一种获取胎儿游离DNA浓度的方法技术

本发明专利技术公开一种获取胎儿游离DNA浓度的方法，对母体外周血中的cfDNA片段长度的数据，采用拥有K个正态分布的高斯混合模型，对母体和胎儿的cfDNA进行量化，自动准确的获取五个波峰和对应的分布范围，得到胎儿cfDNA的浓度，为产前无创检测(NIPT)提供更加合适和可靠的胎儿浓度，具有普适性和准确性。本方法通过动态确定母体和胎儿cfDNA片段长度的分布区域，对男胎和女胎都有效，并且对于不同胎儿以及胎龄的样本，能够自动获取并识别母体和胎儿cfDNA的分布，保证了胎儿浓度的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种获取胎儿游离DNA浓度的方法
本专利技术涉及无创产前检测领域，更具体地，涉及一种获取胎儿游离DNA浓度的方法。
技术介绍
无创产前基因检测(NIPT)通过采集孕妇外周血，提取其中的胎儿游离DNA。利用基因测序技术并结合生物信息学分析手段，便可准确判断胎儿是否患有染色体病。当胎儿游离DNA比例过低时可能因为胎儿DNA量太少而不能被检测出来染色体是否有异常，所以胎儿游离DNA浓度检测是无创产前基因检测中至关重要的步骤。现有成熟的胎儿游离DNA浓度检测技术都是基于Y染色体在cfDNA中的含量来确定的，由于女胎不存在Y染色体，因此这个方法不适用于女胎。也有通过划分固定区间来统计母体和胎儿cfDNA片段的数量，以求得胎儿浓度的方法。但是，由于不同样本、不同胎龄的样本，它们的cfDNA片段长度的分布不是固定不变的,该方法无法动态获取准确的统计区间，得到的结果的准确度也受到严重的影响。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种获取胎儿游离DNA浓度的方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种获取胎儿游离DNA浓度的方法，包括以下步骤：S1：获取母血游离DNA(cfDNA)，并统计游离DNA片段长度；S2：将统计游离DNA片段长度输入到高斯混合模型，采用拥有K个正态分布的高斯混合模型，对母体和胎儿的游离DNA进行量化，获取K个波峰和对应的分布范围，得到胎儿游离DNA的浓度；S3：通过搜索比对正态分布的期望的大小，从K个正态分布分布中找出属于母体和胎儿的分布，得到对应的属于母体和胎儿的游离DNA片段数量Ni，其中i表示1到K中属于母体和胎儿的编号；S4：与已知确定的胎儿游离DNA浓度进行三维线性拟合，得到三维线性拟合的系数，对测得的胎儿游离DNA浓度进行优化并输出结果。在一种优选的方案中，步骤S2中，所述高斯混合模型表示为：其中，K为正整数，N(x|μi,σi)为正态分布，μi表示期望，σi表示方差，样本x以πi的概率隶属于正态分布N(x|μi,σi)；在一种优选的方案中，步骤S2中，具体步骤包括：S21：计算样本xj发生的概率p(xj)，其中j＝1…n，n为正整数，p(xj)的公式为：其中S22：则样本xj存在，第k(k＝1,2,…,K)个正态分布发生的概率为：S23：目标函数为：通过最大似然法求得属于母体和胎儿的游离DNA片段数量：更新参数：S24：返回步骤S21，循环直到实现最大化结束。在一种优选的方案中，取K的值为：K＝5。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术提供一种获取胎儿游离DNA浓度的方法，对母体外周血中的cfDNA片段长度的数据，采用拥有K个正态分布的高斯混合模型，对母体和胎儿的cfDNA进行量化，自动准确的获取五个波峰和对应的分布范围，得到胎儿cfDNA的浓度，为产前无创检测(NIPT)提供更加合适和可靠的胎儿浓度，具有普适性和准确性。本方法通过动态确定母体和胎儿cfDNA片段长度的分布区域，对男胎和女胎都有效，并且对于不同胎儿以及胎龄的样本，能够自动获取并识别母体和胎儿cfDNA的分布，保证了胎儿浓度的准确度。附图说明图1为本专利技术获取胎儿游离DNA浓度的方法的流程图。图2为本专利技术步骤S2的具体流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1如图1所示，一种获取胎儿游离DNA浓度的方法，包括以下步骤：S1：获取母血游离DNA(cfDNA)，并统计游离DNA片段长度；S2：将统计游离DNA片段长度输入到高斯混合模型，采用拥有K个正态分布的高斯混合模型，对母体和胎儿的游离DNA进行量化，获取K个波峰和对应的分布范围，得到胎儿游离DNA的浓度；S3：通过搜索比对正态分布的期望的大小，从K个正态分布分布中找出属于母体和胎儿的分布，得到对应的属于母体和胎儿的游离DNA片段数量Ni，其中i表示1到K中属于母体和胎儿的编号；S4：与已知确定的胎儿游离DNA浓度进行三维线性拟合，得到三维线性拟合的系数，对测得的胎儿游离DNA浓度进行优化并输出结果。在具体实施过程中，步骤S2中，所述高斯混合模型表示为：其中，K为正整数，N(x|μi,σi)为正态分布，μi表示期望，σi表示方差，样本x以πi的概率隶属于正态分布N(x|μi,σi)；如图2所示，在具体实施过程中，步骤S2中，具体步骤包括：S21：计算样本xj发生的概率p(xj)，其中j＝1…n，n为正整数，p(xj)的公式为：其中S22：则样本xj存在，第k(k＝1,2,…,K)个正态分布发生的概率为：S23：目标函数为：通过最大似然法求得属于母体和胎儿的游离DNA片段数量：更新参数：S24：返回步骤S21，循环直到实现最大化结束。在具体实施过程中，取K的值为：K＝5。本专利技术提供一种获取胎儿游离DNA浓度的方法，对母体外周血中的cfDNA片段长度的数据，采用拥有K个正态分布的高斯混合模型，对母体和胎儿的cfDNA进行量化，自动准确的获取五个波峰和对应的分布范围，得到胎儿cfDNA的浓度，为产前无创检测(NIPT)提供更加合适和可靠的胎儿浓度，具有普适性和准确性。本方法通过动态确定母体和胎儿cfDNA片段长度的分布区域，对男胎和女胎都有效，并且对于不同胎儿以及胎龄的样本，能够自动获取并识别母体和胎儿cfDNA的分布，保证了胎儿浓度的准确度。显然，本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获取胎儿游离DNA浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取母血游离DNA，并统计游离DNA片段长度；S2：将统计游离DNA片段长度输入到高斯混合模型，采用拥有K个正态分布的高斯混合模型，对母体和胎儿的游离DNA进行量化，获取K个波峰和对应的分布范围，得到胎儿游离DNA的浓度；S3：通过搜索比对正态分布的期望的大小，从K个正态分布分布中找出属于母体和胎儿的分布，得到对应的属于母体和胎儿的游离DNA片段数量Ni，其中i表示1到K中属于母体和胎儿的编号；S4：与已知确定的胎儿游离DNA浓度进行三维线性拟合，得到三维线性拟合的系数，对测得的胎儿游离DNA浓度进行优化并输出结果。

【技术特征摘要】
1.一种获取胎儿游离DNA浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取母血游离DNA，并统计游离DNA片段长度；S2：将统计游离DNA片段长度输入到高斯混合模型，采用拥有K个正态分布的高斯混合模型，对母体和胎儿的游离DNA进行量化，获取K个波峰和对应的分布范围，得到胎儿游离DNA的浓度；S3：通过搜索比对正态分布的期望的大小，从K个正态分布分布中找出属于母体和胎儿的分布，得到对应的属于母体和胎儿的游离DNA片段数量Ni，其中i表示1到K中属于母体和胎儿的编号；S4：与已知确定的胎儿游离DNA浓度进行三维线性拟合，得到三维线性拟合的系数，对测得的胎儿游离DNA浓度进行优化并输出结果。2.根据权利要求1所述的获取胎儿游离DNA浓度的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡天亮，欧阳国军，翁荣涛，杨学习，梁志坤，
申请(专利权)人：广州市达瑞生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44