[发明专利]一种染色体变异的检测方法及装置

说明书

一种染色体变异的检测方法及装置，所述装置包括待测样本测序单元，用于对含有核酸的待测样本进行测序，获得由若干测序数据构成的测序结果；待测样本校正单元，用于使用正常数据集对待测样本进行校正；分割单元，用于对校正后的测序结果进行分割获得若干数据片段；以及检测单元，用于检测各数据片段是否为拷贝数变异片段。本申请降低了染色体异常漏检的概率，降低了假阳性和假阴性，对染色体非整体和染色体拷贝数变异具有更高的检测准确性，且能在低胎儿深度条件下检测出片段更小的染色体拷贝数变异。

技术领域

本发明涉及染色体检测领域。

背景技术

无创产前检测(NIPT)是一项近几年才出现的产前筛查技术，用于在早孕周或者中孕周筛查胎儿罹患21-三体、18-三体、13-三体等染色体非整倍体的风险，其基本原理是对孕妇外周血中的胎儿游离DNA进行大规模平行测序，分析特定染色体上DNA测序信号是否发生不正常增多的现象，用以估算胎儿患病风险。相对于血清学唐筛和超声检测胎儿颈部透明带等传统方法，无创产前检测具有极高的灵敏性(＞99％)和极低的假阳性率(＜0.5％)，能够降低不必要的侵入性产前诊断数量和漏检数量，降低出生缺陷率，其临床有效性已经得到国际和国际大量临床研究证明，因此在临床上得到快速应用。

然而该项检测技术有其局限性，一是仅针对21-三体、18-三体、13-三体这三种染色体有较好的检测效果，二是仅针对染色体非整倍体这种染色体异常有较好的检测效果。因此，该项检测技术针对其他种类的染色体异常，尤其是染色体缺失重复等拷贝数变异等微小的区域性染色体异常缺乏较好的检测效果。而染色体缺失重复等拷贝数变异能够导致流产、死产、胎儿畸形、新生儿发育迟缓及智力障碍等严重临床表现，超过1％的妊娠存在具有临床意义的缺失/重复，目前国际上权成的数据库DECIPHER，收录了70多种微缺失/重复相关的综合症，因此开展对染色体拷贝数变异的产前检测十分重要。

近年来针对染色体拷贝数变异的产前检测的技术的改进，大数都是通过增加测序深度以获取更多的测序数据来实现，这是因为相比非整倍体这种变异，染色体拷贝数变异涉及的区域相对较小，因此为了提高检出率，手段之一就是增加测序深度。沿着增加测序深度的方向来对染色体拷贝数变异的产前检测的技术进行改进，虽然能检出部分染色体拷贝数变异，但同时也大幅增加了检测成本，不具备临床实用价值。

因此，基于低深度全基因组测序数据进行染色体拷贝数变异检测，检测的难度非常大。目前有一些文献报道基于低深度全基因组数据检测小数据量(例如10Mb)以上的染色体拷贝数变异，而能检测小数据量(例如10Mb)以下的染色体缺失重复的方法及临床验证数据几乎没有看过相关报道。

现有的基于低深度全基因组数据进行染色体变异检测的技术方案，大体包括三个步骤：一是数据校正步骤，二是片段分割步骤，三是确定微缺失/重复的区域步骤，下面分别说明。

一、数据校正步骤：

在数据校正步骤中，主要是对序列比对能力的校正和GC含量的校正。

序列比对能力的校正：将参考基因组序列打断成与测序样本相同读段的序列，将这些序列又重新比对回参考基因组中；将全基因连续划分成若干个滑动或不滑动，固定或不固定的窗口，对落在每个窗口的序列数目进行统计，获得每个窗口序列比对能力的参考值；用这个参考值对待测样本每个窗口的序列数目做校正。

窗口深度校正：统计所有窗口中打断的参考基因组序列的GC含量，获得深度和GC含量直接的相关性，并利用回归模型，对待测样本的每个窗口深度依据其GC含量进行校正。

二、片段分割步骤：

利用二元分割算法对以上校正后的数据进行片段分割，将相同拷贝数的窗口连续划分到同一片段中，从而可以将微缺失/重复的片段单独连续划分出来。

三、确定微缺失/重复的区域步骤：