上海銘博生物實驗室告訴您--細(xì)說靶向重測序與擴增子捕獲技術(shù)

Thermo 與 Illumina合作的消息公布之后，在生物醫(yī)學(xué)界投下了一顆重磅*，Ion Ampliseq也一下子成為網(wǎng)絡(luò)熱搜詞。Ion Ampliseq這個技術(shù)究竟是什么？它有什么*之處？為什么這個技術(shù)會造成轟動性的效應(yīng)呢？讓我們追根溯源，從NGS說起。

NGS，即下一代測序技術(shù)（Next-generation sequencing technology）又稱高通量測序技術(shù)（High-throughput sequencing），以能一次對幾十萬到幾百萬條DNA分子進行序列測定但讀長一般較短為標(biāo)志。

NGS技術(shù)正逐年成熟，這使得全基因組測序的成本越來越低，但是對全基因組進行測序后得到的極其龐大、繁雜的數(shù)據(jù)量的分析工作并沒有隨之一起變得更加簡單，恰恰相反，更高的測序深度反而導(dǎo)致后的數(shù)據(jù)量變得更加龐大了,分析工作也變得更加困難。于是，測序技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了兩個的方向：一種是大而全的全基因組測序，一種是小而精的靶向重測序。

相比于全基因組測序（WGS），靶向重測序技術(shù)直接從樣品中對感興趣的基因組區(qū)域進行分離測序。這種方式能夠更加且經(jīng)濟地發(fā)揮NGS技術(shù)的優(yōu)勢，后續(xù)的分析速度也會有跨越性的提升。比如外顯子組僅占基因組的1%左右，但卻包含了絕大部分的已知致病突變，將外顯子區(qū)域分離出來后單獨進行測序，后續(xù)的分析就能降低99%的工作量，極大的加快了分析的速度。

在遺傳突變、腫瘤篩查等領(lǐng)域，靶向重測序所能達(dá)到的靈敏度也是全基因組測序*無法實現(xiàn)的。由于靶向重測序在測序前就對基因的目標(biāo)區(qū)域進行了分離與富集，目標(biāo)區(qū)域的大幅減少可實現(xiàn)5000×甚至更高的測序深度。測序深度的提高意味著更高的靈敏度（能夠檢測低頻率的變異），其檢測極限低至0.1%。

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靶向重測序中，目標(biāo)片段的富集主要由兩種方式來實現(xiàn)：雜交捕獲和擴增子捕獲。

○●○ 雜交捕獲技術(shù)

通過設(shè)計與目標(biāo)片段互補的生物素化探針，使其與含目的基因的片段進行雜交，以達(dá)到將目的基因片段富集后進行高通量測序的目的。根據(jù)支持物的不同，探針雜交捕獲技術(shù)分為液相雜交與固相雜交兩種。固相雜交由于其在花費與操作上的劣勢，已基本被淘汰；液相雜交是在溶液中，目標(biāo)片段和帶有生物素標(biāo)記的探針直接雜交，然后利用被鏈霉親和素包裹的磁珠對雜交了生物素探針的片段進行吸附。洗去游離DNA后，將富集得到的DNA進行擴增，構(gòu)建高通量測序文庫。

○●○ 擴增子捕獲技術(shù)

擴增子捕獲測序技術(shù)是一種目標(biāo)區(qū)域高通量測序技術(shù)，利用特異性引物來對感興趣的DNA區(qū)域進行PCR擴增，形成高度富集的DNA庫，將PCR產(chǎn)物純化后再進行文庫構(gòu)建和高通量測序。篇首所述的Ion Ampliseq技術(shù)便歸屬于擴增子捕獲技術(shù)。

擴增子捕獲測序助力臨床研究加速

對臨床或轉(zhuǎn)化研究而言，檢測不僅要準(zhǔn)確，還要快速并且經(jīng)濟。相比于擴增子捕獲法，雜交捕獲的實驗過程過于復(fù)雜繁瑣，且手動操作時間過長，過多的人工干預(yù)流程可能會對實驗結(jié)果造成不可控的影響，這對于臨床而言是非常致命的。同時，擴增子捕獲技術(shù)實驗流程的簡化極大的降低了操作人員的專業(yè)門檻，使更多的人能夠完成實驗，*解放了人手不足的風(fēng)險。

擴增子捕獲測序作為全基因組測序的補充技術(shù)是非常有用的，它大大簡化了實驗流程和分析目標(biāo)。該技術(shù)已被證明是一個快速、有效的技術(shù)，并在新一代高通量測序中發(fā)揮*之處，已經(jīng)產(chǎn)生了許多令人興奮的新發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。