近年來，基于高通量測(cè)序的基因組拷貝數(shù)變異測(cè)序技術(shù)（Copy Number Variation sequencing，CNV-seq）可對(duì)染色體數(shù)目異常、大片段缺失/重復(fù)及致病性拷貝數(shù)變異進(jìn)行檢測(cè)，在產(chǎn)前診斷、輔助生殖、兒科遺傳病輔助診斷等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
為助力臨床精準(zhǔn)診斷，博奧晶典在常規(guī)CNV-seq檢測(cè)23對(duì)染色體非整倍體和>100Kb染色體拷貝數(shù)變異的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，同步推出檢測(cè)試劑盒（RUO）和LDT檢測(cè)服務(wù)。CNV-seq plus不僅能實(shí)現(xiàn)特定UPD檢測(cè)、三倍體檢測(cè)和母源污染鑒定，還能為臨床提供本土化樣本檢測(cè)、數(shù)據(jù)解讀和報(bào)告生成的一體化解決方案，進(jìn)一步助力臨床提高診療效率。
CNV-seq檢測(cè)ROH的目的：篩查UPD
什么是ROH？
基因組純合區(qū)域（regions of homozygosity, ROH）是指基因組區(qū)域中一定范圍內(nèi)連續(xù)呈現(xiàn)的雜合性丟失的現(xiàn)象。對(duì)于大部分的二倍體細(xì)胞如人類體細(xì)胞，擁有兩份基因組，一份來自于父親，另一份來自于母親。在某一個(gè)等位基因位點(diǎn)上，如果來自父本和母本的堿基不同時(shí)，則該位點(diǎn)為雜合（heterozygous）；如果因?yàn)槟撤N機(jī)制（如遠(yuǎn)親關(guān)系或近親關(guān)系婚姻或基因轉(zhuǎn)換）導(dǎo)致在一定范圍內(nèi)連續(xù)的等位基因序列都是純合子而無雜合子（拷貝數(shù)仍為 2 個(gè)），則該區(qū)域?yàn)镽OH。如檢出多條染色體上均存在大片段 ROH 時(shí)需考慮父母親緣關(guān)系（consanguinity）；如果僅在一條染色體發(fā)現(xiàn)≥10Mb的ROH，應(yīng)優(yōu)先考慮單親二體（uniparental disomy，UPD）的可能【1,2】。
什么是UPD？
UPD是指一個(gè)個(gè)體的兩條同源染色體都來自同一親本，或來自父母一方的染色體片段被另一方的同源部分取代。UPD的產(chǎn)生機(jī)制主要有三體細(xì)胞自救、單體細(xì)胞的自身復(fù)制（單體自救）等【3】。Nakka等【4】對(duì)440多萬份樣本研究后發(fā)現(xiàn)，UPD在活產(chǎn)兒中的發(fā)生率可達(dá)1/2000。當(dāng)UPD出現(xiàn)在基因印記區(qū)域時(shí)，子代可能會(huì)遺傳兩個(gè)均有表達(dá)活性的等位基因，也可能遺傳兩個(gè)表達(dá)沉默的等位基因，從而導(dǎo)致基因劑量表達(dá)異常。
目前已知當(dāng)?shù)?6、7、11、14、15及20號(hào)染色體存在UPD時(shí)，可通過基因組印跡障礙導(dǎo)致疾病的發(fā)生【5】。常見的UPD綜合征及主要表型詳見表1，其中Angelman 綜合征發(fā)病率約為1/20,000-1/12,000【6】，臨床表型包括小頭，共濟(jì)失調(diào)，癲癇，智力發(fā)育遲滯，語言能力差，微笑面容。
為什么要檢測(cè)UPD？
大多數(shù)染色體UPD沒有臨床表型，當(dāng)UPD發(fā)生在印記基因區(qū)域則會(huì)導(dǎo)致印記基因異常，出現(xiàn)異常的表型。目前針對(duì)上述UPD綜合征（表1）尚無有效的治療手段，因此，早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早干預(yù)對(duì)于此類疾病的防控尤為重要。
產(chǎn)前篩查或診斷中如果發(fā)現(xiàn)涉及第 6、7、11、14、15及20號(hào)染色體的嵌合、NIPT篩查三體高風(fēng)險(xiǎn)或相關(guān)超聲異常（如父源性14號(hào)染色體UPD的特殊鐘形胸廓）或涉及14、15號(hào)染色體的羅伯遜易位、平衡易位等，應(yīng)考慮進(jìn)行UPD檢測(cè)。2020年ACMG指南發(fā)布了關(guān)于UPD產(chǎn)前診斷的聲明【7】，建議對(duì)如下人群在產(chǎn)前診斷時(shí)應(yīng)檢測(cè)UPD：孕婦高齡；采用PGT助孕，打算植入有印記染色體嵌合胚胎；穿刺絨毛或穿刺羊水提示印記染色體三體或單體嵌合；產(chǎn)前超聲異常與某種UPD疾病表型一致；絨毛穿刺或羊水穿刺提示存在遺傳的或新發(fā)的涉及14號(hào)或15號(hào)染色體的羅氏易位或者等臂染色體；新發(fā)的小標(biāo)記染色體（sSMC），但不帶有明顯常染色質(zhì)；發(fā)生在非羅氏易位的印跡染色體的3：1分離可能導(dǎo)致三體或單體挽救或配子補(bǔ)救。
UPD的檢測(cè)方法
UPD的檢測(cè)方法主要包括STR分型技術(shù)、SNP分型技術(shù)、甲基化PCR與甲基化MLPA 技術(shù)。其中最為經(jīng)典的是STR分析，但通常不用于一線篩查，商業(yè)化的STR檢測(cè)試劑盒僅檢測(cè)特定的STR位點(diǎn)，難以覆蓋常見的UPD綜合征?；赟NP分型的UPD檢測(cè)技術(shù)主要包括染色體微陣列分析技術(shù)（chromosomal microarray analysis, CMA）、全外顯子組測(cè)序等方法，通過分析SNP位點(diǎn)的雜合性識(shí)別ROH，僅適用于單親同二體型的UPD檢測(cè)，檢測(cè)靈敏性和分辨率與SNP探針的密度和分布有關(guān)。甲基化PCR和MLPA技術(shù)直接針對(duì)目標(biāo)UPD綜合征相關(guān)的關(guān)鍵印記基因的甲基化狀態(tài)進(jìn)行分析，對(duì)于病因的確診有重要意義，通常用于UPD驗(yàn)證。
打破技術(shù)局限，博奧晶典自主研發(fā)基于CNV-seq測(cè)序數(shù)據(jù)的ROH檢測(cè)系統(tǒng)
CNV-seq技術(shù)是基于低深度全基因組測(cè)序的新一代拷貝數(shù)變異檢測(cè)方法，具有通量高、操作簡(jiǎn)便、兼容性高等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于小的CNV以及低比例嵌合的CNV具有良好的檢測(cè)效能，在臨床得到了廣泛的應(yīng)用。但是，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為CNV-seq技術(shù)僅適用于染色體拷貝數(shù)變異的檢測(cè)，無法檢測(cè)單親二倍體UPD在內(nèi)的ROH，這在一定程度上限制了CNV-seq在產(chǎn)前診斷中的應(yīng)用。2019年4月發(fā)布的《低深度全基因組測(cè)序技術(shù)在產(chǎn)前診斷中的應(yīng)用專家共識(shí)》【8】建議，臨床高度懷疑胎兒為單親二倍體時(shí)，應(yīng)結(jié)合STR或 SNP array等技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。
目前臨床應(yīng)用的CNV-seq測(cè)序技術(shù)覆蓋的SNP位點(diǎn)reads的平均深度1X左右，難以識(shí)別UPD和ROH。通過提高測(cè)序深度，或基于高深度測(cè)序法雖然可以解決UPD和ROH的檢測(cè)問題，但測(cè)序成本會(huì)隨著測(cè)序深度的增加而大幅增加。因此，如何使用低測(cè)序深度的數(shù)據(jù)滿足ROH/UPD的檢測(cè)需要，是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的工作。
針對(duì)上述難題，博奧晶典的研究科學(xué)家們開發(fā)了基于全基因組低深度測(cè)序CNV-seq的ROH檢測(cè)技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)于2020年8月獲發(fā)明專利授權(quán)（ZL202010896507.5）。本方法基于生物信息學(xué)分析方法的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)ROH的檢測(cè)，在不增加測(cè)序深度、測(cè)序成本和實(shí)驗(yàn)操作的情況下，能支持深度低至0.1~0.2X的ROH檢測(cè)。研究組基于臨床CNV-seq 0.15~0.4X的測(cè)序深度數(shù)據(jù)開創(chuàng)性地提出SNP混合雜合度指標(biāo)（SMHS）的計(jì)算方法，表明在極低測(cè)序深度下（低至0.2X覆蓋深度），雖然每個(gè)SNP位點(diǎn)的基因型不可知，但是通過合并計(jì)算N個(gè)SNP雜合信息，計(jì)算SMHS得分可以檢測(cè)多倍體和ROH。該算法打破了現(xiàn)有低平均測(cè)序深度數(shù)據(jù)不能用于判斷ROH和多倍體的局限，這意味著不增加檢測(cè)數(shù)據(jù)量的條件下就可以分析多倍體和ROH區(qū)域，不僅能顯著降低檢測(cè)成本還能縮短檢測(cè)周期，給產(chǎn)前診斷工作和社會(huì)帶來巨大效益。
圖1 博奧晶典基于CNV-seq測(cè)序數(shù)據(jù)檢測(cè)多倍體和基因組純合區(qū)域ROH的系統(tǒng)專利技術(shù)
博奧晶典CNV-seq系列產(chǎn)品全面升級(jí)，在原有產(chǎn)品檢測(cè)23對(duì)染色體非整倍體、100Kb以上缺失/重復(fù)的基礎(chǔ)上，新開發(fā)了特有的生信算法并獲得專利授權(quán)，新增基因組純合區(qū)域ROH檢測(cè)，可提示全基因組UPD和10種>10Mb的致病性ROH；此外，博奧晶典自主研發(fā)的基于BES4000的SNP分型技術(shù)有效提示三倍體異常和定量鑒定5%以上的樣本交叉污染，為臨床提供更具性價(jià)比的檢測(cè)產(chǎn)品，為出生缺陷精準(zhǔn)防控提供更全面的解決方案。
升級(jí)產(chǎn)品介紹
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