轻盈医学-【思路迪诊断自动化】| 全自动封闭式建库仪ANDiS 500的技术与临床双验证助力临床NGS检测自动

【思路迪诊断自动化】| 全自动封闭式建库仪ANDiS 500的技术与临床双验证助力临床NGS检测自动

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2023-02-01

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来源：轻盈医学

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近日，河南省肿瘤医院马杰教授与思路迪诊断研发团队合作的全自动封闭式靶向基因测序建库仪ANDiS 500的开发与临床应用研究在线发表于临床检验医学领域知名期刊Clinica Chimica Acta (IF = 6.314）。该研究介绍了基于思路迪自主研发设计的全自动封闭式基因测序文库制备仪ANDiS 500（湘械注准20212221299，以下简称ANDiS 500自动化建库仪）的设计特点，验证了其自动化建库性能和抗交叉污染能力，以及ANDiS 500自动化建库可以大幅减少NGS建库所需的手工操作时间与步骤。该研究对ANDiS 500自动化建库仪适配panel进行了技术验证与临床大样本队列验证，研究结果证明ANDiS 500自动化建库仪结合匹配试剂在临床应用中的可行性，为临床推进NGS检测自动化奠定了基础。

近年，二代测序（NGS）技术广泛应用于临床。然而，NGS技术在临床实验室的应用中还存在许多挑战。其中，文库制备是NGS检测不可缺少但又最费力耗时的环节，通常包含少则十几步、多则数十步的手工操作。由于操作流程复杂，还需要很多额外时间和费用用于技术人员培训。另外，NGS技术高度敏感，文库制备过程手工操作越多，发生交叉污染的可能性越高，容易导致误诊。自动化可以大量节约人工、提高效率，开发易于临床使用、性能良好、有效抗交叉污染的自动文库制备系统，可以更好地解决目前NGS临床应用中面临的这些问题。

全自动封闭式基因测序文库制备仪——ANDiS 500ANDiS 500自动化建库仪的主机外观简洁，内设四个独立的处理单元，可同时独立构建四个文库（图1）。 ANDiS 500自动化建库仪高度自动化，全部建库过程只需要加样、回收和洗脱三个手工步骤。只需预先提取好的DNA通过加样孔放入卡盒，盖好橡胶盖，保证后续的步骤都在全封闭卡盒内进行。将盒体插入主机上任意一个处理单元后，仪器将自动完成程序识别和建库过程。文库制备运行结束后，只需从卡盒中吸取带有文库磁珠，经过一步洗脱，就可以得到制备好的文库（图1）。

图1 ANDiS 500自动化建库仪的组成及建库操作流程

ANDiS 500自动化建库仪减少手工操作时间和步骤研究比较了使用同样的试剂和操作步骤，比较了ANDiS 500自动化建库仪和纯手工制备BRCA基因突变的文库所需的时间消耗和处理步骤。采用ANDiS 500自动化建库仪代替手工操作，可大幅减少

手工操作时间和操作步骤（图2）。

图2 ANDiS 500自动化建库与手工建库的比较

ANDiS 500用于靶向文库制备的性能验证研究结果证明ANDiS 500自动化建库得到的文库无论采用细胞系、血液样本或FFPE样本来源DNA制备的文库中引物二聚体均控制在非常低的水平（图3）。通过分析随机选择的10个样本的文库的覆盖率来评估建库仪上产生的文库均一性。研究结果表明，无论是采用BRCA panel还是GI panel，ANDiS 500产生的文库均一性都很好（图3）。

图3. ANDiS 500自动化建库仪

得到的文库片段大小分布与文库均一性

ANDiS 500自动化建库仪抗交叉污染能力分析为了验证ANDiS 500自动化建库仪抗交叉污染能力，研究者将模拟污染质粒与阴性DNA样品（NS）按29:1的比例混合制备高浓度污染样品（CS）。研究结果显示，在CS组的24个文库中模拟污染物片段平均Reads数为337,706，污染物的平均变异allele频率（VAF）为94.07%，这与ddPCR的检测结果29.2：1一致。在NS组的24个文库中，模拟污染物片段的reads均为0（图4）。上述研究结果充分表明ANDiS 500的封闭式卡盒设计能够有效地防止样品交叉污染。

图4 ANDiS 500自动化建库仪抗交叉污染能力分析

ANDiS 500自动化建库仪适配panel的技术验证与临床验证

该研究对三批BRCA基因突变国家参考品和57个肿瘤患者来源DNA样本进行了建库及测序分析。研究结果显示，BRCA panel可以100%正确识别不同批次的国家参考品中的基因突变。采用BRCA panel建库及测序分析57个肿瘤患者来源血液样本，共检出86个致病突变，与第三方实验室的LDT方法获得的结果一致性达100%。

为了进一步验证ANDiS 500自动化建库仪在临床应用的性能，研究人员招募了363名患者（包括193例卵巢癌、150例乳腺癌、13例宫颈癌和7例子宫内膜癌）。采用Agilent MASTR BRCA Plus Dx检测试剂盒和厦门艾德BRCA1基因和BRCA2基因突变检测试剂盒作为参比试剂。BRCA panel的检测结果与参比试剂盒的阳性预测值（PPV）和阴性预测值（NPV）的一致性为100%（表1）。

表1 通过大样本临床队列验证基于

ANDiS 500自动化建库仪的BRCA panel性能

参考文献

Shi C, Feng Y, Sun R, et al. Development and clinical applications of an enclosed automated targeted NGS library preparation system. Clin Chim Acta. 2023, 540:117224.