高通量測序?qū)嶒?yàn)室又稱NGS實(shí)驗(yàn)室,以高通量測序技術(shù)為主要檢測手段,完成臨床疾病篩查或輔助診斷等項(xiàng)目。由于NGS技術(shù)對所檢測的核酸模板進(jìn)行大量擴(kuò)增,容易出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室污染導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確;且NGS實(shí)驗(yàn)要求高、影響因素多,實(shí)驗(yàn)過程處理不當(dāng)也會導(dǎo)致檢測結(jié)果異常。因此一個嚴(yán)格有序、規(guī)范的NGS實(shí)驗(yàn)室是非常必要的。對于NGS實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì),要參考《分子病理診斷實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指南(試行)》、《個體化醫(yī)學(xué)檢測質(zhì)量保證指南》、《腫瘤個體化治療檢測技術(shù)指南》、《個體化醫(yī)學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)室管理辦法》、《測序技術(shù)的個體化醫(yī)學(xué)檢測應(yīng)用技術(shù)指南(試行)》進(jìn)行、《高通量測序技術(shù)臨床規(guī)范化應(yīng)用北京專家共識(腫瘤部分)》、《國家衛(wèi)生計(jì)生委關(guān)于印發(fā)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室基本標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范(試行)的通知》等相關(guān)規(guī)范。
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NGS實(shí)驗(yàn)室的區(qū)域設(shè)置原則上需要滿足《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床基因擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室工作導(dǎo)則》的要求,在不影響檢測質(zhì)量的前提下,分區(qū)可依據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)合并。對潔凈環(huán)境來說,因?yàn)镹GS項(xiàng)目檢測中腫瘤診斷與治療的要求最為嚴(yán)格,所以NGS的實(shí)驗(yàn)室相對常規(guī)PCR實(shí)驗(yàn)室來說,要求更高。
一般我們根據(jù)常規(guī)NGS操作步驟,NGS實(shí)驗(yàn)室大致可分為以下區(qū)域:
?。?)試劑儲存和準(zhǔn)備區(qū);
?。?)樣本前處理區(qū);
(3)樣本制備區(qū);
(4)文庫制備區(qū);
(5)雜交捕獲區(qū)/多重PCR區(qū)域(第一擴(kuò)增區(qū));
?。?)純化一區(qū);
(7)文庫擴(kuò)增區(qū)(第二擴(kuò)增區(qū));
(8)純化二區(qū);
(9)測序區(qū);
(10)潔凈走廊及污染走廊區(qū)域。
NGS實(shí)驗(yàn)室分區(qū)的要求目前在業(yè)內(nèi)存在一定爭議,有專家認(rèn)為分區(qū)設(shè)置必要性不大且浪費(fèi)空間,考慮到目前不同層級實(shí)驗(yàn)室的管理能力差異較大,為方便實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行質(zhì)量管理,確保檢測質(zhì)量,NGS實(shí)驗(yàn)室建議根據(jù)擬開展的檢測項(xiàng)目數(shù)量、檢測技術(shù)流程、測序平臺和工作量大小來制定分區(qū)設(shè)計(jì)的方案。建議實(shí)驗(yàn)室至少設(shè)置五個功能區(qū):試劑存儲和準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本與文庫制備區(qū)、文庫擴(kuò)增與檢測區(qū)、測序區(qū)、數(shù)據(jù)分析與存儲區(qū)。各區(qū)域的功能和相關(guān)要求如下。
1.試劑存儲和準(zhǔn)備區(qū):
用于消耗品和試劑的存儲和準(zhǔn)備。消耗品和試劑應(yīng)直接運(yùn)送至該區(qū)域,不能經(jīng)過文庫制備區(qū),試劑盒中的陽性對照及質(zhì)控品不能保存在該區(qū),應(yīng)存儲于標(biāo)本與文庫制備區(qū)。
2.標(biāo)本與文庫制備區(qū):
用于核酸(RNA、DNA)提取與存儲;文庫制備和雜交捕獲。應(yīng)符合生物安全二級實(shí)驗(yàn)室防護(hù)設(shè)備、個人防護(hù)和操作規(guī)范的要求。本區(qū)域設(shè)置正壓條件(通常維持5 Pa的正壓),以避免從鄰近區(qū)進(jìn)入本區(qū)的氣溶膠污染。對具有潛在傳染危險(xiǎn)性的材料,應(yīng)在生物安全柜內(nèi)開蓋和處理,同時應(yīng)有明確的標(biāo)本處理和滅活程序。若開展RNA測序檢測,應(yīng)設(shè)置RNA樣本提取和樣本制備特定區(qū)域。
3.文庫擴(kuò)增與檢測區(qū):
文庫擴(kuò)增、文庫檢測與質(zhì)控。為避免氣溶膠所致的污染,應(yīng)盡量減少在本區(qū)內(nèi)的走動。所有經(jīng)過檢測的反應(yīng)管不得在此區(qū)域打開。
4.測序區(qū):
用于測序標(biāo)本上機(jī)檢測的區(qū)域。如Illumina測序平臺的溫度在22℃左右,且溫度波動上下不超過3℃,濕度在30%~75%之間;Thermofisher測臺的溫度在20~25℃,運(yùn)行溫度不超過30℃,詳細(xì)要求依照廠商說明書。
5.?dāng)?shù)據(jù)分析與存儲區(qū):
用于測序數(shù)據(jù)的分析與存儲。數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行安全備份,并與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離。規(guī)定原始序列核心數(shù)據(jù)的保存期限。詳細(xì)說明并記錄數(shù)據(jù)存儲路徑。應(yīng)說明數(shù)據(jù)庫是否為云端存儲以及數(shù)據(jù)庫更新的程序和管理要求。
NGS實(shí)驗(yàn)室依據(jù)《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》二級生物安全實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),在此基礎(chǔ)上還需要參考《高通量測序技術(shù)》進(jìn)一步對NGS實(shí)驗(yàn)室的各環(huán)境參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制,部分要求達(dá)到三級生物安全實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)規(guī)范。一個規(guī)范的NGS檢測實(shí)驗(yàn)室是獲得準(zhǔn)確檢測結(jié)果的重要保障,在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行過程中要始終堅(jiān)持“工作有序、互不干擾、防止污染、報(bào)告及時”的基本準(zhǔn)則。CEIDI西遞作為NGS實(shí)驗(yàn)室專業(yè)的建設(shè)單位要對實(shí)驗(yàn)環(huán)境的達(dá)成負(fù)責(zé),尤其是技術(shù)指標(biāo)的達(dá)成要嚴(yán)謹(jǐn),充分顧及儀器設(shè)備的環(huán)境因素,例如:放置測序儀的房間溫度應(yīng)控制在19-25℃,2小時溫度波動要精確控制小于2℃,濕度應(yīng)控制在30%-70%之間。NGS技術(shù)作為強(qiáng)大的醫(yī)學(xué)檢測技術(shù),未來的應(yīng)用會更加廣泛。CEIDI西遞也會在不斷地建設(shè)實(shí)踐過程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),以便更好地助力醫(yī)學(xué)研究實(shí)踐的落地工作。
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