建庫Library Prepare

          近十五年來，次世代基因定序的興起徹底改變了生物醫學研究與臨床治療，因此，作為次世代定序的基礎——建構基因組資料庫（Library Preparation）在整個精準醫療平台的流程中顯得格外重要。隨著時代的進步，製備定序資料庫的技術也在不斷革新。以全外顯子定序為例，全外顯子基因組資料庫製備流程包括：(1) DNA片段化（DNA fragmentation）、(2)捕獲外顯子（capture exome）、(3)端修復和加尾（end repair and dA tailing）、(4)接頭連接（adapter ligation）、(5)篩選（size selection）和(6) PCR擴增（PCR amplification）。
 
         針對上述流程，各大廠牌如Agilent、Twist Bioscience（簡稱Twist）、Integrated DNA Technologies（簡稱IDT）和Dynegen已開發出相應的試劑組來執行建庫步驟。這些廠商針對“捕獲外顯子（capture exome）”步驟開發了各自的產品，使用不同的誘餌類型（bait type）來專一性地集中擴增樣本外顯子區域。這些誘餌類型包括單鏈核糖核酸（single stranded RNA；ssRNA）、單鏈去氧核糖核酸（single stranded DNA；ssDNA）、雙鏈核糖核酸（double stranded RNA；dsRNA）和雙鏈去氧核糖核酸（double stranded DNA；dsDNA）等。
 
          RNA類型的誘餌較DNA誘餌具有更強的結合力；然而，兩者對不同特徵的基因組區域的結合能力不同。例如，DNA誘餌在高GC含量區域的結合力相對於高AT含量區域更強。這暗示著誘餌之間的特異性會影響捕獲效率、基因組覆蓋率和目標區域覆蓋深度，從而影響樣本建庫品質及後續定序結果。
 
          除了上述提到的不同廠商使用不同類型的誘餌外，這些建庫組中所含的「捕獲探針和目標區域參考檔（Exome Capture Probesets and Targeted Region BED file；BED file）」也是一大重點。作為基因序列與數位資訊分析的數位轉換橋樑，建庫組的BED file將會影響分析程式的撰寫，進而影響定序分析的結果。
 
         鑒於精準醫療平台未來朝向跨領域與跨機構合作的宗旨，精準醫療平台所匯入的資料來源將不限定於特定建庫所使用的誘餌類型及BED file。通過程式碼的更新與撰寫，平台將能廣納各種建庫處理的樣本，以提高精準醫療平台的臨床應用性。在未來的精準平台運行開發中，廣納不同建庫規格及新產品規格，將會是精準醫療篩檢流程持續運行的關鍵之一。