“基于华大智造ATOPlex平台开发的生物样本识别Panel，经过我们测评发现：它能够一次性扩增的位点数（包含的STRs和SNPs数量）为目前商业化分析体系中包含最多种类和数量的遗传标记的法庭科学多功能一体化生物样本识别分析体系，包含8个种类359个的遗传标记，能够提供多维度的生物样本标记信息。其中SNPs标记，即使是在150bp的降解样本组别中也拿到了100%检出率的结果，对于极端样本具有非常好的检测能力”。
——中山大学孙宏钰教授
文章 | 华大智造 编辑 | Kathy审核 | Mark
关键词 | 华大智造；ATOPlex平台
图：中山大学孙宏钰教授团队对MGI生物样本识别Panel的测评
（来源/International Joumal of Legal Medicine）
生物样本识别是指通过样本之间在基因水平上的的差异，如SNPs、STRs、甲基化等，进行个体化识别。现有的识别技术包括PCR、qPCR、基因芯片、分子杂交、毛细管电泳、高通量测序等。通过这些技术获取样本的基因信息，然后与已知的信息进行比对，从而获得与已知信息一致或不一致的结论，最终对样本的来源做出判断。其中，多重PCR方法与高通量测序技术的结合，能够面向微量样本一次性检测成百上千个特征位点，在生物样本鉴定中有着越来越广泛的作用。
对生物样本进行识别，具有广泛的应用场景，如生物库样本识别、植物种子识别、动物品系识别、微生物污染识别和人员身份识别等。为了寻找理想的识别工具，2020年，中山大学孙宏钰教授团队对一款生物样本识别Panel的特异性、灵敏度、混样检测能力、抗抑制性、降解检材适用性、可重复性和检测一致性等进行了全方位的测评。该Panel基于ATOPlex平台设计开发，即MGIEasy Signature Identification Library Prep Kit（货号1000020866）。这一测评结果已于2021年获刊于International Journal of Legal Medicine杂志。
测评背景
这款生物样本识别Panel基于ATOPlex平台设计开发，针对多种不同类型的特征位点进行了多重PCR引物设计，包括227个特征SNPs、52个常染色体STR、27个X-STR、48个Y-STR和3个线粒体高变区，扩增子长度60~358bp，并搭配了ATOPlex技术平台独有的扩增试剂。
表1：基于ATOPlex平台的生物样本识别Panel信息
（来源/华大智造）
测试方法
使用华大智造自动化样本制备系统MGISP-960RS完成文库构建，并于MGISEQ-2000RS完成单端400个碱基的长读长测序（SE400），该测序平台采用华大智造独有的DNBSEQTM技术，具有高准确性、低重复序列率、低标签跳跃的重要特性，能有效避免传统PCR测序中出现的错误积累。测序数据通过试剂盒配套的DNA特征识别系统（FIS）获得结果，并根据结果作进一步的整理。
测评结果
测评点1：特异性
该Panel在除灵长类的动物以外，小鼠、鸡、鱼、牛和大肠杆菌等物种均未产生非特异性的扩增产物。在猴子和猩猩中虽能扩增出部分位点，但均为人群中稀有的分型，展示出该产品优秀的物种特异性。
测评点2：灵敏度
在0.25ng以上DNA投入量的测试中，STRs/SNPs和mtDNA三种检测表现为100%的检出率和一致性。在0.125ng的投入量中，STRs/SNPs和mtDNA检出率分别为99.48%，100%，100%,一致性为98.15%，100%,100%。甚至在极端少量的DNA投入量的情况下0.0625ng、0.313ng都只有少数位点丢失的现象。
测评点3：混样检测能力
通过对不同已知信息男女样本进行梯度混样测试验证，结果发现：大部分的Y-STR型别能够在男女1：10的混样中检测出来，少数Y-STR能够在1：1000的混样中检测出来。
测评点4：扩增抗抑制性
该Panel对于常见的四种PCR抑制剂（腐殖酸、血红素、血红蛋白和靛蓝染料）有较好的抗干扰能力，其中在25 μM腐殖酸、3.13 μM血红素、0.78 μM血红蛋白和0.08 mM靛蓝染料中有100%的检出率和一致率。
测评点5：讲解检测能力
采用这一Panel，在300bp以上降解样本组别中（G1~G3:2000~300bp），所有类型的检出率都达到100%。随着样本的完整性继续下降(G4~G6:250~150bp)，个别STR出现了allele的丢失，导致一致率出现一定的降低（95.67%、94.88%,、95.28%），但是所有降解组别样本中SNPs和mtDNA的一致率都为100%。
测评点6：检测重复性
在三个标准物质中，2800M、9947A和9948中，重复四次实验，互相之间的检测结果都表现为100%的一致性。
测评点7：检测一致性
其中STR的检测结果和金标准CE方法有99.79%的一致性，SNP的检测结果和I平台的方法有99.78%的一致性，mtDNA的检测结果和sanger方法有100%的一致性。
测评结论
结论1
采用单管超高重PCR扩增技术的ATOPlex平台具备一定的技术领先性
有别于其他技术平台需要将不同类型的扩增引物分别放在不同的管子进行PCR扩增，ATOPlex技术可以实现将不同类型的引物在单管中进行扩增，大大降低了样本需求量和操作难度。
结论2
基于ATOPlex开发的Panel具有较为广泛的适用性
基于ATOPlex平台开发的这款Panel一次性能够扩增的位点数包含STR、SNP、线粒体3个种类共359个数量的遗传标记，能够提供全面的多维度的生物标记信息。
结论3
基于ATOPlex开发的panel扩增体系具有优秀的扩增均一性
该panel中的SNPs扩增子的大小大部分小于90bp(95.4%)，有些甚至是60bp，逼近PCR扩增子的极限，这对于多重PCR所要求的引物设计能力提出非常严苛的要求。此外，该扩增体系还能够兼容不同大小扩增子的扩增，扩增范围从60bp到353bp，均一性表现优秀。
结论4
ATOPlex平台的扩增体系具有优秀的兼容性
基于ATOPlex平台开发的这款Panel扩增体系兼容性强，不仅能够从血卡直接进扩增，而且对于常见的四种干扰物质都有较好的抗干扰能力。该Panel的开发，为生物样本识别提供了可靠的方案。
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