Nature遗传学综述:RNA测序在精准医疗中的机遇与挑战
生物通/叶予 · 2016/03/26
新一代测序技术在爆炸式发展的同时,也衍生出许多其他技术创新。RNA测序(RNA-Seq)就是其中之一,这项技术使我们对细胞发育及其调控机制的理解,达到了前所未有的深度和广度。


精准医疗无疑是医疗技术的未来发展方向,科研和医疗领域的专家们都在不断尝试将最新的技术运用到临床诊断过程中去。新一代测序近年来在临床上的广泛应用体现了精准医疗的精髓。DNA测序为医生们提供了大量宝贵的患者信息,帮助他们做出更好的诊断和治疗。

新一代测序技术在爆炸式发展的同时,也衍生出许多其他技术创新。RNA测序(RNA-Seq)就是其中之一,这项技术使我们对细胞发育及其调控机制的理解,达到了前所未有的深度和广度。尽管研究细胞RNA并不是什么新鲜事,但RNA-Seq的出现大大拓展了转录组研究的规模,取得了累累硕果,这些是传统技术难以企及的。

美国转化基因组研究所(TGen)的研究人员在《Nature Reviews Genetics》杂志上发表文章,介绍了RNA测序在疾病检测和疾病管理中的诸多优势,探讨了该技术在临床应用中的机遇与挑战。文章指出RNA测序可以成为精准医疗的强大助力,实现更深入的遗传分析和更有效的诊断治疗。

RNA的主要作用是携带DNA指令用于蛋白质合成。研究者们可以通过RNA测序了解细胞中活跃表达的基因,这些基因对于细胞功能是至关重要的,能够准确反映个体当前的生理状态以及药物产生的影响。“RNA是多样化的动态分子,在大量生物学过程中起到了必不可少的作用,”文章第一作者Dr. Sara Byron说。“从分子诊断的角度来看,RNA检测广泛适用于人类健康的许多领域,比如疾病诊断、预后和治疗方案的选择。”

近年来,人们在血浆或血清样本中成功检测到了疾病相关的RNA(extracellular RNA,exRNA)。也就是说exRNA可以成为非侵入性的疾病诊断指标,这是RNA检测最有前景的发展方向之一。监控exRNA只需要采集血样,不像肿瘤活检那么有风险,成本也比较低。不过从血浆或血清中分离exRNA仍有一定的挑战性,一方面是因为exRNA丰度低,另一方面是因为血液中的污染物会抑制PCR。

商品化的试剂盒能简化和加速exRNA提取过程,已成为循环exRNA研究不可缺少的工具。然而,这些试剂盒的提取效率如何,是否能去除血浆中的污染物,是否会偏向特定的RNA,都没有经过评估,而这类评估对于结果解释和实验之间的比较都很关键。于是,美国爱因斯坦医学院的研究人员评估了市场上7种常用的exRNA提取试剂盒,分别来自贝克曼•库尔特、Life Technologies、Exiqon、Zymo、QIAGEN公司。他们具体评估了合成RNA的总体回收率、不同大小的合成RNA的回收能力、exRNA产量和纯度,以及纯化后的扩增效率。研究结果发表在《BioTechniques》杂志上。

今年早些时候有研究检测了肺癌患者体内的特定exRNA。RNA-seq还在传染病的诊断和管理中大展拳脚,比如监控治疗过程中的药物抗性,跟踪埃博拉病毒的起源和传播。作者们还通过一些研究实例,阐述了RNA-seq对解读基因组测序结果的帮助。这样的综合性测序策略已经越来越多地为人所用,在临床上的潜力很大。

RNA-seq可以获得相当惊人的数据量,这恰恰是一柄双刃剑。丰富的数据量蕴含着大量的宝贵信息,但这样的数据需要复杂的生物信息学分析,才能从中提取到有意义的结果。正因如此,数据分析可以说是RNA-seq的重中之重。佛罗里达大学、加州大学Irvine分校等单位的研究人员在一月二十六日的《Genome Biology》杂志上发表文章,概述了RNA-seq生物信息学分析的现行标准和现有资源,为人们提供了一份带有注释的RNA-seq数据分析指南。这将成为开展RNA-seq研究的宝贵参考资料。

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