一种基于DNA甲基化的浸润性神经胶质瘤的分类装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于DNA甲基化的浸润性神经胶质瘤的分类装置，该装置包括以下：检测模块，用于对提取的肿瘤样本DNA进行甲基化芯片检测或者甲基化测序；分类模块，用于将原始数据进行预处理后，通过分类系统检测其IDH、TERTp和ATRX的突变状态，chr1p19qcodel状态以及浸润性胶质瘤的基因表达亚型。本发明专利技术利用不同的甲基化探针组合，快速、经济、高效地测定IDH、TERTp和ATRX突变状态、chr1p19qcodel状态以及浸润性胶质瘤的基因表达亚型；此外，本发明专利技术对于待测样品的要求很低，使用少量的FFPE组织即可准确识别亚型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DNA甲基化的浸润性神经胶质瘤的分类装置
本专利技术属于生物医学
，尤其涉及一种非治疗目的的、基于DNA甲基化的浸润性神经胶质瘤的分类装置。
技术介绍
表观遗传学在癌症研究中起着至关重要的作用，而通过DNA的甲基化，可使组蛋白变异和非编码RNA表现出广泛的重编程特性。DNA甲基化是一个稳定的特征，反映了肿瘤间和肿瘤内异质性，已被用于分类不同类型的肿瘤。浸润性神经胶质瘤，包括WHOII-IV级神经胶质瘤，是最常见和致命的原发性脑肿瘤。已经鉴别了一些对于预后研究至关重要的分子特征，包括异柠檬酸脱氢酶(IDH)突变、染色体1p/19q共缺失、TERTp和ATRX的突变状态，以及浸润性胶质瘤的基因表达亚型等。但是现有分类方法中，对上述体细胞改变或基因表达亚型所需的成本、时间和组织需求经常导致分子研究的延迟或不完全，亟需改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种快速、经济高效的基于DNA甲基化的浸润性神经胶质瘤的分类装置，旨在解决
技术介绍
中现有技术的不足之处。本专利技术是这样实现的，一种基于DNA甲基化的浸润性神经胶质瘤的分类装置，该装置包括以下：检测模块，用于对提取的肿瘤样本DNA进行甲基化芯片检测或者甲基化测序；分类模块，用于将原始数据进行预处理后，通过分类系统检测其IDH、TERTp和ATRX的突变状态，chr1p19qcodel状态以及浸润性胶质瘤的基因表达亚型。优选地，在检测模块中，所述肿瘤样本包括新鲜组织和福尔马林固定石蜡包埋样本。优选地，在分类模块中，所述分类系统是鉴别IDH、TERTp和ATRX突变状态，chr1p19q编码状态以及浸润性胶质瘤基因表达亚型的甲基化探针组合。为克服现有技术的缺点，本专利技术按照常规的实验方法提取出肿瘤样本的DNA后，对其进行重亚硫酸盐转化，使得未发生甲基化的胞嘧啶脱氨基变成尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶则保持不变，然后将修饰的DNA进行全基因组扩增，片段化，并与甲基化芯片(包括27K，450K,EPIC)杂交，洗脱多余样品，最后进行图像采集，得到原始数据；对原始数据经过预处理后使用该分类系统检测其IDH、TERTp和ATRX的突变状态，chr1p19qcodel状态以及浸润性胶质瘤的基因表达亚型。相比于现有技术的缺点和不足，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术利用不同的甲基化探针组合，快速、经济、高效地测定IDH、TERTp和ATRX突变状态、chr1p19qcodel状态以及浸润性胶质瘤的基因表达亚型；(2)作为神经胶质瘤切除术后最常用的分析物，福尔马林固定和石蜡包埋(FFPE)组织的转录测序方法受到技术差异的显着影响；相反，本专利技术对于待测样品的要求很低，使用少量的FFPE组织即可准确识别亚型。附图说明图1是本专利技术分类装置的结构示意图；图2是本专利技术所构建的分类系统模型的预测精度统计结果。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。本专利技术公开了一种基于DNA甲基化的浸润性神经胶质瘤的分类装置，所示，如图1该装置包括以下：检测模块1，用于对提取的肿瘤样本DNA进行甲基化芯片检测或者甲基化测序在检测模块中，所述肿瘤样本包括新鲜组织和福尔马林固定石蜡包埋样本。分类模块2，用于将原始数据进行预处理后，通过分类系统检测其IDH、TERTp和ATRX的突变状态，chr1p19qcodel状态以及浸润性胶质瘤的基因表达亚型在分类模块中，所述分类系统是鉴别IDH、TERTp和ATRX突变状态，chr1p19q编码状态以及浸润性胶质瘤基因表达亚型的甲基化探针组合。其中，在分类模块2中，IDH突变状态包括：TERTp突变状态：ATRX突变状态：chr1p19qcodel状态：浸润性胶质瘤基因表达亚型识别：该分类系统所用训练集、开发集、测试集数据的具体过程为：(1)对于IDH、TERTp、ATRX突变和chr1p19codel等二分类的遗传改变，采用InfiniumHumanMethylation450KBeadChip芯片(HM450K，Illumina)对浸润性胶质瘤的原始数据(IDAT文件)进行样本水平和探针水平的质量控制。所有数据处理和过滤都使用本专利技术进行，设置为默认值。为了适应在当前InfiniumMethylationEPICBeadChip芯片(EPIC，Illumina)上应用该分析，排除了在EPIC芯片上不可用的甲基化探针。(2)为了构建基因表达亚型分类系统模型，本专利技术选取了来自InfiniumHumanMethylation27KBeadChiparray(HM27K，Illumina)或HM450K的DNA甲基化数据的TCGAGBM样本。具有HM27K数据的样本直接使用TCGA3级数据。使用本专利技术处理HM450K数据的样本，并进一步使用beta-mixture分位数归一化(BMIQ)。为了合并来自HM27K和HM450K阵列的样本，只包括了两个平台上可用的探针。没有基因表达数据的GBM样本(Agilent244K)被排除。对每个探针，计算所有样本甲基化水平与相应基因表达水平之间的Spearman相关系数值。保留绝对相关系数值>＝0.1的探针。肿瘤纯度由ABSOLUTE提取。该分类系统模型构建的方法(参考文献：1.HovestadtV,JonesDTW,PicelliS,etal.DecodingtheregulatorylandscapeofmedulloblastomausingDNAmethylationsequencing[J].Nature,2014,510(7506):537-541.)：采用正则化logistic回归模型建立二元遗传变异(IDH，TERTp和ATRX的突变状态，chr1p19qcodel状态)分类系统模型。以TCGA注释为参考：全基因组或外显子组测序(DNA-seq)检测IDH和ATRX突变；靶向测序或全基因组测序(DNA-seq)检测TERTp突变；AffymetrixSNP6array(SNP6)copynumbervariation(CNV)检测chr1p19q共缺失。以IDH突变为例，根据IDH突变状态分层，将样本随机分配到训练集(60％)、开发集(20％)和测试集(20％)。利用弹性网正则化对训练集进行变量选择和超参数调整，并根据开发集的性能确定最终模型。为了验证，将最终模型应用于测试集和外部验证集(NOA-04)。需要注意的是，外部验证中的chr1p19qcodel状态是使用多重连接依赖的探针扩增(MLPA)或使用450k数据的CNV直接测定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DNA甲基化的浸润性神经胶质瘤的分类装置，其特征在于，该装置包括以下：/n检测模块，用于对提取的肿瘤样本DNA进行甲基化芯片检测或者甲基化测序；/n分类模块，用于将原始数据进行预处理后，通过分类系统检测其IDH、TERTp和ATRX的突变状态，chr1p19qcodel状态以及浸润性胶质瘤的基因表达亚型。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于DNA甲基化的浸润性神经胶质瘤的分类装置，其特征在于，该装置包括以下：
检测模块，用于对提取的肿瘤样本DNA进行甲基化芯片检测或者甲基化测序；
分类模块，用于将原始数据进行预处理后，通过分类系统检测其IDH、TERTp和ATRX的突变状态，chr1p19qcodel状态以及浸润性胶质瘤的基因表达亚型。


2.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪强虎，吴维，张婷婷，
申请(专利权)人：南京医科大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32