確定胎兒染色體中微缺失微重復的方法及設備技術

本發明專利技術提供一種確定胎兒染色體中微缺失微重復的方法及設備，包括：獲得含有微缺失微重復片段的濃度fm；獲得男/女性胎兒核酸濃度fy/fs；計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的比值rmY，或fm與女性胎兒核酸濃度fs的比值rms；根據缺失的拷貝數或重復的拷貝數計算rmY或rms，過濾掉假陽性；取rmY的小數部分dmY，或rms的小數部分dms，判斷dmY/dms是否為陽性，否則過濾掉結果；計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的和為amY，或fm與女性胎兒核酸濃度fs的和為ams；根據判定原則對微缺失微重復片段進行過濾，過濾后得到胎兒染色體微缺失微重復片段。

Method and apparatus for determining microdeletion in fetal chromosomes

The invention provides a method for determining fetal chromosome microdeletion and microduplication method of equipment, including: obtaining the concentration of FM containing micro deletion of repeats; for male / female fetal DNA concentration fy/fs; rmY ratio calculation contains microdeletions of repetition of micro FM and the density of male fetal nucleic acid concentration FY, the ratio of RMS or FM women with fetal nucleic acid concentration FS; calculation of rmY or RMS according to the deletion of copy number or duplicate copy number, to filter out false positive; rmY fraction of dmY or RMS, the fractional part of DMS, to determine whether the dmY/dms is positive, otherwise the filtered results; calculation of microdeletions of microsatellite repeat fragment containing the FM concentration male fetal DNA concentrations of FY and amY, or FM and female fetal nucleic acid concentrations of FS and AMS; according to the criterion of microdeletions of microsatellite repeat fragments were obtained after filtration, filtration of fetal chromosome Microdeletion repeats.

【技術實現步驟摘要】
確定胎兒染色體中微缺失微重復的方法及設備
本專利技術涉及生物醫學領域，具體的，確定染色體中微缺失和微重復的方法及設備。
技術介紹
在無創產前檢測(NIPT)臨床領域，胎兒微缺失微重復的篩查靈敏度較低。現有基于母親外周血估算胎兒染色體微缺失微重復的方法主要分為以下兩個方向：1)基于在母親血漿中胚胎DNA序列比例的變化估算微缺失微重復。2)利用單核苷酸多態性(SNPs)位點表現的差異化，選擇多個SNP位點進行估算。現有的檢測方法都存在一定的局限性，檢測的方法1)精度較低，會出現大量的假陽性結果，由于結果僅根據某區域內片段的比例的變化來得出檢測結果，缺乏有效的過濾方法，假陽性的出現很難避免。方法2)需要探針捕獲和高深度測序，或者需要獲得父源性信息，高深度捕獲需要設計芯片，增加了實驗的難度，高深度測序會增加一定的成本，未被捕獲的部分則不能進行測定。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種確定胎兒染色體中微缺失微重復的方法及設備，該方法通過計算胎兒微缺失微重復的片段濃度及胎兒本身核酸的濃度，對微缺失微重復進行評估，降低假陽性率，精準度高。基于以上目的，本專利技術一方面提供一種確定胎兒染色體中微缺失重復的方法，包括以下步驟：S1、獲得含有微缺失微重復片段的濃度fm；S2、獲得男性胎兒核酸濃度fy或女性胎兒核酸濃度fs；S3、計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的比值rmY＝fm/fy，或計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與女性胎兒核酸濃度fs的比值rms＝fm/fs；S4、根據缺失的拷貝數或重復的拷貝數計算rmY或rms，過濾掉假陽性；S5、取rmY的小數部分dmY，或rms的小數部分dms，判斷dmY或dms是否為陽性，否則過濾掉結果；S6、計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的和為amY＝fm+fy，或計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與女性胎兒核酸濃度fs的和為ams＝fm+fs；S7、根據判定原則對微缺失微重復的片段進行過濾，過濾后得到胎兒染色體微缺失微重復片段。本專利技術另一方面還提供一種確定胎兒染色體中微缺失微重復的設備，包括：微缺失微重復片段濃度計算裝置，用于獲得含有微缺失微重復片段的濃度fm；胎兒核酸濃度獲得裝置，用于獲得男性胎兒核酸濃度fy或女性胎兒核酸濃度fs；比值計算裝置，用于計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的比值rmY＝fm/fy，或計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與女性胎兒核酸濃度fs的比值rms＝fm/fs；第一過濾裝置，用于根據缺失的拷貝數或重復的拷貝數計算rmY或rms，過濾掉假陽性；第二過濾裝置，用于取rmY的小數部分dmY，或rms的小數部分dms，判斷dmY或dms是否為陽性，否則過濾掉結果；和值計算裝置，用于計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的和為amY＝fm+fy，或計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與女性胎兒核酸濃度fs的和為ams＝fm+fs；第三過濾裝置，用于根據判定原則對微缺失微重復片段進行過濾，過濾后得到胎兒染色體微缺失微重復片段。本專利技術提供的方法及裝置，能夠精確的確定染色體中的微缺失微重復，尤其適用于確定孕婦外周血中的胎兒染色體的微缺失微重復。同現有技術相比：1、本專利技術不需要額外的芯片設計，節省了芯片設計的費用，并使得實驗方法簡單。2、不需要高深度的測序，在用全基因組數據進行染色體非整倍性的基礎上對數據進行后續的處理，能夠直接得出準確的微缺失微重復結果，無需增加數據量。3、克服了現有技術中采用snp的方法可能會遺漏一些捕獲無法達到的區域，本專利技術可以在全基因組上進行檢測。4、首次實現了用全基因組測序的方法，判斷胎兒微缺失微重復濃度。5、降低了假陽性，提高了準確度。6、去除了母體微缺失微重復對胎兒的影響，提高準確度。附圖說明圖1是本專利技術一實施例中確定胎兒染色體微缺失微重復的方法的流程圖。圖2是圖1實施例中的獲得含有微缺失微重復的片段的濃度fm的方法的流程圖。圖3是圖1實施例中的獲得含有微缺失微重復終極窗口的方法的流程圖。圖4是圖1實施例中的獲得男性胎兒核酸濃度fy的方法的流程圖。圖5是圖1實施例中的獲得女性胎兒核酸濃度fs的方法的流程圖。圖6是圖5方法中的獲得預定范圍的方法的流程圖。圖7是圖5方法中的獲得預定的函數的方法的流程圖。圖8是本專利技術另一實施例中確定胎兒染色體中微缺失微重復的設備的結構框圖。圖9是圖8實施例中的含有微缺失微重復片段的濃度計算裝置的結構框圖。圖10是圖8實施例中的微缺失微重復所在終極窗口獲得單元的結構框圖。圖11是圖8實施例中的男性胎兒核酸濃度fy獲得單元的結構框圖。圖12是圖8實施例中的女性胎兒核酸濃度fs獲得單元的結構框圖。圖13是圖8實施例中的預定范圍確定元件的結構框圖。圖14是圖8實施例中的預定函數確定元件的結構框圖。圖15是實施例2中19個樣本微缺失微重復結果展示圖。主要元件符號說明如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本專利技術。具體實施方式下面詳細描述本專利技術的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。需要說明的是，術語“初級”、“次級”、“終極”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“初級”、“次級”、“終極”的特征可以明示或者隱含地包括一個或更多個該特征。進一步地，在本專利技術的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。本專利技術中的“唯一比對序列”、“唯一比對測序序列”有時也可稱之為“序列”、“測序序列”。術語“母體樣品”在本文中是指這樣的生物樣品，其獲自妊娠受試者，例如，婦女。術語“微缺失微重復”是指染色體上出現長度為1.5kb-10Mb的缺失或重復。術語“GC修正”是指對序列中的GC含量進行修正。參見圖1，本專利技術提供一種確定胎兒染色體微缺失微重復的方法，包括：S1、獲得含有微缺失微重復片段的濃度fm；S2、獲得男性胎兒核酸濃度fy或女性胎兒核酸濃度fs；S3、計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的比值rmY＝fm/fy，或計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與女性胎兒核酸濃度fs的比值rms＝fm/fs；S4、根據缺失的拷貝數或重復的拷貝數計算rmY或rms，過濾掉假陽性；S5、取rmY的小數部分dmY，或rms的小數部分dms，判斷dmY或dms是否為陽性，否則過濾掉結果；S6、計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的和為amY＝fm+fy，或計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與女性胎兒核酸濃度fs的和為ams＝fm+fs；S7、根據判定原則對微缺失微重復的片段進行過濾，過濾后得到胎兒染色體微缺失微重復片段。專利技術人驚奇的發現，利用本專利技術的方法能夠精確的確定染色體中的微缺失微重復，尤其適用于確定孕婦外周血中的胎兒染色體的微缺失微重復。參見圖2，根據本專利技術的一個實施例，所述步驟S1中含有微缺失微重復片段的濃度fm通過如下步驟獲得：S11、根據含有微缺失微重復的初級窗口，獲得不含微缺失微重復的初級窗口，計算含有微缺失微重復的初級窗口的總序列數和含有微缺失微重復的初級窗口的總數目，以及不含有微缺本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種確定胎兒染色體中微缺失微重復的方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、獲得含有微缺失微重復片段的濃度fm；S2、獲得男性胎兒核酸濃度fy或女性胎兒核酸濃度fs；S3、計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的比值rmY＝fm/fy，或計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與女性胎兒核酸濃度fs的比值rms＝fm/fs；S4、根據缺失的拷貝數或重復的拷貝數計算rmY或rms，過濾掉假陽性；S5、取rmY的小數部分dmY，或rms的小數部分dms，判斷dmY或dms是否為陽性，否則過濾掉結果；S6、計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的和為amY＝fm+fy，或計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與女性胎兒核酸濃度fs的和為ams＝fm+fs；S7、根據判定原則對微缺失微重復的片段進行過濾，過濾后得到胎兒染色體微缺失微重復片段。

【技術特征摘要】
1.一種確定胎兒染色體中微缺失微重復的方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、獲得含有微缺失微重復片段的濃度fm；S2、獲得男性胎兒核酸濃度fy或女性胎兒核酸濃度fs；S3、計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的比值rmY＝fm/fy，或計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與女性胎兒核酸濃度fs的比值rms＝fm/fs；S4、根據缺失的拷貝數或重復的拷貝數計算rmY或rms，過濾掉假陽性；S5、取rmY的小數部分dmY，或rms的小數部分dms，判斷dmY或dms是否為陽性，否則過濾掉結果；S6、計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與男性胎兒核酸濃度fy的和為amY＝fm+fy，或計算含有微缺失微重復片段的濃度fm與女性胎兒核酸濃度fs的和為ams＝fm+fs；S7、根據判定原則對微缺失微重復的片段進行過濾，過濾后得到胎兒染色體微缺失微重復片段。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中含有微缺失微重復片段的濃度fm通過如下步驟獲得：S11、根據含有微缺失微重復的初級窗口，獲得不含微缺失微重復的初級窗口，計算含有微缺失微重復的初級窗口的總序列數和含有微缺失微重復的初級窗口的總數目，以及不含有微缺失微重復的初級窗口的總序列數和不含有微缺失微重復的初級窗口的總數目；S12、獲得含有微缺失微重復的初級窗口的平均深度d1，d1＝含有微缺失微重復的初級窗口的總序列數/含有微缺失微重復的初級窗口的數目；S13、獲得不含微缺失微重復的初級窗口的平均深度d2，d2＝不含微缺失微重復的初級窗口的總序列數/不含微缺失微重復的初級窗口的總數目；S14、計算含有微缺失微重復片段的濃度fm，fm＝2×︱d2-d1︱/d2。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述含有微缺失微重復的終極窗口通過以下步驟獲得：S111、對含有游離核酸的生物樣本進行核酸測序，以便獲得由多個測序數據構成的測序結果；S112、將所述測序結果與參考基因組進行比對，以便構建唯一比對測序序列集，所述唯一比對測序序列集中的每一個測序序列僅能夠與所述參考基因組的一個位置匹配；S113、確定所述唯一比對測序序列集中各唯一比對測序序列的長度；S114、按照預定長度將參考基因組劃分為多個初級窗口，所述預定長度為1bp～5M；S115、統計所述各唯一比對測序序列落入各個初級窗口的數目；S116、對落入初級窗口中的序列數進行GC修正，以及對修正后的結果進行批次間調整；S117、將預定數目個相鄰的初級窗口合并為多個次級窗口，確定各個次級窗口中的序列數目；S118、對各個次級窗口進行統計檢驗，計算出T1值，根據所述T1值過濾所述次級窗口；S119、對過濾后的次級窗口進行統計檢驗，計算出T2值，根據所述T2值將相鄰兩個無顯著性差異的次級窗口合并為終極窗口；S120、重復步驟S118-S120，直至無法合并；S121、對最終合并得到的終極窗口進行假設檢驗，獲得含有微缺失微重復的終極窗口。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S114中的預定長度為1bp～5M，所述步驟S117中的預定數目為5～100個。5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S118中T1值包括根據Z檢驗或T檢驗計算得到，所述過濾為將T1值在-3～3之間的次級窗口過濾掉。6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S119中T2值包括根據秩和檢驗、符號檢驗或游程檢驗計算得到，所述無顯著性差異為相鄰兩個窗口的T2值在-3～3之間。7.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜伯樂，蔣馥蔓，郭宇來，韓穎鑫，高曉峘，李勝，
申請(專利權)人：廣州精科醫學檢驗所有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44