全基因組測序結構變異系統性評測:多測序平台與分析軟件全面比較
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2024-02-06
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全基因組測序結構變異系統性評測:多測序平台與分析軟件全面比較


文 章(zhāng) 梗 概


近日,真邁生物合作單位南方科技大學(xué),在百年(nián)老牌期刊(1905年(nián)創刊) Journal of Biological Chemistry 上發表了題為(wèi)“Systematic evaluation of multiple NGS platforms for structural variants detection”的(de)研究成果。該研究在GenoLab M,NovaSeq 6000,MGISEQ-2000和(hé)BGISEQ-500四款NGS測序平台上對标準品NA12878的(de)全基因組測序(WGS)數據進行了結構變異(SV)檢測,探究了目前廣泛使用的(de)16種軟件的(de)準确性和(hé)偏好性。對于單一(yī)分析軟件而言,測序平台的(de)一(yī)緻性比較高(gāo),而分析軟件表現參差不齊,其中5種軟件表現相對優異。


背 景 介 紹

結構變異(structural variants,SV)是基因組中發生的(de)較大片段的(de)插入、删除、倒置等變異,結構變異是影響人類疾病的(de)關鍵基因組變化。經過二十多年(nián)的(de)發展,基于NGS高(gāo)通量的(de)特點,其在醫療領域得到廣泛應用。而在SV檢測中,測序平台和(hé)分析軟件對結果的(de)影響至關重要。近來随着新的(de)測序平台的(de)推出和(hé)分析軟件的(de)不斷更新(例如(rú)在SV檢測方面,常用的(de)檢測軟件多達80餘種),因此需要對這些分析軟件和(hé)測序平台進行全面比較,以便為(wèi)特定類型的(de)SV研究提供有用和(hé)全面的(de)指導。


*以下為(wèi)該研究成果解讀

結 果 概 要

01 基于多NGS平台的(de)WGS的(de)SV檢測

研究采用了16種常用的(de)分析軟件對各NGS測序平台的(de)WGS數據分别進行SV檢測,并進行了軟件間、平台間的(de)橫向比較分析。結果表明:分析軟件在不同的(de)測序平台上表現迥異;一(yī)緻性分析方面,測序平台間的(de)差異明顯小于分析軟件;多個NGS平台表現相當;分析軟件Manta和(hé)GRIDSS在檢測各類型SV方面綜合表現最優。


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02 各平台缺失型SV檢測結果的(de)比較

随後,研究人員選擇F-score相對較高(gāo)的(de)六種軟件(FermiKit、GRIDSS、LUMPY、Manta、TARDIS和(hé)Wham)深入評估了四個平台對缺失型結構變異(DELs)檢測的(de)準确性。結果表明:各NGS平台檢測到的(de)真陽性DELs的(de)數量相當,一(yī)緻性接近,前三的(de)分析軟件是Manta、LUMPY和(hé)GRIDSS。Manta和(hé)LUMPY在四款測序平台共有的(de)DELs最多(71.2%和(hé)73.9%)。


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03 細分DEL長(cháng)度上的(de)表現

最後,針對不同長(cháng)度的(de)DELs,評估四款測序平台和(hé)六種軟件的(de)性能。結果顯示:一(yī)些軟件在特定的(de)大小範圍內(nèi)表現良好,不同的(de)軟件存在着顯著差異。Manta檢測出SS型缺失(<100 1-100="">100 Kb)的(de)檢測具有絕對優勢。總之,LUMPY、Manta、TARDIS和(hé)GRIDSS在M和(hé)S型缺失的(de)檢測表現良好,在SS型缺失的(de)檢測中Manta相對表現最好。


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結 論

該研究的(de)創新點在于全面比較了多個NGS平台的(de)性能,為(wèi)特定類型的(de)SV研究提供了有用和(hé)全面的(de)指導。此外,研究人員發現未能檢測到的(de)SV主要來源長(cháng)讀長(cháng)的(de)數據集,這給未來更準确的(de)SV檢測提供了指導。因此,此項研究對于生物信息學(xué)SV研究,尤其是選擇适合其研究目的(de)的(de)最佳工具和(hé)平台,具有一(yī)定的(de)指導意義。


參 考 文 獻

Meng X, Wang M, Luo M, et al. Systematic evaluation of multiple NGS platforms for structural variants detection[J]. Journal of Biological Chemistry, 2023, 299(12).


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