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体外诊断IVD-基因测序技术概述(T16)

2021.6.29
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

     分子诊断的主要技术有核酸分子杂交(FISH)、聚合酶链反应(PCR)、基因测序技术和生物芯片技术(gene chip)。

      基因测序是通过血液、其他体液或细胞对 DNA 分子信息做检测,从而检查 DNA 序列有无缺陷,找到基因层面的发病原因,同时还可预知身体患疾病的风险。

一、发展历程

      基因测序技术自1975年开始至今经历了三代测序技术的发展。

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二、测序技术概述

      1、第一代Sanger测序:1975年,Frederick Sanger 等发明了双脱氧链末端终止法,这一技术随后成为最为常用的基因测序技术。第一代测序技术的主要特点是速度快,准确性高达 99%,但是通量低,且最长也就能测1000-1500bp。

       2、第二代高通量测序(NGS):Illumina/Solexa Genome Analyzer测序的基本原理是边合成边测序。在Sanger等测序方法的基础上,通过技术创新,用不同颜色的荧光标记四种不同的dNTP,当DNA聚合酶合成互补链时,每添加一种dNTP就会释放出不同的荧光,根据捕捉的荧光信号并经过特定的计算机软件处理,从而获得待测DNA的序列信息。二代测序特点:一次能够测大量的序列,但是片段被限制在了250-300bp,由于是通过序列的重叠区域进行拼接,所以有些序列可能被测了好多次。由于建库中利用了PCR富集序列,因此有一些量少的序列可能无法被大量扩增,造成一些信息的丢失,且PCR中有概率会引入错配碱基。

       3、第三代测序技术:单分子测序为特点。以 Pacific Biosciences 公司的单分子测序 和 Oxford Nanopore Technologies 的纳米孔单分子测序技术为代表。与前两代相比,单分子测序的特点是测序过程无需进行 PCR 扩增,从而有效避免因 PCR 偏向性而导至的系统错误,同时提高读长,并保持了二代技术的高通量,低成本的优点。

三、测序技术对比

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四、基因检测行业概况

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五、基因测序技术的实际运用

      医疗临床场景对基因检测技术落地转化最成熟的是无创产前检测(NIPT)。无创产前检测是通过检测孕妇外周血提取游离的DNA分析胎儿患唐氏综合症的风险概率。其检测技术主要依靠于第二代测序技术。其次是肿瘤检测,主要是对肿瘤易感基因筛查和肿瘤早期诊断的研究,主要依靠的检测技术是第二代测序技术和PCR技术。

       消费场景主要面向C端用户通过高通量基因组测序及采用【SNP分型检测】进行祖源判断及遗传病风险评估。


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