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临床基因扩增检验实验室工作规范(三)

2020.7.27
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身


(七)污染
在实际工作中,常见有以下几种污染类型:扩增片段的污染(产物污染);天然基因组DNA的污染、试剂污染(贮存液或工作液)以及标本间交叉污染(如气溶胶从一个阳性标本扩散到原本阴性的标本)。临床基因扩增检验实验室中污染的最主要来源是扩增产物的污染。
由于一旦发生污染后,再围绕实验室来寻找污染源不仅耗时而且还很繁琐,所以防止污染重在预防。但如果发生了污染,实验就必须停止,直到发现了污染源为止,并且实验结果必须作废。
1、测定分析前的污染源
测定分析前实验材料的污染主要来自非病人标本来源的核酸。
2、测定分析阶段的污染源
通常,测定分析阶段的每一步都可能发生对样本的污染。反应混合液的任何成分及核酸的制备和反应建立阶段所涉及到的实验设备的任何部位都是可能的污染源。如受污染的试剂(例如牛血清白蛋白,明胶或矿物油)、商品酶制剂、消耗品(如反应管,吸头)和实验设备(如加样器、离心机)等。
在前面三个工作区中,不当的实验操作会引起所使用的试剂、消耗品或实验设备的污染。而在产物分析区,当吸取扩增产物用于检测时,非常容易引起污染,因此必须制定标准操作程序(SOP),并严格执行。
3、污染的避免
要避免污染,首先应是预防而不是排除污染,前面所述对工作区的严格划分的目的即是为了预防污染。
为避免以前测定中所产生的扩增产物的污染,可设法将其破坏掉。如在扩增反应中用dUTP取代部分dTTP,使得产生的特异扩增片段含有尿嘧啶,这样扩增前在反应混合液中加入尿嘧啶糖苷酶(UNG),可破坏来自以前测定的扩增产物,从而避免其对以后要进行的扩增测定的污染。另外一种方法是持续的长波紫外灯照射,通过异补骨脂素光化学产生DNA加合物,由于DNA加合物对扩增没有反应但又不妨碍PCR后杂交过程,所以这种方法也能防止污染。
上述防污染方法只在一定程度上有效,所以不能用其来替代严格的实验室设置和管理,尤其是这些方法不能防止外来非扩增的天然DNA的污染。
4、去除污染的措施
工作完后必须定期对实验室采取有效的去污染措施,结合各种不同的方法可达到最佳效果。去污染措施包括但不仅限下面几种:(1)用10%(v/v)次氯酸钠清洁表面;(2)试验后长时间的紫外照射实验操作台面和其他表面;(3)实验设备如加样器的高压消毒。

(八)扩增产物的分析
扩增产物的测定有各种方法,如电泳、限制性酶切、斑点印迹、探针杂交、测序、分光光度法定量等,但临床PCR检验项目基本上都使用探针杂交方法。
杂交结果不充分的原因可能是基因探针不合适、标记方法不对、对探针的标记不够、杂交或洗涤方法不合适等。
最常使用的基因探针有:DNA片段、合成的寡核苷酸和体外转录的反义RNA探针。探针的标记物常用的有生物素、地高辛、荧光素和同位素等。
在扩增后的杂交检测中, 应该严格遵守商品试剂盒确定的杂交程序和杂交条件。温度太低或离子强度太高都会降低杂交的严格性,还会给检测信号的特异性带来负面影响。相反,提高温度和/或降低离子强度会增加杂交的严格性。因此,严密控制温度和试剂的离子强度是避免假阳性和假阴性结果的先决条件。要注意的是,温度和离子强度不能同时改变。

(九)质量控制
质量控制包括两个方面,即室内质量控制(以下简称质控)和室间质量评价。
1、室内质量控制
必须对DNA和RNA分析的各步进行质量控制,以避免假阳性和假阴性,保证测定结果的准确性和重复性。由于核酸扩增测定的高敏感性,所以标本制备、逆转录、扩增本身和产物分析中的每一步都要求有质控措施。
(1)标本制备: 常用琼脂糖凝胶电泳来检测DNA提取效果,以判断所提取的DNA是否发生降解。用常规的手工提取方法制备的DNA的平均长度一般为~100kb,用适合PCR的DNA提取试剂盒制备的DNA的长度平均范围为30-40kb。明显出现降解的DNA(在1和10kb的低分子量范围内)在经琼脂糖凝胶电泳分离和用溴化乙锭染色后也可见强的荧光信号。用对甲基化不敏感的限制性内切酶(如EcoRI)消化DNA,然后电泳分离,能够对酶活性的抑制剂进行质控(在抑制剂存在的情况下,高分子量的片段不被酶切)。潜在的抑制剂的存在通常用260nm和280nm的分光光度测定来估计,质量好的DNA提取物,A260/A280比值应该在1.75~2.0之间;否则,残留的蛋白或酚可能会很高。仅用光度计比色方法不能对DNA的完整性下结论。
最快的对总RNA提取质量控制的方法是在非变性条件下作琼脂糖凝胶电泳,这一点跟DNA分离相同。但如果对结果有疑问,就应该在变性的条件下作琼脂糖凝胶电泳以检测RNA的完整性。在理想情况下,三种主要的核糖体RNA(28S、18S和5S)在凝胶上出现的带相对较窄。如发生RNA的降解,则出现大量低分子量带或出现带的消失。测定核糖体RNA带的密度指数可作为对RNA制备的质量评价的实验室内的标准;对向低分子量拖尾的、不对称性的峰的评估也是RNA完整性的合适的指标。另外,琼脂糖凝胶电泳能显示出在RNA的制备中被DNA污染的程度。由于这些原因,单独的光度计比色方法也不能对RNA的完整性下结论。
对于血清(浆)中病毒的测定,则要评价标本出现溶血、脂血和黄胆情况下标本处理方法对扩增检测的影响,避免由于标本处理方法的不当而出现假阴性结果。此外,还可采用已知浓度标本评价核酸提取方法的效果。
(2)逆转录和扩增:本部份包括阳性质控和阴性质控。
对逆转录和核酸扩增的质控既可使用内标质控方法也可采用外标质控方法。逆转录-扩增检测的内标通常为在整个细胞周期中均匀表达的mRNA,如HLA、β肌动蛋白和组蛋白H3.3的mRNA或14S rRNA等。此外,也可在标本制备时将外来内标加入到样本中共同提取、逆转录及扩增。当标本中存在逆转录抑制物,或核酸提取中发生RNA降解,或逆转录酶失活,内标即会表现为阴性结果。
对于DNA测定内标可使用对有机体存活所必须的靶基因,如维生素D血浆结合蛋白的基因。对于病原体的基因检测,内标多采用人工制备的竞争性内标。内标可以监控每一扩增孔中假阴性的产生情况。
目前的商品试剂盒大部分没采用内标方法质控。因此在测定血清/血浆病原体核酸如HBV DNA、HCV RNA等时,应使用已知的弱阳性血清/血浆作为质控样本,与待测临床标本等同处理提取核酸及扩增,以判断逆转录及扩增检测的效果。
使用这些外加弱阳性质控不但可检测扩增反应液的质量,还可获得有关PCR试剂的检测下限和特异性的信息。这些质控样本在扩增检测时必须使用与患者的标本相同的主反应混合液。
每一个PCR实验中都必须设有外加阴性质控(污染监测质控),为判断扩增过程中污染出现的阶段,阴性质控可包括如下几种,即在样品制备的整个过程中所带的空白管、仅有扩增反应液但不含扩增模板的反应管、阴性标本等。阴性标本可以评估PCR实验的综合质量。
在扩增靶RNA的RT-PCR实验中,可做省略逆转录的污染质控,通过这种方法,可发现以前扩增的DNA片段所引起的污染。
(3)板上杂交和膜上斑点印迹杂交的质控:在板上杂交和斑点杂交时,阳性和阴性质控应该在同一板或膜上与病人标本平行进行分析,这可排除不同反应中因使用不同杂交条件所致的对结果的错误解释。
(4)测定结果的评价与报告:采用实时荧光定量PCR检测方法,在判断结果时,应先对扩增的荧光信号作出定性判断,然后再进行定量分析,避免一些非特异荧光信号对结果分析的干扰。
结果的报告必须简单清楚。定性测定报告“阳性”或“阴性”即可。定量测定则必须报告量的多少,如结果高于测定方法线性范围上限,则对样本稀释后再测,结果乘上稀释倍数;如结果低于方法的测定范围下限,则报告<多少即可,不能报告为“0”或“阴性”。
2、室间质量评价
所有开展临床基因扩增检验的实验室都必须参加由卫生部临床检验中心组织的全国临床基因扩增检验项目的室间质量评价,评价结果将作为其开展临床基因扩增检验的依据之一。
本工作规范自公布之日起实施。

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