用于设计流式细胞术中的面板的系统和方法技术方案

本发明专利技术的实施例涵盖确定用于流式细胞术的各种抗体-染料缀合物的检出限的系统和方法。示例性的技术涉及对溢出引起的正态分布测量误差扩大运用线性叠加方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于设计流式细胞术中的面板的系统和方法相关申请的交叉引用本专利技术要求于2013年3月15日提交的美国临时专利申请No.61/791,492的优先权，该专利申请在此以引用方式并入。
技术介绍
本专利技术的实施例整体涉及用于评估生物样品的细胞的系统和方法，具体地讲，涉及用于选择抗体-染料缀合物的组合供流式细胞术使用的技术。另外的实施例整体涉及用于分析多色流式细胞术中的阳性率的自动化系统和方法。使用荧光流式细胞术执行细胞表面免疫分型已成为用于将含有多种不同类型细胞的细胞样品中的所关注细胞区分出来并对其进行计数的较为常规的工艺。通常情况下，使用所关注细胞外表面上抗原的特异性细胞表面探针(例如荧光素标记的单克隆抗体(MAB)或其他适当标记的配体)来有选择地标记此类细胞或有选择地将此类细胞“染色”，供后续检测分析。流式细胞仪用专门适用于激发荧光素标签的辐射通过逐一照射样品中的各个细胞来检测染色细胞。荧光素标签在被照射时发出荧光，而与这些标签相关的细胞将入射辐射以由被照射细胞的物理和光学特性决定的图案散射。流式细胞仪中的适当光检测器检测这些荧光和散射的辐射，且其相应的输出信号被用来基于它们的相应光散射和荧光标记区分不同细胞类型。用流式细胞术执行免疫分型通常涉及选择一套在生理上适用于预想的评估或监测程序的探针或试剂。与此相关地，由于某些疾病病症可由患者细胞的表面上或细胞内部的各种抗原的表达来表征，故可以选择与这些抗原情形对应的抗体探针试剂面板。例如，SolastraTM五色试剂面板(SolastraTM5-ColorReagentPanel)是流式细胞术中使用的表征血淋巴肿瘤的标记抗体混合物的面板。该面板可用于识别相关的白细胞表面分子并对其进行计数，还可用于帮助对某些血液学检测结果异常和/或者血液、骨髓和/或淋巴组织中存在芽细胞的患者进行鉴别诊断。SolastraTM五色试剂(SolastraTM5-ColorReagents)由针对B细胞系抗原、T细胞系抗原和髓单核细胞系抗原的多种抗体构成。此类面板可用于血液病理学应用的流式细胞分析。用流式细胞术装置测量从中流过的样品会产生散射光、荧光或这两种光的组合的特征性光子标记。分析这种标记，就可能推断颗粒的物理化学特性。通常需检测蛋白质表达情况(示例性颗粒的一种生物学特征)。来自血样的颗粒标记能够以点图的形式呈现，且可运用设门技术来说明这些标记分别是什么标记。一般来讲，运用设门技术将标记分为两类，要么是阳性，要么是阴性。举例来说，可运用设门技术确定某个颗粒是血细胞、还是一片碎屑，或确定该血细胞是否含有疾病标志物。因此，设门技术在诊断应用和临床血液学应用中是重要的。然而，例如，倘若阳性标记和阴性标记的外观相似，则可能难以确定该颗粒应归属于阳性群体还是阴性群体。现已提出多种设门技术或特异性对照技术来帮助确定某颗粒应归类为阳性还是阴性，诸如同种型对照技术、运用聚类分析算法(如主成分分析)的模型，以及荧光扣除对照(FMO)。虽然目前已知的抗体面板选择技术为执行细胞评估和监测程序的操作员提供了许多益处，但仍需进一步改善该项技术。此外，可改进用于评估样品的设门对照技术。本专利技术的实施例提供的解决方案能够满足至少一些上述需求。
技术实现思路
本专利技术的实施例涵盖用于选择和模拟供流式细胞术使用的抗体-染料缀合物面板的系统和方法，和其他相关的细胞评估和监测技术。通常，可使用或设计此类面板来评估生物样品的细胞。这些细胞可从个人、细胞培养物、人类或非人类供体库等获得。根据一些实施例，本文公开的技术可用于评估包含颗粒(例如生物细胞)的任何材料。这些颗粒存在于悬浮液中，在其表面上或内部具有在被特异性生物荧光素标记的探针非共价地结合后，可由这些探针识别的结构，这些探针例如抗体、毒素、受体配体、这些物质的衍生物或类似化合物。如在本文别处所论述，可包含荧光素标记的单克隆抗体(MAB)或其他适当标记的配体的示例性探针可以是所关注细胞的外表面抗原或内部抗原的特异性探针。尽管可取决于分析的是外部抗原还是内部抗原可能使用不同的样品制备程序，但本文讨论的数据采集技术同样适用于分析任一类抗原。流式细胞仪中的适当光检测器检测荧光和散射的辐射，且它们的相应输出信号被用来基于不同类型细胞的相应光散射标记和荧光标记区分不同细胞类型(或某细胞类型的亚型，或某类细胞的不同功能状态)。这些荧光标记可用一种称为荧光补偿的程序以计算方式解析，在被解析后，能够传送与细胞/颗粒的表面或内部存在每种被检测的单抗原有关的定量信息。使用流式细胞术执行多色免疫表型分析通常涉及使用抗体-染料缀合物的面板或混合物。这些面板可配置为使得具有相应染料的各个探针与流式细胞术装置的各个颜色检测通道对应。如本文所论述，可以自动化选择探针面板，从而使多色流式细胞术分析过程简化。在流式细胞术中使用此类探针面板可利用多个检测通道高效采集品质优良的数据。因此，可缩短停机时间并可最大化实验室生产率。相关地，本专利技术的实施例提供了优先抗原检测灵敏度的改善和数据分析过程的进一步简化。示例性流式细胞术装置可包括各种激光器配置(例如，多个固态激光器)，用于产生与红色、蓝色、紫色、黄色等对应的激发光谱。可使用可互换滤光器来方便检测各种染料和波长。示例性系统可用于同时分析多种荧光标记物。例如，配有六台荧光检测器的系统可同时采集最多六个荧光信号。可向系统追加荧光检测器和/或激光器，让其能够同时读取多达十种或更多种颜色。本专利技术的实施例提供的图形显示技术能够向用户呈现曲线图、图表和其他视觉特征，这些视觉特征能够方便用户分析复杂的流式细胞术数据。在一个方面，本专利技术的实施例涵盖确定在流式细胞术程序中用于分析生物样品的探针面板的系统和方法。示例性方法包括：输入流式细胞仪硬件配置；输入包含多个探针的名单，其中各个探针与相应的通道特异性检出限相关联；输入抗原共表达模式；以及基于流式细胞仪硬件配置、各个通道特异性检出限和抗原共表达模式确定探针面板。探针面板可包括探针名单中的一部分探针。本专利技术的另外的实施例涵盖用于在多色流式细胞术中评价的阳性的系统和方法。示例性的特异性技术或设门对照技术可用于评估个别颗粒标记，例如用于确定血细胞对于某种蛋白质表达(如疾病标志物)是阳性还是阴性。在一些情况下，可使用这些对照技术，针对采集的数据在合适的位置设门或设置图形区域，以便将这些数据的来源细胞分类。可在多色程序中，于补偿后使用示例性对照技术。在一些情况下，本文所公开方法具备的标准化水平是当前所用技术没有的。此外，本文公开的对照技术时间效率高、经济合算、对异源表达模式有效，还能量化阳性信号表达。在结合附图阅读以下具体实施方式后，本专利技术实施例的上述特征和多种其他特征以及伴随的优点将变得显而易见并得到更充分理解。附图说明用下文给出的举例说明和附图描述根据本专利技术多个实施例的系统和方法的某些方面。图1描绘了根据一些实施例的流式细胞术系统和方法的某些方面。图1A描绘了根据一些实施例的流式细胞术装置的示例性硬件图解，这些硬件包括三台激光器和十色滤光块配置。图1B描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设计流式细胞仪的探针面板的方法，所述方法包括：确定量化由原本应在第一通道内测量却溢入第二通道的第一标签的发射引起的溢出效应的失真度；输入包括第一标签和第一探针的第一探针‑标签组合的最大预期信号；基于所述失真度和所述第一探针‑标签组合的所述最大预期信号，计算所述第二通道中的检出限增量；以及基于所述计算得到的检出限增量，选择所述探针面板中包括的探针‑标签组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 61/791,4921.一种设计探针面板的方法，所述探针面板用于利用流式细胞仪区分样品中的细胞群，所述方法包括：
确定量化由原本应在第一通道内测量却溢入第二通道的第一标签的发射引起的溢出效应的失真度；
确定包括第一标签和第一探针的第一探针-标签组合的最大预期信号，其中，所述第一探针结合与样品中所关注细胞群相关联的第一抗原或标记物，并且其中，所述最大预期信号是基于第一标签的亮度和样品中所关注细胞上或内部的第一抗原或标记物的预期密度确定的；
基于所述失真度和所述第一探针-标签组合的所述最大预期信号，计算所述第二通道中第二抗原或标记物的检出限增量，其中，所述检出限是阈值信号强度，其将所述第二通道中检测到的对所述第二抗原或标记物呈阳性的细胞与所述第二通道中检测到的对所述第二抗原或标记物呈阴性的细胞相区分，所述检出限增量是由于第一标签发射到第二通道中引起的溢出效应所引起的；以及
基于计算得到的检出限增量，选择所述探针面板中包括的探针-标签组合。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述失真度是所述第二通道中检出限增量的预估值，所述预估值是所述第一探针-标签组合的发光强度的函数。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述失真度是所述第一探针-标签组合的所述发光强度的线性函数。


4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二通道中所述检出限增量是测量误差增大造成的，所述测量误差是所述第一探针-标签组合的所述发光强度的函数。


5.根据权利要求2所述的方法，其中所述失真度是使用串扰指标计算的。


6.根据权利要求1所述的方法，其中使用代表对应于所述第一探针-标签组合的抗原与对应于第二探针-标签组合的抗原的共表达模式的系数，以数学方式修改所述失真度，所述第二探针-标签组合原本应在所述第二通道内测量。


7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定第一种可行探针面板中的每个标签的失真度，由此计算所述第二通道中第二抗原或标记物的检出限总增量，所述检出限总增量是由溢出效应引起的，所述溢出效应由第一种可行探针面板中原本应在第二通道以外的其他通道中测量的所有标签的组合发射到第二通道中引起。


8.根据权利要求7所述的方法，其中选择所述探针-标签组合是建立在将所述计算得到的检出限总增量与所述第二通道中的预期最小信号进行比较的基础上的。


9.根据权利要求7所述的方法，还包括计算所述第一种可行探针面板中每个探针的检出限总增量。


10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
计算第二种可行探针面板中每个探针的检出限总增量；以及
将针对所述第一种可行探针面板中的每个探针计算得到的检出限总增量与针对所述第二种可行探针面板中的每个探针计算得到的检出限总增量进行比较，在此基础上选择所述探针面板。


11.根据权利要求9所述的方法，还包括：
计算第二种可行探针面板中每个探针的检出限总增量；以及
基于针对所述第一种可行探针面板和所述第二种可行探针面板中的优先探针计算得到的检出限总增量选择所述探针面板。


12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一通道和所述第二通道是相邻的通道。


13.一种设计流式细胞仪的探针面板的方法，所述方法包括：
确定结合第一抗原或标记物的第一探针和结合第二抗原或标记物的第二探针；
确定所述第一探针的预期最小信号；
基于与所述第二探针相关联的可行标签的亮度和对第二抗原或标记物呈阳性的细胞上或内部的第二抗原或标记物的预期密度，确定所述第一探针的第一检出限，其中，所述第一探针的检出限是阈值信号强度，其将对所述第一抗原或标记物呈阳性的细胞与对所述第一抗原或标记物呈阴性的细胞相区分；
基于与所述第二探针相关联的不同可行标签的亮度和对第二抗原或标记物呈阳性的细胞上或内部的第二抗原或标记物的预期密度，确定所述第一探针的第二检出限；
基于所述第一探针的所述第一检出限、所述第二检出限和所述预期最小信号，选择与用于所述探针面板的所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·卡平斯基，
申请(专利权)人：贝克曼考尔特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US