一种精子的检测方法与流程

文档序号:11506447阅读:404来源:国知局
本发明涉及医疗设备
技术领域
,尤其是一种精子的检测方法。
背景技术
:生育是人类繁衍生息、世代相传的唯一方式。据世界卫生组织统计,已婚夫妇约10-15%患不育症,其中1/3为男性因素所致。目前我国不孕不育人数已达5000万,其中男性因素占比高达50%,这类家庭可以通过辅助生殖技术依靠精子库中匿名捐赠的精子繁衍后代,随着“全面二孩”政策的落地实施,精子的需求量必然直线上升。同时,社会文明不断进步的时下,人们对后代的特质有了更高的渴望,因此人类精子库内精子的数量和质量的保障在辅助生殖过程中至关重要。突变的基因通过改变多肽链的质和量,使得蛋白质发生缺陷,由此引发疾病,称为遗传病。疾病的发生仅仅由一对等位基因控制,称为单基因遗传病。它以简单形式传递,其遗传规律遵循孟德尔定律,所以又称为孟德尔遗传病。单基因遗传病根据基因所处的染色体以及遗传方式的不同可分为常染色体显性(autosomaldominant,ad)遗传病、常染色体隐性(autosomalrecessive,ar)遗传病、x连锁显性(x-linkeddominant)遗传病、x连锁隐性(x-linkedrecessive)遗传病和y连锁遗传病。目前已发现的单基因遗传病大约有3000多种,绝大多数为罕见病,并且每年在以10-50种的发现速度在递增,单基因遗传病,尤其是隐性的遗传病,对现代人类的健康已构成了较大的威胁。除了明确的孟德尔遗传病外,医学研究表明,大量疾病的形成是遗传与环境因素共同作用的结果。一些常见疾病如心脏病、高血压、糖尿病、类风湿性关节炎等,其患病风险与自身的基因型密切相关。同时,某些癌症例如乳腺癌、结肠癌、前列腺癌、胃癌等多种癌症的发生都具有显著的家族聚集性和遗传性。受遗传和突变规律影响,某些疾病表现为表型正常的携带者,这类人带有致病基因,自身不发病但能把致病基因传给后代。当男女双方都是致病基因携带者时,子代就有发病的风险。携带者一般包括:隐性遗传病杂合子、显性遗传病未显者、表型尚正常的迟发外显者;染色体平衡易位携带者。由于主观或客观因素,捐精志愿者中可能存在相当一部分遗传病患者或携带者,某些遗传病例如色盲,在出生时就表现,这类疾病相对容易通过客观评判方法发现。某些表型正常的携带者,需要借助更准确更灵敏的检测手段加以判定,以我国南方较普遍的遗传病地中海贫血和葡萄糖6-磷酸脱氢酶缺乏症为例,据资料显示,我国南方各省的α和β地中海贫血发病率约占人群的8-12%。接受捐赠前,进行家族史调查或血液检查可将某些供精者排除在外,但仍有大量无明显家族史的“健康人”属于地中海贫血或葡萄糖6-磷酸脱氢酶缺乏症患者。此外,有些疾病并不会在出生时就表现病态而是具有延后性和易感性特点,例如携带brac1基因突变的人患乳腺癌的风险比普通人更高,通过相当一段时间的积累,等变异累加到一定数量触发癌变关键点才会发病,这类捐献者身体状况通过常规检测方法通常也难以判定。因此,精子库如何客观、准确评估精子捐献者捐赠精子质量,排除捐精者患单基因、多基因和染色体病或者携带相关致病位点,对降低受精者子代罹患遗传病风险至关重要,关系到我国人口优生优育大计。目前,精子库在接受精子捐赠前会对捐赠者进行以下检查:1)家系调查:进行三代以内直系及旁系家族遗传病史调查,详细解释各类遗传病的临床表现,在家系调查的基础上进行系谱分析,按照孟德尔遗传定律对各个成员的表现型和基因型进行分析,来判断捐精者携带遗传病风险。遗传病具有多样性和散发性,在家系调查时,尽可能扩大调查疾病的种类,以最大程度减少可能的遗传病风险。2)辅助检查:使用色觉检查图检查捐精者是否存在色盲、色弱或隐形色盲;对体型肥胖者进行血压和血糖测量,排除高血压及高血糖患者;通过体格检查排除捐精者是否有唇裂、尿道下裂、视神经萎缩等遗传病;精液检查、传染病检查。3)实验室检查:采用外周血淋巴细胞培养,g显带进行染色体核型分析。染色体核型分析:染色体异常是男性不育的主要致病原因,染色体平衡异位携带者和倒位携带者虽然表型正常,但可引起不育、流产、死产、新生儿死亡、先天性畸形和智力低下等,因此如有此情况,必须排除,不能成为捐精者。在正常人群也可见各种染色体形态微小变异,这些小的变异对自身可能不引起危害,但可能对后代产生不可预料的问题,因此,对任何染色体核型异常的捐精者都予以排除。技术实现要素:为了解决上述技术问题,本发明提供了一种精子的检测方法,其可以对精子的微小变异做出判断,并判断是否会遗传给后代,检测更全面更准确。一种精子的检测方法,包括以下步骤:a.采用提取试剂盒从精液中提取dna;b.采用fd-h捕获探针捕获所述dna的全外显子、启动子和遗传相关的内含子并建库;c.采用二代测序平台,对所述dna进行测序,获得所述dna的全长序列;d.测序结果下机后,依据测序的结果判定基因突变情况;e.比较突变基因与数据库的信息,判断突变基因的影响。进一步地,所述二代测序平台为illumina二代测序平台。进一步地,所述数据库为hgmd或clinvar。进一步地,所述fd-h捕获探针包含全外显子全部序列及遗传相关的内含子和启动子捕获区。进一步地,所述捕获探针包含的捕获区数量为n,350000<n<500000。进一步地,在步骤e之后还包括步骤f.根据突变基因的影响,给出警示提醒信息。进一步地,所述警示提醒信息包括遗传病的种类和患病风险,所述遗传病种类包括单基因遗传病、多基因遗传病和线粒体遗传病;所述患病风险包括受检者本人和后代患病概率。采用上述方法,本发明具有以下的技术效果:1.采用fd-h捕获探针捕获受检者精子dna中的全外显子、启动子和遗传相关的内含子序列并建库,其针对遗传疾病相关的位点进行特异捕获,通过对变异信息进行分析,忽略了不相关的dna信息,相对于dna的全面检测不但加快了检测速度,而且极大的提高了特异性和灵敏度。2.检测平台为illumina二代测序平台,实现高通量快速测序,结合fd-h捕获探针,检测速度更快,成本更低。3.数据库为hgmd或clinvar,采用国际公认的权威公共数据库,在保障信息可靠的同时,而且有效降低了成本。4.捕获探针包含的捕获区数量为n,350000<n<500000,依据遗传dna的特性,350000<n<500000,不但能保障较快的捕获、测序速度,而且可以保障遗传信息的全面,如果n<350000,则捕获区域过少,可能对精子的遗传信息检测不全面,如果n>500000,则可能影响检测速度、增加成本。5.当突变基因会遗传时,给出警示提醒信息。提醒检测人员该精子不符合要求,从而防止将突变基因遗传给下一代,有效保障捐献精子质量。图1为实施例一的流程图。具体实施例下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明,但下述实施例仅为本发明的优选实施例,并非全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例,都属于本发明的保护范围。实施例一:如图1所示,一种精子的检测方法,包括以下步骤:a.采用提取试剂盒从精液中提取dna;b.本实施例针对精子dna的特性,设计了fd-h捕获探针,该捕获探针包含全外显子全部序列及遗传相关的内含子和启动子捕获区,其总大小70m,包含基因22000个基因,410000捕获区,采用该捕获探针捕获所述dna的全外显子、启动子和遗传相关的内含子并建库;c.采用illumina二代测序平台,对所述dna进行测序,获得所述dna的全长序列;d.测序结果下机后,依据测序的结果,结合生物信息学,分析遗传相关基因突变情况,从而确定是否有基因发生突变,哪些基因发生突变;e.比较突变基因与hgmd或clinvar数据库的信息,判定突变基因是否会遗传,如果突变基因在hgmd或clinvar数据库中,则根据该突变基因可能造成的后果,判断疾病对后代的影响程度。f.根据疾病对后代的影响程度,则给出警示提醒信息,该信息包括疾病的等级、遗传病的种类和变异的基因,遗传病种类具体包括单基因遗传病、多基因遗传病和线粒体遗传病。采用捕获探针捕获所述dna的全外显子、启动子和遗传相关的内含子并建库,其针对精子的遗传部分进行捕获,从而对遗传的信息进行分析,忽略了不相关的dna信息,检测结果准确可靠,相对于dna的全面检测不但加快了检测速度,而且提高了特异性和灵敏度。当突变基因会遗传时,给出警示提醒信息。提醒检测人员该精子不符合要求,从而防止将突变基因遗传给下一代。通过自主设计的fd-h目标区域捕获测序分析,全面检出检测范围内遗传性及与遗传因素有关的疾病,降低通过供精实施辅助生育时将遗传变异传给后代的几率,预防遗传病发生,达到优生优育的目的。以下是从前期20例男性志愿者样本中筛选出的3名遗传病携带者实施例,采用本实施例所提供的检测产品进行检测并做疾病风险评估,如下表所示:姓名年龄性别疾病基因变异疾病解析yq28男半乳糖血症galep.w336x半乳糖血症是半乳糖代谢中酶的功能缺陷所引起的一种常染色体隐性遗传代谢性疾病。本病多在4~10天内出现症状,若得不到及时正确的抢救,将导致严重的神经系统后遗症或死亡。该突变在clinvar并未记录为半乳糖血症疑似致病因素,推测该突变可能为有害突变。该变异可能会遗传,造成后代患病风险增加。tbg32男遗传性肿瘤综合征brca2p.q1037x该突变在clinvar数据库中明确记载记载为遗传性肿瘤综合征致病位点,导致乳腺癌、卵巢癌等肿瘤发生,推测变异会增加患病风险。该变异可能会遗传,造成后代患病风险增加。rq20男结直肠癌/胃癌mutyhc.934-2a>g该突变在clinvar数据库中被记载为mutyh相关性息肉病疑似致病因素,提示会导致结直肠癌和胃癌的患病风险增加。该变异可能会遗传,造成后代患病风险增加。可以理解,捕获区并不限于410000个,根据具体检测速度和全面的需求,本领域技术人员可以根据需要进行适当调整。捕获区n在350000-500000,不但能保障较快的捕获、测序速度,而且可以保障遗传信息的全面捕获,如果n<350000,则捕获区域过少,可能对精子的遗传信息检测不全面,如果n>500000,则可能影响检测速度。可以理解,本实施例的测序平台并不限于illumina,也可以是454,lifetechnologies等二代高通量测序平台,或者来自三代测序平台,如pacbio等主流或者其他高通量测序平台产生的测序数据。此外,也可以是基因芯片测序产生的序列数据。以上所述者,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明的实施范围,即凡依本发明所作的均等变化与修饰,皆为本发明权利要求范围所涵盖,这里不再一一举例。当前第1页12
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