинальная атрофия . Каждый термин также относится к одной из пяти субонтологий (см. таблицу ниже). У терминов есть уникальный идентификатор, например, HP: 0001140, и метка, например, эпибульбарный дермоид . Большинство терминов имеют текстовые определения, такие как эпибульбарный дермоид — это доброкачественная опухоль, обычно обнаруживаемая на стыке роговицы и склеры (лимбальный эпибуллярный дермоид). Необходимо указать источник определения. Многие термины имеют синонимы. Например, дермоиды Epibulbar считаются синонимом дермоидов Epibulbar .

Субонтология

Фенотипическая аномалия

Описание

Режим наследования

Клинический модификатор

Возраст проявления

Частота

Это основная онтология HPO, содержащая описания клинических отклонений. Термины первого уровня этого класса формируются по таким терминам, как аномалия скелетной системы и аномалия крови и кроветворных тканей. Термины нижних уровней содержат более специфичное описание признака

Эта относительно небольшая онтология предназначена для описания способа наследования и содержит такие термины, как аутосомно-доминантное наследование

Эта онтология содержит классы, описывающие типичные модификаторы клинических симптомов. Например, скорость прогрессирования, триггерные факторы, локализацию или тяжесть. Содержит такие термины, как эпизодический , двусторонний или вызванный напряжением

Эта подонтология описывает типичное время начала появления признака

Частота встреч с пациентами, у которых проявляется конкретная клиническая особенность. Примеры являются обязательно, Частыми и Иногда . Эти термины были определены в сотрудничестве с Orphanet

Субонтология и описание

Чтобы начать описание признаков пациента в терминах HPO, перейдите в раздел «Описание фенотипа».

Для каждого фенотипа выберите наиболее конкретный термин на основе определения, а не просто на основе названия термина. Прежде чем выбрать термин, изучите более конкретные термины, содержащиеся под ним (на нижней ветви по иерархии терминов). Если есть подходящий более специфичный термин, то выберите его. Не нужно выбирать одновременно родительский и дочерний термин. Портал ФЕНОМЕД позволяет также отмечать отсутствие признака определяемого термином. Это может быть полезно при автоматизированном анализе данных и приоритизации вероятных синдромов, соответствующих выбранным терминам. Аннотации типа «Нет» особенно полезно включать в случаях, когда имеется только несколько наблюдаемых фенотипов.

Чем конкретнее выбран элемент, тем выше специфичность всего фенотипического профиля. Выбирайте термины, которые вы посчитаете важными, даже если они имеются в популяции здоровых людей. Например, синие радужки являются распространенным фенотипом в популяции, но в качестве аннотации HPO они предназначены для описания «необычно» синих радужек, например, при синдроме Вильямса.

Клиницисты также должны оценить выраженность признаков при выборе терминов. Например, если у пациента тяжелая миопия, то она с большей вероятностью связана с основным заболеванием, нежели если бы у пациента была обнаружена очень легкая степень миопии (которая чрезвычайно распространена в популяции).

Пользователи HPO часто спрашивают, сколько терминов им нужно ввести, чтобы программное обеспечение на основе HPO «работало». Трудно дать общий ответ на этот вопрос, но, учитывая, что медицинская карта может содержать до сотен «аномальных» наблюдений, которые было бы трудно ввести вручную в программном обеспечении, некоторые рекомендации могут быть полезны. Мы рекомендуем пользователям вводить термины HPO для всех «основных» фенотипических аномалий, возможно, 5-7 в первом раунде. В некоторых случаях может быть целесообразно ввести условия более высокого уровня; например, при некоторых формах дисплазии скелета у пораженных людей могут быть несколько аномалий всех или большинства фаланг. Хотя для них существуют очень специфические термины HPO (например, пулевидная средняя фаланга 5-го пальца и т. д.), следует выбрать более общий термин. Мы рекомендуем попробовать несколько комбинаций фенотипов, чтобы понять, как выбор термина может повлиять на результаты.

Когда фенотип пациента описан в терминах HPO, его можно сохранить в файле или в личном кабинете врача. На основании этого описания можно выбрать синдромы, наиболее подходящие под сделанные описания, и проверить наличие дополнительных признаков, связанных с этими синдромами. Когда наиболее вероятные синдромы, соответствующие фенотипу, определены, можно выбрать метод лабораторного обследования для поиска генетических нарушений, которые являются возможной причиной заболевания. Особенности и информативность разных методов представлены в разделе «Выбор исследования». Когда получены результаты исследования, оценить их и сопоставить с имеющимся фенотипом, можно в разделе «Анализ данных NGS».