寻找相助同伴

直到2010年，这对双胞胎14岁后，全基因测序才竣事了他们的病因诊断之旅。测序功效发明，参加墨蝶呤还原酶(这 种酶参加生成神经递质多巴胺和5-羟色胺)基因编码的一个基因发生了一对突变。大夫在临床治疗中插手了5-羟色胺之后，男孩的举动本领加强了，女孩也不再 受到溘然的、让人喘不外气的痉挛的熬煎了。

雷同的病例引发了科学家进一步摸索基因疗法的宏愿。实际上， 由于基因测序可以探查到与特定疾病相关的基因，该疗法正在成为一种日益受接待的诊断要领。但这种测序凡是很难给出诊断功效，因为它们往往聚焦于部门基因组 序列的已知基因。诸如上述双胞胎案例，研究人员和临床大夫需要进一步对一小我私家的全基因组序罗列办检测，才气发明致病基因。当前，全基因组测序仅用于个体案 例，可是很多大局限打算正思量把全基因组阐明纳入通例医疗保健体系。

为了识别这些变异，Illumina团队将利用该公司的艾萨克事情流—— 一种计较基因序列和识别变体东西的开放源代码——分辨每个基因组潜在的成千上万个变异中哪种变异与个别疾病相关联。基因组学英格兰公司将会对位于科舍姆安 全数据中心的全部10万份基因组样本的序列和变异举办收集与阐明。可是这家NHS部属的公司还要抉择在这一进程中回收哪些软件：在选择最终用于该打算的软 件之前，该公司将和Illumina等科研机构相助，以验证、测试以及提高现存的很多变体识别算术公式。

在此项工程中，每个变异城市被拿来和现有变异数据库中的数据举办比拟，这些数据库包罗诸如核苷酸多态性数据库(dbSNP);美国国立卫生研究院部属的 一个短基因变异数据库;编纂了全球人类基因变异目次的国际研究打算;外显子组聚积同盟(ExAC)数据库;外显子组测序数据集等。由于该工程事情量极大， 参加考量的10家最顶尖的公司将认真为该项目标首批8000名患者提供评注以及表明类的处事事情。今朝基因组学英格兰公司已经把中标公司缩减到了个中的4 家，并要求这些公司通过相关测试阶段，并告竣一项协议。

由国度扶助的、一体化的英国医疗卫生系统对付开展如此大局限的基因医学研究很是抱负，牛津大学医学研究专家John Bell说，他也是基因组学英格兰公司的理事之一，该公司是NHS部属的一家旨在打点和运行10万人基因组打算的公司。NHS已经拥有大量小我私家临床信息， 把这些信息和具体的基因组数据团结，将更有利于在医学和基因之间的接洽上得到重要发明。此刻，证明全基因组阐明有助于诊断疾病的证据已经越来越多，久远来 看，这项打算的方针是让全基因构成为NHS通例记录的一部门，Bell说。

英国就是其一。通过10万人基因组打算(该项打算于2012年提倡，增稠剂，并获得首相戴维·卡梅伦的支持)，该国已经在基因医学方面迈出了一大步。

美国加州一对龙凤胎出生后，他们的怙恃很是忧虑：两个婴儿不只发育迟钝，并且肌肉松软无力。大脑扫描功效显示，男婴或存在大脑性麻木;然而大夫对造成女 婴震颤和癫痫的原因却不清楚。陆续串的检测均未能确诊两名婴儿的病因，当两名孩子5岁时，开始服用左旋多巴(用于治疗帕金森氏症的一种药物)举办治疗，然 而该药物疗效有限。

   【盖德化工网  逐日热点】导读：基因组阐明是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。操作基因，人们可以改善果蔬品种，提高农作物的品质，更多的转基因植物和动物、食品将问世，人类大概在新世纪里培养出超等物作。通过节制人体的生化特性，人类将可以或许规复或修复人体细胞和器官的成果，甚至改变人类的进化进程。

当前，Illumima公司已 经对10万人基因工程中的3000多个基因组举办了测序，此刻天天仍在举办更多的测序事情。“对付各类阐明功效，公司将会收集和陈诉在DNA详细部位发明 的差异种类的胚胎和体细胞变异。”该公司人口测序打算执行司理Peter Fromen说。这些变异大概包罗插入或删除部门核苷酸，或是用一种核苷酸替代另一种核苷酸。另外还包罗布局变异，好比一个基因复制数量的变革。

作为3亿英镑打算的一部门，10万人基因组打算到2017年将对被纳入英国国度医疗处事系统(NHS)的10万名癌症患者、稀有病患者以及熏染病患者进 行全基因组测序。该打算的方针是通过把疾病和准确的基因特征相关联，从而按照患者的个别需求提供精准治疗，最终刺激英国基因组学财富的成长。

然而，在实现这一愿景之前，10万人基因测序打算仍须超过一些障碍。除了提取和测序大量小我私家基因的啰嗦任务外，还存在分辨哪些基因突变会导致疾病、哪些突变是有害的等诸多问题，答复这些问题将需要处理惩罚海量数据，且耗时漫长，因此也需要专业公司设计出更先进的软件。

但英国的10万人基因工程成长势头最 为强劲，该工程已经注册了3500名稀有病患者、2000名癌症患者，该工程共打算招募约7.5万人。最终招募的稀有病患者与其亲属将包罗5万人，由于 80%的稀有病会遗传，所以该项目将会对稀有病遗传者(凡是是孩子)和与血缘干系最近的亲属举办基因组测序。其他的2.5万人将包罗癌症患者，他们的基因 组序列将会举办两次检测(肿瘤DNA将会被用于和该患者的正常细胞作比拟)，从而让测序总量到达10万人次。

此刻，基因组学英格兰公司正在为基因检测进程中的各个步调——从提取DNA样本到阐明基因组——寻找行业合资人，总部位于加州圣迭戈的测序设备出产商 Illumina公司就是相助者之一，该公司正在举办基因测序以及区分基因变异(即识别变体)等事情。该公司今朝仍在位于英国小切斯特福德的分公司从事这 项事情，但跟着该项目局限日益扩大，将来数月，相关测序仪器将会被运往欣克斯顿威康信托基金会基因组校园。

国度基因工程

该项目标方针是，但愿可以 让参试者受益于临床阐明，并且他们的基因组数据还会对全社会的患者孝敬代价。好比，大夫通过把一名患者的前列腺癌症基因和英国基因数据库中的数据作比拟， 大概展现出该病背后的详细基因模式。大夫大概会找出具有同样基因模子的其他患者，然后相识哪些药物和措施对患者有益。

    成长势头强劲

冰岛是首个对其国民实施大局限基因阐明打算的国度。许多国度随后也开展了同样有着明晰方针的打算：把国民康健和基因组测序相接洽。在美国，“精准医学计 划”规划对100万名志愿者举办基因测序，而正在酝酿的“百万老兵打算”方针也是在美国退伍武士之间开展雷同的打算。其他正在举办雷同项目标国度还包罗加 拿大、澳大利亚、日本、韩国、新华坡、泰国、科威特、卡塔尔、以色列、比利时、卢森堡和爱沙尼亚。

据悉，剑桥的Congenica和加州的Omicia公司将阐明稀有病基因;加 州的Nanthealth公司将阐明癌症基因;马萨诸塞州坎布里奇市的WuXi NextCODE公司将阐明癌症和稀有病两者。加州圣迭戈的Cypher Genomics公司和与其相助的马里兰州的Lockheed Martin公司将成为保存的候选公司。这些公司此前均有相关规模的事情履历。

NHS并不擅长技能创新，Bell说，但基因组学英格兰公司在这一方面具备改良本领。对该公司来说，整个10万人基因组打算的目标 是为临床医学提供谜底。可是在诊断资摒挡会抵达大夫和患者之前，科学家团队和临床医师需要阐明这些数据。今朝，10万人基因组工程已经举办了一系列勾当， 这对全基因组学规模的成长大概是有力的促进因素。它将会带来很多贸易和学术机会，大概会让基因医学最终实现其众望所归的前景，为受疾病熬煎的患者带来益 处。

这些公司都将利用高机能计较机表明基因数据，并将在基因组学英格兰公司的安详数据中苦衷情，对数据举办阐明。它们的宗旨是提供自动化处事，因为当前表明 下一代测序数据在很洪流平上仍要采纳手动措施，这一进程须淹灭大量时间。因此，每个公司城市带来其自有的、差异的专业常识和履历，以处理惩罚这些棘手的解读问 题。

Illumina正在操作高 通量测序处理惩罚提取的DNA样本，以得到As、Ts、 Cs和Gs等DNA构建模块短片断的字符串。这些片断会通过运算被组合成一个一个持续的序列，然后科学家会通过生物信息学把这些生成的全基因组和人类参照 基因组(由国际基因组参照序列相助体一连更新的一小我私家类基因组的典范典型)举办比拟。其目标是发明和这个典型差异的每一处偏离：即每个基因变异。

亟待软件创新