מאמר זה מפרט את השימוש ברשת מעוגנת מערכת התגובה המבוססת על תגובת שרשרת של הספרייה ואחריו ברצף הדור הבא כדי להעריך את fusions גן אונגניים בדגימות הגידול הקליני מוצק. מתוארים שלבי הספסל הרטוב וניתוח הנתונים.
מאמר שיטה
מאמר זה מפרט את השימוש ברשת מעוגנת מערכת התגובה המבוססת על תגובת שרשרת של הספרייה ואחריו ברצף הדור הבא כדי להעריך את fusions גן אונגניים בדגימות הגידול הקליני מוצק. מתוארים שלבי הספסל הרטוב וניתוח הנתונים.
ג'ין fusions לעתים קרובות לתרום הפנוגניים הפנטיפ של סוגים רבים ושונים של סרטן. בנוסף, הנוכחות של fusions מסוימים בדגימות מחולי סרטן לעתים קרובות ישירות משפיע על אבחון, פרוגנוזה, ו/או טיפול בחירה. כתוצאה מכך, זיהוי מדויק של fusions גן הפך למרכיב קריטי של ניהול קליני עבור סוגי מחלות רבות. עד לאחרונה, זיהוי היתוך הגן הקליני הושג בעיקר באמצעות שימוש באחד הגנים assays. עם זאת, את הרשימה ההולכת וגוברת של גנים fusions עם משמעות קלינית יצרה צורך בהערכת סטטוס היתוך של גנים מרובים בו זמנית. רצף הדור הבא (NGS) מבוססי בדיקות פגש ביקוש זה דרך היכולת לרצף חומצת גרעין בצורה מקבילה בנפט. מספר גישות מבוססות NGS המעסיקים אסטרטגיות שונות עבור העשרה היעד גנטי זמינים כעת לשימוש באבחון מולקולרי קליני, כל אחד עם החוזקות שלה חולשות. מאמר זה מתאר את השימוש במגה-בתים מעוגנים PCR (AMP) מבוסס העשרה יעד הכנה הספריה ואחריו NGS כדי להעריך את הגן fusions בדגימות הגידול הקליני מוצק. AMP היא ייחודית בקרב גישות העשרה מבוססות amplicon כי הוא מזהה גנים fusions ללא קשר לזהותו של שותף הפיוז. מפורטים כאן הן הספסל רטוב וניתוח נתונים שלבים שמבטיחים זיהוי היתוך גנטי מדויק מדגימות קליניות.
המיזוג של שניים או יותר גנים לתוך ישות בודדת הטרנססקריפט יכול להתרחש כתוצאה של וריאציות בקנה מידה גדול כרומוזום כולל מחיקות, כפילויות, הוספות, inversions, ו translocations. באמצעות שינוי שליטה ההמרה ו/או מאפיינים פונקציונליים משתנה של המוצר הגן המבוטא, אלה גנים היתוך יכול להעניק מאפיינים אונגניים לתאים סרטניים1. במקרים רבים, גנים היתוך ידועים לשמש מנהלי אונגניים העיקרי על ידי הפעלת התפשטות הסלולר ומסלולים הישרדות.
הרלוונטיות הקלינית של fusions גנים לחולי סרטן התברר תחילה עם גילוי של כרומוזום פילדלפיה ואת הגן המקביל Bcr-ABL1 fusion ב לוקמיה myeloסוגני כרונית (cml)2. מולקולה קטנה מעכב imatinib mesylate פותחה במיוחד היעד הזה גן היתוך והפגינו יעילות יוצאת דופן Bcr-ABL1-חיובי cml חולים3. התמקדות טיפולית של fusions גן אונגניים יש גם הצליח בגידולים מוצקים, עם עיכוב של הROS1 והפיוז גנים בסרטן שאינם קטנים הריאות התאים לשמש דוגמאות ראשיות4,5. לאחרונה, מעכב NTRK המעכב את ה-FDA אושרה עבור NTRK1/2/3 פיוז'ן-חיובי מוצק גידולים, ללא קשר לאתר מחלה6. מעבר בחירת תרפיה, זיהוי היתוך גנטי יש גם תפקידים אבחון המחלה פרוגנוזה. זה נפוץ במיוחד סרקומה שונים וסוגי ממאירות המטולוגיים המוגדרים באופן מאבחן על ידי נוכחות של fusions ספציפי ו/או עבור איזו נוכחות של היתוך ישירות מודיע פרוגנוזה7,8 , מיכל בן 10 , מיכל עשור , 11. אלה הם אבל כמה דוגמאות של היישום הקליני של זיהוי היתוך גנטי לחולי סרטן.
בשל התפקיד הקריטי בקבלת החלטות קליניות, זיהוי היתוך גנטי מדויק מדגימות קליניות הוא בעל חשיבות חיונית. טכניקות רבות הוחלו במעבדות הקליני לניתוח היתוך או כרומוזומיום כולל: שיטות ציטוגנטיות, הפוכה הפוך תגובת שרשרת פולימראז (RT-PCR), זריחה בתוך היברידיזציה באתרו (דג), אימונוהיסטוכימיה (ihc), וביטוי של 5 '/3 ' ניתוח חוסר איזון (בין היתר)12,13,14,15. כיום, הרשימה המתרחב במהירות של גן שימושי fusions בסרטן הביא את הצורך להעריך סטטוס היתוך של גנים מרובים בו זמנית. כתוצאה מכך, כמה טכניקות מסורתיות שיכולות רק לבצע שאילתה אחת או כמה גנים בזמן הם הופכים גישות לא יעילות, במיוחד כאשר בהתחשב כי דגימות הגידול הקליני הם לעתים קרובות מאוד סופי ולא מוכן להיות מחולק בין כמה assays מספר. רצף הדור הבא (ngs), עם זאת, היא פלטפורמת ניתוח כי הוא מתאים גם עבור בדיקות מרובות גנים, ו ngs מבוסס בחני הפכו נפוצים במעבדות אבחון קליני מולקולרי.
משמש כיום ngs בחני לאיתור היתוך/סידור מחדש לגבי חומר הקלט המשמש, את ה המועסקים להכנת הספריה העשרה היעד, ואת מספר הגנים שאילתות בתוך הסדר. Ngs בחני יכול להיות מבוסס על RNA או DNA (או שניהם) שחולצו מן המדגם. למרות RNA מבוססי ניתוח הוא הקשה על ידי הנטייה של דגימות קליניות להכיל RNA מושפל מאוד, זה חוסם את הצורך רצף introns גדולים לעתים קרובות חוזרות כי הם מטרות של בדיקות היתוך מבוססי DNA אבל הוכיחו להיות קשה NGS . ניתוח נתונים16 אסטרטגיות העשרה יעד עבור מבוססי RNA ngs בחני יכול להיות מחולק במידה רבה ללכידה היברידית או amplicon-בתיווך גישות. בעוד ששתי האסטרטגיות שנוצלו בהצלחה לאיתור היתוך, כל אחד מהם מכיל יתרונות על פני17,18. היברידית לכידת בחני התוצאה בדרך כלל בספריות מורכבות יותר מופחתת allelic נושרת, בעוד amplicon מבוסס בחני בדרך כלל דורשים קלט נמוך ותוצאה פחות מחוץ למטרה רצף19. עם זאת, אולי המגבלה העיקרית של העשרה המסורתית מבוסס amplicon הוא הצורך בצבעי היסוד לכל שותפי היתוך ידועים. זה בעייתי מאז רבים הגנים החשובים קלינית ידועים הפתיל עם עשרות שותפים שונים, וגם אם העיצוב התחל מותר לגילוי של כל השותפים הידועים, הרומן היתוך אירועים יישאר לא מזוהה. טכניקה שתוארה לאחרונה כינה מספר מעוגן PCR (או AMP עבור קצר) כתובות זה מגבלה20. ב AMP, מתאם ' חצי פונקציונלי ' NGS הוא ליגלים לרסיסים cDNA הנגזרים מ-RNA קלט. העשרה היעד מושגת על ידי הגברה בין התחל הספציפי גנים התחל למתאם. כתוצאה מכך, כל הfusions לגנים של עניין, גם אם שותף היתוך הרומן מעורב, יש לזהות (ראה איור 1). מאמר זה מתאר את השימוש בערכת הגידול המלא של ArcherDx, מבוסס NGS, אשר מעסיקה AMP עבור העשרה היעד והכנת הספריה, לאיתור fusions גן אונגניים בדגימות הגידול מוצק (ראה טבלה משלימים 1 עבור רשימת גנים מלאה). פרוטוקול הספסל רטוב וניתוח נתונים הצעדים אומתו בקפדנות בתיקונים קליניים שיפור במעבדה (CLIA) מעבדה מוסמכת.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנה ועריכה של הספרייה
2. ניתוח נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מוצג באיור 3, איור 4 ואיור 5 הם צילומי מסך מממשק המשתמש ניתוח להפגין תוצאות ממדגם אדנוקרצינומה ריאה. באיור 3, התקציר לדוגמה מוצג (למעלה) המפרט את הfusions הראיות החזקות, כמו גם את מצב ה-QC (מוקפים באדום). פיוז ' ן ADCK4- מנוקל (אשר שלושה מופיעים ברשימה 3 איזוforms) מתעלמים מיד משום שזהו אירוע מתמשך לקראת המעבר (שצוין על-ידי סמלי המעגל השבורים ליד הרישומים). החלק התחתון של א...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
העשרה היעד המבוסס על PCR והכנה הספריה מעוגנת ואחריו רצף הדור הבא מתאים גם להערכת היתוך גנים מולטיקות בדגימות הגידול הקליני. על ידי התמקדות בקלט RNA במקום DNA גנומית, הצורך ברצף introns גדולים וחוזרים הוא נמנע. בנוסף, מאז גישה זו מגבירה את הגן fusions ללא קשר לזהותו של שותף היתוך, fusions הרומן מזוהים. זהו יתרון ביקורתי בתחום הקליני, והיה דוגמאות רבות של הרומן שימושי fusions מזוהה באמצעות AMP דיווח בספרות21,22,23,
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
D.L.A. קיבל דמי התייעצות של באייר אונקולוגיה, Genentech, אביס ו בריסטול מאיירס סקוויב. ק. ד. ד. קיבל מסעות ממומנים מ ArcherDx.
עבודה זו נתמכת על ידי משאב משותף לפתולוגיה מולקולרית של אוניברסיטת קולורדו (המכון הלאומי לסרטן סרטן מרכז תמיכה מענקים לא. P30-CA046934) ועל ידי מרכז קולורדו לרפואה אישית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 10 מ"מ Tris HCl pH 8.0 | IDT | 11-05-01-13 | משמש לדילול TNA |
| 1M Tris pH 7.0 | Thermo Fisher | AM9850G | משמש באיגום ספרייה |
| 25 מ"ל מאגר ריאגנטים עם מחלק | USA Scientific | 9173-2000 | לשימוש עם צינורות רב-ערוציים ונפחי ריאגנטים גדולים |
| 96 בארות TemPlate חצי חצאית 0.1 מ"ל PCR צלחת טבעית | ארה"ב סיינטיפיק | 1402-9700 | צלחת המשמשת למדרגות תרמו-ציקלר |
| Agencourt AMPure XP חרוזים | בקמן קולטר | A63881 | משמש לטיהור לאחר מספר שלבי בדיקה |
| ערכת Agencourt Formapure בקמן | קולטר | A33343 | בשימוש במיצוי TNA |
| ערכת גידול מוצק Archer FusionPlex | ArcherDX | AB0005 | ערכה זו מכילה את רוב הריאגנטים הדרושים לביצוע הכנת ספרייה לריצוף Illumina (קיימות גם ערכות לריצוף Ion Torrent |
| בלוק קר, 96 בארות | Light Labs | A7079 | משמש לשמירת דגימות מקוררות בשלבים שונים |
| אתנול | Decon Labs | DSP-MD.43 | משמש לשטיפת חרוזים |
| כימות ספרייה עבור תקן בקרה פנימית | של Illumina Kapa Biosystems | KK4906 | משמש לכימות ספרייה |
| ספרייה כימות ספרייה פריימרים ו-ROX תערובת qPCR נמוכה | Kapa Biosystems | KK4973 | משמש לכימות ספרייה |
| תקני כימות ספרייה | Kapa Biosystems | KK4903 | משמש לכימות ספרייה |
| לוחית מגנט, 96 בארות (דרגת N38) | Alpaqua | A32782 | משמש בשלבי טיהור חרוזים |
| מתאמי MBC סט B | ArcherDX | AK0016-48 | מתאמים המכילים אינדקסים ספציפיים לדגימה כדי לאפשר ריצוף מולטיפלקס |
| מיקרו צנטריפוגה | ארה"ב סיינטיפיק | 2641-0016 | משמש לספינינג צינורות PCR |
| MicroAmp EnduraPlate Optical 96 well | Plate Thermo-Fisher | 4483485 משמש לכימות QClibrary Pre-Seq | |
| כרית דחיסה של סרט אופטי מיקרו-אמפ | ביו-סיסטמס יישומי | 4312639 | משמש לכימות ספרייה |
| מיני ספינר צלחת | Labnet | MPS-1000 | משמש לאיסוף נוזלים בתחתית בארות הצלחות |
| ערכת ריאגנטים MiSeq v3 (600 מחזור) | Illumina | MS-102-3003 | מכיל רכיבים הדרושים להפעלת ריצוף MiSeq |
| מערכת MiSeqDx מכשיר | Illumina | NGS | |
| דגם 9700 Thermocycler | Applied Biosystems | משמש למספר שלבים במהלך בדיקת | |
| מים ללא נוקלאז | אמביון | 9938 | משמש כמדלל כללי |
| אופטי ABI 96 בארות כיסויי צלחת | תרמו-פישר | 4311971 | משמש לכימות QClibrary מראש |
| תחנת עבודה PCR דגם 600 | מערכות ניקוי אוויר | BZ10119636 | שלבי בדיקת ספסל רטוב שבוצעו ב'קופסת אוויר מת' זו |
| Proteinase K | Qiagen | 1019499 בשימוש במיצוי TNA | |
| QuantStudio 5 | Applied Biosystems | LSA28139 | מכשיר qPCR המשמש לכימות PreSeq וספרייה |
| Qubit RNA HS Assay Kit | Life | Technologies Q32855 | שימוש לקביעת ריכוז RNA בדגימות TNA |
| RNase Away | Fisher | 12-402-178 | משמש לטיהור RNase כללי של אזורי עבודה |
| Seraseq FFPE Tumor Fusion RNA חומר התייחסות v2 | SeraCare | 0710-0129 | משמש כבקרה חיובית לבדיקה |
| נתרן הידרוקסיד | פישר | BP359-212 | משמש בשלבי ניקוי ולהגדרת רצף |
| SYBR Green Supermix | Bio Rad | 172-5120 | רכיב של PreSeq QC Assay |
| TempAssure PCR רצועות 8 צינורות | ארה"ב Scientific | 1402-2700 | משמש לערבוב ריאגנטים ודגימות וכו'. |
| תבנית RT PCR סרט | ארה"ב מדעי | 2921-7800 | משמש לכיסוי צלחות 96 בארות |
| U-Bottom 96 בארות Microplate | LSP | MP8117-R | משמש במהלך טיהור חרוזים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה