近日，杭州貝瑞和康基因診斷技術(shù)有限公司研發(fā)的“基因測序儀”獲批上市，下面嘉峪檢測網(wǎng)與您一起了解一下基因測序儀在臨床前研發(fā)階段做了哪些實(shí)驗(yàn)。
1. 基因測序儀的結(jié)構(gòu)與組成
本產(chǎn)品由儀器主機(jī)及儀器控制軟件（ICS）（版本號：9）、SMRT®Link Berry Genomics 服務(wù)器軟件（版本號：9）組成，其中儀器主機(jī)包括電源模塊、環(huán)境控制模塊、操作臺模塊、光學(xué)模塊、傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、計(jì)算機(jī)模塊。
2.基因測序儀的適用范圍
該產(chǎn)品采用單分子實(shí)時(shí)測序技術(shù)，在臨床上用于對來源于人體樣本（不含 FFPE 樣本）的人脫氧核糖核酸（DNA）進(jìn)行測序，以檢測基因序列，這些基因序列可用于輔助診斷疾病或疾病易感性。該儀器在臨床上僅限于與國家藥品監(jiān)督管理部門批準(zhǔn)的體外診斷試劑以及軟件配合使用，僅限于使用循環(huán)一致性測序模式。不用于體細(xì)胞突變檢測、表觀遺傳學(xué)突變的直接測序，且不用于人類全基因組的測序或從頭測序。
3.基因測序儀的工作原理
本產(chǎn)品采用單分子實(shí)時(shí)（Single Molecule Real-Time，SMRT®）測序技術(shù)，以測序芯片（SMRT® Cell）為反應(yīng)載體，每個測序芯片中含有數(shù)百萬個納米級的零模波導(dǎo)孔（zero-mode wave guides，ZMW）。單個 DNA分子模板與測序引物雜交后與 DNA 聚合酶結(jié)合，落入并錨定于 ZMW 的底部，加入四色熒光標(biāo)記的 dNTP 后根據(jù)堿基配對原則開始 DNA 互補(bǔ)鏈合成。結(jié)合到聚合酶上的 dNTP 相較于游離擴(kuò)增的 dNTP 會在 ZMW 孔底部停留更長時(shí)間，受激光激發(fā)后發(fā)出的對應(yīng)熒光信號被高分辨率的光學(xué)檢測系統(tǒng)識別，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測序檢測。
4.基因測序儀的性能研究
產(chǎn)品技術(shù)要求包括以下要求：
1.樣本類型的驗(yàn)證
對如下常見樣本類型進(jìn)行了驗(yàn)證，包括人外周血樣本、流產(chǎn)組織樣本、干血斑樣本和羊水樣本等臨床常見樣本類型。研究結(jié)果顯示，該產(chǎn)品對常見樣本類型在各檢測項(xiàng)目（包含染色體非整倍體、染色體拷貝數(shù)變異、DNA 不同變異類型）建庫最低 DNA 起始量下進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果與參考方法檢測結(jié)果一致。
2.測序準(zhǔn)確率和精密度的研究
（1）采用“測序儀性能評價(jià)用脫氧核糖核酸國家參考品”進(jìn)行測序，在規(guī)定的測序覆蓋率和測序平均深度下，測序準(zhǔn)確性結(jié)果均符合要求。
a)檢測人基因組 DNA 參考品，比對率應(yīng)不低于 99.0%，與單堿基變異（SNP）、插入缺失變異（Indel）參考數(shù)據(jù)集比較，SNP 和 Indel 的準(zhǔn)確率和靈敏度結(jié)果符合要求；
b)檢測人基因組 DNA 參考品，比對率應(yīng)不低于 99.0%，與人基因組DNA 參考序列中指定 1Gb 參考序列比對，測序一致序列準(zhǔn)確率應(yīng)不低于 99.0%；
c)檢測細(xì)菌和病毒 DNA 參考品，與對應(yīng)參考序列比對，測序一致序列準(zhǔn)確率應(yīng)不低于 99.0%。
（2）采用“長讀長測序平臺結(jié)構(gòu)變異檢測單體型國家參考品”進(jìn)行測序，在規(guī)定的測序覆蓋率和測序平均深度下，測序準(zhǔn)確性結(jié)果均符合要求。
a)檢測已經(jīng) Sanger 驗(yàn)證的結(jié)構(gòu)變異位點(diǎn)，檢出率（位置 1000bp 以內(nèi)，長度差距 20%之內(nèi)，SV 類型一致）應(yīng)不低于 90.0%，長度一致率（長度偏差不超過 10bp）應(yīng)不低于 70%，位置一致率（斷點(diǎn)偏差不超過 10bp）應(yīng)不低于 50%；
b)檢測高置信區(qū)間內(nèi)的位點(diǎn)，靈敏度（Sensitivity）應(yīng)不低于 85%，準(zhǔn)確性應(yīng)不低于 70%，F(xiàn)1-Score 應(yīng)不低于 75%。
（3）采用“長讀長測序平臺結(jié)構(gòu)變異檢測單體型國家參考品”進(jìn)行 3次重復(fù)測序，測序準(zhǔn)確性結(jié)果均符合要求。
（4）采用 NA12878 DNA 標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行檢測，評價(jià)基因測序儀對單堿基變異（SNP）和插入缺失變異（Indel）的檢測能力，結(jié)果均符合要求。
（5）針對常規(guī)方法學(xué)較難檢出的變異類型進(jìn)行序列準(zhǔn)確性研究，結(jié)果均符合要求。
（6）針對不同插入/缺失長度下檢測精密度進(jìn)行研究，檢測結(jié)果一致率為 100%，表明在不同插入/缺失長度下的檢測精密度滿足產(chǎn)品性能要求。
3.檢測的上下限研究
（1）GC 含量檢測上下限的研究：對不同 GC 含量人基因組片段進(jìn)行檢測，結(jié)果表明對 GC 含量檢測上限為 74%，檢測下限為 11%。
（2）PolyN 檢測上下限的研究：選取 polyA、polyT、polyC、polyG 的人基因組片段序列進(jìn)行檢測，結(jié)果表明 PolyN 的檢測上限為 1145bp。
（3）插入缺失突變檢測上下限的研究：對人基因組片段進(jìn)行檢測，結(jié)果表明對插入突變檢測上限為 7951bp，下限為 1bp；對缺失突變檢測上限為 3402bp，下限為 1bp。
（4）短串聯(lián)重復(fù) CGG 重復(fù)數(shù)檢測上下限的研究：對人基因組 FMR1基因 CGG 重復(fù)數(shù)進(jìn)行檢測，結(jié)果表明短串聯(lián)重復(fù) CGG 重復(fù)數(shù)檢測上限為 504，下限為 1。
4.變異檢測的研究
產(chǎn)品針對檢測單堿基變異(SNP)、插入缺失(InDel) 、大片段缺失、染色體非整倍體、染色體拷貝數(shù)變異、復(fù)雜結(jié)構(gòu)變異、高度重復(fù)序列、高度同源真假基因等突變類型的檢測進(jìn)行研究，結(jié)果表明：產(chǎn)品可對單堿基變異、插入缺失、大片段缺失、染色體非整倍體、染色體拷貝數(shù)變異、復(fù)雜結(jié)構(gòu)變異、高度重復(fù)序列以及高度同源真假基因等突變類型進(jìn)行檢測。
5.測序數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的研究
產(chǎn)品針對測序平均酶讀長、測序通量、堿基錯誤率進(jìn)行了研究，確定了測序數(shù)據(jù)質(zhì)量控制指標(biāo)。
6.臨床應(yīng)用項(xiàng)目的研究
本研究主要對基因測序儀臨床項(xiàng)目分析性能進(jìn)行研究，考慮到產(chǎn)品適用范圍、檢測樣本類型和檢測項(xiàng)目等，選擇具有代表性臨床項(xiàng)目，染色體變異檢測項(xiàng)目、地中海貧血基因檢測項(xiàng)目、復(fù)雜結(jié)構(gòu)變異和高度重復(fù)序列進(jìn)行分析性能研究，研究內(nèi)容主要包括提取方法研究、企業(yè)參考品符合性研究、分析特異性研究和臨床樣本研究。
（1）提取方法的研究
各應(yīng)用項(xiàng)目分別采用相應(yīng)的提取方法進(jìn)行研究，結(jié)果表明，研究的提取方法均適合臨床項(xiàng)目的應(yīng)用。
（2）企業(yè)參考品的符合性研究
各應(yīng)用項(xiàng)目分別采用各自的企業(yè)參考品進(jìn)行研究。結(jié)果表明，檢測性能符合企業(yè)參考品要求。
（3）交叉反應(yīng)物質(zhì)和干擾物質(zhì)的研究
各應(yīng)用項(xiàng)目分別驗(yàn)證了常見的不同濃度的交叉反應(yīng)物質(zhì)和干擾物質(zhì)。結(jié)果表明，不影響其在該產(chǎn)品上的正常檢出。
（4）臨床樣本的研究
各應(yīng)用項(xiàng)目分別采用具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義數(shù)量的臨床樣本進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果符合要求。
7.儀器的局限性
通過對基因測序儀進(jìn)行臨床前性能研究和臨床評價(jià)，確定儀器的局限性如下：
（1）本產(chǎn)品不用于全基因組測序或從頭測序。
（2）本產(chǎn)品采用單分子測序技術(shù)，在臨床上用于對來源于人體樣本的人脫氧核糖核酸（DNA）進(jìn)行測序，不適用于 RNA 檢測。
（3）本產(chǎn)品不進(jìn)行全長轉(zhuǎn)錄組測序。
（4）目前該測序儀僅對單堿基變異（SNP）、插入缺失（Indel）、結(jié)構(gòu)變異（SV）以及復(fù)雜結(jié)果變異類型、染色體拷貝數(shù)變異類型、高度重復(fù)序列類型的檢測性能進(jìn)行了研究。對 RNA 的檢測尚未進(jìn)行研究。但該儀器作為通用測序平臺，可進(jìn)一步在其上開發(fā)其他臨床檢測項(xiàng)目。該測序儀在臨床上僅限于與已獲得NMPA注冊批準(zhǔn)或備案的體外診斷試劑及配套軟件配合使用。具體信息請參見相應(yīng)的體外診斷試劑盒說明書。
5.基因測序儀的軟件研究
該產(chǎn)品包含 2 個軟件，分別為儀器控制軟件（ICS）和 SMRT® Link Berry Genomics 服務(wù)器軟件。儀器控制軟件（ICS）安全性級別為嚴(yán)重級，發(fā)布版本為 9；SMRT® Link Berry Genomics 服務(wù)器軟件安全性級別為嚴(yán)重級，發(fā)布版本為 9。貝瑞和康按照《醫(yī)療器械軟件注冊技術(shù)審查指導(dǎo)原則》（2022 年修訂版）的要求，提交了軟件研究資料和軟件版本命名規(guī)則。
2 個軟件版本命名規(guī)則均為 X.Y.Z.B，其中 X 表示主要版本，為軟件發(fā)布版本，Y 表示次要版本，Z 表示補(bǔ)丁版本，B 表示軟件構(gòu)建。
貝瑞和康根據(jù)《醫(yī)療器械網(wǎng)絡(luò)安全注冊技術(shù)審查指導(dǎo)原則》（2022 年修訂版）要求，提交了網(wǎng)絡(luò)安全研究資料，證實(shí)該產(chǎn)品現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)可控，已建立網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)急響應(yīng)。
6.基因測序儀的有效期和包裝研究
已提交基因測序儀使用期限分析評價(jià)報(bào)告，根據(jù)有效期影響因素表，對產(chǎn)品整機(jī)進(jìn)行加速老化試驗(yàn)，確定該產(chǎn)品有效期為 8 年。經(jīng)環(huán)境試驗(yàn)及包裝運(yùn)輸試驗(yàn)驗(yàn)證，產(chǎn)品包裝符合運(yùn)輸和貯存要求。
7.基因測序儀的安全性指標(biāo)
該產(chǎn)品符合以下標(biāo)準(zhǔn)的要求：
（1）電氣安全：符合 GB 4793.1-2007、GB 4793.9-2013、YY 0648-2008 和 GB 7247.1-2012 的要求；
（2）電磁兼容：符合 GB/T 18268.1-2010 和 GB/T 18268.26-2010的要求；
（3）環(huán)境試驗(yàn)：符合 GB/T 14710-2009 中適用條款的要求。
綜上所述，產(chǎn)品的電氣系統(tǒng)安全和環(huán)境試驗(yàn)滿足輸入的要求以及適用法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求。
京公網(wǎng)安備11010802046783號
