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首份!17條共識!美權威機構發布NGS生物信息流程標準和指南

2月
07
2018

2018年2月07日17時 今日科學 生物探索

生物探索

生物探索編者按

11月14日,《The Journal of Molecular Diagnostics》期刊在線發布了首份「臨床NGS生物信息流程標準和指南」,明確高通量測序生物信息學流程的概述、設計、開發、驗證、實施和質量控制指標。更重要的是,第一次針對生物信息學流程提出了17條共識,旨在規範NGS在臨床診療應用的準確性。

過去10年,得益於新一代高通量測序技術的發展,生命醫學領域經歷了翻天覆地的變化。這一技術能夠一次並行對幾十萬到幾百萬條DNA分子進行序列測定,快速生成非常大的基因組學、表觀基因組學和轉錄組學研究數據集。但是如何解讀數據,使其在臨床診療中發揮更大的價值?這是我們面臨的難題和挑戰。

生物信息學是NGS的一個重要組成部分,從原始測序結果中找尋致病根源,是完成疾病診斷以及治療策略制定的重要依據。但是,該領域缺乏統一的標準和指南。

對此,由美國病理協會(AMP)、美國病例學家協會(CAP)領導的工作小組聯合制定、發布了這份《NGS生物信息流程驗證標準和指南》,針對二代測序的生物信息學流程(pipelines)提出了17條共識,建議實驗室在驗證生物信息學流程時充分考慮這些問題。

該指南是AMP和CAP第三次發布解決NGS工作流程的文件——今年早些時候,該組織聯合發表了NGS驗證為基礎的腫瘤學panel和指南;去年發表了報告和解釋癌症相關序列變異的指南。

1指南細則

在這份指南中,工作小組強調,這些建議只適用於一個測試的生物信息學部分,並假設測序部分已經被驗證了。此外,建議涉及了SNVs、indels和多核苷酸置換(multi-nucleotide substitution)。同時,指南覆蓋了生殖細胞突變體和體細胞突變體。

概括來說,指南提出了NGS生物信息學流程概述、設計、開發、驗證、實施和質量控制指標,強調了受過培訓的分子醫學專業人員的重要性。

生物信息分析流程(圖片來源:文獻)

2解決問題

在制定指南的過程中,美國分子病理學會(AMP)與美國病理學會(CAP)首次回顧了關於生物信息學流程驗證的同行評議文獻,並鑑定出這些方法明顯缺乏一致性。

工作小組指出的一個主要問題是,通常在「最終進行NGS測試的臨床實驗室」與「最初開發算法或軟體工具的研究者或廠商」之間存在一個脫節。

不同的算法和軟體工具有時會在一個給定的臨床測試中被結合起來,形成一個完整的流程,例如,一個工具可能被用於校準(alignment),另一個工具可能被用於變異注釋。此外,一些廠商會提供各種各樣的信息服務,因此,一些臨床實驗室有時候會將生物信息學流程中的一部分「外包出去」。

針對這些問題,工作小組提出幾條建議,例如建議實驗室熟悉並驗證生物信息每一個步驟和流程(甚至於外包部分);流程應該對試驗檢測所有突變樣本進行驗證;當依賴於軟體進行變異注釋(Variant annotation)時,需要經過驗證,並確保有一個人工審查的警示系統。

工作小組還強調了培訓專業人員監督、參與驗證流程的重要性和必要性。此外,生物信息學流程還需要保護患者的隱私。

另一個問題是質量控制。對此,工作小組提出建議:確保信息流程被正確授權,包括追蹤、維護樣本驗證。質量控制和保證指標應該針對測序的敏感度、特異性、陽性預測值進行合理的評估。如果序列讀取被修改或者過濾,這些步驟應該被記錄並驗證,從而確保正確的注釋。最後,如果生物信息學流程中任何一部分發生了變化或更新,實驗室應該進行補充驗證。

17條共識建議(圖片來源:文獻)

3小結

工作組主席,匹茲堡大學的助理教授Somak Roy在一份聲明中說:「雖然近年來二代測序方法得到廣泛應用,但是技術的不斷進化和職業規範的缺失導致臨床實驗室實踐出現很多變化。這種變化會導致不準確的結果,從而可能會對病人在醫療方面產生負面的後果。」

NGS測序是臨床實驗室針對體細胞、生殖細胞變異實現快速檢測的一種方法選擇。這種方法具有挑戰性,需要「充分的分析驗證,以確保高質量的測序結果」。

備註:點擊「閱讀原文」查看完整版指南。

End

參考資料:1)AMP-Led Workgroup Publishes Guidelines for Validating NGS Bioinformatics Pipelines

2)Standards and Guidelines for Validating Next-Generation Sequencing Bioinformatics Pipelines: A Joint Recommendation of the Association for Molecular Pathology and College of American

Pathologists

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