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基因组解析大数据的系统分析和精准解读
• 基因检测在基因组医学/个体化医学/精准医学中的应用多元化 遗传医学的基因检测: 诊断性基因检测 基因组医学的基因检测: 诊断性预测性/预后性/预防性基因检测
• 全方位的临床基因检测: 以新技术引领对更多的疾病提供基因检测 以高质量数据产生和分析; 高水平报告解读引领遗传咨询
Scales of genetic testing and genomic profiling
• 借用行业内的流行语:1千美元的基因组测序(指测序数据产生的成本 越来越低);需要1百万美元的数据分析和结果解读(指对海量测序数 据的完整分析及解读报告产生的成本很高,尤其是人力成本,需要许 多专业人士投入许多时间)。
• 大多数缺乏规范化和系统化的质量控制,导致产生错误检测结果的 ⻓风险增大,尤其是分析和解读复杂的基因检测结果。从数据产生到结 果解读,整个基因检测及其遗传咨询系列的规范化质量控制是至关 重要的。
# Classificatio Gene n
Nucleotide
RelatedtoIndicatedPhenotype
1
Uncertain
CEP41 c.616C>G
AminoAcid p.Pro206Ala
• 基因检测是基因组医学成果开发和应用的开路先锋;基因检测又 是个体化医疗的重要基石,基因检测更是精准医疗的有力武器。
• 基因组解析新技术的临床认证和应用推广(例如染色体微阵列芯 片分析/CMA, 新一代高通量测序分析/NGS,无创产前筛查/NIP T等)已经给基因检测产业及其遗传咨询产业提供了新的成⻓长 机遇。
2015 国际工程科技高端论坛—中国分子诊断技术暨 第六届中国分子诊断技术大会
2015年8月27日
精准医学源自于基因组医学
• 精准医学在基因、分子水平上应用基因组学以及 所衍生的各种组学(蛋白质组学,转录子组学,代 谢组学,表观基因组学等)来诊断病因或检测出治 病目标,使得本来“千篇一律”的治疗方案有可能 转变成为针对个体病因的有效治疗。
Phenotype for case 1:
Lissencephaly, Infantile spasms (resolved 2006), Global developmental delay, Abnormal EEG (frequent bioccipital spikes and general spike wave complexes with shifting biposterior predominance)
基因组解析大数据的系统分析和精准解读
Systematic analysis and interpretation of genomic profiling data
Bai-Lin Wu, M.Med., Ph.D., FACMG 吴柏林
Children’s Hospital Boston and Harvard Medical School Children’s Hospital and Institutes of Biomedical Science, Fudan University
Whole genome
Single gene
Gene panel
Subexome (ROI)
Exome
全基因组微阵列芯片扫描和外显子测序
Wang, J., Zhang, W., Jiang, H., and Wu, B.L. (2014). The New England Journal of Medicine 370, 972-974.
• 将会有更多的新技术开发成功和应用推广(例如纳米级的基因、 分子检测,单分子⻓长片段高通量测序等),可以不断地给这个新 兴产业注入活力。
• 基因检测在医疗和健康领域可以提供的服务是巨大的,将有着可 持续发展几十年的辉煌前景。
社会对基因组医学/个体化医学/精准医学时代的热情拥抱; 公众对医 学和健康产业发展和进步的热切期望;对基因检测的挑战是严峻的。
• 精准医学又将以基因组医学为基础的个体化医学 进一步发展,即从目前的药物基因组学的应用和 肿瘤靶向药物/化疗的应用,最终延伸至主流医学 的许多专科,革命性地改变对疾病的诊断、治疗和 预防/干预。
精准医学给基因检测带来的发展机遇: 机不可失
• 基因组医学/个体化医学/精准医学时代给基因检测相关产业带来 了很好的发展机遇。
Previous testing includes (results not reviewed; dates and location of testing unknown): Normal microarray, Normal karyotype, Normal DCX (seq and del/dup) Neurodevelopmental Abnormality (HP:0012759); Seizures (HP:0001250); Abnormality of Forebrain Morphology (HP:0100547), which includes genes associated with lissencephaly
基因组解析新技术 Genomic Profiling
• 现在可以应用基因组解析技术 (目前以新一代高通量测序分析/NG S和染色体微阵列芯片分析/CMA为基本技术平台)来解决,因为NG S一次就可以同时检测几十个乃至几百个基因,甚至全外显子组/2 万多个基因,或全基因组/DNA全⻓长30亿碱基对;而CMA一次也可 以同步检测全基因组范围内的基因组失衡)。
• 新一代高通量测序所产生的大数据检测结果的解读:如何对新发现的 致病基因突变或疾病⻓风险基因型是否与患者的表现型相关的解读? 如何对新发现的众多临床意义不明确的检测结果的解释?
• 目前新一代高通量测序的成本持续下降,10年内降低了4个数量级。 而测序数据的生成呈几何级对数增⻓长,快速且商品化、规模化。因此 ,最大的挑战和制约瓶颈已经转移到对海量数据的分析和解读。