作者簡(jiǎn)介：何苗，生物學(xué)博士。珠諾云醫(yī)療科技（重慶）有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院（北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院）輸血研究所研究員、碩士生導(dǎo)師，協(xié)和青年教師聯(lián)盟理事。

基因是一段攜帶有遺傳信息的DNA序列，通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來表達(dá)個(gè)體所攜帶的遺傳信息從而控制生物的性狀表達(dá)。

中心法則（The central dogma）：是指遺傳信息從DNA轉(zhuǎn)錄（Transcription）成RNA，再從RNA翻譯（Translation）成蛋白質(zhì)，即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。（圖片引用自Khan Academy）

基因檢測(cè)則是通過血液、體液或細(xì)胞對(duì)DNA進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)，通過特定設(shè)備對(duì)被檢測(cè)者細(xì)胞中的DNA分子信息作檢測(cè)，分析它所含有的基因類型和基因缺陷及其表達(dá)功能是否正常的一種方法�；�因檢測(cè)是融合了分子生物學(xué)、檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)和生物信息學(xué)多個(gè)學(xué)科的一種專業(yè)的檢測(cè)。

如何證明基因檢測(cè)的準(zhǔn)確性，業(yè)界似乎沒有找到相應(yīng)的簡(jiǎn)單易懂的說明。在此結(jié)合筆者的臨床實(shí)踐，試著與大家分享一下，讀者可能是對(duì)基因檢測(cè)比較關(guān)心的一般用戶或者專業(yè)人士，我們期待同行讀后的進(jìn)一步探討交流，以期共同推動(dòng)基因檢測(cè)行業(yè)的發(fā)展。

1所謂“檢測(cè)的準(zhǔn)確性”

當(dāng)提出“檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)嗎？”這樣的問題時(shí)，普遍都關(guān)心兩個(gè)方面：第一方面是檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；第二方面是依據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)人體健康狀況（如是否患�。┻M(jìn)行判定的準(zhǔn)確性。前者是計(jì)量學(xué)關(guān)心的問題，后者是臨床應(yīng)用問題，臨床實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的臨床應(yīng)用是最終目的。

一般來說，大眾理解的“檢測(cè)的準(zhǔn)確性”是指當(dāng)我們拿到一份檢驗(yàn)報(bào)告單時(shí)，特別是檢驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)異常時(shí)，首先考慮的檢驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn)確。在臨床實(shí)踐中，多為檢測(cè)指標(biāo)是否在正常范圍內(nèi)（如紅細(xì)胞數(shù)量），或檢測(cè)指標(biāo)的陰陽性（如乙型肝炎病毒的抗原抗體檢測(cè)）。這樣的結(jié)果是直接可讀，并在大量的既往工作中取得了臨床驗(yàn)證的指征。因此，這樣的結(jié)論可以說，絕大多數(shù)情況下符合臨床表現(xiàn)。

但這樣的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)無法沿用至基因組變異與疾病相關(guān)領(lǐng)域，這是一個(gè)新興的領(lǐng)域，是人類對(duì)未知事物探索邁出的第一步，是在黑暗中摸索石頭，并踩著過河的一個(gè)漫長(zhǎng)過程。在這個(gè)過河的過程中，我們有已經(jīng)摸得很清楚的石頭，也有摸得不那么清楚的石頭，還有摸錯(cuò)了的石頭，甚至有些地方還不知道有沒有石頭。所以要定義我們基于二代測(cè)序的罕見遺傳病分析是否“檢測(cè)準(zhǔn)確”，就不能一概而論，而需要一些詳細(xì)的梳理。

那就必須從測(cè)序原理、疾病數(shù)據(jù)庫和生物信息分析發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步幾個(gè)方向進(jìn)行闡述。

2測(cè)序原理及測(cè)序的準(zhǔn)確性

DNA測(cè)序技術(shù)，即測(cè)定DNA堿基排列順序的技術(shù)。人類基因組由腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）四種脫氧核糖核酸以不同排列組成。測(cè)定其排列順序，即可進(jìn)一步研究或改造目的片段。根據(jù)出現(xiàn)時(shí)間的先后順序，以及測(cè)序方案的不同，目前測(cè)序技術(shù)大致可分為一代測(cè)序（Sanger測(cè)序），二代測(cè)序（Illumina、Thermofisher、華大基因等）和三代測(cè)序（Oxford Nanopore Technology、PacBio等）。

歷代測(cè)序儀發(fā)展，一代測(cè)序儀明確是ABI（現(xiàn)Thermo Fisher）的Sanger測(cè)序；二代測(cè)序儀起源于Roche 454，現(xiàn)包括illumina、Thermo Fisher（Ion Torrent）、華大基因等品牌；三代測(cè)序目前主要是PacBio和ONT。但國內(nèi)最近已有2家測(cè)序公司（齊碳科技、今是科技）研發(fā)出了三代納米孔測(cè)序儀。

盡管我們用一代、二代、三代來比較容易的區(qū)分這些測(cè)序技術(shù)，但是總的來說，這些測(cè)序技術(shù)在業(yè)內(nèi)都可以細(xì)分，比如Illumina的我們稱為基于簇生成原理的高通量測(cè)序，而ONT的我們則稱為納米孔測(cè)序技術(shù)。其實(shí)，這三代技術(shù)沒有哪一種技術(shù)要優(yōu)于其他，也沒有哪一種技術(shù)在目前能將其他技術(shù)取代，而是根據(jù)具體的檢測(cè)需要在最佳的應(yīng)用場(chǎng)景得到使用，這就是目前測(cè)序領(lǐng)域的現(xiàn)狀。下面簡(jiǎn)單介紹一下幾個(gè)類型的測(cè)序技術(shù)及優(yōu)劣勢(shì)。

一代測(cè)序：Sanger法測(cè)序的原理就是利用一種DNA聚合酶來延伸結(jié)合在待定序列模板上的引物，直到摻入一種鏈終止核苷酸為止。每一次序列測(cè)定由一套四個(gè)單獨(dú)的反應(yīng)構(gòu)成，每個(gè)反應(yīng)含有所有四種脫氧核苷酸三磷酸（dNTP），并混入限量的一種不同的雙脫氧核苷三磷酸（ddNTP）。由于ddNTP缺乏延伸所需要的3－OH基團(tuán)，使延長(zhǎng)的寡聚核苷酸選擇性地在G、A、T或C處終止，終止點(diǎn)由反應(yīng)中相應(yīng)的雙脫氧而定，可通過高分辨率變性凝膠電泳分離大小不同的片段從而了解到DNA的排列順序。經(jīng)多年發(fā)展，一代測(cè)序已相當(dāng)完善，是目前所有基因檢測(cè)的國際金標(biāo)準(zhǔn)。在臨床上，所有的DNA多態(tài)性驗(yàn)證幾乎都是用一代測(cè)序完成。二代測(cè)序與三代測(cè)序也多是用一代測(cè)序來進(jìn)行驗(yàn)證。2010年以來，雖然出現(xiàn)了很多新一代測(cè)序儀產(chǎn)品，但仍由一代測(cè)序發(fā)揮其精準(zhǔn)優(yōu)勢(shì)用于臨床檢測(cè)和驗(yàn)證。