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专注捕获和精准建库方案 | 对话首都儿科研究所陈晓丽等专家,揭秘安捷伦特色NGS测序产品

左:首都儿科研究所陈晓丽研究员

中:安捷伦诊断与基因组学事业部NGS产品线全球市场总监Jimmy Jin先生

右:安捷伦诊断与基因组学事业部临床事务(亚太)总监Charmian Cher女士

随着科学的发展,传统的Sanger测序已经不能完全满足研究需求,科学家需要费用更低、通量更高、速度更快的测序技术,第二代测序技术(NGS)应运而生。安捷伦的NGS测序技术产品和应用主要集中于靶向捕获方案与生物信息学分析工具,在近期召开的“安捷伦二代测序专题研讨会”上,测序中国对话了安捷伦产品用户、首都儿科研究所医学遗传研究室陈晓丽研究员,安捷伦诊断与基因组学事业部NGS产品线全球市场总监Jimmy Jin先生和安捷伦诊断与基因组学事业部临床事务(亚太)总监Charmian Cher女士,就NGS测序技术临床应用、安捷伦的测序产品特色、临床转化和业务拓展以及未来发展规划等多个问题进行了深入探讨,为大家揭开安捷伦低调、神秘的面纱。

专注捕获和精准建库方案,全流程服务助力临床研究

目前,目标序列区域捕获建库是临床应用的主流处理方案。进行全基因组测序不仅耗费时间和精力,还会包括很多冗余且无临床价值的数据,因此捕获特定区域进行检测是一种高效且低成本的实验方案,后续通过文库制备后,即可上机测序,快速且经济,而安捷伦靶向捕获产品享誉全球,在NGS靶向捕获领域占有最高的市场份额。

在癌症、遗传病、发育障碍等疾病的临床研究过程中,会应用多种基因组学技术,如基因芯片、NGS测序等。作为安捷伦的忠实用户,致力于儿童神经发育障碍研究的陈晓丽研究员表示,2008-2011年期间,她在波士顿儿童医院吴柏林教授和James F Gusella教授的实验室进行博士后培训,开始从事该疾患的临床遗传研究,也是在那时开始接触安捷伦的基因芯片和NGS捕获产品,在使用过程中,发现安捷伦的探针技术具有很好特异性,在进行基因重组断点研究工作上有很大优势,基于这些探针,安捷伦的NGS测序产品SureSelect靶向捕获在科研和临床研究都很实用。陈晓丽研究员回国后,曾在安捷伦官方网站(https://earray.chem.agilent.com/suredesign/)利用特异探针定制了一款针对神经发育障碍的X染色体高密度探针芯片,并在2014年开始使用其外显子测序产品。

此外,她还讲到:“今年我们研究团队将申请一个国际合作项目,研究非编码序列区域突变对儿童神经发育的影响,我们还会继续使用安捷伦的测序产品和服务,希望新技术能够尽快实现临床转化,实现早发现早治疗。”

对于陈晓丽研究员提到的安捷伦的测序产品与服务,来自安捷伦的Jimmy Jin先生和Charmian Cher女士向测序中国进行了进一步的补充和介绍。

安捷伦SureSelect靶向捕获产品,图片来源:安捷伦

2009年,安捷伦推出了业界第一个外显子组测序产品,并相继推出了第一个用于临床科研的外显子组,第一个开发了分子标签建库技术,所以在某种程度上,作为中游企业的安捷伦起到了推动基因测序市场发展的作用。目前,安捷伦在全球市场的二代测序产品主要分为四部分,包括NGS靶向捕获及建库、自动化平台、NGS QC、生物数据解读。值得骄傲的是,已有超过50种孟德尔遗传病是通过安捷伦SureSelect靶向捕获技术发现的。同时SureSelect 靶向捕获系列产品除全外显子外,还可用于肿瘤研究及低频突变检测,并在全基因组水平同时实现CNV、Indel、SNP等一体化捕获,具有起始量低、灵敏度高、覆盖率高、工作流程简化等优点。此外,2012年,安捷伦收购了丹麦癌症诊断公司Dako,将传统病理与基因组学结合,加强分子病理研究,为癌症诊断开发产品,助力临床诊断。

Jimmy Jin讲到:“几年前,安捷伦收购了专注数据分析解读的Cartagenia公司,新开发的Alissa临床信息学平台,可进行变异分析解读,所以目前安捷伦的产品涵盖了从样本制备、QC、捕获到最后数据分析解读的整个流程,为用户提供全方位一体化的解决方案。”

关于服务方式,Charmian Cher表示,安捷伦在中国通过专门的销售团队直接面向客户,也会与第三方企业机构建立合作关系,帮助研发基因检测panel,此外,安捷伦的定制服务非常强大,其中定制化RNA探针一直广受好评,基因检测机构和实验室可以根据自己的需要灵活地定制特异性检测panel,从而与自己的竞争对手区分开来,提高竞争力。

面对层出不穷的基因组高通量新技术,陈晓丽研究员认为,现在很多高通量技术已经成为常规应用技术,但不同技术并不具有排他性,在应用过程应该是相互补充融合的。“在做WES(全外显子组测序)临床诊断的研究过程中,我们有时也使用安捷伦基因芯片来寻找致病性评估证据,比如芯片中 CNV区域结合SNV,ROH区域结合SNV。”

开发中国特色产品和服务,合作共赢

随着基因测序技术的不断发展,国内外涌现出大批基因测序公司,在这种环境下,安捷伦在开拓中国市场过程中,主要为基因测序公司和机构提供产品和服务,Charmian Cher表示:“安捷伦也与多家公司合作共同开发技术和产品,共同促进测序技术临床转化,实现合作共赢。”2017年,安捷伦与专注肿瘤基因检测的燃石医学展开合作,为其提供SureSelect定制癌症基因Panel,与国内企业的广泛深入合作,促进了安捷伦的技术产品化、本土化,进而应用于临床。

为开拓中国市场,安捷伦进行了多方面努力和投入。Jimmy Jin和Charmian Cher向测序中国介绍到安捷伦的主要投入可分为四个方面:第一人员投入,安捷伦专门为开拓中国市场设立了职位,一年内工作人员翻了一倍;第二销售方式,根据中国市场特色调整销售模式;第三产品研发,安捷伦正在投入大量精力研发针对中国市场、具有中国特色的测序产品;第四战略布局,随着经济的不断发展和测序市场规范化,中国测序市场发展增速明显,具有很大的发展潜力,所以安捷伦公司非常重视中国市场的开拓与发展。

尤其在产品研发方面陈晓丽特别有共鸣,她说到,不同人种的进化差异会导致明显的易感基因差异、特定位点突变频率不同、基因突变表观差异等,随着NGS开展,越来越多家庭内的特异基因变异会被发现,而目前大多基因数据库和测序产品设计都是基于国外人群的基因数据,因此开展NGS研究或者临床诊断都需要注意以上现象,这样才有助于提升中国人遗传疾病诊断的效率和精准程度。

布局临床转化,技术与实践结合

近年来,遗传学的大力发展离不开测序技术的突破,然而新技术只有与临床实践良好结合,实现技术转化,才能实现其价值。陈晓丽认为,新技术的出现并不意味着传统技术的过时,如将安捷伦NGS测序技术与芯片结合,能够更均一更准确地验证和解读CNV和SNV。多种技术联合使用,互相补充,更加有利于临床应用转化,同时安捷伦的定制芯片和探针也为临床研究节省了大量的时间和精力。

随着技术的不断进步和市场的不断发展,安捷伦的服务已经逐步生成一条从技术到解决方案的服务流程。对于技术的临床转化,Jimmy Jin向测序中国介绍到,中国可能是世界范围内NGS技术研究应用最集中的国家,但目前大多仅集中在科研机构和基因测序公司,但未来5年内,NGS技术很可能会向更多医院转化,因此加快技术的临床转化及应用势在必行。

陈晓丽谈到,一种新测序技术在应用于临床诊断之前,需做好转化研究。这个转化研究涉及两步验证工作,首先是实验室验证性研究:将新测序技术转化成标准化临床检测项目,利用既往金标准技术和新测序技术同期开展检测,利用正规统计方法(比如一致性检验)了解新测序技术的敏感性、特异性;然后是临床应用性研究:临床招募待诊或诊断不明患者,利用新检测项目进行检验,确定诊断产率是否有所提高。

随着优生优育的大力推进,很多遗传病会逐渐减少,但由于脑部神经发育无法进行产前筛查,所以这类疾病目前尚不能达到三级预防。对于0至3岁的患儿,多标签为“神经发育迟缓”,而早期遗传筛查有助于早期预防脑功能残障,因此我们相信神经发育障碍仍是未来的研究热点,欧洲的发育障碍解密协作组(Deciphering Developmental Disorders)、美国华盛顿大学Evan Eichler院士、荷兰奈梅亨大学 Joris A. Veltman教授都致力于这个领域研究。去年我们开始尝试与多家权威的康复机构合作,把我们完成实验室验证研究后技术进行临床推广,证明新技术的临床价值,并逐步缩小诊断人群年龄,发现未知致病机制,助力神经发育障碍的早期临床诊断与技术转化。

但现阶段基因测序技术的临床转化仍存在很多亟需解决的问题,对此,陈晓丽表示,首先数据解读,临床医生并不知道如何解读测序数据,现在安捷伦已经开始提供高质量的数据解读服务,并提供解决方案。其次解读标准,明确致病基因及其与疾病的关系,并不断扩充完善指南标准。另外各方合作,要实现技术的临床应用需要进行大量工作,临床、第三方检测公司和测序产品服务公司等只有共同合作,优势互补,才能更好更快的实现技术的临床转化。

提供更优质服务,持续完善优化

图片来源:安捷伦

Jimmy Jin谈到:“目前,二代测序总体上还是技术型产品,要求操作人员对技术非常了解,步骤也比较繁琐,在小型实验室难以开展。”虽然目前安捷伦提供的测序产品与服务比较全面,但还有一个过程未涉及,那就是测序仪,测序技术普及也是全球的发展趋势,所以安捷伦现在正布局测序仪板块,方便更多的非专业人员使用。

用户支持是用户体验中不可或缺的一环,Charmian Cher向测序中国透漏,除不断完善已有的产品和服务方案外,安捷伦还会不断加强人员培训,即加大用户支持力度,尤其在分子病理研究的数据解读方面,使临床和实验室研究人员熟悉产品的操作流程,减少不必要的时间和精力浪费,不仅帮用户解决产品使用和技术问题,还收集需求,推动产品改进,以期得到更好的用户体验。

她表示:“所有这些努力都是为使安捷伦的NGS测序全流程服务更加完善,方便更多研究机构、企业和医院使用安捷伦产品,为用户提供更优质的全方位服务。

无论是液体活检还是实体瘤,需要的测序深度都比较深,因此未来全外显子靶向捕获市场非常广阔,所以安捷伦近期不会尝试全基因组测序等方向的产品研发,而是仍集中在靶向捕获方面,进一步深化全外显子组研究。安捷伦已经开发了多个外显子组测序产品,有丰富的经验与深厚的信息积累,安捷伦会继续利用其优势,对外显子产品、建库流程和建库方案不断优化,让它们更好地服务于基因检测、液体活检和实体瘤等不同领域。

作为生命科学、诊断领域的全球领导者,近年来,安捷伦不断推出精准建库、靶向捕获等方面的新技术、新产品,在准确性和效率方面都有非常大的提高,期待安捷伦为我们带来更多惊喜。

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本文由 测序中国 作者:陈初夏 发表,转载请注明来源!

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