[发明专利]一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法和装置

说明书

本发明涉及生物医学领域的一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法和装置。本发明提供的探针组合物，包括捕获表1所示基因的外显子区域，表2所示基因的内含子、启动子、融合断点区域的探针以及表3所示基因的编码区区域的探针。人肿瘤多基因检测试剂盒包括所述探针组合物。基于单样本的TMB检测方法包括：获取待测肿瘤样本的目标区域测序数据，与参考基因组比对，基于所得比对结果，进行变异位点检测，过滤所得原始变异结果与正常样本正常基线数据库重合的位点，过滤所得第一体细胞突变数据集的高频率生殖突变位点，筛选出所得第二体细胞突变数据集中克隆类型体细胞突变位点；计算TMB。该方法无需配对样本，能准确检测肿瘤样本TMB。

技术领域

本发明涉及生物医学领域，具体涉及一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法和装置。

背景技术

近年来，免疫治疗在肿瘤治疗领域受到越来越多的关注。细胞程序性死亡蛋白1(Programmed Cell Death protein 1,PD-1)是一种通常表达于细胞表面的蛋白，通过降低免疫细胞对细胞的炎症反应而调控免疫系统，防止自身免疫的发生。PD-1的配体PD-L1可以特异性地中和PD-1，从而重新启动免疫系统对细胞的杀伤作用。这种现象又被叫做免疫检查点抑制(immune checkpoint inhibitor，ICI)。通过免疫检查点抑制机制(如CTLA-4和PD-L1)开发的药物已在多种肿瘤治疗中获得显著的临床疗效。但由于缺乏合适的临床分子标志物，PD-1/PD-L1药物的受益人群只有20％-30％。

从已经批准的适应症和关键临床研究提供的证据来看，对于PD-L1的免疫治疗疗效预测的潜在生物标记物主要有肿瘤突变负荷(Tumor Mutation Burden,TMB)、微卫星不稳定(microsatellite instability,MSI)和错配基因修复缺失(Mismatch Repair,MMR)。多个大规模临床研究发现，免疫检查点抑制剂的疗效很大程度上取决于患者癌细胞中所携带的基因突变的数量，因此，TMB的精确测量可以预测免疫检查点抑制剂的疗效，使癌症患者有机会获得更加精准的治疗。

肿瘤突变负荷(TMB)被定义为一份肿瘤样本中，所评估体细胞基因的外显子编码区每百万碱基中发生置换和插入/缺失突变的总数，是反映肿瘤细胞中总的基因突变程度的一个指标。体细胞的突变可转录表达成蛋白水平，产生新的抗原、蛋白片段或多肽段等，这些新的蛋白被自身免疫系统识别为非自身抗原，激活T细胞，引起免疫反应。因此，肿瘤突变负荷越高，产生新抗原的概率越高，从而更能被免疫系统识别。当使用了免疫检查点抑制剂来对抗免疫逃逸的肿瘤细胞，TMB水平越高的患者可能接受免疫治疗效果越好。

随着测序成本越来越低，运用二代测序技术预测分析TMB的需求越来越高。现有技术多数都是采取肿瘤样本与其对应的配对样本进行全基因组测序、全外显子组测序或目标区域基因靶向捕获(Panel)测序来对TMB进行预测分析，虽然此种方法可以得到较为准确的体细胞突变结果并以此来计算TMB，但在成本上对于同一个样本要做样本-对照两次实验测序，不仅相对的增加了实验及测序成本，同时也增加了数据分析及解读的复杂度，而且临床实践中经常没有正常对照。

2017年底，FDA批准的FoundationOne CDx基因检测试剂盒采用了单样本测量TMB的方法，即只对癌症样本测序，然后通过统计方法和人群数据库信息在基因突变中确定胚系突变并过滤。这在一定程度上降低了TMB检测的成本要求。但是这类方法仍有几个缺陷。首先，不同癌种间TMB的差异较大，用同样的数据库过滤方法并不能保证对所有癌种的胚系基因突变进行精确的去除；其次，这种方法高度依赖公共数据库的质量和多样性，对不在数据库中的人种的突变背景无法做出精确的描述。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法和装置。同时，本发明还提供一种探针组合物、一种捕获芯片和一种人肿瘤多基因检测试剂盒。