高通量测序与精准医疗系统

高通量测序与精准医疗系统精准医疗的概念很具体Precisionmedicine(PM)isamedicalmodelthatproposesthecustomizationofhealthcare—withmedicaldecisions,practices,and/orproductsbeingtailoredtotheindividualpatient.Inthismodel,diagnostictestingisoftenemployedforselectingappropriateandoptimaltherapiesbasedonthecontextofapatient’sgeneticcontentorothermolecularorcellularanalysis.ToolsemployedinPMcanincludemoleculardiagnostics,imaging,andanalytics/software.“精准医疗”是一种基于病人“定制”的医疗模式，在这种模式下，医疗的决策、实施等都是针对每一个病人个体特征而制定的，疾病的诊断和治疗是在合理选择病人自己的遗传、分子或细胞学信息的基础上进行的。Precisionmedicineisanemergingapproachfordiseasepreventionandtreatmentthattakesintoaccountpeople’sindividualvariationsingenes,environment,andlifestyle.ThePrecisionMedicineInitiativewillgeneratethescientificevidenceneededtomovetheconceptofprecisionmedicineintoclinicalpractice.“精准医疗”是一个新兴的疾病治疗和预防的方法，是建立在了解个体的基因、环境以及生活方式的基础上的。精准医疗计划将会产生将精准医学的概念推到临床所需要的科学证据。让我们再回顾一下精准医疗的历史！~25年前1990年12月人类基因组计划启动~15年以前2000年7月人类基因组计划宣告完成，2001年人类基因组数据发表Collins,F.S.,etal.(2003).Avisionforthefutureofgenomicsresearch.Nature422(6934):835-847.2011年2月NHGRI公布了新的人类基因组展望iEF!rstgenomewlde.ss阳atlonstudypubltsh回Ratgenome国quenceChlmpanzeegenome四quence阳明恻僻山m叫D咱genomeseque时eFlrstdlrect.to咽nsumerWI1创e.genomet自tHo帽ybeegenomesequenceHumangenebcVanatlOf1ISbreakthr饥JghoftheyearWellcomeTI阳，1ca四Conlr创Con四rtiumpubh臼lIonnature空吕ESeaurchmgenome辑quen帽富=国-'ENCODEpllotpro]ectcomplete:'PLOSFirstpersonalgenome辑quencedGenetlcInformaÌlonNondlscnminatlonAct(G1NA)passedmUSFlrstpersonalgellOme自quenc回usmgnewtechnol吨10'Yorubageno何瞻回quencePlatypusgenomesequenceFirsl曲时ergenome皿quence(AML)民吃x..啊Completion01lheMammahanGeneCoIlecllon(MGC)mm眠Internatlonaldatarelea四wor陆hopBovlnegenomes四uence.f'Fus'thumanmethylomemapComprehenslVegenomlC.na加sofghoblaslomaKor国npnome响圃，回SouthernAfncangenomes明uen国$ililtfwz.，1阳obank-.B:阳n}='5∞.0∞田巾cαt阳川瞄nts怡l，OOOmo国eknockoutmutationsNeanderthalgenome坦quencena阳rel∞oGenomesptiotpro]ectcomplete!，1.γ棋锦要.，Iex刚刚回叫11口uzreFne;'，.............I••.-_•..........::.I....\..:..1.•.•....••.....'····bt.••.，..』Understandingthebiol吨Yofgenomes1990-2003HumanGenomeProj田t2004-20102011-2020Beyond2020技术–所见即所知（一）Whatweknowisdeterminedbywhatwesee19802015技术–所见即所知（二）测序技术的发展20151949IlluminaSequencing涵盖高中低通量DecreasingPricePerGbIncreasingSystemPrice&OutputHiSeq2500HiSeq3000NextSeq1000Gb|4B|2x125MiSeq120Gb|400M|2x15015Gb|25M|2x300750Gb|2.5B|2x150HiSeq40001500Gb|5B|2x150HiSeqXTenHiSeqXFive1800Gb|6B|2x1501800Gb|6B|2x150IonTorrent系列汇总——中通量，简单易用EasytoUse201020122000systemsplacedHardtoUse15minsetuptime20142016JonathanRothberg目前国产“高通量”测序仪RevolocityBGISEQ500华大测序系统BGISEQ-100DAProtonBioelectronSeq4000华因康瀚海基因中科紫鑫为什么是现在？——今天的现实••千美元基因组千人民币外显子组已经实现••监管体系已初步形成-无创产前相关监管体系建立••直接面向消费者的检测已经逐渐被消费者接受••第三方临检机构已经可以提供基因检测服务••保险系统开始介入••药物遗传学/药物基因组学有关的诉讼已经开始••医疗职业协会的专业化标准已经覆盖遗传/基因组领域••新的“精准医疗计划”启动••临床医学已经确定了遗传/基因组信息在临床中的重要作用••美国医学研究院（IOM）证明了有效性和合理性-2/26/2015遗传学和基因组学对整个医疗界的影响Calzone,etal.(2013).Relevanceofgenomicstohealthcareandnursingpractice.JournalofNursingScholarship,45,1-2.基因组学疾病的负担和复发监控预后和治疗决策筛查和诊断新生儿筛查疾病敏感性孕前和产前诊断伴随人一生的遗传学和基因组学孕前和产前筛查新生儿筛查风险预测筛查和诊断疾病分型Calzone,etal.(2013).Relevanceofgenomicstohealthcareandnursingpractice.JournalofNursingScholarship,45,1-2.个体化医疗生命末期管理生命结束后管理精准医疗的提出：PrecisionMedicineInitiative2016年，美国财政预算计划拨付共2.15亿美元用于资助这方面的科学研究、创新发展。合适的时间给合适的人合适的治疗，且仅仅如此！Therighttreatmenttotherightpatientattherighttime美国精准医疗基因组协作组的成员MEMBERS医院（大学）、研究所、公司目前的进展1月20日奥巴马提出精准医疗计划7月12日NCI-MATCH计划提出8月5日FDA提出“精准FDA”9月17日工作小组向FrancisS.Collins工作报告11月20日，确认7800万美元拨款计划NCI-MATCH——NCI-MolecularAnalysisforTherapyChoice•招募3000名病人，1000名合格的入组病人；•20到25种药物；•143个基因的4000个基因突变；•招募10组志愿者•脑、乳腺、胃肠道、泌尿、头颈、血液、淋巴、黑素瘤、骨髓瘤等用突变而非部位来区分肿瘤和指导用药TissueFixationPathReviewNucleicAcidExtractionLibrary/TemplatePrepngSequenciDataAnalysiseMOIReportReviewFinalreportTumorcontent50%DNAyield20ngLibraryyield10pMTestfragments:A/D80%AQ17,ReadLength90bpReadspersample:350,000ReadLength:140-160bpCoverage:“80%ofampliconscoverage450Positive:detectalltruepositivevariantsNegative:detectnofalsepositiveaMOINTC:totalreads2%oflowestsamplelibraryreadaMOI=actionablemutationofinterestNCI-MATCH的工作流程•20ngDNA和15ngRNA，4小时完成测序检测•398种突变的panel进行验证，365种SNV检出364个，检出率高达99.7%，33种indel检出25个，检出率75.8%•三组FFPE样本进行性能验证，104个常规分子诊断信息，101例肺癌样本，106个前列腺癌样本，其中1/3的样本存储超过3年•所有含有EGFR，KRAS，BRAF的突变都100%灵敏度和特异性的被检出，而RNApanel，100%检出T2：ERGfusion，6/7检出ALK，另检出额外2个fusionNCI-MATCHPanel——IonOncomineComprehensivePanel精准FDA“精准FDA”（PrecisionFDA）是一个基因组信息学社区和共享数据平台，一个为研究人员准备的开源、基于云的工具，它将为下一代测序诊断提供依据，并且为所有开发者提供统一的、可共享的在线基因组信息数据库。2014年英国已经提出的10万英国人基因组计划GenomicsEngland,withtheconsentofparticipantsandthesupportofthepublic,iscreatingalastinglegacyforpatients,theNHSandtheUKeconomythroughthesequencingof100,000genomes:the100,000GenomesProject.英国首先宣布了测序10万人基因组的计划，并由“国民健康服务”（NationalHealthService）下属的“卫生部门”（DepartmentofHealth）组织成立了“GenomeEngland”公司，专门用于运行英国10万人基因组项目，旨在通过建立透明的基于伦理和科学设计的项目，用基因组学手段使病人获益万人的成果已于9月14日在Nature在线发表我国精准医疗的意义–黄种人的独特遗传背景我们的基因组存在不同于白种人特征，我们需要自己的大型基因组学数据做基础，才能做好自己的“精准医疗”SARSEGFR基因的分布频率与易瑞沙CYP2C19基因（rs4244285）与波立维MTHFR基因多态性引起的亚洲人中风风险增加与叶酸和