[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

本發明公開了一種基于cfDNA的腫瘤負荷檢測裝置，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。

技術領域

本發明涉及腫瘤檢測技術領域，具體涉及一種基于cfDNA的腫瘤負荷檢測裝置及檢測方法。

背景技術

腫瘤的形成涉及到了多種類型的基因組變異，例如點突變、拷貝數變異、基因融合等，腫瘤和遺傳病不同，基因組變異是后天形成的，所以在腫瘤研究中，關注的是體細胞上的基因組變異，其中體細胞點突變、體細胞結構變異、體細胞拷貝數變異與腫瘤發生，轉移和惡化程度以及患者預后生存質量密不可分。

根據美國國家癌癥研究所(NCI)的定義：腫瘤負荷是指人體中癌細胞的數量、腫瘤的大小或癌癥病灶的總量。基于血漿中游離的自身DNA(cfDNA)的應用領域主要包括最小殘留疾病(MRD，minimal residual disease)檢測，用于及時超早期發現篩查腫瘤，及早指導臨床治療干預，延長患者生存期。我們發現，當前很多基于cfDNA的技術路線的應用常常是針對轉移性的高腫瘤負荷疾病階段，在這種情況下，cfDNA的腫瘤濃度(TF，tumorfraction)很高，傳統的一些分子生物學檢測手段不用加以復雜的實驗設計和改造就可直接通過二代高通量測序(例如全外顯子組測序或靶向測序)對樣本進行有效的突變特征的獲取與解析。而對于腫瘤所處于的低負荷階段，cfDNA腫瘤濃度也很低，傳統技術(如傳統靶向深度測序或熱點突變測序)難以提供高準確度的檢測。另外，單純基于ctDNA(循環腫瘤DNA)突變的維度難以覆蓋完成腫瘤基因組改變的特征圖譜，因為，腫瘤基因組除了熱點點突變特征，還大量存在結構變異、拷貝數變異、甲基化等變化形式，而且目前尚未有這些維度的整合或者結合的方式用于液態活檢篩查腫瘤或腫瘤負荷監測。

發明內容

為了解決目前基于cfDNA的腫瘤負荷檢測技術在對cfDNA低頻率濃度腫瘤變異的識別效率不高，且基于單一信號維度/變異類型所創立的檢測方法不足以代表腫瘤基因組的整體突變圖譜景觀，而且只依賴于深度測序并不能徹底解決腫瘤檢測敏感度與特異度的問題，本發明的目的是提供一種基于cfDNA的腫瘤負荷檢測裝置及檢測方法，其基于cfDNA的全基因組的檢測整合方案，通過從基因組水平更廣更寬的尺度范圍、并考慮更多變異類型(SNV-體細胞變異、CNA-染色體不穩定性考量指標-基因拷貝數變異率)，以獲取數據為基礎進行分析，提供高準確度的檢測。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的第一方面，提供一種基于cfDNA的腫瘤負荷檢測裝置，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。