[发明专利]基于半导体测序的PKU致病基因突变检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于半导体测序的PKU致病基因突变检测方法及装置。本发明通过构建本地突变数据库，全面反映检测范围内可能存在的背景噪音，能有效区分突变的真假阳性，解决了半导体测序平台固有的均聚碱基测序错误导致PKU检测背景噪音大的问题，并且可以较好控制不同批次测序质量的影响，提高了检测的准确性和稳定性，尤其适用于Proton平台。

技术领域

本发明属于生物信息学领域，具体涉及一种基于半导体测序的PKU致病基因突变检测方法及装置。

背景技术

苯丙酮尿症(Phenylketonuria，PKU)是由于缺乏苯丙氨酸羟化酶(phenylalaninehydroxylase，PAH)所致的一种氨基酸代谢异常的疾病。PKU患儿出生时正常，通常3～6个月时开始出现症状，临床表现通常为智力发育落后，发色由黑变黄，尿和汗液中排出较多苯乙酸，可有明显鼠尿臭味。该病目前尚无有效的根治办法，仅能通过食疗减轻和控制患者的症状，因此，快速、准确的致病基因检测、携带者的检出及遗传咨询是预防本病的关键。

PKU属于常染色体隐性遗传病，根据不同病因，在分子水平上可将PKU分为苯丙氨酸羟化酶(phenylalanine hydroxylase，PAH)缺乏型PKU和四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin，BH4)缺乏型PKU，其中PAH缺乏型PKU占了98％～99％，都是由于PAH基因发生突变，主要包括点突变以及重复/缺失突变；BH4缺乏型PKU则是由于PAH的辅助因子BH4缺乏造成，主要是由于6-丙酮酰四氢蝶呤合成酶(PTS)、鸟苷三磷酸环化水合酶(GCH1)、二氢生物蝶呤还原酶(QDPR)和蝶呤-4-甲醇胺脱水酶(PCBD1)这四个基因突变所致，此外，Sepiapterin还原酶(SPR)是属于醛-酮还原酶的一组酶，催化BH4生物合成的最终步骤，其突变也会导致PKU。

常见的PKU检测技术包括PCR及其衍生技术、短串联重复序列技术(STR)以及基因测序技术；此三种方法相比，PCR及其衍生技术的可重复性及准确性均有不足，不能明确碱基变异的具体位置与形式，也不能区分基因的多态和突变位点；STR方法虽经济快速，但其仅适用于STR可提供连锁信息的家庭；而测序技术不仅能检测出已知突变位点，还能发现新发突变位点。因此，将基因测序技术应用于PKU检测更快捷，准确。

然而，当前半导体测序容易出现均聚碱基的测序错误，用于检测PKU致病基因变异时会产生较大的背景噪音，此外，PKU致病基因文库构建时必须要使用DMSO，其影响了PCR扩增的保真效率，从而加大了背景噪音，再者，基于半导体测序的PKU致病基因实际检测中，不同批次质量不稳定，以上原因均使得PKU致病基因突变检测准确率低，难以有效区分突变的假阴性。因此，开发一种准确率高的基于半导体测序的PKU致病基因突变检测方法及装置，非常有现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于半导体测序的PKU致病基因突变检测方法及装置。

本发明所采取的技术方案是：

基于半导体测序的苯丙酮尿症致病基因突变检测方法，包括如下步骤：

S1：针对苯丙酮尿症致病基因构建用于半导体测序的扩增子文库，将待测样本的扩增子文库上机测序，获得测序序列；

S2：将测序序列与人类基因组参考序列进行序列比对，根据比对结果进行质控过滤；

S3：将质控过滤后的测序序列进行变异分析，获取原始变异检测结果；

S4：使用本地突变数据库对待测样本的原始变异检测结果进行校正；

S5：对校正后的所有变异检测结果进行格式转换和变异注释，并参照人群频率数据库进行过滤，确定最终突变检测结果。