二代測序，又名下一代測序（Next Generation Sequencing，NGS），也叫高通量測序（High-Throughput Sequencing），是相對于傳統的桑格兒測序（Sanger Sequencing）而言的。有些文章中可能還會稱為大規模平行測序平臺（massively parallel DNA sequencing platform）和深度測序(Deep sequencing)。
目前，二代測序平臺的兩個主要廠家是life及illumina，因life平臺的通量相對較小，所以在臨床檢測的應用相對較多一些。它的核心技術是使用半導體技術在化學和數字信息之間建立直接的聯系。在半導體芯片的微孔中固定DNA鏈，隨后依次摻入ACGT。隨著每個堿基的摻入，釋放出氫離子，在它們穿過每個孔底部時能被檢測到，通過對H+ 的檢測，實時判讀堿基，從而得到大量高質量的測序數據。
顧名思義，二代測序最大的優勢就在于：“高通量”：一次對幾十萬到幾百萬條核酸分子進行序列測定。換言之，可以實現低成本下的多基因、多位點、多樣本的檢測。帶著這個優勢，二代測序在腫瘤臨床中主要進入了以下兩大領域：
1、個體化用藥指導
靶向治療現如今已經成為腫瘤治療的首要手段，也是二代測序在腫瘤臨床中的主要應用領域。目前，針對主要癌種的主要靶向相關基因檢測，很多醫院病理科均已常規開展。但隨著研究的進展，靶向藥物越來越多，與某一靶向藥物相關的基因也越來越多，因此常規的檢測項目就有了局限，使用高通量測序進行多基因檢測，尋找更多靶向治療的機會已經成了很多患者的需求。最新的非小細胞肺癌NCCN指南中也已經推薦多基因檢測。
除優化目前常規的靶向治療之外，二代測序也帶來了一個新的治療模式：同病異治，異病同治。
15年7月，NCI開始了一項迄今為止最大的臨床研究，精準醫學研究NCI-MATCH（Molecular Analysis for Therapy Choice），此項研究包含包括20種以上不同的藥物或藥物組合，納入了各種實體瘤或淋巴瘤患者，并至少包含25%的罕見癌癥類型。入組的這些患者均是通過二代測序技術進行包括143個基因的4000個基因突變檢測后，發現攜帶一個已知的能誘發腫瘤的基因異常。
試驗中，無論患者為何種癌種，患者將根據他們的基因異常情況接受相應的藥物治療！而且假設測試藥物顯示出非常明顯的療效，此藥物便可不需要進行III期臨床實驗！也就是說，這將使很多患者，尤其是一些罕見癌種的患者不用等待新藥就能從“老藥新用”中獲益，相信不久的將來，同病異治，異病同治會成為一個必然的治療模式。
2、腫瘤風險評估
目前，有超過200種的遺傳性癌癥已經被報道，遺傳性癌癥多是由患者攜帶某種基因異常引起的。因此，提前預防，早期發現，早期治療則是這類人群最好的選擇。
2013年5月14日好萊塢紅星安吉麗娜·朱莉(Angelina Jolie)自曝已接受預防性的雙側乳房切除術，以降低罹癌風險，其原因就是檢測出了BRACA1/2基因突變，之前我們的一篇“乳腺癌的分子檢測”的文章中對此項目有簡單介紹，感興趣的老師可以去我們公眾號的歷史消息中查找。
此外，家族性腸癌也是目前關注相對較多的。雖然絕大多數大腸癌呈散發性，但是，還有約10%～15%的大腸癌有遺傳背景，其多是由APC、DNA錯配修復基因等基因異常導至。
有研究者使用桑格測序（Sanger Sequencing）和二代測序對家族性腸癌的檢測進行了對比[1]：
研究者選取了16例家族性CRC患者的血液標本（8 例FAP和8 HNPCC） ，采用life的Ion PGM平臺和桑格測序（Sanger Sequencing）對APC（ n?=?16）、 MUTYH（ n?=?16）、 MLH1（ n?=?17）、 MSH2（ n?=?16）、 MSH6（ n?=?10）的所有外顯子進行了序列測定，最后從檢測結果、花費和時間等方面進行了綜合比較：
結果上：除MSH2的c.840_841delAT (p.L280Ffs*3) 位點，二代測序沒有檢測出之外，其余結果均一致。研究者認為是因為這個點位于多個重復的核苷酸序列的區域，不容易準確的擴增而導至的。
時間和花費上，二代測序大大降低了每個樣本的成本，并且縮短了不少時間：
雖然二代測序可能還存在一些局限性，但從多方面綜合考慮，它仍然是多基因、多樣本分析的一個很好的手段。如果說桑格測序（Sanger Sequencing）制約了家族性高發癌癥的大規模基因篩查，那二代測序的出現，則為廣大患者帶來了福音。
除腫瘤領域之外，二代測序還可以應用于遺傳病檢測、疑難雜癥研究、婦嬰生育保健、病源微生物等多個領域。
從二代測序風風火火進入臨床視野，隨后雖然經歷了試點單位成立、取消、規范化等各種曲折，但其未來的應用、發展已經逐漸明了，成為必然，相信此技術定能為廣大病理、臨床工作者帶來更多的幫助！
[1]、Next-generation sequencing for genetic testing of familial colorectal cancer syndromes，Hered Cancer Clin Pract. 2015; 13(1): 18.