如今,人們通常利用新一代測序(NGS)技術(shù)對cfDNA進行高通量分析,看看哪些基因有突變,并根據(jù)突變信息來確定下一步的診療方案。從理論上說,這是一種簡單易懂的方法,不過,血清或血漿中的cfDNA濃度極低,這為測序文庫的制備帶來了挑戰(zhàn)。
血清或血漿中的游離DNA(cfDNA)正成為無創(chuàng)產(chǎn)前檢測(NIPT)或癌癥液體活檢的焦點。在癌癥檢測中,人們已發(fā)現(xiàn)癌癥患者的cfDNA數(shù)量和完整性與健康對照不同。這使得cfDNA有望成為癌癥診斷、預(yù)后和分層的生物標(biāo)志物。
如今,人們通常利用新一代測序(NGS)技術(shù)對cfDNA進行高通量分析,看看哪些基因有突變,并根據(jù)突變信息來確定下一步的診療方案。從理論上說,這是一種簡單易懂的方法,不過,血清或血漿中的cfDNA濃度極低,這為測序文庫的制備帶來了挑戰(zhàn)。
為此,QIAGEN開發(fā)出一種經(jīng)過優(yōu)化的文庫制備方案,融合了高效率的接頭連接和無偏向的文庫擴增,可確保獲得高產(chǎn)量的優(yōu)質(zhì)測序文庫,而只需要1 ng cfDNA。制備出的文庫可與靶向富集技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)靈敏的突變檢測。
流程改進
cfDNA有兩個明顯的特征:首先,濃度極低,通常1 ml血漿中只能提取出1-100 ng cfDNA;其次,血漿或血清中的循環(huán)DNA大多以短片段存在,在180 bp左右。根據(jù)這些特征,GeneRead Library Prep Kit的操作進行了一些修改,省去了片段化的步驟。連接步驟中的接頭濃度有所降低,并使用Agencourt AMPure XP純化反應(yīng),去除接頭二聚體。
當(dāng)然,在制備文庫之前,你要先從人類血清或血漿中純化出游離的DNA和RNA。很多文獻都采用了QIAGEN的QIAamp® Circulating Nucleic Acid Kit。它利用硅膠膜選擇性地結(jié)合目標(biāo)核酸,可從血漿、血清和其他無
細(xì)胞體液中高效純化游離核酸。樣品處理量可達5 ml,洗脫體積可在20–150 μl之間靈活選擇。
之后,利用10 μl cfDNA洗脫物,你就可以輕松地建庫了。整個流程大約在3小時內(nèi)完成,而手工操作時間不到30分鐘。首行末端修復(fù),加A尾,再連接接頭。之后利用Agencourt AMPure XP純化反應(yīng),去除接頭二聚體。接著是12個循環(huán)的文庫擴增,純化后即可得到高質(zhì)量的NGS文庫啦。
單管操作
操作過程中需要使用到三個
試劑盒:GeneRead DNA Library I Core Kit、GeneRead Adapters以及GeneRead DNA I Amp Kit。這些試劑盒與Illumina的
儀器兼容。另外,QIAGEN也提供與Ion Torrent儀器兼容的試劑盒。不過,Agencourt AMPure XP磁珠需要單獨購買。
GeneRead DNA Library I Core Kit包含末端修復(fù)、加A尾和連接所需的緩沖液和試劑。與其他的文庫制備流程相比,快速的單管操作只需較少的回收步驟,極大程度減少了手工操作可能帶來的污染和失誤風(fēng)險,節(jié)省時間和人力。
GeneRead DNA I Amp Kit含有創(chuàng)新的高保真預(yù)混液,其中包含用于擴增的GeneRead HiFi Polymerase。GeneRead HiFi Polymerase是獨特的、高度特異性的聚合酶,能夠準(zhǔn)確擴增文庫DNA,錯配率低,序列偏差小。在標(biāo)準(zhǔn)的PCR擴增中,若DNA序列的AT或GC含量高,則擴增產(chǎn)物可能較少或沒有,導(dǎo)致錯誤的序列數(shù)據(jù)或NGS測序結(jié)果。GeneRead HiFi Polymerase與預(yù)混液中獨特的配方共同作用,能夠確保均一擴增GC含量高的基因組序列,以便在后續(xù)的測序?qū)嶒炛蝎@得準(zhǔn)確結(jié)果。
優(yōu)質(zhì)文庫
QIAGEN曾對文庫質(zhì)量進行評估,發(fā)現(xiàn)幾乎100%的測序數(shù)據(jù)(reads)能定位到人類參考基因組,并且近100%是unique reads。高比例的unique reads代表了高的文庫轉(zhuǎn)換效率,也代表了文庫中高的序列多樣性。
這種cfDNA測序文庫與基于雜交的靶向富集相結(jié)合,也帶來了出色的覆蓋度。QIAGEN曾利用xGen® Pan-Cancer Panel,從文庫中富集127個突變基因。測序后發(fā)現(xiàn),超過99%的reads都以0.2X平均覆蓋度覆蓋,而超過90%的reads以0.5X平均覆蓋度覆蓋。不同位置的目標(biāo)區(qū)域也有著極其相似的平均覆蓋度。
這下,你信心大增了吧。通過GeneRead文庫制備的改良操作,即使是濃度極低的cfDNA,也能帶來優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的文庫。