纽约——根据最近的研究，长读测序可以成功地为以前难以治愈的遗传病病例提供诊断，这表明长读全基因组测序有望成为首选的一线基因检测方法。
上个月，由华盛顿大学的丹尼·米勒和埃文·埃奇勒领导的研究人员描述了在牛津纳米孔技术公司GridIon平台上使用自适应采样来识别之前未被检测到的致病基因组变异，这些个体在完成临床遗传学检查后仍未被诊断出来。在某些情况下，这包括外显子组测序或短读全基因组测序。
该研究小组使用了一种有针对性的方法，在10个疑似孟德尔病症的个体中找到了6个致病性或“可能致病性”的变异，并在另外2个个体中发现了意义不明的变异。他们还能够识别之前已知的单核苷酸变异、拷贝数变化、重复扩增，甚至在40名患者的先前测试中看到的甲基化差异，提供了约20例患者结构变化的更多细节。
米勒说:“在遗传学方面，进行多次测试并把病人带回来是有成本的。”“这项技术可以简化这个过程，使分析更加直接。这对患者和家属以及医疗系统都是有益的。”
他们的研究结果发表在美国人类遗传学杂志年代与HudsonAlpha生物技术研究所和儿童慈善医院的类似研究一致，它们都使用了太平洋生物科学公司的长读技术。vwin德赢ac米兰合作
儿童慈善机构基因组医学中心主任Tomi Pastinen说:“我们确实发现，正如这里所展示的，有临床显著的基因变异是短读测序无法检测到的。”他的团队正在研究200多个病例，并在今年的美国医学遗传学和基因组学学院虚拟会议上展示了100名患者的数据。他说，目前公布的数据证明，目前对罕见病的基因检测方法，无论是短读测序还是微阵列，都是不完整的。
Pastinen建议在uw主导的论文中使用的靶向方法可以用作其他测试或强有力的临床假设的“后续工具”。“这不是一个巨大的飞跃，”他说。“但他们测试了一些阳性对照，这是一个很好的特点。”
米勒说，他的团队使用的靶向方法是对概念的更多证明，长读WGS“最终将成为我们做的唯一临床基因测试，”他说。“因为它是一个单一数据集，你可以查询多次。”
然而，仍然存在许多挑战，包括开发生物信息学工具和参考数据集以及建立报销案例。
顾名思义，lOng-read测序提供了分析较长基因组的能力，而不必从较小的部分将它们拼凑在一起，包括短读取失败的区域，如重复区域。这些区域通常包含所谓的结构变异，许多研究表明它们与疾病有关，包括癌症。
长读取在检测sv方面很有效，但也有缺点。一般来说，它们提供比短读平台更低的吞吐量，而且直到最近，单读的准确性也明显较低。
他们并非没有盲点。一个最近的研究人类基因组结构变异联盟发表在美国人类遗传学杂志分析了1000基因组计划样本中的SVs。该研究发现，基于组装的测序方法通常基于长读取，遗漏了一些其他方法检测到的大拷贝数变体。
尽管如此，许多研究人员，如米勒，相信长读WGS是临床基因检测的未来，而开发该技术的公司，如PacBio和Oxford Nanopore，正在推动概念验证研究。除了协作PacBio与儿童慈善会合作与雷迪儿童医院合作在圣地亚哥做了一个类似的研究。它还与Invitae建立临床长读数WGS测量仪。位于英国的牛津纳米孔公司(Oxford Nanopore)正在开发用于临床的“Q线”仪器。
米勒是华盛顿大学医学遗传学学部的住院医师，拥有生理学博士学位。他说，他在牛津纳米孔平台测序果蝇基因组时获得了自己的专长，但“一直在关注我最终能在人类身上做什么。”
他说，低门槛让他的学习“从我的角度看，在我的训练水平上更容易”。虽然Oxford Nanopore也提供高达4mb的超长读取，但Miller表示他可以处理50kb到60kb的读取。“它们非常有用，我认为它们将在临床上有用。”
在这项研究中，米勒和他的团队使用了纳米孔平台的一个特殊功能:预选基因组目标的能力，并让设备吐出任何不匹配的读数。这个“读到”功能是在2014年引入的，但是去年解锁的靶向测序．
米勒说，这是一种快速而“直接”的定位序列的方法，不使用杂交或扩增化学。他说:“你只需打开基因组浏览器，输入一个基因，得到坐标，然后把它放在一个BED文件中。”“那你就完成了。”而且，它很便宜。他说，当大规模购买试剂时，纳米孔测序每个样本的成本约为650美元，而短读测序约为1000美元。
Pastinen说，他希望作者能够比较“靶向阅读和牛津纳米孔全基因组测序在现实生活中的好处”。
HudsonAlpha研究的第一作者苏珊·希亚特说，WGS的一个优点是它是公正的人类遗传学和基因组学进展．“全基因组长读测序是最好的方法。如果你知道去哪里找，你也可以进行这种定向测序。”
在研究中，她的团队发现六分之二的病例出现了致病结构变异。她说:“我们猜测有某种结构变异，但我们并没有寻找一个特定的基因或一组基因。”
“只有6个病例，所以我们不知道这是否是真正的诊断率，”希亚特指出。建立诊断产量将是该技术的关键下一步。vwin德赢ac米兰合作她的团队将在今年使用PacBio的平台研究另外200个先证者。他们已经看到了成效。她说:“这表明，我们将发现大量的变种。”
找到变体是一回事，但将它们放到具体的环境中则是另一项挑战。在华盛顿大学的研究中，米勒说，如果他们想接受研究结果，他们可以把研究结果告诉患者和他们的提供者。我们对其中一些发现进行了临床验证，但在所有情况下，机构审查委员会不允许我们解释结果。当我们进行全基因组测序并发现新的结构变异时，这将变得更加具有挑战性。你如何解释重复序列的复杂扩展改变了甲基化?将会有很多有趣的基因咨询和长读测序。”
改善参考数据的数量和可用性将是提出临床意义的关键，Pastinen说。“原则上，你需要类似目标但未受影响的样本的参考数据，”他说。他说:“目前还没有足够的数据资源来实现所有变体的稳健推出。我们的大部分参考数据都是我们自己的数据，只有极少数人的数据。这对于高生产水平的分析是不够的。”
但WGS的好处是可以生成跨基因组的参考数据，这可以用于未来的病例。“我们所有人”项目将从“正常”人群中生成一些长时间读取的数据，但帕斯廷宁表示，需要更多的数据共享。
生物信息学工具是该领域仍需开发的另一种资源。除了提供更多的数据，HudsonAlpha的额外案例也给了研究人员一个实验不同生物信息学管道的机会。
＂有很多不同的选择。这将使我们可以放心地说，‘这是我们要走的路，所以现在我们可以扩大规模，’”希亚特说。到目前为止，他们的很多管道直接来自PacBio，包括他们的SV调用者。
当然，该领域需要与短阅读进行最终的正面比较，这将是解决偿还问题的一个开始。
＂据我所知，还没有系统的研究比较长时间阅读和短时间阅读的增量诊断率”米勒说。这可能是我们真正需要的让付款人为测试报销。＂
“我不知道保险公司会作何反应，”他补充说。“只是展示我们可以解决罕见疾病病例，我不知道这是否足够。”