近年來，全基因組測序技術(shù)的發(fā)展為科學(xué)家們在癌癥等多種疾病上的研究提供了巨大的幫助，在全基因組測序的幫助下，科學(xué)家們就能夠有效鑒別出和癌癥相關(guān)的基因突變，為開發(fā)靶向性的癌癥新型療法提供了一定希望，那么全基因組測序研究的進(jìn)展如何呢？本文中，小編對近年來全基因組測序進(jìn)展的相關(guān)研究進(jìn)行了整理，分享給各位！

【1】AJHG：科學(xué)家利用全基因測序來鑒別個體的患病風(fēng)險

doi：10.1016/j.ajhg.2016.12.009

想象有一天當(dāng)你去拜訪醫(yī)生進(jìn)行身體檢查時，醫(yī)生會告訴你去進(jìn)行一些常規(guī)檢查，比如膽固醇、血糖和血細(xì)胞計數(shù)等項(xiàng)目，但同時醫(yī)生也會讓你進(jìn)行基因組的測序，即對大約30億個堿基進(jìn)行檢測，然而常規(guī)的基因組檢測目前距離我們還太過于遙遠(yuǎn)。

來自德克薩斯大學(xué)休斯頓健康科學(xué)中心的研究人員Eric Boerwinkle博士就表示，在不久的將來，全基因組測序或許就會成為常規(guī)醫(yī)學(xué)研究中*的一部分。為了幫助臨床醫(yī)生、患者以及科學(xué)家們加工處理大量讓人難以置信的數(shù)據(jù)，這項(xiàng)研究中，研究人員開發(fā)出了一種新型框架，這種框架能夠幫助理解機(jī)體的全基因組序列數(shù)據(jù)來鑒別增加或降低疾病發(fā)生風(fēng)險的遺傳突變，相關(guān)研究刊登于雜志The American Journal of Human Genetics上。

研究者Alanna Morrison博士表示，這項(xiàng)研究非常重要，因?yàn)槠淠軌驗(yàn)榭茖W(xué)家和臨床醫(yī)生提供實(shí)際的步驟來幫助分析全基因組數(shù)據(jù)，鑒別出可能增加個體疾病風(fēng)險或保護(hù)個體免于某些疾病風(fēng)險的差異，比如糖尿病、癌癥和心臟病等。文章中，研究者對來自社區(qū)動脈粥樣硬化風(fēng)險研究（ARIC）中的3000多名個體進(jìn)行了全基因組測序，并且對和心臟及血液疾病相關(guān)的多種特點(diǎn)進(jìn)行分析。

【2】新突破！掌上測序儀完成人類全基因組測序

新聞閱讀：Wellcome Trust Centre For Human Genetics And Genomics Plc First To Sequence Multiple Human Genomes Using Hand-Held Nanopore Technology

zui近，英國牛津大學(xué)（Oxford University）Wellcome Trust人類遺傳學(xué)中心（Wellcome Trust Centre for Human Genetics）和在基因組分析領(lǐng)域的英國公司Genomics plc宣布，使用掌上納米孔測序儀完成了多個人類全基因組測序和分析。這項(xiàng)成果是在紐約舉行的牛津納米孔行業(yè)會議上公布的，它標(biāo)志著測序技術(shù)的一次突破，打開了大規(guī)模使用納米孔測序技術(shù)的大門。

納米孔技術(shù)是近年來在基因測序領(lǐng)域興起的一項(xiàng)新技術(shù)，它的主要原理是通過電泳驅(qū)動單鏈DNA分子通過一個直徑只有1納米的小孔，當(dāng)不同的核苷酸經(jīng)過這個納米孔時，因其*的結(jié)構(gòu)會對通過納米孔的電流產(chǎn)生一個特定的改變。通過捕捉和分析這個電流改變，就可以記錄核苷酸的序列。由于納米孔只允許DNA分子上的核苷酸逐一通過，測序的連續(xù)性和準(zhǔn)確度非常高。并且無需擴(kuò)增或標(biāo)記DNA就能進(jìn)行測序，有望降低測序成本。

【3】Science  MBE：全基因組測序幫助追蹤真菌特殊降解酶類的起源

doi：10.1126/science.1221748

近日，發(fā)表在雜志Molecular Biology and Evolution上的一項(xiàng)研究論文中，來自美國能源部聯(lián)合基因組研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員通過對10株白腐真菌和褐腐真菌進(jìn)行全基因組測序闡明了真菌中和木質(zhì)纖維素分解相關(guān)的酶類起源的時間軸。

真菌是植物體的天然降解幫手，其包含有特殊的酶類可以幫助科學(xué)家從事很多應(yīng)用性研究。對白腐真菌和褐腐真菌進(jìn)行全基因組測序研究其酶類家族*研究者們長期以來在真菌進(jìn)化領(lǐng)域研究的空白，同時也提供了更加的時間軸來揭示可以在不同時間段對植物體進(jìn)行降解的關(guān)鍵真菌。

生物能源的研究人員一直以來都非常感興趣從事朽木菌的研究，因?yàn)樾嗄揪a(chǎn)生的酶類可以降解多種植物原材料，比如纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等，褐腐真菌被認(rèn)為僅可以降解纖維素和半纖維素，而白腐真菌則可以降解所有的植物體組分，比如纖維素等。對真菌基因組的大范圍測序或許就可以幫助研究者們制定更為深入的真菌降解朽木的策略；文章中研究人員構(gòu)建了一種比較基因組學(xué)的分析技術(shù)來幫助進(jìn)行10株真菌的測序，組裝以及信息注解，這樣一來就可以更好地追溯真菌木質(zhì)素降解關(guān)鍵酶類的起源了。

【4】單細(xì)胞全基因組測序——求同存異，追本溯源

細(xì)胞是生命體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，人類對生命本源的不斷探索推動了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。單細(xì)胞全基因組測序是在單細(xì)胞水平對全基因組進(jìn)行擴(kuò)增與測序的一項(xiàng)新技術(shù)，它對單個細(xì)胞異質(zhì)性的研究不僅在表觀遺傳學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)等理論研究中發(fā)揮重要作用，在癌癥腫瘤疾病診斷治療、胚胎植入前遺傳診斷篩查等臨床應(yīng)用中也有非常重要的意義。

2011年，《Nature Methods》將單細(xì)胞測序列為年度值得期待的技術(shù)之一；2013年，《Science》將單細(xì)胞測序列為年度zui值得關(guān)注的六大領(lǐng)域。近年來單細(xì)胞全基因測序不斷發(fā)展的技術(shù)方法和在各領(lǐng)域的研究成果也屢屢登上"NCS"的榮譽(yù)殿堂。仿佛一夜之間，單細(xì)胞全基因組檢測技術(shù)就成了生物醫(yī)藥研究人員的新寵。

究其原因，除了技術(shù)層面的進(jìn)步，單細(xì)胞全基因組測序也體現(xiàn)了科學(xué)研究對生命體極大的尊重。下面我們就從幾個方面來解讀這項(xiàng)新興技術(shù)。

【5】全外顯子測序發(fā)現(xiàn)胰腺癌新治療靶點(diǎn)

doi：10.1038/ncomms7744

近日，學(xué)術(shù)期刊nature communication在線發(fā)表了美國科學(xué)家的一項(xiàng)研究進(jìn)展，他們對109名胰腺導(dǎo)管腺癌（PDA）病人進(jìn)行了全外顯子測序，發(fā)現(xiàn)了PDA中的基因突變多樣性，并且為發(fā)現(xiàn)PDA治療靶點(diǎn)提供了重要信息。

胰腺導(dǎo)管腺癌是一種預(yù)后效果非常差的惡性疾病，需要深入了解該疾病的病因并開發(fā)靶向治療策略。由于PDA腫瘤中存在大量基質(zhì)細(xì)胞和炎癥細(xì)胞，因此對來自于病人的腫瘤樣本進(jìn)行腫瘤細(xì)胞測序存在很大障礙，難以獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)。

在該項(xiàng)研究中，研究人員為方便檢測基因突變，同時移除非腫瘤性組織的污染，他們利用顯微切割的方法將癌癥患者的腫瘤組織進(jìn)行了異種移植并建立了細(xì)胞系。隨后對109例進(jìn)行過顯微切割的PDA病例進(jìn)行了全外顯子測序，經(jīng)過顯微切割操作后，腫瘤細(xì)胞得到富集并增強(qiáng)了對基因突變的檢測。

【6】Nature 子刊：*規(guī)模zui大全基因組測序發(fā)現(xiàn)了啥？

日前，Human Longevity 公司的研究人員在《Nature Genetics》雜志上發(fā)表了*規(guī)模zui大的全基因組測序和血液代謝物分析的研究結(jié)果。

他們的研究發(fā)現(xiàn)了基因組中 101 個新基因位點(diǎn)與 246 種代謝物之間的，同時找出 90 種能夠?qū)е卵褐心承┐x物水平異常的罕見基因變異。這項(xiàng)工作不但擴(kuò)展了影響代謝組 (metabolome) 的基因位點(diǎn)的范圍，而且令人驚訝地發(fā)現(xiàn)能夠?qū)е卵褐写x物水平異常的罕見基因變異比原先預(yù)想的要多。

血液中代謝物的水平在不同人之間差別很大，這種差別源于多種因素，其中包括個體的遺傳背景和接觸到的環(huán)境因素方面的不同。很多代謝物的水平有很強(qiáng)的遺傳性，這反映了每個人在編碼與新陳代謝相關(guān)的酶、代謝轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和調(diào)節(jié)蛋白的基因上的多樣性。許多研究人員希望找到那些影響代謝物水平的基因變異，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)這些基因變異可能為找到某些疾病的發(fā)病機(jī)制提供有價值的信息。

【7】AJMG：全基因組測序方法破解兒童罕見疾病大難題

DOI：10.1002/ajmg.a.38069

近日，來自美國翻譯基因組學(xué)研究院(Translational Genomics Research institute)的研究人員通過研究鑒別出了能夠引發(fā)兒童機(jī)體異常和發(fā)育遲緩的基因突變，相關(guān)研究刊登于雜志American Journal of Medical Genetics上?；趯?歲兒童機(jī)體的基因組進(jìn)行分析，研究人員鑒別出了一種新型的基因突變，該突變能夠影響名為CASK蛋白的表達(dá)，而該蛋白對于兒童大腦發(fā)育以及大腦神經(jīng)元之間的信號傳遞非常關(guān)鍵。

研究者Isabelle Schrauwen教授表示，鑒別出新型的CASK突變能夠幫助我們理解這些兒童多方面障礙發(fā)生的機(jī)理，同時也為后期我們開發(fā)新型療法來治療這些疾病提供了新的線索和思路。研究者指出，兒童所表現(xiàn)出的癥候群包括發(fā)育遲緩、飲食障礙（包括嚴(yán)重的胃腸道和胃食管并發(fā)癥）、無意識的眼部運(yùn)動（被稱為眼球震顫，這種疾病會降低或限制兒童的視力）。盡管兒童的IQ和語言技能正常，但其在運(yùn)動發(fā)育、行為以及記憶能力方面會出現(xiàn)損傷，而這些臨床特性也是名為FGS4的罕見發(fā)育綜合癥的標(biāo)志。

【8】PNAS：外顯子變異檢測——全基因組測序比全外顯子測序更強(qiáng)大

doi：10.1073/pnas.1418631112

目前，全外顯子測序和全基因組測序技術(shù)在遺傳分析和發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致疾病發(fā)生的潛在基因突變方面應(yīng)用越來越廣泛，隨著測序技術(shù)的不斷迭代更新，越來越成熟，昂貴的價格會逐漸降低，那么在排除價格因素之后，全外顯子測序和全基因組測序在檢測外顯子突變方面究竟誰更加強(qiáng)大呢？來自美國的科學(xué)家對這一問題進(jìn)行了相關(guān)研究，其研究結(jié)果發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊PNAS上。

研究人員指出，全外顯子測序(WES)是對具有蛋白編碼功能的外顯子進(jìn)行的測序技術(shù)，近年來全外顯子測序在發(fā)現(xiàn)外顯子基因突變方面逐漸得到廣泛應(yīng)用，但全基因組測序(WGS)也越來越成為發(fā)現(xiàn)外顯子基因突變的一項(xiàng)非常具有吸引力的測序技術(shù)。目前，全基因組測序比全外顯子測序價格昂貴，但全基因組測序的價格應(yīng)該會比全外顯子測序下降得更快。

【9】Nature：全基因組測序可預(yù)測胰腺癌化療效果

doi：10.1038/nature14169

近日，*期刊nature發(fā)表了澳大利亞科學(xué)家的一項(xiàng)研究進(jìn)展，他們通過對胰腺癌病人進(jìn)行全基因組測序以及CNV分析重新定義了胰腺癌突變圖譜。

胰腺癌目前仍是致死率zui高的惡性腫瘤之一，也是人類健康的一個主要負(fù)擔(dān)。研究人員對100個胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）病人進(jìn)行了全基因組測序以及copy number variation（CNV）分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)染色體重排導(dǎo)致的基因破壞在胰腺癌病人中普遍存在，這會影響導(dǎo)致胰腺癌發(fā)生的關(guān)鍵基因比如TP53，SMAD4，CDKN2A，ARID1A和ROBO2，同時還會影響一些新的胰腺癌驅(qū)動因子比如KDM6A和PREX2。研究人員提出，根據(jù)結(jié)構(gòu)變化的模式不同，可將PDAC分為具有潛在臨床應(yīng)用價值的4個亞型：穩(wěn)定型，局部重排型，零散型和不穩(wěn)定型。

【10】EBioMedicine：全基因組測序識別癌癥相關(guān)基因突變

doi：10.1016/j.ebiom.2014.12.003

UT西南醫(yī)學(xué)中心癌癥研究人員已經(jīng)證明，全基因組測序可用于識別癌癥的遺傳性風(fēng)險，其可以潛在地改善癌癥的預(yù)防，診斷和治療。

這是研究使用了全基因組測序以評估一系列258癌癥患者的基因組，診斷其癌癥傾向性突變情況。這項(xiàng)研究發(fā)表在雜志EBioMedicine上。全基因組測序是新的基因工具，能夠確定比以往更多的DNA序列。

我們的研究結(jié)果顯示，近90％的臨床鑒定突變可被明確地檢測到，同時還有額外的癌癥基因突變被發(fā)現(xiàn)。研究者幫助患者評估許多類型癌癥，包括腎，皮膚，肺，乳腺，卵巢，結(jié)腸，內(nèi)分泌和前列腺癌的風(fēng)險。一旦癌癥已知的遺傳傾向被發(fā)現(xiàn)，Ross博士和她的團(tuán)隊(duì)就可實(shí)施早期癌癥的*治療方法或者更好的策略預(yù)防癌癥不形成。

所有約5％到10％的癌癥是由已知的遺傳基因突變引起的。這些突變一代一代傳下來。BRCA1和BRCA2基因突變是遺傳性乳腺癌zui常見的原因。 BRCA基因突變是zui出名的，是因?yàn)樗麄冊黾踊既橄侔┑娘L(fēng)險，同時也造成卵巢癌，前列腺癌，胰腺癌和其它癌癥的風(fēng)險增加。