2023年ASHG（米国人類遺伝学会）総会が11月1日（水）から5日（日）までワシントンDCで開催された。このイベントは、ヒト遺伝学における最新の進歩を紹介し、議論するためのプラットフォームとして機能しました。招待講演、プレナリーセッション、プラットフォームプレゼンテーション、ポスター展示など、さまざまなセッションを通して、ASHGメンバーや国際的に活躍する科学者が選ばれ、研究を紹介します。
今年、私はこのイベントに参加することができなかったのですが、ゲノム科学にとってどのようなトピックが最も重要で、理解されるべきかをキャッチアップしておきたいです。というわけで、ASHG23の最新情報をブログで紹介することにしました。ご興味のある方は、ぜひこのブログを読んでみてください。それでは始めましょう！
1. ASHG President Brendan Lee Celebrates 75 Years of Research in Genetics and Genomics via Genetic Engineering & Biotechnology News on Nov 2
米国人類遺伝学会（ASHG）会長でベイラー医科大学教授のブレンダン・リー医学博士が、同学会75周年記念大会での会長講演で、遺伝学研究と治療における著しい進歩について振り返った。彼は30年前にヒューストンに定住し、小児科と遺伝学の研修を受け、サンガー配列決定から始めた移民としての個人的な歩みを語った。
リー氏は、ゲノム技術の急速な進歩を強調し、ヒトはゲノムの99.9％を共有しているが、わずかな違いが重大な影響を及ぼす可能性があることを強調した。彼は、DNAマイクロアレイを用いた一般的な表現型における一般的なバリアントの研究から、希少バリアントの解析への進化について論じた。また、遺伝性疾患や癌に対して30以上の治療法が提供されている遺伝子・細胞治療の臨床的現実について言及した。
ASHGのマイルストーンは、DNAとヒトゲノム、ゲノムの変異、疾患の遺伝的基盤、ゲノム医学、DNAを超えるゲノム機能など、これらの進歩を反映している。リー氏は、NIHの未診断疾患ネットワークや、全ゲノムシークエンシングやCRISPRのような医療診断の進歩を挙げ、遺伝的変異を発見するモデルとしてのヒトの重要性を強調した。
また、All of UsやH3Africaのようなプログラムを認めながら、患者、研究参加者、遺伝学の労働力における多様性の拡大を指摘した。しかし、「反科学」感情の高まりのような新たな脅威を警告し、科学者がこの問題に関与する必要性を強調した。
将来に向けてリー氏は、あらゆる遺伝性疾患の診断と標的治療、ゲノム情報の医療と予防への統合、ゲノム研究における多様性の拡大、治療と有効性試験の新たな手段の探求、遺伝学に対する意識の向上など、精密医療の公平な拡大を構想した。
2. ASHG: Exome-Wide Association Study Reveals Rare Variants Linked to Severe Adult-Onset Obesity via GenomeWeb on Nov 2.
ケンブリッジ大学の研究者らは、BSN遺伝子の希少なタンパク質切断変異体（PTV）が成人発症の高度肥満に関連していることを示す新たな知見を米国人類遺伝学会で発表した。この研究はMedRxivのプレプリントにも掲載されているが、集団規模のエクソームワイド関連研究を利用して、肥満のような一般的な疾患の原因となるこれらのまれな遺伝子変異を同定した。
肥満は一般に、遺伝学的に2つのタイプに分類される。1つの遺伝子の変異によって引き起こされる単発性肥満と、複数の遺伝子変異が関与し、それぞれが軽微な影響を及ぼす多発性肥満である。先行研究のほとんどは、重度の早期発症単発性肥満に関連する変異に焦点を当てたものであった。
しかし、大規模集団を対象としたゲノムワイド関連研究（GWAS）により、肥満に微妙な影響を及ぼす数百もの共通変異が同定された。ケンブリッジ大学の研究チームは、UKバイオバンクの41万9,000人以上のヨーロッパ系祖先のデータを用いて、成人の肥満度（BMI）に関するゲノムワイド関連解析を行い、その結果を他の研究の16万7,000人以上の非ヨーロッパ系祖先のデータを用いて再現した。彼らは、BSNとAPBA1という2つの遺伝子にまれなPTVを発見し、MC4Rのような確立された肥満遺伝子よりもBMIに有意な影響を与えた。興味深いことに、BSNとAPBA1のこれらのPTVは主に成人肥満に影響し、小児脂肪率には影響しないようである。
さらに、BSN PTVを持つ人は、一般的なBMI関連遺伝子変異の影響が増幅されることがわかった。また、BSN PTVの保有者は、2型糖尿病と非アルコール性脂肪性肝疾患のリスクが高かった。問題の遺伝子BSNは、シナプス機能に重要なタンパク質Bassoonをコードしている。研究者らは、BSN PTVと肥満との関連は、加齢に関連した小胞機能障害によるものである可能性を示唆している。これを調べるため、研究チームはCRISPR-Cas9技術を用いてヒト神経細胞を編集し、シナプス機能と神経伝達物質放出に関与するNTNG1を含む遺伝子のネットワークを同定した。この研究は、肥満のような疾患に関する新たな生物学的メカニズムや洞察を発見する上で、大規模なヒトのエクソームおよびゲノム配列決定の重要性を強調するものである。
3. New Consortium Aims to Demonstrate Strengths of PacBio Revio Platform for Genetic Disease Research via GenomeWeb on Nov 3.
新しいコンソーシアムHiFi Solvesが、Pacific Biosciences社と共同で、世界の15のゲノム研究機関の研究者によって結成された。米国ヒト遺伝学会の会合で発表されたこのグループは、PacBio Revioシーケンサーを用いた希少遺伝病の研究において、HiFiシーケンスの利点を探ることを目的としている。PacBio社のJeff Eidel氏は、このコンソーシアムが希少疾患研究における世界的な取り組みを統一し、発見をより効果的に共有することを目指していると説明した。
HiFi Solvesには、11カ国の15のゲノム研究機関が参加し、ヨーロッパ、北米、アジア太平洋地域のサブグループに編成されている。このイニシアチブは、努力の重複を避け、幅広い研究分野をカバーすることを目的としている。ヨーロッパのグループを率いるラドバウド大学メディカルセンターのAlexander Hoischen氏は、2つの重要な目標、すなわち、HiFiシーケンシングが旧来の検査に取って代わることができるかどうかの判断と、未診断症例におけるHiFiゲノムを用いた新たな診断法の発見について説明した。
コンソーシアムでは、同定が困難な変異を検出するHiFiシーケンスの可能性を実証するために、標準的な方法で同定された約100の困難な変異を再解析する予定である。さらに、未診断疾患の診断における同技術の有用性を強調するため、Revioプラットフォームで約300の希少疾患サンプルのシーケンスを行う予定である。
ラドバウドUMCでは、大規模研究のためにPacBio Sequel IIを用いた臨床試験をすでに開発しているが、これまではコスト的に困難であった。Revioプラットフォームの高いスループットと低コストにより、ゲノムワイドな研究がより現実的になります。しかし、HiFiシーケンスのコストはまださらに下げる必要があり、この技術のデータ解析ツールは、特にマッピングとバリアントコーリングにおいて改善が必要である。
コンソーシアムは、遺伝病研究におけるHiFiゲノムシーケンスのベストプラクティスに貢献することを目指しています。コンソーシアムにおけるPacBioの役割は、研究機関間の効果的なコミュニケーションと情報共有を確保し、技術サポートを提供し、メンバーのワークフローに必要なベンダーをつなぐことである。PacBioのプラットフォームは現在研究用途のみであるが、同社は顧客の臨床検査開発をサポートしており、将来的にはその戦略を進化させる可能性もある。
4. ASHG Showcases Benefits of Rapid WGS for Sick Newborns Worldwide via Genomeweb on Nov 6.
新生児集中治療室（NICU）において、重症の新生児を迅速に診断し、治療の指針とするために、迅速全ゲノムシークエンシング（rWGS）の利用が世界的に拡大している。このアプローチは、米国ヒト遺伝学会の年次総会で様々な研究プロジェクトで強調された。
日本では、日本医療研究開発機構の助成を受けたPriority-iプロジェクトが、病気の新生児や乳児における迅速な遺伝子診断の利点を探ることを目的としている。
このプロジェクトは、パイロット段階で患者の48％の診断率を達成し、第2段階では日本全国の約99のNICUに拡大された。オンライン遺伝カウンセリングは、日本のNICUの3分の1をカバーする迅速シーケンスベースの診断ネットワークの確立を促進した。
イスラエルでは、イルミナの支援を受けてさまざまな機関が協力してBaby Bambiプログラムを実施し、130人の新生児を登録して迅速トリオWGSを行った。
この結果、疾患の原因となるバリアントの診断率は50％であった。一方、原因と疑われる意義不明のバリアントは11％、つまり14％で発見され、22％の症例で医学的管理の変更につながった。
米国では、ユタ大学病院、UCGD、ARUP Laboratoriesの共同研究であるUtah NeoSeq Projectが、2020年から2023年にかけて66の患者家族を登録した。
シーケンスにはイルミナのNovaSeq 6000を使用し、解析には複数のソフトウェアツールを使用した。平均所要時間は5～6日で、診断成功率は全体で51％であった。これらの研究は、NICUにおけるrWGSが実現可能であるだけでなく、重症新生児の診断と管理に有益であることを示している。
このアプローチはケアマネジメントに役立ち、不必要な検査を減らし、入院期間を短縮し、家族計画や終末期の決定を支援する。これらのプロジェクトの成功は、新生児ケアに迅速遺伝子診断を統合する傾向が強まっていることを示している。
5. Next-Generation Sequencing Firms Present Tech, Business Updates at ASHG via Genomeweb on Nov 7.
American Society of Human Geneticsの年次総会で、複数の次世代シーケンシングプラットフォームメーカーが自社製品と将来計画に関する最新情報を共有した。
Ultima Genomicsはシーケンシングプラットフォームの改良を紹介し、スタンフォード大学とベイラー医科大学の早期アクセスプロジェクトでその有用性を実証した。同社は正式な商業化に向け、すでに顧客にシステムを出荷し、安定性と容量を向上させるためにプラットフォームを更新した。
Element Biosciences社は、同社のAvitiプラットフォーム、特に希少疾患診断におけるトリオ全ゲノムシーケンスの効率性を強調した。同社は100台以上の装置を出荷しており、来年にはフルパイプラインを予定している。
MGI Techの子会社であるComplete Genomicsは、コマーシャルチームの拡大に重点を置いて米国市場に再参入した。同社は最高スループットのシーケンサーであるDNBSeq-T20の米国での供給と、サンノゼでの製造能力の向上に取り組んでいる。
イルミナはNovaSeq X用の新しい25Bフローセルの初出荷を発表し、重要な消耗品製品であるとアピールした。また、NextSeq 1000および2000プラットフォーム用の新しいP4フローセルと、合成ロングリード技術用のComplete Long Readと呼ばれる濃縮キットの発売も予定している。
パシフィックバイオサイエンスはKinnex RNAキットなどの新製品を発表し、ワークフロー拡大のためのパートナーシップを発表した。また、同社の新しいショートリードシーケンス・バイ・バインディングプラットフォームであるOnsoの最新情報も発表し、パイロットプロジェクトが進行中であることを明らかにした。
オックスフォード・ナノポアは、微生物単離シーケンスや全ゲノムシーケンスなどのアプリケーション向けのエンドツーエンドソリューションであるTurBotプラットフォームを展示した。TurBotは同時に48サンプルを扱うことができ、核酸抽出、ライブラリー調製、シーケンスなどのタスクをカバーする。これにより、1台の装置でサンプルから回答までの包括的なソリューションを提供する。同社はベータテストと来年の正式発売に向けて準備を進めている。
このような動きは、技術の強化、アプリケーションの拡大、臨床・研究用途へのアクセスの改善に注力する各社による、シーケンス業界のダイナミックな性質を反映している。
<ASHGニュースについてのAkikoコメント>
"Exome-Wide Association Study Reveals Rare Variants Linked to Severe Adult-Onset Obesity "と題されたニュースに特に注目しています。
過去10年間、ゲノムワイド関連研究（GWAS）は様々な遺伝性疾患や機能の解析によく用いられてきた。近年、遺伝子の多様性がますます重要視されるようになり、多くの研究者が多様な遺伝子研究を行うようになった。数多くの遺伝子関連企業やコンソーシアムが、遺伝子研究のためにヨーロッパ以外の民族集団からデータを収集することの重要性を強調していました。
さらに、多くの大学が特定の遺伝性疾患を予測する方法として、多遺伝子リスクスコア（PRS）を発表している。しかし、これらの疾患に関連する遺伝的素因や発現機能を正確に同定することにはまだ課題がある。
さまざまな課題にもかかわらず、この遺伝子研究チームは実際に病気を引き起こす因子を特定したことに私は驚きました。エクソーム・ワイド・アソシエーションを用いた彼らの研究では、BSN遺伝子の稀なタンパク質切断変異体（PTV）が重度の成人発症肥満に関連していることを示す詳細な知見が得られたことです。この特別な発見は、私にとって非常にエキサイティングなものでした」。
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