[发明专利]一种用于检测循环肿瘤DNA样本基因融合的装置

说明书

本发明涉及一种用于检测循环肿瘤DNA样本基因融合的装置，其包括测序数据获取模块、比对模块、再比对模块、真实融合断点判断模块、以及输出模块。本发明的用于检测循环肿瘤DNA样本基因融合的装置具有检测速度快、资源要求低、稳定性高的优点。

技术领域

本发明涉及基因融合检测领域，尤其涉及一种用于检测循环肿瘤DNA样本基因融合的装置及方法。

背景技术

肿瘤细胞会向血液中释放基因组DNA，这些变异DNA也随之释放到外周血中，被称为循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA，ctDNA)。有文献报道称，癌变人群血浆中游离100～400bp大小的DNA片段浓度明显高于正常人，可以作为筛查的标志物。又有研究发现，循环肿瘤DNA在早期原位癌(primary cancer)患者血液中就已经开始出现。由于外周血循环DNA半衰期短，因此循环肿瘤DNA能够真实反映患者病变组织基因突变的真实情况。循环肿瘤DNA在恶性肿瘤诊疗中的应用越来越受到关注和重视，作为研究的热点和突破口将有可能为临床肿瘤的早期诊断、预后判定及疗效监测等提供一系列方便、快捷、特异、无创的分子生物学检测手段。

融合基因(Fusion gene)是指两个基因的全部或一部分序列相互融合为一个新的基因的过程，通常具有致癌性，在各种不同的肿瘤中普遍存在。1973年，芝加哥大学的JaneRowley在血液病中发现了第一个融合基因。随后，在诸多实体瘤如肺癌、乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌等中相继发现了融合基因的存在。目前越来越多的融合基因在不同肿瘤中被报道。基因融合是一类在临床上非常重要的染色体结构变异，在癌症发生发展过程中起着关键的作用。精准的融合基因检测结果可以为临床抗癌靶点用药治疗和预后评估提供参考依据。

传统上用于检测融合基因的检测技术主要基于遗传学方法，如FISH。然而，相对较低的分辨率和通量限制了该种方法在复杂的上皮组织癌的检测中的应用。

随着二代测序技术的发展，涌现了大量用于检测融合基因的检测方法。基因融合检测方法中，断点的确认直接影响到检测结果的判定。CREST是当前检测Fusion gene的主流算法之一，该算法利用组装算法实现两次组装，从而排除假阳性，因此其主要优点是假阳性低，但同时由于需要进行两次组装，导致存在检测速度慢、资源要求高、需要进行组装等缺点；同时，组装效果还会受到覆盖度、插入片段长度的影响。血浆中游离DNA含量极微，片段化严重，且循环肿瘤DNA仅占血浆游离DNA总量的0.02％-50％，加之ctDNA的释放量会受到患者病情，癌种，分期，用药情况等各类综合因素的影响，使得ctDNA样本的覆盖度降低，导致这一问题在肿瘤循环DNA样本中表现尤为明显，从而影响融合检测结果。因此，如何应对融合基因检测过程中检测速度慢、系统资源要求高、需要进行组装的问题，特别是低覆盖度样本的检测成为本领域面临的一大难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题

现有技术算法由于需要进行两次组装和三次比对，导致存在检测速度慢、资源要求高等不足之处，同时由于循环肿瘤DNA样本的组装序列均较短且覆盖度较低，对于重复序列的组装存在一定的不确定性，可能会导致检测结果错误。

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于检测基因融合的装置及方法，其具有检测速度快、资源要求低、稳定性高的优点。

与现有技术算法相比，本发明的检测装置充分利用了PE测序下机测序片段(reads)的信息，减少了比对次数，只需要两次比对，而且不需要组装，提高了检测的稳定性。

即，本发明包括：

一种用于检测循环肿瘤DNA样本基因融合的装置，其包括以下模块：

测序数据获取模块，用于获取循环肿瘤DNA样本的测序数据；优选地，所述测序数据是采用双端测序(Paired-end Sequencing，PE测序)方法获得的测序数据；