外显子组测序(Exon Sequencing)

简介

外显子(exon)是真核生物基因的一部分,它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来,并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。外显子是最后出现在成熟RNA中的基因序列,又称表达序列。外显子组序列仅占人全基因组序列的1%左右,但大多数疾病相关的基因变异均发生在外显子区域。外显子组测序在疾病的检测和分析领域具有独特的优势和广泛的应用。 外显子测序(也称目标外显子组捕获)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,它是一种选择基因组的编码序列的高效策略。外显子测序相对于基因组重测序而言,只需针对外显子区域的DNA进行测序,其覆盖度更深、数据准确性更高,也更加的简便、经济、高效。特别是对于研究已知基因的SNP、Indel 等,具有较大的优势。作为一种能够有力发现疾病和表型性状下的潜在致病变异的技术方法,外显子组测序早已获得科学界的认可。


建库方法


技术流程


分析结果展示

样品间拷贝数变异分布图


样品间KEGG通路汇总比较


家族遗传病连锁分析结果


单倍型重构结果


康测技术优势

  • 微量起始DNA建库技术
  • 超短建库时间,整个文库构建可以在6h内完成
  • 个性化定制,根据不同的研究目的和研究方向制定个性化的分析解决方案
  • 捕获效率高、覆盖度好,确保精确的文库和高质量的数据
  • 提供多种疾病研究的高级分析

案例解析

促结缔组织增生性黑色素瘤是一种罕见的黑色素瘤,它会形成肉瘤组织,其发病机理仍不清楚。文章作者对62名促结缔组织增生性黑色素瘤患者进行了基因组测序、外显子组测序,随后对其中的42个病例的293个基因进行靶向测序。发现该肿瘤中有非常高的基因突变率,(突变率的中位数是62突变/Mb)。突变模式与紫外线照射密切相关,因此紫外线可能是主要的诱变剂。在这些突变中,14.5%的样本发生了NFKBIE的启动子的突变,NFKBIE是编码NF-κB抑制剂ε(IκBε)的基因。而在普通的黑色素瘤中常发的致瘤突变,尤其是BRAF、NRAS突变,却并不发生于促结缔组织增生性黑色素瘤。在73%的促结缔组织增生性黑色素瘤样本中发现了激活MAPK和PI3K的信号通路的基因变异,如NF1、CBL、ERBB2、MAP2K1、MAP3K1、BRAF、EGFR、PTPN11、MET、RAC1、SOS2、NRAS和PIK3CA等突变,这些突变基因有望成为靶向治疗的靶标。

促结缔组织增生性黑色素瘤的基因突变率非常高,是突变率最高的癌症之一,在62个肿瘤样本中,突变率的中位数是62突变/Mb,而普通的皮肤黑色素瘤中的突变率大约只有15突变/Mb。在促结缔组织增生性黑色素瘤中,88%的突变为C>T的碱基置换,说明紫外线照射是主要的诱变因素。

通过筛选富集样本中多次出现的突变,找到了新的致病突变基因NFKBIE,确定了导致功能缺失的基因突变(如截断突变、错义突变)。


参考文献:

Shain A H, Garrido M, Botton T, et al. Exome sequencing of desmoplastic melanoma identifies recurrent NFKBIE promoter mutations and diverse activating mutations in the MAPK pathway[J]. Nature Genetics, 2015, 47(10):1194-9.