三代测序100问（17）：纳米孔测序平台自适应采样技术的应用

在上一期《三代测序100问》中，我们揭示了纳米孔测序平台自适应采样（Adaptive Sampling） 技术的革命性原理——它将靶向富集从繁琐的湿实验台，巧妙地转移到了测序仪内部的实时计算中。通过预设目标序列，依靠强大的信号处理和算法，测序仪在运行中即可“智能”地筛选并富集我们感兴趣的DNA片段。今天，我们就来一同探索，这项技术在实际研究中究竟能释放多大的威力。

重塑靶向测序：从临床检测到病原体追踪

理论上，任何需要进行靶向富集测序的应用，都可以通过自适应采样技术来实现，并且往往能带来更高的效率和灵活性。

临床与遗传学研究：

在临床检测领域，研究者常常关注特定的基因面板，如肿瘤易感基因、药物代谢相关基因，或是对特定位点的单核苷酸突变（SNV）和拷贝数变异（CNV） 进行检测。传统方法需要耗费数周时间设计、合成并验证探针或引物。而自适应采样技术，则允许研究者在文库中动态捕获和富集这些区域的片段，直接获得更深的测序覆盖度。这不仅省去了探针引物的设计和合成时间，避免了湿实验的复杂性，更提供了无与伦比的灵活性——更换或调整目标区域，仅仅是修改一个软件配置文件的事情。

病原体检测与宏基因组学：

在感染性疾病的诊断中，一个巨大的挑战是患者样本中的病原体核酸信号，往往被海量的宿主序列所“淹没”。同样的问题也存在于宏基因组研究中，高比例的宿主DNA污染常常导致有效测序数据的利用率极低。自适应采样技术为此提供了完美的解决方案。它可以在测序过程中实时识别并“拒绝”宿主片段，让有限的测序通量优先流向我们真正关心的病原体或微生物基因组。这能在短时间内显著提高目标序列的覆盖率，从而更快地获得诊断结果，尤其是在新发病毒检测、耐药菌株追踪，或是在低丰度感染中搜寻病原体时，极大地提升了检测的灵敏度和效率。

终极优势：序列与修饰的“双剑合璧”

上一期我们在讲解自适应采样原理时，也提到了它完美继承了纳米孔测序平台的另一大核心优势——保留天然的碱基修饰信息。当这两项强大的功能结合起来，便催生了全新的、独特的应用方向。

肿瘤研究的新维度：

我们都知道，癌症的发生与发展，不仅与DNA序列的突变有关，更与DNA甲基化等表观遗传修饰模式的异常密切相关。传统的靶向测序，即使富集到了肿瘤相关基因，也因PCR过程而丢失了其甲基化信息。而通过自适应采样，我们不仅能高效富集这些关键基因区域，检测其序列上的突变，更能在同一条测序读长（read）上，同时解析其甲基化状态。这意味着我们可以直接比较肿瘤细胞和正常细胞在同一基因上的序列差异与表观遗传差异，获得前所未有的全面分子信息，这对肿瘤的早期筛查、精准诊断和预后判断具有里程碑式的意义。

结语：从“测什么”到“分子状态如何”的认知飞跃

李老师最后为我们做了精辟的总结：自适应采样技术，解决的是“测什么”的问题，它让我们能够高效地聚焦于我们感兴趣的基因组区域；而纳米孔固有的修饰检测能力，回答的则是“分子状态如何”的问题。

当这两者结合，我们便能够在特定区域内，以前所未有的效率和深度，更高效、更深入地同时洞察DNA的序列信息和修命修饰模式。这不仅极大地拓宽了三代测序的应用边界，也为精准医学、病原体研究和基础生命科学探索开辟了充满无限可能的新路径。