上海铭博生物实验室告诉您--细说靶向重测序与扩增子捕获技术

上海铭博生物实验室告诉您--细说靶向重测序与扩增子捕获技术

Thermo 与 Illumina合作的消息公布之后，在生物医学界投下了一颗重磅*，Ion Ampliseq也一下子成为网络热搜词。Ion Ampliseq这个技术究竟是什么？它有什么*之处？为什么这个技术会造成轰动性的效应呢？让我们追根溯源，从NGS说起。

NGS，即下一代测序技术（Next-generation sequencing technology）又称高通量测序技术（High-throughput sequencing），以能一次对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定但读长一般较短为标志。

NGS技术正逐年成熟，这使得全基因组测序的成本越来越低，但是对全基因组进行测序后得到的极其庞大、繁杂的数据量的分析工作并没有随之一起变得更加简单，恰恰相反，更高的测序深度反而导致后的数据量变得更加庞大了,分析工作也变得更加困难。于是，测序技术的发展出现了两个的方向：一种是大而全的全基因组测序，一种是小而精的靶向重测序。

相比于全基因组测序（WGS），靶向重测序技术直接从样品中对感兴趣的基因组区域进行分离测序。这种方式能够更加且经济地发挥NGS技术的优势，后续的分析速度也会有跨越性的提升。比如外显子组仅占基因组的1%左右，但却包含了绝大部分的已知致病突变，将外显子区域分离出来后单独进行测序，后续的分析就能降低99%的工作量，极大的加快了分析的速度。

在遗传突变、肿瘤筛查等领域，靶向重测序所能达到的灵敏度也是全基因组测序*无法实现的。由于靶向重测序在测序前就对基因的目标区域进行了分离与富集，目标区域的大幅减少可实现5000×甚至更高的测序深度。测序深度的提高意味着更高的灵敏度（能够检测低频率的变异），其检测极限低至0.1%。

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靶向重测序中，目标片段的富集主要由两种方式来实现：杂交捕获和扩增子捕获。

○●○ 杂交捕获技术

通过设计与目标片段互补的生物素化探针，使其与含目的基因的片段进行杂交，以达到将目的基因片段富集后进行高通量测序的目的。根据支持物的不同，探针杂交捕获技术分为液相杂交与固相杂交两种。固相杂交由于其在花费与操作上的劣势，已基本被淘汰；液相杂交是在溶液中，目标片段和带有生物素标记的探针直接杂交，然后利用被链霉亲和素包裹的磁珠对杂交了生物素探针的片段进行吸附。洗去游离DNA后，将富集得到的DNA进行扩增，构建高通量测序文库。

○●○ 扩增子捕获技术

扩增子捕获测序技术是一种目标区域高通量测序技术，利用特异性引物来对感兴趣的DNA区域进行PCR扩增，形成高度富集的DNA库，将PCR产物纯化后再进行文库构建和高通量测序。篇首所述的Ion Ampliseq技术便归属于扩增子捕获技术。

扩增子捕获测序助力临床研究加速

对临床或转化研究而言，检测不仅要准确，还要快速并且经济。相比于扩增子捕获法，杂交捕获的实验过程过于复杂繁琐，且手动操作时间过长，过多的人工干预流程可能会对实验结果造成不可控的影响，这对于临床而言是非常致命的。同时，扩增子捕获技术实验流程的简化极大的降低了操作人员的专业门槛，使更多的人能够完成实验，*解放了人手不足的风险。

扩增子捕获测序作为全基因组测序的补充技术是非常有用的，它大大简化了实验流程和分析目标。该技术已被证明是一个快速、有效的技术，并在新一代高通量测序中发挥*之处，已经产生了许多令人兴奋的新发现，应用领域也越来越广泛。