Memprediksi Glaucoma Sebelum Dimulai: Seberapa Dekatkah Kita dengan Skor Risiko Genetik yang Benar-benar Mengubah Hasil Pasien?
Glaucoma โ sekelompok penyakit yang merusak saraf optik โ adalah penyebab utama kebutaan ireversibel di seluruh dunia (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Secara global, penyakit ini menyerang puluhan juta orang, angka yang diperkirakan akan bertambah seiring bertambahnya populasi menua (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Bentuk yang paling umum, glaucoma sudut terbuka primer (POAG), seringkali tanpa gejala pada tahap awal. Faktanya, penelitian memperkirakan sekitar separuh kasus glaucoma tidak terdiagnosis sampai kehilangan penglihatan dimulai (bmcmedgenomics.biomedcentral.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ini disayangkan karena deteksi dini itu penting: pengobatan standar (tetes mata, laser atau operasi untuk menurunkan tekanan intraokular) dapat secara efektif memperlambat atau menghentikan perkembangan jika dimulai lebih awal (bmcmedgenomics.biomedcentral.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Sifat glaucoma yang insidious namun dapat diobati menjadikannya kandidat ideal untuk skrining prediktif. Genetika menawarkan salah satu jalan yang menjanjikan. POAG sangat heritabel โ kerabat tingkat pertama memiliki risiko sekitar 9 kali lebih tinggi dari rata-rata! (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Perkiraan menempatkan heritabilitas genetik POAG sekitar 70โ80% (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Fakta-fakta ini menunjukkan bahwa DNA seseorang mengandung petunjuk berharga untuk risiko glaucoma di masa depan.
Klinik-klinik awal telah lama menguji mutasi gen tunggal langka (misalnya MYOC, OPTN) pada keluarga dengan glaucoma juvenil atau onset dini (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Namun, varian Mendel semacam itu hanya menyumbang sebagian kecil kasus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Sebagian besar glaucoma bersifat poligenik: dipengaruhi oleh banyak varian genetik umum yang masing-masing menyumbang risiko kecil. Selama dekade terakhir, studi asosiasi genom-lebar (GWAS) besar telah mengidentifikasi ratusan lokus genomik yang terkait dengan glaucoma dan sifat-sifat terkait (www.nature.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Sebagai contoh, sebuah studi tahun 2023 (Nโ>โ600.000 orang Eropa ditambah kohort multi-etnis) menemukan 263 lokus risiko independen, dan selanjutnya memperluasnya menjadi 312 lokus dengan menyertakan populasi yang beragam (www.nature.com). Penemuan-penemuan ini melampaui gen tekanan intraokular โ mereka mencakup faktor-faktor yang terlibat dalam struktur saraf optik dan bahkan jalur kekebalan. Data genetik yang kaya ini menimbulkan pertanyaan: bisakah kita meringkas risiko warisan individu menjadi satu skor yang secara berarti memprediksi glaucoma di masa depan?
Skor Risiko Poligenik untuk Glaucoma
Sebuah skor risiko poligenik (PRS) melakukan hal tersebut: ia menjumlahkan efek kecil dari ribuan varian genetik umum menjadi satu angka (bmcmedgenomics.biomedcentral.com). Secara sederhana, PRS memperkirakan bagaimana DNA seseorang memengaruhi kemungkinan mereka mengembangkan suatu penyakit. Yang penting, PRS bukan diagnosis โ itu adalah perkiraan risiko probabilistik (bmcmedgenomics.biomedcentral.com). Untuk glaucoma, peneliti kini telah membangun PRS menggunakan varian risiko yang sudah mapan dan mengujinya dalam kohort besar. Hasilnya menggembirakan: orang-orang dalam persentil tertinggi PRS glaucoma memiliki risiko penyakit yang secara substansial lebih tinggi daripada mereka yang memiliki skor rata-rata (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov).
Sebagai contoh, sebuah studi pada populasi Australia menggunakan ratusan varian yang terkait dengan tekanan mata dan bentuk saraf optik. Individu dalam desil PRS teratas memiliki kemungkinan sekitar 5โ6 kali lebih tinggi untuk mengembangkan glaucoma dibandingkan dengan mereka yang berada di desil terbawah (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). PRS komprehensif lainnya (menggunakan ribuan SNP untuk glaucoma dan sifat-sifat terkaitnya) menunjukkan efek yang lebih besar: desil teratas memiliki risiko glaucoma sekitar 10โ20 kali lebih tinggi dibandingkan dengan desil terbawah (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Secara praktis, menambahkan PRS ke faktor risiko konvensional meningkatkan akurasi dalam memprediksi siapa yang akan terkena glaucoma. Misalnya, analisis terbaru dari empat kohort besar keturunan Eropa menemukan bahwa model dengan usia, jenis kelamin, tekanan mata tinggi, dan riwayat keluarga memiliki konkordansi (C-statistik) sekitar 0,75. Menambahkan PRS glaucoma meningkatkan ini menjadi ~0,82 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) โ sebuah peningkatan yang substansial. Dalam studi yang sama, pasien dalam kuintil PRS tertinggi memiliki kemungkinan ~4โ5 kali lebih besar untuk mengembangkan glaucoma daripada mereka yang berada di kuintil tengah (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Khususnya, skor PRS yang lebih tinggi juga berkorelasi dengan penyakit yang lebih parah: individu dengan risiko teratas didiagnosis lebih muda, memiliki saraf optik yang lebih besar, dan lebih mungkin memerlukan operasi glaucoma (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Singkatnya, model PRS glaucoma saat ini dapat mengelompokkan risiko. Mereka yang berada di beberapa persen teratas PRS memiliki kemungkinan penyakit yang berkali-kali lipat lebih tinggi dari rata-rata. Temuan ini telah direproduksi oleh kelompok independen: misalnya, MacGregor et al. menemukan risiko ~5,6 kali lipat untuk individu desil teratas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), dan Gao et al. melaporkan risiko 10โ20 kali lipat untuk desil ekstrem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Menambahkan PRS ke faktor klinis sederhana secara konsisten meningkatkan model prediksi risiko (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dalam praktiknya, ini berarti suatu hari kita mungkin menyaring DNA seseorang untuk memutuskan seberapa agresif mencari glaucoma.
Performa Lintas Populasi
Sebagian besar pengembangan PRS hingga saat ini dilakukan pada orang-orang keturunan Eropa, yang menimbulkan tantangan untuk penggunaan yang lebih luas. Ketika diuji pada kelompok lain, skor berbasis Eropa masih mendeteksi beberapa risiko tetapi dengan akurasi yang berkurang. Misalnya, PRS yang berasal dari data UK Biobank memberikan AUC sekitar ~0,79 pada orang Eropa tetapi hanya ~0,76 pada orang Asia Selatan (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Artinya, ia bekerja, tetapi sedikit lebih buruk. Pada populasi keturunan Afrika, PRS yang diterbitkan menunjukkan performa yang bahkan lebih terbatas. Analisis JAMA Ophthalmology baru-baru ini terhadap hampir 80.000 subjek dari Afrika dan Eropa menemukan bahwa kuintil PRS tertinggi pada kelompok keturunan Afrika memang memiliki risiko glaucoma yang lebih tinggi, tetapi kekuatan prediktif keseluruhan (AUC) jauh lebih rendah dibandingkan pada orang Eropa (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Singkatnya, PRS berpindah antar keturunan tetapi tidak sepenuhnya (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ini menggarisbawahi perlunya studi genetik yang lebih besar dan lebih beragam. Upaya sedang dilakukan (misalnya konsorsium global, kolaborasi Biobank) untuk menyertakan orang Asia, Afrika, Latin, dan lainnya, yang seharusnya menghasilkan skor yang lebih baik untuk semua orang.
AI dan Prediksi Terintegrasi
Di luar genetika saja, banyak kelompok menggunakan kecerdasan buatan (AI) dan pembelajaran mesin (ML) untuk membangun alat risiko glaucoma yang lebih kaya. AI dapat mencerna data kompleks โ informasi klinis, pencitraan, dan genetika โ serta mendeteksi pola yang tidak dapat dideteksi manusia. Tinjauan terbaru mencatat bahwa model ML yang menggabungkan faktor risiko konvensional (usia, tekanan intraokular, pengukuran saraf optik/serat saraf retina, riwayat keluarga) bersama dengan data pencitraan dan genomik mencapai akurasi yang kuat (www.sciencedirect.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Misalnya, algoritma deep learning telah dilatih pada pemeriksaan mata standar (seperti foto fundus berwarna atau pemindaian tomografi koherensi optik) untuk memprediksi glaucoma di masa depan. Sebuah studi penting menggunakan foto fundus dasar dari orang dengan hipertensi okular dan mencapai akurasi sekitar 0,88 dalam memprediksi siapa yang akan mengembangkan glaucoma 1โ3 tahun kemudian (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Validasi eksternal melaporkan AUC sekitar ~0,88โ0,89 untuk prediksi semacam itu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Model-model ini bahkan belajar memperkirakan ketebalan serat saraf retina dari foto; mata dengan lapisan serat saraf yang diprediksi lebih tipis pada awal memiliki risiko masa depan yang secara signifikan lebih tinggi (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Sementara itu, ML pada catatan kesehatan elektronik (EHR) juga menjanjikan. Dalam satu studi multisentra besar, algoritma yang menggunakan diagnosis, obat-obatan, nilai lab, dan demografi mengidentifikasi pasien dengan risiko glaucoma tinggi 1 tahun sebelum onset dengan AUC โฅ0,81 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Model deep learning lainnya (Ha et al.) menggabungkan gambar fundus dengan data klinis dan mencapai AUC 0,98โ0,99 untuk memprediksi perkembangan glaucoma tekanan normal di antara pasien berisiko (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Yang penting, alat AI ini seringkali menandai fitur risiko yang diketahui (misalnya tekanan mata dasar yang lebih tinggi atau lapisan serat saraf yang lebih tipis) sebagai input yang paling prediktif.
Sampai saat ini, sebagian besar prediksi AI berfokus pada gambar bola mata dan data klinis daripada genetika mentah. Namun, model di masa depan dapat mengintegrasikan PRS seseorang sebagai input lain. Di bidang lain (seperti kardiologi dan kanker), model hibrida yang menggabungkan PRS, gaya hidup, dan pencitraan menunjukkan hasil terbaik. Dalam glaucoma, pendekatan ini baru dimulai. Tinjauan naratif terbaru menyoroti potensi ML, mencatat bahwa algoritma modern (hutan acak, mesin vektor pendukung, dll.) dapat menangani input multi-modal untuk penilaian risiko seluruh populasi dan prediksi yang dipersonalisasi (www.sciencedirect.com). Alat semacam itu pada akhirnya dapat menyesuaikan intensitas skrining, interval tindak lanjut, atau bahkan perawatan pencegahan berdasarkan profil risiko keseluruhan seseorang.
Menuju Penggunaan Klinis: Skrining dan Intervensi Dini
Jika skor risiko genetik (dan alat AI) sangat menjanjikan, kapan mereka akan masuk ke klinik? Saat ini, skrining genetik rutin untuk glaucoma bukanlah praktik standar. Sistem kesehatan umumnya tidak melakukan skrining umum untuk glaucoma dengan metode apa pun (bahkan pemeriksaan klinis) karena skrining universal belum terbukti hemat biaya (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Sebaliknya, banyak program berfokus pada kelompok risiko tinggi: misalnya, orang keturunan Afrika atau mereka yang memiliki riwayat keluarga, yang diketahui memiliki prevalensi glaucoma yang lebih tinggi. Di Australia, pedoman saat ini merekomendasikan agar kerabat tingkat pertama pasien glaucoma memulai pemeriksaan mata 5โ10 tahun sebelum usia onset kerabat tersebut (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Orang keturunan Afrika disarankan untuk memulai skrining sekitar usia 40, dibandingkan dengan usia 50 untuk keturunan Eropa (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Pedoman skrining bertarget serupa ada di tempat lain.
Memperkenalkan skrining genetik (seperti tes PRS) ke dalam perawatan rutin akan membutuhkan banyak bagian untuk berada pada tempatnya. Biaya adalah salah satu faktor. Teknologi genotipe menjadi sangat terjangkau (mikroarray SNP atau sekuensing yang murah), tetapi program skrining secara keseluruhan masih memiliki biaya: pemrosesan lab, analisis data, dan kunjungan tindak lanjut. Model ekonomi kesehatan awal menunjukkan bahwa ide tersebut bisa hemat biaya. Misalnya, Liu et al. (2022) memodelkan skrining berbasis PRS di Inggris dan Australia dan memperkirakan rasio biaya-efektivitas inkremental mendekati ยฃ25.000โOtt$34.000 per tahun kehidupan yang disesuaikan kualitas โ dalam ambang batas kesediaan membayar yang umum (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dalam simulasi mereka, program yang ditargetkan menggunakan PRS memiliki peluang sekitar 60โ80% untuk dianggap hemat biaya di negara-negara tersebut. Analisis serupa pada penyakit lain juga telah mencapai kesimpulan optimis. Namun demikian, model-model ini bergantung pada asumsi (biaya tes, prevalensi glaucoma, efikasi pengobatan) yang harus divalidasi di dunia nyata.
Kelayakan dan alur kerja adalah hambatan lain. Klinik mata dan perawatan primer perlu mengumpulkan sampel DNA (misalnya air liur atau darah), melakukan genotipe, menghitung PRS, dan kemudian menginterpretasikannya. Ini membutuhkan infrastruktur (laboratorium, perangkat lunak) dan personel terlatih (konselor genetik, oftalmolog yang memahami genomik). Yang penting, dokter akan membutuhkan pedoman yang jelas tentang cara bertindak berdasarkan informasi PRS. Misalnya, pada ambang batas risiko genetik berapa seorang pasien harus dikirim untuk pemeriksaan mata yang lebih sering? Studi awal telah menunjukkan bahwa laporan risiko yang dipersonalisasi membantu pasien memahami hasil PRS mereka dan implikasinya (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (bmcmedgenomics.biomedcentral.com). Sebuah studi bahkan merancang format laporan grafis dan menemukan bahwa orang awam lebih suka visualisasi risiko absolut dengan saran tindakan tindak lanjut (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (bmcmedgenomics.biomedcentral.com). Pekerjaan semacam itu dalam komunikasi risiko akan sangat penting sebelum adopsi yang luas.
Mungkin kebutuhan terbesar adalah bukti bahwa skrining berbasis PRS benar-benar meningkatkan hasil. Kita tahu dari uji coba lama bahwa mengobati orang dengan tekanan mata tinggi mengurangi progresi. Misalnya, Ocular Hypertension Treatment Study klasik menunjukkan salah satu di mana penurunan tekanan pada individu berisiko tinggi memotong perkembangan glaucoma kira-kira menjadi setengahnya. Namun, studi tersebut berfokus pada faktor risiko klinis (tekanan mata), bukan genetika. Kita masih membutuhkan bukti bahwa memberi tahu seseorang bahwa mereka memiliki risiko genetik tinggi โ dan kemudian melakukan intervensi โ mencegah kehilangan penglihatan. Ini kemungkinan akan membutuhkan studi terkontrol: misalnya, mengacak individu dengan PRS tinggi ke pengobatan yang lebih awal dibandingkan perawatan standar dan mengikuti hasil penglihatan. Uji coba semacam itu memakan waktu bertahun-tahun.
Studi Berkelanjutan dan Upaya Implementasi
Untungnya, kelompok penelitian sudah menangani banyak pertanyaan ini. Di Australia, studi GRADE (Penilaian Risiko Genetik Penyakit Mata Degeneratif) adalah uji coba prospektif yang dimulai sekitar tahun 2023 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Sekitar 1.000 orang dewasa yang tidak terpilih di atas usia 50 tahun akan menjalani genotipe DNA. PRS glaucoma dan AMD mereka akan dihitung, dan kemudian para peneliti akan membandingkan prevalensi penyakit di desil PRS teratas, tengah, dan terbawah (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Jika kelompok PRS tinggi memang menunjukkan lebih banyak glaucoma yang tidak terdiagnosis secara signifikan dibandingkan dengan kelompok PRS yang lebih rendah, itu akan menjadi bukti konsep yang kuat untuk validitas klinis dan untuk skrining bertarget. Sebuah studi komplementer (uji coba INSiGHT) sedang menilai dampak psikologis dari pemberian hasil PRS glaucoma kepada orang-orang (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Peneliti dari studi GRADE akan mengundang peserta dari kelompok PRS sangat tinggi, sangat rendah, dan rata-rata untuk menerima hasil risiko mereka dan kemudian mengikuti mereka dengan kuesioner. Ini akan menginformasikan bagaimana pasien bereaksi terhadap informasi risiko genetik โ diharapkan memberikan panduan tentang konseling dan persetujuan sebelum meluncurkannya lebih luas.
Di luar Australia, beberapa kelompok internasional aktif. Studi Kesehatan Trรธndelag (HUNT) di Norwegia sedang mengevaluasi PRS pada populasi mereka. Biobank Inggris dan kohort lainnya telah menghasilkan model PRS (seperti yang terlihat dalam studi di atas). Perusahaan swasta dan klinik di beberapa negara menawarkan panel penyakit mata genetik (biasanya berfokus pada gen monogenik), dan beberapa mungkin menyertakan PRS untuk penyakit mata umum sebagai tambahan eksperimental. Namun, sejauh yang kami ketahui, belum ada badan profesional yang saat ini merekomendasikan tes PRS rutin untuk glaucoma pada individu tanpa gejala.
Yang Perlu Diketahui Pasien dan Penyedia Perawatan Mata
Untuk pasien dengan riwayat keluarga glaucoma, saran yang dapat ditindaklanjuti saat ini tetap: informasikan kepada dokter mata Anda dan pertimbangkan pemeriksaan mata yang lebih awal dan lebih sering. Fakta bahwa POAG bersifat herediter berarti risiko Anda meningkat, tetapi genetika hanyalah salah satu bagian dari teka-teki. Tidak ada tes gen tunggal yang dapat memberi tahu Anda secara pasti apakah Anda akan terkena glaucoma. Dalam kasus glaucoma onset sangat dini, tes genetik untuk gen Mendel (misalnya mutasi MYOC) tersedia dan mungkin direkomendasikan (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Untuk glaucoma onset dewasa yang umum, tes PRS kemungkinan akan tersedia (beberapa tes genetik langsung-ke-konsumen kini melaporkan skor glaucoma), tetapi ingatlah bahwa skor ini masih bersifat eksperimental. Jika Anda menggunakannya, lakukan di bawah bimbingan dokter atau konselor genetik. PRS yang tinggi harus mengarah pada tindakan โ biasanya, itu berarti skrining mata yang lebih waspada dan kontrol faktor risiko (menargetkan tekanan mata yang lebih rendah, memeriksa saraf optik dengan cermat). Bagi mereka dengan PRS rendah, memang menggoda untuk bersantai, tetapi faktor risiko klinis tetap penting. Risiko genetik yang rendah tidak menjamin Anda tidak akan mengembangkan glaucoma jika, misalnya, Anda memiliki tekanan mata tinggi atau faktor risiko lainnya. Oleh karena itu, PRS harus melengkapi, bukan menggantikan, perawatan standar.
Untuk peneliti dan klinisi, peta jalannya jelas tetapi menantang. Area fokus utama meliputi:
- Diversifikasi data. Kita harus membangun kumpulan data GWAS dan biobank besar yang mencakup populasi non-Eropa agar PRS dapat bersifat adil.
- Sempurnakan skor. Metode multi-sifat dan multi-etnis (seperti GWAS Nature Genetics terbaru (www.nature.com)) dapat menghasilkan skor yang lebih kuat. Skor khusus (misalnya, berfokus pada glaucoma tekanan normal versus tekanan tinggi) juga dapat muncul.
- Validasi di klinik. Kita membutuhkan uji coba atau studi observasional (seperti GRADE) yang menunjukkan bahwa intervensi yang dipandu PRS benar-benar meningkatkan hasil pasien (pelestarian penglihatan yang lebih baik) dibandingkan dengan perawatan biasa.
- Integrasi dengan teknologi lain. Menggabungkan PRS dengan model AI berdasarkan pemindaian mata atau data EHR dapat menghasilkan alat risiko generasi berikutnya.
- Tangani masalah etika dan ekonomi. Carilah cara terbaik untuk menawarkan pengujian PRS (berbagi biaya, persetujuan, pengembalian hasil), dan konfirmasikan bahwa skrining bertarget benar-benar hemat biaya dalam sistem kesehatan nyata.
Singkatnya, penilaian risiko poligenik untuk glaucoma adalah bidang yang sedang berkembang. Studi genetik skala besar baru-baru ini telah membuka ratusan varian risiko (www.nature.com). Metode AI yang dilatih pada gambar mata dan rekam medis mendorong batas prediksi glaucoma bertahun-tahun sebelum kehilangan penglihatan terjadi (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Data awal menunjukkan PRS dapat mengidentifikasi kelompok dengan risiko glaucoma 4โ20 kali lebih tinggi (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Namun, mewujudkan potensi penuh โ mengubah skor risiko menjadi hasil pasien yang lebih baik โ akan membutuhkan lebih banyak bukti dan implementasi yang cermat. Uji coba yang sedang berlangsung seperti GRADE dan INSiGHT akan memberikan wawasan penting (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Kesimpulan: Kita semakin dekat untuk dapat memprediksi glaucoma sebelum dimulai, tetapi kita belum sepenuhnya sampai di sana. Model PRS saat ini dapat menunjukkan siapa yang secara genetik rentan terhadap glaucoma, dan AI membantu memanfaatkan informasi ini. Namun, agar alat semacam itu benar-benar mengubah perawatan pasien, kita perlu menunjukkan dalam praktik bahwa mengidentifikasi individu berisiko tinggi (melalui genetika atau AI) memungkinkan kita untuk melakukan intervensi lebih awal dan mengurangi kehilangan penglihatan. Itu kemungkinan akan datang selangkah demi selangkah: studi validasi yang lebih besar, diikuti oleh program skrining percontohan, dan akhirnya integrasi ke dalam pedoman oftalmologi. Sementara itu, pasien dengan riwayat keluarga harus melanjutkan pemeriksaan mata rutin dan mendiskusikan tes genetik atau uji coba apa pun dengan dokter mereka. Meskipun belum rutin saat ini, penilaian risiko genetik untuk glaucoma adalah kemungkinan nyata dalam waktu dekat kita โ salah satu yang pada akhirnya dapat menggeser keseimbangan menuju deteksi dini dan pencegahan penyakit yang mengancam penglihatan ini.
