Предисловие министров

Великобритания является мировым лидером в области генетики и геномики. От основополагающих открытий в фундаментальной науке до внедрения в клиническую практику и улучшения результатов лечения пациентов Великобритания внесла огромный вклад в эту быстро развивающуюся и захватывающую область.

В этой стратегии мы изложили наш план по сохранению и расширению наших лидирующих позиций: обеспечить будущее здравоохранения; позволяя предоставлять ведущую в мире геномную медицинскую помощь пациентам в Великобритании и во всем мире.

Мы стремимся к будущему, в котором геномика значительно улучшит психическое и физическое благополучие населения Великобритании и миллионов людей во всем мире. Это будет означать более глубокое понимание генетических причин заболеваний, а также предоставление индивидуальной терапии, чтобы пациенты получали лечение и рекомендации, которые им подходят. Прогностические вмешательства — лечение болезней до их появления — также начинают выполнять обещания профилактической медицины в масштабах.

Сейчас мы находимся в переломном моменте. Стоимость секвенирования снижается, и теперь оно достаточно быстрое и эффективное, чтобы информировать клиническую и даже реанимационную помощь. Мы создаем целостную экосистему, в которой исследования геномики больше не являются прерогативой ученых-лаборантов.

Наибольшие успехи достигаются за счет сотрудничества между клиницистами, инженерами, социологами, математиками и специалистами по данным. В сочетании с ведущими мировыми исследовательскими проектами по лучшему пониманию COVID-19 и зарождающейся интересной индустрией геномики Великобритания может и должна гарантировать, что мы сохраним свою лидирующую роль в геномной революции.

Общественные затраты на здравоохранение растут по мере того, как люди живут дольше, а распространенность хронических сложных заболеваний увеличивается. Мы должны воспользоваться достижениями в области геномики, чтобы усилить профилактику и раннюю диагностику заболеваний. Клинические, научные и отраслевые инновации, масштабируемые с помощью надежных технологий и реализуемые через Национальную службу здравоохранения , должны и впредь обеспечивать, чтобы система здравоохранения Великобритании предоставляла наилучшую возможную помощь всем пациентам.

Это потребует как смелых шагов, так и тщательного рассмотрения. Нам потребуются правильные партнерские отношения с пациентами, общественностью и клиническим сообществом, поэтому мы будем взаимодействовать с этими сообществами, чтобы укрепить доверие, понять и решить проблемы. Мы позаботимся о том, чтобы наши подходы основывались на равном доступе, безопасности данных и конфиденциальности, и мы всегда будем ответственны и прозрачны в тех случаях, когда данные пациентов используются для улучшения научного понимания и непосредственной помощи.

Эта стратегия излагает амбициозное и убедительное видение того, как мы создадим самую передовую геномную экосистему здравоохранения в мире, опираясь на последние научные достижения и общественную поддержку для улучшения здоровья нашего населения.

лорд Бетелл из Ромфорда

Парламентский заместитель государственного секретаря (министр инноваций)

Управляющее резюме

В течение следующих 10 лет мы стремимся создать самую передовую в мире систему геномной медицины, основанную на последних научных достижениях, чтобы обеспечить лучшие результаты для здоровья при меньших затратах.

Мы сделаем это, работая вместе в наших четырех странах и сократив границы между клинической помощью и исследованиями. Мы будем поддерживать более раннее обнаружение и более быструю диагностику, использовать геномику для целенаправленных вмешательств на определенные группы пациентов, помогать пациентам в понимании того, что геномика означает для их здоровья, и использовать всю мощь наших возможностей в этой области для борьбы с новыми глобальными пандемиями и угрозами. общественному здравоохранению. Это поддержит обязательства, изложенные в Консервативном манифесте 2019 года ^{[сноска 1]} , по инвестированию в компьютерные системы мирового класса и системы медицинских данных, которые могут помочь в исследованиях и сделать Великобританию ведущим мировым центром наук о жизни.

В этой стратегии мы изложили захватывающее и убедительное видение будущего, которое сосредоточено на 3 ключевых областях:

Диагностика и персонализированная медицина

Мы включим последние достижения в области геномики в повседневную практику здравоохранения, чтобы улучшить диагностику, стратификацию и лечение заболеваний. Мы сосредоточимся на:

• Служба геномной медицины NHS England: мы будем первой национальной системой здравоохранения в мире, которая предложит секвенирование всего генома ( WGS ) в рамках рутинной медицинской помощи, выполняя свое обещание секвенировать 500 000 полных геномов.
• фармакогеномика: мы обеспечим наиболее эффективное предоставление эффективных методов лечения, чтобы пациенты получали лечение и рекомендации, которые им подходят, включая индивидуальную медикаментозную терапию.
• Рак: мы представим новую операционную модель для лечения рака, гарантируя, что междисциплинарные команды смогут использовать ряд геномных, визуализационных и лонгитюдных данных о здоровье и уходе для улучшения результатов лечения пациентов.

Профилактика

Предоставление прогностической и профилактической помощи для улучшения общественного здоровья и благополучия. Мы сосредоточимся на той роли, которую геномика может сыграть в:

• расширение скрининга в раннем возрасте: Великобритания обладает уникальными возможностями для проведения высококачественной крупномасштабной исследовательской программы, чтобы определить, следует ли и как применять секвенирование для скрининга новорожденных. Мы изучим возможности, риски, этические проблемы и регуляторные последствия такой программы, обеспечив продвижение публичного обсуждения для лучшего понимания отношения пациентов и общественности.
• целевой скрининг: мы стремимся лучше использовать геномику для улучшения здоровья населения за счет улучшения профилактики заболеваний, включая более качественный скрининг. Это включает в себя использование персонализированного и стратифицированного по риску скрининга и тестирования членов семей больных раком, чтобы определить, где они подвержены повышенному риску рака. Мы также ожидаем развития неинвазивного пренатального тестирования с использованием секвенирования для выявления заболеваний.

Исследовательская работа

Поддержка фундаментальных и трансляционных исследований и обеспечение беспрепятственного взаимодействия между исследованиями и оказанием медицинской помощи. Мы сосредоточимся на:

• данные для поддержки инноваций: мы сделаем Великобританию лучшим местом в мире для доступа к геномным данным для исследований. Мы также создадим правильную базовую инфраструктуру и стандарты и будем координировать разработку и внедрение стандартизированных процессов доступа к данным, инструментов и соглашений для основных контролеров медицинских данных.
• ответственное использование данных: мы хотим, чтобы геномика стала образцом ответственного использования данных о здоровье на благо пациентов, и сделаем это основным принципом нашего подхода.
• обеспечение разнообразия и равного доступа: мы разработаем надежные системы информационно-пропагандистской деятельности и коммуникации для диверсификации наших наборов геномных данных. Это позволит устранить этническую предвзятость, исторически наблюдаемую в большинстве крупных наборов генетических данных, и поможет обеспечить равный доступ к геномной медицинской помощи.

Наряду с этими 3 столпами мы сосредоточимся на 5 сквозных темах:

1. взаимодействие и диалог с общественностью, пациентами и нашими медицинскими работниками, ставя пациента и разнообразное население Великобритании в центр этого путешествия.
2. развитие рабочей силы и вовлечение в геномику посредством обучения, образования и новых стандартов ухода.
3. поддержка промышленного роста в Великобритании, содействие предпринимательству и инновациям для проектов и компаний любого размера за счет общих стандартов, финансирования, закупок и структур НИОКР .
4. поддержание доверия за счет строгих этических норм, безопасности данных, надежной технической инфраструктуры и соответствующего регулирования.
5. предоставление согласованных на национальном уровне подходов к данным и аналитике. Это позволит медицинским работникам и утвержденным исследователям легко получать доступ и интерпретировать наши ведущие в мире наборы геномных данных.

В конце каждого раздела мы изложили меры успеха; сочетание конкретных целей и долгосрочных целей по мониторингу прогресса в реализации этого видения, которые в совокупности будут выполнять общее обязательство правительства по достижению пяти миллионов геномных тестов и анализов.

Великобритания десятилетиями уделяла приоритетное внимание клиническому воздействию, исследованиям и инновациям в области геномики. Наше постоянное финансирование и сосредоточение внимания на силе геномики привели к созданию разнообразной и взаимодополняющей экосистемы проектов и программ, которые объединяют наши сильные стороны в науке, исследованиях и технологиях. Мы верим, что сможем достичь целей этой стратегии, потому что у нас есть все составляющие для достижения успеха: обязательство в бюджете на 2020 год увеличить государственные расходы на НИОКР на 22 миллиарда фунтов стерлингов к 2025 году, благодаря чему Великобритания достигнет 2,4% ВВП . на исследования и разработки к 2027 году, ведущую мировую академическую и научную базу с доступом к квалифицированным специалистам, а также технологический и финансовый опыт для сотрудничества и оказания максимального воздействия на пациентов.

Стратегия распространяется на всю Великобританию, но важно отметить различия в эволюции и развитии геномики в здравоохранении в четырех странах. Поскольку здравоохранение передается, решения о том, следует ли и как реализовывать конкретные элементы этой стратегии, обязательно будут приниматься отдельно 4 администрациями. Эти решения будут различаться, чтобы учесть различные потребности населения в 4 странах, а также структуры и системы NHS в каждой администрации. Это дает большие возможности для обмена опытом и передовым опытом, но также и некоторые проблемы, в частности, связанные с обменом данными и равным доступом. Работая вместе, мы можем помочь реализовать потенциал геномики для улучшения здравоохранения в Великобритании и во всем мире.

Глава 1 Введение

У нас долгая и гордая история продвижения геномной медицины на благо пациентов. С момента открытия структуры ДНК почти 70 лет назад, нашего жизненно важного вклада в проект «Геном человека» на рубеже веков и реализации проекта «100 000 геномов» менее двух лет назад Великобритания остается в авангарде новаторская наука и здравоохранение.

Геномика меняет наше представление о здравоохранении. Это дает нам гораздо более подробное понимание того, что вызывает болезни и инфекционные заболевания, и лежит в основе разработки новых вмешательств, которые были бы немыслимы даже десять лет назад.

Мы находимся на важном этапе в истории геномного здравоохранения. Быстро снижающиеся затраты на секвенирование в сочетании с увеличением вычислительной мощности означают, что мы можем понять генетический код человека, как никогда раньше. У нас есть хорошие возможности для использования достижений в нашем понимании геномики, чтобы быстро реагировать на меняющиеся угрозы, включая COVID-19.

Мы ясно понимаем, что вся наша работа в этой области должна выполняться таким образом, чтобы устранить исторические дисбалансы и неравенство доступа, и поэтому для нашего видения фундаментальным является улучшение разнообразия наборов геномных данных.

Мы должны переориентировать систему здравоохранения в большей степени на профилактику, раннее выявление заболеваний и укрепление благополучия, а не просто на диагностику и лечение болезней. Геномика станет неотъемлемым и решающим аспектом будущего NHS , и мы видим, что геномика должна широко использоваться в основном здравоохранении, что позволило нам за последние годы занять лидирующие позиции в науке. По мере того, как Великобритания восстанавливается после пандемии COVID-19, становится все более важным, чтобы NHS эффективно переходила от лечебной к профилактической организации.

Процветающая индустрия геномики, состоящая из компаний всех размеров, станет ключом к достижению наших целей. Мы будем создавать высококачественные рабочие места и привлекать внутренние инвестиции благодаря нашим новаторским исследованиям: разработке продуктов, услуг и интеллектуальной собственности в Великобритании, которые можно будет экспортировать в остальной мир. Наряду с традиционными компаниями в области медико-биологических наук в Великобритании создаются более мелкие компании, занимающиеся геномикой, которые являются частью растущего экономического вклада в размере 1,9 млрд фунтов стерлингов в 2018/19 году. Участие отрасли жизненно важно для достижения наших целей, и мы позаботимся о том, чтобы Великобритания была открыта для бизнеса и оставалась привлекательным местом для компаний, занимающихся геномикой.

Для достижения этого важно, чтобы мы — правительство, пациенты, общественность, медицинские работники, исследователи, благотворительные организации и все, кто работает в этой области, — работали вместе и развивали наше понимание, чтобы мы все были информированы, образованы и могли общаться. о геномике и здоровье эффективно.

В Великобритании ведется огромная деятельность в области геномной деятельности, и мы изложили некоторые из ключевых проектов на уровне населения в области геномики ниже. Но помимо этого, для понимания и повышения роли геномики в здравоохранении проводятся крупные когорты, небольшие исследования и множество программ, от небольших академических исследовательских групп до многомиллионных исследовательских программ. Все эти инициативы имеют разные направления и подходы, но их объединяет стремление обеспечить ощутимые преимущества для пациентов с помощью геномики как сейчас, так и в будущем, а также возможность объединить данные для пользы пациентов.

Конечно, существует огромное количество факторов, влияющих на наше физическое и психическое здоровье и благополучие. Эта стратегия фокусируется на геномике в здравоохранении, но детерминанты здоровья в огромной степени зависят от окружающей среды и образа жизни, часто совершенно независимо от нашего генома. Любой будущий подход к здравоохранению должен сочетать и учитывать эти различные факторы. В этом документе подразумевается, но здесь следует прямо указать, что решение о внедрении новых геномных технологий должно основываться на самых последних надежных доказательствах. Мы рассмотрим широкий спектр фактических данных и рекомендаций, в том числе по медицинским и социальным наукам, этике и экономике.

Чтобы сделать целое больше суммы частей, мы призываем к принятию общего набора принципов, вокруг которых может объединиться сообщество геномиков. Мы работали с широким кругом заинтересованных сторон и экспертов со всей Великобритании, чтобы определить принципы, которые, по мнению сообщества, лежат в основе их работы и принимаемых ими решений. Мы сделали это под руководством Национального совета по геномике, который консультирует по вопросам разработки и реализации политики в области геномики в Великобритании. Мы надеемся, что, изложив здесь эти принципы, мы сможем предоставить лицам, принимающим решения, основу и отправную точку для выполнения их работы, будь то клиническая помощь или исследования.

Вехи в геномике

1953 г. — идентифицирована структура двойной спирали ДНК .

1961 — расшифрован генетический код

1977 — разработана секвенирование по Сэнгеру.

1983 г. – разработана полимеразная цепная реакция (ПЦР).

1990 — Начало проекта «Геном человека».

1999 г. — секвенирована первая человеческая хромосома (22).

2003 — завершен проект «Геном человека».

2013 г. — первый диагностический тест мультигенного секвенирования для определения профиля опухоли в Национальной службе здравоохранения .

2015 г. – первые пациенты, участвующие в проекте «100 000 геномов», получают диагнозы

2017 г. — выпуск полногеномных данных о генотипах всех 500 000 участников британского биобанка.

2020 г. – рутинное использование полногеномного секвенирования в NHS .

1985 г. — запущена первая служба диагностики ДНК , финансируемая NHS .

1997 г. — секвенирование ДНК используется в диагностических службах NHS .

2001 г. — молекулярное тестирование на мутации BRCA1 и BRCA2 в семьях высокого риска.

2007 г. — знаменательное исследование ассоциации Wellcome Trust Case Control Consortium семи распространенных заболеваний по всему геному.

2012 — Правительство Великобритании объявляет о проекте 100 000 геномов.

2018 — Проект «100 000 геномов» достигает своей цели — секвенировать 100 000 полных геномов.

2020 г. – первые 50 000 участников британского биобанка получают последовательность полного генома.

Глава 2: 3 столпа

Столп 1: диагностика и персонализированная медицина

Этот компонент включает в себя последние достижения в области геномики в повседневной медицинской помощи для улучшения диагностики, стратификации и лечения заболеваний.

Видение: мы поможем людям прожить более долгую и здоровую жизнь, используя новые геномные технологии для регулярного выявления генетических детерминант редких заболеваний, инфекционных заболеваний и рака. Мы обнаружим рак раньше и предложим индивидуальное лечение болезни.

В течение следующих 10 лет мы будем постоянно оценивать геномные технологии и их применение, чтобы принести наибольшую пользу британским пациентам, обеспечив их внедрение в нашу систему здравоохранения при первой же возможности.

По мере того, как мы узнаем больше о роли и функциях генома в заболевании, внедрение геномных технологий в повседневное здравоохранение становится все более эффективным. Большинство пациентов с генетически опосредованным заболеванием не будут знать, что ответственные гены, возможно, еще не идентифицированы и что только путем детального дальнейшего анализа их геномов можно выявить причину их заболевания. Потребуются согласованные усилия, чтобы облегчить этот процесс на благо пациентов, болезни которых еще не полностью изучены.

В рамках вклада NHS England и NHS Improvement в более широкие цели правительства Великобритании по проведению пяти миллионов геномных тестов и анализов Служба геномной медицины NHS ( GMS ) секвенирует 500 000 полных геномов к 2023 и 2024 годам. разрушить проект 100 000 геномов, что стало возможным благодаря уникальному партнерству между Genomics England и Национальной службой здравоохранения . В рамках GMS тяжелобольным детям, у которых может быть редкое генетическое заболевание, детям с онкологическими заболеваниями и взрослым, страдающим некоторыми редкими состояниями или конкретными видами рака, будет предлагаться WGS .

И по мере того, как мы внедряем WGS в основной уход, мы также должны интегрировать новые способы работы для интерпретации редких вариантов: объединять клиницистов и утвержденных экспертов-исследователей для решения индивидуальных случаев пациентов. Это означает создание новой среды обучения в сфере здравоохранения, в которой врачи и исследователи могут эффективно работать вместе, чтобы максимально эффективно использовать геномные данные и внедрять эти знания в здравоохранение.

Использование геномики для диагностики и стратификации как наследственных, так и приобретенных заболеваний уже становится реальностью вместе с нацеливанием лечения на известные варианты генома. Фармакогеномика позволит наиболее эффективно предлагать индивидуальные методы лечения, чтобы пациенты получали лечение и рекомендации, которые им подходят. Это не только приводит к улучшению результатов для пациента, но и уменьшает негативные последствия, такие как побочные реакции на лекарства, которые оказывают значительное влияние на NHS . Это будет увеличиваться по мере роста доказательной базы, что позволит расширить персонализированное лечение.

Это делает еще более важным то, что мы можем преобразовать эти достижения в быструю разработку, оценку и доступ к инновационным новым лекарствам для пациентов. Преодоление сложных барьеров, возникающих при внедрении новых лекарств в NHS , потребует прочных объединенных путей в системе здравоохранения, изучения новых коммерческих гибких возможностей, более эффективного использования реальных данных и обновленных методологий оценки.

Рак

Рак – это прежде всего приобретенное заболевание генома. Генетические вариации и перестройки вносят свой вклад в формирование болезни, а это означает, что диагностика на основе геномики имеет решающее значение для лучшего понимания рака.

У половины всех людей, родившихся в Великобритании, в течение жизни будет диагностирован рак ^{[сноска 2]} . Для многих из них ранняя диагностика означает лучшие перспективы лечения и более длительную выживаемость. Возьмем один пример: когда рак кишечника диагностируется на самой ранней стадии, более 9 из 10 человек проживают не менее 10 лет. Однако при диагностике на поздней стадии выживаемость падает ниже 1 из 20 ^{[сноска 3] .}

Точно так же отсроченное лечение может привести к снижению вероятности выживания, большей заболеваемости и более высоким затратам на лечение. Текущее целевое время ожидания составляет не более одного месяца между датой получения больницей срочного направления с подозрением на рак и началом первого лечения. Таким образом, быстрые сроки выполнения молекулярной диагностики являются жизненно важным аспектом принятия обоснованных решений о лечении и сокращения задержек лечения.

Наши цели:

1. предотвращать и выявлять рак на более раннем этапе, используя новые технологии геномики, включая секвенирование с длительным считыванием, циркулирующую ДНК опухоли и секвенирование РНК.
2. разработать, пилотировать и внедрить новую операционную модель рака, включающую несколько подходов к геномному тестированию, и обеспечить, чтобы междисциплинарные группы могли использовать мультимодальные данные для визуализации, геномики и лонгитюдных данных о здоровье и уходе.
3. разработать технологическую инфраструктуру нового поколения для оказания поддержки командам специалистов по онкологическим заболеваниям в максимизации воздействия новой операционной модели.
4. выполнить обещание о проведении клинических испытаний с использованием геномных технологий, в которых участвует больше больных раком, чем когда-либо.

Мы продолжим расширять использование молекулярной диагностики, и в течение следующих 10 лет NHS будет регулярно предлагать геномное тестирование всем людям с раком, для которых оно будет иметь клиническую пользу. Наша цель в отношении будущей системы заключается в том, чтобы геномные тесты были связаны с медицинскими записями и другими данными, такими как цифровая информация о патологии, для определения оптимальных методов лечения рака. Мы ожидаем, что большинство будущих методов лечения рака будут нацелены на опухоли на основе специфических геномных и других биомаркеров. Панельное тестирование широко распространено в диагностике рака, но в ближайшие несколько лет, поскольку стоимость секвенирования упадет ниже этих тестов и когда время выполнения будет соответствовать клиническим потребностям, где это уместно, WGSбудет использоваться для дальнейшей стратификации раковых заболеваний для информирования о вариантах вмешательства и лечения.

Мы также ожидаем, что технология секвенирования с длинным считыванием все чаще будет использоваться для лечения больных раком. Первоначально короткие чтения могут быть объединены с более длинными, поскольку эти две методологии имеют разные, но дополняющие друг друга преимущества в обнаружении различных категорий мутаций ДНК , перестроек и паттернов метилирования. Проверка, обеспечиваемая путем сравнения двух выходных данных, может привести к сокращению общего количества требуемых считываний, что снижает общую стоимость. Кроме того, другие компоненты пути функциональной геномики, такие как секвенирование на основе РНК, будут использоваться для диагностики рака.

Мы ожидаем все более широкое внедрение новых тестов для раннего и более эффективного выявления рецидивов рака. Используя определенные типы опухолевой ДНК , рецидив рака можно обнаружить за 200 дней до появления рецидива на компьютерной томографии, что позволяет быстро идентифицировать любой рецидив. Это может позволить проводить более регулярное тестирование для раннего выявления, способствовать быстрой разработке и внедрению целевых иммунотерапевтических средств, а также улучшить более целенаправленный мониторинг, снизив нагрузку на пользующиеся большим спросом услуги NHS .

В Уэльсе и Шотландии технологии циркулирующей опухолевой ДНК (цДНК) привели к раннему внедрению клинических услуг для больных раком. С 2017 года Уэльс предлагает услугу ctDNA для пациентов с немелкоклеточным раком легкого (НМРЛ) и метастатическим колоректальным раком. Эта технология предоставила возможность для улучшения стратификации этих больных раком для лечения.

Редкие и наследственные заболевания

Хотя редкие заболевания по отдельности встречаются редко, существует более 6000 таких состояний, а это означает, что 1 из 17 человек, или 6% населения, в какой-то момент своей жизни будет страдать от редкого заболевания. Это соответствует примерно 3 миллионам человек в Великобритании, и одно редкое заболевание может поражать до 30 000 человек.

80% редких заболеваний имеют сильную генетическую составляющую. Некоторые состояния можно обнаружить с помощью относительно простых геномных анализов, но секвенирование всего генома и экзома для редких заболеваний дает несколько важных преимуществ. Диагностика не только дает часто долгожданный ответ на то, что вызывает состояние, но также может дать информацию для принятия решений о лечении пациента, а также дать родителям представление о потенциальном риске того, что будущие дети пострадают аналогичным образом.

Национальная служба здравоохранения Англии станет первой национальной системой здравоохранения, предлагающей WGS в рамках плановой медицинской помощи через Службу геномной медицины NHS . В настоящее время большая часть генетического тестирования, проводимого в рамках NHS , не распространяется на WGS , но это станет все более возможным, поскольку подходы к генетическому тестированию при редких заболеваниях стандартизированы, а использование WGS распространяется на всех пациентов с редкими заболеваниями без генетического диагноза. Тем не менее, большая часть генетического тестирования, проводимого в рамках NHS , в настоящее время не относится к WGS .

Наши цели:

• продолжать увеличивать скорость диагностики с помощью геномного тестирования и изучать возможности повторного анализа геномных баз данных, в которых мы со временем расширили наше понимание
• продолжать сокращать время ожидания диагноза редкого заболевания
• облегчить исследователям возможность обратной связи с результатами, имеющими отношение к лечению пациента, таким образом, чтобы защитить конфиденциальность и сохранить доверие
• облегчить участие пациентов с редкими заболеваниями в специализированных клинических исследованиях, проводимых в области их заболевания.

В краткосрочной и среднесрочной перспективе нынешнее централизованное обеспечение короткого секвенирования будет по-прежнему оставаться моделью для секвенирования редких заболеваний. Мы будем стремиться расширить использование расширенной диагностики, такой как WGS , на всех пациентов с редкими заболеваниями, и мы будем постоянно оценивать геномные технологии и их применение, чтобы убедиться, что мы проводим правильный тест нужному пациенту в нужное время.

Компания Genomics England вместе с клиницистами Национальной службы здравоохранения и с участием пациентов со всей Великобритании создала крупнейший единый набор данных о редких генетических вариантах, связанных с ними клинических фенотипах и медицинских данных в любой точке мира. Мы ожидаем увидеть все более продуктивное сотрудничество между клиницистами и исследователями для расшифровки редких вариантов, клиническое значение которых в настоящее время неизвестно. Кроме того, понимание функциональной геномики редких вариантов может дать ключ к разгадке потенциальных методов лечения более распространенных заболеваний.

По мере того, как набор данных Genomics England продолжает анализироваться, и это сотрудничество развивается, исследования будут использоваться в клинической практике, так что большему количеству пациентов будет поставлен диагноз, больше семей смогут принимать обоснованные решения о рождении детей, и будет разработано больше новых методов лечения. дать надежду тем, у кого в настоящее время неизлечимое заболевание. Жизненно важно, чтобы мы могли перевести это на быструю оценку и доступ к инновационным новым лекарствам для пациентов с редкими заболеваниями.

Фармакогеномика

Генетические варианты у человека можно использовать для прогнозирования вероятности того, что конкретное лекарство (а) будет эффективным и (б) причинит непреднамеренный вред в результате побочной реакции.

Побочные реакции на лекарства являются причиной 6,5% госпитализаций в Великобритании и приводят к среднему пребыванию в больнице 8 дней. Госпитализация, связанная с побочными реакциями на лекарства (ADR), обходится NHS примерно в 466 миллионов фунтов стерлингов в год. ^{[сноска 4]}

Расширение планового геномного тестирования в NHS , особенно в Англии, включает в себя соответствующие цели для определения лечения или права на участие в клинических испытаниях, особенно при раке. Эта цель была изложена в концепции NHS England [улучшение результатов с помощью персонализированной медицины] (https://www.england.nhs.uk/publication/improving-outcomes-through-personalised-medicine0), опубликованной в 2016 году.

Чтобы лучше понять возможность введения фармакогеномных панелей для пар генных препаратов для более распространенных лекарств, NHS England и NHS Improvement and Genomics England создали рабочую группу по фармакогеномике, состоящую из экспертов со всей Великобритании. Эта группа изучала доказательства, чтобы понять последствия внедрения целевого фармакогеномного тестирования в NHS и подход к внедрению, включая требования к данным и обмену сообщениями.

Стратегия правительства Уэльса в области геномики для точной медицины отмечает ожидаемое увеличение клинической полезности и потребности в фармакогенетическом тестировании в ближайшем будущем, а также сообщает, что приоритет услуг будет определяться на основе клинических потребностей и валлийского опыта. Принимается обязательство высвобождать финансирование геномных исследований за счет замены более дорогостоящих исследований или отказа от затрат на лечение, если оно будет неэффективным или вредным. Лекарственная стратегия Уэльса ^{[сноска 5]}обязуется снизить бремя побочных реакций на лекарства. В настоящее время проводится экспериментальное исследование для решения и информирования о проблемах внедрения национальной службы фармакогенетики в Уэльсе. Результаты пилотного исследования будут заключаться в том, чтобы направить будущую стратегию тестирования на пользу пациентам и определить дополнительные возможности финансирования.

В течение следующих 10 лет, если это будет подтверждено фактическими данными, цель этой стратегии состоит в том, чтобы мы приняли упреждающий подход, посредством которого пациенты имеют фармакогеномный профиль, прикрепленный к их медицинским картам. Это поможет клиницистам всех специальностей в принятии терапевтических решений на благо пациентов. Мы также ожидаем увидеть комбинацию простого анализа сочетания генов и лекарств и создания фармакогеномных профилей на основе общего анализа вариантов. Успешная реализация в Англии потребует скоординированной работы широкого круга заинтересованных сторон, включая NHS , Genomics England, Агентство по регулированию лекарственных средств и товаров медицинского назначения ( MHRA ) и Национальный институт здравоохранения и передового опыта ( NICE ).

Это принесет пользу пациентам, повысив эффективность их лечения и снизив частоту и тяжесть побочных реакций на лекарства; и способствовать борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам за счет общей эффективности назначения лекарств.

Инфекционное заболевание

Геномика уже изменила способы диагностики, изучения и лечения заболеваний, вызванных патогенами. Великобритания была одной из первых в мире, кто использовал патоген WGS для управления инфекционными заболеваниями в общественном здравоохранении. WGS признана революционной технологией для понимания передачи болезней среди населения, а также для выявления вспышек и борьбы с ними. Его также можно использовать для прогнозирования устойчивости к противомикробным препаратам и описания эволюции патогенов.

В Англии наши лаборатории Национальной инфекционной службы ( НИС ) секвенировали почти 200 000 микробных геномов, в том числе для серьезных и высокоинфекционных заболеваний, таких как туберкулез, грипп и гепатит С, а также патогенов, связанных со вспышками пищевого происхождения. В рамках государственной стратегии Уэльса в области геномики для точной медицины в 2018 году в системе общественного здравоохранения Уэльса ( PHW ) было создано подразделение геномики патогенов, которое в настоящее время предоставляет аккредитованные услуги по диагностике и эпиднадзору за целым рядом патогенов, включая ВИЧ, туберкулез, C. difficile и Грипп. Ранее существовавшие возможности в Англии и PHW стали важной частью Консорциума Великобритании по геномике COVID-19 ( COG-UK ), который представляет собой действительно национальное сотрудничество, охватывающееNHS , все 4 британских агентства общественного здравоохранения и научно-исследовательские институты со всей Великобритании. COG-UK секвенировала более 50 000 последовательностей генома SARS-CoV-2, данные, которые используются в режиме реального времени в рамках ответных мер на пандемию по всей Великобритании на всех уровнях — от локальных вспышек до предоставления рекомендаций Научной консультативной группе. для чрезвычайных ситуаций (SAGE).

Эти данные позволяют исследователям оценивать появление резистентных мутаций, возникающих в результате медицинских вмешательств и лечения, выявлять генетические маркеры, связанные с клинической тяжестью, и в сочетании с геномными данными человека могут оценивать многофакторные детерминанты риска заболевания и их корреляцию с клинической тяжестью. Секвенирование вируса SARS-CoV-2 все чаще используется в Великобритании для понимания передачи и вспышек и будет рассматриваться как часть наших будущих ответных мер по тестированию.

Наши цели:

• использовать геномику, чтобы углубить наше понимание того, как и почему иммунная система разных людей по-разному реагирует на патогены, например COVID-19
• изучить возможность разработки генетических тестов для индивидуальной стратификации риска для данного инфекционного заболевания
• использовать геномику для поддержки, где это уместно, разработки вакцин и терапевтических средств для борьбы с инфекционными заболеваниями

Для поддержки и дальнейшего расширения услуг WGS жизненно важно поддерживать и развивать правильные системы анализа данных для обработки, анализа и интерпретации геномных данных, и очень важно, чтобы полученные результаты были сопоставимы между лабораториями. Агентства общественного здравоохранения работают с ведущими мировыми экспертами в области научных исследований Великобритании, чтобы совместно разрабатывать и внедрять улучшения в свои системы геномных данных, используя лучшие методы кодирования и облачные технологии. Эти платформы помогут обеспечить стабильное получение результатов по всей Великобритании, обеспечат каждому пациенту в Великобритании возможность извлечь выгоду из применения геномики для борьбы с инфекционными заболеваниями и в совокупности будут держать Великобританию в авангарде клинической геномики патогенов.

Технологические достижения означают, что секвенирование все чаще выполняется локально, чтобы обеспечить быстрое получение данных о времени обработки. Миниатюрная технология секвенирования все чаще используется рядом с пациентом, предоставляя данные секвенирования в режиме реального времени для принятия клинических решений. Это будет только увеличиваться и улучшаться по мере того, как новые секвенаторы станут более доступными и клинически полезными, что позволит проводить геномный анализ заболеваний в режиме, близком к реальному времени.

Для достижения, поддержания и измерения успеха в течение следующих 10 лет мы будем:

• убедиться, что Национальная служба здравоохранения готова оценить и внедрить все клинически значимые геномные технологии и новые геномные приложения для здравоохранения на основе последних надежных данных от экспертов, ведущих свои области в Великобритании и во всем мире.
• поддерживать объединение NHS и исследовательского сообщества с помощью масштабируемых и безопасных информационных систем, как для поддержки принятия клинических решений, так и для крупномасштабной обработки и анализа данных.
• обеспечить наилучшее соотношение цены и качества для клинической последовательности полного генома в любой точке мира и способствовать тому, чтобы новые клинически значимые технологии стали более широко доступными по конкурентоспособной цене.
• предложить геномное тестирование всем людям с раком, для которых это будет иметь клиническую пользу
• создать среду здравоохранения, в которой клиницисты и исследователи могут эффективно работать вместе на благо отдельных пациентов; разрушение существующих культурных и структурных барьеров, которые мешают этой модели стать стандартом медицинской помощи для всех
• предложить всем пациентам с редким генетическим заболеванием окончательный молекулярный диагноз с использованием тестов, которые будут поддерживать исследования их состояния, где это возможно
• иметь четкую, основанную на фактических данных позицию в отношении того, следует ли и каким образом внедрять фармакогеномику в службу здравоохранения в масштабе
• быстро и легко секвенировать патогены с помощью технологии секвенирования в местах оказания медицинской помощи, помогая нам контролировать вспышки и бороться с устойчивостью к противомикробным препаратам
• понять роль генома в различных исходах пациентов с инфекционными заболеваниями
• быстро использовать достижения в области технологии секвенирования для разработки и внедрения новых диагностических средств и поддержки лучшего и более интегрированного эпиднадзора за инфекционными заболеваниями.
• обеспечить международное лидерство в поддержке разработки передовой практики в области геномики инфекционных заболеваний и общественного здравоохранения посредством международных проектов, таких как Глобальный альянс по геномному здоровью, Альянс общественного здравоохранения по геномной эпидемиологии.

Столп 2: профилактика

Этот компонент позволяет прогнозировать и превентивно заботиться о здоровье и благополучии населения.

Видение: мы будем использовать геномику для точного прогнозирования риска хронических заболеваний, а наши национальные программы скрининга будут использовать геномику для выявления групп риска.

Предотвращение заболевания до его начала является ключом к нашей будущей системе здравоохранения и требует правильных технологий, больших разнообразных наборов данных и проверенных аналитических инструментов для прогнозирования риска заболевания. Эффективная профилактика заболеваний приносит пользу не только человеку, но и системе здравоохранения в целом. Мы знаем, что ожидание поступления пациента в больницу с каким-либо заболеванием приводит к ухудшению состояния здоровья и увеличению затрат на лечение.

Поскольку расходы на здравоохранение продолжают расти, инвестиции в скрининг на основе геномики — с неизменными принципами, которые мы применяем ко всем программам скрининга — могут помочь смягчить заболевание за счет эффективного раннего вмешательства. Мы перейдем от системы здравоохранения и ухода, ориентированной на диагностику и лечение болезней, к системе, основанной на предотвращении ухудшения здоровья и содействии благополучию.

Расширение скрининга в раннем возрасте

В настоящее время с помощью капельного теста крови новорожденных проверяют 9 редких, но серьезных состояний, чтобы диагностировать состояния, при которых можно вмешаться до появления симптомов. Мы знаем, что есть и другие похожие, редкие, но поддающиеся лечению генетические заболевания, которые невозможно обнаружить с помощью этого подхода.

Недавние улучшения в геномном секвенировании дают возможность переосмыслить наш подход. Британский национальный комитет по скринингу недавно сообщил, что существует явный потенциал использования геномики при тестировании многих состояний, в настоящее время включенных в тест капли крови. ^{[сноска 6]} WGS может значительно увеличить количество диагнозов других генетических заболеваний, что особенно ценно, если раннее выявление снижает или предотвращает вред в раннем возрасте или улучшает долгосрочные результаты этого состояния. Первоначальные исследования показывают, что это может привести к серьезной трансформации NHS , принеся пользу тысячам детей, которым было бы полезно раннее вмешательство, чтобы уменьшить или избежать вреда в раннем возрасте.

В Великобритании охват скринингом новорожденных составляет около 97%, а общественность активно участвует в геномной медицине. Вместе с нашей ведущей в мире геномной инфраструктурой, встроенной в NHS , это делает Великобританию уникальными возможностями для проведения высококачественной крупномасштабной исследовательской программы, чтобы определить, следует ли и как следует внедрять секвенирование для скрининга новорожденных.

Такое исследование должно включать изучение возможностей, рисков и связанных с этим этических и нормативных вопросов. В соответствии с рекомендацией предыдущего главного медицинского представителя (CMO), профессора Дамы Салли Дэвис, в настоящее время проводится общественное обсуждение, чтобы лучше понять отношение пациентов и общественности. Представление о последовательности генома как о ресурсе, к которому можно обращаться в определенные периоды жизни (а не раскрывать все сразу), может быть полезной отправной точкой для этических дискуссий, которые должны сопровождать крупномасштабную исследовательскую программу.

Репродуктивный геномный скрининг

Признание того, что ДНК плода циркулирует в материнской крови, привело к неинвазивному пренатальному тестированию ( НИПТ ), основанному на заборе образцов материнской крови для выявления анеуплоидий, таких как те, которые связаны с синдромом Дауна, что уменьшило потребность в инвазивных тестах, связанных с повышенным риском выкидыша. .

Мы ожидаем увидеть развитие НИПТ с использованием секвенирования, чтобы иметь возможность идентифицировать такие состояния, как серповидно-клеточная анемия, в ближайшем будущем, и ожидается, что WGS сможет обнаруживать унаследованные варианты, а также мутации de novo, вызывающие тяжелые детские состояния. Наблюдения, которые привели к этой технологии, были сделаны в Великобритании, и мы считаем своей обязанностью полностью изучить этические проблемы, связанные с будущими стратегиями тестирования, наряду с развивающейся наукой.

Преимплантационная генетическая диагностика (ПГД) — это тип тестирования эмбрионов, который может использоваться людьми, у которых есть серьезное наследственное заболевание в их семье, чтобы избежать передачи его своим детям. В матку женщины переносят только те эмбрионы, которые были протестированы и признаны здоровыми. Почти 600 условий были одобрены для тестирования в Великобритании Управлением по оплодотворению человека и эмбриологии.

Скрининг взрослых

Анализы Британского биобанка подтвердили концепцию использования генетической информации для существенного улучшения прогнозирования риска для всех распространенных заболеваний и рака. Эти подходы, которые объединяют информацию от большого количества (часто миллионов) распространенных генетических вариантов по всему геному в шкалы полигенного риска ( PRS ).) предлагают кардинальное изменение благодаря новому поколению надежных инструментов прогнозирования рисков. Великобритания играет центральную роль в научных исследованиях, лежащих в основе этих подходов, и имеет хорошие возможности для того, чтобы привести мир в новую эру «геномной профилактики»: подход к здравоохранению, ориентированный на профилактику, основанный на целевом вмешательстве и скрининге лиц с высоким риском. индивиды и субпопуляции. Все более сложные инструменты прогнозирования риска будут сочетать генетические факторы риска с негенетическими факторами риска, включая биомаркеры, экологические и социальные факторы.

Профессор сэр Майк Ричардс в своем независимом обзоре программ скрининга взрослых в Англии в октябре 2019 года подчеркнул потенциал, который могут иметь геномные методы, включая PRS , в целевом скрининге. Понятно, что программы скрининга в будущем должны быть более целенаправленными . Долгосрочный план Национальной службы здравоохранения Англии и правительственная зеленая книга « Улучшение нашего здоровья: профилактика в 2020-х годах », опубликованная в июле 2019 года, излагают наше стремление внедрить геномику в рутинную медицинскую помощь. улучшить здоровье населения за счет профилактики заболеваний, обеспечиваемой более качественным скринингом. Это включает в себя использование персонализированного и стратифицированного по риску скрининга и тестирования членов семей больных раком, чтобы определить, где они подвержены повышенному риску рака.

Одним из основных преимуществ применения геномных инструментов для определения риска распространенных заболеваний является то, что это может позволить начать стратегии профилактики на раннем этапе, например, инициировать стратегии защиты сердечно-сосудистой системы у людей в возрасте 40 лет, а не ждать, пока другие факторы риска станут очевидными в более позднем возрасте. Установив потенциал, следующим шагом должны стать исследования по внедрению, чтобы узнать, как и где можно использовать улучшенное прогнозирование риска, болезнь за болезнью, в клинических путях и в программах скрининга, и как это сделать таким образом, чтобы уменьшить, а не увеличить риск. нагрузка на медицинских работников. Параллельные исследования должны оценить использование этих подходов в управлении здоровьем населения.

Конечно, необходимо учитывать множество социальных, этических и логистических факторов, не в последнюю очередь то, что польза должна перевешивать вред. Мы не относимся к ним легкомысленно, и консультативные органы Великобритании продолжат их оценивать. Но если мы сможем выявить людей с более высоким риском развития заболевания, то направление движения должно быть направлено на более геномно-ориентированный скрининг и вмешательства. Намерение состоит в том, чтобы воспользоваться этим, чтобы предоставить более эффективную и действенную услугу скрининга пациентам.

Для достижения, поддержания и измерения успеха в течение следующих 10 лет мы будем:

• позволить NHS перейти от системы, которая в первую очередь выявляет и лечит болезни, к системе, которая использует геномику для прогнозирования и предотвращения плохого состояния здоровья
• продолжать развивать систему общественного здравоохранения и скрининга, использующую геномику для интенсификации скрининга и вмешательств у лиц с высоким риском
• установить четкую, основанную на фактических данных позицию в отношении того, следует ли и каким образом проводить секвенирование генома для новорожденных, и как эти геномные данные могут повлиять на уход за ними в более позднем возрасте
• сформулировать четкую, основанную на фактических данных позицию о том, можно ли и как лучше всего использовать ССБ в масштабах службы здравоохранения
• изучить, как геномное тестирование может по-прежнему лучше всего использоваться в репродуктивной медицине, чтобы помочь родителям сделать осознанный выбор

Столп 3: исследования

Этот компонент поддерживает фундаментальные и трансляционные исследования и обеспечивает беспрепятственный интерфейс между исследованиями и оказанием медицинской помощи.

Видение: мы укрепим ведущее положение Великобритании в мире в авангарде исследований в области геномики, основанных на открытиях, и трансляционных исследований в области геномики, постоянно расширяя нашу коллективную базу знаний в области геномики. Мы разработаем экосистему ведущих в мире безопасных наборов данных геномики, стимулируя международные исследования и поддерживая беспрепятственный перенос важных результатов исследований в систему здравоохранения, подкрепленный надежными исследовательскими программами внедрения.

Великобритания лидирует в геномных исследованиях, и мы будем поддерживать благотворный цикл подачи данных о здоровье и геномных данных и ускорения исследований, которые затем предоставляют новые идеи, которые постепенно интегрируются в системы здравоохранения. Наборы данных значительной глубины и широты, легкодоступные и тщательно подобранные, необходимы для получения максимальной отдачи от исследований. Это означает интеграцию огромных объемов геномных данных с богатыми фенотипическими данными, включая рутинные клинические и геномные данные, а также масштабные биообразцы, для которых Великобритания обладает уникальными возможностями.

Наши существующие крупномасштабные инициативы, включая, помимо прочего, Genomics England, NIHR Bioresource , UK Biobank и ADD .необходимы, но недостаточны для того, чтобы Великобритания сохранила наше мировое лидерство. Чрезвычайно важно, чтобы посредством функционального анализа мы максимизировали раннюю отдачу от этих ресурсов данных с точки зрения новых ценных продуктов и услуг, способных принести трансформационную пользу пациентам. Разработка новых технологий фенотипирования в дополнение к секвенированию и связыванию согласованных геномных данных с другими данными о здоровье станет важным элементом этой экосистемы. Мы объединим возможности страны в академическом, клиническом, благотворительном и промышленном секторах и создадим интегрированную экосистему открытий, которой позавидует весь мир.

Наконец, мы должны убедиться, что наши наборы данных отражают разнообразие населения Великобритании, чтобы гарантировать, что исследования могут обеспечить справедливую пользу от целенаправленного здравоохранения.

Инновации, основанные на данных, и удовлетворение ожиданий пациентов в отношении использования данных

Внедрение новых областей, таких как геномика и искусственный интеллект ( ИИ ), изменит лицо медицины. Усовершенствования должны внедряться таким образом, чтобы вовлекать и вовлекать пациентов и общественность в формирование внедрения, быть прозрачным в отношении того, как используются данные, и соответствовать всем юридическим и нормативным требованиям.

Поставщики, внедряющие новые технологии, основанные на данных, призвали к более четким указаниям относительно соблюдения правовых рамок защиты и конфиденциальности данных. Национальный хранитель данных намерен работать с Комиссаром по информации и другими, чтобы улучшить доступные рекомендации, чтобы можно было безопасно внедрять инновации. И в то же время Управление медицинских исследований уточняет и обновляет руководство по законному использованию данных пациентов при разработке технологий здравоохранения.

Мы хотим, чтобы геномика стала образцом ответственного использования медицинских данных на благо пациентов. Мы не относимся легкомысленно к доверию, которое оказывают нам пациенты и общественность. Мы заставим ответственные данные пациентов использовать основной принцип нашего подхода к геномике.

Координация в рамках всей системы имеет жизненно важное значение для достижения этих целей, и важным первым шагом стало создание Альянса по исследованию медицинских данных, целью которого является координация разработки и внедрения стандартизированных процессов доступа к данным, инструментов и соглашений для основных контролеров медицинских данных, чтобы стимулировать более широкое использование медицинских данных для исследований и инноваций.

Все организации, работающие с Health Data Research UK ( HDR UK ), подписываются под их «Принципами участия», чтобы определять методы работы и опираться на национальные и международные рамки передовой практики. К ним относятся «5 сейфов»:

• безопасные люди
• безопасные проекты
• безопасные настройки
• безопасные выходы
• безопасные данные

которые обеспечивают множество мер безопасности для обеспечения безопасности и конфиденциальности данных о здоровье пациентов. Это обеспечит конфиденциальность и возможность проверки того, как используются данные. HDR UK разрабатывает руководство, в котором будет рекомендовано проводить исследования данных о здоровье в так называемой доверенной исследовательской среде или безопасном убежище, а не передавать данные от контроллера данных к пользователю данных. Этот подход впервые был применен к геномным данным исследовательской библиотекой Genomics England.

Гармонизация рамок согласия для максимального участия в исследованиях

Стандартизация процессов получения согласия повышает согласованность и удобство для врачей и пациентов, а также способствует большей совместимости между наборами данных.

Новая модель согласия, получившая название «гибридный выбор пациента», поможет пациентам принять обоснованное решение как о том, будут ли они проходить геномный тест в сочетании с анализом новых вариантов, обнаруженных путем секвенирования, так и о том, хотят ли они участвовать в исследовании. . Кроме того, правительство намерено распространить структуру, основанную на той, что создана для WGS , на все виды генетического тестирования.

Различия в структурах и системах NHS в 4 странах будут означать, что каждой стране необходимо будет разработать свою собственную гибридную модель выбора пациентов, чтобы она соответствовала цели в их собственном контексте, однако мы стремимся работать вместе, чтобы гарантировать, что наши рамки согласия разработаны с использованием общего набора принципов. Получение конкретного согласия на последующий контакт имеет решающее значение для реализации более широких преимуществ геномики. Повторный контакт позволяет пациентам участвовать в последующих научных исследованиях или клинических испытаниях, а также предоставляет дополнительные клинические данные, полученные в результате повторной интерпретации их генома.

Вторичные или дополнительные результаты — это результаты геномных тестов, которые предоставляют информацию об изменениях в ДНК человека , не связанных с основной целью тестирования. Это может включать повышенную предрасположенность к определенным видам рака. Информация, предоставляемая вторичными результатами, может быть важной, поскольку она может помочь предотвратить возникновение заболевания или повлиять на то, как осуществляется уход за пациентом. Мы стремимся к тому, чтобы возможность получения пациентами вторичных результатов стала ключевым принципом стандартизированных процессов получения согласия.

NHS будет использовать данные проекта 100 000 геномов для оценки этических и ресурсных последствий предоставления дополнительных результатов в рамках Службы геномной медицины NHS .

Функциональный анализ геномной изменчивости

Функциональная геномика — это изучение того, как гены и другие области генома участвуют в биологических процессах. Полногеномный функциональный анализ фокусируется на динамической экспрессии и взаимодействии генных продуктов в определенных контекстах, например, в больном органе или ткани. Цель состоит в том, чтобы лучше понять функциональное влияние вариантов и тем самым способствовать лучшему пониманию и диагностике заболеваний, а также способствовать более целенаправленному поиску лекарств. Для проведения тканеспецифического анализа важно иметь доступ к образцам высокого качества. Мы изучим, как можно использовать существующие возможности биосемплирования в дополнение к текущим лонгитюдным исследованиям. Возможность перспективного сбора биообразцов для исследования в клинических условиях станет важной частью предложения функциональной геномики Великобритании.

Функциональные геномные анализы уже имеют прямое клиническое значение в NHS , например, секвенирование РНК стало более рутинно использоваться в диагностике рака для увеличения показателей диагностики. По мере нашего продвижения вперед мы ожидаем увидеть несколько тестов по пути функционального анализа, предлагаемых отдельным пациентам в рамках службы здравоохранения. Национальный каталог геномных тестов NHS , который предписывает тесты, доступные через NHS в Англии, будет обновляться ежегодно, и ожидается, что со временем будет включено все основанное на доказательствах использование компонентов всего пути функционального анализа.

информатика

Реализация единой информационной стратегии станет решающим шагом в согласовании британской геномной экосистемы. Сообщество специалистов по геномике будет работать вместе, чтобы максимизировать влияние, которое клиницисты и исследователи могут оказать за счет использования геномных и других данных о здоровье. Мы будем использовать общие стандарты и обеспечим совместимость систем, чтобы исследователи и врачи могли вместе работать над улучшением результатов лечения пациентов. Пациенты и общественность должны быть уверены, что их данные в безопасности и что они используются надлежащим и ответственным образом. Мы будем вовлекать пациентов и общественность в наши проекты, а конфиденциальность и безопасность будут иметь решающее значение для нашего общего успеха.

Облачная инфраструктура MRC для микробной биоинформатики ( CLIMB ) обеспечивает национальную возможность поддержки микробной геномики и поддерживает более 1000 исследователей, изучающих широкий круг вопросов — от извлечения бактериальных геномов для новых антибиотиков до изучения распространения лихорадки Эбола в режиме реального времени. В рамках пандемии COVID-19 CLIMB предоставила основную платформу для анализа и обмена данными о вирусных последовательностях и метаданными пациентов в Великобритании. В недавней работе с пандемией наблюдалось тесное сотрудничество между CLIMB и HDR-UK, и это обеспечивает платформу для разработки лучшей интеграции геномных данных патогенов с другими метаданными пациентов.

Доступ к наборам данных UK Biobank, NHS и Genomics England будет улучшен за счет объединенной, основанной на стандартах информационной инфраструктуры для британской геномики, охватывающей области исследований и здравоохранения. Эта информационная инфраструктура позволит интегрировать геномику из области академических исследований во вторичное использование медицинских данных для исследований. В его основе будет скоординированная сеть интероперабельных стандартов, по возможности приведенных в соответствие с глобальными стандартами.

Справедливость и генетическое разнообразие

В настоящее время в большинстве крупных наборов генетических данных и инструментов биоинформатики, используемых в здравоохранении, существует этническая предвзятость. Основные глобальные базы данных генома преимущественно принадлежат европейским предкам, хотя в настоящее время предпринимаются значительные усилия по улучшению глобального охвата. В проекте «100 000 геномов» участвовал широкий круг пациентов с редкими заболеваниями и раком путем набора пациентов, посещающих Национальную службу здравоохранения .Сервисы. Несмотря на то, что рак был недопредставлен, он по-прежнему предоставляет исследователям один из крупнейших когда-либо собранных ресурсов генетических вариаций человека. Тем не менее, мы признаем, что существует постоянная необходимость устранения любых препятствий для включения в услуги и исследования в области геномной медицины. Действительно, чтобы полностью понять генетическое разнообразие, недостаточно просто быть представителем нашей популяции. Нам нужно будет включить гораздо большее число людей из групп этнических меньшинств, чем можно было бы предположить, исходя из общей численности их населения: процесс, известный как «избыточная выборка».

В 2017 году компания Genomics England заказала качественный обзор взглядов чернокожих африканцев и чернокожих карибцев на участие в проекте «100 000 геномов». Это выявило некоторую подозрительность и недоверие во многих из этих сообществ, а также подчеркнуло, что некоторые медицинские работники могут предполагать отказ от этнических меньшинств и менее активны в наборе сотрудников из этих групп населения. Мы не будем уклоняться от результатов этого исследования, потому что абсолютно необходимо, чтобы наши наборы данных отражали этническое разнообразие в Великобритании:

• если люди из групп этнических меньшинств не представлены должным образом в наборах данных, их информация будет сравниваться с информацией о людях другого генетического происхождения, и получаемая ими информация может быть не такой персонализированной. Например, PRS рассчитываются путем изучения закономерностей в больших наборах данных о населении. Чтобы PRS имела прогностическую ценность для отдельного человека, жизненно важно, чтобы его этническая группа была адекватно представлена ​​в этих базовых данных о населении.
• использование фармакогеномики при разработке лекарств: компаниям и регулирующим органам необходимо понимать, будут ли работать новые продукты, а также профиль побочных реакций на лекарства у населения, которое будет их использовать. Знание этой информации требует разнообразного базового набора данных и имеет жизненно важное значение для успешного лечения заболевания у этих пациентов, поддерживая глобальное здравоохранение.

Улучшение разнообразия и равного доступа будет иметь основополагающее значение для успешной реализации концепции этой стратегии. Мы разработаем надежные системы информационно-разъяснительной работы и коммуникации, чтобы диверсифицировать наши наборы данных и максимально увеличить справедливость доступа, а также определить возможности для международного сотрудничества, чтобы улучшить наше понимание этнического разнообразия и геномики.

Возможность участвовать в клинических исследованиях

Жизненно важно, чтобы пациентам предлагались возможности участвовать в исследованиях и клинических испытаниях, посвященных заболеваниям, всякий раз, когда они доступны. Связывание и сопоставление геномных данных, других медицинских данных и данных пациентов обеспечивает пути к новым методам лечения, диагностическим шаблонам и информации, помогающей пациентам принимать обоснованные решения об их образе жизни и уходе.

Мы позаботимся о том, чтобы существовали оптимизированные пути для связи с пациентами, которые хотят участвовать в исследованиях, предоставляемых такими примерами, как NIHR Bioresource , Be Part of Research, а также сетями клинических исследований NIHR и их аналогами в децентрализованных странах. Мы будем работать на уровне Великобритании, чтобы обеспечить равный доступ к возможностям участия в клинических испытаниях.

Новое совместное исследование службы геномной медицины NHS , возглавляемое NHS England и NHS Improvement, NIHR и Genomics England, разработает скоординированный подход к внедрению исследований и открытий для улучшения клинической помощи с целью обеспечения максимальной выгоды для пациентов и определения приоритетов в областях. неудовлетворенная потребность в NHS . Это исследование будет поддерживать прорывы, позволяющие предотвращать болезни, более раннюю диагностику, более эффективные методы лечения, лучшие результаты и более быстрое выздоровление.

Это обеспечит форум для согласования стратегических потребностей в геномных исследованиях в NHS и для выявления пробелов в знаниях, областей неудовлетворенных потребностей и приоритетов исследований.

Перевод

Где бы вы ни находились, перевод фундаментальных научных открытий в клиническую практику не является простым делом. Но это жизненно важная часть для улучшения результатов в отношении здоровья пациентов, а также для получения экономических выгод от достижений в фундаментальных исследованиях.

Стратегия наук о жизни подчеркивает прогресс, достигнутый Великобританией в проведении крупномасштабных клинических испытаний с промышленностью за последние 10 лет. Однако он также отметил, что существуют возможности для дальнейшего совершенствования трансляционной науки и привлечения большего количества клинических испытаний из промышленности, что является значительным источником внутренних инвестиций в сектор наук о жизни. Он поставил стратегическую цель поддержать увеличение количества клинических испытаний на 50% в течение следующих пяти лет и увеличить долю испытаний «изменения практики» и испытаний с новой методологией в течение следующих 5 лет. Кроме того, долгосрочный план Национальной службы здравоохранения Англии обязался значительно увеличить количество NICE .оценки медицинских технологий, что дает больше возможностей для оценки, в частности, цифровых продуктов.

NIHR , финансируемый через DHSC , обеспечивает поддержку, опыт и средства, необходимые NHS для проведения ведущих мировых исследований. Он финансирует ряд инфраструктурных объектов, включая: Центры биомедицинских исследований ( BRC ), Центры клинических исследований (CRF), Кооперативы MedTech и In Vitro Diagnostics, а также сеть Центров экспериментальной медицины рака (ECMC) совместно с Cancer Research UK. Сеть клинических исследований NIHR (CRN) также поддерживает организацию и своевременное проведение исследований и испытаний в NHS в Англии. В 2019–2020 годах NIHR CRN поддержал 438 исследований редких заболеваний, в которых приняли участие 19 000 человек в Англии.

Для достижения, поддержания и измерения успеха в течение следующих 10 лет мы будем:

• координировать существующую и будущую экосистему геномики в Великобритании, позволяя проводить новаторские масштабные исследования на благо пациентов
• стимулировать исследовательское сообщество в области геномики уделять приоритетное внимание областям с высокими неудовлетворенными потребностями NHS .
• обеспечить, чтобы клиническое геномное тестирование и геномные исследования вносили вклад в мощные национальные ресурсы данных и максимизировали воздействие
• поддерживать основанную на гипотезах идентификацию, набор, фенотипирование и биосэмплирование уникально информативных когорт пациентов
• обеспечивать и расширять возможности исследований в области геномики, предоставляя возможности в уникальном масштабе
• разработать стандарты согласия и данных, которые поддерживают инновации на благо пациентов и NHS , сохраняя при этом доверие к безопасному, надлежащему и ответственному использованию данных.
• добиться большего разнообразия в наших эталонных геномах, а будущие полногеномные ассоциативные исследования ( GWAS ) будут отражать разнообразие населения Великобритании.
• работать на уровне Великобритании, чтобы обеспечить равный доступ к возможностям участия в клинических испытаниях, основанных на геномных данных

Глава 3: сквозные темы

3 столпа будут поддерживаться работой в 5 тематических областях — эти факторы реализации пересекаются с нашими 3 столпами и по отдельности и вместе имеют жизненно важное значение для успешной реализации нашей стратегической цели.

Взаимодействие и диалог с общественностью, пациентами и нашими медицинскими работниками, что ставит пациента и население Великобритании в центр этого путешествия.

Видение: мы будем укреплять и поддерживать доверие к геномной медицине у пациентов, общественности и сотрудников NHS , гарантируя, что они вовлечены и вовлечены в то, как мы разрабатываем и внедряем геномную медицину, включая использование данных и этические соображения.

Геномика в здравоохранении может быть успешной только при доверии, согласии и поддержке пациентов, общественности и сотрудников NHS . Пациенты и общественность должны быть уверены в том, что их данные в безопасности, а также в том, что они используются для оказания наилучшей помощи им и другим пациентам. Публичный диалог Genomics England по геномной медицине показал, что общественность с энтузиазмом и оптимизмом относится к потенциалу геномной медицины, но имеет четкие красные границы в отношении использования данных и хочет гарантий того, что существует надежная структура управления и процесс получения согласия, который проясняет, что делать. предполагаемое использование их данных.

Мы признаем эти моменты и стремимся к открытому сотрудничеству. Мы обязуемся открыто общаться с пациентами и общественностью и сделать более глубокое понимание геномики и медицинской грамотности центральным элементом нашего подхода к коммуникации и работе с общественностью в течение следующих 10 лет. Мы обеспечим пациентам и общественности возможность рассказать нам о том, что для них важно, как пользователям геномной системы здравоохранения. Недостаточно иметь развитую службу геномной медицины; у нас также должна быть общественность, которая верит в его потенциал и уполномочена помогать формировать его реализацию.

Мы также должны продолжать работать с персоналом NHS , как с клиническим персоналом, так и со старшими руководителями, чтобы понять, что означает для них внедрение геномики в здравоохранение. Как обсуждается в следующем разделе, крайне важно, чтобы сотрудники были уверены в передаче результатов и анализов генома и располагали инструментами, необходимыми им для эффективного выполнения своей работы.

Для достижения, поддержания и измерения успеха в течение следующих 10 лет мы будем:

• обеспечить, чтобы пациенты, общественность и сотрудники NHS имели повышенную осведомленность и понимание потенциальных преимуществ геномного здравоохранения за счет повышения его видимости и приверженности открытому и честному участию в том, что связано с ним.
• четко изложить, как данные пациентов могут быть использованы для продвижения исследований, и информировать общественность об исследованиях, которые успешно использовали их данные для улучшения диагностики, понимания или лечения пациентов в Великобритании.
• обеспечить принятие надлежащих мер для защиты частной жизни и конфиденциальности пациентов, чтобы данные пациентов использовались способами, приемлемыми для общественности.

Развитие персонала и вовлечение в геномику посредством обучения, образования и новых стандартов ухода

Видение: мы будем поддерживать сотрудников NHS , научных кругов и промышленности в развитии и приобретении необходимых научных и клинических навыков и понимания геномики, включая биоинформатику. Мы будем поддерживать рабочую силу во всех секторах, чтобы сообщать о геномике доступным способом. Мы будем уделять первоочередное внимание рабочей силе и обучению в вопросах расходов и политики. Мы внедрим структуру навыков в разных секторах, выявив основные недостатки навыков в каждом из них, и предложим новые способы обучения, чтобы не отставать от спроса. Мы разработаем клинические пути и стандарты лечения, полностью учитывающие последние геномные исследования и результаты.

Использование всех преимуществ геномики в здравоохранении зависит от наличия персонала, который уверенно понимает, интерпретирует и передает геномные результаты и анализы, а также обладает соответствующими знаниями и навыками. Мы не можем реализовать геномную систему здравоохранения, не дав тем, кто ухаживает за пациентами, навыки и инструменты для эффективного выполнения своей работы.

Планирование рабочей силы в условиях такого быстрого развития будет сложной задачей. Постоянная потребность в том, чтобы образование в области геномики было встроено в академические и учебные программы всех кадров здравоохранения. Однако, учитывая быстро расширяющуюся базу знаний, подходы к повышению квалификации существующей рабочей силы и развитию перспективной рабочей силы должны быть гибкими и гибкими. Есть возможность рассмотреть возможность внедрения большего количества совместных моделей обучения, объединяющих NHS , академические круги и отраслевых партнеров. Это необходимо будет сочетать с клинической академической подготовкой и совместными академическими назначениями с Национальной службой здравоохранения и другими органами.

В то же время принятие и интеграция новых технологий будет касаться гораздо большего, чем просто медицинский персонал. Руководителям высшего звена в различных организациях, от данных до предоставления услуг, необходимо будет больше узнать о геномике, о том, что она значит для них, и о том, как они могут работать вместе, чтобы реализовать цели этой стратегии.

Обучение и развитие персонала

В 2014 году Health Education England ( HEE ) запустила 4-летнюю образовательную программу по геномике (GEP) стоимостью 20 миллионов фунтов стерлингов, чтобы гарантировать, что сотрудники NHS обладают знаниями, навыками и опытом, чтобы Великобритания оставалась в центре геномной революции в здравоохранении. Программа теперь создана в HEE и продолжает выполнять свою инновационную программу работы для поддержки Службы геномной медицины NHS в Англии и стремления к геномике, изложенные в долгосрочном плане NHS , а также предлагая доступные продукты для использования во всем мире. Системы здравоохранения Великобритании. Это включает в себя очень успешную магистерскую программу по геномной медицине, предоставленную 7 ведущими вузами .плюс ряд коротких формальных и неформальных курсов для поддержки как новичков, так и практикующих специалистов. GEP активно работает непосредственно с каждой профессиональной группой, например, с первичной медико-санитарной помощью, сестринским и акушерским делом, фармацевтикой, а также с Академией Королевских медицинских колледжей в ряде областей, включая разработку структур компетенций в области геномики, включение геномики в дошкольные учреждения. и программы последипломного образования, а также разработка наборов инструментов для преподавателей.

HHSC поручил HEE провести детальное планирование и моделирование рабочей силы, а также работать над включением геномики в соответствующие учебные программы и требования повторной аттестации с целью включения обучения геномике на всех уровнях нынешней и будущей рабочей силы.

Будучи воротами в Национальную службу здравоохранения, врачи первичной медико-санитарной помощи имеют жизненно важное значение для раннего выявления проблем геномики и обеспечения надлежащего лечения и качества медицинской помощи — часто на протяжении всей жизни человека. В частности, масштабное внедрение PRS в NHS потребует возможности передавать информацию, полученную из генома, и способы интерпретации риска.

Королевский колледж врачей общей практики в сотрудничестве с GEP разработал набор инструментов по геномике , предназначенный для использования всей клинической бригадой первичной медико-санитарной помощи. Он призван объяснить, как геномная медицина влияет на первичную помощь и как решать проблемы, связанные с первичной медико-санитарной помощью. Предполагается, что инструментарий можно использовать в качестве краткого справочного ресурса или пакета для непрерывного профессионального развития, проведения информационно-просветительских и образовательных мероприятий, а также для поддержки стажеров, готовящихся к поступлению в Королевский колледж врачей общей практики (MRCGP). Экзамены.

Когда мы рассматриваем различные сектора занятости, требующие знаний и навыков в области геномики, становится очевидным, что существует нехватка ученых в области геномной медицины, особенно биоинформатиков и ученых, занимающихся геномными данными.

В 2013 году Национальная школа медицинских наук HEE добавила биоинформатику в свой ряд программ подготовки ученых. Это может перевести людей с уровня магистра (STP) на уровень доктора. Лица, имеющие право на получение более высокой специальной подготовки, могут претендовать на должности, эквивалентные уровню медицинского консультанта. Health Data Research UK также финансирует магистерские программы в области медицинских данных в шести университетах, помогая повышать квалификацию в области обработки данных в Великобритании. Совет медицинских и медицинских работников (HCPC) зарегистрировал биоинформатиков, вышедших из NHS .программы подготовки ученых пользуются большим спросом во всех секторах. Учитывая потребность в этой специализированной рабочей силе в различных секторах занятости, необходимо активно использовать возможность создания основы для обмена и развития навыков и знаний.

Мы признаем, что потребуется большая работа: поддержка развития высокоспециализированных научных и медицинских кадров; удовлетворить потребности в кадрах патологии для поддержки геномики рака; и увеличить число поступающих на обучение. Это должно быть приоритетом для ВУЗов, работающих с правительством и другими заинтересованными сторонами. Кроме того, мы должны работать с академическими кругами и промышленностью, чтобы изучить новые способы привлечения их к поддержке обучения и образования.

Ученичество, сочетающее практическое обучение на рабочем месте с обучением, предлагает еще один путь к обучению в областях, где не хватает навыков. Ученичество доступно по ряду востребованных профессий, имеющих отношение к геномике, включая искусственный интеллект , биоинформатику и науку о данных. Мы будем оценивать и продвигать соответствующие рамки и стандарты ученичества, чтобы гарантировать, что они подходят для цели и что они получают достаточное признание в сообществе. Наличие обучаемого, мотивированного персонала имеет жизненно важное значение для успеха геномики в Великобритании, и мы будем держать этот поток в поле зрения на протяжении всей стратегии.

В промежуточном отчете NHS People Plan говорится о постоянном развертывании образовательных и обучающих мероприятий и программ развития многопрофильных кадров для поддержки Службы геномной медицины NHS . Это должно быть полностью поддержано HEE , NHE England и NHS Improvement, а также другими партнерами в контексте плана.

Клинические пути

Внедрение геномики в рутинную помощь нуждается в рабочей силе клиницистов, понимающих, как и где геномное тестирование вписывается в текущие клинические подходы и как его использовать. NHS публикует Национальный каталог геномных тестов, в котором указывается, какие геномные тесты заказывает NHS в Англии, технология, с помощью которой они доступны, и пациенты, которые будут иметь право на доступ к тестам. Для обеспечения того, чтобы модели ухода поддерживали внедрение геномики, потребуется более широкое развитие управленческого и уполномоченного персонала.

Клиницисты должны иметь возможность и поддержку, чтобы определить, какие пациенты нуждаются в геномном тестировании, определить подходящий геномный тест, чтобы предложить их пациенту, и собрать фенотипическую информацию, необходимую для эффективного направления. Клиницисты также должны знать, как обратиться за советом к специалисту, в какие службы направить пациента и как обращаться с выводами, основанными на геномном анализе.

Технологические решения

Инновационные информационные подходы к обучению, аналитике и поддержке принятия решений станут ключевой частью подготовки службы здравоохранения к геномной революции. Мы ожидаем динамичную экономику стартапов, работающих в партнерстве с персоналом NHS для разработки инструментов, которые помогут им внедрить геномику в свою повседневную практику. Это будет включать в себя учебные инструменты и аналитическую поддержку и поддержку принятия решений, что особенно важно для врачей общей практики.

Для достижения, поддержания и измерения успеха в течение следующих 10 лет мы будем:

• обеспечить, чтобы все новые выпускники врачей, медсестер, акушерок, фармацевтов, смежных медицинских работников, стоматологов и соответствующего неклинического персонала имели уровень осведомленности и знаний о геномике, соответствующий их роли.
• обеспечить, чтобы научные кадры здравоохранения продолжали проходить углубленную подготовку и образование в области геномики в рамках своих программ
• внедрить программы постоянного профессионального развития, чтобы гарантировать, что весь соответствующий персонал поддерживает актуальное и соответствующее роли понимание геномики
• использовать данные моделирования рабочей силы для информирования инвестиционных решений о количестве обучаемых по всем профессиям и поддерживать рост рабочей силы для удовлетворения потребностей службы геномной медицины, особенно в специализированных научных и медицинских областях.
• создать и инвестировать в каналы обучения востребованным профессиям, таким как биоинформатика, для наращивания потенциала в службе здравоохранения и в более широком секторе
• пересмотреть клинические пути и стандарты лечения, чтобы они полностью включали в себя последние геномные тесты и результаты.
• поддерживать персонал NHS , предоставляя простые, практичные информационные решения для обучения, геномного анализа и поддержки принятия решений.

Предоставление согласованных на национальном уровне подходов к данным и аналитике, что позволяет специалистам в области здравоохранения и утвержденным исследователям легко получать доступ и интерпретировать наши ведущие в мире наборы геномных данных.

Видение: мы стандартизируем способ записи и хранения геномных, фенотипических и медицинских данных, чтобы поддерживать использование расширенной аналитики как в уходе, так и в исследованиях, и гарантировать, что геномные данные пациента могут многократно использоваться для лечения на протяжении всей их жизни.

Истинные преимущества геномики для здравоохранения могут быть реализованы только тогда, когда последовательности генома анализируются вместе с данными о здоровье на уровне населения, и есть значительные возможности для применения инструментов искусственного интеллекта и машинного обучения для анализа этих больших наборов данных. Поскольку объем геномных, мультиомных, клинических и других медицинских данных продолжает быстро расти, эти инструменты будут становиться все более важными. У нас есть возможность трансформировать применение геномной медицины в здравоохранении по всему миру и поддержать развитие наук о жизни и знаний в области искусственного интеллекта , ориентированных на здравоохранение, в Великобритании, что будет способствовать появлению нового поколения компаний с новым опытом. Фонд.

Нам необходимо установить общие стандарты хранения и структуры геномных данных, а также доступа к ним во всей исследовательской экосистеме Великобритании и Национальной службе здравоохранения . Единый репозиторий данных для всех геномных тестов, проводимых в рамках NHS в Англии, обеспечит национальную геномную запись для всех пациентов, которую можно будет вызывать и повторно анализировать на протяжении всей их жизни, чтобы предоставить дополнительную информацию и преимущества для пациентов. При соответствующем согласии и управлении этот единый репозиторий может быть объединен с наборами исследовательских данных (такими как UK Biobank) и привести к новому национальному и международному сотрудничеству в области исследований.

Пациенты и общественность должны быть уверены, что их данные в безопасности и что они используются надлежащим и ответственным образом. Мы позаботимся о том, чтобы наш подход к использованию данных был направлен на упрощение и уточнение процессов, обеспечение конфиденциальности и безопасности, и чтобы мы были прозрачными в отношении того, как используются данные, чтобы пациенты и общественность участвовали и участвовали в формировании этого подхода.

Глобальный альянс геномики и здоровья

Стандарты данных обеспечивают эффективный, ответственный и безопасный обмен геномными данными и данными, связанными со здоровьем, и играют жизненно важную роль в укреплении национального и международного сотрудничества.

Глобальный альянс по геномике и здоровью ( GA4GH ) представляет собой коалицию более 500 организаций по всему миру, работающих вместе над созданием рамок и стандартов для ответственного, добровольного и безопасного обмена международными геномными данными и данными, связанными со здоровьем. Конечная цель состоит в том, чтобы продвигать здравоохранение и обеспечивать преимущества для биомедицинских исследований за счет содействия и внедрения согласованных международных стандартов. Консорциум выступает за ответственный обмен данными и разрабатывает необходимые практические стандарты.

GA4GH работает над рядом спецификаций, связанных с геномными данными, которые могут способствовать этим возможностям в различных рабочих потоках, управляемых соответствующими проектами драйверов. GA4GH Driver Projects — это реальные инициативы в области геномных данных, которые помогают направлять усилия по разработке и тестировать инструменты, разработанные для Driver Projects и ими.

Машинное обучение и искусственный интеллект

Машинное обучение уже используется в Genomics England для автоматизации контроля качества генома. С помощью машинного обучения стало возможным идентифицировать геномы, которые являются выбросами, на основе их секвенирования или характеристик образца. Машинное обучение улучшило способность быстро и в соответствии с высокими стандартами обрабатывать геномы и вскоре поможет улучшить интерпретацию генома.

Исследовательское сообщество также начало использовать различные типы методов, основанных на искусственном интеллекте , для извлечения информации из данных британского биобанка и в исследовательской среде Genomics England. Например, исследователи используют такие методы для выявления сигнатур генетических мутаций, связанных с некоторыми видами рака, помогая идентифицировать и классифицировать подтипы заболевания и находить цели для новых методов лечения. Это может улучшить диагностику рака, делая более точные прогнозы прогрессирования заболевания, и лучше стратифицировать пациентов для более эффективного и действенного лечения. Аналогичная работа ведется с редкими заболеваниями, чтобы выявить драйверные мутации определенных состояний. Эти и другие ИИмодели смогут лучше предсказывать тяжесть последствий на основе геномных и клинических данных.

Геномную революцию можно осуществить только при разумном, современном подходе к данным и информатике. Мы хотим, чтобы Великобритания стала домом для геномных исследований, а простой и безопасный доступ к высококачественным данным является важнейшим компонентом. Мы хотим, чтобы Великобритания стала домом для геномных исследований, а простой и безопасный доступ к высококачественным данным является важнейшим компонентом.

В то же время в четырех странах существует уникальная проблема обмена данными, и в настоящее время трудно сравнивать и обмениваться данными между странами. Это никому не выгодно, и мы обязуемся работать в партнерстве с администрациями для обеспечения эффективного обмена данными.

Для достижения, поддержания и измерения успеха в течение следующих 10 лет мы будем:

• с помощью машинного обучения и искусственного интеллекта понять, как можно улучшить здравоохранение и профилактику на основе геномной информации и как их можно внедрить в NHS , быстро и эффективно внедряя потенциально жизненно важные технологии в NHS .
• установить четкий набор стандартов для геномных данных и данных о здоровье
• разработать системы, обеспечивающие федеративный доступ к данным для использования в исследованиях, чтобы можно было сравнивать несколько наборов данных
• отслеживать использование наших наборов данных и поддерживать восходящую траекторию как чисел, так и пользовательского опыта
• узнайте у растущего числа предприятий на основе ИИ в Великобритании, как превратить эти приложения в медицинские вмешательства

Поддержка промышленного роста в Великобритании, содействие предпринимательству и инновациям для проектов и компаний любого размера с помощью общих стандартов, финансирования, закупок и структур НИОКР .

Видение: мы сделаем Великобританию лучшим местом в мире для запуска и масштабирования новых медицинских компаний и инноваций в области геномики, привлекая прямые инвестиции в геномику со стороны мировой индустрии наук о жизни и увеличивая нашу долю клинических испытаний в Великобритании.

Инновации в отрасли всех размеров жизненно важны для реализации амбиций Великобритании в области геномики в области здравоохранения. Сохранение и расширение лидирующих позиций Великобритании в области геномики и предоставление пациентам ведущей в мире медицинской помощи, основанной на геномике, не могут быть обеспечены только инвестициями NHS или правительства.

Яркая стартап-экономика

Задача правительства — создавать и поддерживать среду, которая позволяет стартапам процветать, расти и масштабировать свой бизнес здесь, в Великобритании. В течение следующих 10 лет мы ожидаем увидеть всплеск новых стартапов в областях, которые мы не могли предсказать до того, как Великобритания заняла лидирующие позиции в мире в области геномики: объединение геномных данных, искусственного интеллекта , новых технологий и новых бизнес-моделей. Динамика создания и роста стартапов в области наук о жизни отличается от других областей технологий, требующих доступа к специализированному оборудованию, объектам и финансированию. Акселераторы, инкубаторы, поддержка предприимчивых ученых и другие программы поддержки стартапов, наряду с пропорциональными затратами на доступ к данным и биообразцам, станут ключевыми столпами процветающей стартап-экосистемы в Великобритании.

Промышленность, благотворительные организации и правительство работают в партнерстве

Промышленность также объединилась, чтобы финансировать жизненно важные инициативы в области геномики, признавая роль, которую они должны играть в развитии геномного здравоохранения. WGS британского биобанка финансируется правительством Великобритании,

Wellcome Trust и отраслевые партнеры, включая Johnson and Johnson, Amgen, GSK и AstraZeneca, вложили в проект 100 миллионов фунтов стерлингов. Программа Accelerating Detection of Disease будет использовать большие объемы отраслевого и благотворительного финансирования, на которые уже выделено около 100 миллионов фунтов стерлингов.

Правительство признает и отмечает жизненно важную роль, которую промышленность играет в обеспечении финансирования, экспертизы и масштабируемости для многих из самых захватывающих новых открытий. Мы будем продолжать активно взаимодействовать с промышленностью, искать новые возможности для сотрудничества и обеспечивать подходящую среду и структуру стимулов для запуска, определения местоположения и развития бизнеса в области геномики в Великобритании и, в конечном итоге, для производства новых методов лечения на основе геномики, которые будут продаваться по всему миру. база Великобритании.

Великобритания не всегда могла реализовать преимущества своей выдающейся науки, связанной с ее системой здравоохранения с единым плательщиком, но теперь у нас есть многообещающая платформа, которая сыграет большую роль в растущей индустрии геномики. Двумя серьезными проблемами в прошлом были отсутствие масштабного капитала и медленное освоение инноваций Национальной службой здравоохранения. Чтобы решить обе проблемы, необходимо наладить симбиотические отношения между NHS ., капитальные инвесторы, компании и общественность. В рамках усилий правительства по решению проблемы нехватки доступного капитала мы обязались инвестировать 200 миллионов фунтов стерлингов в специальную инвестиционную программу в области наук о жизни. Эта программа будет реализована через British Business Bank и позволит привлечь около 400 миллионов фунтов стерлингов инвестиций частного сектора для увеличения предложения финансирования венчурного роста, доступного для самых интересных компаний в области наук о жизни. Кроме того, зарождающаяся тенденция к фондам экологических, социальных и управленческих (ESG) и фондам воздействия обеспечивает дополнительные источники капитала, которые, вероятно, будут уважаемы сообществом здравоохранения. Пандемия дала NHSреальный жизненный опыт быстрого поиска инноваций. Существует возможность создать благотворный круг, в котором тесные отношения между британскими учеными и клиницистами стимулируют потенциально привлекательные продукты для здоровья в сотрудничестве с партнерами NHS , что обеспечивает пакет для ESG или фондов воздействия, чтобы предложить капитал для достижения четких целей в области здравоохранения и финансов, которые в в сочетании с информированными и отзывчивыми регулирующими органами расчищает путь для внедрения и, таким образом, подпитывает всю благотворную экосистему большими усилиями. Мы продолжим анализировать наши структуры поощрений и выявлять возможности для того, чтобы сделать рост и процветание бизнеса в Великобритании проще и эффективнее.

Как мы будем достигать, поддерживать и измерять успех. В ближайшие 10 лет мы:

• развивать интегрированные ресурсы данных, возможности биопроб, а также совместный академический и клинический опыт, которые сделают Великобританию наиболее привлекательным местом в мире для стартапов в области геномной медицины.
• помочь увеличить расходы на исследования и разработки в отрасли медико-биологических наук в Великобритании за счет выявления новых возможностей для инновационного и передового отраслевого партнерства.
• работать над улучшением доступности капитала, в том числе в рамках Инвестиционной программы медико-биологических наук, которая обеспечит около 600 млн фунтов стерлингов инвестиций, как государственных, так и частных, которые будут развернуты с особым вниманием к британским компаниям медико-биологических наук в течение следующих 10–15 лет.

Поддержание доверия за счет строгой этической базы, безопасности данных, надежной технической инфраструктуры и надлежащего регулирования.

Видение: все наши системы геномных данных будут продолжать применять высокие стандарты безопасности данных, а британская модель будет признана золотым стандартом применения строгих и последовательных этических и нормативных стандартов, которые поддерживают быстрые инновации в области здравоохранения, придерживаются правовых рамок. и поддерживать общественное и профессиональное доверие.

Помимо сосредоточения внимания на пациентах, доверие также должно быть построено с помощью надежных политик, процессов, систем, правил и четкого соблюдения правовой базы для обмена данными. Необходимо установить прочную этическую основу для использования и доступа к геномным данным, и, кроме того, наши системы хранения данных и доступа к ним должны быть надежными и иметь достаточный контроль.

Мы понимаем общественное мнение об использовании их данных. Мы обязуемся открыто обсуждать и обсуждать этические и нормативные стандарты. Мы не будем довольствоваться нашим режимом и будем следить за тем, чтобы он постоянно обновлялся и соответствовал цели. Геномный прогресс зависит от общественности, которая использует свои данные. Важно сохранить их доверие. Злоупотребление этим доверием должно быть решительно преследовано, при необходимости с дополнительными юридическими санкциями.

Положения, касающиеся геномики, необходимо регулярно пересматривать, чтобы гарантировать, что они остаются актуальными по мере развития науки и технологий, и мы будем продолжать работать с MHRA , чтобы помочь им разработать четкое направление по разработке и регулированию лекарств и средств диагностики, связанных с геномными технологиями.

Как мы будем достигать, поддерживать и измерять успех. В ближайшие 10 лет мы:

• поддерживать открытый диалог и будет продолжать открыто взаимодействовать с соответствующими группами пациентов и участников, продолжая привлекать общественность, опираясь на взаимодействие в рамках проекта 100 000 геномов.
• установить золотой стандарт британской модели применения строгих и последовательных этических и нормативных стандартов. Мы будем делиться этими стандартами и опытом по всему миру и помогать партнерам по всему миру разрабатывать и внедрять свои собственные фреймворки.
• обеспечить, чтобы наши нормативные и этические нормы поддерживали быстрые инновации в области здравоохранения, отражая при этом правовые рамки и сохраняя общественное и профессиональное доверие. Мы будем следить за балансом между регулированием и инновациями

Глава 4: заключение

Реализация этой стратегии потребует приверженности достижению основного геномного здравоохранения и сотрудничества между составными частями сообщества геномиков, чтобы сделать целое больше, чем сумма его частей, обеспечивая будущее здравоохранения для пациентов в Великобритании. Мы стремимся к будущему, в котором геномика значительно улучшит психическое и физическое благополучие населения Великобритании и миллионов людей во всем мире, а глобальные пандемии, такие как COVID-19, можно будет быстро взять под контроль. Это будет означать лучшее понимание генетических причин заболеваний, способов их прогнозирования и предотвращения, а также способов адаптации терапии, чтобы пациенты получали нужные лекарства в нужное время.

Но мы не идем с места. Великобритания создала и взращивала культуру сотрудничества и партнерства между правительством, промышленностью и благотворительными организациями, занимающимися медицинскими исследованиями. Правительство продемонстрировало приверженность развитию британской медико-биологической и геномной отраслей через Фонд поддержки промышленной стратегии и 2 соглашения по медико-биологическим наукам . Следующее поколение новаторов в области геномики и науки о данных будет обучаться с использованием таких ресурсов, как UK Biobank и ADD , а также набор данных Genomics England, что еще больше укрепит нашу научную базу. Мы станем ведущим глобальным центром наук о жизни, которые будут лежать в основе нашего экономического восстановления после COVID-19. Мы находимся в отличном положении, чтобы сделать следующий шаг и стать мировым лидером в области геномной медицины.

Это будет не просто. Есть серьезные проблемы, которые необходимо преодолеть, не в последнюю очередь из-за того, что другие страны добиваются своих собственных успехов, и неизбежно будут области расхождений в том, как мы делаем что-то и на чем мы сосредотачиваем наши усилия. Чтобы объединить эти усилия и убедиться, что мы движемся в одном направлении, мы будем придерживаться набора принципов, разработанных сообществом, и обеспечим максимальную отдачу от нашего вклада.

Правительство разработало амбициозную по масштабу стратегию, основанную на том, чего можно достичь в течение следующих десяти лет. Задача для всех нас сейчас состоит в том, чтобы превратить это видение в реальность. Недостаточно сформулировать наши амбиции и надеяться, что они будут достигнуты, поэтому мы будем следить за выполнением наших обязательств, требуя от себя и от наших заинтересованных сторон ответственности, чтобы гарантировать, что мы добиваемся прогресса. Мы будем публиковать обновления на регулярной основе, чтобы показать шаги, которые мы предпринимаем, и то, что нам нужно сделать больше. Будущее здравоохранения — геномная система здравоохранения — находится в наших руках, и мы обязаны предоставить его нашему и будущим поколениям.

Глоссарий

Объединение данных: механизм виртуального объединения наборов данных, в то время как сами данные остаются в своем первичном источнике. Полномочия на утверждение доступа к данным остаются у исходных источников данных по отдельности.

Мутации de novo: генетические изменения, впервые присутствующие у одного члена семьи.

Эпигенетика: модификации ДНК , которые не изменяют последовательность ДНК , могут влиять на активность генов. Химические соединения, добавляемые к отдельным генам, могут регулировать их активность; эти модификации известны как эпигенетические изменения. Эпигенетические изменения могут помочь определить, включены ли гены или нет, и могут повлиять на производство белков в определенных клетках, гарантируя, что будут производиться только необходимые белки. Эти эффекты объясняют, как каждая клетка может иметь один и тот же план ДНК , но может сильно отличаться друг от друга из-за дифференциальной активации генов.

Функциональная геномика: это изучение того, как гены и другие области генома участвуют в биологических процессах. Полногеномный функциональный анализ фокусируется на динамической экспрессии и взаимодействии генных продуктов в определенных контекстах, например, в больном органе или ткани.

Исследование геномной ассоциации ( GWAS ): изучение набора генетических вариантов всего генома у разных людей, чтобы увидеть, связан ли какой-либо вариант с фенотипом. Сравнения с эталонным геномом являются важной частью этих исследований, поэтому жизненно важно, чтобы эталонный геном точно представлял вид.

Показатели полигенного риска ( PRS ): способ оценки риска развития определенных заболеваний путем наблюдения за комбинацией вариантов, разбросанных по геному. Эти варианты часто представляют собой изменения отдельных букв кода ДНК и по отдельности придают очень небольшой повышенный риск заболевания, но в совокупности увеличивают вероятность развития заболевания у человека. Оценка полигенного риска может быть рассчитана с использованием секвенирования всего генома или, что чаще, с использованием массива SNP, который оценивает сотни тысяч вариантов в одном недорогом тесте.

Эталонный геном: цифровая база данных последовательностей ДНК , которая призвана действовать как «основная копия» генома вида. Геном человека можно сравнить с эталоном и выявить любые различия.

Стратификация: процесс выявления подгрупп пациентов с различными механизмами заболевания или ответами на лечение. Это позволяет нам определять и разрабатывать методы лечения, которые эффективны для определенных групп пациентов.

Секвенирование всего генома ( WGS ): процесс определения полной последовательности ДНК генома организма за один раз. Секвенирование с коротким чтением работает путем разбиения ДНК на короткие фрагменты (обычно длиной от 100 до 500 пар оснований), которые амплифицируются, а затем секвенируются. Затем используются биоинформационные методы для объединения коротких последовательностей в непрерывную геномную последовательность. Секвенирование с длинным чтением включает в себя чтение последовательностей гораздо более длинных цепей ДНК (обычно длиной от 10 000 до 100 000 пар оснований) за один раз без необходимости разрезания и амплификации образцов ДНК .