无创产前基因检测分析软件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于基因检测领域，特别是针对孕前胎儿染色体疾病检测的一种软件，具 体涉及为一种无创产前基因检测分析软件。
【背景技术】
[0002] 染色体病是染色体遗传病的简称。主要是因细胞中遗传物质的主要载体--染色 体的数目或形态、结构异常引起的疾病。通常分为常染色体病和性染色体病两大类。常染 色体病由常染色体异常引起，临床表现先天性智力低下、发育滞后及多发畸形。性染色体病 由性染色体异常引起，临床表现性发育不全、智力低下、多发畸形等。在自然流产胎儿中有 20~50%是由染色体异常所致；在新生活婴中染色体异常的发生率是0. 5~1%。染色体 病患者通常缺乏生活自理能力，部分患者在幼年即夭折，所以，染色体病已成为临床遗传学 的主要研究内容之一。
[0003] 目前为降低有染色体疾病胎儿的出生率，通常通过进行产前检测进行分析。常用 的产前染色体疾病的检测方式有唐氏筛查，羊膜穿刺，绒毛检查和无创DNA检测等。
[0004] 唐氏筛查通过化验孕妇的血液，检测母体血清中甲型胎儿蛋白和绒毛促性腺激素 的浓度，并结合孕妇的预产期、年龄、体重和采血时的孕周等，计算生出唐氏儿的危险系数 的检测方法。唐筛检查可筛检出60-70%的唐氏症患儿，准确率低。羊膜穿刺，绒毛检查检 测准确率高于99%，但有一定流产风险。
[0005] 而无创产前DNA检测只需抽取孕妇外周血，进行DNA检测就能得到是否换染色体 疾病，无创且准确性高。而且随着高通量测序技术的发展，测序价格一再降低，DNA测序分 析技术（DNA-seq)已经取代了旧有的Sanger测序技术，成为DNA研究方向中的常规手段。 随着二代测序技术的发展，该技术已经被用于胎儿染色体倍型的检验（即无创产前基金检 测）。但是对于这个新兴的技术，至今还没有统一的标准化分析流程的。而采用标准化的 分析流程有利于无创产前基金检测分析技术的产业化。且目前的无创产前分析软件未考虑 到人染色体GC分布不均的特性，鉴定结果常常会受到影响，导致软件的灵敏性偏低。此外， 软件仅针对专业人员设计，未充分考虑软件的安装部署和简单易用性，使用前需要专业的 生物信息人员进行部署，软件的安装技术要求高，只有专业人员才能使用，并且只能评估出 13、18和21三条染色体的倍型信息。
[0006] 针对现有的无创产检DNA检测结果分析软件安装困难，未考虑到人染色体GC分布 不均的特性影响检测准确性，且只能分析13、18、21三条染色体倍型信息的问题，本发明提 供一种无创产前基因检测分析软件。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有的无创产检DNA检测结果分析软件安装困难，且未考虑到人染色体 GC分布不均的特性影响检测准确性，且只能分析13、18、21三条染色体倍型信息的问题，本 发明的目的是提供一种能解决上述问题的无创产前基因检测分析软件。
[0008] 本发明的目的通过以下技术方案实现：
[0009] -种无创产前基因检测分析软件，包括数据质控模块、数据比对模块、无创产前分 析模块、数据统计模块和报告生成模块，其特征在于，各模块依次连接传输数据，其中无创 产前分析模块包括GC矫正模块。数据质控模块用于对孕妇外周血基因检测数据进行质控； 无创产前分析模块用于对质控后的数据进行对比分析并转换格式；数据统计模块用于对 GC分布情况进行矫正，并计算各染色体的Z值；数据统计模块用于对无创产前分析模块传 输过来的Z值进行统计；报告生成模块将数据统计模块传输来的数据生成最终报告，使结 果呈现出来。
[0010] 进一步，所述数据质控模块通过fastx算法进行基因检测数据的质控。
[0011] 进一步，所述数据比对模块通过bwa和samtools算法对质控模块传输的数据进行 比对。
[0012] 进一步，所述数据比对模块的测序数据比对使用的bwa算法，数据格式转换使用 的 samtools 和 picard tools 算法。
[0013] 进一步，所述无创产前分析模块包括GC矫正模块与Z值计算模块。
[0014] 进一步，所述GC矫正模块使用公式为：RC GC = RCraw X F，其中F= I。
[0015] 进一步，Z值计算模块的计算公式为：
：，chrN 的
[0016] 表1.公式中符号代表的含义
[0018] 进一步，所述数据统计模块对每条染色体的Z值进行评估统计。
[0019] 本发明还公开了无创产前基因检测分析软件的使用流程，具体为：
[0020] 1)数据质控模块利用fastx算法对得到的基因检测数据进行质控；
[0021] 2)数据比对模块利用bwa算法对数据质控模块传输的数据进行比对，后利用 samtools和picard tools算法对数据格式进行转换；
[0022] 3)无创产前分析模块对数据比对模块传输过来的对应格式的数据进行GC矫正， 并计算每对染色体的Z值；
[0023] 4)数据统计模块对无创产前分析模块传输过来的Z值进行统计；
[0024] 5)将数据统计模块得到的数据传输到报告生成模块生产最终的检测结果报告。
[0025] 本发明的有益效果为：本软件利用生物信息学方法整合了多种算法并将其流程 化，软件部署不需要编译，完全绿色化安装，不仅适用于从事生物信息工作的人员使用，同 样适用于非从事生物信息系工作的人员使用，并且能够评估出所有染色体的倍型信息，极 大简化了研究人员在分析胎儿染色体倍型时的工作，具有使用简单、流程化、易于维护、展 示结果直观化的特点。本软件通过对包含胎儿基因组序列的孕妇外周血DNA测序数据进行 处理，能过获得每条染色体的Z值，从而用于胎儿的唐氏综合症筛查，且结果准确，假阳性 和假阴性极低，并且检测仅用少量的离体外周血样本，大大减轻了孕妇的痛苦和风险，具有 很好的应用前景。
【附图说明】
[0026] 图1本发明流程图
[0027] 图中1、数据质控模块；2、数据比对模块；3、无创产前分析模块；4、数据统计模块； 5、报告生成模块。
【具体实施方式】
[0028] 实施例1 一种无创产前基因检测分析软件
[0029] -种无创产前基因检测分析软件，包括数据质控模块1、数据比对模块2、无创产 前分析模块3、数据统计模块4和报告生成模块5,各模块依次连接传输数据。数据质控模 块1用于对孕妇外周血基因检测数据进行质控；无创产前分析模块3用于对质控后的数据 进行对比分析并转换格式；数据统计模块4用于对GC分布情况进行矫正，并计算各染色体 的Z值；数据统计模块4用于对无创产前分析模块3传输过来的Z值进行统计；报告生成模 块5将数据统计模块4传输来的数据生成最终报告，使结果呈现出来。
[0030] 数据质控模块1通过fastx算法进行基因检测数据的质控。数据比对模块2通 过bwa和samtools算法对质控模块传输的数据进行比对。数据比对模块2的测序数据比 对使用的bwa算法，数据格式转换使用的samtools和picard tools算法。无创产前分析 模块3包括GC矫正模块与Z值计算模块。GC矫正模块使用公式为RC GC = RCraw X F， 其中:F = f。Z值计算模块的计算公式为
chrN的
数据统计模块4对每条染色体的Z值进行评估统 计。
[0031] 实施例中公式中符号的含义参照表1。
[0032] 实施例2 -种无创产前基因检测分析软件的使用流程
[0033] 本发明还公开了无创产前基因检测分析软件的使用流程，具体为：
[0034] 1)将得到的孕妇外周血的基因检测数据传输到数据质控模块1 ;
[0035] 2)数据质控模块1利用fastx算法对得到的基因检测数据进行质控；
[0036] 3)数据比对模块2利用bwa算法对数据质控模块1传输的数据进行比对，后利用 samtools和picard tools算法对数据格式进行转换；
[0037] 4)无创产前分析模块3对数据比对模块2传输过来的对应格式的数据进行GC矫 正，并计算每对染色体的Z值；
[0038] 5)数据统计模块4对无创产前分析模块3传输过来的Z值进行统计；
[0039] 6)将数据统计模块4得到的数据传输到报告生成模块5生产最终的检测结果报 告。
[0040] 7)输出检测报告，提供清晰的分析结果报告。
[0041] 上述实施例的说明只是用于理解本发明。应当指出，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进，这些改进也将落入本 发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1. 一种无创产前基因检测分析软件，包括数据质控模块、数据比对模块、无创产前分析 模块、数据统计模块和报告生成模块，其特征在于，各模块依次连接传输数据，其中无创产 前分析模块包括GC矫正模块。2. 根据权利要求1所述的无创产前基因检测分析软件，其特征在于，所述数据质控模 块通过fastx算法进行基因检测数据的质控。3. 根据权利要求1所述的无创产前基因检测分析软件，其特征在于，所述数据比对模 块通过bwa和samtools算法对质控模块传输的数据进行比对。4. 根据权利要求3所述的无创产前基因检测分析软件，其特征在于，所述数据比对模 块的测序数据比对使用的bwa算法，数据格式转换使用的samtools和picard tools算法。5. 根据权利要求1所述的无创产前基因检测分析软件，其特征在于，所述无创产前分 析模块包括GC矫正模块与Z值计算模块。6. 根据权利要求5所述的无创产前基因检测分析软件，其特征在于，所述GC矫正模块 使用公式为：RC GC = RCraw X F，其中7. 根据权利要求1所述的无创产前基因检测分析软件，其特征在于， Z值计算模块的计算公式为：chrN的8. 根据权利要求1所述的无创产前基因检测分析软件，其特征在于，所述数据统计模 块对每条染色体的Z值进行评估。9. 权利要求1所述无创产前基因检测分析软件的使用流程为， 1) 数据质控模块对得到的基因检测数据进行质控； 2) 数据比对模块对数据质控模块传输的数据进行比对，后对数据格式进行转换； 3) 无创产前分析模块对数据比对模块传输过来的对应格式的数据进行GC矫正，并计 算每条染色体的Z值； 4) 数据统计模块对无创产前分析模块传输过来的Z值进行统计； 5) 将数据统计模块得到的数据传输到报告生成模块生产最终的检测结果报告。
【专利摘要】本发明公开了一种无创产前基因检测分析软件，该软件包括数据质控模块、数据比对模块、无创产前分析模块、数据统计模块和报告生成模块，各模块依次连接，最终得到分析报告，其中无创产前分析模块包括对GC矫正模块。该软件安装使用简单，较传统检测方法准确性高，可实现对23对染色体核型的分析。
【IPC分类】G06F19/18
【公开号】CN105354443
【申请号】CN201510925363
【发明人】戴寅飞, 孔祥军, 陶贞霞, 刘颖, 王艳霞, 李新萌, 王凤, 曹艳丽, 郭尧, 李萍, 郭文静
【申请人】孔祥军
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月14日