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SBS - 版本历史
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<br />
<div style="margin-bottom: 30px; border-bottom: 1.2px solid #e2e8f0; padding-bottom: 25px;"><br />
<p style="font-size: 1.1em; margin: 10px 0; color: #334155; text-align: justify;"><br />
<strong>SBS</strong>（Sequencing by Synthesis，边合成边测序）是主导当今<strong>[[二代测序]] (NGS)</strong> 市场的核心技术范式。其基本原理是利用 <strong>[[DNA聚合酶]]</strong> 在体外合成 DNA 互补链，并通过检测每次<strong>[[核苷酸掺入]]</strong>（Incorporation）所释放的特定信号（如荧光、氢离子、焦磷酸）来确定序列信息。<br />
<br>与基于连接反应的 <strong>SBL</strong> (Sequencing by Ligation, 如 SOLiD) 和基于物理信号的纳米孔测序不同，SBS 依赖于生化反应的循环效率。根据是否使用阻断基团，SBS 可细分为两大流派：<strong>循环可逆终止 (CRT)</strong>（如 Illumina, MGI）和 <strong>单核苷酸添加 (SNA)</strong>（如 Ion Torrent, 454）。目前，全球超过 90% 的基因组数据均由 SBS 技术产生。<br />
</p><br />
</div><br />
<br />
<div class="medical-infobox mw-collapsible mw-collapsed" style="width: 100%; max-width: 320px; margin: 0 auto 35px auto; border: 1.2px solid #bae6fd; border-radius: 12px; background-color: #ffffff; box-shadow: 0 8px 20px rgba(0,0,0,0.05); overflow: hidden;"><br />
<br />
<div style="padding: 15px; color: #1e40af; background: linear-gradient(135deg, #e0f2fe 0%, #bae6fd 100%); text-align: center; cursor: pointer;"><br />
<div style="font-size: 1.2em; font-weight: bold; letter-spacing: 1.2px;">SBS</div><br />
<div style="font-size: 0.7em; opacity: 0.85; margin-top: 4px; white-space: nowrap;">Sequencing by Synthesis (点击展开)</div><br />
</div><br />
<br />
<div class="mw-collapsible-content"><br />
<div style="padding: 25px; text-align: center; background-color: #f8fafc;"><br />
<div style="width: 100px; height: 100px; background-color: #e2e8f0; border-radius: 50%; margin: 0 auto; display: flex; align-items: center; justify-content: center; color: #94a3b8; font-size: 0.8em;"><br />
<br />
</div><br />
<div style="font-size: 0.8em; color: #64748b; margin-top: 12px; font-weight: 600;">NGS 的技术基石</div><br />
</div><br />
<br />
<table style="width: 100%; border-spacing: 0; border-collapse: collapse; font-size: 0.85em;"><br />
<tr><br />
<th colspan="2" style="padding: 8px 12px; background-color: #e0f2fe; color: #1e40af; text-align: left; font-size: 0.9em; border-top: 1px solid #bae6fd;">技术分类</th><br />
</tr><br />
<tr><br />
<th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; width: 40%;">中文名称</th><br />
<td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #0f172a;">边合成边测序</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0;">核心酶</th><br />
<td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #1e40af;">[[DNA聚合酶]]</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0;">主要流派</th><br />
<td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #16a34a;">CRT (阻断), SNA (不阻断)</td><br />
</tr><br />
<br />
<tr><br />
<th colspan="2" style="padding: 8px 12px; background-color: #e0f2fe; color: #1e40af; text-align: left; font-size: 0.9em; border-top: 1px solid #bae6fd;">误差与限制</th><br />
</tr><br />
<tr><br />
<th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0;">主要噪音</th><br />
<td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #e11d48;">[[Phasing]] (相位失衡)</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0;">读长极限</th><br />
<td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #0f172a;">~600 bp</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0;">代表平台</th><br />
<td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #1e40af;">[[Illumina]], [[Ion Torrent]]</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569;">其他含义</th><br />
<td style="padding: 6px 12px; color: #64748b;">单碱基替换 (突变)</td><br />
</tr><br />
</table><br />
</div><br />
</div><br />
<br />
<h2 style="background: #f1f5f9; color: #0f172a; padding: 10px 18px; border-radius: 0 6px 6px 0; font-size: 1.25em; margin-top: 40px; border-left: 6px solid #0f172a; font-weight: bold;">技术双雄：暂停 vs 连续</h2><br />
<br />
<p style="margin: 15px 0; text-align: justify;"><br />
虽然都属于 SBS，但不同平台在“如何控制合成速度”上采取了截然不同的策略：<br />
</p><br />
<br />
<div style="overflow-x: auto; margin: 20px auto;"><br />
<table style="width: 100%; border-collapse: collapse; border: 1.2px solid #cbd5e1; font-size: 0.9em; text-align: left;"><br />
<tr style="background-color: #f1f5f9; border-bottom: 2px solid #0f172a;"><br />
<th style="padding: 12px; border: 1px solid #cbd5e1; color: #0f172a; width: 20%;">策略</th><br />
<th style="padding: 12px; border: 1px solid #cbd5e1; color: #1e40af; width: 40%;">循环可逆终止 (CRT)</th><br />
<th style="padding: 12px; border: 1px solid #cbd5e1; color: #475569; width: 40%;">单核苷酸添加 (SNA)</th><br />
</tr><br />
<tr><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1; font-weight: 600;">原理</td><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">使用 <strong>[[可逆终止子]]</strong>。每次强制只延伸 1 个碱基，然后暂停、成像、切除保护基团。</td><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">使用天然 dNTP。通过<strong>限制底物供给</strong>（每次只加一种 dNTP，如先加 A，再加 C）来控制。</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1; font-weight: 600;">优点</td><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;"><strong>解决均聚物问题</strong>。即使是 AAAAA，也必须分 5 个循环读取。准确度高。</td><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;"><strong>速度快</strong>，化学反应简单（无切割步骤）。</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1; font-weight: 600;">缺点</td><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">随着循环数增加，切割不完全会导致 <strong>Phasing</strong>。测序慢。</td><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">无法物理阻断。遇到 AAAAA 会一次性合成完，导致<strong>[[Indel]]</strong>错误。</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1; font-weight: 600;">代表</td><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">[[Illumina]], [[华大智造]]</td><br />
<td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">[[Ion Torrent]], Roche 454</td><br />
</tr><br />
</table><br />
</div><br />
<br />
<h2 style="background: #f1f5f9; color: #0f172a; padding: 10px 18px; border-radius: 0 6px 6px 0; font-size: 1.25em; margin-top: 40px; border-left: 6px solid #0f172a; font-weight: bold;">误差模型：相位失衡 (Phasing)</h2><br />
<br />
<p style="margin: 15px 0; text-align: justify;"><br />
在 SBS 中，DNA 簇（Cluster）中的成千上万个分子本应“齐步走”。但由于化学反应效率不可能达到 100%，部分分子会掉队或抢跑，这种现象称为 <strong>Phasing/Pre-phasing</strong>，是限制 NGS 读长的物理极限。<br />
</p><br />
<br />
<br />
<br />
<div style="background-color: #f0f9ff; border-left: 5px solid #1e40af; padding: 15px 20px; margin: 20px 0; border-radius: 4px;"><br />
<ul style="margin: 0; padding-left: 20px; color: #334155;"><br />
<li style="margin-bottom: 8px;"><strong>Phasing (滞后)：</strong> 3' 阻断基团未被切除，或聚合酶未能结合。该分子停留在第 $N$ 步，而大部队进入 $N+1$ 步。</li><br />
<li style="margin-bottom: 8px;"><strong>Pre-phasing (超前)：</strong> 3' 阻断基团存在缺陷或过早脱落，导致在一个循环中连续延伸了 2 个碱基。该分子进入 $N+2$ 步。</li><br />
<li style="margin-bottom: 0;"><strong>后果：</strong> 随着循环进行，信号中的“噪音”越来越大，导致测序读段（Read）末端的质量值（Q-score）急剧下降。</li><br />
</ul><br />
</div><br />
<br />
<h2 style="background: #f1f5f9; color: #0f172a; padding: 10px 18px; border-radius: 0 6px 6px 0; font-size: 1.25em; margin-top: 40px; border-left: 6px solid #0f172a; font-weight: bold;">相关概念：生物信息学中的 SBS</h2><br />
<br />
<p style="margin: 15px 0; text-align: justify;"><br />
值得注意的是，在<strong>[[肿瘤基因组学]]</strong>和生物信息学领域，SBS 也是 <strong>Single Base Substitution</strong>（单碱基替换）的常用缩写。<br />
<br><br />
● <strong>COSMIC Signatures：</strong> Alexanrov 等人定义的“突变特征”（Mutational Signatures）通常以 SBS 开头（如 <strong>SBS1</strong> 代表衰老相关特征，<strong>SBS3</strong> 代表 HRD 相关特征）。在阅读文献时需根据上下文区分是“测序技术”还是“突变类型”。<br />
</p><br />
<br />
<div style="font-size: 0.92em; line-height: 1.6; color: #1e293b; margin-top: 50px; border-top: 2px solid #0f172a; padding: 15px 25px; background-color: #f8fafc; border-radius: 0 0 10px 10px;"><br />
<span style="color: #0f172a; font-weight: bold; font-size: 1.05em; display: inline-block; margin-bottom: 15px;">学术参考文献 [Academic Review]</span><br />
<br />
<p style="margin: 12px 0; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; padding-bottom: 10px;"><br />
[1] <strong>Fuller CW, et al. (2009).</strong> <em>The challenges of sequencing by synthesis.</em> <strong>[[Nature Biotechnology]]</strong>. <br><br />
<span style="color: #475569;">[点评]：经典综述，深入探讨了 SBS 的酶学动力学、核苷酸化学修饰以及信号检测中的物理限制。</span><br />
</p><br />
<br />
<p style="margin: 12px 0; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; padding-bottom: 10px;"><br />
[2] <strong>Margulies M, et al. (2005).</strong> <em>Genome sequencing in microfabricated high-density picolitre reactors.</em> <strong>[[Nature]]</strong>. <br><br />
<span style="color: #475569;">[点评]：454 测序（焦磷酸测序）的原始论文，标志着 SBS 技术（SNA 流派）在下一代测序中的首次大规模应用。</span><br />
</p><br />
<br />
<p style="margin: 12px 0;"><br />
[3] <strong>Alexandrov LB, et al. (2020).</strong> <em>The repertoire of mutational signatures in human cancer.</em> <strong>[[Nature]]</strong>. <br><br />
<span style="color: #475569;">[点评]：关于单碱基替换 (SBS) 突变特征的权威文献，提醒读者注意 SBS 在生物信息学中的另一重含义。</span><br />
</p><br />
</div><br />
<br />
<div style="margin: 40px 0; border: 1px solid #e2e8f0; border-radius: 8px; overflow: hidden; font-family: 'Helvetica Neue', Arial, sans-serif; font-size: 0.9em;"><br />
<div style="background-color: #eff6ff; color: #1e40af; padding: 8px 15px; font-weight: bold; text-align: center; border-bottom: 1px solid #dbeafe;"><br />
测序技术图谱 · 知识图谱<br />
</div><br />
<table style="width: 100%; border-collapse: collapse; background-color: #ffffff;"><br />
<tr style="border-bottom: 1px solid #f1f5f9;"><br />
<td style="width: 85px; background-color: #f8fafc; color: #334155; font-weight: 600; padding: 10px 12px; text-align: right; vertical-align: middle;">上级技术</td><br />
<td style="padding: 10px 15px; color: #334155;">[[二代测序]] (NGS)</td><br />
</tr><br />
<tr style="border-bottom: 1px solid #f1f5f9;"><br />
<td style="width: 85px; background-color: #f8fafc; color: #334155; font-weight: 600; padding: 10px 12px; text-align: right; vertical-align: middle;">平行技术</td><br />
<td style="padding: 10px 15px; color: #334155;">SBL (SOLiD) • [[SMRT]] (PacBio) • [[纳米孔测序]]</td><br />
</tr><br />
<tr><br />
<td style="width: 85px; background-color: #f8fafc; color: #334155; font-weight: 600; padding: 10px 12px; text-align: right; vertical-align: middle;">关键参数</td><br />
<td style="padding: 10px 15px; color: #334155;">[[Q30]] • Read Length • [[Phasing]]</td><br />
</tr><br />
</table><br />
</div><br />
<br />
</div></div>
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