在患者的第一次，研究人员使用长读取的基因组测序

里基·雷蒙7岁时，做了一次常规体检。儿科医生在他心跳前徘徊，让他做了胸部x光检查，结果发现他的心脏左上角有一个良性肿瘤。对拉蒙来说，这是漫长的医疗预约、程序和手术的开始，这将持续近20年。

在这段时间里，良性肿瘤不断在雷蒙的心脏和全身——脑下垂体——出现，肾上腺肾脏上方，甲状腺有结节。

麻烦是，医生无法诊断他的病情。

拉蒙18岁时，医生认为他的症状可能是卡尼综合症(Carney complex)，这是一种由PRKAR1A基因突变引起的遗传病。然而，对拉蒙的DNA进行评估后发现，该基因没有导致疾病的变异。

现在，八年后，斯坦福大学医学院的研究人员使用了下一代技术长读序列 - 以确保RAMON的诊断。这是第一次长读，整个 -基因组研究人员在一篇将于6月22日在线发表的论文中报告说，测序已经用于临床设置医学遗传学。

基因组测序包括将DNA剪成片段，读取片段，然后用电脑将序列拼接在一起。DNA携带着我们的基因蓝图，它是一串双链的分子“字母”，称为核苷酸，或碱基对。例如，这四种核苷酸分别用字母c表示胞嘧啶，G表示鸟嘌呤，它们在两条链上形成连接，将DNA连接在一起。

'照亮黑暗角落'

当前的测序技术将DNA切成约100个碱基对的“单词”，或者长期，根据该研究的高级作者，Euan Ashley，Dphil，FRCP，遗传和生物医学数据科学的心血管医学教授。相比之下，长读取测序将DNA切成数千个字母的单词。

“这让我们可以像以前一样照亮基因组的黑暗角，”阿什利说。

“技术在医学中是一种强大的力量。这是令人兴奋的是，在几年前，我们能够经常序列患者的基因组，这是不可想象的。”

这项研究是与位于加州门洛帕克的生物技术公司太平洋生物科学公司(Pacific Biosciences)合作进行的，该公司开创了一种长读测序。该论文的主要作者是医学博士、博士Jason Merker，斯坦福临床基因组服务的病理学助理教授和联合主任，以及太平洋生物科学的Aaron Wenger博士。

该研究团队在太平洋生物科学(Pacific Biosciences)的合作者开发的这种长读测序技术可以持续地将DNA的长链逐字分析，从而限制所需的切割数量。

“这很令人兴奋，”阿什利说，“因为你现在拥有7,000至8,000个字母的单词，而不是拥有100个基地对的话。”

成本不断下降

由于技术进步和提高效率，长读排序的成本急剧下降。Ashley估计，每项研究的测序的当前成本均为每种基因组5,000至6,000美元。

据Ashley表示，虽然短读测序的成本现在低于1,000美元，但在将DNA切入小碎片时，基因组的部分不可达到1,000美元。在整个基因组中，一系列重复字母，如GGCGGCGGC，可以延伸数百个碱基对。只有100个字母的单词，不可能知道这些延伸的长度，并且长度可以批判性地确定某人对疾病的倾向。

另外，人类基因组的一些部分是冗余的，这意味着有多个地方100个碱基对段可能融合在亚什利。这使得在重新组装基因组时，不可能知道在哪里放置这些段。较长的单词，这会更少发生。

研究人员写道，鉴于这些问题，5％的基因组不能是独特的映射。并且任何删除或超过约50个字母的插入时间都太长了。

阿什利说，对于患有未确诊疾病的患者，短读测序可以帮助医生在大约三分之一的病例中提供诊断。但拉蒙的案子不是其中之一。

这项技术最初用于分析雷蒙未能确定一个基因突变的基因负责卡尼复杂,尽管阿什利合作者Tam Sneddon说,DPhil,一位斯坦福医疗临床数据科学家通过数据库浏览雷蒙的基因组测序,并注意看错了的东西。最终，拉蒙的基因组长读测序确定了大约2200个缺失碱基对并证实了卡尼综合症的诊断是正确的。

这项工作是斯坦福医学专注于精密健康的一个例子，其目标是预期和预防健康，精确诊断和治疗生病疾病的疾病。

一种“极其罕见”的情况

卡尼复合体起源于PRKAR1A基因的突变，其特征是几种肿瘤类型的风险增加，特别是在心脏和激素产生腺体，如卵巢、睾丸、肾上腺、脑下垂体和甲状腺。根据美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的数据，确诊患有这种疾病的人不到750人。

最常见的症状是心脏良性肿瘤或粘液瘤。需要进行心脏直视手术来切除心脏粘液瘤;到拉蒙18岁的时候，他已经做了三次这样的手术。他正在考虑接受心脏移植，对他的病情做出正确的诊断对移植团队来说很重要。阿什利说，除了典型的移植筛查外，研究小组还需要确保没有其他可能因免疫抑制剂而恶化的健康问题，心脏移植患者必须服用这些药物以避免对捐赠器官的排斥反应。

虽然这有助于他的医疗团队确诊卡尼情结，但拉蒙发现，面对他无法摆脱自己的情况，他感到沮丧。“我很难过，”他说。“我花了一段时间来接受这个事实，我将拥有它，直到我死的那天。”

不过，他尽量不去想它。“过好每一天，”他说。“糟糕的日子只是暂时的风暴，它们会过去的。”

“他的故事太不可思议了，”阿什利说，能在拉蒙的团队里工作是一种荣幸。“将如此沉重的负担压在这么年轻的肩上，并决定是否要进行移植，需要极大的勇气。”

因为他不能再等移植手术了，雷蒙最近进行了第四次手术，摘除了他心脏里的三个肿瘤。斯坦福大学心胸外科教授、医学博士约瑟夫·吴(Joseph Woo)实施了这项手术。阿什利说:“心脏出现肿瘤的情况非常罕见。”“这是一次特别英勇的行动。”虽然雷蒙还在考虑接受移植手术，但现在的需要已经不那么迫切了。

“我得到了很好的照顾，”拉蒙谈到斯坦福的团队时说。“我很高兴来到这里。”

在诊所的未来?

阿什利说，他和其他许多医生相信，长时间阅读技术是基因组学未来的一部分。

“现在我们可以看看如何做得更好，”阿什利说。“如果我们能把长序列测序的成本降低到每个人都能接受的水平，我认为这将是非常有用的。”

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