Ion Torrent升级或可用于人类全基因组测序

莺歌燕舞

近日，在该公司工作会议上，负责Ion Torrent研发的副总裁Allan Williams提前预告了正在筹备Ion PGM和Ion Proton平台的新产品和新应用。Williams讨论的主题包括了犹抱琵琶半遮面的Proton PII芯片、PI芯片升级、Ion Proton的Hi-Q测序试剂盒、HLA测序等温扩增、血样直接制备AmpliSeq文库，还有将Ion测序技术结合Cynvenio的LiquidBiopsy平台进行肿瘤分析。

Thermo Fisher去年收购 Life Technologies之后，在Ion Torrent上加大了投资力度。Williams表示，“我们将在提高测序通量、准确性和读长方面持续而大力度地投资，重点在于定向重测序和计数应用”。

PII芯片升级

在去年的AGBT大会上，该公司宣布其计划在2014年将 PII芯片投入早期试用并实现商业化。该芯片有望提高Ion Proton平台的测序通量。然而微孔的缩小意味着信号变弱，以及大量数据需从芯片上快速传出意味着公司不得不重新设计此款芯片。Williams表示，Ion Torrent研发团队开始改良PII芯片已经有约一个月的时间，希望能在今年上半年投入早期试用，下半年全面进入市场。

该公司称，研发人员使用插入片段长度为125bp的片段文库上机，单个PII 芯片运行能得到40G数据，约350M reads，序列长度集中在115bp。商业化芯片的产量很可能在30G数据量，200-300M 100bp长的reads。

公司对PII芯片的应用进行了测试，其中之一是使用Ion AmpliSeq Transcriptome Human Gene Expression试剂盒进行定向转录组测序。该试剂盒能对包括福尔马林固定组织在内的多种类型的样本定向检测约20000个转录本。

Ion Torrent的高级产品营销总监Andy Felton表示，PII芯片得到的read质量目前对于数量应用完全足够，但可能还不足以用于外显子测序。PII芯片真正的优势并不在于数据质量的提高，而在于数据产量达到了PI芯片的5倍。PII芯片一次运行花费不到1000美元，并且单次运行可混合24个AmpliSeq转录组样本或6个RNA-seq样本。

该公司也对PII芯片的另一应用—分析母体血液中的游离DNA进行了测试。使用插入片段长度为120bp的文库上机，混21个样本，可以鉴定出染色体非整倍体。Williams表示，PII芯片在测序读长和测序准确性上仍有进一步提升的空间。

PI芯片升级完成

该公司也从增加测序长度和数据准确性方面对PI芯片进行升级。芯片微孔结构和表面的改良使得PI芯片单次运行数据量将达到30G，60-80M 长度为400bp 的reads，准确率达到99%。

Ion Torrent研发者使用3张新的PI芯片完成了覆盖度30X的人类基因组测序。Williams提到，即将在下半年接受早期试用者试用升级后的PI芯片，为Ion Torrent平台应用于全基因组测序（和用更长读长分析定向panel的高复序列）打开了大门。

Hi-Q测序试剂盒

在反应试剂方面，Ion Torrent最近推出了Hi-Q测序试剂盒，可提高Proton PI芯片测序数据的准确性。最开始，试剂盒主要是为了配合Ion OneTouch 2模板制备系统使用，但公司计划在接下来的几周内也使PI芯片的Hi-Q试剂适用于Ion Chef系统。Hi-Q试剂盒在去年就已经适用于PGM平台了。

该试剂盒可使SNP和插入缺失突变的假阳性率降低75%（从35个/M降到8个/M）；PGM平台的数据相似，Hi-Q使假阳性的插入缺失突变从4个/M降到1个/M。

等温扩增应用于快速HLA分型

等温扩增相较于目前的乳液PCR来说，速度更快且序列更长。早期试用者可手动操作PGM达到等温扩增的效果。公司计划将等温扩增装入Ion Chef系统，使测序片段长度达到600bp。

Williams指出，在现有的模板扩增技术下，Ion Chef单个run一般需要10个小时；如果使用等温扩增技术，时间可以缩短至5个小时。

Ion Torrent已与Thermo Fisher下的另一家公司，即致力于HLA分型的One Lambda公司合作，测试一种运用等温扩增技术达到测序时间短、测序序列长（500-600bp）目的的HLA测序试剂盒。

去年12月份，One Lambda推出了NXType试剂盒，这种试剂盒仅作科研用途，NXType适用于PGM平台，能在3天之内完成全部HLA I型和HLA II型基因测序。

根据Felton的说法，等温扩增的速度快，今后还可应用于胚胎植入前遗传学筛查。

AmpliSeq自动化及其应用

Ion Torrent也正致力于使用Ion Chef系统自动制备AmpliSeq文库。尽管自动制备文库的运行时间比用户自己制备文库的时间长几个小时，但是自动化只需要几步设置即可实现。整个流程，包括测序在内一共需要24个小时，而用户自己制备文库的情况下是21个小时。

另一个研发内容是由血样和口腔样本跳过DNA提取步骤直接形成AmpliSeq文库。Felton表示公司已具备实现这一功能的很好的基础，但是还没有该产品上市的时间期限。

针对现有的AmpliSeq试剂盒，公司大大降低了DNA起始需求量。现有的技术手册要求DNA的量为10ng，但是公司研发人员展示了修订后的技术手册，当DNA起始量低至0.1ng（相当于20个细胞含有的DNA量）时，仍然能得到不错的结果。

Ion Torrent与Cynvenios的LiquidBiopsy平台合作测试AmpliSeq 癌症热点芯片板，Themo Fisher最近卖出许多LiquidBiopsy平台的产品。LiquidBiopsy仪器可分离循环肿瘤细胞、游离DNA和血液中的细胞DNA。

在改良硬件的同时，Ion Torrent研发了能检测低达1%的低频率突变的算法，Ion Reporter软件4.4版本已经整合了这种算法。

来源：测序中国