[发明专利]一种基于cfDNA的肿瘤负荷检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种基于cfDNA的肿瘤负荷检测装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于对待测cfDNA样本分别进行全基因组测序和甲基化测序，以获取测序数据；

数据处理模块，用于将获取的测序数据与对照基因组序列进行比对，并对比对结果进行统计处理，获取样本比对数据及统计指标；

数据计算模块，用于对获取的样本比对数据及统计指标进行处理、计算得到cfDNA样本的SNV信号值(SNV z-score)和cfDNA样本CNA信号值(CNA z-score)；

数据整合模块，用于将计算得到的SNV z-score和CNA z-score按照以下公式计算综合肿瘤负荷(TB z-score)，TB z-score＝SNV z-score+CNA z-score；

结果输出模块，用于输出所述综合肿瘤负荷检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于cfDNA的肿瘤负荷检测装置，其特征在于，所述数据计算模块包括以下单元：

SNV特征数据计算单元，用于在获取的样本排序后的比对数据中搜索待测cfDNA样本内的肿瘤体细胞变异数据，对其进行处理并计算出SNV z-score；

CNA特征数据计算单元，用于在获取的样本排序后的比对数据中搜索出待测cfDNA样本内的染色体不稳定性数据，对其进行处理并计算出CNA z-score。

3.根据权利要求2所述的基于cfDNA的肿瘤负荷检测装置，其特征在于，所述SNV特征数据计算单元包括以下子单元：

SNV特征识别单元，用于在获取的样本排序后的比对数据中搜索待测cfDNA样本内的肿瘤体细胞变异数据，尤其包括肿瘤已报导的热点变异、相同基因组位点上的相同替代型突变，并提取包含SNV特征的比对测序片段；

cfDNA测序中SNV误差降噪处理单元，用于对提取的包含SNV特征的比对测序片段进行进行误差降噪处理，以区分是真实的体细胞变异与人为测序误差造成的变异，并可进行肿瘤纯度的计算；

SNV特征数据定量单元，用于根据待测cfDNA样本内的肿瘤体细胞变异数据、得到的包含SNV特征的比对测序片段及肿瘤纯度数据，并按以下公式计算SNV z-score，SNV z-score＝1-(1-[M-μ*R]/N)^(1/cov)，其中M为样品中检测到的SNV数量，N为患者特异性突变谱中SNV的总数，cov为具有肿瘤特异性SNV的部位的局部覆盖率，μ为与对照血浆WGS数据中评估的特定于患者的SNV谱相对应的平均噪声率(错误数/评估的读长)，R表示涵盖特定于患者的突变体的读长总数。

4.根据权利要求3所述的基于cfDNA的肿瘤负荷检测装置，其特征在于，所述cfDNA测序中SNV误差降噪处理单元中采用SVM模型以区分真实的核酸突变与人为测序误差。

5.根据权利要求2所述的基于cfDNA的肿瘤负荷检测装置，其特征在于，所述CNA特征数据计算单元包括以下子单元：

CNV特征数据定量单元，用于在获取的样本排序后的比对数据中经搜索、定量计算获取cfDNA样本中的染色体不稳定性指标；

参考数据集创建单元，用于构建健康人的cfDNA参考数据库；

cfDNA测序中CNA误差降噪处理单元，用于对得到cfDNA样本内的染色体不稳定性指标与健康人的cfDNA参考数据库进行比较，以区分潜在的人为因素造成的变异，并获得患者特异性CNA区间；

CNA特征数据定量单元，用于根据得到的cfDNA样本中的染色体不稳定性指标及患者特异性CNA区间，并按照以下公式计算CNA z-score，CNA z score＝(CNA score-μ)/σ，其中，μ和σ为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为无重复基因组区间的数量，P(i)与N(i)为标准化后的在第i个bin区间上的肿瘤cfDNA的覆盖度深度z值得分和健康人对照组的cfDNA的覆盖度深度z值得分，sign(T(i)-N(i))为在第i个基因组区间上，肿瘤cfDNA的CNA区段分割趋势。