性，进一步给出待检者罹患癌症的风险。本实施例中，对lnMt预先设定了诊断 界限值3. 046 (本实施例中该诊断界限值的确定详见下述实施例2)，理论上，如待检样本的 lnMt值大于3. 046,则可初步判断待检样本存在线粒体DNA拷贝数变异性；如待检样本的 lnMt值小于3. 046,则可初步判断待检样本不存在线粒体DNA拷贝数变异性。
[0035] 为适于临床实际应用，本实施方式中还进一步以诊断界限值3. 046为中心，以 95%置信区间的取值原则构建了诊断模糊区（1. 62~3. 17)，即：当待检样本的lnMt值在 1. 62~3. 17范围之间，则暂不给出是否存在线粒体DNA拷贝数变异性的确定判断；当待检 样本的lnMt值在3. 17以上，则判定存在线粒体DNA拷贝数变异性，并可进一步给出待检者 很可能摧患癌症的诊断结果；当待检样本的lnMt值在1. 62以下，则判定不存在线粒体DNA 拷贝数变异性，并可进一步给出待检者未罹患癌症的诊断结果。
[0036] 实施例2实施例1的检测装置中的诊断界限值的确定方法
[0037] 本发明上述实施例1所提供的线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置中，比较判断 单元所预先设定的的诊断界限值3. 046的得出方法：
[0038] (1)取一组（31名）健康人群血浆中的游离DNA作为对照样本群，以本发明实施 例1中的测序单元相同的装置和方法对这些对照样本进行全基因组测序，每个对照样本得 到至少20M的测序条数，将测序结果比对到人类参考基因组上，计算每个对照样本的线粒 体DNA拷贝数和核内DNA拷贝数的相对比值MH以及MH的自然对数值lnMH:
[0039]MH=nH (chrM)/len(chrM)/nH(chrN)/len(chrN),
[0040] 其中：nH(chrM)为对照样本的测序结果比对到人类参考基因组的线粒体DNA上 的测序条数，len(chrM)为人类参考基因组的线粒体DNA的长度，nH (chrN)为对照样本的 测序结果比对到人类参考基因组的常染色体上的测序条数，len(chrN)为人类参考基因组 的常染色体的长度；须与实施例1中一样，len(chrM)在本实施方式中同样取值16569bp; len(chrN)在本实施方式中同样取值2756335119bp。31个健康人群对照样本的线粒体DNA 拷贝指数的数据（样本编号S1~S31)如下表1所示。
[0041] 表1 :对照样本（健康人群）的线粒体DNA拷贝指数数据表
【主权项】
1. 一种线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置，其特征在于，包括： 测序单元，其对待检者血浆样本中的游离DNA进行全基因组测序，得到待检样本的测 序结果； 计算单元，其将待检样本的测序结果比对到人类参考基因组上，计算待检样本的线粒 体DNA拷贝指数； 比较判断单元，其将待检样本的线粒体DNA拷贝指数与预先设定的诊断界限值进行比 较，判断待检样本是否存在线粒体DNA拷贝数变异性。
2.根据权利要求1所述的线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置，其特征在于，所述比 较判断单元还根据待检样本是否存在线粒体DNA拷贝数变异性，得出待检者罹患癌症的风 险。
3.根据权利要求1所述的线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置，其特征在于，所述待检 样本的线粒体DNA拷贝指数为：待检样本的线粒体DNA拷贝数和核内DNA拷贝数的相对比 值Mt或以所述Mt为单变量的单调函数值，且： Mt = n t (chrM) /1 en (chrM) /nt (chrN) /1 en (chrN), 其中：nt (chrM)为待检样本的测序结果比对到人类参考基因组的线粒体DNA上的测序 条数，len(chrM)为人类参考基因组的线粒体DNA的长度，Iit(ChrN)为待检样本的测序结果 比对到人类参考基因组的核内DNA上的测序条数，len (chrN)为人类参考基因组的核内DNA 的长度。
4.根据权利要求3所述的线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置，其特征在于，所述以Mt 为单变量的单调函数值为Mt的自然对数值InMt或M tn(n>l)。
5.根据权利要求1所述的线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置，其特征在于，所述比较 判断单元中的诊断界限值通过下述方法得出： (1)取一组健康人群血浆中的游离DNA作为对照样本群，以所述测序单元相同的装置 对所述对照样本群进行全基因组测序，计算每个对照样本的线粒体DNA拷贝指数，所述对 照样本的线粒体DNA拷贝指数为对照样本的线粒体DNA拷贝数和核内DNA拷贝数的相对比 值％或以所述M0为单变量的单调函数值，且： Mh = n H (chrM) /len (chrM) /nH (chrN) /1 en (chrN), 其中：nH(chrM)为对照样本的测序结果比对到人类参考基因组的线粒体DNA上的测序 条数，len(chrM)为人类参考基因组的线粒体DNA的长度，nH(chrN)为对照样本的测序结果 比对到人类参考基因组的核内DNA上的测序条数，len (chrN)为人类参考基因组的核内DNA 的长度； (2)取一组癌症患者血浆中的游离DNA作为癌症样本群，以所述测序单元相同的装置 对所述癌症样本群进行全基因组测序，分别计算每个癌症样本的线粒体DNA拷贝指数，所 述癌症样本的线粒体DNA拷贝指数为癌症样本的线粒体DNA拷贝数和核内DNA拷贝数的相 对比值Mc或以所述Mc为单变量的单调函数值，且： Mc = n c(chrM) / len (chrM) /nc (chrN) / len (chrN), 其中：nc(chrM)为癌症样本的测序结果比对到人类参考基因组的线粒体DNA上的测序 条数，len(chrM)为人类参考基因组的线粒体DNA的长度，nJchrN)为癌症样本的测序结果 比对到人类参考基因组的核内DNA上的测序条数，len (chrN)为人类参考基因组的核内DNA 的长度； (3)对上述对照样本的线粒体DNA拷贝指数和癌症样本的线粒体DNA拷贝指数分别进 行统计、然后进行显著性检测，绘制ROC曲线，并从ROC曲线上得到所述诊断界限值。
6. 根据权利要求5所述的线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置，其特征在于，所述以 Mh为单变量的单调函数值为Mh的自然对数值InMH*MHn(n>l);所述以M。为单变量的单调 函数值为Mc的自然对数值InM。或Mcn (n>l)。
7. 根据权利要求5所述的线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置，其特征在于，步骤（3) 中对所述对照样本的线粒体DNA拷贝指数和癌症样本的线粒体DNA拷贝指数分别进行统计 之后，先进行正态性检验的步骤，确认符合正态分布再后进行所述显著性检测。
8. 根据权利要求1所述的线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置，其特征在于，所述测序 单元包含高通量测序模块或基因芯片模块。
9. 根据权利要求1所述的线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置，其特征在于，所述测序 单元还包括质检模块和/或数据优化模块：所述质检模块用于在进行全基因组测序之前， 对血浆样本中的游离DNA进行DNA浓度和片段大小的质检；所述数据优化模块，用于对全基 因组测序数据进行优化处理。
10. 根据权利要求1所述的线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置，其特征在于，还包括 样本制备单元，其用于从待检者静脉抽取外周血，并提取血浆中的游离DNA片段。
【专利摘要】本发明涉及医学检测技术领域，公开了一种线粒体DNA拷贝数变异性的检测装置，包括：测序单元，对待检者血浆样本中的游离DNA进行全基因组测序；计算单元，将待检样本的测序结果比对到人类参考基因组上，计算待检样本的线粒体DNA拷贝指数；比较判断单元，将待检样本的线粒体DNA拷贝指数与预先设定的诊断界限值比较，判断待检样本是否存在线粒体DNA拷贝数变异性，并可进一步判断待检者罹患癌症的风险。本发明的检测装置将分子生物学测序技术与生物信息分析技术结合，通过对血液中游离DNA进行的全基因组测序，达到对线粒体DNA拷贝数异常情况的识别，由此来判断待检者是否罹患癌症，实现了对癌症的早期无创筛查。
【IPC分类】C12M1-34
【公开号】CN104694384
【申请号】CN201510126196
【发明人】曾丰波, 杨功达, 陈昌岳, 韩继臣
【申请人】上海美吉生物医药科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月20日