一種用于利用腫瘤FFPE樣本檢測體細胞突變的裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于利用腫瘤FFPE樣本檢測體細胞突變的裝置，其包括數據獲取模塊、突變頻率統計模塊、對比模塊、判定模塊以及檢測結果輸出模塊。本發明專利技術的用于利用腫瘤FFPE樣本檢測體細胞突變的裝置能夠更準確地將系統錯誤與真實的體細胞突變進行區分，不僅提高了靈敏度，而且降低了假陽性與假陰性。

A device for detecting somatic cell mutations using tumor FFPE samples

The invention relates to a device for detecting somatic cell mutation using a tumor FFPE sample, which comprises a data acquisition module, a mutation frequency statistic module, a comparison module, a decision module and a detection result output module. The present invention for device using somatic mutation detection of tumor FFPE samples to more accurately the system error and true somatic mutations were distinguished, not only improve the sensitivity and reduce the false positive and false negative.

【技術實現步驟摘要】
一種用于利用腫瘤FFPE樣本檢測體細胞突變的裝置
本專利技術涉及低頻突變檢測領域，具體涉及一種用于利用腫瘤FFPE樣本檢測體細胞突變的裝置及方法。
技術介紹
福爾馬林固定石蠟包埋(Formalin-fixedandParaffin-embedded，FFPE)方法制備的組織標本稱為福爾馬林固定石蠟包埋組織樣本，簡稱FFPE樣本。FFPE樣本能夠長時間保存，其常用于臨床病理檢驗、腫瘤基因檢測和醫學科學研究，是一個可靠的分子生物學研究的材料來源。在世界范圍內，大約有數十億份組織樣品保存在醫院或者組織樣品庫中。其中絕大多數是FFPE樣本。FFPE樣本通常代表了珍貴且來源廣泛的生物醫學研究材料，數量巨大的歸檔FFPE樣本為回顧性研究、闡明疾病機制、發現治療靶標和指示預后等方面提供了寶貴的資源。特別是，有大量的腫瘤組織切片被以FFPE樣本的形式保存。另一方面，大量研究表明，癌癥的產生是與體細胞突變(SNV)密切相關，并且這種突變往往僅出現在某一種腫瘤的亞克隆之中。亞克隆突變的研究為癌癥病程發展及預后分層提供了新的方向。當前，二代測序技術已經廣泛應用于腫瘤基因檢測，高深度的二代測序可以檢測亞克隆變異。但是，通過二代測序檢測亞克隆變異在文庫構建、上機測序及序列比對的過程中將不可避免地發生PCR錯誤、測序假陽性及比對不準確的情況，如何區分真正的亞克隆變異與以上噪音是當前面臨的一大難題。特別是在使用腫瘤FFPE樣本進行檢測的情況下，因為FFPE樣本特殊的制作方法和保存過程都會使樣本中的核酸受到損傷，所以這一問題尤為突出。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題正如前述，基于現有的平臺，使用腫瘤FFPE樣本進行SNV預測的難點在于將測序錯誤與真實的SNV進行準確的區分。因此，本專利技術的目的在于提供一種能夠更準確地區分測序錯誤與真實SNV、從而更準確地利用腫瘤FFPE樣本檢測SNV的裝置及方法。本專利技術人經過深入研究發現，通過收集大量的健康人樣本進行平行試驗，能夠確定基因組每一個位置的錯誤率，從而更準確地區分測序錯誤與SNV，同時降低假陽性與假陰性。即，本專利技術包括：一種用于利用腫瘤FFPE樣本檢測體細胞突變(SNV)的裝置，其包括：數據獲取模塊，用于獲取腫瘤FFPE樣本DNA的測序數據及健康人群DNA的測序數據，所述測序數據包括所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變頻率、以及與所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點對應的健康人群中的每個個體的DNA各位點的突變頻率；通常，所述腫瘤FFPE樣本DNA的測序數據可以來自對待測腫瘤FFPE樣本DNA進行測序而獲得的數據；所述健康人群DNA的測序數據可以來自已經建立的健康人群DNA數據庫，或者來自對健康人群生物樣本DNA進行測序(測序方法應與針對所述待測腫瘤FFPE樣本DNA的測序方法相同，即平行測序)而獲得的數據；突變頻率統計模塊，其與所述數據獲取模塊相連接，用于統計所述健康人群群體的所述DNA各位點中的每一個位點的突變頻率分布情況，得到健康人群突變頻率統計模型；對比模塊，其與所述數據獲取模塊及所述突變頻率統計模塊相連接，用于將所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變頻率與所述健康人群突變頻率統計模型進行對比，獲得對比結果；判定模塊，其與所述對比模塊相連接，用于判定所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變是否為真實的體細胞突變，獲得判定結果；其中，當所述對比結果為無顯著差異時，判定結果為非體細胞突變(包括系統錯誤及一部分胚系突變)；當所述對比結果為有顯著差異、且突變頻率小于設定值時，判定結果為真實的體細胞突變；當所述對比結果為有顯著差異、且突變頻率大于或等于設定值時，判定結果為胚系突變；所述設定值可以根據測序的實際情況進行合理設定，例如，在測序深度在100×時，優選的設定值可以為35％；以及檢測結果輸出模塊，其與所述判定模塊相連接，用于輸出所述判定模塊的所述判定結果。優選地，所述數據獲取模塊包括腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變頻率獲取模塊，該模塊進一步包括下述子模塊：過濾子模塊，其與所述數據獲取模塊相連接，用于對測序數據進行質檢，過濾去除低質量的測序數據；比對子模塊，其與所述過濾子模塊相連接，用于將過濾后的測序數據與參考序列進行比對，獲取測序片段在基因組中對應的位置；預處理子模塊，其與所述比對子模塊相連接，用于去除重復的測序片段；以及統計子模塊，其與所述預處理子模塊相連接，用于統計腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變頻率。優選地，所述統計子模塊篩選出腫瘤FFPE樣本DNA各位點中的可信度值(LOD值)大于設定值(例如100)的位點并進行突變頻率統計。針對每一個樣本的每一個位點i，i∈{人類基因組}，待測樣本的針對該位點的檢測LOD的計算公式如下：公式中的各個部分又是由下列公式獲得：以下面兩種模式來描述數據：modelM0表示在該位點沒有變異，任何的非參考位點的堿基都被認為是測序噪音；model表示在該位點有真實的m突變，并且等位基因頻率為f。M0就相當于是f＝0時的參考位點為r∈{A,T,C,G}，而對于每條readi(i＝1…d)，覆蓋這個位點的堿基為bi，這個堿基的錯誤概率為ei(此錯誤概率由每個堿基的質量值ei獲得，)。優選地，所述數據獲取模塊包括與所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點對應的健康人群中的每個個體的DNA各位點的突變頻率獲取模塊，該模塊進一步包括下述子模塊：過濾子模塊，其與所述數據獲取模塊相連接，用于對測序數據進行質檢，過濾去除低質量的測序數據；比對子模塊，其與所述過濾子模塊相連接，用于將過濾后的測序數據與參考序列進行比對，獲取測序片段在基因組中對應的位置；預處理子模塊，其與所述比對子模塊相連接，用于去除重復的測序片段；以及統計子模塊，其與所述預處理子模塊相連接，用于統計與所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點對應的健康人群中的每個個體的DNA各位點的突變頻率。優選地，所述突變頻率統計模塊包括模型校正子模塊，所述模型校正子模塊用于利用得到的健康人群突變頻率統計模型，對與所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點對應的健康人群中的每個個體的DNA各位點進行評估而舍去明顯偏離的位點，并統計余下的各位點中的每一個位點的突變頻率的分布情況，得到新的健康人群突變頻率統計模型。優選地，所述判定模塊包括下述子模塊：突變顯著性判定子模塊，其與所述對比模塊相連接，用于判定所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變的顯著性；以及突變類型判定子模塊，其與所述突變顯著性判定子模塊相連接，用于判定所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的具有顯著性的突變的類型是體細胞突變還是胚系突變。優選地，所述突變顯著性判定子模塊判定所述FFPE樣本DNA各位點的突變頻率是否與健康人群突變頻率統計模型中對應位點的突變頻率存在顯著差異(例如判據為正態分布，P<0.05)，有顯著差異則為真實突變，無顯著差異則為假陽性突變。優選地，檢測結果輸出模塊輸出腫瘤FFPE樣本DNA各位點的具有顯著性的突變的位置和突變類型。此外，本專利技術還提供：一種用于利用腫瘤FFPE樣本檢測體細胞突變(SNV)的方法，其包括：數據獲取步驟，獲取腫瘤FFPE樣本DNA的測序數據及健康人群DNA的測序數據，所述測序數據包括所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變頻率、以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于利用腫瘤FFPE樣本檢測體細胞突變的裝置，其包括：數據獲取模塊，用于獲取腫瘤FFPE樣本DNA的測序數據及健康人群DNA的測序數據，所述測序數據包括所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變頻率、以及與所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點對應的健康人群中的每個個體的DNA各位點的突變頻率；突變頻率統計模塊，其與所述數據獲取模塊相連接，用于統計所述健康人群群體的所述DNA各位點中的每一個位點的突變頻率分布情況，得到健康人群突變頻率統計模型；對比模塊，其與所述數據獲取模塊及所述突變頻率統計模塊相連接，用于將所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變頻率與所述健康人群突變頻率統計模型進行對比，獲得對比結果；判定模塊，其與所述對比模塊相連接，用于判定所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變是否為真實的體細胞突變，獲得判定結果；其中，當所述對比結果為有顯著差異、且突變頻率小于設定值時，判定結果為真實的體細胞突變；以及檢測結果輸出模塊，其與所述判定模塊相連接，用于輸出所述判定模塊的所述判定結果。

【技術特征摘要】
2016.12.29 CN 20161124621191.一種用于利用腫瘤FFPE樣本檢測體細胞突變的裝置，其包括：數據獲取模塊，用于獲取腫瘤FFPE樣本DNA的測序數據及健康人群DNA的測序數據，所述測序數據包括所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變頻率、以及與所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點對應的健康人群中的每個個體的DNA各位點的突變頻率；突變頻率統計模塊，其與所述數據獲取模塊相連接，用于統計所述健康人群群體的所述DNA各位點中的每一個位點的突變頻率分布情況，得到健康人群突變頻率統計模型；對比模塊，其與所述數據獲取模塊及所述突變頻率統計模塊相連接，用于將所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變頻率與所述健康人群突變頻率統計模型進行對比，獲得對比結果；判定模塊，其與所述對比模塊相連接，用于判定所述腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變是否為真實的體細胞突變，獲得判定結果；其中，當所述對比結果為有顯著差異、且突變頻率小于設定值時，判定結果為真實的體細胞突變；以及檢測結果輸出模塊，其與所述判定模塊相連接，用于輸出所述判定模塊的所述判定結果。2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述數據獲取模塊包括腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變頻率獲取模塊，該腫瘤FFPE樣本DNA各位點的突變頻率獲取模塊進一步包括下述子模塊：過濾子模塊，其與所述數據獲取模塊相連接，用于對測序數據進行質檢，過濾去除低質量的測序數據；比對子模塊，其與所述過濾子模塊相連接，用于將過濾后的測序數據與參考序列進行比...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳玥蘢，侯光遠，劉卉，陳玉潔，王旺，玄兆伶，李大為，梁峻彬，陳重建，
申請(專利權)人：安諾優達基因科技北京有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11