2024年12月10日
日本东北医学生物样本库机构（The Tohoku Medical Megabank Organization, ToMMo）的设立诞生于一场悲剧。2011年，日本史上最强的东部大地震以及随之而来的海啸摧毁了日本东北的大部分地区。由于靠近震中，东北大学提议建立一个大型生物样本库，用于提升灾后的医学研究能力，同时帮助重建遭受重创的当地经济。
ToMMo充分借助因美纳仪器，设定了15万人基因组测序的挑战性目标，并于近期实现了100,000人测序的里程碑。除了基因组数据外，该样本库还收集了健康记录和其他信息，以更好地了解一个人的基因型如何影响其健康。
这些数据将帮助研究人员解读影响日本人群的基因组变异，完善参考基因组信息，并开发能更好地检测单核苷酸变异的基因组芯片。该项目还包括代谢组学、微生物组分析和其他支持个性化医疗护理的方法。其结果将使测序数据多样化，并推动精准医疗的发展。
双管齐下的方法
为了更好地评估群体的基因组学，该项目分为两项研究：基于社区的队列研究，以及出生和第三代队列研究。
ToMMo研究人员通过定期体检招募了社区队列研究参与者，参与率约70%。该团队最终在福岛以北的宫城县和岩手县招募了87,000多人，这两个县都受到地震和海啸的严重影响。
研究人员对参与者进行了调查，了解了更多关于他们生活方式的信息，了解灾难如何影响他们以及其他与健康相关的数据。他们还采集了血液和尿液样本，进行了颈动脉超声检查以检查血管健康状况，测量了骨密度，进行了呼吸检查，监测了口腔健康等。这些方法帮助研究小组评估了灾难的影响，并确定了可以促进个性化医疗护理的潜在生物标志物。
出生和第三代队列研究（Birth and Three-Generation Cohort Study）招募了73,000多人，主要来自宫城县。孕妇是在产科机构中招募的，家庭成员也应邀参与。这项纵向研究将对参与者进行多年随访，以了解疾病如何发展并影响处于人生不同阶段的人群。
除了应对任何大型基因组计划固有的挑战（例如获得15万人的知情同意）外，ToMMo还利用稀缺资源取得了许多成就。从2012年开始，该团队以相对较小的增量积累数据——一次1000名参与者。然而，随着研究小组的论文发表，其他研究人员、制药公司和日本政府相继加大了对该项目的投资。
技术的进步也有所帮助。随着测序和分析速度的提升以及成本的降低，开展这些大规模研究变得更加简单。如果没有这些进展，该项目不太可能取得如此迅速的进度。
广泛的因美纳支持
从一开始，因美纳就一直与ToMMo并肩战斗，从最初的HiSeq™测序仪到最近的NovaSeq™ X Plus测序仪。此外，因美纳还在帮助ToMMo团队改进数据分析。
日本的科研机构相当依赖超级计算机，而超级计算机存在局限性。因美纳正在帮助项目团队过渡到云端解决方案，例如基于Illumina Connected Analytics的DRAGEN，能够支持更好的变异检测。
因美纳还帮助ToMMo与制药公司联系，将他们的一些发现转化为新疗法。这些数据可以支持更有效的药物发现，特别是对于日本血统的人，并提供有关基因组变异如何影响药物疗效的见解。
日本拥有出色的医疗体系，基因组数据将使医疗体系更加有效，此类研究也为在日本和其他国家和地区实施基因组医学铺平了道路。
发现时代
由于ToMMo已经将基因组和个体健康数据关联起来，因此它正在获得有关基因型和表型变异如何影响健康的详细信息，而它的纵向方法将产生显示疾病如何演变的长期记录。
痴呆症是该机构高度重视的一类疾病。日本和许多其他国家和地区都面临人口老龄化问题，找出导致痴呆症的遗传因素可能会改善其治疗方法。此外，出生和第三代队列研究旨在生成有关儿童发育的更精细的数据，而该项目的未确诊疾病计划（Undiagnosed Diseases Initiative）旨在更好地了解罕见遗传病。
这些发现将有助于完善现有的全球基因组数据，因为迄今为止的大多数研究都是在欧洲人群中进行的。专门针对日本群体的大型队列研究应该可以更清楚地揭示人类遗传多样性的全貌。
此外，该项目可能会有机会挽救在早期临床试验中由于未知的不良反应而失败的药物。通过查明遗传因素，并将其与伴随诊断相结合，那么仍然有可能以提高安全性和疗效的方式将该药物推向市场。
宏观视角
ToMMo将继续对参与者进行测序并提供长期随访。通过更好地理解遗传因素与疾病之间的关系，他们希望开发出新的临床工具，如多基因风险评分，帮助人们了解他们的健康风险并改善医疗护理。
此外，ToMMo还努力地将他们的信息与国家的其他生物样本库（如日本生物样本库）进行整合，创建更丰富的数据集。这个数字生物样本库最终可能超过500,000份样本。
全球范围内，针对此类深度表型信息的研究仍不多见，ToMMo不仅有纵向数据，还有蛋白质组学、代谢组学和其他数据，这为采用全基因组测序技术来推进患者医疗护理奠定了坚实的基础。 ◆
