高通量测序技术的发展为人类疾病机制研究、遗传病诊断、产前筛查与诊断、肿瘤诊断与治疗等带来了新的应用机遇。全外显子组测序，是利用序列捕获技术将全基因组外显子区域的 DNA 捕捉并富集后，进行高通量测序的基因组分析方法。据估计，大约 85% 的人类遗传变异集中在蛋白编码区，因此对全部的蛋白编码区（外显子组）进行测序，可以快速、有效地鉴定人类疾病遗传变异。外显子区段大小约为全基因组的 1%，在相同的测序通量下，全外测序针对目标区段的测序深度以及覆盖度都高于全基因组重测序，因此该技术对于发生在外显子区的常见和罕见的染色体变异具有很高的检测灵敏度。
全外测序与全基因组测序相比，不仅费用更低，数据的解读也相对简单。通过对疾病样本进行全外测序，不仅能快速发现罕见遗传疾病的致病基因，也能用于研究多基因引起的常见疾病，如癌症、糖尿病、高血压等，来揭示这些疾病的遗传致病机理。全外测序是当前的热点技术，极大地推动了疾病研究的进展。全外在疾病研究领域的广泛应用和突出贡献，2010 年入选《Science》杂志年度“十大科学进展”。小编将分别从①遗传病，②复杂疾病，③肿瘤及个性化肿瘤疫苗方向介绍相关应用。
孟德尔遗传病又称单基因病，以往鉴定孟德尔遗传病的致病基因大多利用连锁分析结合候选定位克隆的方法，但耗时长，而且成功率低。2009 年报道了全外在孟德尔疾病致病基因定位的成果。发表于《Nature》的文章应用全外测序在 4 名弗里曼谢尔登综合征患者的 DNA 中准确找出了致病基因（MYH3），表明了全外测序技术可以准确地找到罕见疾病的致病基因。随后越来越多的孟德尔遗传病的致病基因通过全外技术而被鉴定出来：米勒综合征（DHODH）、Ohdo 综合征（KAT6B）、阵发性运动障碍（PRRT2）、Bohring-Opitz 综合征（ASXL1）、脊椎干骺端发育不良（KIF22）、先天性静止性夜盲（LRIT3）等几百种。
精选文献
基于 Trios 家系的致病基因定位
样本类型：全血
实验设计：全外测序后根据遗传规律分析遗传类型：
常染色体隐性突变：筛选父母杂合，患者纯合的突变。
复合杂合突变：是指同一基因的不同位点发生突变，这种突变是父母一方的某个基因的位点发生变异，但另一方在该基因的另外一个位点发生变异，然后该变异遗传给子代，导致子代患病。
新生突变：一般指父母没有携带致病基因，由于有害突变造成子女患病，可遗传给下一代，是显性突变。
常染色体显性突变：筛选患者携带的突变，正常个体未携带的突变。
参考案例： 应用全外显子组测序对 Holt-Oram 综合征致病基因的定位【查看】
Holt-Oram 综合征（HOS）即遗传性心血管上肢畸形综合征是一种常染色体显性疾病，发病率为 1 /100000，其特征是上肢畸形和先天性心脏缺陷。位于染色体 12q24.1 上 TBX5 基因的改变已被认为 HOS 的主要原因，该基因突变可致基因转录功能降低而引起该综合征。而某些病例无法通过 TBX5 突变来解释。本研究为一例诊断为 HOS 的新生儿，有法洛四联症，拇指发育不全，面部发育不良和右耳道畸形。
基于大家系样本的致病基因定位
样本类型：全血
实验设计：家系连锁分析定位区段 + 全外测序筛选突变位点
样本数：三代及以上家系样本
参考案例： 应用全外显子组测序和全基因组连锁分析在非综合征耳聋家系中鉴定 DMXL2 致病变异【查看】
目前已知有超过 100 多个基因，其所含的致病变异会对听觉系统造成不同的功能影响，并引起相应的听力损失。但对非综合征耳聋而言，依旧有超过 50 多相关位点的遗传致病机制还未详细阐明。本文利用全基因组 SNP 芯片及全外显子组测序技术对一非综合征耳聋家系中的 21 个样本进行全基因组连锁分析，并通过对个别家系样本进行全外显子组测序和对所有家系样本进行 Sanger 测序来鉴定候选的致病变异。
参考文献
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