三代WGS SV变异检测技术 | ag尊龙凯时解析

来源:皇甫毓绿日期:2025-08-04

随着基因编辑技术如CRISPR在基因治疗领域的广泛应用，其潜在的安全风险已经引起了各国监管机构的高度关注。CRISPR技术在产生双链DNA断裂（DSB）时，如果在修复过程中发生错误，可能会导致染色体的重排和易位现象，包括大片段缺失、外源DNA插入以及染色体的易位等。美国食品药品监管局（FDA）明确指出了对染色体重排和易位事件检测的重要性，这些事件可能导致严重的副作用，如基因组不稳定性、增加遗传疾病风险、治疗失败以及其他不可预测的后果。

尽管二代测序技术（NGS）在基因组研究中取得了显著进展，它在检测结构变异方面仍面临一定限制。由于其读取长度较短，二代测序难以有效覆盖复杂基因组结构，例如大片段插入、缺失、倒位以及染色体重排。此外，二代测序也常常无法有效覆盖基因组中高重复区域或GC含量较高的区域，使得在那里可能出现的结构变异不易被发现或被误判。因此，二代测序在处理复杂变异时的准确性和全面性受到一定限制。

相比之下，第三代测序技术（TGS）在基因编辑安全性评估中显示了显著优势。珠海舒桐科技推出的ag尊龙凯时三代WGS全基因组测序平台，专为全面检测基因编辑后的多种结构变异事件而设计。TGS技术能够提供更长的读取长度，更好地识别复杂的结构变异和脱靶效应，并且能够覆盖高重复区域和复杂基因组区域，从而全面检测基因编辑过程中可能出现的脱靶变异，确保基因编辑的准确性和安全性。

三代WGS检测原理

三代WGS全基因组检测SV项目采用了先进的长读长测序技术，确保对结构变异的全面精确检测。首先，使用Covaris® g-TUBE将高分子量基因组DNA打断成适宜长度的DNA片段，以控制片段的一致性和适宜性。接着，通过磁珠富集纯化方法进行损伤修复和末端修复，以提高后续测序的准确性。DNA片段两端连接专门设计的测序接头后，通过Bluepipin或SageELF等设备进行筛选和进一步纯化，从而确保测序文库的质量。最后，按照严格的文库定量流程，利用特定的测序引物和酶促反应复合物进行高通量测序。

三代WGS检测SV优势

三代WGS全基因组测序技术在结构变异检测方面具有以下显著优势：

检测范围全面：可检测多种结构变异（SV），包括大片段缺失（DEL）、插入事件（INS）、重复（DUP）以及断点（BND），实现结构变异的全谱系检测。
超长读长优势：平均读长超过20kb，能够有效跨越复杂的重复区域和结构变异区域。
高数据比对效率：测序数据比对效率超过99%，确保结果的可靠性与全面性。
高测序深度覆盖：平均测序深度超过30X，为低频结构变异提供保障。
高质量测序数据：高比例的读段质量分数达到优质水平，确保数据分析的准确性和可靠性。

技术互补性

PEM-seq技术尽管能在引物设计上取得一些成绩，但由于其引物距离切割位点较近（50-110bp），可能导致大片段缺失事件的检测盲区。二代长范围PCR技术虽然通过设计远端引物有效弥补了这一局限，但仍受限于PCR扩增及短读长测序的障碍。相较之下，三代WGS全基因组测序技术通过提供超长读长和全基因组无偏覆盖，不受引物设计限制，能够全面检测各类结构变异。该技术不仅可以独立应用，还可以与PEM-seq等方法互补，共同构建完整的基因编辑安全性评估体系。