一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法和装置与流程

本发明涉及生物信息，具体为一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法和装置。

背景技术：

1、近年来，免疫治疗受到医疗界的广泛关注，其已在多种肿瘤治疗中获得显著的临床疗效，被称为第四种癌症治疗方法(除了手术、化疗和放疗之外)，并获得美国食品药品监督管理局(fda)批准和美国国家综合癌症网络(nccn)指南推荐，成为晚期非小细胞肺癌(nsclc)一线治疗的选择。肿瘤免疫治疗方法主要是通过激活人体的免疫系统，达到识别、控制和清除肿瘤的疗效，而研究最多的为单克隆抗体类免疫检查点抑制剂如细胞毒性t淋巴细胞相关蛋白4(ctla-4)单抗、程序性死亡抑制因子蛋白及其配体(pd-1/pd-l1)单抗，至此，国内已有7款pd-1/pd-l1免疫检查点抑制剂上市。

2、肿瘤免疫治疗作为一线治疗方案之一，生物标志物的选择便显得非常重要。pdl1、肿瘤突变负荷(tmb)、dna错配修复缺陷型(dmmr)和微卫星不稳定性(msi)均是临床和专家共识普遍认可和接受的标志物，其中肿瘤突变负荷(tmb)作为关注度最热的生物标志物，不仅被写入2019年nccn非小细胞肺癌v1版指南，而且在近期研究中显示数十种癌症类型包括黑色素瘤、肾细胞癌、膀胱癌、头颈癌等在内，tmb水平越高，患者接受免疫检查点抑制剂治疗后的生存率越高。

3、肿瘤突变负荷(tumor mutation burden,tmb)是指肿瘤细胞中每兆碱基中发生的体细胞突变的数目，它可以反映肿瘤产生新抗原的能力和程度，预测多种肿瘤的免疫治疗疗效。tmb高的患者往往对免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitor,ici)有更好的响应和更长的生存期。因此，tmb作为一种潜在的泛癌生物标志物，受到了广泛的关注和研究。

4、目前，行业内公认的tmb检测金标准是全外显子组测序(whole exomesequencing,wes)，即对正常组织和肿瘤组织进行双样本wes测序，然后通过比较两者之间的差异来确定体细胞突变。然而，wes测序存在一些局限性，如成本高昂、耗时长、样本需求量大、数据分析复杂等。因此，有必要开发一种更简便、快速、准确、经济的tmb检测方法和装置。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法和装置，能够有效缩短预测待测样本tmb状态的时间，节省检测的成本，提高检测的准确性和灵敏度，适用于不同类型和来源的肿瘤样本，有利于肿瘤免疫治疗的个体化选择和评估。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法和装置，包括以下步骤：

5、步骤s1：使用人肿瘤多基因检测试剂盒onco500对待测肿瘤样本进行核酸纯化、文库构建和探针捕获，构建样本文库；

6、步骤s2：应用novaseq系列测序平台对捕获序列进行测序，获取待测肿瘤样本的测序数据；

7、步骤s3：将测序数据进行清洗使用bwa-mem与参考基因组进行比对，获取比对结果；

8、步骤s4：对比对结果进行变异位点检测，获取原始变异结果；

9、步骤s5：过滤原始变异结果中与正常样本正常基线数据库重合的位点，获取第一体细胞突变数据集；

10、步骤s6：过滤第一体细胞突变数据集中人群数据库包含的高频率胚系多态性位点，获取第二体细胞突变数据集；

11、步骤s7：筛选第二体细胞突变数据集中的克隆类型体细胞突变位点；

12、步骤s8：计算肿瘤突变负荷tmb，tmb＝s/n；其中，n为编码区碱基百万数，s为克隆类型体细胞突变位点的数量。

13、优选的，本申请涉及的肿瘤突变负荷检测装置包括以下模块：

14、实验模块，用于执行步骤s1，使用人肿瘤多基因检测试剂盒对待测肿瘤样本进行核酸纯化、文库构建和探针捕获，构建捕获文库；

15、测序模块，用于执行步骤s2，应用novaseq系列测序平台对捕获序列进行测序，获取待测肿瘤样本的测序数据；

16、比对模块，用于执行步骤s3，将测序数据与参考基因组进行比对，获取比对结果；

17、原始变异结果提取模块，用于执行步骤s4，对比对结果进行变异位点检测，获取原始变异结果；

18、第一过滤模块，用于执行步骤s5，过滤原始变异结果中与正常样本正常基线数据库重合的位点，获取第一体细胞突变数据集；

19、第二过滤模块，用于执行步骤s6，过滤第一体细胞突变数据集中人群数据库包含的高频率生殖突变位点，获取第二体细胞突变数据集；

20、第三过滤模块，用于执行步骤s7，筛选第二体细胞突变数据集中的克隆类型体细胞突变位点；

21、计算模块，用于执行步骤s8，计算肿瘤突变负荷tmb，tmb＝s/n。

22、(三)有益效果

23、本发明提供了一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法和装置。具备以下有益效果：本发明在使用时，无需使用正常对照样本，简化了检测流程，降低了检测难度和成本；同时采用人肿瘤多基因检测试剂盒，覆盖了多个与肿瘤相关的基因和区域，提高了检测的全面性和准确性；并且利用novaseq系列测序平台，实现了高通量、高灵敏度、高分辨率的测序数据获取，提高了检测的效率和质量；而且采用三次过滤和计算模块，有效去除了生殖突变和非克隆类型体细胞突变的干扰，准确计算了肿瘤突变负荷tmb的值，提高了检测的可靠性和稳定性。

24、本发明提供了一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法和装置。具备以下有益效果：能够适用于不同类型和来源的肿瘤样本，如肺癌、乳腺癌等组织或外周血样本，提高了检测的适用性和普适性；并且能够为肿瘤免疫治疗的个体化选择和评估提供重要的参考依据，有利于提高肿瘤免疫治疗的效果和安全性。

技术特征：

1.一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法，其特征在于：如上述所述的步骤s3，还包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法，其特征在于：如上述所述的步骤s5，还包括以下步骤：

4.一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测装置，该装置使用权利要求1-3所述的任一项的一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法，其特征在于：包括以下模块：

技术总结
本发明公开了一种基于单样本的肿瘤突变负荷检测方法和装置，包括以下步骤；使用人肿瘤多基因检测试剂盒onco500对待测肿瘤样本进行核酸纯化、文库构建和探针捕获，构建样本文库。本发明在使用时，无需使用正常对照样本，简化了检测流程，降低了检测难度和成本；同时采用人肿瘤多基因检测试剂盒，覆盖了多个与肿瘤相关的基因和区域，提高了检测的全面性和准确性；并且利用Novaseq系列测序平台，实现了高通量、高灵敏度、高分辨率的测序数据获取，提高了检测的效率和质量；而且采用三次过滤和计算模块，有效去除了生殖突变和非克隆类型体细胞突变的干扰，准确计算了肿瘤突变负荷tmb的值，提高了检测的可靠性和稳定性。

技术研发人员：贺洪鑫,陈林柳,雍菊亚,郭现超,刘珍
受保护的技术使用者：哈尔滨因极科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15