$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
פרוטוקול זה מתאר מערכת הבדיקה שפותחה עבור הגילוי של RNA גרסאות פיוז'ן לשימוש בהמידה של מוטציות הנהג בתוך הפלזמה של חולי NSCLC (איור 1א'). פיוז'ן mRNA היו מוצרים מן הביטוי של rearrangements רט ו- ROS1 הנפוץ ביותר בקרב האוכלוסייה NSCLC מזוהה13,14,15,16,17. מבחני ה-PCR מרובבת תוכננו ואז לזהות על שמונה גרסאות התעתיק הנפוץ ביותר עבור כל מטרה NSCLC בתוך תגובה אחת. Translocations הנפוץ ביותר-מיקומה ROS1 ליצור שיוכי בחלקים 5' של CD74, SDC4, SLC34A2, EZR או TPM3 גנים (איור 1B). Translocations הנפוץ ביותר-מיקומה רט להוביל הסמיכות עם KIF5B, שעבורו assay מכסה שישה צמתים אקסון. שותפים רט נוספים מכוסים כוללים את אלה עם CCDC6 ו- TRIM33 (איור 1C). בסך הכל, מבחני מכסה כ- 88% של ROS1 ו- 99% של RET. שינויים עלולה להתרחש בתוך האוכלוסייה המטופלת NSCLC17.
ייחודה של הרכיבים assay הוערך קודם באמצעות שמונה בודדים במבחנה RNAs מכילים את רצף ה-mRNA לפי התרשימים פיוז'ן מכוסה על ידי ROS1 או רט מרובב מבחני. לכל מין RNA נבחנה נגד כל assay variant בודדים שכוללת את הגירסה מרובבת. היה לא אשיג של מבחני אלה, ובכך הפגנת 100% ירידה לפרטים אנליטית בתוך תוכנן מרובב מבחני (נתונים לא מוצג). כדי לקבוע את הגבול התחתון של זיהוי של פרוטוקול הבדיקה, הכולל RNA נגזר שורות תאים ביטוי variant פיוז'ן הכלולים וזמינותו היו מעורבבות רקע של RNA נורמלי בריכוזים 5%, 1%, 0.2% ו- 0.04%. מרובבת רט ו ROS1 variant PCR מבחני זוהה רק 0.2% פיוז'ן variant (איור 2א-ב). בנוסף, הכנה של 5% הנחה-יעד שורת התאים נגזר RNA (ביטוי של התעתיק פיוז'ן EML4-ALK) לא זוהה עם מרובבת ROS1, RET מבחני, בהמשך מדגימים ירידה לפרטים (איור 2א-ב).
דיוק בדיקה של תהליך RT-dPCR בוצע עבור שני ROS1 ומעובדים מיל' אנליטית בקרת החומר מורכב equimolar במבחנה RNAs היה בריכוזים שלוש (גבוהה, בינונית, נמוכה) דרך שעתוק במהופך, dPCR על שלוש הזדמנויות שונות בתוך באותו היום (אינטרה-יום), על שלושה ימים רצופים (inter-יום), ועם שני אופרטורים (inter-מפעיל). תוצאות בדיקות הדיוק הפגינו זיהוי מדויקת של התעתיק פיוז'ן מעניינים, כמו גם בקרת גנים, GUSB, אשר נכלל בתור מדד QC פנימי (איור 2C-D).
בנוסף בקרה פנימית של GUSB, שכל אצווה של דגימות קליניות הופעלה עם קבוצה של פקדים אצווה. פקד חיובי פותחה מתערובת של אנליטית חוץ גופית ב RNA מיוצגים כל אחד גרסאות פיוז'ן נבדק ב- RT-dPCR, כמו גם אנליטית במבחנה RNA עבור GUSB. RNA הזה נמזג לפלסמה אנושית רגילה lysate במהלך החילוץ-RNA, עובדה לצד הדגימות קליניים לאורך כל הפרוטוקול. הפקד רוורס טרנסקריפטאז (לא RT) לא היה פקד שלילי כדי לאשר את העדר של חומרים מזהמים בתהליך מיצוי העבודה RNA ומדגימים יחודיות של תחל עבור ה-RNA. הפקד RT לא נוצר באמצעות מאותו חומר כמו הפקד חיובית, אך היא אינה כוללת אנזימים בתוך התגובה סינתזה cDNA. אין RNA הפקד (NRC) הוא פקד שלילי כדי לוודא העדר מזהמות תעתיקים ברכיבי התגובה של שעתוק במהופך. פקד זה הוכנס שזרימת העבודה בשלב סינתזת cDNA, מים נוספה בהתגובה במקום תבנית ה-RNA. הפקדים לא RT ו- NRC חייב להיות שלילי בשני ערוצים, אם תוצאות מדויקות כדי להיגאל. טבלה 1 מציגה את רכיבי התגובה שעתוק במהופך עבור כל פקד. דוגמאות של החלקות 2D עבור כל אחד מהפקדים הללו מוצגים עבור ROS1 (איור 3 A-C), מבחני מולטיפלקס RET (איור 3 E-G). גרסאות פיוז'ן אותרו באמצעות בדיקה amidite (FAM) fluorescein, מיוצגים לאורך ציר ה-y, ואילו הגן בקרה, GUSB, זוהתה באמצעות בדיקה 5'-hexachloro-fluorescein-CE phosphoramidite (הקסדצימאלי) והוא בציר ה-x. פקדים אצווה אלה היו העריכו במשך 21 ימים כדי לקבוע assay חוסן. טיפות חיובי fusion ו GUSB בקרת גנים טיפות נצפו עבור ROS1 ורט ב כל הרצפים 21 להורג במהלך המחקר (איור 3ד', H). כל הפקדים שלילית (לא RT ו- NRC) הניבו תוצאות שליליות על-פני כל 21 הימים (נתונים לא מוצג).
היכולת לפתור בעיות היא מרכיב קריטי בכל פרוטוקול הבדיקה כדי להפעיל את ההגדרה קליני מעבדתי. כאן, אנו מספקים דוגמאות מהעולם האמיתי של תוצאות תת אופטימלית באמצעות פרוטוקול RT-dPCR. הראשון הוא מגרש 2D לדוגמה הממחיש את חשיבות אין רוורס טרנסקריפטאז הפקד (איור 4א). בדוגמה זו, טיפות מוטציה חיובית נכחו למרות שלא היתה ללא המרה cDNA בשל חוסר אנזים. התוצאה הייתה ככל הנראה בגלל תחל dPCR הגברה דנ א גנומי את המטרה. במקרה זה, העיצוב של וזמינותו פורש-אינטרון תמנע הגברה של הדנ א. לחלופין, אנזים DNase נטולת RNase יכול לשמש כדי לחסל את ה-DNA מזהמים, אך זה לא מומלץ לצורך זיהוי של מטרות נדיר, כי קצת השפלה RNA עלולה להתרחש במהלך הדגירה עם האנזים. העלילה 2D הבא דוגמה היה NRC עם טיפות חיובי בשני ערוצים (איור 4B). זה הצביעו על זיהום בשלב מסוים בכיוונון RT-dPCR. במקרה זה, ההמלצה היא למחוק את כל ריאגנטים שעשויות להיות מזוהמים משמש בדיקות, ביסודיות decontaminate כל הציוד של בדיקה חוזרת עם רכיבי התגובה טריים. השלישי דוגמה 2D העלילה שהוצגו כמו תרסיס של טיפות לאורך קו 45° (איור 4C). זו נגרמת לעתים קרובות על ידי הטיית התגבשו של טיפות. זהירות droplet טיפול לפני רכיבה על אופניים תרמי חיוני, כמו טיפות הם נוטים לגרום נזק. אנו ממליצים על השימוש של דור droplet אוטומטית, כאשר היא זמינה. אם העברת ידנית שנוצר על ידי טיפות, להיות בטוח לבחור את הטיפים נשא רחב מומלץ ולהעסיק זהיר בטכניקה pipetting. העברת droplet דורש איטי והשאיפה ומקבלים, בכל מקום לקחת יותר מ 5-6 שניות, וזה חיוני כי הפתח עצה פיפטה לא לגעת הדיו droplet או טוב. כאשר מחלק, שמור על קצה פיפטה ברמת נוזלי, אעלה את זה לאט. כמו טיפות הם ויתרו (תצוגת וידאו להדגמה). הדוגמה מגרש 2D הסופי מדגים חוסר הפרדה בין האוכלוסיות droplet חיוביים ושליליים (איור 4D). זה יכול להיות מספר סיבות. מעכבי PCR חזקה, כגון דטרגנטים בשימוש פירוק מאגרי עודף של הדנ א פגום מאוד, יכול לגרום לאובדן של הפרדה. במקרה זה, שקול להוסיף צעד לנקות בין cDNA סינתזה dPCR (כגון המתוארות בתוך בשלב 5 של פרוטוקול זה). בסופו של דבר, חוסר ההפרדה ניתן גם בשל תנאי הגברה תת אופטימלית, אופטימיזציה של השלב ה-PCR צריך להיות גם נחשב.
נתונים בתוך איור 5 מייצגים 984 בעולם האמיתי החולה לטעום סיבוב פעמים ומדגים את אופי זרימת עבודה זו בדיקה מהירה. תוצאות דווחו על הרופא המטפל מוקדם כמו בתוך 48 שעות (79% מהמקרים) קבלת דגימות ו ב 95% מהמקרים, בתוך 72 שעות. לסיכום, השימוש התייצב במחזור ה-RNA דם אוסף צינורות, RNA ממוטבת מיצוי הליכים מן הדם, ו- RT-dPCR לפעול על-פי פרוטוקול ממוטבת עם המתאים פנימי ופקדי אצווה, יכול לספק מערכת בדיקה מהירה זיהוי מדויק של פיוז'ן RNA משתנים רלוונטיים ב NSCLC.

איור 1 : סקירה של דם דוגמת עיבוד השלבים לגילוי Variant היתוך באמצעות מבחני ספציפיים ביותר ונפוצים RET, גרסאות ROS1 ב NSCLC. (א) בדיקה של דגימות מתחילה כאשר דם משורטט, BCT נשלח בתוך ערכת איסוף הדגימה למעבדה קלינית. במחזור ה-RNA הוא התאושש ממקורות מרובים בתוך פלזמה מועשרת טסיות, הפוכה עיבד עם גנים ספציפיים לקרקע, מטוהרים לשימוש ב- dPCR. דוגמאות מעובדות באמצעות מערכת זמינים מסחרית, אשר מורכב של droplet דור (אמולסיה), הגברה וספירת droplet. ניתוח המידע באמצעות תוכנה זמינים מסחרית. תוצאות הבדיקה ואז מתועדים, דיווח על חזרה לרופא. מבקש בדיקה. התהליך מיועד לפעול בתוך פרק זמן של 72 שעות מעת קבלת דגימות למהדורה תוצאה. שמונה גרסאות עבור ROS1 (B) ו- (ג) RET מכוסים בתוך מבחני מרובבת. הותאם מהאתר Biodesix עם הרשאה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

איור 2 : אימות אנליטית. שורות תאים לבטא (א) SDC4-ROS1 פיוז'ן ופיוז'ן CCDC6 (B)-RET היו מעורבבת עם רקע של RNA פראי-סוג האדם הכולל (WT RNA). עם כל משתנה פיוז'ן, המגבלה של זיהוי הוקמה באמצעות קריטריונים מוגדרים מראש עבור כל assay משתנה תדר משתנה של 0.2%. כל הדגימות מעל הסף הזה הכיל גם עותקים לפחות 21 של בקרת גנים. תקן EML4-ALK (ALK) 5% על רקע של RNA פראי-סוג נבחנה להדגים ירידה לפרטים assay, אשר אושר ע י תוצאה שלילית. סטנדרטים אנליטיים RNA מרובבת נמדדו ב גבוהה, בינונית, ריכוזים נמוכים עבור ROS1 (ג) ו- (ד) מיל' דיוק הוערך מעל שלושה מסלולי באותו יום (אינטרה-יום), פועל שלוש על שלוש יממות (inter-יום), ועם מפעיל עצמאי שני (inter-מפעיל). אמצעי העתקה מספר ואת סטיות תקן מוצגים. הותאם מהאתר Biodesix עם הרשאה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

איור 3 : עיבוד שליטה דוגמאות ונתונים חוסן אצווה. 2D חלקת dPCR assay ROS1 מרובב תוצאות עבור שליטה חיובית (א), (B) אין רוורס טרנסקריפטאז ומערכת בקרת (C) אין שליטה תבנית הרנ א. פקדים (D) היו להפעיל על 21 ימים רצופים (למעט בסופי שבוע ובחגים). התכוונתי עותק מספר + /-סטיות תקן ROS1 חיובי הבקרה היו 439 + /-141. אין רוורס טרנסקריפטאז ופקדים תבנית לא היו גם להפעיל בכל יום, אלה היו כל שלילי (נתונים לא מוצג). 2D חלקת dPCR assay רט מרובב תוצאות עבור שליטה חיובית (E), (F) אין רוורס טרנסקריפטאז בקרה, (G) אין שליטה תבנית הרנ א. פקדים (H) היו להפעיל על 21 ימים רצופים (למעט בסופי שבוע ובחגים). התכוונתי עותקים + /-סטיות תקן רט חיובי הבקרה היו 586 + /-182. לא מוצגות אין רוורס טרנסקריפטאז ופקדים תבנית לא היו גם להפעיל בכל יום, היו שליליות. הותאם מהאתר Biodesix עם הרשאה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

איור 4 : פתרון בעיות RT-dPCR. 2D מתווה וייצוג dPCR תת אופטימלית התוצאות המתקבלות כאשר יש זיהום () בתוך אין transcriptase הפוכה הפקד, זיהום (B) בתוך אין RNA הפקד, (ג) הטיה, התגבשו של טיפות, (D ) לקוי ממוטב PCR תנאים או עיכוב PCR. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

איור 5 : משך העבודה (TAT). תאת (בשעות) נערך עבור בדיקות מבקש של variant RNA (n = 984). נתונים לא כולל סופי שבוע, חגים וימי דגימות הוחזק > 24 שעות בשל מידע קליני לא שלם על טופסי בקשה בדיקת המעבדה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

טבלה 1: הכנה של שעתוק במהופך ריאגנטים בקרות תהליכים.
| רכיב | נפח |
2 x dPCR supermix על הגששים (לא 2'-deoxyuridine 5'-טריפוספט) | 10 ΜL |
20 x היעד משתנה תחל/רגשים להגדיר (450 nmol/L תחל 250 בדיקה FAM nmol/L) | 1 ΜL |
20 x ערכת הבקרה היעד תחל/בדיקה (450 nmol/L תחל 250 בדיקה HEX nmol/L) | 1 ΜL |
| נוקלאז ללא מים | 1 ΜL |
| cDNA | 7 ΜL |
טבלה 2: הכנה של המיקס מאסטר dPCR.
| רכיבה על אופניים שלב | טמפרטורה | זמן | # מחזורים | כבש שער |
| הפעלת אנזים | 95 ° C | 10 דקות | 1 | ~ 2 oC/s |
| דנטורציה | 94 ° C | 30 s | 40 |
| חישול/הרחבה | 55 ° C | 1 דקות |
| ביטול הפעלה של האנזים | 98 ° C | 10 דקות | 1 |
| החזק (אופציונלי) | 4 ° C | אינסוף | 1 | ~ 1 oC/s... |
טבלה 3: תנאי הרכיבה תרמי.