初心在方寸 沉淀炼本事 | 纳昂达 NEXome Core Panel 惊喜登场！

2021 年 11 月，纳昂达（南京）生物科技有限公司 (以下简称“纳昂达”) 正式发布全新自主研发的全外显子基因检测组套 NEXome Core Panel，并同时公布了详细数据。

全外显子组测序一直以来都是最为广泛的 NGS 技术之一。人类外显子组占基因组不到 2%，却包含了约 85% 的已知与疾病相关的突变。不仅如此，外显子组分布于整个基因组，还覆盖数万个高频 SNP 位点和近 2 万个微卫星位点。因此，全外显子组测序 (WES) 不仅被应用于遗传病筛查、肿瘤突变负荷等序列变异的分析，也被应用于拷贝数变异、同源重组修复缺陷检测等结构变异分析和微卫星不稳定分析等。

NEXome Core Panel (以下简称“NEXome”) 的靶区选取主要基于最新版本 Refseq (109，2021) 和 CCDS 数据库；同时也精心挑选了一些值得关注的区域，如近 240 个非编码基因；另外，基于产品延续性考虑，我们保留了部分最新版数据库中删去的争议区域。NEXome 包含约 40 万条单独合成、单独质控的单链 DNA 探针，靶向 34.7 Mb 基因组区域 (19,613 基因)。作为一款核心全外显子 Panel，可与不同的子 Panel 组合搭配，满足不同的应用需求。

NEXome 基于人类参考基因组 hg38 版本设计，也同步提供基于 hg19 的 bed 文件，以协助用户转换衔接。当以不同版本基因组进行杂交捕获数据质控，各参数表现基本一致。我们对由 hg38 转换得到的 hg19 区间进行了人工校正，防止出现例如图1 中所示的异常区域。

图1. NEXome Core Panel 提供的 hg19 区间经过了人工校正。同类产品提供的由 hg38 转换而来的 hg19 靶区包含异常区域，此处可见超过 50 kb 的区间 (红色) 并非存在真实覆盖的靶区。

由于 NEXome 探针设计较好地适应了测序平台间不同的 GC 偏好模式，可以更好地利用各个平台的优势 (如 MGI 平台的低重复率特性)。因此，无论是在 Illumina 测序平台，还是 MGI 测序平台，均有优异的捕获表现。

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图2. NEXome Core Panel 对不同 gDNA 文库的捕获表现。

A. 捕获数据比对率和捕获效率；B. 靶区域覆盖度；C. 覆盖均一性和一致性；D. GC 偏好性。利用 NadPrep^®文库构建系列试剂盒建库，以 NEXome Core Panel (6-plex) 完成杂交捕获。利用 BWA 比对到参考基因组 hg38，按照 reads 数计算。测序平台：Illumina Novaseq 6000，PE150；DNBSEQ-T7，PE150。

注：人类男性基因组 DNA (Promega-Male, G1471)；人类女性基因组 DNA (Promega-Female, G1521)。

NEXome 探针设计从捕获效率、探针覆盖区域利用效率、靶区覆盖均一性等多方面进行深入打磨，极大地提升了测序数据利用效率：

首先，结合纳昂达专利的探针风险评估流程，我们在设计层面降低风险探针，从而有效控制脱靶效应，中靶率可达 93% 以上，这是 NEXome 高数据利用率的基础 (图3 A)。

其次，结合纳昂达多年打磨的 XCapert 探针设计方案，我们将探针覆盖区域的利用率进一步提升，每百万读对 (M read pair) 可获得约 4.85x 靶区平均覆盖深度，即 16.8x/Gb 数据 (图3 B)。

另一方面，NEXome 覆盖均一性也有优秀的表现，Fold 80<1.5 (图3 C)。我们并未因为追求整体覆盖均一性参数而舍弃 NGS 天然波动较大的区域；也没有通过探针浓度的人为调整，来控制不同区域的覆盖深度，以防止过多人为因素的引入对 CNV 分析产生不可预知的影响。

图3. 不同全外显子组 Panel 对 gDNA 文库的捕获中靶率、覆盖深度和均一性比较。参考基因组 hg38，按照 reads 数计算。测序平台：Illumina Novaseq 6000，PE150。

当结合中靶率、覆盖均一性和数据利用率综合评估，NEXome 的 80% 的靶区域深度可达到 11.3x/Gb (3.25x/M read pair) 这一高效的数据利用率 (图4)。

图4. 相同测序数据量下，不同全外显子组 Panel 在 80% 靶区域可达到的覆盖深度。

作为一款核心全外显子 Panel，因参考最新基因注释数据库精心选取了靶标区域，再结合其优秀的杂交捕获表现，NEXome 即使与靶区更大的同类型全外显子相比，也可以有效覆盖到更多有重要意义的变异位点，并且覆盖也更为均一 (图5)。当然，NEXome 也可以通过搭配补充模块，进一步实现对特定数据库的全部覆盖。

图5. NEXome Core Panel实际覆盖情况示例。

以泛肿瘤 800 gDNA 标准品 (菁良，GW-OGTM800) 测试整个靶区内的变异分析能力，NEXome 表现优秀，所有变异在两个测序平台上均被检出，等位基因频率与参考值高度一致 (图6)。

图6. NEXome Core Panel 捕获数据中变异频率与标准品频率的一致性。利用 NadPrep^®文库构建系列试剂盒建库，以 NEXome Core Panel 完成杂交捕获，Vardict 进行变异分析。