[发明专利]一种检测单亲二倍体和杂合性缺失的方法、装置、存储介质和设备

说明书

本发明公开了一种检测单亲二倍体和杂合性缺失的方法、装置、存储介质和设备。所述方法包括以下步骤：(1)对待测样本的测序数据进行变异检测，得到样本的变异信息文件；(2)筛选样本的SNP位点；(3)进行假设检验，所述假设检验包括单亲二倍体检测和杂合性缺失检测；(4)采用环状二元分割算法进行区域合并；(5)判断是否为单亲二倍体和/或杂合性缺失。本发明建立了一种基于SNP位点检测UPD和AOH的方法，不受限于平台，既可以应用到芯片平台，也可以应用到全外显子测序和全基因组测序，实现了单亲样本检测UPD，能够很好地识别UPD和AOH，而且操作简单，快速方便，满足广泛推广应用的要求。

技术领域

本发明属于分子生物学技术领域，涉及一种检测单亲二倍体和杂合性缺失的方法、装置、存储介质和设备。

背景技术

单亲二倍体(Uniparental Disomy，UPD)是指先症者的两条同源染色体或两条染色体上的部分片段均来源于双亲中的一方，可分为单亲同二体IsoUPD(isodisomy，来自同一亲本的同一条染色体)和单亲异二体HetUPD(heterodisomy，来自同一亲本的两条同源染色体)。UPD发生率很低，不一定致病，若致病会引起常染色体隐性遗传病和印记基因病。杂合性缺失(Absence of homozygosity，AOH)是指一类基因组中出现的连续不间断的纯合现象，表现为一段染色体区域缺乏杂合子，其产生涉及血系同源IBD、近亲婚配以及UPD等原因。当检测到的AOH涉及1～2条染色体优先考虑UPD，涉及多条染色体优先考虑IBD。AOH能够通过激活隐性遗传等位基因的效应诱导疾病发生。大部分UPD临床意义不明，但是已经发现母系UPD在7，11，14，15和20染色体，父系UPD在6，11，14，15和20染色体上可以引起临床表型，因此AOH和UPD的检测至关重要。随着芯片和测序技术日趋成熟，测序成本的不断降低，越来越多的被应用于遗传病检测。因此，需要开发基于高通量测序，芯片等多个平台进行检测AOH和UPD的有效方法。

目前UPD的检测主要有以下几种方法：

(1)借助先证者和父母的基因型数据来构建单体型，看子代是否正常遗传父母的两条染色体。若子代的两条同源染色体或部分片段均来源于双亲中的一方则认为是UPD；

(2)对于单体拯救产生的UPD，可以通过AOH纯合区域进行推断，但是对于单亲异二体，则没有办法通过纯合区域进行判断；

(3)最常用的方法就是借助于家系数据，根据符合单亲遗传的位点来推断UPD。例如UPDio通过检验每条染色体符合单亲遗传的位点分布是否与整个基因组的分布是否一致来检测UPD。CN111863125A则是通过统计只符合单亲父源遗传或母源遗传的连续位点覆盖范围超过某个预定值，则判断是否为单亲片段。CN112375829A则是结合纯合区域和单亲遗传位点进行推断，首先采用bcftools识别出纯合区域，结合CNV检测结果，得到拷贝数为2的单亲同二体iUPD区间；并通过寻找非双亲遗传的位点，根据家系成员的基因型信息获取先证者存在单亲异二体hUPD的染色体，利用染色体分割法确定单亲异二体hUPD区间。

AOH检测一般是根据某个区域是否出现连续的纯合SNP来进行推断，例如PLINK，Bcftools。

通过构建父母单体型来检测UPD，需要借助先证者，增加额外的支出。以染色体为单位检测UPD，灵敏度不高，不能检测出1M以上的区域。此外，若检测样本为单倍体，二项式检验的假设概率为整个基因组上符合单亲遗传模式位点概率，那么则检不出异常区域(拷贝数为1)。而简单的通过统计只符合单亲父源遗传或母源遗传的连续位点覆盖范围超过某个预定值来检测UPD，由于基因组的复杂性，会有一些杂点，特别是一些嵌合样本，中间会穿插着符合双亲遗传模式的位点，单纯的靠连续的符合单亲遗传模式的位点，很容易出现漏检现象。另外，受限于一些因素，无法获得家系样本，现有的这些方法都不可以通过单亲样本进行UPD检测。AOH检测一般是根据某个区域是否出现连续的纯合SNP来进行推断，同样存在因为基因组的高度复杂性，有很多杂点，不适合应用于临床。