臨床基因診斷實驗室的建設與管理

臨床基因診斷實驗室設計建設及管理方案SICOLAB

一、實驗室設置

1.1試劑貯存和準備區

試劑貯存和準備區域，主要用於儲存反應試劑、試劑的分裝以及混合反應體系，應包括以下配套設施：4℃冰箱及-20℃冰箱，混勻器、微量加樣器（1μL～1mL)，還要有一次性手套、吸水紙、高壓滅菌後的一次性吸頭和必要的辦公用品，比如記錄本及標記筆。當儲存的試劑經檢驗可以用於診斷鑒定後，應立刻分裝保存，避免多次開啟而造成試劑污染。另外，為了防止有害氣體（比如DNA提取過程產生)對人體造成傷害，有必要安裝通風櫥櫃，以保證操作者的人身安全。

1.2標本製備區

標本製備區主要用於臨床標本的保存，核酸（RNA、DNA)提取、貯存及其加入至擴增反應管。需要配備以下主要儀器和物品：4℃冰箱，-20℃冰箱或-80℃冰箱，混勻器、低溫高速離心機，恆溫水浴箱、微量加樣器（1μL～1mL)、生物安全櫃、一次性手套、吸水紙、耐高壓處理的離心管和加樣器吸頭和必要的辦公用品。由於標本的特殊性，需要設定保護裝置，防止人員流動帶動氣體流動造成的污染，可以在這個區域內配備正壓力循環系統。另外，由於在這個區域內接觸患者的DNA或者RNA樣本的吸頭、容器較多，處於安全性考慮，需要配備專門的消毒容器，以銷毀剩餘的患者樣本。

1.3擴增區

這個區域的實驗操作，主要集中在DNA樣本或者cD-NA的擴增方面，另外，已經準備好的DNA模板、其它反應體系溶液的配置，也可以在這個區域內進行。這個區域需要配備以下實驗用儀器設備和物品，比如PCR擴增儀、微量加樣器（1μL～1mL)、一次性手套、耐高壓處理的離心管和加樣器吸頭（帶濾芯)。

1.4擴增產物分析區

基因診斷擴增的產物需要在這個區域內進行分析測定，不同的實驗室可能採用不同的樣品檢測分析方法，但基本儀器相同，包括：微量加樣器（1μL～100μL)、一次性手套、吸水紙、高壓滅菌後的一次性吸頭（帶濾芯)以及必要的辦公用品。

根據使用儀器的不同功能，有的區域也可適當合併。例如使用實時熒光PCR儀，擴增區、擴增產物分析區可合併；採用樣本處理、核酸提取及擴增檢測為一體的自動化分析儀時，則標本製備區、擴增區、擴增產物分析區也可合併。

二、質量管理

2.1質量管理體系的建立

質量管理體系的建立，歸根到底還是實驗流程與管理的完善與執行，這就需要通過制定SOP（標準操作程序)和SMP（標準管理程序)來約束實驗操作人員和管理人員。具體的文件可以包括以下兩個方面：①PCR使用操作程序、PCR校正及驗證程序、大型儀器管理程序、大型儀器的驗證程序、實驗室低值易耗品的購買申請程序等；②樣本準備區、製備區、擴增區以及分析區管理SOP、高速離心機使用規程和其他儀器的標準操作程序。

2.2設備的管理與維護

儀器是否正常運行，對於最後結果的影響非常大，因此有必要對各種儀器進行嚴格的管理和日常維護，才能保證最後報告的準確性。基因診斷實驗室常用的儀器包括PCR儀、恆溫水浴箱、低溫高速離心機、微量加樣器等。對於PCR儀和離心機等，要定期進行保潔工作，保持其內部清潔，對於微量加樣器和恆溫水浴箱等儀器，需要定期校正，保證讀數準確性。特別是微量加樣器，要每年由供應商或者生產廠家進行校正一次，由於PCR反應體系本身很小，一般為幾十微升，如果20μL或200μL發生誤差，會對最後的結果影響很大。另外，對於重要儀器，每次使用要採用登記制度，專人負責，登記基本的信息，比如日期，實驗員，反應條件，以便日後出現故障後及時尋找到原因，同時也是對實驗操作者的一個約束。

2.3人員的管理與培訓

除了實驗儀器故障會導致最後的診斷結果出現偏差，操作人員的實際操作水平與技巧也在很大程度上影響著最後的結果。因此，需要對實驗室操作人員進行嚴格的管理，在臨床基因診斷試驗室工作的實驗人員，必須要參加過相關培訓並且取得合格證的人員[6]。在日常的實驗中，設定專門從事質量控制的人員，監督實驗者是否按照相關操作規程來執行，並將執行程度與最終的考核相聯繫。在培訓方面，要每年進行一次全面的、系統的培訓工作，包括實驗操作技能以及安全意識、管理意識培訓，以幫助整個實驗室工作人員提高自身的工作能力。

2.4污染及控制

臨床基因診斷實驗室不同於傳統的化學實驗室，其污染不在化學殘液而是患者的核酸樣品，這種樣品需要嚴格處理，以保護患者的隱私。在診斷分析之前的污染，主要是非病人的核酸污染，一旦PCR樣品中混入他人的樣本，會對最後結果造成嚴重影響。在實驗過程中，任何與反應液混合過程相關聯的成分都可能成為污染源，比如蛋白酶抑製劑、反應管、一次性吸頭等。

要避免基因擴增實驗中樣本被污染，重要的還是積極有效的預防，比如對整個實驗室進行四個區域的劃分就是為了預防不同區域之間的污染。另外，採用先進的技術消除一些污染的影響，也是一個非常有效的手段。進入各工作區域要嚴格按照單一方向進行，即試劑儲存和準備區→標本製備區→擴增區→擴增產物分析區，防止擴增產物順空氣氣流進入擴增前的區域。工作區的實驗台表面必須耐受諸如次氯酸鈉的化學物質的消毒清潔作用。由於紫外照射的距離和能量對去污染的效果非常關鍵，因此每個工作區都必須配備可移動紫外燈，在工作完成後調至實驗台上60～90cm內照射。由於擴增產物僅幾百bp，對紫外線損傷不敏感，因此紫外照射擴增片段必須延長照射時間，最好是照射過夜。工作人員操作時必須戴手套，並經常更換。各個區域的物品要用明顯標識標記，本區的物品只能在本區使用，禁止工作人員離開時將本區的物品或工作服帶出。

2.5原始記錄的書寫與保管

臨床基因診斷實驗室的工作可以分為兩個部分，一部分是實驗，就是通過基因擴增，為臨床實驗室提供診斷依據，另一方面就是原始記錄的書寫，培養實驗室操作人員進行實驗記錄，對於保證結果準確性具有重要意義。首先，所有的記錄都應該登記入冊，每一項操作的記錄都將被存檔保存，重要試劑的來源、批次、檢驗日期、結果，實驗操作目的、過程以及實驗者的姓名，都需要登記，並定期對記錄資料進行整理歸檔。電子資料要做好備份，防止出現意外而丟失。

2.6實驗室安全管理

實驗室的安全是所有工作的重中之重，需要管理人員和實驗操作人員給予足夠的重視，特別是臨床基因診斷實驗室，在樣品的製備和分析中需要使用大量的劇毒物品，比如DNA染色劑。這就需要從多個方面對實驗室安全進行管理，比如生物防護，包括生物安全櫃、白大衣、帽子、手套、口罩、眼罩、通風櫥櫃等。還需要準備洗眼液，有條件的實驗室要準備洗眼機。

總之，臨床基因診斷實驗室的設置要合理，以保證結果準確性和保護實驗人員的安全為基準，通過分區操作、隔離操作等標準操作流程，基本可以達到控制污染，保證準確結果的目的。同時，對實驗室操作流程、管理流程進行標準化，加強對操作人員的培訓，對於保證實驗結果的準確性，具有非常重要的意義。