澳大利亚在改善代际健康方面的最新研究投资

非营利性维多利亚临床遗传学服务中心（Victorian Clinical Genetics Services，VCGS）隶属于默多克儿童研究所（Murdoch Children’s Research Institute），在澳大利亚各地提供全面的基因检测，遗传咨询和临床服务，负责为维多利亚州执行所有标准的新生儿生化筛查工作，每年总共涉及近80,000名婴儿。VCGS还开展儿科遗传疾病研究和新兴应用研究，这些应用有朝一日可能会纳入常规检测选项。

2016年，副教授Sebastian Lunke入职该服务中心，彼时他所在的部门（当时被称为转化基因组学部门）只有少数几位同事，负责建立临床外显子组测序服务。如今，Lunke是遗传和基因组创新执行总经理，也是遗传学和基因组学部门的负责人，该部门分为三个研究和临床实验室团队，包含130多名员工。

Lunke部门中的一部分成员专注于罕见病的方法研究和优化，其使命是利用新技术来提高诊断的数量和效率。该中心的主要专长之一是为危重儿童提供超快速基因组测序服务，这是由Lunke的同事和主要合作者Zornitza Stark教授领导的Acute Care Genomics研究在亚太地区率先开展的。

通过他们的努力，Lunke和Stark意识到，在某些情况下，即使他们能够在Acute Care Genomics研究中仅用48小时就为孩子作出诊断，但如果能够在孩子生病前，即在新生儿时就进行基因测序，那么这个孩子就可以更快地得到正确的治疗，甚至可能完全避免转入重症监护室。 

这激发了他们对基因组新生儿血斑筛查（NBS）的兴趣，于是2022年年中他们推出了BabyScreen+研究计划。除了标准的新生儿生化筛查外，这项试点研究还对1000名婴儿进行了NBS，旨在根据研究方案尽早识别出600多种可治疗的儿童期发病疾病这项大型研究计划的最终目标很简单——在未来，尽可能预防更多的婴儿生病。他们还在追踪有关项目可行性和实施的数据，并考虑未来进行更大规模的研究。该团队首先制定了伦理准则，并建立了系统和支持基础设施。  

BabyScreen+研究计划旨在解决教育与沟通方面（针对医疗专业人员、准父母和公众）面临的诸多挑战，并探讨获取知情同意的最佳实践以及其他伦理考量。

该研究于2023年8月开始招募参与者，他们选择在孕期而非婴儿出生后与父母接触。覆盖全州范围的收集系统将每一名在维多利亚州出生的婴儿的NBS检测卡送至VCGS实验室，在那里，Lunke的团队会把这些检测卡与那些父母已登记参与研究的患者的资料进行匹配，并对这些婴儿进行全基因组测序。 

利用自动化工具
在Acute Care Genomics研究中，VCGS在72小时内完成了基因组学检测，速度快得令人难以置信。然而，在这72个小时中，有40多个小时是用于获取数据的。Lunke表示：“一旦获取了数据，我们就可以在几个小时而不是几天内得出结果。”

VCGS正在与因美纳合作进行这项研究，并使用了Emedgene软件——因美纳互联软件产品之一，它能够简化和自动化研究中的筛查和生殖系基因组解读，这也是此类研究首次在如此规模上应用该软件。“我们试图在这里实现的某些目标，仅凭我们现有的系统是无法完成的，”Lunke说道，“特别是在基因组筛查中，我们所追求的规模方面非常依赖于自动化。”

以前，分析师会花费数小时手动检查这些数据。对于未来新生儿筛查可能要求的群体规模而言，这是不可行的。Lunke不仅提到了时间，还提到了成本，这将涉及雇用和培训人员来分析数据集。 

筛查1000名新生儿不会出现数百名高危婴儿，因为大多数单一研究对象的结果都是“正常的”。该团队估计，他们只需要仔细检查大约2%的研究对象的研究数据。

他们的计划是自动化分析和解读所谓的“筛查阴性案例”。“Emedgene软件是一种用于处理全基因组和大量数据的工具，”Lunke说，“重要的是，它具有广泛的应用程序接口（API）功能，这意味着它能够以非常高效但高度安全的方式与VCGS的其他软件工具进行通信，并协调所有信息。一旦我们将样本上样到机器上，它就会通过DRAGEN™二级分析软件和Emedgene软件输送至解读系统，以自动化实验室定义的标准流程。”

VCGS已成功将大约70%的筛查阴性病例自动化，并在此过程中设置了几个检查点。最终，他们希望为90%-95%的案例生成自动报告。他们与因美纳和Lunke生物信息学团队的代表一起，致力于整合并实施该系统。Lunke表示：“根据我们的实验室方案和当地要求，准备就绪后，我们就部署并启动了系统，现已顺利运行了一年多。自动化将帮助我们扩展到更大的规模。” 

基于他们在大规模筛查研究计划中使用Emedgene软件取得的成功，以及当地人们越发关注三种疾病（囊性纤维化、脊髓性肌萎缩症和脆性X综合征），他们现在正将所有扩展的携带者筛查研究工作流程转向使用Emedgene。

得益于Emedgene软件、VCGS的人才以及所有相关人员的热情，Lunke估计他们将在2024年年中完成BabyScreen+研究计划的招募。由于他们在孩子出生前三到六个月开始招募家庭，研究人员预计将在年底结束这项研究。 

BabyScreen+研究将呈现一个可靠的、有证据支持的模型，展示类似的计划在群体规模上的表现。该研究的下一阶段可能涉及对10,000名婴儿进行测序。最终，VCGS希望将该计划扩展到更广泛的医疗系统和普通人群。

未来可期
根据目前的护理标准，科学家只有在医生提出特定问题时才会查看患者的数据。Lunke说道，一旦他们解答完这个问题，病人的基因数据就会存档在一个安全的档案库中，直到浮现新的问题才会再次查询存档数据。

一些科学家认为，由于测序成本将更低，而且低于存储数据的成本，因此我们应该在每次患者生病时重新测序，而不是在发布新信息和基因发现时重新分析现有数据。Lunke认为这种做法“忽略了一个关键点——如果你丢弃了数据，也就失去了整合更新知识的机会，从而无法获得更为全面的视图。”

对于Lunke来说，“基因组学的下一个重要飞跃”是从一开始就拥有数据。中长期目标是“一旦我们掌握了这些信息，就探索这些信息的终生健康价值”。理想情况下，护理标准是在每个孩子出生时进行测序，并将他们的基因组数据归档至其医疗保健记录中安全保存。这种做法可以预防某些疾病，并根据需要提供他们的数据以供使用——只要他们或他们的父母拥有使用权限。在人生的每个阶段，个人都应该掌控自身的健康数据，无论是查询药物基因组学信息、三十多岁时的生殖风险，还是四十多岁或五十多岁时患癌症或心脏病的风险。

“最重要的是，这是关于将本就属于个体的基因组数据的自主权归还给个体本身，”Lunke说，“他们可以选择知情，也可以选择不知情。这就是我眼中的未来——基于你的遗传构成，对个性化医疗保健有着更为真实的定义。”

此外，Lunke设想的未来中，父母可以定期接受携带者筛查，并让他们的孩子接受新生儿筛查。这样的做法甚至比单独进行任何一种筛查都更有效，并且可以在个人和家庭层面阐明健康信息。“还有很多东西需要学习。这是一件好事。在基因组筛查方面，这一领域的潜力令人难以置信。我认为，我们才刚刚开始探索如何充分利用所有这些信息。我们必须确保以正确的方式进行。如此我们就能持续学习新知识，带领所有人一同前行。基因组学是基础医疗保健的必要组成部分。我们希望提高人们的认知，让大家了解我们如何通过实践来造福公众以及子孙后代的健康。”