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靶向重测序实现脑畸形体细胞嵌合的高通量检测
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Saumya Jamuar博士是新加坡KK妇女儿童医院的临床遗传学家，也是Global Gene公司的联合创始人。 Q：您在Walsh的实验室开展哪种类型的研究？ SJ：我一直对神经疾病感兴趣，特别是大脑发育以及这个过程中的错误如何导致脑畸形。Walsh教授是一位神经学家，在脑畸形遗传学和神经精神疾病领域是领先者，因此Walsh实验室特别适合我。我的项目旨在开发出一种系统方法来研究脑畸形中的体细胞突变。 Q：您选择TruSeq Custom Amplicon的原因有哪些？ SJ：一个原因是设计实验和定制集合相对轻松。当利用DesignStudio™软件检验TruSeq Custom Amplicon时，这个过程相当简单。我输入基因名称，指定外显子-内含子边界有多少侧翼序列。两天后，我就拿到了最符合要求的设计。之后还有一些其他步骤来优化集合，这个过程也很简单。 第二个原因是Illumina技术良好的声誉。当我与熟悉不同技术的人交谈时，他们都建议我使用Illumina技术，因为数据质量很可靠。 Q：在NGS以前的日子里，你采用Sanger测序来开展这项研究。当时，Sanger测序在鉴定突变上有何优势？ SJ：实际上，利用Sanger测序来检测变异没什么优势。这是一个漫长的过程，因为Sanger测序是逐个基因进行的。有时，实验室要测序许多基因，但没有获得任何结果。有了NGS，我们能够将感兴趣的基因放在一个集合、一个反应中，你要做的只是等待结果。 此外，Sanger测序的检测极限大约是15-20%的体细胞变异。在尝试检测嵌合体时，我们发现这些变异的比例低至5%，Sanger测序没办法检测到2。根据我们的校准样品，利用TruSeq Custom Amplicon，我们能够轻松检测嵌合，而理论检测极限低至1% 2。与Sanger测序相比，这是一个相当简单的过程。十几年来，研究人员一直在尝试如何系统性地检测嵌合。TruSeq Custom Amplicon集合和MiSeq Reporter软件能够在一周内鉴定那些嵌合变异。NGS将嵌合变异的检测转变成一个非常高效的过程。 然而，嵌合变异的验证需要更长的时间。我们必须证明，变异是真实存在的，而不是测序错误。我们对单个亚克隆进行Sanger测序，又花了6个月才完成。低频率变异的验证仍然是个问题，不同的实验室采用替代方法来验证低于30%的变异。 Q：这是一项开创性的工作；您打算如何实现它？ SJ：Global Gene公司将利用基因组学，以积极的方式影响每个人的生活。这意味着针对特定群体将创建相关和定制的应用，以解决疾病的情感和经济成本。 例如，印度每年大约有100万新的癌症患者，而2015年预计有70万例死亡。对于某些类型的癌症，如乳腺癌和卵巢癌，每年检测到15万新病例。印度的5年存活率是52%，而美国是89%，并且研究证明了肿瘤靶向药物的效果差。我们正与英国的伙伴合作，在印度启动个性化的化疗 – 这将综合表型-基因型和药物相互作用的信息，来鉴定对每个人最有效的治疗计划。通过我们在这些群体上的知识以及获取的基因组学见解，我们也支持制药公司针对目标群体开发更好、创新且个性化的药物。 Q：在您当医生的这段时间内，NGS对医学有何意义？ SJ：NGS改变了我行医的方式。它帮助我向那些父母解释，他们的孩子之所以有这样一系列问题，是因为一种遗传病。同时我能够鉴定这些突变，并给他们一个更准确的答案。更重要的是，我能告诉他们是否需要担心未来的复发风险。即使有担心的理由，我们也有办法在怀孕过程中指导他们，因为我们知道那个突变。在NGS之前，我们做不到这一点。有一个词叫“生育停止（reproductive stoppage）”，就是说家庭在有了一个患病孩子后决定不再要孩子。如果这是一种未找到分子病因的遗传病，则这种情况还会增加。了解分子诊断改变了这一切，因为现在我能够告诉那些父母，我们可以帮助他们。 Q：您如何看待使用NGS的未来？NGS在未来将如何影响医学？ SJ：我认为，当我们回望过去，这个世纪的最大成就将是探索人类自身，并了解我们的身体如何工作。我相信，基因组学是我们生命中一项颠覆性的“技术”，让我们有权利向内窥探人体，并将拼图的各个部分拼在一起。 过去，临床遗传学是关于潜在综合征的鉴定，并以预期的方式管理并发症。有了NGS，我们能够更加深入地鉴定致病突变，甚至能够在未来纠正他们，让人们过着更加健康的生活。 我认为CRISPR等工具及其他相关的基因组编辑技术将有着更高的价值和实用性。地中海贫血是东南亚地区一种常见的遗传病，3%的人携带了球蛋白基因的突变。我认为在不远的将来，我们将利用基因组编辑工具真正治愈这种单基因疾病。显然，这将在未来实现，而CRISPR仍在发展。如果研究人员能够优化CRISPR或其他的一些基因组编辑技术，它将有望改变医学。这是NGS从根本上改变临床遗传学实践的方式，这也是激励我的地方。 Q：您下一步打算做什么？ SJ：对于Global Gene公司，我们的计划是看看如何建立这些基因组队列，并鉴定药物开发的潜在新通路、新靶点，以及相关疗法。从长远来看，我们致力于在个体水平实现个性化医疗，而不是像现在这样，一个方案用于所有人。我们希望能够为每个人定制方案。 参考资料： 癌症基因测序 易感基因筛查 |
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