一种基于聚合酶链式反应产物测序序列分型的实现方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种ＰＣＲ－ＳＢＴ分型方法和系统，该方法包括：通过计算机程序根据测序结果判读杂合子位点和待分型碱基序列；将待分型碱基序列比对到对应位点的分型数据库，识别待分型碱基序列和分型数据库的参考序列的联配位置关系；检索分型数据库中的等位基因型，根据定序策略获得分型数据库中的等位基因型的罚分值；根据分型数据库中的等位基因型的罚分值获得候选型别组合集。本发明专利技术提供的ＳＢＴ分型方法和系统，可以通过计算机等设备实现候选基因型的自动识别，从而提高了分型效率；通过图形化显示界面等技术手段为分型人员的分型确认和修改提供方便，提供了分型准确率以及分型效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等位基因分型技术，尤其涉及一种基于聚合酶链式反应产物测序序列 分型(Polymerase Chain Reaction Seq uencing-basedTyping，PCR-SBT)的实现方法禾口系 统。
技术介绍
HLA(Human Leucocyte Antigen，人类白细胞抗原)是迄今为止发现的多态性最 高的基因系统之一，是调控人体特异性免疫应答和决定疾病易感性个体差异的主要基因系 统，HLA与同种异体器官移植的排斥反应密切相关。目前国际标准的 HLA 分型技术为 PCR-SSP (Polymerase ChainReaction Sequence-Specific Primers,序列特异引物聚合酶链式反应)，PCR-SSO (Polymerase Chain Reaction equence—SpecificOligonucleotide Probe Hybridization, 聚合酶链式反应寡核苷酸探针杂交)和PCR-SBT (Polymerase Chain Reaction Sequencing-basedTyping，基于聚合酶链式反应产物测序序列分型)。PCR-SSO的原理是设计HLA型别特异的寡核苷酸序列作为探针，把PCR产物标记， 以PCR产物(待检测基因DNA)与探针杂交，通过检测荧光信号判断HLA基因型别。缺点是 不能检测新的等位基因，分辨率不够高；检测信号是模拟信号。PCR-SSP方法通过设计出一整套等位基因组特异性引物，借助PCR技术获得HLA型 别特异的扩增产物，通过电泳直接分析带型决定HLA型别。其缺点是不易自动化；不能检测 新的等位基因；试剂盒需不断升级；检测信号是模拟信号。PCR-SBT的原理是用引物对HLA基因多态性的区域进行PCR扩增，然后对扩增产物 进行DNA测序，在计算机辅助下确定HLA等位基因型别。对于基因结构的分析，SBT是比较 直观、准确的方法。用PCR-SSP或PCR-SSO方法鉴别出新的等位基因，通常通过测序加以证实。SBT技术中，利用扩增产物对DNA测序后，需要通过软件将测序所得结果与国际组 织IMGT数据库(http://WWW. ebi. ac. uk/imgt/)中公布的HLA分型中的标准序列进行比 对；通过比对得出样品序列与标准序列的匹配率；根据匹配率高低得出样品序列的分型结 论。但是，PCR-SBT方法的设备要求高，时间和费用的消耗大，现有技术进行大范围候 选型别筛查检索时，速度慢，效率低。此外，人工辅助分型阶段，分型人员进行峰图查看时， 序列无法同步和峰图对应，而且无法通过对峰图的调节来进行查看。同时，无法实现数据结 果的备份和恢复，容易造成数据的丢失。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种基于聚合酶链式反应产物测序序列分型的实现方法和系统，特别是一种HLA基于聚合酶链式反应产物测序序列分型的实现方法 和系统，可以提高分型速度和效率。本专利技术提供一种基于聚合酶链式反应产物测序序列分型的实现方法，包括步骤 通过计算机程序根据测序结果判读杂合子位点和待分型碱基序列；将含有杂合子的待分型 碱基序列比对到对应位点的分型数据库，识别待分型碱基序列和分型数据库的参考序列的 联配位置关系；根据待分型碱基序列和分型数据库的参考序列的联配位置关系检索分型数 据库中的等位基因型，根据定序策略获得分型数据库中的等位基因型的罚分值；根据分型 数据库中的等位基因型的罚分值获得候选型别组合集。进一步，根据所述待分型碱基序列和所述分型数据库的参考序列的联配位置关系 检索所述分型数据库中的等位基因型的步骤包括从待分型碱基序列中取出变异碱基对应位置上的碱基符号，顺序排列，然后遍历 预先建立的所述分型数据库中等位基因型中变异碱基的碱基符号形成的哈希数组，进行打 分，获得各个等位基因型的罚分值。根据本专利技术的方法的一个实施例，定序策略以DNA测序碱基质量为单位、按不同 错配类型加权后的分值累加和作为罚分值。根据本专利技术的分型方法的一个实施例，还包括步骤将测序结果文件的峰形 化显示输出，进行峰图形态缩放调节和/或序列峰图连动查看，以便于分型人员修改和/或 确认分型结果。本专利技术还提供一种基于聚合酶链式反应产物测序序列分型系统，包括碱基序列 判断子系统，用于接收测序结果，根据测序结果判读杂合子位点和待分型碱基序列；联配位 置识别子系统，用于接收来自碱基序列判断子系统的待分型碱基序列，将待分型碱基序列 比对到对应位点的分型数据库，识别待分型碱基序列和分型数据库的参考序列的联配位置 关系；罚分值确定子系统，用于根据待分型碱基序列和分型数据库的参考序列的联配位置 关系检索所述分型数据库中的等位基因型，根据定序策略获得分型数据库中的等位基因型 的罚分值；候选型别确定子系统，用于根据分型数据库中的等位基因型的罚分值获得候选 型别组合集。根据本专利技术的分析系统的一个实施例，还包括索引预处理子系统，用于预先建立 所述分型数据库的参考序列，以及所述参考序列和所述分型数据库的等位基因型序列之间 的位置对应关系；根据所述分型数据库的等位基因型中可变碱基位上的碱基符号序列形成 的哈希数组；罚分值确定子系统从待分型碱基序列中取出变异碱基对应位置上的碱基符号，顺 序排列，然后遍历该分型数据库的哈希数组，进行打分。根据本专利技术的分型系统的一个实施例，还包括图形化显示子系统，用于将测序结 果文件的峰形化显示输出，进行峰图形态缩放调节和/或序列峰图连动查看，以便于 分型人员修改和/或确认分型结果。本专利技术提供的基于聚合酶链式反应产物测序序列分型方法和系统，可以通过计算 机等设备实现候选基因型的自动识别，处理速度快，提高了分型效率。进一步，通过图形化显示界面等技术手段为分型人员的分型确认和修改提供方 便，提供了分型准确率以及分型效率。附图说明图1示出本专利技术实施例的一种PCR-SBT分型的实现方法的流程图；图2示出本专利技术实施例的另一种PCR-SBT分型的实现方法的流程图；图3示出本专利技术的一个应用例的数据图形化输出界面的截图；图4示出本专利技术实施例的一种PCR-SBT分型系统的结构图；图5示出本专利技术实施例的另一种PCR-SBT分型系统的结构图。具体实施例方式下面参照附图对本专利技术进行更全面的描述，其中说明本专利技术的示例性实施例。在 附图中，相同的标号表示相同或者相似的组件或者元素。图1示出本专利技术一种基于聚合酶链式反应产物测序序列分型的实现方法的一 个实施例的流程图，以下将基于聚合酶链式反应产物测序序列分型的实现方法简称为 PCR-SBT分型方法。如图1所示，在步骤102，通过计算机程序根据测序结果判读杂合子和待分型碱基 序列。例如，测序结果包括时域下定长间隔的荧光信号强度读数信息，根据荧光信号强度读 数确定信号峰值，从而确定碱基或杂合子。在步骤104，将含有杂合子的待分型碱基序列比对到对应位点的分型数据库， 识别待分型碱基序列和对应位点的分型数据库的参考序列的联配位置关系。PCR扩增 试验中靶位点是已知的，待分型碱基序列对应的目标位点也是已知的。根据待分型碱基 序列的目标位点信息比对到对应位点的分型数据库中。每个分型数据库包括参考序列 (ReferenceSequence)、以及参考序列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于聚合酶链式反应产物测序序列分型的实现方法，其特征在于，包括：通过计算机程序根据测序结果判读杂合子位点和待分型碱基序列；将含有杂合子的所述待分型碱基序列比对到对应位点的分型数据库，识别所述待分型碱基序列和所述分型数据库的参考序列的联配位置关系；根据所述待分型碱基序列和所述分型数据库的参考序列的联配位置关系检索所述分型数据库中的等位基因型，根据定序策略获得所述分型数据库中的等位基因型的罚分值；根据所述分型数据库中的等位基因型的罚分值获得候选型别组合集。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，樊清华，
申请(专利权)人：深圳华大基因科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]