英國生物銀行(11月30日星期四公布了對其50萬參與者進(jìn)行全基因組測序的令人難以置信的新數(shù)據(jù)。這個數(shù)據(jù)庫公布 50 萬名英國志愿者的每一個人的完整基因組序列。全世界的研究人員都可以申請?jiān)L問這些缺乏可識別細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)，并利用它們來探究健康和疾病的遺傳基礎(chǔ)。
這將推動新的診斷方法、治療方法和治愈方法的進(jìn)步，并通過一個包含去標(biāo)識化數(shù)據(jù)(例如姓名、地址、出生日期、全科醫(yī)生姓名等)的受保護(hù)數(shù)據(jù)庫，提供給世界各地經(jīng)批準(zhǔn)的研究人員。如此豐富的基因組數(shù)據(jù)是無與倫比的，但它與英國生物銀行在過去15年中收集的生活方式、全身成像掃描、健康信息和血液中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)等現(xiàn)有數(shù)據(jù)的結(jié)合，才是其成為醫(yī)療保健未來的決定性因素。
繼2021年發(fā)布20萬名生物銀行參與者的全基因組之后，今天的大手筆發(fā)布了每位英國生物銀行參與者的30億個字母的完整基因組序列。這項(xiàng)耗資2億英鎊（約合2.5億美元）的工作由生物醫(yī)學(xué)研究資助者Wellcome、英國政府和幾家制藥公司共同資助，作為回報(bào)，這些公司可以在數(shù)據(jù)發(fā)布前9個月獲取數(shù)據(jù)。
英國生物銀行首席執(zhí)行官Rory Collins在新聞發(fā)布會上說："科學(xué)家們正在像研究谷歌地圖一樣研究這些數(shù)據(jù)。當(dāng)他們想知道從生活方式、環(huán)境、遺傳到疾病的途徑是什么時，他們不會去谷歌，而是會去英國生物銀行"。
罕見變異
在此之前，英國生物銀行的基因信息包括整個 "外顯子組"，每個外顯子組都是基因組中負(fù)責(zé)編碼蛋白質(zhì)的 2%，以及分布在基因組中的 85 萬個常見的單字母 DNA 變異。全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）將健康與遺傳學(xué)聯(lián)系在一起。
但是，當(dāng)研究人員尋找遺傳與疾病或其他性狀之間的關(guān)聯(lián)時，這些 "命中 "的變異大多出現(xiàn)在基因組的非編碼區(qū)，而這些非編碼區(qū)在外顯子組序列中是缺失的，在現(xiàn)有的全基因組數(shù)據(jù)中也只有低分辨率的覆蓋。英國?？巳卮髮W(xué)人類遺傳學(xué)家Michael Weedon說，全基因組還能讓研究人員發(fā)現(xiàn)非常罕見的變異，這些變異對性狀的影響往往比全基因組數(shù)據(jù)中的常見變異更大。"我們希望稀有變異能讓我們更深入地了解生物學(xué)。
事實(shí)已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。在11月20日的預(yù)印本中，由Weedon和同在埃克塞特大學(xué)的人類遺傳學(xué)家Gareth Hawkes領(lǐng)導(dǎo)的研究小組對英國生物庫數(shù)據(jù)中的前20萬個完整基因組進(jìn)行了挖掘，發(fā)現(xiàn)了29個罕見的DNA變體，這些變體與高達(dá)7厘米的身高差異有關(guān)；這些變體在以前的遺傳研究中從未發(fā)現(xiàn)過。Weedon說，這項(xiàng)研究是對所有 50 萬個基因組進(jìn)行分析的試點(diǎn)，他計(jì)劃進(jìn)一步對基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行初步研究。
最終，研究人員將需要50萬個以上的全基因組來全面繪制罕見基因變異與健康之間的關(guān)聯(lián)圖。"我認(rèn)為這是獲得我們可能需要的數(shù)百萬個樣本的良好的下一步"。
改變游戲規(guī)則的健康研究數(shù)據(jù)
今天增加的測序數(shù)據(jù)是幫助取得了一系列巨大飛躍。這些飛躍包括：發(fā)現(xiàn)了與預(yù)防肥胖和 2 型糖尿病相關(guān)的基因，這有可能促進(jìn)新藥的開發(fā)；確定了心臟病、乳腺癌和前列腺癌等疾病的高遺傳風(fēng)險(xiǎn)個體，這可能有助于篩查；通過智能手表數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了基因活動與帕金森病之間的聯(lián)系，這可以在診斷前七年預(yù)測該疾病，從而有可能進(jìn)行早期干預(yù)。新的測序數(shù)據(jù)將大大增強(qiáng)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的潛力。
這種規(guī)模的全基因組測序數(shù)據(jù)，結(jié)合英國生物銀行現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和生物樣本，將產(chǎn)生生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)新，包括:
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更有針對性的藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)。根據(jù)人類遺傳學(xué)證據(jù)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)性療法獲準(zhǔn)用于臨床的可能性要高出一倍！"這個具有里程碑意義的數(shù)據(jù)集將使我們能夠利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的力量，快速確定新的疾病靶點(diǎn)，并幫助研究人員預(yù)測候選藥物如何根據(jù)患者的遺傳學(xué)影響某些亞群患者。這將為更高效的臨床開發(fā)鋪平道路，并推動精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，"強(qiáng)生公司創(chuàng)新醫(yī)學(xué)研發(fā)執(zhí)行副總裁、醫(yī)學(xué)博士 John Reed 說。
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發(fā)現(xiàn)數(shù)千種致病的非編碼基因變異。人類基因組的98%曾經(jīng)被錯誤地稱為“垃圾DNA”，人們對它們知之甚少。這是DNA中不編碼蛋白質(zhì)的部分，利用早期的測序數(shù)據(jù)，一項(xiàng)研究已經(jīng)從這個區(qū)域發(fā)現(xiàn)了罕見變異與特定基因決定特征相關(guān)的例子。
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加快推進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療。英國生物銀行的樣本量為50萬人，收集了超過1萬個變量(如血壓、認(rèn)知功能、飲食和骨密度)的數(shù)據(jù)，研究人員正在推動量身定制的醫(yī)療保健，比如調(diào)查為什么具有相同遺傳傾向的人對同一種疾病有不同的結(jié)果、反應(yīng)和副作用。
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了解疾病的生物學(xué)基礎(chǔ)。對于許多疾病，如帕金森氏癥、阿爾茨海默氏癥和自身免疫性疾病，人們對其潛在的起源知之甚少。"這個突破性的數(shù)據(jù)集讓科學(xué)家們能夠比以往任何時候都更近距離地探索遺傳如何影響蛋白質(zhì)、代謝物和其他生理因素的水平，有望加速我們對疾病遺傳基礎(chǔ)的理解。“安進(jìn)公司研發(fā)執(zhí)行副總裁David Reese說。
數(shù)據(jù)民主化
迄今為止，已有來自90多個國家的3萬多名研究人員注冊使用英國生物銀行，并發(fā)表了9000多篇同行評議論文。研究人員可通過英國生物庫安全的云端研究分析平臺（Research Analysis Platform），獲得分析去標(biāo)識化數(shù)據(jù)的工具和計(jì)算能力。
從基因組本身的測序到創(chuàng)新和安全的數(shù)據(jù)存儲，這一豐富數(shù)據(jù)集的發(fā)布標(biāo)志著科學(xué)研究中一個重要而令人印象深刻的時刻。這對于了解我們的基因、環(huán)境和健康之間的相互作用確實(shí)是一個開創(chuàng)性的領(lǐng)域。
“惠康的資金支持了一個新的定制數(shù)據(jù)平臺，該平臺將為獲得批準(zhǔn)的研究人員提供分析大量數(shù)據(jù)所需的工具。至關(guān)重要的是，這為早期職業(yè)研究人員以及低收入和中等收入國家的研究人員提供了令人興奮的機(jī)會，反過來又提供了巨大的潛力，可以開啟新的發(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)我們對健康的理解，從而改善世界各地的生活，”威康信托基金會首席研究項(xiàng)目官Cheryl Moore說。
背后的支持
該項(xiàng)目由Wellcome,、UKRI和四家生物制藥公司（安進(jìn)、阿斯利康、葛蘭素史克和強(qiáng)生公司）資助。
作為對巨額投資的回報(bào)，英國生物銀行將向財(cái)團(tuán)的行業(yè)成員提供9個月的獨(dú)家數(shù)據(jù)訪問權(quán)。通過這種方式，商業(yè)公司投入巨資來增強(qiáng)突破性的健康數(shù)據(jù)集，然后將其用于世界各地經(jīng)批準(zhǔn)的研究。
DNA測序由Amgen的子公司deCODE Genetics和Wellcome Sanger Institute完成，使用Illumina NovaSeq技術(shù)完成，deCODE提供額外的信息處理支持。
現(xiàn)在，經(jīng)批準(zhǔn)的研究人員可以在英國生物庫研究分析平臺（UK Biobank Research Analysis Platform）上訪問這些數(shù)據(jù)以及英國生物庫的其他去標(biāo)識化數(shù)據(jù)，該平臺由 DNAnexus 托管于倫敦地區(qū)的亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（AWS）。這是首次向研究人員提供全球可訪問的資源、計(jì)算能力和必要的存儲，分析如此規(guī)模和種類的數(shù)據(jù)。
測序完成后，行業(yè)聯(lián)盟牽頭在 AWS 基礎(chǔ)設(shè)施上使用 DRAGEN 管道對基因組進(jìn)行了處理和聯(lián)合調(diào)用 ，使 Illumina 能夠?qū)⑦@一海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為單一的綜合基因數(shù)據(jù)集。這些產(chǎn)出進(jìn)一步豐富了數(shù)據(jù)的科學(xué)重要性，提高了識別頻率較低的基因變異的潛力，并使其與其他大規(guī)模人群健康研究更具交叉可比性。
(文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2023-11)
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