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

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

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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