illumina设备及芯片介绍及临床应用

Illumina产品介绍及临床(línchuánɡ)应用共五十五页主要(zhǔyào)内容Illumina产品线SNP微阵列技术介绍硬件平台及芯片介绍临床(línchuánɡ)应用总结共五十五页SNP微阵列技术(jìshù)介绍3共五十五页操作繁杂，需较多人力，实验周期较长细胞培养有可能失败，从而无法获得结果只能检测较大片段的染色体结构异常无法分辨(fēnbiàn)亚微结构的异常对来源不明的衍生染色体无法判断G显带技术(jìshù)的局限性细胞遗传学技术的发展共五十五页用单个位点来检测某一条染色体细胞需处于间期荧光素种类有限增加探针将导致(dǎozhì)准确性的下降固定/核物质扩散仅能检测5-8条染色体FISH技术(jìshù)的局限性共五十五页必须(bìxū)使用对照样本，很难做家系分析操作复杂，结果分析复杂成本高分辨率有限不能检测拷贝数中性的染色体异常（UPD、CNLOH等），不能检测多倍体比较(bǐjiào)基因组杂交（CGH）共五十五页7aCGHaSNP共五十五页细胞遗传学技术(jìshù)的发展FISHMicrosatelliteQPCRSequnecingaCGH1960’s2007Lessthan40

yearsKaryotyping共五十五页从显微镜到微阵列传统细胞(xìbāo)遗传学方法++芯片细胞遗传学检测

在全基因组范围内进行高分辨率检测

操作方便

检测周期短

检测成本低

结果更可靠

获得信息量更大

结果判定准确，不依赖主观判定共五十五页5’-ACTGGGAATCCCGAAGTGTGCTGATTACA-3’SNP是正常存在的遗传变异SNP在人类基因中大约存在1000万个SNP在人群中稳定遗传SNP在基因组中的相对高频分布，非常适合用于关联分析SNP是决定(juédìng)人类疾病易感性和药物反应差异的主要因素T单核苷酸多态性（SNP），主要(zhǔyào)是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。

SNP微阵列技术介绍（一）共五十五页将大量SNP位点序列采用特殊方法固定在厘米见方的硅芯片上，获得高密度的SNP微阵列，然后与样品杂交，通过激光扫描、软件分析获得结果(jiēguǒ)。SNP微阵列技术用于产前诊断的操作步骤：1.DNA提取2.全基因组扩增3.微阵列杂交4.扫描和数据分析5.报告SNP微阵列技术(jìshù)介绍（二）共五十五页正常缺失冗余单亲二倍体

(信号强度)(B等位基因分析(fēnxī))

SNP微阵列技术(jìshù)优势（一）aSNP可同时提供信号强弱、B等位基因分析两种报告结果共五十五页13共五十五页14共五十五页15共五十五页16示例(shìlì)共五十五页G显带FISHPCRCGH微阵列SNP微阵列多倍体√有限

√×√单亲二倍体××××√非整倍体√×√√√三体性√×√√√单体性√×√√√缺失有限√×有限√易位有限有限×有限有限插入有限×××√重复有限√×√√倒位有限×××√SNP微阵列技术(jìshù)优势（二）共五十五页工作流程优势(yōushì)：工作流程简单50-NT杂交极高的可重复性(>99.9%)极高的检出率(>99%)检测所需试剂均在即用试剂盒

中，无需额外配制SNP微阵列技术(jìshù)优势（三）共五十五页BeadArray

技术(jìshù)共五十五页ProbeAddressMicrowells50mer23mer共五十五页生产(shēngchǎn)过程双重质控，精确稳定数据的保证精确(jīngquè)全长序列探针高杂交特异性100％质量检控QC定制灵活每种微珠约～30个重复，消除系统随机误差，确保数据高重复性。共五十五页Infinium工作(gōngzuò)流程INFINIUMPROTOCOL1MakeamplifiedDNAGENOMICDNAIncubateamplification2FragmentamplifiedDNA3Precipitate&resuspend4PrepareBeadChip5HybridizesamplesonBeadChip6Auto-callgenotypesandgeneratereports9ImageBeadChip8Extend/StainsamplesonBeadChip7DAY3DAY2DAY1共五十五页全基因组扩增优化的全基因组扩增降低(jiàngdī)GC偏差1000倍扩增共五十五页片段(piànduàn)化物理剪切，不需要(xūyào)酶不受位点局限共五十五页杂交(zájiāo)GGCTAA共五十五页单碱基延伸(yánshēn)GGCTAACCGATTCAGTdinitrophenol-labeledddNTPsbiotin-labeledddNTPs共五十五页染色(rǎnsè)CCGATTstreptavidin-greenanti-DNP-redanti-streptavidin-biotinanti-Ab-DNP共五十五页成像CCGATTINTENSITYINTENSITYINTENSITY共五十五页TheInfiniumHDAssay不受限制的位点选择自由选择最容易检测的，所代表信息量最大的SNP来检测经广泛验证的方法高重复性(>99.9%)高检出率(>99%)便捷、可自动化的流程无需(wúxū)运行对照样本高特异性单碱基延伸共五十五页

硬件平台及芯片(xīnpiàn)介绍30共五十五页细胞(xìbāo)遗传学完整解决方案HumanCytoSNP-12HumanOmni1-QuadSoftwareArraysInstrumentsMeticulouslyselectedSNPsforwhole-genomecoverageenhancedincytogeneticregionsandgenesEfficientdetectionofgains,losses,copy-neutralLOH,aneuploidy,andmosaicismHigh-resolutionidentificationofaberrationsandbreakpointsacrossthewholegenomeCutting-edgecontentinhigh-valuegenesandfunctionalregionsDevelopedincollaborationwithmolecularcytogeneticistsAutomatedcross-matchingandreportingNumerousoptionsforcopynumberanalysiswithgraphical,table,anddatadisplaysLinksto3rdpartysoftwareofferingsiScanSystemHiScanSQSystem共五十五页

可应用于全基因组SNP研究，特定(tèdìng)疾病研究及全基因组基因表达的研究采用激光共聚焦扫描，具有532nm和658nm两个激发光源快速检测样本：全基因组表达芯片2min/样本；全基因组SNP芯片3-13min/样本可自动进行成像定位和数据获取，无须手工校准iScan芯片(xīnpiàn)扫描仪介绍共五十五页

标签SNP位点均匀地覆盖整个基因组高密度的SNP位点标记在240多种遗传疾病的相关基因中每个芯片有30万个SNP检测位点分辨率高：平均分辨率31kb，比传统G显带核型分析(fēnxī)分辨率高1000倍

每块芯片可检测12个样本仅需200ng的样本量HumanCytoSNP-12芯片(xīnpiàn)HumanCytoSNP-12芯片共五十五页CDCS猫叫综合征Downsyndrome唐氏综合征Autism自闭症Alphathalassemiamentalretardation(OS)α型地中海贫血-精神发育迟滞综合征Noonan努南综合征Marfan马凡氏综合征PraderWillisyndromePraderWilli综合征AngelmansyndromeAngelman综合征Dandy-WalkersyndromeDandy-Walker综合征Split-Hand/FootMalformation分裂手、足畸形Neurofibromatosis神经纤维瘤Holoprosencephaly6全前脑无裂综合征6型Congenitaldiaphragmatichernia(CDH)先天性膈疝Wolf-Hirschhorn午-希二氏综合征Cleidocranialdysplasia锁骨颅骨发育不全JoubertJoubert综合征Charcot-Marie-Tooth腓骨肌萎缩症Williams-Beurensyndrome威廉姆斯博伊伦综合征Currarino三联征XYSex-reversal性反转综合征Holt-OramHolt-Oram综合征AniridiaII先天性无虹膜征II型Cyto-12芯片(xīnpiàn)可检测的部分遗传病HumanCytoSNP-12芯片(xīnpiàn)可检测245种遗传病/区域，以上为部分举例。共五十五页Omni芯片(xīnpiàn)家族OmniExpressOmni1Omni1SOmni2.5Omni2.5SOmni5Highest-throughputarraywithindustry-provenquality

atanexceptionalprice.OptimalcombinationofcommonSNPs,CNVs,andcontentfrom1kGP.TakesresearchersfromOmni1/Expressto2.5MHighcoverageofvariationfromthe1kGP~2.5Madditionalmarkersprovidingrare1kGPcontentTheultimateGWAStoolprovidingnearcompletecoverageofcommonandrarevariationMAF>5%MAF>5%MAF>2.5%MAF>2.5%MAF>1%MAF>1%共五十五页iSelect定制芯片-芯片平台/技术(jìshù)/分析iScanHiScanBeadArray

TechnologyInfiniumAssayiSelect目前可达1百万个遗传标记，灵活添加(tiānjiā)，质量一流。

iSelect适用于iScan和HiScan,并且可以和Illumina行业领先的Infinium检测技术灵活地结合。共五十五页特种(tèzhǒng)疾病的定制芯片心血管-代谢(dàixiè)疾病免疫肿瘤研究12-sample~200K

markersB型地中海贫血假肥大型肌营养不良症（DMD）脊髓性肌萎缩（SMA）神经肌肉性疾病Gaucher’s病/葡萄糖脑苷脂贮积病Fabry’s病共五十五页38KaryoStudio软件(ruǎnjiàn)共五十五页KaryoStudio软件(ruǎnjiàn)1.与分子细胞遗传学家合作开发2.界面非常简单，可用于加载,显示和数据分析3.自动扫描染色体畸变4.在检测中可以根据染色体畸变的程度设置阈值5.提供已发现区域的简单的数据表6.整合的染色体浏览器：对比已知区域，展示出已发现染色体畸变的区域展示出全部(quánbù)的染色体或者仅展示感兴趣的区域方便地放大和缩小，便于查看细节共五十五页40临床(línchuánɡ)应用共五十五页临床(línchuánɡ)应用1.胚胎植入前遗传学诊断/筛查2.孕前染色体检查取外周血2.1不孕不育：+mark；性染色体异常,45，XO/47,XXY,Y微缺失等2.2习惯性流产：各种易位型2.3本身遗传缺陷或生育过缺陷儿：各种易位；微重复/微缺失3.产前诊断取孕早期绒毛、羊水、脐血

3.135岁以上的高龄(gāolíng)孕妇

3.2唐筛高危3.3B超异常：发育迟缓、NT异常等3.4自然流产或不良孕产史3.5平衡易位携带者，遗传病携带者，不良家族遗传史3.6不良接触史流产组织遗传学分析取流产绒毛、胎儿组织等遗传病检测：儿科精神发育迟滞（MR），多重先天性异常(MCA)，自闭症谱系障碍(ASD),微缺失/微重复综合征,单亲二倍体综合征共五十五页案例(ànlì)1-染色体的重复1.病人：两岁男童；先天性畸形；发育迟缓；原因(yuányīn)不明父母：表现型正常2.G显带分析

病人：11号染色体异常；常规G显带技术检测报告为“dup(11)(q)”；

表现型不正常母亲：11号染色体异常；表现型正常为何孩子先天性畸形而母亲表现型正常呢？这对于这个家庭以后的生育状况意味着什么呢？共五十五页案例(ànlì)1-使用InfiniumCyto-12分析共五十五页共五十五页1.造成孩子这种表型的原因遗传了1号染色体的重复2.为父母解除困惑可以(kěyǐ)解释为何他们的孩子会患病可以确定再发的风险3.临床遗传学家就可以指导这对父母

如何优生优育

3.1预防产前诊断/产前筛查胚胎植入前遗传学筛查/诊断3.2家族性预防调查母亲的家系，防止这种情况在兄弟姐妹的孩子中再发生案例(ànlì)1-结论共五十五页案例(ànlì)2-多态性携带1.病人：胎儿华大无创产前诊断提示chr213M的重复父母(fùmǔ)：表现型正常2.G显带分析

病人：核型正常

母亲：核型正常共五十五页芯片检测(jiǎncè)结果47共五十五页母亲和胎儿(tāiér)携带有同样的重复片段，可认定为多态性如后期B超未发现异常，胎儿应视为正常案例(ànlì)2-结论共五十五页芯片技术的临床(línchuánɡ)诊断流程49共五十五页

总结(zǒngjié)50共五十五页1.能快速获得全部染色体畸变信息

1）检测范围广：非整倍体、多倍体、微重复、微缺失、UPD/LOH、嵌合体；2）适用样本范围广：外周血、孕早期绒毛、羊水、脐血、流产组织、胚胎单细胞；3）无论哪种样本，都能给出清晰准确的数据，结果清晰、容易判读，同时提供对应基因及疾病信息，方便临床诊断；2.检测精确度可达6kb-31kb，准确定位染色体片段位置和大小，准确检测单个基因的缺失/重复；两种结果信息，结果判读容易。3.操作简便(jiǎnbiàn)，成功率高，最快41h可以出具报告，帮助医生尽早做出诊断；PGD：41h可出结果，不影响新鲜周期胚胎移植；芯片价格低，适合临床应用，病人负担轻，科室收回成本较快；售后服务完善，从操作培训到数据分析，完善的技术支持，最快的响应时间。IlluminaSNP微阵列(zhènliè)平台优势总结共五十五页SNParray（Illumina）SNP

array（Affymetrix）ArrayCGH（Agilent）ArrayCGH（BlueGnome）非整倍体√√√√多倍体√√××微缺失/微重复√√√√单亲二倍体（UPD）√√有限，不均匀，部分芯片＞5MB有限，部分芯片＞10MB单基因突变√SNP位点少××嵌合体＞10%嵌合率＞10%嵌合率＞30%嵌合率有限客户定制芯片灵活，费用低不灵活不灵活×产前诊断√√√有限流产组织分析√√UPD有限有限PGD/PGS√多中心开展×操作困难×操作困难主要用于PGS非整倍体无创产前亲子鉴定√×××肿瘤检测√√有限×全基因组关联分析√√××微阵列(zhènliè)技术比较共五十五页不同品牌(pǐnpái)芯片对比芯片名称品牌位点数分辨率HumanCytoSNP-12Illumina30万SNP探针+940CNV探针31kbCytoScan750KAffymetrix20万SNP探针+55万非多态性探针100kbHumanCGHarray,8×60KAgilent55077个CNV探针54kbHumanCGHarray,4×180KAgilent12万CNV探针+6万SNP探针18kb注：1.以上芯片均为各品牌(pǐnpái)临床主推芯片2.Affymetrix限制性内切酶、连接酶价格昂贵3.IlluminaCytoSNP-12芯片+iScan扫描仪+KaryoStudio

2013将拿到FDA医疗器械三类认证，随即进行SFDA报批共五十五页使用(shǐyòng)IlluminaSNP微阵列技术的实验室全球有100多家分子遗传实验室在临床上使用Illumina