[发明专利]一种基于二代测序的肿瘤单样本TMB检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于二代测序的肿瘤单样本TMB检测方法及装置，利用单肿瘤组织样本的二代测序数据，将测序数据与公共dbSNP数据库提供的位点信息和突变频率信息比对后，由统计模型估算不同区域胚系、体细胞突变频率以判断突变属性，最后计算TMB值，本方法达到了单样本数据准确检测TMB的目的。摒弃了以往需要在取病人癌组织的同时，摄取癌旁健康组织的需求，减轻了病人的身体负担、痛苦和风险，提高了检测效率，降低了检测成本，还可更精确地检测该生物标志物，指导病人的免疫用药。

技术领域

本发明属于细胞生物学及生物信息学技术领域，涉及一种肿瘤突变负荷的检测方法及装置，具体地说涉及一种基于二代测序的肿瘤单样本TMB检测方法及装置。

背景技术

肿瘤是指机体在各种致瘤因子的作用下，局部组织细胞增生所形成的新生物，由于这种新生物多呈占位性块状突起，也称赘生物，目前肿瘤已成为世界第一大病，并且近些发病率有增无减。为解决肿瘤对人体健康的危害，近些年逐渐发展出一种肿瘤免疫治疗方法，其是一种通过重新启动并维持肿瘤-免疫循环、恢复机体正常的抗肿瘤免疫反应，从而控制与清除肿瘤的方法。该方法采用单克隆抗体类免疫检查点抑制剂、治疗性抗体、癌症疫苗、细胞治疗和小分子抑制剂等，近些年已在多种肿瘤如黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾癌和前列腺癌等实体瘤的治疗中展现出了强大的抗肿瘤活性。

采用肿瘤抗程序性死亡蛋白1(programmed death 1,PD-1)抗体的疗法是目前研究最多、临床发展最快的一种免疫疗法，PD-1在免疫反应的效应阶段起作用，其表达于活化的T细胞、B细胞及髓系细胞。PD-1有两个配体，即程序性死亡分子配体-1(programmeddeath ligand 1,PD-L1)和程序性死亡分子配体-2(programmed death ligand 2,PD-L2)。PD-L1/L2在抗原提呈细胞都表达，PD-L1在多种组织也有表达。PD-1与PD-L1的结合介导T细胞活化的共抑制信号，抑制T细胞的杀伤功能，对人体免疫应答起到负调节作用。研究发现，PD-L1在肿瘤组织高表达，而且调节肿瘤浸润CD8+T细胞的功能。因此，以PD-1/PD-L1为靶点的免疫调节对抗肿瘤有重要的意义。并且目前市面已有相应药物，而想要有效利用肿瘤免疫疗法的一个重要依据就是肿瘤突变负荷(TMB)的检测，它是目前做过最多研究的重要的肿瘤免疫治疗标志物。

细胞的癌变通常是由体细胞中的基因突变长期积累的结果，但不是所有的体细胞突变都会导致细胞癌变。目前主流观点认为，只有在驱动基因上的特异突变才赋予细胞癌变的特性，这种突变叫做驱动突变(driver mutation)。而驱动突变又会引发其他的基因突变，这导致癌细胞中的基因突变数量往往高于正常的体细胞。肿瘤突变负荷(TMB)是反映肿瘤细胞中总的基因突变程度的一个指标，通常以每百万碱基(Mb)的肿瘤基因组区域中包含的肿瘤体细胞突变总数来表示。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。在接受免疫检查点抑制剂治疗的患者中，TMB高与TMB低的患者对免疫疗法的疗效差异十分明显。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。

最初的TMB采用全外显子组测序方法，对照患者的正常组织和癌组织，找出癌细胞特有的体细胞突变。可是对癌组织和正常组织同时测序成本较高，因此科学家开始探索只对癌症单个样本测序来测量TMB的可行性。对肿瘤单样本方法的探索不仅可以降低检测成本，而且能够减轻病人的痛苦，因为这样病人就无需额外取多一部分健康的癌旁组织，可以减轻对病人的伤害。但是目前还尚无准确性好、效率高的单个样本TMB检测方法。

发明内容

为此，本发明正是要解决上述技术问题，从而提出一种基于二代测序的肿瘤单样本TMB检测方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明第一方面提供一种基于二代测序的肿瘤单样本TMB检测方法，其包括如下步骤：