[发明专利]一种快速获取罕见病致病位点的方法和系统

说明书

本发明提供一种快速获取罕见病致病位点的方法和系统。所述方法包括构建比对配对坐标矩阵，根据差异比对配对映射关系和所在位置检测变异和基因分型，并对所有变异打分筛选出致病/可能致病变异。本发明构建的方法和系统可以快速全面地检测罕见病基因一代测序结果并获取致病/可能致病的变异位点，避免了人工识别变异的误差，提高了工作效率和变异检测准确性及全面性。

技术领域

本发明涉及罕见病基因检测领域，具体涉及一种从基因一代测序结果中快速检测变异，并确定致病位点的方法。

背景技术

罕见病主要是基因变异导致的遗传病，需要依靠基因检测报告来确诊病因和指导用药。如血友病、地中海贫血、苯丙酮尿症、法布雷病等致病基因明确的单基因遗传罕见病，用二代测序等技术成本高时间长，用一代测序可以低成本高速度地获得该基因的序列，除此之外一代测序还是验证变异位点的金标准技术，在基因检测领域应用广泛。

但现有的一代基因测序结果分析是通过人工判读色谱图分析是否存在变异，无法快速准确地识别一代序列中的变异和基因型，特别是未知的变异。一个基因需要多个一代才能覆盖全长，多个结果的变异分析对人力技术和时间成本都要求较高，而且流程无法质控，不同的技术人员识别的变异结果可能不同，而且存在漏检的风险；检出变异后还要交给报告解读人员查找收录变异的数据库和文献等信息，筛选出致病/可能致病的位点进行致病评级，才能出具变异检测结果报告。对于明确的单基因遗传罕见病，工作重复性高，整体效率低下，需要一款自动化的能够快速全面地获取罕见病致病位点的方法和系统，提高罕见病一代基因检测的报告效率和变异检测全面性和准确性，提高流程可控性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种快速获取罕见病致病位点的方法和系统，能够从一代测序结果中快速检测并筛选出致病/可能致病变异，并直接输出结果，让检测更全面高效。

为实现上述目的，本发明提供一种快速获取罕见病致病位点的方法和系统，包括如下步骤。

步骤1：提取一代序列并比对到人类参考基因组上，构建比对配对坐标矩阵。其特征在于，从原始测序文件中按照信号阈值提取初级峰序列和次级峰序列两种序列，提取双序列才能检测杂合变异。进一步地，将两种序列同时比对到人类参考基因组上，记录连续正整数坐标上一一配对的参考序列和基因组序列。进一步地，按照比对的染色体位置将初级峰和次级峰矩阵分成同一组，按照比对得分从高到低对分组结果进行排序，构建比对配对坐标矩阵。

步骤2：遍历每组比对配对坐标矩阵，根据差异比对配对的坐标映射关系检测变异。其特征在于，原始序列坐标出现单核苷酸改变时，其参考基因组坐标与原始序列坐标一对一映射。原始序列坐标出现插入变异时，其一个参考基因组坐标映射多个原始序列坐标。原始序列坐标出现缺失变异时，其多个参考基因组坐标映射一个原始序列坐标。

步骤3：根据变异所在的序列进行基因分型。其特征在于，初级峰序列或者次级峰序列坐标出现单一峰检出变异时，输出为杂合变异。初级峰序列和次级峰序列坐标同时检出同一个变异时，输出为纯合变异。初级峰序列和次级峰序列坐标出现变异位点相同，但是变异碱基不同时，输出为多等位基因变异。进一步地，对变异进行左端对齐，最后合并变异结果。

步骤4：变异检测结果用人类罕见病相关数据库和文献进行注释，过滤低测序质量区域和非目标基因比对结果后根据注释结果进行打分，从高到低输出大于0的变异结果。

进一步地，步骤4所述的人类罕见病相关数据库包括但不限于：人类参考基因组功能注释数据库，千人全基因组、人类外显子组亚洲人群变异频率数据库，人类疾病相关变异位点数据库，蛋白质功能预测数据库，已评级变异数据库。其中已评级位点的变异评级数据库，收录变异评级、数据库是否收录、报道变异的文献等信息。