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2019年:基因组学在临床应用中的里程碑!

时间:2019-12-30  来源:互联网 

作者:Francis deSouzaIllumina总裁兼首席执行官

Victoria Gray的一生都伴随着镰状细胞病的折磨,这种遗传性疾病也困扰着全球数百万人。因为这种病,Victoria Gray不得不接受一次又一次的输血和住院治疗。她总是生活在恐惧中,时刻担心致命的并发症让她的孩子失去母亲。今年7月,她成为美国首位使用CRISPR修饰细胞进行治疗的患者。虽然现在尚无法确定该疗法能否治愈她的疾病,但早期的研究结果显示,经过编辑的细胞正在产生她所需要的关键蛋白。


2019年可以称为遗传病患者治疗新时代的开端之年。在这一年里,有众多像Victoria这样的案例展现了基因组学改善人类健康的力量和前景。以下是我挑选的2019年最引人瞩目的事例。

 

对各种临床指征实现

更快、更精确的诊断

遗传病患儿的简易、自动化诊断

Rady儿童基因组医学研究所的研究者开发了一套新的全基因组测序和解读流程,用于罕见病的诊断。这一新方案能够在平均约20小时内,为新生儿重症监护病房(NICU)中的危重婴儿提供诊断。这种新流程能更快、更广泛地实施基因组诊断,可对患儿诊疗产生巨大影响:估计10–12%入住NICU的婴儿可受益于当日诊断和靶向治疗。

 

通过血检进行癌症早期检测

跨出史无前例的一步

今年10月,Grail公司公布的数据显示,他们的多癌种早期检测血液测试在单次检测中以极低的假阳性率检测出了所有阶段的癌症。该方法对12种最致命的癌症类型的总检出率达76%。此外,该方法还能高度准确地识别癌症的组织起源,这一功能所提供的关键信息,可以方便医生进行诊断检查和后续干预。尽管这种检测方法还在研发中,但我们激动地看到使用液体活检方法进行筛查和检测多种癌症即将实现。癌症的早期诊断能使患者的生存率提高5-10倍。

 

利用多基因评分

细化不同遗传病的患病风险

在11月发布的一篇预印本中,研究人员描述了一项以80,000多人作为研究对象的分析。该分析显示,对于三种重要的遗传病,多基因背景能有效地改变单基因突变带来的患病风险。例如,基于不同的多个遗传变异组合,BRCA1/2突变携带者在75岁之前患乳腺癌的概率从13%到76%不等。这些发现对于了解疾病生理学,以及患者和他们的医疗服务提供者如何采取行动(是服用预防性药物进行强化筛查,还是进行预防性手术)具有重要的意义。

 

临床基因组检测已越来越普及

将基因组学带到患者身边

将体外诊断(IVD)检测方案带到患者接受治疗的地方,对基因组学应用的持续拓展至关重要。在癌症领域尤其如此,因为80%的肿瘤治疗都在社区治疗中心进行。今年,我们已经与多家公司合作,共同在Illumina Dx仪器上开发IVD检测和伴随诊断。我们宣布了与Adaptive Biotechnologies、Qiagen、Lexent Bio和ArcherDx的合作伙伴关系,携手为世界各地的各种肿瘤学应用开发IVD检测试剂盒。

 

众多医疗系统和付款人

已经采用基因组检测

英国一直在努力成为第一个通过基因组医学服务向患者大规模提供全基因组测序的国家,2019年,它继续开展了相关的准备工作。数万名英国国家医疗服务体系内的患者将因此而受惠。全世界许多国家正在开展群体基因组学项目,这些项目都受到了英国在全国范围内的基因组学应用实例的启发。其中许多项目最终还会纳入临床方面的应用。


2019年,美国的几个大型医疗系统和企业也在推行大规模基因组检测。新奥尔良的奥克斯纳健康医疗体系(Ochsner Health System)启动了一项旨在识别遗传性癌症和心脏病易感患者的数字化群体健康筛查项目,该项目建议进行基因组检测。芝加哥的北岸大学医院(Northshore University HealthSystem)开始将基因组健康检测作为初级保健服务提供给超过10,000名患者,不再只为那些具有遗传健康风险的患者提供这项服务。苹果公司现正在其健康中心为员工提供免费的基因组检测。

 

数十年的研究成果:

治疗方法和可能的治愈手段

“n-of-1”(单个患者)的药物

 

波士顿儿童医院的Timothy Yu博士和他的同事报道了一种治疗方法,这种方法被认为是第一个针对遗传病的“定制”疗法。该疗法使用的药物是一种反义寡核苷酸,用于阻断MFSD8基因中一段外来DNA片段的作用。它被命名为“milasen”,以纪念唯一一位服用该药物的患者。这是一名患有巴藤病的女孩,名叫Mila Makovec。2018年1月,她接受了第一剂药物,之后的一个月内,她的母亲发现她的症状有所改善。尽管Mila仍然患有严重的残疾,但她在定制基因组治疗上的经验为其他有遗传病患儿的家庭带来了希望。Lydia Seth的父母已经建立了Lydian加速器来帮助她和其他患有遗传病的人,让他们能够尽快接受这种治疗。但这种治疗方法仍然存在重要的监管问题。

 

基因疗法在中断20年后重新兴起

1999年Jesse Gelsinger去世后,出于安全方面的考虑,基因疗法的研究暂停了,但在过去的这么多年里,相关的工具和方法都得到了改进。FDA预测,到2025年,他们每年将批准10到20个细胞和基因治疗产品。

 

 “气泡男孩”症

今年4月,一项关于基因疗法治疗X连锁重症联合免疫缺陷症(SCID-X1,俗称“气泡男孩”症)儿童的研究取得喜人结果。在此之前,骨髓移植是SCID-X1的最佳疗法,但仅对约20%的患者适用。圣裘德儿童研究医院院长James Downing针对近期研究结果发表了评论,他说“无论从生理学还是生存质量角度来看,这(基因治疗)作为一种新疗法都是当之无愧的。”尽管疗效的持续性还有待观察,但对那些被迫终身隔离以防致命性感染的儿童来说,这已是巨大的进展和改变。

 

脊髓性肌萎缩症(SMA)

SMA是婴幼儿死亡的主要遗传原因,今年5月,FDA批准了首例用于SMA的基因药物。尽管如此,目前也仅有两种疗法来抗击这种可怕的疾病。与针对SCID-X1的最新实验性疗法一样,Zolgensma也通过病毒载体递送基因的功能性拷贝。对于因价格高昂而出现的批评声音,生产商和患者指出不能忽视其一次注射即可能治愈所来的好处。

 

基因编辑

目前,多项利用基因编辑(利用CRISPR等工具)进行基因治疗的试验正在进行中。除了Victoria Gray参与的镰状细胞病试验(见文首)外,其他试验还涉及β-地中海贫血、MPSI和MPSII以及血友病。不仅如此,首项直接将CRISPR编辑工具送入人体的试验也正在开展,目标是纠正一种叫做莱伯氏先天性黑蒙的遗传性失明的基因突变。

 


2020新年展望

尽管目前我们已经取得了众多突破,但仍有很大的空间等待着我们去探索。完成基因组测序的人类还不足0.02%,99%的人类基因组变异的功能尚不可知。大科学和数据共享计划不断为持续探索和深入理解基因组在健康和疾病中的作用奠定基础。尽管基因组医学的报销机制和应用得到显著改善,不过对太多患者来说仍然遥不可及。


Victoria Gray在纳什维尔的医院里接受了实验性CRISPR治疗(她称之为“超级细胞”),出院大约一个月后,她返院接受了检查。她认为没有出现任何让她痛苦的镰状细胞危象,没有住院的必要,甚至能够减少止痛药用量。在她看来,这次的治疗是个奇迹。她告诉我们:“只要不放弃祈祷,希望终会降临”。


基因组学的意义就在于此,它代表着希望。正因为有了基因组学,2019年才有了更多希望,我们相信,2020年我们定会为更多患者和家庭送去福音。行业的每位成员都将带着前所未有的热情进入新的一年,不断创新,让我们能够从基础基因组学角度了解每个人的健康和我们周围的世界。

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