[發(fā)明專利]確定個(gè)體染色體結(jié)構(gòu)異常的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710602834.3
• 申請(qǐng)日: 2017-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109280702A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐鳳萍;王文婧;葉玲飛;楊振軍;袁劍穎;徐金金
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳華大基因研究院
• 主分類號(hào): C12Q1/6883
• 分類號(hào): C12Q1/6883
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發(fā)明提出了一種確定個(gè)體染色體結(jié)構(gòu)異常的方法。該方法包括：(1)利用核型分析和微陣列芯片分析的至少之一，確定所述個(gè)體的第一候選染色體結(jié)構(gòu)異常類型，以便獲得第一候選染色體異常類型集合；(2)對(duì)所述個(gè)體的組織樣本進(jìn)行全基因組測(cè)序，并對(duì)所得到的測(cè)序結(jié)果進(jìn)行第一數(shù)據(jù)分析，以便獲得第二候選染色體異常類型集合；(3)對(duì)所述個(gè)體的單細(xì)胞樣本進(jìn)行全基因組測(cè)序，并對(duì)所得到的測(cè)序結(jié)果進(jìn)行第二數(shù)據(jù)分析，以便獲得第三候選染色體異常類型集合；(4)基于所述第一候選染色體異常類型集合、第二候選染色體異常類型集合和第三候選染色體異常類型集合，確定所述個(gè)體的最終染色體結(jié)構(gòu)異常類型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物檢測(cè)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及確定個(gè)體染色體結(jié)構(gòu)異常的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

染色體變異在影響人類健康中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，尤其與智力發(fā)育、癌癥、不孕不育等疾病的發(fā)生有密切關(guān)聯(lián)。自1971年巴黎國(guó)際染色體命名會(huì)議以來(lái)，已發(fā)現(xiàn)人類染色體數(shù)目異常和結(jié)構(gòu)畸變3000余種，目前已確認(rèn)染色體病綜合征100余種，智力低下和生長(zhǎng)發(fā)育遲滯是染色體病的共同特征。Down綜合征(Down’s syndrome)是人類最常見(jiàn)的染色體疾病，其他已知的染色體綜合癥疾病包括DiGeorge綜合癥、Patau綜合征、Williams綜合征、Prader-Willi和Angelman綜合征等。而染色體其他類型的結(jié)構(gòu)畸變?nèi)缫孜?translocation)、倒位(inversion)甚至是染色體的碎裂(chromothripis)也是致病致死的重要原因之一。2012年Talkowski團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一例胎兒患有CHARGE綜合癥而死胎，其原因?yàn)?號(hào)和8號(hào)染色體的自發(fā)性平衡易位導(dǎo)致基因CHD7基因融合而功能失活。對(duì)植入前胚胎、孕婦進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)手段可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)而采取相應(yīng)的干預(yù)措施，可以顯著降低新生兒的出生缺陷率，提高人口的優(yōu)生率。另一方面，染色體的畸變以及因畸變而形成的融合基因也是癌癥的發(fā)生發(fā)展重要機(jī)制之一。1960年第一個(gè)融合基因就被Nowell和Hungerford等在白血病慢性髓細(xì)胞性白血病的白細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。而至今已有多種融合基因被認(rèn)定為腫瘤的致病突變，如前列腺癌中的TMRPSS2-ERG在高加索人中達(dá)到50％。因此，通過(guò)早期無(wú)創(chuàng)的檢測(cè)手段鑒定此類畸變將為腫瘤的早期診斷和干預(yù)帶來(lái)歷史性突破。

另一方面，針對(duì)植入前篩查診斷和孕婦產(chǎn)前篩查診斷、疑似癌癥患者的無(wú)創(chuàng)染色體畸變檢測(cè)需求，目前尚無(wú)有效的檢測(cè)方法。目前，單細(xì)胞的提取后進(jìn)行檢測(cè)分析特別是進(jìn)行高通量測(cè)序已經(jīng)較為廣泛的應(yīng)用于腫瘤研究和早期胚胎的植入前診斷與篩查。PeasonHA在1967年發(fā)現(xiàn)孕婦血液中存在胎兒有核紅細(xì)胞(Fetal Nucleated Red Blood Cell,NRBC)，而Thomas Ashworth更早在1869年患有轉(zhuǎn)移癌癥的患者血液里面發(fā)現(xiàn)了循環(huán)腫瘤細(xì)胞(Circulating Tumor cells,CTCs)等，這無(wú)創(chuàng)方式檢測(cè)染色體結(jié)構(gòu)畸變提供了可能。另外，部分早期胚胎存在的導(dǎo)致植入成功率降低的畸變以及只存在于少數(shù)細(xì)胞(如早期癌細(xì)胞)中的突變也可以通過(guò)單細(xì)胞檢測(cè)技術(shù)得到還原。

基于基因組DNA采用高通量測(cè)序進(jìn)行易位重組檢測(cè)早在2011年Talkowski團(tuán)隊(duì)完成有效查找，但并未有效解決由于建庫(kù)測(cè)序以及后期比對(duì)分析帶來(lái)的系統(tǒng)性誤差帶來(lái)的高假陽(yáng)性。

因此，對(duì)于染色體結(jié)構(gòu)異常的檢測(cè)方法仍有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)是發(fā)明人基于對(duì)以下問(wèn)題和事實(shí)的發(fā)現(xiàn)而提出的：

現(xiàn)有技術(shù)中核型分析作為檢測(cè)染色體畸變的金標(biāo)準(zhǔn)目前在臨床診斷上廣泛應(yīng)用，但因其精度較低(僅能檢測(cè)5Mb以上的異常)，而無(wú)法準(zhǔn)確診斷微小染色體結(jié)構(gòu)變異。微陣列芯片(array Comparative Genomic Hybridization,aCGH)目前已經(jīng)由美國(guó)國(guó)家食物藥品監(jiān)管局推薦在有創(chuàng)產(chǎn)前診斷中推廣應(yīng)用，但其僅能夠檢測(cè)出劑量(dosage)增加或減少的畸變類型。并且目前已開(kāi)發(fā)出的高通量測(cè)序檢測(cè)技術(shù)，針對(duì)單細(xì)胞染色體變異檢測(cè)，也僅能檢測(cè)微缺失微重復(fù)，針對(duì)倒位、平衡易位目前還沒(méi)有有效的高通量檢測(cè)方法。