$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Łącznie 90 próbek (74 unikalne) reprezentujących pozytywne i negatywne kontrole, wcześniej scharakteryzowane linie komórkowe i resztkowe kliniczne biopsje guza FFPE zostały ocenione pod kątem amplifikacji DNA, wprowadzone do wzbogacenia multipleksowego PCR, oznaczone adapterami sekwencyjnymi, oznaczone kodem kreskowym i przeanalizowane w jednym instrumencie laboratoryjnym NGS (Rysunek 2), który wygenerował 19,1 mln odczytów przechodzących przez filtr. Równomolowe łączenie próbek skutkowało sekwencjonowaniem o dużej głębokości (3 692 odczyty) i jednolitym pokryciem (97,8% amplikonów pokrytych w promieniu 5-krotnym od mediany głębokości odczytu). Wartości odstające obejmowały kontrole bez matrycy, jeden DNA linii komórkowej z dużą amplifikacją liczby kopii i jeden DNA FFPE, który został oznaczony do hamowania PCR przez przedanalityczny test QC (Figura 3). Jednorodność pokrycia w 46 amplikonach została utrzymana przy użyciu trzech różnych operatorów (Figura 4A) i dla różnych próbek DNA FFPE niskiej jakości (Figura 4B). Kontrola DNA guza FFPE, sformułowana z mieszaniny szczątkowych próbek klinicznych w celu uzyskania 5% BRAF V600E (oznaczonego ilościowo za pomocą kropelkowego cyfrowego PCR), została zgłoszona jako docelowa mutacja BRAF w obfitości 3,9, 5,3 i 6,5% przez trzech operatorów przy użyciu danych wejściowych 400 amplifikowalnych kopii (a zatem tylko 20 zmutowanych kopii) (Figura 4B i "FFPE3" w tabeli wstawek). Co więcej, mieszanina 12 syntetycznych matryc DNA, z których każda reprezentuje znaną mutację "napędzającą" substytucję zasad, ujawniła oczekiwane mutacje w zamierzonym zakresie 9 - 17% średniej częstości alleli (Tabela 2). Rozcieńczenie próbek DNA linii komórkowej i FFPE amplifikacją liczby kopii wykazało zależność od dawki dla wariantów odpowiednio w EGFR i KRAS (Figura 5). Co ważne, dane wejściowe DNA FFPE można zredukować do zaledwie 50 amplifikowalnych kopii lub 1,2 ng masowego DNA, zachowując jednocześnie wykrywanie znanych mutacji bez fałszywie dodatnich wywołań (Figura 6). Dane wejściowe DNA zostały uwzględnione w 100-krotnym zakresie, aż do co najmniej 50 000 amplifikowalnych kopii (Tabela 3). W tym i powiązanych eksperymentach zgłoszono wywołania wariantów w 22 próbkach FFPE i 20 FNA zgodnie z niezależnymi metodami o wspólnym pokryciu mutacji (Tabela 4).
Czułość i dodatnia wartość predykcyjna testu została określona na podstawie analizy 97 próbek, w tym FFPE, FNA, świeżo mrożonego i DNA linii komórkowej, oraz łącznie 195 wyników sekwencjonowania. Wyniki ujawniły 365 prawdziwie dodatnich połączeń wariantowych, 4 fałszywie ujemne połączenia i 1 fałszywie dodatnie połączenie dla czułości 98,9% (95% CI: 97,1-99,7%) i dodatniej wartości predykcyjnej (PPV) 99,7% (95% CI: 98,2-99,99%). Analizy indeli przeprowadzono dla dwóch powszechnych wariantów EGFR (p.E746_A750delELREA i p.V769_D770insASV) w 33 seriach próbek, wykazując czułość 93,9% (95% CI: 78,4-98,9%) i PPV 100% (95% CI: 86,3-100%) z wariantami wykrytymi w zakresie 2,4-84,8%.

Rysunek 1: Przykład krzywych kalibracji kwantyfikacji DNA, które spełniają i nie spełniają kryteriów kontroli jakości. (A) Mijająca krzywa wzorcowa. (B) Wadliwa krzywa standardowa. W tym przypadku awaria była spowodowana podwójnym pipetowaniem najniższego wejściowego wzorca DNA. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Przegląd kompleksowego, ukierunkowanego systemu NGS do zastosowań onkologicznych, który integruje przepływy pracy przed analizą, analizą i po analizie. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 3: Odczyt pokrycia i jednorodności dla docelowego NGS genów nowotworowych w niskiej jakości DNA FFPE w porównaniu z nienaruszonym DNA linii komórkowej i kontrolnymi. W sumie 90 próbek, które zawierały szczątkowe kliniczne FFPE (zamknięte kręgi), linię komórkową (otwarte okręgi) i syntetyczne matrycowe DNA (plus symbole) przetworzono przy użyciu jednoprobówkowego, 21-genowego wzbogacania multipleksowego PCR. Każda biblioteka amplikonów została oznaczona sekwencjami adapterów dla instrumentu NGS, oznaczona kodem kreskowym z wyraźnym kodem dwuindeksowym, oczyszczona, określona ilościowo i znormalizowana do stężenia 2,5 nM. Biblioteka DNA została zsekwencjonowana i przeanalizowana przez towarzyszące jej oprogramowanie bioinformatyczne. Odchylenia próbki obejmowały serię rozcieńczeń DNA linii komórkowej MDA-MB-468 z dużą amplifikacją liczby kopii EGFR (górne, otwarte prostokąty w kropkowanym okręgu), która zniekształciła jednorodność pokrycia oraz jedną próbkę czerniaka FFPE, która nie wygenerowała znaczącej liczby odczytów z powodu przeniesienia inhibitorów PCR z ekstrakcji DNA. Niepowodzenie próbki czerniaka (dolne, przerywane kółko) zostało przewidziane za pomocą przedanalitycznego testu qPCR DNA QC. NTC, kontrola bez szablonu (x symboli). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 4: Pokrycie odczytem amplikon po amplikonie, jednorodność i wykrywanie wariantów w resztkowym klinicznym DNA guza FFPE. (A) Odczytać pokrycie wszystkich wzbogaconych loci w reprezentatywnej próbce DNA FFPE mierzonej przez trzy różne operatory. Operator 1, Op1 (niebieskie paski); Operator 2, Op2 (zielone paski); Operator 3, Op3 (czarne paski). (B) Jednorodność pokrycia i wywołania wariantów oceniane przy użyciu trzech próbek guza FFPE, w tym mieszaniny kontrolnej (FFPE3, szare paski i tekst) składającej się ze znanej 5% mutacji BRAF c.1799T>A. FFPE1 (niebieskie paski i tekst), FFPE2 (pomarańczowe paski i tekst). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 5: Zależne od dawki wykrywanie wariantów liczby kopii w DNA linii komórkowej i FFPE. DNA linii komórkowej MDA-MB-468 z dobrze scharakteryzowaną amplifikacją liczby kopii EGFR stopniowo rozcieńczano na tle referencyjnego niezmutowanego DNA linii komórkowej, aby zilustrować spadek zmiany liczby kopii w funkcji rozcieńczenia. Procent każdej próbki DNA linii komórkowej jest pokazany z wyraźną linią (0, 12,5, 25, 50 i 100%). Rozcieńczenie próbki guza FFPE jajnika znaną amplifikacją KRAS ujawniło podobny profil przy użyciu tej samej serii miareczkowania, ale z powtórzeniami 100% DNA FFPE dla dwóch górnych linii. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 6: Dokładne wykrywanie mutacji i kwantyfikacja do 50 amplifikowalnych kopii DNA FFPE lub 1,2 ng masowego DNA. Możliwą do amplifikacji liczbę kopii DNA FFPE raka jelita grubego określono za pomocą testu QC opartego na qPCR i rozcieńczono od 400 do 25 kopii jako dane wejściowe do wzbogacenia multipleksowego PCR przed sekwencjonowaniem. Potok bioinformatyczny poprawnie wywołał oba znane warianty do 50 kopii, czyli odpowiednika ~10 zmutowanych szablonów. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
Nazwa materiału/materiału
firma
Numer katalogowy
2x Quantidex Master Mix
Asuragen
145345
Mieszanka sondy Quant Primer
Asuragen
145336
Inhibicja Starter Probe Probe Mix
Asuragen
145344
Rox
Asuragen
145346
Rozcieńczalnika
Asuragen
145339
Wzorzec DNA (50)
Asuragen
Numer katalogowy: 145340
Wzorzec DNA (10)
Asuragen
145341
Wzorzec DNA (2)
Asuragen
145342
Wzorzec DNA (0,4)
Asuragen
145343
2x Główny miks wzmocnienia
Asuragen
145348
Panel podstawowy Pan Cancer
Asuragen
145347
Kontrola FFPE raka patelni
Asuragen
145349
Wielowariantowa kontrola raka patelni
Asuragen
Numer katalogowy: 145350
Biblioteka Koraliki Pure Prep
Asuragen
145351
Bufor do płukania
Asuragen
145352
Bufor elucyjny
Asuragen
145353
2x LQ Master Mix
Asuragen
145358
LQ Rozcieńczalnik
Asuragen
145354
Kontrola pozytywna LQ
Asuragen
145355
LQ Standardowy
Asuragen
145356
LQ Primer / Mieszanka sond (ILMN)
Asuragen
145357
LQ ROX
Asuragen
145359
Kody indeksowe (ILMN) - Zestaw A
Asuragen
150004
AIL001 - AIL048 (48)
Kody indeksowe (ILMN) - Zestaw B
Asuragen
150005
AIL049 - AIL096(48)
2x Index Master Mix
Asuragen
145361
Przeczytaj 1 Startery sekwencjonowania
Asuragen
150001
Startery sekwencjonowania odczytu indeksu
Asuragen
150002
Przeczytaj 2 Elementarz sekwencjonowania
Asuragen
150003
Rozcieńczalnik sekwencjonujący
Asuragen
145365
Illumina MiSeq
Oświetlenie
Zestaw odczynników MiSeq v3 (600 cykli)
Oświetlenie
MS-102-3003
MiSeq Reagent Nano Kit v2 (300 cykli)
Oświetlenie
MS-103-1001
Kontrolka PhiX v3
Oświetlenie
FC-110-3001
Stojak magnetyczny-96 (lub równoważne urządzenie)
Ambion
AM10027
Oprogramowanie Quantidex Reporter
Asuragen
Tabela 1: Odczynniki i zestawy. Po pierwszym użyciu ROX należy przechowywać fiolkę w temperaturze 2-8 °C. Nie zamrażaj ponownie. Oprogramowanie można pobrać pod adresem www.asuragen.com.
gen
Wariant KOSMICZNY
Aminokwas KOSMICZNY
Wariant %
Krajowe organy regulacyjne
c.182A>G
p.Q61R
13,3
Krajowe organy regulacyjne
c.35G>A
p.G12D
Rozdział 15,2
System HRAS (system HRAS)
c.182A>G
p.Q61R
Rozdział 17,8
System HRAS (system HRAS)
c.35G>A
p.G12D
Pytanie 9,2
KRAS (Krajowy Rejestr
c.182A>G
p.Q61R
Rozdział 13,5
KRAS (Krajowy Rejestr
c.35G>A
p.G12D
Rozdział 19,1
PIK3CA powiedział:
c.1633G>A
p.E545K
9,3
PIK3CA powiedział:
c.3140A>G
p.H1047R
Rozdział 9.1
zestaw
c.2447A>T
p.D816V
Rozdział 14,6
Europejski Instrument Ekonomiczno-Wydmieńczy (U
c.2369C>T
p.T790M
Rozdział 11.3
Europejski Instrument Ekonomiczno-Wydmieńczy (U
c.2573T>G
p.L858R
Norma 14,9
BRAF (Organizacja BRAF)
ok. 1799T>A
p.V600E
Rozdział 17,3
Tabela 2: Zbiorcza kontrola syntetyczna składa się z 12 wariantów genów raka "napędzających", które są określane ilościowo na poziomie 9-17%. Po sekwencjonowaniu oceniono mieszaninę 12 różnych dwuniciowych syntetycznych matryc zawierających 12 różnych mutacji. Wszystkie warianty zostały poprawnie wywołane bez fałszywych alarmów.
Przykładowy identyfikator
Funkcjonalny
Cps
gen
Wariant KOSMICZNY
Aminokwas KOSMICZNY
Wariant %
Mediana głębokości odczytu
% w granicach 5x od mediany
BCPAP powiedział:
400 szt.
BRAF (Organizacja BRAF)
ok. 1799T>A
p.V600E
99,5 pkt.
Numer katalogowy: 3289
96%
BCPAP powiedział:
10 000 szt.
BRAF (Organizacja BRAF)
ok. 1799T>A
p.V600E
99,7 pkt.
Numer katalogowy: 4040
98%
BCPAP powiedział:
25 000 osób
BRAF (Organizacja BRAF)
ok. 1799T>A
p.V600E
99,4 pkt.
3687 TGL
96%
BCPAP powiedział:
50 000 osób
BRAF (Organizacja BRAF)
ok. 1799T>A
p.V600E
99,7 pkt.
Numer katalogowy: 4611
93%
>Tabela 3: Zasięg i wywołanie wariantu są zachowane w >100-krotnym zakresie danych wejściowych DNA. Amplifikowalne DNA z linii komórkowej BCPAP wprowadzono do wzbogacania multipleksowego PCR w 400 do 50 000 kopii i zsekwencjonowano. Głębokość odczytu, jednorodność pokrycia, wykrywanie mutacji i dokładność mutacji zostały zachowane w całym zakresie wejściowym.

Tabela 4: Wywołania wariantów w 22 biopsjach guza FFPE i 20 FNA zgadzają się z wynikami niezależnych testów mutacji. Zestaw 22 DNA guza FFPE ze statusem mutacji wcześniej określonym za pomocą ortogonalnych ukierunkowanych testów NGS został wprowadzony w 400 do 2,928 amplifikowalnych kopiach do etapu wzbogacania PCR i zsekwencjonowany przy użyciu 21-genowego panelu Pan Cancer. Ponadto kohorta 20 próbek DNA FNA, wcześniej scharakteryzowanych za pomocą testu mutacji w płynnej kulce8, została amplifikowana PCR przy użyciu od 156 do 36 080 wejściowych amplifikowalnych kopii i zsekwencjonowana. Wszystkie nakładające się na siebie połączenia między panelem Pan Cancer NGS a metodami referencyjnymi były zgodne. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.