罕見，有時是好事，比如奇異的珍寶、名貴的字畫；有時又是壞事，比如罕見的疾病。儘管許多疾病在現階段都得到了很好的治療，但對研究人員來說，罕見病似乎仍是無法逾越的高山。好在，基因組時代已經來臨。在這一期的《Clinical OMICs》上，Jeffrey Buguliskis博士介紹了測序技術對罕見病診斷的影響。
先進的測序技術和分子診斷檢測正在促進稀有基因的快速檢測，但研究人員面對一大堆的遺傳變異，仍然感到束手無策。「我們如何利用基因組醫學來提供保健？」HudsonAlpha生物技術研究所的副總裁Howard Jacob問道。他接著談到了新一代測序（NGS）技術在罕見病診斷上的寶貴价值。
明智選擇
隨著NGS的價格不斷下探，基因組學不再是一種單純的研究工具，而開始進入臨床領域。不過，並非所有的基因組檢測都是相同的，面對市場上的多種選擇，醫生如何決定使用哪種檢測，哪種能夠報銷？
AllSeq諮詢公司的聯合創始人Shawn Baker博士指出：「關於全外顯子組測序（WES）和全基因組測序（WGS），支持者大約是一半對一半。」人們爭論的焦點在於WES更經濟，而WGS的診斷率更高。在儘可能提高診斷數量時，WGS勝出。然而，臨床醫生實際上正在用靶向方法和外顯子組方法，而無法勝任全基因組的分析。
與許多新興技術一樣，各種測序模式都有其自身的優點和缺點。許多診所利用外顯子組測序來檢測生物標誌物明確的疾病。對於這些檢測，製造商只要合成少量的基因和變異，這樣一來，檢測成本下降，結果快速拿到。然而，絕大多數的罕見病是由de novo突變引起的（大約65%），因此研究人員就很難鑑定這些遺傳標誌物。他們試圖將每次檢測的基因組覆蓋度最大化。
市場上大多數的外顯子組捕獲試劑盒都覆蓋RefSeq資料庫中大約99%的外顯子組信息。然而，在臨床上，WES對於罕見表型的陽性診斷率大約只有30%，這表明其他的大部分表型是由外顯子區域以外的變異引起的，或WES沒辦法檢測到。儘管大多數致病突變都存在於蛋白質編碼區，但基因組的大部分是非編碼區，可能包含了功能意義被忽視的變異。
達拉斯兒童醫療中心的主任Jason Park認為：「鑑定致病變異的理想技術取決於這個問題的背景。如果背景是特定患者，需要臨床檢測結果，那麼唯一的方法是外顯子組測序或專門的基因集合。從研究背景來看，最好的方法是WGS和RNA-Seq的結合。」
WGS相對於WES而言有一些顯而易見的優勢，比如WGS覆蓋了WES不包含的區域，這對發現引起罕見病的突變至關重要。此外，WGS通常產生更加均勻的序列覆蓋，並且利用更長的讀取，提供拷貝數變異及其他DNA結構改變等有用信息。
當然，WGS也不是沒有缺點。如今，在選擇使用哪種診斷檢測時，成本和速度是決定性的因素。儘管讀取的基因組信息要少得多，但WES無疑比它的競爭對手WGS要快得多。同時，WGS項目的花費大約在1500-2000美元，這讓WES有了優勢。不過現在的優勢不是太明顯，因為外顯子組測序的費用略低於1000美元。
未來在何方
Baker博士認為，為了鑑定大比例的罕見疾病變異，我們需要在人群中積累相當大量的基因組，有可能是數百萬個，才能提供足夠的覆蓋度和準確性。「每個新測序的基因組包含幾百萬個變異，其中大多數是意義不明的。積累變異的資料庫，再結合醫學的表型數據，將真正推動臨床測序向前發展，」他說。
Jacob博士表示：「科學已經做了一個很好的工作，讓我們到達了這個起步點，但我們還需要更深入了解疾病。一些常見病的真正挑戰是需要測序幾十萬甚至幾百萬人的基因組，最大的問題是如何支付這筆費用？我們還沒有到達採用NGS的拐點，目前處在辯論和驗證階段。我認為這是最大的限制之一。」
如今，RNA-Seq、納米孔測序、長讀取測序這些更新的NGS技術已經在科研領域出現，並迅速被臨床採用，填補了WGS和WES留下的空白。Park博士指出：「對新技術而言，短期挑戰在於改善質量、成本和速度。長期的挑戰則是分析上和信息學上的。」
除了技術進步，研究人員也開始探索新的生物學途徑，它們可能對罕見病有重大影響。當前的文獻顯示，一小部分科學家正在研究表觀遺傳學對無法診斷的疾病的影響。儘管這個角度很罕見，但表觀遺傳參與的證據是不可否認的，也有望帶來新的標誌物。
當然，最好的檢測方法仍然要經過人類的決策過程。這種檢測是否適合我的患者？這種方法是否能帶來足夠多的信息，以便做出正確的治療決策？患者是否負擔得起？無論是罕見病還是常見病，這些都是擺在我們面前的實際問題。（生物谷Bioon.com）
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會議時間：2016.11.17-2016.11.18 會議地點：上海
會議詳情： http://www.bioon.com/z/2016ngs/