基于联合探针锚定聚合测序的地中海贫血基因检测技术的建立及应用

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地中海贫血在东南亚、地中海等沿海地区携带率高,是目前世界上发病率最高的遗传性溶血疾病。其致病基理为α或β珠蛋白链单一或复合的结构异常或合成异常导致的遗传性贫血。从对应的基因层面上讲,是由于α珠蛋白和β珠蛋白的编码基因(HBA1、HBA2和HBB)序列发生突变或缺失等变异所致,该基因变异可以通过测序的方法来检测并确诊。基于边合成边测序的NGS法成本低,检测通量高,是目前应用最广泛的方法。而市面上主流的NGS平台如Hiseq、Miseq系列测序仪器及配套试剂,其供应、技术及成本等均受限于国外,其临床应用不利于大规模地中海贫血的筛查。本文主要研究一款基于联合探针锚定聚合测序技术的国产自主研发的第二代测序平台MGISEQ-2000在地中海贫血基因检测中的应用。在一般的目的片段扩增及建库方法的基础上,使用329例已知结果的地中海贫血样本进行研发,优化了引物及实验检测流程,建立了信息分析方法。最后使用该方法检测了2000份经Hiseq-2500平台检测过的样本,分析该方法的性能。研究结果如下:1)通过对地中海贫血基因各类变异型序列的比对研究,重新设计了一系列用于扩增地中海贫血突变型与缺失型目的基因片段的引物,使用琼脂糖凝胶电泳法确认目的基因片段的大小与预期一致,通过Sanger测序验证了所设计引物的准确性。2)将329已知结果的样本扩增与建库后,使用核酸片段分离的方法以及使用联合探针锚定聚合测序法,对下机数据进行过滤分析,结果显示将不同大小的核酸片段进行分离,能实现其DNB(DNA Nanoball)大小不同片段拷贝数的相对均一化,测序信号强度相对一致,提高数据分布的均一性,目的区域深度覆盖效果较好;同时,本研究还建立了信息分析的阳性参考值,从而确定了该平台下的地中海贫血基因检测技术。3)本研究同时使用联合锚定探针测序技术和Hiseq平台对2000份样本的地中海贫血基因进行检测与分析,结果表明,两种检测方法对2000份地中海贫血筛查样本的检测结果一致,各种类型的地中海贫血变异均能检出,挑选各种类型的阳性样本进行Sanger与Gap-PCR进行验证,结果与预期相符,进一步从侧面证明本方法的可行性和准确性。综上所述,本研究基于联合探针锚定聚合测序技术成功建立了地中海贫血基因检测技术。核酸片段分离技术能给其他基于PCR扩增产物直接建库方法提供一种新的检测思路。该检测系统属于自主研发的国产化的测序系统,具有高通量高准确率,且成本可控的优势,有广泛的临床应用前景,适用于大样本量的实验室检测。
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