美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）國(guó)家人類基因組研究所（NHGRI）的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，從外顯子組或基因組測(cè)序數(shù)據(jù)中獲取藥物基因組學(xué)（Pharmacogenomics，PGx）變異信息是可行的，而且與現(xiàn)有的PGx芯片相比，可以產(chǎn)生更多臨床上有用的信息。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在《Genetics in Medicine》上。
提高臨床外顯子組和基因組檢測(cè)利用率的必要性
對(duì)于罕見遺傳病患者，其他診斷檢測(cè)呈陰性時(shí)，外顯子組和基因組檢測(cè)就顯得非常有用，但外顯子組和基因組檢測(cè)的費(fèi)用仍然很高，并且產(chǎn)生了大量與患者疾病無關(guān)的基因組信息。
該研究的通訊作者，NHGRI醫(yī)學(xué)基因組學(xué)和代謝基因組學(xué)分部的負(fù)責(zé)人Les Biesecker說，“為了使基因組檢測(cè)在醫(yī)療中更加高效、有用和劃算，我們需要把一次檢測(cè)用于多種用途，把檢測(cè)的花費(fèi)盡可能分?jǐn)傞_來。”
其中一種用途是分析測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行二次發(fā)現(xiàn)，例如尋找某些基因中的癌癥風(fēng)險(xiǎn)變異，這可能使患者及其家屬受益。很多提供臨床外顯子組檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開始這樣做，通常遵循美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)（ACMG）的建議。
外顯子組數(shù)據(jù)的另一種潛在用途是從其中獲取PGx變異信息，未來可能會(huì)幫助醫(yī)生開處方藥物。GeneDx公司總經(jīng)理Sherri Bale表示，臨床實(shí)驗(yàn)室對(duì)此表現(xiàn)出極大的興趣。Bale說，“我們確實(shí)在考慮這種信息的重要性，并且試圖弄清該如何實(shí)現(xiàn)。”這就要求弄清楚如何從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)這一目的，以及如何報(bào)告這些PGx變異信息對(duì)臨床醫(yī)生最有用。
外顯子組數(shù)據(jù)可提供更有用的藥物基因組學(xué)信息
Biesecker的團(tuán)隊(duì)研究了一個(gè)基因組或外顯子組可以產(chǎn)生多少藥物基因組學(xué)數(shù)據(jù)，以及與藥物基因組學(xué)檢測(cè)中常用的芯片數(shù)據(jù)相比，這些數(shù)據(jù)如何。
研究人員選擇了203個(gè)臨床相關(guān)的PGx變異位點(diǎn)，包括50個(gè)來自藥物基因組學(xué)知識(shí)庫(kù)（PharmGKB）證據(jù)等級(jí)為1A和1B的PGx變異和154個(gè)來自臨床藥物基因組學(xué)實(shí)施協(xié)作組（CPIC）證據(jù)等級(jí)為 A的40對(duì)基因-藥物組合中的變異。
然后，他們?cè)?73個(gè)外顯子組、5個(gè)基因組和5個(gè)芯片基因分型數(shù)據(jù)集中尋找這些變異，所有數(shù)據(jù)來自NIH的ClinSeq項(xiàng)目的參與者。為了獲得芯片數(shù)據(jù)，他們使用Affymetrix公司的DMET Plus芯片，該芯片只靶向上述203個(gè)變異中的60個(gè)，但它是目前PGx基因分型中常用的。
5名參與者同時(shí)具有三種類型的數(shù)據(jù)，研究者在他們的基因組數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了1015個(gè)變異（203個(gè)變異的5倍）中的998個(gè)，在外顯子組數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了849個(gè)變異，在芯片分型數(shù)據(jù)中僅發(fā)現(xiàn)了295個(gè)。
總的來說，他們?cè)?73個(gè)外顯子組中鑒定出36個(gè)藥物基因組學(xué)star allele變異，CPIC的治療建議等級(jí)為中度到強(qiáng)度，和CYP2D6基因中的57個(gè)CNVs。
值得注意的是，從外顯子組數(shù)據(jù)中檢測(cè)到重要PGx變異的能力比研究者預(yù)期的要好。Biesecker說，“我們最初分析外顯子組數(shù)據(jù)時(shí)懷疑它會(huì)遜色于目前的臨床標(biāo)準(zhǔn)，然而結(jié)果是出人所料的。”盡管在設(shè)計(jì)時(shí)沒有靶向非編碼區(qū)PGx變異，但從外顯子組數(shù)據(jù)中也能檢測(cè)到一些。
外顯子組數(shù)據(jù)比芯片數(shù)據(jù)分析效果更好的主要原因是，大部分研究人員希望檢測(cè)的變異在芯片中并沒有靶向到。Biesecker說，“所有芯片或panels的問題在于，它們的設(shè)計(jì)都是基于已有知識(shí)的，芯片設(shè)計(jì)好后可能又有研究發(fā)現(xiàn)新的藥物基因組學(xué)變異對(duì)一些基因和藥物非常重要，但是該芯片中卻沒有包含這種變異。”
這種比較結(jié)果說明，對(duì)于已有外顯子組數(shù)據(jù)的患者，外顯子組數(shù)據(jù)可以提供比常用芯片更有用的藥物基因組學(xué)信息。但是從外顯子組數(shù)據(jù)中獲取PGx信息并不簡(jiǎn)單。
技術(shù)和文化上的挑戰(zhàn)
盡管從測(cè)序數(shù)據(jù)中進(jìn)行PGx變異識(shí)別可以提高臨床外顯子組和基因組檢測(cè)的效用，但是它的實(shí)現(xiàn)仍然存在技術(shù)上的困難，很多臨床醫(yī)生在開處方藥時(shí)拒絕使用藥物基因組學(xué)信息。
Biesecker說，“臨床醫(yī)生更傾向于選擇芯片，因?yàn)樾酒且淹晟频呐R床檢測(cè)，方便訂購(gòu)和解讀。而臨床上還沒有現(xiàn)成的方法把外顯子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為藥物基因組學(xué)等位基因。”
研究人員已經(jīng)在開發(fā)從測(cè)序數(shù)據(jù)中獲取藥物基因組學(xué)信息的工具，其中PharmGKB、CPIC、藥物基因組學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)（PGRN）、電子醫(yī)療記錄和基因組學(xué)（eMERGE）網(wǎng)絡(luò)和ClinGen合作開發(fā)了一款工具PharmCAT，可以將遺傳變異轉(zhuǎn)化成藥物基因組學(xué)star alleles。
Biesecker說，“如今數(shù)據(jù)的解讀仍需花費(fèi)大量的精力，或許等到計(jì)算工具發(fā)展到半自動(dòng)化時(shí)，我們就可以對(duì)已測(cè)序的整個(gè)ClinSeq隊(duì)列進(jìn)行藥物基因組學(xué)信息的分析。”
技術(shù)上的障礙克服后，下一個(gè)挑戰(zhàn)是說服臨床醫(yī)生在開處方時(shí)考慮藥物基因組學(xué)信息。到目前為止，這都是不切實(shí)際、昂貴且費(fèi)時(shí)的，因?yàn)樗枰t(yī)生在開處方前先訂購(gòu)一項(xiàng)PGx檢測(cè)。Biesecker說，“讓醫(yī)生在開處方時(shí)有這個(gè)意識(shí)需要社會(huì)和文化的改變。我們需要做的是，減少獲取信息的技術(shù)壁壘，以及時(shí)間和成本障礙，盡可能地使這種方法更加人性化，提高人們嘗試的意愿。”
參考文獻(xiàn)：Assessing the capability of massively parallel sequencing for opportunistic pharmacogenetic screening. Genet Med. doi: 10.1038/gim.2016.105.
