[发明专利]CNV检测装置

说明书

本发明涉及一种拷贝数变异检测装置，其包括：测序数据获取模块；分窗口片段化模块；基于reads数检测CNV的模块；基于unique reads数检测CNV的模块；以及模型结果汇总模块。

技术领域

本发明涉及一种无创CNV检测装置，以及利用该无创CNV检测装置无创检测CNV的方法。

背景技术

基因拷贝数变异(Copy number variations,以下简称为CNV)是一类在临床上非常重要的结构变异，多数微缺失或微重复具有多态性，但也有部分缺失重复具有致病或致死性。因此在胎儿出生前识别具有致病致死性的CNV，并进行早期干预，可以降低新生儿缺陷。

现阶段无创产前基因检测(以下简称为NIPT筛查)基于新一代测序平台(NGS平台)对母体外周血进行测序分析，通过分析手段过滤系统噪音并增加胎儿信号，从而实现对染色体非整倍性进行检测。无创CNV则是基于NIPT将染色体窗口化，并对每一个窗口独立进行信号放大和显著性校验。

由于测序数据中大部分信号来自母亲，因此当存在母源CNV或胎盘嵌合时，胎儿信号容易被掩盖。另一方面，当实验体系不稳定时，GC偏移或系统噪音的干扰容易导致结果判断失准，出现假阳性或假阴性结果。胎儿浓度同样是影响结果判断的重要变量，浓度越高，结果置信度越高。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种对CNV的检测灵敏度更高的检测装置及检测方法。

具体来说，本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

1.一种拷贝数变异检测装置，其包括：

测序数据获取模块，该模块基于获取的母体外周血游离DNA进行测序以获得待测样本的染色体测序数据以及来自背景库样本的染色体测序数据；

分窗口片段化模块，该模块用于将所述测序数据比对到参考基因组序列，并将所述测序数据切割为等长的窗口，并使每两个相邻窗口之间存在交集，统计每个窗口的包括read、unique read(UR)、Mapability、genomic GC和/或unique reads GC的窗口参数；

基于reads数检测CNV的模块，该模块基于所述每个窗口计算Z值，计算CNV概率，以及用CNV概率估测胎儿浓度，从而判断待测样本是否被怀疑为阳性CNV，并排除母源性CNV的干扰；

基于unique reads数检测CNV的模块，根据检测分辨率规定滑动步长m，该模块基于相邻m个窗口计算平均reads(Mr)和平均GC(Mgc)，并构建窗口特异性线性回归模型，从而判断待测样本是否被怀疑为CNV；

模型结果汇总模块，该模块基于上述两个检测CNV的模块的输出结果进行比较分析输出最终结果。

2.根据项1所述的检测装置，其中，所述基于reads数检测CNV的模块包括如下子模块：

数据预处理和标准化模块，该模块用于对所述reads进行GC校正以消除文库间差异；以及在进行GC校正后进行均一化校正从而使得所有所述待测样本和背景库样本之间具有可比性；

Z检验放大信号模块，该模块利用背景库样本计算每个窗口的均值和方差，并通过Z检验计算每个窗口的Z值；

染色体切片模块，该模块利用连续性的窗口Z值对染色体进行切片处理，将状态相似的连续性窗口合并为一个待测区间，并判断该区间的包括dup、del、normal的属性；

计算Z值置信区间的模块，该模块针对所述染色体切片模块合并的每个待测区间，计算背景库样本相同区间内存在的连续窗口的Z值的中值，根据中值分布的均值和方差计算设定置信区间范围，并判断所述待测区间是否落入所述置信区间，将没有落入该置信区间的区间判断为潜在CNV区间；