生物样本中的核酸(DNA/RNA)会因为核酸酶、温度、pH值、微生物、自身化学性质等因素而发生被动或主动降解。然而,当前市面上主流的生物样本保存技术和产品并非专门为分子诊断而开发。
作为分子诊断的第一步——高质量的核酸样本保存,对于分子诊断意义重大,近年来已逐渐被WHO、FDA和CDC所重视。高质量的生物样本保存,需要达到完整、保真和安全的目的,针对检测而言,样本保存所秉承的理念为:
-高质量的输入才有高质量的输出;
-垃圾输入=垃圾输出。
白垩纪生物科学家一直致力于给分子诊断行业提供更多“核芯”技术,核酸样本保存技术即为其中之一。传统的核酸样本转运方式为:“样本严格的包装——专业冷链运输——冷冻保存”;“纪者们”创新性的开发了自有专利技术(GeneStoreTM技术),将样本转运方式升级为:“普通包装——室温运输——室温储存”,极大简化了样本转运和保存的可操作性,提升了分子诊断远程服务的可行性。
当前,GeneStoreTM核酸样本保存技术主要服务于三大领域:1)人类基因组DNA检测和学术研究;2)微生物组学研究;3)传染性病原体核酸检测。
图5 对拭子DNA产物进行NGS测序
02、唾液样本DNA保存
数据展示:我们将GeneStoreTM技术对粪便样本基因组DNA的保存效果与市售产品进行了比较,结果(图10)显示:经过GeneStoreTM技术保存的粪便样本,在第7天和第14天后,DNA依旧主带清晰未明显降解,而竞品则都已经无法获得完整性的DNA产物。
01、病毒样本核酸保存
“纪者们”开发了可用于新冠病毒、非洲猪瘟病毒、甲流、乙流、禽流感等病原体样本中DNA/RNA保存技术。可实现样本中病毒DNA/RNA室温下的长期保存,保存时间最长可达1年之久;同时,该保存液可在1分钟内快速灭活病原体,避免工作人员二次传染的风险。
数据展示:如图11所示,将慢病毒原液(1x108拷贝/mL)分别与PBS(A)、生理盐水(B)及GeneStoreTM保存液(C),以1:3体积比混合后进行细胞感染实验。紫外荧光影像结果显示(C)组无绿色GFP荧光信号,且RT-PCR结果证实慢病毒携带的GFP基因无感染细胞及表达,证明本产品可以快速高效灭活病毒。
如图12所示,将COVID-19假病毒保存于GeneStoreTM保存液中,室温下保存60日后,用核酸提取试剂盒提取获得RNA,然后进行RT-PCR检测。实验结果显示本GeneStoreTM保存液针对病毒RNA室温下保存60天后,Ct值依然未升高,且保存效果明显优于对照产品(SupplierL)。
02、细菌样本核酸保存
“纪者们”也开发了系列可用于细菌类微生物样本中的核酸保存技术。细菌样本保存领域中,难度最大的为痰液样本中结核分支杆菌(MTB)及其DNA的保存,针对该应用“纪者们”专门进行了技术公关,成功实现了用于痰液样本采集、运输和保存所需要的保存液技术,可确保样本中细胞、细菌、病毒、支原体等类型核酸(DNA)的稳定,同时保持MTB测试的活力,可用于显微镜涂片检查、微生物培养以及RT-qPCR检测。现在已广泛应用于结核杆菌检测领域;此外,该款产品也应用在了肺癌脱落细胞、肺炎链球菌、肺炎支原体和呼吸道病毒等的核酸检测中。
注:当前,结核病依然是主要的全球性健康问题之一。据WHO估计约1/3的世界人口(或20亿人)感染有结核病。在结核病的早期诊断中,痰液是最常被采集的呼吸道样本。痰液为一种高度粘液状样本,从采样到实验室进行培养、涂片和显微镜检查之前,必须经过液化和去污染处理。CDC推荐的标准处理方法为“N-乙酰基-L-半胱氨酸(NALC)/氢氧化钠(NaOH)法”,利用NaOH杀灭污染的细菌,同时帮助样本液化,但也显著损害了分枝杆菌(MTB)的生存能力,从而降低了培养检测的灵敏度。