NGS前沿进展探究｜大数据量NGS测序蓄势待发

全外显子组测序（Whole Exome Sequencing，以下简称WES技术）在肿瘤和遗传病等临床诊疗领域的应用正日臻成熟。其中，WES技术的准确性是确保临床应用的前提条件。众所周知，WES技术的工作流程包括基因组DNA提取、DNA文库构建、外显子区域捕获、上机测序和下机数据的分析。其中，捕获技术是影响WES效果的关键因素。

图1. WES工作流程

外显子捕获法分为芯片捕获法和液相捕获法。芯片捕获法是与定制的捕获芯片杂交，去除未与芯片结合的DNA，最后将经过富集的外显子区域DNA 洗脱并扩增。液相捕获法以生物素标记的寡聚核苷酸为探针，与片段化后的基因组DNA文库杂交，通过碱基互补配对与外显子区域结合，再利用链霉亲和素磁珠纯化对外显子区进行富集[2]。

图2. 两种外显子捕获技术流程图

目前主流的外显子捕获平台包括Agilent的SureSelect Human All Exon V7、IDT的xGen Exome Research Panel v2、Roche的SeqCap EZ MedExome和KAPA HyperExome、Twist的Comprehensive Exome Panel 以及国内自主开发的艾吉泰康的艾全外V1、华大的MGIEasy外显子组捕获V5等。

图3. 不同外显子捕获平台列表（来源于各公司官方宣传资料）

近年来，随着WES技术在科研和临床领域应用的增多，不同捕获平台从覆盖区域、覆盖率、均一性和SNV检出率等维度上都在进行持续的优化。如下为相关捕获平台产品信息。

Roche

2020年，Roche推出了WES新产品KAPA HyperExome，该试剂盒设计捕获区域为43Mb，覆盖RefSeq、CCDS、Ensembl、GENCODE和ClinVar数据库。性能方面，该试剂盒SNP检测的灵敏度98.7%、特异性99.7%*（数据来源于罗氏）。针对捕获效率和均一性， KAPA HyperChoice探针100X测序深度可覆盖大于98.3%的靶标碱基，覆盖度处于中位覆盖度0.5-2倍之间的碱基占95.1%。

Agilent

2018年，Agilent将其WES产品更新到SureSelect Human All Exon V7版本；V7版设计捕获区域为48.2Mb，覆盖RefSeq、CCDS、GENCODE和UCSC Known Genes数据库。在性能方面， SureSelect Human All Exon V7设计的探针在平均测序深度20X下，可覆盖大于94.4%的靶标碱基。

IDT

xGen Exome Research Panel v2是IDT最新的WES产品，该产品设计捕获区域为34Mb，覆盖大于99%的RefSeq、CCDS和GENCODE等数据库中的靶标基因。针对捕获效率和均一性，Twist全面外显子组组合的探针在平均测序深度30X下，可覆盖大于97%的靶标碱基。

Twist

全面外显子组组合是Twist最新的WES产品，该产品设计捕获区域为36.8Mb，覆盖大于99%的RefSeq、CCDS和GENCODE数据库中的靶标基因。针对捕获效率和均一性，Twist全面外显子组组合的探针在平均测序深度30X下，可覆盖大于95.9%的靶标碱基。

艾吉泰康

艾全外V2是艾吉泰康最新的WES产品。该产品为液相捕获，设计捕获区域为39.5Mb，覆盖大于99%的RefSeq、CCDS和GENCODE数据库中的靶标基因。针对捕获效率和均一性，艾吉泰康全面外显子组组合的探针在平均测序深度20X下，可覆盖大于98%的靶标碱基。

华大智造

MGIEasy外显子组捕获V5是华大最新的WES产品。该产品为芯片捕获法，设计捕获区域为69Mb，其靶标基因所覆盖的数据库包括CDS、GENCODE、RefSeq、miRBase、MGI Clinical Database等。针对捕获效率和均一性，华大全面外显子组在测序深度达到100X时，96%的区域覆盖度均能达到20X以上。

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