人類遺傳疾病的研究核心是基因組。新一代測序（NGS）是一個功能強大的平台，可以同時對數千到數百萬個DNA分子進行測序，是大規模平行或深度測序DNA測序技術，該技術徹底改變了基因組研究。使用NGS，可以在一天內對整個人類基因組進行測序。借助NGS技術，研究者可快速準確地找到和疾病相關的基因序列和／或結構的異常改變，從而確定緻病基因和緻病變異。當前，利用NGS技術研究遺傳疾病的主要技術策略包括外顯子組測序、目標區域重測序以及全基因組重測序。

基因檢測

外顯子組測序

       高通量平行測序技術在一次運行即可以產生數億個短片段測序序列,即使如此，實現全基因組水平測序仍然成本較高，大規模化的開展尚不成熟。外顯子組測序是指利用DNA序列捕獲或者靶向多重擴增技術將人類基因組外顯子區域的DNA富集，再進行測序的一種基因組分析方法。盡管外顯子組測序不能發現基因非編碼區中的潛在緻病位點，但它仍是探尋單基因遺傳病，甚至複雜遺傳疾病的有效手段之一。其主要原因包括：

第一，蛋白質編碼區域的定位克隆研究已經被認為是研究單基因遺傳病的有效手段；

第二，已發現的孟德爾式疾病的緻病變異約有85%位於基因的蛋白質編碼區域；第三，氨基酸序列改變的罕見變異常可能對蛋白質的功能產生較大影響。綜上，占人類基因組<2%的外顯子組目前被認為是尋找單基因遺傳病緻病變異的理想區域。外顯子組測序技術也因此在2010年被Science雜誌評為年度十大科學突破之一。

    目前主流的外顯子組捕獲方法包括Illumina公司的Nextera快速捕獲外顯子試劑盒、Thermo Fisher公司的Ion Ampliseq外顯子組試劑盒、Roche NimbleGen公司的SeqCap EZ人類外顯子庫和Agilent公司的SureSelect外顯子靶向序列富集系統。

目標區域重測序(targeted re-sequencing)

       目標區域重測序是指通過靶區域捕獲或擴增的方法富集感興趣的目標區域或基因，然後進行高通量測序。在全基因組測序和外顯子組測序成本相對較高的時期，目標區域重測序可提供另一種廉價、高效的選擇。目標區域重測序的關鍵技術在於將待測區域或基因捕獲。目前主要有兩種方法：一種是基於雜交的方法。無論是基於芯片雜交捕獲，還是基於液態雜交捕獲，該方法對起始DNA量要求較大。另外一種是基於PCR(聚合酶鏈式反應)的方法。該方法的優點是特異性和靈敏度高，對起始DNA量要求較少。基於這兩種方法，許多公司已開發出用於捕獲某些遺傳疾病緻病基因以及可以個性化定製目標區域的重測序方案。Thermo Fisher公司的Ion ArnpliSeq，通過突破多重PCR的常見障礙，搭建了一個開放性的穩定流程。其針對遺傳病設計的Ion AmpliSeq Inherited Disease Panel，利用3個引物池共超過1萬對引物，擴增與超過700種遺傳病相關的328個基因的外顯子區域，包括心血管疾病和遺傳代謝類疾病和發育性疾病等。目標區域重測序有助於超大規模和極低成本篩查感興趣疾病的緻病基因，特別在臨床診斷方面已顯現出巨大潛力。

全基因組重測序

     NGS的發展以及測序成本的降低，極大地增加了人們對人類全基因組測序的能力。現階段全基因組測序的費用仍然相對較高，外顯子組測序和目標區域重測序作為一種替代方法在臨床和科研領域推廣較大，但以上兩種技術上的固有缺陷，使得其隻能獲得基因外顯子內部和邊界很小一段區域的變異信息，而對於發生在非編碼區的DNA變異則束手無策。而且，此類方法不能檢測基因組內片段較大的結構變異。

     全基因組重測序( whole genome re-sequencing)是對基因組序列已知的物種進行測序，並以此為基礎進行個體甚至群體水平的遺傳信息分析。利用全基因組重測序技術，醫學工作者或科學研究者可以獲取最全的基因組信息、篩查遺傳改變（如SNP、CNV、Indels和結構變異等）、實現遺傳變異分析和預測。隨著NGS費用的逐年降低，通過全基因組重測序繪製個人全基因組圖譜的成本也將越來越低廉，相應的個體化醫療時代也隨之來臨。測序技術的快速發展，已使得全基因組重測序逐漸成為臨床檢測和疾病研究領域的有效方法。