基因診斷中測序技術的應用及優缺點

郭奕斌

中山大學中山醫學院醫學遺傳學教研室，廣州 510080

準確、快速地獲取生物體的遺傳信息對生命科學研究具有十分重要的意義。對于基因病，基因診斷特別是測序技術被公認是確診該類疾病最準確、最可靠的診斷技術和金標準，它可以在基因水平甚至在單個堿基發生改變的情況下作出明確診斷，還可以在全基因組水平查出任何堿基的改變。近十幾年來，測序技術取得了前所未有的進步，在基礎研究和臨床檢測中已日益顯出廣闊的應用前景。從測序技術的發展歷程來看，它經歷了從簡單到復雜，從單一到全面和多功能，從時間長、成本高、通量低、手工操作到快速、廉價、高通量、自動化，從多細胞到單分子、用量多到用量少的過程。本文重點對第一～三代測序技術的原理、優缺點及其在基因診斷中的應用進行綜述，并對基因診斷和測序技術的發展趨勢進行了預測和展望。

1 測序技術的研究進展及優缺點

DNA測序技術是基因診斷技術發展史上具有里程碑、劃時代的技術革命，被稱為是基因診斷的金標準。從 1977年 Sanger發明鏈末端終止法測序(Sanger sequencing)[1]開始，至今已有 30多年，在基因病特別是單基因病的基因診斷和產前/植入前診斷中廣為使用。直到2007年，Roche公司[2,3]、Illumina公司[4～6]、ABI公司[7,8]發明了高通量測序技術(High-throughput sequencing)，即下一代測序技術(Next generation sequencing, NGS)[9]，才步入一個新的測序時代。然而，測序技術的發展并非就此止步，更新的產品——以單分子實時測序和納米孔技術為標志的第三代測序[10]也已登上歷史舞臺。……