复杂的诊断可以用新技术解决

　　

一组瑞典临床医生和研究人员使用一种新技术——长读测序，可以比以前更详细地分析DNA，他们发现了染色体异常中意想不到的复杂性。这项研究为更精确和有效地治疗目前缺乏明确诊断的罕见疾病患者打开了大门。

对于由复杂染色体异常引起的罕见疾病患者，目前常规护理的标准方法还不够。然而，新技术，长读测序，可以改变这一点。它使DNA序列的读取时间比传统测序长50倍，从而更深入地了解患者的基因图谱。

瑞典的一个研究小组现在已经使用长读测序来分析患有复杂健康状况的患者的染色体异常。结果让研究人员感到惊讶，因为这项技术揭示了比以前方法显示的更大的遗传复杂性。

“我们对长时间读取DNA的结果感到惊讶。我们发现，所有类型的异常都比我们预期的要复杂得多，”该研究的最后一位作者、卡罗林斯卡医学院分子医学和外科临床遗传学教授、卡罗林斯卡大学医院首席医师Anna Lindstrand说。

许多患有这些复杂染色体异常的患者患有发育迟缓，但也有一些人是健康的，只是因为生育问题而寻求治疗。在这些情况下，染色体异常不会对个体造成任何症状，但可能导致受孕困难或儿童出现医疗问题。

跨研究中心的合作

这项研究由卡罗林斯卡学院和乌普萨拉大学的研究人员领导，来自瑞典各地的临床医生和研究人员参与了这项研究。

“该项目的优势在于来自所有基因组医学中心和国家研究平台、临床基因组学和国家基因组学基础设施的研究人员和临床医生之间的广泛合作。我们能够在临床样本上测试这种突破性的技术，”该研究的最后一位作者、乌普萨拉大学教授、SciLifeLab国家基因组学基础设施联合主任Lars Feuk解释说。

总共分析了来自13个家庭的16个样本，涉及瑞典大学医疗保健区的临床实验室。

对诊所有实际的好处

这项研究回答的一个重要问题是，根据目前临床标准方法制备的DNA，以及已经储存在生物银行中的DNA，可以用于长读测序。这使得这项技术更容易引入日常医疗保健，节省了时间和金钱。

Lindstrand补充说：“对长读取进行特殊准备可以得到稍长的序列，但我们建议使用标准的DNA协议来降低成本和处理时间。”

未来诊断学

一种专门的生物信息学分析工作流程——被称为流水线——已经被开发出来，用于解释长读测序提供的详细数据。

“我们已经建立了一个管道，使我们能够把碎片放在一起，解决染色体畸变的难题。这项技术已经准备好用于临床应用，”该研究的第一作者Jesper Eisfeldt说，他是卡罗林斯卡医学院分子医学和外科学系的研究员。

尽管长读测序仍然比传统方法更昂贵，但研究人员预测，在五年内，这项技术将成为罕见疾病临床诊断的标准。

“长读测序技术的发展非常迅速，这意味着越来越多的个体将以更高的精度和更低的成本进行分析，”该研究的第一作者Adam Ameur说。

精度的提高还可以减少对多个并行测试的需求，这将进一步降低成本。

“这项研究表明，临床实施长读测序的步骤比我们想象的要短，”Anna Lindstrand总结道。

A national long-read sequencing study on chromosomal rearrangements uncovers hidden complexities

长读长测序

• 更长的读取距离：长读测序可以读取10000碱基对或更长的DNA链，这比传统的短读测序方法（读取100-300碱基对）要长得多。

• 复杂区域更高的准确性：该技术对于分析基因组的复杂区域特别有用，例如重复序列和结构变异，这些区域很难用较短的读数正确测序。

• 常用技术：两种最广泛使用的长读测序技术是太平洋生物科学公司（PacBio）和牛津纳米孔技术公司，它们使用不同的方法对DNA进行测序。

• 应用：长读测序用于遗传学、癌症研究和进化生物学等领域，以检测复杂突变，研究基因组变异，以及对新物种进行全基因组测序。长读测序还提供了测序数据之外的信息，如表观遗传学（甲基化），即基因是如何开启和关闭的。