生物学样品分析系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种生物学样品分析系统及方法。根据本发明专利技术的一个实施例的生物学样品分析系统包括：第一变异检测单元，根据第一判定标准值而判断多个池中的每一个池是否保有检查对象性质；错误判断单元，根据所述第一变异检测单元的判断结果被判断为阳性的池的相对性状频率而判断所述第一变异检测单元的判断结果是否存在错误可能性；第二变异检测单元，当由所述错误判断单元判断为存在错误可能性时，根据第二判定标准值而判断所述多个池中的每一个池是否保有所述检查对象性质；检查结果判定单元，根据所述第一变异检查单元和所述第二变异检查单元的判断结果而判定多个样品中的每一个样品是否保有所述检查对象性质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及一种用于分析生物学样品的技术。
技术介绍
如通过检查血液样品而检查是否被特定病毒感染或者检查是否具有引发特定疾 病的遗传变异等的情形一样，为了检查待测试对象的生物学样品是否具有特定性质，通常 是对各个对象的样品逐一执行检查。因此，在需要检查大量的样品的情况下，需要与样品个 数对应的用于反复检查的时间和费用。然而对于发病率较低的疾病的分选检查而言，检查 的大部分样品将会表现出阴性结果。因此，为了节省检查成本，公开了一种先将两个以上的 样品进行混合（pooling)之后检查混合样品并判定混合的样品中是否存在具有检查的特 定性质的样品的混合检查方法。进而还公开了可用于识别混合的样品中具有相关性质的样 品究竟是何种样品的方法。这样的混合检查具有节省检查成本的优点，然而由于将众多的 样品一举检查，因此与逐个检查相比具有可能使准确率降低的缺点。 混合检查结果中发生错误的主要原因是混合的个别样品未以相同的比率或期望 的比率反映于混合样品（pooled sample，以下记为"池（pool)"）。其原因可以多种多样， 作为一例可以是混合为一个池的样品之间的DNA浓度差。通常，为了进行混合检查而使一 个样品混合于两个以上的池，并对混合的池执行检查，从而可根据哪个池表现为阳性而识 别阳性样品。此时，阳性样品指具有变异的样品，阳性池表示混合于池的样品中存在阳性样 品。 作为测定用于判断池是否为阳性的信号的一种方法，可以使用下一代测序（Next Generation Sequencing:以下记为"NGS"）技术。NGS技术对作为目标的基因组区域大量 生成作为预定长度的序列片段的短片段，这样生成的短片段映射于参考序列（reference sequence)，并将映射于特定区域的短片段的序列信息作为基础而重新构成相关区域的序 列。特定位置的基因型可以由映射于包含相关位置的区域的短片段中的相关位置处的相对 性状频率（交互等位基因频率（alternative allele frequency))进行类推。例如，对于 作为杂合（Heterozygous)基因型的AB而言，短片段中的A和B的相对性状频率将会大致 上分别表现为1/2、1/2。而且，对于将基因型为AB的样品与基因型为BB的样品进行混合的 情形而言，A和B的相对性状频率将会大致上分别表现为1/4、3/4。因此，为了利用NGS技 术而检查样品是否具有变异，基于映射的短片段测定作为变异基因型的AB和BB中存在的 相对性状B的相对性状频率即可。然而，这却假定混合为一个池的样品以相同的比率存在 于池。如果阳性样本以较低的比率混合于池，则在池中观测到的相对性状频率将会表现为 低于期望的水平，且相关池被判定为阴性的概率提高。似此，如果混合有相关样品的池中的 一部分表现出阴性的结果，则难以准确地判断样品是否为阳性。 US2012/0185177 (2012. 07. 19)
技术实现思路
本专利技术的实施例的目的在于提供一种在混合多个样品而检查是否存在遗传变异 的混合检查中用于提高检查的准确率的技术方案。 根据本专利技术的示例性实施例，提供一种生物学样品分析系统，该系统利用构成 nXm矩阵的多个生物学样品、以及将所述矩阵中具有相同的行（row)或列（column)的样 品进行混合而生成的多个池（pool)来判定多个样品中的每一个样品是否保有检查对象性 质，所述系统包括：第一变异检测单元，根据第一判定标准值而判断所述多个池中的每一个 池是否保有所述检查对象性质；错误判断单元，根据由所述第一变异检测单元判断为阳性 的池的相对性状频率而判断所述第一变异检测单元的判断结果是否存在错误可能性；第二 变异检测单元，当由所述错误判断单元判断为存在错误可能性时，根据第二判定标准值而 判断所述多个池中的每一个池是否保有所述检查对象性质；检查结果判定单元，根据所述 第一变异检测单元和所述第二变异检测单元的判断结果而判定所述多个样品中的每一个 样品是否保有所述检查对象性质。 所述错误判断单元将所述第一变异检测单元的判断结果被判断为阳性的池的相 对性状频率与相关池内被判定为阳性的样品个数进行比较，从而可以判断是否存在所述错 误可能性。 所述系统还可以包括：信号模式判断单元，当由所述错误判断单元判断为存在错 误可能性时，判断所述多个池的相对性状频率是否具备有效的信号模式。 所述信号模式判断单元可将所述多个池中的每一个池的相对性状频率群集化为2 个群，并利用群集化的各个群所分别对应的相对性状频率的平均值来判断是否具备有效的 信号模式。 所述信号模式判断单元在所述2个群中的一个群的每一样品的相对性状频率的 平均值具有〇至〇. 1之间的值而另外的群的每一样品的相对性状频率的平均值具有〇. 4至 1之间的值的情况下，可判断为具备有效的信号模式。 所述第二变异检测单元在所述信号模式判断单元的判断结果为所述多个池的相 对性状频率具备有效的信号模式的情况下，可根据所述第二判定标准值而判断所述多个池 中的每一个池是否保有所述检查对象性质。 所述第二判定标准值可以是小于所述第一判定标准值的值。 根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种生物学样品分析方法，该方法利用构 成nXm矩阵的多个生物学样品、以及将所述矩阵中具有相同的行（row)或列（column)的 样品进行混合而生成的多个池（pool)而判定多个样品中的每一个样品是否保有检查对象 性质，所述方法包括如下步骤：第一变异检测步骤，第一变异检测单元根据第一判定标准值 而判断所述多个池中的每一个池是否保有所述检查对象性质；错误可能性存在与否判断步 骤，错误判断单元根据由所述第一变异检测单元判断为阳性的池的相对性状频率而判断所 述第一变异检测单元的判断结果是否存在错误可能性；第二变异检测步骤，当错误可能性 存在与否判断步骤的判断结果被判断为存在错误可能性时，第二变异检测单元根据第二判 定标准值而判断所述多个池中的每一个池是否保有所述检查对象性质；所述检查对象性质 保有与否判定步骤，检查结果判定单元根据所述第一变异检测单元和所述第二变异检测单 元的判断结果而判定所述多个样品中的每一个样品是否保有所述检查对象性质。 在所述错误可能性存在与否判断步骤中，将所述第一变异检测单元的判断结果被 判断为阳性的池的相对性状频率与相关池内被判定为阳性的样品个数进行比较，从而可以 判断是否存在所述错误可能性。 所述方法还可以包括如下步骤：当所述错误可能性存在与否判断步骤的判断结果 被判断为存在错误可能性时，由信号模式判断单元判断所述多个池的相对性状频率是否具 备有效的信号模式。 在判断是否具备所述有效的信号模式的步骤中，可将所述多个池中的每一个池的 相对性状频率群集化为2个群，并利用群集化的各个群所分别对应的相对性状频率的平均 值来判断是否具备有效的信号模式。 在判断是否具备所述有效的信号模式的步骤中，在所述2个群中的一个群的每一 样品的相对性状频率的平均值具有〇至〇. 1之间的值而另外的群的每一样品的相对性状频 率的平均值具有〇. 4至1之间的值的情况下，可判断为具备有效的信号模式。 在所述第二变异检测步骤中，在所述信号模式判断单元的判断结果为所述多个池 的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物学样品分析系统，利用构成n×m矩阵的多个生物学样品、以及将所述矩阵中具有相同的行或列的样品进行混合而生成的多个池来判定多个样品中的每一个样品是否保有检查对象性质，所述系统包括：第一变异检测单元，根据第一判定标准值而判断所述多个池中的每一个池是否保有所述检查对象性质；错误判断单元，根据由所述第一变异检测单元判断为阳性的池的相对性状频率而判断所述第一变异检测单元的判断结果是否存在错误可能性；第二变异检测单元，当由所述错误判断单元判断为存在错误可能性时，根据第二判定标准值而判断所述多个池中的每一个池是否保有所述检查对象性质；检查结果判定单元，根据所述第一变异检测单元和所述第二变异检测单元的判断结果而判定所述多个样品中的每一个样品是否保有所述检查对象性质。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪侑辰，南星赫，金祐延，奇昌锡，
申请(专利权)人：三星SDS株式会社，三星生命公益财团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR