由染色體異常和單基因變異引發的遺傳疾病，不僅影響正常生活，還給家庭和社會造成巨大負擔。如染色體平衡易位導致女性反復流產和胎兒畸形，父母若攜帶平衡易位，妊娠失敗風險達50%，子女出現染色體不平衡重排的風險為20%。單基因疾病如地中海貧血，在全球范圍內發病率較高。

傳統的胚胎植入前遺傳學檢測（Preimplantation Genetic Testing，PGT），多基于全面的家系遺傳數據進行單倍型連鎖分析，家系信息不完整或新發突變時則會受限。第三代測序（Third-Generation Sequencing，TGS）雖有優勢，但高昂成本使其在臨床中無法廣泛應用。在生殖醫學領域，遺傳疾病的精準預防至關重要，因此，亟需一種經濟、高效且精準的PGT檢測技術。

 

為解決這些問題，中山大學附屬第六醫院生殖醫學中心和江蘇億康基因科技有限公司聯合開發了一種基于自適應采樣的靶向納米孔測序（Adaptive Sampling-based Targeted Nanopore Sequencing，ASTN-seq）技術，研究成果以題為“Cost-effective and Flexible Preimplantation Genetic Testing (PGT) Using Adaptive Sampling-based Targeted Nanopore Sequencing (ASTN-seq)”于2025年1月發表在預印本medRxiv上。其中Blue Pippin用于篩選符合要求的DNA長片段，進而納米孔（Nanopore）靶向測序特定區域（Region of Interest， ROI），降低成本的同時保持高覆蓋率。Blue Pippin獨特的DNA/核酸片段篩選功能（用于取代手工切膠回收和磁珠純化回收DNA／核酸片段），精準選擇回收合適長度的DNA片段進行測序文庫的制備，有效去除雜質和不合適的片段，提高文庫構建質量及測序結果的的準確性和可靠性。

 

研究人員對源自8對夫婦的外周血DNA進行ASTN-seq，并評估了測序數據的質量，重點關注富集效率、測序深度、N50和富集倍數。在圖 1A 中，柱形圖描繪了 ROI 中測序的堿基數量和每個樣品中堿基總數，富集效率的平均值和中位數分別為 6.96% 和 6.69%。圖 1B顯示了ASTN-seq ROI的測序深度，并將其與相同數據輸出的 WGS 測序深度進行了比較。ASTN-seq ROI的平均值和中位數測序深度分別為 26.34× 和 25.33×，而WGS ROI 則分別為 3.26× 和 2.99×。圖 1C顯示了每個樣本在 ROI 中 ASTN-seq N50 的匯總數據。此外，富集倍數被定義為 ROI 中的測序深度與非目標區域的測序深度的比率，如圖 1D 所示，ASTN-seq 獲得的每個樣本富集倍數的平均值和中位值分別為10.28和8.90，遠高于 WGS 的理論值1。

 

圖1 ASTN-seq數據結果（A）富集效率，（B）測序深度，（C）N50值，（D）富集倍數，其中，個體都被標記為 “性別 - 家庭號碼”，例如，家庭1中男性和女性分別被標記為 “M-1”的 “F-1”

在個體分析中， Blue Pippin大片段DNA／核酸回收助力ASTN-seq成功檢測出各種突變，包括點突變、大片段缺失和易位等。以Family 1的F-1為例，通過Blue Pippin篩選處理的樣品進行測序分析，成功確定了平衡易位斷點以及與地中海貧血相關的突變。

在胚胎檢測方面，研究人員利用Blue Pippin處理后的樣本進行ASTN-seq，分析胚胎的拷貝數變異（CNV）和單倍型連鎖。結果顯示，該技術體系的檢測結果與二代測序（NGS）結果高度一致，保證了準確性和可靠性。例如在Family 1中，對E1-1-1和E1-1-2胚胎的分析，ASTN-seq檢測結果與NGS相符，且經過了Sanger測序（一代測序）再次驗證。

此外，在胚胎移植和產前診斷環節，Blue Pippin聯用ASTN-seq同樣有效，即成功進行胚胎移植的Family 1、Family 3和Family 5中，后續的產前診斷結果與基于NGS和ASTN-seq的PGT結果一致 。

Blue Pippin全自動切膠回收儀在ASTN-seq的PGT研究中發揮了不可或缺的作用，為遺傳疾病的檢測和預防提供了更精準、高效的解決方案。隨著技術的不斷發展和完善，Blue Pippin有望在生殖醫學領域得到更廣泛的應用，幫助更多家庭預防遺傳疾病，實現健康生育。

 

環亞生物科技有限公司作為美國Sage Science公司的全自動核酸電泳分析回收系列產品在中國區的獨家代理商，自2011年以來將Sage Science的產品線引入國內，一直為國內用戶提供專業的全自動核酸片段回收系統的安裝測試、應用培訓，技術支持與售后維護工作，贏得客戶的一致好評與信任。對于三代測序（納米孔測序、HiFi單分子測序等），Pippin系列全自動DNA/核酸片段篩選（片篩/片選）儀通過脈沖場電泳原理，可以精準的去除短片段，提高測序N50讀長，有效解決了長片段／大片段DNA靶向測序回收難的問題；Pippin Pulse脈沖場電泳儀為長片段／大片段DNA質控提供更高性價比得解決方案。

對于二代測序（NGS）等短片段DNA應用，相較于手工切膠回收和磁珠純化回收DNA片段，Pippin系列產品可以全自動的精準控制DNA篩選起點bp和終點bp，徹底去除非目的片段（如引物二聚體、非特異PCR擴增片段、酶切后的雜帶DNA等），在cfDNA／ctDNA回收（循環血游離DNA／循環血腫瘤DNA）、小RNA/small RNA文庫回收、16S文庫微生物測序回收、微量DNA／核酸回收等方向具有重要作用。

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https://doi.org/10.1101/2025.01.03.24319826

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