T2T联盟完成首个真正完整的人类基因组序列后,基因测序在下游疾病诊断中的应用需求正从“广度覆盖”转向“深度攻坚”。补齐最后8%的序列缺口,使过去短读长测序难以触及的复杂基因组区域(如重复序列、结构变异区域)首次进入可检测范围,将直接推动遗传病、罕见病和肿瘤等领域的诊断需求结构升级。这一变化的核心驱动力,正是以长读长为代表的三代测序技术对复杂区域检测能力的补位。
完整参考基因组带来的检测能力跃升
人类基因组计划发起30年后,端粒到端粒联盟(T2T)于2022年4月在Science杂志发表首个真正完整的人类基因组序列。此前缺失的最后8%序列中包含大量重复序列和结构变异区域,而二代测序(短读长)需将DNA切成不超过200BP的片段读取,再用算法还原,对基因组中常见的重复序列难以精准测出。
长读长测序技术无需扩增、可从头读到尾,恰好擅长跨越这些复杂区域。当参考基因组补全后,测序数据分析有了更完整的“地图”,对结构变异、重复扩增相关疾病的检出能力随之提升。这意味着,过去因参考序列缺失而漏检的致病变异,如今有了被发现的可能。
疾病诊断应用的需求结构变化
在单基因病和罕见病诊断领域,完整参考基因组使此前难以定位的变异区域得以覆盖,部分过去漏检的病例有望获得分子诊断。检验医学期刊Clinical Chemistry曾发表编辑部文章指出,三代测序技术为复杂单基因病的分子诊断带来全新机遇。
在肿瘤研究领域,端粒、着丝粒等此前难以测序的区域变异检测也将受益。长读长测序可直接对RNA进行测序,避免RNA病毒研究中逆转录扩增产生的偏向性,这对肿瘤相关病毒检测和突变识别具有实际意义。临床应用端已有先行者:截至2022年底,贝瑞基因累计服务三代测序检测样本量突破10万人份,服务终端客户超过1500家,验证了三代测序从科研走向临床的可行性。
常见问题
T2T完整基因组对临床诊断的直接价值是什么?
它补齐了人类基因组的最后8%序列,其中包含大量重复序列和结构变异区域。过去短读长测序在这些区域无能为力,而现在长读长测序结合完整参考序列,能覆盖这些复杂区域,提升对结构变异、重复扩增类疾病的检出能力,有望覆盖此前漏检的病例。
长读长测序相比短读长测序的关键优势在哪里?
短读长测序需将DNA切成不超过200BP的片段读取再还原,对重复序列难以精准测出;长读长测序无需扩增、从头读到尾,能完整跨越重复和复杂区域。但长读长测序的准确率仍在提升中,目前约95%,两种技术各有适用场景。
哪些疾病领域会率先感受到需求拉动?
复杂单基因病和罕见病的分子诊断是率先受益的领域,三代测序已被国际检验医学期刊评价为“带来全新机遇”。肿瘤研究中端粒、着丝粒等区域的变异检测,以及RNA病毒的直接测序,也是长读长技术应用的重要方向。