瓶中基因组计划与测序参考材料

如今，测序人员有了一个重要的新工具来了解他们的仪器和检测表现如何，那就是美国国家标准与技术研究所（NIST）指定为“参考材料”的DNA样本。这个DNA样本最初由一位犹他州的妇女在1980年捐献，被认为是世界上研究最透彻的二倍体人类基因组。

这项工作要归功于“瓶中基因组（Genome in a Bottle）”联盟的努力。这个联盟在2012年成立，由多个联邦机构资助，其目标是产生近乎完美的基因组序列。FDA也参与资助了这一联盟。“我们当时意识到，新一代测序中有个有趣的问题，那就是没有一个基因组有参考序列，”FDA个性化医疗的主任Elizabeth Mansfield谈道。

之后很长一段时间，瓶中基因组联盟利用各种技术和计算方法，对这个NA12878的细胞系进行反复测序。目前大约80%的基因组都是高度可信的，包括两种小的遗传变异：SNP和插入缺失。

上周，NIST宣布这批DNA将作为首个基因组参考材料。实验室和技术供应商可购买这种DNA，将自己的测序结果与瓶中基因组的结果相比较。这些比较结果将检验用户分析管道的整体准确性，并有助于发现那些可以被纠正的偏向。

NA12878细胞系目前已经上市，并已成为基因组学研究界的标准。不过，参考材料所用的DNA在质量控制上要优于普通批次的NA12878细胞。为了创建参考样本，NIST单独订购了一大批NA12878的DNA，大约有8000管，就是为了控制可能自发产生的新突变。

Bio-IT World认为，首个NIST参考DNA的发布是瓶中基因组的一个重要里程碑，也可能影响新的基因组技术的设计、验证，甚至监管。目前，还没有什么公认的标准来衡量基因组检测的准确性，FDA需要协调一些个性化的计划来验证产品。

FDA也需要有明确的标准，以便更多地参与到临床实验室的监管。“作为总统精准医疗行动的一部分，目前我们正在努力开发新一代测序的新的监管途径，”Mansfield谈道。她认为，在考察测序仪或拷问多个基因的检测时，参考材料将特别有用，因为它可用于验证基因组中多个区域的序列。

现在，使用参考DNA是自愿的，未来可能也是。NIST的Marc Salit表示：“我们很有兴趣看到这些参考材料在优化测序技术上起到一定的作用，不过NIST并不打算成为FDA标准提交流程中的一部分。如果有更好的办法，我们不希望一直在提供参考材料。”

同时，瓶中基因组也有许多工作要做。他们将继续这个基因组的工作，将重点放在大的结构变异上，这可要比鉴定SNP和插入缺失要难得多。另外，其他参考样本的工作也在继续。他们计划将四个新的基因组打造成参考材料，其中三个为德系犹太人，另一个为中国汉族人。他们希望有更多的参考DNA，这样实验室就不会因单个参考基因组而跑偏。

当然，即使只有一个经过充分验证的人类基因组，也已经是迈出了一大步。“我们一开始所期待的并不是对我们的直接监管有用，而是希望这能够加速新的仪器和信息学工具的开发，它们从一开始就用已知的材料来设计，”Mansfield谈道。（生物通 余亮）