illumina设备及芯片介绍及临床应用

Illumina产品介绍及临床应用 主要内容 Illumina产品线SNP微阵列技术介绍硬件平台及芯片介绍临床应用总结 SNP微阵列技术介绍 3 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显带技术的局限性 细胞遗传学技术的发展 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技术的局限性 必须使用对照样本 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 比较基因组杂交 CGH 7 aCGHaSNP 细胞遗传学技术的发展 FISH Microsatellite QPCR Sequnecing aCGH 1960 s 2007 Lessthan40years 从显微镜到微阵列 传统细胞遗传学方法 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 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 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微阵列技术介绍 二 信号强度 B等位基因分析 SNP微阵列技术优势 一 aSNP可同时提供信号强弱 B等位基因分析两种报告结果 13 14 15 16 示例 SNP微阵列技术优势 二 工作流程优势 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微阵列技术优势 三 BeadArray技术 50mer 23mer 生产过程双重质控 精确稳定数据的保证 精确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 Infinium工作流程 全基因组扩增 优化的全基因组扩增降低GC偏差1000倍扩增 片段化 物理剪切 不需要酶不受位点局限 杂交 单碱基延伸 C A G T dinitrophenol labeledddNTPs biotin labeledddNTPs 染色 C C G A T T streptavidin green anti DNP red 成像 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运行对照样本高特异性单碱基延伸 硬件平台及芯片介绍 30 细胞遗传学完整解决方案 Software Arrays Instruments MeticulouslyselectedSNPsforwhole genomecoverageenhancedincytogeneticregionsandgenesEfficientdetectionofgains losses copy neutralLOH aneuploidy andmosaicism High resolutionidentificationofaberrationsandbreakpointsacrossthewholegenomeCutting edgecontentinhigh valuegenesandfunctionalregions DevelopedincollaborationwithmolecularcytogeneticistsAutomatedcross matchingandreporting Numerousoptionsforcopynumberanalysiswithgraphical table anddatadisplaysLinksto3rdpartysoftwareofferings iScanSystem HiScanSQSystem 可应用于全基因组SNP研究 特定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芯片扫描仪介绍 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 HumanCytoSNP 12芯片 Cyto 12芯片可检测的部分遗传病 HumanCytoSNP 12芯片可检测245种遗传病 区域 以上为部分举例 Omni芯片家族 MAF 5 MAF 5 MAF 2 5 MAF 2 5 MAF 1 MAF 1 iSelect定制芯片 芯片平台 技术 分析 iScan HiScan BeadArrayTechnology InfiniumAssay iSelect目前可达1百万个遗传标记 灵活添加 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 特种疾病的定制芯片 心血管 代谢疾病 免疫 肿瘤研究 12 sample 200Kmarkers B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 38 KaryoStudio软件 KaryoStudio软件 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 40 临床应用 临床应用 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 案例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 案例1 使用InfiniumCyto 12分析 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1 结论 案例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 表现型正常2 G显带分析病人 核型正常母亲 核型正常 芯片检测结果 47 母亲和胎儿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2 结论 芯片技术的临床诊断流程 49 总结 50 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 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微阵列平台优势总结 微阵列技术比较 不同品牌芯片对比 注 1 以上芯片均为各品牌临床主推芯片2 Affymetrix限制性内切酶 连接酶价格昂贵3 IlluminaCytoSNP 12芯片 iScan扫描仪 KaryoStudio2013将拿到FDA医疗器械三类认证 随即进行SFDA报批 使用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IlluminaSNP微阵列技术1 Children sHospitalofPhiladelphia CHoP 美国费城儿童医院2 CincinnatiChildren sHospitalMedicalCentre CCHMC 美国辛辛那提儿童医院医学中心3 KennedyKriegerInstitute 美国肯尼迪克里格研究所4 CentreforPreimplantationGeneticDiagnosis 美国ShadyGrovePGD中心5 VictorianClinicalGeneticService VCGS Australia 澳大利亚维多利亚州临床遗传学服务处6 H pitalLaPiti Salpetriere 法国巴黎莎尔比特尔慈爱医院7 E