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本帖最后由 drjiangbo 于 2011-1-13 12:47 编辑
转载自丁香园
外显子组测序是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后进行高通量测序的基因组分析方法。
外显子组测序在米勒综合症的研究中首次得到成功的应用[1] ，随后通过外显子组测序发现了歌舞伎综合症[2] 、重型颅脑畸形[3]等孟德尔疾病的新的致病基因突变。最近，应用外显子组测序发现了家族hypobetalipoproteinemia疾病的一个新的致病突变[4] ，该疾病是一种脂质代谢障碍性的复杂疾病。这些结果表明外显子组测序可用于寻找单基因疾病、复杂疾病（如糖尿病、肥胖症等代谢综合症）、甚至是癌症的致病基因或易感基因。
1. 技术优势
♦ 发现外显子区的绝大部分的疾病相关变异
♦ 可发现常见变异和频率<5%低频突变
♦ 只对基因组的约1%测序，更加经济、高效
♦ 在相同预算情况下，可提供更高深度测序
2. 实验流程
外显子组测序的实验流程：首先将基因组DNA随机打断成随机片段文库，文库经纯化后通过与外显子捕获系统进行杂交富集，经QC检测合格后，即可上机进行高通量的测序。华大具有高通量的第二代测序平台，包括Illumina Hiseq 2000和ABI SOLiDTM4.0测序仪，均可进行高通量的测序（图1）。
3. 外显子捕获平台介绍
华大基因目前主要采用Aglient SureSelect外显子靶向序列富集系统（生物素化RNA探针）和NimbleGen SeqCap EZ （生物素化寡DNA核酸探针）人全外显子捕获系统（图2）。这两个系统都采用液相系统进行高覆盖率的外显子区域捕获。其优化的高通量操作流程，严格的内部质量控制，已成功适用于上千样本的外显子组测序研究。NimbleGen SeqCap EZ和Agilent SureSelect human all exon这两个外显子捕获平台探针的覆盖区域的详细信息见表1
4. 信息分析流程
外显子组测序的信息分析的具体流程见图3。外显子测序后获得原始数据（raw reads），经过去污染等过滤、比对参考基因组，获得比对到基因组上的Unique mapped reads。对数据进行标准的信息分析流程，包括对SNP、InDel等进行检测、注释和统计分析。同时对数据进行质控检测，包括测序深度、覆盖度均一性等分析的检测报告。另外根据项目研究需求，我们也会为合作伙伴提供个性化分析报告。
标准信息分析
♦ 数据产出的统计
♦ 外显子区域测序深度的直方分布图
♦ 外显子捕获的均一性分析
♦ 一致性序列的获得和SNPs的检测
♦ SNPs的注释
♦ 插入和缺失（Indels）的检测
♦ 插入和缺失（Indels）的注释
个性化信息分析
♦ 氨基酸替代的预测分析
♦ 群体SNP的获取和等位基因频率评估
♦ Mendelian disorder analysis 孟德尔遗传疾病分析
♦ 基于新一代测序技术的全基因组关联（NGS-GWAS）分析
♦ 阳性信号的检测
到目前为止，华大已顺利完成外显子组测序样品超过6000个，每周外显子捕获建库通量达到近800个，具有成熟的技术平台和稳定的生产质量。华大基因参与了一系列国际国内重大疾病的外显子研究计划，是世界肿瘤基因组计划的重要成员，与国内外知名的研究所、医院、大学和制药公司等已建立了广泛而深入的合作。2010年的5月13日，华大基因在Science上发表了通过50个人外显子测序寻找到与藏族人高原适应性密切相关的候选基因的文章“Sequencing of 50 Human Exomes Reveals Adaptation to High Altitude”。2010年10月4日，由华大基因与美国加州大学、丹麦哥本哈根大学等单位在《自然-遗传学》上合作发表“对200个人类外显子的测序揭示大量低频率非同义突变的存在” 的研究成果。
参考文献
⑴ Sarah B Ng Kati J Buckingham, Choli Lee, et al. Exome sequencing identifies the cause of a mendelian disorder. Genet, 2010. 42(1): 30-5.
⑵ Sarah B Ng, Abigail W Bigham, Kati J Buckingham, et al. Exome sequencing identifies MLL2 mutations as a cause of Kabuki syndrome. Nat Gene, 2010 Sep; 42(9): 790-3.
⑶ Kaya Bilgüvar, Ali Kemal ö ztürk, Angeliki Louvi, et al. Whole-exome sequencing identifies recessive WDR62 mutations in severe brain malformations. Nature,2010 Sep 9; 467: 207-11.
[4] Kiran Musunuru, M.D., Ph.D., M.P.H., et al. Exome Sequencing, ANGPTL3 Mutations, and Familial Combined Hypolipidemia. NEJM, 13 Oct 2010.
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