[发明专利]用于基因突变高深度测序的基因芯片及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种用于基因突变高深度测序的基因芯片及其制备方法和应用。本申请的基因芯片制备方法，包括根据不同的突变类型，结合基因突变在线数据库和本地数据库，构建捕获区间库；由捕获区间库设计基因芯片，提高捕获质量和效率，实现高深度测序；突变类型包括单核苷酸变异、插入缺失突变、拷贝数突变和结构变异中的至少一种；捕获区间库包括单核苷酸变异和插入缺失突变捕获区间库、拷贝数突变捕获区间库、结构变异捕获区间库。本申请的基因芯片制备方法，能够最大程度的覆盖突变人群，最大程度的覆盖癌症及其相关基因，设计出更加适应于中国人群的基因芯片。本申请的基因芯片测序深度高，特别适用于血液中极其微量的循环DNA的检测。

技术领域

本申请涉及核酸测序领域，特别是涉及一种用于基因突变高深度测序的基因芯片及其制备方法和应用。

背景技术

肿瘤是严重威胁人类健康的疾病之一，而肿瘤具有高度的异质性，即不同部位肿瘤具有不同特征，即使同一部位的肿瘤，治疗效果也因人而异。为了提高临床肿瘤治疗的效果，考虑肿瘤个体的差异性和肿瘤细胞发展进化的特征，进行“因人因时”的肿瘤个体化治疗势在必行。随着癌症认知领域的发展和科学技术的进步，基因组测序技术逐渐进入到肿瘤临床应用，个体化的肿瘤基因检测已有很多惊人的成果出现。Science、Nature、theJournal of New England上刊登的多项研究成果也证明了个体化基因检测在临床治疗中的巨大前景。

基于高通量测序技术的全基因组、全外显子组或目标区域捕获测序能够比较全面的反应体细胞变异情况。众所周知，对于肿瘤患者，癌组织的获取总是相对困难的，尤其是对于一些晚期不适合手术的患者来说，如果能够从外周血中检测得到来自肿瘤细胞的变异，将会对癌症的临床治疗和监测带来巨大的变革。于是，近年来肿瘤患者血液中循环DNA的基因检测诊断已成为研究热点，研究显示血液中循环肿瘤DNA有可能成为一种新的肿瘤诊断标志物。

血液循环肿瘤DNA含量会随着肿瘤病情的发展以及转移性肿瘤的发生而产生变化，但整体上血浆循环肿瘤DNA的含量会较癌组织中获取到的DNA含量低很多，尤其是对于早期筛查以及预后监控的样本来说，含量会更低，这使得血浆循环DNA中的肿瘤标志物突变频率较癌组织频率低，这就需要对血浆循环DNA进行超高深度的测序，才能更准确的检出早期发生的肿瘤标志物。但是，对血浆循环DNA进行超高深度的测序，采用全基因组或者全外显子组测序将会大大提高成本。为了降低成本，亟需开发对微量血液循环DNA进行目标区域芯片捕获测序的方案。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的用于基因突变高深度测序的基因芯片及其制备方法和应用。

本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种用于基因突变高深度测序的基因芯片的制备方法，包括根据不同的突变类型，结合基因突变在线数据库和本地数据库的突变信息，构建捕获区间库；根据捕获区间库设计基因芯片，提高基因芯片的捕获质量和效率，实现高深度测序；突变类型包括单核苷酸变异、插入缺失突变、拷贝数突变和结构变异中的至少一种；捕获区间库根据不同的突变类型分为，单核苷酸变异和插入缺失突变捕获区间库、拷贝数突变捕获区间库、结构变异捕获区间库。

本申请的基因芯片制备方法，提供了一种新的芯片设计算法，一方面，本申请的制备方法，综合考虑了不同突变类型对基因芯片设计的影响；另一方面，本申请的制备方法结合了基因突变在线数据库和本地数据库的突变信息，这对设计不同地区人群针对性的基因芯片具有重要意义，特别是目前基因突变大部分在线数据库都是针对西方人种的检测结果，因此，难以设计出更加适应于中国人群的基因芯片，而本申请的制备方法则很好的克服了该问题。

优选的，单核苷酸变异和插入缺失突变捕获区间库的构建具体包括以下步骤，

(1)统计cosmic数据库中所检测肿瘤的驱动基因的外显子区间的RI值，并将所有统计到的与所检测肿瘤相关的驱动基因的外显子区间，按照RI值降序排列；