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基因芯片產(chǎn)生于上世紀(jì)90年代，通過在微小芯片上合成成千上萬個(gè)長(zhǎng)度為幾十個(gè)堿基的探針來實(shí)現(xiàn)對(duì)全基因組基因信息的檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)目的的不同，基因芯片可分為SNP芯片，拷貝數(shù)檢測(cè)芯片，RNA表達(dá)檢測(cè)芯片和甲基化檢測(cè)芯片等。基因芯片技術(shù)平臺(tái)主要由以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1.     芯片基于已知序列信息進(jìn)行探針設(shè)計(jì)，以堿基互補(bǔ)雜交，通過檢測(cè)熒光表達(dá)來進(jìn)行序列識(shí)別和豐度評(píng)判。因此，基因芯片是封閉系統(tǒng)，只能檢測(cè)已知物種；

2.     芯片檢測(cè)經(jīng)歷近30年的發(fā)展，檢測(cè)技術(shù)和后期分析方法成熟，數(shù)據(jù)易讀性強(qiáng)。芯片可實(shí)現(xiàn)在短期內(nèi)拿到大樣本的數(shù)據(jù)信息；

3.     芯片以雜交和熒光檢測(cè)為基礎(chǔ)，這么多年的實(shí)踐證明，通過芯片檢測(cè)篩到的差異基因，后期通過 qRT-PCR等手段驗(yàn)證的吻合率還是很高的；

4.     芯片性價(jià)比高。基于堿基互補(bǔ)雜交原理，以轉(zhuǎn)錄組檢測(cè)為例，一張基因芯片可以實(shí)現(xiàn)mRNA，lncRNA，circRNA不同種類的RNA全基因組檢測(cè)。因此，只要一個(gè)樣本的總RNA量大于200 ng，一張芯片即可檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)多類RNA分子的表達(dá)情況。

以二代測(cè)序技術(shù)為標(biāo)志的高通量測(cè)序技術(shù)發(fā)展于2000年以后。經(jīng)歷了短短的十幾年發(fā)展，測(cè)序技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)，（1）以Illumina測(cè)序平臺(tái)為主導(dǎo)的二代測(cè)序平臺(tái)，檢測(cè)通量越來越大，檢測(cè)時(shí)間越來越短，成本越來越低；（2）測(cè)序技術(shù)已由二代向三代，四代進(jìn)化。三代測(cè)序平臺(tái)已實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)片段序列檢測(cè)，通量和檢測(cè)范圍更加廣泛；（3）目前高通量檢測(cè)平臺(tái)還是以二代測(cè)序平臺(tái)為主，三代測(cè)序平臺(tái)初具雛形，四代平臺(tái)還在成長(zhǎng)。以二代測(cè)序?yàn)榇淼母咄繙y(cè)序技術(shù)，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1.     測(cè)序是開放檢測(cè)平臺(tái)，無論是已知物種，還是未知物種，只要有核酸序列，都可通過建庫來進(jìn)行檢測(cè)；

2.     測(cè)序不受已知背景知識(shí)影響，通過測(cè)序平臺(tái)，可以發(fā)現(xiàn)新的序列，新的突變與基因轉(zhuǎn)錄本等信息；

3.     測(cè)序覆蓋范圍的大小與數(shù)據(jù)量相關(guān)，對(duì)于低表達(dá)豐度的基因或者稀有突變，需要足夠的測(cè)序深度才能發(fā)現(xiàn)；

4.     測(cè)序?qū)τ谔厥廪D(zhuǎn)錄組成員檢測(cè)需要特殊處理，如lncRNA需要鏈特異性建庫，circRNA最好在建庫前先用RNase R消化線性RNA，單獨(dú)富集circRNA后再進(jìn)行建庫。

那么，這兩個(gè)技術(shù)平臺(tái)在醫(yī)學(xué)及科研領(lǐng)域的運(yùn)用情況是怎么樣的呢？

A．從實(shí)際情況來看，雖然目前大家運(yùn)用測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)的勢(shì)頭越來越高，但是，在樣本量大的情況下，特別在臨床研究中，芯片由于檢測(cè)速度快，數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單快捷而受歡迎。相比而言，測(cè)序由于目前的分析方法的復(fù)雜與數(shù)據(jù)分析策略的多樣性而稍遜風(fēng)騷。

B．有關(guān)這兩個(gè)技術(shù)的官方研究比較主要基于SEQC項(xiàng)目。從SEQC發(fā)表的有關(guān)兩種平臺(tái)對(duì)于疾病預(yù)后預(yù)測(cè)，安全性評(píng)價(jià)，基因標(biāo)簽可轉(zhuǎn)移性等角度的研究可以看到，芯片和測(cè)序的檢測(cè)效果是類似的，具有很高的一致性和可重復(fù)性。因此，從目前的角度來說，這兩個(gè)平臺(tái)在技術(shù)層面上用于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)檢測(cè)不相上下。

C.  從實(shí)際檢測(cè)效率和后期驗(yàn)證情況來看，有一系列的文章通過實(shí)際數(shù)據(jù)顯示，芯片在轉(zhuǎn)錄組層面檢測(cè)靈敏度大于測(cè)序。在針對(duì)轉(zhuǎn)錄組表達(dá)檢測(cè)時(shí)，目前市場(chǎng)上主推的6G數(shù)據(jù)量的RNA-seq，對(duì)于檢測(cè)高豐度基因，是足夠了，但是，當(dāng)面對(duì)中低表達(dá)豐度基因時(shí)，它的靈敏度就沒有芯片好了。因此，在針對(duì)轉(zhuǎn)錄組檢測(cè)時(shí)，特別是針對(duì)表達(dá)豐度更低的基因時(shí)，目前市場(chǎng)上主流的推薦數(shù)據(jù)量得到的數(shù)據(jù)，質(zhì)量相對(duì)來說還是稍微比芯片差一些。

D. 從針對(duì)特殊檢測(cè)對(duì)象的來說，測(cè)序的技術(shù)原理導(dǎo)致其分辨率低于芯片。如lncRNA的檢測(cè)，測(cè)序是通過測(cè)到序列，進(jìn)行拼接和分析來反應(yīng)是否存在某個(gè)lncRNA，是否在樣本間有差異。那么問題來了，有些lncRNA和mRNA是有很多的重疊區(qū)域，而lncRNA的本身表達(dá)豐度低導(dǎo)致不可能對(duì)一個(gè)lncRNA的所有堿基都測(cè)到。因此，在這種情況下，就無法把lncRNA和mRNA進(jìn)行精確區(qū)分而流失很多信息。而芯片就不同了，由于芯片是針對(duì)每一個(gè)lncRNA和mRNA的特異性區(qū)域設(shè)計(jì)的探針，所有就能進(jìn)行特異性的區(qū)分了。因此，就這個(gè)角度來說，針對(duì)一些特殊RNA成員，如非編碼RNA，芯片還是有明顯優(yōu)勢(shì)的。

由此可見，就現(xiàn)階段來說，至少在3-5年內(nèi)，我們還不會(huì)看到高通量基因芯片和測(cè)序技術(shù)之間的顯著差異。就未來的發(fā)展來說，芯片可以繼續(xù)發(fā)揮樣本通量高，檢測(cè)速度快，分析簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)；而測(cè)序隨著技術(shù)的進(jìn)一步進(jìn)化和分析方法的進(jìn)一步完善，將會(huì)有更加廣闊的運(yùn)用前景。

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