十万人基因组计划：专访Illumina首席科学家David Bentley博士
David Bentley博士，英国医学科学院院士，Illumina公司副总裁和首席科学家。
英国首席医疗官Sally Davies教授在向政府提交的第八次独立报告（Generation Genome）中强调，遗传学和基因组学将在英国国家医疗服务体系（NHS）的医疗保健和医学中发挥重要作用。在这份报告中，她指出，癌症患者应当定期接受DNA检测，以便选择最佳疗法。Illumina作为全球领先的测序技术公司，正与英格兰基因组学公司（Genomics England）合作开展十万人基因组计划。最近，我们采访了Illumina的首席科学家David Bentley，请他谈谈对这份报告的看法，以及十万人基因组计划对罕见遗传病和癌症的可能影响。
英国首席医疗官的2016年度报告：Generation Genome，展望了基因组学将如何改善健康，并预防疾病。您对这份报告有什么看法？
Generation Genome是一个很好的概念，有望为英国和NHS英格兰提供一个独特的机会，使其继续保持在国家医疗保健体系中实施基因组医学的领先地位，并重点关注罕见遗传病，推动全基因组测序（WGS）作为癌症检测的金标准。 它在传染性疾病方面也有浓重的一笔。这项工作的基础深深扎根于英国，因为边合成边测序（SBS）技术是由英国剑桥大学发明的。 未来的提议将首次建立另一个世界，Genomics England、Illumina及其他各方正在合作创建首个十万人基因组的架构，目前已完成了三分之一。这份报告也借鉴了多位有贡献的国内专家，他们形成了这项工作的领导者和管理者核心。
您目前的研究重点是对人类基因组进行快速、准确的测序，便于医疗保健采用并从中受益。您能谈谈这项研究可能对罕见遗传病和癌症有何影响吗？
通过全基因组测序（WGS）实现的基因组医学有望彻底改变罕见遗传病和癌症。 对于罕见遗传病，尽管每种疾病单独看来是罕见的，但它们总共占了新生儿的5%以上，其中一些接受了特别护理，但大部分至今尚未确诊。 WGS检测目前有望诊断超过50%的病例，包括发现那些之前未料到参与疾病的突变基因。对于某些病例，诊断可能在几周内完成，而在过去，患者及家属通常要等上五年（有些甚至是16年），还没有明确诊断。 临床医疗保健机构（如NHS）的未来研究将带来进一步的发现，并进一步提高诊断的效率和产量。WGS也将对癌症产生重大影响。 所有癌症均由肿瘤中DNA的突变引起，而每种癌症都有独特（且往往是复杂）的突变组合。
现在，大多数基于序列的检测都是靶向检测，以确定突变是否存在于一个或几个基因中。 然而，就突变复杂度和范围而言还有更多信息，其中大多数可以被WGS检测捕获，因为WGS是为调查整个基因组和每个病例的所有突变类型而设计的。 目前还需要大量病例的更多研究，以便了解如何最好地解释每位癌症患者的基因组。 这种“发现”模式正是Genomics England的十万人基因组计划的一个特征，也是NHS未来工作的目标之一。 对数千名癌症患者的数据进行分析的能力将有助于未来的研究及新颖疗法的发现与开发。
十万人基因组计划旨在为NHS创造一种新型的基因组医学服务，改变人们的医疗保健方式。您能谈谈Illumina在这个计划中的作用吗？
Illumina正与Genomics England合作，开展十万人基因组计划。 Illumina的首要作用是接收Genomics England生物资源库的DNA样本，对每个基因组开展测序和初步分析，并将结果返回到Genomics England的数据中心。 Illumina的第二个作用是与Genomics England合作，利用Illumina自己的软件及其他机构的软件，建立必要的信息学分析架构，以支持基因组数据的解释。 Illumina的第三个作用是通过合作来研究如何改善工作流程，如学习如何更好地处理DNA量极少的样本（如小型癌症活检），或之前固定用于显微镜观察的样本。 未来的突破包括新型固定剂的发现，它们既支持显微镜，又支持DNA工作；以及低成本的简单方法的验证，以便在处理实验室收到样本之前，更长时间地保存活检和切除的组织。与Genomics England合作，我们将联合打造一个可靠且不断改进的平台，让NHS在未来几年建立新的基因组医学服务。
基因组计划有可能说明癌症如何发展，以及某些患者对哪些治疗方案有最佳的反应。 让肿瘤的全基因组测序进入临床，主要挑战是什么？
肿瘤的全基因组测序（WGS）需要深度测序，以及检测所有类型的低频率变异的能力。 之所以成为必需，是因为一些癌症样本混合了相当一部分未受影响（“正常”）的细胞，因此癌症特有的变异被稀释，而读取它们需要非常灵敏的算法和深度测序。 同时，许多癌症也是异质性的：癌症是一个混合细胞群体，这些细胞在不断积累更多的体细胞突变，与那些早期出现在癌症中的突变相比，这些最新突变的频率无疑很低。
另一个挑战是对WGS信息的解读：每种癌症现有的复杂信息对于充分鉴定每位患者的癌症性质是很有价值的，但我们需要更多地了解每个突变的重要性以及它告诉我们的信息，这样，我们才能更充分地利用基因组信息让患者受益。 这与传统检测形成对比，那些传统检测搜索一个或多个已知突变是否存在，提供信息来指导某种众所周知的治疗，或预测疾病的进展。
David是Illumina公司的副总裁和首席科学家，他拥有剑桥大学的自然科学学士学位和牛津大学的博士学位。 在他的职业生涯中，他曾担任伦敦大学的高级讲师；之后任人类遗传学主任，也是桑格中心管理委员会的创始人之一。 David在人类基因组计划以及鉴定人类序列变异的相关国际联盟中发挥领导作用，包括SNP联盟和HapMap计划。一直以来，他的兴趣是研究人类序列变异及其对人类健康和疾病的影响。 他目前的研究主要集中在快速、准确的人类基因组测序，便于医疗保健采用并受益，其早期应用包括罕见遗传病和癌症。这些应用在十万人基因组计划的目标中得到体现，此计划由Illumina、Genomics England和国家医疗服务体系合作开展。
来源：Oncology Central
