无以伦比的高效化合物全自动存取解决方案之三：大规模的DNA库和转化医学的研究结合

TTP Labtech作为最早生产、销售模块化的全自动样品存取装置的厂商， 以其独一无二的气动存取模式在全球化合物和生物样本全自动样品存取方面有着卓越的表现。 产品历经10年考验， 被誉为最稳定可靠的样品存取方案之一。 其系列产品从-20°C到-80°C， 广泛应用于化合物库：-20°C 的生物样本（DNA、蛋白，抗体，酶）和-80°C的生物样本（血样，体液， 组织切片， RNA库等）。我们“无以伦比的高效化合物全自动存取解决方案”系列文章将逐步介绍这些解决方案。

作者：Cara Sutcliffe M.S. • Jill Pulley M.B.A. • Janey Wang M.S. • Brandon Martin • Dan Masys M.D. • Dan Roden M.D. Vanderbilt University School of Medicine, Nashville, TN 37232

摘要

实验目的：个性化医疗的愿景是通过定制预防方案、进行个性化诊断和个性化治疗等方法，改变医疗护理的现有方式。大规模的、可分类的生物样品库可提供大量研究所必须的临床和遗传信息，是实现个性化医疗的先决条件。Vanderbilt DNA数据库项目建议通过整理废弃样本的DNA信息和关联相关的临床数据，同时生成临床的和遗传的这两类信息。

实验方法：储存系统的设计是这个过程的关键组成部分，要求有稳健的后台、样品追踪方法和综合的质量控制步骤。我们的储存系统的主要用途是：验证样本适用于数据库，识别、提取、储存和控制DNA的分布。

实验结果：储存系统在每一个关键功能模块中都进行自动化整合和批量处理，这大大减少了实验误操作的风险和大大提高了实验通量。储存系统的初步功能都已经通过测试并在正常条件下运行。

结论：需要进一步进行样本存活条件下的测试。

1. 获取样本

• 利用日常临床护理时收集的血液样本。相关样本处理流程：

1. 储存在Central Receiving Lab的架子上（-4°C）
2. EDTA管子上的条码关联Central Receiving Lab的一个ID
3. 丢弃样本（72+小时后）

• 样本收集量非常大（~1000/工作日，500/周末和假期）

1. 每个工作日早上由DNA Resources Core收集
2. 用手推车运送到DNA Resources Core
3. 质量控制-检测样本管的以下现象：
• 结块
• 破损的样本
• 交叉污染
• 丢失标签或无法读取条码
• 体积不足（现有protocol下<1ml)

出现这些现象的管子将被丢弃（~10%）

2. 样本可用性检测和分类

1. 每一个管子上的Central Receiving Sample ID条码都被扫描，无需人工读取这些标签。
2. 样本可用性检测程序以条码ID与Central Receiving Database相关联，可在Medical Record Number中检索。
3. 利用 Medical Record Number，样本可用性检测程序可确定样本是否适合进入数据库。程序会确认样本的以下条件：
a. 一份已签署同意处理自身样本的协议
b. 并非从一个已退出项目的病人身上获得的
c. 从成年人身上获得的
d. 有医疗记录
4. 样本以SHA512方式加密，并与一个6位数字的位置代码相关联。
*不可能从加密代码中确获得Medical Record Number，可确保病人隐私*
5. 程序可检测样本是否重复或者该随机丢弃（Randomly Excluded）。
6. 预提取加工过程中，6位数字的位置代码标签会自动打印。

3. DNA的提取和储存

1. 利用Autopure LS from [Gentra Systems] 可进行DNA批量提取，记录所有信息，可与LIMS结合。
2. 每个样本可用fluorometric Hoescht assay进行定量，数据会自动地上传到LIMS。
3. 人类大分子量的DNA可利用凝胶成像确认。
4. 样本储存在一个自动化的可检索的系统中。
5. 所有血液样本在这个过程中被消耗。

4. 样本检索和分配

1. 提交符合一定标准的样本的提取请求。
2. 请求到达自动化储存系统和检索系统。
3. 样本被检索。
4. 机械的液体处理设备将stock plate中的部分DNA转移到384孔板，96孔板或者管子中，用于终点分析和下游检测。
5. 提交请求的用户信息，DNA的消耗量，检索日期都会被自动记录。
6. 储存系统中剩余的DNA量和可被提取的DNA量等信息会被更新。
7. 大小合适的遗传信息会与可识别的医疗记录相关联，用于研究基因组与表型的相关性。另外这些数据会发送给具有已被批准的protocol和已签署协议的研究者。

5. 数据的重新整合

• 研究者的研究结果，包括但不限于样本的基因型数据，会依次重新整合到数据库中。

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