[发明专利]与早发型重度子痫前期发生相关的基因组合及其应用

权利要求书

1.一种用于早发型重度子痫前期检测的系统，其特征在于，所述用于早发型重度子痫前期检测的系统包括：

样本分析模块：将样本测序数据比对到参考基因组上并获取每个基因的转录起始位点区域覆盖情况；

筛选特征模块：筛选预测早发型重度先兆子痫前期的特征基因；

构建模型模块：构建预测早发型重度先兆子痫前期的模型；

计算模块：利用预测早发型重度先兆子痫前期的模型计算样本患早发型重度先兆子痫前期的概率；

所述特征基因包括SNORD14C、ASPA、ARL13A、TRIM69、LINC01338、FIBIN、F8A2、MRPL20、BRF1、ZNF407-AS1、BVES、TFDP1、COL4A4、ANKRD36BP2、DUS3L、ADCY1、KIF26A、SLC12A2、KLF4、CHKA和KIF26B；

所述样本分析模块用于进行包括如下的操作：

(1-1)获取样本的高通量测序原始数据与参考基因组进行比对，并按照染色体进行排序；

(1-2)对比对的结果进行去重复；

(1-3)统计每个基因的转录起始位点区域的覆盖深度，对每个转录起始位点区域的覆盖深度加和得到每个基因的TSS_depth；

(1-4)将每个基因的转录起始位点区域按照公式(1)进行标准化得到每个基因的转录起始位点区域的特征；

TSS_{i normalized}＝TSS_i depth/total TSS_depth×10⁶          公式(1)

其中，TSS_{i normalized}为基因i的转录起始位点区域的特征，TSS_i depth为基因i的转录起始位点区域的覆盖深度，total TSS_depth为所有基因的转录起始位点区域的覆盖深度加和；

所述样本包括血浆游离DNA；

所述转录起始位点区域的大小为转录起始位点上下游1kb；

所述筛选特征模块用于进行包括如下的操作：

(2-1)将早发型重度先兆子痫前期患者和正常孕妇按照孕周进行匹配，使用差异分析软件寻找两组样本转录起始位点区域有显著差异的基因；

(2-2)使用最小绝对值收敛和选择算子对(2-1)差异基因筛选，得到预测模型的特征基因；

所述构建模型模块用于进行包括如下的操作：

(3-1)获取最佳截断值：按照公式(2)计算特征基因区分对照组和疾病组的最佳截断值best cut-off；

best cut-off＝max(sensitivity+specificity)             公式(2)；

其中，max(sensitivity+specificity)表示灵敏性sensitivity和特异性specificity加和的最大值；

(3-2)特征基因离散化：按照最佳截断值根据公式(3)将训练集样本中基因i的转录起始位点区域的特征TSS_{i normalized}进行离散化转化为0或1；

公式(3)：

TSS_i＝0，TSS_{i normalized}＞＝best cut-off；

TSS_i＝1，TSS_{i normalized}＜best cut-off；

其中，TSS_i为基因i最终离散化后的特征值；

(3-3)构建模型：使用机器学习的方法基于特征基因和孕周构建预测早发型重度先兆子痫前期的模型；

所述计算模块用于进行包括如下的操作：

将特征基因离散化后的结果和孕周输入预测早发型重度先兆子痫前期的模型得到样本患早发型重度先兆子痫前期的概率。

2.根据权利要求1所述的用于早发型重度子痫前期检测的系统，其特征在于，所述机器学习的方法包括贝叶斯统计、随机森林、支持向量机或广义线性模型中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的用于早发型重度子痫前期检测的系统，其特征在于，(3-3)还包括使用10次交叉验证的方法对模型参数进行优化。

4.根据权利要求1所述的用于早发型重度子痫前期检测的系统，其特征在于，样本患早发型重度先兆子痫前期的概率大于等于0.5，则判断样本为早发型重度子痫前期高危，样本患早发型重度先兆子痫前期的概率小于0.5，则判断样本为早发型重度子痫前期低危。