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产品上新 ▏艾吉泰康CpG Island Panel 实现人 CpG 岛的高覆盖

产品上新 ▏艾吉泰康CpG Island Panel 实现人 CpG 岛的高覆盖

  • 分类:企业新闻
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  • 来源:
  • 发布时间:2022-07-22
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【概要描述】

产品上新 ▏艾吉泰康CpG Island Panel 实现人 CpG 岛的高覆盖

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2022年7月20日,艾吉泰康®全新甲基化捕获标准产品BisCap® Human CpG Island Panel(下简称CGI Panel)重磅上市。CGI Panel基于最新UCSC参考基因组GRCh38及补丁序列来设计,目标区域大小为21.2 Mb,覆盖27,000个CpG island,同时补充覆盖13种已应用于临床的甲基化标志物,该产品可应用于甲基化标志物筛选、肿瘤早筛、早检、肿瘤微小残留病灶检测等方向。

DNA甲基化与CpG岛

DNA甲基化,一般指的是DNA上的5-甲基胞嘧啶(5mC)修饰,是DNA上丰度最高的表观遗传修饰,也是目前研究最广泛的表观遗传修饰之一。在人的基因组上,DNA甲基化主要发生在CpG上。基因组上CpG密度高的区域被称为CpG岛,CpG岛在基因的启动子区和第一个外显子区有显著的富集[1]。CpG岛的甲基化可以通过调节染色质结构和转录因子来调节相关基因的表达或沉默。研究表明,位于基因转录调控区附近的CpG岛的DNA甲基化状态常与肿瘤的发生发展密切相关,且DNA甲基化状态在不同组织中存在特异性[2],这为在肿瘤早筛领域快速锁定“特定位置”的肿瘤微小残留分子提供了有力的证据(图1)[3]

图1. 靶向捕获甲基化cfDNA,应用于肿瘤早筛及组织溯源

 

甲基化Marker筛选方案

目前常见的甲基化Marker筛选方案有WGBS、RRBS、850K芯片、目标区域甲基化捕获等。但由于人30X深度的WGBS存在测序数据量大 ,测序费用高昂和分析周期长的问题;RRBS法由于酶切位点是固定的,只能检测固定的一部分CpG岛区域;850K芯片法只能检测基因组上特定的CpG位点,而不能检测甲基化单倍型。而目标区域甲基化捕获可以目的性地检测目标区域的DNA甲基化水平和单倍型信息,同时检测成本可控,在DNA甲基化Marker的筛选和肿瘤早筛等方向有着广泛的应用空间。

表1. 不同方法在甲基化检测方向的比较

BisCap® Human CpG Island Panel产品介绍

1. 产品设计

  • 全基因组范围CpG Island超高覆盖

CGI Panel根据UCSC最新的CpG岛区域进行设计,覆盖 27,000 个 CpG Island(占比全基因组 86% 的CpG岛),CpG Island 区域覆盖 19.8 Mb 以上。

表2. CGI Panel在 CpG 位点和 CpG Island 的覆盖情况

注:850K芯片只覆盖CpG岛里面少量的CpG位点

  • 捕获探针序列依据最新参考基因组GRCh38和补丁序列

CGI Panel根据GRC官网最新Fix patches和Novel patches序列补充探针,能够减少个体/群体差异引起的漏检,更有利于差异甲基化区域的检出。
加强已商业化并应用于临床的甲基化标志物区域设计
针对已商业化并应用于临床的13个甲基化标志物补充探针[4],同时在这些甲基化标志物区域上下游各外延2 kb进行探针设计,确保甲基化标志物及相关区域的有效检出。

表3. 已商业化并应用于临床的13种肿瘤甲基化标志物所在基因及对应肿瘤类型

2. 产品优势

超高覆盖:覆盖 27,000 个 CpG Island,203 万个 CpG 位点 

正负链+双态探针设计:针对正负链 CG 位点进行双态设计,降低成本的同时保证甲基化检出率

适合低起始量样本:自研单链建库试剂盒配合BisCap®杂交捕获试剂盒,更适合cfDNA 检测,提高早筛数据有效性

性能卓越:可实现单碱基分辨率的甲基化水平和甲基化单倍型检测;捕获流程高度优化,性能指标优异

3. 数据表现

  • CGI Panel 搭配BisCap®杂交体系,在不同样本类型中均表现优异

图2. 不同样本类型在CGI Panel的数据表现。样本为 NA12878和FFPE DNA,分别投入50 ng、200 ng进行建库,文库构建采用IGT™ Methyl Fast Library Prep Kit v2.0和IGT™ Methyl Adapter & UDI Primer (for Illumina),NovaSeq 6000平台PE150测序,测序数据量约为8.6 Gb。

  • Bisulfite转化方案,数据准确性和实验稳定性更高

目前市场上的甲基化转化方式主要有重亚硫酸氢盐法和酶转化法。重亚硫酸氢盐法作为甲基化检测的金标准,具有操作简单且不同批次样本间甲基化转化率稳定性高的特点,适合大部分样本类型。艾吉泰康在文库构建时,采用重亚硫酸氢盐法进行转化,文库转化率在99.3%以上,甲基化水平检测准确性更高。

图3. 不同样本类型在CGI Panel中的转化率表现。样本为NA12878、FFPE DNA 和cfDNA*(由NA12878 打断模拟),分别投入5 ng、20 ng、50 ng、200 ng进行重亚硫酸氢盐法转化建库,使用CGI Panel捕获,NovaSeq 6000平台PE150测序,测序数据量平均为8.6 Gb。

  • CGI Panel搭配艾吉自研单链建库试剂盒,更适合cfDNA早筛检测

将5 ng、20 ng的模拟cfDNA进行测试,平均捕获效率在59%以上,覆盖度在98%以上,20X覆盖度在 90% 以上,20%X均一性在95%以上,数据指标表现优异。

图4. CGI Panel搭配单链建库试剂盒的数据表现。样本为NA12878模拟打断为cfDNA样本,分别投入5 ng、20 ng进行单链建库,文库构建采用 IGT™ ssDNA Library Prep Kit和IGT™ ssDNA Adapter & UDI Primer (for Illumina),NovaSeq 6000平台PE150测序,测序数据量平均为8.6 Gb。

  • CGI Panel下机数据分析甲基化水平与WGBS数据相关性高

NA12878为真实细胞系样本,比0%和100%甲基化水平的的甲基化标准品更能反馈真实样本的甲基化状态。故将NA12878作为测试样本,对CGI panel的捕获数据和 WGBS 数据进行相关性分析,两个技术检测的DNA甲基化水平相关性极高,R2达到0.95。

图5. CGI Panel与WGBS的相关性比较。样本为NA12878细胞系DNA,投入200 ng 进行建库,文库构建采用BisCap® Fast Library Prep Kit v2.0 和 IGT™ Methyl Adapter & UDI Primer (for Illumina),NovaSeq 6000平台PE150 测序。同时对预文库进行全基因组甲基化测序120 Gb和捕获后文库测序10 Gb,分析CGI Panel和WGBS中CpG位点甲基化水平的相关性。

  • CGI Panel的甲基化水平重复性表现优异

同时,将不同捕获反应的CGI panel数据进行相关性分析,DNA甲基化捕获技术检测DNA甲基化水平的技术重复性很好,R2达到了0.99。

图6. CGI Panel的重复性。样本为NA12878细胞系DNA,投入200 ng 进行建库,文库构建采用BisCap® Fast Library Prep Kit v2.0 和 IGT™ Methyl Adapter & UDI Primer (for Illumina),将相同预文库在不同捕获池中进行杂交捕获,NovaSeq 6000平台PE150测序10 Gb,分析同一样本在不同批次捕获实验中CpG 位点的甲基化水平重复性。

总  结

BisCap®甲基化捕获测序技术可以针对重点关注的CpG岛、CpG位点进行高深度的靶向检测,既能实现高度准确灵敏的检测,又能有效控制检测成本。CGI Panel可覆盖全基因组范围内86%以上的CpG island,重复性、准确性以及同WGBS的数据一致性均表现优异,可应用于甲基化标志物筛选、肿瘤早筛、早检等方向。
现今,艾吉泰康产品线已全面覆盖基因捕获领域的上、中、下游,可为整个产业链提供基因捕获一站式解决方案。我们根据多样化的检测需求,可为客户定制专属的甲基化检测产品。艾吉泰康可提供从产品定义、探针设计合成及性能指标测试的一体化服务,定制周期短,售后服务更完善。同时,艾吉泰康可提供甲基化捕获全套试剂及实验仪器,可适配Illumina平台和MGI平台,助力客户甲基化检测业务的快速开展。

产品信息

参考文献

  1. Deaton A M, Bird A. CpG islands and the regulation of transcription[J]. Genes & development, 2011, 25(10): 1010-1022.
  2. Heyn H, Esteller M. DNA methylation profiling in the clinic: applications and challenges[J]. Nature Reviews Genetics, 2012, 13(10): 679-692.
  3. F.Fece de la Cruz, R.B. Corcoran  Methylation in cell-free DNA for early cancer detection[J]. Annals of Oncolog, 2018, 29(6): 1351-1353
  4. Koch A, Joosten S C, Feng Z, et al. Analysis of DNA methylation in cancer: location revisited[J]. Nature reviews Clinical oncology, 2018, 15(7): 459-466.

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