次世代(大規模平行)定序(NEXT-GENERATION (MASSIVELY PARALLEL) SEQUENCING)
近年來,高通量技術已透過「次世代」技術徹底革新了基因檢測,這些技術使 DNA 與 RNA 定序遠比傳統 Sanger 方法更快速且更便宜。此過程又稱為大規模平行定序 (massively parallel sequencing),涉及將片段化的 DNA 序列擴增以產生數千份拷貝,然後將其整批定序(見表 3.2 與圖 3.5)。
運用次世代定序的多基因套組,使得與特定表現型相關的一大群基因(例如表皮鬆解性水皰症、魚鱗癬、血管畸形 vascular malformation)能以具成本效益的方式被評估。當根據疑似遺傳性疾病病人之臨床發現所進行的單一基因或基因套組檢測無法提供答案時,WES 或 WGS 可作為下一步(表 54.6 與 54.7)。例如,對於一位有稀疏毛髮、少汗 (hypohidrosis) 與缺牙的病人,建立分子診斷的第一步是運用一組已知與外胚層發育不良相關之基因套組的針對性檢測。針對特定基因的優點在於,編碼區與部分非編碼區都能被細緻地分析,同時檢視序列異常與缺失或重複。相對地,WES 使用一個陣列來特異性地捕捉人類基因體中的蛋白質編碼(已表現)區域,這些區域僅佔遺傳物質的 1%–2%,卻含有 >85% 的致病突變。若一位外胚層發育不良的病人透過針對性檢測未發現致病性
所有這些方法都可在從各種檢體類型(例如血液、唾液、組織)萃取的 DNA 上執行,而且沒有任何一種能完全排除某特定疾病的可能性。全外顯子體定序 (WES) 僅分析已表現的區域,這些區域約佔基因體的 2%。全基因體定序 (WGS) 涵蓋較多非編碼區域,但相較於 WES 其覆蓋深度較低。對於 WES 與 WGS,來自親子三人組 (parent–child trio) 的檢體有助於判定哪些變異具致病性並提高診斷產率,並且需要生物資訊分析,以根據功能、合子性與族群頻率來過濾並排序所鑑定出的變異。
改變,WES 可讓許多其他基因的編碼區得以被檢視。目前,就鑑定隱性與顯性遺傳狀況中的致病突變而言,WES 加上對所產生資料的生物資訊分析,是比 WGS 更有效率且更具成本效益的取徑(見表 54.6)。然而,遺傳學技術正快速進展,WGS 的進一步最佳化預期將促使其在未來的使用增加。

表 54-6:次世代定序(next-generation sequencing, NGS)各選項的比較。