JP2013538589A - 自閉症を診断するための組成物及び方法 - Google Patents

自閉症を診断するための組成物及び方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、自閉症を診断するためのJARID2遺伝子における多型の使用を特徴とする方法を提供する。
【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、以下の2010年10月7日に出願された米国仮特許出願第61/391,035号の優先権を主張し、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
連邦が支援する研究下でなされた発明に対する権利の宣言
この研究は、国立衛生研究所(National Institutes of Hea
lth)からの以下の補助金、すなわち補助金第MH060007号により支援された。
政府は本発明に一定の権利を有している。
自閉症スペクトラム障害(MIM 209850)は、自閉症、アスペルガー症候群、
及び特定不能の広汎性発達障害(PDD−NOS)を含む一群の神経発達障害である。これらの障害は、コミュニケーション及び社会的相互作用における機能障害、並びに常同行動の存在に特徴付けられる。自閉症の性比は男性対女性が4対1で、その疾患の罹患率は100人当たり1人を超えると推定される。自閉症スペクトラム障害の病因は不明であるが、家系及び双子の研究は、一卵性及び二卵性双生児の高いリスク比、並びに50から100の兄弟姉妹相対危険度を示して、自閉症を発症する疾病素質が主として遺伝的に決定されることを示唆する。
自閉症は遺伝性の高い神経発達障害であるが、特異的感受性遺伝子を同定する試みは、今までのところ限られた成功を収めている。自閉症スペクトラム障害の高い遺伝率にもかかわらず、自閉症遺伝子を同定するのは困難である。自閉症症例の10%までは、まれな配列及び遺伝子量変異体、例えば、NRXN1、NLGN3/4X、SHANK3、並びに15q11−q13及び16p11.2のコピー数変異体における変異による可能性がある。Rett症候群、脆弱X症候群、神経線維腫症1型、結節性硬化症、Potocki−Lupski症候群、及びスミス・レムリ・オピッツ症候群を含む、病因論が公知であるいくつかの疾患も、自閉症に関連している(Abrahams and Geschwind 2008; Zafeiriou et al. 2007)。しかしながら、自閉症スペクトラム障害の残りの90%は、家族性が高い一方、遺伝的な病因は不明である。50万又はそれ以上のマーカーを使用するゲノムワイド関連研究、特にメタ解析によって達成された非常に大きな試料サイズを用いたものは、他の複雑な遺伝形質に関する遺伝子マッピングにおいて大成功を示している。
早期診断及び早期介入により、自閉症の多くの症状を改善することができる。このような介入は、乳児及び幼児が言語及び社会的技能を発達させているときに最も効果的である。現在、自閉症の小児のほとんどは、約5歳になるまで確定診断を待っている。この時点で、介入が最も効果的である年齢をかなり過ぎている。遺伝子マーカー、及びこのようなマーカーを使用して乳児及び幼児が自閉症を有しているか又は発症する傾向を有しているかを同定する方法が、緊急に必要である。このようなマーカーは、疾患の根本的原因である分子機構を解明することにもなるだろう。
本発明は、自閉症及び自閉症スペクトラム障害に関連する遺伝子変異、並びに自閉症及び自閉症関連障害を有しているか又は発症する傾向を有している対象を診断するためにこのようなマーカーを使用する方法を提供する。
一態様において、本発明は、一般に対象における自閉症又は自閉症スペクトラム障害の遺伝的素因、又はその存在を確認する方法を特徴とし、その方法は対象に由来するJARID2核酸分子における遺伝子変異の非存在又は存在を識別することを含んでいる。
別の態様において、本発明は、一般に自閉症又は自閉症スペクトラム障害を改善する治療介入の必要がある対象を同定する方法を特徴とし、その方法は対象に由来するJARID2核酸分子における遺伝子変異の有無を識別することを含んでいる。
別の態様において、本発明は、一般に対象の自閉症関連多型を検出するためのキットを特徴とし、このキットは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)での使用に適切な少なくとも1セットのプライマーを含み、このプライマーセットはJARID2核酸分子を増幅する。
別の態様において、本発明は、対象の自閉症関連多型を検出するためのキットを特徴とし、このキットは、JARID2核酸分子における多型と特異的に結合又はハイブリダイズすることができる少なくとも1つのポリヌクレオチド分子、及びこのキットを使用するための説明書を含んでいる。
別の態様において、本発明は、一般に対象の自閉症関連多型を検出するためのキットを特徴とし、このキットは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)での使用に適切な少なくとも1セットのプライマーを含み、このプライマーセットは、rs7766973、rs6915344、rs12530202、rs2295954、rs9464779、rs11962776、rs6921502、rs9396578、rs6459404、rs9370809、rs3759、rs957387、rs707833、rs13193457、rs909626よりなる群から選択される多型部位を増幅する。
上記態様の何れか、又は本明細書に詳述される本発明のその他の態様の何れかの様々な実施態様において、対象は、自閉症と診断された家族を有すると同定される。別の実施態様において、対象は、統合失調症と診断された家族を有すると同定される。さらに別の実施態様において、遺伝子変異は、JARID2の連鎖不平衡領域中にあるか、又は染色体6p23と関連している。さらなる実施態様において、遺伝子変異は、前記JARID2核酸分子における一塩基多型(SNP)である。別の実施態様において、SNPは、rs7766973、rs6459404、rs6921502、rs6915344、及びrs13193457よりなる群から選択される。さらなる実施態様において、多型部位rs7766973でのCの同定は、自閉症のリスク上昇を示唆する。なおもさらなる実施態様において、遺伝子変異は、対象由来の生体試料において同定される。別の実施態様において、生体試料は、血液、尿、糞便、唾液、チークスワブ、羊水及び組織から選択される。別の実施態様において、生体試料は血液である。さらに別の実施態様において、試料は、月齢0〜6か月、月齢6〜12か月、又は月齢12〜36か月の対象から単離される。さらなる実施態様において、対象は、コミュニケーション技能、社会的技能に遅延を有すると同定されるか、又はそうでなければ発達障害と同定される小児である。
上記態様の何れか、又は本明細書に詳述される本発明のその他の態様の何れかの様々な実施態様において、方法は、対象の遺伝子変異と対象の親類の対応する配列とを比較することをさらに含んでいる。別の実施態様において、遺伝子変異を、直接配列決定法、1本鎖多型アッセイ、変性高速液体クロマトグラフィー、核酸アレイハイブリダイゼーション、制限長多型アッセイ、リガーゼ連鎖反応、酵素的切断、サザンハイブリダイゼーション、質量分析法、及びポリメラーゼ連鎖反応よりなる群から選択される方法によって検出する。別の実施態様において、生体試料は、デオキシリボ核酸又はリボ核酸を含む。さらなる実施態様において、遺伝子変異を、1本鎖多型アッセイによって検出する。さらに別の実施態様において、遺伝子変異を、変性高速液体クロマトグラフィーを使用して検出する。さらなる実施態様において、試料の試験を、核酸の直接配列決定法によって実施する。
なおもさらなる実施態様において、多型は、rs7766973、rs6915344、rs12530202、rs2295954、rs9464779、rs11962776、rs6921502、rs9396578、rs6459404、rs9370809、rs3759、rs957387、rs707833、rs13193457、rs909626よりなる群から選択される部位にある。
上記の態様の何れか、又は本明細書に詳述される本発明のその他の態様の何れかの様々な実施態様において、方法は、対象を発達遅延又は自閉症の行動異常特徴を有していると同定することをさらに含む。
定義
「自閉症」とは、社会的相互作用及びコミュニケーションの障害、並びに限られた反復行動を特徴とする発達障害を意味する。本明細書で使用する自閉症は、障害の自閉症スペクトラム(ASD)に認められる障害を全て含み、したがってアスペルガー症候群及び特定不能の広汎性発達障害(PDD−NOS)を含む。
「JARID2核酸分子」とは、Jarid2ポリペプチドの発現をコード若しくは調節するポリヌクレオチド、又はその断片を意味する。一実施態様において、JARID2核酸分子は、ヒト遺伝子JARID2であり、マウスjumonji遺伝子のオルソログである。JARID2は、ヒト染色体6:15,354,506を含む若しくは本質的にこれからなるポリヌクレオチド、又は遺伝子地図の遺伝子座6p23に存在する自閉症関連遺伝子変異に対応する。別の実施態様において、Jarid2核酸分子は、NCBIアクセッションNo.NM_004973.2で提供される配列を含む、又は本質的にこれからなる。典型的なJARID2核酸分子配列(つまりNM_004973.2)は、以下の通りである。
1 gttttactaa agtgaatttt tttttgtttg cttcgttcgt ctttggctct ttttttttcc
61 ttcccaattt cggatttatt tcaaggcgaa tctggctttg ggggaagagg aagaaaagtc
121 ggattacaag atcaaccacc accaacaaca ataaaaacca ccaggatatt tttttgcaaa
181 tttctgacgg ctttaaattc atgaagcaat tgtccccttt tgcaatcagc atttggatct
241 cagaatgagc aaggaaagac ccaagaggaa tatcattcag aagaaatacg atgacagtga
301 tgggattccg tggtcagaag aacgggtggt acgtaaagtc ctttatttgt ctctgaagga
361 gttcaagaat tcccagaaga ggcagcatgc ggaaggcatt gctgggagcc tgaaaactgt
421 gaatgggctc cttggtaatg accagtctaa gggattagga ccagcatcag aacagtcaga
481 gaatgaaaag gacgatgcat cccaagtgtc ctccactagc aacgatgtta gttcttcaga
541 ttttgaagaa gggccgtcga ggaaaaggcc caggctgcaa gcacaaagga agtttgctca
601 gtctcagccg aatagtccca gcacaactcc agtaaagata gtggagccat tgctaccccc
661 tccagctact cagatatcag acctctctaa aaggaagcct aagacagaag attttcttac
721 ctttctctgc cttcgaggtt ctcctgcgct gcccaacagc atggtgtatt ttggaagctc
781 tcaggatgag gaggaagtcg aggaggaaga tgatgagaca gaagacgtca aaacagccac
841 caacaatgct tcatcttcat gccagtcgac ccccaggaaa ggaaaaaccc acaaacatgt
901 tcacaacggg catgttttca atggttccag caggtcaaca cgggagaagg aacctgttca
961 aaaacacaaa agcaaagagg ccactcccgc aaaggagaag cacagcgatc accgggctga
1021 cagccgccgg gagcaggctt cagctaacca ccccgcagcg gccccctcca cgggttcctc
1081 ggccaagggg cttgctgcca cccatcacca cccccctctg catcggtcgg ctcaggactt
1141 acggaaacag gtttctaagg taaacggagt cactcgaatg tcatctctgg gtgcaggtgt
1201 aaccagtgcc aaaaagatgc gcgaggtcag accttcacca tccaaaactg tgaagtacac
1261 tgccacggtg acgaaggggg ctgtcacata caccaaagcc aagagagaac tggtcaagga
1321 caccaaaccc aatcaccaca agcccagttc cgctgtcaac cacacaatct cagggaaaac
1381 tgaaagtagc aatgcaaaaa cccgcaaaca ggtgctatcc ctcggggggg cgtccaagtc
1441 cactgggccc gccgtcaatg gcctcaaggt cagtggcagg ttgaacccaa agtcatgcac
1501 taaggaggtg ggggggcggc agctgcggga gggcctgcag ctgcgggagg ggctgcggaa
1561 ctccaagagg agactggaag aggcacacca ggcggagaag ccgcagtcgc cccccaagaa
1621 gatgaaaggg gcggctggcc ccgccgaagg ccctggcaag aaggccccgg ccgagagagg
1681 tctgctgaac ggacacgtga agaaggaagt gccggagcgc agtctggaga ggaatcggcc
1741 gaagcgggcc acggccggga agagcacgcc aggcagacaa gcacatggca aggcggacag
1801 cgcctcctgt gaaaatcgtt ctacctcgca accggagtcc gtgcacaagc cgcaggactc
1861 gggcaaggcc gagaagggcg gcggcaaggc cgggtgggcg gccatggacg agatccccgt
1921 cctcaggccc tccgccaagg agttccacga tccgctcatc tacatcgagt cggtccgcgc
1981 tcaggtggag aagttcggga tgtgcagggt gatcccccct ccggactggc ggcccgagtg
2041 caagctcaac gatgagatgc ggtttgtcac gcagattcag cacatccaca agctgggccg
2101 gcgctggggc cccaacgtgc agcggctggc ctgcatcaag aagcacctca aatctcaggg
2161 catcaccatg gacgagctcc cgctcatagg gggctgtgag ctcgacctgg cctgcttttt
2221 ccggctgatt aatgagatgg gcggcatgca gcaagtgact gacctcaaaa aatggaacaa
2281 actagcagac atgctgcgca tccccagaac tgcccaggac cggctggcca agctgcagga
2341 ggcctactgc cagtacctac tctcctacga ctccctgtcc ccagaggagc accggcggct
2401 ggagaaggag gtgctgatgg agaaggagat cctggagaag cgcaaggggc cgctggaagg
2461 ccacacagag aacgaccacc acaagttcca ccctctgccc cgcttcgagc ccaagaatgg
2521 gctcatccac ggcgtggccc ccaggaacgg cttccgcagc aagctcaagg aggtgggcca
2581 ggcccagttg aagactggcc ggcggcgact cttcgctcag gaaaaagaag tggtcaagga
2641 agaggaggag gacaaaggcg tcctcaatga cttccacaag tgcatctata agggaaggtc
2701 tgtttctcta acaacttttt atcgaacagc gaggaatatc atgagcatgt gtttcagcaa
2761 ggagcctgcc ccagccgaaa tcgagcaaga gtactggagg ctagtggaag agaaggactg
2821 ccacgtggca gtgcactgcg gcaaggtgga caccaacact cacggcagtg gattcccagt
2881 aggaaaatca gaaccctttt cgaggcatgg atggaacctc accgtcctcc ccaataacac
2941 agggtccatc ctgcgtcacc tcggtgctgt gcctggagtg actattccct ggctaaatat
3001 tggcatggtc ttttctacct catgctggtc tcgagaccaa aatcaccttc catacattga
3061 ctacttacac actggtgctg actgcatttg gtattgcatt cctgctgagg aggagaacaa
3121 gctggaagat gtggtccaca ccctgctgca agccaatggc accccagggc tgcagatgct
3181 ggaaagcaac gtcatgatct ccccggaggt gctgtgcaaa gaggggatca aggtgcacag
3241 gaccgtgcag cagagtggcc agtttgtcgt ctgcttcccg ggatcctttg tgtccaaagt
3301 gtgctgtggg tacagcgtgt ctgaaaccgt gcactttgct accacccagt ggacaagtat
3361 gggctttgag accgccaagg aaatgaagcg tcgccatata gctaagccat tctccatgga
3421 gaagttactc taccagattg cacaagcaga agcaaaaaaa gaaaacggtc ccactctcag
3481 taccatctca gccctcctgg atgagctcag ggatacagag ctgcggcagc gcaggcagct
3541 gttcgaggct ggcctccact cctccgcacg ctatggcagc cacgatggca gcagcacggt
3601 ggcggacggg aagaaaaagc ctcgaaagtg gctgcagttg gagacgtcag agaggaggtg
3661 tcagatctgc cagcacctgt gctacctgtc catggtggta caagagaacg aaaacgtcgt
3721 gttctgtctg gagtgtgctc tgcgccacgt ggagaaacag aagtcctgcc gagggctgaa
3781 gttgatgtac cgctacgatg aggaacagat tatcagtctg gtcaatcaga tctgcggcaa
3841 agtgtctggt aaaaacggca gcattgagaa ctgtctcagt aaacccacac caaaaagagg
3901 tccccgcaag agagcgacag tggacgtgcc cccctcccgt ctgtcagcct ccagttcatc
3961 caaaagtgct tcgagctcat catgaagatg ccaacgcccg tggtcgattt atatatattt
4021 ttttgtaatt attatattct agtttggagt acttgctgta ggattcaagc tgtctttgca
4081 ctagctctaa agaagatttt cttctggttt tagagaacta attttgtttt agcattaaac
4141 tgttgaactt ttttttgtac ttagaaaacc tagatactgc agtcagattt tggaaactgc
4201 cgtatagtca ctgttttaaa aaccccggag gggctgtatt aatttgtatt gccccatggc
4261 tgacaaaagc cttttttttt ggttttgatt tttttttttt tgtaactgtt ggggggaaaa
4321 aggcttttta acccattttt gaagagggtg aagtttggag aacaaattta aaaaccatca
4381 gtcatgtgag cagatttttt agaagggata ggagacacac gcgcacacac acacacacac
4441 gaaacttgaa atggctttgc tttggctgtc gtcttctgcc gtgtgccaga tgagcttgtg
4501 atctgggaag ccggggcacc cccgttttgt ttctctgggc ggttgtggca gctgaaggcg
4561 gacgttgttt cctaaccata ggtggaacga ggagacggga gcgagtgggc tctccaccag
4621 cacatcacta tgcatctgtt ccaggaaaga agaaaagcga gcgaggaaga cggaaaagac
4681 tgcctgcctt ggaggggtca catgagggag acctgtgcct gatttcatta ggaaatccat
4741 tctgttattt tttggtgctg ttggctactt tatcaaaaaa cccttcaata gcatccttaa
4801 gatttaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaggaaa aaaaagtgat ggaagccgta agtgcttctt
4861 tgtcatcgac gtgcaatctt tctaacattc catctccatc tcaccgcttc ttgtttgaca
4921 ccttcacaag tcagcattaa tctttctttt aaaacttgtt tcatttatga tcatgtagag
4981 agccactagg aggcctgcag ttatttttga atgtgaaaat gcatttgcgt tcatcttgtc
5041 tattttttct cttcatgttg taacaaaaag gaaaaaagaa aaaaaaatcc catccctttt
5101 gtacatatgc ctgtaaattg ttttaaatac ttgagccttt ttctcggtgg ggggtgggga
5161 ggggggtgag aagacaagat gaagaaaagc cttacatttc agtttcttca tcggttggat
5221 tggatgctta cagggttttt cttgtaacat ttataagtgc tgcttacatc actgaacaac
5281 aacaaaaaaa taataatgga gtagctgttg cccttctccg gttgtgtgta cagtatgtgt
5341 ggaataaaaa agggaaactg ttttcacaag ctgttctttg tttcataatt ggattcatca
5401 atcccgtagc tacccatatt gcactgagct tgccagtggt gactgccagg aacgtcctat
5461 gatccacttt gttggttgtt gttgcagaag actgaactgt tttggaatat ttaacaatta
5521 cagaaacagt caagtgtttt ccaatgtggt tgtccggttt ctatggcctt gctgtgtact
5581 ttccctcttt ttgacagtaa acttctgcct atggcttaca gtttgacatt taatttatta
5641 gcgctgctct gcacccctcc cttgggaggg agacttcatg tggtttattg cgagtttttt
5701 gtttactttt caggtttgta ctacaaggtt taataataaa aacaaagttt tttgga
「Jarid2核酸分子における遺伝子変異」とは、参照配列と比較した、Jarid2核酸分子の配列における何れかの変化を意味する。Jarid2参照配列は、本明細書に提供される野生型Jarid2核酸分子の何れかを含む。典型的な遺伝子変異は、以下の多型の何れか1つ又はそれ以上を含むが、これに限定されない:rs7766973、rs6915344、rs12530202、rs2295954、rs9464779、rs11962776、rs6921502、rs9396578、rs6459404、rs9370809、rs3759、rs957387、rs707833、rs13193457、rs909626。
「JARID2タンパク質」とは、神経発達及び/又は胚形成において機能するNCBIアクセッションNo.NP_004964.2に対して少なくとも85%のアミノ酸配列同一性を有するポリペプチド又はその断片を意味する。
rs7766973」とは、多型が、角括弧で示した位置においてC又はTのいずれかであり得る配列、CCCAGAGGGTTTATATTTTACCTGCA[C/T]TCCTGAGGATGTGTTTGTGTTGCTT に対応する6番染色体に位置す
る一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs6915344」とは、多型が、角括弧で示された位置においてC又はTのいずれかであり得る配列、ATGTTCTTTCAATGGAAGCCCCCACC[C/T]TCTGAGTACACTGGTTCATAGTTAT に対応する6番染色体に位置
する一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs12530202」とは、多型が、角括弧で示された位置においてC又はTのいずれかであり得る配列、GCGAATGCATTTGTTGGGATTGACTT[C/T]AATAATGAGGCTGGTTTTGTTTAAA に対応する6番染色体に位
置する一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs2295954」とは、多型が、角括弧で示された位置においてA又はGのいずれかであり得る配列、TGTCCTTGAGAAACTCATAAGTTGCA[A/G]TGTAATCCTGTCTTAATTGTGTTGA に対応する6番染色体に位置
する一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs9464779」とは、多型が、角括弧で示された位置においてC又はTのいずれかであり得る配列、AAAGAGGAACCCTACTGGTAGAAGTT[C/T]TTGAGAGCTATTCTTGAGAGCTGGT に対応する6番染色体に位置
する一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs11962776」とは、多型が、角括弧で示された位置においてA又はCのいずれかであり得る配列、TGCAAAAAAGGGACAGTCAGATTAAA[A/C]TGTGGACAGCAGAGTAGTTGTTCAT に対応する6番染色体に位
置する一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs6921502」とは、多型が、角括弧で示された位置においてA又はGのいずれかであり得る配列、AACCTCTGTTTTGTTGGGTTACCTCC[A/G]TCTCTGTGACTTGGGGTGACAACCT に対応する6番染色体に位置
する一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs9396578」とは、多型が、角括弧で示された位置においてG又はTのいずれかであり得る配列、CCCTTCCCTCACTGACTTTATATTTC[G/T]GGAAATTTCATGTCTAGGGAAGTTG に対応する6番染色体に位置
する一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs6459404」とは、多型が、角括弧で示された位置においてC又はTのいずれかであり得る配列、GAGATGCAGCTTCCAGTCAGTGCGCA[C/T]ATACCACTTGGAGGGCATGCTGGTT に対応する6番染色体に位置
する一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs9370809」とは、多型が、角括弧で示された位置においてC又はTのいずれかであり得る配列、TTGGAGGGCATGCTGGTTGCAACCCT[C/T]TTATTCTAATAAGGAACTGGTTTGG に対応する6番染色体に位置
する一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs3759」とは、多型が、角括弧で示された位置においてA又はCのいずれかであり得る配列、AGGATGAGGTGAGCTTACCAACCCCA[A/C]TGAGTAGGGGCCAAACATCCTTAAC に対応する6番染色体に位置する一
塩基多型(SNP)を意味する。
「rs957387」とは、多型が、角括弧で示された位置においてA又はGのいずれかであり得る配列、AACATGATTTCCTTCAGCTTCTCCTC[A/G]TATTTACAAGCCAATTGCTTGACTC に対応する6番染色体に位置す
る一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs707833」とは、多型が、角括弧で示された位置においてC又はTのいずれかであり得る配列、AAACATCTCAAAACTGCACAGAAGAA[C/T]CCATCAAAAAATTTTATGTAACAGT に対応する6番染色体に位置す
る一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs13193457」とは、多型が、角括弧で示された位置においてA又はCのいずれかであり得る配列、CTTACGTTTTCTTAGAGTTACATGGG[A/C]AACATTGTAGTTCAGCACAGCCCTT に対応する6番染色体に位
置する一塩基多型(SNP)を意味する。
「rs909626」とは、多型が、角括弧で示された位置においてA又はGのいずれかであり得る配列、AATCCAAATGCCCGTGCAGGAACCCC[A/G]CTCCCCCTGGGATCCTAACATGGGG に対応する6番染色体に位置す
る一塩基多型(SNP)を意味する。
「遺伝的素因」とは、参照配列と比較して1つ又はそれ以上の遺伝子変異が存在することによる、特定の疾患に対する感受性の亢進を意味する。
「遺伝物質」とは、対象から得た生体試料由来の核酸分子を意味する。遺伝物質には、例えば、デオキシリボ核酸(DNA)又はリボ核酸(RNA)が含まれる。
「発達障害児」とは、自閉症スペクトラム障害の少なくとも1つの症状を提示する小児を意味する。
「親類」とは、対象と遺伝的関係を有している個人を意味する。典型的な親類は、対象の祖父母、曾祖父母、兄弟姉妹、いとこ、またいとこ、及び遠縁のいとこ、姪、甥、おば、おじ、両親を含むがこれに限定されない。
「生体試料」とは、対象に由来する組織、液体又は固形物質の何れかを意味する。試料は、侵襲的に又は非侵襲的に得ることができる。好ましい生体試料には、血液、糞便、尿、精液、マウススワブ、皮膚細胞、切り取った爪の切れ端、毛髪、羊水又は子宮頸部スメア試料が含まれる。
本開示において、「含む(comprises)」、「含んでいる(comprising)」「含んでいる(containing)」及び「有している(having)」などは、米国特許法においてそれに帰属させた意味を有することができ、「含む(includes)」、「含んでいる(including)」などを意味することができる。
また、「本質的にからなっている(consisting essentially of)」又は「本質的になる(consists essentially)」も同様に、米国特許法中に帰属される意味を有し、この用語はオープンエンドであり、記載されたもの以外の存在によって記載された用語の基本的又は新規な特徴が変化しない限り、記載されたもの以外の存在を許容するが、先行技術の実施態様は除くものである。
「検出する」は、検出される分析物の存在、非存在、又は量を特定することを指す。一実施態様において、「検出する」とは、対象に由来する遺伝物質における遺伝子変異の有無を識別することを指す。
「断片」とは、ポリペプチド又は核酸分子の一部を意味する。この部分は、好ましくは、参照核酸分子、又はポリペプチドの全長の少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%若しくは90%を含む。断片は、10、20、30、40、50、60、70、80、90又は100、200、300、400、500、600、700、800、900若しくは1000個のヌクレオチド又はアミノ酸を含んでいてもよい。
「ハイブリダイズ」とは、様々なストリンジェンシーの条件下で、相補的ポリヌクレオチド配列(例えば、表1及び表2に記載の遺伝子)又はその部分の間で2本鎖分子を形成するための対を意味する。(例えば、Wahl,G.M.and S.L.Berger(1987)Methods Enzymol.152:399;Kimmel,A.R.(1987)Methods Enzymol.152:507 を参照されたい)。
「単離されたポリヌクレオチド」とは、本発明の核酸分子が由来する生命体の、天然に存在するゲノムにおいて、隣接している遺伝子を含まない核酸(例えば、DNA)を意味する。したがって、この用語は、例えば、ベクター中に、自主複製プラスミド若しくはウイルス中に、又は原核生物若しくは真核生物のゲノムDNA中に組み入れられる組換えDNA、或いは、他の配列とは独立した別々の分子(例えば、PCR又は制限エンドヌクレアーゼ消化によって産生されるcDNA又はゲノム若しくはcDNA断片)として存在する組換えDNAを含む。さらに、この用語には、DNA分子から転写されたRNA分子の他に、さらなるポリペプチド配列をコードするハイブリッド遺伝子の一部である組換えDNAも含まれる。
「単離されたポリペプチド」とは、ポリペプチドに天然に付随する成分から分離された本発明のポリペプチドを意味する。典型的には、ポリペプチドは、ポリペプチドが天然に関連しているタンパク質及び天然有機分子を少なくとも60重量%含んでいないときに単離されている。調製物は、好ましくは少なくとも75重量%、より好ましくは少なくとも90重量%、最も好ましくは少なくとも99重量%が本発明のポリペプチドである。例えば、天然供給源からの抽出、このようなポリペプチドをコードする組換え核酸の発現、又はタンパク質の化学合成により、本発明の単離されたポリペプチドを得ることができる。
純度は、何れかの適切な方法、例えば、カラムクロマトグラフィー、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法、又はHPLC解析によって測定することができる。
「マーカー」とは、疾患若しくは障害に関連する配列、発現レベル、又は活性に変化を有する何れかのタンパク質若しくはポリヌクレオチドを意味する。
「遺伝子変異」とは、参照と比較した核酸配列における何れかの変化を意味する。望ましくは、核酸配列は、参照配列由来の少なくとも1つの塩基対変異を有する。遺伝子変異は、置換、挿入、欠失又はフレームシフト突然変異を含むがこれに限定されない。
本明細書で使用されるように、「薬剤を得ること(obtaining an agent)」におけるような「得ること(obtaining)」とは、合成すること、購入すること、又は別の方法で薬剤を取得することを含む。
「多型」とは、一般集団の対立遺伝子の1%又はそれ以上に存在する配列変化(sequence alteration)を意味する。疾患(例えば、自閉症又は自閉症スペクトラム障害)を有している患者及び一般集団の両方に存在する多型は、必ずしも良性ではない。多型は、対象が疾患を有する、又は対象が疾患を発症する危険を増大する可能性がある。多型がその疾患と統計的に有意な関連を示す場合、多型は対象を疾患にかかりやすくする。
「参照(reference)」とは、標準又は対照の条件を意味する。
「参照配列(reference sequence)」は、配列比較のための基準と
して用いられる、定義された配列である。参照配列は、特定配列の一部又は全体、例えば、全長cDNA若しくは遺伝子の配列のセグメント、又は完全なcDNA若しくは遺伝子の配列であってよい。ポリペプチドに関しては、参照ポリペプチド配列の長さは、一般に少なくとも約16アミノ酸、好ましくは少なくとも約20アミノ酸、より好ましくは少なくとも約25アミノ酸、そしてさらにより好ましくは約35アミノ酸、約50アミノ酸、又は約100アミノ酸となるであろう。核酸に関しては、参照核酸配列の長さは、一般に少なくとも約50ヌクレオチド、好ましくは少なくとも約60ヌクレオチド、より好ましくは少なくとも約75ヌクレオチド、そしてさらにより好ましくは約100ヌクレオチド、又は約300ヌクレオチド又はそれらの周辺若しくはそれらの間の何れかの整数となるであろう。
本発明の方法において有用な核酸分子は、本発明のポリペプチド又はその断片をコードする何れかの核酸分子を含む。このような核酸分子は、内因性核酸配列と100%同一である必要はないが、典型的に実質的な同一性を示すことになるであろう。内因性の配列に対して「実質的な同一性」を有するポリヌクレオチドは典型的に、2本鎖の核酸分子の少なくとも1本の鎖とハイブリダイズすることができる。本発明の方法において有用な核酸分子には、本発明のポリペプチド又はその断片をコードする何れかの核酸分子が含まれる。このような核酸分子は内因性核酸配列と100%同一である必要はないが、典型的に実質的な同一性を示すであろう。内因性の配列に対して「実質的な同一性」を有するポリヌクレオチドは典型的に、2本鎖核酸分子の少なくとも1本の鎖とハイブリダイズすることができる。「ハイブリダイズ(hybridize)」とは、様々なストリンジェンシーの条件下で、相補的なポリヌクレオチド配列(例えば、本明細書に記載の遺伝子)又はその部分の間に2本鎖分子を形成するための対を意味する。(例えば、Wahl,G.M.and S.L.Berger(1987)Methods Enzymol.152:399;Kimmel,A.R.(1987)Methods Enzymol.152:507 を参照されたい)。
「実質的に同一の(substantially identical)」とは、参照
アミノ酸配列(例えば、本明細書に記載のアミノ酸配列の何れか1つ)又は核酸配列(例えば、本明細書に記載の核酸配列の何れか1つ)と少なくとも50%の同一性を示すポリペプチド又は核酸分子を意味する。好ましくは、このような配列は、比較のために使用される配列と、アミノ酸のレベルで又は核酸が、少なくとも60%、より好ましくは80%又は85%、そしてさらに好ましくは90%、95%又はさらに99%同一である。
配列同一性は、典型的には配列解析ソフトウェア(例えば、the Genetics Computer Group,University of Wisconsin Biotechnology Center, 1710 University Avenue, Madison, Wis. 53705 のSequence Analysis Software Package、BLAST、BESTFIT、GAP、又はPILEUP/PRETTYBOXプログラム)を使用して測定される。このようなソフトウェアは、様々な置換、欠失、及び/又は他の改変に対する相同性の度合を割り当てることにより、同一又は同様の配列を一致させる。同類置換には、典型的に以下のグループ内の置換が含まれる:グリシン、アラニン;バリン、イソロイシン、ロイシン;アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン;セリン、トレオニン;リジン、アルギニン;及びフェニルアラニン、チロシン。同一性の度合を確認するための例示的な手法において、密接に関連する配列を示すe−3〜e−100の確立スコア(probability score)を用いるBL
ASTプログラムを使用できる。
「対象」とは、ヒト、又はウシ、ウマ、イヌ、羊若しくはネコなどの非ヒト哺乳動物を含むが、これに限定されない哺乳動物を意味する。
本明細書に示されている範囲は、範囲内の全ての数値の省略形であると理解される。例えば、1〜50までの範囲は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49又は50よりなる群からの何れかの数、数の組合せ、又は下位範囲(sub−range)を含むと理解される。
特に明記されていないか、又は文脈から明らかでない限り、本明細書で使用されるような、用語「又は(or)」は包括的であると理解される。特に明記されていないか、又は文脈から明らかでない限り、本明細書で使用されるような、用語「1つの(a)」、「1つの(an)」及び「その(the)」は、単数又は複数であると理解される。
特に明記されていないか、又は文脈から明らかでない限り、本明細書で使用されるような、用語「約(about)」は、当該技術分野での通常の許容の範囲内として、例えば、平均値の2標準偏差内として理解される。約は、明示した値の10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%又は0.01%以内として理解されてよい。文脈から明らかでない限り、本明細書に示された数値は全て、用語、約によって修飾される。
本明細書の可変性の定義の何れかにおける化学基の列挙の記述は、何れかの単一基又は列挙された基の組合せとしての、その可変性の定義を含む。本明細書の可変性又は態様に関する実施態様の記述は、何れかの単一の実施態様、又は他の何れかの実施態様若しくはその部分との組合せとしてのその実施態様を含む。
本明細書に示された何れかの組成物又は方法は、本明細書に示された他の組成物及び方法の何れか1つ又はそれ以上と組み合わせることができる。
図1は、ゲノムワイド関連の結果を示す。図1は、TDT結果のグラフ式表現である。それぞれの染色体は、異なる色で表される。青線は、P<10−4、結果を再現する試みがなされたときの有意性を示し、赤線は、P<10−5を示す。データは、最終品質管理を通過しているものを含む。 図2は、JARID2遺伝子に位置する48SNPの関連試験の結果を示す。試験のP値の−log10は、これらの位置によって順序づけられる異なるSNPのために示される。黒の実線は、α=5%閾値P値の対数変換を表し、赤線は、補正5%閾値(α=0.0002962)P値の対数変換を表す。 図3は、JARID2遺伝子において公称レベルで関連しているSNPの連鎖不平衡を示す。連鎖不平衡は、Haploviewソフトウェア(Barrett et al. 2005)を使用してD’係数を使用して定義される。枠をつけられたSNPは、公称レベルで関連しているマーカーを示す。赤色の矢印は、Weissら(Weiss et al. 2009)由来のSNP rs7766973の位置を示す。
本発明は、自閉症の診断、治療及び予防に有用な組成物及び方法を特徴とする。
少なくとも部分的には、本発明は、JARID2遺伝子における多型が自閉症と遺伝的に関連しているという発見に基づいている。特に、rs7766973 SNPの多型は
自閉症に関連している。従って、本発明は、自閉症スペクトラム障害を有しているか又は発症する傾向を有していると対象を同定するのに有用である診断用組成物、さらにはこれらの組成物を用いて対象の予後又は治療レジメンの選択を決定する方法も提供する。
自閉症及び自閉症スペクトラム障害
自閉症及び自閉症スペクトラム障害は、様々な行動異常、臨床的異常及び生化学的異常を特徴とする。自閉症及び自閉症スペクトラム障害は、遺伝学的根拠を有することが示されている。特に、兄弟又は姉妹が既に自閉症を有している場合、その同胞種は、自閉症又は自閉症スペクトラム障害を遺伝する確率が一般集団より75倍高いということが家系研究により確認されている(Bolton et al. (1994) J. Child Psychol. Psychiat. 35:877-900)。一卵性双子の研究は、症状において、二卵性双生児のわずか10%と比較して、
75%の一致を提示している(Bailey et al. (1998) Brain 121:889-905; Folstein and Rutter (1977) J. Child Psychol. Psychiat. 18:297-321; Ritvo et al. (1985) Am. J. Psychiat. 142:74-77)。これらの大きな相違は、障害に関与する15を超える遺伝子
を予測しているいくつかのモデルをもって、多重遺伝子座が自閉症に関与することを示唆している(Folstein and Rosen-Sheidley (2001) Nat. Rev. Genet. 2:943-955; Lamb et al. (2000) Hum. Mol. Genet. 9:861-868; Risch et al. (1999) Am. J. Hum. Genet. 65:493-507)。
自閉症及び自閉症スペクトラム障害の特徴的な挙動は、乳児期(18〜24か月)に明らかになることがあるが、通常幼児期(24か月〜6歳)まで明らかにはならない。一般に、自閉症又は自閉症スペクトラム障害を有しているか、又は有している疑いのある小児は、社会的及びコミュニケーションにおける遅延又は混乱を提示する。研究の結果、自閉症又は自閉症関連障害(例えば、アスペルガーの広汎性発達障害)の早期診断は、著しく良好な転帰と関連することがあるということがわかった。小児が診断されるのが早ければ早いほど、それだけ早く小児は治療介入の恩恵を受けることができる。
診断アッセイ
本発明は、自閉症又は自閉症スペクトラム障害を有しているか、又は発症する遺伝的素因を有していると対象を同定するのに有用な組成物及び方法を特徴とする。一般に、方法は、対象から単離したJARID2核酸配列、又は遺伝子試料の遺伝子変異を検出することを含む。このような変異は、JARID2ポリペプチド又はポリヌクレオチドの発現を調節する(例えば、時間的、空間的又はレベルを)コード配列又は調節配列中にある可能性がある。加えて又は代わりに、遺伝子変異は、遺伝子地図遺伝子座が自閉症又は自閉症スペクトラム障害と統計的に有意な関連を示している、何れか1つ又はそれ以上の6p23(Jarid2)の遺伝子地図遺伝子座で検出される。
一実施態様において、JARID2における遺伝子変異を検出する前に、対象は自閉症又は自閉症スペクトラム障害を発症する危険な状態にあると同定される。危険が増大している対象には、自閉症又は自閉症スペクトラム障害の兄弟姉妹又は他の親類を有する対象、統合失調症を有していると診断された親類を有する対象、又は発達遅延若しくは発達異常(例えば、スピーチ及びコミュニケーション遅延、社会的遅延)を提示する対象が含まれる。
ある特定の実施態様において、rs7766973 SNPにおける多型を対象試料中
で測定する。他の実施態様において、JARID2遺伝子における多型を対象試料中で測定する。他の実施態様において、rs6915344、rs12530202、rs2295954、rs9464779、rs11962776、rs6921502、rs9396578、rs6459404、rs9370809、rs3759、rs957387、rs707833、rs13193457及びrs909626 SNPの少なく
とも1つにおける多型を、対象において測定する。多型を測定するために標準方法を用いることができる。
生体試料には、組織試料(例えば、細胞試料(例えば、チークスワブ)、生検試料)並びに血液、唾液、涙、尿、精液及び射出精液を含む体液が含まれるが、これに限定されない。生体試料は、対象から、又は両親、兄弟姉妹、祖父母、おじ、おば、姪、甥、いとこを含むが、これに限定されない、対象の親類から単離されてよい。一実施態様において、rs7766973 SNPにおける特定の多型の存在は、自閉症又は自閉症スペクトラ
ム障害或いはそれらの症状の存在、又は発症する傾向を示す。他の実施態様において、rs6915344、rs12530202、rs2295954、rs9464779、rs11962776、rs6921502、rs9396578、rs6459404、rs9370809、rs3759、rs957387、rs707833、rs13193457及びrs909626 SNPの少なくとも1つにおける多型は、対象にお
ける自閉症又は自閉症スペクトラム障害の存在、又は自閉症又は自閉症スペクトラム障害を発症する傾向を示す。
何れか適切な方法を用いて、JARID2、又は6p23の遺伝子地図遺伝子座(Jarid2)における1つ又はそれ以上の多型を検出することができる。遺伝子多型を検出することができる方法の1つを用いて、又はそれらの方法の組み合わせを用いて、本発明を成功裏に実施することができる。これらの方法には、直接配列決定法に基づいた方法、ハイブリダイゼーションに基づいた方法、プライマー伸長に基づいた方法、ライゲーションに基づいた方法、多型を含む分子の立体配座に基づいた方法、及び侵襲的切断に基づいた方法が含まれるが、これに限定されない。様々な方法を、均一系反応及び固体支持体上の反応を含む様々な反応形態において実施できる。これに限定されないが、放射性検出、発光検出、蛍光検出、時間分解蛍光検出、蛍光共鳴エネルギー転移、蛍光偏光法、ゲル電気泳動法、及び質量分析法を含む、様々な検出方法を、特許請求される本発明の遺伝子多型の検出に用いることができる。
多型は、直接配列決定法で検出できる。この手法では、ゲノムの関心領域をポリメラーゼ連鎖反応で増幅する。増幅したPCR産物は直接配列決定して、対象から得た生体試料中に、どの多型の対立遺伝子が存在するかを確認する。
ハイブリダイゼーションに基づいた遺伝子型同定方法には、マイクロアレイでの遺伝子型同定が含まれる。この手法の下で、ゲノムの関心領域(自閉症スペクトラム障害に関連する多型の対立遺伝子を含む領域)をポリメラーゼ連鎖反応で増幅して、固体支持体上に固定した標的配列に対するハイブリダイゼーションによって反応産物を解析する。固体支持体は、市販のマイクロアレイ(例えば、GeneChip HuSNP Mapping Array)を含んでいてもよい。PCR産物をマイクロアレイとハイブリダイズし、
染色し、そして可視化する。様々な対立遺伝子特異的プローブに対するハイブリダイゼーションを測定し、このハイブリダイゼーションを使用してどの対立遺伝子が対象に存在するかを確認する。固体支持体に対するハイブリダイゼーションに基づいた代替手法は、動的対立遺伝子特異的ハイブリダイゼーションアッセイ(DASH)である。この手法では、定常条件下での特異的ハイブリダイゼーションの測定の代わりに、対立遺伝子特異的プローブにアニールされた様々なPCR産物間の融解温度の相違を測定する。異なる対立遺伝子間の塩基対相違は、アニールされた産物中にミスマッチを生じる。ミスマッチは、ミスマッチのないDNA2本鎖と比較した融解温度の低下をもたらす。したがって、対象に存在する特異的対立遺伝子は、対象特異的PCR産物の融点から確認することができる。
一方の端に蛍光分子を有し、もう一方の端にクエンチャー分子を有する核酸分子である分子標識を使用して、多型の対立遺伝子を検出することもできる。分子標識は、蛍光分子がクエンチャーに近接して位置するようなステム−ループ構造を形成する。ステム−ループ構造が開裂するとき、例えば、分子標識が相補的配列にハイブリダイズするときにのみ、蛍光が観察される。分子標識は、特異的対立遺伝子に対応する核酸分子とのみハイブリダイズする(及び、したがって蛍光を発する)ように設計することができる。関心のあるゲノム領域を、対象から増幅して、変性してもよい。次いで、変性したPCR産物を適切な分子標識と混合する。次いで、特異的標的対立遺伝子とハイブリダイズするこれらの分子標識から得た蛍光シグナルを測定することにより、対象によって担持される様々な対立遺伝子を確認する。
TaqDNAポリメラーゼの5’ヌクレアーゼ活性を使用して、どの対立遺伝子が特定の試料に存在するかを確認することもできる。5’ヌクレアーゼ活性は、TaqDNAポリメラーゼを介して複製された鋳型DNAとハイブリダイズしたオリゴヌクレオチドを置換して、切断する。特異的対立遺伝子のアッセイは、蛍光レポーター及びクエンチャーを含むオリゴヌクレオチドを使用して開発することができる。これらのオリゴヌクレオチドは、特異的対立遺伝子とのみハイブリダイズするように設計されている。これらのオリゴヌクレオチドの存在下でのPCR増幅は、対象DNAにおける特異的対立遺伝子の存在下でのみ蛍光シグナルを発生する。対立遺伝子特異的PCRプライマーを使用して多型を検出してもよい。この場合、所定の対立遺伝子に特異的な増幅プライマーを設計する。従って、PCR産物の存在は、対象における特定の対立遺伝子を示す。
プライマー伸長に基づいた方法を使用して特定の対立遺伝子の存在を確認してもよい。
関心のある領域を、対象から得た試料から増幅する。核酸プローブは、特異的多形対立遺伝子にすぐ近接して(例えば、SNPに隣接して)ハイブリダイズするように設計されている。特異的対立遺伝子に対応する塩基をプライマーの中に組み入れることになる反応を拡張させるために、DNAポリメラーゼを使用する。蛍光標識されたジデオキシヌクレオチド(ddNTP)又は蛍光標識されたデオキシヌクレオチド(dNTP)の存在下で反応を実施できる。ddNTPの存在下で、単一標識ヌクレオチドがプローブに組み入れられる。各ddNTPを異なる蛍光プローブで標識してもよく、これにより、試料中に存在する特異的対立遺伝子の確認が可能になる。dNTP存在下で、プライマー伸長産物を、それぞれが特定の対立遺伝子と対応する1セットの標識核酸とさらにハイブリダイズする。次いで、対象の中に存在する特異的対立遺伝子をハイブリダイゼーションに基づいて確認する。代わりに、質量分析法を使用して、様々なプライマー伸長産物の存在を検出することができる。この場合、異なる対立遺伝子に対応する様々な産物を分子量によって識別することができるddNTPの存在下で、伸長を実施する。さらに、プライマー伸長は、ハプテン標識ヌクレオチドの存在下で実施できる。次いで、各ハプテンに対する特異的抗体を用いて、プライマー伸長産物中に組み入れられたハプテンを検出する。
様々な対立遺伝子の存在は、リガーゼアッセイを用いて確認できる。DNAリガーゼは、最初のDNA分子に直接隣接しているDNA分子の5’末端に対するDNA分子の3’末端のライゲーションを触媒する。1セットのDNAプローブは、試料に存在する特異的対立遺伝子に応じて、DNA分子の様々な組合せが隣接するように設計することができる。例えば、5’ヌクレオチドでそれぞれ違っている4つの異なるプローブを生成することができる。特異的対立遺伝子中に存在する5’ヌクレオチドを含むプローブのみが、隣接する3’ヌクレオチドに連結することになる。次いで、どの対立遺伝子が試料に存在するかを確認するために、連結した産物を測定する。
インベーダーアッセイを用いて様々な対立遺伝子を検出することもできる。インベーダアッセイは、特異的核酸構造で切断するエンドヌクレアーゼである、フラップエンドヌクレアーゼの活性に依存している。2つのプローブが産生される。インベーダプローブと称する第1のプローブは、対象から得た標的DNAの3’末端に相補的なオリゴヌクレオチドである。第2のプローブは、標的DNAの5’末端に相補的である対立遺伝子に特異的なプローブであるが、さらに、SNP対立遺伝子の3’側を過ぎて伸長させる。対立遺伝子特異的プローブには、特異的SNP対立遺伝子に相補的な塩基が含まれる。標的DNAが特定の対立遺伝子を含む場合、インベーダプローブ及び対立遺伝子特異的プローブは、両方が標的DNAに結合して、フラップエンドヌクレアーゼによって認識されて切断される構造を形成する。標的が特異的対立遺伝子を含まない場合、プローブは、適切な構造を形成せず、フラップエンドヌクレアーゼは産物を切断しない。フラップエンドヌクレアーゼ切断が検出可能なシグナルを発生するようにプローブを設計することができる。例えば、対立遺伝子特異的プローブは、一方の末端に蛍光プローブを有し、もう一方の末端にクエンチャーを有することができる。フラップエンドヌクレアーゼ切断は、クエンチャーから離れたところで蛍光性成分を遊離し、蛍光シグナルを生成する。
多型は、様々な多型を担持している分子の立体配座、重量、又はサイズの相違に依存する方法を用いることによって検出することもできる。このような手法の一例は、1本鎖立体配座多型(SSCP)である。ゲル電気泳動法における1本鎖DNAの移動度は、DNA配列における非常にわずかな変化に影響される。これらの小さな変化は、1本鎖DNAの相対的に不安定な性質のために顕著な移動度シフトを生じる。これらの立体配座変化をゲル電気泳動法又はクロマトグラフィーによって検出してもよい。好ましくは、変性高速液体クロマトグラフィーを用いて立体配座変化を検出することができる。
自閉症の臨床診断基準
自閉症を検出できる行動試験又はコミュニケーション試験は1つも存在しないが、自閉症の診断に現在使用されているいくつかのスクリーニング手法が開発されている。1970年代の初めに開発されたCARS評価システム(小児自閉症評定尺度:Childhood Autism Rating Scale)は、観察される行動に基づいている。15項目の尺度を使用して、専門
家が、小児の人との関係、身体の使い方、変化への適応、聞くことに対する反応、及び言語コミュニケーションを評価する。幼児の自閉症のためのチェックリスト(Checklist for Autism in Toddlers:CHAT)は、月齢18か月での自閉症のスクリーニングに用いられている。それは、18か月という幼い小児の自閉症を検出することができるかどうかを確かめるために1990年代の初めに開発された。このスクリーニング手段は、両親が準備する1セクション、小児の家庭医又は小児科医が準備するもう1セクションの2つのセクションを有する短いアンケートを使用する。自閉症スクリーニングアンケート(Autism Screening Questionnaire)は、コミュニケーション技能及び社会生活機能の評価の助けとなる4歳以上の小児で使用されている40項目のスクリーニングスケールである。2歳児における自閉症のためのスクリーニングテスト(Screening Test for Autism in Two-Year Olds)は、直接的観察を使用して2歳未満の小児の行動特徴を研究する。自閉症を示すと思われる3技能領域、---遊び、運動模倣及び共同注意---を同定する。アスペルガー障害の診断基準には、以下が含まれる。1)以下のうちの少なくとも2つによって明示されるような、社会的相互作用における質的障害:複数の非言語的行動、つまり社会的相互作用を調節するための、見つめ合い、表情、身体姿勢、及び身振りなどの使用における顕著な障害;発達レベルに適した仲間関係を発展させることの欠如;楽しみ、興味又は達成を他の人と共有しようと自発的に求めることの欠如(例えば、興味の対象を他の人に見せたり、持って来たり、指摘したりすることの欠如により);又は、社会的若しくは情緒的相互性の欠如、及び2)以下の少なくとも1つによって明示されるような、限定された反復性紋切り型行動、興味、及び活動:強度又は焦点のいずれかが異常な、1つ又はそれ以上の紋切り型で限定されたパターンの興味に対する没頭を包含していること;特異的で機能しない日課又は儀式に対する明らかに柔軟性がない執着;紋切り型反復性運動衒奇症(例えば、手、指をひらひら動かしたり、ねじったりすることや複雑な全身の動作);又は対象の部位への執拗な没頭。アスペルガー障害は、社会的、職業的、又は他の重要な機能領域において、臨床的に有意な障害を引き起こす。言語(例えば、2歳までに使用される単一語、3歳までに使用されるコミュニケーションフレーズ)において臨床的に有意な一般的遅延は全くない。認知発達において、又は年相応の自助技能、順応行動(社会的相互作用以外に)、及び小児期の環境についての好奇心の発達において、臨床的に有意な遅延は全くない。基準は、別の特異的広汎性発達障害又は統合失調症に合致しない。
自閉症の行動に基づいた診断は困難であるので、特に若い患者が、診断の助けとなる遺伝学的スクリーニングアッセイを受けることには価値がある。さらに、このようなアッセイを使用して、自閉症の小児を持つ可能性のある両親に助言をすることができる。しかしながら、対象の自閉症に対する感受性、又はアスペルガー障害若しくはPDD−NOSなどの自閉症に関連する疾患の指標となる、利用可能な遺伝子マーカーは、本発明における開示まで全く存在しなかった。
本発明の文脈において用いられるような、自閉症には、自閉症の何れの形態も含まれる。このような疾患は、現在、自閉症、又はアスペルガー症候群及び広汎性発達障害(PDD−NOS)を含む自閉症スペクトラム障害を意味する。
自閉症性障害のための「DSM−IV」基準は、米国精神医学協会の精神障害の診断・統計の手引き(American Psychiatric Association's Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders,4.sup.th edition,Washington,D.C.,199 pp 70-71)に述べられているものである。診断は、1、2及び3の3つの可能性グループから6つ又はそれ以上の診断基準が、グループ1から少なくとも2つ、グループ2から少なくとも1つ、及びグループ3から少なくとも1つの基準を含んで、存在することに基づいている。3グループは、3コア症状に対応する:
グループ1−−社会的相互作用における質的障害。
グループ2−−コミュニケーションにおける質的障害。
グループ3−−行動、興味及び活動の限定された反復性及び紋切り型パターン。
グループ1における4つの診断基準は、次のとおりである:(i)複数の非言語的行動(例えば、社会的相互作用を調節するための見つめ合い、表情、身体姿勢及び態度)における顕著な障害;(ii)発達レベルに適した仲間関係を発展させることの不全;(iii)楽しみ、興味、又は達成を他の人と共有しようと自発的に求めることの欠如(例えば、興味の対象を見せたり、持って来たり、指摘したりすることの欠如);及び(iv)社会的又は情緒的相互性の欠如。
グループ2における4つの診断基準は、次のとおりである:(i)音声言語発達の遅延、又は全欠如。(態度又は身振りなどのコミュニケーションの代替方法を介して補おうとしない);(ii)適切な会話だが、他人と会話を始めたり維持したりする能力における顕著な障害;(c)言語又は特有の言語の紋切り型及び反復性使用;及び(iv)発達レベルに適した様々な自発的ごっこ遊び又は社会的模倣遊びの欠如。
グループ3における4つの診断基準は、次のとおりである:(i)強度又は焦点のいずれかが異常な、1つ又はそれ以上の紋切り型で限定された興味のパターンへの没頭を包含していること;(ii)特異的で機能しない日課又は儀式に対する柔軟性がない執着、紋切り型で反復性の運動衒奇症(例えば、手、指をひらひら動かしたり、ねじったりすることや複雑な全身の動作);及び(iv)対象の部位への執拗な没頭。
DSM−IV基準を使用する自閉症の診断、その後の、自閉症診断面接改訂版(Autism Diagnostic Interview-Revised:ADI−R)による診断の確認は、好結果をもたらす
。ADI−Rは、自閉症を確証する周知の評価方法である(例えば、Lord et al. (1994) J. Autism Dev. Disord. 2:659-85; Le Couteur et al. (1989) J. Autism Dev. Disord. 19:363-87 を参照されたい)。
したがって、自閉症の臨床診断基準を使用して、JARID2核酸分子における遺伝子変異に関する遺伝子検査の恩恵を受け得る対象を選択することができる。必要に応じて、JARID2核酸分子における遺伝子変異に関する遺伝子検査の結果を、単独で又は診断基準と組み合わせて使用して、自閉症又は自閉症スペクトラム障害を有しているか又は発症する傾向を有している対象を同定する。
診断キット
本発明は、自閉症又は自閉症スペクトラム障害或いはこのような障害を発症する傾向を診断するための、又は自閉症又は自閉症スペクトラム障害の治療のために治療介入が必要な対象を同定するためのキットを提供する。一実施態様において、キットには、自閉症関連の遺伝子多型を検出するのに有用な少なくとも1種の薬剤を含む組成物が含まれる。別の実施態様において、キットには、プローブを直接配列決定法又はプライマー伸長アッセイ用のプライマーとして使用できるように、自閉症関連遺伝子多型に隣接する部位に結合するプローブ核酸が含まれる。他の実施態様において、キットには、自閉症に関連する多型を検出するアッセイで使用できる分子標識が含まれる。さらなる実施態様において、キットには、自閉症に関連する多型を検出するために使用できるマイクロアレイが含まれる。さらにまた別の実施態様において、キットには、自閉症において発現が増加するポリペプチド又はポリヌクレオチドに結合する少なくとも1種の薬剤を含む組成物が含まれる。また別の実施態様において、本発明は、自閉症においてその発現が変化するような核酸分子を結合する薬剤を含むキットを提供する。ある実施態様において、キットは、結合剤を収容する滅菌容器を含むが、このような容器は、ボックス、アンプル、ボトル、バイアル、チューブ、バッグ、パウチ、ブリスターパック、又は、当該技術分野で公知の他の適切な容器形状であってよい。このような容器は、プラスチック、ガラス、ラミネート紙、金属箔又は医薬品を保持するのに適している他の材料から作ることができる。
必要に応じて、キットは、自閉症を診断するキットを使用するための説明書と共に提供される。その説明書には、一般に、対象が自閉症を有しているか又は自閉症を発症する傾向を有していると診断するための組成物の使用についての情報が含まれる。他の実施態様において、説明書には、以下の少なくとも1つが含まれる:結合剤の説明、警告、効能、禁忌、動物実験データ、臨床研究データ、及び/又は参照文献。説明書は、容器上に直接(存在するとき)、又は容器に貼られたラベルとして、又は容器の中若しくは容器と共に提供される個別のシート、パンフレット、カード又はフォルダとして、印刷されていてもよい。
以下の実施例は、本発明のアッセイ、スクリーニング及び治療の方法を如何に作成及び使用するかの完全な開示及び説明を当業者に提供するために記述されており、本発明者らが自己の発明とみなすものの範囲を限定することを意図していない。
実施例1:自閉症におけるゲノムワイド関連解析。
自閉症の高分解能遺伝子研究のために、広く研究された自閉症遺伝資源交換(Autism Genetic Resource Exchange:AGRE)及び米国国立精神衛生研究所(NIMH)のリポジトリからの多発性罹患者(多発)(multiple affected individuals(multiplex))を含む
家系を選択した。自閉症スペクトラム障害における表現型の多様性は広範囲に及ぶが、第1次スクリーニングにおいて、少なくとも1人の発端者(proband)が自閉症の診断のた
めのADIR基準に合致している家系を選択し、同一核家族におけるさらなる同胞種を含めた。
2つの供給源由来の家系と試料とを遺伝子関連スクリーニング用に組み合わせた。自閉症遺伝資源交換(AGRE)試料には、500,000を超える一塩基多型(「SNP」)を含む、アフィメトリクス(Affymetrix) 5.0プラットフォームにおい
てBroad Instituteで遺伝子型が同定された、AGREコレクション中の
780を超える自閉症多発家系由来の約3,000個体が含まれていた。NIMH試料には、AGRE試料において遺伝子型が同定されたのと同一のSNPマーカーを含むアフィメトリクス 5.0及び500KプラットフォームにおいてJohns Hopkins Center for Complex Disease Genomicsで遺伝子型が同定された、341の多発性核家族(うち258
はAGRE試料に無関係であった)由来の合計1,233個体が含まれていた。
技術的な遺伝子型同定人工物は偽陽性知見を生じる可能性があるので、混合の前に各データセットを注意深く別々に選別し、解析用に最も可能性の高い遺伝子型の品質を確保した。最高品質のデータのためのχ値の分布を調査し、強力なSNPセットを同定するように設計された一連の品質管理(QC)フィルターを使用したが、このフィルターには各SNPのデータ完全性、SNP当たり及び家系当たりのメンデルの法則のエラー(Mendelian error)、及び対立遺伝子頻度及び欠測データに応じた関連統計量の
インフレーションの慎重な評価が含まれていた。両センターで324個体の遺伝子型を同定したので、この取組みを検証するために一致チェックを実施した。1つの試料混乱を除外した後、JHUで500Kにおいて分類した試料とBroadで5.0において分類した試料との間で99、7%、及び両方の場所で5.0アレイにおいて実施した試料間で99.9%の2センター間全遺伝子型一致を得た。1,031の核家族(両親がいるのは856)及び合計1,553の罹患子孫からなる総合データセットを、遺伝子解析のために用いた。これらのデータは、2007年10月に公開され、AGRE及びNIMHから直接入手可能である。
伝達不平衡試験(TDT)には集団層別化による偏りがないので、全家系データセットの品質管理を通過する全SNPにわたるTDTを、関連解析に使用した。関連解析を、PLINK(Purcellet al. 2007)において実施した。パーミュテーション(P<2.5×10−7)と有効試験数の推定値(P<3.4×10−7)との両方を使用してゲノムワイドな有意性(genome-wide significance)の閾値を推定し、より保存的なものを使用した。P<2.5×10−7でのゲノムワイドな有意性についての基準に合致したSNPは、全く無かった。しかしながら、全統計インフレーション()の欠如にもかかわらず、P<10−5(観察6対予想1)及びP<10−4(観察30対予想15)での過度の関連独立領域が観察されたが、このことは、自閉症における共通の変異体は存在するが、最初のスキャンは、それらを決定的に同定するのに十分な検出力を有していなかったということを示唆する(図1)。
胚形成、特に神経のチューブ形成において機能する核タンパクをコードするマウスjumonji遺伝子のオーソログであるJARID2中の染色体6p23(rs7766973、P=6.8×10−7)で、最も強い関連が見出された。スキャン中に、631カウントが伝達され、811カウントが伝達されず、rs7766973のマイナー対立遺伝子に対するオッズ比0.78(P値6.8×10−7)を生じた。
「実施例2:自閉症家系における統合失調症関連遺伝子の解析
統合失調症及び自閉症は、共通の遺伝的背景を共有する公知の2つの精神疾患である(Crespi et al. 2009)ので、統合失調症と明白に結びつけられる5つの遺伝子(DTNBP1、NRG1、DAOA、DISC1及びJARID2)を、自閉症の小児を有する856核家族を使用して行った家系に基づいた関連解析、及び従来のGWAS研究から入手可能であった5遺伝子を網羅する441SNPを使用して、自閉症における役割に関して評価した。」
908家系は、Children's Hospital of Philadelphia(CHOP)でIllumin
a550Kを用いて遺伝子型が同定されているAGREコレクション(Geschwind et al, 2001)から入手可能だった。自閉症診断面接改訂版(ADI−R)に従って、この試料
には、1816人の創始者、自閉症診断を有する1519人の小児(1219人の男性及び300人の女性;男性:女性 性比=4.06)が含まれる。自閉症の同種定義の使用(より広範囲の自閉症スペクトラム障害表現型定義と比較した)は、複雑な疾患研究における威力を向上させる1つの手段である。小児に関する除外基準には、他の広汎性発達障害に関する、精神障害の診断と統計の手引き(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders)第4版(DSM−IV)基準によって定義されているような、レット
症候群及び小児崩壊性障害の診断、公知の遺伝子条件の存在、重大な頭部損傷若しくは神経疾患の病歴、又は著しい感覚障害若しくは運動障害が含まれていた。
PEDSTATS(Wigginton and Abecasis,2005)を使用して、SNP当たり及び家系当たりのメンデルの法則の矛盾点、並びにSNP当たり及び個人当たりの欠損している遺伝子型頻度について遺伝子型データをチェックした。5%未満のマイナー対立遺伝子頻度(MAF)を有するSNPを除外して、直接検定(Wigginton et al. 2005)を使用して創始者におけるハーディーワインベルク平衡(HWE)をチェックした。Haploview(Barret et al. 2005)は、連鎖不平衡係数D’及びr2を推定して、グラフ表示を提供するために使用した。
856家系から、1712人の創始者及び1479人の罹患した小児を含む、3190人が残った(男性1189人及び女性289人;男性:女性 性比=4.11)。5遺伝子を網羅するIllumina 550Kアレイにおいて利用可能な485SNPから441が、その中にJARID2遺伝子領域内に91が配置されていたQCを通過した。
付加的な伝達モデル下でUNPHASED(Dudbridge 2003、2008)バージョン3.0
.12において実行されたように、家系不平衡試験(Pedigree Disequilibrium Test:PDT)(Martin et al. 2000)方法を使用してSNP関連解析を行って、1,000パーミュテーションに基づいてp値を推定した。
多重試験を説明するために、公称P値(5%)を試験数で割って、この数値を補正してある(Bonferroni補正)。この補正は試験の独立性を仮定する。連鎖不平衡におけるSNPの場合には、独立性仮定が破られて、Bonferroni補正はあまりに保守的になり過ぎる。SNPに関する相関行列のスペクトル分解に基づいた独立試験の有効数を推定する方法が提案されている(MatSpD)(Li and Ji、2005)。この方法論は、全SNPの連鎖不平衡パターンを考慮に入れて、このセットをSNPの「有効」最小数まで減少する。本データにおいて、441SNPセットを、0.05公称P値を0.00023補正有意性閾値に変換した217.7553SNPまで減少した。次いで、Bonferroni補正ほど保守的でないSidak補正(Sidak 1968、1971)をUNPHASEDから得たP値に加えて、各マーカーに対する補正P値(Pcorrected)を得た。
有意に関連するSNPを有する遺伝子において、特定のSNPでのリスク対立遺伝子が領域における関連シグナルを説明するかどうかを試験する条件付き解析を行った。領域における関連シグナルが、1つ又はそれ以上の単一SNPによって稼働する場合、これの/これらの影響に対する条件付けは、残りのSNPの関連の証拠を全て除去すると予想された。この解析をUNPHASEDにおいて「−条件」オプションを使用して行った。
JARID2遺伝子に位置するSNPの相関試験の結果を図2に、及びそれとは別に表1には、そのMAF及び関連するオッズ比(OR)の説明と共に示す。P値を多重試験用に調整したとき、2つのSNPは有意なまま、つまりrs6459404(OR=1.21、Pcorrected=0.008)及びrs6921502(OR=0.81、Pcorrected=0.013)であり、他の2つは境界線、つまり、rs6915344(OR=1.21、Pcorrected=0.069)及びrs13193457(OR=1.43、Pcorrected=0.067)で、全てJARID2の同一連鎖不平衡(LD)領域中であった(図5)。14のSNPが公称レベルで関連し、1つを除いて全てが、強いLDを有する同一5’領域、rs7766973を含む同一領域に属していた(図3)。JARID2においてP<0.05を有するこれらのSNPで、遺伝子において最も強く結合するマーカーであるrs6459404に対する条件付け試験を行って、このSNPがこの遺伝子において単独で関連シグナルを説明するかどうかテストした。SNPrs6921502とは別の、有意に関連した(Pcorrected<0.05)rs6459404を有するSNPは、公称レベル(P=1.00)ではもはや有意ではなかった。これは、これらが同一の情報をもたらすことを意味するこれらの強いLD(D’とr2が1つに近い)によって説明される。SNPrs13193457は、rs12530202、rs2295954、rs11962776及びrs957387として、0.01〜0.05の範囲に及ぶp値を有する、より劣っている範囲にさらに関連していた(P=0.002)。これらのSNPをrs6459404及びrs13193457に関して条件付きで試験したとき、rs957387以外は、公称上有意なままではなかった(P=0.0097)。これらの3マーカーは強いLDにあるが、本試料において統計的に識別することはできない。1つの説明は、原因変異体は、これらのマーカーを有する強いLDにおいて分類されない変異体であるということであろう。3つのSNPのハプロタイプ解析によって、この観察されない有害変異体の関連の評価が可能になった。UNPHASEDを使用すると、3マーカーハプロタイプは、(一度に1SNPを考えるときより強い)P=2.5×10−7を有する非常に強い関連を示した。これらの結果は、自閉症、及び特に前の実施例由来のrs7766953を含む遺伝子の5’領域における強いLD領域でJARID2の関連を再現する。
材料及び方法
以下の方法及び材料を使用して上記の結果を得た。
試料及び遺伝子型同定
第1次試料はAGRE及びNIMHリポジトリ由来である。アフィメトリクス技術を用いた複製には、NIMH対照、自閉症コンソーシアム(Autism Consortium)のメンバー
が収集した家系、及びモントリオール(Montreal)が確認した家系が含まれていた。Sequenom技術を用いた複製には、自閉症ゲノムプロジェクト(Autism Genome Project)、フィンランド人、及び自閉症コンソーシアム(Autism Consortium)の研究者が収集した家系のイラン人サブセットが含まれていた。各試料コレクション、遺伝子型同定、及び品質管理の方法の確認についての詳細は本明細書中に提供されている。
連鎖解析及び関連解析
MERLIN/MINX(r<0.1)(23)のクラスターオプションを使用して剪定した常染色体SNPセット及び染色体Xセット(670SNP)で連鎖解析を行って、16,581の独立マーカーを得た。代替SNPを選択することにより、確認解析を非重複データセットで実施した。
PLINK(24)において関連解析を実施した。基本的な相関試験は、伝達不平衡試験(TDT)であった。また、対照とあまり一致しなかった症例を除いた後、多次元尺度構成法(λ<1.1)に基づいた対立遺伝子の関連によって、特別の症例対対照の解析を実施した。TDTと症例‐対照試験の組合せを、式:Zmeta=(Σexp−Σobs)/√Σvarによる予想対立遺伝子及び観察対立遺伝子カウントを使用して実施した。
統計量(ZAGRE/NIMH+Zreplication)/√を使用して、AGRE/NIMH及び複製データのメタ解析を実施した。セットに基づいたTDTを使用してPLINKにおいて遺伝子セット解析を実施した。補定(imputation)に基づいた関連を、参照パネル及び情報スコア>0.8としてHapMapCEU親試料を使用してproxy−tdtコマンドでPLINKにおいて実施した。PLINK hap−
tdtにおいて実行したように、5−SNPスライディングウィンドウを使用して連鎖領域におけるハプロタイプ解析を実施した。
第1次研究試料
この研究で使用した全試料は、個人、並びに米国及び関連国際地域のそれぞれの治験審査委員会によって承認された治験から得た。全成人研究参加者からインフォームドコンセントを得、年齢18歳未満の小児に関しては、両親又は保護者の同意及び小児の同意の両方を得た。
自閉症遺伝資源交換(AGRE)は、遺伝子研究のために入手可能な、自閉症スペクトラム障害(ASD)を有している多発家系由来のDNA及び表現型データのコレクションを管理する。自閉症診断面接改訂版(ADI−R)による自閉症の基準に合致している少なくとも1人の小児を有する家系を選択して、801家系由来の個人に対して遺伝子型を同定したが、第2の罹患児は、自閉症のAGRE分類、広域スペクトラム(PDD−NOS及びアスペルガー症候群を含む広汎性発達障害のスペクトラムに沿った障害のパターン)又は自閉症であるとは言えない(Not Quite Autism)(NQA:社会性、コミュニケーション、及び/又は行動ドメインのいくらか又は全てが自閉症診断基準に合致していることからわずか1項目離れていて「発病年齢」の基準に合致する個人、又は全ドメインが診断基準に合致するが、「発病年齢」の基準に合致しない個人)を有していた。調和させることができないADI−R及びADOSによる疾患状態の分類が広く異なる発端者を除外した。公知の染色体異常を有している家系(核型が入手可能であった)、及び遺伝子データに矛盾を有する(過度のメンデルの法則の分離欠陥を発生させる、又は全アレイデータとの性別及び試料同一性をチェックするために使用する24SNPの試験パネルに遺伝子型同定不全を示す)家系も除外した。これらの試料の自己申告による人種/民族性は、白人69%、スペイン系/ラテン系12%、不明10%、混血5%、アジア人及びアフリカ系アメリカ人それぞれ2.5%、ハワイ原住民/南太平洋の島民及びアメリカインディアン/アラスカ原住民1%未満である。
NIMH Autism Genetics Initiativeは、ASDを有している多発家系及び単発家系由来のDNAコレクションを保存している。341核家族由来の個人の遺伝子型を同定した:これらのうち258人はAGREデータセットから独立していて、ADI−Rによる自閉症の基準に合致する少なくとも1人の小児を有し、そして第2の小児は上記のAGREデータセットに関して記載されたものと同一の基準を使用して罹患しているとみなされた。公知の染色体異常及び過度の非メンデル遺伝を含む同様の除外基準を使用した。これらの試料の自己申告による人種/民族性は、白人83%、スペイン系4%、不明2%、混血7%、アジア系3%、及びアフリカ系アメリカ人1%である。
第1次研究試料:第1次スクリーニング用混合データセット
遺伝子型を同定する両センター(26、27)で、Birdseedアルゴリズムを遺伝子型判定に使用した。両センターで324人に対して遺伝子型を同定したので、一致チェックを実施した。1試料は、2センター間に実質的な相違を示したが、過度のメンデルの法則のエラーを示さなかった。このことは、同一試料として同定した異なる同胞種に対して各センターが遺伝子型を同定したことに試料混乱が起きたことを示している。この試料を除くと、2センター間の全体的な遺伝子型一致は99.72%だった。
データを混合する前に、カイ平方値の分布を調査し、強力なSNPセットを同定するように設計した一連の品質管理(QC)フィルターを使用した。AGRE遺伝子型を完全性98%及びME10未満まで選別することは、MAF(マイナー対立遺伝子頻度)>0.05を有するSNPのカイ2乗分布を人為的に膨張させたSNPを除去するのに十分であることが見出された。MAF<0.05に関しては、マイナー対立遺伝子(OR<1)の伝達下での、もっぱらSNPの過度の強さのために、非常に大きなインフレーション(λ=1.17)を観察した。同一フィルターが、マイナー対立遺伝子(λ=1.04)の過度の伝達を有するSNPで高品質の結果を得た一方、非常に厳密な選別が、OR<1(欠測データ<.005)を有する、よりまれなSNPのために必要だった。これは、TDTにおいて十分に立証された偏りに基づき予想外ではなかった:欠測データがヘテロ接合体又はまれなホモ接合体に対して優先的に偏っている場合、共通の対立遺伝子の有意で人為的な過度の伝達が予想される(28、29)。比較可能な品質を達成するために、完全性96%及びME4未満でNIMHデータセットを選別した。組合せデータセット用最終QQプロットを図5に示すが、λ約1.03を有している。1,031家系からなる(両親がいるのは856)組合せデータセット、及び合計1,553人の罹患子孫を、関連試験に用いた。
連鎖解析のために、組合せAGRE/NIMHデータセットをChildren's Hospital of Philadelphia(CHOP)で作製し、AGREから入手可能なIllumina 550K遺伝子型データとさらに混合し、約300核家族(1,499の試料)を追加した。AGRE/NIMHデータセットとCHOPデータセット(2,282試料)との間の広範囲に重複している試料を使用して、非常に高品質な連鎖解析用SNPセットを選択した。
具体的には、SNPは、アフィメトリクス 500K/5.0プラットフォーム及びIl
lumina 550Kプラットフォームの両方のプラットフォーム全域で>99.5%
一致を有する必要があった。SNPは、MAF>0.2、欠測データ<1%、ハーディーワインベルクP>0.01、及びわずか1MEにさらに限定された。これにより、約36,000の優れた品質のSNPが残った。常染色体SNPに関しては、r>0.1を有するSNPを除去するために、PLINKを使用してSNPをさらに剪定し、16,311SNPを得た。
複製試料
NIMH対照試料
もう1つの研究のために、Broad Institute Genetic Anal
ysis Platformでアフィメトリクス 500Kプラットフォームにおいて、NIMH遺伝子リポジトリから得た対照の遺伝子型を同定した。これらのうち、1,494は、我々の試料と良く一致し、この研究の症例及び両親と比較するための対照として使用した。
モントリオール試料
両親と共に自閉症スペクトラム障害と診断された対象を広汎性発達障害(PDD)の診断を専門とするクリニック、再適応センター、並びにモントリオール及びケベック都市圏(カナダ)の専門学校で集めた(31)。ASDの評価における児童精神科及び心理学の専門家がASDを有する対象を診断した。精神障害の診断と統計の手引き(DSM)基準に基づいた評価には、自閉症診断面接改訂版(ADI−R)(25)及び自閉症診断観察スケジュール(Autism Diagnostic Observation Schedule)(ADOS)(32)の使用が含まれていた。ASD診断用の新たなスクリーニング手段として、ADI−Rに由来する自閉症スクリーニングアンケート(Autism Screening Questionnaire)が、完成した(33)。さらに、PDDの児童精神科医の専門家が、全発端者カルテを再評価して診断を確認し、何れかの共依存障害を有している対象を除外した。除外基準は次のとおりだった:(1)推定される精神年齢<18か月、(2)レット症候群又は小児崩壊性障害の診断、及び(3)次のものを含む何れかの精神医学及び神経学的条件の証拠:出生時無酸素症、妊娠中の風疹、脆弱X症候群、脳炎、フェニルケトン尿症、結節性硬化症、トゥレット症候群、及びウェスト症候群。これらの条件を有している対象を、親の面接及びカルテ評価に基づいて除外した。しかしながら、発達性言語障害(semantic-pragmatic disorder)、(PDD
とそれとの大きな重複のために)、注意欠陥多動性障害(発達の間にASDを有している多くの対象に見られる)、及び突発性てんかん(ASDのコア症候群に関連する)が同時に起こる診断を有する参加者は、研究のための資格を有していた。
Santangelo EDSP家系試料。
非常に不一致な同胞種対連鎖研究のために、1人又はそれ以上の自閉症の小児と少なくとも1人の自閉症でない16歳以上の子供を有している家系を確認した。親のサポートグループ及び患者支援グループ、パンフレット、ニューズレター並びに研究ウェブサイトで接触して、マサチューセッツ州及び周辺の州で募集を行った。両親は自分の小児についての面接を受け、自閉症でない小児は自分自身についての面接を受けた。通常発端者の母である報告者/介護者は、自閉症診断手段改訂版(Autism Diagnostic Instrument-Revised)(ADI−R)を使用して面接を受け、4〜5歳での自閉症の診断を確認した(25、34)。家系には、罹患児が自閉症性障害のための精神障害の診断と統計の手引きIV(DSM−IV)基準に合致し、自閉症ではないその同胞種(16歳以上)が(M−PAS−R)、実用言語尺度(PLS)、及び友情面接(Friendship Interview)(35、36)で評価したより広範囲の自閉症表現型特質を全く示さなかった場合が含まれていた。発端者が脆弱X症候群又は全CNS損傷などの自閉症に関連する病状を有していた場合、又は発端者が4歳未満であった場合は、より若い年齢での診断に不確実な可能性があるために発端者を除外した。29家系が、研究のための適格基準に合致し、解析用最終サンプルに含まれた。
高機能自閉症家系試料。
以前から自閉症又はアスペルガー症候群と診断されていた罹患児が、精神遅滞の範囲を超える知的機能レベル(つまり全尺度、言葉の及びパフォーマンスのIQ>70)を有し、暦年齢6〜21歳で、重大な医学的又は神経学的障害(脆弱X症候群及び結節性硬化症を含む)がなかった場合の家系が含まれていた。McLean病院の急性収容治療(Acute Residential Treatment)(ART)プログラム、並びに外来小児患者及び思春期サービスを
介して、さらには関連病院及びクリニックを介して家系を確認し、集めた。パンフレット及びウェブサイトも利用した。33家系(参加者133人)を研究に登録した。参加は任意だった。
MGH−フィンランド共同比較研究。
高機能自閉症(HFA)又はアスペルガー症候群(AS)の診断を有する58人全てをフィンランドで集めた。2003年Oulu大学病院で8歳〜15歳の52人の小児及び若者を患者記録から同定した。これらの小児及び若者をOulu大学病院でHFA/ASに関して評価した。さらに、6人(3人の少年、3人の少女)の11歳の小児を、2001年に行われた疫学的研究から集めた(37)。
参加者は全員、ウェクスラー児童知能検査−改訂第3版を用いて測定されたフルスケールIQスコア80以上を有していた(38)。さらに、他の発達障害(例えば、不全失語症、脆弱X症候群)と診断された小児対象は1人もいなかった。自閉症診断面接改訂版及び自閉症診断観察スケジュールの実施によってHFA/ASの臨床診断を確認した。ICD−10診断基準に従って、HFA/ASを有している参加者58人のうち35人は、ASのための診断基準に合致し、21人はHFAのための診断基準に合致した(39)。2人の参加者が、PDD−NOSの診断基準に合致したが、彼らはHFA又はASを有している小児に関する我々の試料とは異なりそれほど重度でない症状を現していたために、これらの参加者を除外した。
ボストン小児病院(Children's Hospital Boston)の試料。
ASDの臨床診断のカルテを有する発端者をボストン小児病院で集めた。参加するためには、月齢が24か月を超え、少なくとも1人の実の親又は罹患した入手可能な同胞種を有していなければならなかった。彼らに代謝障害若しくは慢性全身性疾患、後天性発達障害(例えば、出生時仮死、外傷関連の損傷及び髄膜炎など)、又は脳性麻痺の何れかを有していた場合、対象を除外した。参加者全員にインフォームドコンセントを提供し、自閉症診断観察スケジュール(ADOS)、自閉症診断面接改訂版(ADI−R)及び認識状態を評価する他の手段を含む、表現型バッテリー(phenotyping battery)を実施した。臨床診断を有する対象の75%は、ADI−R及びADOSの両方でASDのための厳密な研究基準に合致した。さらに、完全な家族歴及び病歴を得た。
自閉症についてのホモ接合性マッピング共同研究(HMCA)用試料。
いとこ結婚、及び精神遅滞(MR)の有無にかかわらず自閉症スペクトラム障害(ASD)に罹患している小児を有する家系が、HMCAの複数の共同研究者によって集められた。自閉症診断観察スケジュール(ADOS)及び自閉症診断面接改訂版(ADIR)に熟練しており、DSM−IV−TR基準及び小児自閉症評定尺度(CARS)に従って診断法を作成した児童精神科医(Nahit M.Mukaddes)がイスタンブール出身の患者を評価した。Samira Al-Saadが、クウェート出身の患者をクウェート自閉症センター(Kuwait Centre for Autism)から登録した。サウジアラビアのジッダ(Jeddah)で、発達小児科医(Soher Balkhy)及び小児神経科医(Generoso Gascon)の両者が患者を評価したが、診断法はDSM−IV−TR診断基準に基づいていた。パキスタンのラホールで、ADOS及びADI−Rに熟練している神経科医(Asif Hashmi)がDSM−IV−TR基準を
使用して患者を診断した。ほとんどの設定で、患者は第3次臨床センターから登録された。これらの患者は、指定されたとき、身体的診察、内科及び神経学的病歴、脆弱X試験、並びに他の遺伝子及び代謝的試験を含む医療神経内科評価(care neuromedical assessment)の標準型を有していた。脳奇形が疑われるか、又はてんかんが存在した患者のためにMRIを入手した。さらに、IQスコア(通常Stanford−Binetから)及び順応行動手段を、患者の既存の診療記録から入手した。地域の学際的チームとの共同作業で、ボストン臨床チームが最も参考になる家系で第2次評価を行った。ボストンチームの臨床メンバーには、発達心理学者(Janice Ware、Elaine LeClaire、Robert M.Joseph)、小児神経科医(Ganesh H. Mochida、Anna Poduri)、臨
床遺伝学者(Wen-Han Tan)、及び神経精神病医(Eric M.Morrow)が含まれていた。患者及び家系における現在及び過去の自閉症症状、認識及び適応機能、並びに神経学的及び身体的形態の状態を包括的に説明するように第2次評価バッテリーを設計した。第2次評価には、ADI−R信頼性が高い試験官によってADI−Rと同等での調査を実施した神経学的検査、遺伝子異常形態学検査、CARS、社会的コミュニケーションアンケート(SCQ);ADOS(通常モジュール1);Vineland適応行動評価尺度、第2版(VAB S−II);Kaufman簡潔な知能検査(第2版(KBIT−II)が含ま
れていた。記録保管を目的として、ADOS評価を録画し、異常形態学知見の写真をとった。
AGP試料。
個体は、典型的に自閉症の症状の3評価、すなわちADI−R、ADOS、及び臨床評価のうち、少なくとも2つを受けた。1,443家系から1,679人の患者のうち、966人は、ADI−R及びADOSの自閉症についての基準に合致していて、これらの大部分は自閉症の臨床評価も有していた;160人の患者が、2つの診断手段(ADI−R、ADOS)のうち、1つの自閉症についての基準に合致したが、別の測定手段の情報を欠いていた;そして、553の人が、1つの又は両方の測定手段のスペクトラム障害についての基準に合致した。単一性及び多発家系の両方から患者を集めたが、この試料の71%は多発家系出身であった。大多数の家系は、ヨーロッパの家系(83%)だった。
フィンランド人の自閉症家系試料。
大学及び中央病院を介して家系を集めた。別記するように(40)経験を積んだ小児神経科医が、詳細な臨床及び健康診断を実施した。診断は、ICD−10(39)及びDSM−IV(41)診断術後体系に基づいた。公知の関連する病状又は染色体異常を有している家系を研究から除外した。合計106家系には、遺伝子型データが入手可能な400個人が含まれていた。これらのうち、111人は乳児自閉症と診断され、13人はアスペルガー症候群と診断された。父親がトルコ人だった1家系を除いて、全家系がフィンランド人だった。
イランの3人組試料。
この研究の適格な参加者は、自閉症性障害、アスペルガー症候群及び特定不能の広汎性発達障害(PDD−NOS)の症例を含むASDに罹患した少なくとも1人の小児がいるイラン人家系だった。イラン出身の80家系(282個人)を確認し評価した。2004年の90,000人を超えるテヘラン出身の未就学児のスクリーニング及び診断試験によりこの試料を確認した。ADI−R及びADOSによるDSM−IV基準に従って、小児の診断法を作成した。異常な核型及び異型症の特徴を有する患者を除外した。大部分の家系は、父母子の3人家族だったが、一部は1人を超える罹患児がいた。罹患した実の同胞種を全員、同一の診断ツールで評価した。イラン出身の80家系(282個人)を得て確認した。
アフィメトリクス遺伝子型同定
標準的なプロトコールを用いて、Broad InstituteのGenetic Analysi
s Platformでアフィメトリクス5.0チップ上でAGRE試料の遺伝子型を同
定した。ゲノムワイド関連研究(26、27)を可能にするために、ゲノム全域で約500,000SNPの遺伝子型を同定するように5.0チップを設計した。同様のプロトコールを用いて、アフィメトリクス500K Sty及びNspチップを使用してブロード
研究所(Broad Institute)でNIMH対照の遺伝子型を同定した。自閉症コンソーシア
ム及びモントリオール複製試料も、同一の条件下においてブロード研究所で遺伝子型を同定した。Johns Hopkins Center for Complex Diseaseで、同様の標準的なプロトコールを使用してアフィメトリクス500K(Nsp及びSty)並びに5.0プラットフォームにおいて、NIMH自閉症試料に対して遺伝子型を同定した。
5.0アレイに関する遺伝子型判定を、Birdseed(26と27)によって実施し、500Kアレイに対してBRLMMによって実施した。ブロード研究所で作成したデータの基本的なQCフィルターとして、遺伝子型同定が各個人に対して>95%完全であり、各家系がゲノム全域で10,000未満のメンデル遺伝のエラーを有しているという条件を設定した。各SNPは、遺伝子型同定>95%、メンデルの法則のエラー15未満、ハーディーワインベルク平衡P>10−10、及び1%を超えるマイナー対立遺伝子頻度を有するという条件を設定した。AGRE試料に関して、これは、平均コールレート99.6%を有する399,147SNPに対して遺伝子型を同定した2,883の高品質個人を残した。Johns Hopkinsで作成したデータのための基本フィルターは、5.0アレイデータ
に対して個々のコールレート>95%、500Kアレイデータに対して>90%で、1家系当たりのメンデルの法則のエラーが5,000未満であった。単一形のSNP及び50%を超える欠測データを有するもののみを、498,216SNPに入れた。総合データセットは、QCを通過する約365,000SNPを有していた。
シーケノム(Sequenom)遺伝子型同定
SNPを、3センター、すなわちグルベンキアン(Gulbenkian)、マウントサイナイ(Mt. Sinai)、及びオックスフォードでAGP試料に対してシーケノム技術を使用してア
ッセイし、多数の採用サイトを代表する1,629家系由来のDNAは54SNPに対して遺伝子型を同定した。欠測データ>3%を有するSNP、すなわち、rs4690464、rs10513025及びrs17088296を解析から除外した。品質管理法の次のステップは、残りの51遺伝子座から≧4のメンデルの法則エラーを有する家系を、このことが家系エラーを示すという仮定の下で除外することだった。110家系由来のデータをメンデルの法則エラーにより除去した。その後、残りの家系において、データが過度のメンデルの法則エラー(>16)を示した場合にSNPを除去した。この基準を使用して、もう2つのSNP(rs155437及びrs1925058)を解析から取り除いた。DNA品質は研究場所によって変化して、付随する遺伝子型の品質相違の原因となり得ることが明らかだった。そのため、遺伝子座及び研究場所当たりの欠失した遺伝子型の比率も評価した。残りの個体群試料と比較して、いくつかの個体群試料由来のDNAは、2つのSNP、すなわちrs4742408及びrs7869239に対して過度の欠損状態を示したことが解析によってわかった。具体的には、3群の試料は、rs4742408及びrs7869239に対する7%を超える欠損遺伝子型を示したが、残りの群の試料は約1%以下の欠損遺伝子型を有していた。そのため、これらの遺伝子座に対して過度の欠損状態を示す試料のみに由来する遺伝子型を削除した。最終品質管理ステップとして、残りの遺伝子座に対する欠損遺伝子型を評価した。5を超える遺伝子座が欠損遺伝子型だった場合、その個体データを解析から取り除いた。この基準によって、関連解析に対する1,443家系を残して、76のさらなる家系が、家系に基づいた関連解析に対して情報価値の無いものとなった。プレトネン研究所(Peltonen lab)でフィンランド人自閉症試料の遺伝子型を同定し、非常に類似したプロトコールを使用して、ブロード研究所でイラン人の3人組家系(trios)の遺伝子型を同定した。同一のプールされたプライマー及びプローブ由来のアリコートを使用して全ての試料の遺伝子型を同定した。
コピー数解析
2つの大きな(1Mbを超える)以前の報告により、この遺伝子座(42)に広がる独立した新規欠失(de novo deletion)、rs10513025の周辺領域及び全SEiA5A遺伝子座は、全てのアフィメトリクス5.0試料を解析するBirdsuite(26)を使用して、自閉症に対するこの領域の重要性の独立した証拠を説明又は提供のどちらかを可能にするようにコピー数変化について評価した。Birdsuite遺伝子型は、以前に一般的なコピー数多型を注釈付けしており(27)、HMMを使用して並行して新規のコピー数変異体を検索する。領域におけるプローブカバー率は良好であり、プローブが10未満、プローブ間の平均間隔が2.5kbの50kbウィンドウは全く無く、25kbを超えるCNVに対する非常に良好な感受性を可能にした。欠失又は複製は、このSNPの近傍で全く見出されなかった。また、遺伝子SEiA5Aの重複も全く見出されなかった。このSNPの上流及び下流に最も接近したコピー数変異体は、SEiA5Aの3’末端から288kbからのまれな(頻度約2−3%、以前に注釈付けられたCNP)40kb欠失、及びSEiA5Aの5’末端の上流の356kbからのまれな(頻度約1%、新規の)20kb欠失であるように見えた。これらのそれぞれは、多型を分離するが、SEiA5A及びTAS2R1の境界外の遠くに、そしてrs10513025を含む連鎖不平衡ブロックから遠くに収まるように見えた。
有意性の確認
ゲノムワイドな有意性についての適切な実験閾値を確認するために、このデータセット上でgene−droppingによりパーミュテーションを実施し、パーミュテーションした1000の各データセットから最低P値を取ることにより、及び実験の全範囲に及ぶ有意性P<0.05に対する閾値として50番目を使用することにより、ゲノムワイドな有意性を推定した(P<2.5×10−7)。試験の有効数(Teff)の推定値を計算するために、以下のアルゴリズムを使用した:
1.i=染色体、j=SNP位置である染色体(SNPij)に最多の5’SNPでスタートし、1Mb(r[SNP1,1×SNP1,n])以内の全下流SNPでペアワイズLDを計算する。
2.SNP1,1に対して、Teff((1,1)=1−max(r[SNP1,1×SNP1,n])
3.染色体iに対して、
式中、m=染色体上のSNPの総数。
4.
このアルゴリズムは、ペアワイズLDを説明するだけなので、有効試験数の保守的な推定を提供する。
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他の実施態様
前記の説明から、本発明を様々な用法及び条件に適用させるために、本明細書中に記載の本発明に対して様々な変更及び改変を行うことができることは明らかである。このような実施態様もまた、以下の特許請求の範囲内である。
本明細書の可変部分の定義の何れかにおける構成要素の列挙の記述は、何れかの単一構成要素又は列挙される構成要素の組合せ(又は部分的組合せ)としての、その可変部分の定義を含む。本明細書の実施態様の記述は、何れかの単一の実施態様、又は他の実施態様との組み合わせ若しくはそれらの部分としてのその実施態様を含む。
この明細書に述べられた全ての特許及び刊行物は、それぞれの独立した特許及び刊行物が具体的に及び個別に参照により組み込まれると示されているのと同じ範囲まで、参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (24)

  1. 方法が、対象に由来するJARID2核酸分子における遺伝子変異の有無を識別することを含む、対象における自閉症若しくは自閉症スペクトラム障害に対する遺伝的素因、又はそれらの存在を確認する方法。
  2. 対象が自閉症と診断された家族を有すると同定する、請求項1に記載の方法。
  3. 対象が統合失調症と診断された家族を有すると同定する、請求項1に記載の方法。
  4. 遺伝子変異が、JARID2の連鎖不平衡領域にあるか、又は染色体6p23に関連している、請求項1に記載の方法。
  5. 遺伝子変異が当該JARID2核酸分子における一塩基多型(SNP)である、請求項1に記載の方法。
  6. SNPが、rs7766973、rs6459404、rs6921502、rs6915344及びrs13193457よりなる群から選択される、請求項5に記載の方法。
  7. 多型部位rs7766973でのCの同定が、自閉症に対するリスクの上昇を示す、請求項5に記載の方法。
  8. 遺伝子変異が対象由来の生体試料において同定される、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  9. 生体試料が、血液、尿、糞便、唾液、チークスワブ、羊水及び組織よりなる群から選択される、請求項8に記載の方法。
  10. 生体試料が血液である、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  11. 試料が、年齢0〜6か月、年齢6〜12か月、又は年齢12〜36か月の対象から単離される、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  12. 対象が、コミュニケーション技能、社会的技能に遅延を有すると同定された小児、又はそうでなければ発達障害と同定された小児である、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  13. 方法がさらに、対象における遺伝子変異を対象の親類における対応する配列と比較することを含む、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  14. 遺伝子変異が、直接配列決定法、1本鎖多型アッセイ、変性高速液体クロマトグラフィー、核酸アレイハイブリダイゼーション、制限長多型アッセイ、リガーゼ連鎖反応、酵素的切断、サザンハイブリダイゼーション、質量分析法、及びポリメラーゼ連鎖反応よりなる群から選択される方法によって検出される、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  15. 生体試料が、デオキシリボ核酸又はリボ核酸を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  16. 遺伝子変異が、1本鎖多型アッセイによって検出される、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  17. 遺伝子変異が、変性高速液体クロマトグラフィーを使用して検出される、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  18. 試料の試験が、核酸の直接配列決定法によって実施される請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  19. 多型が、rs7766973、rs6915344、rs12530202、rs2295954、rs9464779、rs11962776、rs6921502、rs9396578、rs6459404、rs9370809、rs3759、rs957387、rs707833、rs13193457、rs909626よりなる群から選択される部位にある、請求項1又は2に記載の方法。
  20. 対象が発達遅延又は自閉症の行動異常特徴を有することを同定することをさらに含む、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  21. 方法が、対象に由来するJARID2核酸分子における遺伝子変異の有無を識別することを含んでなる、対象を自閉症又は自閉症スペクトラム障害を改善するために治療介入の必要があると同定する方法。
  22. キットが、JARID2核酸分子における多型に特異的に結合又はハイブリダイズできる少なくとも1つのポリヌクレオチド分子、及び請求項1〜20の何れかに記載の方法においてキットを使用するための説明書を含んでなる、対象における自閉症関連多型を検出するためのキット。
  23. キットがポリメラーゼ連鎖反応(PCR)での使用に適した少なくとも1セットのプライマーを含んでなり、ここでプライマーセットはJARID2核酸分子を増幅する、対象における自閉症関連多型を検出するためのキット。
  24. キットがポリメラーゼ連鎖反応(PCR)での使用に適した少なくとも1セットのプライマーを含んでなり、ここでプライマーセットは、rs7766973、rs6915344、rs12530202、rs2295954、rs9464779、rs11962776、rs6921502、rs9396578、rs6459404、rs9370809、rs3759、rs957387、rs707833、rs13193457、rs909626よりなる群から選択される多型部位を増幅する、対象における自閉症関連多型を検出するためのキット。
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