明尼苏达州罗彻斯特。研究人员本周在梅奥诊所(Mayo Clinic)主办的个性化医学会议上报告称，跨越研究和临床界限的大规模测序项目正在取得进展，并开始结出果实，改变患者的生活。
英国基因组学公司的领导100000人基因组计划,MSSNG自闭症基因组测序项目由自闭症之言、多伦多大学和谷歌以及美国联邦政府的精准医疗计划领导的研究小组宣扬了全基因组测序的优势，并讨论了他们吸引参与者的策略，这些参与者与过去的研究研究不同，他们希望获得关于自己基因组的信息。
研究人员表示，他们面临的主要挑战之一是找出既能满足研究需求又能满足临床需求的最佳做法。它们必须同时保持序列数据的安全性和私密性，同时还必须保持为研究而共享数据的能力。此外，还存在技术上的挑战，特别是在从肿瘤中获取高质量DNA方面。
的数字
英国基因组学公司的10万个基因组计划已经完成了大约10%的测序工作，而由自闭症之声领导的MSSNG自闭症基因组测序计划已经对10000个基因组中的7500个进行了测序。与此同时，研究人员本周表示，美国100万参与者的精准医疗计划(Precision Medicine Initiative)正准备在今年晚些时候或明年初启动。
英国基因组学公司(Genomics England)的首席科学家马克·考尔菲尔德(Mark Caulfield)在会议上的一次报告中说，该公司已经收到了1.2万个基因组，并生成了1千兆字节的原始数据，包括来自2亿个种系变体和4800万个体细胞变体的数据。它还记录了大约7万个人类表现型本体术语，以努力将表现型报告标准化。
10万个基因组计划包括三个子项目:罕见病、癌症和传染病。它已完成一项罕见病试点，其中包括来自15 000人的数据，其中包括4 800名受影响者及其家庭成员;目前正在扩大到1.6万名受影响的人。到目前为止，三大类罕见病都与智力残疾、神经学和心脏病有关。此外，研究人员正在收集二手数据，比如参与者经历的住院次数，为25万次。
考尔菲尔德说:“想象一下这样做的成本。”他解释说，该项目的一个目标是使疾病的早期诊断成为可能，这将“改变患者的疾病进程”，并“避免医疗保健的巨大成本”。
英格兰基因组学团队还对3000种耐多药菌株进行了测序结核分枝杆菌国家卫生系统正在实施一项sequencing-based诊断为肺结核。当团队解决从肿瘤组织中获取高质量DNA的技术问题时，癌症部门被暂停，但考尔菲尔德说，该团队现在已经进行了一系列试点，包括一个慢性淋巴细胞白血病，164个肿瘤/正常样本测序，另外150个正在进行中。他补充说，CLL病例将是该项目癌症部门的首批出版物之一。“我们看到了引发复发的体细胞突变，以及识别个性化护理的潜力，”他谈到CLL队列时说道。
多伦多患病儿童医院(也被称为SickKids)应用基因组学中心主任Stephen Scherer说，在MSSNG项目的7500个测序基因组中，有5200个被注释。除了全基因组测序，该团队还在使用微阵列，因为它们有时会识别出测序遗漏的拷贝数变体。到目前为止，研究人员已经确定了64个自闭症风险基因，其中13个是新基因。他说，拷贝数变异影响了约5.8%的患者，有些患者同时具有CNV和点突变。
参与者:不仅仅是研究样本
这三个项目的一个关键组成部分是参与者不仅仅是研究样本。在所有情况下，参与者都可以选择取回测序结果。
对于英国基因组学项目的罕见病部门和舍勒公司的自闭症测序项目来说，从受影响的个体和父母双方获得样本都有助于获得诊断。
英格兰基因组学项目中大约一半的病例，研究团队有来自父母双方的数据，而22%的病例包括两个相关个体，23%的患者只是受影响的个体——通常是因为患者是成年人——7%的病例，研究人员有来自四个或更多家庭成员的数据。
考尔菲尔德说，这个项目已经产生了影响。例如，他描述了一个刚过4岁的女孩进入研究。她在4个月时开始表现出发育迟缓和顽固性癫痫的迹象。治疗癫痫的药物并没有帮助她的癫痫发作，她的发育迟缓继续恶化。她的父母花了四年时间寻找这个问题的答案，直到这个家庭的基因组被测序。
基因组学英格兰团队发现了一种新创葡萄糖转运体1号基因的突变，阻止了她向大脑输送糖分。解决办法是让她吃高脂肪的食物。大脑能够将脂肪分解成所需的糖。她的癫痫停止了她的发育迟缓综合症也有所改善。考尔菲尔德说，这个病例凸显了全基因组测序在罕见疾病方面的潜力，尤其是尽早进行测序的潜力。
“如果我们能在4个月大的时候发现这一点，会有什么不同呢?”Caulfied问道。
SickKids的舍勒说，在他的自闭症项目中，研究人员和临床医生之间有密切的合作，他承认这很难扩大到像“10万个基因组计划”这样的规模。他说，“信息传递面临许多挑战”。除了确保家属了解信息本身的含义外，传递信息的时机也至关重要。他说，有自闭症儿童的家庭可能会经历许多挑战，所以在他们有能力处理的时候向他们传达信息是很重要的。
尽管如此，他说，全基因组测序正在改变患者的生活，并有助于指出潜在的治疗方法。他说，测序至少可以帮助更早地诊断自闭症，那时干预措施是最成功的。Scherer说:“目前还没有针对自闭症核心特征的有效药物。”“我们需要新的药物靶点，”基因组学可以帮助确定这些靶点。
Scherer说，未来进行临床试验的一种可能是睡眠药物。他说，该小组发现的一些影响自闭症的新基因也与生物钟有关。“这为治疗睡眠障碍并发症提供了可能性，”他说。
Scherer自闭症测序项目的下一步是与谷歌合作开发一个基于云的数据库和工具。这样做的目的是让其他研究自闭症或相关疾病的实验室能够访问这些数据。他说，他希望最终能让所有调查人员都能获得这些数据，并开发一个公共门户，供家属自己访问。
让参与者及其家属参与进来也是美国精准医疗计划的一个关键方面。作为该项目的一部分，美国国立卫生研究院科学、推广和政策副主任凯西·哈德森(Kathy Hudson)说，参与者将与研究人员保持一年的接触。他们将“向我们提供大量信息，作为回报，我们也将向他们提供大量信息，”她说。PMI正在寻求通过医疗保健组织招募个人，并使个人能够直接自己注册。
Hudson说，最初的数据将是来自参与者问卷、EMRs、基线体检的“高价值数据”，以及来自生物标本的“组学和其他数据”。不过，她说，该小组希望最终能整合从移动和可穿戴技术中提取的数据，以及地理空间和环境数据。vwin德赢ac米兰合作
因为这个项目想要从这么多人身上收集这么多的数据，还要有一个代表美国多样性的队列，Hudson承认一个主要的挑战将是与那些通常被服务不足和没有参与研究的社区接触。她说，“我们知道有些人对政府怀有根深蒂固的不信任”。不过，她说，“我们知道，有些人渴望作为合作伙伴在谈判桌上占有一席之地。”
哈德逊补充说，该团队寻求建立信任和参与项目的另一种方式是关注对参与者最重要的问题，而不是从研究的角度来看可能最具成本效益的问题。
PMI基础设施的一个组成部分是参与者技术中心。vwin德赢ac米兰合作该中心将由斯克里普斯研究所的埃里克·托波尔领导，但也将与像PatientsLikeMe这样的患者维权组织合作。其他合作伙伴还包括Vibrent Health、Sage和Walgreens。该中心将是直接接触的个人的联络点，并将包括一个联络点，让个人签约参加该项目，并确保他们完成体检和标本收集的最初步骤。不过，哈德逊说，该中心还将测试该项目的可穿戴技术组件。vwin德赢ac米兰合作
另一个关于信任的问题是说服参与者他们的数据是安全的。鉴于今年发生了多起备受瞩目的黑客事件，这将是一项艰巨的任务。数据安全“是一个重要的问题，”Hudson说。“我们必须尽我们所能建立最好的安全系统，但我们也知道，也必须告诉人们，没有完美的系统。”
标准化
关于该项目的癌症部分，考尔菲尔德说，研究人员暂停了该项目，因为它试图找出从肿瘤活检中测序DNA的协议。考尔菲尔德说，通常情况下，病理学家进行活检，然后用福尔马林固定和石蜡包埋，这“有利于保存组织，但不利于DNA”。
他说，研究人员制定了优化这一过程的协议，并实施了一些协议，以便病理学家在进行活组织检查后，将一些活组织检查新鲜冷冻。他说，在对新鲜冷冻组织的测序结果、优化的FFPE协议和标准的FFPE协议进行了试点比较后，他们能够说服病理学家走这条路。新鲜冷冻和标准FFPE之间的序列数据差异巨大，足以说服研究人员在可能的情况下使用新鲜冷冻。
另一个挑战是数据标准化和解释——包括表型数据和序列数据。考尔菲尔德说，该项目的一个主要进展是，对于罕见病试点，研究人员已经定义了56000个人类表型本体论术语，包括近13000个表示存在特定特征的术语和43000个表示不存在特定特征的术语。
基因组学英国项目的一部分是其临床解释伙伴关系(GeCIP)，该项目旨在将临床医生和研究人员聚集在一起，以更快地解释序列数据。GeCIP正在与来自24个国家的300个不同机构的研究人员合作，在不同疾病特定领域工作，以解释全基因组序列数据。基因组测序完成后，数据将通过GeCIP网络进行解释。
PMI和自闭症之言项目都在与谷歌合作开发数据基础设施，而Hudson说PMI正在与谷歌的生命科学分支Verily合作开发基于云的数据中心。
她还说，PMI正在与英格兰基因组学的研究人员合作，以实施他们的一些最佳实践方法，使数据可用于研究和临床目的。
此外，Hudson、Caulfield和Scherer都承认，要想从各自的项目中获得更多的价值，数据应该以一种能够在项目之间共享、比较和研究的格式保存。
考尔菲尔德说:“测序是比较容易的部分。