一种肿瘤组织单样本体细胞突变检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于肿瘤基因检测技术领域，提供了一种基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测方法及装置，还提供了用于运行所述方法的计算机可读介质和检测设备。本发明专利技术通过选用已经检测过的正常对照样本建立正常拷贝数基线，并选用已经检测过的正常对照样本构建出可以准确筛选单样本微卫星位点稳定情况的模型，相比现有技术，可以解决无对照样本情况下进行肿瘤组织突变检测的难题，且可以更好地检测多种类型的突变(如SNV、INDEL、CNV、Fusion、MSI)，同时可以进行肿瘤突变负荷(TMB)的计算。本发明专利技术可以在无对照样本情况下实现肿瘤组织单样本的体细胞突变检测。

【技术实现步骤摘要】
一种肿瘤组织单样本体细胞突变检测方法及装置
本专利技术属于肿瘤基因检测
，具体涉及一种基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测方法及装置。
技术介绍
随着高通量测序技术的高速发展，基于高通量捕获测序的基因检测已经越来越多地用于指导临床肿瘤的检测和治疗。基因突变在肿瘤的发生和发展过程中扮演着重要的角色。突变分为体细胞突变与种系突变，前者发生在体细胞中，不遗传给后代，后者发生在受精卵中，可以遗传给后代。通常，肿瘤是体细胞突变的结果。体细胞突变包括单核苷酸位点变异(SNV)、小片段插入缺失变异(INDEL)、结构变异(SV)、拷贝数变异(CNV)、微卫星不稳定性(MSI)。一般情况下，检测肿瘤样本的体细胞突变需要同时检测正常对照样本，剔除正常对照样本中的种系突变后得到的真实突变才是体细胞突变。然而，通常从晚期患者中很难获取得到正常对照样本，因此在无对照样本情况下检测肿瘤组织中的体细胞突变是本领域的一大难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测方法及装置，以解决本领域在无对照样本情况下难以检测肿瘤组织中的体细胞突变的技术问题。因此，在第一方面，本专利技术提供一种基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测方法，该方法包括以下步骤：S1：从肿瘤组织单样本提取DNA；S2：使用探针捕获肿瘤相关基因；S3：通过高通量测序方法对肿瘤相关基因进行测序，获得高通量测序原始数据；S4：对高通量测序原始数据进行过滤，以去除低质量的序列，获得高通量测序过滤数据；S5：将高通量测序过滤数据比对到人参考基因组hg19上，并去除冗余序列；S6：读取单核苷酸位点变异与小片段插入缺失变异，分析基因拷贝数变异，分析基因融合变异，分析微卫星位点稳定性情况，其中：分析基因拷贝数变异如下进行：选用已经检测过的正常对照样本建立正常拷贝数基线，并基于该正常拷贝数基线计算肿瘤组织单样本的基因拷贝数变异；分析微卫星位点稳定性情况如下进行：选用已经检测过的正常对照样本构建出可以准确筛选单样本微卫星位点稳定情况的模型，对筛选到的微卫星位点情况进行统计，并基于该模型判定肿瘤组织单样本的微卫星位点稳定性情况。在第二方面，本专利技术提供一种基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测装置，该装置包括以下模块：M1：DNA提取模块，用于从肿瘤组织单样本提取DNA；M2：捕获模块，用于使用探针捕获肿瘤相关基因；M3：测序模块，用于通过高通量测序方法对肿瘤相关基因进行测序，获得高通量测序原始数据；M4：过滤模块，用于对高通量测序原始数据进行过滤，以去除低质量的序列，获得高通量测序过滤数据；M5：比对模块，用于将高通量测序过滤数据比对到人参考基因组hg19上，并去除冗余序列；M6：分析模块，用于读取单核苷酸位点变异与小片段插入缺失变异，分析基因拷贝数变异，分析基因融合变异，分析微卫星位点稳定性情况，其中：分析基因拷贝数变异如下进行：选用已经检测过的正常对照样本建立正常拷贝数基线，并基于该正常拷贝数基线计算肿瘤组织单样本的基因拷贝数变异；分析微卫星位点稳定性情况如下进行：选用已经检测过的正常对照样本构建出可以准确筛选单样本微卫星位点稳定情况的模型，对筛选到的微卫星位点情况进行统计，并基于该模型判定肿瘤组织单样本的微卫星位点稳定性情况。进一步地，在本专利技术的方法和装置中，在对高通量测序原始数据进行过滤时，使用fastp软件，参数设定为-3-W4-M25。进一步地，在本专利技术的方法和装置中，在将高通量测序过滤数据比对到人参考基因组hg19上时，使用bwamem软件，参数设定为-k32。进一步地，在本专利技术的方法和装置中，在去除冗余序列时，使用gencore软件，参数设定为-s1。进一步地，在本专利技术的方法和装置中，在读取单核苷酸位点变异与小片段插入缺失变异时，使用varscan软件，在读取突变位点时要求：突变位点最小覆盖深度为10，最低突变频率为2％，支持突变的碱基质量值高于25，序列比对质量值高于30，且没有链偏好性，即支持突变的reads均匀分布在正反两条链上，支持变异的分子总数大于等于3个，1000genome等人群频率低于0.1％。进一步地，在本专利技术的方法和装置中，在分析基因拷贝数变异时，根据CBS算法计算基因拷贝数变异。进一步地，在本专利技术的方法和装置中，在分析基因融合变异时，使用两种方式进行分析，第一种方法使用genefuse软件，第二种方法使用factera软件，然后分别对两种方法的结果进行过滤，取结果并集。进一步地，在本专利技术的方法和装置中，在分析微卫星位点稳定性情况时，根据统计结果，如存在超过20％的不稳定位点则判定该肿瘤组织单样本为微卫星不稳定，否则为稳定。在第三方面，本专利技术提供一种计算机可读介质，该计算机可读介质存储有计算机程序指令，其中当该计算机程序指令被处理器执行时，本专利技术第一方面的基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测方法被运行。在第四方面，本专利技术提供一种基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测设备，其包括：用于存储本专利技术第三方面所述的计算机程序指令的存储器，和用于执行本专利技术第三方面所述的计算机程序指令的处理器，其中当该计算机程序指令被该处理器执行时，该设备运行本专利技术第一方面的基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测方法。本专利技术的有益效果：本专利技术通过选用已经检测过的正常对照样本建立正常拷贝数基线，并选用已经检测过的正常对照样本构建出可以准确筛选单样本微卫星位点稳定情况的模型，相比现有技术，可以解决无对照样本情况下进行肿瘤组织突变检测的难题，且可以更好地检测多种类型的突变(如SNV、INDEL、CNV、Fusion、MSI)，同时可以进行肿瘤突变负荷(TMB)的计算。本专利技术的方法经过了大量的样本测试，相比其他方法，准确性更高。对于TMB计算，本专利技术进行了对比方法测试，对45个肿瘤组织样本与正常对照样本分别进行了全外显子测序(WES)和本专利技术方法的肿瘤panel捕获测序，使用全外显子测序的TMB结果作为金标准，比较本专利技术方法的准确性，结果显示TMB相似性结果达到95％。由于本专利技术方法的TMB相似性结果与正常对照样本的TMB相似性结果高，本专利技术方法可以在无对照样本情况下实现肿瘤组织单样本的体细胞突变检测。附图说明图1显示本专利技术实施例1举例说明的基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测的流程图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、所采用的技术方案及所获得的有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本文所用的科学技术术语具有本领域技术人员通常理解的含义，除非另有定义。具体地，本专利技术中使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1：从肿瘤组织单样本提取DNA；/nS2：使用探针捕获肿瘤相关基因；/nS3：通过高通量测序方法对所述肿瘤相关基因进行测序，获得高通量测序原始数据；/nS4：对所述高通量测序原始数据进行过滤，以去除低质量的序列，获得高通量测序过滤数据；/nS5：将所述高通量测序过滤数据比对到人参考基因组hg19上，并去除冗余序列；/nS6：读取单核苷酸位点变异与小片段插入缺失变异，分析基因拷贝数变异，分析基因融合变异，分析微卫星位点稳定性情况，其中：/n所述分析基因拷贝数变异如下进行：选用已经检测过的正常对照样本建立正常拷贝数基线，并基于所述正常拷贝数基线计算所述肿瘤组织单样本的基因拷贝数变异；/n所述分析微卫星位点稳定性情况如下进行：选用已经检测过的正常对照样本构建出可以准确筛选单样本微卫星位点稳定情况的模型，对筛选到的微卫星位点情况进行统计，并基于所述模型判定所述肿瘤组织单样本的微卫星位点稳定性情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：从肿瘤组织单样本提取DNA；
S2：使用探针捕获肿瘤相关基因；
S3：通过高通量测序方法对所述肿瘤相关基因进行测序，获得高通量测序原始数据；
S4：对所述高通量测序原始数据进行过滤，以去除低质量的序列，获得高通量测序过滤数据；
S5：将所述高通量测序过滤数据比对到人参考基因组hg19上，并去除冗余序列；
S6：读取单核苷酸位点变异与小片段插入缺失变异，分析基因拷贝数变异，分析基因融合变异，分析微卫星位点稳定性情况，其中：
所述分析基因拷贝数变异如下进行：选用已经检测过的正常对照样本建立正常拷贝数基线，并基于所述正常拷贝数基线计算所述肿瘤组织单样本的基因拷贝数变异；
所述分析微卫星位点稳定性情况如下进行：选用已经检测过的正常对照样本构建出可以准确筛选单样本微卫星位点稳定情况的模型，对筛选到的微卫星位点情况进行统计，并基于所述模型判定所述肿瘤组织单样本的微卫星位点稳定性情况。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S4中，在对所述高通量测序原始数据进行过滤时，使用fastp软件，参数设定为-3-W4-M25。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S5中，在将所述高通量测序过滤数据比对到人参考基因组hg19上时，使用bwamem软件，参数设定为-k32；在去除冗余序列时，使用gencore软件，参数设定为-s1。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S6中，
在读取单核苷酸位点变异与小片段插入缺失变异时，使用varscan软件，在读取突变位点时要求：突变位点最小覆盖深度为10，最低突变频率为2％，支持突变的碱基质量值高于25，序列比对质量值高于30，且没有链偏好性，即支持突变的reads均匀分布在正反两条链上，支持变异的分子总数大于等于3个，1000genome等人群频率低于0.1％；
在分析基因拷贝数变异时，根据CBS算法计算基因拷贝数变异；
在分析基因融合变异时，使用两种方式进行分析，第一种方法使用genefuse软件，第二种方法使用factera软件，然后分别对两种方法的结果进行过滤，取结果并集；
在分析微卫星位点稳定性情况时，根据统计结果，如存在超过20％的不稳定位点则判定该肿瘤组织单样本为微卫星不稳定，否则为稳定。


5.一种基于高通量捕获测序的肿瘤组织单样本体细胞突变检测装置，其特征在于，所述装置包括以下模块：
M1：DNA提取模块，用于从肿瘤组织单样本提取DNA；
M2：捕获模块，用于使用探针捕获肿瘤相关基因；
M3：测序模块，用于通过高通量测序方法对所述肿瘤相关基因进行测序...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明炎，陈亚如，周衍庆，王丹丹，汪周阳，陈实富，
申请(专利权)人：深圳市海普洛斯生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44