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揭秘生命更多的“内幕”,全球首个“个人参考基因组服务计划(PRGSP)”正式启动

动脉网 2018-04-01 10:24

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北京时间2018年3月31日晚间,北京希望组生物科技有限公司(以下简称“希望组”)在南京举行的第五届NGS创新开发者大会上,与北京基云惠康科技有限公司(以下简称“基云惠康”)共同宣布启动“个人参考基因组服务计划(Personal Reference Genome Service Project)”,开始面向全球市场提供全新的“个人参考基因组”服务。


该服务计划将采用最新的ONT GridION/PromethION、Bionano Saphyr、Illumina、10X Genomics测序平台、以及高分辨率的生物芯片平台,对每一个样本采用多种平台进行检测。通过基因组组装,并进行Phasing,可得到一个二倍体(Diploid)的个人参考基因组。最后,再用SNP/InDel/SV/STR/Methylation五种变异同时进行检测。


基于此,他们或将在全球范围率先重新定义“全基因组测序(WGS)”的技术标准,迎来“个人参考基因组”时代。


二代测序是当前主流,全基因组测序(WGS)一般指将样本进行30X的二代测序,再将测序数据与人类参考基因组序列进行比对,识别SNP和InDel,以及少部分CNV和STR。这样的检测已经成为二代测序遗传病诊断、孕前携带者筛查等应用领域的事实最高测序标准。


但是,我们也非常清楚,人类基因组中,超过了50%的序列是重复序列。基于二代测序的全基因组测序(WGS),并不能有效检测重复区域的基因组变异。


另外,非常重要但一直被忽视的一点是,人类基因组变异不仅仅包括单碱基变异(SNV),还存在大量的结构变异(SV/CNV)、串联重复序列(STR)和碱基甲基化修饰。基于二代测序的全基因组测序(WGS),漏掉了大量的这些类型的变异,从而导致了所谓的“基因组暗物质”现象。这也可以解释,全基因组测序(WGS)在遗传病诊断领域的阳性检出率远远低于理想目标的原因。


以三代测序和光学图谱为主要亮点的“个人参考基因组”采用了超长读长的数据:将Oxford Nanopore数据进行组装,得到高完整度的Contig;再将Bionano DLS数据进行Scaffolding;然后用Illumina数据对参考基因组的部分错误进行矫正;最后再结合10X技术的数据,对基因组数据进行Phasing,从而得到高质量的、二倍体的个人参考基因组图谱。


基于个人参考基因组,将illumina数据用于SNP和InDel的识别,将Nanopore的数据进行SV/STR/Methylation的识别,将Bionano的数据用于SV的识别;再用生物芯片的数据对上述变异进行验证,综合所有这些数据和结果,形成“个人全谱变异集”。


个人参考基因组将作为今后新生儿的基础数据,可以成为肿瘤早筛非常重要的对比资料;个人参考基因组还可以应用到复杂遗传病的诊断、孕前携带者筛查等领域;个人参考基因组中部分“个人特有”的序列,将作为我们理解人类进化、个人特征起到非常重要的作用。


根据目前的规划,希望组与基云惠康将构建大规模的测序和分析平台,在2-3年内完成1万个样本(第一阶段: 10K),3-10年内完成一千万(第二阶段:10M)个样本的个人参考基因组服务能力。限于生产和研发成本的原因,目前在中国提供“个人参考基因组”服务,将收费10万人民币/样本,在全球其他国家将收费2万美元,目前已经可以面向全球提供这种最新的技术服务。


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从左至右依次为:基云惠康创始人郝向稳、希望组CEO汪德鹏 、Bionano创始人曹涵


希望组CEO汪德鹏将希望组定义为一家”不去模仿、不去跟随、只想去创造、开创未来’’企业。他们是世界领先的专注于遗传病和肿瘤检测的三代测序技术应用企业。


他表示:“早在2016年,我们已经参与完成了第一个参考序列级的中国人参考基因组’华夏一号’项目。此次’个人参考基因组服务计划’的启动,旨在利用更新的技术、更全面的方案检测并注释个人全谱变异类型,开启基因组医学领域的新时代。”


“GeneKang专注于个人全基因组数据分析、解读与基因应用开发,在全基因组解读知识库构建及相应的技术工具开发上持续投入,致力于让基因数据成为健康生活的基础设施,改善大众健康。”基云惠康CEO郝向稳表示:”获取个人基因组的“真实面目”并且能够对其蕴含的信息进行解读,’个人参考基因组服务计划’与我们的初衷不谋而合,相信该项目必将推动基因组学事业的发展,揭秘生命更多的“内幕”, 使基因检测技术能够真正的造福大众。”


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