JP2013503373A - 放物線状曲線に対するpcrのエルボー値の決定 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、PCR曲線を処理するための、そして放物線状PCR曲線の存在を識別するためのシステム及び方法を提供する。一実施態様によれば、PCR曲線の区分線形近似を使用することにより、放物線状PCR曲線の場合に、より現実的なエルボー値が決定されるのを可能にする。
本発明は、放物線形状のPCR曲線を識別し、そしてCt値を決定するためにこのような曲線を処理するシステム及び方法を提供する。
図1に示されたリアルタイムPCR成長を考察する。各曲線のCt値又はエルボー値と呼ばれる数値を図1から得ることが望まれる。図示のように、PCR曲線の実データが放物線形状の曲線をもたらすことがしばしばある。このような放物線形状の曲線に対しては、標準的なCt決定プロセスはうまく働かない。表1を参照しながら上述したように、実線で示された曲線のエルボー値は、通常シグモイド曲線に割り当てられる値と一致するのに対して、破線で示された放物曲線のエルボー値は、この曲線に典型的に割り当てられる値よりも著しく高い。
1.所与のデータポイントの終わりまでの、x*から始まるデータポイントに対する二次フィットを計算する。もしもこのフィットのR2値が、あらかじめ決められた閾値(デフォルト=0.90以上)を上回るならば、CT値を受け入れる。一の実施態様において、閾値を0.99に設定する。
2.(全てのサイクルにわたる)生データに対する区分線形フィットのR2値>閾値(デフォルト=0.85以上)。一の実施態様において、閾値を0.95に設定する。
3.a>0であり且つc>0であるならば、比c/aは、所与の閾値(デフォルト=1.1)よりも大きい。
サイクル25からサイクル49までのx*値に対して、等式Iの回帰曲線フィットを行った。曲線フィット毎に、等式3に従ってAICを計算した。図3に示されているのは、図1に示された破線曲線に相当するサイクル25からサイクル49までの、サイクル数に対するAICのプロットである。最小AICは、サイクル数41において発生することが見いだされ、そしてx*=41を使用した等式1の係数が{a=0.002472;b=0.03460;c=0.25387}であることが見いだされた。これらの係数は、等式2において関数を最小化することにより決定した。この区分線形フィットは3つの条件が満たされたため、受け入れられる。すなわち:
(1)c>0及びc/a=102.7、これは閾値1.1よりも大きい。
(2)サイクル41からサイクル50までの生データの二次フィットのR2値が0.99967であり、これは閾値0.90又は0.99よりも大きい。
(3)全てのサイクル数にわたる区分線形フィットのR2値は0.9872であり、これは閾値0.85又は0.95よりも大きい。
Claims (15)
- 放物線形状を有するリアルタイムPCRデータ曲線のCt値を決定するコンピュータ実行方法であって、
コンピュータシステムで実行される以下のステップ:
− PCR成長曲線を表す、複数の座標値(x,y)を有するデータセットを受信し;
− x*で終わる第1線形セグメントと、x*で始まる第2線形セグメントとを有する2セグメント区分線形関数を使用して、前記データセットを近似し;
− a)前記データセットの終わりまでの、x*で始まるデータポイントに対する二次フィットのR2値が、あらかじめ決められた閾値0.90を上回るかどうか;そして、
b)前記データセットのほぼ全てにわたる2セグメント区分フィットのR2値が閾値0.85を上回るかどうか;そして、
c)前記第2セグメントの傾き及び該第1セグメントの傾きの両方がゼロよりも大きい場合、該第2セグメントの傾きが該第1セグメントの傾きよりも大きいかどうか
を決定し;そして、もしそうであれば:
− 前記第2線形セグメントと、ベースライン減算された水平ラインの平均値との交点を決定することによって、前記データセットのCt値を推定し;そして
− 前記Ct値を表示又はさらなる処理のために出力すること
を含む、前記方法。 - x*は、前記目的関数を、x=n0からn−1までの全てのデータポイントに適用することにより決定され、nは前記データセットの長さであり、n0はあらかじめ決められた出発座標であり、そしてx*は、最小の赤池情報量係数(AIC)を有するxの値として決定される、請求項3に記載の方法。
- 前記データセットの終わりまでの、x*で始まるデータポイントに対する二次フィットのR2値が、あらかじめ決められた閾値を上回るかどうかを決定する際に、前記あらかじめ決められた閾値が0.99である、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記データセットのほぼ全てにわたる2セグメント区分フィットのR2値が閾値を上回るかどうかを決定する際に、前記閾値が0.95である、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- 放物線形状を有するリアルタイムPCRデータ曲線のCt値を決定するためにプロセッサを制御するコードを記憶する有形のコンピュータ可読媒体であって、前記コードは、プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサが、
− PCR成長曲線を表す、複数の座標値(x,y)を有するデータセットを受信し;
− x*で終わる第1線形セグメントと、x*で始まる第2線形セグメントとを有する2セグメント区分線形関数を使用して、前記データセットを近似し;
− a)前記データセットの終わりまでの、x*で始まるデータポイントに対する二次フィットのR2値が、あらかじめ決められた閾値0.90を上回るかどうか;そして、
b)前記データセットのほぼ全てにわたる2セグメント区分フィットのR2値が閾値0.85を上回るかどうか;そして、
c)前記第2セグメントの傾き及び前記第1セグメントの傾きの両方がゼロよりも大きい場合、前記第2セグメントの傾きが前記第1セグメントの傾きよりも大きいかどうか
を決定し;そして、もしa),b)及びc)であれば:
− 前記第2線形セグメントと、ベースライン減算された水平ラインの平均値との交点を決定することによって、前記データセットのCt値を推定し;そして
− 前記Ct値を表示又はさらなる処理のために出力する、
ようにする指示を含んでいる、コンピュータ可読媒体。 - リアルタイム・ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)システムであって、PCR分析モジュールと、インテリジェンス・モジュールとを含み、
− 前記PCR分析モジュールは、PCR増幅曲線を表すPCRデータセットを生成し、前記データセットは、それぞれが一対の座標値(x,y)を有する複数のデータポイントを含み、前記データセットは、サイクル閾値(Ct)値を含む当前記領域内にデータポイントを含み;
− 前記インテリジェンス・モジュールは、
− x*で終わる第1線形セグメントと、x*で始まる第2線形セグメントとを有する2セグメント区分線形関数を使用して、前記データセットを近似し;
− a)前記データセットの終わりまでの、x*で始まるデータポイントに対する二次フィットのR2値が、あらかじめ決められた閾値0.90を上回るかどうかを決定し;そして、
b)前記データセットのほぼ全てにわたる2セグメント区分フィットのR2値が閾値0.85を上回るかどうかを決定し;そして、
c)前記第2セグメントの傾き及び前記第1セグメントの傾きの両方がゼロよりも大きい場合、前記第2セグメントの傾きが前記第1セグメントの傾きよりも大きいかどうかを決定する
ことによって、前記PCR成長曲線が放物線形状を有するかどうかを決定し;そして、もしそうであれば:
− 前記第2線形セグメントと、ベースライン減算された水平ラインの平均値との交点を決定することによって、前記データセットのCt値を推定し;そして
− 前記前記Ct値を表示又はさらなる処理のために出力する
ことによってCt値を決定するためにPCTデータセットを処理するように適合されている、
リアルタイム・ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)システム。
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