基因組學
從序列到功能，從 DNA 水準探索生命本質，助力基礎科研、育種及臨床轉化的突破。
全外顯子測序 (WES)
全外顯子組測序（whole exome sequencing, WES）是運用序列捕獲技術，將全基因體外顯子區域 DNA 捕捉並富集後進行高通量測序的基因體分析方法。人類基因體外顯子佔人類基因體的 1%。研究指出，人類 85% 以上的疾病基因由外顯子上的鹼基突變造成。相較於全基因體測序，外顯子組測序深度更高、更經濟高效，尤其適合大量樣本分析。對於研究 SNP、InDel 等變異類型，可憑藉高深度測序鑑定到全基因體測序未能發現的突變。
原理介紹
WES（全外顯子組測序）運用外顯子富集技術，透過與外顯子序列結合的特異性探針，從接頭連接序列庫中捕獲蛋白質編碼區。隨後運用不同高通量測序平台對這些富集的外顯子區域測序，取得編碼區的詳細資訊。最後分析資料以辨識可能影響蛋白質功能的變異，有助於了解不同的遺傳疾病。
文獻案例
2021 年發表題為「Exome sequencing and analysis of 454,787 UK Biobank participants」的論文，該研究納入 UK Biobank 隊列中的 454,787 名參與者，透過 WES 分析其外顯子區域的蛋白質改變變異（如錯義突變、無義突變）。結果顯示，WES 共發現 1200 萬個編碼變異（包含 100 萬個功能喪失變異、180 萬個有害錯義變異），其中 564 個基因與 3994 個健康相關性狀（如肝病、眼病、癌症、血壓）顯著相關。例如，SLC9A3R2 基因變異與高血壓風險降低相關，MAP3K15、FAM234A 基因變異與糖尿病風險降低相關，SLC27A3 基因變異與氣喘風險降低相關。WES 資料發現基因—性狀關聯；外顯子區域的罕見變異（如 SLC9A3R2 基因的功能喪失變異）是某些健康性狀的重要驅動因子，為疾病風險預測提供新的生物標記。透過 WES 資料結合功能實驗解析基因功能，研究人員可闡明基因功能（如 MAP3K15 參與胰島素訊號路徑），為疾病機制研究提供依據。
實驗流程
萃取 DNA
樣品一般來自血液或唾液，萃取高品質基因體 DNA 並完成濃度與純度檢測，確保樣品可用性，為文庫構建提供合格模板，滿足建庫要求
文庫建構
將基因體 DNA 隨機打斷成適當長度的小段，末端修復後加上樣品標籤條碼，構建高品質測序文庫並完成初步品檢，確保文庫可用於後續捕獲
外顯子捕獲
使用高特異性探針與文庫雜交，將外顯子區域目標序列捕獲富集出來，有效降低背景干擾與測序成本，提升目標區域資料佔比，保障捕獲特異性
上機測序
使用高通量測序儀對捕獲文庫進行深度測序，準確讀取鹼基序列，獲取高品質原始測序資料，供後續變異檢測分析使用，確保資料完整可靠
資料分析
從海量測序資料中檢測變異位點，並對變異進行全面註釋與意義解讀，結合資料庫評估潛在功能影響，輸出完整分析報告供研究使用，支撐臨床與基礎研究
送樣標準
大於 0.1 g
大於 5×10⁶ cells
＞1 ml
血漿：≥3 mL；血清：≥3 mL；腦脊液樣品：≥4 mL
厚度 5–10 μm，含組織面積大於 25 mm² 的切片 10 張
總量大於 500 ng
交付內容
資料品質控制報告
對原始資料進行品質評估，包含測序深度（如平均覆蓋度≥100×）、覆蓋度均一性（如目標區域 4× 以上覆蓋度≥95%）、資料產量（如總讀長數）及污染情況（如接頭序列比例），確保資料符合分析要求。
變異偵測與註釋結果
變異資訊：辨識外顯子區域的單核苷酸變異（SNV）、小插入缺失（InDel）等突變，提供基因名稱、染色體位置、變異類型（如錯義突變、無義突變）及 HGVS 命名。資料庫註釋：關聯族群頻率資料庫、疾病資料庫及功能預測工具，評估變異的致病性。
分析與解讀報告
檢測結論：明確是否檢出與臨床表型相關的致病/可能致病變異。結果解讀：解釋變異的致病機制、遺傳模式與臨床意義。驗證結果：附 Sanger 測序峰圖、MLPA 圖等驗證資料，確認變異真實性。
常見問題
外顯子捕獲為雜交捕獲過程，探針與不同外顯子區段的雜交效率不盡相同，我們採用國際主流軟體與長期優化的分析方法，可針對單一樣本進行 SNP、InDel 與 CNV 變異偵測。
癌症基因組學側重研究腫瘤細胞特有的、非遺傳因素導致的體細胞突變，因此需選取患者正常組織進行測序，以過濾生殖系突變（germline mutations）。由於個體間 germline 突變差異大，為避免篩選出大量偽陽性體細胞突變位點，腫瘤與正常組織需來自同一個體。
適合。FFPE 樣品與 ctDNA 因自身特性存在 DNA 片段化、起始量不足等情況，高深度外顯子測序可透過增加變異位點 reads 的支援數，提升變異檢出的準確性。
