[發明專利]基于液相捕獲技術判定單基因病相關拷貝數缺失的方法

有效

• 申請號: 201710859573.3
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107688726B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 吉冠玉;李旭超;王君文;高飛;謝正媛;葉漢風;吉紅玉
• 申請（專利權）人: 深圳市易基因科技有限公司
• 主分類號: G16B20/10
• 分類號: G16B20/10;G06N3/04;G06N7/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種基于液相捕獲技術判定單基因病相關拷貝數缺失的方法，該方法首先通過歸一化測序深度的方法查看捕獲的隨機性情況，對于歸一化后平均深度均值偏離1，且標準差0.5的文庫通過重復建庫的方法來排除隨機性，然后對于隨機性良好的測序文庫利用bootstrap重復取樣算法，通過對control區域的歸一化之后的深度進行多次放回抽樣，得到無缺失情況下和缺失情況下的概率密度函數。進一步利用貝葉斯原理計算該片段是否是缺失。本發明提出的方法可精確檢測單基因病中相關的拷貝數缺失，并可確定具體的缺失類型；除了常規的缺失型突變類型，本方法還可以精確判定相關數據庫中的所有缺失類型。

技術領域

本發明涉及基因組學和分子生物技術領域，尤其涉及一種基于液相捕獲技術判定單基因病相關拷貝數缺失的方法。

背景技術

拷貝數變異(copy number variation，CNV)一般是指長度＞1kb的基因組大片段拷貝數增加或者減少，主要表現為亞顯微水平的缺失、重復或倒位。CNV在遺傳病中的作用越來越受到重視，除了與多基因疾病有關外，單基因病相關CNV的遺傳效應也更加顯著。

現有的拷貝數缺失的分析方法中有一種情況是通過對照文庫來判定拷貝數缺失的情況，這種方案的問題在于兩個不同文庫之間的波動性不一致，從DNA樣品提取，到PCR擴增，再到上級測序兩次實驗平行進行，每個過程中的隨機性因素的影響都不確定，對于液相芯片，每個探針抓取的DNA片段的豐度也有一定的隨機性，現在基于液相捕獲芯片的技術多是用于判定SNP的變化，拷貝數缺失的研究一般還是采用gap-PCR的方法，但是這樣操作就會導致兩次提取DNA的操作，不方便用于臨床大規模應用，而且由于PCR只是針對特定基因，其某次實驗本身的隨機性影響也無法排除。另外，判定拷貝數缺失的試劑盒，如地中海貧血中有廣泛的應用，但是近期研究表明，傳統試劑盒對于段片段的確實如地貧3.7k的缺失有70％的誤判，而且該方法只能判定特定的高頻缺失的地貧，而地貧缺失類型常見的有17種，非高頻缺失型有77種(hbvar數據庫)，用基于NGS的芯片捕獲的方法可以檢測所有的缺失類型，而基于試劑盒則很難達到這種效果。

多種單基因疾病和拷貝數的缺失有關如PRS綜合征(Pierre Robin綜合征)，面肩肱型肌營養不良癥1A型，白化病，無虹膜，耳聾，脊肌萎縮癥等，而且有越來越多的單基因疾病逐步被發現。大部分的單基因病致病機理和拷貝數缺失有關系。

發明內容

本發明的目的是解決利用捕獲芯片高通量測序技術來判定拷貝數缺失的方法中由于隨機性影響導致無法精確判定拷貝數缺失的問題提供一種行之有效的數學模型處理方法。

一種基于液相捕獲技術判定單基因病相關拷貝數缺失的方法，利用bootstrap重復取樣算法，通過對control區域多次放回抽樣，模擬概率密度函數，并利用貝葉斯原理計算該片段是否是缺失。

優選地，一種基于液相捕獲技術判定單基因病相關拷貝數缺失的方法，方法步驟如下：

S1：設計并確定單基因病control區域；

S2：提取DNA并進行二代測序；

S3：對測序原始下機數據進行數據清洗，去除測序質量低的片段；

S4：利用unique mapped reads確定探針區域內的單個堿基位點的深度；

S5：建立樣品富集的概率密度函數f(x)和數據量減半的概率密度函數f_1/2(x)；

S6：判別函數的確定：

S7：根據S6確定純合函數為Hom(x)，雜合則函數為Het(x)，將計算結果累積求和即為樣品的判定類型S(x)：

S(x_i)＝Hom(x_i)+Het(x_i)。