01 背景
液相杂交捕获测序，即基于碱基互补配对原理，针对感兴趣的区域设计合成核酸探针，从而对 DNA 文库进行基于液相环境的目标区域杂交富集并进行测序，从而实现更低的成本以检测目标区域。得益于探针对靶区域间能够容忍一定的差异以及依赖于其对周边区域具有连带捕获的能力，因此，液相杂交捕获可以准确地对 SNV、InDel、CNV、SV 和基因融合等多种突变进行检测。由于其在辅助疾病探索方向的广泛应用，使得新发病原体或致病基因的检出大幅提升[1]。作为一种成本效益高、可重复和稳定的研究策略，其对特定个体遗传背景的个性化治疗也具有重要意义[2]。
肿瘤和病原微生物感染的检测都迫切需要更加快速稳定的实验方案，以进一步精简流程。传统液相杂交捕获中的过夜杂交 (~16 hr) 和冗余的洗脱环节无疑会影响检测进度。因此，纳昂达推出了 NadPrep® ES Hybrid Capture Reagents (ES, Excellent Speed)，其能够兼容不同捕获探针的快速杂交捕获以加速检测流程。
NadPrep® ES Hybrid Capture Reagents是针对纳昂达 NAD Panels/Probes 进行靶向捕获快速杂交洗脱步骤优化的试剂盒，以 NadPrep® NanoBlockers 系列和 120 nt NAD Panels/Probes 系列构成完整的液相杂交捕获体系，支持针对不同大小 Panel 通过调整杂交时间以优化捕获性能，能够在 0.5-4 hr 快速杂交或 16 hr 过夜杂交中灵活选择。
02 产品特色
• 精简洗脱 Buffer 种类为 1 种，减少人为操作失误的可能性；
• 简化实验流程，操作更便捷友好，利于自动化工作站开展；
• 支持在 0.5-4 hr 快速杂交或 16 hr 过夜杂交中灵活选择；
• 支持调整杂交时间以优化捕获性能。
图1. NadPrep® ES vs Nad-Traditional 工作流程
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注：NadPrep® ES 为 NadPrep® ES Hybrid Capture Reagents；Nad-Traditional 为 NadPrep® Hybrid Capture Reagents。
03 产品表现
3.1 灵活的杂交时间
以纳昂达传统杂交捕获试剂的过夜杂交 (16 hr_Trad.) 作为对照，NadPrep® ES 在 0.5-4 hr 快速杂交和过夜杂交的结果如图2. 所示。经过优化的 NadPrep® ES 在不同杂交时长下均表现优异。测序数据中的 GC 偏好将直接影响捕获数据的整体均一性。洗脱温度的偏离，会导致极端 GC 含量区域捕获的偏差或导致非特异性捕获的增加，结果显示 NadPrep® ES 的 GC 偏好性小。
图2. NadPrep® ES 不同杂交时间的捕获表现。A. 中靶率；B. 比对率；C. Fold 80 base penalty；D. 0.2x mean depth；E. 0.5x mean depth；F. GC 偏好性；G. 覆盖均一性。
100 ng Human Genomic DNA (Promega, G1471)，使用 NadPrep® 快速 DNA 酶切文库构建试剂盒 v2，25℃ 片段化 25 min 进行预文库构建；500 ng/ 预文库投入，分别参照 NadPrep® ES Hybrid Capture Reagents (0.5/1/2/4/16 hr_ES) 和 NadPrep® Hybrid Capture Reagents (16 hr_Trad.) 的杂交捕获操作指南。测序模式：Illumina Novaseq 6000，PE 150 和 DNBSEQ-T7，PE 150。选取适量数据用于后续分析，利用 BWA 比对到参考基因组 hg38，On-target 按照 reads 数计算。
注：捕获 Panel 中 41.7 Mb 、2.6 Mb 和 0.23 Mb 分别为 NEXome Core Panel、NanOnco Plus Panel v2.0 和 LungCancer Panel v1.0。F & G 仅以 2.6 Mb Panel 展示。
3.2 兼容不同测序平台
NadPrep® ES 兼容 NGS 主流测序平台 Illumina 和 MGI。结果显示，不同大小 Panel 在双平台上的比对率、中靶率、靶区域覆盖度表现基本一致；但由于平台间测序原理不同，MGI 平台的重复率普遍低于 Illumina 平台。
图3. NadPrep® ES 在不同测序平台的捕获表现。A. 中靶率和比对率；B. 靶区域覆盖度；C. Fold 80 base penalty 和重复率；D. GC 偏好性；E. 覆盖均一性。
注：D & E 仅以 2.6 Mb Panel 展示。
3.3 适配各种类型 Panel
NadPrep® ES 可以搭配不同大小的 Panel 使用，这极大地丰富了在此杂交捕获原理下的各种应用场景。一套试剂可完美覆盖从上百 Kb 到几十 Mb 不同大小的捕获 Panel。经过纳昂达不断优化，不同大小的 Panel 均可得到较好的捕获数据。
图4. NadPrep® ES 对不同大小 Panel 杂交 2 hr 的捕获表现。A. 中靶率和比对率；B. 靶区域覆盖度；C. Fold 80 base penalty 和重复率。
注：捕获 Panel 中 3.27 Mb 、0.38 Mb 和 0.028 Mb 分别为 HiSNP Plus Panel v1.0、NanOnCT Panel v1.0 和 NanoID Panel v1.0，其余同上。测序模式：DNBSEQ T7，PE150。
3.4 多文库混杂
NadPrep® ES 杂交捕获体系灵活，不仅支持 500 ng/单文库，也支持高达 6,000 ng/12 文库 (12-Plex，500 ng/文库) 的混合杂交文库。混合多杂模式可以简化杂交捕获数量，在降低实验成本的同时仍能保证数据质量。
图5. NadPrep® ES 不同杂交 Input 量的捕获表现。A. 中靶率和比对率；B. 靶区域覆盖度；C. Fold 80 base penalty 和重复率；D. GC 偏好性；E. 覆盖均一性。
注：杂交时间为 1 hr，D & E 仅以 41.7 Mb Panel 展示。
3.5 多种变异分析
肿瘤发生过程中存在各种基因的突变，检测肿瘤组织中存在的突变类型不仅有助于了解肿瘤发生的机制，也可以作为分子标记用于肿瘤易感性评价和诊断。随着肿瘤 NGS 产品的进一步推广，基于大 Panel 的靶向捕获技术将会越来越多的应用于基因突变检测的伴随诊断项目。中国食品药品检定研究院 (中检院) 组织制定的《第二代测序技术检测试剂质量评价通用技术指导原则》，规范了NGS检测流程。捕获作为其中一个环节，其检测的稳定性和准确度也十分重要。我们使用一款含多种已知突变频率的标准品对 NadPrep® ES Hybrid Capture Reagents 试剂盒对突变检出准确性进行了评估。结果表明，即使 1 hr 快速杂交时，突变数据检仍然接近预期数值。
图6. NadPrep® ES 捕获数据中变异频率与标准品频率的一致性。
注：样本投入量为 50 ng 泛肿瘤 800 gDNA 标准品 (菁良，GW-OGTM800)，捕获 Panel 为 0.23 Mb，杂交时间为 1 hr。
3.6 批间稳定性
为验证产品批间稳定性，我们分别配置生产了 3 个批次试剂 Lot 1，Lot 2，Lot 3。选择 1 hr 快速杂交捕获模式，使用 2.6 Mb 和 0.23 Mb 两款探针在 Illumina 测序平台进行实验，每个实验条件 8 个重复。
图7. NadPrep® ES 不同试剂批次的捕获表现。A. 中靶率；B. Fold 80 base penalty。
NadPrep® ES Hybrid Capture Reagents是一款短时间杂交即可获得高中靶率、高覆盖度的捕获试剂盒，且对测序深度及均一性均有高效提升。杂交时长从 0.5 hr 至 4 hr 均可得到较为稳定可靠的数据。随着杂交时间的延长，数据质量呈上升趋势，建议根据研究需求灵活选择杂交时间。
04 订购信息
关于纳昂达
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纳昂达秉承“ Nano Trans More ”的核心理念和“靶向精准，用心服务诊断”的奋斗宗旨，致力于为科研院校、医疗机构、临检单位、产业公司、测序服务商等提供专业化和高质量的靶向测序产品与闭环解决方案。
纳昂达已通过高新技术企业、江苏省科技型中小企业和南京市精准高通量测序工程技术研究中心认定，并拥有 ＞ 4,000 平米的高通量测序研发中心，＞2,000 平米的核酸工厂和＞ 4,000平米的GMP级别 (YY/T 0287-2017 idt ISO 13485:2016) 体外诊断试剂生产基地，建立了从市场调研、产品设计、生产制造到售后服务完整的质量管理体系。
纳昂达专注于精准靶向试剂和配套自动化仪器的开发、生产、销售和服务，目前拥有 MGI 和 Illumina 双测序平台多款 NadPrepⓇ 文库构建试剂盒和全套液相杂交相关产品。明星产品包括 NGS 全流程自动化工作站、肿瘤全外显子 Panel、泛实体瘤和血液肿瘤Panel以及呼吸道病毒 Panel 等，并提供全面完善的双平台捕获探针定制化服务。纳昂达科技的靶向捕获产品拥有与国际同行业媲美的高质量水准，获得了客户一致的信赖。
纳昂达的销售网络覆盖全国并已外延至海外地区。纳昂达将与客户共成长，对客户的需求全力以赴，为全球用户提供靶向测序解决方案和 IVD 试剂原料。
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参考文献
[1] Choi M, Scholl U I, Ji W, et al. Genetic diagnosis by whole exome capture and massively parallel DNA sequencing[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2009, 106(45): 19096-19101.
[2] Majewski J, Schwartzentruber J, Lalonde E, et al. What can exome sequencing do for you?[J]. Journal of medical genetics, 2011, 48(9): 580-589.
