高通量测序技术(NGS)

学习感悟：近来，看到了《高通量测序揭秘中药如何杀死癌细胞》的文章，什么是高通量测序？教材中只有PCR技术扩增技术知识，查找了一些资料，获得了肤浅的理论知识。

一、高通量测序技术简介

高通量测序技术（High-throughput sequencing）又称“下一代”测序技术，以能一次并行对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定和一般读长较短等为标志。

实验过程：样本准备，文库构建，测序反应，数据分析。

（1）将目标DNA剪切为小片段

（2）单个小片段DNA分子结合到固相表面

（3）单分子独立扩增

（4）每次只复制一个碱基（A,C,T,G）并检测信号

（5）高分辨率的成像系统

高通量测序以其高输出量与高解析度的特性，不仅为我们提供了丰富的遗传学信息，而且使得测序的费用和时间大大缩短。在高通量测序发展的过程中，也有很多的问题需要我们去解决：数据在临床诊断上的作用，测序数据的储存和分析，数据的安全和信息隐私等。

二、 测序行业技术发展概况

自Frederick

Sanger提出双脱氧核苷酸末端终止法以来，测序技术已经历了近40年的发展，根据核心技术的区别与进步，可以分为三代：

第一代测序技术——始于1977

1977年，Sanger提出了双脱氧核苷酸末端终止法，同年A.M.Maxam和W.Gilber也提出了化学酶解法，两者的提出标志着第一代测序技术的诞生。

第二代测序技术（NGS）——始于2005

2005年，开发出全球第一台商业化的第二代DNA测序仪GS

20，拉开了基因产业发展的序幕。

之后数年NGS行业内经历了激烈的竞争，逐步形成较为稳定的格局：

（1）Life

Technologies于2013年被著名科研服务供应商Thermo

Fisher收购，SOLiD平台逐步淡出市场，主推2011和2012年陆续发布的Ion PGM和Ion

Proton两款测序设备。

（2）Illumina则在全面接收Solexa的研发平台之后，开发出了著名的HiSeq平台系列。

（3）2013年，Roche宣布关闭454测序业务，并决定于2016年全面终止相关服务（454测序仪逐渐退出市场）。

（4）2013年华大基因全资并购Complete

Genomics，全面接收研发平台后，分别于2014年推出测序仪BGISEQ-1000、BGISEQ-100，2015年推出新型桌面化测序系统BGISEQ-500。

第三代测序技术——始于2008

2008年Helicos

Biosciences推出了首台单分子测序仪。2011年4月PacificBiosciences推出PacBio

RS。

相较第二代测序，第三代测序具有速度快、读长长、可直接测甲基化的DNA

序列、不需要PCR

扩增、无

碱基偏好等优点，同时也存在准确率低、依赖酶活性等缺陷。未来，第三代测序技术是长期发展趋势。