[发明专利]一种基于cfDNA组学特性的癌症无创早筛方法

说明书

本发明涉及一种基于cfDNA组学特征的癌症的无创早筛系统，包括cfDNA组学特征模型和机器学习训练模型，包括建立cfDNA组学特征模型；通过血液采集提取cfDNA；将提取的cfDNA进行建库和测序；并提取cfDNA组学特征，用于比对。本发明通过结合cfDNA长度分布特征，拷贝数变异密度分布特征以及cfDNA启动子周围开放性特征，通过cfDNA低深度的全基因组测序方式，全面地刻画cfDNA在胃癌病人中的特征，准确地识别早期胃癌病人。

技术领域

本发明涉及癌症早筛领域，具体地说是一种基于cfDNA组学特性的癌症无创早筛方法。

背景技术

液体活检就是通过分析血液中的癌症组分，来实现癌症的早期筛查、分子分型、预后、用药指导以及复发监测等临床应用。液体活检作为精准医疗新技术，因其可定性定量检测肿瘤直接相关的肿瘤细胞和DNA，并具有非入侵性、取样便捷、实时监测等特点，逐步在肿瘤诊疗中发挥越来越重要的作用。

目前，研究液体活检、癌症早筛的常规方法为通过对致癌基因或者抑癌基因的突变检测来识别肿瘤释放的cfDNA。文献Razavi,P.,Li,B.T.,Brown,D.N.et al.High-intensity sequencing reveals the sources ofplasma circulating cell-free DNAvariants.Nat Med 25,1928–1937(2019).中Pedram等人通过对124个转移的癌症患者和47个健康人的外周血进行了508个特定基因，大于60000倍的超深度检测，发现大量的cfDNA突变，81.6％来自于健康人，53.2％来自于癌症患者，都是白细胞的克隆性造血引起的，而非肿瘤细胞。这样会使得通过特定靶标基因的突变来识别癌症患者会发生很大的误判率。而且由于癌症患者的差异性很大，限定了特殊的靶标基因后，可能会遗漏一部分特殊的癌症患者。除此之外，高深度的靶标测序花费也是极其昂贵，无法在临床上进行普遍的应用。而且上述研究也只是针对于癌症发生转移的晚期病人。

文献Chen Xiaoji,Chang Ching-Wei,Spoerke Jill M,et al.Low-pass Whole-genome Sequencing of Circulating Cell-free DNA Demonstrates Dynamic Changesin Genomic Copy Number in a Squamous Lung Cancer Clinical Cohort..2019,25(7):2254-2263.中Chen等人通过较低深度的全基因组测序方式来检测cfDNA拷贝数变异，从而识别转移的肺鳞癌患者，该方式只能在一部分患者中识别出特定基因的拷贝数变异。意味着该方式只对大量具有拷贝数变异的癌种有用。而较低深度的全基因组测序也容易遗漏一些癌症基因的拷贝数变异区域。而且上述研究也仅仅针对发生癌症转移的晚期病人。

文献Matthew W.Snyder,Martin Kircher,Andrew J.Hill,et al.Cell-free DNAComprises an In Vivo Nucleosome Footprint that Informs Its Tissues-Of-Origin.2016,164(1-2):57-68.中，Matthew等人通过从循环血浆中分离到的cfDNA，获得了基因组范围内核小体占位的图谱，发现cfDNA的分布方式紧密和组织部位有关，通过研究cfDNA来预示核小体的分布方式，从而判断cfDNA的特定来源，可用于临床情况进行无创检测，但其仅限于理论层面，并未涉及具体应用，缺乏对病人cfDNA基因组的全面评价，缺乏cfDNA多组学的评估。

基于此，设计一种能够实现只需低深度的全基因组测序方式就能完全预测早期胃癌患者，能够大幅度地降低癌症早筛的成本并提高筛查准确率的癌症无创早筛方法，对本领域技术人员来说是十分必要的。

发明内容