纽约-堪萨斯城儿童慈善研究所的调查人员儿童基因组的答案(GA4K）项目已经发布了数千名参与者的基因组序列数据，以更好地了解儿科罕见疾病。但随着项目的继续，这第一批数据只代表了他们期望在未来几年能够共享的数据的一小部分。
儿童慈善基因组医学中心主任、密苏里大学堪萨斯城医学院研究员托米·帕斯提宁(Tomi Pastinen)解释说:“儿童基因组答案是我们改变罕见病家庭结局的方法，主要是在儿童慈善的主要集水区堪萨斯城地区。”他补充说，虽然该项目也接受来自其他机构的患者，但90%以上的患者来自该地区。
他指出:“通过建立一个来自我们地区数万人的大型数据库，我们将传播这些数据，使在全国乃至全球范围内发现罕见疾病成为可能。”
GA4K项目正在通过成立了儿童仁慈研究所今年,在一次大型筹款活动之后．该团队已经进行了两年的相关测序工作，并已经招募了数千名儿科患者及其家庭成员。在可能的情况下，测序分析包括父母中的一方或双方，尽管有一部分罕见疾病患者作为独生子女进行测试或在未受影响的兄弟姐妹的序列帮助下进行分析。
帕斯提宁指出，除了增加对儿科罕见疾病的研究外，该计划还旨在扩大基因组医学服务的覆盖范围，并在适当时增加获得基因组检测的机会，特别是对现有遗传学或基因组学项目无法覆盖的家庭。
他说:“我们在我们的流域地区看到了差异，和通常的健康差异一样，这些差异主要涉及少数民族和市中心人口，以及一些农村人口。”
Pastinen强调，测序和分析工作是免费提供给寻求罕见疾病诊断的家庭的。参与研究的患者及其家属捐赠了他们的数据，这些数据随后以匿名的方式与其他科学家共享，以鼓励罕见病研究(GA4K团队已承诺不会出售参与者的数据)。
尽管到目前为止，通过GA4K的诊断已经导致了一小部分患者的治疗或临床管理的改变，Pastinen解释说，基因检测通常可以为家庭提供孩子神秘症状的解释，结束通常压力大、耗时长、令人沮丧的诊断过程。
西莉亚就是这样斯蒂尔她是一名来自堪萨斯州威奇托市的女孩，大约在她的双胞胎兄弟开始爬行和走路的时候，她开始出现发育迟缓、行动困难、癫痫和其他症状。从她一两岁起，她的家人就一直在寻找答案。
“这是一段漫长的旅程。我们第一次去儿童慈善机构的遗传科大概是六年前，”西莉亚的母亲回忆道特蕾莎修女Cruz-Steele．“我们在威奇托尝试了一切可能的方法来弄清楚发生了什么。威奇托这里没有人知道——他们把我们送到各种不同的医生那里，认为这是肠胃问题和各种各样的问题。”
当地的一位神经科医生将西莉亚转到遗传科，在那里的测试多次呈阴性。“关于她为什么会有运动障碍，为什么会迟到，从来没有什么能真正解释清楚，”Cruz-Steele说。“她不走路，也不说话。”
当儿童慈善机构的医生告诉他们西莉亚患有肌张力障碍时，这家人开始得到了一些答案——有时会出现疼痛的、不自主的肌肉收缩。大约在2019年，一位神经学家告诉他们关于GA4K的事情，他们想“为什么不呢”?西莉亚的父母都抽血进行DNA测试，并参加了采访。然而，在那之后，他们基本上忘记了这件事，因为西莉亚的健康问题已经发生了。
去年秋天COVID-19大流行期间，我呆在离家很近的地方，Cruz-Steele她接到了一个让人欣慰的电话:通过GA4K程序进行的外显子组和基因组测序显示，西莉亚携带了一种改变的PDE2A基因，这种基因与她经历的许多相同症状有关。
期待已久的基因诊断并没有改变西莉亚的日常护理。但现在，她母亲解释说，“我们知道她迟到的原因了。我们知道她为什么会有肌张力障碍。”
“说实话，这让我松了一口气。”Cruz-Steele说。“这是一种一直存在的东西，我们从来不知道为什么。现在至少我们知道发生了什么。”
她指出，这一诊断也使人们有可能在未来密切关注pde2a相关的研究和治疗进展，并了解其他患有这种疾病的儿童或成人在生活中不同阶段经历的症状或医疗要求。
到目前为止，GA4K研究人员已经能够为Celia和其他儿童做出近600个遗传诊断，从外显子组测序开始，并将分析扩展到全基因组测序和长读全基因组测序，用于仅从蛋白质编码序列无法获得诊断答案的患者。
上个月，该团队向美国国立卫生研究院dbGAP数据库添加了2300多个基因组序列，并将数据提交给ClinVar等公共数据库。
除了与其他研究罕见未确诊疾病的小组合作外，GA4K小组还为注册研究人员和临床医生建立了一个更大的存储库，每周更新未识别的遗传数据、优先排序的变异信息和基于电子病历的患者表型。
帕斯提宁说:“我认为这是未来的关键:既要对基因变异进行动态分析，又要同时对患者临床症状的演变进行分析。”“这将增加发现。如果没有这种数据共享，[一些]家庭将继续处于不确定状态，因为[许多]未确诊的家庭确实在他们的基因组中有重大发现。到目前为止，我们还不能称之为诊断。”
该团队还描述了通过外显子组测序和太平洋生物科学公司长读基因组测序评估的病例子集预印发布到MedRxiv在10月中旬。这项研究的重点是来自960个参与家庭的1083名患者，并提供了一个机会来查看长读测序提供的额外数据。
在该组中，在该团队基于测序的测试和基于机器学习的遗传变异优先级排序工作之后，几乎35%以前没有基因检测的患者得到了诊断，11%的罕见疾病患者在过去的基因检测中呈阴性。
研究人员报告说，甚至更多的患者——超过一半的患者没有得到明确的诊断——携带意义不确定的变异。在这组基因中，他们在科学家的帮助下找到了150多个有希望的候选基因GeneMatcher服务来自贝勒-霍普金斯孟德尔基因组学中心。
“在我们队列中，大多数未解决的病例确实有候选基因和变异，但由于缺乏复制(也称为'n of 1'问题)，缺乏足够的证据来确定致病性，目前通过GeneMatcher跟踪了数百个基因和变异，”预印本作者写道。
对于更广泛的GA4K研究，研究人员正在应用其他分析来更好地了解尚未诊断的病例。例如，他们希望开发诱导多能干细胞系，可用于导出与疾病相关的组织模型，用于功能、转录组和表观基因组分析。
“我们目前的方法，我们一直在与这里的基因组中心的研究人员合作，是系统地从患者身上提取多能干细胞。与血液相比，干细胞转录组和表观基因组已经增加了观察许多疾病基因的能力。”“然后，当然，干细胞将使我们有能力观察其他[衍生]组织类型。”
他指出，RNA序列和表观遗传谱的可用性也可能有助于解释长读序列检测到的结构变异。由于能力限制，长读基因组测序目前正应用于外显子组测序后均为阴性且可从父母双方获得DNA进行分析的病例，尽管从长期来看，这可能会发生变化，这取决于与该方法相关的诊断产量。
在906个家庭中MedRxiv例如，研究人员在预印本中检测到的长读基因组的罕见结构变化是仅用短读生成的基因组序列的四倍多。
帕斯廷宁解释说:“我们认为，有一部分变异是由于目前临床基因组测序方法难以观察到的基因变化，特别是结构变异。”“通过我们项目的早期阶段，我们有一些证据:5%到15%的漏诊是由于这些结构变异，它们处于短读测序的盲点，以及临床微阵列技术。”vwin德赢ac米兰合作
帕斯提宁说，到目前为止，来自2700多个家庭的近6300人参加了GA4K项目，最近向公共数据库发布的儿童基因组约占已测序个体的一半。他指出，已注册的访问数据库包含5000多个序列，最早将在今年年底向dbGAP发布。
研究人员预计，在GA4K项目的整整七年时间里，将对大约3万名患有罕见疾病的儿童进行测序。帕斯提宁说，他们已经从堪萨斯城地区的慈善机构获得了大约1800万美元的资金，并与一些商业公司建立了关系。
他补充说，一项额外的资金驱动正在进行中，该团队正在考虑其他选择——从联邦支持或不影响项目数据共享精神的商业合作，到新的报销渠道，所有这些都在简化测试并试图降低成本。
“随着时间的推移，我们希望能够解决50%以上的疑似罕见遗传疾病病例。通过我们开发的工具和数据共享，[我们希望]我们能够加快目前诊断的漫长过程，在我们的管辖范围内，每个病人大约4年才能得到一个阳性诊断。”“我们还没有就提供基因组药物的新模式与付款人进行接触，但显然，随着我们的进展，我们需要将其纳入基因组药物的传统报销中。”