跳到主要内容

瑞兴生物

多组学技术服务与深度数据挖掘 · 从研究设计到实验验证的全流程支持
表观和遗传组 · 变异检测

WES 全外显子组测序

外显子只占基因组的 1% 左右,却装着绝大多数致病变异。WES 用序列捕获技术把外显子区域富集起来再测序——比全基因组更简便、经济、高效,目标区域覆盖度更高,是找致病变异的主力方案。

  • 外显子与剪接位点
  • SNP / InDel / CNV / SV
  • 孟德尔病基因鉴定
  • 复杂疾病变异
  • FFPE 样本可做
DNA≥500 ng浓度 ≥5 ng/µL、OD260/280 1.8–2.0
4类变异SNP、插入缺失、无义突变、结构变异、拷贝数变异
高覆盖度目标区域覆盖度更高,便于检出变异
FFPE≥10 片石蜡样本同样支持
01

技术简介

外显子测序(Whole exome sequencing,WES)是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域 DNA 捕获并富集后进行高通量测序的基因组分析方法,能够快速检测外显子(编码)和剪接位点变异。相比较全基因组测序更简便、经济和高效,其目标区域覆盖度更高,便于检出变异情况。

外显子突变被证明是导致大多数单基因疾病的原因。在 WES 技术出现后的几年里,孟德尔病基因的鉴定大幅增加。除了在孟德尔疾病研究中的应用,目前一些复杂性疾病也应用外显子检测技术发现疾病的相关变异,例如癌症、心血管疾病、阿兹海默症、自身免疫性疾病等。

选择 WES 的逻辑很直接:如果研究问题指向"编码区或剪接位点上的变异",就没有必要为全基因组的非编码区付测序成本。把同样的预算集中到外显子,覆盖深度和变异检出灵敏度都更高。

02

技术优势

个性化研究方案

针对不同研究领域提供个性化方案,按疾病类型、样本数量与研究目标调整实验与分析设计。

分析流程全备

分析流程全备,数据解读详细,后期数据挖掘可提供个性化分析,变异注释与筛选策略透明可追溯。

主流捕获平台

采用主流的外显子捕获测序平台,数据可靠、稳定性好,目标区域覆盖均匀性有保障。

多种变异分析

提供多种变异分析:单核苷酸多态性、插入缺失、无义突变、结构变异、拷贝数变异。

03

技术流程

1

DNA 质检

检测 DNA 完整性、纯度与总量

2

文库构建

片段化、末端修复、加 A 与接头连接

3

外显子捕获

序列捕获探针富集外显子区域

4

PCR 扩增与质控

文库扩增,检测浓度与片段分布

5

高通量测序

上机测序,PE150 等读长模式

6

变异检测与注释

比对、变异调用、功能注释与筛选

WES 建库原理图
图 1:WES 建库原理
04

样本要求

不建议直接寄送 DNA——组织或细胞由我方统一提取质检更可控。

样本类型送样量说明
DNA(自行提取)≥500 ngA260/A280 1.8–2.0、浓度 ≥5 ng/µL、总量 ≥100 ng;干冰或冰袋运输
细胞≥2×10⁶ 个(干体积 ≥5 µL)TRIzol 充分裂解后 −80 ℃ 保存
动物组织≥30 mg取新鲜组织,块尽量 ≤0.5 cm;液氮速冻后 −80 ℃ 保存,干冰运输
全血≥500 µL紫头 EDTA 抗凝管采集,冰袋 2–8 ℃ 运输
FFPE 样本≥10 片提供蜡块或切片;需提前评估肿瘤含量与 DNA 质量
两个容易踩的坑:① FFPE 样本存在交联导致的 C→T 假突变,分析阶段需用专门流程校正,送样时请注明固定条件与保存年限;② 全血样本含大量红细胞,若关注体系变异建议同时提供配对正常样本(如口腔拭子或癌旁组织)作为对照。完整版要求以最新版《送样规范》为准。
05

分析内容

标准分析 STANDARD

  1. 原始数据质控reads 质量、接头与比对率评估
  2. 比对与覆盖度统计目标区域覆盖深度与均一性评估
  3. 变异检测SNP 与 InDel 调用
  4. 变异注释基因定位、功能影响与人群频率注释
  5. 变异筛选按遗传模式与致病性优先级排序

高级分析 ADVANCED

  1. 结构变异与 CNV外显子水平 SV 与拷贝数变异检测
  2. 剪接位点影响变异对剪接位点与剪接调控的潜在影响
  3. 家系连锁分析 trio / 家系数据的共分离与孟德尔随机化思路
  4. 关联与富集分析候选基因集的功能富集与通路分析
  5. 与表型数据整合变异结果与临床 / 代谢表型的关联分析
06

应用案例

案例一
IF 8.1 Am J Hum Genet · 血浆代谢物

Whole-exome sequencing identifies rare genetic variants associated with human plasma metabolites

全外显子组测序确定与人类血浆代谢物相关的罕见遗传变异

期刊:The American Journal of Human Genetics(IF 8.1,2024 JCR) · 发表时间:2022 年
阅读原文:doi.org/10.1016/j.ajhg.2022.04.009

样本与方法:该研究使用多种方法在蛋白质编码区选择和聚集罕见的遗传变异,并使用超高效液相色谱-串联质谱检测了它们与血浆中测定的 995 种代谢物的相关性。

研究发现:研究鉴定了 40 个新的涉及罕见编码变异的关联(27 个基因和 38 个代谢物),其中 28 个(15 个基因和 28 个代谢物)被复制。作者开发了一种算法来对每个位点上假定的驱动变异进行优先排序,并使用中介和孟德尔随机化分析来测试 ACY1 位点上代谢物和蛋白质水平关联的方向性。

总的来说,66% 的报告关联涉及已批准的药物或生物活性药物样化合物的基因靶点,有助于药物靶点的验证努力。这一思路也可迁移到其他组学-表型关联研究中:用 WES 拿罕见编码变异,与代谢 / 生化表型做关联,直接指向可成药的靶点。

07

常见问题

WES 和 WGS 怎么选?
看变异在哪里。WES 只覆盖外显子与剪接位点(约占基因组 1%),成本低、覆盖深度高,适合致病编码变异、孟德尔病、肿瘤驱动变异;WGS 覆盖全基因组,能检出非编码区变异、结构变异与调控区变化,但成本高、数据处理量大。只关注编码区选 WES;怀疑变异在非编码区、或需要完整 SV 图谱时选 WGS。
FFPE 样本能做吗?要注意什么?
可以,≥10 片。FFPE 样本的主要问题是甲醛交联导致的 C→T 假突变和 DNA 片段化,分析阶段需使用专门的校正流程并设置更严格的质控阈值。送样时请注明固定条件、保存年限与肿瘤含量(如有病理报告),我们据此评估可行性与所需测序深度。
需要多少生物学重复?测序深度多少?
WES 不是差异表达分析,通常不需要"生物学重复"概念,但家系研究建议包含先证者与父母样本(trio)。测序深度常规建议 100× 以上(目标区域平均深度),低频体细胞突变(如肿瘤亚克隆)可提高到 200–500×。具体按样本类型与目标变异频率评估。
全血样本可以直接送吗?
可以,≥500 µL。需要注意:① 用 EDTA 抗凝管,不要用肝素(影响后续酶反应);② 若研究体系变异,强烈建议同时提供配对正常样本(口腔拭子或癌旁组织)作对照,否则无法区分胚系变异与体系变异。
能检出结构变异和拷贝数变异吗?
能,但灵敏度低于 WGS。外显子水平的 SV 与 CNV 检测依赖覆盖深度异常和断点 reads,只能检出涉及外显子区域的事件,外显子内部或非编码区的 SV 容易漏检。若研究目标是复杂 SV,建议直接选 WGS 或长读长方案。
变异结果怎么和功能实验衔接?
标准做法是:WES 给候选变异清单 → 按致病性、人群频率与家族共分离排序 → 挑选 1–3 个候选 → 用 minigene 验证剪接影响、双荧光素酶验证调控影响、或构建细胞 / 动物模型验证功能。我们可一并提供这些配套分子实验服务。
Get A Solution

获得技术方案

您有任何关于组学测序的项目问题,请留言给我们。技术团队将在工作日 24 小时内给您答复。

项目咨询

技术顾问对接具体课题,先讨论科学问题再谈检测清单

027-87050299

sales@rxbio.cc

寄样收样

李欣 13237124769
武汉市东湖高新区高新二路 388 号光谷生物医药加速器 18 栋 1-2 层

提交您的项目需求

填写以下信息,我们会尽快与您联系并给出技术方案建议。

提交即表示同意我们通过电话或邮件与您联系,仅用于项目沟通。