2024年3月5日
ポッドキャストのMendelspodは、バイオテクノロジーとプレシジョンメディシンにおける最新の進展をカバーしています。13のシーズンと10年以上にわたり、ホストのTheral Timpsonは、サイエンティスト、エグゼクティブ、ジャーナリストと、これらの分野を推進する最大のアイデアと最新のテクノロジーについて、長いインタビューを行ってきました。
イルミナは、当社の傘下の主任サイエンティストの一人であるSamuel StromであるGenomeWebとの提携により、最新のエピソードでTimpsonのゲストとして登場したことを誇りに思います。“Illumina Scales Variant Calling and Genome Interpretation to Improve Gap in Genetic Testing”というエピソードを聞くには、ここをクリックしてください。
Stromは、認定臨床検査室ディレクター、American College of Medical Genetics and Genomics（ACMG）のフェロー、およびAmerican Board of Medical Geneticsの外交員です。彼は、UCLAのDavid Geffen School of Medicineでヒト遺伝学の博士号を取得していた頃まで、臨床検査サービスとしての全ゲノムシーケンスへの関心をたどっています。当時、彼のラボグループは臨床エクソームシーケンスを検証していた数少ない国の1つでしたが、彼はこう問いかけました。
Fulgent Geneticsのラボディレクターとしてキャリアをスタートさせ、現在はイルミナに2年間勤務しています。Science 、Genetics in Medicine 、Molecular Psychiatry などの論文への貢献に加えて、イルミナのゲノミクス研究ハブの論文の定期執筆者でもあり、その一部は以下にリンクされています。
バリアントコールの進歩
インタビューでは、Timpsonが、シーケンサーが遺伝的バリアントを検出したり、呼び出したりすることが困難な理由を尋ねています。Stromは、”ショートリードテクノロジーができる限りのことを実現できるという限界を押し広げてきたばかりです。”と説明しています。初期には、シーケンサーは一塩基多型などの小さなバリアントのみを探していましたが、現在では、イルミナのDRAGENソフトウェアはアルゴリズムを使用して、短いタンデムリピートなどのはるかに複雑なものを検出できるようになりました。彼は、それが可能であることは私には起こりませんでした。
彼は、標的コーラーを創出したバイオインフォマティクスチームの最近の成功の2つについて語っています。ゴーシェ病とパーキンソン病に関連する遺伝子であるGBA1と、アルファサラセミア、血中ヘモグロビン欠損症、そして世界で最も一般的な遺伝性疾患の1つに関連するHBA1とHBA2についてです。
Stromはまた、多様な集団からのサンプルを使用して、複数サンプルリファレンスゲノムを構築するための同僚の取り組みについても説明しています。このリファレンスは、ゲノムの3Dバージョンに似ており、特定のグループで一般的な非病原性一般多型の可能性を捉えており、より正確なリードを生成します。
例えば、彼は次のように述べています。“リードの1つの部分にインデルがあり、別の部分にSNVがある場合、解析ソフトウェアはリードのマッピングが不適切であると想定し、破棄するだけです。“実際には、両方のことが完全に正常で、20%の人に見られる可能性があります。”
ゲノムAI
あらゆる研究分野が人工知能の恩恵を受ける可能性を検討しているようで、ゲノミクスも同じです。Stromは、最新バージョンのDRAGEN、4.2が機械学習を使用して、どのパターンのバリアントコールがより高い精度スコアと関連しているかを解明していると述べています。この機能はバージョン3.9.3以降統合されており、イルミナの人工知能ラボとDRAGENバイオインフォマティクスチームは、次世代シーケンスワークフロー全体を通じてAIの統合に取り組んでいます。
Emedgeneは、イルミナのコネクテッドソフトウェアの一部として利用可能な三次解析ソリューションで、AIも使用します。特定のサンプルに対するすべてのバリアントコールの中から候補を優先する場合、その個人に疾患を引き起こしている可能性のあるバリアントを解決するためのトレーニングを受けたAI解析コンポーネントを使用します。[...] 見つけようとしているデータに何時間も費やすすべてのバリアントを見つけます。これとEmedgeneの統合機能を組み合わせることで、完全でシームレスなワークフローが実現し、幅広いラボで1回の解析に費やす時間を大幅に節約することができ、研究のアクセシビリティとスケーラビリティが向上します。
すべての人のためのゲノミクス
Stromは、ゲノミクスの中長期の将来に彼が最も関心を持っていることについて話します。大規模なリファレンスラボや学術医療センターだけでなく、小規模の施設や地域の病院でも、より幅広い集団がより簡単に遺伝子検査を利用できるようにする必要性を強調しています。ゲノミクスの労働力は、実施すべきすべての遺伝子検査を処理するのに十分な規模ではありません。
その理由を尋ねると、彼はいくつかの考えられる理由を提案します。1つは知識のギャップです。遺伝カウンセリングは、標準的な医学科のカリキュラムの一部となることはめったにありません。もう1つはコストの現実であり、Timpsonはこれに同意しています。遺伝子検査ソリューションが存在し、理論的には利用できますが、払い戻しレベルは依然として予測不可能です。
この障壁の組み合わせは、ストロームの臨床分野における次の展望に影響を与えます。すなわち、使用するインフォマティクスツールがより正確で包括的な結果を達成できるようにし、綿密で厳密な検証を可能にし、最終的に最も必要とする人々に遺伝子検査へのアクセスを拡大します。
“私たちは、すべての人が実際に医師から得ることができるよりも、技術的能力がはるかに進んでいるところにいます”と彼は述べています。ですから、次の時代はアクセシビリティと統合であると考えています。医療システムや病院にとってより容易になり、今ではこれがすべて可能であることを示してくれます。
あるラボがDRAGENとEmedgeneをどのように活用しているかについてさらに詳しく知るには、3月14日に開催されるACMG年次総会で、Christine Eng, MDによる展示シアターのプレゼンテーションを視聴するために登録してください。
