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1、 高通量测序技术发展高通量测序技术成本单细胞测序在精准医疗上的意义对于大多数高通量测序，结果只是一群细胞中信号的平均值，或者只代表 其中占优势数量的细胞信息，无法反映每个细胞的基因组信息，无法反映 基因组的动态改变细胞异质性：癌症细胞、神经元细胞、生殖细胞样本稀少：循环肿瘤细胞、胚胎细胞单细胞测序技术成果2011年，Nature Methods将单细胞研究方法列为未来几年最值得关注 的技术领域之一2013年，Science将单细胞测序列为年度最值得关注的六大领域榜首2013年，Nature Methods 将单细胞测序列为年度最重要的方法学进展20151210单细胞测序技术难点WGANGS20
2、151210全基因组扩增技术（WGA）扩增成功率：直接影响检测的成功率扩增均匀性：影响CNV检测准确性扩增覆盖度：影响SNV检测种类等位基因脱口率（ADO rate）：影响SNV检测准确性20151210DOP-PCRPCR指数扩增扩增较均匀扩增偏倚性高覆盖度低20151210MDAMDA 比DOP-PCR 覆盖度高仍是一种指数扩增存在扩增偏倚性扩增不均匀20151210MALBACMALBAC是一种线性扩增降低了扩增偏倚性覆盖度提高等位基因脱扣率降低20151210均一性比较Lei Huang, et al. Annu Rev Genomics Hum Genet. 201520151210
3、ADO rateLei Huang, et al. Annu Rev Genomics Hum Genet. 201520151210MALBAC单细胞测序在癌症检测中的应用20151210MALBAC单细胞测序对单精子的研究20151210MALBAC单细胞测序对单精子的研究单精子的重组位点Sijia Lu, et al. Science. 201220151210MALBAC单细胞测序对单精子的研究Sijia Lu, et al. Science. 2012100个单精子的重组热点MALBAC单细胞测序对卵细胞的研究20151210MALBAC单细胞测序对卵细胞的研究Yu Hou, et
4、al. Cell, 2013单个卵细胞的重组位点20151210MALBAC单细胞测序对卵细胞的研究Yu Hou, et al. Cell, 2013卵细胞的重组热点2015121020151210单细胞测序在辅助生殖领域中的应用单细胞测序在辅助生殖领域中的应用遗传学检测遗传学检测极体卵裂球(8细胞期) 囊胚外滋养层细胞检测取材之活检方式检测取材之活检方式NGS在辅助生殖领域中的应用NGS在辅助生殖领域中的应用胚胎植入前遗传学筛查（PGS） 无明确的遗传性指征，目前只针对预后较差的病人。如：高龄，反复流产，反复种植失败。非刚需但市场潜力巨大。胚胎植入前遗传学诊断（PGD） 有明确的遗传性指征，
5、即家族性单基因遗传病家庭、染色体病家庭；双方携带遗传致病位点，等等；刚需但市场有限。20151210对合适人群行PGS 检测，成功率能 提高约20%。同 时降低多胎妊娠 和流产。胚胎植入前遗传学筛查（PGS）胚胎植入前遗传学筛查（PGS）57%62%72%88%35%42%57%75%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%40染色体异常比例与孕妇年龄的关系染色体异常比例与孕妇年龄的关系D3 D5胚胎植入前遗传学筛查 （PGS）胚胎植入前遗传学筛查 （PGS）2015121020151210高龄妇女（大于35岁）复发性流产多次IVF失败、多次着床失败生育过染色体异常患
6、儿严重男性因素导致的不孕PGS适应症极体卵裂球(8细胞期) 囊胚外滋养层细胞MALBAC测序在测序在PGS中的应用中的应用20151210极体检测CNVYu Hou, et al. Cell, 2013MALBAC单细胞测序在PGS中的应用-极体检测20151210MALBAC单细胞测序在PGS中的应用-卵裂球检测Jin Huang, et al. Fertility and Sterility, 201420151210MALBAC单细胞测序在PGS中的应用-囊胚检测12435挑取胚胎的不同位置分别检测将不同位置的活检样本分别使用CGH和MALBAC单细胞测序进行检测胚胎植入前遗传学诊断（P
7、GD）胚胎植入前遗传学诊断（PGD）2012年卫生部统计，我国新生儿缺陷率5.6%，单基因遗传病目前约有7000多种，累计发病率1% （约10-15万）。较常见的单基因病：遗传性耳聋、地中海贫血、杜氏肌营养不良等。单基因遗传病往往终身相伴，无法根本治愈，且在生育时往往会遗传给下一代，大部分至今尚无有效治疗手段。通过PGD筛选不含有致病位点的胚胎进行植入，从根源上杜绝遗传病及致病基因的世代传递20151210单基因病：每年仅约1000对夫妇接受到PGD目前的限制因素： 我国PGD刚起步，技术尚未成熟，流程较复杂； PGD价格昂贵，而遗传病家庭通常贫困； 目前开展PGD需要医院具备相关资质，目前仅
8、有20余家医院 具备资质，无法应对庞大的需求。 遗传咨询能力明显不足20151210胚胎植入前遗传学诊断 （PGD）现状胚胎植入前遗传学诊断 （PGD）现状MALBAC在PGD中的应用胚胎植入前遗传学诊断(Pre-implantation Genetic Diagnosis， PGD)是指在体外受精过程中，对单基因病患者的胚胎进行种植前活 检和遗传学分析，以选择无遗传学疾病的胚胎植入宫腔，从而获得 正常胎儿的诊断方法，可有效地防止有遗传疾病患儿的出生。遗传性多发性骨软骨瘤-常染色体显性致病机理：C碱基缺失造成移码家系分析：父方来源Mother母方父方20151210样本名称检测结果 TH-1异
9、常 TH-2异常 TH-3正常 TH-4正常 TH-6正常 TH-7异常 TH-8正常 TH-9异常 TH-10正常 TH-11正常 TH-12异常 TH-14异常 TH-15正常 TH-16正常 TH-17正常 TH-18异常染色体筛查结果共检测16个胚胎染色体正常：9个染色体异常：7个TH-2和 TH-14为CGH漏检CNV图致病位点检测TH-3TH-4TH-6TH-8TH-10TH-11TH-15TH-16TH-17TH-6， TH-10， TH-11， TH-16含有致病位点20151210样本名称染色体检测致病位点检测连锁分析综合结果 TH1 异常不携带验证不携带不可移植 TH2 异
10、常不携带验证不携带不可移植 TH3 正常不携带验证不携带可移植 TH4 正常不携带验证不携带可移植 TH6 正常携带验证携带不可移植 TH7 异常携带验证携带不可移植 TH8正常不携带验证携带不可移植 TH9 异常不携带验证不携带不可移植 TH10正常携带验证携带不可移植 TH11正常携带验证携带不可移植 TH12 异常携带验证携带不可移植 TH14 异常不携带验证不携带不可移植 TH15 正常不携带验证携带不可移植 TH16正常携带验证携带不可移植 TH17正常不携带验证不携带可移植 TH18 异常不携带验证不携带不可移植综合结果可移植 TH-3 TH-4 TH-17结合胚胎形态， 选择TH
11、-17进行 移植201512102014年9月19日，首例MALBAC三重确认的宝宝在北京大学第三医院诞生左一：谢晓亮；左二：乔杰；右一：汤富酬20151210第二例MALBAC宝宝20151210遗传性耳聋（ SLC26A4 常染色体隐性遗传）父亲： SLC26A4 c.1174AT携带者母亲： SLC26A4 c.1975GC携带者先证者： c.1174AT与 c.1975GC复合杂合病史： 夫妻双方表型正常，生过一个患儿，产前诊断引产两次病史： 夫妻双方表型正常，生过一个患儿，产前诊断引产两次20151210染色体检测20151210致病位点检测父源突变母源突变2512142015121
12、0样本条码非整倍体检测结果致病位点检测结果 SNP检测结果c.1174AT （exon10）c.1975GC （exon17） 01A141204ZC0146,XN无突变杂合突变携带母亲突变 01A141204ZC0246,XN无突变无突变无突变 01A141204ZC0447,XN,+22杂合突变无突变携带父亲突变 01A141204ZC0646,XN杂合突变杂合突变携带父母亲突变 01A141204ZC07扩增异常/ 01A141204ZC0946,XN,-4q杂合突变无突变携带父亲突变 01A141204ZC1046,XN无突变杂合突变携带母亲突变 01A141204ZC1246,XN无
13、突变杂合突变携带母亲突变 01A141204ZC1346,XN杂合突变无突变携带父亲突变 01A141204ZC1446,XN无突变杂合突变携带母亲突变 01A141204ZC1645,XN,-3杂合突变无突变携带父亲突变 01A141204ZC2146,XN杂合突变杂合突变携带父母亲突变 01A141204ZC2446,XN无突变无突变无突变 01A141204ZC25多条染色体异常杂合突变杂合突变携带父母亲突变 01A141204ZC2746,XN无突变无突变无突变 01A141204ZC3046,XN无突变杂合突变携带母亲突变 01A141204ZC3246,XN无突变杂合突变携带母亲突
14、变PGD检测结果已完成的常见单基因病种类遗传性耳聋GJB2、遗传性耳聋PDS、-地中海贫血、-地中海贫血、杜氏 肌营养不良、V6依赖性癫痫、脊髓延髓肌肉萎缩症、肾小管性酸中毒、肝 豆状核变性、枫糖尿病、Joubert syndrome、海绵状血管瘤、1A型腓骨肌 萎缩症、cockayne sydrome、多发性骨软骨瘤、甲型血友病、软骨发育不 全、亨廷顿舞蹈症、II型黏多糖贮积症、X连锁严重联合免疫缺陷病、血小 板增多症、表皮松解性角化过度症、2A型腓骨肌萎缩症、肌小管肌病、II 型神经纤维瘤、视神经萎缩症、苯丙酮尿症、常染色体显性遗传性多囊肾 、常染色体隐性遗传性多囊肾、噬血细胞综合征、痣样基底细胞癌综合征 、多发内分泌系统腺瘤、3型脊髓小脑性共济失调、脊髓性肌萎缩症 、 Loeys-Dietz syndrome、肥厚型心肌病、Wiskott-Aldrich综合征等等五十 多种单病结 语随着单细胞测序技术的不断发展，越来越多的患者将从中获益！
