随着基因测序技术的发展，基因测序费用逐渐降低，让普通人也可以接受个体测序分析，我们即将迎来全民测序时代，这也极大的帮助了精准医学和个体化治疗飞速发展。请大家跟随小编一起了解一下基因测序的原理和常见的临床应用吧！
一、什么是基因测序
我们知道，DNA是人类的遗传物质，基因分布在DNA上，由4种不同的碱基组成的，它们的不同排列组合决定了基因序列的差异，而正是这些差异决定了我们个体的差异。
基因测序是一种新型基因检测技术，能够从血液或唾液中把基因的序列测出来，进而通过生物信息学分析对这些不同的序列进行解读，预测罹患多种疾病的可能性，提前预防和治疗。
二、基因测序技术的发展
1、Sanger测序
这是最早的DNA测序技术，于1975年由英国生物化学家弗雷德里克·桑格（Frederick Sanger）发明。简单概括其测序原理就是一个一个按需排列顺序进行检测。这种检测方法精度高达99.999%，读长（一次最长检测的DNA长度）长达1000bp，因此成为基因检测的金标准。但Sanger测序最大的缺点就是成本昂贵，测序速度也比较慢。
2、人类基因组计划（HGP）
人类基因组计划（Human Genome Project, HGP）是一项规模宏大、跨国跨学科的科学探索工程。其宗旨在于测定组成人类染色体中所包含的30亿个碱基对组成的DNA序列，从而绘制人类基因组图谱，并且找出所有基因在染色体上的位置，达到破译人类遗传信息的最终目的。
该计划由美、英、日、德、法、中等国使用Sanger测序法耗时10年时间于2003年宣布完成，意义巨大。
3、二代测序技术
二代测序技术是目前应用最多的测序技术。因为不同的人与人之间的基因序列只有不到1%差异。当我们已经有了一份完整的人类基因图谱，那么其他人的基因序列都差不多的。所以就出现了鸟枪法测序，先将整个基因组打乱，切成随机碎片，然后测定每个小片段序列，最终利用计算机对这些切片进行排序和组装，并确定它们在基因组中的正确位置。
该法的思路独特，好比我们经常玩的拼图游戏，但是拼图片数巨大，因为基因链长度非常长有30亿bp。而每个小片段只有150bp，也就是一条链就会有至少1千万片的片段。还原整个拼图的过程，就是使用计算机，开始各种算法运算。一开始由测序仪随机打断，然后软件进行“对齐”，对齐之后，需要“去重”，去重之后，再进行“合并”。最终得到想要测序的目标序列的顺序。
整体而言，二代测序技术测序性能大大提升，第二代测序技术在大幅提高了测序速度的同时，还大大地降低了测序成本，使得基因测序技术普及并开始进入普通消费者的视野。以前完成一个人类基因组的测序需要3年时间，而使用二代测序技术则仅仅需要1周，但其序列读长方面比起第一代测序技术则要短很多，大多只有100bp-150bp。测序过程中还需使用PCR扩增，以体外酶促合成特异DNA片段，因此在一定程度上增加测序的错误率，并且具有系统偏向性。
4、三代测序技术
三代测序技术是以PacBio公司的SMRT和Oxford Nanopore Technologies的纳米孔单分子测序技术为标志，被称之为第三代测序技术。与前两代相比，最大的特点就是单分子测序，测序过程无需进行PCR扩增，能有效避免因PCR偏向性而导致的系统错误。同时具有超长读长的特点，以PacBio SMRT技术的测序读长为例，平均达到10Kb-15Kb，是二代测序技术的100倍以上。
但这个技术还不是很成熟，需要再进化，成本也偏高。
三、基因测序技术的应用
目前基因测序的应用还是很广的，在个性化诊疗方面，基因测序可用于个性化慢性病治疗、易感基因筛查、无创产检、检测肿瘤转移复发风险及肿瘤晚期个性化用药等方面。
1、肿瘤筛查
基因测序是癌症个性化治疗的基础，细胞癌变是由基因突变驱动的，驱动突变（Driver Mutation）的不断累积最终导致细胞癌变。基于基因测序的“药物-伴随诊断”正受到全球制药界越来越多的重视。
好莱坞著名影星安吉丽娜·朱莉具有乳腺癌家族史，担心自己也会患上乳腺癌，通过基因检测查出自己不幸携带了一种强致癌基因，于是毅然选择了乳房切除术，将乳腺癌的发病风险降至最低。
2、无创产检
基因测序广为人知的应用之一就是针对唐氏综合征筛查的无创产前基因检测。只需要孕妇5毫升血，通过化验血液中甲型胎儿蛋白（AFP）、人类绒毛膜促性腺激素（β-hCG）的浓度，就可以算出胎儿出现唐氏综合征的危险性。
胚胎植入前遗传学筛查/诊断（PGT-A/PGt-M）也叫第三代试管婴儿，通过对胚胎细胞的基因测序，可以筛查出哪些胚胎是正常的，哪些胚胎是携带遗传病基因的，进而帮助单基因遗传病患者或携带者生育健康的宝宝。
3、精准药物开发
不同组织类型的肿瘤有同样生物标记，可参与同一个试验药物的临床试验;不同组织类型的肿瘤病人，按照不同的生物标记，分在不同的试验药物组，可以是不同的临床阶段。通过基因测序以及挖掘已有基因信息来确定疾病的驱动基因的信息，确定癌症发生发展的具体靶点，通过驱动基因突变定义治疗肿瘤和治疗人群。
基因测序技术在临床中还有许多应用方向，可以说基因测序技术极大地改变了我们的生活，希望在未来基因测序技术能开发出更多应用并更加完善现有的应用，让我们的生活更加健康。
