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什么是外显子测序，为何它成为基因研究的新宠？
随着基因组学的迅速发展，外显子测序（Exome Sequencing）逐渐成为基因研究领域的一个关键工具。这一技术专注于测序所有蛋白质编码基因的区域，对于识别可能影响人类健康的遗传变异具有重要意义。随着人们对于精准医疗需求的增加，外显子测序的角色愈发不可或缺。
外显子测序能有效地识别与遗传疾病相关的变异，因为这些变异往往集中在蛋白质编码的基因区域，这能帮助我们更好地理解疾病的遗传基因基础。
外显子测序主要包含两个步骤：首先筛选出仅包涵蛋白质编码的DNA片段，这些片段称为外显子，人类约有180,000个外显子，占整体基因组的约1%；其次，利用高通量DNA测序技术对这些外显子进行测序。这种方法的目的是在比分析整个基因组的成本更低的情况下，识别能影响蛋白质序列的遗传变异。外显子测序的广泛应用不仅限于学术研究，还在临床诊断中发挥了重要作用。尤其是针对一些较为罕见的孟德尔疾病，外显子测序展示了出色的识别变异的能力。
外显子测序的动机与比较
外显子测序之所以受到青睐，主要因其在识别罕见孟德尔疾病的遗传变异上具有高效性。相较于其他技术如SNP基因组扫描仅能检测到在更广泛人群中共享的遗传变异，外显子测序为个体提供了对其所有基因的全面识别，能有效鉴别出那些仅存在于少数人群中的变异，尤其是那些导致严重疾病的变异。
外显子测序的成本比全基因组测序低，却能高效检测到高相关性的变异，这使其成为当前最具“性价比”的基因测序选择之一。
传统的临床基因测试通常根据患者的临床表现选择相应的基因进行测试，往往只能处理一小部分已知基因。而随着外显子测序的引入，研究者不仅能识别已知致病基因的突变，还能通过分析来自具有相似特征患者的外显子，进一步发现新的基因。
技术方法
步骤一：靶向富集策略
靶向富集方法在进行测序前，允许对DNA样本选择性捕获感兴趣的基因组区域。自从2005年首次描述直接基因选择（DGS）方法后，多种靶向富集策略已经被开发出来。 2007年，首次将陆基混合捕获策略应用于外显子测序，但近日在溶液中捕获法变得越来越受欢迎。
陆基捕获
这一方法基于微阵列技术，利用固定于表面的寡核苷酸来捕获所关注的基因区域。通过将基因组DNA断裂成片段，这些片段与微阵列上的寡核苷酸进行杂交，完成后未杂交的片段被清洗去除，得到了目标片段进行扩增。尽管陆基捕获是一个快速且有效的过程，但也存在以昂贵的硬体和相对大量DNA的需求。
溶液捕获
该方法通过在溶液中使用自定义合成的寡核苷酸（探针）来捕获基因组的感兴趣区域。这些探针经过杂交后，与目标序列选择性结合，最终便于进行后续测序分析。
步骤二：测序
市面上有许多可供选择的下一代测序平台，包括Illumina的多款设备以及Roche 454和Life Technologies的SOLiD系统等，均可进行大规模的平行外显子测序，特别适合分析相对较短的DNA序列。
而外显子测序相较于微阵列和全基因组测序，能提供更详细的序列识别，加上技术的日益成熟，使得其被广泛应用于各类疾病的基因诊断。
外显子测序的临床应用
外显子测序的应用范围极为广泛，可以用来诊断病因、理解遗传规律和制定治疗计划。随着该技术的提高，许多研究发现其对于一些以往无法通过传统基因测试得出结论的疾病，能够获得更准确的诊断结果。例如，某项研究成功通过外显子测序确诊一名患有炎症性肠病的婴儿，通过确认XIAP基因中的突变，导致其后行骨髓移植，最终治愈其疾病。
科学家们正试图打破传统的肌肉，在基因诊断方面逐步探索外显子测序的极限，并发现其对于复杂疾病和罕见孟德尔疾病的定位潜力。外显子测序究竟会在未来带来什么样的突破，让我们一起来期待吧?
