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BBC阳性率超过70%背后的故事

作者:时间:2018-04-23

从原始数据到检验报告,以工匠精神死磕临床分子遗传学检验的每一环节

随着二代测序技术的发展及其在临床诊断领域应用的不断普及,许多机构都将二代测序作为遗传病诊断的首选技术手段。其基本原理是利用高通量测序,同时针对大量基因进行检测,以期寻找导致受检者发病的致病性突变,从而协助医生进行快速准确的病因学诊断。但是,要在复杂的临床表型基础上,从二代测序所发现的海量变异中,真正快速准确地找出这个“罪魁祸首”,是个巨大的挑战。历经数据分析、位点挑选、位点验证和遗传咨询等环节,从原始数据最终形成一份临床报告,这条看似简单的路,康旭潜心摸索了7年,建立了一套以大规模自有数据库及基于人工智能的生信分析体系(BestAITM)为基础、多专业、多条线协同的业务模式。这条路难在哪里?各位看官莫急,容小编慢慢道来。

生信分析:数据解析及深度挖掘

难点:如何全面描述一个变异?如何判断每个变异是否可能致病?多态性(SNP)如何判断?国际数据库是否足够全面?……

尽可能全面地描述一个变异,是生信分析流程的首要职责。从变异基本信息(包括变异未知、导致的核苷酸变化、氨基酸变化等)到深度分析(如人群频率、蛋白功能损伤、保守性、临床匹配度、ACMG评分等),康旭的生物信息分析流程会针对每一个变异,从65个不同维度进行注释。人类至今为止已通过临床研究(Case Report)、基础研究(功能学研究)等手段明确了许多致病性变异,其之所以会导致疾病发生,秘密也隐藏在这65个不同维度数据背后的逻辑之中。以历史已知致病性变异的相关信息及参数为学习素材,结合自身多年专业经验以及5万余例样本的积累,康旭开发出了基于人工智能的生信分析体系:BestAITM。这一算法会结合任意变异各维度的注释信息,对其致病的可能性进行深度分析并得出结论。经测试,其分析的准确性高于97%。同时,随着数据库的不断扩大,这一算法会不断自我学习以进一步提高准确度。这一系统成为了从二代测序所发现的海量变异中准确抓取致病性变异的重要工具。

随着遗传学的不断发展,人们对多态性(SNP)的认识也逐步深入。究竟频率多少才能被确定为明确的非致病性的SNP?在康旭多年实际工作中,我们对这一问题的认识也在逐步完善。康旭认为,不能使用单一cutoff值来一刀切地排除多态。也正基于此,我们结合包括频率在内的多维度信息,设定了基于5个cufoff值的6档筛选体系,并在后续流程里同步建立了相应的筛选流程,以最大限度保证不放过任何一个可能致病的变异。

由人种不同导致的差异在遗传学领域相当明显。也正是基于此,7年来康旭对自有数据库的建设一刻没有放松,建立起了国内数据量领先的遗传学自有数据库。该数据库有效保证了检验结果的准确性及特异性。


变异位点筛选:二次深度临床匹配

难点:结合临床的二次深度临床匹配。

7年来,康旭逐步打磨出了一支高素质的遗传咨询团队。团队成员均为遗传学背景出身,在多年基于大量临床样本的遗传咨询工作中,积累了丰富的经验。在生信分析体系得出的初步分析结果基础上,遗传咨询团队会结合详细的临床资料,进行二次深度临床匹配。除遗传学专业外,团队成员在生物学、临床医学领域也都在不断学习并积累经验,目的很简单:为临床医生提供更专业的遗传咨询服务。

除了通过二次深度临床匹配进行位点筛选外,团队成员还必须同时考虑并解决如下细节问题:1. 该变异所属基因是否存在假基因?2. 是否有因高GC含量区域导致的二代测序数据质量问题?3. CNV变异存在的可能性?4. 外显不全或随机失活的可能性?

    通过二次深度临床匹配,遗传咨询团队会通过各方面的信息,选出临床匹配度最高、最可能致病的变异位点,进行下一步的家系验证工作。

家系验证:对细节追求的极致

难点:高GC含量区域的验证。假基因。……

2012年,康旭在国内率先使用了PANEL+Sanger+父母来源验证的模式,并一直坚持到今天。我们一直深信,家系验证是临床分子遗传学检验必不可少的一个环节。为了确保检测结果的准确性,每一个阳性的结果康旭都会进行2次重复试验,同一个检测结果会尽量应用两种不同的方法互相验证,如二代测序结合一代测序,CNVseq结合q-PCR等。在实验过程中,经常会遇到非常复杂的情况。去年有一个神经纤维瘤项目,由于变异位点周围序列复杂,PCR引物难设计,利用Long PCR、巢氏PCR、多重PCR等方法,从目标位点附近300bp开始尝试,历时两个月经历了400多次失败,将扩增片段扩大到10kb的时候,终于成功的做出来了。仅验证一步的成本,已远远高于临床收费的价格。但我们认为,提供准确的临床检验报告,这一切是我们的本分。7年来,康旭从未收到任何医疗投诉,每年顺利通过卫计委的年度校验,都是因为我们一直以来对细节的近乎极致的追求。细节决定成败,康旭人对此深信不疑。

目前康旭已经拥有了包括3万多对引物的引物库、7万多个基因组的基因组库以及假基因库。7年来医生的支持、帮助以及肯定,也坚定了我们不断追求细节的前进方向。

遗传咨询及报告后的服务:不断提高服务水平

难点:与临床医生、患者的不断沟通。

在最终形成的临床检验报告中,我们会尽全力为医生提供各方面全面准确的信息,协助医生更好地进行临床诊疗工作。康旭开发的BestAppTM实现了检验报告的实时推送,检测结果的云端存储、管理和多位统计,医生可以在PC端和移动端(BestAPPTM支持安卓和苹果系统,申请使用请联系康旭各地销售同事)同时登陆,线上与遗传咨询师进行一对一沟通。

经过各环节的不断优化,几年来临床报告的阳性率一直在逐步提高。目前,理论阳性率已超过70%。但同时,保证检测结果的严谨性,是康旭内部的一条铁律。尽可能提高阳性率是我们追求的方向,但不能为了“高阳性率”,把一些致病意义尚未明确、文献证据不够充分或与临床症状乍看相符实则有差异的位点,按照阳性报告解读,误导诊断。

康旭专业的遗传咨询师团队,会根据实际经验从检测结果中判断哪些情况很可能是由于嵌合突变导致,哪些疾病外显不全的可能性大,哪些结果重点需要考虑其它因素等等,更有效的辅助医生明确诊断方向。同时,任何情况下不做过度解读,实事求是说明问题。


康旭的创始人,公司总经理魏伟从德国带回来的不仅是知识,还有德国人严谨规范的做事态度。七年磨一剑,康旭用工匠精神死磕遗传病基因检测。以工匠精神打磨每一款产品、服务每一个客户、对待每一份报告,是康旭永远坚持前行的方向。



转自:
  • 北京康旭医学检验所公众号
  • 人类遗传病基因查询平台

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