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1、,基因检测技术在临床中的应用简介,基因检测技术应用于临床诊断,遗传病的诊断 无创产前诊断 临床个体化用药 HLA检测,目前已发现的人类遗传性疾病达数千种之多，分为单基因缺陷造成的遗传病（包括显性遗传、隐性遗传、X-染色体连锁遗传病等）、多基因缺陷导致的复杂因素遗传病以及染色体数目异常的遗传病 新一代测序技术的特点和优势 一次检测即可获得所有遗传病相关基因的突变信息，全面解析携带特征 清晰的结果报告，包括详细的基因检测结果和遗传病基因的携带情况说明,CE技术在遗传病检测中的应用,依据ACMG（美国医学遗传学与基因组学学院）指南，数百种严重的早发性隐性遗传病和智能障碍疾病相关的基因可以通过新一代测
2、序技术获得快速，全面的诊断,Mitochondrial genes of deafness ： A1555G Deep sequence for heteroplasmy detection ( 1000 x coverage on Ion 314) Ability to do 16 samples per run with barcoding Accurate variant calling, especially in hypervariable regions of mitochondria,Human Mitochondrial Sequencing,Mutation detected
3、 on position 15450 Prof/. Stefan Schuster Penn. State University,Rapid resequencing of mitochondrial genomes for disease research, biodiversity assessment,7,线粒体疾病-13个编码多肽的基因,7,8,线粒体疾病-22个编码tRNA的基因,传统技术的局限,无创产前诊断技术,10,无创产前诊断 检测母亲血浆游离胎儿DNA,无创产前诊断实验流程1,无创产前诊断实验流程2,13,胚胎植入前遗传学诊断（PGD）：又称为孕前诊断，是胚胎植入子宫之前进行
4、的遗传学诊断，仅将遗传学正常的胚胎植入子宫，是积极性优生的一种方式。与妊娠到中期抽取羊水进行产前诊断技术相比，孕前诊断因为植入正常的胚胎，避免了产前诊断发现胎儿异常后需要进行选择性流产的缺点。,14,Trisomy 13 Trisomy 18,试管婴儿胚胎植入前单细胞检测染色体多倍性,单细胞扩增基因组DNA，利用高通量测序平台检测染色体多倍性 只需要约0.5M reads即可分析染色体多倍性 1-2天可出检测报告,2012年8月24日，全球首例接受全基因组测序技术筛查的试管宝宝在湖南健康出生，体重2.4公斤。科学家对体外发育至第5天的7个囊胚取样。待检细胞内的遗传物质提取后被运送至华大基因进行
5、检测，其中3个胚胎鉴定为染色体核型正常。医生选择2个正常的胚胎进行植入，病人顺利单胎妊娠。 华大基因使用了新一代测序技术，来实现PGD 27: 1477-1484. He Y, et al. Clin Cancer Res. 2009; 15: 6956- 6962. Sartore-Bianchi A, et al. Cancer Res. 2009; 69:1851-1857.,个体化用药降低结肠直肠癌治疗费用 - 美国,治疗有效者平均每人节省60%费用 40%疗效不好的病人避免罕见副作用 有效率没有改变，为 25%,Langreth, R. (2008), Imclones Gene T
6、est Battle, F, 16 May,进行Kras检测,不进行 Kras检测,$22.800,$38.000,$97.022,$156.554,是否进行Kras检测实行爱必妥个体化治疗费用 的比较,$0,$50,000,$100,000,$150,000,$200,000,平均治疗费用/人,平均治疗费用/有效病人,个体化用药降低结肠直肠癌治疗费用 我国,西妥昔临床用法： 每周注射一次。 初始量第一周400mg/m2，随后每周250mg/m2。按中国人平均体表面积计算，第一次用7瓶（100毫克/瓶） ，以后每次用4瓶。 4400元/瓶。首次量：44007=30800元；其后每次：44004
7、=17600元。 西妥昔停用指针为肿瘤进展（药物治疗无效，病情恶化）。西妥昔治疗患者肿瘤无进展中位时间为16周，也即注射16次，合计费用为294800元。 K-ras基因突变患者可平均节约30万元。, , , , ,有效者,改用其它治疗,最佳治疗效果(高效、低毒),易发生毒性 降低剂量或改用它药,以基因检测为基础的个体化用药,无效者,32,Markers associated with widely used drugs on FDA website,http:/www.fda.gov/Drugs/ScienceResearch/ResearchAreas/Pharmacogenetics/u
8、cm083378.htm,32,8 long-range PCR: enhancer-promoter to 3 UTR Roche 454 Junior平台：10个标本，每次运行检测一个标本，成本约 $1500 per sample。每个标本平均100K reads，41Mb碱基，14.5Mb有效匹配碱基，387.9X测序深度 Ion Torrent平台：一张316芯片同时检测4个标本，成本约$70 per locus per sample。每个标本平均650K reads，130Mb碱基，45Mb有效匹配碱基。所以一张316芯片可同时检测更多的标本，成本更低。,HLA分型,常用于组织器官移
9、植前的 供体 / 受体 相容性检验 HLA基因型检验,为什么要多样性? 从群体的角度,保证人体对病原体压力下的广泛和多种的免疫应答,高通量测序平台向临床推广的重要因素：操作简单快速、运行成本低,卡马西平：用于治疗癫痫、躁狂、抑郁症和神经病理性疼痛的药物 不良反应-引起重症多形性红斑（SJS），中毒性表皮坏死松解症（TEN） 有不良反应病人特征：携带等位基因HLA-B*1502 台湾23家医院4877个病例进行等位基因HLA-B*1502检测，非携带者使用卡马西平治疗，携带者使用其他替代药物治疗，产生不良反应病例为为0。而不经等位基因HLA-B*1502检测，直接使用卡马西平进行治疗引起不良反应
10、的概率为0.23%。,风险分析,筛选/诊断,未来的展望：个体化医学,预测,监测,发病易感遗传缺陷,预后,早期查出,预测可能的发病过程,预测对药物的可能反应,监测药物反应和发病反复,健康状态,无症状疾病状态,慢性疾病/接受治疗状态,合理治疗的适应,病人分层 / 治疗选择,有症状疾病状态,把“试误医学”当做标准医疗模式是不完善的,旧的医学模式: 反复尝试，不断摸索-“试误医学” （Trial and Error Medicine）,个体化用药,循证医学：以群体数据为依据，对个体来说，仍为反复尝试，不断摸索，达到理想治疗的过程,个体化医学-基因组学医学-21世纪医学,针对每个个体的基因谱，进行个体化
11、的终身疾病检测、预防和治疗,预警(Predictive) 疾病概率史-DNA序列 定期体检和血液带白参数检测 预防(Preventive) 生活方式的改变和避免危险因素 疫苗 重点在疗养 个体化治疗(Personalized therapy) 根据个体的独特遗传变异, 选择合适药物和治疗方案 开发针对独特遗传变异人群的药物 参与(Participatory) 病人了解疾病并参与用药选择,个体化用药,The use of information from a patients genotype to select the most appropriate therapy for a diseas
12、e or condition - the right dose of the right drug to the right patients at the right time. The first applicable area in personalized medicine.,个体化用药,新的医学模式:个体化治疗 （Personalized Therapy），根据分子诊断提出治疗方案,诊断,分子诊断-预测反应,治疗,理想反应,打破试误医学的循环,个体化用药-个体化医学的先行领域,病人,A 药,ADR,B 药,循证医学,病人,分子诊断,ADR,目标药,个体化用药,健康体系,循证医学,个体化用药,疗效不同-浪费资源和时间 常见和不可预知的药物不良反应,量体裁衣治疗 提高疗效，减少不良反应,