[發明專利]一種基于cfDNA的腫瘤負荷檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 202010843911.6
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN114078567A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 崔健
• 申請（專利權）人: 云康信息科技(上海)有限公司
• 主分類號: G16B20/20
• 分類號: G16B20/20;G16B40/00
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 閆亞

1.一種基于cfDNA的腫瘤負荷檢測裝置，其特征在于，包括：

數據獲取模塊，用于對待測cfDNA樣本分別進行全基因組測序和甲基化測序，以獲取測序數據；

數據處理模塊，用于將獲取的測序數據與對照基因組序列進行比對，并對比對結果進行統計處理，獲取樣本比對數據及統計指標；

數據計算模塊，用于對獲取的樣本比對數據及統計指標進行處理、計算得到cfDNA樣本的SNV信號值(SNV z-score)和cfDNA樣本CNA信號值(CNA z-score)；

數據整合模塊，用于將計算得到的SNV z-score和CNA z-score按照以下公式計算綜合腫瘤負荷(TB z-score)，TB z-score＝SNV z-score+CNA z-score；

結果輸出模塊，用于輸出所述綜合腫瘤負荷檢測結果。

2.根據權利要求1所述的基于cfDNA的腫瘤負荷檢測裝置，其特征在于，所述數據計算模塊包括以下單元：

SNV特征數據計算單元，用于在獲取的樣本排序后的比對數據中搜索待測cfDNA樣本內的腫瘤體細胞變異數據，對其進行處理并計算出SNV z-score；

CNA特征數據計算單元，用于在獲取的樣本排序后的比對數據中搜索出待測cfDNA樣本內的染色體不穩定性數據，對其進行處理并計算出CNA z-score。

3.根據權利要求2所述的基于cfDNA的腫瘤負荷檢測裝置，其特征在于，所述SNV特征數據計算單元包括以下子單元：

SNV特征識別單元，用于在獲取的樣本排序后的比對數據中搜索待測cfDNA樣本內的腫瘤體細胞變異數據，尤其包括腫瘤已報導的熱點變異、相同基因組位點上的相同替代型突變，并提取包含SNV特征的比對測序片段；

cfDNA測序中SNV誤差降噪處理單元，用于對提取的包含SNV特征的比對測序片段進行進行誤差降噪處理，以區分是真實的體細胞變異與人為測序誤差造成的變異，并可進行腫瘤純度的計算；

SNV特征數據定量單元，用于根據待測cfDNA樣本內的腫瘤體細胞變異數據、得到的包含SNV特征的比對測序片段及腫瘤純度數據，并按以下公式計算SNV z-score，SNV z-score＝1-(1-[M-μ*R]/N)^(1/cov)，其中M為樣品中檢測到的SNV數量，N為患者特異性突變譜中SNV的總數，cov為具有腫瘤特異性SNV的部位的局部覆蓋率，μ為與對照血漿WGS數據中評估的特定于患者的SNV譜相對應的平均噪聲率(錯誤數/評估的讀長)，R表示涵蓋特定于患者的突變體的讀長總數。

4.根據權利要求3所述的基于cfDNA的腫瘤負荷檢測裝置，其特征在于，所述cfDNA測序中SNV誤差降噪處理單元中采用SVM模型以區分真實的核酸突變與人為測序誤差。

5.根據權利要求2所述的基于cfDNA的腫瘤負荷檢測裝置，其特征在于，所述CNA特征數據計算單元包括以下子單元：

CNV特征數據定量單元，用于在獲取的樣本排序后的比對數據中經搜索、定量計算獲取cfDNA樣本中的染色體不穩定性指標；

參考數據集創建單元，用于構建健康人的cfDNA參考數據庫；

cfDNA測序中CNA誤差降噪處理單元，用于對得到cfDNA樣本內的染色體不穩定性指標與健康人的cfDNA參考數據庫進行比較，以區分潛在的人為因素造成的變異，并獲得患者特異性CNA區間；

CNA特征數據定量單元，用于根據得到的cfDNA樣本中的染色體不穩定性指標及患者特異性CNA區間，并按照以下公式計算CNA z-score，CNA z score＝(CNA score-μ)/σ，其中，μ和σ為CNA score的均值和方差，CNA z-score＝Sum{P(i)-N(i)*sign(T(i)-N(i))}，i＝1-M，其中M為無重復基因組區間的數量，P(i)與N(i)為標準化后的在第i個bin區間上的腫瘤cfDNA的覆蓋度深度z值得分和健康人對照組的cfDNA的覆蓋度深度z值得分，sign(T(i)-N(i))為在第i個基因組區間上，腫瘤cfDNA的CNA區段分割趨勢。