[发明专利]一种基于cfDNA的肿瘤负荷检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种基于cfDNA的肿瘤负荷检测装置，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。

技术领域

本发明涉及肿瘤检测技术领域，具体涉及一种基于cfDNA的肿瘤负荷检测装置及检测方法。

背景技术

肿瘤的形成涉及到了多种类型的基因组变异，例如点突变、拷贝数变异、基因融合等，肿瘤和遗传病不同，基因组变异是后天形成的，所以在肿瘤研究中，关注的是体细胞上的基因组变异，其中体细胞点突变、体细胞结构变异、体细胞拷贝数变异与肿瘤发生，转移和恶化程度以及患者预后生存质量密不可分。

根据美国国家癌症研究所(NCI)的定义：肿瘤负荷是指人体中癌细胞的数量、肿瘤的大小或癌症病灶的总量。基于血浆中游离的自身DNA(cfDNA)的应用领域主要包括最小残留疾病(MRD，minimal residual disease)检测，用于及时超早期发现筛查肿瘤，及早指导临床治疗干预，延长患者生存期。我们发现，当前很多基于cfDNA的技术路线的应用常常是针对转移性的高肿瘤负荷疾病阶段，在这种情况下，cfDNA的肿瘤浓度(TF，tumorfraction)很高，传统的一些分子生物学检测手段不用加以复杂的实验设计和改造就可直接通过二代高通量测序(例如全外显子组测序或靶向测序)对样本进行有效的突变特征的获取与解析。而对于肿瘤所处于的低负荷阶段，cfDNA肿瘤浓度也很低，传统技术(如传统靶向深度测序或热点突变测序)难以提供高准确度的检测。另外，单纯基于ctDNA(循环肿瘤DNA)突变的维度难以覆盖完成肿瘤基因组改变的特征图谱，因为，肿瘤基因组除了热点点突变特征，还大量存在结构变异、拷贝数变异、甲基化等变化形式，而且目前尚未有这些维度的整合或者结合的方式用于液态活检筛查肿瘤或肿瘤负荷监测。

发明内容

为了解决目前基于cfDNA的肿瘤负荷检测技术在对cfDNA低频率浓度肿瘤变异的识别效率不高，且基于单一信号维度/变异类型所创立的检测方法不足以代表肿瘤基因组的整体突变图谱景观，而且只依赖于深度测序并不能彻底解决肿瘤检测敏感度与特异度的问题，本发明的目的是提供一种基于cfDNA的肿瘤负荷检测装置及检测方法，其基于cfDNA的全基因组的检测整合方案，通过从基因组水平更广更宽的尺度范围、并考虑更多变异类型(SNV-体细胞变异、CNA-染色体不稳定性考量指标-基因拷贝数变异率)，以获取数据为基础进行分析，提供高准确度的检测。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种基于cfDNA的肿瘤负荷检测装置，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。