全外顯子組測序服務(wù)

數(shù)據(jù)分析
        1. 標(biāo)準(zhǔn)分析：原始數(shù)據(jù)基本分析、序列比對、SNP檢測等。
            a)  基本信息分析：按Illumina 標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行base calling、raw data 數(shù)據(jù)整理及數(shù)據(jù)質(zhì)量評估；
            b)  數(shù)據(jù)通過GATK, SAMtools 等檢測SNP 和InDel 變異信息；
            c)  將SNP 和InDel 與最新發(fā)布的dbSNP 和千人基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析；
            d)  變異所在基因的功能注釋；
            e)  多樣本分析。
        2. 高級信息分析：孟德爾遺傳疾病分析、復(fù)雜疾病分析、腫瘤癌癥分析等。
全外顯子組技術(shù)方案優(yōu)勢
 1. 最全面的內(nèi)容，適用于任何應(yīng)用的外顯子組解決方案

•  包含相關(guān)數(shù)據(jù)庫的最新核心內(nèi)容，可靶向包括難捕獲區(qū)域在內(nèi)的更多外顯子
• 輕松添加用于轉(zhuǎn)化研究的 UTR、用于癌癥研究的 COSMIC，或用于特定應(yīng)用的定制內(nèi)容

 2. 高覆蓋率、高深度測序，可準(zhǔn)確的檢測出疾病相關(guān)的常見及稀有變異

•  建議測序深度
  •   Germline變異相關(guān)建議測序深度80X以上（單基因/復(fù)雜疾病研究）
  • Somatic變異相關(guān)建議測序深度150X以上（腫瘤癌癥研究）

二、WES研究方案 — 基于全外顯子組測序的孟德爾遺傳疾病研究方案

孟德爾遺傳病，也稱單基因遺傳病，是指受一對等位基因（主效基因）控制的遺傳性疾病。孟德爾遺傳病是新生兒出生缺陷的重要原因之一，目前全球已知的單基因遺傳病大約7000多種，而且其中大部分的潛在疾病基因還尚未研究清楚。
傳統(tǒng)孟德爾疾病基因的識別主要是通過對候選基因?qū)嵤㏒anger測序而確定。候選基因的確定主要是通過一些基因組區(qū)域的位置映射方法，如核型分析，連鎖分析等。然而，這種方法不能確定疾病是由某個單核苷酸突變導(dǎo)致還是基因組結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致。隨著二代測序技術(shù)的發(fā)展，尤其是外顯子測序技術(shù)的出現(xiàn)，使得基因組以及基因組蛋白質(zhì)編碼區(qū)的常見及罕見變異都能被準(zhǔn)確檢測到，極大地促進(jìn)疾病基因的識別。
研究目的
          ²  鑒定孟德爾遺傳疾病中的致病位點
樣本準(zhǔn)備
        ²  家系樣本：患病個體及核心家系成員（系譜圖、臨床表型、年齡）
        ²  測序深度建議：≥ 80X
        ²  遺傳模式：常染色體顯性遺傳（AD）；常染色體隱性遺傳（AR）；伴性遺傳
生物信息分析路線

三、WES研究方案 — 基于全外顯子組測序的復(fù)雜疾病研究方案
由多個基因及環(huán)境因素相互作用所致的疾病，如心血管疾病、二型糖尿病、原發(fā)性高血壓、銀屑病等，稱為復(fù)雜疾�。╟omplex disease）或多基因�。╬olygenic disease）。這類疾病發(fā)病率一般都超過0.001，在臨床或流行病學(xué)方面具有一定程度的家族傾向，但又不表現(xiàn)典型的孟德爾遺傳方式。復(fù)雜疾病是一種受多基因、多因子影響的疾病，包括遺傳因素、環(huán)境因素與其它因素。一般認(rèn)為微效作用模式在復(fù)雜疾病的發(fā)生機(jī)制中起主要作用，即來自多個位點的大多數(shù)風(fēng)險基因在群體中的發(fā)生頻率都很低，它們之間有相互作用，通過數(shù)量性狀的劑量效應(yīng)關(guān)系，達(dá)到疾病發(fā)生的臨界域值，而共同決定了復(fù)雜疾病的遺傳易感性。
研究目的
        ²  探索復(fù)雜疾病的致病機(jī)制，尋找與疾病顯著相關(guān)的致病和易感位點。
研究方法
進(jìn)行復(fù)雜疾病的研究需要具備兩個條件，一是要有遺傳背景一致或相似的資源群體；二是要有覆蓋全基因組的高密度的標(biāo)記。利用和全外顯子組測序，我們可在全外顯子組范圍內(nèi)獲取大量的準(zhǔn)確性高的變異位點。
復(fù)雜疾病遺傳變異的研究依據(jù)研究對象不同的遺傳背景來源，分為基于家系和基于散發(fā)人群兩種研究策略。目前常規(guī)的分析方法如下圖所示：
樣本準(zhǔn)備

•   Case-control散發(fā)樣本：疾病患者與正常對照樣本的外周血DNA。Case樣本數(shù)建議>200; control樣本數(shù)建議>200。樣本來源保持地域一致，例如：少數(shù)名族與漢族的分開。疾病分組若     按亞型來分，每種        亞型建議樣本數(shù)>100。
• 家系樣本：患病個體及核心家系成員（系譜圖、個體表型、年齡）。
• 測序深度建議：≥ 80X。
  生物信息分析路線
  
  四、WES研究方案 —基于全外顯子組測序的腫瘤驅(qū)動基因(driver mutation)研究方案
  為什么會產(chǎn)生癌癥？我們需要提到一個名詞：驅(qū)動基因，它可以說是決定癌癥的最主要原因。如何找到驅(qū)動基因，是制定癌癥治療措施的關(guān)鍵所在。根據(jù)目前的發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動基因包括：突變的EGFR、ALK融合基因、突變的KRAS、突變的HER2等的一大類都是驅(qū)動基因。例如，肺癌可按照驅(qū)動基因分為許多類，這是近年來非常重要的一個發(fā)現(xiàn)。由此可以根據(jù)不同的驅(qū)動基因，采用合適的藥物進(jìn)行治療。如果找到驅(qū)動基因，治療就事半功倍，如果沒有找到驅(qū)動基因而盲目治療，靶向治療效果較差，可能連安慰劑都不如。
  全外顯子組測序是用于分析基因組蛋白質(zhì)編碼區(qū)域的一種功能強(qiáng)大的技術(shù)。這種大規(guī)模并行式分析結(jié)合了新一代測序的單分子分辨率，憑借能夠分析約含 20,000 個基因的外顯子基因組的高性價比單反應(yīng)方法，已經(jīng)在加速疾病基因發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮了重要作用。
  研究目的
           ²  利用配對的腫瘤樣本進(jìn)行高通量測序，檢測導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的Driver mutation。
  樣本準(zhǔn)備
•     血液樣本：EDTA抗凝，2ml，-20℃冰箱保存。
• 新鮮冰凍組織：液氮冷卻、-80℃冰箱保存。
• FFPE樣本：FFPE切片（10片左右,切片厚度在10μm左右）
  測序深度建議
•     腫瘤樣本 ≥ 150X
• 血液及正常組織樣本≥ 100X
  五、全外顯子組測序技術(shù)路線與生物信息分析展示
  
  1.突變頻率分布圖
  
  2.      突變功能分布圖
  
  圖中展示了其中一個樣本突變功能分布情況。上方的餅圖表示在基因不同區(qū)域上(intron, exon, etc.)的變異所占的百分比；下方的餅圖表示在exon位置上不同變異類型所占的百分比。
  3.樣本拷貝數(shù)變異區(qū)間圖
  
  
  
  圖形上方展示每對樣本體細(xì)胞突變數(shù)目，下圖展示每對樣本體細(xì)胞突變不同突變類型所占的比例。
  5.      樣本體細(xì)胞突變heatmap圖
  
  6.      體細(xì)胞突變富集分析圖
  
  左邊縱坐標(biāo)表示Go term，橫坐標(biāo)是富集因子（Rich Factor = Gene number/Total Gene Number of the term）。每個圓圈的大小與在這個Go Term上的基因成正比，顏色與根據(jù)q-value的log值從紅到綠漸變，越紅，q-value值越低，富集越顯著。
  7.      家系連鎖分析LOD連鎖圖及單倍型圖
  
  左圖為LOD連鎖圖，通常，LOD值≥3被認(rèn)為是兩個基因連鎖得確定證據(jù)（因為LOD值是以10為底的對數(shù)計算的，LOD值為3表明1000：1的機(jī)會，即所觀察到的連鎖不是偶然發(fā)生的）；LOD值≥2時，可能連鎖；-2<LOD值<2時，需要更多地家系資料，尚不能判別是否連鎖；LOD值<-2時，為不連鎖；右圖為致病位點單倍型圖，可以根據(jù)此圖判斷致病位點是否在家系患病成員中處于共分離狀態(tài)。
  8.      曼哈頓圖(Manhattan Plot)
  
  
  
  
  
  
  X-軸為基因組坐標(biāo)，Y-軸為每個單核苷酸多態(tài)性的關(guān)聯(lián)P-值的負(fù)對數(shù)。
  相關(guān)解決方案