获取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种获取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原方法和装置，涉及肿瘤免疫治疗领域，方法包括以下步骤：基于全基因组测序数据或全外显子组测序数据检测获取肿瘤组织遗传物质中，发生在内含子区域的体细胞变异，并得到相关数据；基于肿瘤组织的转录组测序数据和S1最终所得数据，确定由S1检测获取的内含子体细胞变异所导致的异常剪接事件，并重建所得异常剪接事件的转录本序列；根据所得转录本序列，获取肿瘤特异候选新抗原肽段，并从中筛选出作为肿瘤特异新抗原肽的肿瘤特异新抗原；本发明专利技术通过鉴定内含子体细胞变异导致的异常剪接事件所产生的新抗原，扩展了新抗原的选择范围。选择范围。选择范围。

【技术实现步骤摘要】
获取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原方法和装置


[0001]本专利技术涉及肿瘤免疫治疗领域，具体涉及整合DNA和RNA的高通量深度测序数据检测内含子体细胞变异并提取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原的方法和装置。

技术介绍

[0002]近年来，肿瘤免疫治疗方法发展迅速，与包括手术、放疗、化疗等在内的传统癌症治疗手段互相配合，取得了喜人的治疗效果。肿瘤免疫治疗，顾名思义，通过刺激或辅助患者自身的免疫系统来抑制或杀伤肿瘤细胞，从而达到治疗的目的。肿瘤新抗原疫苗是一类新的肿瘤免疫治疗方法。其原理是由肿瘤细胞由于自身基因组或表观遗传的变化所产生的且未表达于正常细胞的肽段序列，与人类白细胞抗原(Human LeukocyteAntigen,HLA)结合形成pMHC复合物并进而被杀伤性T淋巴细胞识别，从而激活人体免疫反应杀伤肿瘤细胞。高通量测序技术的发展使系统性地鉴定肿瘤新抗原成为可能，通过对患者的肿瘤组织及正常组织进行全基因组测序(Whole Genome Sequencing,WGS)或全外显子组测序(Whole Exome Sequencing,WES)检测体细胞变异(包括点突变和小插入缺失)来预测突变多肽。现有的方法主要将目光集中于蛋白质编码区域的体细胞变异，因为这类变异可以比较直观地确定对应的突变蛋白质序列，而对于非编码区域的变异关注较少。目前已有很多研究发现，肿瘤组织中内含子体细胞变异能通过影响前体mRNA(pre
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mRNA)的剪接加工形成异常的信使RNA(mRNA)并转录翻译成异常蛋白质序列，并且这些异常蛋白质序列所包含的突变肽段也能引起免疫原性反应。因此，检测肿瘤患者内含子体细胞变异并提取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原对于扩大新抗原的筛选范围和提高临床应用效果具有重要的意义。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术综合考虑了肿瘤特异的内含子体细胞变异对转录加工过程的影响，开发了一种从异常剪接转录本中翻译筛选肿瘤特异性新抗原的生物信息学方法。
[0004]本专利技术的方案提供了一种由计算机实现的基于二代测序数据检测由内含子体细胞变异所影响产生的肿瘤特异性新抗原的方法和装置。技术方案为：
[0005]一种获取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原的方法，包括以下步骤：
[0006]S1.基于全基因组测序数据或全外显子组测序数据检测获取肿瘤组织遗传物质中，发生在内含子区域的体细胞变异，并得到相关数据；
[0007]S2.基于肿瘤组织的转录组测序数据和S1最终所得数据，确定由S1检测获取的内含子体细胞变异所导致的异常剪接事件，并重建所得异常剪接事件的转录本序列；
[0008]S3.根据所得转录本序列，获取肿瘤特异候选新抗原肽段，并从中筛选出作为肿瘤特异新抗原肽的肿瘤特异新抗原；
[0009]所述全基因组测序数据或全外显子组测序数据的来源包括肿瘤组织的相应遗传物质测序。
[0010]进一步地，在S1步骤中，内含子区域由于选择压力较小的缘故，倾向于发生较多的
生殖系突变(Germline Mutation)，因此有必要对患者肿瘤组织和正常组织同时进行测序分析，以保证获得高可信度的内含子体细胞变异(Somatic Mutation)。具体包含以下子步骤：
[0011]S101.对测序数据进行预处理；
[0012]S102.根据S101预处理所得数据，检测体细胞变异，并对检测到体细胞变异进行过滤筛选；
[0013]S103.对过滤筛选得到的体细胞变异进行注释，得到发生在内含子区域的体细胞变异相关数据；
[0014]所述测序数据为基因组测序数据或全外显子组测序数据。
[0015]所述对测序数据进行预处理，包括：a.将测序数据与参考基因组相对应的数据比对；b.校正并输出比对结果。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，所述比对可使用基因组比对工具bwa分别把肿瘤组织和正常组织测序数据比对到人参考基因组数据；然后还可以用工具GATK的MarkDuplicates模块去除测序过程中由扩增导致的重复reads；所述校正比对结果，可使用工具GATK的BaseRecalibrator和ApplyBQSR模块，对基因组或外显子组中复杂区域对应的比对结果进行校正。
[0017]进一步地，S2包括以下子步骤：
[0018]S201.基于肿瘤组织的转录组测序数据，检测跨内含子的异常剪接事件；
[0019]S202.根据S1最终所得发生在内含子区域的体细胞变异相关数据，从上述异常剪接事件中筛选由内含子体细胞变异导致的异常剪接事件；
[0020]S203.在S202筛选所得异常剪接事件的基础上，根据基因转录本的外显子位置信息，重建异常剪接的转录本序列。
[0021]S201具体包括：将肿瘤组织的转录组测序数据比对到人参考基因组上，获取跨内含子剪接位点信息，检测跨内含子剪接位点信息中发生在并非已知的常见剪接位点上，会导致新型转录本的形成的位点，视为异常剪接事件。
[0022]优选地，所述将肿瘤组织的转录组测序数据比对到人参考基因组上，可使用比对软件STAR，在比对过程中使用2
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pass mapping模式，在该模式下将进行两次比对，在第二次比对中利用第一次比对检测到的新型跨内含子断点信息，可以获得更多且更准确的跨内含子剪接位点的比对结果，有利于后续异常剪接的检测。
[0023]优选地，所述检测跨内含子的异常剪接事件，包括以下步骤：
[0024]1)根据肿瘤组织的转录组测序数据bam文件中reads比对的CIGAR值，提取所有跨内含子剪接位点信息；
[0025]2)从上述跨内含子剪接位点中筛选出发生在并非已知的常见剪接位点上，会导致新型转录本的形成的跨内含子剪接，视为异常剪接事件。
[0026]上述步骤1)再具体为：当CIGAR值的形式表现为“xxMxxNxxM”时，即为跨内含子剪接，其中“xx”是指碱基数量，“M”表示与参考基因组匹配，“N”表示reads中的序列从参考基因组跨越的区域，通常是内含子区域。
[0027]S202所述筛选，包括：根据S1最终所得发生在内含子区域的体细胞变异相关数据，筛选发生于其中每个突变位点上下游20bp以内的异常剪接事件，视为由内含子体细胞变异
导致的异常剪接事件。
[0028]优选地，S202所述筛选，还包括对上述结果中得到的由内含子体细胞变异导致的异常剪接事件进行进一步筛选：(1)从上述结果中筛选出reads支持数至少为5条，且比对质量值均大于等于20的异常剪接事件；(2)从(1)筛选结果中进一步筛选出包含异常剪接事件的所有reads中，有超过5％的reads支持的异常剪接事件；(3)从(2)筛选结果中进一步筛选出变异碱基在发生异常剪接的reads中所占频率超过30％的异常剪接事件。
[0029]进一步地，在上述步骤(3)筛选结果基础上，如果同时具有正常组织的转录组测序本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种获取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.基于全基因组测序数据或全外显子组测序数据检测获取肿瘤组织遗传物质中，发生在内含子区域的体细胞变异，并得到相关数据；S2.基于肿瘤组织的转录组测序数据和S1最终所得数据，确定由S1检测获取的内含子体细胞变异所导致的异常剪接事件，并重建所得异常剪接事件的转录本序列；S3.根据所得转录本序列，获取肿瘤特异候选新抗原肽段，并从中筛选出作为肿瘤特异新抗原肽的肿瘤特异新抗原；所述全基因组测序数据或全外显子组测序数据的来源包括肿瘤组织的相应遗传物质测序。2.根据权利要求1所述的获取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原的方法，其特征在于：所述S1步骤包括以下子步骤：S101.对测序数据进行预处理；S102.根据S101预处理所得数据，检测体细胞变异，并对检测到体细胞变异进行过滤筛选；S103.对过滤筛选得到的体细胞变异进行注释，得到发生在内含子区域的体细胞变异相关数据；所述测序数据为基因组测序数据或全外显子组测序数据。3.根据权利要求2所述的获取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原的方法，其特征在于：所述对测序数据进行预处理，包括：a.将测序数据与参考基因组相对应的数据比对；b.校正并输出比对结果。4.根据权利要求1所述的获取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原的方法，其特征在于：所述S2包括以下子步骤：S201.基于肿瘤组织的转录组测序数据，检测跨内含子的异常剪接事件；S202.根据S1最终所得发生在内含子区域的体细胞变异相关数据，从上述异常剪接事件中筛选由内含子体细胞变异导致的异常剪接事件；S203.在S202筛选所得异常剪接事件的基础上，根据基因转录本的外显子位置信息，重建异常剪接的转录本序列。5.根据权利要求4所述的获取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原的方法，其特征在于：所述S201具体包括：将肿瘤组织的转录组测序数据比对到人参考基因组上，获取跨内含子剪接位点信息，检测跨内含子剪接位点信息中发生在并非已知的常见剪接位点上，会导致新型转录本的形成的位点，视为异常剪接事件；所述S202中的筛选，包括：根据S1最终所得发生在内含子区域的体细胞变异相关数据，筛选发生于其中每个突变位点上下游20bp以内的异常剪接事件，视为由内含子体细胞变异导致的异常剪接事件。6.根据权利要求1所述的获取基于内含子体细胞变异的免疫治疗新抗原的方法，其特征在于：所述S3包括以下子步骤：S301.根据S2所得异常剪接的转录本序列，获取肿瘤特异候选新抗原肽段；S302.使用人类白细胞抗原分子分型软件OptiType检测肿瘤患者的HLA
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I类分子型别；S303.预测肿瘤特异候选新抗原肽段与肿瘤患者的HLA
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【专利技术属性】
技术研发人员：万季，汪健，沈一鸣，夏迪，潘有东，王弈，宋麒，
申请(专利权)人：深圳市新合生物医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：