基于诊断的核酸序列突变分析方法：PCR、杂交和NGS

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1、翻译自DiagnosticsbasedonnucleicacidsequencevariantprofilingPCR,hybridization,andNGSapproaches基于诊断的核酸序列突变分析方法：PCR、杂交和NGS摘要核酸序列的突变与许多疾病相关。对DNA/RNA类生物标记物的可靠检测和定量能够为我们提供有效的治疗方法，使精准医疗成为可能。临床使用的核酸分析技术可大概分为PCR、杂交和NGS这三类以及它们的混合使用方法。本文综述了当前主要簡用分析方法的分子机制及其转化为体外诊断的进程。目录1.前言02.聚合酶链式反应0

2、2.1.ARMS和相关技术02.2.BlockerPCR02.3.多重PCR02.4.数字PCR03・杂交03.1.微阵列03.2.荧光条码03.3.原位杂交03.4.其他读取方式04.NGS04.1.主流NGS平台04」」.Illumina04.1.2.IonTorrent04.2.其他NGS平台04.2.1.PacificBiosciences04.2.2.OxfordNanopore04.2.3.Genia04.3.序列富集04.3.1.杂交捕获04.3.2.AmpliSeq04.3.3.Droplet-basedenrichme

3、nt04.3.4.Ligation-basedenrichment05.作者观点05.1合成生物学5.2合成生物学促进DNA诊断的开发4.DNA诊断的未来能力有限，翻译中有很多错误之处。强烈建议查看原文，以更好的理解作者的意图。1刖B人体DNA序列的突变非常普遍；一些研究认为，两组不相干的人基因组中，每300个核昔酸屮就有一个不同。由于这些突变发生在内含子或者是不改变氨基酸序列的无义突变,其中绝大部分对表型只有很小或者没有影响。然而大量的遗传性疾病是由单基因的序列突变引起的，而且突变在肿瘤生长和转移的过程中至关重要。同样，病原体DNA的

4、序列突变也会对人体健康造成不同程度的影响，其中病原体的耐药性已经成为世界范围内的陕疗卫生问题。许多对序列突变的检测和定量技术被用于疾病和基因组的研究。这些技术可以概括为三类以及这三类的混合使用：聚合酶链式反应（PCR）,杂交技术和下一代测序技术（NGS）（图一）。每种技术各有优缺点，本文会对他们进行比较分析。本文写作期间有大量的PCR和杂交分析技术被FDA认证批准作为体外诊断试剂。而NGS仍处于临床应用的初期，仅有illumina和IonTorrent在2014年获得FDA认证。一些公司，特别是慕因健康管理公司，通过实验室自建项目（La

5、boratorydevelopedtest,LDTs）而非体外诊断，来提供临床NGS分析服务，但是LDTs最近也被纳入FDA监管范围内。详情见BOX1对IVDs和LDTs的解释。PCRARMSBioFireBoRadddPCR•=product/subsidiarycastPCR*GenomicHealthLummexIlluminaIonTorrentNimbleGen^VentanaBorealHybNGSOxfordNanoporeRamDancePacificBiosciencesRocheFigure1可用于序列突变检测和分析

6、的技术汇总。三类方法：PCR、杂交利NGS。这三类技术会有所垂叠,并且许多技术町以联合使用。PNACIampTechnologiesClinicalAssaysBothSeegencAgendiaAffymotnxNanostnngFireflyeQiagenAgilentAmpliseq*TruSeq*FluiaigmB0X1:美国对于应用于临床的DNA检测的监管规则。■JDNA序列突变检测在疾病的学多阶段都是有用的，每一个阶段有不同的临床价值。详见BOX2,诊断测试的分类汇总。从技术层面來讲，序列突变检测中，应用不同需要的性能水平也

7、会不同。比如主殖细胞常染色体显性突变风险评佔中，50%的突变靶标可被稳定检测区分出来。对于用来检测并判断治疗方法的肿瘤活检样本来说，与野生型序列相比可能只包含5%的突变。对于非侵入性筛查和循环应用的外周血来说，DNA测试必须足够特异才能够检测到突变频率为0.1%或更低的等位基因。临床应用的DNA分析技术的发展必然滞后于科学研究，因为对诊断测试来说，高分析精度是必要但不充分条件。FDA认为IVDs要满足临床所需求的高灵敏度和特异性。BOX3是对这些指标要求的详细说明。BOX2：DNA诊断的临床作用能给为临床决策提供有用信息，是一个有价值的

8、DNA诊断所必须的。因此DNA诊断测试可依据病人类型和根据检测结果所能得出的相应决策来分类。1.风险评估。一部分携带有种系突变的人群（可遗传）罹患某种疾病的风险要高。分析无明显病症的个体在将来患有某种疾病的