[发明专利]一种肺癌围手术期分子残留病灶基因检测panel及检测模型的构建方法

说明书

本发明提供了一种肺癌围手术期分子残留病灶基因检测panel及检测模型的构建方法，涉及生物信息学技术领域。本发明通过整合肿瘤数据库和TCGA、COSMIC等著名肿瘤公共数据库，设计了一款覆盖肺癌驱动基因、靶向用药基因及热点突变的肺癌MRD基因检测panel，并开发了一套检测超低频基因突变预测模型。本发明以大样本量数据作为基础，聚焦肺癌驱动基因和热点突变，保证检测结果准确性；超高测序深度，保证了超低频检测限，超低频基因突变算法，提高突变检测精准度。本发明实施例证实，所述预测模型可以稳定检测0.02％的超低频突变。

技术领域

本发明属于生物信息学技术领域，具体涉及一种肺癌围手术期分子残留病灶基因检测panel及检测模型的构建方法。

背景技术

肺癌是我国发病率和死亡率最高的癌种，由于早期肺癌通常没有任何症状，大多数患者发现的时候已经是中晚期，错过了最佳的手术时间。即使手术成功切除后在影像学上检测不到肿瘤，也不意味着肿瘤被完全清除。微小残留病灶(MRD，Minimal ResidualDisease，也称分子残留病灶)，是指癌症手术治疗后残留在体内的少量对治疗无反应或耐药的癌细胞。这类细胞数量可能很少，不会引起任何体征或症状，也无法通过传统方法检测出，但它们有可能导致癌症复发。目前传统的肺癌复发监测是定期进行肿瘤标志物和肺部CT检测，这种方法可以在一定程度上发现肿瘤复发，但时效性比较滞后。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种肺癌围手术期分子残留病灶基因检测panel及检测模型的构建方法，并开发了一套检测超低频基因突变的生物信息学算法，从而达到精准检测血液中频率极低的分子残留病灶的目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种肺癌围手术期分子残留病灶基因检测panel，所述基因检测panel包括如下所示的170个基因；

优选的，所述基因检测panel包括12个靶向用药基因：ALK、BRAF、EGFR、ERBB2、KRAS、MET、NRAS、PIK3CA、RET、ROS1、TERT和TP53。

优选的，所述基因检测panel包括30个肺癌驱动基因：AKT1、ALK、BAP1、BRAF、DDR2、DROSHA、EGFR、ERBB2、ERBB4、FGFR2、GRIN2A、HIF1A、KDR、KEAP1、KRAS、MAP2K1、MAP2K2、NFE2L2、NOTCH1、PIK3CB、PTPN13、PTPRT、RAD21、RB1、RBM10、RET、SMARCA4、STK11、TP53和TP63。

本发明还提供了一种检测超低频基因突变预测模型的构建方法，包括以下步骤：(1)提取样本组织的核酸，利用所述核酸构建文库；

(2)利用液相杂交捕获的方法在构建好的文库内富集上述基因检测panel的靶标区域，对捕获后的文库进行NGS测序，得fastq数据；

(3)利用fastp软件对所述fastq数据的overlap区域测序碱基进行矫正处理，将得到的数据回比到参考基因组hg19上，得初降噪数据；

(4)根据所述初降噪数据的起始终止位置和UMI数据进行去重处理，获得bam文件；所述UMI数据为采用单分子识别码的方法对每一条样本DNA进行标识后得到的数据；

(5)使用VarScan对所述bam文件进行变异检测，并提取特征值，利用特征值对变异位点进行过滤，同时过滤掉位于人类参考基因组的碱基重复区域附近的突变，获得肺癌分子残留病灶真阳性突变位点。

优选的，步骤(1)所述核酸的来源包括血浆游离DNA、血细胞gDNA或肿瘤组织gDNA。