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英國基因體計畫現況與未來三年規劃

李蔚貞、薛孝亭、洪立萍/ 發布日期:2022/11/24/ 瀏覽次數:222

一、前言

2020年,英國政府制定了英國基因體:醫療照護的未來(Genome UK: the Future of Healthcare)策略計畫,期望在2020-2030年間,創建世界上最先進的基因體醫療保健系統,能以科學進展為基礎,並且以較低的成本改善人民健康。為了實現前述目標,該策略著重於三項關鍵領域,分別為: (1)診斷與個人化醫療、(2)早期發現與預防、(3)研究等領域;同時關注五項跨領域議題,包括: (1)倫理與信任、(2)接觸與對話、(3)數據、(4)人力發展、(5)產業等議題;並且擬定了各關鍵領域與跨領域議題之十年目標。各項目標請參閱圖一與圖二。

在Genome UK計畫推行的兩年後(2022年),英國政府發布了英國基因體:2022 年至2025 年在英國實施的共同承諾(Genome UK: Shared commitments for UK-wide implementation 2022 to 2025),文中闡述Genome UK的現況與成果,並且提出未來三年的承諾。以下分別針對三項關鍵領域之規劃投入、現況與成果以及未來規劃作介紹: 

 

 

 

二、診斷和個人化醫療

願景:透過基因體技術來識別疾病(如癌症、傳染病、罕見疾病)之遺傳決定要素,以早期發現並且提供個人化治療,從而幫助人們過上更長壽且更健康的生活。

1. 規劃投入主軸
基因體技術正逐漸改變英國的診斷和治療方式。英國政府規劃將持續評估基因體學技術及其應用,並將基因體學的新進展納入醫療保健體系,以改善疾病的診斷、分群和治療。為了實現前述目標,英國著重於下列三項主軸: 
(1)基因體醫學服務: 建立世界上第一個將全基因體定序(whole genome sequencing, WGS)作為常規檢驗的醫療保健系統,並且將在2024年之前完成500,000名參與者之全基因體基因定序。
(2)藥物基因體學(Pharmacogenomics): 能提供適合患者且有效之治療建議與療程,包括個人化藥物。
(3)癌症: 為癌症診斷與治療發展新的營運模式,並確保跨領域團隊能夠利用基因體、病理影像和健康數據來改善患者的治療效果。

2. 現況與重要成果
目前基因體學技術已能初步在全英國各地實施與使用,例如: 英格蘭正在推出全基因體定序服務,主要對象包括癌症與帶有遺傳性疾病基因之患者;英國威爾士推出針對重病兒童的快速全基因體定序服務,以進一步評估化療藥物之副作用風險;北愛爾蘭地方政府與學術界合作展開分子診斷服務,為癌症患者提供基因體分析,並將基因體數據與電子健康紀錄串聯,以支持治療決策與疾病管理。
    2021年1月英國政府推出罕見疾病框架(The UK Rare Diseases Framework),概述了英國將如何改善罕見病患者生活,期望利用遺傳學和基因體學方面的優勢,加速診斷並且提高對罕見疾病的了解,從而推動對罕見疾病患者的護理改進。
另外,病原體基因體定序為英國關注的另一項領域。在大流行開始時,英國成立了COG-UK(COVID-19 Genomics UK Consortium),以為全英國提供COVID-19基因體定序能力,以及監測與追蹤變種病毒的傳播。目前該聯盟已向國際分享超過225萬組基因體數據,且未來將提供更廣泛的病原體基因體學服務。

3. 2022-2025年承諾
•    在COVID-19定序合作夥伴關係之基礎上,發展公衛病原體基因體學服務。
•    製定明確且切實的行動計劃,以改善罕見疾病患者之生活,如縮短罕見疾病診斷時程,並確保社區中每位罕見疾病患者都能得到需要的照護。
•    持續透過英國國家健保局(NHS)的基因體測試評估工作組(Genomic Test Evaluation Working Groups)審查和評估新興的基因體科學(尤其是遺傳變異的發現以及與藥物反應的關聯)、適應症以及技術。
•    在未來3年中,NHS基因體測試評估工作組將評估藥物基因體學技術,並且與主要利害關係人(如藥劑師)進行討論,期望能藉由基因體資訊,提供最適合患者身體狀況和對藥物反應之客製化處方。
•    在癌症診斷和治療方面,將致力於將癌症基因體分析與臨床試驗結合,以實現個人化醫療。
•    透過密切合作(如NHS與藥廠),確保被核准用於治療罕見疾病的先進治療藥物(ATMP),皆有臨床基因體檢測結果之支持。
•    跨單位合作、學習與分享,如NHS England、NHS Wales、NHS Scotland、Genomics England等單位彼此分享基因體技術評估結果,以迅速將先進的基因體檢測技術拓展至全英國。同時探索採購方面合作之可能性,以實現規模經濟。

 

三、早期發現與預防

願景:使用基因體學來準確預測慢性病之風險,且國家篩檢計畫將使用基因體學來識別高風險人群

1. 規劃投入主軸
透過基因體技術,可望能將現有之醫療保健模式,從疾病治療轉變為疾病預防,並且支持健康的生活。有效的疾病預防與早期治療,不僅有益於個人,並且有益於醫療保健系統,可降低治療和護理成本,支持NHS的永續經營。
英國政府規劃藉由基因體學技術,擴大新生兒篩檢以及實施針對性的篩檢,以達到疾病預防之目的:
•    擴大新生兒篩檢:英國民眾對基因體醫學的參與度高,加上NHS具有全球領先的基因體基礎設施,使得英國具有獨特的優勢,能展開大規模研究與試驗,包括倫理和監管的研究,以確定該如何針對新生兒實施基因篩檢。
•    針對性篩檢:目標為利用基因體技術,實施更好的疾病篩檢,以改善民眾健康。包括對癌症患者的家族成員進行致病風險分群與基因篩檢分析,確定導致癌症風險增加的原因;或者發展應用於非侵入性產前檢測的基因檢測技術,以識別出導致嚴重突變或者遺傳性疾病之基因。

2. 現況與重要成果
全基因體定序或多基因風險評分(Polygenic Risk Score, PRS)等基因體技術,為疾病預防之重要篩檢與分析工具。然而,需要考慮和解決前述技術引發的倫理和隱私問題,以及評估於衛生系統中的功效。英國國家篩查委員會(UK NSC)將會持續對基因篩檢的各個面向提出建議,並且評估新篩檢計劃之可行性、有效性和適當性。
    另外,英國過去已發展出多基因風險評分等創新基因體技術。多基因風險評分為利用英國生物銀行龐大的世代研究(cohort study)數據所發展出之分析工具,涵蓋了許多遺傳變異對個體表型與健康之影響評估。未來英國將進一步開發多基因風險評分等創新基因體技術之價值,包括應用範疇以及如何在現有醫療體系中推廣,以識別出高風險的群眾,並且加強前述群眾的疾病篩檢與治療干預。

3. 2022-2025年承諾
•    在英國各地實施新生兒基因體定序試驗,以造福新生兒及其英國各地的父母,例如Newborn Genomes Programme。前述試驗計畫將同時評估倫理問題,如終身(whole-life)基因體數據儲存,確保民眾對基因體研究之信任。
•    英國國家篩查委員會(UK NSC)除了將持續提供基因篩檢之建議,且將在其重組並擴大職權後,將研析更廣泛的篩檢項目(如為吸煙者提供針對性的肺癌篩檢),同時強化與研究人員和利害關係人之合作。
•    將與合作夥伴以及利害關係人展開合作,確保基因體技術能在篩檢相關之研究計劃中使用,並為這些技術所帶來的倫理挑戰做好準備。
•    評估與審查能支持早期發現與疾病預防的基因體研究,並確保研究與創新能轉化於醫療實踐中使用,如支持創新癌症血液檢測方法之臨床試驗。
•    推動Our Future Health計畫,該計畫為英國有史以來規模最大的世代研究計畫,預計將招募英國各地不同背景的500萬志願者參與,且將會為參與者提供綜合風險評分等分析結果。
•    NHS將成立任務小組,以評估PRS在醫療體系中的大規模採用。

 

四、研究

願景:擴大英國基因體學研究之領先地位。建立由基因體學資料庫組成之生態體系,為國際研究提供動力,並支持研究成果轉化為醫療實踐

1.規劃投入主軸
英國期望能建立具有良性循環之基因體學生態體系: 民眾願意提供生物樣本與基因體數據以加速研究,且產生的新見解能迅速融入醫療保健系統,進而改善民眾健康。為了實現前述目標,英國將透過其龐大的生物資料庫,支持健康與基因體數據的提供與研究,並且支持將成果與見解迅速整合至醫療保健系統。投入主軸包括:

•    利用數據支持創新:使英國成為世界上基因體數據研究的最佳場所。英國將完善基礎設施建置並且制定標準,同時與主要的基因體數據供應者協調與建立數據使用流程、格式與工具等,使健康數據能夠以值得信賴和合乎倫理的方式用於研究和創新。
•    負責任地使用數據:英國期望基因體學能成為利用健康數據造福患者之典範。負責任地使用數據為英國推動相關計畫之核心原則。
•    確保基因體數據的多樣性和公平性:目前全球主要基因體數據來自於歐洲血統,存在種族偏見。英國規劃將拓展服務範疇與強化溝通,使英國基因體資料庫具有多樣性。同時英國將確保數據使用與取得之公平性,並且透過國際合作,增加對種族多樣性和基因體學的理解。

2. 現況與重要成果
英國目前在基因體研究已有諸多成果,包括英國生物資料庫(UK Biobank)已對其500,000名參與者的外顯子(Exon)和全基因體進行定序;100,000 Genomes Project蒐集了全球最大的癌症和罕見病患者全基因體序列等,同時具備卓越的醫療保健研究生態系統,包括NHS、研究基礎設施(包括英格蘭國家衛生研究所)以及監管機構(MHRA)。另外,英國亦是全球臨床試驗的重要地點,2020年全球約有12%的創新細胞和基因療法試驗與英國展開。因此,英國在基因體學與臨床研究方面提供良好的研究環境,例如可召回參與世代研究的患者,以驗證新療法之功效。
另一方面,功能基因體學(functional genomics)為英國關注的新興研究領域。儘管已透過基因體定序與基因檢測辨識出數千種與疾病相關之遺傳變異,但目前對於基因變異如何影響生理機制仍不了解。功能基因體學結合了分子生物學工具、基因體數據分析以及病理學影像等技術,有助於了解基因變異之功能,並且加速標靶藥物開發。此外,鑑於多體學分析的快速發展,英國將充分利用現有研究資產,大規模地結合基因體學和其他體學數據。例如,英國生物資料庫規劃將增加500,000名參與者的蛋白質體學數據,以進一步強化其於生命科學研究的影響力。 

3. 2022-2025年承諾
•    協調基因體研究計劃和研究基礎設施,以便在未來的合作機會中能發揮協同效應,包括更有效地利用臨床基因檢測的數據進行研究。
•    英國醫學研究委員會(Medical Research Council)會將與英國研究與創新(UKRI)合作,探索能支持功能性基因體學(functional genomics)研究之資助機會。
•    基因體數據可用於篩選可能從臨床研究中受益的民眾。英國將提高受基因體學支持的臨床試驗機會,並在全國各地建立聯繫,同時將確保研究成果能回饋到臨床服務中,以改善患者護理模式。
•    將採取行動提升基因體研究資料庫之多樣性,如透過Our Future Health計畫蒐集來自於不同族群的基因體數據。

 

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