[發明專利]液滴單細胞轉錄組測序數據降噪方法、裝置和存儲介質

有效

• 申請號: 201910537037.0
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110415767B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 古槿;郭文博;王東方;王事成;劉昌毅
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G16B30/00
• 分類號: G16B30/00;G16B45/00
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 黃易

本申請涉及一種液滴單細胞轉錄組測序數據降噪方法、裝置、計算機設備和存儲介質，首先通過Cell Ranger對液滴進行估計，得到待過濾液滴集合，即Cell Ranger認為包含細胞的液滴的集合，然后根據預設過濾閾值過濾所述待過濾液滴集合中的液滴，實現對細胞質量的控制，這可以降低通過Cell Ranger流程得到的液滴中包含的質量較差的細胞、‘假細胞’、單液滴多細胞等對后續數據分析的影響，之后根據液滴的mRNAs分子的污染分析結果對待規范液滴集合進行基因過濾，得到規范化的液滴集合，完成對液滴單細胞轉錄組測序數據的規范化處理，這可以去掉與研究問題無關的基因，液滴單細胞測序后續數據分析過程中干擾變量因素的影響。

技術領域

本申請涉及基因測序技術領域，特別是涉及一種液滴單細胞轉錄組測序數據降噪方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

背景技術

高通量單細胞轉錄組測序技術(scRNA-seq)使我們可以從單個細胞的精度、全基因組的廣度來研究、了解、鑒別和發現在特定環境下不同類型細胞在基因表達譜特征上的差異。這對于我們從單細胞水平認識生命系統、防治疾病，建立起微觀基因型與宏觀表型的聯系，有著重要的意義。

在眾多單細胞轉錄組測序技術中，以油包水的微反應體系為原理的10x GenomicsChromium平臺被廣泛應用。通過油滴-barcode-單細胞的對應關系，可得到數以萬計細胞的單細胞水平的基因表達譜。其自研的單細胞轉錄組數據處理流程Cell Ranger可以估計“空液滴”(不包含細胞的液滴)和“真實細胞”(包含細胞的液滴)。

但是由于實驗技術手段以及估計方法的局限，“真實細胞”中往往會包含質量較差的細胞、單液滴多細胞等情況，對后續分析造成系統偏差，影響最終結果。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠對數據降噪的液滴單細胞轉錄組測序數據降噪方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

一種液滴單細胞轉錄組測序數據降噪方法，所述方法包括：

通過Cell Ranger對液滴進行估計，得到待過濾液滴集合，其中，所述待過濾液滴集合中的待過濾液滴為所述Cell Ranger的估計結果為包含細胞的液滴；

根據預設過濾閾值過濾所述待過濾液滴集合中的待過濾液滴，得到待規范液滴集合，其中，所述預設過濾閾值根據分析所述待過濾液滴的UMI數目、所述待過濾液滴的基因數目、所述待過濾液滴的線粒體基因、所述待過濾液滴的核糖體基因以及受細胞分離影響基因占比中的一個或多個的分析結果設置；

根據液滴的mRNAs分子的污染分析結果對待規范液滴集合中待規范液滴進行基因過濾，得到規范化的液滴集合，其中，所述規范化的液滴集合用于數據分析。

在其中一個實施例中，所述根據預設過濾閾值過濾所述待過濾液滴集合中的待過濾液滴，得到待規范液滴集合，包括：

根據待過濾液滴的UMI數目的箱線圖異常值截斷點確定UMI數目的過濾上閾值；

使用所述UMI數目的過濾上閾值過濾所述待過濾液滴集合中的待過濾液滴。

在其中一個實施例中，所述根據預設過濾閾值過濾所述待過濾液滴集合中的待過濾液滴，得到待規范液滴集合，包括：

根據待過濾液滴的基因數目的箱線圖異常值截斷點確定基因數目過濾的上閾值；

使用預設的基因數目的過濾下閾值和所述基因數目過濾的上閾值過濾所述待過濾液滴集合中的待過濾液滴。

在其中一個實施例中，所述根據預設過濾閾值過濾所述待過濾液滴集合中的待過濾液滴，得到待規范液滴集合，包括：

根據待過濾液滴的線粒體基因占比的箱線圖異常值截斷點確定線粒體基因占比的過濾上閾值；