[發(fā)明專利]染色體三倍體檢驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410335037.X
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104156631B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鳴;王俊;鄭偉謀
• 申請（專利權(quán)）人: 天津華大基因科技有限公司;深圳華大基因醫(yī)學(xué)有限公司
• 主分類號: G06F19/10
• 分類號: G06F19/10
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44281
• 代理人: 林宏津,彭愿潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因組學(xué)及生物信息學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及無創(chuàng)產(chǎn)前診斷胎兒染色體三倍體檢驗方法。

背景技術(shù)

染色體非整倍體病變是胎兒最常見的染色體畸形，對胎兒染色體非整倍體病變是降低出生缺陷、提高出生人口素質(zhì)的重要手段。依據(jù)染色體類別不同可分為常染色體非整倍體和性染色體非整倍體。常染色體非整倍體主要包括21-三體(唐氏綜合征)、18-三體(愛德華氏綜合征)和13-三體(帕陶氏綜合征)，其中以21-三體最為常見。

目前染色體異常的產(chǎn)前診斷技術(shù)分為有創(chuàng)產(chǎn)前診斷技術(shù)和無創(chuàng)產(chǎn)前診斷技術(shù)。有創(chuàng)產(chǎn)前診斷技術(shù)(包括絨毛取材術(shù)、羊膜腔穿刺術(shù)和經(jīng)皮臍血管穿刺)通過在妊娠期獲取胎兒來源細(xì)胞，進(jìn)行染色體核型檢測，如果發(fā)現(xiàn)并確診染色體異常，則可以于分娩前盡早終止妊娠，但有創(chuàng)產(chǎn)前技術(shù)帶來的風(fēng)險就是可能引起流產(chǎn)、感染等。孕婦外周血中胎兒游離DNA的發(fā)現(xiàn)為無創(chuàng)產(chǎn)前診斷技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ)，通過采取孕婦靜脈血，利用新一代DNA測序技術(shù)對母體外周血中的游離DNA片段進(jìn)行測序，并將測序結(jié)果進(jìn)行生物信息學(xué)分析，通過分析得到每條染色體檢測的堿基占所有檢測堿基的百分比，并將該值與由正常血樣所構(gòu)建的閾值作比較，從而可以確定胎兒是否具有非整倍體異常。

這種無創(chuàng)DNA產(chǎn)前診斷信息分析存在兩大難點：一方面孕婦外周血中胎兒遺傳物質(zhì)所占的比例很低，并且該比例隨著孕婦個體的差異會有明顯的不同。另一方面測序過程中GC bias(鳥嘌呤和胞嘧啶偏差，Guanine Cytosine bias)會極大的影響診斷的精確度，在胎兒系數(shù)很低的情況下，GC的影響會讓無創(chuàng)產(chǎn)前中三倍體的診斷更加困難。胎兒系數(shù)是指胎兒DNA占外周血中母體DNA的比例，如果是胎兒自己的全血DNA，如存在21-三體綜合征，則其21號染色體的深度是其它染色體的1.5倍(即三條21號染色體/兩條正常染色體)。但是外周血中胎兒的DNA的比例通常不可能是1，一般是0.03-0.3，這個比例越高，則檢測外周血的21號染色體的深度就越容易。如果是21-三體綜合征，則21號染色體的深度就越明顯的偏高。例如胎兒DNA的比例(即胎兒系數(shù))是0.3，那么，如果胎兒是具有21-三體綜合征，則從母體取的外周血做的產(chǎn)前診斷中，理論上21號染色體的深度應(yīng)該是其它染色體的深度的1.15倍。但是一般來說胎兒系數(shù)都很低，不會有0.3這么高，而GC的影響又對染色體深度的影響比較大，這也是一定要做GC修正的原因，否則低到0.1左右的深度差異的檢測結(jié)果通常不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一方面提供一種染色體三倍體檢測方法，包括：將測試樣本的測序結(jié)果比對到參考序列上，得到比對結(jié)果；根據(jù)GC含量對比對結(jié)果中各染色體進(jìn)行分組，得到各染色體對應(yīng)的GC含量的讀長序列的數(shù)目；確定第一相關(guān)統(tǒng)計量和第二相關(guān)統(tǒng)計量，所述第一相關(guān)統(tǒng)計量為待檢測染色體與另一染色體的關(guān)于讀長序列的數(shù)目的比值，所述第二相關(guān)統(tǒng)計量為另外一對染色體的關(guān)于讀長序列的數(shù)目的比值，根據(jù)典型相關(guān)分析法，計算出使所述第一相關(guān)統(tǒng)計量與所述第二相關(guān)統(tǒng)計量之間相關(guān)關(guān)系最大的相關(guān)系數(shù)，得到與所述待檢測染色體最相關(guān)的染色體；對所述最相關(guān)的染色體以及相關(guān)系數(shù)進(jìn)行回歸分析以計算待檢測染色體對應(yīng)的Z值，根據(jù)所述Z值與預(yù)設(shè)閾值的比較結(jié)果判斷出所述待檢測染色體為三倍體的概率。

依據(jù)本發(fā)明的另一方面提供一種染色體非整倍性檢測裝置，包括：數(shù)據(jù)輸入單元，用于輸入數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)輸出單元，用于輸出數(shù)據(jù)；存儲單元，用于存儲數(shù)據(jù)，其中包括可執(zhí)行的程序；處理器，與數(shù)據(jù)輸入單元、數(shù)據(jù)輸出單元及存儲單元數(shù)據(jù)連接，用于執(zhí)行存儲單元中存儲的可執(zhí)行的程序，該程序的執(zhí)行包括完成上述染色體三倍體檢測方法。

依據(jù)本發(fā)明的再一方面提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，用于存儲供計算機(jī)執(zhí)行的程序，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，在執(zhí)行該程序時，通過指令相關(guān)硬件可完成上述染色體三倍體檢測方法的全部或部分步驟。所稱存儲介質(zhì)可以包括：只讀存儲器、隨機(jī)存儲器、磁盤或光盤等。

本發(fā)明的有益效果是：通過不同染色體的GC含量的相關(guān)性，采用典型相關(guān)分析法來確定待檢測染色體與其它染色體的相關(guān)性，進(jìn)而確定出待檢測染色體對應(yīng)的Z值，由此確定待檢測染色體為三倍體的概率，而不是計算GC修正系數(shù)，避免了GC修正系數(shù)計算中引入的誤差，從而去掉GC bias在測序中的影響。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，其中：

圖1為本發(fā)明一種實施例的染色體三倍體的檢測方法的流程示意圖；

圖2為不采用本發(fā)明的一種示例中測試樣本的相對覆蓋度的示意圖；