CN105189783A

CN105189783A - 鉴定生物样品中定量细胞组成的方法

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Publication number: CN105189783A
Application number: CN201480016515.9A
Authority: CN
Inventors: 斯文·欧莱克; 乌利齐·霍夫缪勒
Original assignee: Epiontis GmbH
Current assignee: Precision Medical Co ltd
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2034-04-22
Also published as: EP2986735A2; CN107941681B; JP6577005B2; PL2986735T3; PL3327141T3; US10894984B2; EP3561074B1; JP6590790B2; EP3327141B1; CA2904658C; CA2904658A1; CN107941681A; EP3561074A1; EP2986735B1; WO2014170497A2; US20160024578A1; WO2014170497A3; EP3327141A1; DK3327141T3; JP2018064570A

Abstract

本发明提供了鉴定生物样品中细胞组成的定量、综合性图像的表观遗传血象，又被称为表观遗传血细胞计数，其中有利的是使用了归一化标准物。所述归一化标准物为核酸分子，其包含对待检测的每种血细胞特异的至少一种标志物区域，以及为细胞非特异的至少一种对照区域，其中所述区域以相同拷贝数存在于所述分子和/或已知组成的天然血细胞样品中。此外，本发明涉及实施生物样品的综合性定量细胞组成的表观遗传评估的试剂盒以及试剂盒的用途。所述生物样品来源于，例如哺乳动物体液，包括外周血样品、毛细管血样品或静脉血样品或其亚组分，如外周血单个核细胞或外周血单核细胞，或者组织样品，器官样品，或者来源于冷冻的、干燥的、包埋的、保存的或新鲜的体液或组织样品。

Description

鉴定生物样品中定量细胞组成的方法

本发明提供了鉴定生物样品中细胞组成的定量、综合性图像的表观遗传血象，又被称为表观遗传血细胞计数，其中有利的是，使用了归一化标准物。所述归一化标准物为核酸分子，其包含对待检测的每种血细胞和/或免疫细胞特异的至少一种标志物区域以及为细胞非特异的至少一种对照区域，其中所述区域以相同拷贝数存在于所述分子和/或已知组成的天然血细胞样品中。此外，本发明涉及进行生物样品的综合性定量细胞组成的表观遗传评估的试剂盒以及试剂盒的用途。所述生物样品来源于，例如哺乳动物体液，包括外周血样品、毛细管血样品或静脉血样品或其亚组分，如外周血单个核细胞或外周血单核细胞，或组织样品、器官样品，或来源于冷冻的、干燥的、包埋的、保存的或新鲜的体液或组织样品。

发明背景

“血细胞计数”、“全血细胞计数”或“血细胞概况”通常指确定血细胞和/或其细胞亚群(例如，嗜中性粒细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞、CD19或CD3细胞及其亚群，如CD3⁺CD4⁺和/或CD3⁺/CD8⁺细胞)的数目、比率和形态的一组测试。这样的血细胞计数在临床诊断中被用作病症的广泛筛选测试或个体一般健康状况的确定。通常，“血细胞计数”包括涉及血细胞比容、血红蛋白的定量、总血细胞和红血细胞指标(例如，平均红细胞体积、平均红细胞血红蛋白、平均红细胞血红蛋白浓度、红血细胞分布)的测定。

白血细胞(也称为白细胞)为细胞免疫系统(我们将所有免疫细胞，包括B-细胞明确定义为细胞免疫系统)的一部分，且不仅在防御哺乳动物免于外来生物体(特别是例如：病毒、细菌、寄生虫等)引起的病理效应，而且在防御哺乳动物免于来自患病的自体细胞(如肿瘤细胞)畸变中起重要作用。另外，免疫细胞自身经受疾病，作为原发性(先天性)免疫疾病如IPEX综合征，或作为继发性(获得性)免疫疾病如，例如AIDS，HIV。在前者中，免疫系统自身受损，然而，在后者中，外界因素(如病毒感染、辐射、化学疗法或环境因素)导致削弱免疫系统。存在若干类型的白细胞，它们来源于髓系-例如嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞、肥大细胞和巨噬细胞-或者来源于淋巴系，包括所有淋巴细胞亚群–如，例如T-细胞、B-细胞、NK细胞。因为已经对免疫系统的成分及其细胞膜进行了许多分析，所以该正常免疫细胞计数(或比率)的失常易于被认可，被用于诊断中且可用于临床决策。因此，在临床背景中定期分析这些细胞的比率和计数–作为常规诊断工具或分析工具以及在临床研究或试验中–以便检测可由疾病或者疾病治疗或者其它内部或外部因素引起的任何异常或明显变化。例如，血细胞计数被用于诊断白细胞减少症或淋巴细胞减少症或者白细胞增多症或淋巴细胞增多症(如粒细胞增多症)的发作/出现。此外，进行血细胞计数以监测所有疾病的治疗成功，所述疾病由总体或特异性白细胞计数或淋巴细胞计数的变化导致、引起，或者所述疾病的治疗导致总体或特异性白细胞计数或淋巴细胞计数的变化。例如，针对诊断或监测感染、贫血、白血病或化学疗法的效果，使用所谓的全血细胞“分类”计数以便分析和鉴别免疫细胞及其亚群。在一些原发性免疫病症和继发性免疫病症中，该程序可为唯一可用的诊断工具。白细胞分类计数包括针对总白细胞、嗜中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的定量的测定。

通常地，对于可溶性细胞，即主要为血液还有可溶性组织或体液，这样的特异性免疫细胞概况通过流式细胞术或通过免疫组织化学(IHC，针对固体组织)来测量。两种技术都基于暴露于细胞膜上的蛋白质表位起作用，所述蛋白质表位对细胞亚群的每种亚型为特异的。最近，研究集中于白细胞亚群的生物学作用，这导致允许鉴别这种群体的临床应用及研究应用的强烈需求。

技术上，在常规诊断学中，通过基于光检测和电阻抗的自动细胞计数仪来确定血细胞比容、血红蛋白以及总白细胞计数。经由血液涂片的手动显微计数或自动计数来确定白细胞分类计数，包括嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞和肥大细胞。

允许检测T细胞群的其它方法为MHC多度量分析、细胞因子捕获分析、个别T细胞检测(ELISPOT-测定法)或仅定性检测和定位免疫细胞(免疫组织化学分析)。如流式细胞术，这些测定基于蛋白质的检测；未使用独立于特异性表达水平的标志物。值得注意的是，所有这些测定以及基于mRNA检测的所有测定在细胞之间是不同的。这是因为即使对某种蛋白质无疑为阳性的细胞仍存在以时间方式变化量的蛋白质。因此，根据给定抗体的亲和力和非特异性结合性质以及靶蛋白的表面表达的平均量，必须确定各种和每种蛋白质标记物的“阳性”阈值。

即使个体中几乎所有细胞含有完全相同的DNA密码互补/组成，高等生物体必须在不同类型的组织中利用且维持不同的基因表达模式。大多数基因调控为瞬时的，这取决于当前的细胞状态以及外界刺激的变化。另一方面，持续性调控为表观遗传学的主要作用-不会改变DNA的基本遗传密码的可遗传调控模式。DNA甲基化为表观遗传调控的典型形式；其充当细胞的稳定记忆且在维持不同细胞类型的长期身份中起重要作用。最近，发现了表观遗传调控的其它形式。除了“第五碱基”5-甲基胞嘧啶(mC)之外，可找到第六(5-羟甲基胞嘧啶，hmC)、第七(5-甲酰基胞嘧啶，fC)和第八(5-羧基胞嘧啶，cC)(MichaelJ.Booth等.QuantitativeSequencingof5-Methylcytosineand5-HydroxymethylcytosineatSingle-BaseResolutionScience,2012年5月18日,第336卷,6083期,934-937页)。所提及的DNA修饰的主要靶标为两个核苷酸序列胞嘧啶-鸟嘌呤(“CpG位点”)；在该上下文中，胞嘧啶(C)可经历简单的化学修饰以变成甲酰化的、甲基化的、羟甲基化的或羧化的。在人基因组中，除了在被称为“CpG岛”的某些相对密集簇之外，CG序列比预期更罕见。CpG岛通常与基因启动子相关，估计多于一半的人基因具有CpG岛(AntequeraandBird,ProcNatlAcadSciUSA90:11995-9,1993)。

对于最近描述的一种胞嘧啶修饰，5-羟甲基化，显示了对CpG岛处的5hmC作图且定量的氧化亚硫酸氢盐测序的效用(MichaelJ.Booth等.QuantitativeSequencingof5-Methylcytosineand5-HydroxymethylcytosineatSingle-BaseResolutionScience,2012年5月18日,第336卷,6083期,934-937页)。

在本发明的上下文中，术语“亚硫酸氢盐可转化的染色质”应意指允许亚硫酸氢盐化学修饰胞嘧啶的染色质结构(例如，充分打开的结构)。因此，术语“DNA亚硫酸氢盐可转化性”涉及使用亚硫酸氢盐处理，在所述染色质中和/或为所述染色质的一部分的各个核酸中的胞嘧啶碱基可以(或已经)被转化的程度。术语还涉及使用亚硫酸氢盐处理，在参考核酸(如质粒)中的胞嘧啶碱基可以(或已经)被转化的程度。反过来，术语“亚硫酸氢盐不可转化的染色质”或“亚硫酸氢盐不可转化的核酸”涉及使用亚硫酸氢盐处理，胞嘧啶碱基不可以(或不能)被转化的程度。

如上文所提及的，最近发现了三种新的胞嘧啶修饰。因此，预期将来的科学发现将对过去所述的亚硫酸氢盐可转化性的表观遗传模式产生更精确的解释。胞嘧啶修饰的这些过去结果涵盖亚硫酸氢盐可转化的(未甲基化的，未修饰的)胞嘧啶以及不可转化的(甲基化的，修饰的)胞嘧啶。如所述，两个术语需要被重新解释。根据新的科学发现(i)亚硫酸氢盐不可转化的胞嘧啶涵盖5-甲基胞嘧啶(mC)和5-羟甲基胞嘧啶(hmC)，以及(ii)亚硫酸氢盐可转化的胞嘧啶涵盖5-甲酰基胞嘧啶(fC)、5-羧基胞嘧啶(cC)以及未修饰的胞嘧啶。

另外，早期发明基于(i)亚硫酸氢盐可转化的胞嘧啶与染色质总量的比率(不依赖于细胞类型的，100％亚硫酸氢盐可转化的DNA基因座)，或者(ii)亚硫酸氢盐可转化的胞嘧啶(fC，cC，未修饰的胞嘧啶)与亚硫酸氢盐不可转化的胞嘧啶(hmC和mC)的比率。这些比率被用于表征细胞类型、细胞分化、细胞阶段以及病理性细胞阶段。因此，新技术将产生新的、更多的特定比率，可以补充当前的细胞特异性、细胞期特异性以及表观遗传修饰的病理模式，因此，定义了潜在的新型生物标志物。待发现为生物标志物的新比率可定义为：

生物标志物比率＝a/b

a＝∑(C和/或mC和/或hmC和/或fC和/或cC)

b＝∑(C和/或mC和/或hmC和/或fC和/或cC)，

由此，通过一至四种修饰，a和b彼此不同。新的DNA修饰的发现必定会扩展该列举。

出于本申请的目的，DNA序列中的表观遗传修饰通过以下术语指明：(i)亚硫酸氢盐可转化的胞嘧啶(5-甲酰基胞嘧啶(fC)和/或5-羧基胞嘧啶(cC))，以及(ii)亚硫酸氢盐不可转化的胞嘧啶((包括5-甲基胞嘧啶(mC)，5-羟甲基胞嘧啶(hmC))。因为两种甲基化，mC和hmC是亚硫酸氢盐不可转化的，所以区分这两者是不可能的。同样，fC、cC以及未修饰的胞嘧啶为亚硫酸氢盐可转化的，也不可能彼此区分。

此外，除DNA修饰之外，组蛋白也经历改变其与DNA和核酸蛋白质相互作用的翻译后修饰。修饰包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、sumoylation、瓜氨酸化和ADP-核糖基化。也可修饰组蛋白H2A、H2B和H3的核心。组蛋白修饰在不同的生物学过程中起作用，如基因调控、DNA修复、染色体浓缩(有丝分裂)和精子发生(减数分裂)。另外，对于这些修饰，修饰的特定模式对不同的细胞类型、细胞阶段、分化状态是特异的，可分析亚硫酸氢盐可转化性的这种模式或相似方法，以便鉴定某些细胞和细胞阶段。本发明也涵盖这些修饰的应用。

预期未来将发现DNA修饰的其它变体。每种修饰类型应为亚硫酸氢盐-可转化的或亚硫酸氢盐-不可转化的。也可将这些新的修饰用作生物标志物读出。另外，预期将建立亚硫酸氢盐修饰的新方法，从而产生可转化的DNA和不可转化的DNA的不同组。

报道临床上或分析上有用的细胞免疫状态的适应症种类非常多。对于几乎每种疾病，细胞免疫状态直接相关或者由于可以引起继发性免疫病症和畸变的药物影响而变得相关(如在癌症中)。疾病背景中总体免疫状态的这种广泛意义产生对测量这些参数(即，白细胞亚型和亚群)的方法的明显需求。

解决该需求的当前方式为通过流式细胞术和免疫组织化学方法，其为已经确立的且已经开发为供医院使用的高通量系统，为参考实验室中的标准程序，以及对于更多简单应用，为医师可用的。然而，某些问题和要求限制了流式细胞术和免疫组织化学的可应用性。

a)对于流式细胞术，细胞需要为完整的。这意味着血样必须以“新鲜”状态测量，测量的任何延迟可以导致结果偏差。一般说来，应在8小时内测量样品，因为在该时间范围以后，粒细胞(血液中的一种主要细胞成分)开始裂解。作为新鲜处理的替代选择，可以是冷藏保存的血样，但存在与性能和可重复性相关的重要问题。因此，在临床常规中避免流式细胞术且省略许多可能有意义的分析，然而在临床试验中，免疫标志物为治疗预测的主要生物标志物备选物，经常被忽略，或者如果调控需要的话，则需要配置额外的设备。

b)抗原表达不是数字化过程(开–关)，而是模拟过程(低、中、高)。因此，必须确定限定阳性信号对比阴性信号的阈值。对于某些标志物，这是没有问题的，而对于其它标志物，阈值非常难且不精确。

c)对于流式细胞术，其也造成问题：许多细胞类型不能通过表面(分化簇–CD)分子简单鉴定，但是一些细胞类型的特征在于胞内或胞外可溶性蛋白质，例如转录因子或细胞因子。当前针对Tfh、Th1、Th2细胞和Tregs的标志物属于这种类别的细胞类型–完全归一化程序的应用甚至更困难。这是因为细胞类型特异性标志物需要被捕获以便与细胞相关联。

d)此外，流式细胞术依赖于所分析底物(细胞悬液)的溶解性。关于这一点，可以通过酶消化溶解组织细胞，但这经常导致其表面分子的丢失–使得作为流式细胞术分析的主要靶标的CD标志物无用。

e)通常，表面标志物、胞内标志物或胞外标志物均不是100％细胞类型特异的。已经报道了某些基因产物的“泄露”表达(Wiezcorek等,CancerRes.2009年1月15日；69(2):599-608)，使得定量稍有不精确。

f)因为免疫组织化学基于与流式细胞术相同的原理，所以特异性问题重叠。然而，该技术的主要问题是其仅被视为半定量的。特别地，具体问题是由于存在各种不同的细胞层而使总细胞计数不可行，难于正确区分和计数。

就方面e)而言，发明人先前已经发表了出版物，证明了流式细胞术检测表达的表面表位，但其不能区分细胞类型特异性表位表达与不依赖于细胞类型的表位表达的诱导以及其不能检测当前不表达或较少表达某些表面标志物的特异性细胞。例如，CD4⁺CD25⁺CD45RA⁺T细胞的体外刺激产生高表达水平的FOXP3，然而FOXP3基因仍为甲基化的，因此无活性(Baron等,Epigenetics.2006年1月-3月；1(1):55-60)。另外，对于体外分化的Th17细胞，尽管存在高水平的IL-17A转录物，但未观测到IL-17A启动子的脱甲基化(JansonP.C.J.等.ProfilingofCD4+Tcellswithepigeneticimmunelineageanalysis.TheJournalofImmunology.2010,92-102)。另一方面，公开了甲基化与标志物表达有关(Hamerman,Page,Pullen.DistinctmethylationstatesoftheCD8βgeneinperipheralTcellsandIntraepithelialLymphocytes.TheJournalofImmunology1997,P1240-1246；JansonP.C.J等.ProfilingofCD4+Tcellswithepigeneticimmunelineageanalysis.TheJournalofImmunology.2010.92-102；Melvin等.HypomethylationinIFN-GammaGencorrelateswithexpressionofIFN-G,includingCD8cells.,EurJImmunol.1995年2月；25(2):426-30；LandolfiMM等.CD2-CD4-CD8-lymphnodeTlymphocytesinMRLlpr/lprmicearederivedfromaCD2+CD4+CD8+thymicprecursorJImmunol.1993年7月15日；151(2):1086-96；以及CarboneAM等.DemethylationinCD8suggeststhatCD4+derivesfromCD8+cells.Roleofmethylationpatternduringcelldevelopment.Science.1988年11月25日；242(4882):1174-6)。

鉴于上文提及的在临床诊断和药学研究中的需求，期望提供样品中多种细胞类型的精确且综合性定量的新方法，以便建立更精确的且因此显著改善的血象。在阅读本公开，特别是以下实施例之后，其它目标和优势对本领域技术人员而言是明显的。

在其第一方面，该目标通过本发明用于产生表观遗传血象的方法来解决，其包括以下步骤：在表观遗传学上检测生物样品中的血细胞，以及使用归一化标准物定量所检测的所述血细胞，其中所述归一化标准物为核酸分子，其包括对待检测的每种血细胞特异的至少一种标志物区域以及为细胞非特异的至少一种对照区域，其中所述区域以相同拷贝数存在于所述分子和/或已知组成的天然血细胞样品中。

本发明的关键和基础为使用多种不同的细胞类型特异性亚硫酸氢盐-可转化的DNA标志物。使用这些标志物用于单个血细胞类型和免疫细胞类型的鉴别和定量。

原则上，先前已表明基于已知的表观遗传程序如何进行细胞类型的定量和血细胞计数((Wiezcorek等,CancerRes.2009年1月15日；69(2):599-608,Sehouli等.Epigenetics.2011年2月；6(2):236-46)。简言之，对特异性修饰基因区域的细胞类型特异地(扩增且)计数，因此连同细胞类型特异性基因区域的相对种类一起定量。为提供独立的定量，接着将这两种测量结果置于相关联以提供给定(血液)样品中细胞类型的百分率部分：

细胞类型特异性基因组区域的亚硫酸氢盐可转化的DNA拷贝数/(细胞类型特异性基因组区域的亚硫酸氢盐可转化的DNA拷贝数)+(细胞类型特异性基因组区域的亚硫酸氢盐不可转化的DNA拷贝数)＝细胞类型％

可选择地，在给定样品中测量细胞类型特异性基因区域的亚硫酸氢盐可转化的DNA拷贝数，除以细胞类型非特异性基因区域的亚硫酸氢盐-可转化的DNA拷贝数。使用完整地亚硫酸氢盐-可转化的细胞非特异的基因区域或者已知在所有细胞类型中一律为亚硫酸氢盐-不可转化的或亚硫酸氢盐-可转化的区域，通过测量所有DNA拷贝可确定后者。

细胞类型特异性基因组区域的亚硫酸氢盐可转化的DNA拷贝数/细胞类型非特异性基因组区域的亚硫酸氢盐可转化的DNA拷贝数＝细胞类型％

因此，当已知单个特异性亚硫酸氢盐-可转化的基因组标志物时，先前建立的系统允许给定样品中的任何一种细胞类型的相对(百分率(％))定量。为此，可使用任何给定归一化的拷贝数或拷贝当量。所得到的所讨论细胞类型的百分率份额与用不同方法测量的细胞份额相关。此处，“相关”意味着-根据斯皮尔曼相关(Spearmancorrelation)-通过表观遗传学技术测量的最低份额对应于通过–例如–流式细胞术测量的最低份额。已经表明这样的体系非常稳定、技术上是稳健且可靠的。因此，只要存在实现的高度细胞特异性亚硫酸氢盐可转化的DNA标志物，在理论上，对拥有特异性亚硫酸氢盐可转化的基因组标志物区域的那些细胞的量做出准确且精确的测定应当是可能的。

已知根据RT-PCR成分，包括引物、探针和DNA纯度，实时(RT-)PCR体系的效率和性能不同。因此，使用标准物以便说明在哪个Cp(交叉点)或Ct(阈值循环)值可检测给定(已知)量的标准物DNA的问题。所述标准物DNA的稀释系列产生标准曲线，并允许差异进行的/有效的RT-PCR体系归一化。因为定量在等效体系中进行，所以使性能的差异归一化。然而，解决的问题涉及对DNA进行(RT-)PCR，其旨在检测生物学上和/或化学上改变的DNA。这种生物学上和/或化学上改变的DNA的复杂性不同于正常/天然基因组DNA(由以下简单事实开始：DNA分子的复杂性不同，因为质粒由四个碱基(CTGA)的双链DNA组成，然而基因组DNA由五个碱基(CTGAC^m)的双链组成，亚硫酸氢盐转化的DNA仅由三个单链碱基(TGA)组成)。因此，如果标准物为质粒或基因组DNA，则靶DNA(即，人染色体基因组或亚硫酸氢盐-转化的DNA)与标准物DNA之间的扩增效率不同，但更重要地，(质粒)标准物与靶DNA之间的“扩增效率差异”在扩增靶标(即，引物对、探针等)之间是不同的。当对亚硫酸氢盐处理且扩增的DNA中进行qPCR时，这产生许多观测结果，如例如：

当测量样品中的不同血细胞时，总细胞数应相等，这不依赖于所使用的方法。然而，在进行不同的qPCR-测定而平均分配的给定样品中，尽管对于每个反应使用单独标准物，但所检测的总拷贝数不同。在(例如)使用不同的RT-PCR体系测量的血样的情况下，这产生以下问题(此处用CD3作为实例示出)：

表1：在使用亚硫酸氢盐-处理的、扩增的血样DNA的表观遗传qPCR之后总DNA拷贝数和定量细胞含量的计算。(CP)交叉点，(CN-BC)拷贝数亚硫酸氢盐转化的CD3⁺标志物DNA区域，(CN-NBC)拷贝数亚硫酸氢盐未转化的CD3⁺标志物DNA区域，(CN-GAPDH)拷贝数亚硫酸氢盐转化的GAPDH标志物DNA区域。

如表1所示，计算的总CD3⁺DNA拷贝数在两个所使用的归一化体系之间不同：亚硫酸氢盐-转化的DNA对比亚硫酸氢盐-未转化的DNA以及亚硫酸氢盐-转化的CD3⁺标志物区域与亚硫酸氢盐-转化的GAPDH(总细胞)标志物区域。对于第一个血样(WBL02)，由GAPDH亚硫酸氢盐转化的DNA数目计算的CD3⁺DNA拷贝数(1420个拷贝)比由亚硫酸氢盐转化的加上亚硫酸氢盐未转化的CD3⁺DNA拷贝数计算的(1678个拷贝)更小。对于第二个样品(WBL03)，情况相似。当使用这些计算的拷贝数来定量这两个血样内的CD3⁺细胞时，差异变得更明显。对于样品WBL02，由亚硫酸氢盐转化的与未转化的DNA拷贝数的定量产生36.6％的CD3⁺细胞，然而由亚硫酸氢盐转化的CD3⁺DNA拷贝数与亚硫酸氢盐转化的GAPDHDNA拷贝数的定量产生50.1％的CD3⁺细胞。两种结果和方法强烈不同。

如所提及的，即使进行亚硫酸氢盐-转化的质粒标准物的归一化，不同测定的不同性能/效率也不会产生相同的拷贝数。

当将纯化的细胞类型用“其”特异性表观遗传细胞类型标志物测量并与样品中总细胞量比较时(如通过细胞类型非特异性标志物(GAPDH)测量以及通过细胞类型特异性标志物区域(此处为FOXP3)的亚硫酸氢盐不可转化的DNA测量)，该问题变得尤其明显。

表2：纯化的Treg的两个样品中的调节性T细胞(Treg)的定量评估。分离DNA，用亚硫酸氢盐处理，并经由qPCR评估亚硫酸氢盐转化的DNA与未转化的DNA的相对量。相对于在细胞非特异性GAPDH区域中亚硫酸氢盐转化的DNA的拷贝数以及在细胞类型特异性FOXP3区域中亚硫酸氢盐未转化的DNA的拷贝数，设置在细胞特异性FOXP3区域中亚硫酸氢盐转化的DNA的拷贝数，以获得Treg的定量数目。(CP)交叉点，(CN-BC)拷贝数亚硫酸氢盐转化的细胞类型特异性FOXP3DNA区域，(CN-NBC)拷贝数亚硫酸氢盐未转化的细胞类型特异性FOXP3DNA区域，(CN-GAPDH)拷贝数亚硫酸氢盐转化的GAPDHDNA区域。

从表2再次可见，两种定量方法的结果强烈不同(97％对比102％和97％对比106％)。

最后，测量不同的细胞部分(例如血液白细胞)时，合计其应组成样品中存在的所有细胞，然而上述问题使得提供准确的“全血细胞计数”是不可能的。作为这样的实例，针对两种血样，定量白细胞(表3，样品04和样品08)。此处，术语白细胞概括了所有五种类型的白细胞：粒细胞、单核细胞、B-淋巴细胞、自然杀伤细胞和CD3⁺T-淋巴细胞。因此，预期单细胞计数加起来为100％，代表(完整的)白细胞血象。然而，当使用表观遗传qPCR分析时，情况常常并非如此(参见表3)。白细胞的单个量的总和经常不同于100％。

表3：两种血样的定量细胞组成的评估。将DNA分离，用亚硫酸氢盐处理，并经由qPCR评估亚硫酸氢盐转化的DNA的相对量。相对于GAPDH的细胞非特异性DNA区域的亚硫酸氢盐转化的拷贝数来设置细胞特异性区域中亚硫酸氢盐转化的DNA的拷贝数，以获得白细胞的定量数目。(CN-BC)拷贝数亚硫酸氢盐转化的细胞类型特异性标志物DNA区域，(CN-GAPDH)拷贝数亚硫酸氢盐转化的GAPDH标志物DNA区域。

概括上文提及的表观遗传细胞定量问题时，精确的血细胞计数工具提供了以下：

1.允许精确的、综合性血细胞计数和免疫细胞计数的评估，

2.克服了所使用的标准物与待分析的生物样品之间的测定性能和/或效率的差异，

3.不依赖于待计数细胞的膜完整性(完整的或不完整的细胞)，以及

4.不依赖于含有细胞的样品类型(新鲜的、冷冻的、包埋的、保存的、液体、固体组织)。

本发明提供了这样的工具及各自的方法。根据本发明，评估表观遗传血象包括通过亚硫酸氢盐-未转化的或亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物中qPCR结果的归一化来测量细胞的绝对量。归一化标准物由核酸分子组成，其包括对待检测的每种血细胞特异的至少一种标志物区域以及为细胞非特异的至少一种对照区域，其中所述区域以相同拷贝数存在于所述分子和/或已知组成的天然血细胞样品中。

在方法的优选实施方案的第一步中，确定qPCR测定-特异性校正因子，以实现所有qPCR测定的归一化和可比性以及校正测定效率中的差异。在第二步中，将生物样品的DNA分离、纯化并用亚硫酸氢盐处理。之后，对亚硫酸氢盐-转化的细胞类型特异性和/或细胞类型非特异性基因组标志物区域进行特异性qPCR。然后，用所述归一化标准物使qPCR扩增结果归一化，这代表标志物DNA的相对拷贝量，并因此代表特异性细胞的相对量。归一化标准物含有亚硫酸氢盐-转化的基因组标志物区域或含有天然的、亚硫酸氢盐-未转化的标志物区域。在后一种情况下，在开始qPCR之前，将对核酸进行亚硫酸氢盐处理，以与对所分析的生物样品进行的处理相平行。在下一步中，在qPCR之后，通过如本文所述的测定特异性校正因子来校正标志物DNA归一化的相对拷贝量，以便校正表明细胞绝对量的测定效率的差异。

本方法不仅允许定量生物样品中不完整的血细胞，而且允许定量生物样品中完整的血细胞，所述生物样品如，例如干燥的、冷冻的、包埋的、保存的以及新鲜的体液，干血斑、血块和组织样品。样品不含有纯化或富集的细胞。此外，本发明的方法提供了血细胞计数，其中细胞的身份和数量基于基因组水平上明确的是/否信息，所述基因组水平独立于蛋白表达水平。

因此，本发明提供了待用作医疗用途中分析和诊断工具以及作为治疗中决策基础的血液和/或免疫细胞计数。

根据本发明，优选的是这样的方法，其还包括基于所述检测和定量获得综合性血象的步骤。因此，血细胞计数基于许多表观遗传学参数来鉴定细胞组成的综合性血象。这些表观遗传学参数的组合被用于鉴定血液或组织样品的细胞组成，即表观遗传血象，且基于细胞特异性基因组区域的亚硫酸氢盐可转化性的分析提供所述表观遗传血象。

优选地，所述表观遗传血象类似于白细胞血象(leukocytogram)和/或T-淋巴细胞血象(T-lymphocytogram)和/或粒细胞血象(granulocytogram)和/或单核细胞血象(monocytogram)和/或B-淋巴细胞血象和/或NK细胞血象(cytogram)。

优选地，根据本发明，所示方法还包括使用亚硫酸氢盐-未转化的或亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物对例如qPCR结果进行归一化。术语“亚硫酸氢盐-未转化的”归一化标准物涵盖含有原始/初始生物学修饰，如甲酰化、羧基化、甲基化或羟甲基化且未经亚硫酸氢盐-处理的天然DNA分子，因而为亚硫酸氢盐-未转化的。术语“亚硫酸氢盐-转化的”归一化标准物涵盖含有对应于亚硫酸氢盐-已转化的细胞类型特异性和非特异性标志物区域的(基因组)标志物序列的DNA分子。

亚硫酸氢盐-未转化的或亚硫酸氢盐-转化的核酸分子优选选自：质粒、酵母人工染色体(YAC)、人类人工染色体(HAC)、P1-来源的人工染色体(PAC)、细菌人工染色体(BAC)和PCR-产物。亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物为质粒、酵母人工染色体(YAC)、人类人工染色体(HAC)、P1-来源的人工染色体(PAC)、细菌人工染色体(BAC)或PCR-产物。

天然血细胞样品优选为已知细胞组成和/或已知血细胞类型组成的血样，且优选提前制备，即所组合的血细胞类型的数量和数目为预定的。

根据本发明的方法的优选实施方案中，归一化标准物(即质粒、YAC、HAC、PAC、BAC和PCR-产物)在所述分子中以相同已知拷贝数含有细胞特异性和非特异性基因组标志物区域(待根据表观遗传血象分析的)。在一个实施方案中，这些标准物中的每一种为单个分子，其在待建立的表观遗传血象中含有相同数目的所关注的所有细胞类型特异性和非特异性基因组标志物区域。用作亚硫酸氢盐-未转化的归一化标准物的天然血细胞样品(优选为哺乳动物，如人)含有已知组成和数量的细胞，由此可预先纯化且预先混合细胞以获得已知组成的样品，这也为预定的。

在分析过程期间，亚硫酸氢盐-未转化的归一化标准物为与待分析的生物样品的亚硫酸氢盐处理相平行且相同方式的亚硫酸氢盐-处理。

然后，使用有助于检测细胞类型特异性或非特异性亚硫酸氢盐-转化的基因组区域的特异性引物，对未知生物样品以及对(现在)亚硫酸氢盐-处理的亚硫酸氢盐-未转化的归一化标准物进行qPCR。相比之下，亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物(明显)不是亚硫酸氢盐-处理的，因为其已经含有对应于由qPCR引物识别的亚硫酸氢盐-转化的标志物序列的特异性标志物序列，所述qPCR引物对亚硫酸氢盐-转化的基因组区域为特异的。

在优选实施方案中，归一化标准物包括根据血象待检测和分析的预定量的血细胞类型。优选地，使用由确定拷贝数和相同化学计量的特异性细胞和/或细胞类型特异性标志物区域和/或细胞类型非特异性标志物区域组成的归一化标准物。优选的是针对血象所关注的所有细胞类型含有相同拷贝数和/或化学计量的细胞类型特异性标志物区域和/或细胞类型非特异性标志物区域的单个质粒。

根据本发明的方法的优选实施方案，还包括用测定特异性校正因子校正所产生的所述表观遗传血象的步骤。通过将在所提供的所述哺乳动物天然细胞样品中细胞量的已知定量与使用归一化标准物由qPCR评估的所述哺乳动物天然细胞样品的亚硫酸氢盐-转化的细胞类型特异性标志物DNA的拷贝数的相对量进行比较，来确定所述测定-特异性校正因子(针对所检测和分析的细胞)。使用该方法，本方法允许精确定量细胞，因为考虑了可能已经发生的任何测定-特异性变化。根据所使用的归一化标准物的种类，测定特异性校正因子可不同。归一化标准物及其分析过程越适合生物样品及其处理，测定特异性校正因子将越接近1，或甚至可被忽略。在优选实施方案中，使用了亚硫酸氢盐-未转化的归一化标准物，因为其类似于天然细胞样品的复杂性和不纯，且因此应比对生物样品与标准物之间的qPCR效率。最优选的是使用如本文所述的已知细胞组成和数量的哺乳动物天然细胞样品。

此外，根据本发明的方法包括在未知组成的生物样品内确定细胞类型特异性和非特异性DNA的相对量(拷贝)的步骤。这通过使用对亚硫酸氢盐-转化的细胞类型特异性和非特异性DNA标志物序列特异的引物，对所述生物样品的分离的、纯化的和亚硫酸氢盐-转化的DNA进行qPCR来实现。所有靶细胞类型的qPCR扩增结果在所述亚硫酸氢盐-未转化的或转化的标准物中归一化，从而指明靶细胞的相对量。根据使用的标准物和测定法，将特异性测定校正因子应用于靶细胞的相对量，以根据所建立的所述血象接收细胞含量的绝对量和百分比。由此，在所述生物样品中确定绝对的、综合性细胞组成。根据所使用的归一化标准物，测定校正因子不同于1，或大约为1，则可被忽略。确定细胞类型特异性和非特异性DNA的相对量(拷贝)的其它方法包括选自以下的方法：特异性酶消化或染料排除技术、亚硫酸氢盐测序、下一代测序、纳米孔测序、单分子实时测序、启动子区中的表观遗传修饰分析、使用对亚硫酸氢盐-转化的DNA特异的引物、使用对亚硫酸氢盐-转化的DNA特异的阻断寡核苷酸、使用荧光标记的淬灭的寡核苷酸探针，使用对亚硫酸氢盐-转化的DNA特异的单核苷酸引物延伸的引物、数字或定量PCR分析、以及特定选择性(核酸和/或染色质)沉淀。

根据本发明，优选的是这样的方法，其中靶细胞的相对量的确定基于将所确定的所述亚硫酸氢盐-转化的细胞特异性区域的拷贝量与对所确定的细胞类型非特异的亚硫酸氢盐-转化的区域的拷贝量进行比较，从而鉴定特定细胞类型相对于样品中存在的所有细胞的相对量。

根据本发明的一个实施方案中，靶细胞的相对量基于以下确定：将所确定的所述亚硫酸氢盐-转化的细胞特异性区域的拷贝量与所确定的亚硫酸氢盐-未转化的细胞特异性区域的拷贝量进行比较，从而鉴别靶细胞相对于样品中存在的所有其它细胞的相对量。

根据本发明的方法的优选实施方案中，在表观遗传测定的在先评估期间进一步生成包括关于所估计/所计算的细胞特异性测定-校正因子的信息的知识库。可以有利地使用这些数值，以便选择特别合适的归一化标准物。

根据本发明的方法的特别优选的实施方案中，检测细胞类型标志物区域，将特异性细胞类型和/或至少一种特异性细胞亚群与白细胞血象、T-淋巴细胞血象、粒细胞血象、单核细胞血象、B-淋巴细胞血象和/或NK-细胞血象的其它细胞区别开。优选地，a)白细胞血象由T-淋巴细胞、自然杀伤细胞、B-淋巴细胞、单核细胞和/或粒细胞组成，b)T-淋巴细胞血象由CD3⁺CD4⁺、CD3⁺CD8⁺、CD8^-CD4^-和/或CD8⁺CD4⁺组成，c)粒细胞血象由嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜中性粒细胞和/或粒细胞髓源抑制性细胞组成，d)单核细胞血象由CD14⁺单核细胞、CD14^-单核细胞、巨噬细胞、单核细胞髓源抑制性细胞、浆细胞样树突状细胞、髓样树突状细胞和/或全部树突状细胞组成，e)B-淋巴细胞血象由初始B细胞、前B细胞、记忆B细胞、过渡型B细胞和/或未成熟B细胞组成，以及f)NK细胞血象由CD56^暗和/或CD56^亮NK细胞组成。

优选地，在所确定的血象内，可确定亚血象(sub-haemograms)(或亚群)。优选为辅助性T细胞血象，其包括例如Th1、Th2、Th9、Th17、Th19、Th21、Th22、Tfh、CD4⁺自然杀伤细胞(NKT)、初始CD4⁺、记忆CD4⁺、效应CD4⁺细胞和/或CD4⁺调节性T细胞，或者T-细胞血象，其包括例如初始CD8⁺、效应CD8⁺、记忆CD8⁺、CD8⁺自然杀伤细胞(NKT)和/或CD8⁺调节性T细胞。此外，可确定单核细胞的亚群，其包括经典型单核细胞(CD14^-)、中间型单核细胞(CD14⁺)和/或非经典型单核细胞(CD14⁺⁺)或者包括髓样树突状细胞和浆细胞样树突状细胞的树突细胞血象(dendritogram)。未来的科学研究可能发现并鉴别仍然未知的血细胞和白细胞亚类，并可对某些血细胞分配新的功能和/或对不同的白细胞亚群分配已知的血细胞。

确定亚硫酸氢盐-可转化的和/或亚硫酸氢盐不可转化的DNA或核酸的相对量包括选自以下的方法：特异性酶消化或染料排除技术、亚硫酸氢盐测序、下一代测序、纳米孔测序、单分子实时测序、启动子区中的表观遗传修饰分析、使用对亚硫酸氢盐-转化的DNA特异的引物、使用对亚硫酸氢盐-转化的DNA特异的阻断寡核苷酸、使用荧光标记的淬灭的寡核苷酸探针，使用对亚硫酸氢盐-转化的DNA特异的单核苷酸引物延伸的引物、数字或定量PCR分析、以及特定选择性(核酸和/或染色质)沉淀。

根据本发明，进一步优选的方法，其中所述归一化标准物为亚硫酸氢盐-未转化的并且含有至少一个亚硫酸氢盐-可转化的CpG位点。

根据本发明，进一步优选的方法，其中所述生物样品中的细胞类型的所述定量基于使用亚硫酸氢盐-未转化的归一化标准物或使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物，将细胞类型特异性和非特异性染色质的相对量进行归一化。

根据本发明，甚至更优选的方法，其中使用亚硫酸氢盐-未转化的归一化标准物的所述归一化表明所述生物样品中的细胞含量的绝对量和/或百分比。

根据本发明，甚至更优选的方法，其中所述生物样品为未知细胞组成的样品。

在本发明的上下文中所分析的生物样品为含有待分析细胞的任何样品，所述细胞即血细胞和/或免疫系统细胞，如白细胞血象的细胞，其选自T-淋巴细胞、自然杀伤细胞、B淋巴细胞、单核细胞和/或粒细胞及其组合；T-淋巴细胞血象的细胞，其选自CD3⁺CD4⁺、CD4⁺记忆细胞、CD4⁺效应细胞、CD4⁺初始细胞、CD3⁺CD8⁺、CD8⁺记忆细胞、CD8⁺效应细胞、CD8⁺初始细胞、CD3⁺CD8^-CD4^-、CD3⁺CD8⁺CD4⁺、NKT细胞、iTreg、Treg、Tfh、Th1、Th2、TH9、Th17、Th19、Th21、Th22、记忆和/或效应辅助性T细胞及其组合；粒细胞血象的细胞，其选自嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜中性粒细胞、全部嗜中性粒细胞和/或粒细胞髓源抑制性细胞及其组合；单核细胞血象的细胞，其选自CD14⁺单核细胞、CD14-单核细胞、巨噬细胞、浆细胞样树突状细胞、单核细胞髓源抑制性细胞、中间型单核细胞、经典型单核细胞、非经典型单核细胞和/或全部树突状细胞及其组合；B-淋巴细胞血象的细胞，其选自初始B细胞、前B细胞、记忆B细胞、过渡型B细胞和/或未成熟B细胞及其组合；以及NK细胞血象的细胞，其选自CD56^暗和/或CD56^亮NK细胞。

术语“细胞-特异性区域”在本文应意指在细胞和/或核酸的基因组中选择的遗传区域，以在表观遗传水平上将一种细胞类型和/或细胞亚群与所有其它细胞类型和/或细胞亚群区别开。这些区域包括某些标志物(如，例如，某些蛋白质标志物)的基因，如5’非翻译区、启动子区、内含子、外显子、内含子/外显子边界、3’区、CpG岛，并且特别包括亚硫酸氢盐处理之后扩增的特异性区域(扩增子)，所述特异性区域(扩增子)对于一种细胞类型和/或细胞亚群为“提供信息的”。这些细胞特异性区域的实例在文献中为已知的，如，例如，基因CD3γ、δ和ε(WO2010/069499)；颗粒溶素基因(WO2010/125106)；CCR6基因(WO2011/135088)；FOXP3基因(WO2004/050706及Wieczorek等，QuantitativeDNAmethylationanalysisofFOXP3asanewmethodforcountingregulatoryTcellsinperipheralbloodandsolidtissue.CancerRes.2009年1月15日；69(2):599-608.)。

细胞-特异性标志物区域通常为这样的DNA区域，其含有仅在特定细胞类型中为亚硫酸氢盐-可转化的单个CpG或CpG岛，并由此表明特定细胞类型。另外，这些细胞特异性标志物区域将一种细胞类型与所有其它血细胞以及其它组织细胞区别开。

根据本发明，通过分析所述细胞特异性基因组区域中至少一个CpG位点的亚硫酸氢盐可转化性来鉴别和定量表观遗传血象的细胞。

因此，根据本发明的优选的方法，其中在下表4中所列出的区域内至少一个CpG位点的亚硫酸氢盐转化，表明在所述表中所列出的各自血细胞类型。对于给定的细胞类型，这些是例如下列基因组标志物区域：

在表4中，列出了含有对血细胞类型粒细胞、单核细胞、CD4+细胞、细胞毒性T-细胞、B-细胞、自然杀伤细胞和自然杀伤T-细胞特异的CpG的区域，以及其被称为“发现片段”(优选区域)和区别性“关注区域”(更优选区域)的SEQIDNO。发现片段包含对所示细胞类型特异的至少一个CpG，因此适于将该细胞类型与血象的所有其它细胞类型区别开。区别性关注区域(ROI)序列为这样的区域，其位于发现区域附近，且形成设计所示特定细胞类型的特异性测定的基础，且含有另外相关的CpG，即为了区分所示的细胞类型也可使用的CpG的序列。

在表4A至4J中，列出了含有对每个表头中所显示的各个血细胞类型特异的CpG区域。在“发现片段”栏中提供的序列为优选区域，且包含对各个表的细胞类型特异的(可通过显示的数据鉴别的)至少一个CpG。在本发明的不同实施方案和方面的上下文中，还包含的是每个标志物在人基因组中的“发现片段”序列上游和下游(因此为“附近”)的500个碱基对的区域。“发现片段”上游和下游的500个碱基对区域为表4A至4J的标志物的区别性ROI。

因此，本发明还涉及如上文所显示的表4以及4A至4J中任一个的“发现片段”或ROI(人基因组中的每个“发现片段”上游和下游500bp)的任一个内至少一个CpG位点的亚硫酸氢盐转化，这表明表4中所列的各个细胞类型。在本发明的所有实施方案和方面中，T-淋巴细胞血象因而可以含有上表4以及4A至4J中所列出的任何细胞类型以及这些细胞类型的任何组合。

嗜中性粒细胞(nGRC)的另外区域来源于脂质运载蛋白-2，嗜中性粒细胞明胶酶相关的脂质运载蛋白(LCN2)基因组区域(Ensembl-ID：ENSG00000148346)；在此被命名为AMP1730。AMP1730基因组序列和区别性ROI1132分别为SEQIDNO:686和685。也参见图2。

嗜酸性粒细胞(eGRC)的另外区域来源于蛋白聚糖2(PRG2)基因组区域(Ensembl-ID:ENSG00000186652)，在此分别被命名为AMP2034和2035。AMP2034和2035基因组序列以及区别性ROI1403分别为SEQIDNO:687，688和689。也参见图3。

优选地，选择如本文所述的细胞特异性基因区域以将一种细胞类型或细胞亚群与诸如如本文所述的白细胞血象、T-淋巴细胞血象、粒细胞血象、单核细胞血象、B-淋巴细胞血象和/或NK细胞血象的所有其它细胞类型区别开。因此，高度特异性的细胞类型标志物被用作鉴别和定量的基础，所述鉴别和定量并非基于蛋白表达水平而是基于细胞类型-特异性表观遗传信息。当细胞特异性富含CpG的基因组区域为亚硫酸氢盐可转化的或亚硫酸氢盐不可转化的，通过qPCR可检测的或不可检测的，以及基因组拷贝不会改变时，该方法提供了明确的是/否信息且不依赖于阈值。该方法还检测和鉴别以及定量可能无限数目的细胞亚群，例如，调节性T细胞的检测限为0.3％。

根据本发明优选的方法，其中被检测且因此针对表观遗传血象的细胞选自：白细胞血象、和/或T-淋巴细胞血象、和/或粒细胞血象、和/或单核细胞血象、和/或B-淋巴细胞血象、和/或NK细胞血象。

优选地，所分析的所述标志物区域对预选定血象的细胞为特异的，对于白细胞血象，这些细胞优选选自T-淋巴细胞、自然杀伤细胞、B-淋巴细胞、单核细胞、粒细胞及其组合；对于T-淋巴细胞血象，这些细胞优选选自CD3⁺CD4⁺、CD4⁺记忆细胞、CD4⁺效应细胞、CD4⁺初始细胞、CD3⁺CD8⁺、CD8阳性细胞、CD8⁺记忆细胞、CD8⁺效应细胞、CD8⁺初始细胞、CD3⁺CD8^-CD4^-、CD3⁺CD8⁺CD4⁺、NKT细胞、iTreg、Treg、Tfh、Th1、Th2、TH9、Th17、Th19、Th21、Th22、记忆和效应T辅助细胞及其组合；对于粒细胞血象，这些细胞优选选自嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜中性粒细胞和/或粒细胞髓源抑制性细胞及其组合；对于单核细胞血象，这些细胞优选选自CD14⁺单核细胞、CD14-单核细胞、巨噬细胞、浆细胞样树突状细胞、髓样-树突状细胞、中间型单核细胞、经典型单核细胞、非经典型单核细胞、和/或全部树突状细胞及其组合；对于B-淋巴细胞血象血象，这些细胞优选选自初始B细胞、前B细胞、记忆B细胞、过渡型B细胞和/或未成熟B细胞及其组合；以及对于NK细胞血象血象，这些细胞优选选自CD56^暗和/或CD56^亮NK细胞。

与术语“细胞-特异性区域”相反，术语“细胞非特异性区域”在此应意指在细胞和/或核酸的基因组中为非特异选择的基因区域，即对多于一种，优选对所有细胞类型和/或细胞亚群为特异的基因区域。这些细胞非特异性区域也包括某些标志物(如，例如，某些蛋白质标志物)的基因，如5’非翻译区、启动子区、内含子、外显子、内含子/外显子边界、3’区、CpG岛，并且特别包括亚硫酸氢盐处理之后扩增的特异性区域(扩增子)，所述特异性区域(扩增子)为多于一种细胞类型和/或细胞亚群“提供信息的”。由文献可知这些细胞非特异性区域的实例，且选自，例如包含以下基因的区域：管家基因，如GAPDH、ACTB(β-肌动蛋白)、UBC(泛素C)、核糖体蛋白质(例如RPS27A、RPS20、RPL11、RPL38、RPL7、RPS11、RPL26L1)、CALR(钙网蛋白)、ACTG1(γ肌动蛋白)、RPS20(核糖体蛋白质S20)、HNRPD(核糖核蛋白D)、NACA(新生多肽相关复合物α亚基)、NONO(八聚体结合蛋白质)、PTMAP7(前胸腺素)、GFRA4(GDNF受体α-4)、CDC42(GTP-结合蛋白质)、EIF3H(翻译起始因子)、UBE2D3(泛素结合酶)以及例如She等(Definition,conservationandepigeneticsofhousekeepingandtissue-enrichedgenes.BMCGenomics.2009年6月17日；10:269.)和PCT/EP2011/051601中所述的基因。

根据本发明，所述方法通常鉴别生物样品的定量细胞组成。根据本发明优选的方法，其中所述生物样品为未知细胞组成的样品。然而，也可定量已知细胞组成的样品，甚至部分已知组成的样品。

可将待分析的生物样品新鲜-冷冻保存、石蜡-包埋保存或者肝素、柠檬酸盐或EDTA-稳定化保存，因为样品中的细胞无需是完整的。本方法为非常稳健的，且与流式细胞术相比，允许细胞身份和数量以及样品组成的平行、独立评估。也提供了与FACS的非常好的相关性。

待分析的生物样品可为包含一种或多种细胞类型或疑似包含一种或多种待定量的细胞类型的任何样品。优选的材料/生物样品选自血样，特别是外周血样品、毛细管血样品或静脉血样品；血块；或被认为含有血细胞的样品，例如滑液、淋巴液、唾液、尿液；肿瘤样品；以及其它液体和组织样品；组织学制备物；DBS；人工产生的细胞及其混合物(例如细胞培养物样品)。

此外，根据本发明的另一方面，涉及本发明的方法，其还包括基于所产生的所述表观遗传血象来推断哺乳动物免疫状态的步骤。

此外，根据本发明的另一方面，涉及本发明的方法，其还包括通过将所鉴定的所述组成和/或血象与取自同一哺乳动物更早期的生物样品组成和/或与对照样品组成进行比较，而在所鉴定的所述生物样品中监测所述细胞组成的步骤。在这方面，例如，在药物治疗期间，可监测患者中细胞组成的修饰和变化。

然后，本发明的另一方面涉及诊断疾病或疾病易感性的方法，其包括根据本发明如上所述的方法，以及基于所鉴定的所述生物样品中的细胞组成来推断疾病或所述疾病易感性的步骤。在这方面，例如，可将患者中细胞组成的修饰和变化用于诊断疾病或疾病易感性，特别是当将样品与健康受试者的样品或与医学参考值范围进行比较时。优选地，所述生物样品为血样，特别是全血样品或外周血样品，且所述样品的细胞的基因组中的所述细胞特异性区域选自血细胞类型特异的区域。待诊断的疾病可选自免疫疾病或病症、移植排斥、传染病、癌症、神经疾病、过敏症、原发性免疫缺陷和继发性免疫缺陷以及血液恶性肿瘤，如，例如，淋巴肿瘤、成熟B-细胞肿瘤、成熟T–细胞肿瘤和成熟NK–细胞肿瘤、霍奇金淋巴瘤、移植后淋巴增殖性过程、HIV和AIDS、移植物抗宿主病、风湿性关节炎、红斑狼疮、乳腺癌、结直肠癌、食管癌、胃癌、白血病/淋巴瘤、肺癌、前列腺癌、子宫癌、皮肤癌、内分泌腺癌、肾癌、泌尿系统癌、胰腺癌、其它胃肠癌、卵巢癌、宫颈癌、头颈癌、腺瘤、出生缺陷、肌肉疾病、精神发育迟缓、肥胖症、糖尿病、妊娠糖尿病、多发性硬化症和哮喘。

在本发明的一个优选实施方案中，表观遗传血象的诊断用途还基于使用不同群体和/或/与不同亚群(亚血象)和/或/与根据所述表观遗传血象属于同一亚血象的细胞的比率。这样的比率为，例如但不限于，调节性T细胞群相对于CD3⁺T-淋巴细胞、或调节性T细胞相对于CD4⁺T-淋巴细胞群、或调节性T细胞相对于CD8⁺T-淋巴细胞群、或CD3⁺T-淋巴细胞相对于CD4⁺辅助性T-细胞、或CD3⁺T-淋巴细胞相对于CD8⁺细胞毒性T细胞、或CD4⁺辅助性T-细胞相对于CD8⁺细胞毒性T-细胞、或Th1相对于Th2、或Th1相对于Th17、或Th2相对于Th17、或记忆或初始CD4⁺辅助性T-细胞相对于CD3⁺T-淋巴细胞、或记忆CD8⁺细胞毒性T-细胞相对于CD3⁺T-淋巴细胞，所有都作为T-淋巴细胞血象的亚群；或者CD3⁺T-淋巴细胞相对于嗜中性粒细胞、或巨噬细胞相对于CD4⁺辅助性T-细胞；CD4⁺T-淋巴细胞相对于嗜中性粒细胞、或CD8⁺T-淋巴细胞相对于嗜中性粒细胞，所有都作为不同亚血象的细胞之间的关联；或者CD3⁺T-淋巴细胞相对于粒细胞、或B-淋巴细胞相对于CD3⁺T-淋巴细胞、或单核细胞相对于CD3⁺T-淋巴细胞、或单核细胞相对于B-淋巴细胞，所有都作为白细胞血象的群体比率；或者CD3⁺T-淋巴细胞或单核细胞或B-淋巴细胞、或粒细胞或NK细胞相对于总体白细胞。

但根据本发明且根据表观遗传血象所评估亚群的其它比率也可用作诊断方法。所述疾病可选自：免疫疾病或病症、移植排斥、传染病、癌症、神经疾病、过敏症、原发性免疫缺陷和继发性免疫缺陷以及血液恶性肿瘤，如，例如，淋巴肿瘤、成熟B-细胞肿瘤、成熟T–细胞肿瘤和成熟NK–细胞肿瘤、霍奇金淋巴瘤、移植后淋巴增殖性过程、HIV和AIDS、移植物抗宿主病、风湿性关节炎、红斑狼疮、乳腺癌、结直肠癌、食管癌、胃癌、白血病/淋巴瘤、肺癌、前列腺癌、子宫癌、皮肤癌、内分泌腺癌、肾癌、泌尿系统癌、胰腺癌、其它胃肠癌、卵巢癌、宫颈癌、头颈癌、腺瘤、出生缺陷、肌肉疾病、精神发育迟缓、肥胖症、糖尿病、妊娠糖尿病、多发性硬化症和哮喘。诊断用途涵盖但不限于疾病的诊断和/或疾病的随访和/或疾病易感性和/或监测化学或生物物质的作用。

在另一实施方案中，本发明的表观遗传血象被用于评估患者中发展疾病的风险，因此用于诊断目的。在本发明的一个优选实施方案中，用于评估发展疾病风险的表观遗传血象的诊断用途还基于使用不同群体和/或/与不同亚群(亚血象)和/或/与根据所述表观遗传血象属于同一亚血象的细胞的比率。这样的比率为，例如但不限于，调节性T细胞群相对于CD3⁺T-淋巴细胞、或调节性T细胞相对于CD4⁺T-淋巴细胞群、或调节性T细胞相对于CD8⁺T-淋巴细胞群、或CD3⁺T-淋巴细胞相对于CD4⁺辅助性T-细胞、或CD3⁺T-淋巴细胞相对于CD8⁺细胞毒性T细胞、或CD4⁺辅助性T-细胞相对于CD8⁺细胞毒性T-细胞、或Th1相对于Th2、或Th1相对于Th17、或Th2相对于Th17、或记忆或初始CD4⁺辅助性T-细胞相对于CD3⁺T-淋巴细胞、或记忆CD8⁺细胞毒性T-细胞相对于CD3⁺T-淋巴细胞，所有都作为T-淋巴细胞血象的亚群；或者CD3⁺T-淋巴细胞相对于嗜中性粒细胞、或巨噬细胞相对于CD4⁺辅助性T-细胞；CD4⁺T-淋巴细胞相对于嗜中性粒细胞、或CD8⁺T-淋巴细胞相对于嗜中性粒细胞，所有都作为不同亚血象的细胞之间的关联；或者CD3⁺T-淋巴细胞相对于粒细胞、或B-淋巴细胞相对于CD3⁺T-淋巴细胞、或单核细胞相对于CD3⁺T-淋巴细胞、或单核细胞相对于B-淋巴细胞，所有都作为白细胞血象的群体的比率；或者CD3⁺T-淋巴细胞或单核细胞或B-淋巴细胞、或粒细胞或NK细胞相对于总体白细胞。

但根据本发明且根据表观遗传血象所评估亚群的其它比率也可用于评估发展疾病的风险。本文所述实施方案的疾病可选自：免疫疾病或病症、移植排斥、传染病、癌症、神经疾病、过敏症、原发性免疫缺陷和继发性免疫缺陷以及血液恶性肿瘤如，例如，淋巴肿瘤、成熟B-细胞肿瘤、成熟T–细胞肿瘤和成熟NK–细胞肿瘤、霍奇金淋巴瘤、移植后淋巴增殖性过程、HIV和AIDS、移植物抗宿主病、风湿性关节炎、红斑狼疮、乳腺癌、结直肠癌、食管癌、胃癌、白血病/淋巴瘤、肺癌、前列腺癌、子宫癌、皮肤癌、内分泌腺癌、肾癌、泌尿系统癌、胰腺癌、其它胃肠癌、卵巢癌、宫颈癌、头颈癌、腺瘤、出生缺陷、肌病、精神发育迟缓、肥胖症、糖尿病、妊娠糖尿病、多发性硬化症和哮喘。诊断用途涵盖但不限于疾病的诊断和/或疾病的随访和/或疾病易感性和/或疾病风险的评估和/或监测化学或生物物质的作用。

如所示，根据本发明所评估的上述比率具有表明，例如受试者生存期间发展某些疾病的风险的潜能。发现了调节性T-淋巴细胞与CD3+T-淋巴细胞的比率在风险评估中的临床作用。在本发明的上下文中特别优选的是调节性T-淋巴细胞与CD3+T-淋巴细胞的比率增加，表明在生存期间发展癌症(癌性疾病)的风险。癌症选自但不限于上文所提供的列表，其中调节性T-淋巴细胞与CD3+T-淋巴细胞的比率增加的重要影响预期为肺癌发展，这为特别优选的。此外，比率具有预测移植物抗宿主病发展的潜能，其中在干细胞移植之后前两周内调节性T-淋巴细胞与CD4+T-淋巴细胞的比率增加预示移植物抗宿主病的发展。

此外，本发明的另一方面涉及鉴别化学或生物物质或药物对细胞组成的影响的方法，其包括如上所述根据本发明实施该方法，优选对从用所述物质处理或接触的哺乳动物获得的血样实施该方法，以及将在所述样品中的细胞组成与处理之前的样品组成或与未处理样品的组成进行比较。待用所述化学或生物物质或药物处理的哺乳动物可以为健康的或患有选自以下的疾病：免疫疾病或病症、移植排斥、传染病、癌症、神经疾病、过敏症、原发性免疫缺陷和继发性免疫缺陷以及血液恶性肿瘤，如，例如，淋巴肿瘤、成熟B-细胞肿瘤、成熟T–细胞肿瘤和成熟NK–细胞肿瘤、霍奇金淋巴瘤、移植后淋巴增殖性过程、HIV和AIDS、移植物抗宿主病、风湿性关节炎、红斑狼疮、乳腺癌、结直肠癌、食管癌、胃癌、白血病/淋巴瘤、肺癌、前列腺癌、子宫癌、皮肤癌、内分泌腺癌、肾癌、泌尿系统癌、胰腺癌、其它胃肠癌、卵巢癌、宫颈癌、头颈癌、腺瘤、出生缺陷、肌病、精神发育迟缓、肥胖症、糖尿病、妊娠糖尿病、多发性硬化症和哮喘。

此外，本发明的另一方面涉及诊断试剂盒及其用途，其包括试试如本文所述根据本发明的方法的材料，任选地具有使用说明书。诊断试剂盒特别地含有对关注区域特异的寡核苷酸(例如用于产生扩增子)、亚硫酸氢盐试剂和/或用于PCR的成分。诊断试剂盒及其用途涵盖但不限于疾病的诊断和/或疾病的随访和/或疾病易感性和/或疾病风险的评估和/或监测化学或生物物质的作用。

如上文所提及，当前在临床诊断和研究以及药物开发中，期望的是提供白细胞及其亚群的精确且综合性定量的新方法，即使生物样品不再完整。本发明克服了当前常规使用的定量方法、流式细胞术和免疫组织化学的大多数问题，但更重要地，克服了关于靶细胞绝对定量的qPCR的几个生化和技术问题。因此，本发明提供了有效检测和定量不同细胞群的方法。特别地，本方法首次允许评估综合性血细胞血象的独立于表达的方法。此外，本发明能够使时间范围灵活，其不依赖于快速样品处理，而是允许长期样品保存以及样品采集与样品处理之间的单独协调。

现将在以下实施例和附图中进一步解释本发明，然而，本发明不限于此。为了本发明的目的，本文所引用的所有参考文献通过引用整体并入本文。

图1显示表观遗传血象的示意概述。血象包括白细胞血象，其包括B细胞、单核细胞、粒细胞、CD3⁺T-淋巴细胞和NK细胞。每个亚群分别建立另外的细胞血象，即B-淋巴细胞血象、单核细胞血象、粒细胞血象、T-淋巴细胞血象和NK细胞血象。对于这五种亚细胞血象，描述了对应的细胞类型。这五种亚细胞血象中的每一种可被分成另外的亚群，例如T细胞细胞血象可被进一步分成CD4⁺辅助性T-细胞血象和CD8⁺细胞毒性血象。

图2显示表明细胞类型特异性基因组标志物区域中亚硫酸氢盐不可转化性的矩阵。分析了不同的细胞类型，表明通过亚硫酸氢盐处理，基因组区域AMP1730内的CpG可完全转化，这对应于0％的亚硫酸氢盐-不可转化性。粒细胞的总分数对应于嗜中性粒细胞。嗜中性粒细胞占粒细胞的约90％，嗜酸性粒细胞占粒细胞的约7％，嗜碱性粒细胞占粒细胞的约3％(参见实施例4)。

图3显示表明细胞类型特异性基因组标志物区域中亚硫酸氢盐不可转化性的矩阵。分析了不同的细胞类型，表明与给定的其它细胞类型相反，在基因组区域AMP2034和2035内的CpG可由亚硫酸氢盐高程度的转化且表明该特定细胞类型(参见实施例5)。

图4显示根据实施例7所扩增的测试-模板结果。unM(TpG模板)：亚硫酸氢盐-转化的测试-DNA；Meth(CpG模板)：亚硫酸氢盐未转化的测试-DNA；NTC：无模板对照；左图：Mg2+浓度，3.2mM；右图：Mg2+浓度，3.6mM。

SEQIDNo.1至689示出在本发明的上下文中所使用的序列。

实施例

本实施例已在已知和未知白细胞和T-淋巴细胞组成的样品上实施。本领域技术人员应理解，在没有过度负担和/或无需创造性的情况下，在表观遗传血象的背景中如何改进实验以便鉴定和定量其它细胞类型，特别是血细胞。

实施例1-使用已知组成的样品评估细胞特异性测定-校正因子

发明人提供了已知白细胞和T-淋巴细胞组成的人血样。经由流式细胞术分析该血样的组成。样品含有61％的粒细胞、12％的单核细胞、3％的B-淋巴细胞、4％的自然杀伤细胞和19％的T-淋巴细胞(表5)。T细胞群由13％的CD4⁺辅助性T细胞、1.4％的调节性T细胞、5％的CD8⁺细胞毒性细胞和2％的初始CD8⁺细胞组成。

在下一步中，分析已知白细胞和T-淋巴细胞组成的该样品的细胞类型特异性基因区域中的亚硫酸氢盐可转化的染色质的相对量，产生了亚硫酸氢盐可转化的染色质的独特的区别性细胞类型特异性模式，例如，对于粒细胞，为在嗜中性粒细胞明胶酶相关的脂质运载蛋白基因中的区域；对于单核细胞，为在白细胞免疫球蛋白样受体基因中的区域；对于B细胞，为IgE的低-亲和力受体的基因的区域；对于自然杀伤细胞，为在氧化固醇-结合蛋白样蛋白质5同工型a的基因中的区域；对于T-淋巴细胞，为在CD3D/G基因中的区域；对于CD4⁺辅助性T细胞，为在CD4基因中的区域；对于调节性T细胞，为在FOXP3基因中的区域；对于CD8⁺细胞毒性T细胞，为在CD8A/B基因中的区域；对于初始CD8⁺细胞，为在内皮唾酸蛋白基因中的区域。使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物通过qPCR进行分析，表明了含有亚硫酸氢盐可转化性的上述独特的所述细胞类型特异性模式的基因拷贝数目的相对量。细胞特异性基因拷贝的这些相对数目表明所述特异性细胞的相对量。

将特异性细胞(所述白细胞和T-淋巴细胞)的这种相对数目与流式细胞术的结果进行比较。将两种结果设置关联，并确定校正因子(表1)。流式细胞术显示61％的粒细胞，qPCR显示91.6％的粒细胞，因此细胞特异性粒细胞测定-校正因子为1.502。

对于每组评估，分别确定校正因子并将其并入测定-特异性校正因子的数据库中。除了独立且分别确定的校正因子(针对每组评估)以外，还可使用过去校正因子的平均值。

表5.细胞特异性测定-校正因子的评估。通过针对白细胞以及T-淋巴细胞的流式细胞术和qPCR评估人血样的细胞组成。使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物进行qPCR。接下来对未知组成的样品的qPCR的校正因子通过qPCR/FC比率来确定。(C-因子)校正因子，(FC)流式细胞术，(GRK01)内部样品编号。(qPCR)实时定量聚合酶链式反应。

实施例2-使用已知组成的样品利用所确定的测定-校正因子(如实施例1所示)来评估健康志愿者的未知血样中的绝对细胞组成

获得健康志愿者的未知白细胞和T-淋巴细胞组成的人血样，用于经由qPCR评估绝对白细胞和T-淋巴细胞组成。如实施例1，将血样DNA分离、经亚硫酸氢盐转化，以及使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物经由qPCR评估亚硫酸氢盐转化的DNA的相对量。相对于细胞非特异性DNA区域的亚硫酸氢盐-可转化的DNA(始终不依赖于细胞的恒定模式的亚硫酸氢盐-可转化性)，设置细胞特异性基因区域中亚硫酸氢盐可转化的DNA的量，以获得所评估细胞的相对量。

使用流式细胞术，在平行实验组中测定人血样中的粒细胞、单核细胞、B-淋巴细胞、自然杀伤细胞、T-淋巴细胞、CD4⁺辅助性T细胞、调节性T细胞和CD8⁺细胞毒性T细胞来确定细胞-特异性测定-校正因子(参见实施例1的方法；与实施例1相比，实施例2的人血样不同)。使用细胞特异性测定校正因子校正所获得的评估细胞的相对量。例如，患者样品S04的单核细胞的qPCR得出单核细胞的相对量为7.94％，但校正揭示单核细胞的绝对细胞量为3.69％。

预期属于白细胞血象的细胞总和为100％，属于T-淋巴细胞血象的细胞总和具有与白细胞血象中所确定的T-淋巴细胞完全相同的细胞量。已知的是，即使流式细胞术定量也有局限性，如上所述。

流式细胞术测量误差反映在qPCR校正中。另一方面，如本文所述，基于qPCR的表观遗传学独立地检测标志物表达的细胞类型。即使细胞特异性标志物以非常低的量表达，或根本不存在，表观遗传-qPCR也可检测这些细胞(例如，Th17细胞中所发现的，参见上文)。另外，某些细胞不表达细胞特异性标志物，即使这些细胞未进入已知与标志物表达相关的特异性细胞状态(例如，调节性T细胞中所发现的，参见上文描述)。通过基于表观遗传的qPCR不可检测这样的细胞。另外，对于该实施例，选择的T-淋巴细胞(CD4⁺辅助性T细胞、CD8⁺细胞毒性细胞)并未代表完整的T-淋巴细胞组(参见图1)。细胞血象代表科学知识的当前状态，且不能排除存在另外的细胞类型或存在其亚群的错误定义。

表6.来自健康志愿者血液的绝对细胞组成的评估。通过对白细胞以及T-淋巴细胞进行qPCR来评估人血样的细胞组成。使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物进行qPCR。在平行实验组中确定qPCR的校正因子(此处未详细描述，评估C-因子的实施例参见实施例1)。(C-因子)校正因子，(FC)流式细胞术，(S04)(S08)内部样品编号。(qPCR)实时定量聚合酶链式反应。

实施例3-使用已知组成的样品利用所确定的测定-校正因子(如实施例1所显示)来评估患有自身免疫疾病志愿者的未知血样中的绝对细胞组成

获得患有自身免疫疾病志愿者的未知白细胞和T-淋巴细胞组成的人血样，用于经由qPCR评估绝对白细胞和T-淋巴细胞组成。如实施例1，将血样DNA分离、经亚硫酸氢盐转化，以及经由qPCR评估亚硫酸氢盐转化的DNA的相对量。相对于细胞非特异性DNA区域的亚硫酸氢盐-可转化的DNA(始终不依赖于细胞的恒定模式的亚硫酸氢盐-可转化性)，设置细胞特异性基因区域中亚硫酸氢盐可转化的DNA的量，以获得所评估细胞的相对量。

使用流式细胞术，在平行实验组中测定人血样中粒细胞、单核细胞、B-淋巴细胞、自然杀伤细胞、T-淋巴细胞、CD4⁺辅助性T细胞、调节性T细胞和CD8⁺细胞毒性T细胞来确定细胞-特异性测定-校正因子(参见实施例1的方法；与实施例1相比，实施例3的人血样不同)。使用这些细胞特异性测定校正因子校正所获得的评估细胞的相对量。例如，T-淋巴细胞的qPCR评估T-淋巴细胞的相对量，患者M06为8.49％，患者M10为23.94％。校正揭示T细胞的绝对细胞量分别为5.4％和15.3％。

与来自健康患者的数据(参见实施例2)相比，对于患有自身免疫疾病的患者M06，观测到白细胞血象内白细胞的5种亚型有4种明显减少。对于患者M10，仅观测到B-淋巴细胞和单核细胞的绝对数目明显减少。

另外，两名患者之间的T-淋巴细胞亚型也观测到差异。对于患者M06，T-淋巴细胞的三种亚型的qPCR分析揭示CD4+辅助性T细胞以及CD8+细胞毒性细胞强烈减少，而调节性T细胞水平的减少较不显著。对于患者M10，与实施例2中两名健康患者的平均值相比，所有三种细胞水平同时减少约50-60％。

所有这些差异可能与，例如这两名患者的不同药物治疗和/或疾病阶段相关，并且提供了用于疾病诊断、预测以及伴随监测的临床常规手段。

表8.来自患有自身免疫疾病患者血液的绝对细胞组成的评估。使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物，通过对白细胞以及T-淋巴细胞进行qPCR来评估人血样的细胞组成。观测到某些细胞群水平明显降低，这是自身免疫疾病已知的。在平行实验组中确定qPCR的校正因子(此处未详细描述，评估C-因子的实施例参见实施例1)。(C-因子)校正因子，(FC)流式细胞术，(S04)(S08)内部样品编号。(qPCR)实时定量聚合酶链式反应。

实施例4-基于嗜中性粒细胞明胶酶相关的脂质运载蛋白(LCN2)的基因中的AMP1730来检测嗜中性粒细胞(参见图2)

图2示出表明细胞类型特异性基因组标志物区域中亚硫酸氢盐-不可转化性的矩阵。分析了不同的细胞类型，表明通过亚硫酸氢盐处理，基因组区域AMP1730内的CpG为完全可转化的，这对应于0％的亚硫酸氢盐-不可转化性。在嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞内，AMP1730的特异性CpG不可通过亚硫酸氢盐转化。因此，附图中的术语“(总)粒细胞”对应于嗜中性粒细胞。嗜中性粒细胞占粒细胞的约90％，嗜酸性粒细胞占粒细胞的约7％，嗜碱性粒细胞占粒细胞的约3％。

AMP1730-嗜中性粒细胞测定

表7-AMP1730的差别性质量(Discriminatoryquality):使用AMP1730的测定特异性引物对“样品”中指定的细胞进行qPCR，以分析由AMP1730给定的基因组区域中存在的CpG的亚硫酸氢盐-可转化性。将来自纯化的细胞样品的DNA分离、经亚硫酸氢盐处理，以及通过使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物进行qPCR测定。通过将AMP1730的亚硫酸氢盐-可转化的DNA的拷贝数与AMP1730的亚硫酸氢盐-不可转化的DNA的拷贝数进行比较来评估细胞的相对量，命名为“TpG/CpG-体系”(可转化的拷贝数/(可转化的拷贝数+不可转化的拷贝数)＝细胞类型％)。将细胞纯化并经由流式细胞术分选。在嗜中性粒细胞样品内，使用AMP1730，超过95％的细胞被检测为嗜中性粒细胞。(bGRAN)嗜碱性粒细胞，(eGRAN)嗜酸性粒细胞，(nGRAN)嗜中性粒细胞，(MOC)单核细胞，(THC)CD3⁺CD4⁺T-淋巴细胞，(CTL)细胞毒性CD3⁺CD8⁺T-淋巴细胞，(NKC)CD3-自然杀伤细胞，(NKT)CD3⁺自然杀伤细胞，(BLC)B-淋巴细胞。

实施例5-基于AMP2034和/或2035(PRG2)的嗜酸性粒细胞的检测

表明细胞类型特异性基因组标志物区域中亚硫酸氢盐-不可转化性的矩阵。分析了不同的细胞类型，表明与给定的其它细胞类型相反，在基因组区域AMP2034和2035内的CpG可由亚硫酸氢盐高程度的转化，且表明这种特定细胞类型(参见图3)。

实施例6-使用亚硫酸氢盐-不可转化的核酸分子(质粒标准物)作为归一化标准物来评估细胞特异性测定-校正因子

发明人将亚硫酸氢盐不可转化的基因组质粒标准物研发为归一化标准物。这些基因组质粒标准物中的一种包括对稳定的调节性T细胞(Treg细胞)特异的标志物区域(TSDR区域)以及对细胞类型非特异的标志物区域(GAPDH，管家基因，检测所有细胞，100％的细胞)。该质粒标准物被用于确定允许评估未知血样内稳定的Treg的绝对量的Treg-特异性测定校正因子。

在第一步中，提供了未知组成的人血样，分离DNA，并经亚硫酸氢盐处理。之后，评估亚硫酸氢盐转化的TSDR拷贝和GAPDH拷贝的量(表8，第2部分)。使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物进行这些qPCR分析(表8，第1部分)，表明含有TSDR标志物区域以及GAPDH标志物区域的亚硫酸氢盐-转化的DNA拷贝数(表8，第2部分)。稳定的Treg的相对量计算为亚硫酸氢盐转化的TSDR拷贝数相对于亚硫酸氢盐转化的GAPDH拷贝数的百分比。

亚硫酸氢盐-转化的TSDR拷贝数/亚硫酸氢盐-转化的GAPDH拷贝数x100＝％Treg

67,70/6026,67x100＝1.123％

稳定的调节性T细胞的细胞类型特异性区域TSDR，位于X-染色体。对于妇女，已知X-染色体的一个等位基因的表观遗传沉默。当计算稳定的Treg的相对量时，通过使用因子2推导出该影响(最终结果＝2.25％稳定的Treg)(表8，第2部分)。

在第二步中，基于所述基因组质粒标准物来评估Treg-特异性测定-校正因子。所述质粒标准物为亚硫酸氢盐转化的，并且使用对Treg细胞和GAPDH的亚硫酸氢盐-转化的标志物区域特异的引物，通过qPCR来评估质粒拷贝数。还使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物进行这些qPCR分析(表8，第1部分)。Treg细胞和GAPDH的qPCR效率应相等，因为新基因组的亚硫酸氢盐未转化的质粒标准物(底物)含有等摩尔量的Treg细胞特异性和GAPDH-特异性基因组拷贝。因此，所评估的Treg拷贝数与GAPDH拷贝数的偏差对应于测定效率的差异。

Treg(TSDR)拷贝数＝6760对比GAPDH拷贝数＝6273,33

该偏差定义了细胞类型测定-特异性校正因子。例如：

Treg(TSDR)拷贝数/GAPDH拷贝数/100＝6760/6273,33＝1,077

对于Treg细胞，对测定校正因子1.1(平均值，n＝3)进行评估(表8，第3部分)。在未知血样WB01内，将Treg细胞的相对量通过因子1.1校正，产生2.05％的Treg细胞的绝对量。

Treg细胞的相对量/特异性测定-校正因子＝Treg的绝对量

2.25％/1.1＝2.05％的Treg细胞

表8：使用亚硫酸氢盐-未转化的核酸分子作为质粒标准物来评估Treg-特异性测定-校正因子。

实施例7-用于检测和区别嗜中性粒细胞的细胞特异性qPCR测定的开发

检测细胞类型特定的差异性亚硫酸氢盐可转化性：

将来自纯化的嗜中性粒细胞(neutrophilgranulocytes/neutrophils)、单核细胞、CD4+细胞、CD8+细胞、B细胞、NK-细胞和NKT细胞的DNA经亚硫酸氢盐-处理，并分析不同的CpG二核苷酸基序处的亚硫酸氢盐转化的DNA。然后，发明人将这些CpG二核苷酸的亚硫酸氢盐可转化性(发现在原始(基因组)序列中被甲基化的胞嘧啶的C对比在原始序列中未被甲基化的胞嘧啶的T)进行比较(参见表4，位点259)。

令人惊讶地，发现与所测试的所有其它血细胞类型相比，脂质运载蛋白-2的基因组区域中的特异性区域在嗜中性粒细胞中差异性甲基化。这些区域被定义为发现片段，如，例如嗜中性粒细胞的SEQID517(表4，位点259)。

亚硫酸氢盐可转化性的验证：

然后，在发现差异性亚硫酸氢盐可转化性后，发明人通过亚硫酸氢盐测序的方法分析较大基因组区域。该后面的程序用作探索和扩展所发现的差异性甲基化的区域，并且例如，用本文所公开的脂质运载蛋白-2基因内的差异性亚硫酸氢盐转化的发现片段SEQID517来进行(参见表4，SEQID517发现片段和SEQID518区别性关注区域(ROI))。

在定义成SEQID518的区别性ROI内，鉴定了待被分析的包括优选的CpG位点的优选关注区域(扩增子(AMP)1730，参见图2和SEQID685)。

细胞类型特异性qPCR测定的开发：

在AMP1730中，基于使用的扩增引物和探针进行详细分析，以开发高度特异性qPCR测定。设计并测试了亚硫酸氢盐转化的嗜中性粒细胞特异性AMP1730的扩增引物(正向和反向)以及探针(数据未示出)。

为了开发用于测定的特别优选的“完美”引物体系，开发了这样的引物，其并非100％对应于原始亚硫酸氢盐转化的序列但包括意外增加特异性的特定错配。引物序列中的错配加下划线且加粗。

TpG体系(在亚硫酸氢盐-转化的DNA中检测TpG位点)：

正向引物：q1730nm2Fw2_M1:ACCAAAAATACAACACTTCAA；

反向引物：q1730nm2R2:GGTAATTGTTAGTAATTTTTGTG；

水解探针：q1730nm2P4:FAM-CACTCTCCCCATCCCTCTATC-BHQ1。

CpG体系(在亚硫酸氢盐-转化的DNA中检测CpG位点)：

正向引物：q1730_m2F1:TACCAAAAATACAACACTCCG

反向引物：q1730_m2R2_M1:AGGTAATTGTTAGTAATTTTTACG

水解探针：q1730m2P1:HEX-CTCACTCTCCCCGTCCCTCTATC-BHQ1

基于测试-模板测试TpG-特异性PCR-体系的技术特异性(参见图4)。发现TpG和CpG特异性PCR体系分别对亚硫酸氢盐转化的模板和亚硫酸氢盐未转化的模板为高度特异的。另外，TpG-特异性和CpG-特异性PCR体系分别未显示与CpG和TpG模板的交叉反应性(图4显示TpG-特异性PCR体系)。为了进一步增加qPCR引物体系的特异性，Mg2+浓度从(通常应用的)3.2mM增加至3.5mM(参见图4)。

使用某些所分选的细胞部分以及使用全血样来测试嗜中性粒细胞-特异性qPCR-体系的生物学特异性(参见表9)。发现所建立的qPCR测定对嗜中性粒细胞为高度特异的。

由亚硫酸氢盐转化的嗜中性粒细胞-特异性标志物的拷贝数与样品中亚硫酸氢盐转化的和亚硫酸氢盐未转化的嗜中性粒细胞-特异性标志物的拷贝数总和如下计算样品中嗜中性粒细胞的相对量：

嗜中性粒细胞％＝

亚硫酸氢盐转化的嗜中性粒细胞拷贝数/亚硫酸氢盐未转化的嗜中性粒细胞拷贝数x100；

嗜中性粒细胞％＝253.67/(253.67+152.67)x100＝62.43

本测定在这样的意义中为特别的：使用“常见的”合适引物和标准物PCR-方案扩增亚硫酸氢盐-转化的嗜中性粒细胞-靶-DNA未提供充分的结果。仅在PCR中使用本文所确定的策略性位点处设计具有突变(“错配”)的扩增引物，连同使用较高Mg²⁺-浓度之后，允许嗜中性粒细胞-靶区域的有效扩增。

在下一步中，可设计基因组质粒标准物，以及可评估细胞特异性测定-校正因子(参见实施例6)。

实施例8-使用亚硫酸氢盐-未转化的核酸分子(基因组质粒标准物)作为归一化标准物来评估细胞特异性测定-校正因子以定量细胞的绝对数/ 微升

发明人开发亚硫酸氢盐未转化的基因组质粒标准物作为归一化标准物。这些基因组质粒标准物中的一种包括对T-淋巴细胞特异的标志物区域以及为细胞类型非特异的标志物区域(GAPDH，管家基因，检测所有细胞，100％的细胞)。每种单个质粒含有相同拷贝数的这两种标志物区域(等摩尔)；这些质粒中的两种对应于DNA拷贝数/单个免疫细胞，因此被视为单个细胞。将含有限定数目的所述基因组质粒分子的储备液用于确定T-淋巴细胞-特异性测定-校正因子以及评估未知血样中T-淋巴细胞的绝对数/微升。

在第一步中，分离未知组成的四个人血样的DNA。将该分离的DNA以及基因组质粒标准物的基因组质粒经亚硫酸氢盐处理。随后，通过qPCR评估亚硫酸氢盐转化的T-淋巴细胞-特异性标志物区域和GAPDH-特异性标志物区域的拷贝量(表10，B、C部分)。使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物进行这些qPCR分析(表10，A部分)，表明亚硫酸氢盐-转化的DNA的相对数以及含有T-淋巴细胞-特异性标志物区域和GAPDH标志物区域的基因组质粒拷贝的相对数(表10，B、C部分)。

未知血样中T-淋巴细胞的相对量百分比被计算为亚硫酸氢盐转化的T-淋巴细胞-特异性标志物的拷贝数相对于亚硫酸氢盐转化的GAPDH拷贝数(表10，B部分)。

(例如RD260314)：1896,7/6570,0x100＝28.87％

在下一步骤中，基于所述基因组质粒标准物来评估T-淋巴细胞-特异性测定-校正因子(表GR，C部分)。如上所述，所述基因组质粒标准物为亚硫酸氢盐转化的，并且使用对T-淋巴细胞和GAPDH的亚硫酸氢盐-转化的标志物区域特异的引物通过qPCR来评估质粒的拷贝数。还使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物进行这些qPCR分析(表10，A部分)。T-淋巴细胞和GAPDH的qPCR效率应相等，因为新基因组的亚硫酸氢盐未转化的质粒标准物含有等摩尔量的T-淋巴细胞-特异性标志物区域和GAPDH-特异性标志物区域。因此，所评估的基因组T-淋巴细胞拷贝数与GAPDH拷贝数的偏差对应于qPCR测定效率的差异。

例如，平均T-淋巴细胞拷贝数＝6058对比平均GAPDH拷贝数＝5483

该偏差定义了细胞类型测定-特异性校正因子：

平均T-淋巴细胞拷贝数/平均GAPDH拷贝数＝6058/5483＝1.1。

对于T-淋巴细胞，对测定校正因子1.1(平均值，n＝2)进行评估(表10，C部分)。在未知血样RD260314中，将T-淋巴细胞的相对量通过因子1.1校正，产生26.24％的T-淋巴细胞的绝对量(表10，D部分)。

T-淋巴细胞的绝对量＝T-淋巴细胞的相对量/特异性测定-校正因子

例如：28,87％/1.1＝26,24％的Treg细胞

另外，评估未知血样内T-淋巴细胞的绝对数/微升(表10，E部分)。如上所述，所述基因组质粒标准物(储备液为6250个拷贝/微升)为亚硫酸氢盐转化的，并且使用对T-淋巴细胞的亚硫酸氢盐-转化的标志物区域特异的引物通过qPCR来评估质粒的拷贝数(C部分)。使用亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物进行这些qPCR(A部分)。

由储备液的已知、初始基因组质粒数(6250个拷贝)和未知血样内T-淋巴细胞-特异性标志物的qPCR所评估的拷贝数(参见B部分)相对于qPCR所评估的基因组质粒标准物拷贝数(参见C部分)计算未知血样内T-淋巴细胞的量/微升。

T-淋巴细胞/μl＝质粒拷贝数/μlx亚硫酸氢盐-转化的T-淋巴细胞-特异性标志物拷

(例如RD260314):(6250x1896,7)/(6058,3x2)＝978个T-淋巴细胞/μl

(参见下表10)

表10：使用亚硫酸氢盐-未转化的核酸分子作为质粒标准物来评估Treg-特异性测定-校正因子。

Claims

1.产生表观遗传血象的方法，其包括以下步骤：在表观遗传学上检测生物样品中的血细胞，以及使用归一化标准物定量所检测的所述血细胞，其中所述归一化标准物为核酸分子，其包含对待检测的每种所述血细胞特异的至少一种标志物区域，以及为细胞非特异的至少一种对照区域，其中所述区域以相同拷贝数存在于所述分子和/或已知组成的天然血细胞样品中。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述归一化标准物为亚硫酸氢盐-未转化的或亚硫酸氢盐-转化的核酸分子。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述亚硫酸氢盐-未转化的或亚硫酸氢盐-转化的核酸分子选自质粒、酵母人工染色体(YAC)、人类人工染色体(HAC)、P1-来源的人工染色体(PAC)、细菌人工染色体(BAC)和PCR-产物。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述天然血细胞样品为已知细胞组成的血样和/或已知血细胞类型和免疫细胞类型组成的血样，且优选为提前制备的。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其还包括用测定特异性校正因子来校正所产生的所述表观遗传血象的步骤。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其还包括基于所述检测和定量来获得综合性血象的步骤。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中检测细胞类型标志物区域，将特异性细胞类型和/或至少一种特异性细胞亚群与白细胞血象、T-淋巴细胞血象、粒细胞血象、单核细胞血象、B-淋巴细胞血象和/或NK-细胞血象的其它细胞区别开。

8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述至少一种细胞非特异性对照区域选自在待检测的所有细胞中表达的基因，诸如，例如管家基因。

9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述归一化标准物为亚硫酸氢盐-未转化的，并且含有至少一个亚硫酸氢盐-可转化的CpG位点。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述生物样品中的细胞类型的所述定量基于使用所述亚硫酸氢盐-未转化的归一化标准物或使用所述亚硫酸氢盐-转化的归一化标准物，将细胞类型特异性和非特异性染色质的相对量归一化。

11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中使用所述亚硫酸氢盐-未转化的归一化标准物的所述归一化指示所述生物样品内细胞含量的绝对量和/或百分比。

12.如权利要求5至11中任一项所述的方法，其中使用所述归一化标准物，通过将所述天然血细胞样品的定量组成与所述天然血细胞样品的亚硫酸氢盐-可转化的染色质的相对量进行比较来获得每种细胞类型特异性和非特异性测定的所述测定校正因子。

13.如权利要求5至11中任一项所述的方法，其中所述生物样品内细胞的相对量的所述校正通过使用所述测定校正因子获得，并且指示所述生物样品内细胞含量的绝对量和百分比。

14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述生物样品为未知细胞组成的样品。

15.如权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述生物样品选自哺乳动物体液诸如例如外周血样品、毛细管血样品或静脉血样品或其亚组分诸如例如外周血单核细胞，血块，干血斑，组织样品，器官样品，干燥的、冷冻的、包埋的、保存的和新鲜的体液或组织样品。

16.如权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述表观遗传血象包括白细胞血象、和/或T-淋巴细胞血象、和/或粒细胞血象、和/或单核细胞血象、和/或B-淋巴细胞血象、和/或NK细胞血象。

17.如权利要求16所述的方法，其中

a)所述白细胞血象选自T-淋巴细胞、自然杀伤细胞、B-淋巴细胞、单核细胞和/或粒细胞及其组合，

b)所述T-淋巴细胞血象选自CD3⁺CD4⁺、CD4⁺记忆细胞、CD4⁺效应细胞、CD4⁺初始细胞、CD3⁺CD8⁺、CD8⁺记忆细胞、CD8⁺效应细胞、CD8⁺初始细胞、CD3⁺CD8^-CD4^-、CD3⁺CD8⁺CD4⁺、NKT细胞、iTreg、Treg、Tfh、Th1、Th2、TH9、Th17、Th19、Th21、Th22、记忆和/或效应辅助性T细胞及其组合，

c)所述粒细胞血象选自嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜中性粒细胞、全部嗜中性粒细胞、和/或粒细胞髓源抑制性细胞及其组合，

d)所述单核细胞血象选自CD14⁺单核细胞、CD14^-单核细胞、巨噬细胞、浆细胞样树突状细胞、单核细胞髓源抑制性细胞、中间型单核细胞、经典型单核细胞、非经典型单核细胞、和/或全部树突状细胞及其组合，

e)所述B-淋巴细胞血象选自初始B细胞、前B细胞、记忆B细胞、过渡型B细胞和/或未成熟B细胞及其组合，以及

f)所述NK细胞血象选自CD56^暗和/或CD56^亮NK细胞。

18.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述至少一个待分析的CpG位点存在于转录起始上游的5’区、启动子区、5’或3’非翻译区、内含子、外显子/内含子边界和/或转录终止下游的3’区中的标志物区域。

19.如权利要求1至16中任一项所述的方法，其中SEQIDNo1至684任一个中至少一个CpG位点的亚硫酸氢盐转化指示表4中所列出的各自细胞类型，或者其中SEQIDNo685或686任一个中至少一个CpG位点的亚硫酸氢盐转化指示嗜中性粒细胞，或者其中SEQIDNo687至689任一个中至少一个CpG位点的亚硫酸氢盐转化指示嗜酸性粒细胞。

20.如权利要求1至19中任一项所述的方法，其还包括在表观遗传血象的在先评估期间，生成包括关于所估计的细胞特异性测定-校正因子的信息的知识库的步骤。

21.如权利要求1至20中任一项所述的方法，其中所述确定亚硫酸氢盐-可转化的和/或亚硫酸氢盐不可转化的DNA或核酸的相对量包括选自以下的方法：特异性酶消化或染料排除技术、亚硫酸氢盐测序、下一代测序、纳米孔测序、单分子实时测序、启动子区中的表观遗传修饰分析、使用对亚硫酸氢盐-转化的DNA特异的引物、使用对亚硫酸氢盐-转化的DNA特异的阻断寡核苷酸、使用荧光标记的淬灭的寡核苷酸探针，使用对亚硫酸氢盐-转化的DNA特异的单核苷酸引物延伸的引物、数字或定量PCR分析、以及特异性选择性(核酸和/或染色质)沉淀。

22.如权利要求1至21中任一项所述的方法，其还包括基于所产生的所述表观遗传血象来推断哺乳动物的免疫状态的步骤。

23.如权利要求1至22中任一项所述的方法，其还包括通过将所产生的所述组成和/或血象与取自同一哺乳动物更早期样品的组成和/或与对照样品的组成进行比较，在所鉴定的所述生物样品中监测所述细胞组成的步骤。

24.诊断疾病或疾病易感性或评估发展疾病风险的方法，其包括权利要求1至23中任一项所述的方法，以及基于所鉴定的所述生物样品中的细胞组成来推断所述疾病或所述疾病易感性。

25.鉴定化学物质或生物物质对细胞组成的影响的方法，其包括对从用所述物质处理的哺乳动物获得的血样实施权利要求1至24中任一项所述的方法，以及将所述样品中的细胞组成与未处理样品的组成进行比较。

26.产生表观遗传血象的试剂盒，其包括用于实施权利要求1至22中任一项所述的方法的材料，任选地具有使用说明书。

27.权利要求26所述的产生表观遗传血象的试剂盒的用途。