基因组解析大数据的系统分析和精准解读

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.
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。
# Classificatio Gene n
Nucl百度文库otide
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。
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
• 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。
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。
• 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。
精准医学对基因检测的挑战: 解决瓶颈迫在眉睫
• 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。
• 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
• 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
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)