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腾讯登录一种集成式、高效的外显子组测序方案
| 导读 | NextSeq™1000/2000外显子组测序解决方案 |
● 一体化的文库制备与外显子组富集，可高度均一地覆盖编码区
● 灵活、可扩展的台式基因测序系统，可实现卓越的数据质量
● 机载数据分析流程在检出常见突变和罕见体细胞变异方面的性能屡获殊荣
简 介
NextSeq 1000/1000-CN和NextSeq 2000/2000-CN系列测序系统外显子组测序解决方案（以下统称“NextSeq 1000/2000外显子测序方案”）提供了从DNA文库制备到测序结果分析的一体化工作流程，使研究人员能够探索基因组的蛋白编码（外显子）区域。该解决方案搭载行业前沿的因美纳新一代测序（NGS）技术和优化的边合成边测序（SBS）化学技术——XLEAP-SBS™化学技术，可提供卓越的测序数据。该方案可提供高度准确的外显子组覆盖度，可鉴别真正的编码变异，应用范围广泛，包括群体遗传学、遗传疾病研究和癌症研究。在NextSeq 1000/2000外显子测序方案中，从文库制备到外显子富集，再到一键式测序和快速准确的数据分析，工作流程可在一台台式测序上一体化完成（图1）。仅需极少的手动操作时间，就可以完成灵活、高效的外显子组测序。
简单、高效的工作流程
图1：NextSeq 1000/2000 外显子组测序工作流程——一种简单的集成式NGS 测序方案，可提供高度准确的外显子组测序数据。工作时间因实验和检测类型而异。
NextSeq 1000/2000外显子组测序解决方案提供了简化的集成式工作流程，使研究人员能够大幅提高工作效率。首先使用文库试剂盒（ 如 Illumina DNA Prep with Exome 2.5 Enrichment）进行文库制备和外显子组富集，将制备好的文库加载到流动槽中，然后装入NextSeq 1000/1000-CN和NextSeq 2000/2000-CN系列测序系统（以下统称“NextSeq 1000/2000系列测序系统”） 进行测序（ 图2）。NextSeq 1000/2000系列测序系统具有多种测序流动槽配置，研究人员可以根据自己的需求扩展外显子组研究。
图2：NextSeq 1000/2000系列测序系统——NextSeq 1000/2000系列测序系统搭载XLEAP-SBS化学技术和机载二级数据分析模块，实现测序工作流程一体化。
一体化的
文库制备与外显子组富集
使用快速、具有与磁珠结合的转座酶化学技术的Illumina DNAPrep with Exome 2.5 Enrichment试剂盒用于DNA文库制备，搭配使 ist Bioscience for Illumina Exome 2.5 Panel 试剂盒进行外显子富集，使研究人员能够快速识别出真正的编码变异。只需10ng起始量即可全面覆盖外显子组，这使得实验室能够分析宝贵的 DNA 样本，同时它还具有高度均一的覆盖率和富集率。对低频变异的高灵敏度检测，可帮助实验室准确识别真正的编码变异和罕见体细胞突变。
On-Bead Tagmentation省去了机械剪切步骤，将工作流程简化至所需总时间大约6小时，而亲自动手操作时间不到2小时。使用Illumina DNA Prep with Enrichment，研究人员可以从包括Illumina、Twist和IDT在内的多家供应商中选择 panel内容。这意味着研究人员可以在多个外显子组 panel中保留Illumina DNA Prep with Enrichment的工作流程和数据质量优势。
NextSeq 1000/2000
系列测序系统
NextSeq 1000/2000 系列测序系统强大而灵活的性能，可简化外显子组测序工作流程。上样和启动系统总耗时不超过 10 分钟。使用NextSeq 2000 P4 Reagents试剂，在2×100bp时，即使对多达 41个样本进行测序，也可在34小时内完成。*
NextSeq 1000/2000系列测序系统与Illumina 以及第三方的一系列文库制备试剂盒兼容，具备跨应用的灵活性。研究人员能够在多个测序项目之间轻松转换，如外显子组、群体细胞和单细胞 RNA 测序（RNA-Seq）以及其他应用（表2）。
*测序通量可能因多种因素而异，包括所使用的外显子组panel 大小和文库制备试剂盒。
实现“真正的编码变异”检出
检出真正的编码变异是指准确检出一个不同于编码区域内一致性序列的碱基。它不是假阳性（变异被检出，但它并非真正存在）或假阴性（变异真正存在，但未被检出）。假阳性率高的系统需要大量的下游验证，增加了成本和实验时间。假阴性高的系统未能检测到潜在的重要结果，因为它们往往位于高度重复或含有同聚物延伸的区域。实现真正的编码变异检出需要高质量的文库制备和富集、出色的测序准确性和二级分析准确性，这正是Illumina 搭载XLEAP-SBS 化学技术的NextSeq 1000/2000 系列测序系统能够提供的。
利用XLEAP-SBS化学技术实现深入探索
XLEAP-SBS化学技术，是Illumina迄今为止最快、数据质量最高、最可靠的测序化学技术，搭载这种技术后，Nextseq 1000/2000系列测序系统一跃成为了Illumina所有台式测序仪中通量最高、单样本测序成本最低的测序系统。在2×100 bp时，该测序仪可实现出色的准确率，可做到 ≥ 85%的碱基分值高于Q30†（表2），即使在高难度区域（如富含GC的区域或同聚物）也有很高的准确率，可检出更多真正的编码变异。极低的假阳性和假阴性率大大减少了下游验证的时间和成本。NextSeq 1000/2000系列测序系统可提供卓越的数据质量，是全面研究外显子组的理想选择。
NextSeq 1000/2000系列测序系统采用支持所有 Illumina测序系统久经考验的下一代测序技术，使研究人员能够比较和整合跨系统生成的数据。例如，NextSeq 1000/2000系列测序系统的外显子组测序数据既可与基于追踪性研究的靶向panel 检测数据进行整合，也可与 NovaSeq™ X测序系统上运行的大规模外显子组测序数据相整合（表3）。
使用DRAGEN二级分析
实现简化分析
NextSeq 1000/2000系列测序系统搭载了DRAGEN二级分析模块，可以助力实验室在外显子测序中完成准确、全面、高效的数据分析。‡ 这一数据分析解决方案§ 采用硬件加速过的优化算法，曾获得FDA真相挑战赛认可，可帮助用户减少对外部信息学专家的依赖，克服数据分析瓶颈。
NextSeq 1000/2000系列测序系统通过DRAGEN Enrichment流程进行数据分析，可在测序运行完成后两小时内输出准确的变异检出结果。在生殖细胞和体细胞的基因组比对和小变异检出方面，这种方法都具有出色的准确性6-8。
‡ NextSeq 1000/2000系列测序系统包含DRAGEN硬件。仪器随附DRAGEN 许可证，无需单独购买。
§ 在2020 PrecisionFDA Truth Challenge v2真相挑战赛中，对测序数据的难以绘制区域和所有基准区域的测序分析中，DRAGEN二级分析获得了“最佳表现奖”7,8。
表2：用于外显子组测序的NextSeq 1000/2000系列测序系统的性能参数
a. 通量数据是在适合的簇密度下、使用Illumina PhiX对照文库，在单个流动槽上实验得出的。
b. 运行时间的计算包括了NextSeq 1000/2000系列测序系统上的簇生成、测序和碱基检出。
c. 质量分值的计算基于Illumina PhiX质控文库。根据文库类型和质量、插入片段大小、上样浓度及其他实验因素的不同，性能表现可能有所差异。高于Q30的碱基比例是基于整个运行的平均值。
d. 用于P1、P2和P3流动槽的XLEAP-SBS试剂于2024年第二季度上市。
e. P3和P4试剂仅适用于NextSeq 2000/2000-CN基因测序仪。
表3：因美纳不同基因测序仪的外显子组测序通量
a. 外显子组数计算假定每个样本约8Gb，从而实现100× 覆盖度。通量可能因多种因素而异，包括所使用的外显子组panel大小和文库制备试剂盒。
b. P3和P4试剂仅适用于2000/2000-CN基因测序仪。
c. NovaSeq X Plus基因测序仪支持单流动槽运行或双流动槽运行。NovaSeq X基因测序仪仅支持单流动槽运行。
d. 最多384个唯一双标签序列可用。对于NovaSeq X系列，独立通道上样可实现更多样本的多重分析。
NextSeq 1000/2000外显子组测序解决方案将NextSeq 1000/2000系列测序系统的强大、快速和灵活，与高质量的文库制备和富集选项以及用户友好的分析软件相结合，为编码区变异检出提供了一种集成式、灵活的测序方案。
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1.NIH National Library of Medicine. RefSeq: NcBi Reference Sequence database. ncbi.nlm.nih.gov/refseq. Updated July 18,2023. accessed august 25, 2023.
2.The GeNcOde Project. GeNcOde: encyclopedia of genes and gene variants. gencodegenes.org/. accessed august 25, 2023.
3.NcBi website. consensus coding sequences (ccdS) database.ncbi.nlm.nih.gov/projects/CCDS/CcdsBrowse.cgi.Updated November 9, 2022. accessed august 25, 2023.
4.University of california, Santa cruz Genome Browser. UcSc Known Genes. genome.ucsc.edu/. Updated august 18, 2023. accessed august 25, 2023.
5.NiH National Library of Medicine. clinVar database. ncbi.nlm.nih.gov/clinvar. Updated August 28, 2023. Accessed August 28,2023.
6.illumina. Accuracy improvements in germline small variant callingwith the DRAGEN Platform. accessed august 25, 2023.
7.PrecisionFda website. truth challenge V2: calling variants from short and long reads in difficult-to-map regions. precision.fda.gov/challenges/10. Accessed August 25, 2023.
8.Mehio R, Ruehle M, catreux S, et al. dRaGeN Wins at Precision-Fda truth challenge V2 Showcase accuracy Gains from altaware Mapping and Graph Reference Genomes. illumina.com/ science/genomics-research/dragen-wins-precisionfda- challengeshowcase-accuracy-gains.html. Accessed August 25, 2023.
仅供研究使用，不得用于诊断。
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