英國研究人員利用5000份全基因組測序數據,其中超過一半來自患有血液病或者免疫疾病的患者,研發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,其驗證研究結果發表在《Blood》雜志上,該研究表明大規模測序項目可以轉化到臨床應用中。
該panel分析由血栓基因組學聯盟(ThromboGenomicsconsortium)的研究人員完成,計劃在2016年向英國國家衛生系統(NHS)的臨床醫生免費提供,在劍橋大學的實驗室進行操作。
該研究的測序和后續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,并利用這些結果開發出更好的診斷檢測。
NHS血液和移植研究小組負責人、血栓基因組學聯盟主席WillemOuwehand表示:“我們已經測序了數千名患者的基因組,并在實驗室間免費共享數據。因此我們能夠更加快速判斷出某個基因是否與疾病相關。”得益于實驗室間共享的大量數據和大量完成測序的基因組,該研究小組能夠在短時間內從測序轉化成臨床檢測。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技術真正興起前,該聯盟已發現34個基因與遺傳性出血疾病、血栓疾病和血小板疾病相關。此次研發的新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現了15~20個基因,其余基因根據近期發表的研究進行添加。Ouwehand預計在接下來兩年內將會有200個基因被添加。
研究人員對300名患者進行了panel檢測,發現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,研究人員認為無法判斷究竟是由于靈敏度缺乏導致,還是由于這些患者并沒有遺傳疾病(而是一種獲得性血液病)。在檢測中,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、部分內含子和UTR區。
新panel的優劣勢
研究人員指出了該檢測的幾個問題。第一個問題:測序技術無法很好測定基因組高GC區,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區的變異。第二個問題:與血管性血友病相關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:無法檢測內含子倒位,而45%嚴重的血友病都是由內含子倒位引起。因此在進行NGS檢測前應該先利用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基因可以預測病人是否會對治療產生不良反應。現在對藥物具有不良反應的血友病病人,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既避免了不良反應,同時還能幫助降低醫療費用。新方法還能通過大血小板確定病人的預后,一些含有大血小板的病人將來可能會出現腎臟問題或者早期耳聾,這些疾病可以通過測定MYH9基因的變異進行預測。
高通量測序技術的發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示,如果病人血小板很低,那么病人患白血病的風險就會增高。有時候,風險會大到病人需要進行預防性骨髓移植。
Ouwehand表示,研究小組計劃繼續進一步進行研發試驗,每3至6個月確定是否有足夠的證據,以保證新的基因能增添到檢測范圍中。目前,新方法對NHS醫生免費。但是從2017年開始,可能會開始收費。具體費用細節仍然在制定中,定價大約在200美元左右。
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