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LABORATORY INVESTIGATION:替代组织固定方案大大减少了DNA伪影的影响

来源 2023-12-06 13:36:17 医疗资讯

下一代测序(NGS)技术允许检测和评估癌症组织中的遗传改变,它代表了一种日益实践的方法,以满足定制疗法的要求。虽然新鲜冷冻组织的DNA似乎非常适合这种类型的分析,但有几个原因强制使用从常规福尔马林固定石蜡嵌入(FFPE)组织块中提取的DNA。

值得注意的是,具有良好特征的档案材料的可用性,这些材料以标准、可靠和历史悠久的程序收集,甚至存储很长时间(长达几年)。此外,组织学和免疫组织化学(IHC)控制使我们能够选择并相应地提取正确的肿瘤病变。最后,FFPE组织块通常是正确解决治疗相关问题的唯一可用材料。

不幸的是,从FFPE组织块中提取的遗传材料质量差可能会影响NGS数据的可行性和可靠性。在生成FFPE组织块所涉及的不同分析前步骤中,最关键的步骤是福林固定。众所周知,不适当的程序,如延迟、不足或过度固定或使用酸性福尔马林,会影响结果。然而,即使在标准使用中性缓冲福尔马林(NBF)后,广泛的DNA碎片和化学诱导的变化也往往会影响结果。

甲醛与核苷酸碱基的氨基结合。胞嘧啶去氨可能导致对DNA序列的误解,特别是细胞因子(C)与胸腺嘧啶(T)和鸟嘌嘌呤(G)与腺嘌呤(A)(C:G > T:A)的识别增加。几项研究调查了脱氨过程导致的人工突变的检测,这是错误治疗的潜在原因。然而,假阳性突变仍然是NGS分析从FFPE组织块中提取的DNA的风险,这种材料的广泛碎片进一步增强了这种材料。

事实上,福马林的组织固定已知会产生DNA碎片,但不同组织块的碎片程度各不相同,在这方面,DNA“质量”(即碎片的程度)严重影响遗传分析的结果。几项研究表明,DNA模板的缩小会降低基于扩增子的方法的成功率,甚至导致假阳性数据。

NBF的配方由商用甲醛磷酸缓冲液组成,商用甲醛是一种已知富含甲酸的试剂。后者曾经与NBF中的钠离子有关,通常被认为无效。然而,我们最近表明,去除甲酸可以显著改善DNA保存,这表明缓冲酸残留物可能对DNA产生有害影响。这一发现还得到了以下证据的支持,即基于缺酸的乙醛(仍是一种二醛)的组织固定可以通过保持组织的组织学和免疫表型特征来解决。

关于组织固定对测序结果的真正影响的知识存在差距,特别是当通过全面的基因组分析(CGP)而不是通过小型靶向小组进行测序时,我们解决了这个问题,因此,2023年10月30日发表在LABORATORY INVESTIGATION的研究,解决了这个问题。

研究人员采样了9种结直肠癌,以允许4种平行固定:(1)中性缓冲福尔马林(NBF),(2)缺酸福尔马林固定(ADF),(3)预冷却ADF(coldADF)和(4)无乙二醇酸(GAF)。随后由2个大型下一代测序面板(OCAv3和TSO500)进行DNA提取、碎片分析和测序。本文全面分析了图书馆和测序质量控制以及测序结果的质量。

研究结果显示,coldADF样本的图书馆显示的读取时间明显长,这两个面板的其他图书馆。ADF衍生和ColdADF衍生的库与OCAv3面板的噪声水平最低,一致性最高,其次是GAF和NBF样本。TSO500结果证实了数据的一致性,这也突出了ADF和ColdADF样本总测序区域的最佳性能。与其他协议相比,NBF样本的测序区域明显较小,可评估微卫星位点数量明显减少,单核苷酸变异显著增加。

TSO500面板的输出数据

突变特征1(与老化和FFPE伪影相关)在NBF和coldADF样本中分别显示最高(37%)和最低(17%)值。大多数已确定的基因改变由每个病变的所有样本共享。五种基因在样本和/或面板中表现出不同的突变状态:4个不一致的结果涉及NBF样本。缺酸固定剂(GAF和ADF)保证了最高的DNA保存/测序性能,从而允许组织样本进行更复杂的分子剖析

综上所述,固定是组织学处理中初步但核心的过程,导致石蜡嵌入组织块的生产,石蜡嵌入组织块是构成病理学档案支柱的最终产品。不同的组织固定方式导致DNA完整性的不同程度,这影响了CGP的输出。ADF保证了整体最高的DNA保存,从而表明可能在组织样本上实施更复杂的分子分析。评估此类样本上DNA随时间的稳定性的长寿研究是必要的。

原始出处

Berrino, E., Bellomo, S. E., Chesta, A., Detillo, P., Bragoni, A., Gagliardi, A., ... & Marchiò, C. (2023). Alternative tissue fixation protocols dramatically reduce the impact of DNA artifacts, unraveling the interpretation of clinical comprehensive genomic profiling. Laboratory Investigation, 100280.

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