全外顯子組測(cè)序——壹.簡(jiǎn)介

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1.技術(shù)原理

在人類(lèi)基因中大約有180,000個(gè)外顯子,占人類(lèi)全部基因組的1%,約30MB。人類(lèi)基因組的蛋白編碼區(qū)大約包含85%的致病突變。外顯子組測(cè)序(Whole Exome Sequencing,WES)是利用探針雜交富集外顯子區(qū)域的DNA 序列,然后通過(guò)高通量測(cè)序,主要識(shí)別和研究與疾病、種群進(jìn)化相關(guān)的的編碼區(qū)及調(diào)控區(qū)域(Untranslated Regions ,UTR)相關(guān)遺傳突變的技術(shù)手段。結(jié)合大量公共數(shù)據(jù)庫(kù)提供的外顯子組數(shù)據(jù),有利于更好地解釋變異之間的關(guān)聯(lián)和疾病的致病機(jī)理。

捕獲效率捕獲區(qū)間會(huì)對(duì)外顯子組測(cè)序技術(shù)產(chǎn)生影響。捕獲效率是指目標(biāo)區(qū)域外顯子占探針實(shí)際捕獲道德區(qū)域大小的比例,此數(shù)據(jù)是評(píng)價(jià)試劑盒效率的重要指標(biāo)。如果試劑盒的捕獲效率很低,探針會(huì)捕獲到很多外顯子以外的區(qū)域,導(dǎo)致測(cè)序數(shù)據(jù)的浪費(fèi)。

目前市場(chǎng)上外顯子捕獲試劑盒有很多款,主要以Aglent公司的SureSelect,IIIumina公司的Nextera和Roche的NimbleGen為主,另外還有Life的lon AmpliSeqTM Exome Kit. 然而,每款試劑盒都不能完全捕獲所有的外顯子,即使是幾款試劑盒組合使用。以下是市場(chǎng)上常見(jiàn)的外顯子捕獲試劑盒各項(xiàng)指標(biāo)的介紹:

國(guó)際主流外顯子捕獲平臺(tái)為Agilent SureSelect XT(單樣本捕獲)和Nimble GenSeqCap EZ(多樣本捕獲)。15年《Nucleic Acid Research 》 刊登的瑞士心血管遺傳和基因診斷中心的一項(xiàng)研究表明:Agilent SureSelect XT在Mapping、覆蓋率、SNP檢出的準(zhǔn)確性以及捕獲效率方面均為最優(yōu),部分結(jié)果展示如圖:

2.技術(shù)平臺(tái)

3.實(shí)驗(yàn)流程

標(biāo)準(zhǔn)信息分析:

  • 去污染、去低質(zhì)量等過(guò)濾處理

  • 數(shù)據(jù)產(chǎn)出的統(tǒng)計(jì)

  • 外顯子區(qū)域測(cè)序深度的直方分布圖

  • SNPs的檢測(cè)

  • SNPs的注釋

  • 插入和缺失(Indels)的檢測(cè)

  • 插入和缺失(Indels)的注釋

4.個(gè)性化信息分析

  • 氨基酸替代的預(yù)測(cè)分析

  • 群體SNP的獲取和等位基因頻率評(píng)估

  • Mendelian disorder analysis 孟德?tīng)栠z傳疾病分析

  • 基于新一代測(cè)序技術(shù)的全基因組關(guān)聯(lián)(NGS-GWAS)分析

  • 外顯子融合分析

  • 基因融合

5.技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.高性價(jià)比:與全基因組相比,人全外顯子組測(cè)序覆蓋深度更深,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度更高,更加經(jīng)濟(jì)高效

2.高測(cè)序深度:測(cè)序深度可以到達(dá)120x以上

3.高通量:滿足大量樣本多個(gè)目標(biāo)區(qū)域的研究

4.高精確度:測(cè)序覆蓋深度深,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高且高效

常見(jiàn)問(wèn)題

參考文獻(xiàn)

  1. 高通量測(cè)序與大數(shù)據(jù)分析-醫(yī)學(xué)篇-人類(lèi)基因組研究.pdf

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