日本病理學會NGS臨床樣品處理方法 — RNA篇

NGS 精準醫學檢測中,RNA 一直是非常挑戰的樣品類型。相較於 DNA 的穩定度,即便是良好保存的新鮮組織,RNA 也都會出現降解現象,更不用說是 FFPE 組織。RNA 降解會對許多層面有非常大的影響,例如核酸抽取產率、選用的文庫方法學、突變檢測有效性、突變檢測靈敏度等。因此如何在臨床日常流程下,針對相關環節加強,獲得足量、一定完整度的 RNA 樣品來進行定序,尤其面對的是臨床 FFPE 組織,是一個重要的課題。藉由 JSP 的一系列測試,了解 FFPE 處理流程對 RNA 品質的影響以及後續定序結果的效應,並由此建立一套 RNA QC 標準以及最適化的樣品處理方法,確保合理的定序結果,保障病理研究或輔助診斷的價值。
【圖一】臨床樣品處理概要流程

為了維持 FFPE-RNA 的質與量,如果能夠在萃取核酸前恰當的進行取樣與 FFPE 處理,會是有效幫助 RNA 維持其完整性、高品質的關鍵之一。上一篇說明 FFPE 樣品欲抽取 DNA 的前端處理,本篇將延續介紹 RNA 部分,在核酸萃取前該如何取樣、以及對其進行 FFPE 處理的最佳方法。

根據日本病理學會 ( The Japanese Society of Pathology, 簡稱 JSP ) 對於臨床 RNA 樣品定序前處理之建議:

( 1 ) 取樣
與 FFPE-DNA 樣品的取樣方式相同,手術切除組織後,要盡快固定樣本,1小時內進行固定,切勿超過3小時,等待固定過程需存於 4℃,不可置於室溫下超過30分鐘。

另外,使用內視鏡取樣或活組織切片收集的樣本,需要立即浸入固定劑中並固定。

( 2 ) FFPE 處理
固定:
固定不當 ( 固定不足或過度固定 ) 會導致核酸品質下降,也是 FFPE 處理的第一步。固定步驟的影響因素包含固定液的種類、濃度、pH,固定時間、溫度,固定時的試劑/組織之間的比例,以及固定液的滲透方式。為了獲得最佳品質的 FFPE-RNA,針對以上各種條件進行測試,並使用 Agilent TapeStation 系統分析最終萃取出來的 RNA 品質,以該系統計算得出 RIN value ( 如圖 ) 作為評估標準,數值越高,則核酸完整度越高、降解程度越低、品質越好。

與 DNA 固定條件不同,處理欲萃取 RNA 的樣本時,JSP 建議使用 15% 或 20% NBF、在室溫固定 3 – 7 days,可以回收較高品質 ( RIN value 較高 ) 的 RNA。

儲存:
FFPE 樣品可允許存放室溫陰涼處,如要更長期保存、或進行 NGS 實驗之用,建議存於 4℃,採取 4℃ 低溫儲存可以防止核酸劣化,並且每一次樣品準備需要重新切片,避免使用已切片一段時間的樣本。

硬組織樣品固定時間不宜過長,固定後以 EDTA 脫鈣再長期儲存之,可留存較好的核酸品質。
【圖二】JSP 建議使用 15% 或 20% NBF 固定樣本3 – 7天,可萃取較高品質 ( RIN 值高 ) 的 RNA

( 3 ) 核酸萃取
包含切片、選樣、核酸萃取步驟 (核酸萃取更詳細內容請見後續文章),最後必須進行樣品 QC,確保後續基因分析的可信度。

日本病理學會《基因組醫學病理組織標本處理規定》對於定序樣品前處理之建議:
RNA 本身的穩定性相對於 DNA 比較差,因此在臨床 NGS RNA 樣品的準備、FFPE 處理、RNA 萃取、儲存流程,需要更嚴謹地把關,為了 NGS 數據的可分析性,取得符合可定序標準的 RNA 樣品是首要目標,並要明確 RNA 品質測定的系統與流程。

唯有具備高品質的樣品,才可擁有高品質數據。參考 JSP 的建議,最適化調整 FFPE 樣品處理方法,並標準化建立一套臨床樣品處理的 SOP,可以大大幫助 NGS 技術從科研領域邁向臨床應用。



【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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