【佳学基因-基因检测】基因检测技术之基因芯片简介
随着基因检测技术的进步同样带动了基因检测行业的百花争鸣，基因芯片已经成为较为常见的基因检测技术手段，在这里和大家简单介绍目前国际常用的几种基因芯片。
一、Illumina的SNP芯片
Illumina公司是著名的生物芯片及基因测序公司，其的基于微珠的BeadArray生物芯片，在高通量SNP检测市场上有着巨大的优势。著名的美国公司“23 and Me”就是用Illumina的Human Omni Express芯片做基因检测的。
Illumina的生物芯片系统主要由：芯片、扫描仪、分析软件组成。
（1）目前主要的扫描仪有HiScan和iScan两款。另外，NextSeq 550型（测序仪）也可以扫描部分类型的芯片。
（2）其的分析软件，主要是：Genome Studio。
（3）Illumina的SNP生物芯片的优势在于：
1、检测通量很大，一次可以检测几十万到几百万个SNP位点；
2、检测准确性很高，它的准确性可以达到99.9%以上；
3、检测的费用性价比相对较高。
二、Affymetrix 芯片
Affymetrix公司是著名的生物芯片公司,它的芯片当中包含了：RNA表达量分析（表达谱芯片）、SNP检测（基因分型）、拷贝数变异（Copy Number Variation，CNV）、small RNA、甲基化等多种芯片。
应用得最广的是表达谱芯片和SNP分型芯片两种芯片。
目前在售的仪器Affymetrix 的（生物芯片的）仪器主要有4个机型，分别为：GeneAtlas、GeneChipScanner 3000 7G（简称：7G）、GeneChipSystem 3000 DX2（简称：DX2）以及GeneTitan；
（1）GeneAtlas ：是一个小型系统，它主要可以扫描4张芯片一组的小芯片条。特点是：经济、易用；
（2）GeneChip Scanner 3000 7G（简称：7G）：与下面的GeneChipSystem 3000 DX2（简称：DX2）是同一款机器的不同版本，“7G”主要为科研版本；
（3）GeneChipSystem 3000 DX2（简称：DX2）：是临床版本，取得了美国FDA和中国CFDA的认证。
（4）GeneTitan 是新机型，它的通量更大，自动化程度更高。相对检测成本会更低一些。
Affymetrix公司官方网站：www.affymetrix.com
三、Agilent的生物芯片
Agilent公司（安捷伦公司）的生物芯片和别的公司的生物芯片同样由：扫描仪、生物芯片、分析软件，三部分组成。
Agilent的生物芯片的主要特点为：
（1）生产的灵活性较高，方便客户定制化芯片，甚至可以接受少到“1张”芯片的定制化订单。
（2）其芯片扫描仪：SureScan DX，取得了欧洲的CE认证，和中国的CFDA认证。
目前Agilent生产的芯片，根据点阵密度的不同，分成密度较低的HD芯片（一张芯片上最多可以有24万4千个点）和高密度的G3芯片（一张芯片上最多可以有1百万个点）。
另外，Agilent的CGH生物芯片，在细胞遗传学中有着很广泛的接受度，其表达谱芯片，检测灵敏度高、检测速度快、检测的线性范围大，也很受欢迎。
Agilent公司官方网站：www.agilent.com.cn
四、芯片技术与基因检测
（1）利用微卫星扫描和SNP微阵列芯片进行全基因组纯合性筛查
20世纪90年代对现有测序技术的改变加上单核苷酸多态性（SNP）微阵列的引入，使得研究不育男性基因组和识别与男性不育相关的新基因的研究方法再次发生转变。最初，这项工作的重点是开发和应用大套多态性标记，以筛选不育男子的基因组与具有血缘关系的后代之间的同源区域。2007年，采用这种新的定位克隆方法发现了两个新的男性不育基因AURKC和SPATA16，可以导致导致多种精子形态异常。同样，在一小群精子鞭毛形态异常的不育男性中，利用纯合性图谱鉴定DNAH1的纯合致病突变。
(2)基于基因芯片的基因组拷贝数变异检测
虽然Y染色体上的CNVs等结构变异对精子发生有明显的负面影响，但只有少数其他结构基因组变异与男性不育症密切相关。自90年代后期以来，基于微阵列的比较基因组杂交（array-CGH）和SNP阵列显著提高了基因组缺失和重复的检测分辨率。
2011年，采用SNP微阵列技术发现了一个与男性不育相关的一个重要CNV，一个影响DPY19L2基因的200kb纯合缺失。由于DPY19L2存在假基因，DPY19L2特异性扩增和测序比较困难。2012年，Coutton等人优化了特异性扩增和对该基因进行测序的条件，明确了一个圆头精子症患者同时存在一个缺失，个无意义或者是错义突变。同样也找到了一个患者存达这个基因纯合错义突变。而DPY19L2的缺失和点突变，是大多数圆头精子症的致病突变。
2011年，Tüttelmann等人利用微阵列技术发现，德国男性无精子症和严重少精子症患者的性染色体上存在过量的稀有CNV，这一特征后来在其他人群中得到了验证。最近，Yatsenko等人利用高分辨率阵列CGH鉴定了两例无精子症患者X染色体上TEX11基因的三个外显子的完全缺失。采用Sanger测序法对该基因的测序揭示了无精子症患者中存在其他的致病性（截断和剪接）突变。同年，在另一组无精子症患者了发现存在TEX11基因突变。有趣的是，这个研究小组决定研究TEX11，因为他们之前的研究表明，缺乏这种基因的雄性小鼠减数分裂停滞，导致无精子症。
使用类似的微阵列方法，明确了影响9号染色体上DMRT1基因的反复缺失与无精子症有关。虽然，引起男性无精子症的致病基因的包含这个基因，但它在不孕症中的作用仍然不完全清楚。其他罕见cnv的临床意义，报道数量有限甚至只在一个不育男性中发现，其临床意义还不确定。例如，2014年在一名无精子症患者中发现约1 Mb缺失。这个CNV区域存在于11号染色体上，跨越9个基因，其中WT1基因被认为是导致精子发生失败的潜在原因。另一个例子是迄今为止仅在地中海无精子症患者中观察到的X染色体11-15kb缺失，导致MAGEA9B基因近端拷贝部分缺失。
虽然SNP和CGH微阵列突出了CNV在男性不育中的重要作用，但下一代测序（NGS）的广泛应用将CNV检测、其他更复杂的结构变异检测与SNV的同时检测结合起来。最近，一位严重少精子症患者报告了一个影响SYCP2基因的平衡互易易位，最初通过核型发现，但进一步利用微阵列和NGS技术进行了验证。有趣的是，通过国际合作，在另外三名来自德国的不孕症患者中发现了影响该基因的功能缺失突变，强调了结合结构基因组变异和单核苷酸变异分析以及多机构合作的重要性。
