NGS 中 DNA damage 的鉴别

背景

这是一篇文献（DNA damage is a major cause of sequencing errors, directly confounding variant identification.）的简单介绍。
NGS 用于肿瘤细胞的体细胞突变的检测有着重要的意义。由于肿瘤细胞的异质性以及正常细胞的背景，肿瘤细胞的用药相关的基因突变往往是低丰度的。而低丰度的突变会受到PCR错误、测序错误、DNA损伤的影响，带来很多假突变。其中DNA损伤带来的影响尤为严重。

FFPE DNA, 时间久远的DNA，ctDNA 都会受到损伤的影响。公共数据库，1000 Genomes Project 和 TCGA 中的数据大部分也存在DNA损伤。

全局不平衡值(GIV) 衡量DNA Damage

为了检测DNA损伤对突变检测的影响，文章使用illumina 文库准备流程，使用双端测序。连上接头序列的双链模板DNA，在测序中读为 R1，而他们的互补链则读为 R2。

DNA损伤会造成DNA双链中的一条链引入错误的碱基，从而导致R1中的某一种突变类型（例如：G-T） 远远超过R2。如图：

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基于这种不平衡设计了一组 GIV 值来检查DNA damge: https://github.com/Ettwiller/Damage­estimator

• C1v : R1 中G→T的突变数量；
• C1 : R1 中G 的总量；
• C2v: R2中C→A的突变数量；
• C2: R2中C的总量；
• C1v_RC: R1中C→A的突变数量；
• C1_RC: R1中 C 的总量；
• C2v_RC: R2中 G→T的突变数量；
• C2_RC: R2中 G 的总量。

文章中，认为GIV 的值超过1.5表示有严重的损伤，暗示至少有三分之一的突变是错误的。没有DNA损伤的话IGV值应该是1。

DNA氧化损伤

使用DNA 修复试剂盒可以显著降低损伤。同时，DNA 破碎的缓冲液环境也是避免氧化损伤的重要部分。

由DNA 损伤引入的测序错误，并不会降低测序的碱基质量值，提高突变检测的质量值无法去除这些错误。

DNA 的氧化损伤没有序列的特异性，在DNA上随机发生。

氧化损伤影响的突变分度范围

氧化损伤形成的假突变丰度大部分在5%以下，其中1%-5%区间的突变，对我们突变检测的影响最大。因为这些突变有足够的reads证据支持，容易保留。