DNA混合物中组织的单倍型的甲基化模式分析制造技术

提供了用于确定不同组织对生物样品的贡献的系统、设备和方法，所述生物样品包括来自多个组织类型的无细胞DNA分子的混合物，例如如在血浆或血清和其它体液中发生。实施方案能够分析DNA混合物的针对特定单倍型的甲基化模式(例如，特定基因座处的甲基化水平)，并且能够确定多个组织类型对DNA混合物的分数贡献，例如胎儿组织类型或可能具有肿瘤的特定器官的组织类型的分数贡献。针对单倍型确定的此类分数贡献可以以多种方式使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DNA混合物中组织的单倍型的甲基化模式分析相关申请的交叉引用本申请要求于2015年7月20日提交的题目为“DNA混合物中组织的单倍型的甲基化模式分析”的美国临时申请第62/194,702号的优先权，通过引用将其全部内容并入本文用于所有目的。背景之前已经证实，通过怀有胎儿的孕妇的血浆DNA的分析，利用相对单倍型剂量分析(RHDO)的方法可以推导出被胎儿遗传的母体单倍型(Loetal.SciTranslMed2010；2:61ra91和美国专利8,467,976)。可以利用孕妇的单倍型信息。利用家族分析或用于直接分析单倍型的方法可以获得单倍型信息(例如Fanetal.NatBiotechnol2011；29:51-57；Snyderetal.NatRevGenet2015；16:344-358)。在母亲中为杂合但是在父亲中为纯合的SNP能够用于RHDO分析。特定SNP的此类应用可限制能够被使用的基因座，并因而限制了数据量和准确性。特定SNP的此类应用也可以限制该方法的临床效用，因为来自其他家族成员的DNA样品可能无法获得，并且用于直接分析单倍型的方法将增加分析的成本。概述描述了用于确定不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用来自孕妇的生物样品确定所述孕妇的未出生胎儿的胎儿基因组的部分的方法，其中所述生物样品包括来自多个组织类型的无细胞DNA分子的混合物，所述多个组织类型包括母体组织类型和胎儿组织类型，所述胎儿具有父亲和身为所述孕妇的母亲，所述方法包括：通过计算机系统分析来自所述生物样品的多个无细胞DNA分子，所述多个无细胞DNA分子为至少1,000个无细胞DNA分子，其中分析无细胞DNA分子包括：鉴定所述无细胞DNA分子在参考人类基因组中的位置；和确定所述无细胞DNA分子各自的等位基因；确定所述胎儿的第一亲本的第一亲本基因组的第一染色体区域的第一单倍型和第二单倍型；鉴定所述第一亲本基因组的第一染色体区域的一个...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.20 US 62/194,7021.利用来自孕妇的生物样品确定所述孕妇的未出生胎儿的胎儿基因组的部分的方法，其中所述生物样品包括来自多个组织类型的无细胞DNA分子的混合物，所述多个组织类型包括母体组织类型和胎儿组织类型，所述胎儿具有父亲和身为所述孕妇的母亲，所述方法包括：通过计算机系统分析来自所述生物样品的多个无细胞DNA分子，所述多个无细胞DNA分子为至少1,000个无细胞DNA分子，其中分析无细胞DNA分子包括：鉴定所述无细胞DNA分子在参考人类基因组中的位置；和确定所述无细胞DNA分子各自的等位基因；确定所述胎儿的第一亲本的第一亲本基因组的第一染色体区域的第一单倍型和第二单倍型；鉴定所述第一亲本基因组的第一染色体区域的一个或多个杂合基因座，各杂合基因座包括所述第一单倍型中的对应的第一等位基因和所述第二单倍型中的对应的第二等位基因；鉴定第一组的多个无细胞DNA分子，各无细胞DNA分子：位于所述一个或多个杂合基因座的任一个处，包括所述杂合基因座的对应的第一等位基因，和包括N个基因组位点的至少一个，N是大于或等于2的整数；利用所述第一组的多个无细胞DNA分子测量所述N个基因组位点处的N个第一混合甲基化水平；通过所述计算机系统，利用所述N个第一甲基化水平确定所述混合物中胎儿组织类型的第一分数贡献；鉴定第二组的多个无细胞DNA分子，各无细胞DNA分子：位于所述一个或多个杂合基因座的任一个处，包括对应的第二等位基因，和包括所述N个基因组位点的至少一个；利用所述第二组的多个无细胞DNA分子测量所述N个基因组位点处的N个第二混合甲基化水平；通过所述计算机系统，利用所述N个第二甲基化水平确定所述混合物中胎儿组织类型的第二分数贡献；计算所述第一分数贡献和所述第二分数贡献之间的第一分离值；基于所述第一分离值确定所述一个或多个杂合基因座处的胎儿基因组的部分。2.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个杂合基因座是第一多个杂合基因座。3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一单倍型是第一母本单倍型，并且其中所述第二单倍型是第二母本单倍型。4.如权利要求3所述的方法，其还包括：鉴定父本基因组中第一染色体区域的第二多个杂合基因座，所述第二多个杂合基因座的每一个包括第一父本单倍型中的对应的第三等位基因和第二父本单倍型中的对应的第四等位基因，其中所述父本基因组对应于所述胎儿的父亲；鉴定第三组的多个无细胞DNA分子，各无细胞DNA分子：位于所述第二多个杂合基因座的任一个处，包括所述杂合基因座的对应的第三等位基因，和包括K个基因组位点的至少一个；利用所述第三组的第二多个无细胞DNA分子测量所述K个基因组位点处的K个第三混合甲基化水平；利用所述K个第三甲基化水平确定所述混合物中胎儿组织类型的第三分数贡献；鉴定第四组的多个无细胞DNA分子，各无细胞DNA分子：位于所述第二多个杂合基因座的任一个处，包括所述杂合基因座的对应的第四等位基因，和包括K个基因组位点的至少一个；利用所述第四组的第二多个无细胞DNA分子测量所述K个基因组位点处的K个第四混合甲基化水平；利用所述K个第四甲基化水平确定所述混合物中胎儿组织类型的第四分数贡献；计算所述第三分数贡献和所述第四分数贡献之间的第二分离值；基于所述第二分离值确定所述第二多个杂合基因座处的胎儿基因组的部分。5.如权利要求2所述的方法，其中所述第一分离值是所述第一分数贡献与所述第二分数贡献的比值，并且其中当所述比值等于截止值内的一个时，所述胎儿基因组的部分被确定为具有所述第一单倍型和所述第二单倍型。6.如权利要求2所述的方法，其中所述第一分离值是所述第一分数贡献与所述第二分数贡献的差值。7.如权利要求2所述的方法，其中当所述第一分离值大于阈值时，所述胎儿基因组的部分被确定为具有一个或多个拷贝的所述第一单倍型并且没有所述第二单倍型的拷贝。8.如权利要求2所述的方法，其中当所述第一分离值小于阈值时，所述胎儿基因组的部分被确定为具有一个或多个拷贝的所述第二单倍型并且没有所述第一单倍型的拷贝。9.如权利要求1所述的方法，其中N为10或更大。10.如权利要求1所述的方法，其中所述N个混合甲基化水平形成甲基化向量b，并且其中确定所述胎儿组织类型的所述第一分数贡献包括：对于M个组织类型的每一个：获得所述N个基因组位点处的N个组织特异性甲基化水平，N大于或等于M，其中所述组织特异性甲基化水平形成N×M维度的矩阵A，所述M个组织类型包括胎儿组织类型；解出组合向量x，其提供矩阵A的甲基化向量b；以及对于所述组合向量x的一个或多个组件的每一个：利用所述组件确定所述混合物中M个组织类型的对应的组织类型的对应的分数贡献。11.如权利要求10所述的方法，其中所述M个组织类型包括肝、肺、嗜中性粒细胞、淋巴细胞、成红细胞、心脏、大肠、小肠和胎盘，其中所述胎儿组织类型是胎盘。12.如权利要求1所述的方法，其中测量N个基因组位点处的N个第一混合甲基化水平包括分析甲基化知晓测序的结果，其中所述多个无细胞DNA分子的位置利用甲基化知晓测序的结果来确定。13.如权利要求1所述的方法，其中所述第一分离值包括所述第一分数贡献与所述第二分数贡献的比值。14.如权利要求1所述的方法，其中所述第一分离值包括所述第一分数贡献与所述第二分数贡献的差值。15.利用来自孕妇的生物样品确定所述孕妇的未出生胎儿的胎儿基因组的部分的方法，其中所述生物样品包括来自多个组织类型的无细胞DNA分子的混合物，所述多个组织类型包括母体组织类型和胎儿组织类型，所述胎儿具有父亲和身为所述孕妇的母亲，所述方法包括：通过计算机系统分析来自所述生物样品的多个无细胞DNA分子，所述多个无细胞DNA分子为至少1,000个无细胞DNA分子，其中分析无细胞DNA分子包括：鉴定所述无细胞DNA分子在参考人类基因组中的位置；和确定所述无细胞DNA分子各自的等位基因；确定所述胎儿的第一亲本的第一亲本基因组的第一染色体区域的第一单倍型；鉴定所述第一亲本基因组的第一染色体区域的一个或多个杂合基因座，各杂合基因座包括所述第一单倍型中的对应的第一等位基因和所述第一亲本基因组的第一染色体区域的第二单倍型中的对应的第二等位基因；鉴定第一组的多个无细胞DNA分子，各无细胞DNA分子：位于所述一个或多个杂合基因座的任一个处，包括所述杂合基因座的对应的第一等位基因，和包括N个基因组位点的至少一个，N是大于或等于2的整数；利用所述第一组的多个无细胞DNA分子测量所述N个基因组位点处的N个第一混合甲基化水平；通过所述计算机系统，利用所述N个第一甲基化水平确定所述混合物中胎儿组织类型的第一分数贡献；以及将所述第一分数贡献与参考值进行比较，以确定所述胎儿是否遗传了所述第一染色体区域的第一单倍型，其中当所述第一分数贡献超过所述参考值时，所述胎儿遗传了所述第一染色体区域的第一单倍型。16.如权利要求15所述的方法，其中所述参考值通过以下确定：确定所述第一亲本基因组的所述第一染色体区域的第二单倍型；鉴定第二组的多个无细胞DNA分子，各无细胞DNA分子：位于所述一个或多个杂合基因座的任一个处，包括所述杂合基因座的对应的第二等位基因，和包括N个基因组位点的至少一个；利用所述第二组的多个无细胞DNA分子测量N个基因组位点处的N个第二混合甲基化水平；利用所述N个第二甲基化水平确定所述混合物中胎儿组织类型的第二分数贡献；将所述参考值确定为所述第二分数贡献与阈值的总和。17.如权利要求15所述的方法，其还包括：确定所述第一亲本基因组的第一染色体区域的第二单倍型；鉴定第二组的多个无细胞DNA分子，各无细胞DNA分子：位于所述一个或多个杂合基因座的任一个处，包括所述杂合基因座的对应的第二等位基因，和包括N个基因组位点的至少一个；利用所述第二组的多个无细胞DNA分子测量N个基因组位点处的N个第二混合甲基化水平；利用所述N个第二甲基化水平确定所述混合物中胎儿组织类型的第二分数贡献；将所述第二分数贡献与所述参考值进行比较，以确定所述胎儿是否遗传了所述第一染色体区域的第二单倍型，其中当所述第二分数贡献超过所述参考值时，所述胎儿遗传了所述第一染色体区域的第二单倍型。18.利用来自孕妇的生物样品确定所述孕妇的未出生胎儿的胎儿基因组的部分的方法，其中所述生物样品包括来自多个组织类型的无细胞DNA分子的混合物，所述多个组织类型包括母体组织类型和胎儿组织类型，所述胎儿具有父亲和身为所述孕妇的母亲，所述方法包括：通过计算机系统分析来自所述生物样品的多个无细胞DNA分子，所述多个无细胞DNA分子为至少1,000个无细胞DNA分子，其中分析无细胞DNA分子包括：鉴定所述无细胞DNA分子在参考人类基因组中的位置；和确定所述无细胞DNA分子各自的等位基因；确定所述胎儿的第一亲本的第一亲本基因组的第一染色体区域的第一单倍型和第二单倍型；鉴定所述第一亲本基因组的第一染色体区域的多个杂合基因座，各杂合基因座包括所述第一单倍型中的对应的第一等位基因和所述第二单倍型中的对应的第二等位基因；鉴定第一组的多个无细胞DNA分子，各无细胞DNA分子：位于所述多个杂合基因座的任一个处，包括所述杂合基因座的对应的第一等位基因，和包括N个基因组位点的至少一个；利用所述第一组的多个无细胞DNA分子测量第一混合甲基化水平；鉴定第二组的多个无细胞DNA分子，各无细胞DNA分子：位于所述多个杂合基因座的任一个处，包括所述杂合基因座的对应的第二等位基因，和包括所述N个基因组位点的至少一个；利用所述第二组的多个无细胞DNA分子测量第二混合甲基化水平；以及基于所述第一混合甲基化水平和所述第二混合甲基化水平中哪一个比较低来确定所述胎儿遗传了第一单倍型和第二单倍型中的哪一个。19.如权利要求18所述的方法，其中所述第一混合甲基化水平是所述第一组的多个无细胞DNA分子的甲基化密度，并且其中所述第二混合甲基化水平是所述第二组的多个无细胞DNA分子的甲基化密度。20.如权利要求18所述的方法，其中确定遗传了第一单倍型和第二单倍型中的哪一个包括：确定所述第一混合甲基化水平和所述第二混合甲基化水平之间的分离值；以及将所述分离值与阈值进行比较。21.如权利要求20所述的方法，其中所述阈值利用学生T检验、曼-惠特尼秩和检验或卡方检验来确定。22.如权利要求18所述的方法，其中确定第一亲本基因组的第一染色体区域的第一单倍型和第二单倍型包括：利用来自第一亲本的样品确定所述第一亲本基因组在多个杂合基因座处的基因型；获得多个参考单倍型；以及利用所述基因型和所述多个参考单倍型推导所述第一单倍型和所述第二单倍型。23.利用来自孕妇的生物样品确定所述孕妇的未出生胎儿的胎儿基因组的部分的方法，其中所述生物样品包括来自多个组织类型的无细胞DNA分子的混合物，所述多个组织类型包括母体组织类型和胎儿组织类型，所述胎儿具有父亲和身为所述孕妇的母亲，所述方法包括：通过计算机系统分析来自所述生物样品的多个无细胞DNA分子，所述多个无细胞DNA分子为至少1,000个无细胞DNA分子，其中分析无细胞DNA分子包括：鉴定所述无细胞DNA分子在参考人类基因组中的位置；和确定所述无细胞DNA分子各自的等位基因；确定所述胎儿的第一亲本的第一亲本基因组的目标染色体区域的第一目标单倍型；鉴定所述第一亲本基因组的所述目标染色体区域的多个目标杂合基因座，各目标杂合基因座包括所述第一目标单倍型中的对应的第一目标等位基因和所述第一亲本基因组的所述目标染色体区域的第二目标单倍型中的对应的第二目标等位基因；鉴定目标组的多个无细胞DNA分子，各无细胞DNA分子：位于所述目标杂合基因座的任一个处，包括所述目标杂合基因座的对应的第一目标等位基因，和包括所述目标染色体区域中的N个基因组位点的至少一个，N是大于或等于2的整数；利用所述目标组的多个无细胞DNA分子测量所述N个基因组位点处的N个目标混合甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢煜明，陈君赐，赵慧君，江培勇，孙坤，
申请(专利权)人：香港中文大学，
类型：发明
国别省市：中国香港,81