一
精准医学的基础
什么是精准医学？对于精准医学的定义，中国工程院院士詹启敏指出：精准医学是应用现代遗传技术、分子影像技术、生物信息技术，结合患者生活环境和临床数据，实现精准的疾病分类及诊断，制定具有个性化的疾病预防和治疗方案。其中，基因测序是实现疾病精准诊断、精准预防和精准治疗的重要手段。
人基因组包含30亿碱基对，数据量庞大。即使是采用高通量测序技术（NGS），直接对全基因组进行测序也面临着成本高、数据分析复杂、周期长等问题。因此，综合考虑临床目的和经济效益，需要在测序之前先对感兴趣的基因序列进行富集。基因捕获技术作为检测环节中必备的关键技术，是精准医学的基础之一。
二
基因捕获技术分类
基因捕获测序的主要优势在于可针对特定区域进行测序，有效降低了测序成本，提高了测序深度，更精确地发现特定区域遗传变异信息。目前常用的基因捕获方法包括杂交捕获和多重PCR扩增，核心技术主要掌握在国外大生物科技公司手上，如Roche、Agilent、LifeTechnologies等。国内为数不多拥有完全自主知识产权的有北京艾吉泰康、杭州联川生物等，目前已从众多公司中杀出一条血路，牢牢占据产业链上中游的核心地位。
其中，杂交捕获的特点是能够对外显子组甚至更大的目标区域进行捕获，但操作流程复杂，需要依赖较多专门的仪器设备；多重PCR则操作简单灵活，对仪器要求最小化，能在数小时内完成目标序列富集和文库构建，适用于相对较小的目标序列捕获。
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基于杂交的捕获技术
杂交捕获根据核酸分子碱基互补杂交原理，针对目标区域设计特异探针并将探针合成在固相或液相芯片上，然后打断基因组DNA，加上测序接头后与探针杂交，将基因组DNA目标区域捕获下来，回收目标DNA片段，直接构建高通量测序文库。根据杂交时状态不同，杂交捕获可以分为固相杂交法和液相杂交法。
固相杂交捕获技术
固相杂交法所用的探针通常都是固定在固体支持物上，其中最典型的是基因芯片。杂交后先洗脱未杂交上的DNA片段，再将与探针杂交的DNA洗脱下来，进行扩增，构建高通量测序文库。
液相杂交捕获技术
液相杂交与固相杂交最大的差异在于杂交反应的环境不同。液相杂交是通过在溶液中，目标DNA片段和带有生物素标记的探针直接杂交，然后通过生物素亲和素的反应使目标DNA片段锚定在带有亲和素的微珠上。洗去非目标DNA，洗脱后，富集的DNA进行扩增，构建高通量测序文库。
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基于多重PCR扩增的捕获技术
扩增子测序是一种目标区域高通量测序技术，首先利用多重PCR扩增、富集样品基因组中目标区域的DNA片段，再进行文库构建和高通量测序。扩增子测序具有目的明确、应用灵活、价格低廉、分析简单等优点。利用超高的测序深度，扩增子测序可以检测全基因组测序、外显子组测序不能涵盖的，复杂样品中的超低频突变，特别适用于癌症等疾病的临床科研。
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