珠联璧合 | 纳昂达基于 MGISP-Smart 8 推出全外显子和实体瘤自动化靶向捕获解决方案
01背景
近年来，NGS 在临床诊断、科研探索、农业育种和公共卫生监测等多个领域的应用场景不断拓展。然而，NGS 工作流程中的文库制备环节因其复杂性和耗时性，俨然成为制约全流程效率的瓶颈。
随着自动化硬件技术的不断革新和软件算法的持续优化，NGS 领域内的自动化设备和试剂方案也不断推陈出新。华大智造的 MGISP-Smart 8 作为一款全新的国产自动化样本制备系统，凭借其独特的功能和特性，可为实验室的自动化操作提供强有力的支持 (图 1.)。为了更高效地将基因检测产品运用于包括 MGISP-Smart 8 在内的自动化平台，纳昂达结合自身产品特性，已相继开发出多应用场景下的自动化适配整体解决方案，旨在降低 NGS 应用适配于自动化工作站的难度。
图 1. MGISP-Smart 8 产品简介 (https://www.mgi-tech.com/)。
02方案介绍
为了更好地满足实验室自动化操作的需求，纳昂达与华大智造进行了深入合作与探讨。经过脚本编写、优化和多轮的测试验证，纳昂达基于酶切片段化方式的全外显子和实体瘤 (肺癌) 靶向捕获全流程自动化解决方案 (表 1.) 与 MGISP-Smart 8 的整合已实现了除试剂摆放和文库质检外的无人值守 (图 2.)。基于该自动化工作站，纳昂达推出的适配解决方案不仅有效释放了实验室的人力资源，同时降低了对实验人员操作水平的要求，使得实验操作更具标准性和高效性，为用户提供了更快速的全外显子和实体瘤检测应用解决方案。
表 1. 自动化靶向捕获全流程配套试剂。
图 2. 纳昂达适配华大智造 MGISP-Smart 8 及 MGISEQ-2000 测序分析全流程。
03方案表现
3.1稳定高效的文库产出
在相同的实验参数下，MGISP-Smart 8 同批次自动化预文库构建产量稳定 (CV 保持在 4.81% ~ 5.67% 之间，符合低于 10% 的标准)，不同批次间产出略有差异，但皆超过 1,600 ng，符合预期产量且整体水平高于手动操作 (图 3. A)。同时，经自动化或手动操作得到的文库片段大小及分布均符合预设标准 (23
min，200~250 bp Insert Size) (图 3. B & C)。
图 3. NadPrep® 快速 DNA 酶切文库构建试剂盒 v2 (for MGI) 应用于 MGISP-Smart 8 和手动操作的文库产出及片段分布对比。A. 文库产量；B. 平均插入片段大小；C. 文库片段分布。
注：样本为 50 ng 泛肿瘤 gDNA 标准品 (菁良，GW-OGTM800)，利用 NadPrep® 快速 DNA 酶切文库构建试剂盒 v2 搭配 NadPrep®️ Universal Adapter (MDI)
Module (for MGI) 进行预文库构建 (酶切 23
min，扩增 7 个循环)。
3.2稳定优异的捕获表现
为测试 MGISP-Smart 8 对不同大小 Panel 的适配性，我们利用纳昂达两款商品化 Panel：应用于实体瘤 (肺癌) 检测的 LungCancer
Panel v1.0 (~0.2 Mb) 和应用于全外显子检测的 NEXome Core Panel
(~41.7 Mb)，分别进行靶向捕获，并评估自动化捕获文库的碱基质量、比对率、中靶率和覆盖均一性等指标。结果显示，不论是大 Panel (~41.7 Mb) 还是小 Panel (~0.2 Mb)，基于 MGISP-Smart 8 的自动化靶向捕获文库表现均可与手动操作相媲美。具体来说，对于 LungCancer Panel v1.0，自动化靶向捕获文库与手动操作可同样达到比对率 > 99 %、中靶率 > 90%、0.2x mean > 99.9% 的优秀水平；对于 NEXome Core
Panel，自动化靶向捕获文库与手动操作可同样达到比对率 > 99.5%、中靶率 > 92%、0.2x mean > 99% 的水平 (图 4.)。
图 4. Manual/MGISP-Smart 8 靶向捕获文库构建性能表现。A. 测序碱基质量；B. 比对率；C. 中靶率；D. > 0.2x mean；E. > 0.5x mean；F. GC 偏好性 (LungCancer Panel v1.0)；G. GC 偏好性 (NEXome Core Panel)。以 LungCancer Panel v1.0 和 NEXome Core Panel 分别搭配 NadPrep®️ Hybrid Capture Reagents 完成杂交捕获。测序模式为 MGISEQ-2000，PE150。随机选取 10 Gb (NEXome Core Panel 捕获文库) 及 0.3 Gb (LungCancer Panel v1.0 捕获文库) 进行数据分析。
3.3突变检出的高度一致性
为了评估突变检出的一致性，我们利用标准品模拟检测了不同 Panel 适配 MGISP-Smart 8 进行杂交捕获在突变检出方面的性能。结果显示，对于 LungCancer Panel v1.0，标准品中的 SNV 和 InDel 变异均能有效检出，且检出变异频率与标准品标称频率保持高度一致 (R2 =
0.922) (图 5. A & B)；对于 NEXome Core Panel，同样能够较好地检出相关等位基因，实际测得的等位基因频率与理论值高度一致；当进行单文库杂交时，自动化操作 (MGISP-Smart 8) 与手动操作 (Manual) 得到结果并无显著区别 (图 5. C)；且使用自动化操作进行多文库杂交 (4-Plex) 时，同单文库杂交 (1-Plex) 的突变检出结果亦类似，实测突变频率和理论值一致性亦较高 (图 5. D)，R2 均可达到 0.96 以上。
图 5. 基于 Manual/MGISP-Smart 8 利用不同 Panel 进行靶向捕获的数据中变异频率与标准品标称频率的一致性分析。A & B. LungCancer Panel v1.0 (MGISP-Smart 8)；C. NEXome Core Panel (MGISP-Smart 8 vs. 手动操作，1-Plex)；D. NEXome Core Panel (MGISP-Smart 8，1-Plex vs. 4-Plex)。
04应用展望
基于 MGISP-Smart 8 自动化平台进行全外显子和实体瘤靶向捕获并搭配 MGISEQ-2000 平台进行测序，不论是在文库产出、捕获质量，还是在突变检出性能方面都表现优异，同时显著节约了人力成本并缩短了流程耗时。纳昂达推出的文库构建和杂交捕获全系列试剂无论是在手动操作还是自动化流程下，都能获得稳定高效的文库产出、优异的捕获表现和出色的突变检出能力。此外，针对临床诊断、科研探索、农业育种和公共卫生监测等多个领域，纳昂达还提供多种经过验证的商品化 Panel 以及一站式探针定制服务，以满足更广泛的 NGS 场景应用需求。
05相关产品信息
*以上产品可登录华大智造官网 (https://www.mgi-tech.com/) 查看详情或订购。
