[发明专利]一种染色体异常检测装置

说明书

本发明公开了一种染色体异常检测装置。现有的染色体异常检测分析均基于读长计数统计模型，仅能够去除比对到基因组中相同起始位置的重复序列，无法去除对于起始位置不同但是相互之间有重叠的reads；本发明装置通过引入序列覆盖度(coverage)统计模型，能有效去除单细胞全基因组扩增偏好性带来的重复序列及其重叠区域，显著提高数据的均一性，进而降低数据噪音，提高阳性样本的检出率以及降低假阳性率。

技术领域

本发明涉及数据处理技术，具体涉及一种染色体异常检测装置。

背景技术

近年来，随着接受辅助生殖助孕的患者越来越多，大量临床发现在辅助生殖过程中部分高风险夫妇的胚胎易出现反复种植失败或不明原因自然流产的情况，试管婴儿总体活产率不足30％，而研究发现胚胎染色体异常是导致试管婴儿失败的主要原因。因此，对胚胎进行植入前染色体异常检测，进而选择健康的胚胎进行植入，可显著提高试管婴儿的妊娠率和活产率。

胚胎植入前染色体异常检测需要对囊胚期胚胎滋养外胚层细胞或卵裂球进行单细胞扩增，使之达到高通量测序平台所需要的DNA起始量，即由pg级别的DNA达到μg级别的DNA含量；目前主流的单细胞扩增方法按原理分为三类：基于PCR的单细胞扩增方法(如DOP-PCR)^[1]，多重链置换扩增(MDA)^[2]和多次退火环状循环扩增技术(MALBAC)^[3]。由于这些单细胞扩增方法都是采用几十轮指数扩增，这使得基因组某些特异性位点的扩增偏好性被无限放大，产生大量重复序列(duplicate reads)，导致测序深度的均一性显著降低，最终造成样本结果分析中出现大量异常值及假阳性结果。因此，去除由扩增偏好性带来的重复序列对基于单细胞扩增的胚胎植入前染色体异常检测是非常重要的。

目前，针对胚胎的染色体异常检测分析都是基于读长计数(reads number)：将测序产生的读长(reads)比对到参考基因组中；过滤比对到基因组中相同起始位置的reads(duplicate reads)；将参考基因组划分成N个定长的统计窗口，统计每个窗口的读长数；对读长数进行GC校正；对读长数进行归一化处理并转换成读长比例(reads ratio)；最后统计分析基因组中读长比例(reads ratio)来判断待测胚胎是否存在染色体异常。以上分析流程在去除重复序列(duplicate reads)的处理方法上仅仅能够去除比对到基因组中相同起始位置的duplicate reads，对于起始位置不同但是相互之间有重叠(overlap)的reads是无法有效去除的。因此，有必要采用更为有效的去除重复方法，才能有效提高基于单细胞全基因组扩增的染色体异常检测的准确性。

参考文献

[1]Telenius H,Carter NP,Bebb CE,et al.Degenerate oligonucleotide-primed PCR:general amplification of target DNA by a single degenerate primer[J].Genomics,1992,13(3):718-725.

[2]Dean FB,Nelson JR,Giesler TL,et al.Rapid amplification of plasmidand phage DNA using Phi 29DNA polymerase and multiply-primed rolling circleamplification[J].Genome Research,2001,11(6):1095-1099.

[3]Zong C,Lu S,Chapman AR,et al.Genome-wide detection of single-nucleotide and copy-number variations of a single human cell[J].Science,2012,338(6114):1622-1626.