高通量測序實驗室又稱NGS實驗室,以高通量測序技術為主要檢測手段,完成臨床疾病篩查或輔助診斷等項目。由于NGS技術對所檢測的核酸模板進行大量擴增,容易出現實驗室污染導致檢測結果不準確;且NGS實驗要求高、影響因素多,實驗過程處理不當也會導致檢測結果異常。因此一個嚴格有序、規范的NGS實驗室是非常必要的。對于NGS實驗室的設計,要參考《分子病理診斷實驗室建設指南(試行)》、《個體化醫學檢測質量保證指南》、《腫瘤個體化治療檢測技術指南》、《個體化醫學檢測實驗室管理辦法》、《測序技術的個體化醫學檢測應用技術指南(試行)》進行、《高通量測序技術臨床規范化應用北京專家共識(腫瘤部分)》、《國家衛生計生委關于印發醫學檢驗實驗室基本標準和管理規范(試行)的通知》等相關規范。
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NGS實驗室的區域設置原則上需要滿足《醫療機構臨床基因擴增檢驗實驗室工作導則》的要求,在不影響檢測質量的前提下,分區可依據實際情況適當合并。對潔凈環境來說,因為NGS項目檢測中腫瘤診斷與治療的要求最為嚴格,所以NGS的實驗室相對常規PCR實驗室來說,要求更高。
一般我們根據常規NGS操作步驟,NGS實驗室大致可分為以下區域:
?。?)試劑儲存和準備區;
?。?)樣本前處理區;
?。?)樣本制備區;
?。?)文庫制備區;
?。?)雜交捕獲區/多重PCR區域(第一擴增區);
?。?)純化一區;
?。?)文庫擴增區(第二擴增區);
?。?)純化二區;
?。?)測序區;
?。?0)潔凈走廊及污染走廊區域。
NGS實驗室分區的要求目前在業內存在一定爭議,有專家認為分區設置必要性不大且浪費空間,考慮到目前不同層級實驗室的管理能力差異較大,為方便實驗室進行質量管理,確保檢測質量,NGS實驗室建議根據擬開展的檢測項目數量、檢測技術流程、測序平臺和工作量大小來制定分區設計的方案。建議實驗室至少設置五個功能區:試劑存儲和準備區、標本與文庫制備區、文庫擴增與檢測區、測序區、數據分析與存儲區。各區域的功能和相關要求如下。
1.試劑存儲和準備區:
用于消耗品和試劑的存儲和準備。消耗品和試劑應直接運送至該區域,不能經過文庫制備區,試劑盒中的陽性對照及質控品不能保存在該區,應存儲于標本與文庫制備區。
2.標本與文庫制備區:
用于核酸(RNA、DNA)提取與存儲;文庫制備和雜交捕獲。應符合生物安全二級實驗室防護設備、個人防護和操作規范的要求。本區域設置正壓條件(通常維持5 Pa的正壓),以避免從鄰近區進入本區的氣溶膠污染。對具有潛在傳染危險性的材料,應在生物安全柜內開蓋和處理,同時應有明確的標本處理和滅活程序。若開展RNA測序檢測,應設置RNA樣本提取和樣本制備特定區域。
3.文庫擴增與檢測區:
文庫擴增、文庫檢測與質控。為避免氣溶膠所致的污染,應盡量減少在本區內的走動。所有經過檢測的反應管不得在此區域打開。
4.測序區:
用于測序標本上機檢測的區域。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℃,運行溫度不超過30℃,詳細要求依照廠商說明書。
5.數據分析與存儲區:
用于測序數據的分析與存儲。數據應進行安全備份,并與互聯網物理隔離。規定原始序列核心數據的保存期限。詳細說明并記錄數據存儲路徑。應說明數據庫是否為云端存儲以及數據庫更新的程序和管理要求。
NGS實驗室依據《生物安全實驗室建筑技術規范》二級生物安全實驗室標準建設,在此基礎上還需要參考《高通量測序技術》進一步對NGS實驗室的各環境參數進行嚴格控制,部分要求達到三級生物安全實驗室的技術規范。一個規范的NGS檢測實驗室是獲得準確檢測結果的重要保障,在實驗室運行過程中要始終堅持“工作有序、互不干擾、防止污染、報告及時”的基本準則。CEIDI西遞作為NGS實驗室專業的建設單位要對實驗環境的達成負責,尤其是技術指標的達成要嚴謹,充分顧及儀器設備的環境因素,例如:放置測序儀的房間溫度應控制在19-25℃,2小時溫度波動要精確控制小于2℃,濕度應控制在30%-70%之間。NGS技術作為強大的醫學檢測技術,未來的應用會更加廣泛。CEIDI西遞也會在不斷地建設實踐過程中總結經驗,以便更好地助力醫學研究實踐的落地工作。
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