高通量测序与精准医疗系统

HiSeq X Five
1800Gb | 6B | 2x150
HiSeq X Ten
1800Gb | 6B | 2x150
HiSeq 2500
MiSeq
NextSeq
1000Gb | 4B | 2x125
120Gb | 400M | 2x150
15Gb | 25M | 2x300
750Gb | 2.5B | 2x150
“精准医疗”是一个新兴的疾病治疗和预防的方法，是建立在了解个体的 基因、环境以及生活方式的基础上的。精准医疗计划将会产生将精准医学 的概念推到临床所需要的科学证据。
让我们再回顾一下精准医疗的历史！
~25年前
1990年12月人类基因组计划启动
~15年以前
2000年7月人类基因组计划宣告完成，2001年人类基因组数据发表
Neanderthal genome坦quence
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complete
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ComprehenslVe genomlC .na加 s of ghoblasloma
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精准FDA
“精准FDA”（PrecisionFDA）是一个基因组信息学社区和共享数据平台，一 个为研究人员准备的开源、基于云的工具，它将为下一代测序诊断提供依据 ，并且为所有开发者提供统一的、可共享的在线基因组信息数据库。
2014年英国已经提出的10万英国人基因组计划
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nature
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Platypus genomesequence
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What we know is determined by what we see
1980
2015
技术 – 所见即所知（二）测序技术的发展
1949
2015
Illumina Sequencing涵盖高中低通量
Increasing System Price & Output
HiSeq 4000
1500Gb | 5B | 2x150
遗传学和基因组学对整个医疗界的影响
孕前和产 前诊断
疾病敏感 性
疾病的负 担和复发
监控
基因 组学
预后和治 疗决策
筛查和诊 断
新生儿筛 查
Calzone, et al. (2013). Relevance of genomics to healthcare and nursing practice. Journal of Nursing Scholarship, 45, 1-2.
美国精准医疗基因组协作组的成员
MEMBERS
医院（大学）、研究所、公司
目前的进展
1月20日奥巴马提 出精准医疗计划
7月12日NCIMATCH计划提出
8月5日FDA提出 “精准FDA”
9月17日工作小组 向Francis S.
Collins工作报告
11月20日，确认 7800万美元拨款
计划
NCI-MATCH——NCI-Molecular Analysis for Therapy Choice
Final report
aMOI = actionable mutation of interest
NCI-MATCH Panel—— Ion Oncomine Comprehensive Panel
• 20ngDNA和15ngRNA，4小时完成测序检测 • 398种突变的panel进行验证，365种SNV检出364个，检出率高达99.7%，
Bovlnegenome s四 uence
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33种indel检出25个，检出率75.8% • 三组FFPE样本进行性能验证，104个常规分子诊断信息，101例肺癌样本
，106个前列腺癌样本，其中1/3的样本存储超过3年
• 所有含有EGFR，KRAS，BRAF的突变都100%灵敏度和特异性的被检出，而 RNA panel，100%检出T2：ERG fusion，6/7检出ALK，另检出额外2个
“精准医疗”是一种基于病人“定制”的医疗模式，在这种模式下，医疗 的决策、实施等都是针对每一个病人个体特征而制定的，疾病的诊断和治 疗是在合理选择病人自己的遗传、分子或细胞学信息的基础上进行的。
Precision medicine is an emerging approach for disease prevention and treatment that takes into account people’s individual variations in genes, environment, and lifestyle. The Precision Medicine Initiative will generate the scientific evidence needed to move the concept of precision medicine into clinical practice.
伴随人一生的遗传学和基因组学
生命结束源自文库 管理
孕前和产前 筛查
新生儿筛查
生命末期管 理
风险预测
个体化医疗
疾病分型
筛查和诊断
Calzone, et al. (2013). Relevance of genomics to healthcare and nursing practice. Journal of Nursing Scholarship, 45, 1-2.
Tumor content >50%
Nucleic Acid Extraction
DNA yield > 20 ng
Library/Template P rep Sequenci ng Data Analysis eMOI Report Review
Library yield > 10 pM
Test fragments: A/D > 80% AQ17, Read Length > 90 bp Reads per sample: >350, 000 Read Length: 140-160 bp Coverage: “ >80% of amplicons coverage >450 Positive: detect all true positive variants Negative: detect no false positive aMOI NTC: total reads < 2% of lowest sample library read
genomes
1990-2003
Human Genome Proj田 t
2004 -2010
2011- 2020
Beyond 2020
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1.
•
技术 – 所见即所知（一）
• 招募3000名病人，1000名合格的入组病人； • 20到25种药物；
用突变而非部位来区分
• 143个基因的4000个基因突变； • 招募10组志愿者
肿瘤和指导用药
• 脑、乳腺、胃肠道、泌尿、头颈、血液、淋巴、黑素瘤、骨髓
瘤等
NCI-MATCH的工作流程
Tissue Fixation Path Review
F!rst genome wlde .ss阳 atlon study
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Internatlonaldata relea四 wor陆hop
Rat genome 国 quence
Chlmpanzee genome
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阳明
Collins, F. S., et al. (2003). "A vision for the future of genomics research." Nature 422(6934): 835-847.
2011年2月 NHGRI公布了新的人类基因组展望
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HiSeq 3000
Decreasing Price Per Gb
Ion Torrent 系列汇总——中通量，简单易用
Hard to Use
>2000 systems placed
Easy to Use
2010
2012
15 min set up time
2014
2016
Jonathan Rothberg
精准医疗的提出：Precision Medicine Initiative
2016年，美国财政预算计划拨付共2.15亿美元用于资 助这方面的科学研究、创新发展。
合适的时间给合适的人合适的治疗，且仅仅如此！ The right treatment to the right patient at the right time
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Genetlc InformaÌlon Nondlscnminatlon Act (G1NA)
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Understanding the bio l吨 Y of
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Human genebcVanatlOf1IS breakthr饥Jgh of theyear
Yoruba geno何瞻 回 quence
高通量测序与精准医疗系统
精准医疗的概念很具体
Precision medicine (PM) is a medical model that proposes the customization of healthcare—with medical decisions, practices, and/or products being tailored to the individual patient. In this model, diagnostic testing is often employed for selecting appropriate and optimal therapies based on the context of a patient’s genetic content or other molecular or cellular analysis. Tools employed in PM can include molecular diagnostics, imaging, and analytics/software.
目前国产“高通量”测序仪
BGI SEQ500
Revolocity
华大测序系统
中科紫鑫
BGISEQ-100
DA Proton
BioelectronSeq 4000
华因康
瀚海基因
为什么是现在？——今天的现实
• • 千美元基因组千人民币外显子组已经实现 • • 监管体系已初步形成-无创产前相关监管体系建立 • • 直接面向消费者的检测已经逐渐被消费者接受 • • 第三方临检机构已经可以提供基因检测服务 • • 保险系统开始介入 • • 药物遗传学/药物基因组学有关的诉讼已经开始 • • 医疗职业协会的专业化标准已经覆盖遗传/基因组领域 • • 新的“精准医疗计划”启动 • • 临床医学已经确定了遗传/基因组信息在临床中的重要作用 • • 美国医学研究院（IOM）证明了有效性和合理性 - 2/26/2015