• 外显子组测序技术

     

     

     

    外显子组测序简介 ：

     

    外显子（exon）是指在真核生物基因中能够被表达的DNA序列，它在转录后保留在成熟的信使RNA（mRNA）中并被翻译成蛋白质。外显子在基因的表达和调控中起着关键作用，是基因组复杂性的重要体现。全部外显子称为外显子组（Exome）。外显子组测序（Whole Exome Sequencing，WES）利用序列富集技术，将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集，特异性地检测基因组中的外显子区域，能够结合高通量测序检测与蛋白质功能变异相关的遗传突变。由于外显子组测序只需针对外显子区域的DNA（例如：人类外显子组只占人类基因组长度的约1%，但是目前由DNA变异引起的疾病估计有85%以上来自于外显子组区域的变异），与全基因组测序相比，外显子组测序缩小了测序范围和数据量，操作更简便，性价比和效率更高，其目标区域覆盖度也更高，便于变异检测，更适用于大样本量疾病及癌症样本的分析。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    外显子在内含子剪接后被保留

     

    外显子组测序技术取得的众多突破性结果表明：即便存在遗传背景差异，也能通过少量病例发现基因缺陷，这正重塑人们对孟德尔遗传病的研究方式——所有致病基因及其与表型的关联都将被完整解析。通过外显子组测序对基因组蛋白质编码区进行靶向捕获和测序可为医疗管理提供决策依据，正日益成为临床医学中的一线诊断手段。

     

    外显子组测序的应用场景

    遗传病与癌症研究：外显子组测序因其靶向编码区的特性，特别适用于研究与编码区潜在变异相关的疾病。该技术具有成本效益高的优势，尤其适合大样本量、高深度测序，能有效检出常见及低频突变。目前，外显子测序已经在米勒综合症、歌舞伎综合症、重型颅脑畸形等孟德尔疾病的研究中得到成功应用，还有其它一些癌症和复杂性疾病也应用外显子测序观察到高度相关的突变，以及适用于体细胞变异研究。

     

    技术原理

    外显子组测序基于外显子捕获技术寻找外显子，其主要原理是利用特异性的探针或引物将外显子区域从基因组中富集出来，从而实现对外显子的选择性测序。主要步骤包括设计引物或探针、富集外显子、去除非外显子DNA和测序分析等。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    外显子组测序流程图

    相关产品

    ChIP-Seq：

    染色质免疫共沉淀（Chromatin Immunoprecipitation，ChIP）是研究蛋白质与DNA相互作用的经典技术，二者联合应用能够定位突变区域是否影响转录因子/组蛋白修饰结合。

    ATAC-Seq：

    染色质开放性测序（Assay for Transposase Accessible Chromatin using sequencing, ATAC-Seq）与外显子组测序技术联用，能够揭示突变对染色质开放性的影响。

    全基因组测序：

    外显子组测序与全基因组测序联合互补，突破单一技术的局限性，提升临床诊断和遗传学研究的准确性。

     

     

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  • 高分文章案例

    案例1：全外显子肿瘤无特异性ctDNA分析增强了对微小残留病的检测，并揭示了局部结肠癌的复发机制

    原文：Whole-exome tumor-agnostic ctDNA analysis enhances minimal residual disease detection and reveals relapse mechanisms in localized colon cancer

    发表时间：2025/04/29

    发表期刊：Nature Cancer         

    影响因子：28.5

    发表单位：瓦伦西亚大学&奥胡斯大学

     

    结直肠癌（Colorectal Cancer, CC）是全球常见的恶性肿瘤之一，其治疗策略的选择在很大程度上依赖于疾病的分期。对于局部进展期（Stage 2–3）结直肠癌患者，术后辅助化疗（Adjuvant Chemotherapy, ACT）是标准治疗方案，但其效果因个体差异较大。该研究通过外显子组测序（WES）技术，对两组独立的复发性结直肠癌患者的ctDNA进行了分析，并结合转录组学和蛋白质组学分析，以增强对疾病进展机制的理解。研究发现，基于WES的ctDNA检测方法在检测微小残留病（Minimal Residual Disease, MRD）方面比现有检测方法更灵敏。此外，免疫逃逸被认为是局部结直肠癌进展的主要驱动因素，提示免疫治疗可能对微卫星稳定的结直肠癌患者有效。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    图1.对基线和复发时个体配对的血浆和肿瘤样本进行了WES分析

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    ​​​​​​​案例2：与癌症易感基因相关的淋巴恶性肿瘤风险

    原文：Risk of lymphoid malignancy associated with cancer predisposition genes

    发表时间：2025/04/19

    发表期刊：Blood Cancer Journal       

    影响因子：12.9

    发表单位：美国梅奥医学中心

     

    ​​​​​​​研究人员对6990例淋巴恶性肿瘤（LM）病例和42,632例对照进行外显子组测序，分析19个癌症易感基因的致病性变异（PV）与 LM 风险的关联。结果显示，19个基因中共有1816人（3.7%）存在PV，其中病例组（4.7%）显著高于对照组（3.5%）。在对照组中，CHEK2（1.0%）、ATM（0.4%）、BRCA2（0.4%）和BRCA1（0.3%）的PV发生率最高。ATM、CHEK2和TP53 与淋巴恶性肿瘤总体风险相关，并在英国生物样本库中得到进一步验证。并且，不同淋巴恶性肿瘤亚型间的关联存在异质性。这些结果表明，多个常用检测的癌症易感基因均与淋巴恶性肿瘤风险增加相关。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    图2.按癌症易感基因分类的淋巴恶性肿瘤亚型风险

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

  • 云序优势

    1.精准捕获外显子，覆盖关键功能区

    云序生物采用Agilent外显子捕获试剂盒，不仅能检测全部外显子区域，还能检测与蛋白功能密切相关的UTR区域。

    2.操作简便，经济高效

    与全基因组测序相比，外显子组测序缩小了测序范围和数据量，操作更简便，性价比和效率更高，其目标区域覆盖度也更高，便于变异检测，更适用于大样本量疾病及癌症样本的分析。

    3.一站式服务

    客户只需提供细胞、组织、体液或基因组DNA，云序生物为您完成从样品准备、文库制备、上机测序到数据分析整套服务流程。

    4.专业的生物信息分析

    云序生物具有专业的生信团队，能够满足客户的各类数据深入分析要求。

     

    云序数据分析（仅供展示  详见demo报告）

    一、分析内容

    1.原始数据整理，过滤和质量评估，去除低质量reads

    2.SNPs/InDels的识别与统计

    3.SNPs/InDels注释和新突变发现

    4.共有、特异SNPs/InDels分析

    5.SNPs/InDels相关基因GO分析

    6.SNPs/InDels相关基因KEGG通路分析

    7.SNPs/InDels可视化

    8.按照客户需求个性化数据分析

     

     

    二、部分数据分析结果示例

    1、SNPs/InDels的识别与统计

    外显子组测序是选择性分析编码区的一种方法，不仅能够检测单核苷酸多态性（single nucleotide poymorphisms，SNPs），还能够检测插入缺失（insertion and deletion，InDels）。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    2、SNPs/InDels基因组分布

    根据SNPs，InDels在基因组上的位置，将其分类，并绘制比例图。根据SNPs，InDels的变异类型，即missense，nonsense，read-through和synonymous绘制比例图。从总体上查看SNPs，InDels的基因组特征。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    3、共有或特异SNPs/InDels分析

    当两个或两组样品比较时，云序生物对不同样品间共有和特异SNPs/InDels进行注释，并绘制Venn图。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    4、SNPs/InDels可视化

    云序生物对识别的SNPs、InDels进行过滤，并对其相关基因，或特异变异相关基因进行GO和KEGG通路富集分析。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    5.SNPs/InDels可视化

    SNP和InDel位点可以在Integrative Genomics Viewer（IGV）上进行可视化。

     

  • 样本要求：

     

    样品类型：

     细胞、组织、体液、gDNA等，其他样品类型请详询。

    样品量：

    a）gDNA：≥3μg（无降解，无RNA 污染）

    b）细胞：≥5×10^6

    c）组织：≥100mg

    d）体液全血样本：≥5mL

    样品运输与保存：

    样品运输：样品置于1.5mL离心管中，封口膜封好，干冰运输，DNA可用冰袋运输。血液样品使用EDTA抗凝管采样，冰袋运输（不可用肝素抗凝管）。

    样品保存：细胞样品或新鲜组织块切块，液氮冻存后-80℃保存；DNA样品短期内可置于-20℃保存，避免反复冻融。

    注：上述样本要求适用于常规细胞或组织样本，特殊样本类型（如骨组织、脂肪等核酸含量较少的样本）请致电021-64878766详询。

技术服务

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