人全基因组重测序

DNBSEQ测序平台

        华大基因DNBSEQ测序平台采用的是DNB（DNA Nanoball ，DNA纳米球）^[1]核心测序技术，独特的线性扩增模式。

        DNB技术是目前全球少有的能够在溶液中完成模板扩增的技术，能够在扩增过程避免错误累积的发生，有效提高测序准确度。因为是基于滚环扩增，DNB技术不仅有效增加了待测DNA的拷贝数，大大增强了信号强度，且同一个模板进行滚环复制，即使复制过程中引入单个碱基的复制错误，这个错误也不会像PCR那样把这个信号放大。

        完成模版扩增后，DNB将转载到Patterned Array（规则阵列）上。Patterned Array采用先进的纳米硅半导体精密加工工艺，使用率高，单位测序成本更低。DNB是在溶液里面提前扩增完成的，在loading过程中没有聚合酶、引物和dNTP等PCR条件，所以华大自主测序平台从测序原理上有效的避免了大量duplicates的产生。

图1  DNBSEQ平台测序原理

 

给您选择我们的八个理由

• 稳定的产出高质量测序数据

        对随机挑选的1000+条lane DNBSEQ平台 WGS数据质量值进行统计分析，下机Raw data Q20平均值为96.16%，Raw data Q30平均值为87.86%。

图2  1000+条lane WGS序质量统计

• 低duplicates获更多有效数据和更高覆盖度

        Duplicates低，用更少的数据量，得到更多的高准确和高覆盖度的比对数据，可以发现更多变异位点，有助于挖掘疾病的低频和罕见突变，获取更加全面的基因组变异信息。

表1  主流二代测序平台标准品duplicate比率、有效测序深度及覆盖度比较

Sample	X 测序平台	N测序平台	DNBSEQ平台
Raw bases (Mb)	99998.92	100001.72	100236.61
Clean bases (Mb)	96314.26	98955.15	99886.02
Mapping rate (%)	99.61	98.68	99.47
Unique rate (%)	87.18	86.41	93.31
Duplicate rate (%)	9.65	10.15	3.02
Mismatch rate (%)	0.8	0.51	0.48
Average sequencing depth (X)	29.08	29.52	32.8
Coverage (%)	99.06	99.06	99.1
Coverage at least 4X (%)	98.57	98.43	98.62
Coverage at least 10X (%)	97.77	97.2	97.67
Coverage at least 20X (%)	91.8	89.45	92.97

 

• 高精准度和敏感度的变异结果

        已发表文章结果显示，BGISEQ-500自主平台与HiSeq 2500测序平台变异检测的精准度（Precision）和敏感度（Sensitivity）相当[2]。

表2  BGISEQ-500与HiSeq 2500变异精准度和敏感度比较^[2]

SNP	BGISEQ-500	HiSeq 2500
Precision	99.78%	99.86%
Sensitivity	96.20%	96.60%

 

• 罕见突变检出率及与芯片分型的一致率高

        DNBSEQ平台变异结果与Illumina Human Omni基因分型芯片评估，结果表明罕见突变检出率高，且检出的罕见突变与芯片分型结果的一致性高。

表3  DNBSEQ平台 30X rare SNP detection rate

Genotyping chip	MAF	NO. of rare SNP	NO. of detection	NO. of concordance	检出率	一致率
OMNI	< 2%	7414	7142	7132	96.33%	99.86%
OMNI	< 1%	3151	3025	3018	96.00%	99.77%
OMNI	< 0.5%	1129	1075	1070	95.22%	99.53%

 

• 无Index hopping担忧

        DNBSEQ测序仪利用独特的DNA纳米球（DNB）技术，仅使用单个index就实现了前所未有的0.0001％至0.0004％低样本错误分配率。用水代替DNA，加入index，增加空白对照，DNB测序平台发生错误匹配的概率为36 million reads分之一，即0.0000028％[3]。

图3  不同测序技术的index hopping比例

• 满足多种样本类型的需求

        DNBSEQ平台WGS数据来源样本种类多样，其中包含福尔马林固定石蜡包埋( Formalin Fixed and Paraffin Embedded，FFPE)样品、单细胞样品、血液样品、基因组DNA样品、唾液样品、常规冷冻保存的新鲜组织样品等。常规基因组建库测序成功率为99%，对于降解样品如FFPE等，建库测序成功率也在90%以上。

图4   DNBSEQ平台不同类型样本交付成功率

• DNBSEQ WGS PCR-free文库

        PCR-free建库 + DNB （DNA纳米球）核心测序技术，为您还原真实的全基因组序列。PCR-free WGS 高质量InDel从75%提升到86%，而低质量InDel从12%降低到3%[4]，PCR-free建库方法可明显提高InDel calling的精准度和敏感度。

图5  高质量、中等质量和低质量InDel在不同建库方法的分布

参考文献

[1]    Drmanac R, Sparks A B, Callow M J, et al. Human genome sequencing using unchained base reads on self-assembling DNA nanoarrays.[J]. Science, 2010, 327(5961):78-81.

[2]    Jie Huang, Xinming Liang, Yuankai Xuan, et al. A reference human genome dataset of the BGISEQ-500 sequencer. GigaScience, 2017.

[3]     Li Q, Zhao X, Zhang W, et al. Reliable Multiplex Sequencing with Rare Index Mis-Assignment on DNB-Based NGS Platform. bioRxiv, 2018: 343137

[4]    Han F, Wu Y, Narzisi G, et al. Reducing INDEL calling errors in whole genome and exome sequencing data[J]. Genome Medicine,6,10(2014-10-28), 2014, 6(10):89.

华大科技于2012年完成整合，致力于成为全球生命科学研究机构的首选科技服务商，为从事生命科学研究的机构和企业提供高质量、行业领先的基因测序、质谱、合成生物学、生物数据库、云计算等标准化的技术服务和综合的全流程解决方案。 目前，公司服务已经覆盖了全球100多个国家和地区，拥有7,000多位合作单位，为25,000多位行业联系人提供了杰出技术支撑与服务，更通过深度合作完成了一系列大型基因组科研计划和国际多边合作项目。科研积累上，截至2020年9月底，公司累计参与发表近1,500篇文章，其中CNNS 120+。截止2022年3月，华大自主测序平台DNBSEQTM 助力发表2,013+篇高质量文章，影响因子合计8,800+，并实现CNS三大主刊发文。