全基因组测序(WGS)是一种通过高通量测序技术对个体或群体的全部DNA序列进行检测的技术。它不仅覆盖编码区(外显子),还包括非编码区(内含子、基因间区)、线粒体基因组以及结构变异(SV)等,能够全面解析基因组中的单核苷酸变异(SNV)、插入缺失(InDel)、拷贝数变异(CNV)和结构变异(SV)。WGS是疾病研究、遗传学分析、精准医疗和群体进化研究的核心工具。
全基因组测序技术可以检测全基因组所有区域(编码区+非编码区+线粒体),避免靶向测序的局限性,已被广泛应用于疾病、癌症的基因组研究;
可以在全基因组水平准确检测与表型高频、低频、甚至是罕见的点突变及结构变异信息;
依托专业独有的生物信息分析流程,可以满足多样化的科研需求。
1、病研究与临床诊断
(1)罕见病与遗传病
案例:全基因组测序已鉴定3000+种遗传病的致病突变(如先天性耳聋、囊性纤维化)。
应用:新生儿筛查、产前诊断(如21三体综合征)、家族性疾病的分子诊断。
(2)癌症研究
案例:黑色素瘤研究中发现紫外线诱导的C>T/G>A突变谱(PMID: 2010全基因组测序研究)。
应用:体细胞突变检测:识别驱动基因(如TP53、EGFR)、融合基因(如EWSR1-BEND2)。
治疗指导:匹配靶向药物(如BRAF抑制剂)、免疫治疗标志物(MSI、HRD)。
CUP(原发灶不明肿瘤):通过WGTS+算法(如CUPPA)定位原发灶(73%溯源率,Nature Communications 2025)。
(3)感染性疾病
案例:微生物全基因组测序用于耐药菌株溯源(如MRSA)、病毒进化分析(如HIV、SARS-CoV-2)。
应用:传染病暴发追踪、疫苗设计(如基于变异位点的疫苗靶点筛选)。
2、个性化医疗
(1)药物基因组学
案例:CYP2C19基因多态性影响抗血小板药物(氯吡格雷)疗效(Geno4ME研究,2025)。
应用:预测药物代谢能力(如华法林剂量调整)、避免不良反应(如卡马西平引发的史蒂文斯-约翰逊综合征)。
(2)预后与风险评估
案例:通过GWAS发现BMI相关基因(如FTO)与肥胖风险关联(Nature 2025)。
应用:心血管疾病、糖尿病、癌症的早期风险预测。
3、法医与司法鉴定
(1)亲子鉴定
案例:2025年,全基因组测序在亲子鉴定中实现99.99%的准确率(妙手医生)。
应用:失踪人口识别、灾害救援、刑事案件DNA比对。
(2)个体识别
案例:ctDNA测序在CUP患者中实现无创原发灶溯源(41%病例匹配病理诊断)。
应用:法医学证据分析(如微量样本DNA溯源)。
4、多组学整合
(1)转录组+基因组
案例:研究结合乳酸化修饰与转录组数据,揭示肝癌转移机制(Nat Metab 2025)。
应用:解析基因表达与表观遗传的协同调控。
(2)表观组+基因组
案例:甲基化组学与WGS联合分析,发现癌症驱动基因启动子异常甲基化(Cell 2024)。
应用:癌症早期诊断标志物开发。