JP2020113285A - 多様体および超平面を用いる生物学的データのコンピュータ分析 - Google Patents
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Abstract
Description
「TP」は真陽性であり、活性に関する試験を正確に反映する陽性の試験結果を意味する。例えば、本発明の文脈においては、TPは、例えば、限定されるものではないが、細菌感染をそのようなものとして真に分類することである。
δ0=a0+a1D1+a2D2+・・・+φ0
δ1=b0+b1D1+b2D2+・・・+φ1
(式中、a0、a1、・・・およびb0、b1、・・・は定数および所定の係数であり、変数D1、D2、・・・は1つのポリペプチドの発現レベルであり、φ0およびφ1は少なくとも1つの発現レベルに関して非線形である関数である)
に従う、ポリペプチドの結合である。
φ0=ΣiqiXi γi
φ1=ΣiriXi λi
(式中、iは総和指数であり、qiおよびriは係数のセット、Xi∈{D1,D2,・・・}であり、γiおよびλiはそれぞれ指数である)
に従って、発現レベルのベキの和として表すことができる。それぞれの非線形関数φ0およびφ1における項の数はポリペプチドの数に等しいとは限らず、それぞれの和における2つ以上の項は、指数が異なっていても、同じポリペプチドに対応してもよいことに留意されたい。
δ0=a0+a1C+a2I+a3T
δ1=b0+b1C+b2I+b3T
(式中、C、IおよびTは、それぞれ、CRP、IP−10およびTRAILの発現レベルである)
に従う、TRAIL、CRPおよびIP−10の線形結合であってもよい。
δ0=a0+a1C+a2I+a3T+φ0
δ1=b0+b1C+b2I+b3T+φ1
(式中、φ0およびφ1はそれぞれ、C、IおよびTのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つの非線形関数である)
に従う、TRAIL、CRPおよびIP−10の結合であってもよい。代表例として、φ0およびφ1を、
φ0=q1Cγ1+q2Cγ2+q3Tγ3
φ1=r1Cγ1+r2Cγ2+r3Tγ3
と表すことができる。
SLB=f(δ1)−ε0、
SUB=f(δ1)+ε1
(式中、f(δ1)は(方向δ 1 に沿った)座標δ1の確率分類関数であり、試験対象が細菌感染を有する尤度を表す)
で書くことができる。本発明のいくつかの実施形態においては、f(δ1)=1/(1+exp(δ1))である。SLBとSUBは両方とも、πROI内でδ1の任意の値について正である。また、f(δ1)が、試験対象がウイルス感染を有する尤度を表す確率分類関数である実施形態も企図される。さらに、f(δ1)が、試験対象が感染を有する尤度を表す確率分類関数である実施形態が企図される。
SLB=f(δ0,δ1)−ε0、
SUB=f(δ0,δ1)+ε1
(式中、f(δ0,δ1)は、(第1および第2の方向に沿った)第1および第2の座標の確率分類関数であり、試験対象が細菌感染を有する尤度を表す)
で書くことができる。本発明のいくつかの実施形態においては、f(δ0,δ1)=exp(δ1)/(1+exp(δ0)+exp(δ1))である。SLBとSUBは両方とも、πROI内でδ0およびδ1の任意の値について正である。
本発明のいくつかの実施形態の培養物の細胞中で発現されるタンパク質の発現および/または活性レベルを、当業界で公知であり、典型的には、抗体の使用を含む方法を用いて決定することができる。そのような方法を、免疫アッセイと呼ぶことができる。免疫アッセイは、アッセイにおける異なる点で添加される、洗浄除去されるか、または分離される試薬を用いる複数のステップで実行することができる。複数ステップアッセイは、分離免疫アッセイまたは異種免疫アッセイと呼ばれることが多い。いくつかの免疫アッセイを、単に、試薬と試料とを混合し、物理的測定を行うことによって実行することができる。そのようなアッセイは、均一免疫アッセイまたは低頻度非分離免役アッセイと呼ばれる。免疫アッセイにおいては、較正因子の使用が用いられることが多い。較正因子は、問題の分析物を含有することが公知であり、その分析物の濃度が一般に公知である溶液である。較正因子により産生されるアッセイの応答に対する、現実の試料に対するアッセイの応答の比較により、試料中の分析物の存在または濃度に関してシグナル強度を解釈することができる。
細菌感染とウイルス感染とを識別するための宿主−プロテオーム特徴:前向き多施設観察試験
試験集団:合計1002人の患者が試験に参加した。小児患者(18歳以下)を、小児救急科(PED)、小児病棟および外科から募集し、成人(18歳を超える)を、救急科(ED)、内科および外科から募集した。インフォームドコンセントを、適用できる場合、それぞれの参加者または法的保護者から取得した。感染症コホートの試験対象患者基準は、急性感染症の臨床上の疑い、症状開始以来の37.5℃を超えるピーク発熱、12日以下の症状の持続期間を含んでいた。対照群の試験対象患者基準は、非感染症(例えば、外傷、脳卒中および心筋梗塞)の臨床的印象、または健康な対象を含んでいた。試験除外基準は、登録の直近2週間における急性感染症の任意の発現の証拠;先天性免疫不全の診断;免疫抑制療法または免疫調節療法を用いる現在の処置;活性悪性腫瘍、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)−1、B型肝炎ウイルス(HBV)、またはC型肝炎ウイルス(HCV)感染の証明または疑いを含んでいた(図1A)。重要なことに、広範囲の一般化を可能とするために、登録時の抗生物質処置は試験からの除外の原因とはならなかった。
(i)過半数コホート:3人のパネルメンバーのうちの少なくとも2人によって、患者は同じラベルを割り当てられた;
(ii)満場一致コホート(過半数コホートのサブグループ):3人全員のパネルメンバーによって、患者は同じレベルを割り当てられた(用語「満場一致コホート」および「コンセンサスコホート」は本明細書では互換的に用いられる);
(iii)明確診断コホート(満場一致コホートのサブグループ):細菌標識患者は、3人全員のパネルメンバーによって満場一致で診断され、15,000個/μlを超えるWBC(細菌感染の危険が高いことを示すカットオフ11)を有し、以下の微生物学的確認の1つを有していた:菌血症(血液培養陽性)、細菌性髄膜炎(CSF培養陽性)、腎盂腎炎(尿培養陽性および腎障害の超音波情報)、UTI(尿培養陽性)、敗血症ショック(血液培養陽性)、または扁桃周囲膿瘍(外科的診査もしくはコンピュータ断層撮影により証明される)。ウイルス標識患者は、パネルメンバーによって満場一致で診断され、ウイルスの陽性検査結果を有していた。
患者特性:3人の医師が、ラベルをそれぞれの患者(細菌、ウイルス、対照、または不確定)に独立に割り当てた。このラベルを用いて、高いレベルの診断確度を示す3つのコホートを作出した:過半数(n=765)、満場一致(n=639)および明確な診断(n=312)コホート(図1A)。さらに、医師が疾患の病因を確立できないか、または過半数ラベルがなかったため、98人の患者を、不確定と標識した。過半数コホートの詳細な特性を、表1に記載する。簡単に述べると、コホートは性別に関して均衡し(47%の女性、53%の男性)、56%の小児患者(18歳以下)および44%の成人(18歳を超える)を含んでいた。患者は、様々な臨床症候群(例えば、RTI、UTI、および全身感染)、最高体温(36〜41.5℃)、症状開始からの時間(0〜12日)、併存疾患、および薬剤を呈した(表1および図6A〜12B)。要するに、西欧諸国における急性感染症の大部分の原因となる56の病原体種が検出された(図7A〜B)。
臨床データの収集、化学物質パネル、および様々な微生物学試験のアレイ、次いで、3人の独立した医師による標識化を含む、厳密な複合参照標準戦略を構築した。このプロセスは、サイズが減少し、参照標準の確実性が増加する3つのサブコホートの階層:過半数、満場一致および明確診断を生成した。対応する特徴AUCは、0.94±0.02、0.96±0.02、および0.99±0.01であった。性能のこの段階的増加は、参照標準の確実性の増加に帰する可能性がある。しかしながら、特に、明確診断コホートにおける精度の増大は、部分的には、重度の疾患を有する患者の選択の偏りまたは明白な診断に起因してもいる可能性がある。従って、本明細書で提示される一次分析は、より広範囲の疾患重篤度および診断困難事例を捕捉する過半数コホートに焦点を当てたものであった。このコホートは、いくらかの間違った標識化を潜在的に含み、それによって、特徴精度の内輪の見積もりをもたらす。
細菌感染とウイルス感染とを識別するための宿主−プロテオーム特徴:前向き多施設観察試験−補足材料
精度の尺度:特徴は、対象において測定される3つのタンパク質バイオマーカーのレベルを統合し、細菌対ウイルス感染の確率を反映する数値スコアを算出する。特徴の診断精度を定量するために、スコア上でのカットオフを使用し、以下の尺度を適用した:感度、特異度、陽性推定値(PPV)、陰性推定値(NPV)、全精度、正の尤度比(LR+)、負の尤度比(LR−)、および診断オッズ比(DOR)。これらの尺度は、以下のように定義される:
3値分類子は2値分類子よりも優れている
2値モデルにおいて、分類子は、全ての試料を「細菌」または「非細菌」(「ウイルス」および「非感染」がグループ化される)として分類することによって訓練される。3値モデルにおいては、分類子は、3つのクラス「細菌」、「ウイルス」および「非感染」の間を識別するために学習する。次いで、ウイルスと非感染の確率を一緒にグループ化して、「非細菌」の確率を得る。これは、本データ上で証明された。
過半数コホート上での2値分類子の実行により、以下に記載の表10Cにまとめられる結果が得られる。
特徴の臨床精度は分析精度が低下する場合であっても強固なままである
異なる測定デバイス、特に、ポイントオブケアで有用であるものはCVの増大(すなわち、分析精度の低下)を示すことが多いため、臨床精度が、タンパク質測定のCV(std/mean)の増大によってどのように影響されるかを評価することが重要である。
異なるシグナルノイズ比、結果として、異なる濃度が測定されるTRAILおよびIP−10を測定するために、異なるELISAプロトコールを適用することができる。より具体的には、バイオマーカーの全体的な傾向はプロトコールに関係なく保持されるが(例えば、TRAILはウイルス感染においては増加し、細菌感染においては減少する)、測定尺度はプロトコール依存的である。以下のサブセクションにおいて、IP−10およびTRAILの異なる測定濃度をもたらすプロトコールの例を記載する。
アッセイ時間の減少は、臨床有用性の増大を可能にする。プロトコール実行時間をさらに減少させるために、TRAILおよびIP10を測定するためにプロトコールを最適化し、100分未満に減少させた。迅速プロトコールを以下のように実施した。
IP−10およびTRAILを、スロープロトコールを用いて測定した場合の過半数患者コホート上で生成される多項ロジスティックモデル係数の一例を、表13に示す。
超表面パラメータ化
CRP[C]、TRAIL[T]およびIP−10[P]の濃度を考えて、本発明者らは、
δ0=−1.299+0.0605x[C]+0.0053x[P]+0.0088x[T]
δ1=−0.378+0.0875x[C]+0.0050x[P]−0.0201x[T]
を定義する。
分類のグラフ表示
図20は、細菌(「+」)、ウイルス(「o」)および非感染(「^」)患者の3次元可視化である。異なる患者型はCRP(μg/ml)、TRAILおよびIP−10(pg/ml)濃度マップ中で異なる領域にマッピングされる。
発現レベルを測定するための例示的プロトコール
一般に、限定されるものではないが、TRAILの発現値を、ELISAまたは自動化免疫アッセイを用いて測定することができる;IP−10の発現値を、ELISAアッセイを用いて測定することができる。;およびCRPの発現値を、ELISAまたは自動化免疫アッセイを用いて測定することができる。CRPの発現値を、ホスホリルコリンへのそのカルシウム依存的結合に基づく機能アッセイを用いて測定することもできる。
TRAILの発現値を測定するための好適なプロトコール
(a)抗体を用いて、試料中に存在するTRAILを固相支持体に固定する;
(b)固定されたTRAILと、TRAILに特異的に結合する第2抗体とを接触させる;および
(c)固定されたTRAILに結合する抗体の量を定量する。
(a)捕捉抗体を用いて、試料中に存在するIP−10を固相支持体に固定する;
(b)固定されたIP−10と、IP−10に特異的に結合する第2抗体とを接触させる;および
(c)固定されたIP−10に結合する抗体の量を定量する。
(a)捕捉抗体を用いて、試料中に存在するCRPを固相支持体に固定する;
(b)固定されたCRPと、CRPに特異的に結合する第2抗体とを接触させる;および
(c)固定されたCRPに結合する抗体の量を定量する。
TRAILの発現値を測定するための好適なプロトコール
(a)試料を、TRAILに特異的に結合する第1抗体であって、固相に固定された前記第1抗体と共にインキュベートする;
(b)洗浄する;
(c)TRAILに特異的に結合する第2抗体であって、酵素にコンジュゲートされた前記第2抗体を添加し、洗浄する;
(d)酵素基質を添加し、固定された試料に結合する抗体の量を定量する。
(a)試料を、IP−10に特異的に結合する第1抗体であって、固相に固定された前記第1抗体と共にインキュベートする;
(b)洗浄する;
(c)IP−10に特異的に結合する第2抗体であって、酵素にコンジュゲートされた前記第2抗体を添加し、洗浄する;
(d)酵素基質を添加し、固定された試料に結合する抗体の量を定量する。
(a)試料を、CRPに特異的に結合する第1抗体であって、固相に固定された前記第1抗体と共にインキュベートする;
(b)洗浄する;
(c)CRPに特異的に結合する第2抗体であって、酵素にコンジュゲートされた前記第2抗体を添加し、洗浄する;
(d)酵素基質を添加し、固定された試料に結合する抗体の量を定量する。
CRPの発現値を測定するための好適なプロトコール
(a)脂質の混合物の濁度を測定する;
(b)カルシウムの存在下で、試料を既知量の脂質(好ましくは、ホスホリルコリン)と接触させる;および
(c)溶液の濁度を測定し、濁度の増加はCRPの量と相関する。
TRAILおよびIP−10の量を分析するためのELISAの詳細な説明
試料の収集および保存:室温への試料の曝露を最小化するべきである(6時間未満)。血清分離チューブ(SST)を使用し、試料を少なくとも30分間凝固させた後、遠心分離(1200xgで5分)した。直後に血清をアッセイするか、またはアリコートし、4〜8℃で最大24時間もしくは−20℃以下で最大3カ月間保存することができる。凍結−解凍サイクルの繰り返しを避けるべきである。
TRAILを分析するために用いられる材料を、以下の表18に提供する。
a)上記に示されたように試料、試薬および標準を調製する。
b)プレート枠から過剰のマイクロプレートストリップを除去し、乾燥剤パックを含有するホイル袋にそれらを戻し、再密封する。
c)50μLのアッセイ希釈液MM1Sを各ウェルに添加する。
d)ウェルあたり50μLの標準、試料、またはQCを添加する。提供された接着ストリップでフタをする。
e)550rpmに設定したマイクロプレートシェーカー(3mm軌道)上、室温で30分間インキュベートする。
f)各ウェルを吸引し、洗浄し、このプロセスを4回繰り返す。各ウェルに洗浄バッファー(300μL)を充填することによって洗浄する。最後の洗浄後、吸引またはデカンテーションにより、残りの洗浄バッファーを除去する。プレートを反転させ、清潔なペーパータオルに対してそれをブロットする。
g)200μLのTRAILコンジュゲートを各ウェルに添加する。新しい接着ストリップでフタをする。550rpmに設定したマイクロプレートシェーカー(3mm軌道)上、室温で45分間インキュベートする。
h)ステップ(g)のように吸引/洗浄を繰り返す。
i)200μLの基質溶液を各ウェルに添加する。室温で24〜30分間インキュベートする。光から保護する。
j)50μLの停止溶液を各ウェルに添加する。ウェル中の色は青色から黄色に変化するはずである。ウェル中の色が緑色であるか、または色の変化が均一に見えない場合、プレートを穏やかにタップして完全な混合を確保する。
k)450nmに設定したマイクロプレートリーダーを用いて、各ウェルの光密度をすぐに決定する。波長補正を570nmに設定し、プレートにおける光学的不完全性について補正する。
a)上記に示されたように試料、試薬および標準を調製する。
b)プレート枠から過剰のマイクロプレートストリップを除去し、乾燥剤パックを含有するホイル袋にそれらを戻し、再密封する。
c)50μLのアッセイ希釈液MM56を各ウェルに添加する。
d)ウェルあたり50μLの標準、試料、またはQCを添加する。提供された接着ストリップでフタをする。
e)550rpmに設定したマイクロプレートシェーカー(3mm軌道)上、室温で30分間インキュベートする。
f)各ウェルを吸引し、洗浄し、このプロセスを4回繰り返す。各ウェルに洗浄バッファー(300μL)を充填することによって洗浄する。最後の洗浄後、吸引またはデカンテーションにより、残りの洗浄バッファーを除去する。プレートを反転させ、清潔なペーパータオルに対してそれをブロットする。
g)200μLのIP−10コンジュゲートを各ウェルに添加する。新しい接着ストリップでフタをする。550rpmに設定したマイクロプレートシェーカー(3mm軌道)上、室温で45分間インキュベートする。
h)ステップ(g)のように吸引/洗浄を繰り返す。
i)200μLの基質溶液を各ウェルに添加する。室温で10分間インキュベートする。光から保護する。
j)50μLの停止溶液を各ウェルに添加する。ウェル中の色は青色から黄色に変化するはずである。ウェル中の色が緑色であるか、または色の変化が均一に見えない場合、プレートを穏やかにタップして完全な混合を確保する。
k)450nmに設定したマイクロプレートリーダーを用いて、各ウェルの光密度をすぐに決定する。波長補正を570nmに設定し、プレートにおける光学的不完全性について補正する。
TRAILと疾患予後
患者の予後、疾患の重症度および転帰を評価することが臨床的に有用であることが多い。本発明者らは、低レベルのTRAILが患者の予後不良および転帰不良、ならびに高い疾患重症度と有意に相関することを見出した。例えば、集中治療室(ICU)にいる成人患者は、感染または非感染の病因を有するかどうかに関係なく病気が少ない他の全ての患者と比較して有意に低いTRAILレベルを有していた。それぞれ、重症患者および他の全ての患者について、中央血清濃度は、それぞれ、9pg/mlと80pgであった(順位和P<0.001、図36A)。
TRAILと性別パラメータ
健康な個体または非感染症を有する患者におけるTRAILの基底レベルは、生殖可能年齢の男性と比較して女性において低い(t検定P<0.001)(図37A)が、生殖可能年齢前または後では不変である(t検定P=0.9、図37B)。この傾向は、感染症を有する患者においては観察されなかった。
例示的多様体、超平面および座標
一次元多様体
n=1である場合、多様体Sは曲線であり、超平面πは単一の方向δ 1を規定する軸である。本実施例における座標δ1は、場合により、好ましくは、ポリペプチドD1、D2などの線形結合b0+b1D1+b2D2+・・・である。
n=2である場合、多様体Sは曲面であり、超平面πは第1の方向δ 0と第2の方向δ 1によって規定される平面である。本実施例における座標δ0は、場合により、好ましくは、ポリペプチドD1、D2などの線形結合a0+a1D1+a2D2+・・・である;また、本実施例における座標δ1は、場合により、好ましくは、ポリペプチドD1、D2などの線形結合b0+b1D1+b2D2+・・・である。
非線形関数を含む例示的座標
座標δ1およびδ2の算出における非線形関数φ0およびφ1の組込みは、結果の意味のある解釈を可能にする確率的フレームワークを保持しながら、データにおけるより繊細な傾向を捕捉することが、本発明者らによって予想外に見出された。本実施例では、座標δ0およびδ1を、以下の式:
δ0=a0+a1C+a2I+a3T+φ0
δ1=b0+b1C+b2I+b3T+φ1
に従って算出し、非線形関数を、
φ0=q1Cγ1+q2Cγ2+q3Tγ3
φ1=r1Cγ1+r2Cγ2+r3Tγ3
(式中、γ1=0.5、γ2=2およびγ3=0.5である)
と定義した。
抗生物質に基づく層別化
急性感染が疑われる653人の患者のうち、427人が抗生物質を受けた(299人は細菌診断を有し、128人はウイルス診断を有していた)。抗生物質処置患者サブコホートにおける細菌感染患者とウイルス感染患者とを識別するための特徴のAUCは、0.93±0.02であった。抗生物質処置患者と一般のコホートとの上での性能間に統計的有意差は観察されなかった(0.94±0.02と0.93±0.02;P=0.5)。
本出願は、2014年8月14日に出願された米国仮特許出願第62/037,180号明細書および2015年1月21日に出願された米国仮特許出願第62/105,938号明細書(これらの内容はその全体が参照により本明細書に援用される)の優先権の利益を主張する。
Claims (74)
- 対象の血液中の複数のポリペプチドの発現値を含有する生物学的データを分析する方法であって、
コンピュータで読み取り可能な媒体上に保存されたコンピュータプログラム命令であり、
曲線のセグメントと、方向によって規定される軸との距離を算出するためのコンピュータプログラム命令であり、前記距離が前記方向に沿った座標δ1によって規定される前記曲線上の点で算出される、前記コンピュータプログラム命令;および
前記距離を、細菌感染の存在、非存在、または前記対象が細菌感染を有する尤度と相関付けるためのコンピュータプログラム命令
を含む、前記コンピュータプログラム命令を実行するためにハードウェアプロセッサを操作することを含み、
前記座標が、前記発現値の結合によって規定され、前記セグメントの少なくとも90%が下限線f(δ1)−ε0と、上限線f(δ1)+ε1との間にあり、前記f(δ1)が1/(1+exp(δ1))に等しく、前記ε0と前記ε1のそれぞれが0.5未満である、方法。 - 前記発現値が、自動化ELISA、自動化免疫アッセイ、および自動化機能アッセイからなる群から選択される少なくとも1つの自動化アッセイを実行する測定システムによって測定され、前記方法が、前記測定システムから前記生物学的データを受信することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記受信がネットワークインタフェースを介するインターネットネットワーク上でのものである、請求項2に記載の方法。
- 前記発現値の前記結合が、前記発現値の線形結合を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記発現値の前記結合が、前記発現値の少なくとも1つに対応する少なくとも1つの非線形項を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記距離に基づいて前記尤度を取得すること、前記尤度を、所定の閾値と比較すること、および前記尤度が前記所定の閾値より上である場合、前記細菌感染について前記対象を処置することをさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 対象の血液中の複数のポリペプチドの発現値を含有する生物学的データを分析する方法であって、
コンピュータで読み取り可能な媒体上に保存されたコンピュータプログラム命令であり、
曲面のセグメントと、第1の方向および第2の方向によって規定される平面との第1の距離を算出するためのコンピュータプログラム命令であり、前記第1の距離が前記第1の方向に沿った第1の座標δ0および前記第2の方向に沿った第2の座標δ1によって規定される前記曲面上の点で算出される、前記コンピュータプログラム命令;ならびに
前記第1の距離を、細菌感染の存在、非存在、または前記対象が細菌感染を有する尤度と相関付けるためのコンピュータプログラム命令
を含む、前記コンピュータプログラム命令を実行するためのハードウェアプロセッサを操作することを含み、
前記座標のそれぞれが、前記発現値の異なる結合によって規定され、前記セグメントの少なくとも90%が下限面f(δ0,δ1)−ε0と、上限面f(δ0,δ1)+ε1との間にあり、前記f(δ0,δ1)が、exp(δ1)/(1+exp(δ0)+exp(δ1))に等しく、前記ε0と前記ε1のそれぞれが0.5未満である、方法。 - 前記発現値が、自動化ELISA、自動化免疫アッセイ、および自動化機能アッセイからなる群から選択される少なくとも1つの自動化アッセイを実行する測定システムによって測定され、前記方法が、前記測定システムから前記生物学的データを受信することを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記受信がネットワークインタフェースを介するインターネットネットワーク上でのものである、請求項8に記載の方法。
- 少なくとも1つの前記座標について、前記発現値の前記結合が、前記発現値の線形結合を含む、請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つの前記座標について、前記発現値の前記結合が、前記発現値の少なくとも1つに対応する少なくとも1つの非線形項を含む、請求項7〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の距離に基づいて前記尤度を取得すること、前記尤度を、所定の閾値と比較すること、および前記尤度が前記所定の閾値より上である場合、前記細菌感染について前記対象を処置することをさらに含む、請求項7〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 第2の曲面のセグメントと、前記平面との第2の距離を算出すること;および
前記第2の距離を、ウイルス感染の存在、非存在、または前記対象がウイルス感染を有する尤度と相関付けること
をさらに含み、
前記第2の面の前記セグメントの少なくとも90%が、第2の下限面g(δ0,δ1)−ε2と、第2の上限面g(δ0,δ1)+ε3との間にあり、前記g(δ0,δ1)が、exp(δ0)/(1+exp(δ0)+exp(δ1))に等しく、前記ε2と前記ε3のそれぞれが0.5未満である、請求項7〜12のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第2の距離に基づいて前記尤度を取得すること、前記尤度を、第2の所定の閾値と比較すること、および前記尤度が前記第2の所定の閾値より上である場合、前記ウイルス感染について前記対象を処置することをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 前記第1の距離に基づいて前記対象が細菌感染を有する前記尤度を取得すること、前記第2の距離に基づいて前記対象がウイルス感染を有する前記尤度を取得すること、前記尤度のそれぞれを、対応する所定の閾値と比較すること、および前記尤度のそれぞれが前記対応する所定の閾値より下である場合、患者が非感染症を有する可能性があると決定することをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 対象の血液中の複数のポリペプチドの発現値を含有する生物学的データを分析する方法であって、
コンピュータで読み取り可能な媒体上に保存されたコンピュータプログラム命令であり、
曲面のセグメントと、第1の方向および第2の方向によって規定される平面との距離を算出するためのコンピュータプログラム命令であり、前記距離が前記第1の方向に沿った第1の座標δ0および前記第2の方向に沿った第2の座標δ1によって規定される前記曲面上の点で算出される、前記コンピュータプログラム命令;ならびに
前記距離を、ウイルス感染の存在、非存在、または前記対象がウイルス感染を有する尤度と相関付けるためのコンピュータプログラム命令
を含む、前記コンピュータプログラム命令を実行するためのハードウェアプロセッサを操作することを含み、
前記座標のそれぞれが、前記発現値の異なる結合によって規定され、前記セグメントの少なくとも90%が下限面g(δ0,δ1)−ε0と、上限面g(δ0,δ1)+ε1との間にあり、前記g(δ0,δ1)が、exp(δ0)/(1+exp(δ0)+exp(δ1))に等しく、前記ε0と前記ε1のそれぞれが0.5未満である、方法。 - 前記発現値が、自動化ELISA、自動化免疫アッセイ、および自動化機能アッセイからなる群から選択される少なくとも1つのアッセイを実行する測定システムによって測定され、前記方法が、前記測定システムから前記生物学的データを受信することを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記受信がネットワークインタフェースを介するインターネットネットワーク上でのものである、請求項17に記載の方法。
- 前記複数のポリペプチドのそれぞれが、CRP、IP−10、TRAIL、IL1ra、PCTおよびSAAからなる群から選択される、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数のポリペプチドが、少なくとも3つのポリペプチドを含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数のポリペプチドが、CRP、IP−10、TRAIL、IL1ra、PCTおよびSAAからなる群から選択される少なくとも3つのポリペプチドを含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数のポリペプチドが、少なくともCRPおよびTRAILを含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数のポリペプチドが、少なくともCRP、TRAILおよびIP−10を含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 出力がテキストとして提示される、前記尤度の前記出力を生成することをさらに含む、請求項1〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 出力がグラフとして提示される、前記尤度の前記出力を生成することをさらに含む、請求項1〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 出力がカラーインデックスを用いて提示される、前記尤度の前記出力を生成することをさらに含む、請求項1〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 血液試料が全血である、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 血液試料が全血の画分である、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記血液画分が血清または血漿を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記発現値を決定することをさらに含み、前記発現値の少なくとも1つが電気泳動的または免疫化学的に決定される、請求項1〜29のいずれか一項に記載の方法。
- 前記免疫化学的決定が、フローサイトメトリー、ラジオイムノアッセイ、免疫蛍光または酵素結合免疫吸着アッセイによって行われる、請求項30に記載の方法。
- 前記算出および前記相関付けが、前記対象から離れたコンピュータによって実行される、請求項1〜31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記算出および前記相関付けが、前記対象に近いコンピュータによって実行される、請求項1〜31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記算出および前記相関付けが、クラウドコンピューティング施設のクラウドコンピューティング資源によって実行される、請求項1〜31のいずれか一項に記載の方法。
- ハードウェアプロセッサによって読まれた場合、前記ハードウェアプロセッサに、未知の疾患を有する対象の血液中の複数のポリペプチドの発現値を受信させ、請求項1〜10、13および15〜34のいずれか一項に記載の方法を実行させるプログラム命令が保存されたコンピュータで読み取り可能な媒体を含む、コンピュータソフトウェア製品。
- 生物学的データを分析するためのシステムであって、
自動化ELISA、自動化免疫アッセイ、および自動化機能アッセイからなる群から選択される少なくとも1つのアッセイを実行する測定システムにより、未知の疾患を有する対象の血液試料中で測定される複数のポリペプチドの発現値を受信するユーザーおよび/またはネットワークインタフェース;ならびに
請求項35に記載のコンピュータソフトウェア製品を保存するコンピュータで読み取り可能な媒体を有するハードウェアプロセッサ
を含む、システム。 - 生物学的データを分析するためのシステムであって、
未知の疾患を有する対象の血液中の複数のポリペプチドの発現値を測定するように構成される第1のコンパートメント;
請求項35に記載のコンピュータソフトウェア製品を保存するコンピュータで読み取り可能な媒体を有するハードウェアプロセッサを含む第2のコンパートメント;および
表示デバイス
を含み、前記ハードウェアプロセッサが、前記第1のコンパートメントから発現値測定値を受信し、分析結果を前記表示デバイスに出力するように構成される、システム。 - 前記第1のコンパートメント、前記第2のコンパートメントおよび前記ディスプレイが、手持ち式デバイス上に搭載されるか、またはその本体に統合される、請求項37に記載のシステム。
- データセットを分析する方法であって、
コンピュータで読み取り可能な媒体上に保存されたコンピュータプログラム命令であり、
複数の対象の血液試料中の未知の疾患を有する対象の血液中の複数のポリペプチドの発現値に基づく分類群であって、細菌感染、ウイルス感染および非ウイルス、非細菌疾患を含む前記分類群を含むデータセットにアクセスするための前記コンピュータプログラム命令;ならびに
前記分類群を分析して、特定の対象が細菌感染を有する尤度を表す少なくとも第1の確率分類関数f(δ0,δ1)を提供するためのコンピュータプログラム命令
を含み、前記第1の分類関数は第1の座標δ0と第2の座標δ1の関数であり、前記座標のそれぞれが前記発現値の異なる結合によって規定される、前記コンピュータプログラム命令を実行するためのハードウェアプロセッサを操作することを含む、方法。 - 特定の対象がウイルス感染を有する尤度を表す第2の分類関数g(δ0,δ1)を算出することをさらに含み、前記第2の分類関数が前記第1および前記第2の座標の関数でもある、請求項39に記載の方法。
- 特定の対象が非ウイルス、非細菌疾患を有する尤度を表す第3の分類関数h(δ0,δ1)を算出することをさらに含み、前記第3の分類関数が前記第1および前記第2の座標の関数でもある、請求項39または40に記載の方法。
- 少なくとも1つの前記座標について、前記発現値の前記結合が、前記発現値の線形結合を含む、請求項39〜41のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つの前記座標について、前記発現値の前記結合が、前記発現値の少なくとも1つに対応する少なくとも1つの非線形項を含む、請求項39〜42のいずれか一項に記載の方法。
- 前記分析の出力を生成することをさらに含む、請求項39〜42のいずれか一項に記載の方法。
- 前記データセットが1つまたは複数の多次元項目を含む、請求項39〜44のいずれか一項に記載の方法。
- 前記データセット中のそれぞれの項目が対応する対象の少なくとも1つの臨床パラメータを含む、請求項45に記載の方法。
- 前記臨床パラメータが、性別、年齢、体温、症状開始からの時間および体重からなる群から選択される、請求項46に記載の方法。
- 前記分析が機械学習を含む、請求項39〜47のいずれか一項に記載の方法。
- 前記機械学習が教師付き機械学習を含む、請求項48に記載の方法。
- 前記機械学習が、クラスタリング、サポートベクターマシン、線形モデリング、k−近傍分析、決定木学習、アンサンブル学習手順、神経ネットワーク、確率モデル、グラフモデル、ベイジアンネットワーク、ロジスティック回帰および相関ルール学習からなる群から選択される少なくとも1つの手順を含む、請求項48または49に記載の方法。
- 前記機械学習が、サポートベクターマシン、神経ネットワークおよびロジスティック回帰からなる群から選択される、請求項50に記載の方法。
- 前記血液試料が全血である、請求項39〜51のいずれか一項に記載の方法。
- 前記血液試料が全血の画分である、請求項39〜51のいずれか一項に記載の方法。
- 前記血液画分が血清または血漿を含む、請求項53に記載の方法。
- 前記発現値が電気泳動的または免疫化学的に決定される、請求項39〜54のいずれか一項に記載の方法。
- 前記免疫化学的決定が、フローサイトメトリー、ラジオイムノアッセイ、免疫蛍光または酵素結合免疫吸着アッセイによって行われる、請求項55に記載の方法。
- 疾患を有する対象中のTRAILタンパク質血清レベルを測定することを含む、前記疾患に関する予後を予測する方法であって、前記TRAILレベルが所定のレベルより下である場合、前記所定のレベルより上のTRAILタンパク質血清レベルを有する疾患を有する対象よりも前記予後が不良である、方法。
- 前記疾患が感染症である、請求項57に記載の方法。
- 前記疾患が感染症ではない、請求項57に記載の方法。
- 前記所定のレベルが20pg/mlより下である、請求項57に記載の方法。
- 対象中のTRAILタンパク質血清レベルを測定することを含む、前記対象における疾患の処置経過を決定する方法であって、前記TRAILレベルが所定のレベルより下である場合、前記対象が最後の手段の処置を用いて処置される、方法。
- 前記所定のレベルが20pg/mlより下である、請求項61に記載の方法。
- 生殖可能年齢の女性対象における感染型を決定する方法であって、前記対象中のTRAILタンパク質血清レベルを、所定の閾値と比較することを含み、前記所定の閾値が、生殖可能年齢の健康な女性対象、または生殖可能年齢の健康な女性対象群のTRAILタンパク質血清レベルに対応し、前記TRAILタンパク質血清レベルと前記所定の閾値との差異が感染型を示す、方法。
- 生殖可能年齢の男性対象における感染型を決定する方法であって、前記対象中のTRAILタンパク質血清レベルを、所定の閾値と比較することを含み、前記所定の閾値が、生殖可能年齢の健康な男性対象、または生殖可能年齢の健康な男性対象群のTRAILタンパク質血清レベルに対応し、前記TRAILタンパク質血清レベルと前記所定の閾値との差異が感染型を示す、方法。
- 前記TRAILタンパク質血清レベルが前記所定の閾値より上である場合、前記感染型がウイルス性である、請求項63または64に記載の方法。
- 前記TRAILタンパク質血清レベルが前記所定の閾値より上である場合、前記感染型が細菌性ではない、請求項63または64に記載の方法。
- 前記TRAILタンパク質血清レベルが前記所定の閾値より下である場合、前記感染型が細菌性である、請求項63または64に記載の方法。
- 前記TRAILタンパク質血清レベルが前記所定の閾値より下である場合、前記感染型がウイルス性ではない、請求項63または64に記載の方法。
- 生物学的データを分析するためのコンピュータに実装された方法であって、
表示デバイス上に、算出活性化制御を有するグラフィカルユーザーインタフェース(GUI)を表示させること;
対象の血液中のポリペプチドの発現値を受信すること;
ユーザーによる前記制御の活性化に応答して、前記発現値に基づくスコアを自動的に算出すること;
前記対象のウイルス感染に対応するものとして同定された第1の末端、および前記対象の細菌感染に対応するものとして同定された第2の末端を有するグラフ尺度を、前記GUI上で生成すること;ならびに
前記スコアに対応する位置で前記尺度上のマークを生成すること
を含む、方法。 - 前記発現値の前記受信が、前記発現値を測定する外部装置と通信することを含む、請求項69に記載の方法。
- 前記GUIが通信制御をさらに含み、前記外部装置との前記通信が前記ユーザーによる前記通信制御の活性化に応答する、請求項70に記載の方法。
- 前記GUIが複数の発現値入力フィールドを含み、前記発現値の前記受信が前記入力フィールドを介するものである、請求項69に記載の方法。
- 前記スコアが、前記対象が細菌感染を有する尤度である、請求項69〜72のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スコアが、前記対象がウイルス感染を有する尤度である、請求項69〜73のいずれか一項に記載の方法。
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