Shriners Hospitalsが野心的なシーケンスイニシアチブを開始

TruSight Software Suiteを使用して、米国を拠点とする象徴的な医療システムは、メキシコシティからモントリオール、そしてその先へと研究と個別化医療を前進させます

2017年にShriners Hospitals for Children ^®のドアを歩いた時、博士であるResearch Marc LalandeのVPは、遺伝子シーケンスシステムを幅広く提供するゲノミクス研究機関を設立すると発表しました。彼はまた、一流のサイエンティストがリードする必要があると主張しました。その人物はKamran Shazand博士でした。

“Marc is the architect of everything”とShazand博士は述べています。“彼は脳、私は腕です。” あるいは、Marcが言うように、私はチアリーダーで、Kamはすべての仕事をしています。Shazandは、Shriners Hospitalsのゲノミクス研究所のディレクターであり、数十億の遺伝子に関する日々のデータ解析を担当しています。“脳”と“腕”は共に2つのゲノムのイルミナであり、シュライナーズ病院が毎年世界中の10万人以上の子供たちの生活に影響を与える可能性のある旅に乗り出しています。

子供たちのための1世紀
Shriners Internationalは、1872年に設立されたマソニックの兄弟姉妹です。1922年、米国で一連のポリオの流行が起こった後、この友情はルイジアナ州シュリーブポートに初のShriners Hospital for Children（SHC）を設立しました。女児用30床、男児用30床の病院の使命は、小児の整形外科疾患のある小児の治療とリハビリテーションであり、支払いができないため、患者が引きこもられることはありませんでした。10年以内に、Shrinersは米国全土に複数の病院を追加しました。現在、SHCはカナダやメキシコを含む大陸全体に拠点を置いています。最初の病院を開設して以来、このユニークな医療システムは 140万人以上の子供たちにサービスを提供しています。

2017年10月、Marc Lalande博士はフロリダ州タンパの本社に到着し、2年後、SHCはゲノミクス研究所を開設しました。Lalande氏のチームは、全ゲノムシーケンス（WGS）は希少疾患を診断できるだけでなく、神経筋骨格系疾患などの多くのSHC治療疾患の原因に関する重要な情報を私たちに伝えることができると考えています。WGSには、個人の治療を最適化し、最終的には子供とその家族の生活の質を向上させる方法について医師に知らせる力があります。

非営利団体は2022年に創立100周年を迎える準備をしているため、今はSHCにとって幸運な時期です。ゲノミクスの応用により、医療システムは、今後100年間に導入されるまったく新しいレベルのケアのためのツールを構築しています。

すべての道がゲノムにつながる
Genomics Instituteの野心的な目標は、年間5,000のサンプルのシーケンスと解析です。3人のトリオを収集することを目指しています。つまり、患者と両親のシーケンスです。プロジェクトの特徴は、診断や障害に関係なく、すべてのSHC患者にWGSを開放することです。Shriners’ Precision Medicine and Genomics（SPMG）と呼ばれる主要な大規模プロジェクトは、他のより具体的な研究プロジェクトを組み込むために構築されています。

しかし、それは単にサンプル量だけではなく、グローバルなリーチも重要です。SHCヘルスケアシステムは、北米の施設に加えて、グアム、アメリカ領サモア、キプロスからメキシコシティ、パナマ、グアテマラに医師を派遣する数十のグローバルな診療所も運営しています。“疾患関連バリアントとは対照的に、関連性を解明し、集団特異的なバリアントではないことを確認するために、特に希少疾患に対する遺伝学研究では多様性が非常に重要です”とLalande博士は述べています。現在のパンデミックにより移動が限られているため、病院は遠隔医療機能を強化しています。そのため、実際には、唾液サンプルに各郵便物を入れることができる両親と連絡を取ることがより容易になります。

シーケンスされたヒトゲノムには30億以上のヌクレオチドがあり、そのうち約500万のバリエーションは各個人に固有のものです。これらの変異の1つまたは2つをわずかに修正すると、健康であることと重篤な遺伝性疾患を有することの違いを意味する可能性があります。これらの重要な少数のバリアントを見つけることは、現在、遺伝子検査における最も困難な技術的障害です。Shazand博士と彼のチームは、IlluminaのTruSight Software SuiteとNovaSeq−(* 6000のDNA PCR-Free Tagmentation Prepを使用して、数週間ではなく数時間で全ゲノムを解析および解釈しています。

Lalande博士は、SHCが一流の専門医療を提供しながら、定量的アプローチで治療できることが大好きです。これらの子供たちはシュリナーズ病院で多くの時間を費やし、複雑な脊椎疾患や整形外科疾患などの大きな身体的課題を克服するために働いています。家族のように、ケアチーム全体を知ることができます。しかし、私たちは定量的なものをもたらしています。DNAのすべてのヌクレオチドを調べてシーケンスします。非常に驚くべきことです。

ダイナミックなデュオ
LalandeとShazandは、1980年代に遺伝学の分野で働き始めましたが、そのかなり前からHuman Genome Projectが公開されています。カナダ出身のLalande博士は、トロント大学で医学生物物理学の博士号を取得しました。同大学では、博士と他の大学院生が独自の蛍光活性化セルソーターを構築し、この装置を使用して免疫細胞を研究しました。ソーターの仕事のおかげで、彼はBoston Children’s Hospitalの遺伝学ラボに着地し、そこで個々のヒト染色体の選別、ライブラリーの作成、そして疾患の最初のプローブの入手を始めました。

Boston Children’sに15年近く在籍した後、コネチカット大学に転校し、遺伝学およびゲノム科学科の創設委員長、UConn Stem Cell and Systems Genomics Institutesのディレクターを務めました。Lalande博士とそのチームは、Angelman症候群とPrader-Willi症候群に対してヒト人工多能性幹細胞（iPSC）を最初に生成したと認められ、欠損した遺伝子を活性化できるエピジェネティックメカニズムを発見しました。UConn HealthとUConn School of Medicineに19年勤務した後、Lalande博士はShriners Hospitalsの推進力と子供たちを支援する使命を感じました。

Lalande博士は、SHCに来てから1年以内に、ゲノミクスイニシアチブの開始について、共同取締役会および受託機関から承認を得ました。その後、Kamran Shazand博士は、彼の深い経験と幅広い専門知識をゲノミクス研究所の立ち上げに活かすために、タンパに来ることに興味があることを知りました。

イラン出身のシャザンド博士は、パリの医学部から入学しましたが、2年後に分子生物学に切り替わり、最終的に博士号を取得しました。博士課程修了後、2回の博士課程修了後、彼はカナダに移住し、主にバイオメディカル分野のバイオテクノロジー企業で勤務し、常に疾患に焦点を当てていました。

私はMDの息子です。 私たちは常に、障害を考察し、なぜ人々に起こるのかを疑問視する文化を持っていました。2006年にオンタリオがん研究所に入社し、カナダ最大のゲノムセンターの建設を支援しました。

現在はタンパの南フロリダ大学の非常勤教授でもあり、日々のデータ解析を行い、SPMGに利益をもたらす重要なパートナーシップを確立するチームを率いています。

これが未来です。
SHCでは、年間14,000人を超える脊柱側弯症の患者がいるため、最初の重点分野は脊柱側弯症です。これは、医療システムが治療する疾患の大半です。脊柱側弯症の一般的なマーカーを特定することに加えて、この疾患を3つのサブカテゴリーに分類する際に、さらに多くのマーカーを発見したいと考えています。Shazand博士は、この疾患の原因の説明と予後の情報提供に努めています。ゲノムデータから、外科医はすぐに手術して小児の脊椎を永久的に矯正するか、患者の成長が続く間は小さなことを修正するかを知ることができます。Shazand博士は、SHCの医師または外科医に電話をすると、ゲノミクスが患者の治療にどのように役立つか、すぐに明確に説明できることを高く評価しています。これにより、私の熱意はさらに高まります。そして、それが私たちが目指すところです。夜はほとんど眠れません。

もう1つの焦点領域は脳性麻痺です。SHCは年間約1万人の患者をこの疾患に罹患させているため、この非営利団体は脳性麻痺遺伝学の世界的リーダーになる可能性があります。SHCの臨床医は、すでに脳性麻痺の表現型に精通しており、その分類方法とどの検査をオーダーすべきかを知っています。

脳性麻痺は脳損傷を伴う疾患ですが、Lalande博士は特定の個人がこの非常に不均一で複雑な疾患にかかりやすいかどうか知りたいと考えています。遺伝子のため、同じ傷害にさらされた1人の個人は、異なる結果をもたらす可能性があります。

今回初めて、SHCは、コネチカット州ファーミントンのJackson Laboratory for Genomic Medicineの北カリフォルニアの病院の外科医と研究者、および科学者が協力する脳性麻痺のゲノミクスに関するプロジェクトに資金を提供しています。これらのパートナーは、シャザンド博士と協力して、この疾患をサブタイプに分類し、これらの特定の表現型のそれぞれに関連する遺伝子を探しています。そこから、分子メカニズムを理解し、治療法の開発に向けて前進しようとします。

ラランデ博士は、このような疾患に対する全エクソームよりも全ゲノムの利点が重要だと述べています。私たちにとって、これは未来です。イルミナにとって、これは現在です。しかし、私たちはこのように考えています。そうですね、生活の質の向上に役立つ巨大なデータインフラストラクチャで生成する他のすべてのデータにゲノムデータをどのように含めればよいのでしょうか？

フルスチーム
Lalande博士は、“研究は熱意に満ちています”と述べています。

“熱意は伝染性である”とShazand博士は述べています。ゲノミクスは単なるビジョンではありません。それは子供たちを助けることができます。そして、世界とデータを共有しようとします。それはすべての人のためのものです。

ゲノミクスが世界中で大きな進歩を遂げているにもかかわらず、家族を教育する上でやるべきことがまだあります。Lalande博士は規制上の帽子を脱いで、次のように説明します。医療の未来はプレシジョンメディシンであり、遺伝学がなければプレシジョンメディシンを行うことはできません。ですから、お母さんやお父さんから受け継いだことが、あなたの健康の多くの側面に影響を与えており、このことを理解すれば、ケアを個別化することができます。治療を最適化するには、個人に固有のものにしてください。シュリナーズ病院は、これがすべての人にとって長期的な目標です。

“私たちは偽の希望を与えたくない”とシャザンド博士は注意しています。しかし、個人的には、私はすべての子供が私自身の子供であると感じており、彼らが私自身の子供であるかのように真剣にその方向に働いていることを家族と共有します。”

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