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生物样本前处理的创新方法

发布时间: 2020-02-14 18:09 来源:北京莱伯泰科仪器股份有限公司

北京莱伯泰科科技有限公司

  突如其来的凶猛疫情仍然在神州大地肆虐,这次疫情的爆发使得大家认识到医院感染控制和生物样本防护的重要性。意大利Milestone公司作为关注样本前处理标准化、自动化和可记录/追溯化的主流品牌,其推出的真空样本系统,作为“面向未来的组织病理实验室”中的第一张多米诺骨牌,为临床实验室防护生物样本和确保医护人员的安全性提供了新的方法。

  目前,大多数国内医院临床外科采用的流程为:外科手术取下的生物样本,在灌注福尔马林后,经由医护人员运送至病理科。病理科随后进行取材,取材后的组织按照脱水、包埋、切片、染色、封片的流程处理,直至切片送至医生进行形态学诊断。需要进一步判断的切片还需进行IHC或者分子诊断,最后临床医生将根据病理诊断报告对患者给出治疗方案。取材后剩余生物样本还需至少保持一个月,以便再次取材使用。

  在这一传统操作流程中,福尔马林的使用不可避免的给整个医院带来污染高风险, 同时还存在以下问题:

  • 样本信息丢失:固定时间不可控,如固定不充分,深部区域持续发生降解。

  • 医护人员风险:福尔马林的挥发与外溢、生物污染。

  • 样本转移困难:福尔马林桶很沉难以运输,也易发生泼溅。

  • 新鲜样本转送难题:要求快速,但污染风险高,多中心样本转运,远程诊断等。

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运送温度不均衡,可能导致福尔马林倾倒,样本流失

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样本待取材,易造福尔马林挥发,样本存储空间有限

  根据欧盟第895/2014号规定(2014年8月14日发布) (EC) 第1907/2006号修正XIV:欧洲议会和理事会关于化学品登记、评估、授权和限制的条例:甲醛,与苯胺的低聚物反应产物(技术MDA)符合致癌分类标准(1B类) 。国际上已经对有毒性的固定液福尔马林使用进行限制。

  意大利Milestone公司推出的SealSAFE真空样本系统拥有欧洲专利 European Patent 2 524 595 B1和美国专利 US Patent 8,865,092 B2,使得真空密封保存“新鲜”样本第一次成为可能,满足生物样本库等需求;也可在真空密封的同时自动灌注福尔马林进行固定,到达病理科的标本经过可追溯时间和温度的固定,极大降低取材中操作人员受未知病毒感染的风险;能够监测样本离体后到取材开始的温度和时间,对样本转移的整个流程进行监控追溯,提升质控标准化;在密封的环境下使用固定液,消除实验室中一级致癌物福尔马林对操作者的健康危害;生物样本在4°C温度下可保存72小时不改变分子生物状态。这些优点使得这项技术在欧美广泛使用,为生物组织样本的保存、转移、复切提供了全新的方法。

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  对于不同类型、大小的组织样本,采用抽真空(真空度可调)的方式密封样本,使组织减少和空气的接触,密封在不同的专用样本袋中,保持样本的原始性、真实性。真空密封后,降低组织的自溶率,组织形态结构保存更加完好。新鲜样本的原始信息得到保留的同时,有利于控制固定时间,有利于免疫组化、分子生物学研究、组织标本库的建立,保证样本的信息完整性。

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  如果需要向样本袋中灌装福尔马林,内置动态天平将自动称重,按照指定比例灌注福尔马林,然后再抽真空密封样本。高效密封设计,保证福尔马林无挥发。固定液按照重量比密封后,可以减少福尔马林的使用,减少储存空间,监控样本的固定时间。配套的低温转运冰箱中,可以放入RFID卡,持续监测样本从外科手术室转移到病理科的温度和时间,持续监测样本在整个过程中的温度和时间,从源头上实现样本追溯,有效保证组织的安全性。

  下面为生物样本在运送与保存时的改善:

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转运前处理:可选择对样本直接抽真空

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转运前处理:也可选择灌注福尔马林抽真空

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转运前处理:恒温保存,样本独立真空包装避免污染

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转运时:恒温运送,时间温度监测,全流程可追溯

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转运后:取材前处理后再放回真空袋,灌注福尔马林

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转运后存储:取材剩余组织进行再一次封存记录

  近年来,欧美等众多医院开始陆续采用这一创新平台,发表的专著众多,摘录如下几篇具有代表性的文章和大家分析。各个方面的研究表明:在组织学、生物标记物和核酸方面,真空低温保存样本都能够有效保存样本的生物学信息,对于组织库、外科临床、病理科和患者都能带来莫大的益处。

  1. 真空4℃保存72-168个小时的前列腺组织中的RIN与开始时间相比较,高达93-87%的信息都被有效保存。

  2. 周五下午进行手术获得的样本真空4℃保存至周一操作,其和周一至周四手术样本得到同样的对待,有效保证了患者的权益。

  3. 外科手术室中护士血液中的15-F2t-异脯氨酸和丙二醛的水平较高, 生物标记物分析证实空气中甲醛对氧化应激的发生有直接作用,使用真空密封技术能够显著减少暴露危险。

  4. 组织质量指数(TQI):一种内在的控制,它可以在定量测量少数选定的信息表位的基础上,对蛋白质状况进行全面评估。 对pHSP 27、细胞角蛋白和pERK 1/2的定量和TQI的计算表明,通过低温真空密封和储存,可以更好地保存组织。

  5. 真空低温可保存组织标本进行组织学、转录和蛋白质组学检查,最长可达48小时甚至更长。

  6. 低氧张力是干细胞微环境的重要组成部分,真空条件下组织样本的缺氧状态可能使未分化的干细胞/祖细胞存活。

  7.肿瘤的原代组织培养中细胞活力在24个小时后还可达89.3%。

  综上所述,样本真空系统这一创新理念可以有效地消除医护人员与一级致癌物的接触,并能最大化降低操作人员在处理生物样本过程中的感染风险,确保医护人员的安全。

  目前,整个中国都在和新型冠状病毒做斗争,特别是全国的医护人员,作为逆风而上的英雄,为了守护人民的安全不断在危难时刻挺身而出,不仅是因为“健康所系,性命相托”的誓言与责任,更是为了“大家”与“小家”扛起了责任。在被他们守护的时候,他们同时也需要我们的守护和关爱,关注医护人员健康,关注防护风险。“更喜岷山千里雪,三军过后尽开颜!”祝愿所有英雄早日凯旋、平安归来!

   参考文献:

  1. Vacuum Sealing for a Safe Transfer of Tissue from Operation Theatre to Laboratory Using TissueSAFE Milestone Apparatus. Isidro-Marron P1; Vallina-Alvarez A2; Montoya-Sanchez A2; Astudillo-Gonzalez, A2.

  采用Milestone的TissueSAFE设备进行真空密封把组织从外科手术室转移到实验室。

  2. Tissue transfer to pathology labs: under vacuum is the safe alternative to formalin. Gianni Bussolati, Luigi Chiusa, Antonio Cimino, Giuseppe D’Armento. Virchows Arch. 2008 Feb;452(2):229-31.

  组织转移到病理实验室:在真空下的一种替代福尔马林的安全选择。

  3. Vacuum-based preservation of surgical specimens: An environmentally-safe step towards a formalin-free hospital. Cinzia Di Novi, Davide Minniti, Silvana Barbaro, Maria Gabriella Zampirolo, Antonio Cimino, Gianni Bussolati. Science of the Total Environment 408 (2010) 3092-3095.

  基于真空的保存外科标本的方法:环保安全,迈向无甲醛实验室。

  4. Towards a formalin-free hospital. Levels of 15-F2t-isoprostane and malondialdehyde to monitor exposure to formaldehyde in nurses from operation theatres. Valeria Bellisario, Giulio Mengozzi, Elena Grignani, Massimiliano Bugiani, Anna Sapino, Gianni Bussolati and Roberto Bono. Royal Society of Chemistry Toxicology Research.

  面向无福尔马林的医院-手术室护士暴露在甲醛中的15-F2t-异脯氨酸和丙二醛的水平。

  5. Histologic validation of vacuum sealed, formalin-free tissue preservation, and trasport system. Richard J. Zarbo Pathology and Laboratory Medicine, Henry Ford Health System, 2799 West Grand Blvd, Detroit, MI 48202, USA.

  真空密封、无福尔马林组织保存和运输系统的组织学验证。

  6. Pre-Analytics of Pathological Specimens in Oncology, Recent Results in Cancer Research. 199, DOI 10.1007/978-3-319-13957-9_2. Mr. Dietel et al.

  近期癌症诊断中病理样本的前处理。

  7. A tissue quality index: an intrinsic control for measurement of effects of preanalytical variables on FFPE tissue. Veronique M Neumeister, Fabio Parisi, Allison M England, Summar Siddiqui, Valsamo Anagnostou, Elizabeth Zarrella, Maria Vassilakopolou, Yalai Bai, Sasha Saylor, Anna Sapino, Yuval Kluger, David G Hicks, Gianni Bussolati, Stephanie Kwei and David L Rimm. Laboratory Investigation (2014) 94, 467-474.

  组织质量指数:测定前处理变量对FFPE组织影响的内在控制。

  8. Applicability of Under Vacuum Fresh Tissue Sealing and Cooling to Omics Analysis of Tumor Tissues. Veneroni Silvia, Dugo Matteo, Daidone Maria Grazia, Iorio Egidio, Valeri Barbara, Pinciroli Patrizia, De Bortoli Maida, Marchesi Edoardo, Miodini Parizia, Traverna Elena, Ricci Alessandro, Canevari Silvana, Pelosi Giuseppi, and Bongarzone Italia. Biopreservation and Biobanking. December 2016, 14(6): 480-490.

  真空下组织封闭冷却技术在肿瘤组织组学分析中的应用。

  9. Efficient stem cell isolation from under vacuum preserved tissue samples. Aldo Moggio, Giuseppe D Armento and Benedetta Bussolati. Organogenesis 83, 1-5, July/August/September 2012.

  真空保存组织标本中干细胞的有效分离。

  10. A Collection of Primary Tissue Cultures of Tumors from Vacuum Packed and Cooled Surgical Specimens: A Feasibility Study. Laura Annaratone, Caterina Marchio, Rosalia Russo, Luigi Ciardo, Sandra Milena Rondon-lagos, Margherita Goia, Maria Stella Scalzo, Stefania Bolla, Isabella Cassellano, Ludovica Verdum di Cantogno, Gianni Bussolati, Anna Sapino. PLOS September 2013,Volume 8, Issue 9, e75193.

  从真空包装和冷却的外科标本中收集肿瘤的原代组织培养物:一项可行性研究。


  编者注:莱伯泰科正同合作伙伴意大利Milestone公司一起,致力于在国内外病理行业间建立一座沟通的桥梁,把创新的微波快速组织处理技术、真空样本转移系统、大体标本成像/摄像系统、以及冰冻制片标准和自动化染色平台等产品引入中国,为患者带来福音。把欧洲、美国组织病理行业先进的工作理念和标准化流程管理和中国同行分享,也把中国高速发展的组织病理行业的成果和经验向全球展示。更多详情敬请垂询官网:www.labtechgroup.com或关注微信公众号“莱伯泰科病理”!

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