【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】核酸重排和整合分析交叉引用本申请要求于2018年6月29日提交的美国临时申请62/691,890号的权益，该申请通过援引而以其整体并入本文中。
技术介绍
许多疾病和病症可能与病原体(例如，病毒)核酸进入宿主生物体(例如，人类)基因组的染色体重排或整合相关联。例如，染色体间和染色体内的重排例如易位可能与癌症相关联。此外，病毒可能与约20％的人类癌症病例相关联，并且约70％的子宫颈癌和癌前子宫颈病变可能因感染两种人乳头瘤病毒(HPV)类型(16和18)所致。目前，对于大多数实体瘤而言，染色体重排或病原体整合主要是利用通过组织活检(其可涉及大针、内镜或开放性手术)获得的肿瘤组织样本进行检测，并且可以是有创性、有风险的、昂贵且痛苦的。需要改进的方法、系统和计算机可读介质以利用例如来自生物样品的无细胞核酸分子来识别染色体重排和核酸整合事件。
技术实现思路
在一个方面，本文中描述了一种分析生物体的生物样品以确定病理学的分类的方法，所述方法包括：(a)分析来自所述生物样品的多种无细胞核酸分子以识别生物体-病原体嵌合核酸片段，其中分析...
【技术保护点】
1.一种分析生物体的生物样品以确定病理学的分类的方法，所述方法包括：/n(a)分析来自所述生物样品的多种无细胞核酸分子以识别生物体-病原体嵌合核酸片段，其中分析所述多种无细胞核酸分子中的每一种包括：/n将各个所述无细胞核酸分子的第一末端识别为来自第一基因组，/n将各个所述无细胞核酸分子的第二末端识别为来自第二基因组，且/n当所述第一基因组是病原体的基因组并且所述第二基因组是所述生物体的基因组时识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段，其中所述生物体和所述病原体是不同的；和/n(b)至少部分地基于所述生物体-病原体嵌合核酸片段而确定病理学的分类。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180629 US 62/691,8901.一种分析生物体的生物样品以确定病理学的分类的方法，所述方法包括：
(a)分析来自所述生物样品的多种无细胞核酸分子以识别生物体-病原体嵌合核酸片段，其中分析所述多种无细胞核酸分子中的每一种包括：
将各个所述无细胞核酸分子的第一末端识别为来自第一基因组，
将各个所述无细胞核酸分子的第二末端识别为来自第二基因组，且
当所述第一基因组是病原体的基因组并且所述第二基因组是所述生物体的基因组时识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段，其中所述生物体和所述病原体是不同的；和
(b)至少部分地基于所述生物体-病原体嵌合核酸片段而确定病理学的分类。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一末端识别为来自所述第一基因组包括获得各个所述无细胞核酸分子的读取序列，以及将所述读取序列的第一末端的至少一部分与所述病原体的参考基因组比对上。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第二末端识别为来自所述第二基因组包括获得各个所述无细胞核酸分子的读取序列，以及将所述读取序列的第二末端的至少一部分与所述生物体的参考基因组比对上。
4.根据权利要求1所述的方法，其中分析所述多种无细胞核酸分子中的每一种包括获得各个所述无细胞核酸分子的读取序列，以及当所述读取序列的第一末端的至少一部分与病原体的参考基因组比对上并且所述读取序列的第二末端的至少一部分与所述生物体的参考基因组比对上时识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过双端测序来获得所述多种无细胞核酸分子的读取序列，其中所述双端测序针对所述多种无细胞核酸分子中的每一种产生一对读取序列。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述一对读取序列包括各个所述无细胞核酸分子的第一末端的第一读取序列和各个所述无细胞核酸分子的第二末端的第二读取序列。
7.根据权利要求6所述的方法，其中识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段包括将所述第一读取序列或其部分与病原体的参考基因组比对上，以及将所述第二读取序列或其部分与所述生物体的参考基因组比对上。
8.根据权利要求7所述的方法，其中识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段包括将所述第一读取序列的至少20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100个连续核苷酸与所述病原体的所述参考基因组比对上，以及将所述第二读取序列的至少20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100个连续核苷酸与所述生物体的所述参考基因组比对上。
9.根据权利要求8所述的方法，其中识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段包括将所述第一读取序列的至少50个连续核苷酸与所述病原体的所述参考基因组比对上，以及将所述第二读取序列的至少50个连续核苷酸与所述生物体的所述参考基因组比对上。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，进一步包括:
基于来自所述生物样品的生物体-病原体嵌合核酸片段的量而确定病原体整合指数；和
至少部分地基于所述病原体整合指数而确定所述病理学的分类。
11.根据权利要求10所述的方法，其中确定所述病原体整合指数包括确定包括来自所述病原体的所述基因组的第一末端和来自所述病原体的所述基因组的第二末端的所述多种无细胞核酸分子的量。
12.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述病原体整合指数包括将所述生物体-病原体嵌合核酸片段的所述量与包括来自所述病原体的所述基因组的第一末端和来自所述病原体的所述基因组的第二末端的所述多种无细胞核酸分子的量比较。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述比较包括确定所述生物体-病原体嵌合核酸片段的所述量与包括来自所述病原体的所述基因组的第一末端和来自所述病原体的所述基因组的第二末端的所述多种无细胞核酸分子的所述量的比率。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的方法，其中识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段进一步包括分析来自所述生物样品的所述多种无细胞核酸分子的扩增反应。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述扩增反应包括与所述病原体的所述基因组中的第一目标序列互补的第一引物，以及与所述生物体的所述基因组中的第二目标序列互补的第二引物。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述扩增反应包括聚合酶链反应(PCR)。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的方法，进一步包括分析由所述扩增反应产生的扩增子的序列。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的方法，其中所述病原体包括病毒。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述病毒包括Epstein-Barr病毒DNA、人乳头瘤病毒DNA、乙型肝炎病毒DNA、丙型肝炎病毒核酸，或其片段。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述病毒是人乳头瘤病毒。
21.根据权利要求1至20中的任一项所述的方法，其中所述病理学的分类包括癌症的存在。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述癌症选自由以下组成的组：膀胱癌、骨癌、脑肿瘤、乳癌、子宫颈癌、结肠直肠癌、食管癌、胃肠癌、造血器官恶性肿瘤、头颈鳞状细胞癌、白血病、肝癌、肺癌、淋巴瘤、骨髓瘤、鼻癌、鼻咽癌、口腔癌、口咽癌、卵巢癌、前列腺癌、肉瘤、胃癌和甲状腺癌。
23.根据权利要求1至22中的任一项所述的方法，其中所述病理学的分类包括癌症的类型。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述癌症的类型包括子宫颈癌或头颈鳞状细胞癌。
25.根据权利要求1至24中的任一项所述的方法，其中所述多种无细胞核酸分子包括脱氧核糖核酸分子。
26.根据权利要求1至25中的任一项所述的方法，其中所述生物体是动物。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述动物是哺乳动物。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述哺乳动物是人类。
29.根据权利要求1至28中的任一项所述的方法，其中所述生物样品是血浆、血清或尿。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述生物样品是血浆。
31.根据权利要求1至30中的任一项所述的方法，其中分析来自所述生物样品的所述多种无细胞核酸分子由计算机系统执行。
32.一种识别来自生物体的生物样品的生物体-病原体嵌合无细胞核酸片段的方法，所述方法包括：
(a)将无细胞核酸分子的第一末端确定为来自第一基因组并且将所述无细胞核酸分子的第二末端确定为来自第二基因组；和
(b)当所述第一基因组是病原体的基因组并且所述第二基因组是所述生物体的基因组时识别所述生物体-病原体无细胞核酸片段，其中所述生物体和所述病原体是不同的。
33.根据权利要求32所述的方法，其中将所述第一末端确定为来自所述第一基因组包括获得所述无细胞核酸分子的读取序列，以及将所述读取序列的第一末端的至少一部分与所述病原体的参考基因组比对上。
34.根据权利要求32所述的方法，其中将所述第二末端确定为来自所述第二基因组包括获得所述无细胞核酸分子的读取序列，以及将所述读取序列的第二末端的至少一部分与所述生物体的参考基因组比对上。
35.根据权利要求32所述的方法，进一步包括获得所述无细胞核酸分子的读取序列，以及当所述读取序列的第一末端的至少一部分与病原体的参考基因组比对上并且所述读取序列的第二末端的至少一部分与所述生物体的参考基因组比对上时识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段。
36.根据权利要求32所述的方法，进一步包括通过双端测序来获得所述无细胞核酸分子的读取序列，其中所述双端测序针对所述无细胞核酸分子产生一对读取序列。
37.根据权利要求36所述的方法，其中所述一对读取序列包括所述无细胞核酸分子的第一末端的第一读取序列和所述无细胞核酸分子的第二末端的第二读取序列。
38.根据权利要求37所述的方法，其中识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段包括将所述第一读取序列或其部分与所述病原体的参考基因组比对上，以及将所述第二读取序列或其部分与所述生物体的参考基因组比对上。
39.根据权利要求38所述的方法，其中识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段包括将所述第一读取序列的至少20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100个连续核苷酸与所述病原体的所述参考基因组比对上，以及将所述第二读取序列的至少20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100个连续核苷酸与所述生物体的所述参考基因组比对上。
40.根据权利要求39所述的方法，其中识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段包括将所述第一读取序列的至少50个连续核苷酸与所述病原体的所述参考基因组比对上，以及将所述第二读取序列的至少50个连续核苷酸与所述生物体的所述参考基因组比对上。
41.根据权利要求32至40中的任一项所述的方法，其中识别所述生物体-病原体嵌合核酸片段进一步包括分析来自所述生物样品的所述无细胞核酸分子的扩增反应。
42.根据权利要求41所述的方法，其中所述扩增反应包括与所述病原体的所述基因组中的第一目标序列互补的第一引物，以及与所述生物体的所述基因组中的第二目标序列互补的第二引物。
43.根据权利要求41或42所述的方法，其中所述扩增反应包括聚合酶链反应(PCR)。
44.根据权利要求41至43中的任一项所述的方法，进一步包括分析由所述扩增反应产生的扩增子的序列。
45.根据权利要求32至44中的任一项所述的方法，其中所述病原体包括病毒。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述病毒包括Epstein-Barr病毒DNA、人乳头瘤病毒DNA、乙型肝炎病毒DNA、丙型肝炎病毒核酸，或其片段。
47.根据权利要求45所述的方法，其中所述病毒是人乳头瘤病毒。
48.根据权利要求32至47中的任一项所述的方法，其中所述无细胞核酸分子是脱氧核糖核酸。
49.根据权利要求32至48中的任一项所述的方法，其中所述生物体是动物。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述动物是哺乳动物。
51.根据权利要求50所述的方法，其中所述哺乳动物是人类。
52.根据权利要求32至51中的任一项所述的方法，其中所述生物样品是血浆、血清或尿。
53.根据权利要求52所述的方法，其中所述生物样品是血浆。
54.根据权利要求32至53中的任一项所述的方法，其中将所述无细胞核酸分子的所述第一末端确定为来自所述第一基因组并且将所述无细胞核酸分子的所述第二末端确定为来自所述第二基因组由计算机系统执行。
55.一种分析来自生物体的生物样品的无细胞核酸分子以确定病理学的类型的方法，所述方法包括：
(a)分析来自所述生物样品的无细胞核酸分子以确定病原体整合谱，所述病原体整合谱包括整合在所述生物体的基因组中的病原体的基因组中的断点的位置；和
(b)基于所述病原体整合谱而确定所述病理学的类型。
56.根据权利要求55所述的方法，其中所述病原体整合谱通过如下确定：当所述无细胞核酸分子包括来自所述病原体的基因组序列和来自所述生物体的基因组序列时检测来自所述生物样品的所述无细胞核酸分子中的生物体-病原体嵌合核酸片段。
57.根据权利要求56所述的方法，其中所述检测包括将所述无细胞核酸分子的第一末端识别为来自所述病原体的基因组，以及将所述无细胞核酸分子的第二末端识别为来自所述生物体的基因组。
58.根据权利要求56或57所述的方法，其中所述检测包括获得来自所述生物样品的所述无细胞核酸分子的读取序列，以及分析所述读取序列以检测所述生物体-病原体嵌合核酸片段。
59.根据权利要求58所述的方法，其中所述读取序列通过对所述无细胞核酸分子进行双端测序而获得，并且其中所述双端测序针对所述无细胞核酸分子中的每一种产生一对读取序列。
60.根据权利要求59所述的方法，其中所述一对读取序列包括各个所述无细胞核酸分子的第一末端的第一读取序列和各个所述无细胞核酸分子的第二末端的第二读取序列。
61.根据权利要求60所述的方法，其中检测所述生物体-病原体嵌合核酸片段包括将所述第一读取序列的至少20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100个连续核苷酸与所述病原体的参考基因组比对上，以及将所述第二读取序列的至少20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100个连续核苷酸与所述生物体的参考基因组比对上。
62.根据权利要求56所述的方法，其中确定所述病原体整合谱进一步包括：基于生物体-病原体嵌合核酸片段的量而确定病原体整合指数。
63.根据权利要求56所述的方法，其中检测所述生物体-病原体嵌合核酸片段包括分析来自所述生物样品的所述无细胞核酸分子的扩增反应。
64.根据权利要求63所述的方法，其中所述扩增反应包括与所述病原体的所述基因组中的第一目标序列互补的第一引物，以及与所述生物体的所述基因组中的第二目标序列互补的第二引物。
65.根据权利要求63或64所述的方法，其中所述扩增反应包括聚合酶链反应(PCR)。
66.根据权利要求63至65中的任一项所述的方法，进一步包括分析由所述扩增反应产生的扩增子的序列。
67.根据权利要求55至66中的任一项所述的方法，其中所述病原体包括病毒。
68.根据权利要求67所述的方法，其中所述病毒包括Epstein-Barr病毒DNA、人乳头瘤病毒DNA、乙型肝炎病毒DNA、丙型肝炎病毒核酸，或其片段。
69.根据权利要求67所述的方法，其中所述病毒是人乳头瘤病毒。
70.根据权利要求55至69中的任一项所述的方法，其中所述病理学的分类包括癌症的类型。
71.根据权利要求70所述的方法，其中所述癌症的类型包括子宫颈癌或头颈鳞状细胞癌。
72.根据权利要求55至71中的任一项所述的方法，其中所述无细胞核酸分子包括脱氧核糖核酸分子。
73.根据权利要求55至72中的任一项所述的方法，其中所述生物体是动物。
74.根据权利要求73所述的方法，其中所述动物是哺乳动物。
75.根据权利要求74所述的方法，其中所述哺乳动物是人类。
76.根据权利要求55至75中的任一项所述的方法，其中所述生物样品是血浆、血清或尿。
77.根据权利要求76所述的方法，其中所述生物样品是血浆。
78.根据权利要求55至77中的任一项所述的方法，其中分析所述无细胞核酸分子由计算机系统执行。
79.一种分析来自生物体的生物样品的无细胞核酸分子以确定病原体整合谱的方法，所述方法包括分析来自所述生物样品的无细胞核酸分子以确定病原体整合谱，所述病原体整合谱包括整合在所述生物体的基因组中的病原体的基因组中的整合断点的位置。
80.根据权利要求79所述的方法，其中所述病原体整合谱通过如下确定：当所述无细胞核酸分子包括来自所述病原体的基因组序列和来自所述生物体的基因组序列时检测来自所述生物样品的所述无细胞核酸分子中的生物体-病原体嵌合核酸片段。
81.根据权利要求80所述的方法，其中所述检测包括将所述无细胞核酸分子的第一末端识别为来自所述病原体的基因组，以及将所述无细胞核酸分子的第二末端识别为来自所述生物体的基因组。
82.根据权利要求80或81所述的方法，其中所述检测包括获得来自所述生物样品的所述无细胞核酸分子的读取序列，以及分析所述读取序列以检测所述生物体-病原体嵌合核酸片段。
83.根据权利要求82所述的方法，其中所述读取序列通过对所述无细胞核酸分子进行双端测序而获得，并且其中所述双端测序针对所述无细胞核酸分子中的每一种产生...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢煜明，赵慧君，陈君赐，江培勇，林伟棋，张海强，
申请(专利权)人：格瑞尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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