本发明涉及遗传检测领域，具体地，涉及一种检测胎儿染色体非整倍性的方法和装置。
背景技术：
染色体非整倍性属于基因失衡，由一个或多个染色体丢失或增加所致。癌细胞经常出现非整倍性。在非癌性疾病中，最常见的非整倍性是唐氏综合征(先天愚症)，是患儿因遗传而获得三条21号染色体，而不是正常的两条。
1997年，香港中文大学卢煜明教授及其研究团队首次发现在孕妇外周血中存在胎儿释放的游离dna(cffdna)。2008年卢煜明教授团队首次采用高通量测序技术对孕妇外周血游离dna进行检测，准确预测胎儿染色体非整倍性。因基于高通量测序技术的孕妇外周血游离dna检测具有高准确性、快速、无创的优势，被迅速从科研实验室转化为临床应用，从此开创了无创产前检测的时代。
胎儿染色体非整倍体无创产前dna检测胎儿染色体非整倍体无创产前dna检测，简称nipt或者nipd，是一种非侵入性产前筛查手段。相较传统的核型分析，血清检测，基于芯片的检测有较好的检出率和准确度，并且可以用来筛查全染色体，即除了用于检测13、18、21、x和y三体外，对于基因组其他染色体的非整倍体异常检测也有很好的延展性。
技术实现要素：
本发明旨在至少一定程度上解决上述问题或者至少提供一种有用的商业方案，为此，本发明提供了一种能够准确地检测胎儿染色体非整倍性的方法和装置。
依据本发明的一方面，提供一种检测胎儿染色体非整倍性的方法，该方法可用于诊断目的和非诊断目的，该方法包括：(1)获取孕妇外周血样本，对所述样本进行处理以获得该样本中的游离核酸；(2)对所述游离核酸进行序列测定，获得测序结果；以及(3)基于所述测序结果判定胎儿的第一染色体的数目，以检测胎儿第一染色体的数目是否异常。该方法能基于母体外周血样本获得胎儿的遗传信息，准确地检测胎儿是否存在染色体数目异常，用于无创产前筛查或者辅助用于无创产前筛查/诊断。
根据本发明的实施例，该确定胚胎是否存在异常的方法，还可以包括以下附加技术特征至少之一：
根据本发明的实施例，步骤(1)包括：去除孕妇外周血样本中的细胞，以及提取去除细胞后的孕妇外周血样本中的游离核酸，以获得所述游离核酸。
根据本发明的实施例，步骤(2)包括：(a)对所述游离核酸进行文库构建，获得文库；(b)对所述文库进行测序，以获得所述测序结果，所述测序结果包括多条读段。
根据本发明的实施例，在测序平台上进行所述序列测定，测序平台选自边合成边测序和边连接边测序平台中的至少一种。可选择的测序平台包括通常所说的一代测序平台、二代测序平台和三代测序平台，包括但不限于来自illumina、termofisher、pacbio、华大基因和牛津纳米孔等公司或机构的测序仪。
根据本发明的实施例，步骤(3)包括：(i)将所述读段比对到参考序列，获得比对结果，所述参考序列为参考基因组的至少一部分，所述参考序列为包含第一染色体的参考序列；(ii)基于所述比对结果，确定第一参数；(iii)基于所述第一参数，判断所述第一染色体的数目是否异常。具体地，可基于比较来自待测样本的特定染色体的读段的数量与来自正常样本的相同染色体的读段的数量的差异，若差异具有统计学意义，则判定待测样本的该染色体异常。在一个例子中，正常样本的测序结果可以预先测定保存，正常样本的数目不少于30个。所称的正常样本来自染色体数目正常的个体，所称的正常样本同样为母体外周血样本。
依据本发明的另一方面，提供一种检测胎儿染色体非整倍性的装置，该装置用以实施上述任一实施例中的确定胎儿染色体是否存在数目异常的方法，该装置包括：核酸获取模块，用于获取孕妇外周血样本，以及对所述样本进行处理以获得该样本中的游离核酸；序列测定模块，用于对来自核酸获取模块的游离核酸进行序列测定，获得测序结果；以及检测模块，用于基于来自序列测定模块的测序结果来判定胎儿的第一染色体的数目，以检测胎儿第一染色体的数目是否异常。
上述任一实施例中对胚胎检测方法的附加技术特征和优点的描述，同时也适用该系统。本领域技术人员可以理解，胚胎遗传信息检测方法可选择的步骤或设置处理，可以通过使该系统进一步包括相应的功能装置或模块来实现。
例如，根据本发明的实施例，所述核酸获取模块用于进行：去除孕妇外周血样本中的细胞，以及提取去除细胞后的孕妇外周血样本中的游离核酸，以获得所述游离核酸。
根据本发明的实施例，所述序列测定模块，包括用于进行：(a)对所述游离核酸进行文库构建，获得文库；(b)对所述文库进行测序，以获得所述测序结果，所述测序结果包括多条读段。
根据本发明的实施例，所述序列测定模块包括测序平台，在所述测序平台上进行所述序列测定，测序平台选自边合成边测序和边连接边测序平台中的至少一种。
根据本发明的实施例，所述检测模块包括用于进行：(i)将所述读段比对到参考序列，获得比对结果，所述参考序列为参考基因组的至少一部分，所述参考序列为包含第一染色体的参考序列；(ii)基于所述比对结果，确定第一参数；(iii)基于所述第一参数，判断所述第一染色体的数目是否异常。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明的一个实施例的检测胎儿染色体非整倍性的流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明检测方法和/或试剂盒进行详细的描述。下面示例，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
除另有交待，以下实施例中涉及的未特别交待的试剂、序列(接头、标签和引物)、软件及仪器，都是常规市售产品或者开源的，比如可利用qiagen试剂盒提取游离核酸，文库构建试剂盒可以购自illumina公司以及利用illumina测序平台进行测序等。
基于母体外周血中的游离核酸检测胎儿遗传信息的流程如图1所示。
样品来自罗湖人民医院，为已经签署知情同意书的12周孕妇的外周血10毫升。
一.样本收集及dna提取
取怀孕8w之后的孕妇外周血10-20毫升于edta抗凝管中，并低温保存，在24小时内用干冰送至实验操作处。
将血液转移至15毫升离心管中，1600g，4℃，离心10分钟，取血浆至一新的15毫升离心管中。
将上一步骤中取得的血浆再放入离心机中16000g，4℃，离心10分钟，去掉多余的细胞。
将获得的血浆取2-5毫升用qiaampcirculatingnucleicacidkit(qiagen)按照使用说明进行cell-freedna的提取并最后溶解dna于56微升体积内。
获得的cell-freedna片段大小约为166bp，用qubit检测dna浓度并记录。
二.cell-freedna文库构建(使用the
1.末端修复
用枪头轻轻吹打混匀并快速离心，并快递把上述反应管置于pcr或者温度孵育仪，按照以下程序进行反应：
30minutes20℃
30minutes65℃
hold4℃
2.接头连接
(如果cell-freedna的总量少于100ng请将thenebnextadaptorforillumina稀释10倍终浓度为1.5μm)
加入以下反应试剂至末端修复产物中：
blunt/taligasemastermix15μl
nebnextadaptorforillumina2.5μl
multiplex(neb#e7335，#e7500)oligos
ligationenhancer1μl
totalvolume83.5μl
用枪头轻轻吹打混匀并快速离心，并快递把上述反应管置于pcr或者温度孵育仪，按照以下程序进行反应：
15min20℃
在上述反应完成后加入3μlofusertmenzyme到上步的反应中，用枪头轻轻吹打混匀并快速离心，并快递把上述反应管置于pcr或者温度孵育仪，按照以下程序进行反应：
37℃15min。
3.片段选择接头连接后的dna
如果dna的起始量小于50ng，推荐在pcr扩增之后再进行片段选择。
混匀ampurexpbeads，并置于室温平衡半小时。
加入13.5μldh2o至连接反应体系中，使得终体积为100μl。
加入60ul重悬后的ampurexpbeads至反应体系中(100μl)
充分用枪头吹打混匀至少十次并室温放置孵育5分钟。
快速瞬时离心并置于磁力架上吸附，大约5分钟溶液变为澄清，小心吸出上清并转移至另外一个干净空管中。(注意所需要的dna在上清中，千万不要丢弃上清液)
加入25μl重悬的ampurexpbeads至上清液中，充分混匀并在室温孵育5min。
快速瞬时离心并置于磁力架上吸附，大约5分钟溶液变为澄清，吸出上清丢弃。(注意所需要的dna吸附在磁珠上，千万不要丢弃磁珠)
加入200μl新鲜配制的80％乙醇于磁力架上的管中，室温放置30s后小心遗弃上清。
再重复上个步骤两次，一共清洗三次。
保持管盖打开并置于磁力架空气干燥10分钟。
加入28μl10mmtris-hcl或0.1xte，ph8.0溶解dna，充分混匀，快速离心再置于磁力架上，等待大约5分钟至溶液澄清，转移23μl至一个新的pcr管中。(请确保转移的23μl中不带有任何磁珠磁珠将影响下一步的pcr反应)
4.pcr扩增
向23ul的产物中加入以下试剂：
并按以下循环程序进行反应：
98℃，30s；
以下6-15个循环(cycles)：
98℃，10s，
65℃，30s，
72℃，30s；
4℃保存。
建议：1μgdna输入6pcrcycles，10cyclesfor50ng，和13–15for5ng
pcr产物纯化
混匀ampurexpbeads，并置于室温平衡半小时。
加入50μl重悬后的ampurexpbeads至反应体系中(100μl)
充分用枪头吹打混匀至少十次并室温放置孵育5分钟。
快速瞬时离心并置于磁力架上吸附，大约5分钟溶液变为澄清，吸出上清丢弃。(注意所需要的dna吸附在磁珠上，千万不要丢弃磁珠)
加入200μl新鲜配制的80％乙醇于磁力架上的管中，室温放置30s后小心遗弃上清。
再重复上个步骤一次，一共清洗三次。
保持管盖打开并置于磁力架空气干燥10分钟。
加入33μl10mmtris-hcl或0.1xte,ph8.0溶解dna，充分混匀至少10次，快速离心再置于磁力架上，等待大约5分钟至溶液澄清，转移28μl至一个新的pcr管中。
三.样品变性及上机
样品用0.2nnaoh等体积处理5分钟后，进行稀释，达到0.5nm的浓度，进行杂交并
在测序平台上进行测序。
四.测序
五.数据分析
使用以上流程进行样品处理之后得到的数据(读段)进行过滤之后，与参考基因组进行比对，基于对比对结果的统计分析，得到待测样本目标染色体数目是否异常的检测结果。