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呼吸科什么是ngs检测

2020.9.02

  做好相应技术和知识准备以后,就可以入行NGS检测了。

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  1、首先要解决的就是做什么的问题。

  临床遗传疾病最常见的就是拷贝数变异(CNV)与点突变(SNV)。在以往,我们用Sanger测序检测SNV、用CMA做CNV检测。用Sanger方法测一个人的序列得好多年,好多好多万美金,NGS就便宜多了,现在WES也就几千块钱,所以用来替换Sanger做基因序列检测是最合适不过的。

  CNV也是遗传病最常见的病因之一,往常用CMA染色体基因芯片的方法来检测,费用几千块。现在用NGS的方法也能做,成本在WES的基础上增加不多。所以可以考虑在WES检查的同时,把CNV-Seq一起检测了。免得分开检测成本更高。

  对于刚入门处于学习阶段的同行来说,检测SNV+CNV就够了,分析结果越多越容易乱。先熟悉重点问题,搞清楚NGS的适应性和局限性。等日后经验丰富了,再进一步添加其他如LOH、结构异常等检测分析也不迟。

  2、接着就是拿什么来做的问题。

  a、选择什么样的SNV检测方案。

  现在常见的有wgs、wes和panal的不同方案。WGS-全基因测序,内容全面,但比较贵,关键是结果太多不好分析,先放一边。WES-全外显子测序,是针对所有基因的外显子进行测序,按国外文献的统计,95%的已知遗传病病因都集中在外显子上。因为外显子就占了全基因组的1%,所以测序量比WGS要低得多。检出率很高,成本又比NGS低得多,这个就是WES的优势。

  全外显子检测20000个基因,但人类已知的致病基因其实也就几千个,所有还是有大部分测序浪费的。那是不是可以专门针对致病基因的外显子,和致病的非外显子区域一起检测呢?是不是性价比更高?只检查跟疾病相关的基因,这个就是医学外显子检测的概念,检出率比WES高,成本更低。不过因为遗传学的不断发展,明确的医学相关基因数也是越来越多,试剂盒包含的基因数从2000多、到3000多再到6000多,而且以后还会更多,所以医学外显子的试剂盒比较容易过时,以前做过的,以后有可能还得重做。

  此外,还有一些针对特定疾病的panal(小组合),比如说把骨骼发育相关的基因凑到一起,设计一个试剂盒。这样做的好处是基因更少,所以特定基因和突变设计得会更全面,而且测序深度也会更高,换言之,检出率和准确率也会更高。

  总体而言,临床能力越全面,眼光越准,选择针对性小组合的性价比越高。但疾病相关新基因的发现层出不穷,每月都有大把新基因、新功能被发现,使用的panal越小,日后再分析,发现致病原因的可能性就越低。这个就需要根据个人实际情况去取舍了。

  对于新人来说,挑选合适的panal有点困难,毕竟能单独设计panal的都已经是大神级别的人物了,自己初来乍到的,看不出好坏。所以万事求稳,挑选一款大而全,用户数量多的WES一般来讲比较保险。至于用什么测序平台、哪个牌子的WES试剂盒等等问题就用不着头疼了。挑个可靠又能给你帮助的合作伙伴才是关键(后面会告诉你合作伙伴怎么选),他用啥你就用啥。等攒够了经验值以后,再来考虑挑哪个来用。

  b、CNV用什么方案检测的问题。

  CNV有WES CNV,也有CNV SEQ(WGS CNV)。直接说我的看法吧,WES CNV虽然和WES一起就做了,不需要增加额外检测成本,但是CNV的可靠性会更低,假阳性结果非常多,分析难度更高。毕竟WES检测的范围既集中、又非常不均匀;局部位置太窄,连续区域又太疏、隔得太远。在WES的基础上添加WGS CNV增加不多的成本,就可以得到稳定可靠的CNV SEQ结果。所以我个人认为,选择WES+CNV SEQ是性价比最高的。起步的时候分析WGS CNV就够了,日后技术熟悉了,再捞WES的CNV来看,起步工作和发展方向都有了。

  特别说明一下,这里的WES+CNV SEQ不是说WES和WGS分别去检测,这样成本就高了;而是WES实验做到一半的时候,取建库后尚未进行下一步操作的产物去进行WGS的CNV SEQ测序,这样一个实验两用,成本最便宜,当然操作会麻烦一些。

  3、然后是谁来做,如何安排检测流程,怎么分工的问题。

  搞清楚了要做什么(wes+ngs seq)、拿什么来做(Wes或cwes)的问题,接下来进入今天的核心,技术流程和分工的问题。

  先说结论,我个人推荐先找第三方全包检测、自己做好临床服务,再根据需求逐步涉足实验和分析过程。

  一开始就全系列自己完成检测是否可行?不现实,除非能够收集齐实验、遗传、生信、临床的全套经验丰富的团队,否则要管理、控制、协调的环节太多,做不下来。

  能否长期完全依赖第三方呢?也不能!临床的结论需要临床医务人员亲力亲为自己去根据临床信息、检测结果推导出来。第三方终究不直接接触病人,检测结果到最终报告之间差了一环。你见过检验科同事拿着血常规报告直接给病人下诊断治疗的吗?换成高级检验科也不行。

  确定了携手合作,共同服务的模式之后,根据经验和分工的不同,可以分为以下几个阶段。

  第一阶段:技能准备。遗传学基本技术和基本知识的准备阶段;

  第二阶段:测序入门。了解NGS方案的异同,学习掌握NGS遗传咨询的特点;

  第三阶段:分析进阶。掌握常用软件、文献检索,能结合临床出具临床报告;

  第四阶段:挑战生信。熟悉各类生信软件、根据需求自由取用,能结合临床给出科研建议;

  第五阶段:团队创新。能总结临床需求,自定义开发实验方法、数据算法,设计panal;

  各个阶段的工作分工大致是下面的状态,向右的箭头“→→→”用来区分不同的团队。

  阶段二,入门

  合作流程:临床→→→遗传咨询+实验室+遗传咨询→→→临床;

  阶段三,进阶

  合作流程:临床+遗传咨询→→→实验室→→→遗传咨询+临床;

  阶段四,生信

  合作流程:临床+遗传咨询→→→测序+数据分析→→→临床生信分析+遗传咨询+临床;

  阶段五,创新

  服务流程:临床+遗传咨询+测序+数据分析+生信分析,大团队整合,想做什么就开发什么。

  我们都知道,WES是个临床检测,意思就是说,如果不提供临床信息,WES实验做得再漂亮也是出不了报告的。这还不是最糟糕的,更坑爹的地方在于,即使临床信息给得不准,也能出来一份看上去特别像真的,但其实是错误的报告。比如一个健康成年大活人,你给他贴个新生儿死亡的标签,很可能就会检测到新生儿死亡相关的基因突变。

  对于初学者,你敢说自己采集与描述的临床表型就是准确的吗?所以,在入门阶段,你要得不是一份报告,而是一个检验与遗传咨询团队。一个能教你怎么去搜集表型,需要采集哪些表型,采集到的表型怎么用标准化词汇表示,怎么去跟基因测序结果核对,怎么去跟病人解释的合作伙伴。当然,你也可以通过进修、通过发帖子请教、通过远程会诊等各种形式去学习,但毕竟谁都知道乙方不好当,能够自己当甲方让供应商直接手把手教你会有效得多。况且能够参与临床讨论对于甲方也是一件好事,谁不想自己的报告更准确,自己的团队水平更高啊。这件事对双方都是共赢,除非是不打算在遗传领域深耕的,都在应该能一拍即合。

  不要去在意服务供应商跟你说的,服务有多好,背景有多强,就算是院士领衔,也不可能每次都找院士来教你怎么做体格检查吧?掂量一下你能够经常见得到人的,能实际得到的实实在在的指导和帮助是怎么样的,这个才是最实在的。

  关于CNV检测,你需要找一家可靠的合作伙伴。

  如果说SNV检测的关注点在于需要一个熟悉临床的咨询师来引导入门。那么CNV SEQ的关注点就在可靠性上面。不像CMA芯片在临床上的应用已经有很多年了,产品已经经受了时间的考验,能流传下来的芯片,随便哪款拿来就能用。CNV SEQ历史较短,具体的测序深度、算法流程也存在非常大的差异,所以可靠性差异很大。光凭直觉,我们也会猜到WGS的测序量越大,CNV的准确性就越高,但到底使用多少数据量能对应怎样的准确率还缺乏明确的标准。在商言商,尽可能使用更低的数据量达到更高的检出率自然是商家追求的目标,但是否影响结果的可靠性只有长期大量数据的积累和验证才知道。初始合作伙伴选择上,可以看看口碑、看既往案例;不要看广告做得怎么样、规模有多大、淘宝有刷单的,第三方也可以。多听听用户的意见,找那些做了很多年芯片又开了CNV SEQ的用户来问,交口称赞的总比名声臭大街的好。但是事物总是在变化的,技术发展非常快,很难说哪家机构就能一直独占鳌头、长久第一。个人觉得重点还是在于尽快学会自己分析,跳过这一环节,自己来把关才放心。

  4、结果验证。

  不论是SNV还是CNV,都是存在不少假阳性现象的,况且实验室质控再好,也难保不会出错。这个时候前面讲的准备工作中的验证方法就能用上了。等到验证得多了,临床经验丰富了,对于NGS哪些结果是可靠的,哪些是不靠谱的需要验证的就有了更深刻的体会,就不需要常常验证了。

  总之,对于新手来说,选择一个具有临床遗传咨询能力、并且能够提供及时指导的供应商;在其帮助下完善自己的临床遗传咨询师培训,是非常有必要的,是开展NGS的最佳选择。等到医院的临床医生具备了遗传咨询能力,能够全面接手检测前和报告后的临床遗传咨询时,就可以考虑往下一阶段,接手实验室遗传咨询师的工作进发了;等自己的实验室遗传分析流程都建立好了、稳定了,检测报告才算真正靠谱了,NGS的价值也才算发挥出来了。如果一直只用第三方的检测报告,结果的可靠性终究要打折扣,毕竟他们缺少像医院那样位于临床一线亲身采集临床信息的机会。


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