[發(fā)明專利]一種基于染色質(zhì)區(qū)域覆蓋深度的癌癥組織定位方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911013897.0
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110739027B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃毅;易鑫;吳玲清;陳海新;李俊;劉久成;楊玲
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳吉因加醫(yī)學檢驗實驗室;北京吉因加醫(yī)學檢驗實驗室有限公司;長沙吉因加醫(yī)學檢驗實驗室有限公司
• 主分類號: G16B20/00
• 分類號: G16B20/00;G16B20/40;G16B30/10;G16B50/30;G16B40/00
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍;張迎新

本發(fā)明涉及一種基于染色質(zhì)區(qū)域覆蓋深度的癌癥組織定位方法及系統(tǒng)，所述定位方法包括：根據(jù)不同癌種cfDNA數(shù)據(jù)、健康人的cfDNA數(shù)據(jù)以及組織特異開放染色質(zhì)區(qū)域OCHROdb數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建不同癌種組織定位模型；計算待檢測cfDNA的各個組織特異開放染色質(zhì)區(qū)域的均一化校正覆蓋深度，并通過所述各癌種組織定位模型進行機器學習預測分析，獲得不同癌種組織定位模型的分值，根據(jù)分值定位患癌組織。本發(fā)明的定位方法及系統(tǒng)，不會對人體造成輻射性傷害，同時建庫測序成本低，操作和分析流程簡便，避免制備樣本時人為引入誤差，確保定位結(jié)果準確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于染色質(zhì)區(qū)域覆蓋深度的癌癥組織定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

液體活檢在腫瘤早篩種具有廣泛的應用前景，主要檢測外周血游離DNA(circulating?cell-free?DNA，cfDNA),它主要是由細胞凋亡時受核小體保護的DNA脫落到血液循環(huán)組成的，cfDNA包括人體代謝循環(huán)中來源于腫瘤細胞和其他所有體細胞的DNA片段總和。由于腫瘤釋放到循環(huán)血中的DNA數(shù)量很少，突變位點也有限，給腫瘤液態(tài)活檢帶來了很大的挑戰(zhàn)性。導致即使突變能夠監(jiān)測腫瘤來源的cfDNA，它們也只能微弱地告知腫瘤的組織來源，無法準確獲知腫瘤組織。

DNA甲基化同樣能夠用于腫瘤早篩，DNA甲基化是一種共價修飾，主要是在胞嘧啶環(huán)第五號碳原子上加入一個甲基基團，即5-甲基胞嘧啶，簡稱5mC(5-methylcytosine)，且主要是在CpG(CG序列密集區(qū))的背景下發(fā)生。DNA甲基化作為表觀遺傳重要的一種表現(xiàn)形式，能在不改變DNA序列的前提下改變遺傳表現(xiàn)，具有分布廣、數(shù)量多、密度大等優(yōu)點，且具有組織特異性。理論上，cfDNA與其組織來源的基因組DNA的甲基化特征高度一致，因此，可利用甲基化信息實現(xiàn)組織溯源。目前可利用全基因組亞硫酸氫鹽測序測定血漿cfDNA，應用機器學習選出癌種特異的甲基化位點，對每個癌種構(gòu)建模型，通過模型比對判斷癌種。但腫瘤DNA含量較低，全基因組亞硫酸氫鹽目前在早期癌癥患者中仍難以敏感地檢測到這種低甲基化信號。且血漿cfDNA中有大量來源的造血系統(tǒng)提供的cfDNA，所以大量甲基化背景DNA分子可能影響測定的敏感性。再加上甲基化文庫中經(jīng)過亞硫酸氫鹽處理，絕大多數(shù)的C都變成了T。所以甲基化文庫中嚴重缺少C堿基，即堿基不平衡，導致測序得到的數(shù)據(jù)質(zhì)量就較差，且經(jīng)過PE過濾得到的有效的數(shù)據(jù)產(chǎn)量也會較低。

因此需要另一種能夠準確預測癌癥患者腫瘤位置的定位方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明涉及一種基于染色質(zhì)區(qū)域覆蓋深度的癌癥組織定位方法及系統(tǒng)。

一種基于染色質(zhì)區(qū)域覆蓋深度的癌癥組織定位方法，所述定位方法包括：

S1：根據(jù)不同癌種cfDNA數(shù)據(jù)、健康人的cfDNA數(shù)據(jù)以及組織特異開放染色質(zhì)區(qū)域OCHROdb數(shù)據(jù)庫，通過機器學習方法分別構(gòu)建不同癌種組織定位模型；

S2：獲取待檢測cfDNA，并計算待檢測cfDNA的各個組織特異開放染色質(zhì)區(qū)域的均一化校正覆蓋深度；

S3：將所述待檢測cfDNA的各個組織特異開放染色質(zhì)區(qū)域的均一化校正覆蓋深度與所述各癌種組織定位模型進行機器學習預測分析，獲得不同癌種組織定位模型的分值，根據(jù)分值定位患癌組織。

進一步的，所述步驟S1包括：

S1-1獲取癌癥患者、健康人外周血的cfDNA分子和白細胞，分別制備cfDNA分子和白細胞的全基因組文庫；

S1-2將所述文庫分別進行測序，對測序數(shù)據(jù)進行質(zhì)控和過濾，獲得第一數(shù)據(jù)；

S1-3將所述第一數(shù)據(jù)與人類參考基因組進行對比，舍棄重復數(shù)據(jù)，分別得到癌癥患者和健康人cfDNA樣本比對相同參考基因組的測序數(shù)據(jù)及白細胞樣本比對相同參考基因組的測序數(shù)據(jù)，獲得第二數(shù)據(jù)；