JP2021509583A - シーケンシングベースのアッセイの妥当性を確保するための品質管理鋳型 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2018年1月5日に出願された米国仮特許出願第62/614,236号明細書の利益を主張するものであり、この参照により全体として本明細書に援用される。
図1A〜図1D及び図2〜図3に示されるとおり、方法100の実施形態(例えば、シーケンシングライブラリ調製及びシーケンシングのうちの少なくとも一方に関連する特徴付けのための;等)は、品質管理鋳型(QCT)分子セット(例えば、各QCT分子が標的関連領域、変動領域等を含む)を生成することS110;QCT分子セットに基づき(例えば、QCT分子セットの変動領域に基づき;等)QCTシーケンスリードクラスターセット(例えば、QCT分子セットに対応する;等)を(例えば、計算的に;等)決定することS120;及び/又はQCTシーケンスリードクラスターセットに基づき、シーケンシングライブラリ調製及びシーケンシングのうちの少なくとも一方に関連するシーケンシング関連パラメータ(例えば、コンタミネーションパラメータ、分子カウント数パラメータ等)を決定することS130を含み得る。
方法100の実施形態は、QCT分子セットを生成することS110を含んでもよく、これは、下流の計算処理を促進するためなど(例えば、配列関連パラメータ決定を促進するためのQCTシーケンスリードクラスター決定;等)、シーケンシングライブラリ調製及びシーケンシング(例えば、ハイスループットシーケンシング等)のうちの少なくとも一方の1つ以上の段階(例えば、ステップ、フェーズ、期間、時期等)で使用される(例えば、加えられる、処理される、シーケンシングされる等)ことになる分子を生成する働きをし得る。
方法100の実施形態は、1つ以上のQCTシーケンスリードクラスターを決定することS120を含んでもよく、これは、シーケンシング関連パラメータ決定を促進するため、QCT分子シーケンスリードを(例えば、シーケンシングライブラリ調製及びシーケンシングの後に等)クラスター形成する働きをし得る。
方法100の実施形態は、1つ以上のシーケンシング関連パラメータを決定することS130を含み得る。
シーケンシング関連パラメータを決定することS130は、加えて又は代わりに、1つ以上のコンタミネーションパラメータを決定することS132を含んでもよい。コンタミネーションパラメータは、クロスコンタミネーションパラメータ(例えば、シーケンシングライブラリ調製及びシーケンシングのうちの少なくとも一方に関連する試料及び/又は試料コンパートメント間でのクロスコンタミネーション;異なるユーザー間でのクロスコンタミネーションを記述する;等)、キャリーオーバーコンタミネーションパラメータ(例えば、シーケンシングライブラリ調製及びシーケンシングのうちの少なくとも一方の複数の工程間でのキャリーオーバーコンタミネーションを記述する;等)、インデックスホッピングコンタミネーションパラメータ(例えば、インデックスホッピングプライマーに関連するインデックスホッピングコンタミネーションを記述する等)のうちの1つ以上を含んでもよい。コンタミネーションパラメータは、インデックスミスアサインメント(例えば、ハイスループットシーケンシングに関連する等)の程度を記述することができ、例えばここでコンタミネーションパラメータは、クロスコンタミネーション(及び/又は他の好適なコンタミネーション)(例えば、その累積効果)及びインデックスミスアサインメントの両方、及び/又はシーケンシングライブラリ調製及び/又はシーケンシングに関連する任意の他の好適な特性を記述することができる。
シーケンシング関連パラメータを決定することS130は、加えて又は代わりに、1つ以上の分子カウント数パラメータを決定することS134を含んでもよい。分子カウント数パラメータは、標的分子カウント数(例えば、当初の試料中にあるなどの、標的分子の絶対分子カウント数;当初の試料中にあるなどの、内因性標的分子の絶対カウント数;等);リファレンス分子カウント数(例えば、内因性リファレンス分子の絶対カウント数;当初の試料中にあるなどの;等);QCT分子カウント数(例えば、有効なQCTシーケンスリードクラスターの数に対応する;試料の成分に加えられる別個のQCT分子の数に対応する;等);関連する比(例えば、補正係数;分子カウント数と関連するシーケンスリード数との間の比;等);及び/又は分子カウント数に関連する任意の他の好適なパラメータのうちの1つ以上を含んでもよい。
方法100の実施形態は、加えて又は代わりに、診断を促進することS140を含んでもよく、これは1つ以上の病態についての1つ以上の診断を補助し、決定し、提供し、及び/又は他の形で促進する働きをし得る。
Claims (30)
- 妊婦に関連する母体試料からの遺伝的障害の出生前診断を促進するための方法において、
・前記母体試料に、前記遺伝的障害に関連する品質管理鋳型(QCT)分子セットを加えることであって、前記QCT分子セットが、
・内因性標的分子の標的配列領域との配列類似性がある標的関連領域、及び
・前記内因性標的分子の配列領域との配列非類似性がある変動領域
を含むこと;
・前記QCT分子セットと前記標的配列領域を含む核酸分子とを共増幅することに基づき共増幅混合物を生成すること;
・前記共増幅混合物をシーケンシングすること;
・前記シーケンシングからのQCT分子シーケンスリードから検出される別個の前記変動領域の数に基づき、前記QCT分子セットのユニークな数を計算的に決定することであって、前記QCT分子シーケンスリードが前記QCT分子セットに対応すること;
・前記QCT分子シーケンスリードの数をユニークなQCT分子数で除すことに基づき平均QCTシーケンシング深度を計算すること;
・前記内因性標的分子についての総リードカウント数を前記平均QCTシーケンシング深度で除すことに基づき前記内因性標的分子の絶対カウント数を決定すること;
・内因性リファレンス分子についての総リードカウント数を前記平均QCTシーケンシング深度で除すことに基づき前記内因性リファレンス分子の絶対カウント数を決定すること;及び
・内因性標的配列の前記絶対カウント数と内因性リファレンス配列の前記絶対カウント数との間の比較に基づき前記遺伝的障害の前記出生前診断を促進すること
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
・前記遺伝的障害が単一遺伝子病を含み、
・前記内因性標的分子の前記絶対カウント数を決定することが、前記内因性標的分子についての前記総リードカウント数を前記平均QCTシーケンシング深度で除すことに基づいて、前記単一遺伝子病に関連する突然変異を含む前記内因性標的分子の前記絶対カウント数を決定することを含み、
・前記内因性リファレンス分子の前記絶対カウント数を決定することが、前記内因性リファレンス分子についての前記総リードカウント数を前記平均QCTシーケンシング深度で除すことに基づいて、前記突然変異を含まない前記内因性リファレンス分子の前記絶対カウント数を決定することを含み、及び
・前記遺伝的障害の前記出生前診断を促進することが、前記比較に基づき前記単一遺伝子病の前記出生前診断を促進することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
・前記遺伝的障害が染色体異常を含み、
・前記内因性標的分子の前記絶対カウント数を決定することが、前記内因性標的分子についての前記総リードカウント数を前記平均QCTシーケンシング深度で除すことに基づいて、第1の染色体に関連する前記内因性標的分子の前記絶対カウント数を決定することを含み、
・前記内因性リファレンス分子の前記絶対カウント数を決定することが、前記内因性リファレンス分子についての前記総リードカウント数を前記平均QCTシーケンシング深度で除すことに基づいて、第2の染色体に関連する前記内因性リファレンス分子の前記絶対カウント数を決定することを含み、及び
・前記遺伝的障害の前記出生前診断を促進することが、前記比較に基づき前記染色体異常の前記出生前診断を促進することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記遺伝的障害が染色体微小欠失を含み、
・前記内因性標的分子の前記絶対カウント数を決定することが、前記内因性標的分子についての前記総リードカウント数を前記平均QCTシーケンシング深度で除すことに基づいて、微小欠失領域に関連する前記内因性標的分子の前記絶対カウント数を決定することを含み、
・前記内因性リファレンス分子の前記絶対カウント数を決定することが、前記内因性リファレンス分子についての前記総リードカウント数を前記平均QCTシーケンシング深度で除すことに基づいて、微小欠失を有しないものと予想される第2の染色体領域に関連する前記内因性リファレンス分子の前記絶対カウント数を決定することを含み、及び
・前記遺伝的障害の前記出生前診断を促進することが、前記比較に基づき前記染色体微小欠失の前記出生前診断を促進することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記遺伝的障害がコピー数変異を含み、
・前記内因性標的分子の前記絶対カウント数を決定することが、前記内因性標的分子についての前記総リードカウント数を前記平均QCTシーケンシング深度で除すことに基づいて、コピー数変異を有し得る領域に関連する前記内因性標的分子の前記絶対カウント数を決定することを含み、
・前記内因性リファレンス分子の前記絶対カウント数を決定することが、前記内因性リファレンス分子についての前記総リードカウント数を前記平均QCTシーケンシング深度で除すことに基づいて、コピー数変異を有しないものと予想される領域に関連する前記内因性リファレンス分子の前記絶対カウント数を決定することを含み、及び
・前記遺伝的障害の前記出生前診断を促進することが、前記比較に基づき前記コピー数変異の前記出生前診断を促進することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記内因性標的分子の前記絶対カウント数及び内因性リファレンス分子の前記絶対カウント数を決定することに用いられる前記平均QCTシーケンシング深度が、それらの対応するQCTとは別に決定されることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記出生前診断を促進することが、胎児画分測定値、内因性標的配列の前記絶対カウント数、及び内因性リファレンス配列の前記絶対カウント数に基づき前記遺伝的障害の前記出生前診断を促進することを含むことを特徴とする方法。
- シーケンシングライブラリ調製及びハイスループットシーケンシングのうちの少なくとも一方に関連するコンタミネーションを同定する方法において、前記方法が、
・品質管理鋳型(QCT)分子セットを生成することであって、各QCT分子が、
・生物学的標的の標的配列領域との配列類似性がある標的関連領域、及び
・前記生物学的標的の配列領域との配列非類似性がある変動領域
を含むこと;及び
・前記QCT分子セットの前記変動領域に基づきQCTシーケンスリードクラスターセットを計算的に決定することであって、
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットが、前記QCT分子セットと前記生物学的標的を含む試料セットとをベースに生成されるQCT混合物セットに対応する前記ハイスループットシーケンシングから導き出されたQCT分子シーケンスリードを含み、及び
・前記シーケンシングライブラリ調製が、前記QCT分子セットと前記生物学的標的を含む核酸分子との、前記標的関連領域と前記生物学的標的の前記標的配列領域との前記配列類似性に基づく共増幅を含むこと;及び
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットに基づき、前記シーケンシングライブラリ調製及び前記ハイスループットシーケンシングのうちの少なくとも一方に関連するコンタミネーションを記述するコンタミネーションパラメータを決定すること
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項8に記載の方法において、前記QCTシーケンスリードクラスターセットを計算的に決定することが、
・第1の条件を満たす変動領域配列類似性に基づき、第1のQCT分子シーケンスリード及び第2のQCT分子シーケンスリードを前記QCTシーケンスリードクラスターセットのQCTシーケンスリードクラスターにクラスター形成すること、及び
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットの各QCTシーケンスリードクラスターについて、前記試料セットを識別する試料識別子セットの試料識別子への前記QCTシーケンスリードクラスターのアサインメントを決定すること
を含み、
・前記コンタミネーションパラメータを決定することが、前記QCTシーケンスリードクラスターセットと前記試料識別子セットの前記試料識別子への前記QCTシーケンスリードクラスターの前記アサインメントとに基づき前記コンタミネーションパラメータを決定すること
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項9に記載の方法において、前記コンタミネーションパラメータを決定することが、・共有変動領域配列に対応する第1及び第2のQCTシーケンスリードクラスターを同定することであって、前記第1及び前記第2のQCTシーケンスリードクラスターの前記アサインメントが前記試料識別子セットの別個の試料識別子へのものであること;
・前記第1のQCTシーケンスリードクラスターに関連する第1のリード深度と前記第2のQCTシーケンスリードクラスターに関連する第2のリード深度との間のリード深度比較を生成すること;及び
・前記リード深度比較に基づき、前記別個の試料識別子の別個の試料識別子によって識別される試料に関連する前記コンタミネーションパラメータを決定すること
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項9に記載の方法において、前記第1及び前記第2のQCTシーケンスリードをクラスター形成することが、3個未満の点置換の前記変動領域配列類似性に基づいて、及び第2の条件を満たす前記QCTシーケンスリードクラスターに関連するリード深度に基づいて前記第1及び前記第2のQCTシーケンスリードを前記QCTシーケンスリードクラスターにクラスター形成することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項8に記載の方法において、前記コンタミネーションパラメータを決定することが、・前記QCTシーケンスリードクラスターセットに基づき、前記シーケンシングライブラリ調製の第1の工程における第1の増幅に関連する第1の分子フィンガープリントを決定すること;
・追加的なQCTシーケンスリードクラスターセットに基づき、前記シーケンシングライブラリ調製の第2の工程における第2の増幅に関連する第2の分子フィンガープリントを決定すること;及び
・前記第1及び前記第2の分子フィンガープリント間の比較に基づき、前記第1の工程から前記第2の工程へのキャリーオーバーコンタミネーションを記述するキャリーオーバーコンタミネーションパラメータを決定すること
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項8に記載の方法において、前記コンタミネーションパラメータが、前記ハイスループットシーケンシングに関連するインデックスミスアサインメントの程度を記述することを特徴とする方法。
- 請求項13に記載の方法において、前記コンタミネーションパラメータが、無侵襲的出生前遺伝学的検査及びリキッドバイオプシーのうちの少なくとも一方に関連するアッセイについての診断アウトカムの決定における使用に適合されることを特徴とする方法。
- 請求項8に記載の方法において、前記QCT分子セットを含む単一のQCTライブラリを生成することを更に含み、前記単一のQCTライブラリが、前記シーケンシングライブラリ調製及び前記ハイスループットシーケンシングのうちの少なくとも一方の一段階における、前記試料セットの各試料につき0.00001ナノグラム未満の増幅可能なQCT分子の展開に適合されることを特徴とする方法。
- 請求項8に記載の方法において、
・前記QCT分子セットの各変動領域が、可変「N」塩基セットを含む埋め込み分子識別子(EMI)領域を含み、各「N」塩基は、「A」塩基、「G」塩基、「T」塩基、及び「C」塩基のいずれか1つから選択され、
・前記QCT分子セットの各QCT分子が、追加的な可変「N」塩基セットを含む追加的なEMI領域を更に含み、前記追加的なEMI領域が前記EMI領域と前記QCT分子の配列領域によって隔てられ、前記可変「N」塩基セット及び前記追加的な可変「N」塩基セットが、各々、3個より多い「N」塩基を含み、及び
・前記コンタミネーションパラメータを決定することが、前記QCT分子セットの前記EMI領域及び前記追加的なEMI領域に基づき導き出される前記QCTシーケンスリードクラスターセットに基づき前記コンタミネーションパラメータを決定することを含むことを特徴とする方法。 - シーケンシングライブラリ調製及びシーケンシングのうちの少なくとも一方に関連する特徴付け方法において、
・品質管理鋳型(QCT)分子セットを生成することであって、各QCT分子が変動領域を含むこと;
・前記QCT分子セットの前記変動領域に基づきQCTシーケンスリードクラスターセットを計算的に決定することであって、前記QCTシーケンスリードクラスターセットが、前記QCT分子セットと生物学的標的を含む試料とをベースに生成されるQCT混合物に対応する前記シーケンシングから導き出されるQCT分子シーケンスリードを含むこと;及び
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットに基づき、前記シーケンシングライブラリ調製及び前記シーケンシングのうちの少なくとも一方に関連するシーケンシング関連パラメータを決定すること
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項17に記載の方法において、
・前記各QCT分子が、前記QCT分子セット間で共有され且つ前記QCT分子を識別するように適合された第1のQCT識別子領域を含み、
・前記方法が、追加的なQCT分子セットを生成することを更に含み、各追加的なQCT分子が、前記追加的なQCT分子セット間で共有され且つ前記追加的なQCT分子を識別するように適合された第2のQCT識別子領域を含み;及び
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットを計算的に決定することが、前記第1及び前記第2のQCT識別子領域に基づき前記QCTシーケンスリードクラスターセットを決定することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項18に記載の方法において、
・前記QCT分子セットが、前記シーケンシングライブラリ調製及び前記シーケンシングのうちの少なくとも一方の第1の段階における展開に適合され、
・前記追加的なQCT分子セットが、前記シーケンシングライブラリ調製及び前記シーケンシングのうちの少なくとも一方の第2の段階における展開に適合され、
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットを計算的に決定することが、
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットの第1のサブセットを決定することであって、前記第1のサブセットが前記第1のQCT識別子領域に対応し、且つ前記第1の段階に関連すること、及び
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットの第2のサブセットを決定することであって、前記第2のサブセットが前記第2のQCT識別子領域に対応し、且つ前記第2の段階に関連すること
を含み;及び
・前記シーケンシング関連パラメータを決定することが、前記QCTシーケンスリードクラスターセットの前記第1及び前記第2のサブセットに基づいて、試料損失に関連する試料追跡パラメータを決定することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項18に記載の方法において、前記シーケンシング関連パラメータを決定することが、
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットに基づき、それぞれ前記QCT分子セット及び前記追加的なQCT分子セットに対応する第1の絶対カウント数及び第2の絶対カウント数を決定すること、及び
・前記第1及び前記第2の絶対カウント数に基づきピペットエラーパラメータ及び定量エラーパラメータのうちの少なくとも一方を決定すること
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項18に記載の方法において、前記シーケンシング関連パラメータを決定することが、
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットのQCTシーケンスリードクラスターに割り当てられないQCTシーケンスリードを同定すること;及び
・割り当てられない前記QCTシーケンスリードの数及びQCTシーケンスリードの総数からシーケンシングエラー率及びポリメラーゼエラー率のうちの少なくとも一方を決定すること
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項18に記載の方法において、
・前記各QCT分子の前記変動領域が、第2のEMI領域と少なくとも前記第1のQCT識別子領域によって隔てられている第1の埋め込み分子識別子(EMI)領域を含み、
・前記各追加的なQCT分子が、第2の追加的なEMI領域と少なくとも前記第2のQCT識別子領域によって隔てられている第1の追加的なEMI領域を含み、
・前記第1の、前記第2の、前記第1の追加的な、及び前記第2の追加的なEMI領域が可変「N」塩基セットを含み、ここで各「N」塩基が、「A」塩基、「G」塩基、「T」塩基、及び「C」塩基のいずれか1つから選択され、及び
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットを計算的に決定することが、前記第1及び前記第2のQCT識別子領域に基づいて、並びに前記第1の、前記第2の、前記第1の追加的な、及び前記第2の追加的なEMI領域に基づいて前記QCTシーケンスリードクラスターセットを決定することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項22に記載の方法において、
・各QCT分子について、対応するQCT分子配列が、前記第1のQCT識別子領域、前記第1のEMI領域、及び前記第2のEMI領域を除く前記生物学的標的の第1の配列鋳型との完全な配列類似性によって特徴付けられ;
・各追加的なQCT分子について、対応する追加的なQCT分子配列が、前記第2のQCT識別子領域、前記第1の追加的なEMI領域、及び前記第2の追加的なEMI領域を除く第2の配列鋳型との完全な配列類似性によって特徴付けられることを特徴とする方法。 - 請求項17に記載の方法において、
・前記QCT分子セットの各QCT分子が、前記生物学的標的の標的配列領域との配列類似性がある標的関連領域を含み、
・前記シーケンシングライブラリ調製が、前記QCT分子セットと前記生物学的標的を含む核酸分子との、前記標的関連領域と前記生物学的標的の前記標的配列領域との前記配列類似性に基づく共増幅を含み、及び
・前記シーケンシング関連パラメータを決定することが、前記QCTシーケンスリードクラスターセットに基づき、前記シーケンシングに関連する前記生物学的標的の分子数を記述する標的分子カウント数を決定することを含む
ことを更に含むことを特徴とする方法。 - 請求項24に記載の方法において、
・前記QCTシーケンスリードクラスターセットを決定することが、フィルタリング後のQCTシーケンスリードクラスターサブセットを、前記フィルタリング後のQCTシーケンスリードクラスターサブセットに対応するリード深度に基づき決定することを含み、
・前記標的分子カウント数を決定することが、
・前記フィルタリング後のQCTシーケンスリードクラスターサブセットに基づきQCT分子カウント数を決定すること;
・前記QCT分子カウント数と前記QCT分子シーケンスリードとに基づき補正係数比を決定すること;及び
・前記補正係数比と、前記シーケンシングから導き出された標的分子シーケンスリードであって、前記生物学的標的に関連する標的分子シーケンスリードとに基づき前記標的分子カウント数を決定すること、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項25に記載の方法において、前記QCT分子シーケンスリードについてのリード深度分布特徴に基づきリード深度閾値を適応的に決定することを更に含み、前記フィルタリング後のQCTシーケンスリードクラスターサブセットを決定することが、前記適応的に決定されたリード深度閾値を前記リード深度が満たすかどうかに基づき前記フィルタリング後のサブセットを決定することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項25に記載の方法において、前記リード深度の各リード深度が、前記フィルタリング後のQCTシーケンスリードクラスターサブセットの対応するQCTシーケンスリードクラスターにつき20リード超に対応することを特徴とする方法。
- 請求項24に記載の方法において、前記標的分子カウント数を決定することが、無侵襲的出生前遺伝学的検査及びリキッドバイオプシーの少なくとも一方に関連する診断を促進するため前記標的分子カウント数を決定することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項17に記載の方法において、前記シーケンシング関連パラメータを決定することが、前記シーケンシングライブラリ調製及び前記シーケンシングのうちの少なくとも一方に関連する試料コンパートメント間でのクロスコンタミネーションを記述するクロスコンタミネーションパラメータ、前記シーケンシングライブラリ調製及び前記シーケンシングのうちの少なくとも一方の複数の工程間でのキャリーオーバーコンタミネーションを記述するキャリーオーバーコンタミネーションパラメータ、及びインデックスホッピングプライマーに関連するインデックスホッピングコンタミネーションを記述するインデックスホッピングコンタミネーションパラメータのうちの少なくとも1つを含むコンタミネーションパラメータを決定することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項29に記載の方法において、
・前記QCT分子セットが前記シーケンシングに適合され、
・前記QCT分子セットを生成することが、
・前記QCT分子セットの第1のQCT分子サブセットを増幅すること;及び
・前記QCT分子セットの第2のQCT分子サブセットを増幅すること
を含み、
・前記QCT分子シーケンシングリードが、
・前記第1のQCT分子サブセットと前記生物学的標的を含む前記試料とをベースに生成される前記QCT混合物、及び
・前記第2のQCT分子サブセットと前記生物学的標的を含む追加的な試料とをベースに生成される追加的なQCT混合物
に対応する前記シーケンシングから導き出され、前記試料及び前記追加的な試料が、それぞれ、前記試料コンパートメントの第1の試料コンパートメント及び第2の試料コンパートメントに対応することを特徴とする方法。
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