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全基因組測(cè)序結(jié)構(gòu)變異系統(tǒng)性評(píng)測(cè):多測(cè)序平臺(tái)與分析軟件全面比較
時(shí)間:
2024-01-04
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全基因組測(cè)序結(jié)構(gòu)變異系統(tǒng)性評(píng)測(cè):多測(cè)序平臺(tái)與分析軟件全面比較


文 章 梗 概

近日,真邁生物合作單位南方科技大學(xué),在百年老牌期刊(1905年創(chuàng)刊)?Journal of Biological Chemistry?上發(fā)表了題為“Systematic evaluation of multiple NGS platforms for structural variants detection”的研究成果。該研究在GenoLab M,NovaSeq 6000,MGISEQ-2000和BGISEQ-500四款NGS測(cè)序平臺(tái)上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品NA12878的全基因組測(cè)序(WGS)數(shù)據(jù)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)變異(SV)檢測(cè),探究了目前廣泛使用的16種軟件的準(zhǔn)確性和偏好性。對(duì)于單一分析軟件而言,測(cè)序平臺(tái)的一致性比較高,而分析軟件表現(xiàn)參差不齊,其中5種軟件表現(xiàn)相對(duì)優(yōu)異。


背 景 介 紹

結(jié)構(gòu)變異(structural variants,SV)是基因組中發(fā)生的較大片段的插入、刪除、倒置等變異,結(jié)構(gòu)變異是影響人類疾病的關(guān)鍵基因組變化。經(jīng)過二十多年的發(fā)展,基于NGS高通量的特點(diǎn),其在醫(yī)療領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。而在SV檢測(cè)中,測(cè)序平臺(tái)和分析軟件對(duì)結(jié)果的影響至關(guān)重要。近來隨著新的測(cè)序平臺(tái)的推出和分析軟件的不斷更新(例如在SV檢測(cè)方面,常用的檢測(cè)軟件多達(dá)80余種),因此需要對(duì)這些分析軟件和測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行全面比較,以便為特定類型的SV研究提供有用和全面的指導(dǎo)。


*以下為該研究成果解讀

結(jié) 果 概 要

01 基于多NGS平臺(tái)的WGS的SV檢測(cè)

研究采用了16種常用的分析軟件對(duì)各NGS測(cè)序平臺(tái)的WGS數(shù)據(jù)分別進(jìn)行SV檢測(cè),并進(jìn)行了軟件間、平臺(tái)間的橫向比較分析。結(jié)果表明:分析軟件在不同的測(cè)序平臺(tái)上表現(xiàn)迥異;一致性分析方面,測(cè)序平臺(tái)間的差異明顯小于分析軟件;多個(gè)NGS平臺(tái)表現(xiàn)相當(dāng);分析軟件Manta和GRIDSS在檢測(cè)各類型SV方面綜合表現(xiàn)最優(yōu)。


全基因組測(cè)序結(jié)構(gòu)變異系統(tǒng)性評(píng)測(cè):多測(cè)序平臺(tái)與分析軟件全面比較


02?各平臺(tái)缺失型SV檢測(cè)結(jié)果的比較

隨后,研究人員選擇F-score相對(duì)較高的六種軟件(FermiKit、GRIDSS、LUMPY、Manta、TARDIS和Wham)深入評(píng)估了四個(gè)平臺(tái)對(duì)缺失型結(jié)構(gòu)變異(DELs)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明:各NGS平臺(tái)檢測(cè)到的真陽(yáng)性DELs的數(shù)量相當(dāng),一致性接近,前三的分析軟件是Manta、LUMPY和GRIDSS。Manta和LUMPY在四款測(cè)序平臺(tái)共有的DELs最多(71.2%和73.9%)。


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03?細(xì)分DEL長(zhǎng)度上的表現(xiàn)

最后,針對(duì)不同長(zhǎng)度的DELs,評(píng)估四款測(cè)序平臺(tái)和六種軟件的性能。結(jié)果顯示:一些軟件在特定的大小范圍內(nèi)表現(xiàn)良好,不同的軟件存在著顯著差異。Manta檢測(cè)出SS型缺失(<100 1-100="">100 Kb)的檢測(cè)具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。總之,LUMPY、Manta、TARDIS和GRIDSS在M和S型缺失的檢測(cè)表現(xiàn)良好,在SS型缺失的檢測(cè)中Manta相對(duì)表現(xiàn)最好。


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結(jié) 論

該研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于全面比較了多個(gè)NGS平臺(tái)的性能,為特定類型的SV研究提供了有用和全面的指導(dǎo)。此外,研究人員發(fā)現(xiàn)未能檢測(cè)到的SV主要來源長(zhǎng)讀長(zhǎng)的數(shù)據(jù)集,這給未來更準(zhǔn)確的SV檢測(cè)提供了指導(dǎo)。因此,此項(xiàng)研究對(duì)于生物信息學(xué)SV研究,尤其是選擇適合其研究目的的最佳工具和平臺(tái),具有一定的指導(dǎo)意義。


參 考 文 獻(xiàn)

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).


撰稿:科研合作部 王苗

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