Genome front-und center der seltenen Krankheit Diagnose

Ein Forschungs-Programm eine Vorreiterrolle bei der Verwendung der whole genome sequencing in der NHS hat bei Hunderten von Patienten und entdeckten neue genetische Ursachen von Krankheiten. Ganze Genom-Sequenzierung ist die Technologie, die von der 100.000 Genome-Projekt, ein service, von der Regierung, die zielt auf die Einführung von routine-genetische Diagnostik in der NHS.

Die vorliegende Studie, geführt von den Forschern am Nationalen Institut für Gesundheit Forschung BioResource zusammen mit Genomics England, die zeigt, dass die Sequenzierung des gesamten Erbguts von großen zahlen von Individuen in einer standardisierten Art und Weise kann zur Verbesserung der Diagnose und Behandlung von Patienten mit seltenen Krankheiten.

Die Forscher untersuchten die Genome von Gruppen von Patienten mit ähnlichen Symptomen, die verschiedene Gewebe, wie Gehirn, Augen, Blut oder Immunsystem. Sie identifizierten eine genetische Diagnose für 60% der Personen, die in einer Gruppe von Patienten mit frühem Verlust des Sehvermögens.

Das Programm, die Ergebnisse wurden heute veröffentlicht in zwei Artikeln in der Zeitschrift Nature, die angeboten werden ganz-Genom-Sequenzierung als einen diagnostischen test, um Patienten mit seltenen Krankheiten über eine integrierte Gesundheits-system, eine Weltneuheit in der klinischen Genomik. Die integration der genetischen Forschung mit NHS-Diagnose-Systemen erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass ein patient erhält eine Diagnose und die chance, dass eine Diagnose wird innerhalb von Wochen statt in Monaten.

„Etwa 40.000 Kinder geboren werden jedes Jahr mit einer seltenen vererbten Krankheit, die allein in Großbritannien. Leider dauert es mehr als zwei Jahre, im Durchschnitt, für Sie diagnostiziert werden“, sagt Willem Ouwehand, Professor für Experimentelle Hämatologie an der Universität von Cambridge, dem National Institute for Health Research BioResource und NHS-Blut und Transplantation Principal Investigator. „Uns war es wichtig zu verkürzen, diese Odyssee für Patienten und Eltern.“

„Diese Forschung zeigt, dass schneller und besser der genetischen Diagnostik möglich sein wird, für mehr NHS-Patienten.“

In der Studie, finanziert vor allem durch das National Institute for Health Research, das gesamte Erbgut von fast 10.000 NHS-Patienten mit seltenen Krankheiten wurden sequenziert und suchte nach den genetischen Ursachen Ihrer Bedingungen. Zuvor unbemerkte genetische Unterschiede verursacht bekannte seltene Krankheiten identifiziert wurden, neben der genetischen Unterschiede verursachen vollständig neue genetische Krankheiten.

Das team identifiziert, die mehr als 172 Millionen genetische Unterschiede in den genomen der Patienten, von denen viele vorher unbekannt waren. Die meisten dieser genetischen Unterschiede haben keine Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, so die Forscher nutzten neue statistische Methoden und leistungsfähige Supercomputer, um die Suche für die Unterschiede, die Ursache der Krankheit—ein paar hundert ‚Nadeln im Heuhaufen.“

In einer Studie aus dem Programm, veröffentlicht als eigenständiger Artikel in die Natur, Forscher untersuchte 886 Patienten mit primären Immundefizienz—eine Bedingung, die wirkt sich auf die Fähigkeit des Immunsystems zur Bekämpfung von Infektionen durch Mikroben—und identifiziert vier neuen Gene.

„Die Bereitstellung der besten Behandlung und die entsprechende Pflege für Patienten mit vererbten Erkrankungen des Immunsystems richtet sich absolut auf eine schlüssige molekulare Diagnostik“, sagt Professor Adrian Thrasher der UCL Great Ormond Street Institute of Child Health (ICH) in London. „Unsere Studie zeigt, dass der Wert von whole-genome sequencing in diesem Kontext und bietet eine suite von neuen Diagnose-tools, von denen einige führten bereits zu einer verbesserten Versorgung der Patienten.“

Mit einer neuen Analyse-Methode entwickelt, die speziell für das Projekt, das team identifiziert 95 Gene, in denen seltene genetische Unterschiede sind statistisch sehr wahrscheinlich, dass die Ursache von seltenen Krankheiten. Genetische Unterschiede, die in mindestens 79 dieser Gene haben gezeigt, definitiv eine Krankheit hervorrufen.

Das team durchsucht für seltene genetische Unterschiede in fast allen der 3,2 Milliarden DNA-Buchstaben, aus denen sich das Genom jedes einzelnen Patienten. Dies kontrastiert mit aktuellen klinischen Genomik-tests, die in der Regel prüfen ein kleiner Bruchteil der Briefe, in denen genetische Unterschiede sind dachte wahrscheinlich, um die Krankheit verursachen. Durch die Suche im gesamten Genoms konnten die Forscher erkunden die „- Schalter und „Dimmer“ des Genoms, die regulatorische Elemente in der DNA Steuern die Aktivität von tausenden von Genen.

Das team hat gezeigt, dass selten Unterschiede zwischen diesen Schaltern und Dimmern, eher als Störung der gene selbst beeinflussen, ob oder nicht das gen eingeschaltet werden kann, mit der richtigen Intensität. Identifizierung von genetischen Veränderungen in den regulatorischen Elementen, die Ursache der seltenen Krankheit ist nicht möglich, mit dem clinical genomics-tests, die derzeit bei den Gesundheitsdiensten weltweit. Es ist nur möglich, wenn der gesamte genetische code analysiert wird, für den einzelnen Patienten.

„Wir haben gezeigt, dass die Sequenzierung des gesamten Erbguts von Patienten mit seltenen Erkrankungen routinemäßig in einem Gesundheits-system bietet eine schnelle und sensitive Diagnose-service für die Patienten als die früheren fragmentarischen Ansatz, und gleichzeitig erhöht Sie die genetische Forschung für die Zukunft Wohle der Patienten warten immer noch auf eine Diagnose“, sagt Dr. Ernest Turro von der University of Cambridge und der NIHR BioResource.

„Dank der Beiträge von Hunderten von ärzten und Forschern in Großbritannien und im Ausland, wir konnten an der Studie teilnehmenden Patienten in ausreichender Zahl zu identifizieren, die Ursachen der auch sehr seltene Erkrankungen.“

Obwohl die einzelnen seltenen Krankheiten betreffen nur einen sehr kleinen Teil der Bevölkerung, gibt es Tausende von seltenen Krankheiten, und zusammen, Sie beeinflussen mehr als drei Millionen Menschen in Großbritannien. Um diese Herausforderung zu bewältigen, die NIHR BioResource erstellt ein Netzwerk von 57 NHS Krankenhäuser, die den Fokus auf die Betreuung von Patienten mit seltenen Krankheiten. Fast 1000 ärzte und Krankenschwestern arbeiten in diesen Kliniken machen das Projekt möglich, durch Fragen Ihre Patienten, und in einigen Fällen, die Eltern der betroffenen Kinder mit der NIHR BioResource.

„Bei der Einrichtung des NIHR BioResource Project, wir nahmen unbekannte Schritte in eine entschlossene Anstrengung zur Verbesserung der Diagnose und Behandlung für Patienten in der NHS und darüber hinaus“, sagt Dr. Louise Wood, Direktor für Wissenschaft, Forschung und Beweise in der Abteilung der Gesundheits-und Sozialfürsorge und die zusammen mit dem Chief Medical Officer Professor Chris Whitty hat die Gesamtverantwortung für das Nationale Institut für Gesundheit Forschung.

„Die NIHR-finanzierte Forscher, die auf diesem wissenschaftlichen Bericht waren ein Teil von jener frühesten Diskussionen, wie wir gesucht, um sicherzustellen, wir könnten liefern der Wissenschaft und verwandeln es in die klinische Praxis über die NHS. Die Forschung hat gezeigt, dass die Patienten, Ihre Familien und das Gesundheitswesen können alle profitieren, indem genomische Sequenzierung an der Spitze der klinischen Versorgung in den entsprechenden Einstellungen.

„Die Pionierarbeit, die von der NHS in Partnerschaft mit der Genomik England und Akademische Forscher in Großbritannien hat die Grundlagen für die Anwendung der gleichen Genom-test für Patienten mit COVID-19, mit der Hoffnung, der Suche nach hinweisen, warum manche Patienten erleben, wie eine schwere form der neuen Krankheit.“

Auf der Grundlage der entstehenden Daten aus dem bisherigen NIHR BioResource-Studie und andere Studien von Genomics England, die britische Regierung angekündigt, im Oktober 2018, die der NHS bieten whole-genome-sequencing-Analyse für alle schwerkranken Kinder mit Verdacht auf genetische Erkrankung, auch solche mit Krebs. Die Sequenzierung ganzer Genome wird erweitert, um eine million Genome pro Jahr bis zum Jahr 2024.

Whole-genome-sequencing wird schrittweise Bundesweit für die Diagnose von seltenen Krankheiten als „standard of care“ Sicherstellung der gleichwertigen Versorgung im gesamten Land.