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高通量测序在临床分子诊断中的应用与展望

 

对于单基因遗传病,以往临床实验室主要借助?/p>

Sanger

测序、等位基因特异性聚合酶链反

应(

allele

-

specific polymerase chain reaction

?/p>

AS

-

PCR

?/p>

、荧光原位杂交?/p>

DNA

印记杂交等技?/p>

进行检验?/p>

NGS

技术针对癌症、心血管疾病、肾病、糖尿病等复杂性疾病的遗传学筛查与?/p>

断提供了便捷的途径?/p>

另外?/p>

NGS

技术在病原微生物的快速鉴定?/p>

药物的靶向治疗以及产?/p>

筛查等多个领域具有潜在的应用优势?/p>

 

1 

测序技术的发展及性能比较

 

2006

年,

Illumina

公司推出?/p>

Solexa

测序平台?/p>

目前,该公司已经推出了多种型号的测序?/p>

台,?/p>

MiSeq

?/p>

HiSeq

?/p>

NextSeq

等系列,其中

MiSeq

系列适合于小型基因组测序?/p>

HiSeq

?/p>

列适用于大型基因组测序?/p>

2007

年,美国应用生物系统公司推出

SOLiD

测序平台。该平台

采用五轮测序法以

4

色荧光标记寡核苷酸的连接合成为基础,测序准确性得以提高?/p>

2010

年,

美国生命科学公司和太平洋生物科学公司分别发布了半导体测序平台和第

3

代单分子?/p>

时(

single molecule realtime

?/p>

SMRT

?/p>

DNA

测序平台。这

2

种测序技术与以往的基于光学信

号的检测技术不同,

半导体测序平台通过半导体芯片直接感应在序列合成过程中磷酸二酯键

3'OH

基团释放的质子;?/p>

3

代测序仪通过纳米孔技术记录单个聚合酶在不受干扰情况下?/p>

续合成,

其中

PacBio RS II

每次运行能够产生

60 000

×

16

条序列,

每条序列的平均长度达

8 500 

bp

?/p>

 

一般来说,

以上每种测序仪在序列读段长度?/p>

准确性、测序通量?/p>

价格等多个方面存在一?/p>

的差异。焦磷酸测序平台测序读段较长,测序通量较低,成本相对较高;

Illumina

系列平台

产生的读段相对较短,测序费用相对较低,应用比较广泛;

SOLiD

测序平台在通量和准确?/p>

方面相对以上

2

种类型的测序平台有明显改善,但是测序长度更短;半导体测序平台以及

SMRT

测序平台相比其他测序平台运行时间较短,另外单分子测序平台减少了测序前的扩?/p>

准备工作,测序读段较长,但是测序成本和错误率都相对较?/p>

[8

-

10]

。一些常用的测序仪的

测序原理和性能见表

1

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高通量测序在临床分子诊断中的应用与展望

 

对于单基因遗传病,以往临床实验室主要借助?/p>

Sanger

测序、等位基因特异性聚合酶链反

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、荧光原位杂交?/p>

DNA

印记杂交等技?/p>

进行检验?/p>

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技术针对癌症、心血管疾病、肾病、糖尿病等复杂性疾病的遗传学筛查与?/p>

断提供了便捷的途径?/p>

另外?/p>

NGS

技术在病原微生物的快速鉴定?/p>

药物的靶向治疗以及产?/p>

筛查等多个领域具有潜在的应用优势?/p>

 

1 

测序技术的发展及性能比较

 

2006

年,

Illumina

公司推出?/p>

Solexa

测序平台?/p>

目前,该公司已经推出了多种型号的测序?/p>

台,?/p>

MiSeq

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HiSeq

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NextSeq

等系列,其中

MiSeq

系列适合于小型基因组测序?/p>

HiSeq

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列适用于大型基因组测序?/p>

2007

年,美国应用生物系统公司推出

SOLiD

测序平台。该平台

采用五轮测序法以

4

色荧光标记寡核苷酸的连接合成为基础,测序准确性得以提高?/p>

2010

年,

美国生命科学公司和太平洋生物科学公司分别发布了半导体测序平台和第

3

代单分子?/p>

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SMRT

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DNA

测序平台。这

2

种测序技术与以往的基于光学信

号的检测技术不同,

半导体测序平台通过半导体芯片直接感应在序列合成过程中磷酸二酯键

3'OH

基团释放的质子;?/p>

3

代测序仪通过纳米孔技术记录单个聚合酶在不受干扰情况下?/p>

续合成,

其中

PacBio RS II

每次运行能够产生

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条序列,

每条序列的平均长度达

8 500 

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一般来说,

以上每种测序仪在序列读段长度?/p>

准确性、测序通量?/p>

价格等多个方面存在一?/p>

的差异。焦磷酸测序平台测序读段较长,测序通量较低,成本相对较高;

Illumina

系列平台

产生的读段相对较短,测序费用相对较低,应用比较广泛;

SOLiD

测序平台在通量和准确?/p>

方面相对以上

2

种类型的测序平台有明显改善,但是测序长度更短;半导体测序平台以及

SMRT

测序平台相比其他测序平台运行时间较短,另外单分子测序平台减少了测序前的扩?/p>

准备工作,测序读段较长,但是测序成本和错误率都相对较?/p>

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。一些常用的测序仪的

测序原理和性能见表

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技术在病原微生物的快速鉴定?/p>

药物的靶向治疗以及产?/p>

筛查等多个领域具有潜在的应用优势?/p>

 

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测序技术的发展及性能比较

 

2006

年,

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公司推出?/p>

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测序平台?/p>

目前,该公司已经推出了多种型号的测序?/p>

台,?/p>

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系列适合于小型基因组测序?/p>

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列适用于大型基因组测序?/p>

2007

年,美国应用生物系统公司推出

SOLiD

测序平台。该平台

采用五轮测序法以

4

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2010

年,

美国生命科学公司和太平洋生物科学公司分别发布了半导体测序平台和第

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代单分子?/p>

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SMRT

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测序平台。这

2

种测序技术与以往的基于光学信

号的检测技术不同,

半导体测序平台通过半导体芯片直接感应在序列合成过程中磷酸二酯键

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基团释放的质子;?/p>

3

代测序仪通过纳米孔技术记录单个聚合酶在不受干扰情况下?/p>

续合成,

其中

PacBio RS II

每次运行能够产生

60 000

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16

条序列,

每条序列的平均长度达

8 500 

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一般来说,

以上每种测序仪在序列读段长度?/p>

准确性、测序通量?/p>

价格等多个方面存在一?/p>

的差异。焦磷酸测序平台测序读段较长,测序通量较低,成本相对较高;

Illumina

系列平台

产生的读段相对较短,测序费用相对较低,应用比较广泛;

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测序平台在通量和准确?/p>

方面相对以上

2

种类型的测序平台有明显改善,但是测序长度更短;半导体测序平台以及

SMRT

测序平台相比其他测序平台运行时间较短,另外单分子测序平台减少了测序前的扩?/p>

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。一些常用的测序仪的

测序原理和性能见表

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对于单基因遗传病,以往临床实验室主要借助?/p>

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1 

测序技术的发展及性能比较

 

2006

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目前,该公司已经推出了多种型号的测序?/p>

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测序平台。该平台

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2010

年,

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代单分子?/p>

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测序平台。这

2

种测序技术与以往的基于光学信

号的检测技术不同,

半导体测序平台通过半导体芯片直接感应在序列合成过程中磷酸二酯键

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基团释放的质子;?/p>

3

代测序仪通过纳米孔技术记录单个聚合酶在不受干扰情况下?/p>

续合成,

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每次运行能够产生

60 000

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16

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每条序列的平均长度达

8 500 

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一般来说,

以上每种测序仪在序列读段长度?/p>

准确性、测序通量?/p>

价格等多个方面存在一?/p>

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Illumina

系列平台

产生的读段相对较短,测序费用相对较低,应用比较广泛;

SOLiD

测序平台在通量和准确?/p>

方面相对以上

2

种类型的测序平台有明显改善,但是测序长度更短;半导体测序平台以及

SMRT

测序平台相比其他测序平台运行时间较短,另外单分子测序平台减少了测序前的扩?/p>

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测序原理和性能见表

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