对成千上万的样本进行测序，以深入了解新的变异、生物学和新疗法

简介

当使用基因组测序方法的力量生成和分析大量患者数据集时，会产生重要的见解和发现。2014年1月，Regeneron制药公司和盖辛格卫生系统公司宣布建立合作伙伴关系，专注于利用基因组分析提高药物开发和患者护理能力。¹根据合作关系，Regeneron将对盖辛格MyCode项目中至少25万名患者的DNA样本进行测序²并将这些信息与他们的电子健康记录配对，以促进新基因的发现和基因组医学的实施。

2014年1月，再生遗传学中心(RGC)成立，以挖掘其他患者同意的临床数据集，以寻找与医学相关的遗传关联。研究资助局的研究人员正在使用HiSeq 2500系统和Infinium HumanOmniExpressExome串珠芯片阵列分析患者数据。研究资助局希望利用大规模外显子组测序技术，找出导致或影响一系列人类疾病的基因，其中一些可能成为药物研发的新靶点。Regeneron拥有一个世界级的小鼠遗传学项目，并使用一个基因驱动的药物发现和开发平台，该平台已在几种成功药物的生产中发挥了重要作用，如治疗罕见遗传疾病的Arcalyst (rilonacept)和治疗高胆固醇血症的Praluent (alirocumab)。

iccommunity采访了研究资助局副主席兼联席主席Aris Baras医学博士和研究资助局测序和实验室操作高级主任John Overton博士，介绍了Regeneron在合作伙伴关系中的活动，以及基因组学如何增进我们对基因关系和疾病相关性的理解。

问:是什么促使研资局成立?

阿里斯巴拉(AB):自近30年前成立以来，Regeneron一直专注于小鼠和人类遗传学。我们认识到，最近的技术进步在这一领域开辟了一个新的前沿，并增强了它对为有需要的患者开发新药物可能产生的影响。我们有利用和开发新技术来应对药物开发挑战的历史，例如我们的专利VelociSuite抗体平台，我们在建立研究资助局时也采取了类似的方法。药物开发中仍然存在的瓶颈之一是确定最佳的新靶点来探索和开发针对它们的治疗方法。人类遗传学是识别新靶点或验证现有靶点和药物开发项目的关键资源。我们的项目中有很大一部分是来自人类基因发现的目标和项目。我们成立研资局，是为了使这个过程更有力和更有效率。

问:高通量测序对研资局的目标有何价值?

阿瑟:到目前为止，对Regeneron的开发工作最有用的东西来自于观察影响表现型的基因的真实变异。要做到这一点，我们必须对成千上万的个体进行大规模测序，以识别这些在人群中极其罕见的大效应突变。我们需要高通量的技术来检测罕见的、重要的和功能性突变，并将它们与疾病联系起来，这样我们就可以深入了解新的变异、新的生物学和新的疗法。

“我们需要高通量的技术来检测罕见的、重要的和功能性突变，并将它们与疾病联系起来，这样我们就可以深入了解新的变体、生物学和新的疗法。”

问:为什么Geisinger和Regeneron会在mycodecomcommunity Health Initiative合作?

阿瑟:我们希望建立一个大规模和全面的基因组序列信息数据库结合严格的纵向健康记录。大约有400万人生活在宾夕法尼亚州中部和东北部，通过盖辛格医疗系统寻求治疗。因此，盖辛格拥有强大的表型数据库，并与客户社区建立了信任关系。许多患者都愿意参与MyCode社区健康倡议。独特之处在于盖辛格医疗系统中有几十年多代人的健康记录。大多数家庭成员都住在宾夕法尼亚地区。在我们测序的患者中，平均有超过10年的健康记录。

盖辛格还是采用电子健康记录的先驱者，现在已经成为将这些记录用于分析和研究目的的领导者。因此，通过合作，我们建立了一个巨大的数据库，包含了所有进行测序的个体，以及他们的健康记录。

问:盖辛格和Regeneron希望各自和共同获得什么?

阿瑟:对于Regeneron来说，这种合作关系可以通过研究人类遗传学来指导我们的药物开发工作。盖辛格从事遗传学研究的历史很长，因此这次合作建立在其现有研究项目的基础上。盖辛格在利用基因组学和临床遗传学为患者服务和更好地运营医疗系统方面也很有远见。盖辛格今年刚刚庆祝了它的百年诞辰，我认为它的遗产可能包括这些创新基因组计划。

问:这种合作关系对参与的患者有什么价值?

阿瑟:盖辛格已经训练它的医生和遗传顾问返回这些CLIA*确认的遗传学发现，因此对一些患者来说，可能会立即获得重要的健康信息。除此之外，我认为许多人参与其中是因为他们正在为长期的、有意义的研究做出贡献，希望有一天这些研究能够为每个人带来更好的治疗和药物。因为盖辛格系统中的患者对卫生系统非常信任，我们有机会接触这些个体，并围绕有趣的疾病或具有我们想要了解的有趣基因型的个体进行进一步的临床研究。亚博官网人口yobet亚洲这些都是药物开发过程中的关键步骤。

问:到目前为止，您已经测序了多少个样本?您希望在5年的时间里测序多少?

阿瑟:到目前为止，我们已经对6万个盖辛格样本进行了测序，并希望在未来几年里对25万个样本进行测序。

问:对这些样本进行测序后，你是否发现了新的变异?

阿瑟:我们有了很多发现。研究资助局和盖辛格的研究人员最近发表了一篇论文，表明失活突变在ANGPTL4基因与显著降低人类患冠状动脉疾病(CAD)的风险相关。^3.我们希望这是合作产生的许多著名的同行评议出版物的第一个。

问:是什么ANGPTL4与之相关的条件是什么?

阿瑟:ANGPTL4编码一种抑制脂蛋白脂肪酶(LPL)的蛋白质，脂蛋白脂肪酶是一种参与分解甘油三酯的酶，甘油三酯是从食物中提取的一种脂肪。研究发现，LPL的激活导致循环甘油三酯的减少，甘油三酯水平的升高被认为是缺血性心血管疾病的独立危险因素。有假说认为基因突变使ANGPTL4会激活LPL，降低循环甘油三酸酯水平，降低心血管疾病的风险。我们希望通过基因分析和功能建模来验证这一假设。

HiSeq 2500系统非常可靠，每次运行都能产生高质量的数据。”

问:哪些具体的变异ANGPTL4你进一步研究过老鼠吗?

阿瑟:我们发现携带1或2份p.E40K突变的个体，这种突变之前被认为会失活ANGPTL4患冠心病的风险要低19%左右。其他13个中的一个ANGPTL4我们新发现的功能突变的丧失可以降低近45%的CAD风险。使用我们专有的VelociGene技术，我们能够开发出支持人类基因发现的动物模型。VelocImmune平台用于创建人单克隆抗体抑制剂ANGPTL4这降低了小鼠和非人类灵长类动物的甘油三酯水平。

问:你为什么选择HiSeq 2500系统进行学习?

约翰Overton(乔):我们选择它们是基于我们在这方面的丰富经验和数据的一致性。HiSeq 2500系统非常可靠，每次运行都能产生高质量的数据。我们可以同时对数千个样本进行测序。我们在高输出模式下运行HiSeq 2500系统，目标是在外显子组设计中至少85%的目标碱基上进行深度20×覆盖的测序。

问:在什么情况下执行HumanOmniExpressExome BeadChip分析?

乔:我们使用HumanOmniExpressExome基因型试剂盒对盖辛格样本进行外显子组测序。我们在所有基于人口的研究中都是这样做的。执行BeadChip分析和外显子组测序，可以将编码和非编码变异降低到低等位基因频率。

问:除了外显子组测序，你们也进行RNA-Seq吗?

乔:到目前为止，我们只做了很少的RNA-Seq。然而，我们正开始与盖辛格合作，用人类样本加强这些研究。

问:Regeneron/Geisinger合作的下一个里程碑是什么?

阿瑟:对于这一合作关系，有一些数字上的里程碑。例如，我们的目标是在未来几年对25万名患者进行测序，这将有助于发现和理解更多与疾病有关的基因。我们也处在这样一个阶段，结果和有影响力的发现对我们来说比什么都重要。除了推动我们的管道发展，我们还希望通过研究促进科学发展，使我们的患者受益。我们希望这些项目将有助于在巨大需求未得到满足的领域开发重要的新疗法，使盖辛格患者和全世界的人们受益。我们也在考虑更深入的表现型计划。盖辛格有大量的临床记录和表型数据可用。我们正在考虑新的计划，包括分子表现型，我们可以添加RNA、蛋白质组学和代谢组学数据，以加强我们建立基因-疾病关联的能力。

“执行BeadChip分析和外显子组测序可以让我们将编码和非编码变异降低到低等位基因频率。”

问:这一伙伴关系的成果将如何为各种疾病的诊断、预防和治疗的新选择奠定基础?

阿瑟:基础和基础已经在那里了。对于盖辛格来说，他们已经拥有CLIA基础设施，可以将验证过的发现和遗传结果返回给患者。这个项目真的在加速发展。他们还将采用clia验证的致病变异，并将它们与临床表型相关联，然后将这些发现贡献到ClinVar等公共数据库中。由于盖辛格项目的规模，这些数据将对该领域做出重大贡献。

在我们这边，Regeneron已经在几个项目上取得了成功，比如我们的PCSK9抑制剂，从基因发现一直到疗法的发展和商业化，但我们期望研究资助局能使这一过程更有效率，并可能缩短时间。我们的运营规模如此之大，我们正在尝试对我们计划中的每一个目标进行工作，同时也在寻找新的目标。我们已经在了解我们现有的目标和推进我们的项目方面取得了巨大进展，通过提供关于疾病关联的新的人类遗传学证据。总之，我们很高兴能够为Regeneron强大的研发引擎做出贡献，所有的目标都是更快、重复地为患者带来重要的新药。

yobet亚洲亚博官网人口了解更多关于本文中提到的产品和系统的信息:

HiSeq 2500系统,www.169o.com/systems/sequencing platforms/hiseq - 2500. - html

英飞纳姆HumanOmniExpressExome BeadChip,www.169o.com/products/by-type/microarray-kits/infinium-omni-express-exome.html

参考文献

1. BioIT世界,Regeneron与大型遗传研究的临床网络合作2014年1月14日。
2. MyCode社区健康倡议。Geisinger。www.geisinger.org/mycode．已于2016年5月9日访问。
3. 杜威FE, Gusarova V, O’dushlaine C，等。灭活的变体ANGPTL4冠状动脉疾病的风险．N英语J医学．2016; 374:1123-33。

---