4.WES.md

全外顯子定序（WES）是一種針對人類或其他物種的蛋白質編碼區（exons）進行高通量定序的技術，目的是偵測與疾病相關的突變。由於外顯子僅佔基因體的約 1–2%，但包含約 85% 的致病性突變，因此 WES 具備高效率且成本相對低廉的優勢。

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一、WES 實驗流程

1. 樣本採集與 DNA 萃取：從血液或組織等來源取得基因體 DNA。

2. 文庫建構：將 DNA 打碎、接頭、進行 PCR 擴增。

3. 外顯子捕獲（Exome Capture）：使用探針（probes）針對外顯子區域進行雜交富集。

4. 定序平台執行：多採用 Illumina 執行雙端短讀定序。

5. 資料輸出：產生 FASTQ 檔，供後續分析。

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二、WES 資料分析流程

分析步驟	說明	常用工具
品質檢查	評估原始讀段品質	FastQC、MultiQC
去接頭與修剪	去除 adapter 與低品質區段	Trimmomatic、fastp
對齊	將 reads 對齊至參考基因組	BWA-MEM、Bowtie2
重複標記與排序	標記 PCR 重複並排序 BAM 檔案	Samtools、Picard
變異呼叫	偵測 SNP 與 INDEL 變異	GATK HaplotypeCaller、FreeBayes
變異註解與過濾	分析變異在功能與臨床上的意義	ANNOVAR、VEP、ClinVar

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三、WES 應用領域

• 罕見疾病診斷：快速定位致病突變基因

• 癌症基因分析：找出與腫瘤形成相關的驅動突變

• 遺傳性疾病研究：如先天性代謝異常、心血管疾病

• 精準醫療：協助客製化用藥與治療方案設計

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四、WES 優勢與限制

優勢：

• 成本遠低於全基因體定序（WGS）

• 分析集中於致病機率高的區域，較容易解釋變異意義

• 適合臨床大規模篩檢與家族疾病研究

限制：

• 無法涵蓋非編碼區變異（如啟動子、調控元件）

• 捕獲效率不一，可能造成區域偏差與缺失

• 結構變異與大型 CNV 偵測能力有限

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WES 是平衡成本與解析度的理想選擇，特別適用於遺傳性疾病與臨床研究。隨著分析技術進步與資料庫日益豐富，WES 在精準醫療中扮演越來越重要的角色。