[發(fā)明專利]基于reads深度進(jìn)行目的基因外顯子水平重排檢測(cè)的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110707105.0
• 申請(qǐng)日: 2021-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN113284557B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樓峰;劉凱;馬紀(jì)香;張萌萌;郭璟;孫宏;曹善柏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京橡鑫生物科技有限公司;天津橡鑫生物科技有限公司;天津橡鑫醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號(hào): G16B30/00
• 分類號(hào): G16B30/00;G16B20/00;G16B45/00;G16B50/30
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 金田蘊(yùn)

本發(fā)明公開了一種基于reads深度進(jìn)行目的基因外顯子水平重排檢測(cè)的方法及裝置。該方法包括：S1，將參考基因組劃分為多個(gè)bin，將reads比對(duì)到參考基因組上，并分別計(jì)算target區(qū)域和off?target區(qū)域的每個(gè)bin內(nèi)的平均reads深度和深度的log2值；S2，合并target區(qū)域和off?target區(qū)域reads深度統(tǒng)計(jì)，并將其標(biāo)準(zhǔn)化；S3，對(duì)S2中標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果進(jìn)行拷貝數(shù)變異查找，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化后得到的log2根據(jù)閾值進(jìn)行定義目的基因的缺失和重復(fù)狀態(tài)。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠?qū)δ康幕蛲怙@子水平的重排進(jìn)行檢測(cè)，還可以精確的檢測(cè)出目的基因是雜合缺失或者是純合缺失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于reads深度進(jìn)行目的基因外顯子水平重排檢測(cè)的方法及裝置。

背景技術(shù)

乳腺癌是中國女性發(fā)病率最高的惡性腫瘤，約5%~10%的乳腺癌與癌癥易感基因的遺傳突變相關(guān)，其中最主要的乳腺癌易感基因?yàn)锽RCA1（breast cancer susceptibilitygene 1）與BRCA2（breast cancer susceptibility gene 2）。BRCA1位于17q21，包含22個(gè)編碼外顯子、2個(gè)非編碼外顯子，編碼1863個(gè)氨基酸。BRCA1蛋白調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程，參與DNA損傷導(dǎo)致的S期和G2/M期細(xì)胞周期阻滯的激活。BRCA2位于13q12，具有27個(gè)外顯子，編碼3418個(gè)氨基酸。BRCA2蛋白主要調(diào)控RAD51絲狀體的形成和活性，參與同源重組途徑中DNA損傷修復(fù)。據(jù)乳腺癌信息中心（breast cancer information core, BIC）報(bào)道，已檢出的BRCA1/2致病性基因突變達(dá)1 600多種，這些突變分布于整個(gè)編碼區(qū)，絕大多數(shù)為單個(gè)或數(shù)個(gè)堿基改變引起的移碼突變、無義突變，這些突變類型會(huì)導(dǎo)致截短蛋白形成，影響B(tài)RCA1/2蛋白質(zhì)功能。攜帶BRCA1/2胚系突變的女性，其乳腺癌終身患病風(fēng)險(xiǎn)顯著增高，攜帶BRCA1胚系突變的女性70歲時(shí)患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)為47%~66%，攜帶BRCA2胚系突變的女性攜帶者相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)為40%~57%。中國家族性乳腺癌中BRCA1/2突變頻率為10.5%，高加索人種家族性乳腺癌中BRCA1/2突變頻率為15%~20%。然而，有研究發(fā)現(xiàn)，在高風(fēng)險(xiǎn)乳腺癌和（或）卵巢癌家族中，普通測(cè)序所檢測(cè)到BRCA1/2突變頻率低于連鎖分析的預(yù)測(cè)頻率，僅63%的BRCA1連鎖家族能夠檢測(cè)出BRCA1致病性基因突變，這一結(jié)果表明，Sanger測(cè)序等常用的突變篩查方法不足以發(fā)現(xiàn)BRCA1所有基因胚系缺陷類型，如大片段重排。大片段重排大致情況如下：

1. BRCA1/2大片段重排機(jī)制

1997年，Puget等首次報(bào)道了BRCA1的大片段重排——E17缺失，缺失片段長約1 kb堿基。隨著檢測(cè)方法的改進(jìn)，越來越多的BRCA1/2大片段重排被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)已知超過120種BRCA1大片段重排和40種BRCA2大片段重排。大片段重排指數(shù)百至數(shù)百萬個(gè)堿基片段的重復(fù)或缺失，常累及一個(gè)或多個(gè)外顯子。重排類型大部分為基因片段的缺失，也存在二倍重復(fù)、三倍重復(fù)或復(fù)雜型缺失插入。這些改變往往引起讀碼框移，導(dǎo)致突變的肽鏈結(jié)構(gòu)與功能的異常。

人類基因組中約有1百萬個(gè)散在的含有限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)的Alu重復(fù)序列，可介導(dǎo)染色體重排和同源重組，如基因片段的插入、缺失、重復(fù)、易位。有研究發(fā)現(xiàn)，一種BRCA1 delE5-7突變是由于intron4 AluSx序列與intron7 AluSc序列存在相同的15bp堿基序列，此處發(fā)生非等位基因同源重組，導(dǎo)致中間長約5kb堿基片段的缺失。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，BRCA1 delE3-5突變是由于intron2 AluY序列與intron5 AluJb序列存在相同的16 bp堿基序列，發(fā)生非等位基因同源重組后，中間長約14.6 kb堿基片段的缺失。