JP2020031636A - 組織試料中で遺伝子を検出するための系 - Google Patents
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Abstract
Description
situハイブリダイゼーションシグナルを自動的にカウントする。第二のシグナルのカウントに対する第一のシグナルのカウントの比を決定可能である。
徴に関する発現レベルを検出するように設定される。染色された特徴の色は増進され、そしてフィルタリングされて、遺伝子、染色体、タンパク質、非遺伝物質、または他の標識マーカーである、画像中の領域を定義するマスクを製作する。計量を用いて、関心対象の特徴に対応する画像特徴(例えばドット、ピクセル、または両方)を評価してもよい。計量を、異なる細胞構造を区別する分類器にフィードする。
10には、画像化装置12およびコンピュータ系14が含まれる。標本保持顕微鏡スライドを、画像化装置12内に装填してもよい。画像化装置12は、標本の画像を製作する。画像は、直接連結を通じて、またはネットワーク20を介してのいずれかで、コンピュータ系14に送られる。コンピュータ系14は、ユーザーに画像を表示する。ユーザー(例えば病理学者、細胞科学者、実験室技術者等)は、評価のための画像の1またはそれより多い領域を選択可能である。コンピュータ系14は、関心対象の特徴を含む領域をスコアリングすることによって、ユーザーを補助可能である。
とによって、凍結組織切片、固定/パラフィン包埋組織切片、または他の細胞調製において、特定の核酸配列(例えばDNA、mRNA等)の視覚化を提供することも可能である。ISHプロトコルには、限定なしに、二重SISHおよび赤色ISHプロトコル、単一赤色ISHプロトコル、単一SISHプロトコル等が含まれてもよい。HER2/染色体17比を決定するため、画像化装置12は、銀in situハイブリダイゼーションシグナル、赤色in situハイブリダイゼーションシグナル等が含まれる画像を捕捉する。組織は、HER2/染色体17比を決定するため、HER2遺伝子および染色体17に対応するシグナルに基づいてスコアリングされる。比に基づいて、標本のHER2遺伝子が増幅されているかまたは増幅されていないか決定する。乳房組織試料を自動的にスコアリングするため、定量的分析のために候補核を選択してもよい。コンピュータ系14は、異なる特徴(例えばHER2遺伝子、染色体17等)を自動的にカウントし、そしていくつかの特徴の比を決定する。さらなる核をスコアリングしてもよい。診断は、少なくとも部分的に、比に基づいて行われうる。結果をスクリーン16に表示してもよい。組織試料(例えば乳房組織)が癌腫であるかどうか評価するため、コンピュータ系14は、例えば、染色体17シグナル数に対するHER2遺伝子シグナル数の比を評価することによって、遺伝子の増幅を検出することにより、選択した領域に関する情報を、ユーザーが得るのを補助してもよい。用語「検出する」には、本明細書において、定量的検出または定性的検出、あるいは両方が含まれる。特定の態様において、生物学的試料は、細胞または組織を含む。
像を切り替えることを可能にする。ボタン314は、ユーザーがスライドに関する報告において、細胞に関してコンピューティングされている統計値を含むことを可能にする。最後に、ボタン316は、ユーザーが、任意の特定の細胞に関してコンピュータが決定した統計値を覆し、そして細胞に関してHER2遺伝子および染色体17の数のユーザー自身の概算を入力することを可能にする。
器に送ることも可能である。他のタイプの形態アルゴリズムを用いて、組織の他の特徴を同定してもよい。出力を分類器に送ることも可能である。
によって相互連結される、多数のコンピュータ上で実行されるよう配置されてもよい。
を含むか、あるいはフロントエンド構成要素、例えばユーザーが本明細書記載の主題の実装と相互作用することが可能なグラフィカルユーザーインターフェースまたはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータを含むコンピューティング系、あるいは1またはそれより多いこうしたバックエンド、ミドルウェアまたはフロントエンド構成要素の任意の組み合わせに実装してもよい。任意の型または媒体のデジタルデータ通信、例えば通信ネットワークによって、系の構成要素を相互連結してもよい。通信ネットワークの例には、ローカルエリアネットワーク(「LAN」)および広域ネットワーク(「WAN」)、インターネットワーク(例えばインターネット)、ならびにピアツーピアネットワーク(例えばアドホックピアツーピアネットワーク)が含まれる。例えば、図1のネットワーク20には、1またはそれより多いローカルエリアネットワークが含まれてもよい。
[0060]関心対象の任意の望ましい領域を評価するため、方法400を任意の回数、反復してもよい。コンピュータ系は、画像特性計量、形態計量、その組み合わせ等を含む計量に基づいて、関心対象の領域を決定可能である。関心対象の単数または複数の領域に関して、総スコア、平均スコア、または他のタイプのスコアを決定可能である。少なくとも部分的にスコアに基づいて、病理学者が診断を行うことも可能である。
い。特に、組織試料は、生物学的試料または生物学的組織から得られる組織試料であってもよい。組織は、生物内で類似の機能を実行する相互連結細胞のコレクションであってもよい。いくつかの例において、生物学的試料を動物被験体、例えばヒト被験体から得る。生物学的試料は、限定なしに単細胞生物、例えばとりわけ細菌、酵母、原生動物、およびアメーバ、多細胞生物(例えば植物または動物、健康であるかまたは見かけ上健康であるヒト被験体、あるいは診断または研究しようとする状態または疾患、例えば癌に罹患しているヒト患者由来の試料を含む)を含む、任意の生存生物から得られるか、こうした生物によって排出されるかまたは分泌される、任意の固体または液体試料であってもよい。例えば、生物学的試料は、例えば血液、血漿、血清、尿、胆汁、腹水、唾液、脳脊髄液、房水または硝子体液から得られる生物学的液体、あるいは任意の体性分泌物、漏出物、滲出物(例えば膿瘍、あるいは感染または炎症の任意の他の部位から得られる液)、または関節(例えば正常関節または疾患に罹患している関節)から得られる液であってもよい。生物学的試料はまた、任意の臓器または組織から得られる試料(生検または検死標本、例えば腫瘍生検を含む)であってもよいし、あるいは細胞(初代細胞または培養細胞いずれでもよい)または任意の細胞、組織もしくは臓器によって馴化された培地を含んでもよい。いくつかの例において、生物学的試料は核抽出物である。特定の例において、試料は、品質管理試料、例えば開示する細胞ペレット切片試料の1つである。他の例において、試料は試験試料である。例えば、試験試料は、被験体から得られる生物学的試料から調製される、細胞、組織または細胞ペレット切片である。例において、被験体は、特定の状態または疾患のリスクがあるか、またはこれらを獲得しているものである。いくつかの態様において、標本は乳房組織である。
プローブには、限定なしに、ハプテン標識特異的結合部分、DNAプローブ(例えばDNP標識DNAプローブ)、ニトロアリール化合物、ジニトロフェノール、電子不足芳香族化合物、プローブハイブリダイゼーション溶液、または他のタイプのISHプローブが含まれてもよい。ISHは、組織の部分または切片(in situ)あるいは組織が十分に小さい場合は組織全体(全載ISH)において、特異的DNAまたはRNA配列を位置決定するための標識相補DNAまたはRNA鎖(すなわちプローブ)を伴うことも可能である。
およびSYMPHONY機器であってよい。Ventana Medical Systems, Inc.は、各々がその全体で本明細書に援用される、米国特許第5,650,327号、第5,654,200号、第6,296,809号、第6,352,861号、第6,827,901号および第6,943,029号、ならびに米国公開特許出願第20030211630号および第20040052685号を含む自動化分析を実行するための系および方法を開示する多くの米国特許の譲受人である。あるいは、標本を手動でプロセシングしてもよい。
米国特許、米国特許出願公報、米国特許出願、外国特許、外国特許出願および非特許刊行物は、その全体が本明細書に援用される。必要があれば、態様の側面を修飾して、多様な特許、出願および刊行物の概念を使用して、さらにさらなる態様を提供してもよい。
Claims (19)
- 組織試料中の遺伝子の発現レベルを検出するためのコンピュータに基づく系であって:
プログラム命令のシーケンスを記憶するためのメモリ;および
プログラム可能プロセッサであって:
組織試料の色画像を受け取り;
細胞核の形態に基づいて、色画像において異なって染色される細胞核の遺伝子および染色体を同定し;そして
同定した遺伝子および染色体の比を決定して、組織試料中の遺伝子の発現レベルを決定する
ための命令を実行するように設定された、前記プロセッサ
を含む、前記系。 - 色画像が少なくとも1つのドットを含み、プロセッサが、ドット寸法、ドット形状、ドット配向、複数のドット間の空間関係、ならびに少なくとも1つのドットおよび組織試料の別の解剖学的構造の間の空間関係の少なくとも1つを評価することによって、遺伝子および染色体を同定するよう、プログラミングされている、請求項1のコンピュータに基づく系。
- RGB色空間からL*a*b色空間に細胞の画像を変換することによって、組織試料の色画像において、遺伝子および染色体の色を増進させ、そして増進された色画像において、各ピクセルに関して、L、a、bの一次結合をコンピューティングするように、プロセッサがプログラミングされている、請求項1のコンピュータに基づく系。
- いくつかのガウシアン相違フィルタで、増進された色画像をフィルタリングすることによって、ありうる遺伝子および染色体に相当するドットマスクを製作するようにプロセッサがプログラミングされている、請求項3のコンピュータに基づく系。
- ドットおよび/またはピクセルの計量をコンピューティングし、そして1またはそれより多い決定された計量に基づいて、染色体から遺伝子を分離するよう訓練されている分類器に計量を供給することにより、ドット領域内で、細胞の色画像におけるピクセルを分析することによって、ドットが遺伝子または染色体に相当するかどうかを決定するようにプロセッサがプログラミングされている、請求項4のコンピュータに基づく系。
- 組織試料中の遺伝子発現を検出するためのコンピュータに基づく系であって:
組織試料の画像を記憶させるためのメモリ;および
命令のシーケンスを実行するよう設定されているプロセッサであって:
組織試料の染色された領域に関するいくつかの計量を決定し、そして染色された領域が細胞中の遺伝子または染色体に相当するかどうかを同定する分類器に計量を供給するため、組織試料の画像を分析し;検出された遺伝子および染色体の数をカウントし、そして検出された染色体の数に対する検出された遺伝子対染色体の比をコンピューティングして、遺伝子が過剰発現されているかどうかを決定する
前記プロセッサ
を含む、前記系。 - 組織標本を自動的にスコアリングするための方法であって:
a)組織標本のデジタル画像から定量的分析を行うため、組織標本において候補核を選択すること;
b)コンピュータの補助で、デジタル画像から、第一のin situハイブリダイゼーションシグナルおよび第二のin situハイブリダイゼーションシグナルを自動的
にカウントすること;そして
c)第一および第二のシグナルのカウントの比を概算し、そして比を報告すること
を含む、前記方法。 - 第一のin situハイブリダイゼーションシグナルが、銀in situハイブリダイゼーションシグナルを含み、そして第二のin situハイブリダイゼーションシグナルが赤色in situハイブリダイゼーションシグナルを含む、請求項7の方法。
- 核を自動的に選択する、請求項7の方法。
- 組織標本が乳癌標本を含み、そして方法がさらに、d)組織標本中に存在するHER2遺伝子を増幅する工程を含む、請求項7の方法。
- 工程a)〜c)が、デジタル画像中の第一の視野領域に対して行われ、そして方法がさらに、デジタル画像の第二の視野領域に対して、工程a)〜c)を反復する工程をさらに含む、請求項7の方法。
- 組織標本を自動的にスコアリングするための方法であって:
a)組織標本に第一のin situハイブリダイゼーションプローブおよび第二のin situハイブリダイゼーションプローブを適用すること;
b)続いて、組織標本のデジタル画像を得ること;
c)デジタル画像において視野領域を選択すること;
d)視野領域内で、定量的分析のための候補核を選択すること;
e)候補核において、第一のin situハイブリダイゼーションプローブからの第一のシグナルおよび第二のin situハイブリダイゼーションプローブからの第二のシグナルを自動的にカウントすること;そして
f)第一および第二のシグナルのカウントの比を概算すること
を含む、前記方法。 - デジタル画像において、第二の視野領域に対して、工程d)、e)およびf)を反復することをさらに含む、請求項12の方法。
- 組織標本が乳癌標本を含み、そして方法がさらに、g)比を報告する工程を含む、請求項12の方法。
- 工程c)が自動的に行われる、請求項12の方法。
- 工程d)が自動的に行われる、請求項15の方法。
- g)視野領域の画像および比を表示することをさらに含む、請求項12の方法。
- 工程c)が、第一および第二のin situハイブリダイゼーションプローブからのシグナルの色バランスを分析し、そして該色バランスが、あらかじめ決定された基準を満たす場合、視野領域を選択することを含む、請求項12の方法。
- 細胞分析装置であって:
プログラム命令のシーケンスおよび組織試料の画像を記憶するためのメモリであって、画像において、遺伝子および染色体が異なって見えるように染色されている、前記メモリ;
1またはそれより多いプロセッサであって、画像において染色された遺伝子および染色
体の外見を増進するための命令を実行するように設定され、増進された画像をフィルタリングして、画像において、遺伝子および染色体に相当する可能性がある領域を検出し、画像において、遺伝子および染色体に相当する可能性がある領域に関するいくつかの計量を測定し、そして領域が遺伝子または染色体に相当するかどうかを決定する分類器に計量を適用する、前記プロセッサ
を含み;
1またはそれより多いプロセッサが、画像において、決定された遺伝子および染色体をカウントし、組織試料中の遺伝子発現レベルを決定するようさらに設定されている、前記細胞分析装置。
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