Science发布DNA测序警告：数据库中存在的突变可能是实验处理造成的

一项研究指出在DNA样品中发现的一些序列变异实际上可能是由样本处理过程中的损伤造成的。有研究人员指出“文章作者来自NEB，解决问题的办法是使用NEB修复系统，因此这存在利益冲突。”但文章作者指出这只是提供了一种解决方法。

　　

生物通报道：一项研究指出在DNA样品中发现的一些序列变异实际上可能是由样本处理过程中的损伤造成的，来自NEB（New England Biolabs）的研究人员研发了一种新运算方法评估这些损伤，并建议在样品制备过程中使用DNA修复酶，用以纠正这个问题。

这一研究成果公布在2月16日的Nature杂志上，文章的作者之一Thomas Evans表示，“这种损伤比我们预期的更加普遍，”这样的错误很可能会混淆真正的低频出现的体细胞突变。

我们大家都知道，从保存时间长的旧样品，或者福尔马林固定，石蜡包埋的组织中提取的DNA样品容易发生断裂和化学修饰，导致产生活体生物中本身并不存在的突变。但是最新的研究表明，事实上，任何DNA样本都可能出现这种人为诱变的损伤，比如DNA超声处理，即利用声能来搅拌用于扩增和测序的DNA片段，就有可能诱导引发突变的氧化损伤。

这样的突变有时只在少数样品中出现，因此不会造成多大困扰。但是在癌症生物学中，目前越来越强调亚克隆识别，还有在血浆中检测自由肿瘤DNA的突变，这两者在样品中的比率都很小。“这篇文章是一个很好的警示文章，”未参与该项研究的美国纽约斯隆/凯德琳癌症纪念研究中心分子肿瘤学家Marc Ladanyi说。

NEB的研究人员Laurence Ettwiller等人设计了一种新的运算方法，计算DNA测序样本中这种损伤的程度。这一算法的基础为：超声处理期间DNA发生的氧化损伤会将鸟嘌呤转化为8-氧代鸟嘌呤（8-oxoguanine），这在测序过程中会被当作胸腺嘧啶用。

比对两条互补链的测序片段，这些变化了的鸟嘌呤就会被认为是错配位点，一条链读出胸腺嘧啶，但互补链显示的是胞嘧啶（能与鸟嘌呤配对）。另一方面，自然存在的鸟嘌呤-胸腺嘧啶突变又会出现本身配对的腺嘌呤。因此这一运算方法通过比对第一和第二测序结果，评估胸腺嘧啶的错配程度从而确定损伤的程度。

研究人员利用这种被命名为Global Imbalance Value (GIV，整体不平衡值，生物通译)的运算方法，检测了千人基因组和癌症基因组图集项目里的数据，结果发现千人基因组数据中41%都出现了指示损伤的不平衡分数，癌症基因组图集项目更是高达73%。

对此研究人员建议在制备过程中将DNA修复酶混合物加入到DNA样品中，这样能得到稳定的氧化损伤率。

“（这篇文章）提出了一个解决方法，利用酶的鸡尾酒混合物修复DNA，”Ladanyi说。 但他也指出，“文章作者来自NEB，解决问题的办法是使用NEB修复系统，因此这存在利益冲突。”

对此，Ettwiller表示虽然研究组采用的是NEB酶来修复损坏的DNA样品，但他们并不是说这将适用于所有DNA制备过程。

“我们确实在卖这种用于修复测序上游DNA的酶混合物，不过我们并不为其打包票，我们还将继续进行评估，“Evans说。

（生物通：张迪）

原文检索：

L. Chen et al., “DNA damage is a pervasive cause of sequencing errors, directly confounding variant identification,” Science, 355: 752-56, 2017.