王劍 教授
二代測序在產後遺傳病檢測上的中國應用實踐
非常感謝有這次機會能給大家分享二代測序在我們兒科產後的遺傳病診斷中的應用實踐。隨著我們對基因組的了解，會發現現在所有的疾病都或多或少的跟基因組或基因變異有關，從整條染色體的異常到拷貝數的變異再到單個基因的變異。基因的突變或變異，幾乎與現在所有的疾病相關。當然有一些疾病呢，特別是罕見病，就有著單基因因素的因果關係。那更多的一些常見病，可能是很多跟遺傳相關性的因素，包括環境等等。
以前可能講到，兒科產後遺傳病的產品，更多是在內分泌代謝這些專業比較多，也因為質譜在我們國家普及的相對比較少一點，所以篩出來的一些代謝病比較多一點。那現在我們隨著對疾病譜的越來越了解，其實每個臨床專業都有很多疾病都跟基因組和基因變異有一定關係，比如血液腫瘤，骨髓衰竭的疾病，心血管心律失常，心肌病，免疫缺陷，腎病綜合徵，骨骼包括脆骨症等，更多的還是神經肌肉疾病。除了一些典型的肌肉疾病，還包括營養不良，癲癇，智力發育等等。所以基本上現在大家對這種遺傳的也是越來越重視了。隨著高通量測序的普及，測序價格越來越便宜，我們一點點走近了基因組醫學時代。我們人的一生都跟基因組上密切相關。
那孕前的話，一些嚴重致死致殘的疾病，就可以做一些孕前攜帶的篩查。產前的話，除了一些家族史，隨著影像學能力的加強，一些胎兒超聲異常的，我們也可以做一些這種胎兒的羊水的高通量測序來檢測確定是不是胎兒的一個去留，所以基因診斷在產前產後也會越來越重視。這個系列，除了今天分享的，後面安捷倫也在5月10日上午9:30安排了產前的討論。
我們出生以後，其實在遺傳病這塊基本還是越來越普及的。從新生兒的基因的到兒童期的罕見病，病秧子越來越多了。其實這幾年，成人科醫生也是越來越重視遺傳這塊了。一些心源性的猝死，家族性的遺傳性腫瘤綜合徵，這些其實都跟某一個基因的突變密切相關的，還包括成人神經科的一些疾病。大家也都是越來越重視，包括老年期很多疾病是跟這種基因組變異相關，當然老年期的疾病我們可能相對關注的比較少一點。
隨著高通量測序技術的進步，尤其是在臨床應用上。我們首先還是要了解一下它的一個大致這個分類：高通量測序，二代測序，三代測序，全基因組測序，全外顯子組測序，還包括一些醫學外顯子組測序等等。其實從大的層面來說，不管二代測序還是三代測序，都是屬於高通量測序的一個範疇。二代測序主要局限在片段只有150個鹼基，三代測序讀長相對比較長一點。臨床應用主要應用的還是二代測序。然後在測序里還分全基因組測序，全外顯子組測序，醫學外顯子組測序，還有包括幾十個基因到幾百個基因的Panel測序。我們現在總體趨勢越來越大，一開始NGS剛起步時基上都是以panel測序為主，因為那時候測序相對比較貴一點，後來主要是以醫學外顯子或臨床為主，這幾年以全外顯子測序為主，將來可能隨著這種生物信息學能力的加強，數據存儲設備的提高，我們可能也會在這種全基因組層面增加比例。我相信不可能每個樣本都測全基因組，但是它的比例會越來越高。那現階段的話，到底選哪一個方法比較合適呢？一般我們還是主要遵循這幾個原則：
第一，根據疾病對象。一般來說，越罕見的疾病，可能需要全外顯子測序，甚至可能要進行全基因組測序。一些診斷相對比較明確的遺傳病，而且這個基因也是比較固定的，醫學外顯子或者是panel就足夠了，當然這個時候要看那個距離成本是多少。第二，TAT時間的要求。有的可能時間比較長一點，有的人比較快一點。比如，如果是產前，那我們可能等不及，那可能時間要求比較高，那儘可能選快速的方法。第三個，到底選做一個先證者還是做一家三口？這個其實也是跟每個實驗室每個病例的情況不一樣而定。其實我們也統計過，就是我們100個人，比如說是精準明確的陽性病例，回過頭來其實絕大部分的陽性樣本其實不大需要做一家三口。但有些這種罕見疑難病例，如果做了一家三口的話，可以幫排除掉很多模稜兩可的候選病。是像產前比較急的情況，直接就做一家三口了。另外也是跟每個人的分析的能力有關。一般來說數據分析的時候，它最好有個父母的背景圖在那邊，可能最好做一家三口，但我們如果是做的相對比較成熟熟練一點的話，基本上一個先證者就足夠了。當然還是要看下父母的基因型，這樣可以出報告的時候準確點。如果要節約成本的話，就用一代測序做父母的驗證。第四，跟質量密切相關。另外，還要看你想做臨床還是做研究，我個人認為如果是產前診斷，這種基本上不確定的型號一般也不是很有必要去測。當然要做研究也是可以需要全外。當然有些病例或許在已知的基因是陰性的，那用全外比較合適，但我的感覺是現在已知的基因是越來越多，其實基因變異的位點可能都不在編碼區，都是在那種內含子區，或者藏的比較深的地方，或者結構型的變異。所以其實有時候做全外或者基因組，因為分析能力有限，也不一定馬上能找得到。當然這個數據總歸是有用的，將來一旦又有新的計算方法一定是有用處的。那我們的宗旨是花最少的費用、最短的TAT時間，得到最大的臨床功效。
其實更重要的是NGS實驗的基本流程。流程大致其實分兩個部分，一部分就是濕實驗部分，就是產生數據的一個過程；第二部分干實驗部分，就是分析數據出報告的一個過程，好比放射科技師和放射科醫生或者病理科技師和病理科醫生一樣，我們首先需要這種技師來把這個片子拍清楚，然後那個交給後面解讀的人，我們這裡也是的，就是說首先要產生一個質量比較高的一個數據，那這裡面就是目標要保證所有目標去都覆蓋，然後所有的變異都被檢出，而且檢出的這個變異需要是真實的變異。測序的評估的指標包括測序深度、覆蓋度、均一性等。
總體來說，其實這裡面是非常非常關鍵的，我們其實前前後後各種各樣的數據分析也是多了，我們從0809年就開始接觸了二代測序的數據，其實這幾年測序數據確實是在不斷地進步，但是各個那個廠商的那個在測序數據質量，包括各個品牌的型號的儀器的這些數據其實差異還是蠻大的，有的時候你假的變異太多的話，真的是可能會把真的變異的陽性的給隱藏掉。另外一個，建庫也是非常重要的。建庫要把想要的東西把它富集起來，不想要的東西就不需要富集，這個時候其實跟探針的質量，包括反應的體系，其實這裡面還是各種各的注意的地方還是很多很多的。
第二個還是基因解讀部分，就是干實驗部分。我們要評估測序產生的數據里，這些變異里哪些是才是真正的犯罪分子。那我們所以要準確解讀，然後也要來精準的遺傳諮詢，因為有些變異可能會有些外顯率差異，不光是要按照指南來準確進行解讀分類。另外遺傳諮詢也是很重要的。遺傳基因變異解讀，主要是三個層面：致病基因，致病變異，疾病的表型。
我們拿到數據後過濾下來的一些變異，首先要看這個變異是哪一個基因上面的，因為我們知道人基因總共有兩萬多個。在這兩萬多個裡面，可能只有4000多個基因才可以適用於這種臨床級別的基因，大部分的基因可能意義不是很大的，跟疾病的關係不是很明確。另外，在4000多個基因裡面也分。有些基因可能有個變異以後，可能會增加某個病的百分之七八十的風險。所以我們要報的基因基本上都是這種屬於相對明確的一些基因。有些只能作為診斷，因為同樣一個家族裡面同樣一個突變，可能這個孩子有，父母也有這種突變，但是父母可能一點症狀都沒有。那這種有了症狀，然後也找到這個新的基因突變了，那這個時候是可以作為診斷，但是如果是直接用於預測可能會帶來一系列問題。
第二個，每個階段某個變異到底怎麼分類？我們基本上是按照ACM的分類，把這些變異分為致病變異，可能致病變異，臨床意義未明變異（VUS），可能良性變異，良性變異。一般來說，達到致病變異、臨床致病變異的話，然後再結合臨床表型，基本上98%以上還是能夠診斷的。後面兩種情況呢，可能和良性變異差不多。最麻煩的其實是VUS，如果放得松一點的話會報告很多很多的變異，但一般來說我們建議還是稍微增加一點證據，它可以跳到lp的那種級別的，我們建議放上去或者是跟疾病表型相關度比較高的，一般來說很多，就是說離得比較遠，但我們儘量還是不要放，因為有的時候放了以後會帶來很多很多的麻煩。產前一般只報前面兩個級別就行了。
所以報告解讀的話，第一個看基因，第二個看變異分類，第三個結合臨床表型，有些人表型還未出，那就看遺傳證據。這個基因的致病機理都比較清楚，那我們還是可以明確診斷的，那特別像產前的樣本等等。
那我們今天的主題，其實是兒科遺傳病的高通量測序在國內的應用實踐。11-12年的時候，我們主要從以科研為主，逐漸走到臨床常規化。美國有美國的一些一系列的流程，國內也是。因為國情還是不一樣的，國內測序成本比美國相對高不少。另外，美國的醫生很多基本上受過專門的遺傳學培訓，很多都是由遺傳科醫生開單。我們國內不一樣，因為大家都都沒有培訓的經歷，所以基本上只要家屬願意，每個醫生都可以開。但沒選對合適的方法，就又浪費錢又沒找到基因突變。所以我們還是要建立適合國情的一個方法。醫學外顯子相對比較好一點，價格相對便宜點，可以檢出絕大多數的基因變異。另外，國內可能一家三口的檢測費可能會達到上萬，所以這些都跟我們國情有關。首先第一步還需要建立適合國情的遺傳病診斷規範化流程。第二，建立一種「兒科-產科（生殖）-遺傳科」合作診治體系。因為現在數據越來越多，我們從需求來說，我們診斷的病例中，生二胎就會介紹到產科和生殖科去。或者生殖科或產科還沒搞清楚的，那就需要兒科醫生來一起評估一下。另外，現在數據越來越多了，我們需要這種專業也越來越專了，就是需要我們多學科的團隊的一個合作，就是我們兒科的臨床醫生，可以從臨床表型，大致體現一件事什麼樣的指明個方向，讓我們數據分析也可以結合他們的一個建議或表型提示進一步的評估，然後兩者結合起來做到基因型表型的診治。第三，逐步建立基於人工智慧的罕見疑難病輔助診斷系統，就是臨床表型與基因組的數據的收集，包括人臉識別系統。雖然現在還有很多疾病，由於病例太少還沒辦法明確，但是將來隨著數據的不斷積累，我們還是需要這種人工智慧的一些數據的管理來幫助解讀。我們在臨床實踐運用中，NGS技術逐漸取代其他遺傳檢測技術，漸漸取代了一些經典的遺傳學技術。優點基本都是比較正確，缺點就是需要已知的範圍，所以高通量測序一點點會取代這些方法。基因晶片在產前還是有很大的優勢的，將來的趨勢中NGS也在不斷的進步。我們統計的364個樣本中，有45個樣本（12.3%其實是CNV的結果。以前先選晶片，但現在最新的指南應該是先選NGS了，所以都在不斷地進步。有的老師也經常會問，NGS檢測大的CNV肯定是沒有問題，那到具體是能檢測多少片段。這個問題很難回答，我只能說探針比較多的話，那就比較精確點，所以區域無法精確。我只能說，外顯子其實也能檢測，但是前提條件就是說前面一定要有個指路一盞燈，那就是在AR模式里已經找到一個「致病點突變」。比如，這個案例是懷疑「腎上腺疾病」，包括它在STAR基因上存在。
至今已經診治12000餘例遺傳病例，包括5000多年罕見的疑難病例；400多種疾病類型，其中至少50種為國內首報。
下面做一個罕見遺傳病的分類總結。主要按照「信號通路、作用機制」來分類。第一類，兒童生長發育相關的信號通路，包括生長激素分泌基因缺陷，生長激素通路基因缺陷，旁分泌生長調節因子缺陷，軟骨細胞外基質基因缺陷。還有一些跟生長相關的綜合徵，如以「De novo新生突變」為主的，包括RAS-MAPK信號基因相關疾病和表觀遺傳調控基因相關疾病；以「隱性遺傳」模式為主的。
如果將來唐氏會被篩查得越來越少的話，RAS-MAPK信號基因相關疾病發病率應該不低，發病率重可能還會影響到智力。大部分基因都是AD模式的，除了LZTR1是AR模式。還有，就是表觀遺傳調控基因相關疾病，包括DNA甲基化，組蛋白末端修飾，染色質核小體重塑。這類疾病早期缺乏表型特異性，但預後較差。
還有個比較有意思的，就是DNA損傷修復通路基因。以前主要是研究的腫瘤，跟生長發育也非常相關。主要包括「生長發育障礙」為主的，「神經系統症狀」為主的，「造血障礙」為主的。另外，還有癲癇。癲癇主要是離子通道突出功能的基因突變。其實是一個平衡和失衡的狀態，有些基因突變了以後，它可能會獲得功能，會影響平衡。所以這些離子通道的基因也是很重要的，離子通道除了引起癲癇以外，還會引起心律失常。還有跟心肌病相關的通路基因，包括肌節蛋白啊，細胞骨架蛋白，橋粒蛋白，核膜蛋白。還有，糖基化障礙和線粒體代謝基因。在不斷臨床研究探索工作基礎上，我們還要進行遺傳病「新致病基因」的鑑定。
最後小結一下，兒科遺傳病的精準診治，首先從先證者明確診斷的角度看，臨床醫生需要從臨床表性、基因檢測、致病基因、致病變異、多學科會診等方面進行評估。醫學上建議藥物、手術、移植、康復訓練等等。另外還可以進行遺傳諮詢、產前診斷和植入前診斷。
陳曉麗教授
基因組拷貝數變異和兒童發育異常性疾病
我就簡單說一下基因組拷貝數變異和兒童發育異常性疾病。首先，我先介紹下拷貝數變異，一般指一個1kb以上，但最新的是指長度為50bp以上的基因組拷貝數增加或缺失，又稱為亞顯微水平的基因組微失衡。由基因組CNV等導致的人類疾病成為基因組病，一般稱為XX微缺失綜合徵，XX微重複綜合徵。
基因組拷貝數變異和基因單核苷酸變異都是人類基因結構的多肽的表現。前20年隨著晶片和全基因組測序的運用，據我發現，基因組拷貝數變異很豐富，超單核苷酸變異。其實基因組拷貝數變異並只是缺失，還有倒位、插入和多個染色體重複。按頻率來講，和單核苷酸變異一樣，超過1%就是常見的拷貝數變異。
接下來看基因組拷貝數變異的病因。目前認定了三個形成病因：非等位基因的同源重組、非同源末端連接和複製叉停止與模板交換。第三個是上海復旦大學中山醫院張鋒教授提出的。在了解這個非等位基因之前，我們先了解一下染色體。染色體會有很多同源序列，或者重複序列。它存在染色體的很多部位，最常見的就是在等位基因。每個人有兩對染色體：父源和母源。在每一個等位基因會有很多同源序列。這種同源序或重複序列的目的，其實是用來進行父源和母源的染色體交換。暫時通過這種交換，同源父母生的孩子配子形成的時候會新增多種多樣的case，也就造成同一個父母生的孩子會出現不同的這個表型特點，這是人類進化過程中遺傳多樣性所必需的等位基因同源重組，是我們進化的一個要求。
但是，有時候在染色體減速分裂的過程中，同一個染色體非等位發生 了一些重組，重組之後會出現一個新的染色體，我們叫它衍生染色體。但非等位基因同源重組也可能出現在不同的染色體中。這還是一個衍生染色體。非等位基因同源重組是我們呃人體中基因組病是最多的一大塊
重組的機理2，就是雙鏈斷裂後的末端修飾。我們知道我們的基因組或者染色體在受到放射或在培養的時候加一些藥物的時候，染色體會進行鍛鍊。但這種鍛鍊呢，由於我們染色體本身有各種DNA雙鏈修復酶，DNA雙鏈修復酶到相應的位置會引起修復，重新合成可以達到完整的恢復修復作用。
第三個機理就是複製叉延遲致模板重組。染色體在DNA複製過程中，兩條鏈要同時進行複製，一條鏈是連續性複製。這樣的延續性複製的犯錯誤的機率比較少。還有一條鏈，是非連續複製。
我在國外時還發現，其實可能在這個複製叉的過程中，可能還存在另外一個機理。由於DNA序列有很多反向迴文序列，如果複製叉在非連續性複製的時候，中間DNA模板存下來的一些反向迴文序列，這時候DNA本身就會形成一個迴文結構，之後選擇中間的序列杯，繞在港型的片段之外。由於它本身是一個非連續性的複製，那這時候它就會把中間的區域給忽視了，沒有進行複製，那最終這個片段會形成一個缺失。所以微序列要高度同源之外，它旁邊有一定的基因組結構，比如是迴文序列，還有一些repeat區域，使得他們不斷地互相互補，最終導致這個序列直接從上一個複製叉跳到下一個複製叉。
基於這樣一個機理，我們會分成兩類CNV：再發性CNV和非再發性CNV。後者的意思就是在不同的患者中CNV斷點都一樣。其原理就是由於基因組裡面的這種高度同源序列引發的。它主要就是由於DNA雙鏈修復或複製叉延遲而引起的。那麼，可以發現CNV的斷點並不完全一樣。但是，他們每一個斷點左側和右側都有一定的相似的同源小序列存在。
CNV導致人類疾病的主要致病機理主要四種。第一種，劑量效應。由於缺失或者重複，那使得這個附近的基因增加了一倍，或者是減少了一倍。那最終基因表達的蛋白的量就不同，就會引發不同的疾病。第二個就是基因融合。由於基因缺失了之後，然後形成一個新的基因，但這個新基因獲得一個功能，這個功能可能引發了一系列的表型或者導致疾病。第三個，基因打斷。機理其實還是由於打斷了基因導致的劑量所丟失引起的疾病。第一就是一個調控原因，就是由於你的調控元件被丟失了，下一個基因無法進行調控或進行正常的表達，引起後面下一個基因劑量發生的變化，出現了一些疾病。在我們目前針對這個CNV的臨床致病性的理解上，我們還是主要依靠劑量去進行。這也是美國CNV致病性評估指南的一個主要依據。
我們再來簡單了解一下CNV的檢測方法。其實也很經常說的很多年了。我們知道兒科疾病它有它的特殊性吧，所以我們首先會容易想到他是有先天性的問題。那先天性的問題，也就是說他可能是本身的遺傳物質出了問題。因此呢，在兒科遺傳檢測方面，遺傳性疾病如果想檢測拷貝數變異了，在沒有WGS檢測和晶片之前我們都是採用了區域性的，我覺得他是哪有考慮，我就去檢測哪塊。那染色體晶片呢，基本上目前除了點突變或者是平衡異位沒法檢測，其實所有的拷貝數變異都能檢測的。所以呢，在兒科和產科肯定是受到實驗室的青睞的。這幾年隨著WES檢測，像王劍教授說的，這個染色體晶片會用得相對比較少，但是他對產前來說還是一個很重要的檢測方法，尤其是對於伴發低燒檢查有異常的，或者胎兒有流產情況，那染色體檢查是必不可少的一個，是最重要的這個方法。現在就CRV的檢測技術，其實特定區域我們都不去講了，那我們肯定現在肯定是做全基因組的。其實王劍剛才也說了WES是靠CNV的。如果WES做的質量很好的話，就能很清晰地看到拷貝數變異有一些很好的區域呢，你甚至可以靠一些單基因拷貝數變異。WES肯定是一個趨勢，目前可能存在的困難是，因為數據比較大，沒有一個消費商業化的流程很簡單的來運用的。
染色體晶片分兩種：SNP和CGH。如果想了解每一個患者的SNP基因型的話，那可能是SNP晶片要優於CGH。另外，CGH的優勢是更敏感，或者是這個CMA拷出來的點會更容易讓你知道哪一個點的探針區域出現了異常，至於哪個探針出現異常是看不出來的。不同晶片具有不同的優勢。
第三個我們介紹兒童發育異常相關的CNV。我們知道目前是有84個區域的基因組變異是和人類疾病相關的，如果就這個84個區域裡去篩查疾病的話，其實篩查率是10-12%。在國內，復旦大學附屬兒童醫院王慧君團隊，他們曾經寫過一篇很好的綜述，這個綜述囊括了123基因組病，有44種再發性和79中非再發性。而這樣很詳細的列表涉及到每一個區域，患者的症狀，核心的基因和染色體的位置這樣的一個詳細的列表對應，不論是診斷實驗室做晶片，還是臨床想快速了解一些基因組病，都是特別有幫助。
關於兒童發育障礙，什麼樣的區域需要做這個晶片呢？老早，波士頓兒童醫院的沈亦平教授和David都在國際頂級的遺傳雜誌和兒科雜誌發表相應的綜述。David2008年的文章，對多發畸形，兒童發育障礙，或者不明原因的神經發育障礙都應該首選做晶片。沈義平教授發表了一個對於原因不明的孤獨症患者發表去做晶片的時候，發現診斷產率能達到7.5%。證明這一一類和二類表型都應該首選去做晶片。後面一些研究又指出，癲癇，語言障礙，身材矮小和肥胖的患者，不是首選晶片，但可能需要去完善晶片檢查從而幫助患者完成診斷。因為有一些這樣的相應的檢查，能達到一個診斷率在5%到7%至15%。
CMA在兒童發育障礙診斷中的局限性和不合適指標：點突變和小片段插入，不合適單或多基因點突變為致病機理的疾病，比如脆性X綜合徵；染色體平衡易位，倒位及複雜性重排；不能篩查低水平小於10%-20%的嵌合體（和探針數目無關）。
基因組病常常糾結的是外顯率差異。沒有明確抑制的表型不代表該拷貝數不致病。
第四個，簡單介紹一下這個染色體晶片檢測中CNV的評估。安捷倫5月10日早上9:30還會有產前專場研討會，所以我們只說一下產後對於兒科的一些方面。首先你評估的一個前提就是說這是一個真實的事件，然後明確檢出的最小的長度，並在《檢測方法局限性》給標註。然後在這個基礎上面才去進行評估。
第二個，這個評估它適合我們認為的生殖細胞的拷貝數變異，而不是體細胞，也適合兒科遺傳細胞。
美國很早就開展了CNV臨床致病性評估指南建設。最早，他們是分為三級，2011年2評估時，分為致病性，臨床意義不明和良性；2013年，把臨床意義不明進一步分成了可能致病，臨床意義不明和可能良性；2020年，還是保留最後一個五個等級的分類，但是2020年也就是去年年底發的那個指南嘛，他其實把這個五個分類呢，通過量化的一些指標，然後來區分達到多少分以上才能評為這樣一個五類。這樣就把這個五類分類給予了一個量化的一個評分的框架，它的目的其實就是希望各個實驗室的之間的評估能能夠一致，還要把致病性分類與臨床表性區分開，這是最核心的兩個要點。為了評估增加依據，他們後面在拷貝數缺失的評估里，又把單核苷酸變異中評估的一些依據拿來利用，那使得我們在這個評估和缺失的時候，就可以減少VUS評估結論的發生。2016年，沈義平教授和於永國教授等還寫了一篇文章，關於染色體基因組晶片的兒科遺傳學的臨床應用。
第五點，CNV正常的雜合子丟失的評估原則。雜合性其實是指腫瘤事件，就是體細胞事件。兒科一般不建議用，我們會用到純合狀態或者區域，親屬關聯程度，或者單親二倍體。CMA中ROH區域中，如果是SNP晶片的話，我們會看到兩條線，那它是屬於純合區域，如果整個基因組都有大量的純合區域，我們會考慮他有親源關聯程度。也就是我們考慮他可能是有近親，有親屬關係。如果ROH發生在單基因或者或者是一個基因的部分區域，那我們這時候我們才會用到UPD。如果我們在一個患者看到很多區域都是有這種ROH，那我們要把這些ROH疊加起來，然後進行計算。
當CMA一整條染色體存在ROH區域，它就屬於印記區域，可對受檢者和父母進行MLPA分析。如果無印記基因，就需要考慮是否有隱形遺傳病危險。
最後就簡單說一下臨床醫生怎樣快速上手開展CNV評估。首先，可以先把抑制的基因組病列印出來了解了解，把這些排除一下。另外，有一些常用的資料庫。第三個就是了解劑量敏感基因和遺傳模式。最後一步才需要去檢索文件。
張鴻明
安捷倫產前產後最新細胞遺傳學晶片
aCGH+SNP與NGS檢測方案
5月8日，也是第27個世界地中海貧血日，所以，我希望通過這種在線講座的方式，從技術上增進我們對罕見病的防控能力。我今天講的內容，大概分五個方面。前兩個方面主要是介紹我們安捷倫的CGH和CGH+SNP的晶片。第三和第四部分，分別是介紹NGS。第三部分主要就是介紹我們全外，特別是針對罕見病全外的產品和技術。第四部分主要介紹我們目前安捷倫可以替代WGS的一個技術，這可以同時檢測SNV和CNV的。第五部分是前兩位教授講到的數據分析和解讀的安捷倫解決方案。
首先，我們來看一下我們的這個基因晶片這塊的內容。我們今天主要介紹的是安捷倫的aCGH+SNP基因晶片。用這個晶片比較病人的和正常的基因組看看有沒有變異，所以我們把這塊叫做比較基因組雜交晶片，簡稱CGH晶片。它實際上是一個定量的範疇。另一塊陳教授也談到了，就是SNP晶片。它實際上是根據SNP信息定性，設計SNP探針，從而檢測基因組多態性和基因型。為什麼我們今天還在講CGH呢？因為在這個目前產前和兒科，很多學會仍然把CGH去作為拷貝數檢測的一個金標準。ACMG很多指南也推薦CGH為侵入性產前診斷的一線檢測方法。這個之前王教授也談過。第三，就是CGH比較穩定，很容易在單個實驗室就實現，從頭到尾達到數據樣品的製備，數據的分析和報告解讀等，這個過程它不需要呢專門的生信團隊，2-3天就能出結果和報告。所以說CGH在傳統的FISH, NGS, MLPA裡面有一席之地的。
安捷倫的晶片有什麼特點呢？安捷倫晶片分為一層，二層，四層和八層。那怎麼理解呢，就是一張晶片上我們人為地劃分了幾個獨立的方塊，比方說我們做四層，那就是在我們在一張晶片上劃分了四個方塊，那麼每個方塊都可以獨立地進行雜交，也就是換句話叫每一個方塊就是一個樣本。裡面的44k就是探針的密度，也就是一張晶片有44000個探針。所以我們在這裡要還要跟大家提醒一下過去呢，我馬上就來呢，是推出的是4x44k。但陳曉麗教授講的更多的是4×180k，比如說我們的密度是增加的，同時解析度也是大大提高了，但隨之噪音也多，不同廠家比較解析度最直接。產前的包括羊水穿刺，包括唾液取樣外周血的都是可以適合的。我們的晶片有分為4×180k的，2x400的。實際上就有很多這個晶片有帶SNP的，和不帶SNP的，那我們在臨場選的時候有兩個標準，一個是性能，第二個是價格。還有個維度呢，就是要考慮到這個探針的數量和解析度的問題，所以在臨床上我們現在用的比較多的還是用4×180k和8×60k的兩款晶片。今天講的這兩款晶片實際上也是4×180k帶SNP的和不帶SNP的，也包括8x60k的。這兩塊晶片的格式包括規格，我們早就有了，但是為什麼這次我們就要新的呢？因為這兩塊晶片會更加貼近個新的指南新的資料庫的更新。
GenetiSure Cyto CGH晶片專注於重要的遺傳病致病區和基因，有四大優勢。第一，晶片探針設計專注於基因和需要CGH分析的重點區域，這包括來自ClinGen, ClinVar, OMIM和兒童生長發育障礙基因型-表型關聯資料庫等臨床相關的數據。第二， 為方便晶片數據解讀，晶片骨架探針在染色體端粒和PAR區域增加了覆蓋度。第三，高質量的探針確保檢測拷貝數變化和嵌合體，有較高的特異性和靈敏度。第四，預留探針設計空間。這也是在國際細胞標準委員會的基礎之上做的優化和升級。
然後，介紹下三款晶片：GenetiSure Cyto 8×60k CGH晶片，GenetiSure Cyto 4×180 CGH晶片和GenetiSure Postnatal 2×400k CGH+SNP晶片。前兩款的都是CGH晶片，第三款是帶SNP探針的。但細心的會發現，中間這個基因數明顯少一些。從解析度來看，基因數越少解析度越高。也就是說基因少，放的探針多了，使得解析度越高。我們在端粒和PAR區域也增加了探針的分布，使得解析度。還有一個就是靈活性，以及控制一定自由的空間。如果希望加入一些特色的監測區域呢，我們也可以定製一些探針放上去。我們這塊新的特點呢，就在於說我們家追加了SNP探針的密度，使得我們檢測的解析度有過去的5mb到現在的2.5mb了。所以三款晶片，各有千秋，各有特點，所以在臨床應用的時候，我們要根據這個臨床的適應症的範圍選擇不同的晶片。那麼，帶SNP和不帶SNP的操作上有什麼區別嗎？帶SNP的中間有一個酶切過程，其他流程都一樣。
最後呢，我總結下，我們拿到數據之後，怎麼樣來做數據分析和數據的解讀？實際上我們的基因晶片的數據分析和解讀相對NGS來講，還是相對要容易的。只需要一台桌面電腦啊，就裝一下安捷倫的CytoGenomics Software CGH+SNP晶片數據分析與解讀的軟體就行。如果在臨床上的確認，我們安捷倫還有一個軟體叫Alissa Interpret，那麼這個軟體是得到美國FDA和歐盟CRV認證的專門用於解毒的一款軟體。
全外特別是針對罕見病全外的產品和技術，推出了Agilent SureSelect外顯子探針/試劑盒。主要從三方面來看：性能，內容和靈活性。CREv2探針設計提升5109個致病基因的覆蓋度。Agilent全外在不同GC含量區域的均一性更好。CREv2囊括了迄今發現的所有與疾病相關的基因，可變剪切位點，內含子區域和與疾病發生相關的非編碼區。最後呢，要考慮到靈活性，在臨床之外，入王劍教授想研究線粒體，我們可以把線粒體探針放進去，和臨床全外進行組合。那麼我們的V7呢？啊，也是這樣的，也是這麼一個概念。
接下來我們跟大家介紹一個新的技術，叫OneSeq。相對於WGS來講，他的這個數據量包括數據分析的相對應該說容易一點，但是它的功能上，它可以實現同時CNV，LOH，SNV & indels。一次性就可以把所有的病例都檢測出來。我們探針的設計還是基於捕獲雜交的一個原理。根據它的解析度，我們分為兩類，一個300kb的，一個是1M的。實際上我們選用300kb的這個解析度在ClinGen這個區域可以達到25到50kb，基本上就囊括了所有的。但如果是1M的話呢，就是大部分是囊括了這邊，我要提醒大家在選擇產品的時候一定要細細的研究一下。然後我們做了OneSeq全基因組的這個科學技術之後，我們和剛才前面講的CGH晶片做一下平行比對。你會發現這兩者這兩個技術的重現性和一致性是非常好的。在不同的這個片段大小的情況下，兩者的表現都是非常一致的。
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