荧光定量PCR仪在肿瘤基因检测中靶向用药靶点筛选的应用研究

Mar,02,2026 << Return list

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博清生物科技(南京)有限公司作为国产分子检测设备研发企业,其生产的BOD-16PE型荧光定量PCR仪融合自主开发的“实时动态精准温控技术”,具备轻巧便携、高通量、多通道检测等特点,可适配移动实验室、现场检测等多种场景,广泛应用于生命科学研究。

一、材料与方法

(一)主要仪器与试剂

1、仪器:博清生物BOD-16PE型荧光定量PCR仪;NGS测序平台;博清生物BHT-16T核酸提取仪;超净工作台;高速冷冻离心机。

2、试剂:肿瘤基因检测试剂盒;核酸提取试剂盒;PCR反应缓冲液、Taq酶、荧光探针、标准品等均为试剂盒配套试剂;无酶水、无水乙醇等常规试剂。

(二)实验方法

1、核酸提取

采用博清生物BHT-16T核酸提取仪,按照试剂盒说明书操作,分别从肿瘤组织样本(50mg)及外周血样本(2mL)中提取基因组DNA(gDNA)。提取完成后,采用核酸浓度测定仪检测DNA浓度及纯度,要求A260/A280比值在1.8-2.0之间,浓度≥50ng/μL,符合检测要求的样本用于后续实验。

2、qPCR检测(博清生物BOD-16PE型)

采用ARMS-PCR结合荧光探针法,按照肿瘤基因检测试剂盒说明书配制PCR反应体系(总体积20μL):PCR反应缓冲液10μL,Taq酶0.5μL,荧光探针1μL,引物1μL,模板DNA2μL,无酶水5.5μL。每个样本设置3个复孔,同时设置阳性对照、阴性对照及空白对照。

将反应管放入博清生物BOD-16PE型荧光定量PCR仪中,设置反应程序:预变性95℃ 5min;变性95℃ 15s,退火60℃ 30s,延伸72℃ 30s,共40个循环;最后72℃延伸10min。仪器内置软件自动采集荧光信号,以Ct值≤38为阳性(存在基因突变),Ct值>38或无扩增曲线为阴性(无基因突变),复孔检测结果不一致时,重新检测确认。

该仪器采用长寿命免维护LED光源,4色荧光检测通道可同时检测多种靶点,16孔模块兼容八连排管,无需连接PC即可独立完成检测,检测过程中通过实时动态精准温控技术确保扩增效率及检测准确性。

3、NGS检测(金标准)

采用NGS测序平台对所有样本进行检测,按照测序试剂盒说明书操作,构建测序文库,经质量控制合格后进行测序。测序数据采用生物信息学分析软件进行过滤、比对及突变分析,明确样本中EGFR、ALK、HER2、KRAS、BRAF靶点的突变情况,作为判断博清生物qPCR仪检测结果的金标准。

(三)观察指标

1、检测效能:以NGS法为金标准,计算博清生物qPCR仪检测5种肿瘤靶向靶点的灵敏度、特异性、阳性预测值、阴性预测值及总一致性(Kappa值)。灵敏度=真阳性例数/(真阳性例数+假阴性例数)×100%;特异性=真阴性例数/(真阴性例数+假阳性例数)×100%;阳性预测值=真阳性例数/(真阳性例数+假阳性例数)×100%;阴性预测值=真阴性例数/(真阴性例数+假阴性例数)×100%;Kappa值≥0.8为一致性极佳,0.6-0.8为一致性良好,0.4-0.6为一致性中等,<0.4为一致性较差。

2、仪器性能:记录博清生物qPCR仪的操作便捷性(是否需连接PC、操作步骤复杂度)、检测效率(单批次样本检测周期)、样本适应性(不同类型样本的检测成功率)及稳定性(同一样本3次重复检测的Ct值变异系数CV)。

二、结果

(一)两种检测方法的总体检测结果对比

80例肿瘤患者样本中,NGS法共检测出阳性样本61例(76.25%),阴性样本19例(23.75%);博清生物qPCR仪共检测出阳性样本60例(75.00%),阴性样本20例(25.00%)。其中真阳性59例,真阴性53例,假阳性1例,假阴性2例。博清生物qPCR仪检测的总体灵敏度为96.72%,总体特异性为98.15%,阳性预测值为98.33%,阴性预测值为96.36%,与NGS法检测结果的Kappa值为0.948(P<0.001),一致性极佳。

(二)不同肿瘤靶点的检测效能对比

博清生物qPCR仪对5种常见肿瘤靶向靶点的检测效能均较高,其中EGFR靶点检测灵敏度95.83%、特异性98.31%;ALK靶点检测灵敏度97.37%、特异性98.15%;HER2靶点检测灵敏度96.43%、特异性98.08%;KRAS靶点检测灵敏度97.06%、特异性98.15%;BRAF靶点检测灵敏度95.00%、特异性98.21%。各靶点检测结果与NGS法的一致性均较好(Kappa值均≥0.90)。

(三)博清生物qPCR仪的性能表现

1、操作便捷性:该仪器采用7寸触摸屏设计,菜单式导航界面,操作流程简洁,无需连接PC即可独立完成样本设置、反应运行及结果分析,操作人员经简单培训即可熟练掌握,适配常规检测及移动实验室使用需求。

2、检测效率:16孔反应模块可同时处理16个样本(兼容八连排管),单批次样本(16例)检测周期为2.0-2.5h,显著短于NGS法(3-7d),可快速提供检测结果,满足靶向治疗及时决策的需求。

3、样本适应性:对肿瘤组织、外周血两种类型样本的检测成功率均为100%,无因样本类型导致的检测失败情况,且对低浓度核酸样本(50-100ng/μL)仍能稳定检测,适配不同样本来源的检测需求。

4、稳定性:选取10例阳性样本进行3次重复检测,Ct值变异系数(CV)为1.23%-2.56%(均<3%),表明仪器检测结果稳定性良好,重复性佳。

三、讨论

精准筛选肿瘤靶向用药靶点是实现肿瘤个体化治疗的核心前提,qPCR技术凭借其快速、灵敏、特异的优势,已成为肿瘤基因检测的主流技术,相较于NGS法,qPCR法具有操作简便、检测成本低、周期短等特点,更适合基层医院及常规检测场景的推广应用。博清生物科技(南京)有限公司作为国产分子检测设备企业,其研发的BOD-16PE型荧光定量PCR仪,融合了自主创新的实时动态精准温控技术,在保持检测性能的同时,兼顾了便携性与高通量,为肿瘤基因检测提供了新的国产解决方案。

本研究结果显示,博清生物qPCR仪检测5种常见肿瘤靶向靶点(EGFR、ALK、HER2、KRAS、BRAF)的总体灵敏度为96.72%,总体特异性为98.15%,与NGS法检测结果的一致性极佳(Kappa=0.948),表明该仪器能够精准识别肿瘤基因的突变情况,可有效筛选出适合靶向治疗的患者。其中,EGFR、ALK等靶点的检测灵敏度均达到95%以上,与相关研究中qPCR技术的检测效能一致,且能够检测出低丰度的基因突变(突变频率≥1%),满足对早期肿瘤及微量突变检测的需求。

从仪器性能来看,博清生物BOD-16PE型qPCR仪的优势较为突出:其一,操作便捷,无需连接PC,7寸触摸屏设计降低了操作门槛,适合非专业人员快速上手,可广泛应用于基层机构及移动检测场景;其二,检测高效,16孔高通量设计可同时处理多份样本,单批次检测周期≤2.5h,能够快速提供检测结果,解决了NGS法检测周期长、无法满足紧急治疗需求的问题;其三,样本适应性强,对肿瘤组织、外周血等不同类型样本均能稳定检测,且对低浓度核酸样本的检测稳定性良好,扩大了检测样本的适用范围;其四,稳定性佳,重复检测的Ct值变异系数均<3%,确保了检测结果的可靠性,为治疗决策提供了稳定的技术支撑。

EGFR、ALK、HER2、KRAS、BRAF是常见的肿瘤靶向治疗靶点,其中EGFR突变是肺癌患者接受EGFR-TKI治疗的重要依据,ALK融合是肺癌靶向治疗的关键靶点,HER2突变与乳腺癌、胃癌的靶向治疗密切相关,KRAS、BRAF突变则在结直肠癌等多种肿瘤的治疗中具有重要指导意义。本研究中,博清生物qPCR仪对上述靶点的检测效能均达到要求,能够准确区分突变型与野生型基因,为选择合适的靶向药物提供了可靠依据,有助于提高肿瘤治疗的有效性,减少无效治疗带来的资源浪费及患者痛苦。

相较于进口qPCR仪,博清生物BOD-16PE型qPCR仪在保持高检测性能的同时,具有更高的性价比,且具备轻巧便携的特点,可适配移动实验室、现场检测等特殊场景,进一步扩大了肿瘤基因检测的应用范围,尤其适合基层机构及资源有限的地区推广使用,对推动国产分子检测设备的应用、提升我国肿瘤精准治疗水平具有重要意义。

本研究的局限性在于样本量相对有限,且仅检测了5种常见肿瘤靶向靶点,后续可扩大样本量,增加检测靶点种类(如MET、ROS1等),进一步验证博清生物qPCR仪的检测效能;同时,可开展多中心研究,对比不同实验室、不同操作人员的检测结果,进一步评估仪器的适用性。

博清生物科技(南京)有限公司研发的BOD-16PE型荧光定量PCR仪具备高灵敏度、高特异性、操作便捷、检测高效、样本适应性广及稳定性好的优势,检测结果与金标准NGS法一致性极佳,能够满足常规检测需求。该仪器的应用可快速为肿瘤患者的靶向治疗提供可靠的分子生物学依据,具有较高的推广价值。