位點發生的基因、坐標、氨基酸改變等；
[0099] 確定SMN1捕獲區域內各SNP的基因型。
[0100] 5.結果分析
[0101] 1)數據產出情況
[0102] 如表3所示，所測樣品在目標區域平均測序深度均在100X以上，血漿測序深度達 到 27lx。
[0103] 表3數據產出情況表
[0104]
[0106] 2) SNP phasing 情況
[0107] 我們使用父親、母親及先證者在SMN1基因上下游1M以內的SNP位點進行先證者 單體型構建。表4統計了該區域成功判斷所屬單體型的SNP的數目（phased SNP)。這些 phased SNP后續用于父親遺傳單體型判斷（SNP used for Pat-Hap)及用于母親遺傳單體 型判斷（SNP used for Mat-Hap)
[0108] 表4 SMN1基因相關區域phase SNP情況統計
[0109]
[0110] 3)血漿中胎兒DNA含量分析
[0111] 選擇父親為雜合而母親為純合的點，對血漿中胎兒DNA含量進行估計：假設母親 基因型為AA，胎兒基因型為AT，若測得為A的reads數為a，為C的reads數為b，則血漿中 胎兒DNA含量c = 2V(a+b)。結果顯示該血漿樣品中胎兒DNA含量為0. 0930。
[0112] 4)胎兒基因型判斷
[0113] 對SMA 1家系中孕婦外周血漿數據進行分析，利用HMM算法推測本次懷孕胎兒 SMN1基因情況，具體地，將胎兒的單體型HapO和Hapl作為隱含狀態（hidden states)，將 成功判斷所屬單體型的SNP作為觀測序列（observations)，根據snp位點的位置和遺傳圖 譜計算的相鄰snp間的重組概率推算出狀態轉移概率（transition probabilities),根 據reads支持數計算每個snp位點支持HapO、Hapl的相對概率（Emission_probability), 然后通過惠特比算法（Viterbi algorithm)可以推斷出SNP總體支持的單體型排列，獲得 最可能的胎兒單體型組合。可參考Chen Sl，Ge H2, Wang X，et al.Haplotype-assisted accurate non-invasive fetal whole genome recovery through maternal plasma sequencing. Genome Med. 2〇l3, 5 (2) : l8 進打。
[0114] 為了避免重復序列區域對分析結果的影響，僅使用unique序列區域進行分析。結 果如圖3所示，圖上的每個點表示一個snp位點遺傳自父/母HapO的概率與遺傳自父/母 Hapl的概率的差值，每個小圈是一個組合判斷結果，小圈形成的線在中間基線上游表示最 終判斷遺傳自HapO,小圈形成的線在中間基線下面表示最終判斷遺傳自Hap 1。從圖3可看 出，Pat-Hap 0及Mat-Hap 0分別父母雙方帶有致病突變的單體型，Pat-Hap 1及Mat-Hap 1分別父母雙方不攜帶致病突變的單體型。推斷結果顯示胎兒從其父母處獲得了 Pat-Hapl 及Mat-Hapl，即不攜帶SMN1致病突變的染色體。表明胎兒不存在SMN1缺失。
【主權項】
1. 一種確定胎兒目標區域單體型的方法，其特征在于，包括， 對孕婦體液中游離核酸的所述目標區域進行序列測定，以便獲得第一測序數據； 對所述胎兒的家系成員的所述目標區域進行序列測定，以便獲得第二測序數據、第三 測序數據和第四測序數據，其中，所述第二測序數據為胎兒母親的測序數據，所述第三測序 數據為胎兒父親的測序數據，所述第四測序數據為先證者的測序數據； 基于所述第一測序數據、第二測序數據以及任選的第三測序數據，確定所述孕婦體液 中的胎兒核酸含量； 基于所述第二測序數據、第三測序數據和第四測序數據，分別構建所述胎兒母親的目 標區域單體型和所述胎兒父親的目標區域單體型；以及 基于所述胎兒母親的目標區域單體型、所述胎兒父親的目標區域單體型以及所述胎兒 核酸含量，確定所述胎兒的目標區域單體型。2. 權利要求1的方法，其特征在于，所述目標區域包括SMN1基因的外顯子區。3. 權利要求2的方法，其特征在于，所述目標區域還包括SMN1基因內部及SMN1基因上 下游各3M區域中的次等位堿基頻率為0. 3-0. 5的SNP位點。4. 權利要求1-3任一方法，其特征在于，對孕婦體液中游離核酸的所述目標區域進行 序列測包括： 利用探針對所述游離核酸進行捕獲，所述探針特異性識別所述目標區域， 任選地，所述探針是以芯片形式提供的。5. 權利要求4的方法，其特征在于，所述探針包括SNP位點探針，所述SNP位點探針在 參考基因組上是唯一比對的。6. 權利要求4的方法，其特征在于，所述探針的GC含量為40-50%。7. 權利要求1的方法，其特征在于，所述胎兒核酸含量是通過下列步驟確定的： 確定所述第一測序數據和所述第二測序數據中預定位點的基因型組合，所述預定位點 在所述第一測序數據中存在兩種基因型，并且所述預定位點在所述第二測序數據中只存在 一種基因型，其中，所述基因型組合選自下列組合之一： (i) 在所述第二測序數據中只存在純合基因型RR，在所述第一測序數據中存在純合基 因型RR和雜合基因型Rr，其中，R和r表示一對等位基因， (ii) 在所述第二測序數據中只存在雜合基因型Rr，在所述第一測序數據中有純合基 因型RR和雜合基因型Rr ; 基于所述第一測序數據中支持所述等位基因 R和r的讀段數目，確定所述胎兒核酸含 量， 其中， 如果所述基因型組合為（i)，根據公式f = 2cV(C+d)確定所述胎兒核酸含量， 如果所述基因型組合為（ii)，根據公式f= (c-dV(c+d)確定所述胎兒核酸含量， 其中， c為所述第一測序數據中支持等位基因 R的讀段數目， d為所述第一測序數據中支持等位基因 r的讀段數目， f為所述胎兒核酸含量。8. 權利要求1的方法，其特征在于，所述胎兒核酸含量是通過下列步驟確定的： 確定在所述第二測序數據和所述第三測序數據中均為不同純合基因型的位點，其中， RR和rr表示不同的純合基因型，R和r為一對等位基因， 基于公式f = gAg+h)確定所述胎兒核酸含量， 其中， g為所述第一測序數據中支持等位基因 r的讀段數目，h為所述第一測序數據中支持等 位基因 R的讀段數目。9. 權利要求1的方法，其特征在于，所述確定胎兒目標區域單體型，包括， 利用多個在父親目標區域單體型上為雜合、在母親目標區域單體型上為純合的位點確 定胎兒遺傳到的父親目標區域單體型，利用多個在父親目標區域單體型上為純合、在母親 目標區域單體型上為雜合的位點以及胎兒核酸含量確定胎兒遺傳到的母親目標區域單體 型。10. 權利要求9的方法，其特征在于，對于所述多個在父親目標區域單體型上為純 合、在母親目標區域單體型上為雜合的位點，若有多個這樣的位點符合R/r = (1+x% )/ (1-x% )，則判定胎兒遺傳了母親等位基因 R所在的目標區域單體型，若有多個這樣的位點 符合R/r = 1，則判定胎兒遺傳了母親等位基因 r所在的目標區域單體型，R和r表示一對 等位基因，X%表示胎兒核酸含量，R/r =第一測序數據中支持R的讀段數目/第一測序數 據中支持r的讀段數目。11. 確定胎兒目標區域單體型的裝置，包括， 測序單元，用于對孕婦體液中游離核酸的所述目標區域進行序列測定，以便獲得第一 測序數據，以及，對所述胎兒的家系成員的所述目標區域進行序列測定，以便獲得第二測序 數據、第三測序數據和第四測序數據，其中，所述第二測序數據為胎兒母親的測序數據，所 述第三測序數據為胎兒父親的測序數據，所述第四測序數據為先證者的測序數據； 胎兒核酸含量確定單元，與所述測序單元連接，用于基于所述第一測序數據、第二測序 數據以及任選的第三測序數據，確定所述孕婦體液中的胎兒核酸含量； 父母單體型確定單元，與所述測序單元連接，用于基于所述第二測序數據、第三測序數 據和第四測序數據，分別構建所述胎兒母親的目標區域單體型和所述胎兒父親的目標區域 單體型；以及 胎兒單體型確定單元，與所述胎兒核酸含量確定單元和所述父母單體型確定單元相 連，用于基于所述胎兒母親的目標區域單體型、所述胎兒父親的目標區域單體型以及所述 胎兒核酸含量，確定所述胎兒的目標區域單體型。
【專利摘要】本發明提供了一種確定胎兒目標區域單體型的方法及其裝置。確定胎兒目標區域單體型的方法包括：對孕婦體液中游離核酸的目標區域進行序列測定，以便獲得第一測序數據；對胎兒家系成員的相同目標區域進行序列測定，以便獲得第二測序數據、第三測序數據和第四測序數據，其中，第二測序數據為胎兒母親的測序數據，第三測序數據為胎兒父親的測序數據，第四測序數據為先證者的測序數據；基于第一、第二以及任選的第三測序數據，確定述孕婦體液中的胎兒核酸含量；基于第二、第三和第四測序數據，分別構建胎兒母親的目標區域單體型和胎兒父親的目標區域單體型；以及基于胎兒母親、父親的目標區域單體型以及胎兒核酸含量，確定胎兒的目標區域單體型。
【IPC分類】C12M1/34, C12Q1/68
【公開號】CN105648045
【申請號】
【發明人】袁媛, 王垚燊, 朱紅梅, 易鑫
【申請人】天津華大基因科技有限公司, 深圳華大基因科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月13日