使用核酸大小范围进行非侵入性产前检查和癌症检测制造技术

分子大小区带分析用于确定染色体区域是否表现出拷贝数畸变或表观遗传学变异

【技术实现步骤摘要】
使用核酸大小范围进行非侵入性产前检查和癌症检测
相关申请的交叉引用
[0001]本申请是申请号为
201880083024.4
的中国专利申请的分案申请，并且要求于
2017
年
11
月2日提交的标题为“使用核酸大小范围进行非侵入性产前检查和癌症检测
(USING NUCLEIC ACID SIZE RANGE FOR NONINVASIVE PRENATAL TESTING AND CANCER DETECTION)”的美国临时申请第
62/580,906
号的优先权，所述申请的全部内容出于所有目的通过引用并入本文
。

技术介绍

[0002]孕妇血浆和血清中存在源自胎儿的循环性游离
DNA(cfDNA)
的证明
(Lo
等人
,《
柳叶刀
(Lancet)》,1997
；
350:485
–
487)
通过非侵入性产前检查
(NIPT)
的发展，已经完全转变了产前检查的实践
。NIPT
在避免与如通过羊膜穿刺术和绒毛膜绒毛取样
(CVS)
等侵入性组织取样相关联的风险方面具有优势
。
迄今为止，
NIPT
已经被用于胎儿
RhD
血型基因分型
(Finning
等人
《
英国医学杂志
(BMJ)》2008
；
336:816
–
818
；
Lo
等人
《
新英格兰医学杂志
(N Engl J Med)》1998
；
339:1734
–
1738)、
用于性别相关病症的胎儿性别鉴定
(Costa
等人
《
新英格兰医学杂志
》2002
；
346:1502)、
染色体非整倍体检测
(Chiu
等人
《
美国国家科学院院刊
(Proc Natl Acad Sci U S A)》2008
；
105:20458
‑
20463
；
Fan
等人
《
自然
(Nature)》2012
；
487:320
‑
324
；
Chiu
等人
《
英国医学杂志
》2011
；
342:c7401
；
Bianchi
等人
《
新英格兰医学杂志
》2014
；
370:799
‑
808
；
Yu
等人
《
美国国家科学院院刊
》2014
；
111:8583
‑8；
Norton
等人
《
新英格兰医学杂志
》2015
；
372:1589
–
1597)
和单基因病症的诊断
(Lam
等人
《
临床化学
(Clin.Chem.)》2012
；
58:1467
‑
75
；
Lo
等人
《
科学转化医学期刊
(Sci.Transl.Med.)》2010
；
2:61ra91
‑
61ra91
；
Ma
等人
《
基因
(Gene)》2014
；
544:252
‑
258
；
New
等人
《
临床内分泌与代谢杂志
(J.Clin.Endocrinol.Metab.)》2014
；
99:E1022
–
E1030)。
具体地说，使用对母体血浆
DNA
的大规模平行测序，用于常见染色体非整倍体的
NIPT
已经在几十个国家迅速用于临床服务，并且每年被数百万孕妇使用
(Allyse
等人
《
国际女性健康杂志
(Int.J.Womens.Health)》2015
；
7:113
‑
26
；
Chandrasekharan
等人
《
科学转化医学期刊
》2014
；
6:231fs15)。
[0003]在早期验证研究中
(Chiu
等人
《
英国医学杂志
》2011
；
342:c7401
；
Sparks
等人
《
美国产科与妇科学杂志
(Am.J.Obstet.Gynecol.)》2012
；
206:319.e1
‑
9)
，对非整倍体高危患者进行了
NIPT
，并且已经实现了将高阳性预测值
(PPV)
从
92
％提高到
100
％
。
特定母体样品中胎儿
DNA
的相对浓度通常被称为胎儿
DNA
相对浓度，是
NIPT
准确性的重要决定因素
(Chiu
等人
《
英国医学杂志
》2011
；
342:c7401
；
Jiang
等人
《
生物信息学
(Bioinformatics)》2012
；
28:2883
–
2890,《npj
基因组医学
(npj Genomic Med.)》2016
；
1:16013)。
随着胎儿
DNA
相对浓度的减小，
21
三体检测的灵敏度将明显降低
(Chiu
等人
《
英国医学杂志
》2011
；
342:c7401
；
Canick
等人
《
产前诊断
(Prenat.Diagn.)》2013
；
33:667
–
674)。
因此，在胎儿
DNA
相对浓度低的妊娠中，可能会发生三体检测的假阴性结果
。
例如，
Canick
等人报告称，在<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种确定来自受试者的生物样品中的染色体区域是否表现出拷贝数畸变的方法，其中所述生物样品包含游离
DNA
分子的混合物，所述游离
DNA
分子包含临床相关性
DNA
分子和其它
DNA
分子，所述方法包括：针对多个大小范围中的每个大小范围：从所述生物样品中测量对应于所述大小范围的第一数量的游离
DNA
分子，并且使用对应于所述大小范围的所述第一数量的游离
DNA
分子和包含不在所述大小范围内的大小的第二大小范围中的第二数量的
DNA
分子，通过计算机系统计算大小比率；获得包含所述多个大小范围的多个参考大小比率的参考大小模式，其中从来自在所述染色体区域中具有拷贝数畸变的受试者或在所述染色体区域中没有拷贝数畸变的受试者的多个参考样品中确定所述参考大小模式；将多个所述大小比率与所述参考大小模式进行比较；基于所述比较确定所述染色体区域是否表现出拷贝数畸变
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中所述临床相关性
DNA
分子包括胎儿
DNA
或母体
DNA。3.
根据权利要求1所述的方法，其中所述临床相关性
DNA
分子包括肿瘤
DNA
，并且所述其它
DNA
分子包括非肿瘤
DNA。4.
根据权利要求2所述的方法，其中所述拷贝数畸变是非整倍体
。5.
根据权利要求3所述的方法，其中所述拷贝数畸变是癌症的征兆
。6.
根据权利要求1所述的方法，其中所述多个大小范围中的每个大小范围由带宽表征
。7.
根据权利要求6所述的方法，其中所述带宽在
50bp
到
200bp
的范围内
。8.
根据权利要求1所述的方法，其中每个大小范围与所述多个大小范围中的任何其它大小范围不重叠
。9.
根据权利要求1所述的方法，其中每个大小范围与所述多个大小范围中的至少一个其它大小范围重叠
。10.
根据权利要求1所述的方法，其中所述大小比率包括
z
评分
。11.
根据权利要求1所述的方法，其中所述第二大小范围是比所述多个大小范围中的每个大小范围大的范围
。12.
根据权利要求1所述的方法，其中所述第二大小范围包括所述生物样品中所有大小的游离
DNA
分子或所述染色体区域中所有大小的游离
DNA
分子
。13.
根据权利要求1所述的方法，其中所述游离
DNA
分子来自基因组区域
。14.
根据权利要求
13
所述的方法，其中所述基因组区域是染色体
。15.
根据权利要求
13
所述的方法，其中所述基因组区域是染色体臂
。16.
根据权利要求1所述的方法，其中：将所述多个所述大小比率与所述参考大小模式进行比较包括：将所述多个所述大小比率中的每个大小比率与对应的大小范围处的所述参考大小比率进行比较，确定每个大小比率在统计上类似于所述对应大小范围处的所述参考大小比率
。17.
根据权利要求1所述的方法，其中：将所述多个所述大小比率与所述参考大小模式进行比较包括：确定包含所述多个大小范围的所述多个所述大小比率的大小模式；
将所述大小模式与所述参考大小模式进行比较，确定所述大小模式具有与所述参考大小模式的形状类似的形状
。18.
根据权利要求
16
所述的方法，其中：从来自具有拷贝数畸变的受试者的所述多个参考样品中确定所述参考大小模式，所述方法进一步包括：基于所述比较确定所述染色体区域表现出拷贝数畸变
。19.
根据权利要求1所述的方法，其中：获得所述参考大小模式并将所述多个所述大小比率与所述参考大小模式进行比较包括将所述多个所述大小比率输入到机器学习模型中，并且使用来自所述多个参考样品的多个训练大小模式来训练所述机器学习模型
。20.
根据权利要求1所述的方法，其中将所述多个所述大小比率与所述参考大小模式进行比较包括将所述多个所述大小比率与从所述多个参考样品中确定的多个阈值进行比较
。21.
非暂态计算机可读介质，其存储有多个指令，其中所述多个指令当由计算机系统的处理器执行时，控制所述计算机系统以进行操作，从而执行确定来自受试者的生物样品中的癌症分类的方法，其中所述生物样品包含游离
DNA
分子的混合物，所述游离
DNA
分子包含肿瘤
DNA
分子和非肿瘤
DNA
分子，所述操作包括：针对
N
个基因组区域中的每个基因组区域：针对
M
个大小范围中的每个大小范围：从所述生物样品中测量对应于所述大小范围和对应于所述基因组区...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢煜明，赵慧君，陈君赐，江培勇，
申请(专利权)人：格里尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：