产品介绍
全基因组测序(Whole Genome Sequencing,WGS)是利用高通量测序技术对个体或群体进行全基因组测序,发现序列或结构变异等信息。针对已知基因组的物种,对不同个体或某个个体的不同组织今夕基因组测序,可以在全国水平上发现个体或组织细胞间的差异。通过这种方法,寻找大量的单核苷选变异(Single nucleotide Variants,SNV)、插入缺失变异(Insertion Deletion,Indel)、结构变异(Structural Variation,SV)以及拷贝数变异(Copy Number Variation,CNV)等变异信息,发现疾病的致病基因和突变,解析疾病发病机制,阐明遗传机制并获得群体遗传特征。
应用方向
单基因遗传病
单基因遗传病是受一对等位基因控制的遗传病,目前已知的单基因遗传病已达6000多种,常见的疾病包括红绿色盲、血友病、白化病等。单基因遗传病已经对人类健康构成了较大的威胁。凭借全基因组测序可以发现单基因遗传病的相关突变位点,全面获取遗传信息。
复杂性疾病
复杂性疾病通常是由多个基因或者一个基因的多个突变引起的一类疾病,常见的疾病包括精神分裂症、糖尿病、心血管疾病等。复杂性疾病受环境影响较大,发现并确证致病基因位点的难度较大。除外显子区域突变外,非编码区突变也是导致复杂性疾病的重要原因。全基因组测序可全面解析编码和非编码区域的遗传变异,更为高效地解析复杂性疾病的发病机理。
癌症
癌症基因组研究主要通过检测SNV以及InDel两种遗传突变进行的。此外,大片段的染色体重排和基因拷贝数变异同样会导致癌症的发生。全基因组测序可以全面解析基因组上所有的遗传变异信息,可全方位解析癌症易感和致病基因,为癌症基因组提供系统可靠的实验依据,并且指导临床实验。
技术参数
样本类型
DNA、血液、血浆/血清、唾液、组织、细胞、FFPE
送样要求
样本类型 送样要求
冰冻新鲜组织 新鲜组织≥5mg,立即在液氮中冷冻半小时。-80°C保存,干冰运输。
FFPE组织 3~5张FFPE切片,4~5um,0.6mm3。请提供H&E染片。FFPE切片常温运输。
细胞 细胞量≥5×105 ,收集好的细胞离心后,PBS缓冲液洗两遍,立即在液氮中冷冻半小时。-80°C保存,干冰运输。
血液 总量≥0.5ml,抗凝管:柠檬酸钠管或EDTA管,不建议肝素抗凝管。-80°C保存,干冰运输。
血浆/血清 血浆/血清总量≥2.5ml,抗凝管:柠檬酸钠管或EDTA管,不建议肝素抗凝管。-80°C保存,干冰运输。 血液总量≥7.5ml,抗凝管:柠檬酸钠管或EDTA管,不建议肝素抗凝管。-80°C保存,干冰运输。
唾液 1-2ml
gDNA DNA溶于TE buffer,总量≥300ng,浓度20-100ng/ul,体积≥10μL。
测序平台和数据量
疾病 建议测序深度 建议测序量
单基因遗传病和复杂性疾病 ≥30X ≥90G
肿瘤 肿瘤样本≥60X;
正常对照样本≥30X
肿瘤样本≥220G;
正常对照样本≥110G
服务周期
实验周期
1. 100个样本以内,15个自然日
2. 101-200个样本,20个自然日
3. 超过200个样本,询期
标准生物信息分析周期
1. 10个样本以内,15工作日
2. 20个样本以内,20个工作日
3. 超过20个样本,询期
实验流程
图1 WGS实验流程
生物信息分析流程
图2.1 Sentieon 单样本分析流程
图2.2 Sentieon joint call家系分析流程
图2.3 Sentieon TNseq生物信息分析流程
重要分析结果展示
图3 单个样本拷贝数变异CNV热图
(横坐标表示染色体位置,纵坐标表示拷贝数的log2值。灰色点表示每个滑窗区间(bin),橙色点表示每个segment)
图4 所有样本CNV情况
图5 结构变异SV circos图
图6 高频显著突变基因突变图谱(Oncoplot)
图7 核苷酸变异频率热图
(x轴代表变异类型,y轴代表样本名称和聚类结果,颜色越深表示频率越大)
图8 SNV突变标签分析
(x轴代表核苷酸变异类型,y轴代表突变频率)
经典案例解析
高频肿瘤融合基因对胃印戒细胞癌预后的意义
国际上首个利用全基因组测序数据对胃印戒细胞癌(Signet-ring Cell Carcinoma, SRCC)进行的研究。该研究确定了胃印戒细胞癌的临床特征与基因组特征,发现了与临床诊断/预后指标和化疗耐药显著相关的高频肿瘤特异融合基因(CLDN18-ARHGAP26/6融合基因),确定了有该融合基因的患者无法从基于5’-氟尿嘧啶(5-fluorouracil)/奥沙利铂(Oxaliplatin)的化疗方式中获益。
基于32个样本的WGS结果,鉴定出了1000多个SNV,16个InDel(931错义突变,63无义突变,27个剪切位点,6个inframe InDels和10个移码InDels)。没有发现具有显著MSI(微卫星不稳定)样本。病例可以被分为含高频突变的和不含高频突变的两种。鉴定出了6个显著突变基因[TP53 (25%), CDH1 (15.6%), PIK3CA (12.5%), ERBB2(6.3%), LCE1F (6.3%), 和OR8J1 (6.3%) ] (图9)。
图9 SRCC关键基因的突变信息
参考文献
Shu, Y., W. Zhang, Q. Hou, et al., Prognostic significance of frequent CLDN18-ARHGAP26/6 fusion in gastric signet-ring cell cancer[J]. Nature Communications, 2018. 9(1): 2447.