Эта рукопись описывает метод для обнаружения мутаций низкой частоты в ctDNA, ER-Seq. Этот метод отличается ее уникальной использование коррекции ошибок двунаправленный, Специальный фон фильтра и эффективной молекулярной приобретение.
Методическая статья
Эта рукопись описывает метод для обнаружения мутаций низкой частоты в ctDNA, ER-Seq. Этот метод отличается ее уникальной использование коррекции ошибок двунаправленный, Специальный фон фильтра и эффективной молекулярной приобретение.
Анализ распространения опухоли ДНК (ctDNA) с помощью следующего поколения последовательности (НГС) стал ценным инструментом для развития клинической онкологии. Однако применение этого метода является сложной задачей из-за его низкой чувствительности при анализе трассировки количество ctDNA в крови. Кроме того этот метод может генерировать ложные положительные и отрицательные результаты из этой последовательности и последующего анализа. Чтобы улучшить возможности и надежность обнаружения ctDNA в клинике, здесь мы представляем технику, которая обогащает редкой мутации для виртуализации, обогатить редкой мутации последовательности (ER-Seq). ER-Seq можно отличить один мутации из 1 x 107 одичал тип нуклеотидов, что делает его перспективным инструментом для обнаружения крайне низкой частоты генетические изменения и таким образом будет весьма полезным при изучении heterogenicity болезни. Благодаря адаптеру уникальный последовательности перевязки этот метод позволяет эффективное восстановление ctDNA молекул, в то же время исправление ошибки двунаправленно (смысл и antisense). Наш выбор 1021 КБ зондов обогащает измерение целевых областей, которые охватывают более 95% мутаций связанных с опухоль водителя в 12 опухоли. Этот экономичный и универсальный метод позволяет уникально успешным накопления генетических данных. После эффективно отфильтровывать фон ошибка, ER-seq точно можно обнаружить редкой мутации. С помощью тематического исследования, мы представляем подробный протокол, демонстрируя зонд дизайн, строительство библиотеки и целевой ДНК захвата методологии, а также включая процесс анализа данных. Процесс для выполнения этого метода обычно занимает 1-2 дней.
Следующего поколения последовательности (НГС), мощный инструмент для исследовать тайны генома, может предоставить большое количество информации, которая может выявить генетические изменения. Применение анализа NGS в клинике стало более распространенным, особенно для персонализированной медицины. Одним из величайших ограничений NGS, однако, является высокая погрешность. Хотя это считается подходит для изучения унаследованные мутации, является анализ редких мутаций значительно ограничены1,2, особенно когда анализа ДНК получены от «жидкий биопсии».
Циркулирующих опухоли ДНК (ctDNA) — свободных клеток ДНК (cfDNA) в крови, что является пролить от опухолевых клеток. В большинстве случаев количество ctDNA крайне низка, которые делают его обнаружения и анализа очень сложным. Однако, ctDNA имеет много привлекательных особенностей: его изоляция является малоинвазивной, он может быть обнаружен на ранних стадиях роста опухоли, ctDNA уровень отражает терапевтическую эффективность и ctDNA содержит мутаций ДНК, в первичных и метастатических поражений 3 , 4 , 5. Таким образом, учитывая быстрое развитие техники NGS и анализа, приложение обнаружения ctDNA стал более привлекательным.
Различные массивно параллельной последовательности подходы были использованы для обнаружения ctDNA, но ни один из этих подходов были приняты для обычного использования в клиниках из-за их ограничений: низкая чувствительность, отсутствие универсальности и относительно высокая стоимость6 ,,78. Например дуплекс последовательности, основываясь на теге уникальный идентификатор (UID), неоднократно исправляет ошибки в двунаправленно консенсус, выпрямлять большинство последовательности ошибок. Однако возможности этого метода теряется из-за ее высокой стоимости и низкого данных использования9,10. Аналогичным образом КАПП-Seq и ее улучшение итерации, КАПП-IDES11,12, имеют большей практичности в cfDNA обнаружения, хотя точность и универсальность этих методов нуждаются в улучшении.
Для удовлетворения текущих потребностей для точного ctDNA обнаружения и анализа, мы разработали новую стратегию, обогатить редкой мутации виртуализации (ER-Seq). Этот подход сочетает в себе следующее: уникальная последовательность адаптеры эффективно восстановить ctDNA молекулы, с коррекцией ошибок двунаправленный и способность различать одной мутации из > 1 × 107 одичал тип нуклеотидов; Зонды 1021 Кб, которые обогащают измерение целевых областей, которые охватывают более 95% мутаций связанных с опухоль от 12 опухолей, включая рак легких, колоректального рака, рак желудка, рак молочной железы, рак почки, поджелудочной железы, рак печени, рак щитовидной железы, Рак шейки матки, рак пищевода и рака эндометрия (Таблица 1); и основной базы данных скрининг, что делает его эффективным и легко точно обнаружить редкие мутации в ctDNA.
Для создания основной базы данных, найти все мутации гена, ER-Seq от ряда того же типа образцов (~ 1000 в начале). Эти реальные мутации должны быть проверены несколько других методов надежного обнаружения и анализа. Далее обобщить шаблон ложных мутаций и кластера все ложные мутации для создания первоначальной основной базы данных. Продолжайте добавлять накладные мутации, нашли от последующих последовательность экспериментов в этой базе данных. Таким образом этот основной базы данных становится динамической расширенной базы данных, что значительно повышает точность последовательности.
Для содействия прогрессу в опухоли диагностики и мониторинга, мы представляем ER-Seq, низкой стоимости и осуществимости метода для получения данных. Мы представляем тематическое исследование, которое прошли анализ ER-Seq, демонстрируя свою точность обнаружения редкой мутации и возможности для использования в клинике.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
опухоли образцы и образцы крови были получены в соответствии с протоколом, утвержденным Комитет этики Пекинского университета людей ' s больницы. Письменное информированное согласие было получено от пациентов, чтобы использовать их образцы. Участникам были показаны по следующим критериям: девушки, расширенный Non-маленький мелкоклеточный рак, мутации p.L858R EGFR обозначается предыдущей последовательности Сэнгер, прогрессирование болезни после две сессии EGFR целевой терапии с эрлотиниб, и ER-Seq, который был применен к ctDNA, чтобы проанализировать причины сопротивления и найти новых целевых препаратов.
1. экстракции ДНК из периферической крови для геномной ДНК (геномная ДНК) и cfDNA
2. Подготовка библиотека
Примечание: относительно строительства базовой библиотеки на фрагментированные ДНК, cfDNA существует в фрагментов с bp Размер ~ 170 пик и таким образом не нужно быть раздроблена.
Пример (геномная ДНК)3. Целевые захвата ДНК
Примечание: цели обогащения была выполнена с использованием пользовательской последовательности захвата зонд, который разработан специально для обогащения 1021 КБ целевого региона, охватывающих известных опухольассоциированных драйвер мутации от 12 различные типы опухолей. Изменения в производителя ' в следующих шагах подробно изложены протокол s.
4. секвенирование
5. Рабочий процесс анализа данных
Примечание: Рисунок 3 показывает процесс анализа общей работы потока и данных. Ниже показаны параметры анализа данных и команд.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Зонды 1021 Кб, обогащенный целевых регионов, используемые в ER-Seq приведены в таблице 1, которая охватывает более 95% мутаций гена в 12 распространенных опухолей. Широкий спектр этих датчиков делает этот процесс применимы для большинства больных раком. Кроме того наша уникальная последовательность адаптеры и базовой базы данных скрининга позволяют точно обнаружить редкой мутации.
Из-за различн...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Существование циркулирующей ДНК опухоли (ctDNA) было обнаружено более 30 лет назад, однако применение ctDNA анализов до сих пор не рутинной в клинической практике. С развитием технологий для обнаружения ctDNA и анализа возрос интерес к практическому применению методов ctDNA. Опухоль мониторинг с ctDNA предлагает минимально инвазивной подход для оценки микроскопических остаточной болезни, ответ на терапию и опухоль молекулярные профили под фон опухоли эволюции и внутриопухолевых неоднородность13
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Эта работа поддерживается Институтом Geneplus – Пекин.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| QIAamp Набор циркулирующих нуклеиновых кислот | Qiagen | 55114 | Экстракция ДНК из периферической крови для cfDNA |
| QIAamp DNA Blood Mini Kit | Qiagen | 51105 | Экстракция ДНК из периферической крови для gDNA |
| Quant-iT dsDNA HS Набор для анализа | Invitrogen | Q32854 | Измерение концентрации cfDNA |
| Quant-iT dsDNA BR Набор для анализа | Invitrogen | Q32853 | Измерение Концентрация библиотеки |
| Agilent DNA 1000 Реагенты | Agilent | 5067-1504 | Измерение cfDNA и фрагментов библиотеки |
| NEBNext UltraII Набор для подготовки библиотеки Illumina | NEB | E7645L | |
| Agencourt SPRIselect Реагент | Beckman | B23317 | Скрининг и очистка фрагментов ДНК |
| Tris-HCl (10 мМ, pH 8,0)-100ML | Sigma | 93283 | растворение |
| Зонды xGen Lockdown IDT | — — | Специальный щуп xGen | |
| Человеческий Cot-1 DNA | Life | 15279-011 | Целевой захват ДНК |
| Dynabeads M-270 Streptavidin | Life | 65305 | Целевой захват ДНК |
| xGen Lockdown Реагенты | IDT | 1072281 | Целевой захват ДНК |
| KAPA HiFi HotStart ReadyMix | KAPA | KK2602 | Библиотеки для количественного анализа ПЦР после захвата |
| KAPA | KK4602 | Измерить концентрацию в библиотеке | |
| NextSeq 500 High Output Kit v2 ((150 циклов) | illumina | FC-404-2002 | |
| Sequence Centrifuge5810 | eppendorf | 5810 | |
| Nanodrop8000 | Thermo Scientific | 8000 | Измерить концентрацию гДНК |
| Qubit 2.0 | Invitrogen | Quantify | |
| Agilent 2100 Bioanalyzer | Agilent | ||
| ThermoMixer C | eppendorf | Incubation | |
| 16-tube DynaMagTM-2 Magnet | Life | 12321D | |
| Concentrator plus | eppendorf | ||
| PCR | AB | simplyamp | |
| QPCR | AB | 7500Dx | |
| NextSeq 500 | illumina |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение