生物样本库、个性化医疗和研究应用的乳腺活检和乳房切除术样本采集程序的优化
2025年9月2日
本文介绍了收集乳腺癌样本的详细方案，旨在优化其在生物样本库、个性化医疗和其他研究应用中的效用。详细描述了样本采集的工作流程，包括乳房活检和乳房切除术，重点是最大限度地减少组织损伤和最大限度地提高样本质量。
该范围旨在改善生物样本采集，通过高质量的RNA测序和菲律宾乳腺癌组织中的类器官培养实现更个性化的治疗。近期进展包括利用患者来源类器官和RNA测序预测乳腺癌治疗反应，特别是针对与药物耐药相关的淋巴血管侵袭病例。我们使用超声引导活检、RNA测序肿瘤百分比估计和三维类器官培养，精确分析乳腺癌组织。
主要挑战包括从小样本活检中获得高质量RNA，以及类器官保存质量问题。因此，在从乳腺癌开始后，我们将进一步探索菲律宾更大队列中的基因表达，并利用类器官检测甲状腺、卵巢、胰腺以及罕见癌症如叶状肿瘤的治疗方法。首先，在门诊、手术室或其他无菌环境中，在超声指导下架设一把14号核心针头活检枪。
每个核心采集距离肿瘤中心约两厘米长、相邻正常组织约一厘米处的乳腺样本。从每位患者身上采集两种标本，正常组织和肿瘤组织。将每个样本交给研究助理，放入含有PBS溶液的培养皿中。
将九个肿瘤组织样本分为六个核心用于RNA分析，三个核心用于生物样本库。用无菌刀片纵向或横向切割每个核心。将三个正常组织核心放入培养皿中。
把核心切成两半，分配给分析。根据优先级将样本分配到各管子。将一半核心放入指定两毫升的低温小瓶中，内含1.25毫升RNA稳定溶液。
将剩余一半固定在含有10%中性缓冲福尔马林的样品瓶中。填写并提交带有固定样本的外科病理表格到病理科。乳房切除术后，将样本放入干净的标本袋中，记录完毕后立即运送至病理实验室，不使用福马林以缩短冷缺血时间。
在针织过程中，取出至少一立方厘米的肿瘤组织块，并切成两半。将新鲜的半块均匀切成三半，用于RNA测序、生物样本库和类器官培养。立即将组织放入5毫升预冷藏并预标记的冷冻小瓶中，瓶中预装2.5毫升RNA稳定液。
生物银行使用5毫升低温小瓶，溶液相同。类器官培养使用15毫升锥形小瓶，预注5毫升组织储存液和0.01毫升普莫辛。将三分之一的肿瘤块拉入一个锥形管内。
获取至少一立方厘米的正常组织块，并将其切半，用于RNA生物样本库和常规组织病理。将组织块转移到5毫升预冷且预标记的低温瓶中，瓶中预装2.5毫升RNA稳定液，用于RNA测序和生物样本库。然后用防腐剂封住所有冷冻瓶。
保存温度为4摄氏度，24小时。然后将温度转移到零下20摄氏度，持续两到四小时。最后，储存温度为零下80摄氏度。
用防腐剂封住冷冻瓶盖。将密封的冷冻瓶放入试管架上，并用吸水剂和气泡膜覆盖。将包裹好的架子放入带有温度记录仪的可密封袋中。
把凝胶包装放在聚苯乙烯盒底部。然后把袋子盖在凝胶包上。在袋子上再加一层凝胶包。
确保试管夹在凝胶包之间，确保标本在运输过程中保持冷藏。把密封的聚苯乙烯箱放进纸板运输箱，清单装进密封袋。包装并贴标签以便运输。
快递交接前，记录小瓶数量和生物样本库的出发时间。两个样品在测序时的文库制备步骤失败，最终分析中排除了两样样品，样本中具有不同的RIN值和浓度。所有样本测序质量评分均优异，超过90%的碱基调用准确率至少达到99.9%。明场成像显示，三期乳腺癌乳房切除术在新辅助治疗后成功形成类器官，且在低倍和高倍率下均可见丰富的球状结构。
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概述
本文介绍了一种详细的协议，用于优化乳腺癌样本收集，以用于生物银行和个性化医疗。它强调通过精确的技术来最小化组织损伤并最大化样本质量。
关键研究组成部分
科学领域
- 乳腺癌研究
- 生物银行
- 个性化医疗
背景
- 改进癌症样本收集对于有效治疗至关重要。
- 高质量的RNA测序和类器官培养对于研究至关重要。
- 挑战包括从小活检样本中获得高质量RNA。
- 患者来源的类器官的进步增强了治疗反应预测。
研究目的
- 提高乳腺癌样本的研究质量。
- 通过改进的样本收集方法促进个性化治疗。
- 探索较大的菲律宾人群中的基因表达。
使用的方法
- 超声引导活检用于样本收集。
- RNA测序用于估计肿瘤百分比。
- 3D类器官培养用于分析乳腺癌组织。
- 在无菌环境中使用14号芯针活检枪。
主要结果
- 成功从小活检样本中收集高质量RNA。
- 有效保存类器官以供进一步分析。
- 使用类器官测试各种癌症类型治疗的潜力。
- 对乳腺癌中的淋巴管浸润和耐药性的洞察。
结论
- 优化的协议提高了乳腺癌样本的实用性。
- 未来的研究将使用类似的方法扩展到其他癌症类型。
- 持续的研究对于改进个性化癌症治疗至关重要。
常见问题
Executive Industry Relevance
Optimized breast tissue collection and biobanking protocols are critical for enabling high-fidelity RNA sequencing and 3D organoid culture, directly impacting predictive confidence in breast cancer research. These procedures support translational continuity from sample acquisition to molecular profiling and functional drug response testing, informing portfolio decisions in precision oncology. The approach establishes a scalable infrastructure for multi-institutional biobanking and personalized medicine initiatives in resource-limited settings.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables robust molecular characterization of tumor and normal tissue for pathway analysis.
- Supports functional validation of therapeutic hypotheses using patient-derived organoids.
- Facilitates biological de-risking by integrating clinical and molecular data from diverse patient cohorts.
- Improves predictive confidence for target selection in heterogeneous populations.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, high-quality biospecimens for downstream RNA sequencing and 3D culture assays.
- Ensures reproducibility and quantitative assessment of tumor content for assay readiness.
- Enables scalable preparation of samples for compound screening in organoid-based platforms.
- Supports reliable evaluation of drug response and resistance mechanisms in ex vivo systems.
Translational & Preclinical Research
- Aligns biospecimen collection with translational biomarker discovery and validation workflows.
- Maintains continuity from clinical sample acquisition to preclinical drug testing in disease-relevant models.
- Enables risk-adjusted advancement of therapeutic candidates based on functional and molecular readouts.
- Supports expansion to additional cancer types for broader translational impact.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum by linking clinical sample acquisition, molecular profiling, and functional drug testing in organoid models.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing and pathway clarification through high-quality RNA and organoid outputs.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative biospecimens for assay development and compound evaluation.
- Analytics: Provides tumor percentage estimation and sequencing quality metrics for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges clinical and preclinical workflows for biomarker and therapy validation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable biobanking and analytical infrastructure for ongoing and future studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in breast cancer research.
- Operational Value: Standardizes biospecimen handling, storage, and transport for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of therapeutic programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in ultrasound-guided biopsy, tissue processing, and organoid culture.
- Demands access to RNA stabilization reagents, cryogenic storage, and sequencing infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of sample handling and documentation procedures.
- Adaptable to various cancer types and tissue sources with protocol modifications.
- Sample quality and RNA integrity are critical for downstream success and must be monitored.
