用于自身免疫系统状况的微生物组来源的诊断和治疗的方法及系统技术方案

一种用于至少一个受试者中的自身免疫紊乱的表征、诊断和治疗中的至少一种的方法，该方法包括：接收来自受试者群体的生物样品的聚合集；生成受试者群体的微生物组组成数据集和微生物组功能多样性数据集中的至少一种；基于从微生物组组成数据集和微生物组功能多样性数据集中的至少一种提取的特征生成自身免疫状况的表征；基于该表征生成被配置为矫正自身免疫状况的疗法模型；以及在与受试者相关联的输出设备，基于表征和疗法模型为受试者安排疗法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自身免疫系统状况的微生物组来源的诊断和治疗的方法及系统相关申请的交叉引用本申请还要求2015年4月13日提交的序号为62/146,818的美国临时申请、2015年4月13日提交的序号为62/146,846的美国临时申请、2015年4月14日提交的序号为62/147,287的美国临时申请、2015年4月14日提交的序号为62/147,324的美国临时申请、2015年4月14日提交的序号为62/147,328的美国临时申请、2015年4月14日提交的序号为62/147,334的美国临时申请、2015年4月14日提交的序号为62/147,345的美国临时申请、和2015年4月14日提交的序号为62/147,348的美国临时申请的权益，其每一个通过该引用以其整体并入本文。
本专利技术总体涉及自身免疫疾病领域，且更具体地涉及自身免疫疾病领域中的用于微生物组来源(microbiome-derived)的诊断和治疗的新的且有用的方法及系统。背景微生物组是与生物体相关的共栖(commensal)、共生(symbiotic)和病原微生物的生态群。人类微生物组包含比整个人体中存在的人类细胞多的微生物细胞，但由于样品处理技术、遗传分析技术和用于处理大量数据的资源方面的限制，人类微生物组的表征仍处于初期阶段。尽管如此，怀疑微生物组在许多与健康/疾病相关的状态(例如，分娩的准备(preparationforchildbirth)、胃肠道紊乱等)中发挥至少部分的作用。鉴于微生物组在影响受试者健康方面的深远影响，应致力于与以下相关的努力：微生物组的表征、从表征生成洞察、以及生成被配置为矫正失调状态的治疗。然而，目前用于分析人类的微生物组并基于获得的洞察提供治疗措施的方法及系统留下了许多未被答复的问题。特别地，由于目前的技术的限制，用于表征某些健康状况的方法和适合于特定受试者的疗法(例如，益生菌疗法)尚不可行。因此，在微生物学领域，对用于以个体化和群体广度的方式表征自身免疫疾病的新的且有用的方法及系统存在需求。本专利技术产生了这样的新的且有用的方法及系统。附图简述图1A是用于表征微生物组来源的状况和鉴定治疗措施的方法的实施方案的流程图；图1B是用于生成微生物组来源的诊断的方法的实施方案的流程图；图2示出了用于生成微生物组来源的诊断和治疗的方法及系统的实施方案；图3示出了用于生成微生物组来源的诊断和治疗的方法的实施方案的一部分的变化形式；图4示出了用于在用于生成微生物组来源的诊断和治疗的方法及系统的实施方案中生成模型的方法的变化形式；图5示出了在用于表征健康状况的方法的实施方案中基于益生菌的疗法藉以起作用的机制的变化形式；以及图6示出了在用于生成微生物组来源的诊断和治疗的方法的实例中疗法相关的通知提供的实例。实施方案描述本专利技术的实施方案的以下描述不意图将本专利技术限制为这些实施方案，而是意图使本领域的任何技术人员能够制造和使用本专利技术。1.用于表征微生物组来源的状况和鉴定治疗措施的方法如图1A中示出的，用于诊断和治疗自身免疫状况(autoimmunecondition)的第一方法100包括：接收来自受试者群体的样品的聚合集(anaggregatesetofsamples)S110；表征与受试者群体相关的样品的聚合集中的每一个的微生物组组成和/或功能特征(functionalfeatures)，从而生成受试者群体的微生物组组成数据集和微生物组功能多样性数据集中的至少一种S120；接收与受试者群体的至少一个子集(atleastasubsetofthepopulationofsubjects)相关的补充数据集，其中补充数据集提供与自身免疫状况相关的特性(characteristics)的信息S130；以及将补充数据集和从微生物组组成数据集和微生物组功能多样性数据集中的至少一种提取的特征转化成自身免疫状况的表征模型S140。在一些变化形式中，第一方法100还可以包括：基于表征，生成被配置为改进自身免疫状况的状态的疗法模型S150。第一方法100用于生成可用于根据受试者的微生物组组成和功能特征中的至少一种来表征和/或诊断受试者(例如，作为临床诊断、作为伴随诊断(companiondiagnostic)等等)的模型，并基于对受试者群体的微生物组分析为受试者提供治疗措施(例如基于益生菌的治疗措施、基于噬菌体的治疗措施、基于小分子的治疗措施、基于益生元(prebiotic)的治疗措施、临床措施等等)。因此，来自受试者群体的数据可以用于根据其微生物组组成和/或功能特征表征受试者，基于表征指示健康状态和改善的方面(area)，以及安排(promote)可以使受试者的微生物组的组成朝向期望的平衡状态的集合中的一种或更多种调整的一种或更多种疗法。在变化形式中，方法100可用于对罹患自身免疫状况、紊乱或不利状态的受试者安排靶向疗法，其中该自身免疫状况产生在以下一种或更多种方面的全身性影响：免疫应答、呼吸功能、肌肉骨骼功能、胃肠道功能、循环系统功能、内分泌系统功能、和任何其他合适的生理或行为功能。在这些变化形式中，与自身免疫状况相关的诊断可以通常使用以下的一种或更多种来评估：血液测试、肺量测定法、基于成像的方法、内窥镜检查、活组织检查、和任何其他的标准方法。在具体实例中，方法100可用于以下一种或更多种的表征和/或治疗介入：获得性免疫缺陷综合征(AIDS)、哮喘、类风湿性关节炎、口炎性腹泻(sprue)、舍格伦综合征、多发性硬化、I型糖尿病、和全身性红斑狼疮。同样地，方法100可用于以完全非典型的方法表征自身免疫状况、紊乱、和/或不利状态。特别地，本专利技术人提出，个体的微生物组的表征可以是对预测受试者中自身免疫状况发生的可能性有用的。这种表征也可以是对筛选自身免疫状况和/或为具有自身免疫状况的个人确定治疗过程有用的。例如，通过深度测序来自患病和健康受试者的细菌DNA，本专利技术人提出，与某些微生物组组成和/或功能特征相关的特征(例如，某些细菌和/或对应于某些遗传途径的细菌序列的量)可用于预测自身免疫状况的存在或不存在。在某些情况下，细菌和遗传途径在具有如以下更详细讨论的各种自身免疫状况的个体中以一定丰度存在，而细菌和遗传途径在不具有自身免疫状况的个体中以统计学上不同的丰度。因此，在一些实施方案中，第一方法100的输出可以用于基于受试者的微生物组组成和/或受试者的微生物组的功能特征的分析来为受试者生成诊断和/或提供治疗措施。因此，如图1B中示出的，源自第一方法100的至少一种输出的第二方法200可以包括：接收来自受试者的生物样品S210；基于处理源自生物样品的微生物组数据集，表征受试者具有某种形式的自身免疫状况S220；以及基于表征和疗法模型为患有自身免疫状况的受试者安排疗法S230。方法100的变化形式还可以例如通过贯穿疗法的过程接收、处理和分析来自受试者的另外的样品来便于监测和/或调整提供给受试者的疗法。下文更详细地描述了第二方法200的实施方案、变化形式和实例。因此，方法100、200用于生成以下模型，所述模型可用于基于对个体群体的微生物组分析对个体分类和/或向个体提供治疗措施(例如，疗法建议、疗法、疗法方案等等)。因此，来自个体群体的数据可以用于生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于至少一个受试者中的自身免疫状况的表征、诊断和治疗中的至少一种的方法，所述方法包括：●在样品处理网络，接收来自受试者群体的样品的聚合集；●在与所述样品处理网络通信的计算系统，在以使用引物组的多重扩增操作和测序分析操作处理所述样品的聚合集的每一个的核酸内容物后生成所述受试者群体的微生物组组成数据集和微生物组功能多样性数据集；●在所述计算系统，接收与所述受试者群体相关的补充数据集，其中所述补充数据集提供与所述自身免疫状况相关的特性的信息；●在所述计算系统，将所述补充数据集和从所述微生物组组成数据集和所述微生物组功能多样性数据集中的至少一种提取的特征转化成所述自身免疫状况的表征模型；●基于所述表征模型，生成被配置为改进所述自身免疫状况的状态的疗法模型；以及●在与所述受试者相关联并与所述计算系统通信的输出设备，基于用所述表征模型和所述疗法模型处理来自所述受试者的样品，为具有所述自身免疫状况的受试者安排疗法。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.13 US 62/146,846;2015.04.13 US 62/146,818;1.一种用于至少一个受试者中的自身免疫状况的表征、诊断和治疗中的至少一种的方法，所述方法包括：●在样品处理网络，接收来自受试者群体的样品的聚合集；●在与所述样品处理网络通信的计算系统，在以使用引物组的多重扩增操作和测序分析操作处理所述样品的聚合集的每一个的核酸内容物后生成所述受试者群体的微生物组组成数据集和微生物组功能多样性数据集；●在所述计算系统，接收与所述受试者群体相关的补充数据集，其中所述补充数据集提供与所述自身免疫状况相关的特性的信息；●在所述计算系统，将所述补充数据集和从所述微生物组组成数据集和所述微生物组功能多样性数据集中的至少一种提取的特征转化成所述自身免疫状况的表征模型；●基于所述表征模型，生成被配置为改进所述自身免疫状况的状态的疗法模型；以及●在与所述受试者相关联并与所述计算系统通信的输出设备，基于用所述表征模型和所述疗法模型处理来自所述受试者的样品，为具有所述自身免疫状况的受试者安排疗法。2.如权利要求1所述的方法，其中生成所述表征模型包括进行统计分析以评价在跨表现出所述自身免疫状况的所述受试者群体的第一子集和未表现出所述自身免疫状况的所述受试者群体的第二子集具有变化的微生物组组成特征和微生物组功能特征的集合。3.如权利要求2所述的方法，其中生成所述表征模型包括：●提取与所述微生物组组成数据集中指示的微生物组组分的功能方面的集合相关的候选特征，以生成所述微生物组功能多样性数据集；以及●关于所述功能方面的集合的子集表征所述自身免疫状况，所述子集源自以下中的至少一种：蛋白特征的直系同源聚类、来自京都基因和基因组百科全书(KEGG)的基因组功能特征、来自直系同源聚类(COG)数据库的基因组功能特征、化学功能特征和系统功能特征。4.如权利要求2所述的方法，其中生成所述自身免疫状况的所述表征模型包括生成诊断以下中的至少一种的表征：哮喘、口炎性腹泻、获得性免疫缺陷综合征(AIDS)、和多发性硬化(MS)。5.如权利要求4所述的方法，其中生成诊断哮喘的表征包括在处理所述样品的聚合集和确定来源于以下的特征的存在后生成所述表征：1)一组分类单元，包括：Filifactor(属)、支原体属(Mycoplasma)(属)、支原体科(Mycoplasmataceae)(科)、和支原体目(Mycoplasmatales)(目)。6.如权利要求4所述的方法，其中生成诊断口炎性腹泻的表征包括在处理所述样品的聚合集和确定来源于以下的特征的存在后生成所述表征：1)一组分类单元，包括：双歧杆菌属(Bifidobacterium)(属)、双歧杆菌科(Bifidobacteriaceae)(科)、双歧杆菌目(Bifidobacteriales)(目)、和放线菌纲(Actinobacteria)(纲)，和2)与以下相关的一组功能：碳水化合物代谢相关的第一京都基因和基因组百科全书(KEGG)功能特征、核糖体生物发生相关的第二KEGG功能特征、和肽聚糖生物合成相关的第三KEGG功能特征。7.如权利要求4所述的方法，其中生成诊断多发性硬化的表征包括在处理所述样品的聚合集和确定来源于以下的特征的存在后生成所述表征：1)一组分类单元，包括：乳球菌属(Lactococcus)(属)。8.如权利要求4所述的方法，其中生成诊断AIDS的表征包括在处理所述样品的聚合集和确定来源于以下的特征的存在后生成所述表征：与以下相关的一组功能：神经变性疾病相关的第一京都基因和基因组百科全书(KEGG)功能特征、转录相关的第二KEGG功能特征、和糖酵解/糖异生相关的第三KEGG功能特征。9.如权利要求2所述的方法，其中生成所述自身免疫状况的所述表征模型包括生成诊断以下中的至少一种的表征：类风湿性关节炎、舍格伦综合征、I型糖尿病、和全身性红斑狼疮。10.一种用于诊断和治疗受试者中的自身免疫状况的方法，所述方法包括：●在处理来自受试者群体的样品的聚合集后，生成所述受试者群体的微生物组组成数据集和微生物组功能多样性数据集中的至少一种，所述微生物组功能多样性数据集指示所述样品的聚合集的微生物组组分中存在的系统功能；●在所述计算系统，将从所述微生物组组成数据集和所述微生物组功能多样性数据集中的至少一种提取的特征转化成所...

【专利技术属性】
技术研发人员：扎迦利·阿普特，丹尼尔·阿尔莫纳西德，杰西卡·里奇曼，斯亚沃什·瑞兹万·贝赫巴哈尼，
申请(专利权)人：优比欧迈公司，
类型：发明
国别省市：美国,US