Биоматериал для NGS-исследования: какая ткань или жидкость подходит

Выбор правильного биоматериала — это первый и один из самых важных шагов на пути к получению точного результата секвенирования нового поколения (NGS). От качества и типа взятого образца напрямую зависит, сможет ли лаборатория выделить достаточное количество ДНК и провести анализ корректно. Как правило, для исследования подходят венозная кровь, слюна, соскоб со слизистой щеки или образцы тканей, и выбор конкретного материала определяется целями диагностики, возрастом пациента и его состоянием.

Что такое биоматериал и почему его выбор так важен для секвенирования нового поколения

Биоматериал — это любой образец биологического происхождения, полученный от человека для лабораторного анализа. В контексте генетики он является источником дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) или рибонуклеиновой кислоты (РНК), которые несут в себе всю наследственную информацию. Секвенирование нового поколения (Next-Generation Sequencing) представляет собой технологию, позволяющую «прочитать» миллионы коротких фрагментов ДНК одновременно, чтобы выявить генетические мутации, связанные с заболеваниями.

Точность и достоверность результатов NGS-исследования критически зависят от двух параметров исходного образца: количества и качества генетического материала. Если ДНК в образце мало или она сильно повреждена (деградировала), анализ может оказаться неинформативным или даже невозможным. Именно поэтому выбор оптимального биоматериала — это не техническая формальность, а залог успешной диагностики. Разные задачи требуют разных подходов. Например, для поиска наследственных (герминативных) мутаций, которые присутствуют во всех клетках организма, подойдет кровь или слюна. А для выявления приобретенных (соматических) мутаций в опухоли необходим именно образец этой опухолевой ткани.

Основные виды биоматериала для NGS-анализа

Для проведения генетического теста могут использоваться различные типы образцов. Выбор зависит от клинической ситуации и диагностической цели, которую ставит врач. Ниже перечислены наиболее распространенные виды биоматериала, используемые для секвенирования нового поколения.

• Венозная кровь. Это «золотой стандарт» для большинства генетических исследований. Кровь является стабильным и богатым источником ДНК лейкоцитов (белых кровяных телец). Процедура забора крови стандартна, безопасна и выполняется в любом медицинском учреждении. Для NGS-анализа кровь берут в специальные пробирки с консервантом (чаще всего ЭДТА), который предотвращает ее свертывание и сохраняет ДНК.
• Слюна и буккальный эпителий. Этот способ является неинвазивной альтернативой взятию крови, что особенно ценно при обследовании детей или пациентов, испытывающих страх перед уколами. Образец собирается либо путем сплевывания слюны в специальный контейнер с консервантом, либо с помощью ватной палочки, которой проводят по внутренней стороне щеки (буккальный соскоб). Важно помнить, что в слюне содержится ДНК не только клеток человека, но и множества бактерий ротовой полости, что может усложнить анализ.
• Ткани (биоптаты). Образцы тканей, полученные в ходе биопсии или хирургической операции, — основной материал для онкогенетики. Они позволяют исследовать соматические мутации, которые возникли непосредственно в опухоли и отсутствуют в здоровых клетках. Для анализа подходят как свежие или замороженные ткани, так и материал, заключенный в парафиновые блоки (FFPE-блоки), которые могут храниться в архивах патологоанатомических отделений годами.
• Биоматериал для пренатальной диагностики. Когда речь идет об обследовании плода во время беременности, используются особые виды материала. Для инвазивных процедур это могут быть ворсины хориона или клетки из амниотической жидкости. Для неинвазивного пренатального теста (НИПТ) используется венозная кровь беременной женщины, в плазме которой циркулируют фрагменты внеклеточной ДНК плода.

Сравнение биоматериалов: что выбрать

Чтобы вам было проще сориентироваться, какой биоматериал может быть использован в вашем случае, мы свели основные характеристики в удобную таблицу. Окончательное решение всегда принимает лечащий врач на основании медицинских показаний.

Как правильно подготовиться к сдаче биоматериала

Правильная подготовка помогает избежать повторного взятия образца и гарантирует высокое качество материала для исследования. Рекомендации могут незначительно отличаться в зависимости от лаборатории, но общие правила универсальны.

• Венозная кровь. Для большинства генетических тестов сдавать кровь натощак не обязательно. Однако стоит воздержаться от приема жирной пищи и алкоголя за день до процедуры. Непосредственно перед сдачей рекомендуется выпить стакан чистой негазированной воды.
• Слюна / Буккальный эпителий. Это самый требовательный к подготовке вид биоматериала. За 30–60 минут до сбора образца категорически запрещается есть, пить (кроме чистой воды), курить, жевать жвачку, чистить зубы или использовать ополаскиватель для рта. Это необходимо, чтобы очистить ротовую полость от остатков пищи и посторонних примесей, которые могут помешать анализу.
• Общие рекомендации. Всегда сообщайте врачу или медсестре обо всех принимаемых лекарствах. Если вы проходили процедуру переливания крови или трансплантации костного мозга, обязательно проинформируйте об этом генетика, так как это может повлиять на результаты NGS-исследования.

Что влияет на качество образца для секвенирования нового поколения

Иногда, несмотря на все усилия, образец может оказаться непригодным для анализа. Важно понимать, что это не чья-то ошибка, а следствие объективных биологических или технических факторов. Лаборатории всегда проводят входной контроль качества биоматериала.

Основные факторы, снижающие качество образца:

• Неправильные условия сбора и транспортировки. Использование неподходящей пробирки, нарушение температурного режима (замораживание крови) или слишком долгая доставка в лабораторию могут привести к разрушению клеток и деградации ДНК.
• Недостаточное количество ДНК. Иногда в образце, особенно в слюне или старых парафиновых блоках, содержится слишком мало генетического материала для проведения полноценного секвенирования нового поколения.
• Присутствие ингибиторов. Некоторые вещества могут блокировать биохимические реакции, лежащие в основе NGS-анализа. Например, консервант гепарин, используемый в некоторых пробирках, является сильным ингибитором и делает кровь непригодной для генетического теста.
• Деградация ДНК. Со временем молекулы ДНК могут распадаться на мелкие фрагменты. Это особенно актуально для архивных образцов тканей. Современные технологии позволяют работать даже с частично деградированной ДНК, но существуют пределы.

Если лаборатория сообщает, что образец не прошел контроль качества, не стоит отчаиваться. Обычно это означает лишь необходимость повторного сбора биоматериала с соблюдением всех правил. Это стандартная практика, направленная на обеспечение максимальной точности вашего генетического теста.

Список литературы

1. Гинтер Е. К. Медицинская генетика: учебник. — М.: Медицина, 2003. — 448 с.
2. Клинические рекомендации «Нейрофиброматоз типа 1 (Q85.0)». Утверждены Минздравом РФ, 2020.
3. Thompson & Thompson Genetics in Medicine / R. L. Nussbaum, R. R. McInnes, H. F. Willard. — 8-е изд. — Филадельфия: Saunders/Elsevier, 2016. — 560 с.
4. Rehm H. L., Bale S. J., Bayrak-Toydemir P. et al. ACMG clinical laboratory standards for next-generation sequencing // Genetics in Medicine. — 2013. — Т. 15, № 9. — С. 733–747.
5. Основы предиктивной, превентивной и персонализированной медицины / под ред. В. И. Скворцовой, В. А. Тутельяна, В. С. Баранова, С. В. Сучкова. — М.: Издательство «Перо», 2020. — 648 с.