全基因组测序策略大比拼[心得点评]

【字体: 时间:2016年06月03日 来源:生物通

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  随着NGS技术的进步和成本的下降,人们主张通过全面测序来鉴定肿瘤的突变图谱,这激发了全外显子组和全基因组测序的应用。Clinical OMICs近期发表的一篇文章就比较了全基因组测序的策略。

若没有基因组鉴定,恶性肿瘤的诊断似乎是不完整的。这种预后或预测分析可利用多种技术来开展,包括细胞遗传学、荧光原位杂交(FISH)、标准分子技术和新一代测序(NGS)。随着NGS技术的进步和成本的下降,人们主张通过全面测序来鉴定肿瘤的突变图谱,这激发了全外显子组和全基因组测序的应用。Clinical OMICs近期发表的一篇文章就比较了全基因组测序的策略。

文章指出,尽管高通量测序所用的NGS技术在飞速发展,但精确解释所需的生物信息学支持已经落后。最近发表的两篇文章展示了数据解释的潜在挑战,一篇侧重于肿瘤标本中的体细胞突变评估,另一篇则关注直接面向消费者市场上的“娱乐性遗传研究”。

Alioto等人去年在《Nature Communications》上发表文章,比较了国际癌症基因组联盟(ICGC)的8个实验室对髓母细胞瘤样品进行WGS测序的结果。他们都使用了相同的测序平台HiSeq。(延伸阅读:大型研究为癌症基因组分析奠定基础

他们的结果让人惊讶。利用不同操作(使用或不使用PCR扩增,使用不同品牌的试剂)制备的文库对平均覆盖深度和均一程度有显著影响。8个地点中的2个未满足平均覆盖深度的最低要求(30倍),这些数据被排除在外。对于剩下的6个地点,以25倍覆盖深度测序的基因组比例在75%至50%。后者明显限制了突变的鉴定。

为了比较生物信息学方法,ICGC向成员分发了一份金标准的数据集,18个实验室提交了体细胞单碱基突变的分析结果,而16个实验室提交了体细胞插入/缺失突变的结果。让人惊讶的是,只有不到四分之一的单碱基突变和1个插入缺失突变(总共347个)被所有实验室检出。

他们的结论是,比对/映射及突变检出工具也对突变鉴定的准确性有明显的影响。肿瘤细胞的相对含量也对突变检测有影响。当肿瘤含量为83%和50%时,100倍测序深度下的突变检出为基准值的95%和85%。30倍深度下的检测率降至92%和68%。

通过这项工作,我们得到的关键信息是WGS是一项容易出错的技术,即使由经验丰富的实验室开展。这项研究为开发满足临床实验室标准的全基因组或全外显子组测序流程提供了宝贵见解。

作者建议:在文库制备时不使用PCR扩增;肿瘤标本的覆盖深度超过100倍;种系对照的覆盖深度与肿瘤类似;优化比对和变异检出的软件;使用多个突变检出的工具;考虑重复区域附近的突变;使用参考基因组作为对照。

相比之下,直接面对消费者的“娱乐性遗传研究”的质量更是吓坏人。西班牙一家四口(父亲、母亲、女儿和儿子)在四家公司进行了全外显子组分析。每家公司报道了4-9个变异,它们至少存在于一名家庭成员中。然而,四家公司的主要结果没有重叠。三家公司报道了多个变异,存在于三名成员中,而另一家公司只报道了每名成员携带的变异。

这种比较显示了这些全外显子组分析的结果可能大相径庭,而目前缺乏标准化的测序和数据分析工具。尽管这一研究是众筹的,且那位儿子本身是生物信息学家,但它也提出了“娱乐遗传学”准确性的严重问题。(生物通 薄荷)

了解赛默飞的新一代测序平台及突变检测方案

原文检索

Comparison of Whole-Genome Sequencing Strategies for the Detection of Somatic Mutations in Cancer

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