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国内三代测序技术瞄准遗传病诊断
2017/1/12 15:21:26 浏览次数:396

国内三代测序技术瞄准遗传病诊断

 

随着技术的发展,2016年第三代测序技术诊断遗传病初显成效,国内从事第三代测序的企业也开始做进一步布局,希望能够全面开启第三代测序技术在精准医学领域的创新应用。


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在过去的2016年,第三代测序获得了完美突破,首次登上了太空,首次完成人类基因组测序,首次确定了第二代测序未能检测到的致病性大片段缺失突变,最终确诊了一种罕见遗传病......第三代测序也被Science纳入2016年十大科学突破之一。

 

第三代测序技术避免了第二代测序读长短的缺点,在临床上具有无需PCR扩增、可直接对单个分子进行测序、样本制备简单、可直接读取RNA序列和包括甲基化在内的DNA修饰等显著优势,近年来逐渐被应用到各大研究中,在人类基因组研究中也获得了重大突破。未来几年随着第三代测序技术性能的提升,成本还有进一步下降的空间,对于测序深度的选择会更加灵活。


1、PacBio确定致病性结构变异极具潜质


PacBio单分子实时测序是当前应用较为广泛的第三代测序平台之一,它具有超长读长、不需要模板扩增、运行时间较短、直接检测表观修饰位点、较高的随机测序错误等特点。2016年,PacBio Sequel系统在确定致病性结构变异上展现出了巨大的潜质。


BioRxiv上的文章显示,西班牙裔男性患有Carney 综合征,但临床单基因检测和全基因组测序结果均为阴性。研究人员利用 PacBio Sequel系统进行了低覆盖度的全基因组测序,共发现了大于50bp的6971个缺失片段和6821个插入片段,通过排查,最终确定了PRKAR1A基因外显子的2184bp杂合子缺失,该基因也正是Carney综合征的致病基因。


目前PacBio单分子实时测序技术已应用在基因组组装、转录组测序、甲基化分析和基因组重测序等方面,尤其是在基因组组装和甲基化研究中有着独特的优势。


2016年6月份,Nature Communications杂志发表了第一个亚洲人参考基因组“华夏一号”。该项目由暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院主导,南加州大学以及北京希望组生物科技有限公司(以下简称“希望组”)等多家单位共同合作完成。在该项目中,研究人员利用PacBio公司的SMRT( Single Molecule, Real Time)三代测序技术,结合BioNano光学图谱分析技术,完成了第一个参考序列级别的亚洲人基因组图谱,对于中国人群基因组学研究、遗传疾病研究、精准医疗应用等领域具有重要科学及临床价值。


2016年10月份,Nature杂志上的研究显示,国立首尔大学医学院的研究人员运用第三代测序PacBio单分子实时测序技术、GemCodeTM和BioNano等多个平台,对一名韩国人的基因组(AK1)进行从头组装和单倍体型定相信息分析。这是迄今为止发表的最为连续的人类基因组组装,填补了特异人群参考基因组的空白,并确定了结构变异。


2、第三代测序助力遗传病诊断的创新


第三代测序技术极大地降低了测序的成本和速度,也越来越得到行业的认可。基因测序是实现精准医疗的有力武器,目前单分子测序平台可以广泛应用于无创产前诊断、肿瘤早期无创诊断、胚胎植入前遗传学筛查、病原体检测和遗传病基因变异检测等。随着技术的发展,2016年第三代测序技术诊断遗传病初显成效,国内从事第三代测序的企业也开始做进一步布局,希望能够全面开启第三代测序技术在精准医学领域的创新应用。


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希望组积累了丰富的第三代测序生物信息分析经验。近日,希望组向PacBio采购五台Sequel测序仪,在进一步提高动植物基因组学研究效率之外,还致力于加快其在人类基因组结构变异分析、动态突变疾病检测、全长HLA高分辨率分型技术等方向的研发工作。

 

希望组CEO汪德鹏先生对未来充满信心,“过去几年中,我们完成了近千个三代测序项目,与国内知名临床机构和遗传病专家进行研发合作,并且与PacBio建立了战略合作关系,这都将成为我们下一步战略的基础。构建一定规模的三代测序平台,是我们大量合作项目的内在需求,但是,我们并不会把构建“测序工厂”作为主要目标,而是会全力以赴的专注在三代测序在遗传病诊断领域的应用创新。”

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