JP2019511922A - 早産転帰に対する早期リスク評価のための方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、国内段階出願であり、2017年2月15日出願の特許文献1からの優先権を主張し、当該出願は、2016年2月16日出願の特許文献2からの優先権を主張するものである。
ST={ST1,ST2,ST3,・・・・・・ST50}・・・・・・・・・・・・式(1)
式中、定義によれば、STiは非ゼロの整数であり、ST(i+1)≧STiであり、「i」は、(0<i≦50であるような)1から50までの範囲で変動する。
DT={DT1,DT2,DT3,・・・・・・DT50}・・・・・・・・・・・・式(2)
式中、定義によれば、DTjは非ゼロの整数であり、DT(j+1)≧DTjであり、「i」は、(0<j≦50であるような)1から50までの範囲で変動する。
C=DT×ST={(DTj,STi)|式中、DTj∈DTであり、STi∈STであり、「i」及び「j」は、正の整数≦50である}・・・・・・・・・式(3)
DSR={(DTj÷STi)|式中、(DTj,STi)∈C,であり、「i」及び「j」は正の整数≦50である}・・・・・・・・・式(4)
TCS=1−(セットDSRの)中央傾向値
試料S1のTCS値/メトリック=1−中央値(セットDSRS1)=1−0.1538=0.8461。
試料S2のTCS値/メトリック=1−中央値(セットDSRS2)=1−0.0909=0.909
試料S3のTCS値/メトリック=1−中央値(セットDSRS3)=1−0.0769=0.932
「高PTDリスク」:中央傾向値(中央値(DSR))>0.113;
「中PTDリスク」:0.078≦中央傾向値(中央値(DSR))≦0.113;及び
「低PTDリスク」:中央傾向値(中央値(DSR))<0.078。
「高PTDリスク」:分類学的構成歪み(TCS)値<0.887;
「中PTDリスク」:0.887≦分類学的構成歪み(TCS)値≦0.922;及び
「低PTDリスク」:分類学的構成歪み(TCS)値>0.922。
試料S1→高PTDリスク
試料S2→中PTDリスク
試料S3→低PTDリスク
Claims (24)
- 妊娠対象に対する早産リスクを評価する方法であって、
ハードウェア・プロセッサ202によって、微生物叢試料の「微生物分類学的存在量プロファイル」を受け取ることであって、前記微生物叢試料は、妊娠対象から得られ、前記微生物分類学的存在量プロファイルは、前記微生物叢試料中に存在する複数の微生物のそれぞれの存在量値を含む、受け取ること;
前記ハードウェア・プロセッサ202によって、「分類学的構成歪み」値、及び前記「微生物分類学的存在量プロファイル」の分布特性値の少なくとも1つを計算することであって、前記「分類学的構成歪み」値及び前記分布特性値は、前記微生物分類学的存在量プロファイルからの複数の微生物の存在量値の偏りを定量化し、前記「分類学的構成歪み」値及び前記分布特性値の計算は、
a)前記微生物分類学的存在量プロファイルからの複数の微生物の存在量値の和の計算によって、合計個体数「M」を得ること;
b)前記微生物分類学的存在量プロファイルからの複数の微生物のそれぞれの存在量値を含む選別リスト「L」を生成することであって、前記選別リスト「L」は、存在量値の増加又は減少順でランク付けした微生物分類学的存在量プロファイル中に存在する複数の微生物のそれぞれの存在量値から構成され、前記リストLを存在量値の増加順で選別した場合、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の上位ランク入力は、「主分類群」に対応し、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の下位ランク入力は、「疎分類群」に対応し、前記リストLを存在量値の減少順で選別した場合、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の上位ランク入力は、「疎分類群」に対応し、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の下位ランク入力は、「主分類群」に対応する、生成すること;
c)累積存在量が合計個体数「M」の≧i%である「疎分類群」の最小数(STi)を計数することであって、前記リストLを増加順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が増加するランクの順で漸進的に累積される、又は累積存在量が合計個体数「M」の≧i%である「疎分類群」の最小数(STi)を計数することであって、前記リストLを減少順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が減少するランクの順で漸進的に累積され、「i」は、整数又は小数である、計数すること;
d)累積存在量が合計個体数「M」の≧j%である「主分類群」の最小数(DTj)を計数することであって、前記リストLを増加順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が減少するランクの順で漸進的に累積される、又は累積存在量が合計個体数「M」の≧j%である「主分類群」の最小数(DTj)を計数することであって、前記リストLを減少順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が増加するランクの順で漸進的に累積され、「j」は、整数又は小数である、計数すること;
e)「i」及び「j」の事前に定義した範囲の値のSTi及びDTjの計数を得、2つのセットの値「ST」及び「DT」をそれぞれ生成するために、前記ステップ「c」及び「d」を繰り返すことであって、i及びjは、事前に定義した範囲内の2つの同一の等差数列に属し、等差数列の連続項の間の公差は、事前に定義した整数又は事前に定義した小数値である、繰り返すこと;
f)DTj及びDTj値に対応する複数の順位付き対を含むセット「C」を得るために、前記セット「DT」及び「ST」のデカルト積を計算すること;
g)前記セット「C」における各順位付き対の(DTj÷STi)を計算することにより、セット「DSR」を導出すること;
h)前記セット「DSR」の分布特性値を計算することであって、前記セット「DSR」の分布特性値は、前記セットDSRの中央傾向値を含む、計算すること;
i)前記セットDSRの中央傾向値を含む分布特性値に対し数学的変換を適用することによって前記「分類学的構成歪み」値を計算すること;
を含む、計算することと;
前記ハードウェア・プロセッサ202によって、前記セットDSRの中央傾向値、前記セット「DSR」の分布特性値、又は前記「分類学的構成歪み」値の少なくとも1つに基づき、妊娠対象に対する早産リスクを決定することとを含む
ことを特徴とする方法。 - 前記微生物叢試料は、妊娠の最初の15週以内、又は妊娠の第1三半期以内、又は妊娠の第2三半期以内の妊娠対象から得られ、前記妊娠対象は妊婦である
請求項1に記載の方法。 - 前記微生物叢試料は、妊娠期間の間の任意の時点で妊娠対象から得られる
請求項1に記載の方法。 - 前記妊娠対象は妊婦である
請求項1に記載の方法。 - 前記妊娠対象は雌の胎生動物である
請求項1に記載の方法。 - 前記微生物叢試料は、妊娠対象の口、皮膚、腸、膣又は他の身体部位から得られ、前記微生物叢試料は、膣スワブ試料、頚管粘液試料、子宮頚部スワブ試料、円蓋のスワブ試料を含む膣スワブ、尿試料、羊水試料、血液試料、血清試料、血漿試料、胎盤スワブ、臍帯スワブ、便試料、皮膚スワブ、口腔スワブ、唾液試料、歯周部スワブ、咽頭スワブ、鼻腔スワブ、小胞液試料、鼻咽頭スワブ、鼻孔スワブ、結膜スワブ、性器スワブ、直腸スワブ、気管吸引液及び気管支スワブを含む群から選択される
請求項1に記載の方法。 - 微生物叢試料の「微生物分類学的存在量プロファイル」を生成することを含む、請求項1に記載の方法であって、前記「微生物分類学的存在量プロファイル」の生成は、
妊娠対象から前記微生物叢試料を得ること、
配列決定プラットフォーム112を介して、前記微生物叢試料からの微生物の配列決定DNAデータを得ることであって、前記微生物の配列決定DNAデータを得ることは、
少なくとも1つのDNA抽出技法を使用して、前記微生物叢試料中に存在する複数の微生物に対応する微生物のDNAを単離すること;及び
微生物の配列決定したDNAデータを得るために、少なくとも1つのDNA配列決定技法を使用して微生物のDNAを配列決定すること
を含む、得ること;並びに
前記ハードウェア・プロセッサ202によって、1つ又は複数の分類区分化技法を使用して、微生物の前記配列決定DNAデータを計算分析することによって、前記微生物叢試料の「微生物分類学的存在量プロファイル」を生成すること、を更に含む
請求項1に記載の方法。 - 微生物叢試料の「微生物分類学的存在量プロファイル」を生成することを含む、請求項1に記載の方法であって、前記「微生物分類学的存在量プロファイル」の生成は、
微生物叢試料受け110を介して、妊娠対象から前記微生物叢試料を得ること;
微生物叢特性化プラットフォーム108を介して、1つ又は複数の技法を適用することによって、前記微生物叢試料の微生物叢特性化データを得ることであって、前記1つ又は複数の技法は、顕微鏡検査、フロー・サイトメトリ法、インビトロ培養ベースの方法、1つ若しくは複数の酵素若しくは蛍光アッセイ、又は分光同定を伴う1つ若しくは複数のアッセイ、及び複合微生物集団からの信号選別を含み、前記微生物叢特性化データは、顕微鏡撮像データ、フロー・サイトメトリ細胞測定データ、インビトロ培養で成長させた微生物の群体数及び細胞表現データ、並びに信号強度データを含む、得ること;及び
前記ハードウェア・プロセッサによって、1つ又は複数の分類区分化技法を使用して、前記微生物叢特性化データを計算分析することによって、前記微生物叢試料の「微生物分類学的存在量プロファイル」を生成すること、を更に含む
請求項1に記載の方法。 - 1)微生物のDNA由来の細菌性16S rRNA若しくは23S rRNAマーカ遺伝子を増幅させ、配列決定すること、2)微生物のDNA由来の細菌性16S rRNA若しくは23S rRNAの全長又は1つ若しくは複数の特異的領域のいずれかを増幅させ、配列決定すること、又は3)微生物のDNA由来の1つ又は複数の系統マーカ遺伝子を増幅させ、配列決定することの少なくとも1つを更に含む
請求項7に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのDNA配列決定技法は、次世代配列決定技法から選択され、前記次世代配列決定技法は、全ゲノム・ショットガン(WGS)配列決定、断片ライブラリベースの配列決定技法、メイトペア・ライブラリ、若しくはペアードエンド・ライブラリベースの配列決定技法、又はそれらの組合せを含む
請求項7に記載の方法。 - 「i」及び「j」の値の前記事前に定義した範囲は、0から100までの範囲の中にあり、i及びjの前記事前に定義した範囲は、i+jが100に等しいように定義する
請求項1に記載の方法。 - 前記分類学的構成歪みは、0から1までの範囲の値を取る
請求項1に記載の方法。 - 前記セット「DSR」の中央傾向値は、平均、中央値、態様、又は前記セットDSRの値の分布全体の典型として単一の値を特定するあらゆる統計的尺度の1つである
請求項1に記載の方法。 - 前記セットDSRの分布特性値は、前記セットDSRの最大値、前記セットDSRの最小値、前記セットDSRの分散、前記セットDSRの歪み、又は前記セットDSRの値の分布の様式、対称性及び変動性を特性化するメトリックの1つを含む
請求項1に記載の方法。 - 中央傾向値に対し適用する前記数学的変換は、単位元から中央傾向値を減算すること、中央傾向値の逆数を計算すること、又は前記セットDSRの低次の中央傾向値に対する高次の数値の分類学的構成歪みの生成をもたらし、その逆の生成も同様にもたらす数学的変換法の1つを含む
請求項1に記載の方法。 - 前記妊娠対象に対する早産リスクの決定は、1つ又は複数の早産リスク・カテゴリに妊娠対象をカテゴリ化することを更に含み、前記カテゴリ化は、前記セットDSRの中央傾向値、前記セット「DSR」の分布特性値、又は「分類学的構成歪み」値の少なくとも1つに基づき、前記1つ又は複数のリスク・カテゴリは、低早産リスク・カテゴリ、中早産リスク・カテゴリ、及び高早産リスク・カテゴリを含む
請求項1に記載の方法。 - 妊婦から得た膣微生物叢試料の場合、前記低早産リスク・カテゴリは、0.922を超える「分類学的構成歪み」値で示され、前記中早産リスク・カテゴリは、0.887から0.922までの範囲の「分類学的構成歪み」値で示され、前記高早産リスク・カテゴリは、0.887未満の「分類学的構成歪み値」で示され、前記「分類学的構成歪み」値は、単位元から、前記セットDSRの計算した中央値を除算することによって得られる
請求項16に記載の方法。 - 妊婦から得た膣微生物叢試料の場合、前記高早産リスク・カテゴリは、0.113を超える前記セットDSRの中央傾向値で示され、前記中早産リスク・カテゴリは、0.078から0.113までの範囲の前記セットDSRの中央傾向値で示され、前記低早産リスク・カテゴリは、0.078未満の前記セットDSRの中央傾向値で示され、前記セットDSRの前記中央傾向値は、前記セットDSRの中央値である
請求項16に記載の方法。 - 妊娠対象に対する早産リスクを評価するシステム100であって、前記システム100は、計算システム102を備え、前記計算システム102は、
ハードウェア・プロセッサ202;及び
前記ハードウェア・プロセッサ202に結合されたメモリ204
を更に備え、前記ハードウェア・プロセッサ202は、前記メモリ204内に保存した複数のモジュール208を実行し、前記複数のモジュール208は、
計算モジュール212
を備え、前記計算モジュール212は、
妊娠対象から得た微生物叢試料の「微生物分類学的存在量プロファイル」を受け取ることであって、前記微生物分類学的存在量プロファイルは、前記微生物叢試料中に存在する複数の微生物のそれぞれの存在量値を含む、受け取ること;
「分類学的構成歪み」値、及び前記「微生物分類学的存在量プロファイル」の分布特性値の少なくとも1つを計算することであって、前記「分類学的構成歪み」値及び前記分布特性値は、前記微生物分類学的存在量プロファイルからの複数の微生物の存在量値の偏りを定量化し、前記「分類学的構成歪み」値及び前記分布特性値の前記計算は、
a)前記微生物分類学的存在量プロファイルからの複数の微生物の存在量値の和の計算によって、合計個体数「M」を得ること;
b)前記微生物分類学的存在量プロファイルからの複数の微生物の存在量値を含む選別リスト「L」を生成することであって、前記選別リスト「L」は、存在量値の増加順又は減少順でランク付けした前記微生物分類学的存在量プロファイル中に存在する複数の微生物から構成され、前記リストLを存在量値の増加順で選別した場合、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の上位ランク入力は、「疎分類群」に対応し、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の下位ランク入力は、「主分類群」に対応し、前記リストLを存在量値の減少順で選別した場合、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の上位ランク入力は、「主分類群」に対応し、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の下位ランク入力は、「疎分類群」に対応する、生成すること;
c)累積存在量が合計個体数「M」の≧i%である「疎分類群」の最小数(STi)を計数することであって、前記リストLを増加順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が増加するランクの順で漸進的に累積される、又は累積存在量が合計個体数「M」の≧i%である「疎分類群」の最小数(STi)を計数することであって、前記リストLを減少順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が減少するランクの順で漸進的に累積され、「i」は、整数又は小数である、計数すること;
d)累積存在量が合計個体数「M」の≧j%である「主分類群」の最小数(DTj)を計数することであって、前記リストLを増加順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が減少するランクの順で漸進的に累積される、又は累積存在量が合計個体数「M」の≧j%である「主分類群」の最小数(DTj)を計数することであって、前記リストLを減少順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が増加するランクの順で漸進的に累積され、「j」は、整数又は小数である、計数すること;
e)「i」及び「j」の値の事前に定義した範囲のSTi及びDTjの計数を得、2つのセットの値「ST」及び「DT」をそれぞれ生成するために、前記ステップc及びdを繰り返すことであって、i及びjは、事前に定義した範囲内の2つの同一の等差数列に属し、等差数列の連続項の間の公差は、事前に定義した整数又は事前に定義した小数値である、繰り返すこと;
f)DTj及びDTj値に対応する複数の順位付き対を含むセット「C」を得るために、前記セット「DT」及び「ST」のデカルト積を計算すること;
g)前記セット「C」における各順位付き対の(DTj÷STi)を計算することにより、セット「DSR」を導出すること;
h)前記セット「DSR」の分布特性値を計算することであって、前記セット「DSR」の分布特性値は、前記セットDSRの中央傾向値を含む、計算すること;
i)前記セットDSRの中央傾向値を含む分布特性値に対し数学的変換を適用することによって前記「分類学的構成歪み」値を計算すること
を含む、計算すること;並びに
前記セットDSRの中央傾向値、前記セット「DSR」の分布特性値、又は前記「分類学的構成歪み」値の少なくとも1つに基づき、妊娠対象に対する早産リスクを決定すること、を実施する
ことを特徴とするシステム。 - 妊娠対象からの微生物叢試料を受ける微生物叢試料受け110;
微生物叢特性化プラットフォーム108であって、
前記微生物叢試料受け110から微生物叢試料を受けること;及び
配列決定技法、顕微鏡検査、フロー・サイトメトリ法、インビトロ培養ベースの方法、1つ若しくは複数の酵素若しくは蛍光アッセイ、又は分光同定を伴う1つ若しくは複数のアッセイ、及び複合微生物集団からの信号選別を含む技法の群から少なくとも1つの技法を適用することによって、前記微生物叢試料の微生物叢特性化データを得ることであって、前記微生物叢特性化データは、顕微鏡撮像データ、フロー・サイトメトリ細胞測定データ、インビトロ培養で成長させた微生物の群体数及び細胞表現データ、並びに信号強度データを含む、得ること
を実施する微生物叢特性化プラットフォーム108;及び
微生物叢試料の「微生物分類学的存在量プロファイル」を生成するため、前記ハードウェア・プロセッサによって、1つ又は複数の分類区分化技法を使用して前記微生物叢特性化データを計算分析する、微生物分類学的存在量プロファイル生成モジュール210
を備える
請求項19に記載のシステム。 - 配列決定プラットフォーム112であって、
前記微生物叢試料受け110から微生物叢試料を受け取り、
微生物の配列決定DNAデータを得るために、少なくとも1つのDNA抽出技法を使用して、前記微生物叢試料中に存在する複数の微生物に対応する微生物のDNAを単離する
配列決定プラットフォーム112、及び
微生物叢試料の微生物分類学的存在量プロファイルを生成するため、1つ又は複数の分類区分化技法を使用して微生物の前記配列決定DNAデータを計算分析する、前記微生物分類学的存在量プロファイル生成モジュール210
を備える
請求項20に記載のシステム。 - 前記妊娠対象は、女性又は雌の胎生動物である
請求項19に記載のシステム。 - 前記微生物叢特性化プラットフォーム(108)は、配列決定プラットフォーム(112)、顕微鏡プラットフォーム(114)、核酸ハイブリダイゼーション・プラットフォーム(116)、又は細胞選別プラットフォーム(118)の少なくとも1つを備える
請求項20に記載のシステム。 - ハードウェア・プロセッサによって、計算デバイス内で実行可能な、妊娠対象に対する早産リスクを評価するためのプログラムを実施する、非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記プログラムは、
妊娠対象から得た微生物叢試料の「微生物分類学的存在量プロファイル」を受け取るプログラム・コードであって、前記微生物分類学的存在量プロファイルは、前記微生物叢試料中に存在する複数の微生物の存在量値を含む、プログラム・コード;及び
「分類学的構成歪み」値、及び前記「微生物分類学的存在量プロファイル」の分布特性値の少なくとも1つを計算するプログラム・コードであって、前記「分類学的構成歪み」値及び前記分布特性値は、前記微生物分類学的存在量プロファイルからの複数の微生物の存在量値の偏りを定量化し、前記「分類学的構成歪み」値及び前記分布特性値の前記計算は、
a)前記微生物分類学的存在量プロファイルからの複数の微生物の存在量値の和の計算によって、合計個体数「M」を得ること;
b)前記微生物分類学的存在量プロファイルからの複数の微生物の存在量値を含む選別リスト「L」を生成することであって、前記選別リスト「L」は、存在量値の増加順又は減少順でランク付けした前記微生物分類学的存在量プロファイル中に存在する複数の微生物から構成され、前記リストLを存在量値の増加順で選別した場合、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の上位ランク入力は、「疎分類群」に対応し、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の下位ランク入力は、「主分類群」に対応し、前記リストLを存在量値の減少順で選別した場合、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の上位ランク入力は、「主分類群」に対応し、前記選別リスト「L」内の1つ又は複数の下位ランク入力は、「疎分類群」に対応する、生成すること;
c)累積存在量が合計個体数「M」の≧i%である「疎分類群」の最小数(STi)を計数することであって、リストLを増加順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が増加するランクの順で漸進的に累積される、又は累積存在量が合計個体数「M」の≧i%である「疎分類群」の最小数(STi)を計数することであって、前記リストLを減少順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が減少するランクの順で漸進的に累積され、「i」は、整数又は小数である、計数すること;
d)累積存在量が合計個体数「M」の≧j%である「主分類群」の最小数(DTj)を計数することであって、前記リストLを増加順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が減少するランクの順で漸進的に累積される、又は累積存在量が合計個体数「M」の≧j%である「主分類群」の最小数(DTj)を計数することであって、前記リストLを減少順で選別した場合、前記存在量値は、前記選別リスト「L」内で各微生物が増加するランクの順で漸進的に累積され、「j」は、整数又は小数である、計数すること;
e)「i」及び「j」の値の事前に定義した範囲のSTi及びDTjの計数を得、2つのセットの値「ST」及び「DT」をそれぞれ生成するために、前記ステップc及びdを繰り返すことであって、i及びjは、事前に定義した範囲内の2つの同一の等差数列に属し、等差数列の連続項の間の公差は、事前に定義した整数又は事前に定義した小数値である、繰り返すこと;
f)DTj及びDTj値に対応する複数の順位付き対を含むセット「C」を得るために、セット「DT」及び「ST」のデカルト積を計算すること;
g)前記セット「C」における各順位付き対の(DTj÷STi)を計算することにより、セット「DSR」を導出すること;
h)前記セット「DSR」の分布特性値を計算することであって、前記セット「DSR」の分布特性値は、前記セットDSRの中央傾向値を含む、計算すること;
i)前記セットDSRの中央傾向値を含む分布特性値に対し数学的変換を適用することによって前記「分類学的構成歪み」値を計算すること
を含む、プログラム・コード;
前記セットDSRの中央傾向値、前記セット「DSR」の分布特性、又は前記「分類学的構成歪み」値の少なくとも1つに基づき、妊娠対象に対する早産リスクを決定するプログラム・コード
を含む
ことを特徴とする非一時的コンピュータ可読媒体。
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