确定胎儿染色体中微缺失微重复的方法及设备技术

本发明专利技术提供一种确定胎儿染色体中微缺失微重复的方法及设备，包括：获得含有微缺失微重复片段的浓度fm；获得男/女性胎儿核酸浓度fy/fs；计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的比值rmY，或fm与女性胎儿核酸浓度fs的比值rms；根据缺失的拷贝数或重复的拷贝数计算rmY或rms，过滤掉假阳性；取rmY的小数部分dmY，或rms的小数部分dms，判断dmY/dms是否为阳性，否则过滤掉结果；计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的和为amY，或fm与女性胎儿核酸浓度fs的和为ams；根据判定原则对微缺失微重复片段进行过滤，过滤后得到胎儿染色体微缺失微重复片段。

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.

【技术实现步骤摘要】
确定胎儿染色体中微缺失微重复的方法及设备
本专利技术涉及生物医学领域，具体的，确定染色体中微缺失和微重复的方法及设备。
技术介绍
在无创产前检测(NIPT)临床领域，胎儿微缺失微重复的筛查灵敏度较低。现有基于母亲外周血估算胎儿染色体微缺失微重复的方法主要分为以下两个方向：1)基于在母亲血浆中胚胎DNA序列比例的变化估算微缺失微重复。2)利用单核苷酸多态性(SNPs)位点表现的差异化，选择多个SNP位点进行估算。现有的检测方法都存在一定的局限性，检测的方法1)精度较低，会出现大量的假阳性结果，由于结果仅根据某区域内片段的比例的变化来得出检测结果，缺乏有效的过滤方法，假阳性的出现很难避免。方法2)需要探针捕获和高深度测序，或者需要获得父源性信息，高深度捕获需要设计芯片，增加了实验的难度，高深度测序会增加一定的成本，未被捕获的部分则不能进行测定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种确定胎儿染色体中微缺失微重复的方法及设备，该方法通过计算胎儿微缺失微重复的片段浓度及胎儿本身核酸的浓度，对微缺失微重复进行评估，降低假阳性率，精准度高。基于以上目的，本专利技术一方面提供一种确定胎儿染色体中微缺失重复的方法，包括以下步骤：S1、获得含有微缺失微重复片段的浓度fm；S2、获得男性胎儿核酸浓度fy或女性胎儿核酸浓度fs；S3、计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的比值rmY＝fm/fy，或计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与女性胎儿核酸浓度fs的比值rms＝fm/fs；S4、根据缺失的拷贝数或重复的拷贝数计算rmY或rms，过滤掉假阳性；S5、取rmY的小数部分dmY，或rms的小数部分dms，判断dmY或dms是否为阳性，否则过滤掉结果；S6、计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的和为amY＝fm+fy，或计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与女性胎儿核酸浓度fs的和为ams＝fm+fs；S7、根据判定原则对微缺失微重复的片段进行过滤，过滤后得到胎儿染色体微缺失微重复片段。本专利技术另一方面还提供一种确定胎儿染色体中微缺失微重复的设备，包括：微缺失微重复片段浓度计算装置，用于获得含有微缺失微重复片段的浓度fm；胎儿核酸浓度获得装置，用于获得男性胎儿核酸浓度fy或女性胎儿核酸浓度fs；比值计算装置，用于计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的比值rmY＝fm/fy，或计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与女性胎儿核酸浓度fs的比值rms＝fm/fs；第一过滤装置，用于根据缺失的拷贝数或重复的拷贝数计算rmY或rms，过滤掉假阳性；第二过滤装置，用于取rmY的小数部分dmY，或rms的小数部分dms，判断dmY或dms是否为阳性，否则过滤掉结果；和值计算装置，用于计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的和为amY＝fm+fy，或计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与女性胎儿核酸浓度fs的和为ams＝fm+fs；第三过滤装置，用于根据判定原则对微缺失微重复片段进行过滤，过滤后得到胎儿染色体微缺失微重复片段。本专利技术提供的方法及装置，能够精确的确定染色体中的微缺失微重复，尤其适用于确定孕妇外周血中的胎儿染色体的微缺失微重复。同现有技术相比：1、本专利技术不需要额外的芯片设计，节省了芯片设计的费用，并使得实验方法简单。2、不需要高深度的测序，在用全基因组数据进行染色体非整倍性的基础上对数据进行后续的处理，能够直接得出准确的微缺失微重复结果，无需增加数据量。3、克服了现有技术中采用snp的方法可能会遗漏一些捕获无法达到的区域，本专利技术可以在全基因组上进行检测。4、首次实现了用全基因组测序的方法，判断胎儿微缺失微重复浓度。5、降低了假阳性，提高了准确度。6、去除了母体微缺失微重复对胎儿的影响，提高准确度。附图说明图1是本专利技术一实施例中确定胎儿染色体微缺失微重复的方法的流程图。图2是图1实施例中的获得含有微缺失微重复的片段的浓度fm的方法的流程图。图3是图1实施例中的获得含有微缺失微重复终极窗口的方法的流程图。图4是图1实施例中的获得男性胎儿核酸浓度fy的方法的流程图。图5是图1实施例中的获得女性胎儿核酸浓度fs的方法的流程图。图6是图5方法中的获得预定范围的方法的流程图。图7是图5方法中的获得预定的函数的方法的流程图。图8是本专利技术另一实施例中确定胎儿染色体中微缺失微重复的设备的结构框图。图9是图8实施例中的含有微缺失微重复片段的浓度计算装置的结构框图。图10是图8实施例中的微缺失微重复所在终极窗口获得单元的结构框图。图11是图8实施例中的男性胎儿核酸浓度fy获得单元的结构框图。图12是图8实施例中的女性胎儿核酸浓度fs获得单元的结构框图。图13是图8实施例中的预定范围确定元件的结构框图。图14是图8实施例中的预定函数确定元件的结构框图。图15是实施例2中19个样本微缺失微重复结果展示图。主要元件符号说明如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，术语“初级”、“次级”、“终极”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“初级”、“次级”、“终极”的特征可以明示或者隐含地包括一个或更多个该特征。进一步地，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本专利技术中的“唯一比对序列”、“唯一比对测序序列”有时也可称之为“序列”、“测序序列”。术语“母体样品”在本文中是指这样的生物样品，其获自妊娠受试者，例如，妇女。术语“微缺失微重复”是指染色体上出现长度为1.5kb-10Mb的缺失或重复。术语“GC修正”是指对序列中的GC含量进行修正。参见图1，本专利技术提供一种确定胎儿染色体微缺失微重复的方法，包括：S1、获得含有微缺失微重复片段的浓度fm；S2、获得男性胎儿核酸浓度fy或女性胎儿核酸浓度fs；S3、计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的比值rmY＝fm/fy，或计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与女性胎儿核酸浓度fs的比值rms＝fm/fs；S4、根据缺失的拷贝数或重复的拷贝数计算rmY或rms，过滤掉假阳性；S5、取rmY的小数部分dmY，或rms的小数部分dms，判断dmY或dms是否为阳性，否则过滤掉结果；S6、计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的和为amY＝fm+fy，或计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与女性胎儿核酸浓度fs的和为ams＝fm+fs；S7、根据判定原则对微缺失微重复的片段进行过滤，过滤后得到胎儿染色体微缺失微重复片段。专利技术人惊奇的发现，利用本专利技术的方法能够精确的确定染色体中的微缺失微重复，尤其适用于确定孕妇外周血中的胎儿染色体的微缺失微重复。参见图2，根据本专利技术的一个实施例，所述步骤S1中含有微缺失微重复片段的浓度fm通过如下步骤获得：S11、根据含有微缺失微重复的初级窗口，获得不含微缺失微重复的初级窗口，计算含有微缺失微重复的初级窗口的总序列数和含有微缺失微重复的初级窗口的总数目，以及不含有微缺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定胎儿染色体中微缺失微重复的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获得含有微缺失微重复片段的浓度fm；S2、获得男性胎儿核酸浓度fy或女性胎儿核酸浓度fs；S3、计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的比值rmY＝fm/fy，或计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与女性胎儿核酸浓度fs的比值rms＝fm/fs；S4、根据缺失的拷贝数或重复的拷贝数计算rmY或rms，过滤掉假阳性；S5、取rmY的小数部分dmY，或rms的小数部分dms，判断dmY或dms是否为阳性，否则过滤掉结果；S6、计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的和为amY＝fm+fy，或计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与女性胎儿核酸浓度fs的和为ams＝fm+fs；S7、根据判定原则对微缺失微重复的片段进行过滤，过滤后得到胎儿染色体微缺失微重复片段。

【技术特征摘要】
1.一种确定胎儿染色体中微缺失微重复的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获得含有微缺失微重复片段的浓度fm；S2、获得男性胎儿核酸浓度fy或女性胎儿核酸浓度fs；S3、计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的比值rmY＝fm/fy，或计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与女性胎儿核酸浓度fs的比值rms＝fm/fs；S4、根据缺失的拷贝数或重复的拷贝数计算rmY或rms，过滤掉假阳性；S5、取rmY的小数部分dmY，或rms的小数部分dms，判断dmY或dms是否为阳性，否则过滤掉结果；S6、计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与男性胎儿核酸浓度fy的和为amY＝fm+fy，或计算含有微缺失微重复片段的浓度fm与女性胎儿核酸浓度fs的和为ams＝fm+fs；S7、根据判定原则对微缺失微重复的片段进行过滤，过滤后得到胎儿染色体微缺失微重复片段。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中含有微缺失微重复片段的浓度fm通过如下步骤获得：S11、根据含有微缺失微重复的初级窗口，获得不含微缺失微重复的初级窗口，计算含有微缺失微重复的初级窗口的总序列数和含有微缺失微重复的初级窗口的总数目，以及不含有微缺失微重复的初级窗口的总序列数和不含有微缺失微重复的初级窗口的总数目；S12、获得含有微缺失微重复的初级窗口的平均深度d1，d1＝含有微缺失微重复的初级窗口的总序列数/含有微缺失微重复的初级窗口的数目；S13、获得不含微缺失微重复的初级窗口的平均深度d2，d2＝不含微缺失微重复的初级窗口的总序列数/不含微缺失微重复的初级窗口的总数目；S14、计算含有微缺失微重复片段的浓度fm，fm＝2×︱d2-d1︱/d2。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含有微缺失微重复的终极窗口通过以下步骤获得：S111、对含有游离核酸的生物样本进行核酸测序，以便获得由多个测序数据构成的测序结果；S112、将所述测序结果与参考基因组进行比对，以便构建唯一比对测序序列集，所述唯一比对测序序列集中的每一个测序序列仅能够与所述参考基因组的一个位置匹配；S113、确定所述唯一比对测序序列集中各唯一比对测序序列的长度；S114、按照预定长度将参考基因组划分为多个初级窗口，所述预定长度为1bp～5M；S115、统计所述各唯一比对测序序列落入各个初级窗口的数目；S116、对落入初级窗口中的序列数进行GC修正，以及对修正后的结果进行批次间调整；S117、将预定数目个相邻的初级窗口合并为多个次级窗口，确定各个次级窗口中的序列数目；S118、对各个次级窗口进行统计检验，计算出T1值，根据所述T1值过滤所述次级窗口；S119、对过滤后的次级窗口进行统计检验，计算出T2值，根据所述T2值将相邻两个无显著性差异的次级窗口合并为终极窗口；S120、重复步骤S118-S120，直至无法合并；S121、对最终合并得到的终极窗口进行假设检验，获得含有微缺失微重复的终极窗口。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S114中的预定长度为1bp～5M，所述步骤S117中的预定数目为5～100个。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S118中T1值包括根据Z检验或T检验计算得到，所述过滤为将T1值在-3～3之间的次级窗口过滤掉。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S119中T2值包括根据秩和检验、符号检验或游程检验计算得到，所述无显著性差异为相邻两个窗口的T2值在-3～3之间。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜伯乐，蒋馥蔓，郭宇来，韩颖鑫，高晓峘，李胜，
申请(专利权)人：广州精科医学检验所有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44