纽约(基因组网)——三年前，Regeneron制药公司开始大规模地对人类外显子序列进行测序，并将其与电子健康记录一起分析，这项努力已经开始取得成果，形成了新的药物靶点，并对现有的靶点进行了进一步的研究。
在很短的时间内，大规模人类遗传学(该公司更喜欢使用这个词而不是“基因组学”)已成为其药物研发方法中不可或缺的工具。Regeneron的联合创始人、总裁兼首席战略官George Yancopoulos最近在公司位于纽约Tarrytown的庞大园区举行的一次媒体活动中表示:“这对我们来说非常重要，它与我们所做的一切都紧密结合在一起。”
因此，他说，该公司计划将对再生元遗传学中心(Regeneron Genetics Center, RGC)的投资增加一倍，该中心是该公司于2014年成立的全资子公司，旨在推动这项工作的开展。上周，研资局庆祝了其第25万个外显子组的测序，并计划明年至少进行同样数量的测序。最终目标是在10年或更短的时间内测序大约500万到1000万人，该公司正忙于寻找其他合适的合作者来实现这一目标。
特别是，研究资助局一直在挖掘其外显子组数据，以寻找对一个人的健康或表型有重大影响的突变——要么大幅增加他们患病的风险，要么保护他们免受疾病的影响。“我们正在寻找x战警和女战警，”扬科波洛斯说。“我们正在寻找那些拥有特殊基因突变的人。”
“我们的任务是应用大规模的人类遗传学来寻找这些大效应基因，这些基因将驱动该公司的所有新目标，”研究资助局副主席兼联合负责人阿里斯·巴拉斯(Aris Baras)说。这一使命似乎已经完成:“这就是我们现在每天进行研发的方式，”他说。“每一个目标，每一个项目，每一个治疗领域。每个临床开发项目的每个部分都有大量的人类遗传学成分。”
例如，这包括在特定基因中发现功能丧失突变的“人类敲除”。如果这种突变对某种疾病具有保护作用，那么就可以制造一种药物，比如抗体，来阻断该基因的蛋白质产物，这可能会产生与基因敲除类似的效果。
Regeneron在开发基于人类遗传学发现的药物方面有着良好的记录:例如，其Praluent (alirocumab)抗体可以抑制PCSK9酶，用于降低动脉粥样硬化性心血管疾病或家族性高胆固醇血症(FH)患者的ldl -胆固醇水平，该抗体来自于人类遗传学研究，该研究将PCSK9突变与FH联系起来，PCSK9缺失与极低的血液胆固醇水平联系起来。
要找到具有这种大效应突变的个体需要获取大量样本，因为它们很罕见。Yancopoulos说，这还需要大规模生成DNA序列信息，并获得深入的医学和表型数据。他说，限制速度的不是测序的能力，而是准备测序样本和找到正确的研究队列的能力。
寻找合适的合作伙伴
为此，研资局已为不同类型的项目成立了约55个不同规模的研究合作项目，首先是盖辛格(Geisinger)，这是一个大型综合医疗系统，为超过300万名病人提供服务，其中大部分位于宾夕法尼亚州。Baras说，Regeneron每年增加20到30个新的合作项目，有大有小。
盖辛格负责MyCode社区健康计划(MyCode Community Health Initiative)，这是一个精准医疗项目，一直在生物库中收集盖辛格患者的血液和其他样本，用于基因组分析。作为它的一部分2014年与Geisinger合作，迄今为止，研资局已对近10万个样本的外显子序列进行测序，并与患者已去识别身份的电子健康档案一起进行分析。去年，两个合伙人发表初步结果科学来自所谓的discoverhr研究，该研究涉及51,000名患者，Regeneron的目标是对来自盖辛格患者的至少250,000个外显子进行测序。
盖辛格2015年开始回归在clia认证的实验室中对有限数量的基因进行验证后，他们发现这可以具有临床效用，例如通过早期发现癌症在遗传风险增加的患者中。
然而，yanopoulos说，Regeneron公司的主要兴趣并不是将检测结果返回给患者，而仅仅是该过程的“有用的副产品”。相反，该公司一直在资助该项目的测序和样本收集，以确定新的可操作的目标。他说:“我们要创建世界上最强大的基因数据库，在那里我们可以得到未来的想法。”
使盖辛格合作特别引人注目的是卫生系统电子健康记录的质量。Yancopoulos说，电子病历目前主要用于计费目的，医生经常为了获得保险承保的某些检查或程序而输入错误的诊断，他说这“污染了健康记录”。另一方面，对于Geisinger，它既是付款人又是医疗保健提供者，这种利益冲突不存在，因此，他们的电子病历中的信息更加可靠。
另一项规模更大的合作是Regeneron的合作与英国生物银行和葛兰素史克公司合作这是今年早些时候宣布的。该项目涉及大量的表型信息，包括成像，其目标是对所有50万名参与者进行测序。
除了涉及非特定人群的合作，Regeneron还参与了更集中的项目类型。这些研究包括基于家庭的孟德尔疾病研究;涉及创始人群体的项目，如阿米什人;以及那些既不罕见也不常见的疾病，如自身免疫和神经退行性疾病的患者群体。
Baras表示，该公司已经积累了至少1万名患者的数十种疾病的队列，并计划在明年对其进行排序。“这并不适用于所有地方，但利用平均值，我们将在那里看到许多重大信号，这将导致许多新的、令人兴奋的项目，”他说。
识别x战警和x女
现有的合作已经产生了可能最终产生新药的见解。Yancopoulous解释说，Regeneron公司选择研究方向的理念是，研究人员要从生物学的角度出发，而不是根据市场规模或公司现有的药物和商业基础设施，专注于预先定义好的治疗领域。
Baras表示，研资局已从研究中辨识出40至50个大型基因讯号。他说:“我们正在推动它们进入Regeneron的目标生物学过程，我们正在进行(小鼠)敲除，敲除，……我们正在考虑治疗策略。”
到目前为止，这些数据已经导致了一些新的药物靶点，例如治疗非酒精性脂肪性肝炎(NASH)和炎症性肠病。Yancopoulos说，NASH通常与肥胖和2型糖尿病有关，它正在成为肝衰竭和肝移植的主要原因。他说，研究资助局的数据揭示了一种似乎可以保护个人不患NASH的遗传途径。他说:“有些‘x人’虽然患有肥胖症和肝脏脂肪沉积，但他们却不受这种疾病的影响。”
此外，在上个月的美国人类遗传学学会年会上，Regeneron和Geisinger展示了他们研究中61000个外显子的人类基因敲除数据。总的来说，他们发现近6700人在近1700个基因中有一个被推定为敲除突变。
通过观察他们的EHR数据和临床表型，研究人员发现编码促肾上腺皮质激素释放激素受体2的CRHR2基因敲除与高血压和焦虑症之间存在关联。此外，他们还发现了GCKR基因敲除与病态肥胖和慢性非酒精性肝病之间的关系;CTNS基因敲除与胱氨酸病之间的关系;以及NPHP4敲除与肾脏疾病之间的关系。
此外，研资局的数据证实了现有候选药物的靶点，并为新的适应症提供了证据。例如，今年春天，Regeneron的研究人员发表了一项研究在新英格兰医学杂志他们研究了盖辛格研究中的近6万名患者，发现ANGPTL3基因的功能丧失突变导致了低血脂水平。研究还发现，抗angptl3抗体evinacumab (Regeneron用于治疗FH的II期临床试验)降低了小鼠的血脂水平和动脉粥样硬化病变。
RGC数据帮助阐明的另一个药物靶点是IL-33, Regeneron正在开发针对该靶点的抗体REGN3500，用于治疗炎症性疾病。该药物目前正处于治疗哮喘的一期临床试验阶段。
外显子组仍然胜过基因组
Baras说，外显子组测序仍然是研资局的首选方法。孟德尔疾病的绝大多数致病突变通常具有较大的影响，它们位于编码区，而非编码区仍然难以解释。此外，他说，在测序基因组和外显子组之间仍然存在近10:1的成本差异，而额外的成本并不能证明生物学洞察力的增量收益是合理的。此外，所有Regeneron现有的药物或来自人类遗传学的候选药物都涉及基因突变。Baras说，虽然全基因组测序无疑使有趣的科学成为可能，但“我们还没有找到任何真正有价值的理由来花这笔钱去寻找可以从转化治疗见解中告诉我们一些信息的东西。”然而，该公司用全基因组微阵列对每个样本进行基因分型，结合植入，提供了一些非编码区域的信息。
虽然Baras拒绝透露Regeneron每个外显子组的内部成本，但他表示，在过去几年里，成本已经下降，这“是我们扩大规模和承担更多项目能力的一个巨大因素。”他说，样品准备自动化有助于降低成本，并使公司能够“物理处理”大量样品，同时使数据质量更加一致。
在科技方面，研vwin德赢ac米兰合作资局有60至70名员工，已迁入新大楼2015年在Regeneron的校园里该公司最近进行了几次升级。
今年夏天，该公司安装了一个新的机器人系统，该系统由第三方供应商的部件在内部构建，以高通量捕获外显子并准备测序库。新系统配备了一台自动冰箱，增加了耗材容量，每年能够制备几十万个样品，并且可以在无人值守的情况下运行几天。研资局高级主任兼测序及实验室运作主管John Overton表示，第二个液体处理系统不久将投入使用，容量将增加一倍。
对于外显子组的捕获，它已经转移到集成DNA技术公司的试剂，而对于预捕获，它现在使用新英格兰生物实验室和罗氏Kapa生物系统公司的定制试剂盒。
今年早些时候，该中心还开始用NovaSeq 6000仪器替换现有的Illumina HiSeq 2500测序仪，在春季安装了两台NovaSeq 2500测序仪，一个月前又安装了两台。欧弗顿说，每个NovaSeq相当于5或6个hiseq，研究资助局发现在两个平台之间转换很容易。
他说，目前15台hiseq中有8台仍在实验室中，但计划在2018年初完全过渡到NovaSeq。研资局使用NovaSeqs生成75个碱基的配对端读，每次大约需要20小时。欧弗顿拒绝透露该公司每次测试会复用多少样品，但他说，他计划明年初开始使用新的S4流动电池，这将使仪器的容量增加约三倍。巴拉斯表示，研资局正逐步实现每年测序40万至50万个样本的目标。
Yancopoulos说，自从他克隆并测序了公司的第一个基因——神经生长因子基因以来，Regeneron已经取得了很大的进展。研资局的成果已远远超出他的预期。他说:“五年过去了，我一直希望有一件重要的事。”
他说，他希望Regeneron的人类遗传学方法能被其他公司采用，并在总体上加速药物发现过程。他说，以去年为例，FDA只批准了22种新药，其中只有8种是一类新药，其中5种是治疗罕见疾病的。
杨科波洛斯说:“如果其他很多人真的开始采用这些大规模的人类基因方法，并将其融入到他们所做的一切中，那就太好了，因为这样整个行业的生产力可能会提高，这是我们所需要的。”