[发明专利]一种用于循环肿瘤DNA拷贝数变异检测的装置

说明书

本发明涉及一种用于循环肿瘤DNA拷贝数变异检测的装置，其检测灵敏度高。本发明的装置包括测序数据获取模块、序列比对模块、前期数据处理模块、归一化模块、背景库筛选模块、数据波动消除模块、GC校正模块以及输出模块。

技术领域

本发明属于分子生物学检测领域，具体涉及用于循环肿瘤DNA拷贝数变异检测的装置及方法。

背景技术

早在1948年，Mandel和Metais就从正常人血液中检测到游离的DNA片段(cell-free，cfDNA)。1977年Leon等人发现肿瘤患者体内cfDNA含量明显高于健康个体，而晚期肿瘤患者含量更高。随着研究的不断深入，研究者发现在肿瘤患者的血浆和血清cfDNA中存在与肿瘤基因改变相同的DNA片段，命名为ctDNA(circulating tumor DNA)。ctDNA是肿瘤细胞向外周血液中释放的基因组DNA。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。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。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。

基因的拷贝数变异(Copy Number Variation，CNV)是一类在临床上非常重要的结构变异，与多种肿瘤的预后，靶向药物的敏感性相关。可靠的CNV检测结果可以为临床用药以及病情评估等提供十分重要的依据。目前临床上所使用的CNV检测技术大多为基于PCR或免疫组化的实验手段(如FISH，IHC等)。此类方法通常基于肿瘤组织样本的基因组DNA设计优化，单次检测仅可覆盖一个基因，且检测结果灵敏度较低。肿瘤组织样本通常由手术或者穿刺获得，这种方法具有侵入性和一定风险，而且比较昂贵。对于肿瘤演化产生异质性和抗药性，以及转移期患者体内存在多个肿瘤病灶，单次原位活检存在很大局限。将传统实验手段用于ctDNA样本的CNV检测，检测性能将无法得到保障。

基于新一代测序(Next-Generation Sequencing，NGS)平台的CNV检测，可以在保证检测性能的前提下一次性给出多个基因的CNV检测结果。传统的NGS平台CNV检测技术大多基于全基因组测序技术平台完成研发，随着NGS技术的不断进步，基于目标区域捕获的高深度测序技术在临床检测的应用场景下逐渐表现出优势。

但是，由于全基因组测序数据与目标区域捕获测序数据存在根本差别，目前传统NGS平台的CNV检测方法对于目标区域捕获测序数据并不适用，在检测CNV的准确性上难以保证，且检测灵敏度有待提高。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％，加之ctDNA的释放量会受到患者病情，癌种，分期，用药情况等各类综合因素的影响，导致这一问题在肿瘤循环DNA样本中表现尤为明显。此外，由肿瘤细胞所释放的携带CNV突变的ctDNA所占比例也较低，这也进一步加大的检测的难度。因此，如何提高循环肿瘤DNA样本CNV检测体系的鲁棒性、灵敏度和准确性成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于循环肿瘤DNA样本的CNV的检测灵敏度更高的检测装置及检测方法。

本发明的发明人为解决上述技术问题进行了深入研究，结果发现：在循环肿瘤DNA样本的CNV检测方法中，是否对数据进行合理的降噪处理，是否使用了合适的背景库，会直接影响到检测结果。通过更为合理全面的降噪处理，动态背景库的应用，能够提高循环肿瘤DNA样本CNV检测的灵敏度，从而完成了本发明。

即，本发明包括：

一种循环肿瘤DNA拷贝数变异(所述拷贝数变异可以发生在基因区域，也可以发生在非基因区域)检测装置，其包括：