Method Article
مجموعة FL-DNA التشخيصية المقدمة هي طريقة موفرة للوقت وسهلة الاستخدام لتحديد الاحتمال الموثوق بوجود آفات سرطان القولون والمستقيم.
في الوقت الحاضر، يمكن عزل الحمض النووي البراز وتحليلها بعدة طرق. يمكن الكشف عن الأجزاء الطويلة من الحمض النووي في البراز عن طريق فحص qPCR ، مما يوفر احتمالًا موثوقًا به لوجود آفات القولون والمستقيم قبل النيوبلاستيك أو النيوبلاستيك. هذه الطريقة، تسمى الحمض النووي الطويل فلورسينس (FL-DNA)، هي إجراء سريع وغير جراحي يعد تحسينًا على نظام الوقاية الأولي. وتستند هذه الطريقة إلى تقييم سلامة الحمض النووي البرازي عن طريق التضخيم الكمي لأهداف محددة من الحمض النووي الجينومي. على وجه الخصوص ، فإن تقييم شظايا الحمض النووي لفترة أطول من 200 bp يسمح بالكشف عن المرضى الذين يعانون من آفات القولون والمستقيم مع خصوصية عالية جدا. ومع ذلك، فإن هذا النظام وجميع اختبارات الحمض النووي البراز المتاحة حاليا ً تعرض بعض القضايا العامة التي تحتاج إلى معالجة (على سبيل المثال، وتيرة إجراء الاختبارات والعدد الأمثل من عينات البراز التي يتم جمعها في كل نقطة زمنية لكل فرد). ومع ذلك ، فإن الميزة الرئيسية لFL-DNA هي إمكانية استخدامه بالاقتران مع اختبار يستخدم حاليًا في برنامج فحص CRC ، المعروف باسم اختبار الدم الغامض البرازي القائم على البيوكيميائية المناعية (iFOBT). في الواقع ، يمكن إجراء كلا الاختبارين على نفس العينة ، مما يقلل من التكاليف ويحقق تنبؤًا أفضل بوجود آفات القولون والمستقيم في نهاية المطاف.
سرطان القولون والمستقيم (لجنة حقوق الطفل) مستمد من عملية متعددة الخطوات التي يتطور الظهارة الصحية ببطء إلى أورام غدية أو الاورام الحميدة ، والتي تتطور إلى الأورام السرطانية الخبيثة مع مرور الوقت1،2. وعلى الرغم من ارتفاع معدل الإصابة في اتفاقية حقوق الطفل، لوحظ اتجاه تنازلي في النسبة المئوية للوفيات على مدى العقد الماضي3. في الواقع، أدت أدوات التشخيص المبكر المعتمدة في برامج الفحص إلى الكشف المبكر وإزالة الأورام الحميدة قبل النيوبلاستيك أو الاورام الحميدة4. ومع ذلك ، نظرا لاختلاف الحدود التقنية ، لا شيء من هذه الأساليب هو الأمثل. في الواقع، من أجل تحسين الحساسية والتحديد، وقد اقترح العديد من اختبارات الحمض النووي البراز وحدها أو في تركيبة مع الاختبارات التشخيصية الروتينية الحالية5,6.
عادة ، يلقي الغشاء المخاطي الصحي في الخلايا القولونية المبرئة في تيار البراز ، في حين أن الغشاء المخاطي المريض يقشر الخلايا القولونية غير المبرمجة. أجزاء من 200 نقطة بريتيش بتروليوم أو أكثر في الطول تميز الحمض النووي غير المبرمج. يسمى هذا الحمض النووي الحمض النووي الطويل (L-DNA) وأصبح علامة بيولوجية قابلة للاستخدام للتشخيص المبكر للجنة حقوق الطفل. يمكن عزل L-DNA من عينة البراز وكميا من قبل qPCR باستخدام في7المختبر التشخيص FL-DNA عدة7,8,,9,,10,,11,,12.
يتكون الاختبار من اثنين من المقالات للكشف عن شظايا FL-DNA تتراوح بين 138 نقطة أساس إلى 339 نقطة بالثانية. كل فحص يسمح تضخيم FL-DNA (FAM) وكذلك ارتفاع في الحمض النووي (HEX). لضمان التضخيم الأمثل لجميع الشظايا، تم تقسيم الاختبار إلى قسمين (اسمه "A" و "B"). يكتشف الناياج A منطقتين من exon 14 من جين APC (NM_001127511) وجزء من exon 7 من جين TP53 (NM_001276760). يكتشف المنازى B جزءًا من exon 14 من جين APC (NM_001127511) ومنطقتين من الطاردات 5 و 8 من جين TP53 (NM_001276760). لا تميز المقالات بين المناطق المكتشفة. يتوافق الحمض النووي للارتفاع في الحمض النووي لحمض هونورينتشوس كيتا السلمون الحمض النووي ويمكّن من التحقق من أن الإجراء قد تم بشكل صحيح ويتحقق من الوجود المحتمل للمثبطات ، والتي قد تسفر عن نتائج سلبية كاذبة. يتم تقييم تركيز FL-DNA عن طريق التحديد الكمي المطلق باستخدام طريقة المنحنى القياسي ويتم التعبير عنه على أنه نانوغرام /رد فعل.
طريقة FL-DNA هي اختبار الحمض النووي البراز غير الغازية وغير مكلفة التي، جنبا إلى جنب مع اختبار الدم الخفي البرازي القائم على المناعة الكيميائية (iFOBT)، ويستخدم حاليا في برامج فحص لجنة حقوق الطفل ويسمح لتنبؤات أفضل من CRC و / أو آفات الورم الحميد عالية الخطورة12.
تم تعيين المرضى في Istituto Scientifico Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori (IRST) من Meldola (FC, Italy) بين عامي 2013 و 2015. وكان المرضى المسجلون في البروتوكول IRSTB002، الذي وافقت عليه لجنة الأخلاقيات في IRST - IRCCS AVR (25/10/2012، في ر. 1). وقد تم تنفيذ جميع الأساليب وفقا للمبادئ التوجيهية واللوائح ذات الصلة. وتم الحصول على موافقة خطية مستنيرة من جميع المرضى.
1. استخراج الحمض النووي من البراز
2. إعداد السيطرة الإيجابية، والمعايير، وارتفاع في الحمض النووي، والعينات السريرية
3. تضخيم وتحديد قيمة FL-DNA باستخدام qPCR Easy PGX
ملاحظة: يتم توفير خلائط التضخيم الكامل التي تحتوي على أجهزة تمهيدية محددة وتحقيقات تستهدف الحمض النووي البشري والرقابة الداخلية في شكل lyophilised في 8 شرائط بئر لـ FL-DNA Mix A و FL-DNA Mix B. Standards، والضوابط الإيجابية والسلبية، ويجب تضخيم العينات مع كل من الخلطات lyophilized. يجب فقط تضخيم العينات السريرية في مكررة مع كل من يمزج lyophilized.
4 - تحليل البيانات
ملاحظة: يمكن إجراء تحليل البيانات تلقائيًا أو يدويًا اعتمادًا على البرنامج (انظر جدول المواد).
يظهر سير عمل هذا البروتوكول في الشكل 1. يوفر سير العمل خطوتي تحكم وإجراءات مختلفة وفقًا لنتائج الخطوة هذه. أولاً، إذا كانت العينة تقدم عناصر تحكم غير مناسبة، يجب تكرار التضخيم. ثانياً، إذا تم تثبيط التضخيم، يجب إعادة معالجة العينة من البداية أو تصنيفها على أنها غير قيّمة.
ويبين الشكل 2 منحنيات الفلورسينس التي تنتجها عينات إيجابية وسلبية. (أ)هو مبين مثال على عينة إيجابية مناسبة. إشارة العينة على قناة HEX ضمن النطاق المقبول. الإشارة الإيجابية فوق العتبة على قناة FAM. (ب)هو مثال على عينة سلبية / غير إيجابية مناسبة. إشارة العينة ضمن النطاق المقبول على قناة HEX. إشارة التحكم السلبية أقل من العتبة على قناة FAM. (C)هو مثال على عينة غير مناسبة. إشارة العينة ليست ضمن النطاق المقبول على قناة HEX. وبالتالي ، يمكن افتراض تثبيط المحتملة. يجب تكرار هذه العينة، بدءًا من الاستخراج.
الشكل 1: سير العمل للقياس الكمي لـ FL-DNA. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: منحنيات الفلورسية التي تبين تضخيم الجينات المستهدفة للمزيج A (أو Mix B) (القناة FAM) والرقابة الداخلية (القناة HEX). (أ) عينة إيجابية FL-DNA. (ب) عينة سالبة FL-DNA. (ج) تثبيط تضخيم العينة. منحنى أحمر: التحكم الإيجابي; منحنى أخضر: التحكم السلبي؛ منحنى أسود: عينة سريرية. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | X | |||
أ | المعيار 1 | المياه | الحمض النووي2 | الحمض النووي4 | الحمض النووي6 | الحمض النووي8 | الحمض النووي10 | الحمض النووي12 | الحمض النووي14 | الحمض النووي16 | الحمض النووي18 | الحمض النووي20 | 1 | FL-DNA ميكس A | |
ب | المعيار 1 | المياه | الحمض النووي2 | الحمض النووي4 | الحمض النووي6 | الحمض النووي8 | الحمض النووي10 | الحمض النووي12 | الحمض النووي14 | الحمض النووي16 | الحمض النووي18 | الحمض النووي20 | 2 | FL-DNA ميكس B | |
ج | المعيار 2 | Pos | الحمض النووي2 | الحمض النووي4 | الحمض النووي6 | الحمض النووي8 | الحمض النووي10 | الحمض النووي12 | الحمض النووي14 | الحمض النووي16 | الحمض النووي18 | الحمض النووي20 | 3 | FL-DNA ميكس A | |
د | المعيار 2 | Pos | الحمض النووي2 | الحمض النووي4 | الحمض النووي6 | الحمض النووي8 | الحمض النووي10 | الحمض النووي12 | الحمض النووي14 | الحمض النووي16 | الحمض النووي18 | الحمض النووي20 | 4 | FL-DNA ميكس B | |
ه | المعيار 3 | الحمض النووي1 | الحمض النووي3 | الحمض النووي5 | الحمض النووي7 | الحمض النووي9 | الحمض النووي11 | الحمض النووي13 | الحمض النووي15 | الحمض النووي17 | الحمض النووي19 | الحمض النووي21 | 5 | FL-DNA ميكس A | |
و | المعيار 3 | الحمض النووي1 | الحمض النووي3 | الحمض النووي5 | الحمض النووي7 | الحمض النووي9 | الحمض النووي11 | الحمض النووي13 | الحمض النووي15 | الحمض النووي17 | الحمض النووي19 | الحمض النووي21 | 6 | FL-DNA ميكس B | |
ز | المعيار 4 | الحمض النووي1 | الحمض النووي3 | الحمض النووي5 | الحمض النووي7 | الحمض النووي9 | الحمض النووي11 | الحمض النووي13 | الحمض النووي15 | الحمض النووي17 | الحمض النووي19 | الحمض النووي21 | 7 | FL-DNA ميكس A | |
ح | المعيار 4 | الحمض النووي1 | الحمض النووي3 | الحمض النووي5 | الحمض النووي7 | الحمض النووي9 | الحمض النووي11 | الحمض النووي13 | الحمض النووي15 | الحمض النووي17 | الحمض النووي19 | الحمض النووي21 | 8 | FL-DNA ميكس B |
الجدول 1: لوحة إعداد مع توزيع التحكم والمنحنى والعينات. يشير العمود X إلى الرقم المطبوع على الجزء العلوي من الشريط.
خطوه | درجة الحرارة والوقت |
بداية ساخنة (دورة واحدة) | 95 درجة مئوية لمدة 5 دقيقة |
التضخيم (40 دورة) | 95 درجة مئوية لـ 15 سنة 54 درجة مئوية لـ 15 سنة 60 درجة مئوية لمدة 45 سنة (جمع البيانات) |
الجدول 2: التشكيل الحراري لتضخيم الحمض النووي.
الجدول 3: نطاق قيم قناة HEX و FAM للمعايير للتحقق من ملاءمة المنحنى القياسي.
الجدول 4: نطاق قيم قناة HEX و FAM من عناصر التحكم السلبية والإيجابية للتحقق من ملاءمة التشغيل.
الجدول 5: نطاق قيم قناة HEX وFAM للعينات للتحقق من مدى ملاءمة تحليل العينة.
الجدول 6: مزيج A و Mix B Cq القيم من قناة FAM للتحقق من مدى ملاءمة تحليل FL-DNA.
الجدول 7: تقييم مخاطر السرطان كدالة لقيم iFOBT وFL-DNA. وفقا للعلاقة بين قيم iFOBT وFL-DNA، يقدر الجدول احتمال الآفات البلاستيكية النيوية القولونوية.
وقد أظهرت الدراسات السابقة أن تحليل سلامة الحمض النووي من البراز المستخرجة من النهج اليدوية وشبه التلقائية يمكن أن تمثل أداة بديلة للكشف المبكر عن آفات القولون والمستقيم7،8،9,،10،11،12. وقد وضعت اختبارات الفحص الجزيئية غير الباضعة على مر السنين للكشف عن سرطان القولون والمستقيم، ولكن الانتشار الواسع النطاق لهذه الأساليب محدود بسبب النهج المستهلكة للوقت وضعف فعالية التكلفة مقارنة باختبارات الفحص الأخرى.
وهذا النهج رخيص نسبيا ولا يستغرق وقتا طويلا. كما أنه زاد من الدقة في الكشف عن آفات القولون والمستقيم بسبب إجراء جديد يتطلب بضع خطوات يدوية. النهج الموصوف هنا سريع مع عدد أقل من الخطوات اليدوية ، ويمكن أن يتم تنفيذه بسهولة على العديد من العينات في الأسبوع. استخراج الحمض النووي لا يقدم قضايا معينة ويمكن القيام به من خلال خطوات يدوية سهلة أو استخدام أداة أوتوماتيكية. في الحالة الأخيرة ، من الضروري تحديد أداة استخراج الحمض النووي التلقائي ، مما يسمح بالنتائج الأكثر قابلية للتكرار. الخطوة الأكثر أهمية لاستخراج الحمض النووي هو جمع البراز وطريقة تخزينه قبل استخراج الحمض النووي. فمن المستحسن للحفاظ على البراز المجمدة والمضي قدما في استخراج في أقرب وقت ممكن.
وتتمثل قضية أخرى حاسمة من قبل مثبطات محتملة من ردود فعل التضخيم. استخراج البراز غير قادر على تنقية الحمض النووي الجينومي ، حيث أن الشوائب تعرض رد فعل التضخيم الصحيح للخطر. في هذا الصدد ، يتطلب البروتوكول استخدام الحمض النووي للتحقق من وجود / عدم وجود مثبطات التفاعل.
حتى وقت قريب ، اختبار الدم الخفي البراز هو النهج الرئيسي المستخدم للكشف عن آفات القولون والمستقيم في برامج الفحص . على الرغم من أنه يقدم بعض الحدود من حيث الدقة. استراتيجية بديلة لتشخيص سرطان القولون والمستقيم تقوم على تحليل الحمض النووي من الخلايا مقشر تفرز في البراز. وقد تم تقييم عدة نُهج في العام الماضي، ولكن لا توجد أي نُهج متاحة للاستخدام في برامج الفحص.
يمكن أن تكون قيمة سلامة FL-DNA بديلاً مفيداً ، والذي بالاقتران مع قيمة اختبار iFOBT القياسية ، يمكن التنبؤ بوجود الأورام و / أو الأورام الغدية عالية الخطورة11،12 من قبل نهج Fagan Nomogram10 (الجدول 7). يقدر هذا النهج احتمال الاختبار المشترك لوجود آفة من البلاستيك النيوplastic ، مما يحسن الدقة التشخيصية مقارنة بالنهج القياسي المستخدم وحده.
قد تساعد هذه المعلومات الأطباء في تخطيط الاختبارات التشخيصية بالإضافة إلى تنظير القولون المناسب وتخصيص مراقبته. في الواقع ، فإن مجموعة FL-DNA تبسط الخطوات اليدوية وتضمن نتائج مستقرة ومتسقة. ومع ذلك، لا تزال هناك بعض المسائل التي يتعين توضيحها لتحسين الدقة التشخيصية للطريقة. فعلى سبيل المثال، ينبغي اختيار تواتر إجراء الاختبارات وعدد عينات البراز التي تحتاج إلى تحليل في نقاط زمنية محددة لكل فرد اختياراً دقيقاً. وبالنظر إلى أن هذا الاختبار يجب أن يتم بالتزامن مع iFOBT، فإن الطريقة التي تتطلب جمع كل عامين، كما هو معتاد في العديد من بروتوكولات الفحص، ضرورية للتحقق من فعالية هذا الاختبار كبديل أو بديل لاختبارات الفحص الحالية.
مورا منغي هي موظفة بدوام كامل في شركة Diatech Pharmacogenetics srl.
وليس لدى أصحاب البلاغ أي إقرارات.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1.5 mL and 2 mL polypropylene twist-lock tubes (DNase-, RNase-, DNA-, PCR inhibitor-free) | Consumables required for DNA extraction and Real Time PCR | ||
Absolute Ethanol (quality of analytical degree) | Reagent required for DNA extraction | ||
Benchtop centrifuge | Maximum speed of 20000 x g. Instrument required for DNA extraction | ||
EasyPGX analysis software version 2.0.0 | Diatech Pharmacogenetics | RT800-SW | Analysis software |
EasyPGX centrifuge/vortex 8-well strips | Diatech Pharmacogenetics | RT803 | Instrument recommended for the Real Time PCR assay |
EasyPGX qPCR instrument 96 | Diatech Pharmacogenetics | RT800-96 | Instrument recommended for the Real Time PCR assay |
EasyPGX ready FL-DNA | Diatech Pharmacogenetics | RT029 | Kit required for the Real Time PCR assay |
Micropipettes (volumes from 1 to 1.000 µL) | Consumables required for DNA extraction and Real Time PCR | ||
Powder-free disposable gloves | Consumables required for DNA extraction and Real Time PCR | ||
QIAamp Fast DNA Stool | Qiagen | 51604 | Kit recommended for the DNA extraction and purification from stool |
Sterile filter tips DNase-, RNase-free (volumes from 1 to 1.000 µL) | Consumables required for DNA extraction and Real Time PCR | ||
Thermal block e.g. EasyPGX dry block | Diatech Pharmacogenetics | RT801 | Instrument required for DNA extraction |
Vortex e.g. EasyPGX centrifuge/vortex 1.5 ml | Diatech Pharmacogenetics | RT802 | Instrument required for DNA extraction |
An erratum was issued for: Evaluation of Colorectal Cancer Risk and Prevalence by Stool DNA Integrity Detection. An affiliation was updated.
The first affiliation was updated from:
Istituto Scientifico Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori (IRST)
to:
Istituto Scientifico Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori (IRST) IRCCS, Meldola, Italy
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved