昨天 今天 明天丨解读基因组测序的发展之路

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导读：近年来基因组测序已经起飞，各种大型项目层出不穷，我们在此回顾一下世界各地基因组测序的发展情况。

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基因测序已被证明是一项有用的诊断和预后工具。使用测序技术来鉴定BRCA1突变已经成为癌症研究中的金标准。个体化医学的发展，以及行业与监管机构之间的合作，使全基因组测序（WGS）比人们预期中更快速地成为一种常见的实践。

2015年，下一代测序（NGS）市场（包括但不限于WGS）的市值为46亿欧元，预计到2020年将达到190亿欧元。许多公司如Illumina、Roche、Life Technologies 和Pacific Biosciences等纷纷布局NGS市场，以响应不断上升的测序需求。

正是由于这些公司之间的竞争，使NGS技术在过去几年里迅速得到改善。现在，取决于提供商和你要检测的项目，你可以很容易地花上几百美元到几千美元来订购一项基因筛查检测。

早在2003年，经过多年的全球合作和数十亿的投资，国际人类基因组测序联盟就完成了完整人类基因组的测序，开启了基因组分析竞赛。几年后，WGS的价格降低到了1000美元。

Illumina预计有一天全基因组测序的花费将少于100美元。一方面，纳米孔测序还不够实用和经济。另一方面，大多数可用的设备仍然相当昂贵。例如，Illumina的NovaSeq 5000测序仪价格约为80万欧元，NovaSeq 6000测序仪的价格接近100万欧元。

新的合作伙伴关系，例如2015年 23andMe 和罗氏Genentech之间的合作正试图利用数据这项财富：他们计划从3000名帕金森病患者中获得全基因组测序数据。

然而，测序基因组来生成数据只是工作的一部分。质量检查、测序reads的预处理和将测序reads比对的参考基因组上，需要强大的计算设施、高效的算法和有经验的工作人员。这是一个耗时的过程。

每个人都在谈论1000美元的基因组，但是往往忽略了1000美元基因组背后还需要花费2000美元来处理序列比对的问题。另外，WGS产生了大量的数据，这对数据存储也提出了挑战。

海量数据的存储

Broad研究所每32分钟解码相当于一个人类基因组的数据，产生大约200TB的原始数据。这个数量已经超过了生物学家和医院曾处理的数据量。

在这种需求下，Amazon和Google 开始以每年24欧元的价格提供任何一个基因组副本的保存服务。一个基因组文件通常在100GB和400GB之间，这意味着每月大约0.02欧元/GB。2004年，美国国家癌症研究所表示，他将支付1800万欧元，将大小为2.6PB的癌症基因组图谱（TCGA）数据存储到云中。

基因组数据云存储的一个潜在好处是可以形成一个巨大的基因组数据库，医生可以测序一个癌症患者的基因组和肿瘤基因组，然后在这个数据库中查询对患者有用的信息。

世界各地的基因组测序计划

英国是第一个在欧洲启动全基因组测序计划的国家。Genomics England计划对来自11个基因组医学中心的10万名罕见病患者及其家属和癌症患者进行全基因组测序。包括 GSK、AstraZeneca和Roche在内的十家公司联手打造了GENE联盟，将企业的专业技术整合入Genomics England中，反过来他们对5000个已测序基因组具有访问权。

Genomics England

这些合作引起人们对获取私人健康数据的关注，但是没有私人资金的支持，这样一个巨大的项目是不可能完成的。Genomics England的社区管理经验令人印象深刻，他们经过更新内容并举办活动来提高公众意识。根据他们更新的消息，目前已经完成了近2万基因组的测序。

运用类似的框架，澳大利亚目前正在开展2.9亿欧元、为期4年的10万个基因组计划（100KGP），对罕见病和癌症患者进行测序，以创建一个大规模的数据库用于研发。

爱沙尼亚于2000年6月提出了一项雄心勃勃的个性化医学计划，该“爱沙尼亚基因组项目基金会”计划在2007年之前收集10万份随机抽样的样本。截至2014年2月，该项目收集了来自5.2万个成人捐献者的数据，其中只有几百个WGS的数据。

美国的精准医学计划（PMI）将通过一项百万志愿者健康研究，建立包括基因和生活方式在内的大量数据组成的数据库。另外，梅奥诊所将分析和存储一百万份血液和DNA样本。

与英国一样，一些匿名数据将可能提供给研究人员和行业，以刺激该项目。该项目已经于2016年启动，收到了来自NIH的约5500万美元，用于建立基础伙伴关系和基础设施。

2016年，法国宣布了“法国医学基因组2025”项目，计划开设12个测序中心，并确保每年完成23.5万个WGS。法国政府准备在该计划中注入6.7亿欧元，主要目标是使用WGS作为诊断工具。

许多其他西方国家，例如爱尔兰和冰岛都推出了自己的计划。

然而，当涉及到个性化医学时，考虑人群之间的基因变异性是一个先决条件。但医学研究存在巨大的偏倚性，它的研究对象一直以西方人群为主，而不顾对世界其他地区的兼容性。

基于这一原因，非盈利联盟 GenomeAsia 100K决定生成亚洲人群的基因组数据。该计划的支持者包括韩国的基因组公司Macrogen和印度的MedGenome，以及Illumina。根据PHGFoundation的消息，该计划已经收集了至少5万个DNA样本，初步工作计划是为马来西亚、印度、日本和泰国的主要人群创建合适的参考基因组序列。

为了同样的目的，卡塔尔基因组项目计划通过对3000个全基因组（约占卡塔尔人口的1%）进行测序，建立卡塔尔人的参考基因组图谱。

中国已经是基因组测序领域无与伦比的领导者。2010年，华大基因的测序能力已经超过整个美国。中国的测序计划不仅针对百万人类基因组，而且包括由5万人组成的亚组，每个亚组具有一种特定的疾病，如癌症或代谢性疾病。另外该计划还包括来自中国不同地区的队列，以研究不同亚群的基因背景。

伦理问题

很难预测WGS在现代医学中的影响，但是关于健康数据隐私的伦理问题已经出现。很明显，没有人希望谷歌、苹果、Facebook和亚马逊这些公司出售他们的基因组数据。

由最具创新性的技术（包括细胞和基因治疗以及测序）引发的伦理、法律和社会关注度在不同国家和地区之间显然不同。这对于那些法律限制较少的国家来说有一定的优势。

因此，监管机构应该积极主动地为这些有希望但具有挑战性的方法建立一个适当的框架，同时确保它不会阻碍研发。

来源：测序中国 | 作者： Reggie

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3月肿瘤季第二期

用临床案例来分析肿瘤免疫治疗的另一条路

PD-1联合细胞免疫治疗

如今免疫治疗是肿瘤治疗的热门方向之一，在现今热门的免疫疗法中，PD-1联合细胞免疫疗法是值得关注的热点之一，河南省肿瘤医院生物免疫治疗科主任，河南省肿瘤生物治疗研究中心主任高全立做客易企说。在3月21日周二晚8点18分，用临床案例为大家讲讲：治疗肿瘤的另一种可能：PD-1联合细胞免疫治疗。

沙龙讲什么？

治疗肿瘤的另一种可能：PD-1联合细胞免疫治疗

什么时候听沙龙？

3月21日周二晚8点18分

在什么地方听？

易企说线上直播间

谁来讲？

河南省肿瘤医院生物免疫治疗科主任，河南省肿瘤生物治疗研究中心主任高全立

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