——cfDNA甲基化和片段化特征NGS檢測(cè)
早篩是降低腫瘤死亡率的有效途徑
全球每年有近兩千萬(wàn)癌癥新增病例和近千萬(wàn)癌癥死亡病例，而我國(guó)的癌癥患病率處于國(guó)際中等偏上水平。WHO認(rèn)為三分之一的癌癥可通過(guò)早期發(fā)現(xiàn)得到根治。相比于晚期癌癥，早期癌癥未發(fā)生轉(zhuǎn)移，更容易通過(guò)手術(shù)、放化療等手段清除，在癌癥早期進(jìn)行治療干預(yù)，有助于增加患者存活機(jī)會(huì)，減輕痛苦，降低經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。目前尚無(wú)有效治療晚期癌癥的手段，及早發(fā)現(xiàn)及早治療被認(rèn)為是處置癌癥最有效的手段，因此提升腫瘤檢測(cè)的靈敏度對(duì)于提高癌癥患者生存率具有重大意義，這其中早篩早診將會(huì)起到重要作用。
圖1 惡性腫瘤漫長(zhǎng)生長(zhǎng)（數(shù)據(jù)來(lái)源：蛋殼研究院）
檢測(cè)技術(shù)各放異彩
根據(jù) CB Insights 數(shù)據(jù)，在液體活檢的所有細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域中，腫瘤早篩是增速最快的，預(yù)計(jì) 2023 年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 3.44 億美元，復(fù)合增速 71.8%。從腫瘤發(fā)生與轉(zhuǎn)移機(jī)制看，腫瘤細(xì)胞通過(guò)被動(dòng)分泌（壞死或凋亡）與主動(dòng)分泌釋放外泌體及 ctDNA、cfRNA 等進(jìn)入血液，可在超早期探測(cè)到腫瘤信號(hào)。以 ctDNA 為代表的液體活檢技術(shù)在腫瘤早篩領(lǐng)域有較大發(fā)展?jié)摿Α榱俗粉櫮[瘤，需要區(qū)別 ctDNA 與正常 cfDNA 的區(qū)別，目前主要通過(guò)基因突變、甲基化修飾狀態(tài)、拷貝數(shù)異常，以及核小體站位等作為區(qū)分依據(jù)。
表1 部分早篩產(chǎn)品技術(shù)對(duì)比
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公司 |
產(chǎn)品 |
檢測(cè)內(nèi)容 |
病種 |
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諾輝健康 |
常衛(wèi)清 |
KRAS基因突變，BMP3/NDRG4甲基化，血紅蛋白 |
結(jié)直腸癌 |
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和瑞基因 |
萊思寧 |
拷貝數(shù)變異，末端序列特征，核小體分布，DNA片段化，5hmc等 |
肝癌 |
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泛生子 |
HCCscreen |
cfDNA甲基化及突變、AFP、DCP |
肝癌、肺癌、消化道癌癥 |
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燃石醫(yī)學(xué) |
BrELSATM |
超深甲基化靶向測(cè)序 |
泛癌種 |
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華大基因 |
華甘寧 |
25個(gè)肝癌相關(guān)基因甲基化水平 |
肝癌 |
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鹍遠(yuǎn)基因 |
常樂(lè)思 |
綜合檢測(cè)Septin9基因等多個(gè)基因甲基化區(qū)域 |
結(jié)直腸癌 |
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GRAIL |
Galleri |
多組甲基化DNA標(biāo)記 |
超過(guò)50種癌癥的泛癌種篩查 |
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Exact Sciences |
Cologuard |
KRAS基因突變，BMP3/NDRG4甲基化，β肌動(dòng)蛋白基因，血紅蛋白 |
結(jié)直腸癌 |
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Guardanthealth |
Lunar-2 |
基因組突變，異常甲基化修飾，片段組檢測(cè) |
結(jié)直腸癌 |
總體來(lái)看，早篩產(chǎn)品在NGS方面主流的技術(shù)路線主要有兩種，一種是基因甲基化特征的cfDNA甲基化測(cè)序，另一種是基于cfDNA片段化末端特征及CNV的全基因組測(cè)序?；诩谆腘GS技術(shù)通?？煞譃椴东@法或多重PCR來(lái)獲得目標(biāo)區(qū)域通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)，模型分析獲得早期腫瘤微弱信號(hào)，基于cfDNA片段化末端特征及CNV的檢測(cè)通?；诓煌愋偷幕蚪M建庫(kù)，對(duì)標(biāo)志物進(jìn)行AI算法分析，來(lái)捕捉到腫瘤早期微弱信號(hào)的差異。
不同的早篩實(shí)現(xiàn)技術(shù)各放異彩，推動(dòng)著早篩領(lǐng)域迅速發(fā)展，對(duì)于早篩產(chǎn)品，敏感性、特異性、診斷效率、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值是非常重要的產(chǎn)品指標(biāo)，因此，產(chǎn)品原料對(duì)這些性能有非常重要的影響，翌圣生物作為生命科學(xué)原料企業(yè)，通過(guò)長(zhǎng)期匠心修煉，開(kāi)發(fā)出一系列生命科學(xué)工具，和您攜手助力早篩領(lǐng)域的發(fā)展。
翌圣NGS產(chǎn)品解決方案
目前隨著生命科學(xué)及診斷產(chǎn)業(yè)持續(xù)高速增長(zhǎng)，市場(chǎng)對(duì)高質(zhì)量上游產(chǎn)品的需求日益增大，特別是疫情期間更是出現(xiàn)診斷關(guān)鍵設(shè)備和原料被卡脖子的被動(dòng)境況。伴隨中國(guó)生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)的崛起、世界范圍內(nèi)診斷行業(yè)快速增長(zhǎng)，中國(guó)工具產(chǎn)業(yè)迅速崛起。可靠的國(guó)產(chǎn)上游平臺(tái)原料工具對(duì)于下游產(chǎn)品性能有非常重要的作用。翌圣生物是一家專注于生命科學(xué)工具類產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)，在早篩領(lǐng)域，翌圣也在致力于開(kāi)發(fā)相應(yīng)的早篩產(chǎn)品上游原料，基于甲基化特征方面的甲基化建庫(kù)或者基于cfDNA片段化及末端特征的全基因組建庫(kù)，小翌分別推薦翌圣甲基化建庫(kù)試劑盒及全基因組建庫(kù)試劑盒。
甲基化建庫(kù)產(chǎn)品推薦
Hieff NGS® Methyl-seq ssDNA library Prep Kit是一款用于Illumina®測(cè)序平臺(tái)的單鏈DNA甲基化建庫(kù)試劑盒，適用于各種經(jīng)Bisulfite處理的樣本，包括gDNA、FFPE DNA、cell free DNA（cfDNA）、ChIP DNA等，可以滿足1 ng~200 ng 起始量的樣本建庫(kù)。相較于傳統(tǒng)的雙鏈DNA甲基化建庫(kù)，我們提供了一種基于DNA單鏈的甲基化建庫(kù)方法，經(jīng)過(guò)DNA變性、3’ Adapter連接、互補(bǔ)鏈延伸、5’Adapter連接及文庫(kù)擴(kuò)增，將Bisulfite處理的DNA片段最終轉(zhuǎn)化為適用于Illumina®平臺(tái)測(cè)序的文庫(kù)。本產(chǎn)品不僅更加經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也提供了簡(jiǎn)便快速的建庫(kù)流程，一般在3小時(shí)左右可以完成正常建庫(kù)。
數(shù)據(jù)展示
一、產(chǎn)量高、兼容不同類型樣本、數(shù)據(jù)展現(xiàn)好
分別以gDNA、FFPE、cfDNA為模板，進(jìn)行建庫(kù)（轉(zhuǎn)化試劑盒：EZ DNA Methylation-Gold Kit（Zymo Cat No. D5005）），和國(guó)外競(jìng)品對(duì)比，本試劑盒文庫(kù)產(chǎn)率要比競(jìng)品高（圖1）。在測(cè)序數(shù)據(jù)方面翌圣Mapping ratio(%)比競(jìng)品略高（圖2），dup ratio(%)和競(jìng)品相當(dāng)。
圖1 gDNA、FFPE、cfDNA樣本文庫(kù)產(chǎn)率
圖2 不同類型樣本Mapping ratio(%)
圖3不同類型樣本dup ratio(%)
二、捕獲后數(shù)據(jù)表現(xiàn)好
分別以gDNA、cfDNA為模板，進(jìn)行建庫(kù)及靶向捕獲（轉(zhuǎn)化試劑盒：EZ DNA Methylation-Gold Kit（Zymo Cat No. D5005）捕獲試劑：xGen Hybridization and Wash Kit（IDT Cat No. 1080577）捕獲Panel：客戶定制化Panel），和國(guó)外品牌競(jìng)品對(duì)比，本試劑盒文庫(kù)uniq ratio、On-target reads rate均明顯優(yōu)于競(jìng)品（圖4）。
圖4 gDNA、cfDNA建庫(kù)+靶向捕獲uniq ratio、On-target reads rate
全基因組建庫(kù)產(chǎn)品推薦
Hieff NGS® Ultima Pro DNA Library Prep Kit for Illumina® V2是針對(duì)Illumina®高通量測(cè)序平臺(tái)專業(yè)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的新一代建庫(kù)試劑盒。本產(chǎn)品采用高質(zhì)量的酶學(xué)組成，在前一代建庫(kù)試劑盒的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了DNA片段末端修復(fù)和加A效率，同時(shí)改善了接頭連接效率。本試劑盒采用新型的高保真酶，顯著提高擴(kuò)增均一性和保真性，可應(yīng)用于常規(guī)動(dòng)植物基因組、微生物基因組、FFPE、cfDNA、ChIP DNA等樣本，助力獲得好的測(cè)序數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)展示
一、文庫(kù)產(chǎn)出高
分別以NA12878、小牛gDNA為模板，100ng投入量進(jìn)行建庫(kù)，Yeasen產(chǎn)品與競(jìng)品對(duì)比文庫(kù)產(chǎn)率明顯高于競(jìng)品（圖1）。以5ng cfDNA為模板，進(jìn)行文庫(kù)構(gòu)建，翌圣建庫(kù)產(chǎn)量要明顯高于競(jìng)品（圖2）。
圖1 FFPE、cfDNA樣本文庫(kù)產(chǎn)量
圖2 cfDNA樣本文庫(kù)產(chǎn)量
二、保真性好
以5ng cfDNA為模板，進(jìn)行文庫(kù)構(gòu)建，Yeasen產(chǎn)品mismatch和indel率低于競(jìng)品（圖3）
圖3 cfDNA樣本mismatch和indel率
三、較低的接頭自連率
以5ng cfDNA為模板，進(jìn)行文庫(kù)構(gòu)建，Yeasen產(chǎn)品Total diff chr率低于競(jìng)品（圖4）
圖4 cfDNA樣本Total diff chr率
除了上述兩款產(chǎn)品外，翌圣還有更多性價(jià)比高的NGS相關(guān)產(chǎn)品，比如Hieff NGS® DNA Selection Beads 分選磁珠(12601ES)，可完美替代AMPure XP Beads，還有dsDNA HS Assay Kit for Qubit®等產(chǎn)品供客戶選擇。當(dāng)然客戶亦可根據(jù)自身需求，選擇建庫(kù)模塊來(lái)滿足自己的產(chǎn)品應(yīng)用。歡迎大家登錄翌圣官網(wǎng)進(jìn)行咨詢（http://www.jmdlpcb.com/）。
產(chǎn)品詳情
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類別 |
產(chǎn)品名稱 |
產(chǎn)品編號(hào) |
規(guī)格 |
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甲基化建庫(kù)試劑盒 Illumina |
12211ES08 |
8T |
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12211ES24 |
24T |
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12211ES96 |
96T |
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全基因組建庫(kù)試劑盒 Illumina
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Hieff NGS® Ultima Pro DNA Library Prep Kit for Illumina® V2
|
12197ES08 |
8T |
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12197ES24 |
24T |
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12197ES96 |
96T |
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全基因組建庫(kù)試劑盒 MGI |
13311ES16 |
16T |
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|
13311ES96 |
96T |
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純化磁珠 |
12601ES03 |
1mL |
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12601ES08 |
5mL |
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12601ES56 |
60mL |
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12601ES75 |
450mL |
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定量試劑 |
12640ES60 |
100T |
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12640ES76 |
500T |
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Illumina接頭 |
12615ES04 |
12×4 T |
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12615ES16 |
12×16 T |
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12616ES04 |
12×4 T |
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|
12616ES16 |
12×16 T |
||
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12617ES04 |
12×4 T |
||
|
12617ES16 |
12×16 T |
||
|
12618ES04 |
12×4 T |
||
|
12618ES16 |
12×16 T |
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MGI接頭 |
13360ES02 |
8×2 T |
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13360ES04 |
8×4 T |
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13360ES96 |
8×100 T |
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13361ES02 |
16×2 T |
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13361ES04 |
16×4 T |
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13361ES96 |
16×100 T |
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13362ES02 |
96×2 T |
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13362ES04 |
96×4 T |
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|
13362ES96 |
96×100 T |
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UMI接頭 |
13367ES02 |
48×2 T |
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13367ES04 |
48×4 T |
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13368ES02 |
48×2 T |
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13368ES04 |
48×4 T |
