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基因层面看药效——SMRT测序助力重要药物代谢酶类变异检测

日期:2016年1月15日 14:14

西奈山医学院近日利用PacBio测序技术开发出一种分析CYP2D6基因分型的新方法。CYP2D6基因在药物代谢中起着重要作用,参与了约25%的常见药物的代谢过程,因此在对病人进行用药治疗前,常会进行CYP2D6基因型检测,判断一些药物(例如止咳药、抗抑郁药、抗精神病药物等)是否能在病人体内发挥药效。借助SMRT测序技术,显著地提升CYP2D6检测工作准确性,让基因检测指导选药,使患者得到有效治疗。

背景及目的

由于CYP2D6基因呈现高度的多态性,具有超过100种等位基因,而且其中大多数与酶活性的降低或缺失相关,给研究带了很多困难。CYP2D6基因常会出现拷贝数变异,基因复制或者缺失导致产生的伪基因仍然与功能性拷贝基因保持着高度的序列同源性。因此,精确的预测出CYP2D6的代谢表型能有效地指导基因重复拷贝的分析,尤其是检测到功能缺失的等位基因和正常的基因活性存在的杂合情况下该基因的特点。

主要研究结果

本文中,作者利用PacBio超长测序技术对CYP2D6基因进行了靶向测定,结合SMRT测序的读长特点建立了一套特有的分析流程,包括demultiplexingBWA-MEM比对,以及独创的ALECAmplicon Long-read Error Correction)纠错流程。文章中用10DNA样本对这套分析流程进行了验证,结果显示除了得到正确的基因分型结果之外,分析中还包含了以往分析结果中所遗漏或缺失的变异信息。同时借助于SMRT测序的优势,在得到的数据中包含了更加完整的序列信息用于完善基因分型、双体型分类、确定等位基因特异性的重复序列以及检测新等位基因。

分析流程得到验证之后,研究人员又将该流程应用于14例在之前的研究中无法得到准确分析的样本。由于SMRT测序能够弥补以往测序技术的多种不足,提供更加完整的数据信息,在进行CYP2D6基因分型时达到了亚等位基因的分辨率水平,能够精确化基因分型和重复等位基因分析,同时还可以检测到新的串联重排等变异。

 

点评

文章作者认为,利用SMRT超长测序技术进行CYP2D6基因测序分析是一种创新性、可重复和可验证性的方法,这种方法可以用于描述完整基因信息特点、重复的等位基因特异性分析以及挖掘出新的等位基因。通过这种技术和分析,我们将极大地提升在科研领域和临床检测方面CYP2D6代谢表型的预测工作。

 

编译自:

http://www.pacb.com/blog/scientists-develop-more-accurate-variant-calling-procedure-for-important-drug-metabolism-enzyme-using-smrt-sequencing/

参考文献:

Qiao W, Yang Y, Sebra R. et al. Long-Read Single-Molecule Real-Time (SMRT) Full Gene Sequencing of Cytochrome P450-2D6 (CYP2D6). Hum Mutat. 2015. doi: 10.1002/humu.22936.

所属类别: 市场资讯

该资讯的关键词为:CYP2D6基因型检测  PacBio测序  药物检测  菲沙基因  SMRT测序