JP2023532444A - 呼吸器病原体を診断し、covid-19に関連する転帰を予測する方法 - Google Patents

呼吸器病原体を診断し、covid-19に関連する転帰を予測する方法 Download PDF

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Abstract

SARS-CoV-2を含む呼吸器病原体を診断すること及びCOVID-19に関連する転帰を予測するためのDNAメチル化に基づくプラットフォーム及び機械学習アルゴリズム、並びに、SARS-CoV-2感染などのウイルス感染の存在を同定すること、対象がCOVID-19を有するか否か、及び/又はCOVID-19を有する対象が急性呼吸窮迫症候群若しくは小児多系統炎症性症候群を発症する可能性が高いかどうか、を決定することなどにおいてそれを使用する方法が、本発明の概念によって提供される。

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2020年6月23日に出願された米国仮特許出願第63/042,669号の利益を主張し、その開示についてその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
(配列表の電子ファイルに関する記述)
本出願は、ASCIIテキスト形式で電子的に提出された配列表を含む。ASCIIコピーは、IP-2201-PCT_SL.txtと題され、1,791,460バイトのサイズであり、2021年6月22日に作成され、紙コピーの代わりに提供される。配列表は、その開示について、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
(発明の分野)
本発明概念は、DNAメチル化ベースのプラットフォーム、プラットフォームを使用する方法、並びに、SARS-CoV-2を含む呼吸器病原体を診断及び治療する方法、及びCOVID-19関連の合併症及び転帰を予測する方法に関する。
本発明概念の一態様によれば、対象におけるウイルス感染の存在についてアッセイする方法であって、対象由来の試料からDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、感染陽性メチル化分類子及び/又は感染陰性メチル化分類子を用いてDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを分析することと、を含み、感染陽性分類子から導出されたスコアが、ウイルス感染の存在を示すカットオフ値及び/又は閾値を超える場合に、対象におけるウイルス感染の存在が示される、方法が提供される。
本発明概念の別の態様によれば、対象において急性呼吸窮迫症候群を引き起こすウイルス感染の可能性を決定するための方法であって、対象由来の試料からDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、急性呼吸窮迫症候群陽性メチル化分類子及び/又は急性呼吸窮迫症候群陰性メチル化分類子を用いてDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを分析することと、を含み、急性呼吸窮迫症候群陽性分類子から導出されたスコアが、急性呼吸窮迫症候群を引き起こすウイルス感染の可能性を示すカットオフ値及び/又は閾値を超える場合に、対象が急性呼吸窮迫症候群を示す可能性が示される、方法が提供される。
本発明の別の態様によれば、対象におけるウイルス感染の性質を決定する方法であって、対象由来の試料からDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、SARS-CoV-2陽性メチル化分類子及び/又はSARS-CoV-2陰性メチル化分類子を用いてDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを分析することと、を含み、SARS-CoV-2陽性メチル化分類子から導出されたスコアが、SARS-CoV-2感染の存在を示すカットオフ値及び/又は閾値を超える場合に、対象におけるSARS-CoV-2感染の存在が示される、方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、対象においてCOVID-19を治療する方法であって、COVID-19を有する疑いのある対象由来の試料からDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、SARS-CoV-2陽性メチル化分類子及び/又はSARS-CoV-2陰性メチル化分類子を使用してDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを分析することであって、SARS-CoV-2陽性メチル化分類子から導出されたスコアが、SARS-CoV-2感染の存在を示すカットオフ値及び/又は閾値を超える場合に、対象におけるSARS-CoV-2感染の存在が示される、分析することと、対象におけるSARS-CoV-2感染の存在が示された場合に、COVID-19について対象を治療することと、を含む、方法が提供される。
本発明概念の他の態様によれば、COVID-19を有することが疑われる対象において急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome、ARDS)を治療する方法であって、対象由来の試料におけるDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、ARDS陽性メチル化分類子及び/又はARDS陰性メチル化分類子に対するDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを分析することであって、ARDS陽性分類子から導出されたスコアが、ARDSを引き起こすCOVID-19感染の可能性を示すカットオフ値及び/又は閾値を超える場合に、対象が急性呼吸窮迫症候群を示す可能性が示される、分析することと、ARDSについて対象を治療することと、を含む、方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、COVID-19を有する疑いのある対象における成人多系統炎症性症候群(multisystem inflammatory syndrome in adult、MIS-A)又は小児多系統炎症性症候群(multisystem inflammatory syndrome in children、MIS-C)を治療する方法であって、対象由来の試料におけるDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、MIS-A若しくはMIS-C陽性メチル化分類子及び/又はMIS-A若しくはMIS-C陰性メチル化分類子に対するDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを分析することであって、MIS-C陽性分類子から導出されたスコアが、MIS-A又はMIS-Cを引き起こすCOVID-19感染の可能性を示すカットオフ値及び/又は閾値を超えた場合に、対象がMIS-A又はMIS-Cを示す可能性が示される、分析することと、MIS-A又はMIS-Cについて対象を治療することと、を含む、方法が提供される。
本発明概念の更なる態様は、DNAメチル化部位のアレイ(メチル化ビーズアレイなど)、上記で提示される方法のいずれかを実行するためのコンピュータ実装方法、及び上記で提示される方法を行うための機械学習アルゴリズムを含む。
EPIC上にセットされた陰性プローブから較正した検出に基づくCOVID-(薄灰色)及びCOVID+(濃灰色)についての全コールレート。 系統誤差及びインフレーションについての調整後におけるFD調整p値<0.05でのCOVID-19状態と有意に関連するCpG部位を示すボルケーノプロット(濃灰色及び識別されたドット)。系統誤差及びインフレーションについて調整する前に、追加の部位(薄灰色の点)は有意であった。黒い点は有意ではなかった。 COVID-19又はMIS-Cについてのメチル化に基づくエピジェネティックシグネチャーを決定するためのCOVID-19又はMIS-Cへの適用。 COVID-19又はMIS-Cを有する小児由来の試料を使用してエピジェネティックシグネチャーの特性決定を行うためのアプローチ。 EPIC+チップのための分類子を開発するためのCOVID-19+症例及びCOVID-19-対照のトレーニング及び検査。 本発明概念の方法に従って特徴付けることができるSARS-CoV-2疾患症状の連続表示。 本発明概念の実施形態によるプラットフォームとともに使用され得る、分類システム、コンピュータプログラム製品、及び/又はコンピュータ実装方法のブロック図である。 本発明概念の方法による分類子生成の概要を示す。 本発明概念による分類子生成のために使用される機械学習アプローチ。
本発明概念の2つの段階が開発された。第1は、COVID-19診断シグネチャーの生成において最良に機能する約50,000個のCpG部位/メチル化プローブを選択するための、Illumina社のInfiniumメチル化EPICビーズチップキット(EPIC)のカスタマイズバージョンを含む。EPICチップをカスタマイズするために、CCPMチームは、COVID-19+及びCOVID-19-患者の25個の鼻咽頭スワブ(nasopharyngeal swab、NPS)から生成されたデータを活用し、これらの結果に、パブリックドメインで以前に報告され、かつ、最近のコロナウイルス発生に関連する呼吸器ウイルス感染及び心肺合併症に関連するCpG部位、及び26,000個全ての既知のHLA対立遺伝子、並びにMHCゲノム領域、天然キラー細胞免疫受容体(Natural Killer Cell Immunoreceptor、KIR)、及び他の免疫遺伝遺伝子座に及ぶ、代替ハプロタイプ及び未公開参照配列を加えて、免疫応答検出の感度を増強した。EPIC+チップの製造後に、標準的な臨床プラクティス(rtPCR検査)を使用して、COVID-19に関して検査で陽性又は陰性であると示された624人の患者からのDNA試料について定量的メチル化を行った。第2は、Infinium HTSカスタムメチル化COVID-19パネルを作成するために選択された約50Kの最適なCpG部位を使用することを含み、当該パネルは、メチル化チップからのデータを本発明者らが開発した機械学習疾患分類子と組み合わせることによって、全血中のSARS-CoV-2感染を信頼性高く予測する。宿主におけるSARS-CoV-2感染を正確に予測することに加えて、Infinium HTSカスタムメチル化COVID-19パネルは、機械学習分類子と組み合わせて、(i)他のコロナウイルス及び呼吸器ウイルスからSARS-CoV-2を識別し、(ii)どの患者が一次感染(すなわち、急性呼吸窮迫症候群)後に臨床的合併症を発症することとなるかを予測し、かつ、(iii)両方の短期及び長期回復に関連するシグネチャーを特徴付ける。本発明は、COVID-19を引き起こす新型コロナウイルスを大きな規模で検出するための高スループットで安価な検査についての満たされていない必要性に対処する。COVID-19を引き起こす新型コロナウイルスを検出するための高スループットの迅速な検査が例外的なペースで開発されているが、rtPCR及び血清検査はウイルス株依存性であり、これらのアッセイの典型的な所要時間は8~48時間の範囲である。より迅速な所要時間(30分間)のためにいくつかの検査が開発されているが、それらは高い偽陰性率(26~100%)を有し、それらの有用性はCOVID-19に限定され、重大なサプライチェーンの問題が存在している。更に、一般的な検査は、症状のある患者に限定されており、この戦略は、スクリーニング及び地域社会の広域監視についての重大な必要性に対処することができない。したがって、SARS-CoV-2感染及びCOVID-19診断のためのより正確かつ迅速な検査が依然として必要とされている。
SARS-CoV-2を診断するための現在の標準治療は、感染時のrtPCRによるか、又は血清学(感染後)によるかのいずれかである。これらの方法は、ウイルス株依存性であり、SARS-CoV-2ウイルスを増幅及び検出するためにrtPCRプライマーを設計する必要があるということにおいて制限される。これは、SARS-CoV-2のみについてのバイナリー検出手順(陽性又は陰性)であり、これは、感染した個体が多数の症状を発症するリスクを評価することができない。rtPCR検査はまた、患者の鼻咽腔スワブを使用する検証が必要であることによって制限される。本発明概念のプラットフォームは、以下の領域における標準治療について改善する:1)カスタム標的化Illuminaエピジェネティックマイクロアレイチップを使用して宿主内の遺伝子変化を測定することにより、SARS-CoV-2ウイルス感染を検出し、したがって、それを株非依存性にする。2)無症状、軽度の症状から重篤な症状まで(例えば、急性呼吸窮迫症候群(ADRS)及び/又は小児多系統炎症性症候群(MIS-C))を示す、患者の危険因子を予測することができる。3)(i)呼吸器合胞体ウイルス(respiratory syncytial virus、RSV)、(ii)パラインフルエンザ(1、2、3、4)、(iii)ヒトメタニューモウイルス(human metapneumovirus、hMPV)、(iv)ヒトライノウイルス、(v)アデノウイルス(adenovirus、Ad)、(vi)現存するコロナウイルス(例えば、229E(アルファコロナウイルス)、NL63(アルファコロナウイルス)、OC43(ベータコロナウイルス)、HKU1(ベータコロナウイルス)など)を含むがこれらに限定されない、他の呼吸器ウイルスを差次的に診断するための追加のシグネチャーを同定する。4)宿主ゲノム試料は、上気道(例えば、NPS)又は末梢血のいずれかを用いて収集することができる。主な革新領域は、マーカーとして宿主のエピジェニック変化を使用してウイルス感染を検出する検査戦略、他の呼吸器感染を包括的に同定することが潜在的に可能であること、及びSARS-CoV-2に対する患者の症候性応答を予測することができることである。
本開示の原理の理解を促進する目的で、好ましい実施形態を参照し、特定の言語を使用してこれを説明する。それにもかかわらず、それによって本開示の範囲を限定することは意図されず、本明細書に例示されるような本開示のそのような変更及び更なる修正は、本開示が関連する当業者に通常至るように企図されることが理解されるであろう。
冠詞「a」、「an」、及び「the」は、本明細書において、冠詞の文法上の目的語の1つ又は2つ以上(すなわち、少なくとも1つ)を指すために使用される。例として、「要素」は、少なくとも1つの要素を意味し、2つ以上の要素を含むことができる。「及び/又は」という用語は、関連する列挙された項目のうちの1つ以上の任意かつ全ての組み合わせを含み、「/」と略記され得る。
「含む」という用語は、本明細書で使用される場合、その通常の意味に加えて、「から本質的になる」及び/又は「からなる」という表現も含み得、いくつかの実施形態では、「から本質的になる」及び/又は「からなる」という表現を具体的に指し得る。したがって、「含む」という表現はまた、具体的に列挙された要素を「含むとして特許請求されるものが更なる要素を含まない実施形態、並びに具体的に列挙された要素を「含む」として特許請求されるものが更なる要素を包含し得、及び/若しくは包含する実施形態、又は特許請求されるものの基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない更なる要素を包含する実施形態を指すことができる。例えば、具体的に列挙された要素を「含む」方法、キット、システムなどの特許請求されるものはまた、例えば、「からなる」方法、キット、システムなど(すなわち、特許請求されるものは更なる要素を含まない)、及び、例えば、「から本質的になる」方法、キット、システムなど(すなわち、特許請求されるものは、特許請求されるものの基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない更なる要素を含み得る)を包含する。
別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
結果を検査し、診断し、特徴付けし、及び/又は予測する方法
本開示は、SARS-CoV-2などの呼吸器ウイルスへの曝露に応答したゲノムワイドなメチル化パターンの変化を使用して、例えば、ウイルス感染の存在、ウイルス感染の性質、及び/又は対象におけるウイルス感染のより重度の症状発現の確率を高い精度で同定及び特徴付けすることができることを提供する。
「DNAメチル化」及び/又は「遺伝子メチル化」という用語は、メチル基がDNA/核酸分子に付加される生物学的プロセスを指す。DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化は、アデニン(A)又はシトシン(C)で起こり得、Aのメチル化についてはN-メチルアデノシン(6mA)、又はCについては5-メチルシトシン(5mC)及びN-メチルシトシン(4mC)を生じる。本発明概念の実施形態では、5mCを生じるシトシンのメチル化レベルが測定/決定される。いくつかの実施形態では、DNA遺伝子座/遺伝子におけるCpGジヌクレオチドのメチル化の程度が測定/決定される。メチル化CpGジヌクレオチドは、当業者によって認識されるように、高頻度のCpG部位を有するDNA中の領域であるCpGアイランドに位置し得る。本発明概念の実施形態では、DNA/遺伝子/CpGアイランド遺伝子座に位置する遺伝子座及び/又はCpGアイランドのDNA/セットのメチル化は、対象において測定され、代替の生物学的状態を有する集団、例えば、疾患/感染を有する集団対健常/感染を有しない集団について観察されるDNA、遺伝子、及び/又はCpGアイランドのメチル化と比較される。代替的な生物学的状態、例えば、疾患/感染対健常/非感染において、いくつかの実施形態では、特定のDNA遺伝子座/遺伝子は低メチル化され得、すなわち、疾患/感染状態におけるDNA遺伝子座/遺伝子のメチル化は、健常/非感染状態のものよりも少なく、いくつかの実施形態では、特定のDNA遺伝子座/遺伝子は高メチル化され得、すなわち、疾患/感染状態におけるDNA遺伝子座/遺伝子のメチル化は、健常/非感染状態のものよりも多い。
本発明概念の実施形態による「シグネチャー」という用語は、測定可能な量の生物学的マーカーのセット、例えば、ゲノムワイド(genome-wide)メチル化パターン、CpGアイランドのゲノムワイドメチル化、並びに/又は遺伝子/CpGアイランドのセット、例えば、特定のセット及び/若しくは所定のセットについてのメチル化パターンを指すことができ、その特定のパターン/組み合わせは、特定の生物学的状態の存在又は非存在、例えば、SARS-CoV-2感染、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)感染;パラインフルエンザ(1、2、3、4)感染;ヒトメタニューモウイルス(hMPV)感染;ヒトライノウイルス感染;アデノウイルス(Ad)感染、及び/又は現存するコロナウイルス(例えば、229E、アルファコロナウイルス;NL63、アルファコロナウイルス;OC43、ベータコロナウイルス;HKU1、βコロナウイルス)感染、又はそれらの任意の組み合わせなどであるがこれらに限定されない感染の存在又は非存在を指す。いくつかの態様では、特定のパターン/組み合わせは、対象におけるSARS-CoV-2感染の存在若しくは非存在、及び/若しくは対象がCOVID-19に罹患しているか/患っているか、並びに/又は対象がCOVID-19のより重篤な徴候/症状、及び/若しくは生物学的状態に関連するより重篤な状態、例えば、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)及び/若しくはサイトカイン放出及び免疫病理の血管漏出に関連する多臓器不全、例えば、COVID-19に関連する成人多系統炎症症性候群(MIS-A)及び/若しくは小児多系統炎症性症候群(MIS-C)に罹患し得る確率/可能性を示す。これらのシグネチャーは、既知の状態(例えば、COVID-19に関連するARDS及び/又はCOVID-19に関連するMIS-Cとともに確認される、COVID-19陽性、COVID-19陰性)を有する複数の対象において発見され、関心のある1つ以上のカテゴリー又は転帰、例えば、SARS-CoV-2の存在若しくは不存在、対象がCOVID-19に罹患しているかどうか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSに罹患している可能性が高いかどうか、対象がCOVID-19に関連するMIS-Aに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Aに罹患している可能性が高いかどうか、又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患している可能性が高いかどうかを(個々に又は一緒に)識別する。
いくつかの実施形態では、シグネチャーは、遺伝子群/セットのDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化及び/又はその遺伝子群/セットにおけるCpGアイランドのメチル化に関連し、例えば、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含むがこれらに限定されず、それらのメチル化レベルは、本明細書に記載される分類子に組み込まれた場合、特定の生物学的状態の存在、例えば、いくつかの態様では、SARS-CoV-2の存在若しくは非存在、対象がCOVID-19に罹患しているかどうか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSに罹患している可能性が高いかどうか、又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患している可能性が高いかどうかを識別することができる。いくつかの実施形態では、遺伝子群/セットのDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化及び/又はその遺伝子群/セットにおけるCpGアイランドのメチル化に関連し、例えば、遺伝子セットは、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CHSY1、DDX60、EPSTI1、FGFRL1、GPX1、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含むがこれらに限定されない。いくつかの実施形態では、シグネチャーは、例えば、COVID-19+個体及びCOVID-19-個体を比較した場合に、特定の遺伝子の低メチル化及び/又は高メチル化を含み得る。いくつかの実施形態では、シグネチャーは、IFR7、ARID5B、ANLN、PARP9、MX1、CBX3P2、EPSTI1、CHSY1、MX1、及び/若しくはGPX1、又はそれらの任意のサブセットの低メチル化を含み得る。いくつかの実施形態は、シグネチャーは、LINC01429、CALHM2、LINC00428、OAS1、RAB40C、TSEN15、PEPD、PPL、ARID3B、ZDHHC6、TNFRSF8、DDX60、OAS2、及び/若しくはFGFRL1、又はそれらの任意のサブセットの高メチル化を含み得る。いくつかの実施形態では、シグネチャーは、遺伝子群/セットのDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化及び/又はその遺伝子群/セットにおけるCpGアイランドのメチル化に関連し、例えば、遺伝子セットは、A_24_P561165、AA455656、AID、AIM2、ANLN、APE1、APOBEC3G、APOL2、APOL3、APOL6、ARID3B、ARID5B、ASK1、ATF2、B2M、BATF、BATF2、BCL2L14、C10orf81、C1R、C1S、C3、C4A、C4B、C5、C6、C7、C8、C9、CALHM2、CALR、CASP1、カスパーゼ-3、カスパーゼ-8、CBX3B2、CCRL1、CD19、CD4、CD74、CD8、CFH、CFHR1、CFHR3、CIITA、CIITA、CHSY1、BX117479、c-Jun、CLIC5、CTSS ZBP1、CX3CL1 A_24_P912985、CXCL10、CXCL11、CXCL2、DDX60、eIF-2、eIF2B、EPSTI1、ERP27、ETV7、FADD、FAM26F、FGFRL1、FZD5、GPX1、HCP5 NNMT、HLA-A、HLA-DMB、HLA-DOA、HLA-DPA1、HLA-DPB1、HLA-DQA1、HLA-DRA、HLA-DRB3、HLA-DRB4、HLA-DRB5、HLA-E、ICAM1、IFI16、IFI35、IFI44、IFI44L、IFIH1、IFIT2、IFIT3、IFIT5、IFITM1、IFNL1、IFNL2、IFNL3、IFNL4、IFN-α、IFN-β、IFNγ、IFN-γ、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω、IGH、IGK、IGL、IKK-α、IKK-β、IKK-γ、IKKε、IL-10、IL-11、IL-12、IL12A、IL-13、IL-15、IL-17、IL-18、IL18BP、IL-1ra、IL-1α、IL-1β、IL-2、IL-3、IL-33、IL-36ra、IL-36α、IL-36β、IL-36γ、IL-37、IL-38、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IRF1、IRF3、IRF7、JAK2、JNK、LAP3、LGP2、LINC00428、LINC01429、LT-α、M27126、MAVS、MDA5、MEKK1、MICA、MICAB、MKK7、MMP25、MX1、NAIP、NFKB1、NFKB2、NFKBIA、NLRC3、NLRC4、NLRC5、NLRP1、NLRP10、NLRP11、NLRP12、NLRP13、NLRP14、NLRP2、NLRP3、NLRP4、NLRP5、NLRP6、NLRP7、NLRP8、NLRP9、NLRX1、NMI、NOD1、NOD2、OAS1、OAS2、PARP9、PDIA3、PKR、PMAIP1、PML、POMC、PPL、PSMB8、PSMB9、RAB40C、REC8、REL、RELA、RELB、REPD、RIG-1、RIP、RNase L、RTP4、SAMD9L、SECTM1、SEPX1、SERPING1、SOCS1、SP110、SPTLC3、SSTR2、STAT1、TAP1、TAP2、TAPBP、TBK1、TGFβ、TLR1、TLR10、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TMEM140、TNF、TNFR1、TNFR2、TNFRSF8、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13B、TP53、TRA、TRADD、TRAF2、TRAF3、TRB、TRD、TRGTRIM25、TSEN15、UNG、VAMP5、WARS、XAF1、ZC3HAV1、及びZDHHC6、若しくはそれらの任意のサブセットを含むがこれらに限定されない。例えば、いくつかの実施形態では、遺伝子群/セットのサブセットは、例えば、A_24_P561165、AA455656、AID、AIM2、APE1、APOBEC3G、APOL2、APOL3、APOL6、ASK1、ATF2、B2M、BATF、BATF2、BCL2L14、C10orf81、C1R、C1S、C3、C4A、C4B、C5、C6、C7、C8、C9、CALR、CASP1、カスパーゼ-3、カスパーゼ-8、CCRL1、CD19、CD4、CD74、CD8、CFH、CFHR1、CFHR3、CIITA、CIITA BX117479、c-Jun、CLIC5、CTSS ZBP1、CX3CL1 A_24_P912985、CXCL10、CXCL11、CXCL2、eIF-2、eIF2B、EPSTI1、ERP27、ETV7、FADD、FAM26F、FZD5、HCP5 NNMT、HLA-A、HLA-DMB、HLA-DOA、HLA-DPA1、HLA-DPB1、HLA-DQA1、HLA-DRA、HLA-DRB3、HLA-DRB4、HLA-DRB5、HLA-E、ICAM1、IFI16、IFI35、IFI44、IFI44L、IFIH1、IFIT2、IFIT3、IFIT5、IFITM1、IFNL1、IFNL2、IFNL3、IFNL4、IFN-α、IFN-β、IFNγ、IFN-γ、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω、IGH、IGK、IGL、IKK-α、IKK-β、IKK-γ、IKKε、IL-10、IL-11、IL-12、IL12A、IL-13、IL-15、IL-17、IL-18、IL18BP、IL-1ra、IL-1α、IL-1β、IL-2、IL-3、IL-33、IL-36ra、IL-36α、IL-36β、IL-36γ、IL-37、IL-38、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IRF1、IRF3、IRF7、JAK2、JNK、LAP3、LGP2、LT-α、M27126、MAVS、MDA5、MEKK1、MICA、MICAB、MKK7、MMP25、MX1、NAIP、NFKB1、NFKB2、NFKBIA、NLRC3、NLRC4、NLRC5、NLRP1、NLRP10、NLRP11、NLRP12、NLRP13、NLRP14、NLRP2、NLRP3、NLRP4、NLRP5、NLRP6、NLRP7、NLRP8、NLRP9、NLRX1、NMI、NOD1、NOD2、OAS2、PDIA3、PKR、PMAIP1、PML、POMC、PSMB8、PSMB9、REC8、REL、RELA、RELB、RIG-1、RIP、RNase L、RTP4、SAMD9L、SECTM1、SEPX1、SERPING1、SOCS1、SP110、SPTLC3、SSTR2、STAT1、TAP1、TAP2、TAPBP、TBK1、TGFβ、TLR1、TLR10、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TMEM140、TNF、TNFR1、TNFR2、TNFRSF14、TNFSF10、TNFSF13B、TP53、TRA、TRADD、TRAF2、TRAF3、TRB、TRD、TRGTRIM25、UNG、VAMP5、WARS、XAF1、及びZC3HAV1、又はそれらの任意のサブセットを含み得る。
本明細書で使用される場合、「アレイ」は、異なるマイクロフィーチャが相対位置に従って互いに区別され得るように表面に結合又は取り付けられているポリヌクレオチドを含むマイクロフィーチャなどの、異なるマイクロフィーチャの集団を指すことができる。アレイの個々のフィーチャは、マイクロフィーチャの単一のコピーを含むことができ、又はマイクロフィーチャの複数のコピーは、アレイの個々のフィーチャにおけるマイクロフィーチャの集団として存在することができる。各フィーチャにおけるマイクロフィーチャの集団は、典型的には均質であり、単一種のマイクロフィーチャを有する。したがって、単一の核酸配列の複数のコピーが1つのフィーチャに、例えば、同じ配列を有する複数の核酸分子上に存在し得る。
いくつかの実施形態では、マイクロフィーチャの不均質な集団が1つのフィーチャに存在し得る。したがって、フィーチャは、単一のマイクロフィーチャ種のみを含んでもよいが、必ずしも必須ではなく、代わりに、異なる配列を有する核酸の混合物など、複数の異なるマイクロフィーチャ種を含有することができる。アレイの隣接するフィーチャは、それらが重なり合わないという点において、互いに別個とすることができる。したがって、フィーチャは、互いに隣接していても、ギャップによって分離されていてもよい。フィーチャが離れている実施形態では、隣接する部位は、例えば、100pm、50pm、10pm、5pm、1pm、0.5pm、100nm、50nm、10nm、5nm、1nm、0.5nm、100pm、50pm、1pm未満の距離、又は前述の距離のうちのいずれか2つの範囲内の任意の距離で離れていることができる。アレイ上のフィーチャのレイアウトは、隣接するフィーチャ間の中心間距離の観点から理解することもできる。本発明において有用なアレイは、約100pm、50pm、10pm、5pm、1pm、0.5pm、100nm、50nm、10nm、5nm、1nm、0.5nm、100pm、50pm、1pm未満、又は前述の距離のうちのいずれか2つの範囲内の任意の距離の中心間間隔の隣接するフィーチャを有することができる。
いくつかの実施形態では、上記及び本明細書の他の場所に記載の距離値は、アレイの隣接するフィーチャの間の平均距離を表すことができる。したがって、例えば、距離がアレイの全ての隣接するフィーチャ間の閾値距離を構成するという特定の記述によって特に別段に指示されない限り、全ての隣接するフィーチャが指定された範囲にある必要はない。実施形態は、様々な密度のいずれかでフィーチャを有するアレイとともに使用することができる。特定の実施形態の密度の例示的な範囲としては、約10,000,000個のフィーチャ/cm~約2,000,000,000個のフィーチャ/cm、約100,000,000個のフィーチャ/cm~約1,000,000,000個のフィーチャ/cm、約100,000個のフィーチャ/cm~約10,000,000個のフィーチャ/cm、約1,000,000個のフィーチャ/cm~約5,000,000個のフィーチャ/cm、約10,000の個フィーチャ/cm~約100,000個のフィーチャ/cm、約20,000の個フィーチャ/cm~約50,000個のフィーチャ/cm、約1,000個のフィーチャ/cm~約5,000個のフィーチャ/cm、又は前述の密度のうちのいずれか2つの範囲内の任意の密度が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「表面」は、試薬、ビーズ、又は分析物と接触するためにアクセス可能な基材又は支持構造体の一部を指すことができる。表面は、実質的に平坦又は平面であり得る。あるいは、表面は丸みを帯びているか、又は輪郭付けられ得る。表面上に含まれ得る例示的な輪郭は、ウェル、くぼみ、柱、隆起部、チャネルなどである。基材又は支持構造として使用することができる例示的な材料としては、改質又は官能化ガラスなどのガラス;プラスチック、例えば、アクリル、ポリスチレン、又はスチレンと別の材料とのコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、又はTEFLON;多糖類又は架橋多糖類、例えば、アガロース又はセファロース;ナイロン;ニトロセルロース;樹脂;ケイ素及び変性ケイ素を含むシリカ又はシリカ系材料;炭素繊維;金属;無機ガラス;光ファイバーバンドル、又は様々な他のポリマーが挙げられる。単一の材料又はいくつかの異なる材料の混合物は、本発明において有用な表面を形成することができる。いくつかの実施形態では、表面はウェルを含む。いくつかの実施形態では、支持構造体は、1つ以上の層を含むことができる。例示的な支持構造体としては、チップ、フィルム、マルチウェルプレート、及びフローセルを挙げることができる。
本明細書で使用される場合、「ビーズ」は、剛性又は半剛性材料で作られた小さな物体を指すことができる。物体は、例えば、球体、楕円形、微小球、又は規則的若しくは不規則な寸法を有するかどうかに関わらず他の認識された粒子形状として特徴付けられる形状を有することができる。ビーズに有用な例示的な材料の例としては、改質又は官能化ガラスなどのガラス;プラスチック、例えば、アクリル、ポリスチレン、又はスチレンと別の材料とのコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、又はTEFLON;多糖類又は架橋多糖類、例えば、アガロース又はセファロース;ナイロン;ニトロセルロース;樹脂;ケイ素及び変性ケイ素を含むシリカ又はシリカ系材料;炭素繊維;金属;無機ガラス;又は他の様々なポリマーが挙げられる。例示的なビーズとしては、制御された細孔ガラスビーズ、常磁性ビーズ、トリアゾル(thoria sol)、セファロースビーズ、ナノ結晶、及び当該技術分野で公知の他のものが挙げられる。ビーズは、生物学的又は非生物学的材料で作製され得る。磁性ビーズは、本明細書に記載される方法の様々な工程における磁石を使用した磁性ビーズの操作の容易さにより、特に有用である。特定の実施形態で使用されるビーズは、約0.1pm~約100pm、約0.1nm~約500nmの直径、幅、又は長さを有することができる。いくつかの実施形態では、特定の実施形態で使用されるビーズは、約100pm、50pm、10pm、5pm、1pm、0.5pm、100nm、50nm、10nm、5nm、1nm、0.5nm、100pm、50pm、1pm未満の直径、幅、若しくは長さ、又は前述の直径、幅、若しくは長さのうちのいずれか2つの範囲内の任意の直径、幅、若しくは長さを有することができる。ビーズサイズは、フィーチャを分析するために十分なシグナル(1フィーチャ当たりのテンプレートコピー数)を維持しながら、縮小されたサイズを有するように選択することができ、したがって、単位面積当たりにより多くのフィーチャを得ることができる。
いくつかの実施形態では、ポリヌクレオチドをビーズに取り付けることができる。いくつかの実施形態では、ビーズは、基材の表面上のウェル内に分配することができる。特定の実施形態で使用することができる例示的なビーズアレイとしては、ランダムに順序付けられたビーズアレイ技術(Illumina Inc.、San Diego CA)が挙げられる。そのようなビーズアレイは、Michael et al,Anal Chem 70,1242-8(1998)、Walt,Science 287,451-2(2000)、Fan et al.,Cold Spring Harb Symp Quant Biol 68:69-78(2003)、Gunderson et al.,Nat Genet 37:549-54(2005)、Bibikova et al.Am J Pathol 165:1799-807(2004)、Fan et al.,Genome Res 14:878-85(2004)、Kuhn et al.,Genome Res 14:2347-56(2004)、Yeakley et al.,Nat Biotechnol 20:353-8(2002)、及びBibikova et al.,Genome Res 16:383-93(2006)に開示されており、それらはそれぞれその全体が参照により組み込まれる。
本明細書で使用される場合、「標的核酸」又はその文法的等価物は、配列決定、分析、及び/又は更なる操作が望まれる核酸分子又は配列を指すことができる。いくつかの実施形態では、標的核酸は、アレイに取り付けることができる。いくつかの実施形態では、捕捉プローブをアレイに取り付けることができ、続いてこのアレイを使用して、プローブと相互作用する試料中の標的核酸を検出することができる。この点に関して、いくつかの実施形態では、用語「標的」及び「プローブ」が核酸検出方法に関して互換的に使用され得ることは理解されるであろう。
いくつかの実施形態では、アレイ上の異なるプローブの数は、500~100,000の範囲である。他の態様では、アレイ上の異なる標的の数は、少なくとも500、1,000、5,000、10,000、15,000、20,000、25,000、30,000、35,000、40,000、45,000、50,000、55,000、60,000、65,000、70,000、75,000、80,000、85,000、90,000、95,000、100,000、150,000、200,000、250,000、300,000、350,000、400,000、450,000、500,000、550,000、600,000、650,000、700,000、750,000、800,000、850,000、900,000、950,000、又は1,000,000である。
本明細書で使用される場合、「捕捉プローブ」は、標的核酸に特異的にハイブリダイズするのに十分な相補性を有するポリヌクレオチドを指すことができる。捕捉プローブは、混合物中の他の核酸及び/又は構成成分から標的核酸を単離するための親和性結合分子として機能することができる。いくつかの実施形態では、標的核酸は、介在分子を介して捕捉プローブによって特異的に結合されることができる。介在分子の例としては、標的配列及び捕捉プローブの両方に特異的にハイブリダイズするのに十分な相補性を有するリンカー、アダプター、及び他の架橋核酸が挙げられる。
本発明概念のCOVID-19メチル化分析のために、以下の遺伝子:ABCF1、ACBD5、AGL、AGPAT1、AIF1、ANKRD28、APOBEC3G、APOL6、APPBP2、ASPM、ATAT1、ATP2C1、B2M、BCL2L14、BRD2、C1orf68、C2、C4A、C4B、C6orf136、C6orf15、C7、CALR、CATSPER2、CATSPER2P1、CATSPERG、CCDC66、CCHCR1、CD27-AS1、CD4、CD40、CDKN1A、CELF4、CEP162、CFB、CFH、CFHR1、CFHR2、CFHR3、CFHR4、CHTOP、CIITA、CSNK2B、CTNND1、CUTA、CYP21A2、DAG1、DDR1、DENND2B、DEXI、DTNB、DYSF、E2F5、EGFL8、EHMT2、ELAVL2、FAM49B、FKBP5、FLG、FLG-AS1、FRMD3、GAPVD1、GPANK1、GPX5、GTF2H4、HCG17、HCG18、HCG20、HCG22、HCG24、HCG25、HCG27、HCG4、HCG4B、HCP5、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-DPA1、HLA-DPB1、HLA-DPB2、HLA-DQA1、HLA-DQA2、HLA-DQB1、HLA-DQB1-AS1、HLA-DRA、HLA-E、HLA-F、HLA-F-AS1、HLA-G、HLA-H、HLA-V、HRNR、HSD17B8、HSPA1B、ICAM1、IFI16、IFI35、IFI44、IFI44L、IFITM1、IVL、JAK2、KCTD16、KDM4C、KIFC1、KPRP、LAP3、LCE1D、LCE1E、LCE2B、LCE2C、LCE2D、LCE3C、LCE4A、LELP1、LINC00302、LINC01185、LOC100129636、LOC100294145、LOC100507547、LOC101929006、LOC105375690、LRBA、LST1、LTA、LTBR、LY6G6F-LY6G6D、LYRM4-AS1、MCCD1、MDC1、MEF2C、MICA、MICA-AS1、MICB、MICB-DT、MIR219A1、MIR4479,MMP25、MOG、MPIG6B、MSH5、MUCL3、MX1、NA、NBPF18P、NELFE、NFKB1、NFKB2、NLRC5、NLRP11、NLRP2、NLRP3、NLRP4、NLRP5、NLRX1、NRCAM、OR10C1、OR12D2、OR14J1、OR2H1、OR2H2、OR2J1、OR2J2、OSMR、PCDH15、PDCD6IPP2、PDIA3、PGLYRP4、PHF1、PML、PPP1R11、PPP2R5A、PPP6R3、PPT2、PRR3、PRR9、PRRC2A、PRRT1、PSMB8-AS1、PSMB9、PSORS1C1、PSORS1C2、RALYL、REC8、REL、RELB、RING1、RNF43、RNF5、RNF5P1、RPL13A、RPS18、RPS6KC1、RTP4、RXRB、S100A13、S100A7、S100A8、SCNN1A、SERPINB7、SERPING1、SHMT1、SKIV2L、SLC44A4、SLCO5A1、SMURF2P1-LRRC37BP1、SNAPC3、SNHG32、SNORD32B、SNX14、SPRR1A、SPRR1B、SPRR3、SPRR4、SPTLC3、STAT4、STOML1、SUN1、SYNGAP1、TAP1、TBC1D5、TBK1、TCF19、THRB、TK2、TLR2、TLR3、TLR4、TMEM185A、TMEM62、TNF、TNFRSF14、TNFRSF14-AS1、TNFSF13B、TPTE2P5、TRAF2、TRAF3、TRIM10、TRIM15、TRIM27、TRIM33、TRIM37、TRIM39、TRIM40、TRIT1、TRPM4、TSBP1、TSBP1-AS1、TUBB、UBE2K、USP8、VARS2、VEZT、VPS52、XAF1、XPOT、YY1AP1、ZMYND11、ZNF248、ZNF512、ZNF610、及びZNRD1ASPを標的化するように設計されたプローブが挙げられる。これらの遺伝子に対するプローブの配列としては、IP-2201-PCT_SL.txtと題された添付の配列表の配列番号1~7,831に示される配列、又はそれらの任意のサブセットが挙げられる。
いくつかの態様では、プローブとしては、添付の配列表の配列番号42、48、49、56、60、152、153、154、155、156、160、161、170、174、175、176、192、195、196、205、206、207、208、209、210、211、217、219、220、221、222、235、255、294、295、298、299、300、310、315、322、329、330、331、337、602、607、608、668、669、677、678、738、750、751、756、757、761、762、769、770、773、776、777、779、829、830、842、843、846、847、855、856、857、858、860、864、869、870、877、882、904、905、916、922、923、924、925、933、942、943、959、964、965、966、969、981、982、999、1000、1002、1003、1004、1005、1035、1036、1046、1047、1048、1049、1062、1063、1090、1095、1096、1097、1122、1123、1138、1145、1146、1155、1156、1158、1165、1173、1174、1180、1181、1185、1210、1211、1216、1217、1219、1220、1225、1237、1238、1247、1248、1249、1250、1254、1255、1256、1259、1260、1263、1270、1271、1296、1297、1308、1309、1312、1314、1318、1319、1326、1328、1329、1342、1348、1405、1406、1413、1414、1415、1416、1433、1434、1443、1444、1465、1470、1476、1485、1486、1487、1508、1509、1510、1514、1612、1613、1620、1627、1638、1639、1664、1665、1666、1669、1670、1676、1677、1684、1685、1701、1712、1719、1720、1721、1722、1726、1727、1731、1738、1740、1747、1748、1852、1853、1854、1939、2072、2073、2075、2088、2090、2171、2193、2194、2434、2435、2604、2676、2678、2680、2681、2756、2914、2915、2919、2920、3180、3243、3774、3775、3994、3995、3996、3998、3999、4000、4020、4021、4030、4031、4046、4103、4171、4179、4184、4187、4188、4225、4236、4251、4253、4257、4258、4259、4262、4263、4272、4276、4277、4278、4292、4293、4313、4314、4316、4317、4318、4328、4329、4330、4343、4344、4345、4357、4358、4376、4377、4384、4389、4390、4402、4408、4409、4410、4411、4414、4415、4416、4418、4419、4421、4422、4426、4427、4430、4439、4453、4454、4456、4457、4458、4479、4487、4488、4491、4492、4493、4494、4500、4501、4518、4519、4525、4526、4539、4540、4555、4562、4563、4564、4584、4585、4586、4589、4594、4595、4596、4597、4615、4617、4618、4619、4620、4621、4622、4627、4628、4629、4630、4631、4632、4657、4658、4661、4662、4671、4673、4689、4690、4691、4697、4698、4716、4717、4726、4727、4728、4729、4731、4747、4768、4773、4774、4778、4779、4780、4781、4782、4783、4784、4785、4968、4969、4976、4977、4987、4993、4994、4995、4999、5005、5006、5020、5025、5026、5027、5035、5049、5050、5055、5056、5158、5164、5171、5172、5173、5188、5189、5190、5191、5192、5193、5204、5206、5208、5209、5210、5211、5212、5213、5214、5217、5219、5220、5225、5232、5233、5234、5235、5238、5239、5240、5241、5294、5295、5296、5313、5316、5327、5370、5375、5376、5377、5378、5379、5385、5507、5508、5509、5510、5511、5512、5513、5514、5515、5516、5517、5561、5572、5573、5574、5577、5578、5579、5585、5586、5592、5645、5646、5649、5650、5656、5657、5667、5672、5681、5684、5695、5696、5697、5698、5699、5700、5701、5702、5710、5711、5720、5725、5728、5729、5730、5743、5744、5745、5748、5749、5759、5760、5761、5765、5766、5768、5769、5772、5780、5781、5782、5802、5803、5804、5807、5808、5809、5813、5814、5816、5817、5828、5829、5833、5910、5914、5917、5937、5941、5942、5944、5945、5948、5949、5963、6018、6019、6023、6031、6032、6033、6039、6040、6043、6045、6109、6110、6111、6112、6113、6116、6127、6128、6133、6134、6137、6225、6236、6242、6449、6450、6451、6452、6453、6454、6455、6457、6458、6461、6462、6463、6466、6469、6470、6471、6480、6481、6545、6546、6547、6613、6684、6685、6692、6693、6694、6695、6710、6711、6731、6732、6741、6787、6788、6805、6806、6807、6828、6829、6830、6831、6832、6835、6836、6846、6847、6848、6849、6850、6862、6868、6869、6870、6871、6878、6879、6897、6898、6899、6900、6908、6909、6914、6938、6939、6949、6950、6951、6952、6959、6960、6971、6972、6973、6974、6976、6979、7110、7111、7112、7113、7117、7118、7120、7122、7124、7135、7184、7185、7401、7402、7404、7408、7441、7442、7482、7490、7491、7497、7500、7503、7504、7513、7514、7515、7525、7526、7621、7622、7623、7624、7625、7626、7627、7638、7649、7650、7651、7652、7665、7694、7704、7705、7708、7716、7717、7718、7726、7727、7728、7729、7738、7739、7740、7741、7742、7743、7744、7746、7747、7749、7757、7770、7771、7774、7775、7777、7783、7788、7789、7790、7791、7798、7799、7803、7804、7815、7816、7823、7824、及び7825、又はそれらの任意のサブセットからなる群からの少なくとも1つの配列が挙げられる。
いくつかの実施形態では、メチル化シグネチャーは、ABCF1、ABCF1、AIF1、APOBEC3G、APOL6、B2M、BCL2L14、BRD2、C2、C6orf136、C6orf15、C7、CALR、CD27-AS1、CD4、CD40、CFB、CFH、CHTOP、CIITA、CSNK2B、CUTA、CYP21A2、DDR1、DEXI、EGFL8、EHMT2、GPANK1、GPX5、GTF2H4、HCG17、HCG18、HCG20、HCG25、HCG27、HCG4、HCG4B、HLA-A、HLA-DPA1、HLA-DPB2、HLA-DQA2、HLA-E、HLA-F、HLA-F-AS1、HLA-G、HLA-V、ICAM1、IFI16、IFI35、IFI44、IFI44L、IFITM1、IVL、KIFC1、KPRP、LCE1D、LCE1E、LCE2C、LELP1、LINC00302、LOC100507547、LOC101929006、LY6G6F-LY6G6D、MICA-AS1、MICB、MICB-DT、MSH5、MX1、NA、NBPF18P、NFKB1、NFKB2、NLRC5、NLRP11、NLRP3、NLRP5、NLRX1、OR2H1、OSMR、PDIA3、PHF1、PML、PPP1R11、PPT2、PRR9、PRRC2A、PSMB8-AS1、PSMB9、PSORS1C1、REC8、REL、RELB、RING1、RNF5、RPS18、RTP4、RXRB、S100A13、SCNN1A、SERPING1、SKIV2L、SLC44A4、SNORD32B、SPRR4、SPTLC3、SYNGAP1、TAP1、TBK1、TCF19、TLR3、TNF、TNFRSF14、TNFSF13B、TRAF2、TRAF3、TRIM15、TRIM27、TRIM39、TSBP1-AS1、TUBB、VARS2、VPS52、XAF1、及びZNRD1ASP、又はそれらの任意のサブセットからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子のメチル化状態を検出することを含む。
「分類子」及び「予測子」という用語は、互換的に使用され得、試料が割り当てられ得るカテゴリーを決定するためのプロセスを指し、当該プロセスは、シグネチャーの値(例えば、遺伝子セットについてのメチル化レベル)及び各シグネチャー構成要素についての所定の係数(又は重み)を使用して、カテゴリーへの割り当ての目的で所与の観察又は個々の患者についてのスコアを生成する。分類子は、線形(linear)及び/又は確率的であり得る。スコアが、係数のセットによって重み付けされたシグネチャー合計値の関数である場合、分類子は線形である。更に、シグネチャー値の関数が、対象又は観察が特定のカテゴリーに属するか又は特定の結果を有する可能性をそれぞれ定量化する、0~1.0(又は0~100%)の値である確率を生成する場合、分類子は確率的である。プロビット回帰及びロジスティック回帰は、プロビット及びロジスティックリンク関数をそれぞれ使用して確率を生成する確率的線形分類子の例である。いくつかの実施形態では、分類子は、特定の測定された特徴、例えば、観察されたDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルに応じて、試料をカテゴリーに分けるプロセスであり得る。
分類子方程式は、例えば、次の一般形式をとり得る:
P(状態を有する)=Φ(β+β+...+β
式中、状態は、例えば、SARS-CoV-2感染の存在、及び/又はARDS/MIS-A/MIS-Cに対する感度である。Φ(.)は、プロビット(又はロジスティックなど)リンク関数である。{β,β,...,β}は、宿主応答バイオマーカーがプラットフォームに変換されるときに分類子のトレーニングを通じて得られる係数である(係数は、本明細書では{w,w,...,w}を「重み」として示し得る)。{X,X,...,X}は、シグネチャー/バイオマーカーのDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルであり、dは、シグネチャー/バイオマーカーのサイズ(すなわち、メチル化部位/遺伝子座の数)である。
閾値又はカットオフ値は、診断決定に適応するように調整され得ることに留意されたい。例えば、細菌感染を診断するための閾値は、検査感度に有利に働くように低下され得、したがって、潜在的に生命を脅かす偽陰性結果の確率を減少させる。
分類子は、「トレーニング」として知られる手順によって開発され得、これは、既知のカテゴリーメンバーシップを用いて、観察、例えば、DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルを含むデータのセットを利用する。具体的には、トレーニングは、所与のシグネチャー(例えば、構成要素のDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベル及び差次的DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベル)の各構成要素についての最適な係数(すなわち、重み)、並びに遺伝子/バイオマーカーのセットなどの最適なシグネチャーを見出すことを試み、最適な結果は、最も高い達成可能な分類精度によって決定される。陽性症例と陰性対照との間でメチル化度のより高い差異を有するDNA/CpGアイランドは、典型的には、シグネチャーのフィーチャ/構成要素として選択されるプローブである。本発明概念の分類子は、例えば、分類子を提供するために、各DNA遺伝子座/遺伝子のメチル化の程度についての重みを割り当てること、各DNA遺伝子座/遺伝子のメチル化の程度についての重み及び値を分類子方程式に入力すること、複数の対象のそれぞれについての転帰についてのスコアを決定することと、複数の対象における各転帰の分類の精度を決定することと、分類の精度が最適化されるまで重みを調整することと、を反復して行うことによって生成され得る。本発明概念の分類子は、例えば、対象患者がSARS-CoV-2に感染しているかどうか、対象がCOVID-19に罹患しているかどうか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているかどうか、及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSに罹患している可能性が高いかどうか、又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患している可能性が高いかどうかについての分類子を含む。試料のトレーニングセットを使用してトレーニング中に開発される分類子は、新しい個人を診断するための予測目的に適用される(「分類」)。
いくつかの実施形態では、本発明概念の分類子は、サポートベクターマシン(support-vector machine/machines、SVM/SVMs)を用いて開発/生成され得る。当業者によって認識されるように、任意の利用可能なSVMが分類子を生成するために使用され得る。分類子のトレーニング及び/又は最適化のために、ソフトウェア、例えばsvmlib/libsvmを使用し得る。分類子の性能の改善は、より良好なフィーチャの選択(DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化部位/シグネチャーの構成要素)、例えば、陽性症例と陰性対照との間のメチル化のより高い差異を有するDNA/CpGアイランドを選択すること、又は更なるデータ/観察を収集することのいずれかによって達成され得る。
「分類」は、症状に罹患しているか又はそのリスクがある対象を1つ以上のカテゴリー又は転帰(例えば、対象/患者がSARS-CoV-2に感染しているか、対象がCOVID-19に罹患しているか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているか及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSにより罹患している可能性が高いか、対象がCOVID-19に関連するMIS-Aに罹患しているか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Aにより罹患している可能性が高いか、又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cにより罹患している可能性が高いか)に割り当てる方法を指し得る。いくつかの場合では、対象は、例えば、COVID-19に罹患し、かつ、COVID-19に関連するMIS-Cに罹患している可能性が高い場合、2つ以上のカテゴリーに分類され得る。転帰又はカテゴリーは、分類子によって提供される分類子から導出されるスコアの値によって決定され、これは、カットオフ値若しくは閾値、信頼レベル、又は限界値と比較され得る。他のシナリオでは、(例えば、分類子が確率を報告する場合に)特定のカテゴリーに属する確率が与えられ得る。いくつかの実施形態では、分類子によって報告される高い確率又は可能性は、約0.7以上であり得、約0.75以上、約0.8以上、約0.85以上、約0.9以上、約0.95以上、約0.98以上、又は約0.99以上であり得る。いくつかの実施形態では、分類子によって報告される高い割合の可能性は、約70%以上、約75%以上、約80%以上、約85%以上、約90%以上、約95%以上、約98%以上、又は約99%以上であり得る。
DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルで使用する場合の「示す」という用語は、DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルが、代替の生物学的状態(例えば、患者/対象がSARS-CoV-2に感染しているかどうか、対象がCOVID-19に罹患しているかどうか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSにより罹患している可能性が高いかどうか、又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cにより罹患している可能性が高いかどうか)のレベル又は対照と比較して、上方制御若しくは下方制御されていること、変更されていること、又は変化していることを意味し得る。DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルとともに使用される場合の「示す」という用語は、DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルが、標準タンパク質レベル又は代替の生物学的状態のレベルと比較して、より高い若しくはより低いこと、増加若しくは減少していること、変更されていること、又は変化していることを意味する。測定されたDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルは、分類子、例えば、本明細書に記載される、SARS-CoV-2の存在、対象がCOVID-19、すなわち、SARS-CoV-2に関連する疾患に罹患しているか、対象がCOVID-19に関連するより重度の症状に罹患しているか及び/若しくはCOVID-19に関連するより重度の症状に罹患している可能性が高いか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているか及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSに罹患している可能性が高いか、又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患している可能性が高いかについての分類子に関連して事前に決定した重みを用いて分析した場合、SARS-CoV-2の存在、対象がCOVID-19に罹患しているか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているか及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSに罹患している可能性が高いか、又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患している可能性が高いかを「示す」スコア/転帰/結果を提供し得る。
SARS-CoV-2疾患(COVID-19)の症状は、無症候疾患を含む、一連の/連続的な状態まで及ぶことが認識されるであろう。症状としては、例えば、発熱及び/又は悪寒、咳、息切れ及び/又は息苦しさ、疲労、筋肉痛及び/又は身体の痛み、頭痛、味覚及び/又は嗅覚の新たな喪失、咽頭痛、鬱血及び/又は鼻水、悪心及び/又は嘔吐、並びに下痢が挙げられ得るが、これらに限定されない。より重度の症状としては、即時応急救護を必要とし得る症状、例えば、呼吸困難、持続痛又は胸部の圧迫、新たな混乱、起きていること又は起き続けることができないこと、及び皮膚の色調に応じて、淡色、灰色、若しくは青色の皮膚、唇、又は爪床が挙げられ得るが、これらに限定されない。重度のSARS-CoV-2疾患としては、COVID-19に関連するARDS、MIS-A、及び/又はMIS-Cも挙げられ得る。
「対象」及び「患者」という用語は、互換的に使用され得、検査、研究、又は治療される任意の動物を指す。本開示は、任意の特定の種類の対象に限定されることは意図されない。本発明のいくつかの形態では、ヒトが好ましい対象であり、他の実施形態では、マウス、サル、フェレット、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ブタ、ニワトリ、シチメンチョウ、イヌ、ネコ、ウマ及び爬虫類、並びに実験動物(例えば、ラット、マウス、モルモット、ウサギ、霊長類など)、家畜(farm animal)若しくは商業用動物(例えば、ウシ、ブタ、ウマ、ヤギ、ロバ、ヒツジなど、又は家畜(domestic animal)(例えば、ネコ、イヌ、フェレット、ウマなど)を含むがこれらに限定されない非ヒト動物が好ましい対象である。ヒト対象は、任意の性別(例えば、男性、女性、又はトランスジェンダー)及び任意の発達段階(すなわち、新生児、幼児、児童、若年者、青年、成人、高齢者)であり得る。いくつかの実施形態では、対象は、COVID-19に関連するより重度の症状に罹患し得、及び/又はCOVID-19に関連するより重度の症状に罹患している可能性が高い、ヒト対象であり得る。いくつかの実施形態では、対象は、COVID-19に関連するARDSに罹患し得、及び/又はCOVID-19に関連するARDSに罹患する可能性がより高い、ヒト対象であり得る。いくつかの実施形態では、対象は、COVID-19に関連するMIS-Aに罹患し得、及び/又はCOVID-19に関連するMIS-Aに罹患する可能性がより高い、成人又は高齢のヒト対象であり得る。いくつかの実施形態では、対象は、COVID-19に関連するMIS-Cに罹患し得、及び/又はCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患する可能性がより高い、非成人又は非高齢者のヒト対象(すなわち、新生児、乳児、若年者、又は青年のヒト対象)であり得る。
いくつかの態様では、対象は、SARS-CoV-2などのコロナウイルスに罹るリスク、及び/又はSARS-CoV-2疾患に関連するより重度の症状に罹患するリスクが高い。いくつかの実施形態では、対象は、65歳以上であり、高血圧、喘息、肺疾患、がん、糖尿病、ダウン症候群、心疾患/状態、HIV、腎疾患、肝疾患、肺疾患、鎌状赤血球症若しくはサラセミア、認知症などの神経学的状態、物質使用障害を有し、固形臓器若しくは血液幹細胞移植を有し、及び/若しくは脳卒中/脳血管疾患を有し、妊娠しており、過体重/肥満であり、喫煙し、並びに/又は免疫無防備状態である。いくつかの実施形態では、免疫無防備状態の対象は、免疫不全疾患を有し得、及び/又はI型IFN防御の欠陥を有し得る。
「プラットフォーム」又は「技術」は、本発明概念に従って、シグネチャー、例えば、DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルを測定するために使用され得る装置(例えば、機器及び関連部品、コンピュータ、本明細書において教示される1つ以上のデータベースを含むコンピュータ読み取り可能媒体、試薬、アレイなど)を指す。DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルを分析/測定するためのプラットフォームの例としては、メチル化ビーズチップが挙げられ得る。例示的なメチル化ビーズチップとしては、例えば、商業的プラットフォーム、例えば、Illumina Infiniumメチル化EPICビーズチップキット、並びにカスタムプラットフォーム、例えば、本明細書に記載されるカスタマイズされたIllumina Infiniumメチル化EPICビーズチップキット(EPIC+)及びIllumina Infinium HTSカスタムメチル化COVID-19パネルなどが挙げられる。
いくつかの実施形態では、プラットフォームは、DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルを半定量的に測定するように構成され得、すなわち、別個の又は絶対的なDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルを測定するのではなく、DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルは、推定値として及び/若しくは互いに対して、又は特定のマーカー若しくはマーカー(複数)(例えば、別の「標準」又は「参照」遺伝子/マーカーのDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化)に対して測定される。
本発明概念の実施形態によるDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化の分析は、核酸増幅/メチル化分析の前に、バイサルファイト、例えば亜硫酸水素ナトリウムでDNAを処理することを含み得る。本発明の実施形態によるDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化の分析は、バイサルファイトで処理したDNAの核酸増幅を含み得る。本発明概念の実施形態による核酸増幅は、当業者が認識しているであろう任意の方法によって達成され得る。いくつかの実施形態では、核酸増幅は、DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化分析の前に、バイサルファイトで処理したDNAの全ゲノム増幅(whole genome amplification、WGA)、例えば、ランダムヘキサマープライマープライミング及びPhi29ポリメラーゼ並びに増幅産物の酵素的断片化を含み得る。次いで、バイサルファイトで処理したDNAの核酸増幅産物は、本明細書に記載されるプラットフォーム又は技術を用いて分析され得る。
核酸増幅としては、熱増幅、例えば、ポリメラーゼ鎖反応(Polymerase Chain Reaction、PCR)が挙げられ得、又は等温増幅、例えば、ループ媒介等温増幅(Loop-Mediated Isothermal Amplification、LAMP)、多置換増幅(Multiple Displacement Amplification、MDA)、鎖置換増幅(Strand Displacement Amplification、SDA)、ヘリカーゼ依存性増幅(Helicase-Dependent Amplification、HDA)、リコンビナーゼポリメラーゼ増幅(Recombinase Polymerase Amplification、RPA)、核酸配列ベース増幅(Nucleic Acid Sequences Based Amplification、NASBA)、ローリングサークル増幅(Rolling Circle Amplification、RCA)が挙げられ得る。
「生物学的試料」という用語は、本明細書で提供される方法において使用することができる遺伝物質を含む対象/生物学的供給源から採取され得る任意の試料を含む。例えば、生物学的試料としては、末梢血試料などの血液試料が挙げられ得る。「末梢血試料」という用語は、身体の系から採取された循環系又は身体の中を循環する血液の試料を指す。他の試料としては、痰、鼻咽頭スワブ(NPS)及び鼻咽頭洗浄液、又は滑液、又は脳脊髄液を含むがこれらに限定されない、上気道から採取されたものが挙げられ得る。生物学的試料としてはまた、痰、気管支肺胞洗浄液、及び気管内吸引物を含むがこれらに限定されない、下気道から採取された試料が挙げられ得る。生物学的試料としてはまた、それらの任意の組み合わせが挙げられ得る。「生物学的供給源」としては、例えば、試料/生物学的試料が得られ得る/由来し得る、ヒト又は非ヒト対象(「インビボ」)、培養細胞(「インビトロ」)、及び初代ヒト組織(「エクスビボ」)が挙げられる。例えば、生物学的供給源又は生物学的供給源(複数)における遺伝子のDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルの測定/決定/分析は、いくつかの実施形態では、生物学的供給源に由来する試料/生物学的試料における遺伝子のDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルの測定/決定/分析を含み、それによって提供され得る。
遺伝子のメチル化レベル及び/又はDNAメチル化レベルに言及する場合の「得る」、「集める」、及び/又は「収集する」という用語は、例えば生物学的供給源に由来する試料/生物学的試料などにおけるDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルのメチル化レベルを実験的に測定すること、並びに、例えば当業者に利用可能であるか又は利用可能になるDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化データの公的な及び/又は商業的に利用可能なデータベースなどから、測定/決定されたDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルを取り出すことを含み得る。生物学的試料などの試料に言及する場合の「得る」、「集める」、及び/又は「収集する」という用語は、生物学的供給源などの供給源から実験的に得られた、集められた、及び/又は収集された試料、並びに例えば、当業者によって認識されている公的に利用可能な及び/又は商業的なリポジトリーから引き出された試料を含み得る。
「治療する(treat)」、「治療(treatment)」、及び「治療すること(treating)」という用語は、1つ以上の療法の実施に起因する、疾患若しくは障害又はその1つ以上の症状の重症度、持続期間、及び/又は進行の低減又は改善を指す。そのような用語は、本明細書に記載される呼吸器ウイルスなどの病原体の複製の低減、あるいは対象における他の器官若しくは組織への病原体の拡散又は他の対象への病原体の拡散の低減を指し得る。
「適切な治療レジメン」とは、特定の疾患又は障害を治療するために必要とされる標準治療を指す。多くの場合、そのようなレジメンは、疾患状態において治癒効果をもたらすことができる治療薬を対象に投与する行為を必要とする。例えば、適切な治療レジメンは、病原体、例えば、本明細書に記載の呼吸器ウイルス、例えば、限定されないが、SARS-CoV-2(コロナウイルス疾患2019又はCOVID-19に関連するコロナウイルス)呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、パラインフルエンザ(1、2、3、4)、ヒトメタニューモウイルス(hMPV)、ヒトライノウイルス、アデノウイルス(Ad)、及びコロナウイルス、例えば、229E(アルファコロナウイルス)、NL63(アルファコロナウイルス)、OC43(ベータコロナウイルス)、HKU1(ベータコロナウイルス)、MERS-CoV(中東呼吸症候群(Middle East Respiratory Syndrome)又はMERSに関連するベータコロナウイルス)、並びに/又はSARS-CoV(重症急性呼吸器症候群又はSARSに関連するベータコロナウイルス)の治療のための任意の治療薬を当業者によって認識されるであろう適切な量で投与することを含み得る。本発明概念は更に、まだ利用可能でない治療薬によるそのような病原体の治療を決定するための本発明概念による方法の使用を企図する。いくつかの実施形態では、本発明概念は、現在既知である又はまだ発見されていないコロナウイルス科ファミリーに属する任意のウイルス/ウイルス感染を治療及び/又は予防することを企図する。
システム及びコンピュータ実装方法
分類システム、コンピュータプログラム製品、及び/又はコンピュータ実装方法は、本明細書に記載の種々の実施形態によるプラットフォームにおいて又はプラットフォームによって使用され得る。分類システム、コンピュータプログラム製品、及び/又はコンピュータ実装方法は、ソフトウェア、ファームウェア、及び/又はハードウェアの任意の好適な組み合わせを使用してデータを受信、送信、処理、及び記憶するように動作可能であり、スタンドアロンであり得、及び/又はインターネットとして知られるグローバル通信ネットワークの全部又は一部を含む、任意の従来のパブリック及び/又はプライベートネットワーク、リアル及び/又はバーチャルネットワーク、有線及び/又はワイヤレスネットワークによって相互接続され得、様々な種類の有形の非一時的コンピュータ読み取り可能媒体を含み得る、1つ以上のエンタープライズ、アプリケーション、パーソナル、パーベイシブ、及び/又は組込み型コンピュータシステムとして具現化され得る。本発明概念の分類システム、コンピュータプログラム製品、及び/又はコンピュータ実装方法が使用され得るハードウェアは、特に限定されず、パーソナルコンピュータ、携帯用及び/又はモバイルデバイス、電話などが挙げられ得るが、限定されない。いくつかの実施形態では、本発明概念のシステム、コンピュータプログラム、及び/又はコンピュータ実装方法は、クラウドベースであり得る。
分類システムとしては、1つ以上のオペレーティングシステム及び/又は1つ以上のアプリケーションが動作する1つ以上の中央処理装置(Central Processing Unit、CPU)を含むプロセッササブシステム挙げられ得る。電気的に相互接続されるか又は別個であり得る複数のプロセッサが存在し得ることが理解されるであろう。プロセッサは、メモリなどのメモリデバイスからのコンピュータプログラムコードを実行して、本明細書で説明される動作及び方法のうちの少なくともいくつかを実行するように構成され、デジタルシグナルプロセッサ(digital signal processor、DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(field programmable gate array、FPGA)、特定用途向け集積回路(application specific integrated circuit、ASIC)、及びマルチコアプロセッサを含むがこれらに限定されない、任意の従来のプロセッサ又は専用プロセッサであり得る。
メモリサブシステムとしては、ランダムアクセスメモリ(random-access memory、RAM)、読み出し専用メモリ(read-only memory、ROM)、消去可能かつ書き換え可能な読み出し専用メモリ(erasable programmable read-only memory、EPROM)、若しくはフラッシュメモリ、及び/又は任意の他のソリッドステートメモリデバイスなどのメモリデバイスの階層が挙げられ得る。
例えば、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ(portable compact disk read-only memory、CDROM)、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス、及び/又は任意の他の種類のディク若しくはテープベースの記憶サブシステムを含み得る、記憶回路も提供され得る。記憶回路は、パーソナルコンピュータ(personal computer、PC)などのコンピュータ、タブレット及び/若しくは携帯電話などのモバイル/携帯用バイスなどを含むがこれらに限定されない、ハードウェア上に提供され得、又はクラウド上に提供され得る。記憶回路は、分類システムのためのデータ/パラメータ/分類子の不揮発性記憶を提供し得る。記憶回路は、ディスクドライブ及び/又はネットワーク記憶コンポーネントを含み得る。記憶回路は、プロセッサによって実行されるコード及び/又はアクセスされるデータを記憶するために使用され得る。いくつかの実施形態では、記憶回路は、シグネチャー、重み、閾値などの分類システムに使用されるデータ/パラメータ/分類子へのアクセスを提供するデータベースを記憶し得る。1つ以上のコンピュータ読み取り可能媒体の任意の組み合わせが、記憶回路によって利用され得る。コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能信号媒体又はコンピュータ読み取り可能記憶媒体であり得る。コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、若しくは半導体のシステム、装置、若しくはデバイス、又はこれらの任意の好適な組み合わせであり得るが、これらに限定されない。コンピュータ読み取り可能記憶媒体のより具体的な例(非網羅的な列挙)としては、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM又はフラッシュメモリ)、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ(portable compact disc read-only memory、CD-ROM)、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス、又は上記の任意の適切な組み合わせが挙げられる。本明細書で使用される場合、コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスによって又はそれに関連して使用するためのプログラムを含むか又は記憶することができる、任意の有形媒体であり得る。
入力/出力回路は、ディスプレイ、並びに/又はキーボード、タッチスクリーン、及び/若しくはポインティングデバイスなどのユーザ入力デバイスを含み得る。入力/出力回路に取り付けられたデバイスは、分類システムのユーザによってプロセッサに情報を提供するために使用され得る。入力/出力回路に取り付けられたデバイスは、ネットワーキング又は通信コントローラ、入力デバイス(キーボード、マウス、タッチスクリーンなど)、及び出力デバイス(プリンタ又はディスプレイ)を含み得る。入力/出力回路はまた、分類システムの動作の結果が分類システムのユーザに提供されるように通信され得るディスプレイ及び/又はプリンタなどのデバイスへのインターフェースを提供し得る。
任意選択による更新回路は、分類システムに更新を提供するためのインターフェースとして含まれ得る。更新は、メモリ及び/又は記憶回路に記憶されるプロセッサによって実行されるコードに対する更新を含み得る。更新回路を介して提供される更新はまた、シグネチャー、重み、閾値など、分類システムのための情報を維持するデータベース及び/又は他のデータ記憶フォーマットに関連する記憶回路の部分に対する更新を含み得る。
分類システムの試料入力回路は、分析される生物学的試料を受け取るために、上記のプラットフォームのためのインターフェースを提供し得る。試料入力回路は、ユーザによって分類システムに提供される生物学的試料を受け取り、かつ、分類システム及び/又は処理されるプラットフォーム内で生物学的試料を輸送する、機械的要素並びに電気的要素を含み得る。試料入力回路は、試料及び/又は検査注文書の識別のためにバーコード付き容器を識別するバーコードリーダを含み得る。試料処理回路は、自動分析のために生物学的試料を調製するように、分類システム及び/又はプラットフォーム内で生物学的試料を更に処理し得る。試料分析回路は、処理された生物学的試料を自動的に分析し得る。試料分析回路は、分類システムに提供される生物学的試料を用いて、例えば、遺伝子群/セットのDNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化レベルを測定する際に使用され得る。いくつかの実施形態では、遺伝子群/セットのDNA/メチル化レベルの測定は、Illumina Infiniumメチル化EPICビーズチップキットなどの商業的なプラットフォームで達成される。いくつかの実施形態では、遺伝子群/セットの DNA/メチル化レベルの測定は、カスタムプラットフォーム、例えば、本明細書に記載される、カスタマイズされたIllumina Infiniumメチル化EPICビーズチップキット(EPIC+)、及びIllumina Infinium HTSカスタムメチル化COVID-19パネルで達成される。試料分析回路はまた、対象がSARS-CoV-2に感染しているかどうか、対象がCOVID-19に罹患しているかどうか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSに罹患している可能性が高いかどうか、又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患している可能性が高いかどうかについての分類子を記憶回路から検索し得、分類子は、遺伝子群/セット内の遺伝子/DNAメチル化部位の各々について事前に定義された重み付け値(すなわち、係数)を含む。試料分析回路は、対象がSARS-CoV-2に感染しているかどうか、対象がCOVID-19に罹患しているかどうか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSに罹患している可能性が高いかどうか、又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患している可能性が高いかどうかについての分類子から選択される1つ以上の分類子に、DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化値を入力し得る。試料分析回路は、対象がSARS-CoV-2感染を有するかどうか、対象がCOVID-19に罹患しているかどうか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSに罹患している可能性が高いかどうか、又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患している可能性が高いかどうかのうちの1つ以上についての確率を、SARS-CoV-2感染が存在する若しくは不存在であるかどうか、対象がCOVID-19に罹患しているかどうか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSに罹患している可能性が高いかどうか、又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患している可能性が高いかどうかの決定についての入力/出力回路を介した上記分類子及び制御出力に基づいて計算し得る。いくつかの態様では、試料分析回路は、SARS-CoV-2による感染などの感染の存在又は感染の非存在についての確率又はスコアを計算し得、並びに/又は感染の存在は、ARDS及び/又はMIS-Cの存在、対象がARDS及び/又はMIS-Cに罹患し得る可能性及び/又はリスクを示す。
試料入力回路、試料処理回路、試料分析回路、入力/出力回路、記憶回路、及び/又は更新回路は、分類システムの1つ以上のプロセッサの制御下で少なくとも部分的に実行することができる。本明細書で使用される場合、プロセッサの「制御下で」実行することは、試料入力回路、試料処理回路、試料分析回路、入力/出力回路、記憶回路、及び/又は更新回路によって行われる動作が、プロセッサによって少なくとも部分的に実行及び/又は指示され得るが、それらの構成要素の動作の少なくとも一部が別個に電気的に又は機械的に自動化されることを排除しないことを意味する。プロセッサは、コンピュータプログラムコードの実行を介して、本明細書に記載される分類システムの動作を制御し得る。
本開示の態様のための動作を行うためのコンピュータプログラムコードは、Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Pythonなどのオブジェクト指向プログラミング言語、「C」プログラミング言語、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAPなどの従来の手続き型プログラミング言語、Python、Ruby、及びGroovyなどの動的プログラミング言語、又は他のプログラミング言語を含む、1つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれ得る。プログラムコードは、完全に分類システム上で、部分的に分類システム上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、部分的に分類システム上で及び部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行され得る。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク(local area network、LAN)若しくは広域ネットワーク(wide area network、WAN)を含む任意の種類のネットワークを通して分類システムに接続され得、あるいは、接続は、外部コンピュータに対して(例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを通じて)若しくはクラウドコンピュータ環境で行われるか、又はサービスとしてのソフトウェア(Software as a Service、SaaS)などのサービスとして提供され得る。
いくつかの態様では、システムは、DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化の定量的又は半定量的検出を、感染の病因の累積スコア又は確率に変換することができるコンピュータ読み取り可能コードを含む。いくつかの実施形態では、システムは、DNA/遺伝子/CpGアイランドメチル化の定量的又は半定量的検出を、感染の存在又は不存在(ここで、感染の存在は、SARS-CoV-2の存在を示す)、対象がCOVID-19に罹患しているかどうか、対象がCOVID-19に関連するARDSに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するARDSに罹患している可能性が高いかどうか、並びに/又は対象がCOVID-19に関連するMIS-Aに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Aに罹患している可能性が高いかどうか、あるいは対象がCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患しているかどうか及び/若しくはCOVID-19に関連するMIS-Cに罹患している可能性が高いかどうかの累積スコア又は確率に変換することができるコンピュータ読み取り可能コードを含み得る。
本発明概念の方法において使用されるアルゴリズムは、例えば、線形回帰ElasticNet回帰、Ridge回帰、LASSO回帰、サポートベクターマシン(support vector machine、SVM)回帰、Random Forest(登録商標)、及び/又はXGBoost決定ツリーアルゴリズムを含む、当業者によって認識されるであろう任意の機械学習アプローチを含み得る。いくつかの実施形態では、第1の機械学習アプローチは、第2の機械学習アプローチのためのフィーチャを最適化するために使用され得る。例えば、分類子を生成する際に、初期試料セットに対するSVMトレーニングの後に、更なる試料に対するXGBoost決定ツリートレーニングが続き得る。
いくつかの実施形態では、システムは、ユーザが検査される生物学的試料を単に挿入することができ、かつ、一定期間後(好ましくは、短時間、例えば、10、30、若しくは45分、又は1、2、若しくは3時間、最大8、12、24、若しくは48時間)にシステムから結果出力を受け取るように組み込まれた構成要素を有する、試料から結果への(sample-to-result)システムである。
プラットフォームとともに使用され得る分類システム、コンピュータプログラム製品、及び/又はコンピュータ実装方法のブロック図が、図7に描写される。分類システム700、コンピュータプログラム製品、及び/又はコンピュータ実装方法は、1つ以上のオペレーティングシステム及び/又は1つ以上のアプリケーションが動作する1つ以上の中央処理装置(CPU)を含む、プロセッササブシステム740を含み得る。1つのプロセッサ740が示されているが、電気的に相互接続されているか又は別個であり得る複数のプロセッサ740が存在し得ることが理解されるであろう。プロセッサ740は、メモリ750などのメモリデバイスからのコンピュータプログラムコードを実行して、本明細書に記載される動作及び方法のうちの少なくともいくつかを実行するように構成される。記憶回路770は、シグネチャー、重み、閾値などの、分類システム700によって使用されるデータ/パラメータ/分類子へのアクセスを提供するデータベースを記憶し得る。入力/出力回路760は、ディスプレイ並びに/又はキーボード、タッチスクリーン及び/若しくはポインティングデバイスなどのユーザ入力デバイスを含み得る。分類システム700のユーザによってプロセッサ740に情報を提供するために、入力/出力回路760に取り付けられたデバイスを使用し得る。入力/出力回路760に取り付けられたデバイスは、ネットワーキング又は通信コントローラ、入力デバイス(キーボード、マウス、タッチスクリーンなど)、及び出力デバイス(プリンタ又はディスプレイ)を含み得る。任意選択による更新回路780は、メモリ750及び/又は記憶回路770に記憶される、プロセッサ740によって実行されるコードの更新などの分類システム700の更新を提供するためのインターフェースとして含まれ得る。更新回路780によって提供される更新はまた、シグネチャー、重み、閾値などの分類システム700のための情報を維持するデータベース及び/又は他のデータ記憶フォーマットに関連する記憶回路770の部分の更新を含み得る。試料入力回路710は、分析される生物学的試料を受け取るための分類システム700のインターフェースを提供する。試料処理回路720は、試料分析回路730による自動分析のための生物学的試料を調製するために、分類システム700内で生物学的試料を更に処理し得る。試料処理回路720及び/又は試料分析回路730は、本明細書に記載されるプラットフォーム又は技術、例えば、本明細書に記載されるIllumina Infiniumメチル化EPICビーズチップキット、Illumina Infiniumメチル化EPICビーズチップキット(EPIC+)、及びIllumina Infinium HTSカスタムメチル化COVID-19パネルなどともに動作され得る。
本発明は、その適用において、以下の説明に記載されるか、又は以下の図面に示される構成要素の構造及び配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施又は実行することが可能である。
本発明概念の様々な態様を説明してきたが、例示目的のために本明細書に含まれ、本発明を限定することを意図しない以下の実施例において同事項を更に詳細に説明する。
実施例1:エピジェネティック低メチル化及び
COVID-19関連の転帰の予測
1.Infiniumメチル化EPICビーズチップキットからのCOVID-19シグネチャー。IlluminaのInfiniumメチル化ビーズアレイは、本出願において活用される利用可能なデータの大部分を提供する製品であり、Infiniumメチル化技術の最新の拡張(すなわち、EPICビーズチップ)によって、ほぼエピゲノムワイドな適用範囲が提供される(1)。本出願のために集められたチームは、個々の研究プロジェクトを通して、及びコロラド州アンシュッツ研究遺伝学機構(Colorado Anschutz Research Genetics Organization、CARGO)における機関サービスとして、EPICプラットフォームを活用して、呼吸器疾患及びアレルギー性疾患に関連するメチル化の変化(2~22)並びにウイルス伝播に関連する表現型(23)を同定することについてかなりの専門知識を有する。別の重要な考慮事項は、エピジェネティクスの新たな分野が、従来のGWAS(24)とは対照的にはるかに小さい試料サイズで使用可能な分類化を示しており、本出願において提案される試料サイズ(N>3,000)が、真の関連を検出するのに必要な検出力を上回ることである。
EPICの適用範囲を活用してCOVID-19+及びCOVID-19-試料の差次的なメチル化シグネチャーを分類することを目標として、COVID-19+及びCOVID-19-のDNA試料を正確に区別することができることを示し、より多数の患者試料を検査するためにカスタマイズされたInfiniumメチル化EPICビーズチップキット(EPIC Plusと呼ばれる)の開発を知らせるため、最初の研究を完了した(フェーズ1)。EPIC Plusチップを開発する最終的な目標は、本出願における研究のために計画されたプラットフォームであるInfinium HTSカスタムメチル化COVID-19パネルの作製のために、約50Kのプローブを選択することであった(フェーズ2)。CCPM BiobankにおいてrtPCRに基づくCOVID-19検査を受けた25人の患者由来の鼻咽頭スワブ(NPS)からの溶出緩衝液試料中の残留核酸を濃度及び精製について分析し、次いで、EZ DNAメチル化Goldキット(Zymo、Irvine,CA)を使用して、バイサルファイト変換した。バイサルファイトで処理したDNAを、ランダムヘキサマープライミング及びPhi29 DNAポリメラーゼを介して全ゲノム増幅(WGA)に供し、増幅産物を酵素的に25個に断片化し、dNTP、プライマー、及び酵素から精製し、Infinium 850K(EPIC)メチル化チップで処理した。全体として、rtPCRを介して、15個の試料がCOVID-19陰性として検査され、10個のCOVID-19陽性として検査された。分析を既存のEPIC NPSメチル化データ(n=164)と統合した。これらの既存の試料はCOVID-19の前に収集されたので、これらは、この概念実証研究において適切な非曝露対照とした。これらの15個の試料を用いて、(i)試料プロセスの実行可能性は、陰性対照プローブ測定基準及びSeSAMeのp値に基づくPooBAH検出閾値の両方を使用して、品質管理フィルタ(SeSAMe(26)において実装される)として示され、98%超のコールレートを示し、高品質データを示した(図1)。(ii)seSAMeにおいてDML機能を使用し、デルタβ(平均メチル化状態の変化)を用いて、776個の部位がCOVID-19+個体とCOVID-19-個体との間で同定された。(iii)試料サイズを増やし、164個のCOVID-19前対照を活用することにより、デルタβ>0.2プローブの数を25,000個に増やし、これにより、2群間で信頼性高く検出することができた。次いで、libsvmパッケージをサポートベクターマシン(SVM)(27)のトレーニング及び検査に使用した。2重交差検証検定を行い、症例と対照との間の明確なシグナルを示した。3つの異なるSVM分類方法及び3つの異なる検出p値方法、並びに閾値を検査した(表1)。776個のCpG部位及び15個の試料に基づく分類精度は、84.6~100の範囲であった。L2正則化L2損失SVM(二重)分類子において25,000個の部位及び164個の試料を使用し、負のp値選択法を用いることにより、93.7~95.7の精度が得られた。これらの結果は、COVID+及びCOVID試料がエピジェネティックマーカーを使用して区別され得ることを非常に明確に示し、EPICカスタマイゼーションを進めるための重要なデータを提供した。
2.カスタマイズされたInfiniumメチル化EPICビーズチップキットの開発及び実装。呼吸器ウイルス感染及び最近のコロナウイルス大流行に関連する心肺合併症との既知のエピジェネティック関連に加えて、COVID-19+及びCOVID-19-患者のNPS試料から生成されたデータを活用して(上記のセクション1)、26,000個の既知のHLA対立遺伝子の全てを標的化し、免疫応答検出の感度を増強するために、MHCゲノム領域、天然キラー細胞免疫受容体(KIR)、及び他の免疫遺伝遺伝子座にわたる複数の代替ハプロタイプ及び未発表の参照配列も標的化し、カスタマイズされたInfiniumメチル化EPICビーズチップキットを開発した。カスタム「EPIC Plus」チップは、免疫応答遺伝子パネルの適用範囲を増加させるために標的化された約10k部位を含んでいた(表2)。表3は、カスタマイズされたチップが、標準EPICチップ上に既に存在する部位をどのように補完するかを要約している。最大624個のDNA試料を検査するためのチップが、Illuminaによって製造及び提供された。
現在、コロラド大学で既存のプロトコルを通じて募集された患者から収集された、312個のCOVID-19+及び312個のCOVID-19血液試料由来のゲノムDNAを処理して、(i)全血由来のゲノムDNAを使用して、SARS-CoV-2感染及びCOVID-19の初期診断のためにエピジェネティックシグネチャーを同定することができることを確認し、(ii)SARS-CoV-2感染(従来の臨床rtPCR検査及び血清学的データによって確認)を正確に予測するエピジェネティックシグネチャーを特徴付け、50Kの最適なCpGサイトを選択して、Infinium HTSカスタムメチル化COVID-19パネルを作製している。
3.COVID19検査患者由来の血液生物学的試料を使用したEPIC+チップからのCOVID-19シグネチャーの同定(フェーズ1)。血液由来のゲノムDNAが、規模において、疑わしいCOVID-19症例からの非常により実現可能な組織供給源であることを考慮して(主に、NPSの収集のためのスワブに関連するサプライチェーン問題に関する懸念を排除するため)、かつ、血液が、エピジェネティックシグネチャー及び疾患を予測する疾患分類子を生成するための信頼できる供給源であることが証明されているため(28~34)、パイロット研究におけるNPS試料由来のDNAから、フェーズ1のために血液に焦点を移した。現在まで、624個の試料のうち最初の90個についての結果がEPIC Plusチップから生成されている。パイロット研究と同じく、DNA試料を濃度及び純度について分析し、次いで、上記のEZ DNAメチル化Goldキット(Zymo、Irvine,CA)を使用してバイサルファイト変換し、増幅されたDNAを新たに開発されたEPIC Plusメチル化チップで処理した。86個の試料がSeSAMeパッケージのPooBAHアルゴリズムを使用した検出p値カットオフに合格し、トレーニングのための最初の10個のCOVID-19+及び15個のCOVID-19-対照に対して処理された43個のCOVID+及び43個のCOVIDの増加したデータセットが得られた。XGBoost(Extreme Gradient Boosting)のR実装を使用した3重交差検証トレーニング及び検定のために、これらの試料を3つの群にランダムに分割した。表1は、フェーズ1における試料の最初のバッチの結果を要約する。パイロット研究と同様に、差次的にメチル化された遺伝子座(Differentially Methylated Loci、DML)関数を最初にSeSAMeパッケージから適用して、各ランダム区分における全ての遺伝子座をランク付けした。上位N位にランク付けされた遺伝子座を各区分について選択し、ここで、Nは、100、1000、10k、50k、100k、及び1Mの範囲である(1k及び10kについてのみデータを示す)。各々の量(bucket)について、デフォルトパラメータ(表4)を有するXGBoostを使用してトレーニング及び検査を行った。
機械学習技術を改善し、パイロット研究を上回って試料サイズを増加させることに加えて、フェーズ1において、宿主免疫応答遺伝子を拡張するために、EPICアレイの中身を約10k遺伝子座だけ拡張した。更に、ヒトゲノムにおける複数の特定部位でのDNAメチル化の検出及び測定を可能にする新しいプローブ設計が含まれる。この設計の種類は、HLAなどの高度に相同な領域におけるエピジェネティックな検出分類を可能にする。これらの新しいプローブ設計は、DMLアルゴリズムによる偶然よりも大きい選択を示した。改善された機械学習アルゴリズム、増加したデータセット、改善された標的化、及び新規のInfiniumプローブ設計を用いて、COVID+とCOVID試料との間の強力なエピジェネティックシグネチャーが全血において再現される。この検出の精度は、トレーニングに利用可能な試料の数によってのみ制限されることが示される。
4.SARS-CoV-2感染状態を用いたエピゲノムワイド関連研究(Epigenome-wide association study、EWAS)。SARS-CoV-2感染におけるエピゲノムワイドなDNAメチル化パターンを評価するために、上記のセクション3に記載した43のCOVID+及び43のCOVIDの個人のデータから末梢血液をIllumina EPIC Plusアレイで分析した。seSAMe(26)を使用して、Illumina idatシグナル強度ファイルを処理した。SNP部位(一般的な集団においてマイナー対立遺伝子頻度>1%)を含むプローブ、並びに非ユニークマッピング及びオフターゲットハイブリダイゼーションを有するプローブを除去した。更に、試料にわたって平均検出p値≧0.05を有するプローブを分析前に除去した。これにより、品質管理に合格した748,416個のプローブが得られ、エピゲノムワイド関連分析(EWAS)においてCOVID-19状態との関連について検査した。主成分回帰分析(Principal component regression analysis、PCRA)は、強いバッチ効果としてのアレイ位置を同定するために使用され、ComBat(35)を使用して回帰された。差次的にメチル化されたCpGを、Limma(36)の線形モデルを使用して同定し、年齢、性別、及び人種/民族性について調整した。p値は、Bacon(37)を使用してインフレーション及び系統誤差について調整し、Benjamini-Hochberg誤検出率(False Discovery Rate、FDR)(38)を使用して多重比較について調整した。この分析により、FDR調整p値<0.05で有意な145個のCpGが同定された(図2)。インターフェロン応答因子7(Interferon Response Factor 7、IRF7)遺伝子内のCpGは、最も低メチル化されており、COVID19陽性群ではCOVID-19陰性群と比較して-23%のメチル化平均変化を有する。更に、エンリッチメント分析により、差次的にメチル化された遺伝子内で最も豊富化された(enriched)複数のインターフェロンに関連するカテゴリーが同定された(インターフェロンに対するGO生物学的プロセスI型細胞応答、BioPlanet経路インターフェロンアルファ/ベータシグナル伝達、Jensenコンパートメントインターフェロン調節因子複合体など)。これらのデータは、SARS感染について以前に観察されたように(39、40)、低メチル化、したがってインターフェロン応答の活性化を示唆する。ハウスマン法(41)を用いて推定した際に、COVID-19陽性群及びCOVID-19陰性群における細胞分画において有意差は観察されず、これは、本発明者らが同定したメチル化の変化が細胞分画によって乱されないことを示している。
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実施例2:
COVID-19に関連する小児多系統炎症性症候群(MIS-C)の臨床提示におけるエピジェネティックシグネチャーの潜在的な役割
エンベロープRNAウイルス(例えば、コロナウイルス)は、特にDNAメチル化を介して、宿主の自然免疫抗ウイルス防御プロセスをアンタゴナイズ及び調節することによって宿主のエピゲノムを操作する。エピジェネティック修飾は、他のウイルス感染(インフルエンザ、呼吸器合胞体ウイルス、ライノウイルス、アデノウイルス)、呼吸器(すなわち、喘息、COPD)、及びCVD、COVID-19の合併症において報告されている。エピジェネティックな変化は、COVID-19感染に関連する心肺合併症(すなわち、ARDS)、及びCOVID-19に関連する小児多系統炎症性症候群(MIS-C)の悪化を予測し得る。
ドイツがん研究センター(German Cancer Research Center、DKFZ)は、CNS腫瘍診断のためのDNAメチル化に基づく診断を開発した。90を超えるCNS腫瘍タイプのDNAメチル化アレイデータの教師なしクラスタリングは、別個の腫瘍がそれらのエピジェネティックシグネチャーに基づいて良好に分類されることを示した。Illumina EPICメチル化アレイを使用して、DKFZは、CNS腫瘍タイプを正確に診断するためのウェブ分散型random forest分類子を作製した。分類子は、腫瘍の誤った分類を約15%減少させた(Sawahla et al.DNA methylation-based classification of central nervous system tumors.Nature 555,469,doi:10.1038/nature26000を参照のこと)。
COVID-19及びCOVID-19に関連する合併症へのメチル化に基づく分類を適用するために、COVID-19+及びCOVID-19-患者由来の血液試料から抽出されたDNAにおいてDNAメチル化パターンを分析する(図3)。単離されたDNA試料を濃度及び純度について分析し、EZ DNA Methylation Lightning MagPrepキット(ZYMO、Irvine,CA)のための自動化Hamiltonプロトコルを使用してバイサルファイト変換に供する。バイサルファイト変換したDNAを増幅に供し、増幅したDNAを新たに開発したInfinium EPIC Plusメチル化チップ(フェーズ1)及びInfinium HTSカスタムメチル化COVID-19パネル(フェーズ2)で処理する。メチル化をハイブリダイゼーション、蛍光染色、チップ走査、及びデータ分析によって定量化し、COVID-19、呼吸器ウイルス感染、及び疾患の悪化について提供される診断シグネチャー、例えば、診断シグネチャーは、COVID-19及び/又はMIS-Cを有する小児由来の試料を用いた分析によって提供することができる(図4)。COVID-19+症例及びCOVID-19-対照に対する例示的なSVMトレーニング及び検査を図5に示し、実施例1の表1に要約する。
Infinium HTSカスタムメチル化COVID-19パネルを使用して、図6に示される無症状から軽度、重度、及びMIS-CまでのSARS-CoV-2疾患症状の連続表示内の疾患状態を評価することができる。カスタムパネルは、低コスト(約100ドル/試料未満)で高い適用範囲及び精度を提供し、結果は約48時間である。カスタムパネルは、例えば、研究及び臨床検査室におけるIllumina Infiniumプラットフォーム、並びに、より小規模の臨床検査室において見出され、日常的に利用可能であるNextSeq550などのデバイスで動作するため、広く展開することができる。可能な最大スループットを表5に示す。1検査当たりの必要量は、約500ngのゲノムDNAであり、これは、例えば、専用の4mLのEDTAアリコートに収集することができる(平均収量=約50ng/μL、約7.5μLに相当)。
実施例3:分析パイプライン及び機械学習アプローチ
疾患状態を評価するための分類子は、既知のCOVID-19状態(COVID-19+及びCOVID-19-)の試料からDNAメチル化のデータを収集することによって達成される。BSC測定基準、対照、pOOBAH、及びnOOBバックグラウンド補正を使用して、生データをQC/標準化に供する。アップフロント(Upfront)QCを、遺伝子座検出パーセンテージ、検出p値(感度)、及びプローブ数(+及び-試料)に基づいて行う。分類の精度が最適化されるまで、教師あり機械学習、並びに、より多くの試料を用いた反復及びフィーチャの重み付けの調整によって生成される分類子に、シグネチャーを供する。分類子生成の概要を図8に示す。機械学習のアプローチを図9に示す。機械学習のためのアルゴリズムは、線形回帰、ElasticNet回帰、Ridge回帰、LASSO回帰、サポートベクターマシン(SVM)回帰、Random Forest(登録商標)、及びXGBoost決定ツリーアルゴリズムを含み得る。第1の分析としてSVMを使用した交差検証の結果を表6に示す。COVID-19+NPS試料及びCOVID-19-対照に対するSVMトレーニング及び検査、続いてCOVID-19+及びCOVID-19-血液試料に対するXGBoostトレーニング及び検査。この分析から、COVID-19+試料とCOVID-19-試料との間にDNAメチル化シグネチャーの差があると結論付けることができる。
当業者は、本発明が、目的を実行し、言及された結果及び利点、並びにそれらに特有のものを得るために十分に適合されることを容易に理解するであろう。本明細書に記載される本開示は、特定の実施形態を代表するものであり、例示であり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。当業者であれば、特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨内に包含されるそれらの変更及び他の使用を思いつくであろう。
Figure 2023532444000002
Figure 2023532444000003
Figure 2023532444000004
遺伝子体=全遺伝子体(whole gene body)。**TSS1500=各転写物についての転写開始部位の上流の201~1500塩基対。†TSS200=各転写産物についての転写開始部位の上流の1~200塩基対。
Figure 2023532444000005
Figure 2023532444000006
Figure 2023532444000007

Claims (61)

  1. 対象におけるウイルス感染の存在についてアッセイする方法であって、
    前記対象由来の試料からDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、
    感染陽性メチル化分類子及び/又は感染陰性メチル化分類子を用いて、前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することと、
    前記感染陽性分類子から導出されたスコアが、ウイルス感染の存在を示すカットオフ値及び/又は閾値を超える場合、前記対象における前記ウイルス感染の存在が示される、方法。
  2. 前記ウイルス感染が、SARS-CoV-2感染である、請求項1に記載の方法。
  3. 前記SARS-CoV-2感染が、COVID-19を引き起こす、請求項2に記載の方法。
  4. 前記試料が、前記対象由来の血液試料である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記対象が、ヒト対象である、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを得ることが、メチル化ビーズアレイ上で行われる、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記メチル化ビーズアレイが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットを含む、請求項6に記載の方法。
  8. 感染陽性メチル化分類子及び/又は感染陰性メチル化分類子を用いて前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットのメチル化を分析することを含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 感染陽性メチル化シグネチャーが、IFR7、ARID5B、ANLN、PARP9、MX1、CBX3P2、EPSTI1、CHSY1、MX1、及びGPX1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の低メチル化、並びに/又はLINC01429、CALHM2、LINC00428、OAS1、RAB40C、TSEN15、PEPD、PPL、ARID3B、ZDHHC6、TNFRSF8、DDX60、OAS2、及びFGFRL1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の高メチル化を含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記感染陽性メチル化シグネチャーが、IFR7の低メチル化を含む、請求項9に記載の方法。
  11. 対象において急性呼吸窮迫症候群を引き起こすウイルス感染の可能性を決定するための方法であって、
    前記対象由来の試料からDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、
    急性呼吸窮迫症候群陽性メチル化分類子及び/又は急性呼吸窮迫症候群陰性メチル化分類子を用いて、前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することと、を含み、
    前記急性呼吸窮迫症候群陽性分類子から導出されたスコアが、ウイルス感染が急性呼吸窮迫症候群を引き起こす可能性を示すカットオフ値及び/又は閾値を超える場合に、前記対象が急性呼吸窮迫症候群を示す可能性が示される、方法。
  12. 前記ウイルス感染が、SARS-CoV-2感染である、請求項11に記載の方法。
  13. 前記SARS-CoV-2感染が、COVID-19を引き起こす、請求項12に記載の方法。
  14. 前記試料が、前記対象由来の血液試料である、請求項11~13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記対象が、ヒト対象である、請求項11~14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを得ることが、メチル化ビーズアレイ上で行われる、請求項11~15のいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記メチル化ビーズアレイが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットを含む、請求項16に記載の方法。
  18. 感染陽性メチル化分類子及び/又は感染陰性メチル化分類子を用いて前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットのメチル化を分析することを含む、請求項11~17のいずれか一項に記載の方法。
  19. 急性呼吸窮迫症候群陽性メチル化シグネチャーが、IFR7、ARID5B、ANLN、PARP9、MX1、CBX3P2、EPSTI1、CHSY1、MX1、及びGPX1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の低メチル化、並びに/又はLINC01429、CALHM2、LINC00428、OAS1、RAB40C、TSEN15、PEPD、PPL、ARID3B、ZDHHC6、TNFRSF8、DDX60、OAS2、及びFGFRL1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の高メチル化を含む、請求項18に記載の方法。
  20. 前記感染陽性メチル化シグネチャーが、IFR7の低メチル化を含む、請求項19に記載の方法。
  21. 対象におけるウイルス感染の性質を決定する方法であって、
    前記対象由来の試料からDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、
    SARS-CoV-2陽性メチル化分類子及び/又はSARS-CoV-2陰性メチル化分類子を用いて、前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することと、
    前記SARS-CoV-2陽性メチル化分類子から導出されたスコアが、SARS-CoV-2感染の存在を示すカットオフ値及び/又は閾値を超える場合に、前記対象におけるSARS-CoV-2感染の存在が示される、方法。
  22. 前記試料が、前記対象由来の血液試料である、請求項21に記載の方法。
  23. 前記対象が、ヒト対象である、請求項1又は2に記載の方法。
  24. 前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを得ることが、メチル化ビーズアレイ上で行われる、請求項21~23のいずれか一項に記載の方法。
  25. 前記メチル化ビーズアレイが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットを含む、請求項24に記載の方法。
  26. 感染陽性メチル化分類子及び/又は感染陰性メチル化分類子を用いて前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットのメチル化を分析することを含む、請求項21~25のいずれか一項に記載の方法。
  27. 急性呼吸窮迫症候群陽性メチル化シグネチャーが、IFR7、ARID5B、ANLN、PARP9、MX1、CBX3P2、EPSTI1、CHSY1、MX1、及びGPX1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の低メチル化、並びに/又はLINC01429、CALHM2、LINC00428、OAS1、RAB40C、TSEN15、PEPD、PPL、ARID3B、ZDHHC6、TNFRSF8、DDX60、OAS2、及びFGFRL1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の高メチル化を含む、請求項26に記載の方法。
  28. 前記感染陽性メチル化シグネチャーが、IFR7の低メチル化を含む、請求項27に記載の方法。
  29. 請求項1~28のいずれか一項に記載の方法を実行するためのコンピュータ実装方法。
  30. ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットを含む、DNAメチル化部位のメチル化ビーズアレイ。
  31. 対象においてCOVID-19を治療する方法であって、
    COVID-19を有する疑いのある前記対象由来の試料からDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、
    SARS-CoV-2陽性メチル化分類子及び/又はSARS-CoV-2陰性メチル化分類子を用いて前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することであって、前記SARS-CoV-2陽性メチル化分類子から導出されたスコアがSARS-CoV-2感染の存在を示すカットオフ値及び/又は閾値を超える場合に、前記対象におけるSARS-CoV-2感染の存在が示される、分析することと、
    前記対象における前記SARS-CoV-2感染の存在が示される場合、COVID-19について前記対象を治療することと、を含む、方法。
  32. 前記試料が、前記対象由来の血液試料である、請求項31に記載の方法。
  33. 前記対象が、ヒト対象である、請求項31又は32に記載の方法。
  34. 前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを得ることが、メチル化ビーズアレイ上で行われる、請求項31~33のいずれか一項に記載の方法。
  35. 前記メチル化ビーズアレイが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットを含む、請求項34に記載の方法。
  36. SARS-CoV-2陽性メチル化分類子及び/又はSARS-CoV-2陰性メチル化分類子を用いて前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットのメチル化を分析することを含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
  37. SARS-CoV-2陽性メチル化シグネチャーが、IFR7、ARID5B、ANLN、PARP9、MX1、CBX3P2、EPSTI1、CHSY1、MX1、及びGPX1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の低メチル化、並びに/又はLINC01429、CALHM2、LINC00428、OAS1、RAB40C、TSEN15、PEPD、PPL、ARID3B、ZDHHC6、TNFRSF8、DDX60、OAS2、及びFGFRL1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の高メチル化を含む、請求項36に記載の方法。
  38. 前記SARS-CoV-2陽性メチル化シグネチャーが、IFR7の低メチル化を含む、請求項37に記載の方法。
  39. COVID-19を有することが疑われる対象において急性呼吸窮迫症候群(ARDS)を治療する方法であって、
    前記対象由来の試料におけるDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、
    ARDS陽性メチル化分類子及び/又はARDS陰性メチル化分類子に対する前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することであって、前記ARDS陽性分類子から導出されたスコアが、ARDSを引き起こすCOVID-19感染の可能性を示すカットオフ値及び/又は閾値を超える場合に、前記対象が急性呼吸窮迫症候群を示す可能性が示される、分析することと、
    ARDSについて前記対象を治療することと、を含む、方法。
  40. 前記試料が、前記対象由来の血液試料である、請求項39に記載の方法。
  41. 前記対象が、ヒト対象である、請求項39又は40に記載の方法。
  42. 前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを得ることが、メチル化ビーズアレイ上で行われる、請求項39~41のいずれか一項に記載の方法。
  43. 前記メチル化ビーズアレイが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットを含む、請求項42に記載の方法。
  44. ARDS陽性メチル化分類子及び/又はARDS陰性メチル化分類子を用いて前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットのメチル化を分析することを含む、請求項31~43のいずれか一項に記載の方法。
  45. ARDS陽性メチル化シグネチャーが、IFR7、ARID5B、ANLN、PARP9、MX1、CBX3P2、EPSTI1、CHSY1、MX1、及びGPX1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の低メチル化、並びに/又はLINC01429、CALHM2、LINC00428、OAS1、RAB40C、TSEN15、PEPD、PPL、ARID3B、ZDHHC6、TNFRSF8、DDX60、OAS2、及びFGFRL1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の高メチル化を含む、請求項44に記載の方法。
  46. 前記ARDS陽性メチル化シグネチャーが、IFR7の低メチル化を含む、請求項45に記載の方法。
  47. COVID-19を有することが疑われる対象における小児多系統炎症性症候群(MIS-C)を治療する方法であって、
    前記対象由来の試料におけるDNAメチル化部位のセットについてのメチル化パターンを得ることと、
    MIS-C陽性メチル化分類子及び/又はMIS-C陰性メチル化分類子に対して前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することであって、前記MIS-C陽性分類子から導出されたスコアが、MIS-Cを引き起こすCOVID-19感染の可能性を示すカットオフ値及び/又は閾値を超える場合に、前記対象がMIS-Cを示す可能性が示される、分析することと、
    MIS-Cについて前記対象を治療することと、を含む、方法。
  48. 前記試料が、前記対象由来の血液試料である、請求項47に記載の方法。
  49. 前記対象が、ヒト対象である、請求項47又は48に記載の方法。
  50. 前記ヒト対象が、若年ヒト対象である、請求項49に記載の方法。
  51. 前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを得ることが、メチル化ビーズアレイ上で行われる、請求項47~50のいずれか一項に記載の方法。
  52. 前記メチル化ビーズアレイが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットを含む、請求項51に記載の方法。
  53. MIS-C陽性メチル化分類子及び/又はMIS-C陰性メチル化分類子を用いて前記DNAメチル化部位のセットについての前記メチル化パターンを分析することが、ANLN、ARID3B、ARID5B、CALHM2、CBX3B2、CD38、CHSY1 CMPK2、DDX60、DTX3L、EPSTI1、FAM38A、FGFRL1、GPX1、GTPBP2、IFI27、IFIT3、IRF7、LINC00428、LINC01429、MX1、OAS1、OAS2、PARP9、PHOSPHO1、PPL、RAB40C、REPD、TNFRSF8、TRIM22、TSEN15、及びZDHHC6、又はそれらの任意のサブセットを含む遺伝子セットのメチル化を分析することを含む、請求項31~43のいずれか一項に記載の方法。
  54. MIS-C陽性メチル化シグネチャーが、IFR7、ARID5B、ANLN、PARP9、MX1、CBX3P2、EPSTI1、CHSY1、MX1、及びGPX1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の低メチル化、並びに/又はLINC01429、CALHM2、LINC00428、OAS1、RAB40C、TSEN15、PEPD、PPL、ARID3B、ZDHHC6、TNFRSF8、DDX60、OAS2、及びFGFRL1、若しくはそれらの任意のサブセットからなる群から選択される1つ以上の遺伝子の高メチル化を含む、請求項53に記載の方法。
  55. 前記感染陽性メチル化シグネチャーが、IFR7の低メチル化を含む、請求項54に記載の方法。
  56. 固体支持体に付着した複数のオリゴヌクレオチドプローブを含む、試料中の呼吸器ウイルスの存在を検出するためのアレイであって、前記複数のオリゴヌクレオチドプローブが、前記試料のメチル化シグネチャーを検出する、アレイ。
  57. 固体支持体に付着した複数のオリゴヌクレオチドプローブを含む、患者における呼吸器ウイルス感染の臨床転帰を決定するためのアレイであって、前記複数のオリゴヌクレオチドプローブが、前記患者由来の試料のメチル化シグネチャーを検出する、アレイ。
  58. 前記メチル化シグネチャーが、A_24_P561165、AA455656、ABCF1、ACBD5、AGL、AGPAT1、AID、AIF1、AIM2、ANLN、ANKRD28、APE1、APOBEC3G、APOL2、APOL3、APOL6、APPBP2、ARID3B、ARID5B、ASK1、ASPM、ATAT1、ATF2、ATP2C1、B2M、BATF、BATF2、BCL2L14、BRD2、C10orf81、C1orf68、C1R、C1S、C2、C3、C4A、C4B、C5、C6、C6orf136、C6orf15、C7、C8、C9、CALHM2、CALR、CASP1、カスパーゼ-3、カスパーゼ-8、CATSPER2、CATSPER2P1、CATSPERG、CBX3B2、CCDC66、CCHCR1、CCRL1、CD19、CD27-AS1、CD4、CD38、CD40、CD74、CD8、CDKN1A、CELF4、CEP162、CFB、CFH、CFHR1、CFHR2、CFHR3、CFHR4、CHSY1、CHTOP、CIITA、CIITA BX117479、c-Jun、CLIC5、CMPK2、CSNK2B、CTNND1、CTSS ZBP1、CUTA、CX3CL1 A_24_P912985、CXCL10、CXCL11、CXCL2、CYP21A2、DAG1、DDR1、DDX60、DENND2B、DEXI、DTNB、DTX3L、DYSF、E2F5、EGFL8、EHMT2、eIF-2、eIF2B、ELAVL2、EPSTI1、ERP27、ETV7、FADD、FAM26F、FAM38A、FAM49B、FGFRL1 GPX1、FKBP5、FLG、FLG-AS1、FRMD3、FZD5、GAPVD1、GPANK1、GPX5、GTPBP2、GTF2H4、HCG17、HCG18、HCG20、HCG22、HCG24、HCG25、HCG27、HCG4、HCG4B、HCP5、HCP5 NNMT、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-DMB、HLA-DOA、HLA-DPA1、HLA-DPB1、HLA-DPB2、HLA-DQA1、HLA-DQA2、HLA-DQB1、HLA-DQB1-AS1、HLA-DRA、HLA-DRB3、HLA-DRB4、HLA-DRB5、HLA-E、HLA-F、HLA-F-AS1、HLA-G、HLA-H、HLA-V、HRNR、HSD17B8、HSPA1B、ICAM1、IFI16、IFI27、IFI35、IFI44、IFI44L、IFIH1、IFIT2、IFIT3、IFIT5、IFITM1、IFNL1、IFNL2、IFNL3、IFNL4、IFN-α、IFN-β、IFNγ、IFN-γ、IFN-ε、IFN-κ、IFN-ω、IGH、IGK、IGL、IKK-α、IKK-β、IKK-γ、IKKε、IL-10、IL-11、IL-12、IL12A、IL-13、IL-15、IL-17、IL-18、IL18BP、IL-1ra、IL-1α、IL-1β、IL-2、IL-3、IL-33、IL-36ra、IL-36α、IL-36β、IL-36γ、IL-37、IL-38、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IRF1、IRF3、IRF7、IVL、JAK2、JNK、KCTD16、KDM4C、KIFC1、KPRP、LAP3、LCE1D、LCE1E、LCE2B、LCE2C、LCE2D、LCE3C、LCE4A、LELP1、LGP2、LINC00302、LINC00428、LINC01429、LINC01185、LOC100129636、LOC100294145、LOC100507547、LOC101929006、LOC105375690、LRBA、LST1、LTA、LTBR、LT-α、LY6G6F-LY6G6D、LYRM4-AS1、M27126、MAVS、MCCD1、MDA5、MDC1、MEF2C、MEKK1、MICA、MICA-AS1、MICAB、MICB、MICB-DT、MIR219A1、MIR4479、MKK7、MMP25、MOG、MPIG6B、MSH5、MUCL3、MX1、NA、NAIP、NBPF18P、NELFE、NFKB1、NFKB2、NFKBIA、NLRC3、NLRC4、NLRC5、NLRP1、NLRP10、NLRP11、NLRP12、NLRP13、NLRP14、NLRP2、NLRP3、NLRP4、NLRP5、NLRP6、NLRP7、NLRP8、NLRP9、NLRX1、NMI、NOD1、NOD2、NRCAM、OAS1、OAS2、OR10C1、OR12D2、OR14J1、OR2H1、OR2H2、OR2J1、OR2J2、OSMR、PARP9、PCDH15、PDCD6IPP2、PDIA3、PGLYRP4、PHF1、PHOSPHO1;PKR、PMAIP1、PML、POMC、PPL、PPP1R11、PPP2R5A、PPP6R3、PPT2、PRR3、PRR9、PRRC2A、PRRT1、PSMB8、PSMB8-AS1、PSMB9、PSORS1C1、PSORS1C2、RAB40C、RALYL、REC8、REL、RELA、RELB、REPD TNFRSF8、RIG-1、RING1、RIP、RNAse L、RNF43、RNF5、RNF5P1、RPL13A、RPS18、RPS6KC1、RTP4、RXRB、S100A13、S100A7、S100A8、SAMD9L、SCNN1A、SECTM1、SEPX1、SERPINB7、SERPING1、SHMT1、SKIV2L、SLC44A4、SLCO5A1、SMURF2P1-LRRC37BP1、SNAPC3、SNHG32、SNORD32B、SNX14、SOCS1、SP110、SPRR1A、SPRR1B、SPRR3、SPRR4、SPTLC3、SSTR2、STAT1、STAT4、STOML1、SUN1、SYNGAP1、TAP1、TAP2、TAPBP、TBC1D5、TBK1、TCF19、TGFβ、THRB、TK2、TLR1、TLR10、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TMEM140、TMEM185A、TMEM62、TNF、TNFR1、TNFR2、TNFRSF14、TNFRSF14-AS1、TNFSF10、TNFSF13B、TP53、TPTE2P5、TRA、TRADD、TRAF2、TRAF3、TRB、TRD、TRG、TRIM10、TRIM15、TRIM22、TRIM25、TRIM27、TRIM33、TRIM37、TRIM39、TRIM40、TRIT1、TRPM4、TSBP1、TSBP1-AS1、T TSEN15、UBB、UBE2K、UNG、USP8、VAMP5、VARS2、VEZT、VPS52、WARS、XAF1、XPOT、YY1AP1、ZC3HAV1、ZDHHC6、ZMYND11、ZNF248、ZNF512、ZNF610、及びZNRD1ASPからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子のメチル化状態を検出することを含む、請求項56又は57に記載のアレイ。
  59. 前記複数のオリゴヌクレオチドプローブが、配列番号1~7,831からなる群から選択される少なくとも1つの配列を含む、請求項56又は57に記載のアレイ。
  60. 前記複数のオリゴヌクレオチドプローブが、配列番号42、48、49、56、60、152、153、154、155、156、160、161、170、174、175、176、192、195、196、205、206、207、208、209、210、211、217、219、220、221、222、235、255、294、295、298、299、300、310、315、322、329、330、331、337、602、607、608、668、669、677、678、738、750、751、756、757、761、762、769、770、773、776、777、779、829、830、842、843、846、847、855、856、857、858、860、864、869、870、877、882、904、905、916、922、923、924、925、933、942、943、959、964、965、966、969、981、982、999、1000、1002、1003、1004、1005、1035、1036、1046、1047、1048、1049、1062、1063、1090、1095、1096、1097、1122、1123、1138、1145、1146、1155、1156、1158、1165、1173、1174、1180、1181、1185、1210、1211、1216、1217、1219、1220、1225、1237、1238、1247、1248、1249、1250、1254、1255、1256、1259、1260、1263、1270、1271、1296、1297、1308、1309、1312、1314、1318、1319、1326、1328、1329、1342、1348、1405、1406、1413、1414、1415、1416、1433、1434、1443、1444、1465、1470、1476、1485、1486、1487、1508、1509、1510、1514、1612、1613、1620、1627、1638、1639、1664、1665、1666、1669、1670、1676、1677、1684、1685、1701、1712、1719、1720、1721、1722、1726、1727、1731、1738、1740、1747、1748、1852、1853、1854、1939、2072、2073、2075、2088、2090、2171、2193、2194、2434、2435、2604、2676、2678、2680、2681、2756、2914、2915、2919、2920、3180、3243、3774、3775、3994、3995、3996、3998、3999、4000、4020、4021、4030、4031、4046、4103、4171、4179、4184、4187、4188、4225、4236、4251、4253、4257、4258、4259、4262、4263、4272、4276、4277、4278、4292、4293、4313、4314、4316、4317、4318、4328、4329、4330、4343、4344、4345、4357、4358、4376、4377、4384、4389、4390、4402、4408、4409、4410、4411、4414、4415、4416、4418、4419、4421、4422、4426、4427、4430、4439、4453、4454、4456、4457、4458、4479、4487、4488、4491、4492、4493、4494、4500、4501、4518、4519、4525、4526、4539、4540、4555、4562、4563、4564、4584、4585、4586、4589、4594、4595、4596、4597、4615、4617、4618、4619、4620、4621、4622、4627、4628、4629、4630、4631、4632、4657、4658、4661、4662、4671、4673、4689、4690、4691、4697、4698、4716、4717、4726、4727、4728、4729、4731、4747、4768、4773、4774、4778、4779、4780、4781、4782、4783、4784、4785、4968、4969、4976、4977、4987、4993、4994、4995、4999、5005、5006、5020、5025、5026、5027、5035、5049、5050、5055、5056、5158、5164、5171、5172、5173、5188、5189、5190、5191、5192、5193、5204、5206、5208、5209、5210、5211、5212、5213、5214、5217、5219、5220、5225、5232、5233、5234、5235、5238、5239、5240、5241、5294、5295、5296、5313、5316、5327、5370、5375、5376、5377、5378、5379、5385、5507、5508、5509、5510、5511、5512、5513、5514、5515、5516、5517、5561、5572、5573、5574、5577、5578、5579、5585、5586、5592、5645、5646、5649、5650、5656、5657、5667、5672、5681、5684、5695、5696、5697、5698、5699、5700、5701、5702、5710、5711、5720、5725、5728、5729、5730、5743、5744、5745、5748、5749、5759、5760、5761、5765、5766、5768、5769、5772、5780、5781、5782、5802、5803、5804、5807、5808、5809、5813、5814、5816、5817、5828、5829、5833、5910、5914、5917、5937、5941、5942、5944、5945、5948、5949、5963、6018、6019、6023、6031、6032、6033、6039、6040、6043、6045、6109、6110、6111、6112、6113、6116、6127、6128、6133、6134、6137、6225、6236、6242、6449、6450、6451、6452、6453、6454、6455、6457、6458、6461、6462、6463、6466、6469、6470、6471、6480、6481、6545、6546、6547、6613、6684、6685、6692、6693、6694、6695、6710、6711、6731、6732、6741、6787、6788、6805、6806、6807、6828、6829、6830、6831、6832、6835、6836、6846、6847、6848、6849、6850、6862、6868、6869、6870、6871、6878、6879、6897、6898、6899、6900、6908、6909、6914、6938、6939、6949、6950、6951、6952、6959、6960、6971、6972、6973、6974、6976、6979、7110、7111、7112、7113、7117、7118、7120、7122、7124、7135、7184、7185、7401、7402、7404、7408、7441、7442、7482、7490、7491、7497、7500、7503、7504、7513、7514、7515、7525、7526、7621、7622、7623、7624、7625、7626、7627、7638、7649、7650、7651、7652、7665、7694、7704、7705、7708、7716、7717、7718、7726、7727、7728、7729、7738、7739、7740、7741、7742、7743、7744、7746、7747、7749、7757、7770、7771、7774、7775、7777、7783、7788、7789、7790、7791、7798、7799、7803、7804、7815、7816、7823、7824、及び7825からなる群から選択される少なくとも1つの配列を含む、請求項56又は57に記載のアレイ。
  61. 前記メチル化シグネチャーが、ABCF1、ABCF1、AIF1、APOBEC3G、APOL6、B2M、BCL2L14、BRD2、C2、C6orf136、C6orf15、C7、CALR、CD27-AS1、CD4、CD40、CFB、CFH、CHTOP、CIITA、CSNK2B、CUTA、CYP21A2、DDR1、DEXI、EGFL8、EHMT2、GPANK1、GPX5、GTF2H4、HCG17、HCG18、HCG20、HCG25、HCG27、HCG4、HCG4B、HLA-A、HLA-DPA1、HLA-DPB2、HLA-DQA2、HLA-E、HLA-F、HLA-F-AS1、HLA-G、HLA-V、ICAM1、IFI16、IFI35、IFI44、IFI44L、IFITM1、IVL、KIFC1、KPRP、LCE1D、LCE1E、LCE2C、LELP1、LINC00302、LOC100507547、LOC101929006、LY6G6F-LY6G6D、MICA-AS1、MICB、MICB-DT、MSH5、MX1、NA、NBPF18P、NFKB1、NFKB2、NLRC5、NLRP11、NLRP3、NLRP5、NLRX1、OR2H1、OSMR、PDIA3、PHF1、PML、PPP1R11、PPT2、PRR9、PRRC2A、PSMB8-AS1、PSMB9、PSORS1C1、REC8、REL、RELB、RING1、RNF5、RPS18、RTP4、RXRB、S100A13、SCNN1A、SERPING1、SKIV2L、SLC44A4、SNORD32B、SPRR4、SPTLC3、SYNGAP1、TAP1、TBK1、TCF19、TLR3、TNF、TNFRSF14、TNFSF13B、TRAF2、TRAF3、TRIM15、TRIM27、TRIM39、TSBP1-AS1、TUBB、VARS2、VPS52、XAF1、及びZNRD1ASPからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子のメチル化状態を検出することを含む、請求項56又は57に記載のアレイ。
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