本发明涉及分子检测，具体地涉及基于脆性区域的二代测序技术对同源重组修复缺陷snp位点进行筛选及验证的方法，以及对基因组不稳定性进行打分的方法，特别涉及基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的方法、探针组、试剂盒和系统。
背景技术：
1、同源重组缺失(hrd)是指细胞在dna修复过程中无法修复双链断裂的现象，这种缺失在癌症细胞中尤为显著。hrd的阳性检测表明癌细胞对parp抑制剂的治疗反应更为敏感，而hrd通常与brca1、brca2及其他同源重组修复(hrr)基因的突变相关。在卵巢癌治疗中，传统基于hrr基因(含brca1/2)的检测可识别约31％的受益人群，如何提高受益人群比例仍存在一定挑战。
2、目前，基因组hrd评分通常依赖于构建包含数万个不相连的snp位点的panel。这种方法不仅成本高，而且操作复杂。因此，如何构建标志物的筛选方法，降低snp位点数量，降低检测成本以及简化操作流程仍有待进一步改善。
3、现有的方法不论是snp位点确定后的panel性能验证，还是临床样本的检测均需要较高成本。目前parp抑制剂药物已应用于乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌及前列腺癌中，如何经济、准确地筛选出能够使用parp抑制剂药物的hrd阳性患者是需要解决的重要问题。
4、背景技术中的信息仅仅在于说明本发明的总体背景，不应视为承认或以任何形式暗示这些信息构成本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的技术问题，本发明提供一种在探针设计中首次考虑基因组脆性区域位置的同源重组缺失标志物筛选方法，从而显著提高hrd阳性患者筛选的准确性和经济性。具体地，本发明包括以下内容。
2、本发明的第一方面，提供一种基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其包括：
3、(1)突变位点初筛，所述初筛包括基于选定人群的突变数据，选择合适的突变频率、gc含量、等位基因频率和染色体长度区间，得到具有单核苷酸多态性和群体遗传学代表性的突变位点集；
4、(2)基于脆性区域为所述突变位点集中的每个突变位点分配权重，以确保所述突变位点集中的突变位点在脆性区域内的优先级；
5、(3)突变位点集选择的优化，所述优化包括基于遗传算法和线性规划，确保所选突变位点集有效覆盖每个脆性区域，并最大化整个突变位点集的效能，得到基于脆性区域的用于二代测序检测同源重组修复缺陷的突变位点集。
6、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其中，所述初筛包括去除突变位点上下游内涉及重复区域的位点，从而减少非特异性信号。
7、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其中，所述初筛包括剔除插入和缺失数据。
8、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其中，所述初筛包括过滤明显偏离hardy-weinberg平衡的突变位点，从而保证群体遗传学的代表性。
9、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其中，所述染色体不包含y染色体。
10、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其中，通过计算每个突变位点与其最近脆性区域中心的距离，并使用公式为每个突变位点分配权重，其中ωik是第k个突变位点的权重，δ是自适应调整的距离阈值参数，dik是第k个突变位点与其他突变之间的距离，e表示自然对数的底数。
11、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其中，进一步结合针对每个突变位点的功能注释和其他生物信息学参数，使用公式wi＝∑kωik×fik确保所述突变位点在脆性区域内具有较高的优先级，wi是第i个突变位点对致病性的总贡献，fik是第k个针对每个突变位点的功能注释和其他生物信息学参数。
12、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其中，所述遗传算法包括通过多目标优化函数φ(x)＝α×ig(x)+β×cv(x)来评估每个突变位点集的适应度，其中ig表示信息增益，cv表示交叉验证精度，α和β用于调整上述参数的相对重要性。
13、本发明的第二方面，提供一种基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的探针组，其中，所述探针组在严格杂交条件下能够与目标序列结合，所述目标序列包含根据上述方法得到的位点集中的至少一个突变位点。
14、本发明的第三方面，提供一种基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的试剂盒，其包含上述的探针组。
15、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的试剂盒，其进一步包含用于扩增目标序列的引物，所述目标序列包含上述的方法得到的位点集中的至少一个snp位点。
16、本发明的第四方面，提供一种基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的装置，其包括：
17、(a)数据获取模块，其用于获取选定人群的突变数据；
18、(b)数据处理模块，其用于基于选定人群的突变数据，选择合适的突变频率、gc含量、等位基因频率和染色体长度区间，得到具有单核苷酸多态性和群体遗传学代表性的突变位点集，随后基于脆性区域，为所述突变位点集中的每个突变位点分配权重，以确保所述突变位点集中的突变位点在脆性区域内的优先级，然后基于遗传算法和线性规划，确保所选突变位点集有效覆盖每个脆性区域，并最大化整个突变位点集的效能；
19、(c)检测模块，其用于以最终确定的整个位点集检测待测样本的同源重组修复缺陷，计算位点集的hrd得分；
20、(d)模拟验证模块，其用于利用正常人群样本和患者样本的原始数据进行位点集的性能模拟验证，计算位点集的hrd得分，并验证hrd得分与wgs结果一致性；和
21、可选的显示装置，所述显示装置用于显示同源重组修复缺陷检测结果。
22、本发明的第五方面，提供一种基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的方法，其包括以下步骤：
23、(1)基于选定人群的突变数据，选择合适的突变频率、gc含量、等位基因频率和染色体长度区间，得到具有单核苷酸多态性和群体遗传学代表性的突变位点集；
24、(2)基于脆性区域，为所述突变位点集中的每个突变位点分配权重，以确保所述突变位点集中的突变位点在脆性区域内的优先级；
25、(3)突变位点集的优化，所述优化包括基于遗传算法和线性规划，确保所选突变位点集有效覆盖每个脆性区域，并最大化整个突变位点集的效能，得到基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的位点集；
26、(4)利用正常人群样本和患者样本的原始数据进行位点集的性能模拟验证；
27、(5)使用最终确定的位点集检测待测样本的同源重组修复缺陷，计算位点集的hrd得分。
28、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的方法，其中，所述hrd得分包括基因组杂合性缺失、端粒等位基因不平衡和大片段迁移评分之和。
29、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的方法，其中，所述基因组杂合性缺失为不跨越整个染色体的、超过15mb的杂合性缺失区域。
30、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的方法，其中，所述端粒等位基因不平衡为同源染色体上的两个等位基因拷贝数不同并延伸至端粒，但未跨越端粒。
31、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的方法，其中，所述大片段迁移为相邻区域之间至少10mb的染色体断裂，且两者的距离不超过3mb。
32、在某些实施方案中，根据本发明所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的方法，其中，进一步包括利用探针组捕获样本中目标序列的步骤，其中所述目标序列包含位点集内的至少一个突变位点，所述探针组的探针设计为在严格杂交条件下能够与含有最优位点集内的至少一个突变位点的目标序列互补结合。
33、本发明首次考虑了基因组脆性区域(erfs)的位置对hrd检测的重要性。这些区域是dna双链断裂的热点，对hrd检测的准确性和敏感性具有决定性影响。在体细胞hrd中，erfs区域表现出更高的不稳定性，依赖于atr激酶和同源重组途径维持其稳定性。因此，这些区域对hr缺陷特别敏感，为hrd检测提供了一个关键的靶点。在这一基础上，本发明通过在erfs区域精准设计探针，利用该区域对hr缺陷的高敏感性，大幅提高了hrd的检出率。
34、进一步地，本发明利用erfs区域频繁的dna损伤和修复过程，尤其是由复制-转录冲突引起的特性，增加了检测hrd导致的缺陷修复的机会。此外，erfs区域的开放染色质结构允许损伤信号和修复蛋白更易接近损伤部位，从而有助于检出hrd导致的微小病变。同时，由于erfs区域与肿瘤相关基因更为接近，其损伤的生物学重要性被进一步放大，增加了hrd特征的检测准确性。
35、在现有技术中，基因组hrd打分通常依赖于构建包含数万个不相连的snp位点的panel，这种方法不仅成本高，而且操作复杂。本发明通过精准地考虑基因组脆性区域的位置，优化了标志物的筛选方法，显著减少了所需的snp位点数量，降低了检测成本，并简化了操作流程。同时，本发明提出的基因组hrd打分方法(包括brca1/2)可以提高受益人群比例至约50％。
36、此外，本发明不仅提高了hrd检测的经济性和实用性，而且对于parp抑制剂药物的临床应用，如在乳腺癌、卵巢癌、腹膜癌及前列腺癌治疗中，提供了一种更为准确和经济的筛选方法。
1.一种基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其特征在于，通过计算每个突变位点与其最近脆性区域中心的距离，并使用公式为每个突变位点分配权重，其中ωik是第k个突变位点的权重，δ是自适应调整的距离阈值参数，dik是第k个突变位点与其他突变之间的距离。
4.根据权利要求3所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其特征在于，进一步结合针对每个突变位点的功能注释和其他生物信息学参数，使用公式wi＝∑kωik×fik确保所述突变位点在脆性区域内具有较高的优先级，wi是第i个突变位点对致病性的总贡献，fik是第k个针对每个突变位点的功能注释和其他生物信息学参数。
5.根据权利要求1所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的标志物的筛选方法，其特征在于，基于遗传算法和线性规划进行所述优化，所述遗传算法包括通过多目标优化函数φ(x)＝α×ig(x)+β×cv(x)来评估每个突变位点集的适应度，其中ig表示信息增益，cv表示交叉验证精度，α和β用于调整上述参数的相对重要性。
6.一种基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的探针组，其特征在于，所述探针组在严格杂交条件下能够与目标序列结合，所述目标序列包含根据权利要求1-5任一项所述方法得到的位点集中的至少一个突变位点。
7.一种基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的试剂盒，其特征在于，其包含根据权利要求6所述的探针组。
8.根据权利要求7所述的基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的试剂盒，其特征在于，其进一步包含用于扩增目标序列的引物，所述目标序列包含根据权利要求1-5任一项所述的方法得到的位点集中的至少一个snp位点。
9.一种基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的装置，其特征在于，包括：
10.一种基于脆性区域的二代测序检测同源重组修复缺陷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
