重症监护环境中的快速全基因组检测已经被提及多次了，ICU-WGS可以缩短住院时间、指导精准治疗、节省资金并帮助计划生育。大多数商业上可用的全基因组基因测试都是基于外显子组的，周转时间通常为 6-8 周。包括全基因组在内的快速周转测试在商业上可用，经过验证的结果需要 1 到 4 周。而斯坦福大学医学、遗传学和生物医学数据科学教授Euan Ashley团队想知道是否有可能在 2 小时内对人类基因组进行测序。

他们联系了牛津纳米孔公司来看看是否有可能同时利用 PromethION P48 的所有 48 个流动池仅用于一名患者的基因组测序，以实现超快的测序速度。结果，他们在不到两小时内就生成了完整基因组的长读取数据（高达 200Gb），在平均 8 小时内对 5/12 例 (42%) 进行了诊断——这在标准临床实践中几乎闻所未闻。而在每种情况下，诊断都改变了患者的管理方式。相描述其工作的论文于 1 月 12 日发表在《新英格兰医学杂志》上。

他们实现了历史上最快的基因组！在每种情况下，完成分析或做出诊断的时间都比已建立的最快基因组诊断的“世界记录”要短。事实上，之前这一纪录是由 Rady Children's Stephen Kingsmore团队在2019年以 19.5 小时创下的，而他们在去年以 14.5 小时的成绩刷新了这一壮举。虽然十四个小时仍然是一个非常震撼的快速转变，但对病例进行测序和诊断所需的时间为 7 个多小时的平均用时，大约是 Rady 儿童研究所保持的基因组测序的诊断记录（14 小时）的一半时间。十分惊人！这项研究首次证明了这种长读长测序作为诊断医学主要手段的可行性。Euan Ashley的团队在通过美国国家标准与技术研究院主办的瓶中基因组联盟（Genome In ABottle/GIAB）的基准进行验证后，获得了吉尼斯世界纪录（最快的 DNA 测序技术：5 小时 2 分钟）的认可。

事实上，测序成功以后，所产生的基因组数据使常规的计算不堪重负。要使处理数据的速度足够快，他们需要以前所未有的速度将数据传输到一组 GPU 以进行碱基调用识别。他们团队建立了一种将数据实时传输到云端的方法，还需要针对长读取优化的快速、最先进的变异识别，使用了谷歌开发的DeepVariant算法的 GPU 加速版本以缩短更多时间，因此英伟达的 Clara Parabricks 团队也加入了这项研究。虽然 DeepVariant 在 SNV 和 indel 调用方面表现出色，但对于结构变异，我们需要另一种解决方案，使用了Sniffles的优化算法以提高临床 SV 识别的速度和定制输出。这种多团队的合作为这一快速测序诊断提供了可能性（也提示了长读长测序在临床端方面的生物信息学开发应用上还有很多工作要做）。

Euan Ashley教授出生于苏格兰，是斯坦福大学医学院的副院长，工作集中在基因组学和精准医学、心血管医学等方面。他领导的团队在2010年对人类基因组进行了第一次临床评估和解读。这篇文章成为当年临床医学中引用最多的文章之一，后来在华盛顿史密森尼博物馆的基因组展上展出。在接下来的 3 年中，他的团队将这一方法扩展到第一次全基因组分子尸检、一个四口之家以及初级保健患者的一系列病例上。他们现在常规地将基因组测序应用于斯坦福医院的患者诊断。Ashley 博士对罕见的遗传病充满热情，并且是未确诊疾病网络指导委员会（Undiagnosed Diseases Network）的第一任联合主席。他也是三家公司的联合创始人：Personalis ($PSNL)、Deepcell和 SVExa。2021 年，他出版了第一本书《基因组奥德赛——医学之谜和解决这些问题的难以置信的探索》（The Genome Odyssey - Medical Mysteries and the Incredible Quest to Solve Them）。感兴趣的可以读一读。

声明：本人与文中所述公司不存在利益冲突，以上观点只代表个人陋见，欢迎各位同仁批评指正。

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