一种新开发的AI工具能够极大加速寻找罕见疾病遗传病因的过程，这一过程通常需要数年时间，且常常以无果告终。该工具通过分析基因在众多物种中的进化方式，揭示隐藏的线索，以确定导致患者症状的基因。在测试中，它成功识别了大多数病例中的致病基因，即使该基因此前从未与任何疾病相关联。这种方法有望显著缩短诊断之路，并帮助医生更快地找到有效治疗方案。
对于患有罕见疾病的儿童家庭而言，寻找诊断的过程往往漫长、充满不确定性且令人极度疲惫——伴随而来的是多年的未解之谜、反复的检查以及缺乏明确的医学解释。
这段旅程通常被称为“诊断奥德赛”，可能持续近十年。即使在高级基因测序的时代，大多数患者仍然无法获得诊断，让家庭陷入缺乏明确答案、治疗方案和结局的困境。
由希伯来大学医学院的Christina Canavati博士和Yuval Tabach教授领导的一项新研究，发表在《遗传学医学》期刊上，或许将最终改变这一局面。该研究建立在2013年与诺贝尔奖得主Gary Ruvkun教授合作发表的早期研究基础之上。
这一突破的核心是EvORanker，一种人工智能算法，旨在从数千个可能的基因中识别出真正导致患者疾病的基因。
EvORanker并非仅依赖现有的医学知识，而是放眼进化。通过比较超过1000个物种的基因模式，该算法能检测到基因之间隐藏的关联，即使这些基因从未被科学界与疾病联系起来。
在临床测试中，该算法在近70%的病例中将正确的致病基因列为第一候选，并在95%的病例中将其排在前五位，性能优于现有工具，尤其是在涉及鲜为人知基因的最具挑战性场景中。
但数字背后是真实的患者。
在该研究描述的一个案例中，一名患有复杂神经发育障碍的儿童接受了大量检查却未获诊断。利用EvORanker，研究人员识别出一个此前未被认识的基因作为可能的病因，为理解该疾病并可能进行治疗打开了大门。
在另一个案例中，该算法揭示了一种影响多个器官的严重多系统疾病的遗传基础。这一发现不仅为家庭提供了答案，还为研究人员指明了可能的治疗策略。
“全世界有成千上万这样的案例，它们从当前医学的缝隙中滑落，”Tabach教授说，“我们的目标是给患者和临床医生提供一个工具，能够在以前没有答案的地方快速找到准确的答案。”
其影响远不止于此。通过发现新的疾病基因，EvORanker还能帮助识别可被重新利用的现有药物，这一捷径可能节省多年的开发时间，并更快地将治疗带给患者。
这项研究基于十余年将进化生物学与计算科学相结合的工作。Tabach教授及其合作者早期的发现表明，共同进化的基因往往共同发挥作用，这导致了数十项突破。EvORanker将这一原则转化为一个强大且快速的诊断引擎。
虽然罕见疾病是当前的重点，但该团队已经在展望未来。该技术现正应用于癌症领域，研究人员正在利用它揭示某些肿瘤为何会意外缩小的原因，以及如何利用这些机制来治疗四期癌症患者。
全球范围内，罕见疾病影响高达5%的人口。在以色列，由于某些社区内的遗传因素，这一负担甚至更高，达到8%。对于这些患者和家庭而言，更快的诊断带来了新的治疗希望。
EvORanker现已作为研究人员和临床医生可访问的工具，更多研究正在进行中，新的临床应用正在涌现。
对于仍在等待答案的家庭而言，像EvORanker这样的工具可能帮助将多年的不确定性转化为更清晰、更快速的诊断。
本研究是基于2024年1月发表的理论工作《使用多尺度基因组学将注释不良的基因与罕见疾病关联》的扩展现实案例研究。该研究论文《双等位基因SUPT4H1变异导致与转录中断相关的多系统神经发育障碍》现已在《遗传学医学》上发表。
研究人员：
Christina Canavati, Mari Oppebøen, Radha Verma, Doriana Misceo, Eirik Frengen, Cathrin Lytomt Salvador, Núria Martínez-Gil, Anna M. Cueto-González, Petter Strømme, Pål Bache Marthinsen, Mar Costa-Roger, David Gómez-Andrés, Elida Vázquez, Mari Ann Kulseth, Mari Elen Strand, Pål Marius Bjørnstad, Arvind Y.M. Sundaram, Tuula A. Nyman, Andres Server, Paul Hoff Backe, Dana Sherill Rofe, Anna Mellul, Fouad Zahdeh, Paul Renbaum, Eduardo F. Tizzano, Ephrat Levy-Lahad, Moien Kanaan, Petra Käte Aden, Yuval Tabach
机构：
- 发育生物学与癌症研究系，医学研究所 – 以色列-加拿大，耶路撒冷希伯来大学
- 遗传研究实验室，伯利恒大学，伯利恒
- 儿科与青少年医学部，奥斯陆大学医院，0450奥斯陆，以及奥斯陆大学医学院
- 医学遗传学系，奥斯陆大学医院和奥斯陆大学
- 医学生物化学系，奥斯陆大学医院
- 临床与分子遗传学系，巴塞罗那Vall d'Hebron医院园区
- 医学遗传学组，Vall Hebron研究所（VHIR），巴塞罗那Vall d'Hebron医院园区，巴塞罗那自治大学
- 放射科，奥斯陆大学医院-Rikshospitalet
- 儿科神经内科，Vall d'Hebron研究所（VHIR），巴塞罗那Vall d'Hebron大学医院，巴塞罗那Vall d'Hebron医院园区
- 儿科放射科，巴塞罗那Vall d'Hebron大学医院
- 免疫学系，奥斯陆大学和奥斯陆大学医院
- 微生物学系，奥斯陆大学医院HF，Rikshospitalet
- Fuld家族医学遗传学研究所和Eisenberg研发管理局，Shaare Zedek医学中心
- 医学院，耶路撒冷希伯来大学
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