隨著高通量測序技術的普及，基因檢測已成為罕見病、腫瘤等疾病診斷的重要手段。

但現(xiàn)有分析工具如CADD、Capice等，大多只能判斷基因突變是否"有害"，卻難以確定它具體會導致什么疾病。臨床實踐中，醫(yī)生面對患者基因組中的數(shù)千個變異位點，往往需要逐一排查，不僅耗時費力，還容易遺漏關鍵致病基因，常導致診斷延遲甚至誤診。

同時，傳統(tǒng)工具“偏科”——有的只能測單個堿基改變（SNVs），有的測不了基因片段增減（indels），還有的只能分析基因編碼區(qū)的變異，進一步限制了診斷覆蓋面。

二、V2P如何通過基因變異精準判斷疾��？

V2P的核心突破是搭建了能同時處理多個任務的機器學習模型，實現(xiàn)“基因變異-疾病類型”的直接匹配。與傳統(tǒng)工具相比，其技術優(yōu)勢體現(xiàn)在三個關鍵維度：

1、預測維度

傳統(tǒng)工具只能給個“這個變異可能有害”的模糊結論，醫(yī)生還是要靠經(jīng)驗猜疾病。

而V2P不一樣，它能給出兩個關鍵答案：先判斷變異是“良性”（無害）還是“致病”（有害）；再精準輸出23種常見遺傳疾病類型（HPO）的發(fā)生概率，涵蓋了神經(jīng)系統(tǒng)異常、腫瘤、肌肉骨骼問題、代謝疾病等主要類別，基本能覆蓋大部分遺傳性疾病。

2、適用范圍

V2P解決了傳統(tǒng)工具的“偏科”問題，可同時處理全基因組范圍內(nèi)的SNVs和indels，無論是編碼區(qū)還是非編碼區(qū)的變異，都能提供精準預測。

這背后是它的“海量訓練基礎”——模型用了25萬多個已知致病變異（來自HGMD數(shù)據(jù)庫）和24萬多個良性變異（來自gnomAD數(shù)據(jù)庫）做訓練，覆蓋6620個基因，確保不管遇到哪種變異，都有足夠數(shù)據(jù)支撐判斷。

3、技術架構

V2P不會只看單一線索，而是收集了基因、蛋白質(zhì)及變異相關的282類關鍵特征，綜合判斷。

比如基因的功能、蛋白質(zhì)的結構形態(tài)、這個基因在進化中是否高度保守（越保守說明越重要，變異后越可能致�。�；還有基因在哪些組織里活躍表達、表觀遺傳修飾等。

更智能的是，它會通過專門的篩選技術（Boruta算法）和重要性分析工具（Shapley值），自動挑出和每種疾病最相關的特征。比如發(fā)現(xiàn)肌肉骨骼疾病相關的基因，大多和關節(jié)攣縮、肌病等疾病通路有關；皮膚疾病相關的變異，往往在皮膚組織高表達——靠這些“線索”，進一步提高判斷精準度。

三、臨床實測：精準度碾壓傳統(tǒng)工具

衡量基因診斷工具價值的核心是臨床實用性，V2P在多項實測中展現(xiàn)出遠超傳統(tǒng)工具的性能。

為了更直觀呈現(xiàn)其優(yōu)勢，做了個表格：

（注：AP值為平均精度，越高代表預測越精準；中位排名越靠前，代表致病變異篩選效率越高）

從表格數(shù)據(jù)可見，V2P的優(yōu)勢貫穿“變異判斷-表型預測-臨床應用-功能驗證”全流程。在患者實測中，其能將致病變異快速篩選至前2位，這意味著醫(yī)生借助V2P，無需篩選大量“嫌疑”變異，就能快速鎖定致病元兇。

四、行業(yè)影響

如今西奈山團隊已在www.v2p.ai網(wǎng)站開放了V2P的預測功能，提供hg38參考基因組所有SNV和gnomAD數(shù)據(jù)庫indels的預計算分數(shù)，方便科研和臨床機構接入使用。

V2P工具的問世，不僅解決了遺傳診斷中的“精準定位”難題，更將對醫(yī)療器械行業(yè)和精準醫(yī)療領域產(chǎn)生深遠影響。

對于臨床診斷設備企業(yè)而言，V2P可集成到新一代基因測序儀中，打造“測序-分析-診斷”一體化解決方案，大幅提升診斷設備的附加值。

在罕見病診療領域，V2P能將患者的基因檢測結果與臨床表型快速匹配，縮短確診時間，降低診斷成本。

對于藥物研發(fā)企業(yè)，該工具可精準定位與特定疾病表型相關的基因和通路，為靶向藥物開發(fā)提供明確靶點，尤其對缺乏有效治療手段的罕見病和復雜疾病而言，這一突破有望加速新藥研發(fā)進程。

目前，V2P主要能將突變大致歸類為神經(jīng)系統(tǒng)疾病、癌癥等寬泛類型。研究團隊計劃進一步優(yōu)化該工具，以實現(xiàn)對更具體疾病的預測，同時整合其他數(shù)據(jù)源（如蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡、組織特異性表達等），以支持藥物研發(fā)。

隨著數(shù)據(jù)的不斷積累和算法的持續(xù)優(yōu)化，V2P有望成為精準醫(yī)療領域不可或缺的工具，為遺傳病診斷和治療帶來革命性變化。

「參考文獻」

Stein, D., Kars, M.E., Milisavljevic, B. et al. Expanding the utility of variant effect predictions with phenotype-specific models. Nat Commun 16, 11113 (2025).