一种无创亲子检测分析方法和装置制造方法及图纸

一种无创亲子检测分析方法和装置，本方法包括：获取待测孕妇的外周血游离DNA的目标区域测序数据以及胎儿的父母双方的基因组DNA目标区域测序数据；对测序数据进行分析确定待测孕妇和胎儿的父母双方的多个遗传标记位点的基因型；利用孕妇外周血变异检测结果与游离DNA的碱基分布间的差异性推测胎儿在多个遗传标记位点的基因型；根据待测孕妇、胎儿的父母双方与胎儿在多个遗传标记位点的基因型，计算得到累积亲权指数CPI和/或累积排除概率CPE；根据累积亲权指数CPI和/或累积排除概率CPE，判断待测孕妇或胎儿的父母双方与胎儿间的亲缘关系。本方法能够使用母血游离DNA样本进行准确的亲缘鉴定，实现高深度芯片捕获数据检测，可以进行二联体亲缘检测分析。可以进行二联体亲缘检测分析。可以进行二联体亲缘检测分析。

【技术实现步骤摘要】
一种无创亲子检测分析方法和装置


[0001]本专利技术涉及亲子鉴定
，尤其涉及一种无创亲子检测分析方法和装置。

技术介绍

[0002]亲权鉴定是指通过对人类遗传标记的检测，根据遗传规律分析，对个体之间血缘关系的鉴定。目前亲权鉴定主要采用无创亲子产前检测进行鉴定(简称无创亲子鉴定)。无创亲子鉴定是指通过抽取孕妇的外周血，测序其中游离的DNA片段，从而获得胎儿DNA信息。然后与父母DNA信息进行SNP比较，通过孟德尔遗传规律来进行亲子鉴定。
[0003]亲权鉴定类型包括三联体亲子鉴定(Parentage Testing of Trios)，是指被检测男子、孩子生母与孩子构成的亲子鉴定或者被检测女子、孩子生父与孩子构成的亲子鉴定；以及，二联体亲子鉴定(Parentage Testing of Duos)，是指被检测男子与孩子构成的亲子鉴定或被检测女子与孩子构成的亲子鉴定。
[0004]目前市场上进行无创亲子鉴定的方法分为PCR检测和芯片捕获检测，分析方法为分步骤提交数据，进行分析。每一步均需人工提交，且不同方法需要开发不同流程。分析过后，根据现有指标只能确定部分亲权鉴定的可信度，人工分析仅能凭借经验，没有具体的指标分析其余倾向性案件及判断无创亲子鉴定的不可检测人群。
[0005]基于一代STR(短串联重复序列)或者NGS(下一代测序)检测技术的分析软件，如现有的MiSeq FGx法医基因组学系统及其配套的通用分析软件ForenSeq，支持200个以上STR或SNP(单核苷酸多态性)分型，可应用于亲子鉴定在内的多个司法鉴定领域，可对多个染色体上的SNP以及STR位点分型，涵盖亲缘鉴定、祖源分析和表型分型等多种用途，但由于母血总cfDNA样本中母亲与胎儿的cfDNA混杂，ForenSeq无法支持混合样本的SNP分型，并进一步用于无创亲子鉴定服务。
[0006]针对基于芯片捕获的高深度目标区域测序，Allison Ryan等于2013年开发了一种亲缘支持算法，可用于判明来源于母血的胎儿游离DNA是否与待测父亲存在亲缘关系，对于6周以上孕周的样本可达到100％的准确率。Allison Ryan等开发的亲缘支持算法对于每个母亲与待测父亲，检验待测父亲对母血游离DNA分析结果的贡献程度，同时与5000个无关男性样本的检验结果相比较，然后通过一个单假设拒绝检验判断待测父亲在检验统计结果中的分布，从而确定亲缘关系。但是此算法无法出具以亲缘鉴定标记为基础的基因型分型，以及符合出具亲权鉴定规范的法医学参数(如累积亲权概率CPI和累积排除概率CPE)，无法形成一体化的分析流程。
[0007]此外，针对无创亲子鉴定中包含代孕(二联体检测)在内的诸多复杂问题，以上两种技术尚未得到有效的解决方案。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种无创亲子检测分析方法和装置，能够使用母血游离DNA样本进行准确的亲缘鉴定，该方法包含遗传标记分型分析，能够实现高深度芯片捕获数
据检测，并且可以进行二联体亲缘检测分析。
[0009]根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种无创亲子检测分析方法，包括：
[0010]获取待测孕妇的外周血游离DNA的目标区域测序数据以及胎儿的父母双方的基因组DNA目标区域测序数据，其中待测孕妇的外周血游离DNA包括待测孕妇本人的游离DNA和胎儿的游离DNA；
[0011]对上述测序数据进行分析确定上述待测孕妇和胎儿的父母双方的多个遗传标记位点的基因型；
[0012]利用孕妇外周血变异检测结果与游离DNA的碱基分布间的差异性推测胎儿在上述多个遗传标记位点的基因型；
[0013]根据待测孕妇、胎儿的父母双方与胎儿在上述多个遗传标记位点的基因型，利用三联体或二联体亲权鉴定方法计算得到累积亲权指数CPI和/或累积排除概率CPE；
[0014]根据上述累积亲权指数CPI和/或累积排除概率CPE，判断待测孕妇或胎儿的父母双方与胎儿间的亲缘关系。
[0015]在优选实施例中，上述累积亲权指数CPI表示上述多个遗传标记位点的亲权指数PI之乘积，上述累积排除概率CPE表示上述多个遗传标记位点否定亲权关系的可能性大小；
[0016]上述亲权指数PI通过如下公式计算：
[0017][0018]上述累积排除概率CPE通过排除概率PE计算得到，其中排除概率PE表示非胎儿生物学父亲或母亲的随机个体被上述多个遗传标记位点排除亲缘关系的概率，其在三联体亲权鉴定中计算公式如下：
[0019][0020]其中，p
i
，p
j
分别表示等位基因i，j的基因频率，n为等位基因个数；
[0021]在二联体亲权鉴定中计算公式如下：
[0022][0023]其中，p
i
，p
j
分别表示等位基因i，j的基因频率，n为等位基因个数；
[0024]上述累积排除概率CPE的计算公式如下：
[0025]CPE＝1-(1-PE1)*(1-PE2)*(1-PE3)*
…
*(1-PE
n
)
[0026]其中，PE
n
表示第n个等位基因的排除概率PE。
[0027]在优选实施例中，上述遗传标记位点是单核苷酸多态性SNP或短串联重复序列STR。
[0028]在优选实施例中，上述待测孕妇是6周以上孕周的孕妇。
[0029]在优选实施例中，上述对上述测序数据进行分析确定上述待测孕妇和胎儿的父母双方的多个遗传标记位点的基因型，包括：
[0030]对上述测序数据进行去接头序列、比对至参考基因组、排序和建立索引处理，然后将处理后的测序数据进一步处理为标准格式的结果文件，该结果文件包括描述上述多个遗传标记位点的信息；之后，通过处理基因组变异信息确定上述待测孕妇和胎儿的父母双方的多个遗传标记位点的基因型。
[0031]在优选实施例中，上述利用孕妇外周血变异检测结果与游离DNA的碱基分布间的差异性推测胎儿在上述多个遗传标记位点的基因型，包括：
[0032]通过待测孕妇的测序数据筛选母源纯合的SNP位点，统计孕妇外周血总cfDNA样本中相应SNP位点的碱基分布，计算孕妇外周血总cfDNA中胎儿cfDNA浓度，推测胎儿相应SNP位点基因型。
[0033]在优选实施例中，上述根据上述累积亲权指数CPI和/或累积排除概率CPE，判断待测孕妇或胎儿的父母双方与胎儿间的亲缘关系，包括：
[0034]当上述累积亲权指数CPI大于累积亲权指数阈值且累积排除概率CPE大于累积排除概率阈值时，肯定待测孕妇或胎儿的父母双方与胎儿间的亲缘关系；当上述累积亲权指数CPI小于累积亲权指数阈值且累积排除概率CPE大于累积排除概率阈值时，排除待测孕妇或胎儿的父母双方与胎儿间的亲缘关系。
[0035]在优选实施例中，上述方法还包括质量控制步骤，上述质量控制步骤包括如下一项或多项：
[0036]样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无创亲子检测分析方法，其特征在于，所述方法包括：获取待测孕妇的外周血游离DNA的目标区域测序数据以及胎儿的父母双方的基因组DNA目标区域测序数据，其中待测孕妇的外周血游离DNA包括待测孕妇本人的游离DNA和胎儿的游离DNA；对所述测序数据进行分析确定所述待测孕妇和胎儿的父母双方的多个遗传标记位点的基因型；利用孕妇外周血变异检测结果与游离DNA的碱基分布间的差异性推测胎儿在所述多个遗传标记位点的基因型；根据待测孕妇、胎儿的父母双方与胎儿在所述多个遗传标记位点的基因型，利用三联体或二联体亲权鉴定方法计算得到累积亲权指数CPI和/或累积排除概率CPE；根据所述累积亲权指数CPI和/或累积排除概率CPE，判断待测孕妇或胎儿的父母双方与胎儿间的亲缘关系。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述累积亲权指数CPI表示所述多个遗传标记位点的亲权指数PI之乘积，所述累积排除概率CPE表示所述多个遗传标记位点否定亲权关系的可能性大小；所述亲权指数PI通过如下公式计算：所述累积排除概率CPE通过排除概率PE计算得到，其中排除概率PE表示非胎儿生物学父亲或母亲的随机个体被所述多个遗传标记位点排除亲缘关系的概率，其在三联体亲权鉴定中计算公式如下：其中，p
i
，p
j
分别表示等位基因i，j的基因频率，n为等位基因个数；在二联体亲权鉴定中计算公式如下：其中，p
i
，p
j
分别表示等位基因i，j的基因频率，n为等位基因个数；所述累积排除概率CPE的计算公式如下：CPE＝1-(1-PE1)*(1-PE2)*(1-PE3)*
…
*(1-PE
n
)其中，PE
n
表示第n个等位基因的排除概率PE。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述遗传标记位点是单核苷酸多态性SNP或短串联重复序列STR。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测孕妇是6周以上孕周的孕妇。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述测序数据进行分析确定所述待测孕妇和胎儿的父母双方的多个遗传标记位点的基因型，包括：
对所述测序数据进行去接头序列、比对至参考基因组、排序和建立索引处理，然后将处理后的测序数据进一步处理为标准格式的结果文件，该结果文件包括描述所述多个遗传标记位点的信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：高升杰，胡雪松，李博文，阳明霞，李栋，侯月兰，叶明芝，王洪琦，
申请(专利权)人：深圳华大法医科技有限公司，
类型：发明
国别省市：