CN108733979A - Nipt的gc含量校准方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

一种NIPT的GC含量校准方法、装置及计算机可读存储介质，所述方法包括：计算待测试样本的GC含量；根据所述待测试样本的GC含量，从预设的参考库中选取与所述待测试样本的GC含量的差值处于预设范围内的样本，构建新参考库；根据所述新参考库，对所述待测试样本进行样本内GC含量校准及Z值计算。上述方案能够有效降低质控不合格比例。

Description

NIPT的GC含量校准方法、装置及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及基因测序校准领域，尤其涉及一种NIPT的GC含量校准方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

无创产前检测(Non-Invasive Prenatal Testing，NIPT)是一种基因筛选技术，通过抽取母体的血液，提取并测序其中的混合DNA，来检测胎儿是否异常。

目前，NIPT主流的筛选主要分为以下两种：1)采用全基因测序的方法对样本进行检测；2)采用靶向区域测序的方法对染色体多倍性进行分析。在实际应用中，以方法1)的应用更加广泛。针对方法1)，通常构建正常样本的参考库，根据阳性样本与正常样本致病区域的测序深度差异来鉴别阳性。

测序数据存在很多影响因素，包括测序质量、数据量、GC含量等。整个人类基因组的GC含量随着基因区域的不同有着显著的变化，因此在实际测序时，测序序列并非随机分布。现有技术中，在对待测试样本的GC含量进行样本内校准后，再去进行Z值计算，得到的Z值结果较为精确。

然而，在采用现有的样本内GC含量校准方法对待测试样本的GC含量进行校准之后，存在质控不合格比例较高的问题。

发明内容

本发明实施例解决的是如何降低质控不合格比例。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种NIPT的GC含量校准方法，包括：计算待测试样本的GC含量；根据所述待测试样本的GC含量，从预设的参考库中选取与所述待测试样本的GC含量的差值处于预设范围内的样本，构建新参考库；根据所述新参考库，对所述待测试样本进行样本内GC含量校准及Z值计算。

可选的，在构建所述新参考库之后，还包括：判断所述新参考库中的样本数是否大于预设值；当所述新参考库中的样本数小于所述预设值时，扩大所述预设范围，以增加所述新参考库中的样本个数。

可选的，在增加所述新参考库中的样本个数之后，还包括：在增加所述新参考库中的样本个数达到预设次数，且检测到样本个数增加后的所述新参考库中的样本个数仍小于所述预设值时，判定所述待测试样本为质控不合格，并重新对所述待测样本进行基因测序。

可选的，所述预设的参考库中，每一个GC含量区间段所对应的样本数均大于同一预设数值。

可选的，所述预设范围为：GCs±0.5；其中，GCs为所述待测试样本的GC含量。

本发明实施例还提供了一种NIPT的GC含量校准装置，包括：第一计算单元，用于计算待测试样本的GC含量；构建单元，用于根据所述待测试样本的GC含量，从预设的参考库中选取与所述待测试样本的GC含量的差值处于预设范围内的样本，构建新参考库；第二计算单元，用于根据所述新参考库，对所述待测试样本进行样本内GC含量校准及Z值计算。

可选的，所述NIPT的GC含量校准装置还包括：调整单元，用于判断所述新参考库中的样本数是否大于预设值；当所述新参考库中的样本数小于所述预设值时，扩大所述预设范围，以增加所述新参考库中的样本个数。

可选的，所述NIPT的GC含量校准装置还包括：检测单元，用于在增加所述新参考库中的样本个数达到预设次数，且检测到样本个数增加后的所述新参考库中的样本个数仍小于所述预设值时，判定所述待测试样本为质控不合格，并重新对所述待测样本进行基因测序。

可选的，所述预设的参考库中，每一个GC含量区间段所对应的样本数均大于同一预设数值。

可选的，所述预设范围为：GCs±0.5；其中，GCs为所述待测试样本的GC含量。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述任一种所述的NIPT的GC含量校准方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种NIPT的GC含量校准装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述任一种所述的NIPT的GC含量校准方法的步骤。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

根据待测试样本的GC含量，从预设的参考库中选取与待测试样本的GC含量的差值处于预设范围内的样本，构建新参考库。由于新参考库中样本的GC含量与待测试样本的GC含量处于预设范围之内，因此可以有效避免参考库中不同样本的GC含量差距较大而导致的样本内GC含量校准失败的情况出现，故可以降低质控不合格的比例，提高Z值结果的准确度。

进一步，在构建新参考库之后，判断新参考库中的样本数是否大于预设值。若新参考库中的样本数小于预设值，则扩大预设范围以增加新参考库中的样本数，从而确保新参考库中的样本数量足以满足GC含量校准，确保Z值结果的准确度。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种NIPT的GC含量校准方法的流程图；

图2是本发明实施例中的一种NIPT的GC含量校准装置的结构示意图。

具体实施方式

GC含量和测序深度相关，整个人类基因组的GC含量随着基因区域的不同有着显著的变化，因此在实际测序时，测序序列并非随机分布。在GC含量较高和较低区域，序列数目相对较少，样本内GC含量校准应运而生。现有技术中，在对待测试样本的GC含量进行样本内校准后，再去进行Z值计算，得到的Z值结果较为精确。

然而，GC含量不仅在样本内有变化，对于不同的样本，甚至同一样本的重复试验，都可能存在样本的整体GC含量发生变化。不同GC含量的样本即使在同一区域，覆盖深度可能完全不同。若样本间GC含量差异较大，样本在基因组上的分布差异也就越大，这种差异无法通过样本内GC含量校准方法进行校准。通常情况下，设置样本的GC含量变化范围，当有样本的GC含量在质控范围之外时，则无法通过质控。

但是，上述的GC含量校准方法存在质控不合格比例较高的问题。

在本发明实施例中，根据待测试样本的GC含量，从预设的参考库中选取与待测试样本的GC含量的差值处于预设范围内的样本，构建新参考库。由于新参考库中样本的GC含量与待测试样本的GC含量处于预设范围之内，因此可以有效避免参考库中不同样本的GC含量差距较大而导致的样本内GC含量校准失败的情况出现，故可以降低质控不合格的比例，提高Z值结果的准确度。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例提供了一种NIPT的GC含量校准方法，参照图1，以下通过具体步骤进行详细说明。

步骤S101，计算待测试样本的GC含量。

在具体实施中，在进行GC含量校准之前，可以先计算得到待测试样本的GC含量。计算待测试样本的GC含量的过程可以参照现有技术中GC含量的计算过程，此处不做赘述。

在实际应用中可知，GC含量中的G表示为鸟嘌呤(Guanine)，C表示为胞嘧啶(Cytosine)，GC含量以百分比表示。

步骤S102，根据所述待测试样本的GC含量，从预设的参考库中选取与所述待测试样本的GC含量的差值处于预设范围内的样本，构建新参考库。

在具体实施中，可以预先构建参考库。在实际应用中，可以选取多个正常样本来预先构建参考库，正常样本所对应的参数值均符合预先设定的质控标准。

在实际应用中可知，通常情况下，所构建的参考库中，不同样本的GC含量呈正态分布，也即：在一段GC含量的区域内，样本数目较多；而在其他GC含量的区域内，样本数目较少。

与现有技术所不同的是，在本发明实施例中，在构建参考库时，针对不同的GC含量的区间段，选取的样本数目可以均大于某一个预设数值。

例如，针对不同的GC含量的区间段，选取的样本数目均大于200个。

在具体实施中，在获取到待测试样本的GC含量之后，可以根据待测试样本的GC含量，从预设的参考库中选取与待测试样本的GC含量的差值处于预设范围内的样本，构建新参考库。

在具体应用中，可以根据实际的应用需求来确定预设范围。预设范围可以根据参考库中的正常样本的个数来确定，也可以根据运算量等来确定。

在本发明实施例中，预设范围可以为GCs±0.5，其中，GCs为待测试样本的GC含量。可以理解的是，在本发明其他实施例中，预设范围还可以为其他值。

步骤S103，根据所述新参考库，对所述待测试样本进行样本内GC含量校准及Z值计算。

在具体实施中，在确定了新参考库之后，即可根据所确定的新参考库，采用现有的样本内GC含量校准方法以及Z值计算方法，对待测试样本进行样本内GC含量校准以及Z值计算。

在现有技术中，在计算得到待测试样本的GC含量之后，即根据预设的参考库对待测试样本进行样本内GC含量校准及Z值计算。

而在本发明实施例中，在计算得到待测试样本的GC含量之后，并不是根据参考库对待测试样本进行样本内GC含量校准以及Z值计算，而是先从参考库中选取待测试样本的GC含量的差值处于预设范围内的样本，构建新参考库。之后，根据新参考库对待测试样本进行样本内GC含量校准以及Z值计算。

由此可见，从预设的参考库中选取与由于新参考库中样本的GC含量与待测试样本的GC含量处于预设范围之内，因此可以有效避免参考库中不同样本的GC含量差距较大而导致的样本内GC含量校准失败的情况出现，从而提高Z值结果的准确度。

在具体实施中，当预设的参考库中的样本个数较少时，或者预设范围较小时，所选取的处于预设范围内的样本个数可能较少，也即构建的新参考库中的样本个数较少。若新参考库中的样本个数较少，则在计算待测试样本的GC含量时，可能会存在样本内的GC含量校准及Z值计算不精确的情况。

在本发明实施例中，为避免因新参考库中的样本个数较少而导致样本内的GC含量校准及Z值计算结果不精确的情况，在完成新参考库的构建之后，还可以判断新参考库中的样本数是否大于预设值。

当新参考库中的样本数大于或等于预设值时，则可以继续执行步骤S103；当新参考库中的样本数小于预设值时，则可以对预设范围进行调整，通过增加预设范围来增加新参考库中的样本个数。之后，再采用调整后的新参考库来执行步骤S103。

例如，预设范围为：GCs±0.5，构建的新参考库中的样本数为30。设定预设值为50，则可知：构建的新参考库中的样本数小于预设值。此时，将预设范围调整为GCs±0.7，对应的调整后的新参考库中的样本数变为52，则可知：调整后的新参考库中的样本数大于预设值。因此，采用调整后的新参考库，对待测试样本进行样本内GC含量校准及Z值计算。此时，调整后的新参考库对应的预设范围为GCs±0.7。

可以理解的是，当调整后的新参考库中的样本数仍小于预设值时，可以继续增加预设范围，直至增加后的预设范围对应的新参考库中的样本数大于预设值。

在多次增加预设范围时，可以以固定的预设步长来增加，例如，每一次增加预设范围，可以0.2作为预设步长来增加。

在具体实施中，增加预设范围的次数可以是有限的。在增加新参考库中的样本个数之后，还可以判断样本个数增加后的新参考库中的样本个数是否大于预设值。若增加新参考库的样本个数的次数达到预设次数，且检测到样本个数增加后的新参考库中的样本个数仍小于预设值时，则可以判定待测试样本为质控不合格，并重新对待测试样本进行基因测序。

例如，设定预设次数为2，则在对新参考库中的样本数进行了两次扩大之后，若新参考库中的样本个数仍小于50，则判定待测试样本为质控不合格，并重新对待测试样本进行基因测序。

参照图2，本发明实施例提供了一种NIPT的GC含量校准装置。所述NIPT的GC含量校准装置20可以包括：第一计算单元201、构建单元202以及第二计算单元203，其中：

第一计算单元201，用于计算待测试样本的GC含量；

构建单元202，用于根据所述待测试样本的GC含量，从预设的参考库中选取与所述待测试样本的GC含量的差值处于预设范围内的样本，构建新参考库；

第二计算单元203，用于根据所述新参考库，对所述待测试样本进行样本内GC含量校准及Z值计算。

在具体实施中，所述NIPT的GC含量校准装置20还可以包括：调整单元204，可以用于判断所述新参考库中的样本数是否大于预设值；当所述新参考库中的样本数小于所述预设值时，扩大所述预设范围，以增加所述新参考库中的样本个数。

在具体实施中，所述NIPT的GC含量校准装置20还可以包括：检测单元205，用于在增加所述新参考库中的样本个数达到预设次数，且检测到样本个数增加后的所述新参考库中的样本个数仍小于所述预设值时，判定所述待测试样本为质控不合格，并重新对所述待测样本进行基因测序。

在具体实施中，所述预设的参考库中，每一个GC含量区间段所对应的样本数可以均大于同一预设数值。

在具体实施中，所述预设范围可以为：GCs±0.5；其中，GCs为所述待测试样本的GC含量。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行本发明上述任一实施例中提供的NIPT的GC含量校准方法的步骤，此处不做赘述。

本发明实施例还提供了另一种NIPT的GC含量校准装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行本发明上述任一实施例中提供的NIPT的GC含量校准方法的步骤，此处不做赘述。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指示相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种NIPT的GC含量校准方法，其特征在于，包括：

计算待测试样本的GC含量；

根据所述待测试样本的GC含量，从预设的参考库中选取与所述待测试样本的GC含量的差值处于预设范围内的样本，构建新参考库；

根据所述新参考库，对所述待测试样本进行样本内GC含量校准及Z值计算。

2.如权利要求1所述的NIPT的GC含量校准方法，其特征在于，在构建所述新参考库之后，还包括：

判断所述新参考库中的样本数是否大于预设值；

当所述新参考库中的样本数小于所述预设值时，扩大所述预设范围，以增加所述新参考库中的样本个数。

3.如权利要求2所述的NIPT的GC含量校准方法，其特征在于，在增加所述新参考库中的样本个数之后，还包括：

在增加所述新参考库中的样本个数达到预设次数，且检测到样本个数增加后的所述新参考库中的样本个数仍小于所述预设值时，判定所述待测试样本为质控不合格，并重新对所述待测样本进行基因测序。

4.如权利要求1所述的NIPT的GC含量校准方法，其特征在于，所述预设的参考库中，每一个GC含量区间段所对应的样本数均大于同一预设数值。

5.如权利要求1所述的NIPT的GC含量校准方法，其特征在于，所述预设范围为：GCs±0.5；其中，GCs为所述待测试样本的GC含量。

6.一种NIPT的GC含量校准装置，其特征在于，包括：

第一计算单元，用于计算待测试样本的GC含量；

构建单元，用于根据所述待测试样本的GC含量，从预设的参考库中选取与所述待测试样本的GC含量的差值处于预设范围内的样本，构建新参考库；

第二计算单元，用于根据所述新参考库，对所述待测试样本进行样本内GC含量校准及Z值计算。

7.如权利要求6所述的NIPT的GC含量校准装置，其特征在于，还包括：调整单元，用于判断所述新参考库中的样本数是否大于预设值；当所述新参考库中的样本数小于所述预设值时，扩大所述预设范围，以增加所述新参考库中的样本个数。

8.如权利要求7所述的NIPT的GC含量校准装置，其特征在于，还包括：检测单元，用于在增加所述新参考库中的样本个数达到预设次数，且检测到样本个数增加后的所述新参考库中的样本个数仍小于所述预设值时，判定所述待测试样本为质控不合格，并重新对所述待测样本进行基因测序。

9.如权利要求6所述的NIPT的GC含量校准装置，其特征在于，所述预设的参考库中，每一个GC含量区间段所对应的样本数均大于同一预设数值。

10.如权利要求6所述的NIPT的GC含量校准装置，其特征在于，所述预设范围为：GCs±0.5；其中，GCs为所述待测试样本的GC含量。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令运行时执行权利要求1～5任一项所述的NIPT的GC含量校准方法的步骤。

12.一种NIPT的GC含量校准装置，包括存储器和处理器，所述存储器上运行有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令运行时执行权利要求1～5任一项所述的NIPT的GC含量校准方法的步骤。