利用大規(guī)模全基因組測序數(shù)據(jù)，研發(fā)出新型血液病panel

     英國研究人員利用5000份全基因組測序數(shù)據(jù)，其中超過一半來自患有血液病或者免疫疾病的患者，研發(fā)出檢測遺傳性出血性疾病、血栓性疾病和血小板疾病的靶向NGSpanel，其驗證研究結(jié)果發(fā)表在《Blood》雜志上，該研究表明大規(guī)模測序項目可以轉(zhuǎn)化到臨床應(yīng)用中。
　　
　　該panel分析由血栓基因組學(xué)聯(lián)盟（ThromboGenomicsconsortium）的研究人員完成，計劃在2016年向英國國家衛(wèi)生系統(tǒng)（NHS）的臨床醫(yī)生免費提供，在劍橋大學(xué)的實驗室進行操作。
　　
　　該研究的測序和后續(xù)分析工作均屬于英國NIHRBioResource罕見病計劃的一部分，該計劃旨在對罕見病病人進行基因組測序，鑒定致病基因，并利用這些結(jié)果開發(fā)出更好的診斷檢測。

　　
　　NHS血液和移植研究小組負(fù)責(zé)人、血栓基因組學(xué)聯(lián)盟主席WillemOuwehand表示：“我們已經(jīng)測序了數(shù)千名患者的基因組，并在實驗室間免費共享數(shù)據(jù)。因此我們能夠更加快速判斷出某個基因是否與疾病相關(guān)。”得益于實驗室間共享的大量數(shù)據(jù)和大量完成測序的基因組，該研究小組能夠在短時間內(nèi)從測序轉(zhuǎn)化成臨床檢測。一旦研究小組選擇了某個基因，將會花費6周時間進行驗證。
　　
　　新panel擴大了血液病的基因檢測范圍
　　
　　2009年，在NGS技術(shù)真正興起前，該聯(lián)盟已發(fā)現(xiàn)34個基因與遺傳性出血疾病、血栓疾病和血小板疾病相關(guān)。此次研發(fā)的新panel已增加至78個基因，其中63個基因是首次得到驗證。研究小組在研究測序工作發(fā)現(xiàn)了15~20個基因，其余基因根據(jù)近期發(fā)表的研究進行添加。Ouwehand預(yù)計在接下來兩年內(nèi)將會有200個基因被添加。
　　
　　研究人員對300名患者進行了panel檢測，發(fā)現(xiàn)159人攜帶已知致病突變，61人無法確定病因，80人不攜帶突變。對61名無法確定病因的患者檢測，其中56人檢測出了疑似變異，其中包括29個致病變異和28個可能致病變異。對5名無法診斷的病人，研究人員認(rèn)為無法判斷究竟是由于靈敏度缺乏導(dǎo)致，還是由于這些患者并沒有遺傳疾?。ǘ且环N獲得性血液?。Ｔ跈z測中，研究人員用RocheNimbleGen進行捕獲，IlluminaHiSeq2500進行DNA測序。檢測覆蓋了基因完整的外顯子區(qū)、部分內(nèi)含子和UTR區(qū)。
　　
　　新panel的優(yōu)劣勢
　　
　　研究人員指出了該檢測的幾個問題。第一個問題：測序技術(shù)無法很好測定基因組高GC區(qū)，其中檢測到某基因的一個外顯子GC含量高并含有20個致病變異；但通過改變建庫中使用的聚合酶，能夠提高對這些變異測序的覆蓋率以及測定那些位于高GC區(qū)的變異。第二個問題：與血管性血友病相關(guān)VWF基因的外顯子與某個假基因部分序列“完全同源”，因此無法確信檢測到變異。第三個問題：無法檢測內(nèi)含子倒位，而45%嚴(yán)重的血友病都是由內(nèi)含子倒位引起。因此在進行NGS檢測前應(yīng)該先利用PCR檢測進行排除。
　　
　　Ouwehand表示，新panel對指定患者的致病基因檢出率高達90%，此前的分子診斷只能檢測panel中的7種基因，而且每個基因花費高達1600美元。新方法還能幫助改善病人管理工作。例如對血友病病人來說，檢測FactorVIII和FactorIX基因可以預(yù)測病人是否會對治療產(chǎn)生不良反應(yīng)?，F(xiàn)在對藥物具有不良反應(yīng)的血友病病人，每年用于治療的花費達到200萬美元。因此了解病人對治療的反應(yīng)既避免了不良反應(yīng)，同時還能幫助降低醫(yī)療費用。新方法還能通過大血小板確定病人的預(yù)后，一些含有大血小板的病人將來可能會出現(xiàn)腎臟問題或者早期耳聾，這些疾病可以通過測定MYH9基因的變異進行預(yù)測。
　　
　　高通量測序技術(shù)的發(fā)展大幅提升了對血液疾病的診斷，但新方法仍有很多地方需要改進。例如，醫(yī)生無法利用panel對罕見病患者進行分子診斷，但可以采用全基因組測序。除此之外，該研究中的大量基因含有的變異都預(yù)示，如果病人血小板很低，那么病人患白血病的風(fēng)險就會增高。有時候，風(fēng)險會大到病人需要進行預(yù)防性骨髓移植。
　　
　　Ouwehand表示，研究小組計劃繼續(xù)進一步進行研發(fā)試驗，每3至6個月確定是否有足夠的證據(jù)，以保證新的基因能增添到檢測范圍中。目前，新方法對NHS醫(yī)生免費。但是從2017年開始，可能會開始收費。具體費用細(xì)節(jié)仍然在制定中，定價大約在200美元左右。