大人群基因组驱动疾病遗传研究与临床诊疗发展——大人群基因组研究鼎峰论坛·精华回顾

2022-08-26


基因组学的发展已经成为推动人类疾病预防与治疗不断进步的重要因素，在全球各地，大人群基因组研究为我们提供了关于疾病的全新认知，以及全新的检测手段和干预措施。2022年8月20日-21日，由深圳华大智造科技股份有限公司主办，深圳华大生命科学研究院、深圳华大基因股份有限公司协办的群“测”聚力，乘“序”追因——大人群基因组研究鼎峰论坛顺利举行。论坛第二日聚焦于疾病遗传与大人群基因组的学术与产业前沿，来自国内外各大科研院所和产业界的专家各抒己见，为线上、线下参会同道带来了兼具深度与广度的学术分享。





开场致辞


杨焕明 院士

中国科学院


首先由中国科学院杨焕明院士作开场致辞。DNA双螺旋结构的发现是生命科学领域的**场革命，首次将群体遗传学的研究和分子生物学的研究联系起来，将基因型和生命现象联系起来，实现了生命数字化。人类基因组计划是生命科学领域的第二场革命，在此基础上，后续千人基因组计划，肿瘤基因组计划陆续开展，取得了一系列成果。人群基因组研究面临的问题仍然是序列（基因组数据）的不足。
杨焕明院士提出，大人群计划的核心，就是联系基因型和表型，连接生命的微观和宏观。通过广泛的合作，将数据变成信息，将信息变成知识，从知识中发现规律，造福于人类健康。杨焕明院士指出，从事科学研究对科学家来说是一种“享受”，是艰难的但也是快乐的，在与不同团队的合作中能够收获很多乐趣。希望本次会议成为大人群基因组项目的“进军号”，推动我国基因组学研究走向新的高度。

徐讯 研究员

深圳华大生命科学研究院


人类基因组计划完成的20年间，测序成本的价格降低了“八个0”，使得上百万人的基因组计划成为可能。组学技术不断迭代，带动科研、产业快速发展，为精准医学奠定了基础。徐讯研究员分享了他对全球人类基因组研究趋势的见解，包括：T2T完美基因组；人类泛基因组图谱；单细胞数据集；原位时空组学；基因组精准医学等，通过这些工作，推进对基因组结构的深入认知，基因表达过程的全景观察，以及基因组医学的全方位应用。徐讯研究员提出，希望能够通过多方面的合作，让技术的发展能够为生命科学和医学领域的真实问题提供更多的解决方案。


华西医院罕见病大数据战略

及支撑平台建设进展


袁慧军 教授

四川大学华西医院


袁慧军教授从遗传性耳聋基因诊断讲起，分享了中国遗传性耳聋基因研究战略联盟创建和遗传性耳聋致病基因变异数据库建立的历程。通过一个耳聋基因产前诊断的病例，袁慧军教授分享了借助大数据解决临床真实问题的经验。基于罕见病基因组学数据库，开发了耳聋专病遗传变异致病性预测工具DVPred，搭建了遗传性耳聋数据库知识库GDC，数据库和知识库的构建花费了非常多的人力和精力，通过数据清洗，变异审核，数据解读算法的优化等，为基因数据解读和诊断提供更好的工具。

我国罕见病研究发展面临一系列问题与挑战，包括数据信息碎片化、数据解读能力不足、缺乏临床表型数据和数据共享平台，罕见病精准医学研究体系建设是解决上述问题的关键，通过“中国国家罕见病研究及服务中心”与“***罕见病患者基因组学数据库”的建设，为罕见病的研究和临床转化提供支持。

袁慧军教授认为，罕见病研究并非只有罕见病患者受益，而能够为常见病的诊疗提供帮助，作为“GSRD-100KWCH”项目的底层支撑，华西医院与华大合作建设的的基因组学平台为研究的开展提供了很大帮助，测序成本的降低让大样本高质量罕见病基因组数据的积累成为可能。袁慧军教授最后展望了华西医学中心智慧医疗的愿景，特别是在2029年建成“罕见病临床智能决策支持系统”，借助人工智能辅助诊断工具，为罕见病临床诊断提供帮助。

基于多维队列的精准健康研究


吴息凤 教授

浙江大学


大数据驱动的公共卫生在传染病、慢性病防控中发挥着重要作用，但利用健康医疗大数据仍面临着诸多挑战，包括数据获取、管理共享、深度挖掘与知识发现等。吴息凤教授提出，建设标准化超大型前瞻性人群队列高能级公共卫生科创平台，将会支撑疾病防控和健康管理体系建设，利用问卷、可穿戴设备、电子病历等获取个人多维度信息，并采集社区信息，联合基因和分子信息，在时间上实现长期追踪，最终产出对疾病防控和公共卫生政策有价值的知识。

吴息凤教授分享了队列建设中智能健康调查问卷、健康筛检队列、多维队列建设、健康体检大数据平台搭建等方面的经验，并介绍了依托多维队列开展膳食对肺癌和膀胱癌的影响，能量平衡和膀胱癌的关系及mTOR相关基因作用的相关研究。根据研究成果，吴息凤教授指出，体重管理、胆固醇摄入等应当根据个人不同情况给予个体化建议，这些新的发现与既往的认识未必完全相同，但对于健康管理有重要意义。另一方面，团队对创新临床检测技术进行了探索，并开展了乳腺癌风险预测模型，全方位整合风险模型循证人工智能工具等研究，在此基础上指导全生命周期的健康管理，基于个人健康画像进行多角度干预，构建重大疾病预防体系，将前沿成果转化为能够落地的社区健康产品与服务。


多组学大数据驱动脑血管病新药研发


王拥军 教授

北京天坛医院


脑血管病发病率高，临床预后差，社会负担重。在脑血管病中，缺血性脑血管病占80%以上。统计数据表明，脑血管病多年来稳居我国居民的死亡因素**位。然而知识驱动的传统新药研发流程举步维艰，原因在于新药靶点发现困难、研发周期长、难以跨越转化的“死亡谷”。王拥军教授认为，数据驱动的新药研发，多组学整合技术可能是解决问题的关键。借助外显子测序发现ANGPTL3可作为降脂靶点，靶点发现后短时间内，相应的药物EVKEEZATM迅速获得了FDA的批准，这一成功经验带动了更多基于大数据和多组学的靶点发现与新药研发。

王拥军教授介绍了社区人群队列，疾病登记注册以及临床试验数据的基本情况，并深入介绍了中国国家卒中登记3（CNSR-3），其旨在建立以药物研发为目标的高水平队列，整合临床表型、实验室检测、多模态影像和卒中多组学（STROMICS）数据，挖掘可能的新药靶点与通路。基于队列搭建了卒中多组学数据库并对外开放。期待依托多组学大数据能够进一步推动脑血管病领域的新药研发与科研成果转化。


中国罕见病诊疗研究体系进展


张抒扬 教授

北京协和医院


罕见病病种约7000-10000种，全球患病人数达3.5亿，是当今医学的难点，给社会带来了重大的疾病负担。张抒扬教授以新型降脂药PCSK9抑制剂为例指出，罕见病的研究不仅服务于罕见病的诊疗，更能够促进常见病的突破，并且是新药研发的重要推力。此外，罕见病诊疗有着重要的社会价值，体现着医疗与健康的公平、公正。

张抒扬教授介绍了国家罕见病注册登记系统（NRDRS）的概况、相关课题开展情况，以及NRDRS与国家罕见病直报平台各自的职责。以各系统罕见病登记系统为支撑，在致病基因、分子机制、基因变异谱等方面取得了一系列成果，多项成果写入临床指南。与此同时，罕见病注册登记也助力着孤儿药研发和评价。张抒扬教授指出，北京协和医院将致力于持续推进现有研究体系的升级，推动罕见病跨越式发展，创新中国罕见病诊疗模式，以实现早发现、早诊断、可治疗、可管理、有药用、能负担的目标，造福广大罕见病患者。


大人群基因组的BT+IT挑战


单日强 先生

华大智造首席信息官


全球生物信息市场增长迅猛，2020-2025年预计将以8.4%的年复合增长率增长，2025年有望达到241亿美元。华大智造首席信息官单日强先生指出，基因测序技术的创新助推“人人基因组”时代的到来，但大人群基因组的海量信息给BT与IT融合带来了一系列挑战，包括数据存储、分析、共享、多组学数据融合、实验室管理数智化转型等。华大智造的ZBOLT生信分析加速器致力于为大人群基因组研究提供基础工具，实现WGS/WES流程高速、精准的分析计算，并极大提高计算速度，ZBOLT/ZBOLT Pro每年可以完成17000/70000个WGS分析。

单日强先生随后介绍了华大智造的基因数据高效压缩算法、快速基因数据查询、自动化资源调度等工具，并分享了ZTRON基因数据中心的核心优势。隐私计算以数据可用不可见为原则，有望解决数据共享中隐私保护的痛点，华大智造自研的TrustGWAS能够全流程支持百万样本十万位点的多方联合计算，助力大人群基因组数据共享与深度挖掘。以PaaZ多组学数据平台和多组学科研平台为基础，让基因组学驱动临床科研，支撑临床转化研究和高水准学科建设；ZMART多组学应用市场提供多种数据分析挖掘解决方案，打造生命科学应用新生态。在实验室数智化层面，ZLIMS四层实验室管理架构，涵盖环境管理、设备管理、应用管理、数据管理四个层面，实现大人群基因测序全流程管理。最后，单日强先生通过几个具体案例分享了华大智造为大人群基因组研究打造的全流程软硬件标准平台与解决方案。


天津市母婴出生队列研究阶段成果


刘功姝 教授

天津市妇女儿童保健中心


刘功姝教授首先介绍了出生队列的定义和天津市母婴出生队列的建设背景。华大生命科学研究院通过多组学技术平台支撑大人群队列的多组学科研项目，国家基因库则借助生物样本库和数据库的丰富经验为项目开展提供了保障。项目通过建立1万组家庭的母婴出生队列，探索基因、环境等多方面因素对母婴健康的影响。刘功姝教授介绍了项目的标准操作程序、招募情况、随访情况、基线调查数据。以队列数据为基础，针对孕期抑郁焦虑情绪、孕妇心血管健康水平与子代健康的关系等课题开展数据分析与挖掘。

随后，刘功姝教授分享了妊娠期糖尿病的cfDNA与多组学研究初步结果，显示出大数据多组学研究用于疾病预测预防的可能性。下一步研究包括利用孕妇和子代的WGS数据探索与母婴健康相关的一系列科学问题及公共卫生问题。刘功姝教授提出，母婴出生队列的建立和维护需要长期投入，项目周期越长，价值越大。提倡研究人员与队列随访对象建立长期的信任关系，工作方式需要不断总结、摸索、改进、提升。


青岛西海岸新区婴幼儿基因组学

与分子流行病学研究


泮思林 教授

青岛大学附属妇女儿童医院


泮思林教授指出，我国出生缺陷发生率达5.6%，每年新增出生缺陷患儿约90万，其中约70%出生时无临床症状，出生缺陷已经成为我国重大公共卫生问题，出生缺陷的三级预防体系建设有着重要的意义，新生儿筛查作为出生缺陷的最后一道防线，可避免严重疾病的发生。
泮思林教授分享了出生缺陷与罕见病综合防治的“青岛模式”，该模式特色包括：妇幼保健与临床医疗一体化；全周期、连贯式防治体系；全市人口全覆盖；出生缺陷信息大数据库等，致力于为出生缺陷防控提供创新性的解决方案。泮思林教授介绍，2020年该项目在青岛市西海岸新区完成10000例新生儿干血片样本的全基因组检测，产出数据1700TB，检出274例遗传病初筛阳性病例，涉及38个基因，对应10大类疾病，相比现有的新生儿筛查和质谱代谢病筛查提高了疾病检出率。

利用该项目基因组数据，科研团队还开展了新生儿基因组学研究，对父母及子代的表型、新生儿生长发育水平与基因组数据进行了关联研究。泮思林教授指出，在测序成本显著降低，准确性不断提高的前提下，全基因组测序在新生儿筛查中将发挥更大的价值。


From Population Research to

Population Health


Paul Jones & Simon Partridge 先生

Former commercial CEO of

Genomics England

借助于不同学科之间的全球性合作，技术的进步，成本的降低，大人群基因组（PopGen）正在从愿景变为现实。作为英国Genomics England项目前负责商业的CEO，Jones先生和Partridge先生在大人群基因组领域有着多年的从业经历。Jones先生和Partridge先生指出，大人群基因组是实现精准医学的关键要素，其显著特点在于，随着健康和临床数据的积累，对数据的分析和挖掘，新的知识会不断产生，这些新知识的应用会影响健康和临床决策与实践，同时产生新的数据用于下一轮研究，形成一个“学习型”的医疗保健体系。兼顾价格和质量的测序技术将提高大人群基因组研究的效率，而在测序之外，大人群基因组是一个体系性的工作，需要国际性的投资、国家层面的决策协调，以及科研、临床、产业协同发展与成果转化的良好机制。

Partridge先生随后分享了英国Genomics England 10万人基因组项目的案例，其显著特色包括：在科研产出之外，基因组学成果向病人提供反馈，对疾病的诊断率、病人的治疗方案和检测方法的促进；企业界投资的参与等。Jones先生和Partridge先生介绍了Genomics England早期的一些经验，如政府、临床、学术界和产业界的协调合作的重要性，并强调了包括表型数据在内的临床数据的采集——尽管非常具有挑战性——对于整个大人群基因组项目有着极为重要的价值。
演讲最后，Jones先生引用了Jon Symonds爵士的名言，指出国民健康是一个国家**的资产，而绝非对GDP的负担，通过国家层面对健康领域的投资，让居民生活得健康，在生命周期内提供更多生产力，并降低医疗负担，将会达成多方多赢。

闭幕致辞

余德健 先生

华大智造总裁


余德健先生首先感谢了各位嘉宾的精彩分享，也感谢各位到场及线上参会的朋友们共同参与并见证本次大人群基因组研究鼎峰论坛的圆满成功。余德健先生指出，人类认知的持续突破、生命科学的持续发展，需要不断创新、愈加先进的技术与工具。华大从人类基因组计划1%的参与者，到现在为大人群基因组提供样本到数据的工具平台支撑，赋能用户更专注的进行应用开发，我们始终相信生命科技核心工具的力量。创新是华大智造的核心基因。今年7月，华大智造发布了“一卡建库”的DNBelab-D4数字化样本制备系统；在8月底、9月初，也将陆续推出两款测序仪新品，持续助力让生命科学研究更高效、更便捷。

余德健先生提出，大人群基因组作为华大“三箭齐发”的**箭，希望借本次峰会为各位科学家们搭建一个高效的交流互动平台，促进国内的人群队列研究形成合力，推动标准建立。从样本收集、制备、测序到数据分析、存储及应用解读，以及国际交流，华大智造致力于拉通产学研，做好MGI inside，不断赋能下游用户，形成良性循环。

余德健先生表示，本次在北京召开大人群基因组研究顶峰论坛是一个良好的开始，期待未来在各地都能有机会与各位科学家进行充分的交流探讨，尽华大智造工具支撑的绵薄之力，共同将中国、乃至全球的大人群基因组研究推上一个新的巅峰。



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