【佳學(xué)基因檢測】基于智能算法（AI)的基因解碼解密基因突變的臨床意義

在對癌癥和腫瘤發(fā)生的原因進(jìn)行分析、探究后，佳學(xué)基因指出BRCA2基因突變與乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌等疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)。顯著相關(guān)，說明在特定的位置發(fā)生突變后， 攜帶有這些突變的人必然會罹患癌癥。然而在許多患者身上發(fā)現(xiàn)的BRCA2基因的變異尚未得到更多病例的驗(yàn)證，導(dǎo)致意義不明變異（variant of uncertain significance, VUS）的數(shù)量激增。這是目前基于數(shù)據(jù)庫比對的基因檢測在臨床上應(yīng)用的一個(gè)主要問題。

那么如何才能探明患者或者受檢者身上數(shù)據(jù)中未記載的新發(fā)突變（VUS）的意義呢？BRCA2可以做為一個(gè)良好的例子來說明一個(gè)創(chuàng)新的技術(shù)是如何增加基因測序后所揭示出來的眾多意義未明突變的臨床意義的。在這里，佳學(xué)基因黃家學(xué)博士通過介紹基因解碼技術(shù)，為我們解析人類基因信息應(yīng)用的前沿進(jìn)展！

黃家學(xué)博士介紹說，“在美國國家衛(wèi)生研究院（NIH）的臨床變異數(shù)據(jù)庫中，BRCA2基因有4565個(gè)不同的臨床意義未明的基因突變。世界各地?cái)?shù)以千計(jì)的人都被測出了這些變異，而且每天還在增加更多的變異。醫(yī)生和基因檢測公司卻不知道這些特定變異的臨床意義，也沒有辦法根據(jù)這些變異來選擇預(yù)防和治療乳腺癌或卵巢癌的方法。”

于是黃家學(xué)博士啟動并創(chuàng)立了基因解碼技術(shù)。將已知的BRCA2基因變異檢測中獲得的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)與接受基因檢測的女性的臨床信息進(jìn)行對比分析，建立一種基于知識的智能分析邏輯。盡管，佳學(xué)基因沒有透露點(diǎn)這種邏輯背后的具體計(jì)算程序，但是據(jù)接近黃家學(xué)博士的專業(yè)技術(shù)人員說，佳學(xué)基因采用的是一種基于結(jié)構(gòu)與功能相互關(guān)系的分析評價(jià)依據(jù)。如果這一說法是正確的，它應(yīng)當(dāng)是業(yè)內(nèi)更先進(jìn)的一種個(gè)性化基因突變的分析方法。據(jù)稱，采用這種新的分析方法，單是以前未知的上百種意義不確定的BRCA2變異（BRCA2 VUS）的臨床意義，被佳學(xué)基因賦予了更為清晰的具有指導(dǎo)意義的檢測報(bào)告。沒有這種新型的檢分析技術(shù)，這些患者的報(bào)告就會是陰性的。從應(yīng)用的效果來講，沒基因基因解碼，對這些患者所做的基因檢測實(shí)際上是沒有意義的。而基因解碼的結(jié)果也為采用基因解碼報(bào)告的醫(yī)生提供了證偽和創(chuàng)新的素材，而這是目前國際先進(jìn)研究性論文的通用判斷程序。

在驗(yàn)證基因解碼的理論基礎(chǔ)的過程中，研究團(tuán)隊(duì)使用了一種稱為同源介導(dǎo)DNA修復(fù)（a homology-directed DNA repair, HDR）的方法來確定許多意義不明的基因突變（更為正確的描述方式應(yīng)當(dāng)是“基因序列變化”，佳學(xué)基因?yàn)榱烁玫膫鬟f基因信息的價(jià)值，致力于用基因序列變化取代基因突變這一說法。而基因序列變化現(xiàn)在已經(jīng)是國際上通用的說法，基因突變反而越來約少地被應(yīng)用）對BRCA2 DNA損傷修復(fù)活性的影響?；蚪獯a科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)體系不需要通過具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的患者數(shù)目就可以明確區(qū)分BRCA2基因中已知的致病性變異和良性變異?；蚪獯a團(tuán)隊(duì)完善這一技術(shù)后，用已經(jīng)驗(yàn)證過的基因序列變化去證明基因解碼體系的正確性，而用這一方法去為BRCA2上其他沒有在足夠患者身上發(fā)現(xiàn)的基因序列變化提供清析、明確的解碼結(jié)果。在這一過程中，佳學(xué)基因采用和吸納了ACMG/AMP的規(guī)則。因此，基因解碼的結(jié)果可以用于國際科研同行的承認(rèn)。

人體變異序列的結(jié)構(gòu)功能分析方法的工作流程

基因解碼團(tuán)隊(duì)通過使用同源介導(dǎo)DNA修復(fù)評估了BRCA2蛋白質(zhì)上負(fù)責(zé)與DNA上的其他區(qū)域的252個(gè)基因突變位點(diǎn)，確定其中90個(gè)序列變化改變了BRCA2基因的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。正如一把椅子失去了兩個(gè)椅子腿，不再能夠用來坐人?；蛲蛔兪沟肂RCA2的結(jié)構(gòu)和形態(tài)都發(fā)生了變化，進(jìn)而失去了正常人正常的蛋白質(zhì)所具有的功能。采用基因解碼分析方法，佳學(xué)基因確定了另外的162個(gè)基因序列變化影響了BRCA2的功能，這些變化是腫瘤發(fā)生的致病突變和風(fēng)險(xiǎn)突變，而其他的突變則是新分析方法下的意義不明確突變，這一數(shù)目降低了57%。

采用新方法分析的186個(gè)錯(cuò)義基因突變中，過去有154個(gè)被歸類為沒有功能變化證據(jù)的序列突變數(shù)據(jù)的BRCA2。但是在應(yīng)用基因解碼分析后，86%（132/154）的基因突變被給與明確的臨床結(jié)論，即被重新分類為可能致病性/致病性（39/132）或可能良性/良性（93/132）。采用新的分析方法后，改變了1900人的基因檢測結(jié)果。這些人因?yàn)榈玫搅四[瘤風(fēng)險(xiǎn)提示和腫瘤遺傳性提示，而使得他們的家庭得到更為有效的健康管理和優(yōu)生優(yōu)育計(jì)劃。

黃家學(xué)教授說，“采用基因解碼技術(shù)研究后，將近86%的以前不能給出明確結(jié)果的存在于BRCA2上的基因突變被重新歸類為良性或致病性，這是一種新的將功能分析ACMG/AMP信息相結(jié)合的嘗試，結(jié)果顯示它非常有效。這些結(jié)果將女性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)評估和腫瘤的致病性分析產(chǎn)生積極影響，因?yàn)榛颊邔⒅雷约后w內(nèi)以前分析是陰性的報(bào)告進(jìn)一步明確為是良性的還是致病的。”

HDR功能數(shù)據(jù)對類似ACMG/AMP模型的變異分類的影響，也在國際上開始得到應(yīng)用并得到驗(yàn)證，大家可以參閱American Journal of Human Genetics, 108(2021), pp. 458-468。

黃家學(xué)教授表示，目前仍有海量的基因變異沒有發(fā)現(xiàn)臨床意義，通過數(shù)據(jù)整合和算法分析等手段，解讀出它們的臨床意義，幫助醫(yī)生更好地進(jìn)行醫(yī)療決策，是佳學(xué)基因解碼人員的目標(biāo)。

對于癌癥，早預(yù)警、早預(yù)防至關(guān)重要。遺傳性腫瘤基因檢測能夠提示癌癥風(fēng)險(xiǎn)，幫助醫(yī)生和就診者及時(shí)制定針對性方案，以免錯(cuò)過干預(yù)或治療的賊佳時(shí)機(jī)。
 

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