玩转NGS实验室 | 第三期：如何建设高通量测序实验室（下）
高通量测序 (Next Generation Sequencing，NGS) 技术因其通量、成本和效率等各方面的优势，在肿瘤、遗传病及病原微生物检测领域发挥着越来越重要的作用。随着相关临床研究的持续深入，政策法规的引导与完善，进一步推动了该技术在院内本地化的应用。“玩转NGS实验室”专栏旨在从多角度探讨NGS技术院内本地化应用的相关规范、应用项目及重要进展，推动NGS技术的临床转化。
NGS实验室建设及运行过程中，需要遵循诸多原则及标准。本文主要从分区设计原则、实验室主要工作原则及其他注意事项展开，为NGS实验的标准化建设及运行提供相关参考。
NGS实验室分区原则[1-2]
01
各区独立
a.实验室各个区域之间无论是否在使用，其在物理空间上应处于永久性的分隔状态；
b.实验室各区域之间不能有空气的直接流通，比如不可使用联通各区域的中央空调。
02
注意风向
NGS检测通常涉及文库扩增及杂交捕获的过程，会产生大量的核酸。任何的操作动作都可能造成样本或产物气溶胶的形成，极易对以后其他扩增反应造成污染。为防止这种污染的发生，就需要在严格分区的基础上，注意实验室内空气的流向，防止扩增产物顺着空气流进入上游扩增前的相对“洁净”区域。同时除各实验区域与缓冲间应有一定的通风压力差外，各区域内建议增加通风换气次数，有助于残留DNA的清除。
03
因地制宜
高通量测序实验室的分区设计没有固定模板，不是千篇一律的，应依据具体情况具体分析。对于新建实验室应尽可能做到合理、规范、易于管理。若原有实验室通过合理的规划改造也能满足质量管理要求，亦可不必特地新建实验室。如图1 基于多重PCR扩增富集技术对肿瘤基因突变检测的实验室分区设计，会比基于捕获技术的实验室分区设计简单、房间少。
04
方便工作
实验室区域选择及空间设计还应最大限度考虑是否方便日常监测工作，包括方便人员流动效率、大型仪器设备进出落地等。
图1 肿瘤组织基因突变检测高通量测序实验室设计[2]
NGS实验室工作原则[3-5]
1.按照《医疗机构临床基因扩增检验实验室工作导则》 ，进入各工作区域应当严格按照单一方向进行，即试剂储存和准备区→标本制备区→扩增区→ 扩增产物分析区方向进行。
2.各工作区域必须有明确的标记，不同工作区域内的设备、物品不得混用。
3.不同的工作区域使用不同的工作服（例如不同颜色）。工作人员离开各工作区域时，不得将工作服带出。
4.实验室的清洁应当按试剂贮存和准备区→标本制备区→扩增区→扩增产物分析区的方向进行。不同的实验区域应当有其各自的清洁用具以防止交叉污染。
5.工作结束后，必须立即对工作区进行清洁。工作区的实验台表面应当可耐受诸如次氯酸钠的化学物质的消毒清洁作用。实验台表面的紫外照射应当方便有效。
6.实验室的安全工作制度或安全标准操作程序，所有操作符合《实验室生物安全通用要求》（GB19489-2008）。
其他相关事项
高通量测序实验室分区设计完成后，还应注意各实验室区域通风、清洁、湿度等要求。高通量测序实验室宜建设为恒温湿实验室，实验时应监测环境温湿度，保证2小时温度波动小于2℃，并定期进行环境质评等。[6]
综上所述，高通量实验室规范化分区的根本目的是为了提供物理上的阻隔，防止各区域间的交叉污染，但并不需要实验室一味的追求装修上的豪华和档次。各实验室在实际工作中不可能只是进行某一项检测，在多项检测同时进行时，需要依据各实验室的实际情况采取“量体裁衣”的设计方案。为保证检测结果的准确性，除了实验室规范化分区之外，实验室日常工作中的严格管理和工作人员对规程的遵循更是核心之所在。[2]
图2 多检测项目、多检测平台共存情况下的高通量测序实验室设计示例[2]
参考文献
[1] 北京市临床检验中心,北京医学会检验医学分会,首都医科大学临床检验诊断学系,北京市医学检验质量控制和改进中心. 高通量测序技术临床规范化应用北京专家共识(肿瘤部分). 中华医学杂志, DOI:10.3760/cma.j.issn.0376‑2491.2019.43.008
[2] 李金明.高通量测序技术[M].北京:科学出版社,2018
[3] 中华人民共和国卫生部. 医疗机构临床基因扩增检验实验室管理办法[S]. 2010-12-06.
[4] 张爱芳. 临床PCR实验室房间的设计[J]. 世界最新医学信息文摘, 2016, 99(v.16):137-137.
[5] 中华医学会病理学分会，中国医师协会病理科医师分会，中国抗癌协会肿瘤病理专业委员会，等． 分子病理诊断实验室建设指南（试行）[J]．中华病理学杂志，2015, 44(6): 369-371. DOI: 10. 3760/cma. J. issn. 0529-5807. 2015. 06. 001.
[6] APHI. Next generation sequencing implementation guide. http://www.aphl.org/Pages/default.aspx.2016.
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