循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法和装置、终端设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法和装置、终端设备及存储介质，其中，方法包括：获取待检测血浆样本的捕获测序数据并从中提取cfDNA分子片段；基于提取的cfDNA分子片段，在其基因组区间内采用窗口进行滑动操作，并计算各窗口内首尾跨过了整个窗口的cfDNA分子数量及窗口覆盖的所有不同情况cfDNA分子数量的比值；基于计算的比值通过柯尔莫诺夫‑斯米尔诺夫检验的方法筛选出与根据健康人样本创建的基线核小体活性差异区域之间存在显著差异的区间，得到核小体活性区域；计算筛选的核小体活性区域的甲基化表型特征，完成对循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析，能够有效辅助区分待检测血浆样本的来源。

【技术实现步骤摘要】
循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法和装置、终端设备及存储介质
本专利技术涉及生物医学
，尤其涉及一种循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法和装置、终端设备及存储介质。
技术介绍
近年来循环无细胞DNA(circulatingfreeDNA，以下简称cfDNA)在生物学和诊断方面的应用引起广泛关注，例如，cfDNA测序对胎儿染色体非整倍的无创产前检测已经广泛应用于临床，cfDNA肿瘤特异性突变对癌症的诊断和监测也有很大的前景。DNA甲基化是一种共价修饰，在基因的表达中扮演了重要角色。在胚胎发育和体细胞分裂过程中DNA甲基化模式的编程和重编程是表观遗传学的基本模式。DNA甲基化在表观遗传学中的中心地位源于它与基因组的共价关联以及在细胞分裂过程中管家DNA甲基转移酶的持续高活性。抑癌基因的高度甲基化及原癌基因的低甲基化与肿瘤的发生发展存在高相关性。对肿瘤细胞异常的甲基化进行分析可以了解到肿瘤的分级分期、侵袭转移甚至生存期等相关信息。肿瘤释放cfDNA进入血液中，会在不同类型的癌症患者血浆cfDNA中发现大量基因的异常甲基化。癌症本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法，其特征在于，包括：/n获取待检测血浆样本的捕获测序数据并从中提取cfDNA分子片段；/n基于提取的cfDNA分子片段，在其基因组区间内采用预设长度的窗口以预设步长进行滑动操作，并计算各窗口内首尾跨过了整个窗口的cfDNA分子数量及窗口覆盖的所有不同情况cfDNA分子数量的比值；/n基于计算出来的比值通过柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫检验的方法筛选出与根据健康人样本创建的基线核小体活性差异区域之间存在显著差异的区间，得到核小体活性区域；/n计算筛选得到的核小体活性区域的甲基化表型特征，并根据甲基化表型特征判断核小体活性区域的甲基化异质性水平，完成对循环无...

【技术特征摘要】
1.一种循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法，其特征在于，包括：
获取待检测血浆样本的捕获测序数据并从中提取cfDNA分子片段；
基于提取的cfDNA分子片段，在其基因组区间内采用预设长度的窗口以预设步长进行滑动操作，并计算各窗口内首尾跨过了整个窗口的cfDNA分子数量及窗口覆盖的所有不同情况cfDNA分子数量的比值；
基于计算出来的比值通过柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫检验的方法筛选出与根据健康人样本创建的基线核小体活性差异区域之间存在显著差异的区间，得到核小体活性区域；
计算筛选得到的核小体活性区域的甲基化表型特征，并根据甲基化表型特征判断核小体活性区域的甲基化异质性水平，完成对循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析。


2.如权利要求1所述的循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法，其特征在于，
在所述基于提取的cfDNA分子片段，在其基因组区间内采用预设长度的窗口以预设步长进行滑动操作，并计算各窗口内首尾跨过了整个窗口的cfDNA分子数量及窗口覆盖的所有不同情况cfDNA分子数量的比值中，包括：
基于提取的循环无细胞基因组区间，采用预设长度的窗口以预设步长进行滑动；
计算各窗口内首尾跨过了整个窗口的基因分子数量及窗口覆盖的所有基因分子数量的不同情况cfDNA分子数量的比值S，并找出各循环无细胞基因组中固定长度基因组区间内不同情况cfDNA分子数量比值S的峰值Sp；
对峰值Sp所在基因组位置，前后延长预设长度，作为备选核小体活性区域；
对备选核小体活性区域内S值进行均一化和平滑处理，得到区间内各备选核小体活性区域平滑后的不同情况cfDNA分子数量的比值Sil’；
在所述基于计算出来的比值通过柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫检验的方法筛选出与根据健康人样本创建的基线核小体活性差异区域之间存在显著差异的区间，得到核小体活性区域中，包括：基于计算出来的比值Sil’通过柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫检验的方法筛选出与根据健康人样本创建的基线核小体活性差异区域之间存在显著差异的备选核小体活性区域，作为最后的核小体活性区域。


3.如权利要求2所述的循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法，其特征在于，所述基于提取的cfDNA分子片段，在其基因组区间内采用预设长度的窗口以预设步长进行滑动操作，并计算各窗口内首尾跨过了整个窗口的cfDNA分子数量及窗口覆盖的所有不同情况cfDNA分子数量的比值之后，还包括根据健康人样本创建基线核小体活性差异区域的步骤：
获取健康人样本，并将其分为基线样本组、训练样本组和测试样本组；
筛选出基线样本组中峰值Sp所在窗口的比值Sil’满足预设条件的备选核小体活性区域is；
采用柯尔莫可洛夫-斯米洛夫检验的方法计算基线样本组和训练样本组之间于备选核小体活性区域集合is中各备选核小体活性区域趋势比值Sm之间的差异，进而计算得到各样本包含的各备选核小体活性区域的p值；
根据计算结果筛选p值大于预设阈值的核小体活性差异区域，得到基线核小体活性差异区域，并使用测试样本组对其进行测试。


4.如权利要求1-3任意一项所述的循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法，其特征在于，在所述基于计算出来的比值通过柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫检验的方法筛选出与根据健康人样本创建的基线核小体活性差异区域之间存在显著差异的区间，得到核小体活性区域中，包括：对健康人和待检测血浆样本之间使用柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫检验方法进行检验，得到p值低于预设阈值的区间，进而得到核小体活性区域。


5.如权利要求1-3任意一项所述的循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法，其特征在于，在所述计算筛选得到的核小体活性区域的甲基化表型特征，并根据甲基化表型特征判断核小体活性区域的甲基化异质性水平，完成对循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析中，包括：
统计待检测血浆样本中差异核小体活性区域的数量；
根据预设核小体活性区域数量阈值对待检测血浆样本的甲基化异质性水平进行判定，所述核小体活性区域阈值由约登系数法计算得到最大约登系数时对应的差异核小体活性区域数量确定。


6.如权利要求1-3任意一项所述的循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法，其特征在于，在所述计算筛选得到的核小体活性区域的甲基化表型特征，并根据甲基化表型特征判断核小体活性区域的甲基化异质性水平，完成对循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析中，包括：
对于得到的核小体活性区域，计算每个区域内甲基化的CpG位点数量与所有CpG位点数量甲基化比值MD；
根据待检测血浆样本中各核小体活性区域的位点甲基化比值MD计算得到样本的甲基化密度；
根据预设甲基化密度阈值对待检测血浆样本的甲基化异质性水平进行判定，所述甲基化密度阈值由约登系数法计算得到最大约登系数时对应的甲基化密度确定。


7.如权利要求1-3任意一项所述的循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法，其特征在于，在所述计算筛选得到的核小体活性区域的甲基化表型特征，并根据甲基化表...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕芳，宋小凤，于佳宁，裴志华，张琦，洪媛媛，李宇龙，何骥，陈维之，杜波，
申请(专利权)人：臻和北京生物科技有限公司，臻和精准医学检验实验室无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11