2018年8月1日
核酸在存档组织中的降解、肿瘤异质性以及缺乏新鲜冷冻组织样本,可能对全球病理学实验室的癌症诊断服务产生不利影响。本文描述了利用多重磁珠检测技术优化一组生物标志物,用于乳腺癌的分类。
该方法已成功优化,可用于将乳腺癌患者分类为已知治疗组和未知治疗组。本检测具有高灵敏度,可识别出异质性样本,并可进一步利用激光显微切割技术进行研究。基于RNA的多重检测主要优势在于,可使用苏木精和伊红染色的甲醛固定石蜡包埋存档材料,结果具有良好的重复性,能够获得高分辨率数据并实现生物标志物的验证。
按照文本方案中的描述准备组织。开始解剖前,设定载玻片的边界并校准显微镜载物台的移动。随后使用4X物镜扫描染色的膜片。
在膜玻片上选择并圈出显微切割的目标区域,记录总面积。为确保后续RNA分析的充分性,所需面积至少为42平方毫米。
然后按照设定的参数启动激光切割。接着,使用帽盖提升机制取出分离的组织片段,并将其放置在已标记试管的散射帽上,该试管连接于机械臂装置。如果未能将分离的组织片段成功转移至帽盖上,则需重复目标区域的分离操作。
显微切割的准确性是关键步骤,应始终确保盖片上显微切割区域与标记并扫描的图像完全一致。根据需要收集尽可能多的组织切片,每份切片分别置于独立的离心管中,随后进行组织样本的裂解。进行裂解时,每平方毫米组织面积加入2.4 µL匀浆液,然后以最大速度涡旋振荡各样本10秒。
接下来,将样品在2,500 ×g条件下离心5秒。然后根据需要将样品转移至1.5毫升离心管中,并置于65°C的振荡加热金属块中。以600 rpm振荡12至18小时。
然后在室温下以 21,000 g 离心裂解物 5 分钟。小心地将澄清的上清液收集到一个新的已标记的离心管中。避免转移任何组织碎片。
上清液可在负80摄氏度下保存。在准备好基于杂交检测的所有试剂后,向一个磁性分离96孔板中最多90个孔加入25微升组织匀浆液。将对照样品各25微升加入三个指定孔中,并将25微升匀浆液加入另外三个孔中作为空白对照。
然后使用透明塑料压封膜密封磁力分离板,并将该板置于54摄氏度的振荡培养箱中孵育18至22小时。次日,将板固定并锁定在手持式磁力板洗涤器上,随后移除压封膜,静置1分钟使磁珠沉降。现在进行洗涤步骤。
将平板置于水槽上方沥干,并用纸巾轻轻吸干,然后向所有孔中加入100微升1X洗涤缓冲液,静置15秒。重复此过程三次,以完成洗涤步骤。最后一次洗涤液去除后,向各孔重新加入50微升预扩增试剂,然后用铝制封板膜密封平板,在室温下以800 rpm振荡1分钟。
然后在 50 摄氏度下继续振荡孵育 1 小时。完成后,再进行一次洗涤步骤。接下来,向各孔中重新加入 50 µL 放大试剂,用铝封板密封,重复振荡孵育:室温下 1 分钟,随后在 50 摄氏度下 1 小时,之后再进行一次洗涤步骤。
现在将标记探针在最大速度下涡旋振荡10秒,然后向每个孔中加入50 µL标记探针。随后重新密封酶标板,并重复之前的振荡孵育步骤,接着进行另一次洗涤。接下来,向各孔中加入50 µL新鲜配制的链霉亲和素-藻红蛋白,然后在室温下以600 rpm进行振荡孵育,随后使用链霉亲和素洗涤缓冲液进行洗涤步骤。
完成洗涤步骤后,向每个孔中加入100微升链霉亲和素洗涤缓冲液,并用铝制板封膜密封,然后在室温下以800 rpm振荡3分钟。在最后一次孵育期间,启动磁珠分析仪,并确保仪器已完成校准并执行了验证程序。在软件中,转到“批次”选项卡,选择“使用现有方案创建批次”,以添加新的分析任务。
接下来,在板布局中,将孔指定为未知样本或空白,并在样本面板中为每个孔提供标签。现在取下反应板上的铝制密封膜,弹出板加载托盘,将板放入分析仪中。然后,单击“Retract”,再单击“Run Batch”以启动分析仪。
读取完成后,弹出反应板,并按照制造商的建议清洁磁珠分析仪。进行分析时,进入“批次结果”选项卡,选择相应的分析文件,并将其导出为 csv 文件,然后使用电子表格软件计算平均值和原始数据。
确保对照组显示出预期信号。使用数据科学平台或预定义算法对样本原始数据进行归一化处理,并通过主成分分析评估数据分布。多重微球读数仪及检测的性能至关重要,在检测珍贵的患者样本前,应先对经过充分注释的对照样本进行系列稀释检测,以确保结果准确可靠。
对于属性,选择标准化基因数据的一个子集以及一个名义变量(例如乳腺癌亚型)。应用经过训练和验证的分类算法来表征未知样本。该方法已用于在经苏木精-伊红染色、显微切割且高度降解的福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)样本中同时检测40种转录本。
利用该方法,可在比较不同受体阳性与阴性亚型的肿瘤组织及其配对对照组织时,准确表征受体状态以及间充质标志物FN1的差异表达。该方法可用于表征肿瘤内部的异质性。一个雌激素受体(ER)阳性肿瘤在呈现不同肿瘤形态和有丝分裂活性的区域中,表现出FN1的空间差异表达。
观看本视频后,您应能够充分理解如何在目标 RNA 与微珠杂交、信号扩增和定量之后,直接从组织裂解液中检测多个基因。该检测方法的灵敏度允许使用激光显微切割获取的样本。在进行该实验操作时,重要的是每次检测前需校准仪器,并在处理珍贵的患者样本前,利用质控样品确定方法的灵敏度范围。
该检测流程易于在临床实验室中推广应用。在两天内,可在12小时内完成多达90个样本的RNA谱分析。在病理实验室中检测乳腺癌受体状态耗时较长,且需要经验丰富的病理医师。
使用这种数字化的多重微球试剂盒可准确量化RNA表达。在初次诊断中对活检组织中的部分生物标志物进行分析,能够反映肿瘤的特征。采用更广泛的生物标志物组合,并结合整张组织切片进行检测,可识别出具有异质性的样本。
采用该方法学的检测开发具有高度的灵活性,且所需样本量较少。样本包括对生物标志物验证至关重要的临床注释样本,以及对患者监测和早期诊断具有重要意义的液体活检样本。
本研究解决了存档组织中核酸降解以及肿瘤异质性所带来的挑战,这些问题可能阻碍癌症诊断。作者优化了一种多重磁珠检测方法,以有效对乳腺癌进行分类。
这种基于多重RNA的表达检测方法通过从降解的存档FFPE组织中实现乳腺癌的精确分子分型,解决了肿瘤学生物标志物验证中的一个关键瓶颈问题。该方法克服了核酸降解和肿瘤异质性的限制,为回顾性生物标志物验证和液体活检应用提供了可靠且定量的技术平台。其与临床工作流程的兼容性以及低样本投入需求,有助于在病理学实验室中大规模实施,从而改善患者的分层管理和疾病监测。
该检测可整合到从早期靶点验证到临床前生物标志物验证的整个发现流程中,能够对肿瘤学应用中的存档样本和液体活检样本进行定量分析。