全基因组测序(WGS)全外显子测序(WES)

全基因组测序(WGS)全外显子测序(WES)能够把人身上的每一个遗传密码都给查出来。什么东西能吃、什么东西不能吃、会有什么毛病、学习怎么样、运动行不行、甚至脾气怎么样、哪几天容易发脾气估计都能够给翻译出来,重要性和应用范围就不需要过多解释了吧。一句话,未来每个人的衣食住行可能都需要拿一份全基因的测序报告来做参考,厉害吧!

 在国外的临床遗传学领域,WES在产前诊断和儿科的疾病检测方面,已经是非常普遍了。不过在国内依旧局限在一部分大医院和第三方检验中心,还没能够惠及广大普通群众。

 妨碍WES推广和应用的关键,我觉得主要在于测序结果的分析和解读上面。

 国内最多采用的是将样本送到第三方临检中心进行检测和分析这样的模式来进行全外的遗传检测。拿到检测报告后,如果是异常结果,报告上通常都会有详细的说明解释,一般医生照本宣科读一读问题不大。不过也有例外的情况:一个是临床医生觉得怎么看病例都像是有遗传病的,但是报告是正常的;还有一个是报告上给出的致病基因与解释和临床上差异有点大,读着读着就觉得不对劲了。这个时候就会对出报告的地方有疑问了,到底这个报告靠不靠谱?这个地方就是需要解决问题的核心地方了。

 最近一段时间一直在埋着头捣腾全外显子测序(WES)分析,希望能构建一套容易在基层医院中推广的检测、分析模式。说实在的,这个事情我想了好几年了,一直在努力。这几年接待了好多遗传病的病人,WES的检测效果没的说,超级有效。不过光凭少量几个机构来做,对病人的帮助毕竟过于局限。所以如果能有方法让全外的检测和分析都容易一点,基层医院的医生也能搞得明白,用得起来,那么北上广深以外的其他城市居民也就能用得上了。去年以来又得到了不少贵人相助,攒了不少经验值,所以再来谈谈自己的看法。

 先讲个故事,前阵子看了一部三哥的电影《护垫俠》,讲一个大男人排除千难万难在印度生产与推广姨妈巾的故事。非常搞笑,又特别有哲理,推荐。里面有个情节,这位直男经过仔细研究(偷看google秘籍),把姨妈巾的生产分成了制作棉垫、压缩、消毒和包装四步,然后分别用最简单的设备与方法来实现。成功让姨妈巾的成本降低了几十倍,由50块一片变成2块钱一片(2块印度卢比,大概人民币几毛钱吧),普通印度妇女终于也能用得起了。

 对于印度的姨妈巾大侠来说,他要解决的是价格的问题。对WES分析来说,价格这块没得办法,国货当自强。现阶段国内主要存在的问题在于报告的准确性的担忧上面。所以核心问题在于如何解决医生心中的担忧。

 OK,我们也来学学姨妈巾大俠。把WES的检测分析过程做个分解,看看有什么好办法能够把检测和分析过程给分解了、替换了,让临床检验、解释更省心、更放心。

 如果把WES的检测拆开来看,看完之后你就会发现了,这事儿还真是为临床一线医生准备的,所以如果要让全外能够广泛地推广,光靠第三方不行,医院必须得参与进来。

 WES检测分析拆出来分为以下几步,测序、一级分析、二级分析、三级分析。翻译成人话就是人机跑实验、电脑跑程序、电脑继续跑程序、人脑和病例一起倒腾程序。

 1、人机跑实验:就是做实验了,都是通用的,市面上就那么几家,都差不多;就算有点差异,差别也不大,对结果影响很小。所以不用烦神,交给专业的公司就行。

 2、电脑跑程序:从原始检测数据(fq文件)到基因突变位点的清单(vcf文件),采用的方法也是基本固定的,最后能得到一张写满突变位点清单的大表,大概有几万个。放着先,反正不用看。

 3、再一轮电脑跑程序:是从几万个点,筛选出来几个到几十位点或者几百个位点的过程。采用的方法也差不多,因为筛选的条件宽严程度不同,所以才会有从几个点到更多位点的差别。一般都会筛选的稍微松一点,有上百个点也不怕,后面还要进一步筛选的。上面两步都有现成的方案,测序公司一般直接就搞定了。如果搞不定的,那就换个公司。

 4、人脑和病例一起跑程序:第三步获得的位点清单上,每个点都会有相应的疾病和临床表现。把受检人的临床表现输进去电脑,程序就能自己运行,挑出来哪个位点和我们的病例最像。对上了,啊,好爽。如果对不上,那就换个词再试试,把病人叫过来再做做相应的检查,直到对上,或者实在对不上为止。

 这样一分解,就很清楚为什么说,WES分析是专门为临床医生准备的了吧?临床表现越多、越准,基因检测的可靠性就越高。在不断尝试不同疾病、不同临床表现的期间,可能会有很多次查基因、对表现、加表现、查基因,反复来反复去的过程。如果把一个检测完全交给实验室,对方只能根据开始送检提供的有限资料去核对、筛选,挑出来最有可能的位点和疾病。一方面很多疾病长得差不多,所以很有可能挑出来的基因或者位点就是不对的。还有一个很重要的原因,每个人写出来的病历是不一样的。比如临床医生写了个间歇发热,结果数据库里面认为这个病对应的表现是体温波动。很可能就对不上了,所以还是临床医生自己写自己看自己对更有效、更准确。

 好了,我们再把WES的检测和分析流程捋一遍。

 1、测序公司来做:测序、分析、给一张几十到百把个可疑位点的表格;

 2、自己来做或者和第三方中心合作:把病例的表现放进去,得到几个最相关的位点;

 3、根据结果对病例进一步检查,找到新的临床表现;

 4、重复第2～3步,直到获得最为确定的位点。

 所以一线临床医生要做的就是,拿着报告,根据报告上写的表现,去到病例身上核对;把找到的新的临床表现再交给机器再次分析。重复以上过程,直到自己认为满意为止。

 对于准备本地开展WES检测的医院,平台建设的成本也不高。

 1、测序,外包最合适,设备太贵,每次开机都要很多样本才行,否则成本撑不住(土豪医院当我没说)。担心质控安全问题的,可以考虑自己建库,外送测序,因为建库时加了条码进去,样本是不会错了。

 2、两步电脑跑程序,起码要有一个服务器和一个专职分析人员。虽然测序公司也可以跑程序,给最终位点列表小清单,但是如果需要看测序质量、数据可靠性、调整过滤条件等等,还是需要自己能跑软件。人员方面,个人觉得并不是一定要学计算机背景的,毕竟软件都是现成的,能够按着说明文档复制粘贴,改改参数按个回车就行。并不需要有专人来开发专用程序,会用就行。专职是因为现在最新最好的软件都是linux系统的,跟平常用的windows平台差别有点大,学起来要花点时间,而且还经常有更新的方案出来,有人专职负责这块不容易遗漏。

 3、临床遗传学分析,遗传咨询师+临床医师+上面那位软件分析师的互动和联动。建议实验室遗传咨询师兼职软件分析师,沟通与互动会快得多。

 4、与兄弟单位和国内外专家及时沟通互动,对基层单位提供支援,比如加入联盟,进群啥的。毕竟基因领域发展超快,单打独斗容易落伍,也没法得到支援。再说了,辛辛苦苦把平台搭起来,总是需要有更广泛的受众才不至于浪费吧。

 算下来好像也就是一个人一台电脑的事,貌似惠而不贵,就是对人要求高些,呵呵。

 有些机构并不打算自己开展检测、分析,只是想要在对报告出现疑问的时候,能够对过滤得到的100多个点再分析分析,自己找找有没有可能性更高的位点。这时候,只需要培养一位熟悉遗传规律、基因功能检索和临床基本知识的遗传咨询师,熟悉上面的第3和第4步流程就可以了,这个是性价比最高的。

对于不打算本地开展的基层医院。医生熟悉开单、第三方做检验出报告,看结果;结果能对上,ok。结果对不上,转诊,这是最快容易开展的。不推荐基层医生去查表型、对基因,也不推荐基层医生把自己锻炼成遗传专家。原因是尝试原始数据的过滤、核对需要学习的内容比较多,最好是临床医生指导下由专人配合执行。医院自己放个人专业做这个不划算,而与第三方的配合互动可能不那么容易。如果不是专人的话,遗传病有那么几千种,在病人种类很多、数量不大的情况下,学习掌握一大堆一辈子见不了几次的遗传病并不容易,也很容易遗忘,转诊更经济实用。等有经验了,再转到本院分析也不迟。

 另外,需要参与遗传病的团体或者群组,方便产前诊断转诊。遗传病多数无法治疗,对应的后续处理常常是产前诊断。而产前诊断又需要自制专门方案,也不是这么容易的事情。像我院(中山大学附属第三医院)的产前诊断中心,这些年来面对来就诊的不同遗传病家庭,日积月累地,攒下了一大堆各种专用的产前诊断检测试剂,绝大多数是自己设计定制的,人力物力消耗都不小。但是多数只用了1-2个家系以后就这么在冰箱里放着了,挺可惜。