用10万个基因组改进医学

David Bentley是Illumina公司的首席科学家，他和Chris Smith一起来到了演播室。Illumina公司位于剑桥郡，他们开发了我们用来读取香肠DNA的系统，他们是英国国民保健服务10万人基因组计划的官方合作伙伴。这是一项雄心勃勃的研究，由时任首相戴维•卡梅伦(David Cameron)于2012年公布，旨在读取数千名国民健康服务(nhs)患者的基因序列。大卫向克里斯讲述了这个项目，以及Illumina是如何参与到这个项目中来的。

大卫:这个项目是同类项目中第一个真正检测大量患者的项目——大约7万名患者的10万个基因组。特别是如何在临床实践中最好地利用整个基因组序列;我们可以从中学到什么;我们面临什么样的挑战;如何处理这些信息，以及最终如何真正对所谓的精准医学或基因组医学产生影响。为了给每个病人一个更好的答案，因为我们通过他们的基因组了解病人，我们更了解他们可能患有的疾病。

克里斯-我们在几个小时内就做了一点香肠。对于那些可能不太熟悉你的技术和技术的人来说，用你提议的方式读取人类的整个遗传密码会有多大的问题?

大卫:一个人的整个人类基因组比你刚才说的一些样本要大得多。每个人体内大约有30亿个碱基或基因组。第一个人类基因组，之前提到的参考人类基因组花了7年的时间排序，由一个国际团队完成。

剑桥大学的技术革命让我们可以在两天内完成一个基因组。事实上，它允许我们在两三天内做几个基因组，因此，这真的使得在临床相关的时间框架内获取和提供这些信息对患者有益成为可能。医生可以真正地问问题，并利用这些信息，我们在真正需要的时候把它归还给医生。

这是一个持续的过程;随着我们的前进，它正在加速，重要的是要说，做10万个基因组是一项非常大的任务。这涉及到合作关系，不仅是与NHS，而且非常重要的是，与专门管理整个项目的英国基因组学公司，他们与我们合作。他们必须应对挑战，不仅仅是Illumina测序的速度有多快?还有他们如何招募病人，提供同意，收集样本，返回数据，分析，解释数据，并真正将数据反馈给医生?整个过程将在3-4年的项目期间以10万的水平直接解决。

克里斯:我们称这个项目为10万人基因组计划，但这其中有一个微妙之处，因为你当时说，它来自7万人。为什么会有这样的区别呢?为什么会有7万人和10万个基因组?

大卫:这个项目真正解决的是基因组真正希望产生重大影响的两个先行者挑战。一种是罕见的遗传病，经常发生在新生儿和儿童身上。在这种情况下，我们真的希望尝试对受影响的孩子和他们的父母进行测序-这是一种疾病的三个基因组。

当然，另一个重要的领域是癌症。癌症也是一种基因组疾病，但在这种情况下，癌症中的DNA在一段时间内发生了变化。要么是暴露在毒素或辐射中，要么是通过其他事件，这些事件确实引起了变化，因为这个人的基因组是由父母遗传给他们的。在这里，我们对肿瘤DNA进行测序，以观察自生殖系，自出生以来发生的变化。但我们也会对同一病人的正常细胞进行测序，这样我们就能区分出不同之处，并真正查明癌症中发生了什么，而身体其他部位的细胞中没有发生什么。这确实给我们提供了导致癌症的线索;这个人接触了什么，希望我们能如何控制病情或提供治疗。

克里斯:但是世界各地的科学家对基因、肿瘤和病人进行测序已经有很长一段时间了，那么，以你的方式进行大规模的测序，有什么是别人做不到的，而且很容易复制的呢?

大卫:认识到所有其他研究的重要性是很重要的，因为所有这些信息都包含在当前的研究中。但在两天内一次性完成整个基因组测序的关键在于有可能收集到所需的所有信息。答案就在某个地方，如果你有整个基因组，你只需要知道如何找到它。你可以在干草堆里找到针，但你至少有整个干草堆可以快速有效地查看。我们可以开发方法，我们正在开发更快更精确的分析方法，以一种非常自动化的方式在这些大草堆中搜索，为这些特定的个体寻找疾病的原因，并迅速提供答案。

克里斯:你过得怎么样?你准时了吗?

大卫:节目进行得很顺利。正如我所描述的，这是一个巨大的工程。从诊所的病人到Illumina的测序，再回到英国基因组，再回到医生那里，这条路需要一些时间。到目前为止，我们已经完成了35000个基因组。其中大多数是在过去的12到18个月里完成的，我们一直在加速这个项目，因为我们知道如何做得更好。从英国基因组学到基因组医学中心，再到研究中心，再到数据中心，全国各地的团队都在共同努力，决定如何最好地、快速有效地处理这些信息。

克里斯:简单地说，大卫，当我们谈到数据、个人数据和数据安全时，人们经常会担心，那么你如何保证一个人的基因指纹在你或项目手中的安全?

大卫:重要的是要意识到，在个人数据和DNA的安全方面已经付出了大量的努力。监管链从医生和同意参与治疗过程的病人开始，并得到医生的解释。甚至当DNA到达我们这里的时候，它已经被匿名化了，所以这个人的身份是受到保护的，离源头很近，英国基因组公司通过一个高度安全的数据设施来处理这个问题。他们还将临床信息存储在下游，使人们能够感到安全，因为他们可能会知道，英国基因组学公司确实拥有该项目的重要隐私和机密性。