一种用于检测胎儿染色体非整倍性的无创性产前检测系统技术方案

本发明专利技术提供一种适用于大规模平行测序的DNA片段范围，其特征在于所述DNA片段范围为80‑155bp。本发明专利技术还提供一种用于检测胎儿13、18、21号染色体非整倍性的无创性产前检测系统，该无创性产前检测系统通过对来源于孕妇的外周血中游离DNA进行检测。本发明专利技术的DNA片段范围和无创性产前检测系统用于检测胎儿13、18、21号染色体非整倍性，尤其是13号和18号染色体的非整倍性具有良好的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测胎儿染色体非整倍性的无创性产前检测系统
本申请涉及非侵入性产前检测领域，具体涉及一种检测胎儿13、18、21号染色体异常的无创性产前检测系统。
技术介绍
目前孕期对胎儿染色体进行检测的方法包括有创性和无创性两大类，有创性检查主要是通过早、中、晚孕期采集胎儿标本经过体外培养对染色体进行核型分析，是诊断染色体异常的金标准，但是培养周期长，有培养失败的可能，且有发生流产、死胎、感染等风险(边旭明等，染色体异常产前筛查和产前诊断工作任重而道远，中国实用妇科与产科杂志，2010，26(12)：889-890)，部分孕妇存在心理负担。无创性产前检测(non-invasiveprenataltesting，NIPT)主要包括产前筛查和近些年发展起来的胎儿染色体非整倍体无创基因检测，前者通过对母亲体内血清标志物的分析间接对胎儿进行风险评估，而后者是通过对母血中胎儿游离DNA(cellfreefetalDNA，cffDNA)，cffDNA)进行直接分析，对胎儿染色体病诊断起到辅助作用，其流程简便，且无流产、感染等风险，易于为孕妇接受，是产前诊断未来的发展方向。胎儿染色体非整倍体无创基因检测的基础源于1997年LO等(LOYM等，PresenceoffetalDNAinmaternalplasmaandserum[J].Lancet，1997，350(9076)：485-487)的研究，该研究表明cffDNA能够在孕妇的外周血中被重复稳定地检测到。由于血浆中cffDNA主要来源于凋亡的细胞，因此绝大部分cffDNA片段长度＜300bp。在母体血浆中，循环游离胎儿DNA分子大小检测是非侵入性产前检测的重要检测方法。胎儿DNA分子是决定NIPT整体表现和解释临床评估的主要因素，并且总体游离胎儿DNA分子的比例表示为孕妇血浆中的胎儿DNA分数(或称为胎儿DNA百分比)。对于无创性产前检测，现在基于游离细胞DNA分子大小的方法被广泛使用。现有技术通过使用配对末端大规模平行测序和基于微芯片的毛细管电泳进行血浆DNA大小分析，胎儿DNA分子可以从母体血浆DNA的总体大小分布推断出来。胎儿DNA分数是影响使用母体血浆DNA的无创产前检测准确性的关键参数。卢煜明教授的论文《Size-basedmoleculardiagnosticsusingplasmaDNAfornoninvasiveprenataltesting》中详细介绍了这一技术。外周血中胎儿DNA含量极少，使用源自母系血浆DNA进行基于大小的分子诊断并没有办法直接判断一些游离DNA片段是源自于胎儿DNA分子片段的还是母亲的。目前，针对由21号染色体非整倍性引起的唐氏综合症(Downsyndrome)的产前筛查的准确性已经非常高，但是，目前的技术对由13号染色体非整倍性引起的帕陶综合症(Patausyndrome)和由18号染色体非整倍性引起的爱德华综合症(Edwardssyndrome)的NIPT检测的准确率没有对由21号染色体非整倍性引起的唐氏综合症的高。因此，如何提升了对13、18、21号染色体非整倍性NIPT检测的准确性，尤其是对13号和18号染色体非整倍性NIPT检测的准确性，成为该领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种适用于大规模平行测序的DNA片段范围，该DNA片段范围为80-155bp。本专利技术还提供了一种用于检测胎儿13、18、21号染色体非整倍性的无创性产前检测系统，该无创性产前检测系统检测的样本来源于怀有所述胎儿的孕妇的外周血，以筛查前述胎儿具有13、18、21号染色体非整倍性的风险；该无创性产前检测系统包括大规模平行测序装置，该大规模平行测序装置在测序时所针对的DNA片段的范围根据上述范围确定。根据本专利技术的一个实施方式，上述无创性产前检测系统还包括样品收集和提取装置以及文库制备装置，其中，在该样品收集和提取装置中收集并提取前述外周血中的DNA，并接着使用文库制备装置处理使外周血中的DNA具有前述DNA片段范围。根据本专利技术的一个实施方式，上述无创性产前检测系统中的样品收集和提取装置进一步包括样品的浓缩装置。根据本专利技术的一个实施方式，上述无创性产前检测系统中大规模平行测序装置为基于所述DNA片段大小的测序装置。根据本专利技术的一个实施方式，上述无创性产前检测系统还包括位于大规模平行测序装置下游的用于鉴定DNA片段来源于哪条核酸序列的定位装置。根据本专利技术的一个实施方式，上述无创性产前检测系统还包括位于前述定位装置下游的数据分析装置，该数据分析装置分析13、18、21号染色体的基因的大小分布值，并确定检测13、18、21号染色体非整倍性的z值截断值；以及比较该大小分布值与z值截断值。根据本专利技术的一个实施方式，上述无创性产前检测系统中的z值截断值为大于或等于2.5。本专利技术提供了一种无创性产前检测系统，其具有优于现有技术的灵敏度和特异性。针对现有的无创性产前DNA检测中存在的帕陶综合症(Patausyndrome)的NIPT检测的准确率不足的问题，提供了优秀的解决方案。本专利技术的无创性产前检测系统用于检测胎儿13、18、21号染色体非整倍性具有良好的效果，尤其是对13号和18号染色体非整倍性的检测具有优于现有技术的效果。附图说明图1表示本专利技术的组成及流程图；图2表示一个样本的染色体占比的结果；图3表示13、18、21号染色体非整倍体组以及整倍体四组染色体占比平均值的对比图；图4表示13、18、21号染色体三体综合征对应下界的特异度和敏感度；图5表示13、18、21号染色体三体综合征对应上界的特异度和敏感度；图6表示采用本专利技术的DNA分子大小进行NIPT的灵敏度和特异度的结果；其中，图6(A)为对13号染色体三体综合征的检测结果，图6(B)为对18号染色体三体综合征的检测结果，图6(C)为对21号染色体三体综合征的检测结果；图7表示采用全范围的DNA分子大小进行NIPT的灵敏度和特异度的结果；其中，图7(A)为对13号染色体三体综合征的检测结果，图7(B)为对18号染色体三体综合征的检测结果，图7(C)为对21号染色体三体综合征的检测结果。具体实施方式自无创性产前检测(NIPT)的方法专利技术以来，对21号染色体三体综合征的检测准确度已可达到令人满意的水平，但现有技术中对于13号染色体的三体综合征的检测准确度却不能令人满意。因而本专利技术在现有的NIPT技术的基础上针对13号染色体检测的准确度(包括灵敏度和特异度)做出了进一步改进。本专利技术通过大规模平行基因组测序来确定DNA分子的大小，具体使用的测序装置并不受特别限制，包括但不限于Illumina基因组分析仪平台(利用合成测序)、ABISOLiD(利用连接测序)、Roche454平台以及Helicos单分子测序平台、PacificBioscience、纳米孔测序等。本专利技术中的z值(z-score)可以通过如下方法计算，首先计算每一病例的感兴趣的染色体的百分比。然后，计算参照病例的染色体表现的均值和标准偏差。本专利技术的结果显示z值的截断值(cutoffvalue)为≥2.5可取得令人满意的灵敏度和特异度。为了详细说明本专利技术的技术方案，结合附图并通过以下具体的实施例对本专利技术进行详细说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于大规模平行测序的DNA片段范围，其特征在于所述DNA片段范围为80‑155bp。

【技术特征摘要】
1.一种适用于大规模平行测序的DNA片段范围，其特征在于所述DNA片段范围为80-155bp。2.一种用于检测胎儿13、18、21号染色体非整倍性的无创性产前检测系统，所述无创性产前检测系统检测的样本来源于怀有所述胎儿的孕妇的外周血；所述无创性产前检测系统包括大规模平行测序装置，所述大规模平行测序装置在测序时所针对的DNA片段的范围根据权利要求1确定。3.根据权利要求2所述的无创性产前检测系统，还包括样品收集和提取装置以及文库制备装置，其中，在所述样品收集和提取装置中收集并提取所述外周血中的DNA，并接着使用所述文库制备装置处理使所述外周血中的DNA具有根据权利要求1所述的DN...

【专利技术属性】
技术研发人员：马旭，路建波，
申请(专利权)人：国家卫生计生委科学技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11