哪些基因检测技术可以检出平衡性的结构变异(ACMG的最新声明解释)

Published:December 12, 2022​

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目前主要的分子/基因检测技术对比

检测技术

分辨率

检测变异类型

优势

局限性

G显带核型分析

5～10 Mb

染色体数目/结构异常

检测成本低

无法检测SNVs、CNVs、UPD、LOH，细胞培养周期长、分辨率低以及耗费人力

ARMS-PCR

1 bp

SNVs

操作简单；检测周期短；灵敏度高，可检测低至1%的突变

仅限于检测已知的点突变。如果必须分析未知区域，则需要大量样本和重新设计引物对

QF-PCR

1 bp

非整倍体、多倍体、CNVs、SNP分型、基因融合或断裂、20%以上的嵌合体、STRs

适合大样本量CNVs位点的验证工作，实验操作简便，检测周期短，费用低

无法检测SVs、未知CNVs位点

MLPA

60～100 bp

SNVs、CNVs、DNA甲基化

通量高，同时可处理96个样本；检测周期短；操作简便

不能检测平衡易位、倒位、小的Indel；不能用于单个细胞检测；样本容易污染

FISH

1 kb

CNVs，基因融合或断裂，10%以上嵌合体

最直观的呈现检测结果；多个颜色探针可显示多种序列；可单个细胞分析；探针稳定；检测周期短；灵敏度与放射性探针相当

只限已知基因CNVs，不能发现新的CNVs位点；无法判断断裂点；不适合DNA降解严重的样本

SNP

array

10 kb

CNVs、非平衡性易位、多倍体、UPD、LOH、AOH、30%以上嵌合体

能客观准确的界定CNVs的区间及大小；能发现新的CNVs；检测周期短；灵敏性和准确性高；可同时检测多种疾病或多个检测位点

不能检测染色体平衡易位、倒位及复杂性重排、SNVs、小的Indel、甲基化；不能发现新的SVs；高度重复序列、端粒区、着丝粒等区域检测受限；分辨率受限于探针在全基因组的覆盖度；DNA样本量高

CNVs-seq

100 kb

CNVs、非平衡性易位、20%以上嵌合体

覆盖全基因组；通量较SNVs array法大；实验操作简便；低DNA样本量；可检测未知CNVs

无法检测多倍体、UPD、LOH、BCAs、倒位及复杂性重排、SNVs、小的Indel；高度重复序列、端粒区、着丝粒等区域可能检测不准

Sanger测序法

1 bp

SNVs，小的Indel

基因测序的金标准，可以用于验证及发现新的变异

测序量低，测序一次只能一条DNA片段；分析片段最大1 kb左右；无法检测低频变异（MAF 15～20%）；样本起始量要求高；不适用大量样本检测

WES

1 bp

SNVs、小的Indel、CNVs、UPD、AOH、STRs、mtDNA、嵌合变异、非整倍体

高通量，可对数百万片段进行测序；可检测低频变异(MAF≥0.1％)；精准判断基因变异信息

无法检测倒位、易位、动态突变、甲基化、ecDNA；仅覆盖了外显子区域和少量非内含子区域；重复序列、高 GC 含量可能检测不准

WGS

1 bp

SNVs、Indel、CNVs、SVs、BCAs、AOH、LOH、STRs、UPD、mtDNA、嵌合变异、动态突变、非整倍体

覆盖全基因组序列；高通量；可检测低频变异；精准判断基因变异信息；可从头测序

短读长；复杂的SVs、高度重复或同源区域、高 GC含量可能检测不准；mtDNA变异识别存在局限性；无法检测甲基化、ecDNA；费用较WES高

TGS

1 bp

SNVs、Indel、CNVs、SVs、BCAs、AOH、LOH、STRs、UPD、mtDNA、ecDNA、嵌合变异、动态突变、非整倍体、甲基化、全长转录组

长测序读长能准确解析复杂SVs和重复区域；可从头测序；无需PCR；无GC偏好性；DNA样品制备简单

费用昂贵；测序错误率较WGS高 (5～15%)

注：ARMS-PCR：扩增阻滞突变系统PCR(amplification-refractory mutation system)；MLPA：多重连接依赖探针扩增 (multiplex ligation-dependent probe amplification)；FISH：荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization)；SNP array：单核苷酸多态性微阵列(single nucleotide polymorphism microarray)；CNVs-seq：拷贝数变异测序(copy number variation sequencing)；QF-PCR：荧光定量PCR( quantitative fluorescent PCR)；qPCR：定量PCR(quantitative PCR)；WES：全外显子组测序技术(whole-exome sequencing)；WGS：全基因组测序(Whole-genome sequencing)；TGS：第三代测序(third-generation sequencing)

SNVs：单核苷酸位点变异(single nucleotide variants)；Indel：插入和缺失(insertion-deletion)；小的Indel：长度通常在50bp以下；SVs：结构性变异(structural variations)；LOH：杂合性缺丢失(loss of heterozygosity)；AOH：基因组区域纯合状态(absence of heterozygosity)；CNVs：拷贝数变异(copy number variations)；UPD：单亲二倍体(uniparental disomy)；ecDNA：游离于染色体基因组之外的DNA (extrachromosomal DNA)；STRs：短串联重复序列(short tandem repeats)；BCAs：平衡性染色体异常(balanced chromosomal abnormalities)；mtDNA：线粒体基因组(mitochondrial genome DNA)

文中如有错误，请评判指正。