The 100,000 genomes project Tim Hubbard @timjph Genomics - - PowerPoint PPT Presentation

The ¡100,000 ¡genomes ¡project ¡

Tim Hubbard @timjph Genomics England King’s College London, King’s Health Partners Wellcome Trust Sanger Institute Pharmacogenetics and Stratified Medicine Wellcome Trust Genome Campus 14th January 2015

Steps ¡in ¡UK ¡towards ¡E-­‑Health ¡ Research, ¡Genomic ¡Medicine ¡

• Health ¡data ¡to ¡Research ¡

– 2006 ¡CreaEon ¡of ¡OSCHR ¡

• Increase ¡coordinaEon ¡between ¡funders: ¡MRC ¡and ¡NIHR ¡

– 2007 ¡OSCHR ¡E-­‑health ¡board ¡

• Enable ¡research ¡access ¡to ¡UK ¡EHR ¡data ¡
• Build ¡capacity ¡for ¡research ¡on ¡EHR ¡data ¡
• Genomics ¡to ¡Health ¡

– 2009 ¡House ¡of ¡Lords ¡report ¡on ¡Genomic ¡Medicine ¡ – 2010 ¡CreaEon ¡of ¡Human ¡Genomic ¡Strategy ¡Group ¡(HGSG) ¡

2011: ¡UK ¡Life ¡Sciences ¡Strategy ¡

Office for

Life Sciences

Strategy for UK Life Sciences

No10: ¡hTp://www.number10.gov.uk/news/uk-­‑life-­‑sciences-­‑get-­‑government-­‑cash-­‑boost/ ¡ BIS/DH: ¡hTp://www.dh.gov.uk/health/2011/12/nhs-­‑adopEng-­‑innovaEon/ ¡

2012: ¡Human ¡Genome ¡Strategy ¡Group ¡report ¡ UK ¡Life ¡Science ¡Strategy ¡Update; ¡100K ¡Genomes ¡

Strategy for UK Life Sciences

One Year On

Industrial Strategy: government and industry in partnership

DH: ¡hTp://www.dh.gov.uk/health/2012/01/genomics/ ¡ BIS: ¡hTp://www.gov.uk/office-­‑for-­‑life-­‑sciences/

Genomics ¡England ¡

http://www.genomicsengland.co.uk/ @genomicsengland

Genomics ¡England ¡-­‑ ¡mission ¡

• 100,000 ¡whole ¡genome ¡sequences ¡in ¡NHS ¡paEents ¡with ¡

rare ¡diseases ¡and ¡cancers ¡from ¡the ¡NHS ¡in ¡England ¡

• Generate ¡health ¡and ¡wealth ¡
• Legacy ¡of ¡infrastructure, ¡human ¡capacity ¡and ¡capability ¡
• Enable ¡large ¡scale ¡genomics ¡research ¡

¡

Scale ¡compared ¡to ¡exisEng ¡WGS ¡

• 1000 ¡genomes ¡and ¡UK10K ¡

– low ¡coverage ¡genomes ¡(~4x ¡illumina) ¡

• Limited ¡number ¡of ¡‘clinical ¡grade’ ¡WGS ¡

– TCGA: ¡~700 ¡ – ICGC: ¡~700 ¡ – WGS ¡500: ¡500 ¡

Now ¡is ¡the ¡moment ¡to ¡commit ¡to ¡WGS ¡

Data ¡Type ¡ Large-­‑scale ¡ structural ¡changes ¡ Balanced ¡ translocaEons ¡ Distant ¡ consanguinity ¡ Uniparental ¡ disomy ¡ Novel/known ¡ coding ¡variants ¡ Novel/known ¡non-­‑ coding ¡variants ¡ Targeted ¡gene ¡ sequencing ¡

• SNP ¡arraya ¡
• Array ¡CGH ¡
• Exome ¡
• Whole ¡

Genome ¡

WGS500 ¡Results ¡

MENDELIAN ¡ Of ¡95 ¡families, ¡to ¡date ¡

• 23 ¡families ¡have ¡new ¡clinical ¡diagnosis ¡
• NB ¡pre-­‑screened ¡for ¡known ¡genes ¡ ¡
• result ¡will ¡increase ¡with ¡follow-­‑up ¡

¡

• 74 ¡families ¡in ¡follow ¡up ¡studies ¡ ¡
• Over ¡50% ¡of ¡these ¡have ¡strong ¡lead ¡ ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡candidate ¡ ¡ ¡ ¡

• 7 ¡Novel ¡genes ¡for ¡disease ¡
• 6 ¡Novel ¡phenotypes ¡for ¡

known ¡genes ¡ ¡

• 2 ¡pathogenic ¡regulatory ¡

variants ¡in ¡or ¡downstream ¡

• f ¡known ¡candidate ¡genes ¡
• 6 ¡genes ¡missed ¡by ¡prior ¡

Sanger ¡Sequencing ¡ ¡

WTCHG, Oxford: http://www.well.ox.ac.uk/wgs500

• Rare ¡disease ¡with ¡residual ¡unmet ¡diagnosEc ¡need ¡with ¡a ¡

proband ¡from ¡the ¡NHS ¡in ¡England ¡ ¡

• Evidence ¡of ¡previous ¡geneEc ¡tesEng ¡
• ProspecEve ¡collecEon ¡but ¡will ¡include ¡legacy ¡collecEons ¡
• Family ¡structures: ¡ideally ¡parent-­‑offspring ¡trios ¡
• Provision ¡of ¡Genomics ¡England ¡informed ¡consent ¡ ¡
• Availability ¡of ¡clinical ¡and ¡further ¡phenotypic ¡data ¡
• Blood ¡samples ¡for ¡DNA ¡extracEon ¡and ¡mulE-­‑omic ¡

samples ¡ ¡

Rare ¡Diseases ¡– ¡inclusion ¡criteria ¡

• Lung, ¡breast, ¡colon, ¡prostate, ¡ovary, ¡some ¡leukaemias ¡ ¡
• Rare ¡and ¡childhood ¡cancers, ¡unknown ¡primary ¡
• Provision ¡of ¡Genomics ¡England ¡informed ¡consent ¡ ¡
• Availability ¡of ¡clinical ¡and ¡further ¡phenotypic ¡data ¡
• Tumour ¡DNA ¡primarily ¡from ¡FFPE ¡samples ¡

Cancer ¡– ¡inclusion ¡criteria ¡

• DiagnosEc ¡reports ¡that ¡are ¡accessible ¡and ¡meaningful ¡
• Dynamic ¡serial ¡reporEng ¡-­‑ ¡evolving ¡findings ¡
• Primary ¡findings: ¡
• Known ¡pathogenic ¡and ¡expected ¡pathogenic ¡variants ¡on ¡known ¡genes ¡
• Secondary ¡“looked ¡for” ¡findings ¡(currently ¡for ¡10 ¡condiEons): ¡
• Strong ¡cancers ¡predisposiEon ¡and ¡familial ¡hypercholesterolemia ¡
• For ¡example ¡Lynch ¡syndrome, ¡BRCA1/2, ¡mulEple ¡endocrine ¡neoplasia ¡

(MEN1), ¡VHL ¡

• Carrier ¡states ¡of ¡reproducEve ¡importance ¡(currently ¡for ¡12 ¡

condiEons): ¡

• Thalassemia, ¡sickle ¡cell, ¡hemophilia ¡A, ¡… ¡
• Read ¡and ¡variant ¡level ¡data ¡accessible ¡to ¡NHS ¡referring ¡teams ¡
• PaEents ¡can ¡request ¡genomic ¡data ¡files ¡from ¡Genomics ¡England ¡ ¡
• PaEents ¡are ¡consented ¡to ¡be ¡contacted ¡up ¡to ¡four ¡Emes ¡a ¡year ¡ ¡

Feedback ¡to ¡the ¡NHS ¡

Genomics ¡England ¡Pilots ¡

• Phase ¡1-­‑ ¡Sequencing ¡and ¡AnnotaEon ¡CompeEEon ¡
• 4 ¡providers ¡15 ¡samples ¡(5 ¡tumour ¡– ¡normal ¡pairs ¡and ¡5 ¡germline) ¡
• TesEng ¡Sequencing ¡QA ¡and ¡annotaEon ¡
• Phase ¡2a-­‑2000 ¡Rare ¡Inherited ¡Disease ¡WGS-­‑ ¡30x ¡depth ¡– ¡over ¡2014 ¡
• Partnering ¡NIHR ¡BioResource ¡and ¡TranslaEonal ¡Research ¡CollaboraEve ¡
• 5 ¡centres ¡-­‑ ¡ ¡928 ¡samples ¡since ¡end ¡of ¡November-­‑ ¡1st ¡96 ¡are ¡in ¡sequencing. ¡ ¡
• Phase ¡2b-­‑ ¡3000 ¡Cancer ¡PaEents ¡(Lung, ¡Breast, ¡Ovary, ¡Prostate ¡& ¡Colon) ¡
• SomaEc ¡(?50-­‑80x) ¡and ¡germline ¡(30-­‑40x) ¡– ¡tendering ¡now ¡
• OpEmise ¡Molecular ¡Pathology ¡pipeline ¡
• 11 ¡ ¡CRUK ¡Centres ¡and ¡BRCs ¡ ¡
• Pathogens ¡will ¡be ¡with ¡Public ¡Health ¡England ¡

Process ¡Overview ¡

Clinical Interpretation Variants (VCF) Candidate Variants Sequence (BAM) Clinical Action Sample DNA

Process ¡Overview ¡

Sample DNA Clinical Interpretation Sequence Validation Sequence (BAM) Variants (VCF) Variants (VCF) Candidate Variants

Procured ¡ Sequence ¡ Procured ¡ Annota@on ¡ NHS ¡

Clinical Interpretation Clinical Action

GeL ¡ Database ¡ ¡

Sequencing ¡and ¡AnnotaEon ¡assessment ¡

• Sequencing ¡bake-­‑off ¡

– Samples ¡sent ¡to ¡parEcipants; ¡returned ¡sequence ¡assessed ¡ – EvaluaEon ¡on ¡quality ¡and ¡coverage ¡ – Informed ¡sequencing ¡contract ¡

• AnnotaEon ¡bake-­‑off ¡

– Sequence ¡sent ¡to ¡parEcipants ¡(BAM+VCF) ¡

• Rare ¡diseases: ¡trio ¡
• Cancer: ¡germline ¡+ ¡tumour ¡

– Harder ¡than ¡assessing ¡sequencing ¡ – Gold ¡standard ¡less ¡well ¡defined ¡ – Lack ¡of ¡established ¡data ¡standards ¡

ImplementaEon ¡of ¡Main ¡Programme ¡

• Sequencing: ¡contract ¡signed ¡with ¡Illumina; ¡ ¡

Wellcome ¡Trust ¡Sequencing ¡Centre ¡Building ¡at ¡Hinxton ¡

• Annota.on: ¡ten ¡groups ¡selected ¡for ¡2nd ¡phase ¡assessment ¡
• Data: ¡Award ¡from ¡MRC ¡to ¡build ¡datacentre ¡for ¡GeCIP ¡
• Samples: ¡Tender ¡for ¡NHS ¡Genomic ¡Medicine ¡Centres ¡
• Research: ¡Genomics ¡England ¡Clinical ¡InterpretaEon ¡Partnership ¡

(GeCIP) ¡launched ¡

• Biorepository: ¡to ¡be ¡established ¡

¡

Genomic ¡Medicine ¡Centres ¡(GMC) ¡

• Designated ¡local ¡NHS ¡

Lead ¡and ¡extended ¡team ¡

• Capacity ¡and ¡capability ¡

networks ¡

• High ¡fidelity ¡phenotypes ¡ ¡
• Access ¡to ¡data ¡and ¡

samples ¡

• February ¡start ¡date ¡

hTp://www.england.nhs.uk/wp-­‑content/uploads/2014/10/nhs-­‑gmcs-­‑stg2-­‑iT-­‑fin.pdf ¡

• East ¡of ¡England ¡NHS ¡GMC: ¡Led ¡by ¡Cambridge ¡University ¡Hospitals ¡NHS ¡FoundaEon ¡Trust; ¡
• South ¡London ¡NHS: ¡Led ¡by ¡Guy’s ¡and ¡St ¡Thomas’ ¡NHS ¡FoundaEon ¡Trust. ¡
• North ¡West ¡Coast ¡NHS ¡GMC: ¡Led ¡by ¡Liverpool ¡Women’s ¡NHS ¡FoundaEon ¡Trust. ¡
• Greater ¡Manchester ¡NHS ¡GMC: ¡Led ¡by ¡Central ¡Manchester ¡University ¡Hospitals ¡NHS ¡FoundaEon ¡

Trust ¡

• University ¡College ¡London ¡Partners ¡NHS ¡GMC: ¡Led ¡by ¡Great ¡Ormond ¡Street ¡Hospital ¡NHS ¡

FoundaEon ¡Trust ¡

• North ¡East ¡and ¡North ¡Cumbria ¡NHS ¡GMC: ¡Led ¡by ¡The ¡Newcastle ¡upon ¡Tyne ¡Hospitals ¡NHS ¡

FoundaEon ¡Trust. ¡

• Oxford ¡NHS ¡GMC: ¡Led ¡by ¡Oxford ¡University ¡Hospitals ¡FoundaEon ¡Trust. ¡
• South ¡West ¡Peninsula ¡NHS ¡GMC: ¡Led ¡by ¡Royal ¡Devon ¡& ¡Exeter ¡NHS ¡FoundaEon ¡Trust. ¡
• Wessex ¡NHS ¡GMC: ¡Led ¡by ¡University ¡Hospital ¡Southampton ¡NHS ¡FoundaEon ¡Trust. ¡
• Imperial ¡College ¡Health ¡Partners ¡NHS ¡GMC: ¡Led ¡by ¡Imperial ¡College ¡Healthcare ¡NHS ¡Trust. ¡
• West ¡Midlands ¡NHS ¡GMC: ¡Led ¡by ¡University ¡Hospitals ¡Birmingham ¡NHS ¡FoundaEon ¡Trust. ¡

Eleven ¡Genome ¡Medicine ¡Centres ¡ announced ¡

Genomics ¡England ¡– ¡Proposed ¡data ¡flows ¡

Clinical ¡GeneEcs, ¡ Cancer ¡& ¡ ¡ Public ¡Health. ¡ ¡ ¡ NHS ¡Trusts, ¡ PaEents ¡& ¡Public ¡ ¡ Pilots: ¡ Selected ¡Centres, ¡ CRUK, ¡BRCs ¡ ¡ ¡ Main ¡Program: ¡ Genomic ¡Medicine ¡ Centres ¡

¡ Safe ¡haven: ¡ ¡ Anonymised ¡Clinical ¡data ¡and ¡ DNA ¡sequence ¡ ¡ Refreshable ¡iden@fiable ¡Clinical ¡ Data, ¡linked ¡to ¡anonymised ¡ ¡ Whole ¡Genome ¡Sequence ¡ ¡ ¡ ¡

Sequencing ¡ Centres ¡ Sample ¡ repository ¡ Clinicians ¡& ¡ Academics ¡ Industry ¡

Fire ¡wall ¡ PaEent ¡data ¡ stays ¡on ¡ NHS ¡side ¡ ¡ Only ¡ processed ¡ results ¡pass ¡

• utside ¡

EHR ¡Primary ¡Care ¡ Hospital ¡episodes ¡ Sample ¡ Clinical ¡Report ¡ AnnotaEon ¡ ‘Apps’ ¡

Pa3ent ¡ Consent ¡ GeCIP ¡

Aims: ¡

• to ¡opEmise ¡clinical ¡data ¡and ¡sample ¡collecEon, ¡clinical ¡

reporEng ¡and ¡data ¡interpretaEon ¡for ¡return ¡to ¡clinicians ¡ and ¡paEents ¡

• to ¡perform ¡research ¡to ¡further ¡improve ¡our ¡

understanding ¡of ¡the ¡implicaEons ¡of ¡the ¡findings ¡for ¡ genomic ¡medicine ¡in ¡the ¡clinical ¡seung ¡and ¡

• to ¡provide ¡a ¡rich ¡training ¡environment ¡for ¡trainees ¡both ¡

within ¡the ¡Genomics ¡EducaEon ¡Programmes ¡of ¡Health ¡ EducaEon ¡England. ¡ ¡

Genomics ¡England ¡Clinical ¡InterpretaEon ¡ Partnership ¡-­‑ ¡GECIP ¡

• UK ¡–led ¡and ¡self-­‑organised ¡into ¡domains ¡
• Partnership ¡with ¡researchers, ¡the ¡NHS ¡and ¡Trainees. ¡
• Possible ¡formaEon ¡of ¡a ¡precompeEEve ¡consorEum ¡of ¡a ¡

limited ¡number ¡of ¡industry ¡partners. ¡

• All ¡data ¡generated ¡contributes ¡to ¡the ¡Genomics ¡England ¡

Dataset ¡and ¡are ¡available ¡to ¡all. ¡

• Designed ¡to ¡accelerate ¡academic/industry ¡partnership ¡and ¡

development ¡of ¡diagnosEcs ¡and ¡therapies. ¡ ¡

• Recognises ¡that ¡to ¡get ¡to ¡a ¡therapy ¡will ¡require ¡significant ¡

addiEonal ¡R&D ¡which ¡we ¡aim ¡to ¡sEmulate ¡here ¡in ¡the ¡UK. ¡

• IP ¡owned ¡by ¡Genomics ¡England ¡but ¡freely ¡licensed ¡

Genomics ¡England ¡Clinical ¡ InterpretaEon ¡Partnership ¡-­‑ ¡GECIP ¡

GeCIP ¡Status ¡and ¡forward ¡plans ¡

• Launched ¡Wellcome ¡trust ¡27th ¡June ¡2014 ¡
• Call ¡for ¡Expressions ¡of ¡Interest ¡and ¡Guidance ¡ ¡
• Open ¡meeEng ¡and ¡web ¡cast ¡5th ¡December ¡2014 ¡
• Work ¡with ¡potenEal ¡GeCIP ¡domains ¡
• Deadline ¡for ¡receipt ¡of ¡EOIs ¡26th ¡January ¡2015 ¡
• Early ¡February ¡shaping ¡final ¡introductory ¡GeCIPs ¡
• Mid-­‑late ¡February ¡2015 ¡– ¡announce ¡introductory ¡

GeCIPs ¡

• 100,000 ¡WGS ¡of ¡NHS ¡paEents ¡
• Working ¡with ¡NHS, ¡academics ¡and ¡industry ¡to ¡drive ¡

Genomic ¡Medicine ¡into ¡the ¡NHS ¡

• Support ¡that ¡with ¡educaEon ¡
• Leave ¡a ¡legacy ¡of ¡NGS ¡Centres, ¡sample ¡pipeline ¡and ¡

biorepository, ¡large-­‑scale ¡data ¡store ¡that ¡makes ¡this ¡ usable ¡by ¡the ¡NHS ¡

• New ¡diagnosEcs ¡and ¡therapies ¡and ¡opportuniEes ¡for ¡

paEents ¡

• By ¡end ¡of ¡2017 ¡

Genomics ¡England ¡

Acknowledgements ¡

Interna@onal ¡Human ¡Genome ¡Project ¡and ¡Subsequence ¡consor@a ¡to ¡collect ¡ sequence ¡of ¡genomes ¡and ¡popula@ons ¡ ¡ Ensembl, ¡GENCODE ¡Annota@on ¡Consor@um, ¡ENCODE, ¡Genome ¡Reference ¡ Consor@um ¡ ¡ NHS ¡England, ¡Department ¡of ¡Health, ¡Advisory ¡groups ¡developing ¡plans ¡for ¡Genomic ¡ Medicine ¡in ¡UK, ¡Genomics ¡England ¡ ¡ Genomics ¡England ¡ ¡ King’s ¡College ¡London, ¡King’s ¡Health ¡Partners ¡