[发明专利]一种鉴定cfDNA变异来源的方法和系统

说明书

本发明提供了一种鉴定cfDNA变异来源的方法和系统，所述方法包括测序数据的获取及处理，提取插入片段长度和预测未知突变类型。本发明的方法能够实现cfDNA变异来源的准确区分，进而实现肿瘤治疗的准确决策。

技术领域

本发明属于生物物理领域，涉及一种鉴定cfDNA变异来源的方法和系统。

背景技术

细胞游离DNA(Cell-free DNA，cfDNA)是血液循环或其它体液中游离于细胞外的DNA片段，目前普遍认为cfDNA主要来源于凋亡、衰老的血细胞释放的DNA碎片，在某些疾病和特殊状态下，其它细胞也会释放DNA到血液中，比如肿瘤细胞来源的循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)(李禹龙，贺建勋，曾小莉，袁慧。血浆游离DNA检测临床意义的研究进展[J]。中华检验医学杂志，2019,42(4):318-322.)。ctDNA携带了很多关于肿瘤的信息，包括基因突变、缺失、插入、重排、拷贝数异常及甲基化等。Mandel和Metais(Mandel,P.Metais,Les acides nucléiques du plasma sanguin chez l’Homme.C.R.Seances Soc.Biol.Fil.142,241-243.)于1948年首次在外周血中发现了cfDNA，随着对它的深入了解，cfDNA被应用于产前诊断、免疫性疾病分析、癌症筛查及诊断等领域，尤其是在肿瘤个性化治疗领域具有巨大的应用价值，现在cfDNA已经成为液体活检最重要的靶分子之一。

目前cfDNA检测结果中的变异大量来自于克隆性造血。克隆性造血来源的变异是有基因突变的造血干细胞，通过多系造血分化，形成携带同样突变的终末分化成熟血细胞，虽然其中一些突变会导致后代血细胞具备适应性优势，出现不成比例的扩增，但是这种克隆性扩增并不是恶性的。克隆性造血会导致cfDNA检测到的肿瘤突变负荷(Tumor MutationBurden，TMB)严重偏高，进而影响肿瘤免疫治疗相关的临床决策。因此区分cfDNA检出的变异是来自肿瘤的变异还是来自克隆性造血对于肿瘤患者的后续治疗至关重要。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种鉴定cfDNA变异来源的方法和系统，采用所述方法和系统可以区分出cfDNA变异的来源，进而指导临床采取最准确有效的治疗。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种不依赖白细胞深度测序区分cfDNA变异来源的方法，所述方法包括：

数据获取：接收来自受试者样本的cfDNA的序列信息；

序列特征提取：分析提取cfDNA序列特征，所述cfDNA序列特征包括cfDNA变异、变异位点所在cfDNA片段的长度；

突变来源预测：通过特征信息的分析来判断cfDNA变异的来源。

进一步，所述序列信息可以为双端测序或者单端测序。

进一步，所述提取cfDNA变异的步骤包括：测序数据质控、比对、变异识别以及变异筛选。

进一步，所述变异筛选为选择突变丰度高于设定阈值(如2％)的cfDNA变异。

进一步，提取cfDNA片段的长度的步骤包括：

(1)当采用双端测序时，获取变异位点所在cfDNA片段比对到参考基因组上的位置；根据比对的位置计算cfDNA片段的长度；

(2)当采用双端测序时，利用同一分子的正反向读序的重叠区域进行拼接得到变异位点所在cfDNA片段并计算cfDNA片段的长度；

(3)当采用单端测序时，获取变异位点所在cfDNA片段的长度。

进一步，根据比对位置计算cfDNA片段的长度的步骤包括：