创新医疗器械基因测序仪临床前研发研究

　　基因测序技术是现代医学和生命科学领域的重要工具，能够帮助科学家和医生深入了解基因与疾病之间的关系。青岛华大智造科技有限公司研发的基因测序仪(型号DNBSEQ-E25)是一款基于联合探针锚定聚合测序技术(cPAS)的创新医疗器械。本文将详细介绍该产品的临床前研发研究，帮助读者更好地理解其技术原理和研发过程。

一、产品结构与工作原理

　　DNBSEQ-E25基因测序仪由主机、计算模块、控制软件(软件版本V1)及耗材组成。主机包括主体模块、外壳模块、显示模块、电源模块和控制模块，耗材为DNBSEQ-E25集成测序载片(E25 FCL)。该仪器采用DNA纳米球(DNA Nanoball，DNB)技术，通过一种经过特殊表面修饰的规则阵列载片进行测序。每个修饰位点仅固定一个DNA纳米球，确保不同纳米球的光信号不会互相干扰，从而大幅提高信号处理的准确性。

　　测序过程中，仪器通过动力系统将DNA纳米球和测序试剂泵入测序载片。载片上的DNA纳米球结合不同类型的信号因子，与信号试剂作用产生自发光信号。这些信号由集成信号采集模块采集并转化为数字信号，传输至计算模块进行处理。根据不同类别的自发光信号及其组合，系统能够判定待测样本的碱基序列信息。

二、临床前研究概述

　　在临床前研究阶段，研发团队对DNBSEQ-E25的性能进行了全面的验证和测试，确保其能够满足临床检测的需求。

1.样本类型的验证

　　研发团队对多种常见样本类型进行了验证，包括血清、血浆、福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织、咽拭子、痰液、宫颈脱落细胞等。这些样本涵盖了人基因组DNA的检测，确保仪器能够广泛应用于不同的临床场景。

2.测序准确率和精密度研究

　　通过使用“测序仪性能评价用脱氧核糖核酸国家参考品”和企业参考品进行测序，研发团队验证了仪器的测序准确率不低于99.00%。同时，通过不同实验操作人员、不同时间和不同仪器上的重复测试，验证了仪器在轮次内、轮次间、日内、日间、不同仪器间以及不同操作者之间的精密度，结果均符合要求。

3.检测的上下限研究

　　研发团队对GC含量、PolyN序列、插入缺失突变和突变频率的检测上下限进行了研究。结果表明，仪器能够检测GC含量在19.00%至79.00%之间的样本，PolyN序列的检测上限为10bp，下限为4bp。对于插入缺失突变，仪器的检测上限为30bp(插入)和62bp(缺失)，下限均为1bp。此外，仪器能够检测突变频率低至1%的缺失突变和点突变。

4.变异检测研究

　　仪器能够检测多种基因变异类型，包括单核苷酸多态性(SNP)、插入缺失(InDel)、基因拷贝数变异、纯合缺失、剪接突变、移码突变、polyN聚合物突变、起始密码子丢失突变和无义突变等。这些功能使得仪器在肿瘤基因检测、遗传病诊断等领域具有广泛的应用前景。

5.测序数据质量控制研究

　　通过对企业参考品和国家参考品的检测，研发团队验证了仪器的测序通量、有效通量、碱基识别质量百分比(Q30)和测序准确率等关键指标。结果显示，仪器的测序通量范围为8.30Gb/载片至9.09Gb/载片，有效通量范围为27.68M reads/载片至30.29M reads/载片，碱基识别质量百分比(Q30)范围为93.36%至97.07%，测序准确率范围为99.51%至99.66%，均符合产品设计要求。

6.临床应用项目研究

　　研发团队选取了胎儿染色体非整倍体(T21、T18、T13)检测、非小细胞肺癌基因突变检测和乳腺癌HER2基因拷贝数变异检测作为代表性临床应用项目，进行了核酸提取方法、企业参考品符合性、交叉反应物质和干扰物质以及临床样本的研究。结果表明，仪器的检测性能符合临床需求。

三、产品有效期与软件研究

　　为确保产品的长期稳定性和安全性，研发团队对DNBSEQ-E25的有效期进行了验证，确定其有效期为7年。配套的测序载片的稳定性研究确认其有效期为10个月。此外，仪器的软件系统按照《医疗器械软件注册技术审查指导原则》和《医疗器械网络安全注册技术审查指导原则》的要求进行了开发，软件安全性级别为严重级，确保其在临床使用中的安全性。

四、总结

　　DNBSEQ-E25基因测序仪的临床前研发研究涵盖了从产品结构设计到性能验证的各个方面，确保了其在临床使用中的安全性、有效性和稳定性。通过详细的研究和测试，该仪器不仅能够满足临床检测的需求，还为基因测序领域提供了一种高精度、高通量的检测工具。随着技术的不断进步，DNBSEQ-E25将在未来的临床诊断和生命科学研究中发挥越来越重要的作用。