[发明专利]一种基因组拷贝数不稳定性的检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及医学检测技术领域，特别涉及一种可检测基因组拷贝数不稳定性，进而应用于癌症早期诊断筛查的装置。

背景技术

癌症是恶性肿瘤的统称，癌细胞的特点是无限制、无止境地增生，使患者体内的营养物质被大量消耗；癌细胞释放出多种毒素，使人体产生一系列症状；癌细胞还可转移到全身各处生长繁殖，导致人体消瘦、无力、贫血、食欲不振、发热，最终还可破坏组织、器官的结构和功能，引起坏死出血合并感染，患者最终由于器官功能衰竭而死亡。

目前针对癌症常见的诊断方式，主要是采用X光、内窥镜、超声波、PET-CT等诊断手段发现体内病兆，但通过仪器可发现的大多是病兆在几厘米以上的癌症，发现之时该肿瘤组织往往已经对正常组织造成了损伤，甚至已错过了最佳治疗时机。因此，医学领域一直在寻求癌症早期诊断的方法。癌症的早期诊断是指专门针对癌症早期患者的诊断方法，其目的在于早发现早治疗，从而减轻患者痛苦和精神、经济负担，争取通过癌症早期诊断治疗让癌症患者早日康复。

虽然目前已有报道通过高通量测序对癌症病人的基因进行检测，用以指导癌症治疗用药以及作为癌症早筛标准，但该技术的检测对象是肿瘤组织的基因突变位点，主要的应用是发现癌症病人肿瘤组织的突变情况、以便进行个性化治疗。由于不同癌症病人的基因发生突变的位点不一样、突变的频率也有差异，因此很难确定癌症的判别标准，将上述技术用于癌症筛查时的特异性和准确率均不高。

人体血液中存在大量游离的DNA(cfDNA，cell free DNA)，它们主要来自体细胞的凋亡、坏死或主动释放。目前已知癌症病人的cfDNA含量显著高于正常人，平均约为正常人的三倍以上。癌症病人的cfDNA中有一部分来自于肿瘤组织，这部分DNA也被称为ctDNA(circulating tumor DNA)，在癌症发展的早期就能检测到。因此，通过检测癌症病人血液中的ctDNA，来了解肿瘤组织中的基因突变情况，是早期癌症筛查的一个新思路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分子生物学测序技术，对血液中的游离DNA进行全基因组测序，通过识别染色体拷贝数异常情况来判断受检者的血浆游离DNA是否存在基因组拷贝数的不稳定性的装置，利用该装置的检测结果可判断受检者罹患癌症的风险。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式所提供的基因组拷贝数不稳定性的检测装置包括：测序单元，其对待检者浆中的游离DNA进行全基因组测序，得到待检样本每个基因组窗口的测序条数；计算单元，其根据待检样本每个基因组窗口的测序条数，计算待检样本每个基因组窗口的拷贝数变异值；统计分析单元，其对待检样本每个基因组窗口的拷贝数变异值进行统计，分析待检样本是否存在基因组拷贝数不稳定性；其中，基因组窗口的定义为：将人类基因组序列分割成首尾相连、互不重叠且大小相同的片段，每个片段为一个基因组窗口。进一步地，统计分析单元根据待检样本是否存在基因组拷贝数不稳定性，判断待检者罹患癌症的风险。

本发明的实施方式所提供的基因组拷贝数不稳定性的检测装置，将分子生物学测序技术与生物信息分析技术相结合，可实现对癌症的早期诊断。使用该装置进行癌症筛查时，只需抽取检测对象的血液样本，从血浆中抽提游离的DNA作为待检样本，通过装置中的测序单元对游离DNA进行全基因组测序、然后通过装置中的计算单元和统计分析单元对测序结果中所得出的“在某一特定大小的基因组窗口内的测序条数”进行计算和统计分析，以“基因组拷贝数不稳定性作”为指标，来判别待检者是否处于癌症高危状态，从而实现癌症的早期无创筛查或治疗效果评估。由于几乎所有的恶性实体瘤都存在染色体拷贝数变异，通过分子生物学测序结果中每个染色体对应的测序条数，即可以反映染色体的异常情况。染色体水平的异常也是判断良性和恶性肿瘤的重要指标，所以本发明的实施方式所提供的基因组拷贝数不稳定性的检测装置既具备癌症的特异性(在各类疾病中只有恶性肿瘤存在染色体异常)，也具备对各类癌症的通用性(几乎所有的癌症都存在染色体异常情况)。

与现有的癌症检查技术相比，本发明的实施方式所提供的基因组拷贝数不稳定性的检测装置具备以下特点：(1)无创：通过抽血来进行检测，对受检者的身体没有伤害，整个检查过程几乎没有痛苦；(2)早期筛查：利用该装置能比影像诊断早几个月发现肿瘤组织；(3)适用面广：能够发现几乎所有的实体瘤；(4)准确率和灵敏度高：基于基因水平进行检测，不易发生误诊；(5)实时监控：游离DNA(cfDNA)在体内的半衰期为16分钟至1小时，因此本装置的检测结果还能作为肿瘤术后或治疗效果评估的实时指标。