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分子检测方案简介(二)
作者:王强
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引言

除前述DNA基础上的分子检测外,还可通过RNA或蛋白的方式对相关分子进行检测。不同方法各有优缺点。此外,面对诸多方法,如何选择适合临床、适合自己单位实际情况的相关检测并让患者有最大获益,更是考验着病理医师的智慧。

【关键词】:分子诊断,预分析方法,二代测序(NGS),聚合酶链反应

提要
分析前注意事项,包括样本采集、储存和运输,以及样本评估,对于确保分子诊断测试的成功至关重要。
建议对小样本进行组织分类和最大化分子分析材料
分子方法,例如基于测序、基于杂交或聚合酶链
基于反应的具有不同的敏感性和特异性,适当的使用取决于应用
设计分子检测菜单需要考虑生物标志物、患病率、样本类型、和测试方法的局限性。



RNA基础上的检测方法

RNA的检测,首先是通过逆转录步骤将RNA转化为互补DNAcomplementary DNAcDNA);然后通过前述检测DNA的方法进行分析。针对RNA的检测方法在检测融合及剪切变异时尤其有用。对于融合基因来说,RNA检测方法去除了内含子序列,因此检测更有效。此外,对RNA的检测可以直接确定最终转录是否在框内(in-frame)。对于剪切变异来说,DNA检测方法可以预测剪切事件;但检测RNA可明确到底是否发生了这样的剪切事件。RNA检测方法还可用于评估靶基因的相对表达水平,这一般是在微阵列或NGS检测平台中进行的。

蛋白基础上的检测方法

临床工作中,首选免疫组化检测蛋白,且可用于某些潜在分子生物学改变的标记。针对特异性突变蛋白的定性免疫组化可迅速检出潜在的DNA水平突变事件,如BRAF p.V600EIDH1 p.R132H。免疫组化也可用于定量检测,高密度着色可用于基因融合的替代性标记(如肺癌中的ALK)、或基因扩增的替代性标记(如乳腺癌中的ERBB2)。根据具体临床情况,这类免疫组化指标可用于提示进一步行其他检查、或本身即可做出明确诊断。

分子检测方法涉及的分子包括DNARNA、蛋白,相关方法可检测序列改变、结构变化、拷贝数改变、核酸的共价修饰及蛋白的改变。具体可根据检测的分子类型、或被检测改变的类型进行分类,详见表1

1. 分子检测方法及相应特点概述

检测方法

突变

融合

拷贝数改变

优点

局限性

测序法

检测已知、特殊的改变

Sanger测序

+

+/-

快速,价廉,所需DNA数量低

单基因,不是特别敏感(检测下限10%-20%

二代测序

+

+

+

多基因,检测所有变异,可能极为敏感(0.001%

速度慢,价格高,所需DNA数量较多

杂交及其他方法

FISH

+

+

快速,廉价,单细胞

仅检测已知/靶向变异,多基因方面受限

序列分析

±

+

全基因组评估,高通量

可能无法检出易位

核型分析

+

+

全基因组评估,单细胞

低通量(10MB),速度慢,人工

免疫组化

+

+

±

快速,单细胞

仅适用于融合及拷贝数改变的情况

PCR

快速,价廉

仅检测已知编译;多基因方面受限

定量PCR

+

+

+

敏感性0.01%

等位基因特异性PCR

+

数字液滴PCR

+

+

+

敏感性0.01%

设计分子检测项目

分子诊断可为患者诊疗提供重要信息,比如协助诊断、改善对预后的预测能力、指导治疗方案,尤其对于精准用药特别关键。实际工作中,具体检测的指标需综合考虑临床应用、技术条件、性价比。具体来说,需征求相关专家(如病理医师、肿瘤医师、遗传学医师等)的意见并遵循专业学会的指南。有些标记物可能有多种检测方法,如IDH1突变的检测方法有免疫组化、RTPCRddPCRSanger测序、NGS。对于胶质瘤的诊断来说,可首选免疫组化;但对于确定急性髓系白血病是否适用IDH1抑制剂来说,可能最好选择PCR或测序的方法。

检测所需时间及性价比也要考虑到,因为这会影响到具体指标的选择、以及判断是否必须进行这一检测。比如肺癌,目前推荐多项标记物的检测,但根据具体方法,是单一指标进行检测、还是同时进行多项检测,要综合考虑所需时间及费用。有些实验室采取的是依次分别进行检测。相关指标如果不能全选,则更常见选择KRASEGFR突变,而不是ALKRETROS1融合;如果分别各项检测,且临床情况允许,可考虑先进行KRASEGFR突变的DNA检测,然后在结果阴性的时候进行ALKRETROS1RNA检测。其他某些情况下,选择更为迅速的rtPC可能更为合适,比如转移性肺癌患者需迅速得到治疗时。

如果检测的是有多种检测方法、且不同肿瘤中阳性率不一的广谱肿瘤标记物,则检测方案的选择会很麻烦。具体如NTRK基因融合的检测:该基因融合具有相应靶向治疗方案,但不同肿瘤中的阳性率可低至5%、高达75%以上。从实用观点来说,很多实验室选择一个方案解决所有问题会很困难。这种情况下建议多种检测方案联合应用,如FISH检测NTRK融合几率高的肿瘤、免疫组化用于一般不会表达TRKNTRK基因融合几率低的肿瘤,NGS方案用于免疫组化表达TRK、或其他检查为阴性情况下的检测。

确定了要检测的指标及具体检测方案后,实验室具体可采取FDA批准(approved)或FDA许可(cleared)的方法、或选择实验室所建立(laboratory-developed)的检测方法。FNA批准或许可的方法,是体外诊断(in-vitro diagnosticsIVD)试剂商生产且FDA批准或许可用于临床诊断的;实验室建立的方法可用检测套装、仅供研究的试剂、仅供特定分析的试剂、和/或通用试剂等进行检测。FDA批准或许可的方法在应用前必须进行验证,而实验室建立的方法也必须验证,以确定相关检测的性能特点。检测验证必须包括准确性、精确性、可检测范围、参考值、敏感性、特异性方面的评估。对于相关检测来说,关键是有恰当的校准、参考物、对照标本。

除了建立实验室内部的生物标记物检测外,还可考虑制定送至中心实验室的相关检测方案,如常见病的常见标记物在本实验室进行检测,而较罕见的标记物则送至中心实验室。这样可以让较小的实验室流程优化,取得较好的性价比。

总之,设计一个分子诊断清单可能是一项复杂的任务,但详尽规划、相互合作,可以制定出一个适合大部分情况、兼顾不同方案优缺点的分子诊断方案。

全文完

参考文献

Ewalt MD, Hsiao SJ. Molecular Methods: Clinical Utilization and Designing a Test Menu. Surg Pathol Clin. 2021;14(3):359-368.

doi:10.1016/j.path.2021.05.001

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