外显子组测序(Exome Sequencing)

简介

外显子组测序是指对已测序物种的所有编码蛋白基因(外显子组)进行测序的技术。随着高通量测序的大范围应用，研究者开始对全基因组中一些特殊的子集进行捕获、富集，然后使用高通量测序手段进行测序分析，外显子组测序就是最显著的代表性手段。它可以使研究者在花费与全基因组测序相同的成本的情况下，对更多的样本进行更深的测序分析，从而针对性的获得更加详细而准确的结果。以人类基因组为例，在人类30亿碱基序列中，外显子碱基对数约占1%(约3千万碱基对)，约有180,000个外显子。通过外显子组测序能够在控制成本的情况下分析鉴定出更多的遗传突变包括孟德尔相关疾病以及米勒综合征和阿尔茨海默病等很多常见的疾病。事实上，外显子组测序目前的主要应用也都是在疾病的检测、分析和诊断方面。

基因诊断

外显子组测序在基因检测和分子诊断上具有独特的优势，对于一些以前无法诊断的疑难病例，外显子组测序可以通过分析其基因信息更快更准确的进行确诊，从而为临床治疗提供依据。如2011年的普利策解释性报道奖得主便是因为报道了一例成功的通过外显子组测序诊断确诊了一个4岁儿童的肠道紊乱疾病，并通过骨髓移植挽救其生命的案例。相似的案例还有对先天性氯腹泻患者的诊断，对新生儿糖尿病、难治性炎性肠病和 Charcot-Marie-Tooth atrophy综合征等传统手段难以确诊的复杂病症进行分子诊断的报道。为临床诊断而使用的测序技术被专称为CGES(clinical genome and exome sequencing)，该技术已经在临床遗传学以及其他临床专业使用，并且在不断的发展到其他新领域当中。

孟德尔疾病研究

由于目前的测序分析还是以蛋白编码基因为主，同时大多数已知的孟德尔单基因遗传病都涉及等位基因座上的蛋白编码序列的突变，相应的，大部分能够导致编码蛋白改变的基因的突变都被倾向与预测为是有害的。基于以上原因，外显子组测序能够快速而准确的查找出同一基因座上外显子区域的所有突变，因而能快速直接的鉴定孟德尔遗传病的致病基因。

肿瘤疾病研究

肿瘤疾病的研究一直是医学研究中的前沿和热点，高通量测序技术在肿瘤研究中也发挥了巨大的作用。在过去的数年中，外显子组测序在肿瘤研究中同样有着出色的表现，运用该方法，研究人员在前列腺癌、胃癌、卡波西肉瘤、小细胞肺癌、非小细胞肺癌、Hodgkin 淋巴瘤、急性髓性白血病、小叶基底乳癌、慢性淋巴细胞性白血病、骨癌、葡萄膜黑色素瘤等肿瘤的研究中取得了显著的成就。

外显子组测序由于其高精度和测序成本方面的优势，目前已经越来越受到研究者的重视。但是由于其对物种外显子信息和外显子捕获试剂盒的依赖，该技术在应用范围上仍有很大的局限。但是随着测序技术的发展和现有的序列信息的完善，其发展和应用的潜力是非常巨大的。