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发布时间：2022-04-26 07:58
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热心网友
时间：2023-10-08 23:50
人类基因组中的变异和人类的演化、疾病风险等方面都有着密切的联系。当前二代短读长高通量测序技术（NGS），虽然能够让测序成本大大降低，但这种短读长的测序方法也给基因组的变异检测（特别是结构性变异检测）带来了不小的挑战。SNP和Indel大家应该都见得比较多了，因此在这篇文章里我将主要讨论常见结构性变异的检测方法和有关软件以及它们的一些优缺点。
变异的分类
在开始之前，有必要先梳理一下人类基因组上的变异种类，按照目前业界的看法可以分为如下三个大类：
单碱基变异，即单核苷酸多态性(SNP)，最常见也最简单的一种基因组变异形式；
很短的Insertion 和 Deletion，也常被我们合并起来称为Indel。主要指在基因组某个位置上发生较短长度的线性片段插入或者删除的现象。强调线性的原因是，这里的插入和删除是有前后顺序的与下述的结构性变异不同。Indel长度通常在50bp以下，更多时候甚至是不超过10bp，这个长度范围内的序列变化可以通过Smith-Waterman 的局部比对算法来准确获得，并且也能够在目前短读长的测序数据中较好地检测出来；
基因组结构性变异（Structure Variantions，简称SVs），这篇文章的重点，通常就是指基因组上大长度的序列变化和位置关系变化。类型很多，包括长度在50bp以上的长片段序列插入或者删除（Big Indel）、串联重复（Tandem repeate）、染色体倒位（Inversion）、染色体内部或染色体之间的序列易位（Translocation）、拷贝数变异（CNV）以及形式更为复杂的嵌合性变异。
值得一提的是，研究人员对基因组的结构性变异发生兴趣，主要还是由于在研究中发现：
SVs对基因组的影响比起SNP更大，一旦发生往往会给生命体带来重大影响，比如导致出生缺陷、癌症等；
有研究发现，基因组上的SVs比起SNP而言，更能代表人类群体的多样性特征；
稀有且相同的一些结构性变异往往和疾病（包括癌症）的发生相互关联甚至还是其直接的致病诱因。比如，《我不是药神》电影中提到的慢粒白血病，它就和基因组的结构性变异直接相关。它是由于细胞中的9号染色体长臂与22号染色体长臂相互易位，导致ABL基因和BCR基因融合，形成了一个会导致ABL异常表达的小型染色体（称为费城染色体）发生的。这是一个典型的结构性变异致癌的例子。
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