健康人群血浆游离DNA突变的生物学背景研究

发布时间：2021-07-26 22:10

　　目前,基于血浆游离DNA（cell free nucleic acid,cfDNA）的液体活检技术已经被广泛用于肿瘤患者个体化治疗和预后监测。尽管如此,在肿瘤早期检测cfDNA依然具有很大的挑战,主要由于目前cfDNA的生物学背景依然不明确。本研究通过二代高通量测序技术,对259例非癌症志愿者的cfDNA体细胞突变进行检测,人群平均年龄为47岁。研究人员创新地构建了二代高通量测序內源标签纠错技术,使检测错误率达到一个极低的水平,约为2*10^-7。该研究首次在国际上建立了高精度非癌症人群cfDNA体细胞突变的背景,并且比较了同一志愿者的cfDNA和全血细胞基因组DNA突变频率的异同。本研究通过两个分别包含508个和559个基因目标区域的捕获测序实验,检测了259个非癌症志愿者的cfDNA样本。研究结果显示,60%（155/259）志愿者的血浆样本均可检出至少一个非同义突变,并且在年龄大于50岁的志愿者中检出比例高达76%。此外,在所有检出cfDNA体细胞突变的样本中,同一配对血细胞样本大多可检出相似频率的突变。其中,检出频率最高的突变基因为血液癌症的驱动基因,例如DNMT3A、TET2... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

测序仪操作流程

第四章数据质控和分析41和过滤单核苷酸变异（SNV）和插入缺失突变（InDel）。图4-1内源性分子标签双链纠错原理Fig4-1OverviewoftheendogenousmolecularbarcodingduplexworkflowA、文库接头连接：末端修复和加A后的DNA双链片段于T-尾Y字接头连接。B、内源性标签提取工作流程：我们分别从插入片段两段截取12个碱基序列作为标签a和标签b。由于血液游离DNA断裂的随机性和低起始量的文库构建，这样两个标签可以保证在绝大多数DNA片段中将是不同的。通过携带有IIlumina测序仪芯片尾部的引物做PCR扩增，每一个cfDNA片段的正负链将分别生成两个类型的PCR重复序列簇。其中一条DNA片段生成的重复序列簇的标签a与测序序列1相邻，另外一条的标签a与测序序列2相邻。互补双链所生成的重复序列簇，每一簇都有对应的标签顺序。拥有相同标签序列（ab或者ba）的测序序列聚在一起，视为一个双链配对重复簇（i-iii）。这个配对簇代表一个DNA分子双链分子的重复。C&D、双链重复簇错误修正和双链一致序列生成：仅存在与部分重复簇拷贝中的突变（如图B中绿色、红色、黑色和蓝色点所示），可能是由于PCR的随机错误或者测序错误造成的。例如：棕色点所示的突变仅仅出现在其中一个单链簇中，这可能是由于DNA损坏或者在第一个PCR循环时所产生的错误造成的。一个真实的突变（如图i黄色点所示）会出现在双链DNA的两条链及其重复簇上。

华南理工大学博士学位论文42图4-2血液游离DNA传统二代测序深度（去重后）和双链一致性序列深度相关性比较Fig4-2CorrelationbetweenconventionalNGSreaddepth(afterremovalofduplicates)andDCSdepthofcf-DNAsamples每个蓝色的点代表一个样本。横轴和纵轴分别代表传统去重后二代测序深度和双链一致序列深度。


本文编号：3304455