人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型及其构建方法技术

本发明专利技术涉及分子生物学检测领域，具体涉及人乳头瘤病毒（HPV）分型及宫颈癌相关基因甲基化一体化检测模型及其构建方法；本发明专利技术方法包括：提取待测宫颈细胞DNA，进行甲基化处理；设计探针，通过探针靶向富集后进行高通量测序，建立HPV分型及甲基化一体化检测模型进行生物信息学分析，比对HPV分型，提取所有CpG位点，再从所有CpG位点中提取宫颈癌相关基因CpG位点，计算每种HPV分型的每个基因区域的甲基化分值，再检测宫颈癌相关基因甲基化；本发明专利技术旨在通过一个样本、一次检测实现对HPV分型及宫颈癌相关基因甲基化检测，通过多数据对个体的宫颈癌风险进行分析，避免单一检测导致的过度诊断问题。断问题。断问题。

【技术实现步骤摘要】
人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型及其构建方法


[0001]本专利技术涉及分子生物学分析检测
，具体涉及一种人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型及其构建方法。

技术介绍

[0002]目前宫颈癌的筛查包括宫颈细胞学检测及人乳头瘤病毒(HPV)检测。细胞学检测包括巴氏涂片和TCT液基细胞压片，其诊断水平受医师主观因素影响较大。HPV DNA检测相比细胞学检测，能够对高危型和低危型进行分型和定量检测，但是大部分HPV为一过性感染，不会发展为宫颈癌前病变或宫颈癌，但易给妇女造成不必要的心理负担。因此单一依靠HPV筛查，会造成过度诊断和过度治疗。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型及其构建方法以弥补上述技术的不足。本专利技术采用了如下的技术方案：基因甲基化是指DNA分子上CpG双核苷中的胞嘧啶（C）在酶的作用下选择性地添加甲基形成5'
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甲基胞嘧啶的过程。CpG双核苷常位于基因转录调控区附近，其甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性等发生改变，从而调控基因的转录和表达。基因甲基化异常是肿瘤发生最常见的表观遗传变化之一，肿瘤的发生表现为基因组整体甲基化水平降低（癌基因）和CpG岛局部甲基化水平的异常升高（抑癌基因）。因此通过检测HPV基因组甲基化及人宫颈癌相关基因甲基化可以对具有潜在病变进展风险的患者进行分流。
[0004]本专利技术提供一种人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型及其构建方法，包括：提取待测宫颈细胞DNA，将所述DNA片段化，进行末端修复和接头连接；对上述产物进行甲基化处理，再进行PCR富集和质检；根据宫颈癌相关基因和18种HPV基因组的全长序列，设计探针；所述18种HPV基因组包括HPV6、HPV11、HPV16、HPV18、HPV31、HPV33、HPV35、HPV39、HPV45、HPV51、HPV52、HPV56、HPV58、HPV59、HPV66、HPV68a、HPV69和HPV82；通过所述探针靶向富集目标区域的核酸，进行高通量测序；建立人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型，进行生信分析，比对HPV分型；从序列与18种HPV型别比对的结果中，分别提取分型各基因所包含的reads，计算基因甲基化分值，并统计基因覆盖深度，以甲基化分值与基因覆盖深度作为HPV基因甲基化高低程度指标，对样本进行分类预测；对宫颈癌相关基因甲基化进行检测。
[0005]进一步，所述比对HPV分型包括：使用bismark将预处理后数据与18种HPV型别的参
考基因组进行比对，得到序列比对结果的详细信息，计算得到覆盖度，以覆盖度大于40%筛选数据得到基本分型信息。
[0006]进一步，所述宫颈癌相关基因包括：ADCYAP1、AJAP1、ANKRD18CP、APC、ASTN1、CADM1、CCNA2、CDH1、CDH13、CDH6、CDKN2A、DAPK1、DLX1、EPB41L3、FAM19A4、FANCI、FHIT、GATA4、GFRA1、HS3ST2、JAM3、KCNIP4、LHX8、LMX1A、MAL、MIR124
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1、MIR124
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2、MIR124
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3、PAX1、PCDHA13、PCDHA4、POU4F3、RARB、RNASEH2A、RUBCNL、RXFP3、SLIT2、SOX1、SOX17、ST6GALNAC5、TERT、TIMP3、WIF1、ZNF671和ZSCAN1。
[0007]进一步，所述设计探针包括：获取所述宫颈癌相关基因及所述18种HPV基因组全长序列的甲基化区域，提取参考序列，根据参考序列的正向序列和反向序列，设计经过亚硫酸盐处理后的模拟高甲基化和低甲基化序列，然后以这些序列为模板从第一个碱基开始截取120bp的序列做探针，再一次往后移动 n 个碱基，截取120bp的序列做探针，直到最后一个120bp。
[0008]所述以甲基化分值与基因覆盖深度作为HPV基因甲基化高低程度指标，对样本进行分类预测包括：将每种HPV分型的每个基因区域的甲基化分值与基因覆盖深度相乘，得到一个判断值，若所述判断值大于等于1.04，则判定为CIN2+；若所述判断值小于1.04，则判定为≤CIN1。
[0009]进一步，所述计算基因甲基化分值通过下式进行计算：其中，MHL为甲基化分值，l为宫颈癌相关基因含有的CpG位点，MHi为i个连续CpG位点完全甲基化的比例。
[0010]进一步，所述甲基化分值与宫颈病变程度呈正相关。
[0011]进一步，所述对宫颈癌相关基因甲基化进行检测包括：比对至人宫颈癌相关基因组生成bam文件，去冗余提取所有CpG位点，再从所述所有CpG位点中提取宫颈癌相关基因CpG位点，分别提取各高密度高关联区域所包含的reads，计算区域内甲基化分值，以甲基化分值作为宫颈癌相关基因甲基化高低程度指标，对样本进行分类预测。
[0012]另一方面，本专利技术提供一种人乳头瘤病毒分型及甲基化一体化检测模型，包括：宫颈细胞DNA提取模块，用于提取待测宫颈细胞DNA，将所述DNA片段化，进行末端修复和接头连接；测序模块，用于对上述产物进行甲基化处理，再进行PCR富集和质检；探针设计模块，用于根据宫颈癌相关基因和18种HPV基因组全长序列，设计探针；所述18种HPV基因组包括HPV6、HPV11、HPV16、HPV18、HPV31、HPV33、HPV35、HPV39、HPV45、HPV51、HPV52、HPV56、HPV58、HPV59、HPV66、HPV68a、HPV69和HPV82；富集测序模块，用于通过所述探针靶向富集目标区域的核酸，进行高通量测序；生信分析模块，用于进行生信分析，比对HPV分型；再比对至人宫颈癌相关基因组生成bam文件，去冗余提取所有CpG位点，再从所述所有CpG位点中提取宫颈癌相关基因CpG位点，计算每种HPV分型的每个基因区域的甲基化
分值，以每种HPV分型的每个基因区域的甲基化分值与基因覆盖深度作为HPV基因甲基化高低程度指标，对样本进行分类预测；对宫颈癌相关基因甲基化进行检测。
[0013]进一步，所述比对HPV分型包括使用bismark将预处理后数据与18种HPV参考基因组序列进行比对，得到序列比对结果的详细信息，计算得到覆盖度，以覆盖度大于40%筛选数据得到基本分型信息；所述以甲基化分值与基因覆盖深度作为HPV基因甲基化高低程度指标，对样本进行分类预测包括：将每种HPV分型的每个基因区域的甲基化分值与基因覆盖深度相乘，得到一个判断值，若所述判断值大于等于1.04，则判定为CIN2+；若所述判断值小于1.04，则判定为≤CIN1。
[0014]进一步，所述对宫颈癌相关基因甲基化进行检测包括：比对至人宫颈癌相关基因组生成bam文件，去冗余提取所有CpG位点，再从所述所有CpG位点中提取宫颈癌相关基因CpG位点，分别提取各高密度高关联区域所包含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型的构建方法，其特征包括：提取待测宫颈细胞DNA，将所述DNA片段化，进行末端修复和接头连接；进行甲基化处理，再进行PCR富集和质检；根据宫颈癌相关基因和18种HPV基因组的全长序列，设计探针；所述18种HPV基因组包括HPV6、HPV11、HPV16、HPV18、HPV31、HPV33、HPV35、HPV39、HPV45、HPV51、HPV52、HPV56、HPV58、HPV59、HPV66、HPV68a、HPV69和HPV82；通过所述探针靶向富集目标区域的核酸，进行高通量测序；建立人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型，进行生信分析，比对HPV分型；从序列与18种HPV型别比对的结果中，分别提取分型各基因所包含的reads，计算基因甲基化分值，并统计基因覆盖深度，以甲基化分值与基因覆盖深度作为HPV基因甲基化高低程度指标，对样本进行分类预测；对宫颈癌相关基因甲基化进行检测。2.根据权利要求1所述人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型的构建方法，其特征在于，所述比对HPV分型包括：使用bismark将预处理后数据与18种HPV参考基因组序列进行比对，得到序列比对结果的详细信息，计算得到覆盖度，以覆盖度大于40%筛选数据得到基本分型信息。3.根据权利要求1所述人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型的构建方法，其特征在于，所述宫颈癌相关基因包括：ADCYAP1、AJAP1、ANKRD18CP、APC、ASTN1、CADM1、CCNA2、CDH1、CDH13、CDH6、CDKN2A、DAPK1、DLX1、EPB41L3、FAM19A4、FANCI、FHIT、GATA4、GFRA1、HS3ST2、JAM3、KCNIP4、LHX8、LMX1A、MAL、MIR124
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1、MIR124
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2、MIR124
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3、PAX1、PCDHA13、PCDHA4、POU4F3、RARB、RNASEH2A、RUBCNL、RXFP3、SLIT2、SOX1、SOX17、ST6GALNAC5、TERT、TIMP3、WIF1、ZNF671和ZSCAN1。4.根据权利要求1所述人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型的构建方法，其特征在于，所述设计探针包括：获取所述宫颈癌相关基因及所述18种HPV基因组全长序列的甲基化区域，提取参考序列，根据参考序列的正向序列和反向序列，设计经过亚硫酸盐处理后的模拟高甲基化和低甲基化序列，然后以这些序列为模板从第一个碱基开始截取120bp的序列做探针，再一次往后移动 n 个碱基，截取120bp的序列做探针，直到最后一个120bp。5.根据权利要求1所述人乳头瘤病毒分型及相关基因甲基化一体化检测模型的构建方法，其特征在于，所述以甲基化分值与基因覆盖深度作为HPV基因甲基化高低程度指标，对样本进行分类预测包括：将每种HPV分型的每个基因区域的甲基化分值与基因覆盖深度相乘，得到一个判断值，若所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈汶，伍建，王海丽，韩路，姬晓雯，刘娜，王亚坤，陈思淼，戴钰，
申请(专利权)人：北京迈基诺基因科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：