全基因组测序-武汉生物样本库有限公司-建设武汉国家级人类遗传资源库

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全基因组测序

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案例解析

结果展示

送样须知

Q&A

①技术介绍

全基因组测序（Whole genome sequencing，WGS），是对全基因组进行测序扫描，能在全基因组范围内解读所有常见和稀有变异信息，进行单核苷酸多态位点（Single nucleotide polymorphisms，SNP）、插入缺失位点（Insertion deletion，InDel）、结构变异（Structure variation，SV）以及拷贝数变异（Copy number variation，CNV）深度挖掘，进而全面揭示基因组突变类型与染色体重排事件，对疾病机理研究、药物靶点筛选等具有指导意义。应用范围涉及疾病发生机制、临床医药研究、药物基因组学、个体差异和群体遗传学、人群队列研究与多组学等众多领域。

②技术路线

③技术参数

1.样本要求：

样品类型：基因组DNA

样品浓度：20 ng/ul（Qubit定量）

样品总量：≥ 3.0 µg（3次建库总量，不包括样品检测损耗，Qubit定量）

样品纯度：0D260/280为1.7~2.2

电泳要求：主带清晰，无降解或轻度障解，无严重RNA、蛋白质污染（距送样日最近的电泳结果

2.测序策略：Illumina/MGI

3.测序深度：推荐30X

4.交付周期：45天

④产品优势

1.准确性高：采用Illumina /MGI平台，一次测序得到百万级别以上条数的序列信息，从几个到几十万个拷贝的精确计数；
2.检测范围广：可检测单核苷酸多态性（SNP）、插入缺失（InDel）、结构变异（SV）、拷贝数变异（CNV）等多种变异，相比芯片，可检测新的变异序列；
3.成本低耗时短：与人类全基因组从头测序相比，耗时更短、成本更低。

全基因组测序通过识别致病性变异，实现遗传性视网膜疾病的新基因诊断

研究背景

遗传性视网膜疾病（IRD）是一组严重的原发性视网膜退行性疾病，这些疾病是儿童和年轻人视力丧失的主要原因。IRD同一致病基因的不同变异可导致不同的临床表型，这给IRD患者的基因诊断带来了极大的挑战。鉴定IRD基因中SVs和内含子变异对实现IRD患者的精确诊断具有重要意义。

研究方法

研究筛选了271例疑似IRD的中国患者及其家庭成员（n=646），在全基因组测序（WGS）与生信数据质控后进行SV和SNV/indel检出。通过过滤具有背景群体的等位基因频率来识别罕见变异，根据考虑视网膜特异性转录物表达的基因模型对变异进行注释，进一步检查候选致病性变异与家庭成员之间的遗传模式的一致性。

研究成果

1.遗传性视网膜疾病（IRD）队列中的WGS分析实现了13%的总体诊断率，其中7%的患者仅由SV引起，4%的患者由SNV和SV的组合引起，另外2%的患者由影响剪接的内含子SNV引起。

2.验证了3个深内含子变体和2个非经典剪接位点变体的剪接改变作用，发现所有这些变体都会导致内含子片段的保留，导致过早终止密码子（PTC）的产生进而诱导它们所影响的基因的功能丧失效应。

3.通过WGS鉴定SVs和内含子变异可提高IRD的基因诊断率，并扩大了已知IRD相关基因的突变谱。关于SVs和内含子变异的研究为IRD的诊断和治疗带来了巨大的希望，有助于对IRD患者进行个体化干预。

参考文献

Liu X ， Hu F ， Zhang D ，et al.Whole genome sequencing enables new genetic diagnosis for inherited retinal diseases by identifying pathogenic variants[J].NPJ Genomic Medicine， 2024， 9（1）.DOI:10.1038/s41525-024-00391-2.

基因组测序送样标准

组织样本

1.新鲜组织：取长宽高均0.5cm左右的小块（黄豆大小），组织量>200mg。PBS缓冲液清洗干净并擦干表面水分，液氮速冻后用封口膜封口，-80℃保存或液氮中长期保存。

2.血液：EDTA抗凝管（紫色盖子）或加EDTA/柠檬酸钠抗凝剂的管子接收新鲜血液，反复颠倒混匀，血液量≥1mL。-80℃保存，避免反复冻融。

3.细胞系：收集≥1×106个细胞，离心弃上清，细胞沉淀用PBS缓冲液重悬，重悬液离心弃尽上清，液氮速冻1h后-80℃保存或液氮中长期保存。

核酸样本

1.样品类型：无降解且无蛋白和RNA污染的DNA溶液（针对核酸有杂质、污染、粘稠、颜色等情况，需要过柱纯化后送样或者酌情增加送样量）；

2.样品需求量：≥1 µg；

3.样品浓度：≥20 ng/µl；

4.样品纯度：OD260/280= 1.8~2.2

样本运输

1.组织与细胞样本：建议根据送样量使用合适规格带螺纹帽的EP管、冻存管或者离心管装载组织样品，并用封口膜封口；大量样品建议将EP管放置在冻存盒中，并在冻存盒外面包裹气泡垫，干冰运输至实验室。

2.血液样本：建议采用5-10ml塑料抗凝采血管装载，干冰运输至实验室。

3.核酸样本：建议使用质量较好的1.5ml低吸附EP管装载样品，并用封口膜封口。为了防止样品污染和混乱，请不要使用诸如PCR管、八联管、96孔板、深孔板等非标准管送样，冰袋运输至实验室。

Q1: 全基因组测序相对于全外显子组测序的优势是什么？
A1: 全外显子组测序仅针对基因组的外显子区域进行捕获测序，其基因组信息约占整个基因组大小的1.5%，可进行SNP、InDel和CNV分析，而全基因组测序基于整个基因组进行测序，还可进行SV分析。此外，全基因组测序检测的变异信息更全面，没有止步于编码区，而是向整个非编码区扩展。近些年非编码区突变的研究越来越多，其可与多种癌症在内的复杂疾病发生相关。

Q2: 全基因组测序技术适用的研究方向有哪些？
A2: 全基因组测序可以应用于孟德尔遗传病研究、复杂疾病研究、罕见病研究、新生突变研究、药物基因组研究、疾病分子分型研究、人群队列数据库构建及群体进化研究等。特别对于包括癌症、精神分裂症、智力障碍在内的复杂疾病，非编码区变异及CNV/SV结构变异皆与疾病的发生具有密切的关系，全基因组测序可以结合非编码区变异信息和结构变异信息全面挖掘致病突变位点。

Q3: 进行全基因组重测序数据推荐？
A3: 每个样本推荐的数据量与样本类型和要做的信息分析内容相关。例如关注个体样本的SNP，对SNP的准确度和覆盖度要求比较高，一般推荐测序深度>30X，对于稀有变异测序深度还要进一步提高；用于研究群体结构的样本，测序深度推荐10X以上；纯合样本混样检测等位基因频率，推荐平均每个样本的测序深度在1X以上，混合样本测序深度不低于30X。

关键词：

全基因组测序