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【BioShare】“首站”告捷,大咖分享如何利用测序平台设计产品

2016/08/02 来源:生物探索
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导读
7月30日,《生物探索》“BioShare”活动正式拉开帷幕啦,本期活动的焦点是“如何利用主流测序平台设计基因产品”,我们邀请到了三位技术大咖,他们分享了自己的测序心得。此外,在圆桌讨论环节中,还邀请到了投资总监和临床医生,他们共同为大家解答了疑问。

活动现场

7月30日,《生物探索》“BioShare”活动正式拉开帷幕啦,作为着眼于生物医药创新技术实现过程的专题系列,生物探索将从今天开始给大家分享大咖们在技术实现中的经验和心得。

本期我们的焦点是“如何利用主流测序平台设计基因产品”,共邀请到了苏州金唯智生物技术有限公司高通量测序实验室主管顾鸥莉、健路生物科技(苏州)有限公司技术副总裁蒋峻峰、苏州贝康医疗器械有限公司技术总监孔令印三位嘉宾。

谈测序心得

怎样从测序技术理论走向产品实现,一定是众多研发人员、创业者最关心的问题,今天我们就让测序大咖们来谈谈他们的测序经验。

测序是一项颠覆性技术,随着技术的突破以及国家政策的放宽,基因测序市场不断迎来爆发,国内也不断有新企业涌入。长期以来,中国的测序企业主要集中在中下游服务业上,上游设备关键技术掌握在欧美测序设备供应商手上。据估计,我国使用的测序仪中,大约59%来自Illumina,35%来自Thermo Fisher,3%来自Pacific Biosciences,剩下的3%来自其他平台。

顾鸥莉:Hiseq X-ten & PacBio系统原理及其应用

谈及二代测序,大家首先想到的一定会是Illumina的Hiseq X-ten,它被称为“第一个$1000的人类全基因组测序平台”。测序技术从二代发展至三代,不断克服了其中遇到的困境,如今三代测序平台PacBio Sequel也渐渐打入中国市场。在本期活动中,顾鸥莉介绍了Hiseq X-ten & PacBio的系统原理及其应用。

从Sanger到Nanopore,测序技术不断地在更新换代,当今应用最广泛的仍然是二代测序技术,其中Illumina 的Hiseq X Ten是被定位为“测序工厂”模式的系统,顾鸥莉介绍说,“Hiseq X Ten是一种适合群体和生产规模的全基因组测序仪,也是测序通量最高、效率最高和成本最低的平台。”

HiseqX与Illumina其他产品如Hiseq2500V3相比,具有明显的优势,例如平均每日产出数据量增加了10倍,化学合成速度提升了4倍,图片扫描速度提升了6倍,“HiseqX更重要的升级表现在图案化流动槽技术上”,顾鸥莉表示。

尽管二代测序在不断地更新,但仍存在一定的不足,例如具有序列偏好性,读长较短,难以对复杂模板进行拼接。不过别慌张,随着三代测序技术的兴起,这些问题逐步得到了解决。

顾鸥莉在介绍PacBio时说,“三代测序技术可以避免PCR技术扩增带来的偏向性问题,读长最长可延伸至30kb,还能解决高GC和极低GC含量的基因组测序,能对碱基修饰进行直接测序,同时准确率可超过99.999%,可检测频率在0.1%的轻微变异。”

不过,三代测序也存在一定的不足。例如测序成本高、测序通量相对较低等。那么该如何解决这些问题?她说,“采用HiseqX和Sequal两种平台强强联合的方式,是解决测序困境的最佳方案之一。”

孔令印:Ion Torrent 高通量测序平台介绍及应用

赛默飞的Ion Torrent也是目前中国测序市场上应用得比较多的高通量测序平台,在本期活动中,孔令印跟大家分享了他利用Ion Torrent平台的心得。

对于Ion Torrent测序技术,孔令印指出了8项优势和4项劣势。

对于优势,他列出了以下几点:1、运行成本及设备成本低 ;2、测序速度最快:可一天内出报告 ;3、数据准确度高:与毛细管电泳测序验证结果一致性高 ;4、开发多种疾病相关试剂盒,如Ampliseq Cancer Panel已被广泛使用 ;5、五款芯片灵活应用于不同领域,无需凑样本,避免“排队”困扰 ;6、软件不断优化,易操作; Ion Reporter能给出全面的数据信息 ;7、技术先进简单,仪器稳定,操作自动化程度高 ;8、读长长: mapping rate高,降低测序数据量要求,减少试剂成本适合HLA分型、宏基因组及未知物种全基因组测序 。

至于Ion Torrent测序技术的劣势,他说,“该测序平台有4个劣势,主要表现在做全基因组测序数据量不够、对于重复超过5次的单碱基重复无法进行检测、单碱基突变的准确度不是那么高 、国内配套替换试剂比较少。”

在介绍该平台的应用时,孔令印特别介绍了他们如何将Ion Torrent应用到无创产前检测和胚胎植入前遗传学检测中,他说,“Proton由于速度快,通量适中,非常适合用于无创产前检测,包括检测染色体非整倍体和染色体结构异常,例如检测21三体、18三体、13三体,XO、XYY等和检测大于10M的染色体结构异常等。”

蒋峻峰:Juno/EP1平台介绍及应用

在谈完二代测序的主流平台之后,蒋峻峰跟大家分享了他使用Juno/EP1平台的心得。

在介绍Juno/EP1平台之前,蒋峻峰首先扒了扒Illumina 的Hiseq X-ten30倍测序深度。作为生物信息学专业出身,他说,“30X是指中值或中位数,据我之前的统计,还是有很多测序区域在30X以下的,这个比例大约占10%。对于新发突变或热点突变,有时30X的覆盖率还是不能有效地进行variant calling(识别变体)。”

那为什么要选择Juno/EP1呢?他说,“1台Juno/EP1相当于96 台 96孔 PCR仪,1个芯片检测相当于同时进行9216 个PCR检测,另外,使用Juno/EP1平台,上样仅需要5.5ng的DNA,这在其他平台都是很难做到的。”

除了以上优势之外,Juno还可实现一个平台多个应用的目标,它既可以活接自身的EP1或BioMarker平台来实现基因分型、CNV、基因表达和dPCR的检测;同时Juno平台还可以进行多重PCR富集的检测,给任何测序平台提供建库的设计服务。

Juno的优势很大程度上得益于微流控体系。蒋峻峰说,“Juno的微流控技术代表了目前最牛的微流控技术。”此外,他还详细介绍了该平台的操作流程以及应用范围。

在介绍Juno之后,蒋峻峰给大家带来了额外的福利,他介绍了遗传学的相关知识,例如,基因分型或测序如何更好地应用到现实中,他说,“由于疾病的隐秘性以及一些疾病在临床上无法确诊,有时通过基因型或易感性分析可以达到辅助治疗的目的。”

那么,目前如何进行易感性分析?他说,“第一是通过全基因组关联性分析寻找SNP,第二是在后续的研究中结合不同的GWAS进行重组分析或者Meta分析得到更加准确的结果。人体中存在很多的易感性SNP,正是因为有了这些SNP,人与人之间的患病差异才得以区分。”

最后,蒋峻峰提醒技术人员,“在产品开发中要注意疾病表型跟很多因素有关,包括环境因素、遗传因素和未知因素。”最后他介绍了如何预测表型、SNP的筛查标准以及产品的设计流程等。

在本次主题演讲环节中,三位老师在技术上都讲得很细,小编就只能讲到这里啦。

圆桌讨论:只要您感兴趣,我们无所不答

在主题演讲之后,迎来的是六位大咖的圆桌讨论,主要回答线上及线下观众提出的问题。本次圆桌讨论除了邀请到以上三位演讲嘉宾之外,还邀请到了元生创投的投资总监包杨欢以及江苏省太仓市妇幼保健院贾彤主任。

本环节异彩纷呈,线下及线下的观众纷纷向嘉宾们提出了技术、产业及遗传咨询等相关问题。下面小编就挑选几个问题来跟大家分享。

测序涉及到了大数据的问题,现场观众也比较关注与全基因组测序相关的数据问题,而目前从测序公司得到的是纯粹的数据,这些数据对大多数老百姓来说就好比天书,或者根本就没有任何意义,因此观众对全基因组数据的价值存在一定的疑问。对此,蒋峻峰说,“全基因组测序目前还处在科研阶段,真正应用到临床上还有一段路要走”。

作为投资人,包杨欢从商业价值上分析说,“全基因组数据在临床上或许还没有太大的意义,但它具有终身的价值性,因为未来药厂可以利用这些数据来进行药物开发的研究。”

当今遗传咨询也是一个热门领域,现场有观众也很关注临床医生是如何看待遗传咨询。对此,贾彤主任说,“对于遗传咨询报告,目前临床医生还很无奈,首先我们不知道患者的具体遗传咨询途径,此外,公众对遗传咨询的概念还很模糊。不过现在临床医生对遗传咨询也是很关注的。”

投资一直是企业发展的重要过程之一,那么哪些生物创新领域最吸引投资者?现场观众向包杨欢总监抛出了该问题。包总监回答说,“投资人最喜欢的是临床价值明确的、解决方案又明确的技术。”

在该环节中,大咖们还解答了关于乳液PCR、液态活检等技术问题,同时还分享了他们在研发过程中遇到的困境以及如何解决问题,小编就不一一介绍啦。

想要详细了解,您可以报名参加我们的BioShare现场活动或观看在线视频直播哦。

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