[发明专利]一种检测胎儿染色体非整倍体的方法及系统

说明书

本发明涉及一种检测胎儿染色体非整倍体的方法及系统，本发明克服了现有技术的不足，一方面提供了一种去除不受实验操作影响的基因组不同区段之间由自身碱基组成不同造成的测序深度偏差的方法及系统。另一方面提供了一种用于通过对孕妇外周血游离DNA进行大规模平行测序的胎儿染色体非整倍体的无创检测方法和系统。本发明方法可有效避免数据失真，更好的还原样本自身特征，从而使胎儿染色体非整倍体检测准确度更高。

技术领域

本发明涉及医疗检测领域，具体涉及一种检测胎儿染色体非整倍体的方法及系统。

背景技术

胎儿染色体非整倍体是由染色体数目或结构异常而发生的疾病，其中21三体(唐氏综合征，DS)、18三体(爱德华氏综合征)、13三体综合征(帕陶氏综合征)是临床最常见和最易出现的染色体异常疾病，且21三体最为常见，发病率为1/800～1/600。

现有的产前诊断技术是通过侵入性方法如羊膜穿刺或绒毛膜绒毛取样获取胎儿组织，进行FISH分析或者染色体核型分析。但这些技术均为有创性的，可能引起流产、胎儿损伤、出血、感染等。虽然目前国内外广泛采用的孕妇血清标记物筛查和超声检查方法是无创的，但检测结果的假阳性率和假阴性率都比较高，且极易受孕周等因素影响。

1997年，Lo等在母体血浆中发现了游离的胎儿DNA，这为无创产前诊断提供了新的可能性。但由于孕妇血浆中胎儿游离DNA的含量少，处于一种高母体DNA的背景下，难以获得胎儿基因组的基因或染色体的信息，使得检测母体血浆样品中由非整倍体胎儿造成的染色体比例呈现的小变化难以发现。为了克服以上问题，高通量测序技术被运用于染色体非整倍体疾病的无创检测。

利用高通量测序技术对胎儿染色体非整倍体进行检测的方法相比传统方法具有明显优势。该方法只需抽取母体外周血进行检测，可避免传统的侵入性方法可能给孕妇和胎儿带来的危害；另外直接检测母亲和胎儿的DNA序列，相比于检测血清蛋白标志物和超声波检测，准确性、灵敏度及可靠性都大大提高。

2008年，RossaW.K.Chiu等提出了一种利用大规模高通量测序进行胎儿染色体非整倍体的无创产前诊断方法。该方法通过提取孕妇外周血血浆中的游离DNA，进行新一代高通量测序，通过分析高通量测序得到的大量碱基序列信息，得到单条染色体碱基序列数在总的碱基序列中的占比，并将该值与参考数据库中正常孕妇血样构建的该染色体含量占比的阈值进行比较，使用z值检验以判断胎儿是否具有非整倍体异常。

然而，在样本文库制备和上机测序过程中容易产生GC偏好性，严重影响胎儿非整倍体检测的灵敏度和特异度。针对这一问题，Fan和Quake等提出了一种将基因组各染色体进行等长划分为非重叠区段(BIN)，根据不同区段的GC密度为每个区段分配权重，通过乘以相应权重以优化每个区段的读段数，以去除GC偏差效应。

华大基因

利用GC含量与染色体覆盖深度之间的关系，重新确立每条染色体的拟合覆盖深度。基于拟合覆盖深度，建立二元假设：一个零假设(H0：所述胎儿是整倍性)是假定患者案例分布的平均覆盖深度和所有正常参考分布的平均覆盖深度相等，意味着如果零假设被接受则该患者案例是整倍体；另一个零假设(H1：所述胎儿是非整倍性)是具有不良胎儿占比的患者案例分布的平均覆盖深度等于具有相同胎儿占比的非整倍性案例分布的平均覆盖深度。这意味着如果该零假设被接受则该患者案例是非整倍体。最后使用对数似然比推断胎儿是否为三体。

贝瑞和康