Полное геномное секвенирование улучшает диагностику редких заболеваний

blank

Первое в мире научное исследование , опубликованное в Медицинском журнале Новой Англии, показало, что полногеномное секвенирование (WGS) может выявить новые диагнозы для людей с самым широким спектром редких заболеваний, исследованных на сегодняшний день, и может принести огромную пользу для всей Национальной службы здравоохранения. .Пилотное исследование редких недиагностированных заболеваний включало анализ генов 4660 человек из 2183 семей — все они были ранними участниками проекта «100000 геномов».

Ученые из Манчестерского университета и фонда NHS Foundation Trust (MFT) Манчестерского университета были частью экспериментальной исследовательской группы, возглавляемой Genomics England и Лондонским университетом королевы Марии. Он был проведен в партнерстве с Национальным институтом исследований в области здравоохранения (NIHR) BioResource.

Около 14% семей (302) были завербованы из Манчестера.Новаторский проект, возглавляемый Genomics England и NHS England, был основан в 2013 году для секвенирования 100000 полных геномов пациентов NHS и их семей.

Пилотное исследование, проведенное Genomics England и Лондонским университетом королевы Марии и проведенное в партнерстве с BioResource Национального института исследований в области здравоохранения (NIHR), показало, что использование WGS привело к новому диагнозу у 25% участников. Из этих новых диагнозов 14% были обнаружены в областях генома, которые были бы пропущены другими традиционными методами, включая другие типы неполных геномных тестов.

Многие участники годами записывались на приемы, но не получали никаких ответов. Благодаря секвенированию их всего генома были обнаружены диагнозы, которые ранее не могли быть обнаружены. Пилотное исследование показывает, что WGS может эффективно обеспечить диагноз пациентам, сэкономить жизненно важные ресурсы NHS и подготовить почву для других вмешательств.

Манчестер был одним из основных центров по изучению офтальмологических случаев, которых насчитывалось 321 человек.

Участвующие пациенты сдали ДНК, взятую из небольшого образца крови. Затем специальные машины секвенировали их геномы — уникальную последовательность ДНК, состоящую из более чем трех миллиардов букв. Он содержится почти в каждой клетке нашего тела.

Для секвенирования первого человеческого генома потребовалось 13 лет, но теперь современные технологии сократили этот процесс примерно до 24 часов, хотя на анализ и осмысление этих данных уходит больше времени.

Некоторые из важных выводов заключаются в том, что интеграция этих технологий может улучшить качество лечения пациентов и улучшить результаты. В одном примере 12-летний мальчик из Манчестера получил диагноз с помощью аналогичной технологии в 2015 году. У мальчика, который был слеп от рождения, была обнаружена специфическая мутация, связанная с заболеванием почек, и его направили к врачам до заболевания. прогрессировал. Это привело к своевременному лечению его болезни почек, включая диализ и трансплантацию, прежде чем болезнь прогрессировала до более серьезных исходов.

В число участников, которым был поставлен диагноз в ходе пилотного проекта, относятся:

10-летняя девочка, предыдущие семь лет которой пытались установить диагноз, неоднократно госпитализировалась в реанимацию, в течение 307 посещений больницы обошлась в 356 571 фунт стерлингов. Геномная диагностика позволила ей пройти лечебную трансплантацию костного мозга (стоимостью 70 000 фунтов стерлингов). Кроме того, прогностическое тестирование ее братьев и сестер показало, что другие члены семьи не подвергались риску.
Мужчина в возрасте 60 лет, который в течение многих лет лечился от серьезного заболевания почек, включая две трансплантации почек. Уже зная, что его дочь унаследовала то же заболевание, геномный диагноз, поставленный на основе анализа всего генома для него и его дочери, позволил проверить его 15-летнюю внучку. Это показало, что она не унаследовала болезнь и может отказаться от регулярных дорогостоящих осмотров.
Ребенок, который серьезно заболел сразу после рождения и, к сожалению, умер в четыре месяца, но без диагностики и медицинских расходов в размере 80 000 фунтов стерлингов. Анализ всего его генома выявил серьезное нарушение обмена веществ из-за неспособности принимать витамин B12 внутри клеток, что объясняет его болезнь. Это позволило предложить его младшему брату прогностический тест в течение одной недели после его рождения. У младшего ребенка было диагностировано то же заболевание, но его можно было лечить еженедельными инъекциями витамина B12, чтобы предотвратить прогрессирование болезни.
Для примерно четверти участников исследования диагноз означал, что они могли получать более целенаправленную клиническую помощь. Это включало дальнейший семейный скрининг, изменение диеты, обеспечение витаминами и / или минералами и другие методы лечения.

Это первое исследование, в котором анализируется диагностическое и клиническое влияние WGS на широкий спектр редких заболеваний в национальной системе здравоохранения. Полученные данные подтверждают его широкое распространение в системах здравоохранения во всем мире.

Высокая эффективность WGS для конкретных состояний, наблюдаемых в пилотном исследовании, включая умственную отсталость, нарушения зрения и слуха с диагностической эффективностью 40-55%, послужила основанием для включения WGS для диагностики конкретных редких заболеваний в рамках новой NHS. Национальный каталог геномных тестов.

Пилотное исследование также проводилось в партнерстве с Национальным институтом исследований в области здравоохранения (NIHR) и Illumina, которые провели секвенирование, и финансировалось NIHR, Wellcome Trust, Советом по медицинским исследованиям, Cancer Research UK, Министерством здравоохранения. и социальная помощь, а также NHS England.

Доктор Джейми Эллингфорд из Манчестерского университета сказал: «Этот новаторский пилотный проект убедительно демонстрирует потенциал, который имеет секвенирование всего генома в диагностике заболеваний, которые в противном случае невозможно было бы обнаружить. Чрезвычайно захватывающе и приятно, что Великобритания является мировым лидером в этой области.

«В Манчестере мы гордимся своей репутацией мирового лидера в области геномики; это последнее из многих совместных проектов с Genomics England, которое помогает нам лучше понять геном и превратить эти технологии в превосходный уход за пациентами ».P rofessor Сэр Марк Колфилд (ведущий автор) от королевы Марии Лондонского университета и бывшего главного научного сотрудника в Genomics Англии, сказал: «Мы надеемся , что это большой шаг вперед позволят пациентам редких заболеваний во всем мире , чтобы начать получать диагностическое все секвенирование генома , где это необходимо. Наши результаты показывают, что использование этого комплексного и эффективного геномного теста при первых признаках симптомов может улучшить диагностические показатели. Это исследование проложило путь к клиническому внедрению секвенирования всего генома в рамках Службы геномной медицины NHS ».

Профессор Дамиан Смедли (ведущий автор) из Лондонского университета королевы Марии сказал: «Это первый случай, когда целое секвенирование генома было напрямую встроено в диагностику редких заболеваний в такой системе здравоохранения, как Национальная служба здравоохранения, и широко применялось во всех сферах деятельности. редкое заболевание. Большая часть обнаруженных нами диагнозов была обнаружена за пределами кодирующей области и не могла быть обнаружена существующими подходами. Это исследование дает возможность системам здравоохранения во всем мире принять секвенирование всего генома в качестве предпочтительного генетического теста для пациентов с редкими заболеваниями ».

Доктор Ричард Скотт, главный врач Genomics England, сказал: «Исторически диагностика редких заболеваний часто зависела от врачей, выполняющих несколько различных целевых тестов — подход, который может задержать диагностику и доступ к более индивидуальной помощи. Улучшенные знания в области геномики и всего секвенирования генома и инфраструктуры данных, в которую инвестировали правительство и Национальная служба здравоохранения, теперь дает нам возможность радикально изменить этот процесс. В этой статье приводятся свидетельства этой трансформации и ее наибольшее влияние. Мы в Genomics England гордимся тем, что работаем в партнерстве с NHS, чтобы предоставить пациентам преимущества полногеномного секвенирования ».

Крис Вигли, генеральный директор Genomics England, сказал: «Наша миссия в Genomics England — донести преимущества геномного здравоохранения до каждого — это пилотное исследование подчеркивает потенциал, который он имеет для преобразования здравоохранения. Это дает медицинским работникам возможность изменить способ оказания помощи пациентам — в частности, позволяет им ставить более точные диагнозы и предлагать более индивидуальные методы лечения ».

Профессор Дэйм Сью Хилл, главный научный сотрудник Англии и SRO для NHS Genomics, сказала: «Понимание роли генома человека в заболевании является ключом к поиску лечения не только для тех состояний, о которых мы знаем, но и для тех, о которых нам еще предстоит узнать. обнаружить.

«Это пилотное исследование подчеркивает важность секвенирования всего генома в системе здравоохранения. Это может коренным образом изменить наше представление о болезни, привести к более быстрой, полной и точной диагностике, предоставить недостающие части для семей, у которых есть близкие, живущие с редким заболеванием, и проложить путь к более индивидуализированному и эффективному лечению пациентов ».

Д-р Луиза Вуд CBE, директор по науке, исследованиям и фактическим данным Министерства здравоохранения и социальной защиты и заместитель генерального директора NIHR, сказала: «Это исследование легло в основу британского проекта 100 000 геномов, который впоследствии предоставил доказательную базу для интеграции всего секвенирование генома в повседневную клиническую помощь в NHS. Пациенты с редкими заболеваниями и лица, осуществляющие уход за ними, говорят нам, что одним из их главных приоритетов является постановка диагноза. Это исследование показало, что можно добиться значительного прогресса в решении этого вопроса и примерно в четверти случаев в обеспечении возможности принятия клинических мер на основании диагноза ».

Поделиться

Источник