[发明专利]循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法和装置、终端设备及存储介质

说明书

本发明提供了一种循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法和装置、终端设备及存储介质，其中，方法包括：获取待检测血浆样本的捕获测序数据并从中提取cfDNA分子片段；基于提取的cfDNA分子片段，在其基因组区间内采用窗口进行滑动操作，并计算各窗口内首尾跨过了整个窗口的cfDNA分子数量及窗口覆盖的所有不同情况cfDNA分子数量的比值；基于计算的比值通过柯尔莫诺夫‑斯米尔诺夫检验的方法筛选出与根据健康人样本创建的基线核小体活性差异区域之间存在显著差异的区间，得到核小体活性区域；计算筛选的核小体活性区域的甲基化表型特征，完成对循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析，能够有效辅助区分待检测血浆样本的来源。

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法和装置、终端设备及存储介质。

背景技术

近年来循环无细胞DNA(circulating free DNA，以下简称cfDNA)在生物学和诊断方面的应用引起广泛关注，例如，cfDNA测序对胎儿染色体非整倍的无创产前检测已经广泛应用于临床，cfDNA肿瘤特异性突变对癌症的诊断和监测也有很大的前景。DNA甲基化是一种共价修饰，在基因的表达中扮演了重要角色。在胚胎发育和体细胞分裂过程中DNA甲基化模式的编程和重编程是表观遗传学的基本模式。DNA甲基化在表观遗传学中的中心地位源于它与基因组的共价关联以及在细胞分裂过程中管家DNA甲基转移酶的持续高活性。抑癌基因的高度甲基化及原癌基因的低甲基化与肿瘤的发生发展存在高相关性。对肿瘤细胞异常的甲基化进行分析可以了解到肿瘤的分级分期、侵袭转移甚至生存期等相关信息。肿瘤释放cfDNA进入血液中，会在不同类型的癌症患者血浆cfDNA中发现大量基因的异常甲基化。癌症至关重要的治疗手段就是在早期将癌症诊断出来，因此开发准确、灵敏度的辅助手段是十分重要的。

来源于肿瘤细胞的cfDNA通常被称作ctDNA(circulating tumor DNA，循环肿瘤DNA)，ctDNA与来源于正常体细胞凋亡的cfDNA在长度、片段末端序列以及位置均有很大不同。核小体是真核生物DNA包装的基本单位，它们含有147bp的DNA，包裹在一个组蛋白八聚体上，形成约1.7个超螺旋。核小体在细胞核中有多种作用，除了DNA包装，核小体的组装在控制许多DNA结合蛋白对染色体上的调控原件的DNA可及行方面起着至关重要的作用，且核小体的位置影响基因表达调控、DNA复制和DNA重组。已有研究证实ctDNA相比来自正常细胞凋亡产生的cfDNA更倾向于断裂在核小体活性区域。在特定的生理条件以及疾病过程中，不同血浆释放cfDNA的分布与健康状态有很大不同。目前，大多数研究局限于单个甲基化位点的平均甲基化水平及连续的甲基化位点的甲基化水平，针对核小体活性区域的甲基化位点状态鲜有分析，是以亟需一种对于生物医学领域极具意义针对核小体活性区域的甲基化分析方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法和装置、终端设备及存储介质，对核小体活性区域的甲基化状态进行分析。

本发明提供的技术方案如下：

一方面本发明提供了一种循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析方法，包括：

获取待检测血浆样本的捕获测序数据并从中提取cfDNA分子片段；

基于提取的cfDNA分子片段，在其基因组区间内采用预设长度的窗口以预设步长进行滑动操作，并计算各窗口内首尾跨过了整个窗口的cfDNA分子数量及窗口覆盖的所有不同情况cfDNA分子数量的比值；

基于计算出来的比值通过柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫检验的方法筛选出与根据健康人样本创建的基线核小体活性差异区域之间存在显著差异的区间，得到核小体活性区域；

计算筛选得到的核小体活性区域的甲基化表型特征，并根据甲基化表型特征判断核小体活性区域的甲基化异质性水平，完成对循环无细胞核小体活性区域的甲基化分析。