[发明专利]一种基于二代测序的人类白细胞抗原分型系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于二代测序的人类白细胞抗原分型系统和方法。该系统，包括：二代测序模块，用于DNA样本的二代测序；高精度HLA比对模块，用于通过高精度高稳定性的比对方法将二代测序数据比对至HLA参考序列上；HLA分型模块，用于利用距离矩阵方法对比对至HLA参考序列上的数据进行HLA分型；高精度HLA比对模块分别与二代测序模块和HLA分型模块信号连接。本发明解决了HLA分型准确度和稳定性低的问题。通过优选高精度高稳定性的方法，本发明能够在保持准确度的前提下，大幅提升HLA分型的稳定性，从而提升下游免疫治疗疗法的有效性与安全性。

技术领域

本发明涉及生物医药领域，具体涉及一种基于二代测序的人类白细胞抗原分型系统和方法。

背景技术

免疫治疗是近年来兴起的一种新型肿瘤治疗手段。相对于手术切除、传统放化疗、靶向治疗等方法，免疫治疗效果更为显著、副作用较小，且患者获益时间更长。经典的免疫治疗方案使用注射免疫检查点抑制剂达到激活患者免疫细胞的目的，但激活的免疫细胞往往不能特异性攻击肿瘤细胞，反而可能攻击正常细胞，导致免疫治疗仅适用于肿瘤与正常组织差异较大的患者，极大限制了免疫治疗的适用范围、安全性和疗效。在此基础上发展出肿瘤新生抗原疫苗、肿瘤新生抗原体外T细胞激活培养等方法，使激活的免疫细胞对肿瘤细胞的特异性更高，从而提升免疫治疗的泛用性与安全性。

肿瘤新生抗原疫苗和肿瘤新生抗原体外T细胞激活培养等方法的基础是准确的人类白细胞抗原(HLA)分型。只有对患者的HLA等位基因(allele)进行准确的分型，才能获得后续准确的肿瘤新生抗原。但人类可能拥有的HLA allele数以万计，且各个allele之间序列相似度极高，因此对HLA分型存在一定困难。

目前公开的HLA分型软件使用了各类不同的比对方法，但均是非主流软件(比如NovoAlign、RazorS3等)，这些软件更新迭代慢，且稳定性较差。而主流比对软件bowtie2和bwa虽然稳定性高，泛用性广，但由于各HLA allele相似性极高，比对效果不佳。

发明内容

为了在保持准确性的同时获得较高的稳定性，本发明结合主流软件的比对特性，修改了比对方法，从而将主流比对软件应用于HLA分型中。本发明公开了一种基于二代测序的人类白细胞抗原分型系统，包括：

二代测序模块，用于DNA样本的二代测序；

高精度HLA比对模块，用于通过高精度高稳定性的比对方法将二代测序数据比对至HLA参考序列上；

HLA分型模块，用于利用距离矩阵方法对比对至HLA参考序列上的数据进行HLA分型；

高精度HLA比对模块分别与二代测序模块和HLA分型模块信号连接。

进一步地，信号连接包括电信号连接和数字信号连接中的一种或者两种。

具体地，二代测序模块，用于DNA样本使用全外显子或者定制panel捕获后进行二代测序；

进一步地，高精度高稳定性的比对方法指，利用IMGT数据库中记录的所有HLA分型的序列，作为HLA参考序列，再使用主流比对软件bowtie2或bwa进行序列比对。

进一步地，距离矩阵方法为使用Polysolver、OptiType或Athlates软件的距离矩阵方法。

本发明还公开了一种基于二代测序的人类白细胞抗原分型方法，包括如下步骤：

步骤1、对DNA样本使用全外显子或定制panel捕获后进行二代测序；

步骤2、利用高精度高稳定性的比对方法，将二代测序数据比对至HLA参考序列上；

步骤3、利用距离矩阵方法对比对至HLA参考序列上的数据进行HLA分型。

进一步地，DNA样本来自外周血、实体组织中的一种或多种。