[发明专利]一种用于利用循环肿瘤DNA样本检测体细胞突变的装置

说明书

技术领域

本发明涉及低频突变检测领域，具体涉及一种用于利用循环肿瘤DNA样本检测体细胞突变的装置及方法。

背景技术

肿瘤细胞会向血液中释放基因组DNA，这些变异DNA也随之释放到外周血中，被称为循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA，ctDNA)。肿瘤细胞的基因组DNA突变是一种体细胞突变(SNV)。有文献报道称，癌变人群血浆中游离100～400bp大小的DNA片段浓度明显高于正常人，可以作为筛查的标志物。又有研究发现，循环肿瘤DNA在早期原位癌(primary cancer)患者血液中就已经开始出现。由于外周血循环DNA半衰期短，因此循环肿瘤DNA能够真实反映患者病变组织基因突变的真实情况。循环肿瘤DNA在恶性肿瘤诊疗中的应用越来越受到关注和重视，作为研究的热点和突破口将有可能为临床肿瘤的早期诊断、预后判定及疗效监测等提供一系列方便、快捷、特异、无创的分子生物学检测手段。

另一方面，二代测序的主流平台一般均采用边合成边测序(Sequencing By Synthesis,SBS)技术进行核酸测序。测序前，需要对核酸(DNA或RNA)样本进行测序文库的构建，基本流程如下：首先将片段化后的DNA进行片段的末端修复，之后在修复后的片段3'端加“A”碱基，然后将上述DNA片段与含有测序引物结合位点的DNA接头(Adapter)连接，最后通过PCR进行扩增，完成测序文库构建。

但是，血浆中游离DNA含量极微，片段化严重，且循环肿瘤DNA仅占血浆游离DNA总量的0.02％～50％，如何区分真正的SNV与二代测序中发生的PCR错误、测序假阳性及比对不准确等带来的噪音是当前面临的一大难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题

正如前述，基于现有的平台，使用循环肿瘤DNA样本进行SNV预测的难点在于将测序错误与真实的SNV进行准确的区分。

因此，本发明的目的在于提供一种能够更准确地区分测序错误与真实SNV、从而更准确地利用循环肿瘤DNA样本检测SNV的装置及方法。

本发明人经过深入研究发现，通过收集大量的健康人样本进行平行试验，能够确定基因组每一个位置的错误率，从而更准确地区分测序错误与SNV，同时降低假阳性与假阴性。

即，本发明包括：

一种用于利用循环肿瘤DNA样本检测体细胞突变(SNV)的装置，其包括：

数据获取模块，用于获取循环肿瘤DNA样本DNA的测序数据及健康人群DNA的测序数据，所述测序数据包括所述循环肿瘤DNA样本DNA各位点的突变频率、以及与所述循环肿瘤DNA样本DNA各位点对应的健康人群中的每个个体的DNA各位点的突变频率；通常，所述循环肿瘤DNA样本DNA的测序数据可以来自对待测循环肿瘤DNA样本DNA进行测序而获得的数据；所述健康人群DNA的测序数据可以来自已经建立的健康人群DNA数据库，或者来自对健康人群生物样本DNA进行测序(测序方法应与针对所述待测循环肿瘤DNA样本DNA的测序方法相同，即平行测序)而获得的数据；

突变频率统计模块，其与所述数据获取模块相连接，用于统计所述健康人群群体的所述DNA各位点中的每一个位点的突变频率分布情况，得到健康人群突变频率统计模型；

对比模块，其与所述数据获取模块及所述突变频率统计模块相连接，用于将所述循环肿瘤DNA样本DNA各位点的突变频率与所述健康人群突变频率统计模型进行对比，获得对比结果；

判定模块，其与所述对比模块相连接，用于判定所述循环肿瘤DNA样本DNA各位点的突变是否为真实的体细胞突变，获得判定结果；其中，当所述对比结果为无显著差异时，判定结果为非体细胞突变(包括系统错误及一部分胚系突变)；当所述对比结果为有显著差异、且突变频率小于设定值时，判定结果为真实的体细胞突变；当所述对比结果为有显著差异、且突变频率大于或等于设定值时，判定结果为胚系突变；所述设定值可以根据测序的实际情况进行合理设定，例如，在测序深度在100×时，优选的设定值可以为35％；以及

检测结果输出模块，其与所述判定模块相连接，用于输出所述判定模块的所述判定结果。

优选地，所述数据获取模块包括循环肿瘤DNA样本DNA各位点的突变频率获取模块，该模块进一步包括下述子模块：

过滤子模块，其与所述数据获取模块相连接，用于对测序数据进行质检，过滤去除低质量的测序数据；

比对子模块，其与所述过滤子模块相连接，用于将过滤后的测序数据与参考序列进行比对，获取测序片段在基因组中对应的位置；