KASP? 技術(shù)在 SNP 基因分型方面的應(yīng)用！

KASP?是指競爭性等位基因特異性PCR (Kompetitive Allele Specific PCR)，可對廣泛的基因組DNA樣品，對目標(biāo) SNPs 和 InDels 進(jìn)行精準(zhǔn)的雙等位基因分型，其準(zhǔn)確率>99.8%（和一代測序結(jié)果相比），SNP 和 InDel 引物轉(zhuǎn)化成功率高達(dá) 90%以上。

KASP因其超高的準(zhǔn)確度和轉(zhuǎn)化率、前所未有的低成本和高靈活性，被廣泛用于作物和動(dòng)物育種，在人類遺傳病檢測、藥物基因組學(xué)、疾病易感性檢測方面也發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢。隨著基因分型技術(shù)在消費(fèi)級市場的廣泛應(yīng)用，低成本、高通量、靈活、準(zhǔn)確、多重檢測的發(fā)展趨勢，KASP技術(shù)及 LGC 特有高通量檢測平臺(tái)能夠更好的滿足市場需求。

一、KASP在人類上的應(yīng)用

1、遺傳病檢測

許多遺傳病由點(diǎn)突變或者堿基片段插入缺失導(dǎo)致，KASP基因分型技術(shù)可用于該類型的遺傳病檢測，如先天性耳聾、白化病、地中海貧血、苯丙酮尿癥，家族性遺傳性腎炎， 色盲，血友等。

（1）地中海貧血檢測

我國南方部分省市20%人口攜帶地中海貧血基因。β型地貧可采用 KASP 基因檢測。常用于夫婦雙方孕前檢測， 試管嬰兒胚胎植入前遺傳學(xué)診斷。

（2）耳聾基因檢測

《孕期耳聾基因篩查專家共識(shí)（2022年）》指出：建議至少篩選孕婦基因組 DNA 中4個(gè)基因（即GJB2，SLC26A4，GJB3及線粒體MT-RNR1/12S rRNA）的20個(gè)變異位點(diǎn)。

博奧 - 二十三項(xiàng)遺傳性耳聾相關(guān)基因檢測試劑盒

（微流控芯片法）

采用微流控芯片技術(shù)結(jié)合 競爭性等位基因特異性擴(kuò)增技術(shù)(KASP) 對耳聾相關(guān)4個(gè)基因23種突變形式進(jìn)行檢測。

圖片

2、藥物基因組學(xué)（個(gè)體化用藥）

全球每年死于不合理用藥 750 萬人。位居死亡人數(shù)排行的第四位。我國因藥物不良反應(yīng)住院的病人每年約 250 萬人，直接死亡 20 萬人。藥物基因組學(xué)檢測的位點(diǎn)數(shù)一般不超過 50 個(gè)，不適合采用 NGS 測序法。KASP 適用于少量位點(diǎn)的高通量檢測，SNP 和 InDel 引物轉(zhuǎn)化成功率高，是目前市面上最適合做藥物基因組學(xué)檢測的技術(shù)之一。KASP 基因分型可用于華法林、氯吡格雷、他汀類、硝酸甘油、高血壓等的個(gè)體化用藥解決方案。

3、疾病易感性檢測

通過 KASP 基因分型檢測，可以了解是否有易感風(fēng)險(xiǎn)，如心腦血管疾病、自身免疫性疾病或腫瘤等，可以幫助延緩疾病的發(fā)生、發(fā)展。KASP 利用其高度靈活性，可以適應(yīng)消費(fèi)者對不同檢測項(xiàng)目的套餐組合的選擇。其極低的成本，可以讓易感基因檢測被大眾廣泛接受。

（1）阿爾茨海默病 (AD) 風(fēng)險(xiǎn)基因檢測

AD 的風(fēng)險(xiǎn)因素包括年齡、性別、睡眠、情緒、家族史、基因突變等，載脂蛋白 E (ApoE) 是目前研究最為深入且被廣泛認(rèn)可的易感基因。

如圖所示，2個(gè) SNP rs429358 和 rs7412，構(gòu)成 6 種不同的基因型，攜帶 1 個(gè) APOE ε4 風(fēng)險(xiǎn)增加約 3~4 倍，攜帶 2 個(gè) APOE ε4 者增加約 10~15 倍。通過 KASP 基因分型檢測，可以判斷個(gè)體攜帶的基因型，從而預(yù)知風(fēng)險(xiǎn)，可進(jìn)行早期干預(yù)。

通過以上3個(gè)部分可以看出，KASP 技術(shù)已經(jīng)非常成熟，且應(yīng)用相當(dāng)廣泛。除此之外，我們可以通過一些數(shù)據(jù)，更加直觀地了解KASP技術(shù)至今為止所應(yīng)用的領(lǐng)域。

KASP技術(shù)的應(yīng)用在全球發(fā)表約3000篇、中國200余篇科技論文。植物方面涉及水稻、小麥、玉米等主糧作物的功能基因定位和分子標(biāo)記輔助育種，還有花生、大豆、茶葉、中草藥等。畜牧方面主要為牛、羊、驢等。人類醫(yī)學(xué)研究包括糖尿病、結(jié)直腸癌、冠狀動(dòng)脈狹窄、動(dòng)脈瘤、胃癌、聽力喪失、阿茲海默、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、關(guān)節(jié)炎等。

另外，我們還可以通過下圖獲悉，全球著名生命科學(xué)公司 LGC 利用 KASP 基因分型技術(shù)驗(yàn)證過的 SNP 位點(diǎn)：

二、SNP基因分型技術(shù)的發(fā)展方向與優(yōu)勢

1、消費(fèi)級市場

基因檢測會(huì)慢慢進(jìn)入消費(fèi)級市場。2016-2018 年消費(fèi)級市場火熱，之后熱度褪去。新冠結(jié)束后，大量分子檢測設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室可用于消費(fèi)級市場基因檢測。所以，很多公司都在開發(fā)消費(fèi)級市場的檢測產(chǎn)品

2、低成本

隨著國家集采，體外診斷公司也感受到前所未有的成本壓力，降本是公司方向之一，大家都在尋找性能好，成本低的產(chǎn)品。

KASP 最主要的優(yōu)點(diǎn)是采用通用熒光探針和淬滅基團(tuán)，并提前預(yù)置于混合液中，根據(jù)檢測位點(diǎn)設(shè)計(jì)普通的不需要特殊熒光修飾的引物，而不再需要針對每一個(gè) SNP/Indel 位點(diǎn)設(shè)計(jì)昂貴的熒光修飾的探針，從而使檢測成本大大降低，且引物設(shè)計(jì)合成難度也大大降低。

3、高通量、自動(dòng)化

隨著檢測市場越來越大，應(yīng)用越來越廣，每天需要檢測的樣本量必定大大增加，這個(gè)時(shí)候就需要高通量、自動(dòng)化平臺(tái)。LGC 不同的高通量平臺(tái)滿足不同通量需求。其中SNPLine1536 平臺(tái)每天可檢測20萬個(gè)數(shù)據(jù)。一體化IntelliQube 平臺(tái)每天可檢測2萬3千個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。

4、靈活、快速、準(zhǔn)確

此外基因分型會(huì)更加追求靈活、快速、準(zhǔn)確。新冠之后大量的 qPCR 儀器閑置，KASP 技術(shù)非常靈活，可以應(yīng)用于不同 qPCR 儀器。我們的檢測基本可以在 2 個(gè)小時(shí)之內(nèi)完成，并且準(zhǔn)確率達(dá)到 99.8%。

與飛行質(zhì)譜相比，飛行質(zhì)譜需要采用預(yù)置芯片，靈活性要明顯低于 KASP，一張芯片可對 384 可樣本進(jìn)行多重檢測，由于是多重檢測準(zhǔn)確率為 95% 左右，低于 KASP。

5、多重檢測

多重檢測技術(shù)可分為多重?zé)晒舛?PCR 技術(shù)、基于微流控的多重 PCR 技、基于固相載體的多重 PCR 技術(shù)。KASP 可以和微流控、固相載體技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)靈活的多重檢測。