日本病理學會 DNA/RNA樣品QC建議

 NGS 技術在精準醫學發展中已是不可或缺,但一邊是高度要求樣品的研究技術,另一邊是大量、高樣品型態差異的臨床樣品,如何兼顧臨床可行性與 NGS 成功率,是一個巨大的挑戰。其中的關鍵,在於找到一個合適的樣品的質與量,因此探索出一個臨床方便準備、高 NGS 成功率、可靠精準的樣品條件,是 NGS 臨床實用化的第一個目標。

達第一個目標後,接著是「標準化」。有了一個共通標準,大家才能基於該共識進行溝通、判斷,並有效率的累積經驗提升成功率。因此建立明確的 QC 流程,並採用「標準化」的樣品品質評估,是 NGS 實驗臨床實用化不可或缺的第一步。

【圖一】NGS 實驗流程中的 QC 步驟 ( TapeStation 系統 ) 

為此,依日本病理學會 ( The Japanese Society of Pathology, 簡稱 JSP ) 在《基因組醫學病理組織標本處理規定》中,已明確定義出建庫前樣品的品質標準,並包含四種不同 QC 方法學:


DIN 值

使用 Agilent TapeStation 系統進行核酸電泳後,依據樣品的降解狀況,經由系統計算得出 DIN 值,作為 DNA 完整性的指標,數值越高則 DNA 完整度越高 ( 降解越少 ),系統統一標準運算下,數據化去除各種人為的判斷偏差;同時 TapeStation 系統也提供樣品濃度與其片段分布的資訊。

【圖二】Agilent TapeStation 系統能測定 DNA 樣品的完整度 ( DIN )、濃度、片段大小分布


DV200

透過膠體電泳法,藉 Agilent 2100 Bioanalyzer 或 TapeStation 系統運算可得 DV200,DV200 為計算大於 200nt 的 RNA 片段比例,可評估 RNA 樣品的完整性,DV200 越高等於小片段含量越低,則 RNA 降解越少,完整度越高。

【圖三】Agilent TapeStation 系統亦適用 RNA QC,測定樣品完整度 ( DV200 )、濃度、片段大小分布


qPCR 法

Ct 值 / ΔCt 值與 Q-value 皆使用 qPCR 實驗而得,方法與材料取得相對簡單,一般 qPCR 儀器 ( Agilent AriaMx ) 都適用;但缺點為實驗變因多,包含 primer 設計、步驟複雜、人為操作介入多、分析方法各異,均會影響 QC 數值,難以達到實質的均一化評估。

綜上所述,NGS 樣品品質評估「標準化」勢在必行,並且需要客觀、嚴謹鑑定核酸的品質。利用 DIN / DV200,其電泳方法單純、數據容易判斷,加上 QC 檢測系統 — TapeStation 自動化、不汙染、快速取得結果的特性,可最大限度地減少人為介入與實驗變因,實踐 NGS 樣品 QC 臨床實用化的需求。

【圖四】JSP 使用 DIN 值 ( Agilent TapeStation ) 作為核酸品質參考標準,可預估樣品建庫成功率

為了取得有意義的 NGS 數據,必須先具備優質的樣品;樣品 QC 標準化,讓我們得以判斷樣品的條件,是否有機會進行有效的基因分析。倚靠適宜的 QC 步驟,並遵循一致的樣品評估標準,可增進 NGS 結果的可信度,也是加速發展 NGS 實驗臨床應用的不二法門。


【參考資料】
  1. Yae Kanai. (2018) The Japanese Society of Pathology Guidelines on the handling of pathological tissue samples for genomic research: Standard operating procedures based on empirical analyses. Pathology International, 68 (2) 63-90. 
  2. 日本病理學會:https://pathology.or.jp/

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