英国利用大规模全基因组测序数据,研发出新型血液病panel
测序中国 · 2016/06/23
英国研究人员利用5000份全基因组测序数据,其中超过一半来自患有血液病或者免疫疾病的患者,研发出检测遗传性出血性疾病、血栓性疾病和血小板疾病的靶向NGS panel,其验证研究结果发表在《Blood》杂志上,该研究表明大规模测序项目可以转化到临床应用中。


英国研究人员利用5000份全基因组测序数据,其中超过一半来自患有血液病或者免疫疾病的患者,研发出检测遗传性出血性疾病、血栓性疾病和血小板疾病的靶向NGS panel,其验证研究结果发表在《Blood》杂志上,该研究表明大规模测序项目可以转化到临床应用中。

该panel分析由血栓基因组学联盟(ThromboGenomics consortium)的研究人员完成,计划在2016年向英国国家卫生系统(NHS)的临床医生免费提供,在剑桥大学的实验室进行操作。

该研究的测序和后续分析工作均属于英国NIHR BioResource罕见病计划的一部分,该计划旨在对罕见病病人进行基因组测序,鉴定致病基因,并利用这些结果开发出更好的诊断检测。

NHS血液和移植研究小组负责人、血栓基因组学联盟主席Willem Ouwehand表示:“我们已经测序了数千名患者的基因组,并在实验室间免费共享数据。因此我们能够更加快速判断出某个基因是否与疾病相关。”得益于实验室间共享的大量数据和大量完成测序的基因组,该研究小组能够在短时间内从测序转化成临床检测。一旦研究小组选择了某个基因,将会花费6周时间进行验证。

新panel扩大了血液病的基因检测范围

2009年,在NGS技术真正兴起前,该联盟已发现34个基因与遗传性出血疾病、血栓疾病和血小板疾病相关。此次研发的新panel已增加至78个基因,其中63个基因是首次得到验证。研究小组在研究测序工作发现了15~20个基因,其余基因根据近期发表的研究进行添加。Ouwehand预计在接下来两年内将会有200个基因被添加。

研究人员对300名患者进行了panel检测,发现159人携带已知致病突变,61人无法确定病因,80人不携带突变。对61名无法确定病因的患者检测,其中56人检测出了疑似变异,其中包括29个致病变异和28个可能致病变异。对5名无法诊断的病人,研究人员认为无法判断究竟是由于灵敏度缺乏导致,还是由于这些患者并没有遗传疾病(而是一种获得性血液病)。在检测中,研究人员用Roche NimbleGen进行捕获,Illumina HiSeq2500进行DNA测序。检测覆盖了基因完整的外显子区、部分内含子和UTR区。

新panel的优劣势

研究人员指出了该检测的几个问题。第一个问题:测序技术无法很好测定基因组高GC区,其中检测到某基因的一个外显子GC含量高并含有20个致病变异;但通过改变建库中使用的聚合酶,能够提高对这些变异测序的覆盖率以及测定那些位于高GC区的变异。第二个问题:与血管性血友病相关VWF基因的外显子与某个假基因部分序列“完全同源”,因此无法确信检测到变异。第三个问题:无法检测内含子倒位,而45%严重的血友病都是由内含子倒位引起。因此在进行NGS检测前应该先利用PCR检测进行排除。

Ouwehand表示,新panel对指定患者的致病基因检出率高达90%,此前的分子诊断只能检测panel中的7种基因,而且每个基因花费高达1600美元。新方法还能帮助改善病人管理工作。例如对血友病病人来说,检测Factor VIII和Factor IX基因可以预测病人是否会对治疗产生不良反应。现在对药物具有不良反应的血友病病人,每年用于治疗的花费达到200万美元。因此了解病人对治疗的反应既避免了不良反应,同时还能帮助降低医疗费用。新方法还能通过大血小板确定病人的预后,一些含有大血小板的病人将来可能会出现肾脏问题或者早期耳聋,这些疾病可以通过测定MYH9基因的变异进行预测。

高通量测序技术的发展大幅提升了对血液疾病的诊断,但新方法仍有很多地方需要改进。例如,医生无法利用panel对罕见病患者进行分子诊断,但可以采用全基因组测序。除此之外,该研究中的大量基因含有的变异都预示,如果病人血小板很低,那么病人患白血病的风险就会增高。有时候,风险会大到病人需要进行预防性骨髓移植。

Ouwehand表示,研究小组计划继续进一步进行研发试验,每3至6个月确定是否有足够的证据,以保证新的基因能增添到检测范围中。目前,新方法对NHS医生免费。但是从2017年开始,可能会开始收费。具体费用细节仍然在制定中,定价大约在200美元左右。

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  • A high-throughput sequencing test for diagnosing inherited bleeding, thrombotic, and platelet disorders.

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