Page 144 - 医学检验技术发展与创新
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医学检验技术发展与创新
Development and Innovation of Medical Laboratory Technology
量小、总体成本低的特点。因此，NGS 技术为疾病的遗传学筛查与诊断提供了便
捷的途径。另外，NGS 技术在病原微生物的快速鉴定、药物的靶向治疗以及产前
筛查等多个领域具有潜在的应用优势。
（一）测序技术的发展及性能比较
1977 年，Sanger 团队里程碑式地解密了首个噬菌体 X174 基因组（DNA 拼
接长度仅 5000 多个碱基）。在过去的几十年里，Sanger 测序无疑已经成为一种
长期而有效的 DNA 测序方法。尽管如此，该技术自身的低通量和高成本限制了
其在复杂遗传病诊断以及大规模基因组测序项目中的广泛应用。
自 2000 年初开始，测序技术得到了快速的发展。2004 年，美国生命科学
公司应用焦磷酸测序方法推出了第 1 台 NGS 仪。2006 年，Illumina 公司推出了
Solexa 测序平台。目前，该公司已经推出了多种型号的测序平台，如 MiSeq、
HiSeq、NextSeq 等系列，其中 MiSeq 系列适合于小型基因组测序，HiSeq 系列适
用于大型基因组测序。2007 年，美国应用生物系统公司推出 SOLiD 测序平台。
该平台采用五轮测序法以 4 色荧光标记寡核苷酸的连接合成为基础，测序准确
性得以提高。2010 年，美国生命科学公司和太平洋生物科学公司分别发布了半
导体测序平台和第 3 代单分子实时（single molecule real-time，SMRT）DNA 测序
平台。这 2 种测序技术与以往的基于光学信号的检测技术不同，半导体测序平
台通过半导体芯片直接感应在序列合成过程中磷酸二酯键 3’-OH 基团释放的质
子；第 3 代测序仪通过纳米孔技术记录单个聚合酶在不受干扰情况下连续合成，
其中 PacBioRSII 每次运行能够产生 60000×16 条序列，每条序列的平均长度达
8500bp。
一般来说，以上每种测序仪在序列读段长度、准确性、测序通量、价格等
多个方面存在一定的差异。焦磷酸测序平台测序读段较长，测序通量较低，成本
相对较高；Illumina 系列平台产生的读段相对较短，测序费用相对较低，应用比
较广泛；SOLiD 测序平台在通量和准确性方面相对以上 2 种类型的测序平台有明
显改善，但是测序长度更短；半导体测序平台以及 SMRT 测序平台相比其他测序
平台运行时间较短，另外单分子测序平台减少了测序前的扩增准备工作，测序读
段较长，但是测序成本和错误率都相对较高。
与第 1 代测序技术相比，NGS 技术具有以下几方面的优势：第一，通量高。
以 HiSeq X Ten 为例，每年完成人类全基因组测序的量可达到 18000 个左右。第二，
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