干货 | 你的基因密码本里藏着什么秘密？全外显子测序告诉你！

人类基因组计划的完成标志着生命科学进入后基因组时代，如何高效解析基因组功能信息成为研究核心。全外显子组测序（Whole Exome Sequencing, WES）作为精准医学的重要工具，通过靶向捕获占基因组1%-2%的外显子区域，实现了对蛋白质编码区变异的系统性分析。WES通过靶向捕获仅占基因组1-2%的外显子区域，却能覆盖85%以上的已知致病变异，成为临床诊断、肿瘤研究和罕见病筛查的“性价比之王”。

遗传病是指基因变异或染色体数目和结构异常所导致的疾病,已成为当前全球公共卫生领域的重大挑战。已明确的遗传病超过 7000 种,其种类繁多、表现形式及病因机制各异。遗传病的基因检测在产前筛查、出生缺陷预防、新生儿筛查、遗传病防治等方面均具有重要的价值。全外显子组测序(WES)针对基因组编码区进行检测,具有成本低、效率高等优势,已被广泛用于遗传病检测。

(1)未确诊的遗传性疾病；

(2)罕见病和综合征；

(3)复杂性遗传病；

(4)产前诊断；

(5)此外,对于一些临床诊断明确的遗传病患者, 或具有反复流产或异常生育史的夫妇,WES 可以帮助识别潜在的遗传因素,为再生育提供指导。

核酸提取：总量应不低于 200ng,A260/ A280>1.8。必要时应进行电泳检测,电泳条带应无明显降解。

文库：合格标准为浓度应与相应测序平台相匹配,总量不低于 5ng,片段长度为 200~500bp。

高通量测序：测序数据的质控要求为:单个样 本有效测序通量为 8~10Gb,碱基测序质量 Q30≥85%,GC 含量为 40%~55%。

生物信息学分析：测序产生的原始数据的分析流程包括:fastq 处理、比对、bam 处理、变异检测(产生 vcf 文件)、变异注释、致病性分析及结果判读、质控等。

数据分析的最低要求:测序数据在去除重复后建议平均深度≥100×,20×的覆盖度必须≥95%,测序片段平均长度 200~500bp。外显子区域至少包含目标基因的一致性编码序列(consensus coding sequence,CCDS)±10bp。对结果的一致性进行初筛:分析结果性别正确,同一家族成员之间亲缘关系正确,污染比例<3%,纯合/杂合变异和嵌合体序列比例与同批次样本一致。

全外显子测序（WES）在药物基因组研究中具有关键作用，通过全面解析编码区变异，为新药研发、个体化用药及疗效预测提供了重要工具。

罕见病靶点挖掘

WES可精准定位致病基因突变（如错义突变、移码突变、剪接位点突变等），为罕见病机制研究提供分子证据。例如，通过WES发现CHRNA1基因突变导致甘斯托普间歇性无力症，推动乙酰胆碱受体调控药物的研发。

肿瘤新靶点发现

例如，WES结合中国人群SNPs数据建立的HRD检测策略，可评估肿瘤样本中染色体结构变异程度，指导PARP抑制剂（如卵巢癌、乳腺癌治疗药物）的精准使用。

药物代谢酶基因变异分析

WES可检测药物代谢相关基因变异，指导个体化用药。比如CYP2C19*2等位基因，这类患者使用氯吡格雷后心血管事件风险增加3倍，需换用替格瑞洛。这种“基因导向用药”模式使药物不良反应发生率降低57%。

肿瘤免疫治疗疗效预测

TMB检测：WES是肿瘤突变负荷（TMB）检测的金标准，可全面评估外显子区域非同义突变数量。高TMB患者更可能从免疫检查点抑制剂（如PD-1/PD-L1抑制剂）治疗中获益。

MSI/MMR检测：WES可同步检测微卫星不稳定性（MSI）和错配修复缺陷（MMR），辅助筛选适合免疫治疗的患者群体。

全外显子杂交捕获的关键在于液相芯片技术实现目标区域的高效富集：首先将基因组DNA随机片段化至200-300bp，经末端修复、加A尾和连接测序接头后构建标准化文库；随后将文库与生物素标记的探针池进行液相杂交，通过碱基互补配对特异性结合目标DNA片段；杂交完成后利用链霉亲和素磁珠捕获探针-DNA复合物，经多次洗涤去除未结合的非目标序列；最后通过PCR扩增富集的目标区域，获得仅包含外显子组的高纯度测序文库。

图1.全外显子杂交捕获流程

在国产替代浪潮中，翌圣生物推出全外显子测序整套试剂，实现从样本提取、文库构建、全外显子捕获、自动化设备的全套方案。

图2.翌圣全外显子捕获试剂的产品特点

Hieff NGS Human All Exon Probes 优秀的探针设计搭配杂交体系，与竞品相比捕获效率更高、均一性更优异。

翌圣生物科技（上海）股份有限公司成立于2014年，是一家聚焦生命科学产业链上游核心原料，从事核苷酸、蛋白、细胞和类器官四大品类生物试剂的研发、生产与销售的高新技术企业。公司兼备核心技术自主研发和规模化生产能力，核心产品数量达数千种，覆盖分子克隆、qPCR、NGS、体外转录、抗体、蛋白纯化及分析、细胞培养、转染、报告基因检测和类器官等多种系列，广泛应用于生命科学研究、诊断检测和生物医药等领域。