基于二代测序血液样本的微卫星不稳定检测方法和装置制造方法及图纸

一种基于二代测序血液样本的微卫星不稳定检测方法和装置，其中方法包括：获取待测血液样本和对照样本的目标区域捕获二代测序数据；从基因组中找到微卫星位点；过滤掉覆盖度低于设定的覆盖度阈值的微卫星位点以及比对质量低于设定的比对质量阈值的微卫星位点；统计微卫星位点的各重复次数以及相应支持测序序列数；对各重复次数以及相应支持测序序列数进行标准化；计算每个微卫星位点上待测血液样本与对照样本各重复次数标准化结果的差值的绝对值并求各绝对值之和，作为每个微卫星位点的微卫星不稳定性；计算所有微卫星位点的微卫星不稳定性的平均值作为样本的微卫星不稳定性。本发明专利技术解决了无法获取组织的情况下难以检测微卫星不稳定的问题。

Detection method and device of microsatellite instability based on second generation sequenced blood samples

【技术实现步骤摘要】
基于二代测序血液样本的微卫星不稳定检测方法和装置
本专利技术涉及生物信息学
，具体涉及一种基于二代测序血液样本的微卫星不稳定检测方法和装置。
技术介绍
癌症是全球最主要的非传染性疾病之一，也是死亡率很高的一种病种，在我国，每年有接近430万人被诊断为癌症，有超过280万人死于癌症。抗肿瘤靶向药物和免疫检查点抑制剂是目前治疗癌症较为有效的手段，目前比较公认的免疫检查点抑制剂PD-1疗效评估潜在指标是MSI(微卫星不稳定)，MSI的计算是基于肿瘤中的串联重复序列在体细胞相对于血液白细胞对照的分布情况。一般临床上建议这些药物在用于肿瘤治疗前进行基因检测以确定是否适合用药，以及用哪种药物。目前常见的检测MSI的方法都在组织中实现。有PCR法直接检测少数微卫星位点稳定情况，IHC法检测错配修复基因的表达情况间接得到微卫星稳定性。也有二代测序的方法检测微卫星稳定情况，该方法类似PCR法，不过检测的微卫星位点多于PCR法，准确性得到提升。然而，以上方法都是基于可以获取患者组织样本的情况下进行的，如果无法获得患者组织样本，就不能检测微卫星不稳定情况。如果强行检测血液DNA，可能会由于血液样本中肿瘤纯度较低而无法区分稳定/不稳定情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于二代测序血液样本的微卫星不稳定检测方法和装置，解决了无法获取组织的情况下难以检测微卫星不稳定的问题。根据第一方面，一种实施例中提供一种基于二代测序血液样本的微卫星不稳定检测方法，包括：获取同一受检个体的待测血液样本和对照样本的目标区域捕获二代测序数据；从上述待测血液样本和对照样本的基因组中找到微卫星位点；过滤掉覆盖度低于设定的覆盖度阈值的微卫星位点以及比对质量低于设定的比对质量阈值的微卫星位点；统计待测血液样本和对照样本中过滤后保留的每个微卫星位点的不同重复次数以及各重复次数的支持测序序列数，并进行标准化，获得待测血液样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果和对照样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果；计算上述待测血液样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果与上述对照样本的相对应的微卫星位点的相同重复次数的标准化结果的差值的绝对值并求各绝对值之和，作为待测血液样本的每个微卫星位点的微卫星不稳定性；计算所有微卫星位点的微卫星不稳定性的平均值作为待测血液样本的微卫星不稳定性，并根据设定的微卫星不稳定性阈值将等于或高于阈值的待测血液样本判定为微卫星不稳定，低于阈值的待测血液样本判定为微卫星稳定。在优选实施例中，上述微卫星位点包括单碱基/多碱基重复次数在5-15之间的重复序列。在优选实施例中，上述设定的覆盖度阈值是150；上述设定的比对质量阈值是50。在优选实施例中，上述设定的微卫星不稳定性阈值为20％。在优选实施例中，上述方法还包括：上述待测血液样本的微卫星不稳定性低于微卫星不稳定性阈值时，计算待测血液样本中的体细胞突变的突变频率平均值，作为肿瘤纯度；将肿瘤纯度低于设定的肿瘤纯度阈值的待测血液样本判断为可能的微卫星稳定假阴性以进一步验证。在优选实施例中，上述肿瘤纯度阈值为1％。在优选实施例中，上述方法还包括：上述待测血液样本的微卫星不稳定性等于或高于微卫星不稳定性阈值时，根据体细胞突变个数确定待测血液样本中的肿瘤突变负荷；将肿瘤突变负荷低于肿瘤突变负荷阈值的待测血液样本判断为可能的微卫星不稳定假阳性以进一步验证。在优选实施例中，上述肿瘤突变负荷阈值为10。根据第二方面，一种实施例中提供一种基于二代测序血液样本的微卫星不稳定检测装置，包括：数据获取单元，用于获取同一受检个体的待测血液样本和对照样本的目标区域捕获二代测序数据；微卫星位点寻找单元，用于从上述待测血液样本和对照样本的基因组中找到微卫星位点；微卫星位点过滤单元，用于过滤掉覆盖度低于设定的覆盖度阈值的微卫星位点以及比对质量低于设定的比对质量阈值的微卫星位点；标准化处理单元，用于统计待测血液样本和对照样本中过滤后保留的每个微卫星位点的不同重复次数以及各重复次数的支持测序序列数，并进行标准化，获得待测血液样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果和对照样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果；位点不稳定性计算单元，用于计算上述待测血液样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果与上述对照样本的相对应的微卫星位点的相同重复次数的标准化结果的差值的绝对值并求各绝对值之和，作为待测血液样本的每个微卫星位点的微卫星不稳定性；样本不稳定性计算单元，用于计算所有微卫星位点的微卫星不稳定性的平均值作为待测血液样本的微卫星不稳定性，并根据设定的微卫星不稳定性阈值将等于或高于阈值的待测血液样本判定为微卫星不稳定，低于阈值的待测血液样本判定为微卫星稳定。根据第三方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，包括程序，该程序能够被处理器执行以实现如第一方面的方法。本专利技术的方法，对现有基于二代测序检测组织微卫星不稳定的方法进行改进，充分利用目前血液检测的高覆盖度优势，去除低覆盖度微卫星不稳定位点，去掉噪音，更高精度计算样本微卫星不稳定程度。另外，现有方法都是计算微卫星不稳定位点个数，本专利技术的方法充分考虑血液样本中肿瘤纯度比组织样本低，避免由于信号不足导致大部分位点都有信号但是没有达到阈值导致的假阴性情况，通过计算所有微卫星不稳定位点的平均值来计算样本整体微卫星不稳定。最后，考虑到血液样本确实有信号偏低的问题，通过体细胞突变计算肿瘤纯度，如果肿瘤纯度确实过低，那么即使检测出来微卫星稳定这个结果也可能不可靠，提示需要进一步验证，避免造成假阴性问题。通过肿瘤突变负荷验证微卫星不稳定的结果，避免假阳性情况。从多个角度利用尽量多的信息最大限度检测血液样本中的微卫星不稳定结果，避免假阴/假阳结果。附图说明图1为本专利技术实施例中一种基于二代测序血液样本的微卫星不稳定检测方法流程图；图2为本专利技术实施例中一种基于二代测序血液样本的微卫星不稳定检测装置结构框图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。目前二代测序的成本越来越低，覆盖区域和深度都越来越大，本专利技术利用高测序深度和大覆盖区域优势准确检测覆盖区域内微卫星位点情况，有效得到微卫星稳定性。利用血液样本中体细胞突变计算肿瘤纯度，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二代测序血液样本的微卫星不稳定检测方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取同一受检个体的待测血液样本和对照样本的目标区域捕获二代测序数据；/n从所述待测血液样本和对照样本的基因组中找到微卫星位点；/n过滤掉覆盖度低于设定的覆盖度阈值的微卫星位点以及比对质量低于设定的比对质量阈值的微卫星位点；/n统计待测血液样本和对照样本中过滤后保留的每个微卫星位点的不同重复次数以及各重复次数的支持测序序列数，并进行标准化，获得待测血液样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果和对照样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果；/n计算所述待测血液样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果与所述对照样本的相对应的微卫星位点的相同重复次数的标准化结果的差值的绝对值并求各绝对值之和，作为待测血液样本的每个微卫星位点的微卫星不稳定性；/n计算所有微卫星位点的微卫星不稳定性的平均值作为待测血液样本的微卫星不稳定性，并根据设定的微卫星不稳定性阈值将等于或高于阈值的待测血液样本判定为微卫星不稳定，低于阈值的待测血液样本判定为微卫星稳定。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于二代测序血液样本的微卫星不稳定检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取同一受检个体的待测血液样本和对照样本的目标区域捕获二代测序数据；
从所述待测血液样本和对照样本的基因组中找到微卫星位点；
过滤掉覆盖度低于设定的覆盖度阈值的微卫星位点以及比对质量低于设定的比对质量阈值的微卫星位点；
统计待测血液样本和对照样本中过滤后保留的每个微卫星位点的不同重复次数以及各重复次数的支持测序序列数，并进行标准化，获得待测血液样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果和对照样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果；
计算所述待测血液样本的每个微卫星位点的各重复次数标准化结果与所述对照样本的相对应的微卫星位点的相同重复次数的标准化结果的差值的绝对值并求各绝对值之和，作为待测血液样本的每个微卫星位点的微卫星不稳定性；
计算所有微卫星位点的微卫星不稳定性的平均值作为待测血液样本的微卫星不稳定性，并根据设定的微卫星不稳定性阈值将等于或高于阈值的待测血液样本判定为微卫星不稳定，低于阈值的待测血液样本判定为微卫星稳定。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微卫星位点包括单碱基/多碱基重复次数在5-15之间的重复序列。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定的覆盖度阈值是150；所述设定的比对质量阈值是50。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定的微卫星不稳定性阈值为20%。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述待测血液样本的微卫星不稳定性低于微卫星不稳定性阈值时，计算待测血液样本中的体细胞突变的突变频率平均值，作为肿瘤纯度；将肿瘤纯度低于设定的肿瘤纯度阈值的待测血液样本判断为可能的微卫星稳定假阴性以进一步验证。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱嘉麒，李淼，陈超，聂新华，高志博，
申请(专利权)人：深圳裕策生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44