未来の世代の健康改善に向けたオーストラリアの最新研究への投資　　　

Murdoch Children’s Research Instituteの子会社である非営利のVictorian Clinical Genetics Services（VCGS）は、オーストラリア全土で包括的な遺伝子検査、遺伝カウンセリング、臨床サービスを提供し、ビクトリア州で年間約8万人の新生児を対象に、標準的な生化学的新生児スクリーニングをすべて実施しています。また、VCGSは小児遺伝性疾患や、将来的に日常的な検査の選択肢になる可能性のある新しいアプリケーションに関する研究も行っています。

2016年にSebastian Lunke准教授がそこで働き始めたとき、当時はトランスレーショナルゲノムユニットと呼ばれていた数人の同僚が臨床エクソームシーケンスサービスの構築を担当していました。現在、Lunke准教授は遺伝学およびゲノムイノベーションのエグゼクティブゼネラルマネージャーであり、3つの研究および臨床検査室で130名以上の従業員を擁する遺伝学およびゲノム学部門の責任者です。　

Lunk准教授の部門の一部は、希少疾患のメソッド研究と最適化に重点を置いており、診断の量と速度を増やすために新しいテクノロジーを使用するという使命を果たしています。その主な専門分野の1つは、重症の子どものための超高速ゲノムシーケンスです。このシーケンスは、Lunke准教授の同僚であり、主要な共同研究者であるZornitza Stark教授が率いる急性期治療ゲノミクス研究によってアジア太平洋地域で開発されました。　　　

Lunke准教授とStark教授は、その取り組みを通じて、たとえ48時間以内に急性期治療ゲノミクス研究で子どもを診断できたとしても、子どもが病気になる前に新生児の段階でシーケンスされていれば、適切な治療を早く受け、集中治療室での治療を完全に回避できたかもしれないことに気づきました。

これにより、ゲノム新生児血液スポットスクリーニング（NBS）への関心が高まり、2022年半ばにBabyScreen+が発売されました。このパイロット研究は、標準的な生化学的新生児スクリーニングに加えて、1,000人の新生児に対してNBSを実施することを開始し、研究プロトコールの下で600を超える治療可能な小児期発症状態の早期発見を目指しています。この大規模な研究イニシアチブの最終的な目標はシンプルです。それは、今後、できるだけ多くの乳児が病気に罹るのを防ぐこと。また、将来の大規模な研究を念頭に置いて、プロジェクトの実行可能性と実装に関するデータを追跡しています。チームは、倫理の実践とシステムの構築、インフラのサポートから始めました。

BabyScreen+研究は、教育やコミュニケーションの課題（医療従事者、これから親になろうとする人、一般市民）、インフォームドコンセント取得のベストプラクティス、その他の倫理的配慮に関する多くの質問に答えることを目的としています。

募集は2023年8月に開始され、出産直後ではなく妊娠中の親にアプローチしました。州全体の収集システムは、ビクトリア州で生まれたすべての新生児のNBS検査からVCGSラボにカードを届けます。そこで、Lunke准教授のチームは、親が研究に登録した患者とカードを照合し、全ゲノムシーケンスを実行します。

自動化ツールの活用
急性期治療ゲノミクス研究では、VCGSはゲノミクス検査を約72時間で行います。これは驚くほど高速です。しかし、72時間のうち40時間以上がデータの入手に費やされています。「データさえ入手できたら、数日ではなく数時間で結果を出すことができます」とLunke准教授は言います。

VCGSは研究においてイルミナと協力しており、Emedgene ソフトウェアを使用しています。Emedgeneソフトウェアはイルミナのコネクテッドソフトウェアポートフォリオの一部であり、研究のための合理化された自動化されたスクリーニングと生殖系列ゲノムの解釈を可能にする、この種の規模の研究への最初のアプリケーションです。「この研究で達成しようとしていることの一部は、私たちのシステムだけでは実現できません」とLunke准教授は述べています。「特に、ゲノムスクリーニングで取り組む規模のものについては、自動化に大きく依存しています」

以前は、アナリストはこのデータを手動で何時間もかけて確認していました。将来の新生児スクリーニングで求められる可能性のある集団規模では、このやり方は通用しません。Lunke准教授は、時間だけでなく、データセットを解析するための人材の採用とトレーニングを含むコストについても指摘します。

1,000人の新生児をスクリーニングしても、数百人の高リスクの乳児が見つかることはありません。研究対象となる被験者の結果のほとんどが「正常」であるためです。研究チームは、研究対象者の約2%について研究データを精査するだけでよいと推定しています。

この計画では、いわゆる「スクリーニング陰性ケース」の解析と解釈を自動化します。 「Emedgeneソフトウェアは全ゲノムと大規模データに対応するように設計されたツールです」とLunke准教授。「重要なのは、広範なアプリケーションプログラムインターフェース（API）機能を備えていることです。つまり、VCGSの他のソフトウェアツールと非常に効率的でありながら安全性の高い方法で対話し、すべての情報を調整することができるということです。サンプルが機器にロードされるとすぐに、DRAGEN™の二次解析ソフトウェアとEmedgeneソフトウェアを介して解釈システムに送り込まれ、ラボで定義された標準的なプロセスが自動で実行されます」

VCVCGSは、プロセス中にいくつかのチェックポイントを設けて、スクリーニングの陰性症例の約70%を自動処理することができました。最終的には、90%～95%の症例について自動レポートを生成したいと考えています。イルミナとLunke准教授のバイオインフォマティクスチームの担当者は、システムの統合と実装に取り組みました。「ラボのプロトコールと現地の要件に従って準備ができた後に導入と立ち上げを行い、1年以上にわたり問題なく運用してきました」とLunke准教授は述べています。「この自動化は、より大規模に拡張するのに役立ちます」

大規模なスクリーニング研究イニシアチブにおけるEmedgeneソフトウェアの成功と、特に嚢胞性線維症、脊髄性筋萎縮症、脆弱X症候群の3つの疾患に対する関心が地域で高まっていることを受けて、現在、拡大したキャリアスクリーニング研究ワークフローすべてをEmedgeneに移行しています。

Emedgeneソフトウェア、VCGSの人材、すべての関係者の情熱のおかげで、Lunke准教授は2024年半ばまでにBabyScreen+研究イニシアチブの募集を終了できると予測しています。研究者は子どもが生まれる3～6カ月前に家族を募集するため、研究は、年末頃には完了する予定です。

BabyScreen+研究は、集団規模で同様のプログラムがどのように見えるかを示す確固たるエビデンスに裏付けされたモデルを示しています。この研究の次の段階では、1万人の新生児のシーケンスが行われる可能性があります。最終的に、VCGSはプログラムをより広範な医療システムと一般集団に拡大したいと考えています。

インスピレーションに満ちた未来の展望
現在の標準的な診療では、医師が具体的な疑問を抱いている場合にのみ、サイエンティストが患者のデータを調べます。答えが見つかると、患者の遺伝子データは安全にアーカイブされ、外部に漏れることはなく、新たな疑問が出てくるまで再びアクセスされることはないとLunke准教授は述べています。

一部のサイエンティストは、シーケンスがより安価になり、データの保管よりもコストが安くなるため、新しい情報や遺伝子の発見が発表されるたびに既存のデータを再解析するのではなく、患者が病気になるたびにシーケンスを再実行すべきだと考えています。Lunke准教授の考えによると、このアプローチは「重要な点を見落としている。つまり、データを捨ててしまうと、最新の知識を統合し、より包括的な視点を得る機会も失ってしまう」といいます。

Lunke助教授にとって、「ゲノミクスで次に必要となる飛躍」は、最初からデータを得ることです。中長期的な目標は「一旦情報を入手したら、その情報の生涯にわたる健康価値を探ること」です。理想的には、標準的な診療で、出生時にすべての子どもをシーケンスし、そのゲノムデータを医療記録の一部として安全に保管することです。これにより、特定の疾患を予防し、その使用について、本人または親が管理し続けている限り、必要に応じてそのデータを使用できるようにすることができます。ファーマコゲノミクス、30代における生殖リスク、40代または50代におけるがんや心疾患のリスクなどについて疑問がある場合も、各段階でデータを管理する必要があります。

「最も重要なのは、そもそもゲノムデータが属する個人に自主性を持たせることです」とLunke准教授は言います。「知るか知らなくてもよいかを選択できるようにすることです。私は将来的にはそのようになると考えています。遺伝子構造から情報を得る、それこそ、個別化医療のより厳密な定義です」

さらに、Lunke准教授は、親が自分自身のために定期的にキャリアスクリーニングを受け、子どものために新生児スクリーニングを受ける未来を想定しています。これは、どちらのタイプのスクリーニングを単独で受けるよりもさらに強力であり、個人レベルと家族レベルの両方で健康情報に光を当てることができます。「まだ学ぶべきことがたくさんあります。それは良いことです。ゲノムスクリーニングに関して、この領域における可能性には驚かされます。そのすべての情報で何ができるかを明確にする作業は始まったばかりだと思います。正しい方法で実行する必要があります。そして、すべての人をこの旅に巻き込んで、新しいことを学び続けることができます。ゲノミクスは、必須かつ基本的なヘルスケアの一部です。私たちは、今日そしてこれからの世代の人々の健康のために何ができるかについて認識を深めたいと考えています。