应用Ion Torrent半导体测序检测马凡综合征患者FBN1基因致病突变

目的:对3个马凡综合征(MFS)家系及1例MFS患者的原纤维蛋白1基因(FBN1)进行基因检测,以明确致病突变,为患者提供遗传咨询及产前诊断。方法:应用高通量Ion Torrent半导体测序技术对3个MFS家系的先证者及1例MFS患者的FBN1基因进行检测,筛选致病突变位点,并用Sanger测序法验证。对1例胎儿FBN1基因相应的位点进行检测,以明确其受累情况。结果:患者P1 FBN1基因检测到c.7125_7126 del TG杂合性缺失突变,为可疑致病位点;家系1患者FBN1基因检测到IVS 27-1G>C(c.3464-1G>C)杂合性突变,为致病突变;家系2患者FBN1基因检测到c.4981G>C(p.Gly1661Arg)杂合性错义突变,为致病突变,胎儿携带同样突变;家系3患者FBN1基因检测到c.1546C>T(p.Arg516Term)杂合性无义突变,为致病突变。结论:应用高通量Ion Torrent半导体测序技术检测到3个MFS家系及1个MFS患者的致病基因突变,为临床诊断及遗传咨询提供分子遗传学依据,并对1例胎儿进行了产前诊断。

Ion torrent半导体测序技术在胎儿非整倍体疾病筛查中的应用

选择行无创产前检测的孕妇共6 064例,利用Ion torrent半导体测序技术进行孕妇外周血胎儿游离DNA检测,并对阳性病例进行羊水染色体核型分析,对所有研究病例随访新生儿结局。检测结果异常者共49例,其中21-三体综合征27例、18-三体综合征18例、13-三体综合征4例。其灵敏度和特异度分别为:21-三体综合征96. 3%、95%,18-三体综合征100%、93. 3%,13-三体综合征100%、100%。具有较高的灵敏度及特异度,有较高的推广价值。同时,该技术仍存在一定的假阳性及假阴性,应进一步结合其他产前诊断方法做出更准确判断。

Ion Torrent半导体测序联合MLPA技术检测神经纤维瘤患者的致病突变

目的建立临床适用的神经纤维瘤病(NF)的分子遗传分析方法,对NF进行分子遗传诊断和遗传咨询,并对NF家庭进行产前诊断。方法以南京医科大学附属妇产医院遗传咨询门诊收治的18例NF患者为研究对象,收集患者及其家属的外周血标本并提取基因组DNA,应用Ion Torrent半导体测序技术进行NF1/NF2基因测序并结合多重连接探针扩增反应(MLPA)检测,筛选致病突变并用Sanger测序验证,结合亲子二代的分子遗传检测结果,制定适当的临床干预和随访计划。在NF家系母亲再次妊娠时,对胎儿进行产前诊断。结果应用Ion Torrent半导体测序技术检测出9例致病突变和1例可疑致病突变,其中包括3个未报道过的新突变;应用MLPA技术检测出1例拷贝数大片段缺失。对其中5个家系的孕妇行羊膜腔穿刺术抽取羊水进行产前诊断,其胎儿均不携带家系的致病突变。结论基于Ion Torrent半导体测序及MLPA技术建立的基因诊断方法可为NF临床诊断及遗传咨询提供分子遗传学依据,具有较高的临床应用价值。

应用新一代半导体靶向测序技术检测枫糖尿症致病基因突变的研究

目的应用Ion Torrent半导体靶向测序技术检测1例枫糖尿症(MSUD)患儿的致病基因突变,明确其致病突变,并探讨该技术用于复杂单基因病检测的可行性。方法采集患儿外周血,提取基因组DNA,经多重PCR扩增富集目的基因片段,构建平均片段大小为300bp左右的文库,经乳液PCR及磁珠颗粒富集,最后采用318半导体测序芯片进行高通量测序,应用Ion Torrent Suite v3.0软件进行数据提取、序列比对及SNPs和Indels提取,再用dbSNP 137数据库过滤得到SNPs和Indels,可疑突变经Sanger法测序验证。结果检出患儿1个新发错义点突变并通过Sanger测序验证,突变是BCKDHB基因第6外显子的NM183050:c.586C>T(p.His196Tyr)。结论 Ion Torrent半导体靶向测序技术可对复杂单基因遗传病进行快速、准确地基因诊断。

下一代半导体测序技术在遗传性心肌病分子诊断中的应用

遗传性心肌病(Inherited cardiomyopathy,ICM)是一种常见的遗传性心脏疾病,主要由基因突变所致,是青少年和年轻运动员猝死的最主要原因之一。到目前为止,已经发现约100个基因和其致病有关,这些基因相关的变异位点具有不同的致病机制。随着临床遗传检测在遗传疾病诊断中的应用,对遗传性心肌病的分子遗传学特性及其致病机制进行深入了解,是对该病遗传诊断的关键。下一代半导体测序仪在2010年底由美国Life Technologies公司发布,其以布满微孔的高密度半导体芯片为测序基础,具有快速、经济、灵敏性好、准确率高等特点,已经应用于遗传疾病的突变筛查。文章主要对遗传性心肌病的分子遗传学特性和下一代半导体测序技术在遗传性心肌病遗传检测中的应用以及面临的挑战进行了概括总结,有助于遗传性心肌病的诊断、预防和治疗。

基于半导体测序的人乳头瘤病毒核酸分型检测技术性能评估

目的:评价基于半导体测序法的人乳头瘤病毒(HPV)核酸分型检测技术性能,探讨其临床应用价值。方法:采用半导体测序技术检测30种HPVL1基因分型国家参考品、9种HPV全基因组分型国家参考品及500例已知HPV分型检测结果的临床宫颈脱落细胞DNA样本,评价该技术的分析性能及与临床检测等效性。结果:半导体测序法可准确分型检测16种HPV型别(HPV6、11、16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68),检测范围内的16种HPV型别之间无交叉反应,与其他HPV型别及人类基因组DNA亦无交叉反应,最低检测限为10拷贝/μl(即50拷贝/反应),与已知结果的总体阳性符合率为99.33%(298/300),阴性符合率为100%(200/200),总符合率为99.60%(498/500),一致性系数(Kappa)值为0.99,两种检测方法具有较高的一致性。结论:基于半导体测序法的HPV核酸分型检测技术具有分型准确,特异性高,灵敏度高,检测通量高等优点,具有较高的临床应用价值。

半导体基因测序技术筛查地中海贫血的临床应用价值

目的:探讨半导体基因测序技术在地中海贫血基因筛查中的应用价值。方法:采集随机就诊者的静脉血197例作为前瞻性样本;随机选择临床确诊样本200例作为既往样本。同时采用半导体基因测序技术和PCR技术进行检测与分析,比较两种检测方法结果的差异。结果:前瞻性样本中,PCR技术检出地中海贫血基因突变共22例,其中α-突变18例,β-突变3例,α合并β-突变1例;采用半导体基因测序技术除检出以上基因位点外,另发现罕见型地中海贫血6例。既往样本共200例,其中α-突变118例,β-突变65例,α合并β-突变17例,采用半导体基因测序技术另发现突变位点1例。统计分析结果显示,PCR技术与半导体基因测序技术总符合率为98.5%,Kappa=0.97(≥0.8)。结论:半导体基因测序技术不仅能够覆盖PCR技术能检测到的所有位点,而且可检测到地中海贫血的罕见基因突变位点,且检测成本低,仪器价格低廉,有利于地中海贫血的普查。

运用半导体测序法检测4种遗传病常见突变

目的运用基于半导体芯片技术的下一代测序方法对地中海贫血、遗传性耳聋、苯丙酮尿症和肝豆状核变性病相关的38个常见致病突变位点进行基因测序,探讨半导体测序技术在遗传病检测方面的应用价值。方法采用AmpliSeq方法通过多重PCR捕获目的片段,然后构建文库,用Ion Torrent Proton^(TM)测序仪进行测序反应,进而通过Sanger一代测序法进行结果比较验证。结果 33个样本中共检测出15例样本存在功能性遗传变异,其中HBB:52A>T 5例、HBB:84_85ins C 3例、HBB:45_46ins G 2例、HBB:2T>G 1例、GJB3:538C>T 1例、ATP7B:2333G>T 1例、GJB2:235del C 1例、SLC26A4:IVS7-2A>G 1例,Sanger一代测序结果与下一代测序结果完全一致。结论半导体测序能准确检测该4种遗传病常见突变,对遗传病发病机制的研究及筛查具有一定的应用价值。

半导体测序分析山东省1000例听障患者致聋基因

目的 应用新的半导体测序技术对山东地区耳聋患者进行耳聋基因检测,以明确耳聋的遗传学病因。方法 汇总2020年1月~12月山东省1000例耳聋患者血样标本,应用半导体基因测序技术对18个耳聋基因100个突变位点进行检测,统计分析耳聋基因变异类型和变异位点发生情况。结果 1000例耳聋患者中,有583例携带耳聋基因突变,检出率为58.3%;其中GJB2基因突变267例(26.7%);SLA26A4基因突变215例(21.5%);GJB3基因突变11例(1.1%);mt DNA基因突变21例(2.1%);双基因杂合突变和三基因突变共69例(6.9%);而MT-TH、DSPP、GPR98、DFNA5、COCH、TECTA、DIABLO、TMC1、MYO7A、MYO15A、PRPS1 11个基因均未检测到突变。结论 山东省耳聋人群中常见的致聋基为GJB2和SLA26A4。虽然半导体测序技术可明显提高耳聋基因的检出率和诊断率,但仍无法满足所有听障患者检测需求;必要时对筛查阴性患者进行高通量测序检测,以明确诊断。

半导体测序助力胎儿遗传测试

日前,来自中国广州医科大学等机构的科研人员报告了一种基于半导体的DNA测序平台可能有助于增加胎儿遗传测试的速度并减少成本。近来基于大规模平行测序的方法已经促进了迅速的、非侵入式的出生前遗传测试,这种测试通过分析母亲血浆中流动的无细胞DNA从而测试被称为非整倍性的染色体拷贝数的异常。研究人员开发了一种基于半导体的实验台测序平台,在2-4个小时里每秒获取50亿个数据点,因此也就增加了迅速、便携而且具有成本效益的胎儿非整倍性产前诊断的效率。

Ion Torrent PGM测序技术在MPN患者临床诊断中的方法学建立

目的:探讨通过自主设计定制的MPN致病相关基因的多重PCR引物试剂盒,使用Ion Torrent PGM第二代测序平台快速和准确地获取MPN患者基因突变信息的可行性和可靠性。方法:收集2015年1月至2015年10月就诊于南方医院血液科,经Sanger测序法检测JAK2V617F+和(或)CALR+、Ph-的10例MPN患者骨髓标本,然后使用Ion Torrent PGM第二代测序复核检测骨髓并对比两种方法结果的一致性。结果:Ion Torrent PGM第二代测序检测JAK2V617F、CALR和MPL就这3个基因而言,所有样本CALR基因52 bp缺失均未被检测出,其余测序结果与Sanger测序结果完全一致。结论:Lon Torrent PGM测序平台检测MPN患者多个基因突变,方法上具有可行性,能满足临床检测需求。本研究方法在1-2 d内可完成23个基因突变检测,具有灵敏、特异、快速、高通量及低成本的优势。

通往个性化医疗的新一代测序技术:Ion Torrent

自1977年第一代Sanger测序法诞生以来,测序技术经历了突飞猛进的发展,第二代和第三代测序技术相继出现。随着测序仪代次的更迭,实现测序目的的技术权重已逐渐由偏重生化反应转向偏重物理学、材料学等非生物学科。Life Technologies公司推出的Ion Torrent Personal Genomic Machine(PGM)就是这类技术转型的代表。我们对测序技术的发展和Ion Torrent PGM的特点及应用做简要综述。

Ion Torrent测序技术检测Ⅰ型神经纤维瘤病患者NF1基因突变

目的评价Ion Torrent测序技术检测Ⅰ型神经纤维瘤(NF1)基因及其突变类型的可行性。方法提取12例NF1患者的外周血DNA,用Ion Torrent个体化基因测序仪(PGM)对患者NF1基因进行测序,用Sanger测序法验证NF1基因相应的突变位点,Ion Torrent PGM检测后覆盖缺失的外显子样本用Sanger测序法重新检测。结果检测到10例患者存在NF1基因致病突变,其中2种无义突变,5种小缺失或插入突变,1种错义突变,2种剪接突变。2例患者未检测到致病突变。结论 Ion Torrent测序技术检测含有大量外显子的NF1基因快速、准确;NF1基因突变可导致氨基酸密码子提前终止。

Ion Torrent PGM^(TM)测序在急性髓系白血病检测中的应用

目的探讨Ion Torrent PGMTM测序平台用于急性髓系白血病(AML)患者基因突变检测的可行性。方法提取27例AML患者初次治疗前的骨髓DNA,用Ion Torrent PGMTM测序仪对50个常见的肿瘤基因热点突变区进行检测,同时用Sanger测序法检测FMS样酪氨酸激酶3(FLT3)和核仁磷蛋白1(NPM1)基因的突变情况以进行验证。结果 50个目标基因中检出17个基因共29个突变位点,单个基因有多种突变方式,以单碱基替换为主。突变频率最高的是NPM1(22.2%)和FLT3(18.5%)。用Sanger测序法验证,NPM1两种方法检测的吻合度为100%,在FLT3验证中,其中有1例Sanger测序为阳性,而Ion Torrent PGMTM检测为阴性。结论 Ion Torrent PGMTM能够在短时间内得到AML患者的基因突变谱,但其在检测长片段插入/缺失中的缺陷仍需改进。

Ion Torrent测序检测非小细胞肺癌外周血DNA的临床价值

目的:探讨Ion Torrent测序检测非小细胞肺癌外周血DNA的临床价值。方法:选择患者80例,分为两组,各40例,观察组利用三代测序技术Ion Torrent检测,对照组使用第1代测序技术Sanger末端终止法进行测序,比较手术前后通过Ion Torrent测序所得EGFR和K-ras结果,并统计两组测序EGFR阳性1年生存情况。结果:未手术者观察组EGFR阳性和K-ras突变阳性检出率均显著高于对照组(P<0.05),术后复发患者观察组EGFR阳性和K-ras突变阳性检出率均显著高于对照组(P<0.05),观察组1年生存率显著高于对照组(P<0.05)。结论:对非小细胞肺癌患者使用Ion Torrent测序技术测定外周血DNA,能更准确的确定患者基因类型,从而为分子靶向治疗提供依据。

基于Ion Torrent测序平台技术的肿瘤基因检测及临床应用

目的探讨Ion Torrent基因测序技术对肿瘤基因突变检测的准确性和临床适用性。方法提取110例癌症患者的石蜡包埋组织DNA,采用Ion Torrent基因测序技术检测患者的22个肿瘤基因,即EGFR、ERBB2、ERBB4、FGFR1、FGFR2、FGFR3、MET、ALK、KRAS、NRAS、BRAF、MAP2K1、STK11、PTEN、PIK3CA、AKT1、DDR2、NOTCH1、TP53、FBXW7、SMAD4、CTNNB1,用Sanger测序法对部分基因突变位点进行验证。结果 110例患者中,肺癌40例,结直肠癌40例,恶性黑色素瘤30例,基因突变检出率为100%,且所有病例均至少发生3个基因突变。EGFR、FGFR3突变率均为100%,FGFR2、MAP2K1、NOTCH1突变率均为0;TP53、EGFR、KRAS突变型别多达43、15、12种,而FGFR3、ERBB4、FGFR1突变型别均有且只有1种。除了EGFR、TP53,其他基因在同一样本单型别突变率均>90%。多基因突变个数在3种癌症组间的差异无统计学意义(P>0.05)。KRAS在结直肠癌的突变率较高(P<0.01),BRAF在恶性黑色素瘤的突变率较高(P<0.01)。结论 Ion Torrent测序技术准确性高、测序时间和成本低、操作简单,适合大规模地应用于恶性肿瘤的早期筛查和诊断、个体化治疗以及肿瘤基因的临床研究。

新款桌式基因组测序仪Ion Torrent发布

2011年3月17日，Life Technologies公司在北京科技会堂举行2011年生命科学新技术报告会并发布了利用半导体芯片实现高通量测序的Ion Torrent个人化操作基因组测序仪。据介绍，Ion Torrent（PGMtu）作为以半导体芯片进行测序的技术平台属于基因组测序领域内的革新性产品。通过专有的大规模并行半导体感应器，

科学家用半导体膜模拟生物离子通道

美国Illinois大学的科学家们设计出一种半导体膜能够提供比生物膜更优秀的弹性和电学性能。这种由薄硅层掺杂而成的膜还能够应用在单分子探测、蛋白过滤、DNA测序等领域中。

关科学家设计出硅半导体膜

美国伊利诺斯大学研究人员表示，他们设计出一种硅半导体膜，同生物膜相比，半导体膜更富有弹性，并具有更佳的电性能。同时，他们认为，新设计的利用掺杂不同的硅层获得的固体膜具有广泛的应用前景，其中包括单分子探测、蛋白质过滤和DNA测序。

可替代生物膜的半导体膜问世

据媒体报道，美国伊利诺斯大学的研究人员利用掺杂不同的硅层设计出一种硅半导体膜，同生物膜相比，半导体膜更富有弹性，并具有更佳的电性能，应用前景十分广泛，可用于单分子探测、蛋白质过滤和DNA测序等。