查看“全基因组测序”的源代码

<div style="padding: 0 5%; line-height: 1.6; color: #334155;">

'''全基因组测序'''（Whole Genome Sequencing，简称 **WES**），是一种利用**[[高通量测序]]**技术测定生物体完整基因组序列的过程。与仅关注蛋白质编码区的**[[全外显子组测序]]**（WES）不同，WGS 的覆盖范围包括了编码区、非编码区（如内含子、基因间区）以及调控元件（如启动子、增强子）。它是目前获取个体遗传信息最详尽的技术手段，被视为**[[精准医疗]]**、**[[复杂疾病研究]]**及**[[演化生物学]]**领域的“终极诊断工具”。

<div class="medical-infobox" style="float: right; width: 280px; margin: 10px 0 25px 20px; font-size: 0.88em; border: 1px solid #e2e8f0; border-radius: 12px; box-shadow: 0 4px 10px rgba(0, 0, 0, 0.05); background-color: #ffffff; overflow: hidden; line-height: 1.5;">
{| style="width: 100%; border-spacing: 0;"
|+ style="font-size: 1.25em; font-weight: bold; padding: 16px; color: #1e293b; background-color: #f8fafc; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; text-align: center;" | 全基因组测序 <br><span style="font-size: 0.8em; font-weight: normal; color: #64748b;">Whole Genome Sequencing</span>
|-
| colspan="2" |
<div class="infobox-image-wrapper" style="padding: 40px; background-color: #ffffff; text-align: center;">
    <div style="width: 65px; height: 65px; margin: 0 auto; background: linear-gradient(135deg, #1d4ed8 0%, #1e40af 100%); border-radius: 20px; display: flex; align-items: center; justify-content: center; box-shadow: 0 4px 12px rgba(30, 64, 175, 0.2);">
        <span style="color: white; font-size: 1.4em; font-weight: bold;">全</span>
    </div>
    <div style="font-size: 0.8em; color: #94a3b8; margin-top: 18px; font-weight: normal;">全维度覆盖，生命全代码</div>
</div>
|-
! style="text-align: left; padding: 12px 15px; border-bottom: 1px solid #f1f5f9; color: #64748b; font-weight: 500; width: 40%;" | 测序范围
| style="text-align: left; padding: 12px 15px; border-bottom: 1px solid #f1f5f9; color: #334155; font-weight: 600;" | 全基因组 (~3GB)
|-
! style="text-align: left; padding: 12px 15px; border-bottom: 1px solid #f1f5f9; color: #64748b; font-weight: 500;" | 覆盖比例
| style="text-align: left; padding: 12px 15px; border-bottom: 1px solid #f1f5f9; color: #334155;" | > 99%
|-
! style="text-align: left; padding: 12px 15px; border-bottom: 1px solid #f1f5f9; color: #64748b; font-weight: 500;" | 核心能力
| style="text-align: left; padding: 12px 15px; border-bottom: 1px solid #f1f5f9; color: #334155;" | [[结构变异]]识别
|-
! style="text-align: left; padding: 12px 15px; border-bottom: 1px solid #f1f5f9; color: #64748b; font-weight: 500;" | 科学逻辑
| style="text-align: left; padding: 12px 15px; border-bottom: 1px solid #f1f5f9; color: #334155;" | 完整性、全息性
|-
! style="text-align: left; padding: 12px 15px; color: #64748b; font-weight: 500;" | 技术演进
| style="text-align: left; padding: 12px 15px; color: #334155;" | [[NGS]] $\rightarrow$ [[三代测序]]
|}
</div>

== <span style="font-size: 1.15em;">技术逻辑：跨尺度的信息捕捉</span> ==

WGS 的核心优势在于其“非偏见性”（Unbiased）和“全覆盖性”，能够捕捉到其他测序手段无法识别的遗传信号。

* **非编码区挖掘**：虽然非编码 DNA 曾被认为是“垃圾 DNA”，但 WGS 证明了其中的**[[调控元件]]**（如 miRNA, lincRNA）对基因表达的精确时空调控至关重要。
* **结构变异 (SV) 识别**：WGS 是检测大规模**[[倒位]]**、**[[易位]]**及**[[拷贝数变异]]**（CNV）的最有效手段。由于物理覆盖的连续性，它可以重构复杂的染色体结构重排。
* **均一性优势**：WGS 无需经历 WES 的探针杂交捕获步骤，从而避免了捕获不均导致的测序偏好性，提供更真实、更均一的读长分布。

== <span style="font-size: 1.15em;">核心对比：WGS 与 WES 的差异化定位</span> ==

<div style="overflow-x: auto; width: 88%; margin: 25px auto;">
{| class="wikitable" style="width: 100%; border-collapse: collapse; border: 1px solid #e2e8f0; box-shadow: 0 2px 8px rgba(0,0,0,0.05); font-size: 0.92em; background-color: #ffffff;"
|+ style="font-weight: bold; font-size: 1.1em; margin-bottom: 12px; color: #1e293b;" | 全基因组 (WGS) 与 全外显子组 (WES) 技术对照表
|- style="background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 2px solid #e2e8f0;"
! style="text-align: left; padding: 12px; width: 25%;" | 比较维度
! style="text-align: left; padding: 12px; width: 35%;" | **全基因组测序 (WGS)**
! style="text-align: left; padding: 12px;" | **全外显子组测序 (WES)**
|- style="border-bottom: 1px solid #f1f5f9;"
| style="padding: 12px; font-weight: 600; color: #1e40af; background-color: #fcfdfe;" | **覆盖范围**
| style="padding: 12px; color: #334155;" | ~3,000,000,000 bp (100%)
| style="padding: 12px; color: #334155;" | ~30,000,000 bp (约 1.5%)
|- style="border-bottom: 1px solid #f1f5f9;"
| style="padding: 12px; font-weight: 600; color: #334155; background-color: #fcfdfe;" | **非编码区变异**
| style="padding: 12px; color: #334155;" | 全面覆盖。
| style="padding: 12px; color: #334155;" | 基本缺失。
|- style="border-bottom: 1px solid #f1f5f9;"
| style="padding: 12px; font-weight: 600; color: #334155; background-color: #fcfdfe;" | **典型深度**
| style="padding: 12px; color: #334155;" | 30x ~ 50x (常规临床)。
| style="padding: 12px; color: #334155;" | 100x ~ 200x。
|- style="border-bottom: 1px solid #f1f5f9;"
| style="padding: 12px; font-weight: 600; color: #334155; background-color: #fcfdfe;" | **致病变异检出**
| style="padding: 12px; color: #334155;" | 可识别深层内含子及复杂 SV。
| style="padding: 12px; color: #334155;" | 仅限编码区及其相邻剪接点。
|}
</div>

== <span style="font-size: 1.15em;">医学应用场景</span> ==

* **临床遗难疾病诊断**：对于 WES 阴性但具有显著遗传倾向的**[[罕见病]]**患者，WGS 能通过识别深层内含子变异或调控区缺陷提供额外 $10\% \sim 20\%$ 的检出率。
* **肿瘤进化研究**：WGS 可用于分析肿瘤的**[[突变特征]]**（Mutational Signatures）和全基因组范围内的**[[非稳态演化]]**，辅助开发个性化新生抗原疫苗。
* **药理基因组学**：更全面地扫描影响药物反应的变异，不仅限于代谢酶基因，还包括远程调控元件。
* **新生儿疾病筛查**：作为下一代筛查工具，WGS 能够一次性检测成千上万种单基因遗传病风险。

== <span style="font-size: 1.15em;">挑战与局限性</span> ==

* **数据解读负担**：WGS 产生海量的“**[[临床意义不明变异]]**”（VUS），尤其是在非编码区，其功能性验证依然是当前的巨大挑战。
* **计算与存储成本**：单人 WGS 数据量通常在 100GB 以上，对**[[生物信息学]]**存储与并行计算能力提出了极高要求。
* **伦理与隐私**：由于包含了个体的全部遗传信息（包括亲缘关系、演化背景及未来健康预测），WGS 的**[[数据安全]]**与知情同意程序至关重要。

== <span style="font-size: 1.15em;">参考文献</span> ==
<div style="font-size: 0.9em; line-height: 1.8; border-top: 1px solid #e2e8f0; padding-top: 15px;">

* [1] **Lander ES, et al.** **Initial sequencing and analysis of the human genome.** ''Nature''. 2001.
**【评析】**：人类基因组计划的奠基之作，定义了 WGS 的基准参考。
* [2] **1000 Genomes Project Consortium**. **A global reference for human genetic variation.** ''Nature''. 2015.
* [3] **Taylor JC, et al.** **Factors influencing the contribution of whole-genome sequencing to medical diagnosis.** ''Nature Genetics''. 2015.

</div>

<div style="clear: both; margin-top: 35px; border: 1px solid #a2a9b1; background-color: #f8f9fa; border-radius: 6px; overflow: hidden; font-size: 0.88em;">
<div style="background-color: #dee2e6; text-align: center; font-weight: bold; padding: 8px; border-bottom: 1px solid #a2a9b1; color: #374151;">基因组测序技术导航</div>
{| style="width: 100%; background: transparent; border-spacing: 0;"
|-
! style="width: 25%; padding: 10px; background-color: #f1f5f9; text-align: right; border-bottom: 1px solid #fff;" | 技术分层
| style="padding: 10px; border-bottom: 1px solid #fff;" | [[WGS]] • [[WES]] • [[单细胞测序]] • [[三代长读长测序]]
|-
! style="padding: 10px; background-color: #f1f5f9; text-align: right; border-bottom: 1px solid #fff;" | 分析维度
| style="padding: 10px; border-bottom: 1px solid #fff;" | [[变异呼叫]] • [[结构变异分析]] • [[单倍型重构]] • [[参考基因组比对]]
|-
! style="padding: 10px; background-color: #f1f5f9; text-align: right;" | 临床场景
| style="padding: 10px;" | [[罕见病诊断]] • [[肿瘤精准治疗]] • [[新生儿基因组]] • [[药物基因组学]]
|}
</div>

</div>

[[Category:基因组学]] [[Category:分子生物学]] [[Category:生物信息学]] [[Category:精准医疗]]