细胞遗传新未来l OGM技术结合NGS，探索更多变异真相（binano）

基因是遗传的基本单元，研究者通过血液、其他体液、或细胞对DNA进行基因检测使人们能了解自己的基因信息，明确病因或预知身体患某种疾病的风险。同时基因检测可以为临床医生提供更多、更精准的诊断和治疗信息，有助于患者的个体化治疗，提高疗效的同时，降低因此产生的毒副作用。

现阶段测序技术在基因组研究和诊断方面掀起了革命浪潮，但细胞遗传学实验室观察结构变异的方式鲜有变化。传统技术平台如核型分析、芯片、FISH，由于分辨率限制，需要研究者根据不同的临床检测需求进行平台选择，且在大片段结构变异上存在盲区，不能全面得到基因组倒位和平衡易位等信息。 

Bionano全基因组光学图谱技术（OGM）是一种全新的超长单分子DNA检测分析平台：检测分辨率低至500bp；可以一次检测出包含插入、缺失、重复扩展、平衡易位、倒位和非整倍体在内的全基因组范围内的结构和数目变异，一站式替代现有的细胞遗传学平台。

 BIONANO全基因组光学图谱成像系统 
 
Bionano Genomics生产的 Saphyr®系统是一款全基因组成像工具，适用于高速、高通量结构变异检测和分析，具有更高的灵敏度和特异性 
 

BIONANO案例摘选 
将全基因组光学图谱技术（OGM）、下一代测序（NGS）与 Linked-Read 新型测序技术相结合，可以解决那些仅凭全外显子测序（WES）无法评估分类的遗传疾病
 
加州大学旧金山分校（UCSF）和 Children’s Hospital Oakland（现为 UCSF Benioff Children’s Hospital Oakland）于2021年9月23日 在Nature Publishing Journal of Genomic Medicine 的同行评审期刊上发表研究表明：将Bionano Genomics 公司的全基因组光学图谱技术（OGM）和短读长测序结合使用，可提高遗传疾病研究中临床相关变异的检测能力。

Shieh 等研究人员描述了他们全基因组分析（FGA）方法。该方法采用 NGS linked-read 测序结合 OGM 对遗传疾病中发现的遗传变异进行全谱评估。

此研究表明：
• FGA 方法对结构变异和小型变异的检测效能提高了 40%（50 例中的 20 例）
• 解析出的结构变异病例数量显著增加：50% 的外显子阴性病例（8 例中的 4 例）通过确定结构变异或重排而得出新的解析
• 研究人员还在另外 60% 的病例中（30 例中的 18 例）明确检出了候选变异可用于后续进一步研究
 
在一个特定病例中，研究人员在 NHEJ1 基因中发现了一个长度为 32kb 的、罕见杂合新发内含子片段重复。因其太小且为内含子区域，微阵列分析（基因芯片）及全基因组测序（WGS）均未发现该重复序列，却很容易借助 OGM 分析的 FGA 方法识别出来。

这些发现进一步证实，FGA 方法中 OGM 和 NGS 的结合可以检测和定位结构变异（如WGS 中漏检的重复），并可在长距离范围内快速识别易位和相变异。对于患有未确诊疾病的患者，这两种技术可涵盖目前染色体分析方法 —— 包括核型、微阵列分析和短读长全基因组测序。FGA 方法可提供目前常用技术的额外信息，并可获得分辨率更高的基因组图，以供进一步研究。

正如此研究中观察到的，Bionano 公司的 Saphyr®系统弥补了 NGS 的不足，可检测所有类别的结构变异，如插入、缺失、倒位、重复、易位和拷贝数变异。因此，将二者结合使用，可帮助临床研究人员了解整个基因组，更全面地识别遗传变异，从而提高明确诊断罕见病的能力。

这项研究的结果不仅仅是强化了 OGM 的能力，它还向我们展示了，通过将基因组分析中的 NGS 和 OGM 相结合来获取更多答案以显著影响人们的生活。此研究中，50% 实验参与者的基因组中存在仅凭 WES 无法发现的临床相关变异。OGM 与借助 NGS 的 linked-read 分析相结合，帮助这些参与者揭示了关键答案。我们相信，在任何研究的最初阶段，将 OGM 和NGS 联合使用，将有助于为疾病研究揭开新的面纱，获取更多答案。祝贺Dr Shieh和他的团队在研究中取得的巨大进展。
Erik Holmlin 博士
Bionano Genomics 首席执行官

关于Bionano
Bionano 是一家生命科学仪器公司，服务于基因组分析领域。Bionano 开发并销售 Saphyr 系统——一个超灵敏和超特异性结构变异检测平台，帮助研究人员和临床医生快速找到新的诊断和治疗靶点，并建立和开发比传统细胞遗传学技术更系统、更精简和更工业化的数字细胞遗传学检测手段。Saphyr 系统包括仪器、芯片耗材、试剂和一套数据分析工具。

关于Saphyr
Saphyr 系统以100kbp-Mbp级别读长可实现超高灵敏度的结构变异检测分析和复杂基因组de novo组装。在结构变异检测领域目前广泛应用于肿瘤、白血病、遗传病、罕见病等疾病的研究。相比传统的结构变异检测工具，如核型、FISH，Saphyr 拥有无可比拟的分辨率、全基因组覆盖度，便捷的操作流程以及直观的结果呈现，对结构变异领域的难点平衡易位和倒位，可准确检出。在基因组de novo组装领域，Saphyr 帮助生物学家极大提高scaffold，提升组装质量和完整性。Saphyr 半导体芯片上有多达120,000个纳米通道，经高清CCD对所有纳米通道的DNA实时成像，每个flowcell可采集高达5T数据，软件自动将图片数据转换成分子数据，最终组装得到全基因组光学图谱。

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