2018年7月初,中國遺傳病精準診斷技術的代表性公司——智因東方(原德易東方)發(fā)布了全球首家第三方遺傳病精準診斷技術服務的加急模式,可將原先1~3個月的基因檢測分析的漫長周期壓縮到6~10天,極限情況可以在6天內完成。
遺傳病種類繁多,疾病之間表型重疊,容易混淆,常規(guī)診斷很難,故常被稱為“疑難雜癥”。隨著近年來高通量測序(NGS,Next-generation sequencing)技術的應用,疑難遺傳病診斷的難度有所降低了,但檢測和分析周期往往長達1~3個月,仍然難以滿足實際臨床需求。本次智因東方推出的加急模式,將有助于幫助醫(yī)生大幅縮短遺傳病診斷周期。
智因東方的加急模式的特點是:
檢測范圍全面
智因加急模式顛覆了傳統(tǒng)診斷的試錯模式,采用至少基于患者及其父母等家系成員在內的全外顯子組測序(trioWES),還可以包括全家系的拷貝數(shù)變異檢測(trioCNVseq),甚至包括全家系的非編碼區(qū)測序等檢測策略,一步到位,全面覆蓋,避免應用panel反復試錯帶來的費用高、周期長等弊端。以下是關于這個檢測策略設計相關的幾個要點:
1. 為何要檢測全外顯子而非Panel或臨床外顯子?
因為人類每年都能新發(fā)現(xiàn)幾百種遺傳病,應用Panel或臨床外顯子(Clinical Exome,也稱“醫(yī)學外顯子”)很可能因檢測范圍不全而存在漏檢,另一方面檢測全外顯子(WES)能給患者提供陰性結果的回顧性分析的機會,而Panel及臨床外顯子則不能。在檢測價格相差不大甚至倒掛的情況下,選擇全外顯子更能體現(xiàn)“Patient First”理念。
2. 為何要用trio模式(先證者+父母的核心家系成員均做高通量測序)?
因為trio模式可以一步到位判斷基因變異是否符合遺傳學共分離原則,從而在診斷速度上遠超先證者模式(僅檢測先證者,再用一代測序驗證父母)。
3. 為何要檢測CNVseq?
因為有10-20%的疾病是由大片段(>500k)的拷貝數(shù)變異(CNV, Copy Number Variations)而來,有些致病區(qū)域未必在外顯子范圍,所以CNVseq以其檢測范圍全面(全基因組)和數(shù)據(jù)高度均衡(省略了全外顯子等捕獲測序的PCR過程帶來的拷貝數(shù)失真)而獨具優(yōu)勢。
4. 為何要檢測已知疾病的非編碼區(qū)?
因為這部分的變異是全外顯子測序所不包括的,但有可能與疾病發(fā)生相關。
變異形式全面
不僅檢測范圍全面,為避免漏檢,智因加急模式還可以同時涵蓋檢測分析小、中、大三類基因變異形式,即分別是點突變、基因內部外顯子缺失重復、CNV及單親二倍體(UPD,uniparental disomy)。
其中智因獨有的全外顯子分析流程,可以全面分析二萬個基因內部的外顯子缺失重復。
智因CNVseq不僅可以在CNV分析的準確性上不輸于CMA芯片,而且結合全外顯子可以精準分析UPD。
此外,智因加急模式甚至還包括針對特定疾病的整體解決方案,涵蓋mtDNA測序、三堿基重復檢測等。這樣可以盡可能提高一次檢出率,滿足加急診斷的需求。
數(shù)據(jù)質量高
當前有越來越多的證據(jù)表明Sanger測序(或稱一代測序)對于NGS檢出的雜合變異和嵌合體變異,常常會給出假陰性的驗證結果。
智因加急模式的全外顯子測序整體測序深度高達200~300X,40~60X以上覆蓋度超過99%,不僅絕大多數(shù)的雜合變異的可信度高于Sanger測序,還能檢測出很多低豐度嵌合體,這也是一代測序所難以檢測到的。提升NGS數(shù)據(jù)的質量和NGS結果的可信度,使得一步到位的快速診斷成為可能,而無需完全依賴于Sanger測序驗證結果。
精準到位的臨床診斷級數(shù)據(jù)注釋
NGS數(shù)據(jù)分析是遺傳病精準診斷中最費時的環(huán)節(jié),要從WES數(shù)據(jù)中的幾十萬個變異中“大海撈針”般找到致病突變,在過去需要漫長的人工分析時間。
智因東方憑借其獨創(chuàng)的遺傳病三要素數(shù)據(jù)分析注釋平臺,可在全外顯子測序檢出的數(shù)十萬個變異中,精準挑選出幾乎唯一的致病突變,并結合臨床表型給出相對貼近臨床診斷的結果,整個過程可以在數(shù)分鐘內全自動完成。
這一自動注釋體系,不僅可以全自動給出每一個變異的ACMG致病評級,還能結合智因東方獨有的萬人級遺傳病患者表型+全外顯子組大數(shù)據(jù),給出每一個變異分別在患者大數(shù)據(jù)中和正常人大數(shù)據(jù)中的頻率,并且對于在患者中相對富集的變異,還能進一步給出攜帶該變異的患者群體的表型聚類信息,對變異是否致病給出“真實世界證據(jù)”。
智因平臺所提供的全自動的臨床診斷級數(shù)據(jù)注釋,極大程度降低了人工分析的難度和時間,為進一步縮短診斷周期創(chuàng)造了條件。如果把遺傳病精準診斷比作一場球賽,那么智因東方所實現(xiàn)的從NGS實驗到數(shù)據(jù)臨床診斷級注釋的過程,就好比從后場發(fā)起進攻,直到創(chuàng)造了點球機會。最后一步就是由人工結合更多臨床信息,配合醫(yī)生做出最終診斷,完成最后的“臨門一腳”。
近乎極致的高檢出率
上述全面的檢測范圍,覆蓋全面的變異形式,加上高質量的測序,精準到位的臨床診斷級數(shù)據(jù)注釋,最終體現(xiàn)為對高檢出率的極致追求。
極高的性價比
對于如此龐大的檢測策略(測得全),如此高的數(shù)據(jù)質量(測得深且準),如此極速的檢測分析周期,通常意味著高昂的價格,但智因東方通過優(yōu)化各環(huán)節(jié)效率以降低加急模式的成本,并將節(jié)省下來的成本回饋社會,提供高性價比的加急模式檢測服務,力求讓絕大多數(shù)患者家庭都能承擔得起。
近年來國外陸續(xù)出現(xiàn)縮短遺傳病精準診斷周期的報道,但那些案例僅限于個案報道,而非通用流程,無法滿足眾多患者的需求。而本次智因東方發(fā)布的加急模式則是通用流程,所有應用這一流程的患者都有可能從中獲益,從而得到快速診斷的機會。
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