外顯子組(Exome)是一個(gè)物種基因組中全部外顯子（Exon）區(qū)域的總和，該區(qū)域包含著合成蛋白質(zhì)所需要的信息，涵蓋了與個(gè)體表型相關(guān)的大部分的功能性變異。外顯子組測(cè)序&目標(biāo)區(qū)域測(cè)序是指利用特制的探針對(duì)感興趣的蛋白編碼區(qū)域DNA或某段特定序列進(jìn)行富集，隨后通過高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)該目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行深度測(cè)序，發(fā)現(xiàn)特定遺傳信息，極大提高了基因組中外顯子&目標(biāo)區(qū)域的研究效率，顯著降低了研究成本。該技術(shù)可用于鑒定和研究孟德爾疾病，復(fù)雜疾病如癌癥、糖尿病、肥胖癥等的致病基因和易感基因，進(jìn)行群體研究，如人類罕見遺傳變異，腫瘤突變基因研究等，幫助研究人員更好地解釋這些疑難雜癥的致病機(jī)理。
高捕獲效率：采用捕獲效率更優(yōu)異的Agilent Human SureSelect V6 kit（58M）進(jìn)行外顯子組捕獲。
可靠的基因突變鑒定方案：采用不同的針對(duì)性方案進(jìn)行遺傳病與腫瘤突變基因的可靠鑒定。
權(quán)威的突變鑒定軟件：采用權(quán)威的GATK，muTect，VarScan2等軟件更準(zhǔn)確鑒定突變。
人的細(xì)胞，組織，全血，總DNA等
建議總DNA起始量：5 μg，最低1 μg，濃度≥50 ng/μL(Qubit定量)
A：基因組拷貝數(shù)變異是基因組變異的一種形式，通常使基因組中大片段的DNA形成非正常的拷貝數(shù)量。例如人類正常染色體拷貝數(shù)是2，有些染色體區(qū)域拷貝數(shù)變成1或3，這樣，該區(qū)域發(fā)生拷貝數(shù)缺失或增加，位于該區(qū)域內(nèi)的基因表達(dá)量也會(huì)受到影響。如果把一條染色體分成A-B-C-D四個(gè)區(qū)域，則A-B-C-C-D/A-C-B-C-D/A-C-C-B-C-D/A-B-D分別發(fā)生了C區(qū)域的擴(kuò)增及缺失，擴(kuò)增的位置可以是連續(xù)擴(kuò)增如A-B-C-C-D也可以是在其他位置的擴(kuò)增，如A-C-B-C-D。
A：相對(duì)于遺傳病而言，腫瘤組織樣品中突變位點(diǎn)的等位基因頻率較低，一方面由于腫瘤細(xì)胞在腫瘤組織中的占比偏低，另一方面則由于癌癥發(fā)展后期產(chǎn)生的突變僅存在于極少量的腫瘤細(xì)胞中，采用高深度測(cè)序可以盡可能全面的檢測(cè)到與癌癥發(fā)生發(fā)展相關(guān)的變異。通常推薦的外顯子測(cè)序深度為，癌組織大于150x，癌旁組織/血液大于50x。
A：建議有效測(cè)序深度在100x以上。有文獻(xiàn)顯示外顯子組測(cè)序深度會(huì)影響變異檢出率，隨著測(cè)序深度的升高，變異檢出率增大，且達(dá)到一定深度時(shí)，變異檢出達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。
心肌梗塞（Myocardial infarction，MI）是一種在全世界范圍內(nèi)致人死亡的常見原因，表現(xiàn)為一種復(fù)雜的遺傳模式。當(dāng)MI發(fā)生于人生早期（男性≤50歲發(fā)病，女性≤60歲發(fā)病），遺傳因素是主要的風(fēng)險(xiǎn)因素。之前的研究發(fā)現(xiàn)，LDL（low-density lipoprotein）基因上的罕見變異增加單個(gè)家庭中的成員發(fā)生MI風(fēng)險(xiǎn)，而其常見變異與人群中的MI風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。該研究關(guān)注LDL基因上的罕見變異是否會(huì)增加人群在早期發(fā)生MI的風(fēng)險(xiǎn)。
研究人員通過結(jié)合外顯子組測(cè)序、基因芯片、靶向測(cè)序在大量疾病和對(duì)照樣本的篩選與MI相關(guān)的罕見變異（需要至少10000樣本量才能達(dá)到80%的統(tǒng)計(jì)功效）。研究人員再對(duì)篩選到的罕見變異（MAF<1%）進(jìn)行分組，包括Nonsynonymous、Deleterious（PolyPhen）、Deleterious（broad）、Deleterious（strict）和Disruptive組，采用Burden檢驗(yàn)法對(duì)這些罕見變異集合進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析找出與MI顯著相關(guān)的罕見變異，最后通過計(jì)算OR值判斷這些罕見變異導(dǎo)致MI的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)MI患者的2個(gè)基因含有罕見變異的頻率顯著高于正常人。攜帶LDLR（low-density lipoprotein receptor）罕見非同義突變患MI風(fēng)險(xiǎn)比正常人高4.2倍，攜帶LDLR 無義突變患MI的風(fēng)險(xiǎn)高13倍。大約2%的早期MI患者LDLR基因含有罕見致病突變。攜帶APOA5基因罕見非同義突變患MI的風(fēng)險(xiǎn)增加2.2倍。與非攜帶者相比，LDLR突變攜帶者的血漿LDL膽固醇較高，APOA5突變攜帶者的血漿甘油三酯較高?？偨Y(jié)其它研究結(jié)果來看，脂蛋白甘油三酯以及LDL膽固醇代謝紊亂會(huì)增加MI患病風(fēng)險(xiǎn)。
圖1 (a)通過對(duì)9793例樣本進(jìn)行測(cè)序發(fā)現(xiàn)位于LDLR的罕見變異（包括MAF<1%的包括無義變異、可變剪切變異、移碼變異）。(b) 在不同罕見變異分組中患者的LDL膽固醇水平。
Do, R., et al., Exome sequencing identifies rare LDLR and APOA5 alleles conferring risk for myocardial infarction. Nature, 2015. 518(7537): p. 102-6.
與基因組比對(duì)（覆蓋度、測(cè)序深度）樣品比對(duì)率是指比對(duì)到參考基因組上的數(shù)據(jù)量占有效測(cè)序數(shù)據(jù)量的比值，反映樣本與參考基因組的相似性。測(cè)序深度是指比對(duì)到參考基因組的堿基總數(shù)占基因組的比值；覆蓋度是指被測(cè)到的該物種基因組堿基總數(shù)占該物種基因組長(zhǎng)度的百分比。
SNP分析SNP全稱Single Nucleotide Polymorphisms，是指在基因組上單個(gè)核苷酸的變異，形成的遺傳標(biāo)記，其數(shù)量很多，多態(tài)性豐富?；蚪M上單 個(gè)核苷酸的變異包括置換，缺失和插入。采用FreeBayes對(duì)各樣品比對(duì) 結(jié)果進(jìn)行個(gè)體SNP的檢測(cè)。
InDel分析InDel (Insertion-Deletion) 是指相對(duì)于參考基因組，樣本中發(fā)生的小片段的插入缺失，該插入缺失可能含一個(gè)或多個(gè)堿基。根據(jù)InDel在基因組中的位置，可以分為編碼區(qū)序列的InDel和非編碼區(qū)序列的InDel。編碼序列中的InDel發(fā)生與編碼蛋白質(zhì)的功能和氨基酸位點(diǎn)在結(jié)構(gòu)和功能上的重要性有關(guān)。采用FreeBayes對(duì)各樣品比對(duì)結(jié)果進(jìn)行個(gè)體InDel的檢測(cè)。
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