[发明专利]一种确定生物体样本中染色体数量是否异常的检测方法

说明书

一种确定生物体样本中染色体数量是否异常的检测方法，该方法包括以下步骤：确定每种待检测染色体上需要检测的基因种类的最小数量，选择至少一种参比染色体，确定每种待检测染色体上选定已知数量的基因以及每种参比染色体上选定已知数量的基因的拷贝数；和确定样本中待检染色体的数量，从而确定待检染色体数量是否异常。该方法可以精准、并行地检测多种染色体数量的异常情况，对于无创产前筛查13、18、21号染色体三体综合征和X、Y染色体数量异常等重大需求具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及核酸检测领域，具体涉及一种确定生物体样本中染色体数量是否异常的检测方法。

背景技术

对于人类而言，染色体的数量变化会引起严重的先天性疾病。目前最常见的是第21号染色体由正常的二倍体变化为异常的三倍体，称为先天愚型，发病率约为1/700～1/600。第18号染色体和第13号染色体也会出现类似的数量变化，造成感知、肢体、发育等各方面病变的综合征，发病率分别约为1/2000和1/4000。此外，X染色体和Y染色体的数量变化，也会引起性发育方面的严重问题。

最早用于检测染色体数量变化的方法是核型分析，这种方法需要使用羊膜穿刺等介入式取样方法，从母体内取出源于胎儿的细胞，在显微镜下观察细胞核内的染色体构型，从而确定染色体的数量异常情况，这种方法多用于产后对新生儿的诊断。显而易见地，这种介入式的产前筛查方法对于孕妇是一种痛苦，同时也增加了流产的风险。因此，研究者们提出了无创产前诊断的方法。其中一种方法是宫颈刮片，即采取孕妇宫颈处由胎儿脱落的细胞，经过分离纯化(比如使用磁珠富集、免疫和流式分选等方法)后，可以获得纯度较高的胎儿细胞。这种方法的缺点是样品的处理过程较为复杂。另一种更为直接的想法是通过母体外周血内的胎儿游离核酸进行检测。胎儿游离核酸是一些来源于胎儿的、高度片段化的核酸序列。非常有挑战的是，孕妇外周血内的胎儿游离核酸的比例很低，二代测序结果表明，在孕早期时，孕妇外周血内的胎儿游离核酸的比例仅有4％(通过源于男性胎儿的Y染色体上的相关基因确定)。虽然二代测序能以多靶标的形式检测到较低比例的胎儿游离核酸，但是二代测序对核酸和基因拷贝数的定量难以做到非常精准，因而难以分辨出低丰度的胎儿游离核酸中，源于胎儿染色体数量变化导致的该染色体上基因拷贝数的微小变化，尤其是检测第13、18、21号染色体和X染色体的数量变化，因为源于这些染色体的基因普遍存在于母体中，胎儿游离核酸拷贝数的变化对母体外周血内源于母体的基因拷贝数所产生的影响微乎其微。

发明内容

为了解决这种由于基因拷贝数精准定量能力不足而导致难以从母体外周血中无创检测胎儿染色体数量异常的问题，本发明披露一种染色体数量变化的检测方法。

在一种实施方法中，本发明提供一种确定生物体样本中染色体数量是否异常的检测方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：根据待检测染色体的数量变化值、样本中的核酸当量和该检测方法的置信度，确定每种待检测染色体上需要检测的基因种类的最小数量，从每种待检测染色体上选定已知数量的基因，所示已知数量不小于所述基因种类的最小数量；所述样本中的核酸当量是指样本中的核酸的质量与所检测的生物体内的全基因组的质量的比值；所述染色体的数量变化值是指在所述生物体的单个基因组中，所有异常情况下所述待检测染色体的数量与正常情况下所述待检测染色体应有的数量之间可能出现的最小绝对差值；步骤2：选择至少一种参比染色体，从每种参比染色体上选定已知数量的基因；步骤3：确定每种待检测染色体上选定已知数量的基因以及每种参比染色体上选定已知数量的基因的拷贝数；和步骤4：根据上述各个基因的拷贝数、参比染色体的数量和待检测染色体的核酸质量在样本核酸质量中的比例，确定样本中待检染色体的数量，从而确定待检染色体数量是否异常。

在一种实施方式中，所述生物体为人类，所述参比染色体包括人类第1-7、9-12、14-17、19、20、22号染色体中的一种或多种，优选地为人类第1、2号染色体中的一种或多种，更优选地为人类第1号染色体；所述待测染色体是人类第13号、第18号、第21号、X和Y五种染色体中的一种或多种。