JP2024508659A - 真菌感染を検出および処置するための方法 - Google Patents

真菌感染を検出および処置するための方法 Download PDF

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Abstract

本開示は、対象がカンジダ血症などの真菌感染を有するまたはそれを発症するリスクがあるかどうかを決定するための方法、およびその決定に基づいて対象を処置する方法を提供する。この決定は、真菌、ウイルス、および細菌などの１つまたは複数の病原体クラスの一度での迅速な検出を含み得る。それに有用なシステムもまた提供される。

Description

［関連出願の相互参照］
この出願は、２０２１年２月５日に出願された米国仮特許出願第６３／１４６，２１２号の利益を主張し、その開示は、全体として参照により本明細書の一部をなすものとする。
［連邦政府補助金の説明文］
この発明は、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｌｌｅｒｇｙ ａｎｄ Ｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓ Ｄｉｓｅａｓｅｓ（ＮＩＨ／ＮＩＡＩＤ）により授与された連邦政府助成金番号Ｒ２１ＡＩ１３２９７８－０１による政府支援でなされた。政府はこの発明に一定の権利を有する。
カンジダ血症は、米国において最もよく見られる院内の血流感染であり、入院患者においてかなり高い罹患率および死亡率をもたらしている。入院患者においてカンジダ血症を熱性疾病の他の原因から区別する能力がある迅速な診断法の向上は、最優先の重要事項である。循環白血球における宿主遺伝子発現パターンに焦点を合わせたものなどの病原体クラス特異的バイオマーカーに基づいた診断法は、有望な代替法を提供する可能性がある。
Ｚａａｓらの米国特許出願公開第２０１６／０１９４７１５号は、末梢血試料のプロテオミクスアッセイによるカンジダ症などの真菌感染を同定する方法を論じている。
概要は、下記の詳細な説明においてさらに記載される概念の選択を紹介するために提供される。この概要は、特許請求に係る主題の重要なまたは本質的な特徴を同定することを意図するものでも、特許請求に係る主題の範囲を限定するのを助けるものとして用いられることを意図するものでもない。
いくつかの態様によれば、対象を分類するための方法であって、（ａ）対象から生体試料を取得するステップ；（ｂ）生体試料において、真菌感染、ならびに任意選択的に、細菌感染、ウイルス感染、健康、および／または非感染性疾病のうちの１つまたは複数を示すシグネチャーをプラットフォーム上で測定するステップ、ここで、前記シグネチャーが定義済みの遺伝子セットの遺伝子発現レベルを含み；（ｃ）遺伝子発現レベルを、真菌分類子、ならびに任意選択的に、細菌感染分類子、ウイルス分類子、および対照分類子（健康および／または非感染性疾病）から選択される１つまたは複数の追加の分類子へ入力するステップ、ここで、前記分類子が、プラットフォームに関する定義済みの遺伝子セットの遺伝子のそれぞれについての定義済みの重み付け値（すなわち、係数）を含み；ならびに（ｄ）前記遺伝子発現レベルおよび分類子に基づいて、対象を、真菌感染、および／または細菌感染、ウイルス感染、もしくは対照を有するとして分類するステップを含む、方法が本明細書に提供される。
いくつかの実施形態において、方法は、正規化遺伝子発現値を生成するために、遺伝子発現レベルを正規化するステップを含み、入力するステップは、正規化遺伝子発現値を分類子へ入力することを含み、分類するステップは、前記正規化遺伝子発現値および分類子に基づいて、真菌感染、および任意選択的に、細菌感染、ウイルス感染、または対照についての確率を計算することを含む。
いくつかの実施形態において、方法はさらに、真菌感染、ならびに任意選択的に、細菌感染、ウイルス感染、健康および／または非感染性疾病の確率を示すスコアを対象に割り当てる報告を生成するステップを含む。
いくつかの実施形態において、方法はさらに、（ｅ）分類するステップに基づいて、対象に適切な治療を投与するステップを含む。
いくつかの実施形態において、定義済みの遺伝子セットは、１個、５個、１０個、１５個、または２０個から、３０個、４０個、５０個、６０個、または７０個までの遺伝子のセットである。いくつかの実施形態において、定義済みの遺伝子セットは、表１～５に列挙された、１個、５個、１０個、１５個、または２０個から、３０個、４０個、５０個、６０個、または７０個までの遺伝子のセットである。いくつかの実施形態において、定義済みの遺伝子セットは、表６～１０に列挙された、１個、５個、または１０個から、１５個、２０個、２５個、３０個、または３３個までの（例えば、表６～１０における太字で列挙された遺伝子から選択される）遺伝子のセットである。
いくつかの実施形態において、対象は、感染の症状（例えば、発熱）を有する。いくつかの実施形態において、対象は敗血症の症状を有する。
いくつかの実施形態において、生体試料は、末梢血、痰、脳脊髄液、尿、鼻咽頭スワブ、鼻咽頭洗浄液、気管支肺胞洗浄液、気管内吸引液、およびそれらの組合せからなる群から選択される。いくつかの実施形態において、生体試料は、末梢血試料を含む。いくつかの実施形態において、生体試料は、気管支肺胞洗浄液を含む。
いくつかの実施形態において、測定するステップは、試料から細胞を精製するステップ、試料の細胞を破壊するステップ、および試料からＲＮＡを単離するステップのうちの１つもしくは複数のステップを含むか、またはそれらのステップに先行される。
いくつかの実施形態において、測定するステップは、ＰＣＲ増幅、等温増幅、シーケンシング、および／または核酸プローブハイブリダイゼーションを含む。いくつかの実施形態において、プラットフォームは、アレイプラットフォーム、サーマルサイクラープラットフォーム（例えば、多重化および／またはリアルタイムＰＣＲプラットフォーム）、ハイブリダイゼーションおよび多重シグナルコード化（例えば、蛍光）検出器プラットフォーム、核酸質量分析プラットフォーム、核酸シーケンシングプラットフォーム、等温増幅プラットフォーム、またはそれらの組合せを含む。
いくつかの実施形態において、真菌感染は、カンジダ属（Ｃａｎｄｉｄａ）、トリコスポロン属（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ）、またはクリプトコッカス属（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）などの酵母を含む。
いくつかの実施形態において、真菌分類子は、（ｉ）真菌感染に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉ）複数の入院していない健康な対照および／または非感染性疾病に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉｉ）ステップ（ｉ）および（ｉｉ）からの試料のそれぞれにおいて複数の遺伝子の遺伝子発現レベルをプラットフォーム上で測定するステップ；（ｉｖ）正規化遺伝子発現値を生成するために、ステップ（ｉｉｉ）において得られた遺伝子発現レベルを正規化するステップ；ならびに（ｆ）真菌分類子を生成するステップを含むプロセスにより作成される／された。
いくつかの実施形態において、真菌分類子は、（ｉ）真菌感染に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉ）細菌感染に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉｉ）ステップ（ｉ）および（ｉｉ）からの試料のそれぞれにおいて複数の遺伝子の遺伝子発現レベルをプラットフォーム上で測定するステップ；（ｉｖ）正規化遺伝子発現値を生成するために、ステップ（ｉｉｉ）において得られた遺伝子発現レベルを正規化するステップ；ならびに（ｆ）真菌分類子を生成するステップを含むプロセスにより作成される／された。
いくつかの実施形態において、真菌分類子は、（ｉ）真菌感染に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉ）ウイルス感染に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉｉ）ステップ（ｉ）および（ｉｉ）からの試料のそれぞれにおいて複数の遺伝子の遺伝子発現レベルをプラットフォーム上で測定するステップ；（ｉｖ）正規化遺伝子発現値を生成するために、ステップ（ｉｉｉ）において得られた遺伝子発現レベルを正規化するステップ；ならびに（ｆ）真菌分類子を生成するステップを含むプロセスにより作成される／された。
いくつかの実施形態において、生成するステップは、（ｉ）各正規化遺伝子発現値についての重みを割り当て、各遺伝子についての重みおよび発現値を分類子（例えば、線形回帰分類子）方程式へ入力し、複数の対象のそれぞれの結果についてのスコアを決定するステップ、次いで（ｉｉ）複数の対象にわたる各結果についての分類の精度を決定するステップ、次いで（ｉｉｉ）プラットフォームについての前記真菌分類子、細菌分類子、ウイルス分類子、および／または対照分類子を提供するために、分類の精度が最適化されるまで重みを調整するステップ、ここで、ゼロではない重みを有する遺伝子がそれぞれの分類子に含まれ、ならびに任意選択的に、各分類子の成分（遺伝子、重み、および／または病因閾値）を１つまたは複数のデータベースへアップロードするステップを繰り返し含む。
いくつかの態様によれば、対象において真菌感染を検出するための方法であって、対象の生体試料を提供するステップ、ならびに定義済みの遺伝子セットの差次的発現をプラットフォーム上で測定するステップ、ここで、前記定義済みの遺伝子セットが、表１～５に列挙された遺伝子のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個、もしくは３０個から、５０個、６０個、７０個、８０個、９０個、もしくは９４個全部まで；例えば、表１に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、２０個、２５個、もしくは２９個全部；ならびに任意選択的に、表２に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、もしくは１８個全部；表３に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、もしくは１９個全部；表４に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、もしくは１９個全部；および／もしくは表５に列挙された遺伝子のうちの３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、もしくは１０個全部を含み、または前記定義済みの遺伝子セットが、表６～１０に列挙された遺伝子（例えば前記遺伝子と相同的なオリゴヌクレオチドプローブを用いて、測定可能）のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個、３０個、もしくは３３個全部；例えば、表６に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、もしくは５個全部；ならびに任意選択的に、表７に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、もしくは９個全部；表８に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、もしくは８個全部；表９に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個、もしくは７個全部；および／もしくは表１０に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、もしくは４個全部を含み、または前記定義済みの遺伝子セットがＩＴＧＡ２Ｂ、ＭＫＩ６７、およびＡＺＵ１；ならびに任意選択的に、ＨＤＡＣ４、ＤＣＡＦ１５、ＳＤＨＣ、ＳＡＰ３０Ｌ、ＤＮＡＳＥ１、およびＤＣＡＦ１５；ＰＩＧＴ、ＨＥＲＣ６、およびＬＹ６Ｅ；ＳＬＣ３５Ｅ１、ＷＩＰＩ２、ＲＥＬＬ１、ＭＡＰ１ＬＣ３Ｂ、ＣＡＳＺ１、およびＧＡＢＢＲ１；および／もしくはＲＰＳ２４およびＣＴＳＢを含み、定義済みの遺伝子セットの差次的発現が、対象における真菌感染の存在または非存在を示す、方法もまた提供される。
いくつかの実施形態において、測定するステップは、前記試料から細胞を精製するステップ、前記試料の細胞を破壊するステップ、および前記試料からＲＮＡを単離するステップのうちの１つもしくは複数のステップを含むか、またはそれらのステップに先行される。
いくつかの実施形態において、測定するステップは、半定量的ＰＣＲ、等温増幅、および／または核酸プローブハイブリダイゼーションを含む。いくつかの実施形態において、プラットフォームは、アレイプラットフォーム、サーマルサイクラープラットフォーム（例えば、多重化および／またはリアルタイムＰＣＲプラットフォーム）、等温増幅プラットフォーム、ハイブリダイゼーションおよび多重シグナルコード化（例えば、蛍光）検出器プラットフォーム、核酸質量分析プラットフォーム、核酸シーケンシングプラットフォーム、またはそれらの組合せを含む。
いくつかの実施形態において、対象は、感染の症状（例えば、発熱）に罹患している。いくつかの実施形態において、対象は敗血症の症状に罹患している。
いくつかの実施形態において、方法は、真菌感染の存在が検出された場合、真菌感染について前記対象を処置するステップをさらに含む。
いくつかの態様によれば、対象において真菌感染を処置する方法であって、前記対象が、本明細書に教示されているような方法により真菌感染を有すると決定された場合に、適切な処置レジメンを前記対象に投与するステップを含む、方法がさらに提供される。前記対象が、本明細書に教示されているような方法により真菌感染を有すると決定された場合、対象において真菌感染を処置するための適切な処置レジメンの使用もまた提供される。
いくつかの実施形態において、適切な処置レジメンは、抗真菌抗生物質を投与することを含む。いくつかの実施形態において、適切な処置レジメンは、エキノキャンディン系（例えば、カスポファンギン、ミカファンギン、アニデュラファンギン）、アゾール抗真菌剤（例えば、フルコナゾール、ボリコナゾール、イサブコナゾール、ポサコナゾール）、ポリエン系（例えば、アンホテリシンＢ）、ピリジン類似体（例えば、５－フルオロシトシン（５－ＦＣ、またはフルシトシン））、ＡＰＸ００１（フォスマノゲピクス）、ＡＰＸ８７９、ベンゾチオ尿素、クロファジミン、ヒドラジシン（例えば、ＢＨＢＭおよびＢ０）、イボマイシン、モノクローナル抗体１８Ｂ７、レゾルシン酸アミノピラゾール（例えば、Ｃｏｍｐｏｕｎｄ １１２）、セルトラリン、タモキシフェン、ＶＴ－１５９８など、加えてそれらの組合せからなる群から選択される治療剤を投与することを含む。
いくつかの実施形態において、方法は、本明細書に教示されているような、真菌感染を検出する方法の使用により、適切な処置レジメンの効力について対象をモニターするステップをさらに含む。
いくつかの態様によれば、対象において真菌感染を検出するためのシステムであって、少なくとも１つのプロセッサ；対象由来の生体試料を受け入れるように構成された試料入力回路；少なくとも１つのプロセッサと連結され、真菌感染を示すものとして定義済みの遺伝子セットの生体試料における遺伝子発現レベルを決定するように構成された、試料分析回路；少なくとも１つのプロセッサと連結された入力／出力回路；少なくとも１つのプロセッサと連結され、データ、パラメーター、および／または遺伝子セットを記憶するように構成された記憶回路；ならびにプロセッサと連結され、少なくとも１つのプロセッサにより実行された時、少なくとも１つのプロセッサがオペレーションを実施するようにさせる、メモリにおいて具現化されるコンピュータ可読プログラムコードを含む、メモリを含み、前記オペレーションが、前記生体試料において定義済みの遺伝子セットの遺伝子発現レベルの試料分析回路による測定を制御／実施すること；正規化遺伝子発現値を生成するために、遺伝子発現レベルを正規化すること；定義済みの遺伝子セットの遺伝子のそれぞれについての定義済みの重み付け値（すなわち、係数）を記憶回路から検索すること；正規化遺伝子発現値の重み付き値に基づいて真菌感染の尤度を計算すること；および真菌感染の存在または非存在の決定の入力／出力回路による出力を制御することを含む、システムがさらに提供される。
いくつかの実施形態において、定義済みの遺伝子セットは、表１～５に列挙された遺伝子のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個、もしくは３０個から、５０個、６０個、７０個、８０個、９０個、もしくは９４個全部まで；例えば、表１に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、２０個、２５個、もしくは２９個全部；ならびに、任意選択的に、表２に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、もしくは１８個全部；表３に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、もしくは１９個全部；表４に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、もしくは１９個全部；および／もしくは表５に列挙された遺伝子のうちの３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、もしくは１０個全部を含み、または前記定義済みの遺伝子セットは、表６～１０に列挙された遺伝子のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個、３０個、もしくは３３個全部；例えば、表６に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、もしくは５個全部；ならびに、任意選択的に、表７に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、もしくは９個全部；表８に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、もしくは８個全部；表９に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個、もしくは７個全部；および／もしくは表１０に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、もしくは４個全部を含み、または前記定義済みの遺伝子セットは、ＩＴＧＡ２Ｂ、ＭＫＩ６７、およびＡＺＵ１；ならびに任意選択的に、ＨＤＡＣ４、ＤＣＡＦ１５、ＳＤＨＣ、ＳＡＰ３０Ｌ、ＤＮＡＳＥ１、およびＤＣＡＦ１５；ＰＩＧＴ、ＨＥＲＣ６、およびＬＹ６Ｅ；ＳＬＣ３５Ｅ１、ＷＩＰＩ２、ＲＥＬＬ１、ＭＡＰ１ＬＣ３Ｂ、ＣＡＳＺ１、およびＧＡＢＢＲ１；および／もしくはＲＰＳ２４およびＣＴＳＢを含む。
いくつかの実施形態において、システムは、遺伝子発現の定量的または半定量的検出を真菌感染の累積スコアまたは確率へ変換するためのコンピュータ可読コードを含む。
いくつかの実施形態において、システムは、アレイプラットフォーム、サーマルサイクラープラットフォーム（例えば、多重化および／またはリアルタイムＰＣＲプラットフォーム）、ハイブリダイゼーションおよび多重シグナルコード化（例えば、蛍光）検出器プラットフォーム、核酸質量分析プラットフォーム、核酸シーケンシングプラットフォーム、等温増幅プラットフォーム、またはそれらの組合せを含む。
添付の図および実施例は、例証として提供され、限定としてではない。本開示の前述の態様および他の特徴は、以下の記載において説明され、１つまたは複数の実施形態に関係した添付の図（「ＦＩＧ．」）の例に関連して取り上げられる。
本開示の一実施形態に従っての、感染表現型による発見コホートおよび検証コホートの分解のための実験デザインを示す概略図である。 異なる感染表現型に応答して、差次的に発現した遺伝子（調整済みＰ＜０．０５）を示す図である。全ての遺伝子、感染表現型が、他のもの全てと比較される。 異なる感染表現型に応答して、差次的に発現した遺伝子（調整済みＰ＜０．０５）を示す図である。全ての遺伝子、カンジダ属が各他の表現型と比較される。 本開示の実施形態による、多項遺伝子発現分類子を示すグラフである。パネルＡ：発見コホートにおける各感染表現型についての多項分類子パフォーマンスのＲＯＣ。パネルＢ：発見コホートにおける各感染表現型についての分類子の予測確率を示すボックスプロット。パネルＣ：検証コホートにおける各感染表現型についての多項分類子パフォーマンスのＲＯＣ。パネルＤ：検証コホートにおける各感染表現型についての分類子の予測確率を示すボックスプロット。 本開示の実施形態による、検証コホートを示すグラフである。Ｔｓａｌｉｋらのコホートにおける各感染表現型についての多項分類子パフォーマンスのＲＯＣ（パネルＡ）およびボックスプロット（パネルＢ）。Ｒａｍｉｌｏらのコホートにおける各感染表現型についての多項分類子パフォーマンスのＲＯＣ（パネルＣ）およびボックスプロット（パネルＤ）。インビトロのコホートにおける各感染表現型についての多項分類子パフォーマンスのＲＯＣ（パネルＥ）およびボックスプロット（パネルＦ）。分類子によって確立された場合の感染クラスは、対象あたりの最も高い予測確率を有する表現型によって決定された。 本発明による、プラットフォームに用いられ得る分類システムおよび／またはコンピュータプログラムプロダクトのブロック図である。分類システムおよび／またはコンピュータプログラムプロダクト１１００は、プロセッササブシステム１１４０を含み得、そのプロセッササブシステムは、１つもしくは複数のオペレーティングシステムおよび／または１つもしくは複数のアプリケーションが動作する、１つまたは複数の中央処理装置（ＣＰＵ）を含む。１つのプロセッサ１１４０が示されているが、電気的に相互接続されているかまたは別々であるかのいずれかであり得る、複数のプロセッサ１１４０が存在し得ることは理解されているだろう。プロセッサ１１４０は、本明細書に記載されたオペレーションおよび方法の少なくとも一部を実施するための、メモリ１１５０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するように構成される。記憶回路１１７０は、シグネチャー、重み、閾値などの、分類システム１１１０により用いられるデータ／パラメーター／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１１６０は、ディスプレイならびに／または、キーボード、タッチスクリーン、および／もしくはポインティングデバイスなどのユーザー入力デバイスを含み得る。入力／出力回路１１６０に取り付けられたデバイスは、分類システム１１００のユーザーによってプロセッサ１１４０へ情報を提供するために用いられ得る。入力／出力回路１１６０に取り付けられたデバイスは、ネットワーキングまたは通信制御装置、入力デバイス（キーボード、マウス、タッチスクリーンなど）、および出力デバイス（プリンターまたはディスプレイ）を含み得る。オプションの更新回路１１８０は、分類システム１１００の更新、例えば、メモリ１１５０および／または記憶回路１１７０に記憶されるプロセッサ１１４０により実行されるコード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１１８０を介して提供される更新はまた、シグネチャー、重み、閾値などの、分類システム１１００についての情報を維持するデータベースおよび／または他のデータ記憶形式に関係した記憶回路１１７０の部分の更新を含み得る。試料入力回路１１１０は、分析されるべき生体試料を受け入れるための、分類システム１１００についてのインターフェースを提供する。試料処理回路１１２０はさらに、自動分析のために生体試料を調製するための、分類システム１１００内で生体試料を処理し得る。
本明細書に引用された全ての特許参考文献の開示は、それらが、本明細書に示された開示と一致している範囲内で、参照により本明細書の一部をなすものとする。
本開示の原理の理解を促進するために、今、好ましい実施形態が参照され、それを記載するために特定の言語が用いられる。とは言え、それにより本開示の範囲の限定が意図されることはなく、当業者に普通に思いつくような、本明細書に例示されているような本開示の変化およびさらなる改変が企図されることは理解されているだろう。
本明細書において、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、１つのまたは１つより多い（すなわち、少なくとも１つの）その冠詞の文法的目的語を指すために用いられる。例として、「１つの要素」は、少なくとも１つの要素を意味し、１つより多い要素を含み得る。
「約」は、示された値が、所望の結果に影響することなく、端点よりわずかに（例えば、２％、５％、１０％、または１５％だけ）、上または下であり得ることを提供することにより、数値範囲端点へ柔軟性を与えるために用いられる。
用語「含むこと（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含むこと（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、または「有すること（ｈａｖｉｎｇ）」、およびそれらの語尾変化の本明細書における使用は、その後に挙げられた要素およびその等価物、加えて、追加の要素を包含することを意図される。本明細書で用いられる場合、「および／または」は、その付随の挙げられた項目の１つまたは複数のありとあらゆる可能な組合せ、加えて、選択すべき状況で解釈される（「または」）場合には組合せの欠如を指しかつ包含する。
本明細書で用いられる場合、移行句「から本質的になること」（および文法的語尾変化）は、列挙された材料またはステップ、および特許請求に係る発明の基本的かつ新規の特性に実質的に影響することがないものを包含すると解釈され得る。したがって、本明細書で用いられる場合、用語「から本質的になること」は、「含むこと」と等価として解釈されるべきではない。
さらに、本開示はまた、いくつかの実施形態において、本明細書に示された任意の特徴または特徴の組合せが排除または省略され得ることも企図する。実例を示すと、本明細書が、複合体は成分Ａ、Ｂ、およびＣを含むと述べている場合には、Ａ、Ｂ、もしくはＣのいずれか、またはその組合せが、単独でまたは任意の組合せで、省略および放棄され得ることが、具体的に意図される。
本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書で他に指示がない限り、その範囲内に入る各別個の値を個々に指す、簡便な方法としての役割を果たすことを単に意図され、各別個の値は、あたかもそれが本明細書で個々に列挙されているかのように、本明細書へ組み入れられている。例えば、濃度範囲が、１％～５０％と述べられている場合には、２％～４０％、１０％～３０％、または１％～３％などの値がこの明細書で明示的に挙げられることが意図される。これらは、具体的に意図されるものの例に過ぎず、挙げられたその最も低い値とその最も高い値の間の、それらの値を含む、数値の全ての可能な組合せが、この開示に明示的に述べられていると見なされるべきである。
本明細書で用いられる場合、用語「シグネチャー」は、その特定の組合せが、特定化された生物学的状態の存在または非存在を示す、１セットの生物学的分析物および前記分析物の測定可能な量を指す。これらのシグネチャーは、既知の状態（例えば、確認された、細菌感染、ウイルス感染、真菌感染、または対照（健康および／または非感染性疾病））を有する複数の対象において発見され、目的の１つまたは複数のカテゴリーまたは結果を（個々にまたは合同で）識別できる。生物学的マーカーとしても知られた、これらの測定可能な分析物は、（限定されるわけではないが）、遺伝子発現レベル、タンパク質またはペプチドレベル、または代謝物レベルであり得る。Ｃｏｕｒｃｈｅｓｎｅらの米国特許出願公開第２０１５／０２２７６８１号；Ｅｄｅｎらの米国特許出願公開第２０１６／０１５３９９３号もまた参照されたい。
本明細書に開示されているようないくつかの実施形態において、「シグネチャー」は、遺伝子の発現レベルが、本明細書で教示されているような分類子へ組み込まれた場合、真菌感染などの状態を識別する、遺伝子の特定の組合せである。例えば、下記に提供された実施例を参照されたい。しかしながら、シグネチャーは、Ｃｏｕｒｃｈｅｓｎｅらの米国特許出願公開第２０１５／０２２７６８１号およびＥｄｅｎらの米国特許出願公開第２０１６／０１５３９９３号において言及されているものなど、他の様式で処理／解釈され得る。非限定的例として、Ｋｈａｔｒｉらの米国特許第１０，５３３，２２４号は、状態または生物学的状態を識別するための、時間を一致させた参照値範囲などの、感染していない対照の対象の参照値範囲とのバイオマーカーレベルの比較、およびバイオマーカーについての対照参照値と比較したバイオマーカー発現の幾何平均の使用を論じている。
本明細書で用いられる場合、用語「分類子」および「予測子」は、交換可能に用いられ、シグネチャーの値（例えば、定義された遺伝子セットについての遺伝子発現レベル）および各シグネチャー成分についての決定済みの係数（または重み）を用いて、カテゴリーへの割当のために、示された観察または個々の患者についてのスコアを生じる、数学的関数を指す。分類子は、線形および／または確率的であり得る。分類子は、スコアが、１セットの係数により重み付けされたシグネチャー値の合計の関数である場合には、線形である。さらに、分類子は、シグネチャー値の関数が確率を生じる場合には、確率的であり、０から１．０の間（または０％から１００％の間）の値は、対象または観察が、それぞれ、特定のカテゴリーに属し、または特定の結果を生じるだろう尤度を定量化する。プロビット回帰およびロジスティック回帰は、それぞれ、プロビットおよびロジスティックのリンク関数を用いて、確率を生じる、確率的線形分類子の例である。
本明細書に教示されているような分類子は、「訓練」として知られた手順により獲得され得、その手順は、既知のカテゴリーメンバーシップ（例えば、真菌、ウイルス、細菌、対照など）を有する観察を含有する１セットのデータを使用する。具体的には、訓練は、最適なシグネチャーに加えて、所定のシグネチャーの各成分（例えば、遺伝子発現レベル成分）についての最適な係数（すなわち、重み）を見出そうと努め、最適な結果は、最も高い達成可能な分類精度により決定される。
本明細書で用いられる場合、「分類すること」または「分類」は、感染（例えば、真菌感染）などの生物学的状態に罹患しているまたはそのリスクがある対象を、１つまたは複数のカテゴリーまたは結果（例えば、患者は病原体に感染しており、または感染していない）に割り当てる方法を指す。結果またはカテゴリーは、分類子によって提供されたスコアの値によって決定され、その値は、カットオフまたは閾値、信頼レベル、または限界と比較され得る。他のシナリオにおいて、特定のカテゴリーに属することの確率が与えられ得る（例えば、分類子が確率を報告する場合）。
本明細書で用いられる場合、遺伝子発現レベルと共に用いられる時の用語「示している」とは、遺伝子発現レベルが、別の生物学的状態または対照における発現レベルと比較して、上方制御もしくは下方制御され、変更され、または変化していることを意味する。タンパク質レベルと共に用いられる時の用語「示している」とは、別の生物学的状態における標準タンパク質レベルと比較して、より高くもしくはより低く、増加もしくは減少し、変更され、または変化していることを意味する。
いくつかの実施形態において、分類子／分類は、それが、真菌感染、細菌感染、ウイルス感染、またはＳＩＲＳなどの一般的な生物学的状態を示しているが、その状態の原因（例えば、その感染を引き起こす特定の真菌または細菌）として特定の生物体（属、および任意選択的に、種）の表示を提供しないという点で、「不可知論的」である。
本明細書で用いられる場合、用語「バイオマーカー」または「生物学的マーカー」は、交換可能に用いられ、真菌感染などの疾患または状態のリスクまたは発生率を予測することに有用な、様々な濃度で対象において存在する、天然に存在する生物学的分子を指す。例えば、バイオマーカーは、カンジダ血症などの真菌感染のリスクがあり、またはそれに罹患している対象において、より高いまたはより低い量で存在するタンパク質または遺伝子発現であり得る。バイオマーカーには、対象における生物学的状態についての指標またはマーカーとして用いられる、核酸、リボ核酸、またはポリペプチドを挙げることができるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態において、バイオマーカーはＲＮＡを含む。他の実施形態において、バイオマーカーはＤＮＡを含む。さらに他の実施形態において、バイオマーカーはタンパク質を含む。バイオマーカーはまた、カンジダ血症などの真菌感染のリスクまたは発生率を予測することに有用である、対象に存在する、任意の天然に存在するまたは存在しない多型（例えば、一塩基多型（ＳＮＰ））または遺伝子バリアントを含み得る。
本明細書で用いられる場合、「処置すること」、「処置」、「治療」、および／または「治療レジメン」は、患者によって顕在化された、または患者が起こしやすい可能性がある、疾患、障害、生理学的状態、または生物学的状態（例えば、真菌感染）に応じてなされた臨床的介入を指す。処置の目標には、症状の軽減もしくは防止／低減、疾患、障害、もしくは状態の進行もしくは悪化を遅くすることまたは停止すること、および／または感染などの疾患、障害、もしくは状態の寛解が挙げられる。本明細書で用いられる場合、用語「防止する」、「防止すること」、「防止」、「予防的処置」などは、疾患、障害、または状態（例えば、カンジダ血症などの真菌感染）を有しないが、それを発症するリスクがありまたはそれを起こしやすい対象において、疾患、障害、または状態を発症する確率を低下させることを指す。用語「有効量」または「治療的有効量」は、有益なまたは望ましい生物学的および／または臨床的結果をもたらすのに十分な量を指す。
本明細書で用いられる場合、治療用実体などの作用物質を動物または細胞へ、「投与する（こと）」という用語は、意図された標的へ、その物質（例えば、薬物、治療など）を投薬し、送達し、または適用することを指すように意図される。治療剤に関して、用語「投与する（こと）」は、動物における所望の場所への治療剤の送達のための任意の適切な経路により、対象へ治療剤を接触させもしくは投薬し、送達し、または適用することを指すように意図され、その経路には、非経口または経口のいずれかの経路、筋肉内、注射、皮下／皮内注射、静脈内注射、髄腔内投与、頬側投与、経皮送達、局所投与、および鼻腔内または呼吸器経路による投与による送達が挙げられる。
用語「適切な処置レジメン」または「適切な治療」は、特定の疾患または障害を処置するために必要とされる標準治療を指す。そのようなレジメンは、疾患状態において治癒的効果を生じる能力がある治療剤を対象に投与するという行為を必要とする場合が多い。例えば、真菌感染（例えば、カンジダ血症、クリプトコッカス属感染など）を有する対象を処置するための治療剤には、例えば、抗真菌抗生物質が挙げられ得る。真菌感染を有する対象を処置するための特定の治療剤には、エキノキャンディン系（例えば、カスポファンギン、ミカファンギン、アニデュラファンギン）、アゾール抗真菌剤（例えば、フルコナゾール、ボリコナゾール、イサブコナゾール、ポサコナゾール）、ポリエン系（例えば、アンホテリシンＢ）、ピリジン類似体（例えば、５－フルオロシトシン（５－ＦＣ、またはフルシトシン））、ＡＰＸ００１（フォスマノゲピクス）、ＡＰＸ８７９、ベンゾチオ尿素、クロファジミン、ヒドラジシン（例えば、ＢＨＢＭおよびＢ０）、イボマイシン、モノクローナル抗体１８Ｂ７、レゾルシン酸アミノピラゾール（例えば、Ｃｏｍｐｏｕｎｄ １１２）、セルトラリン、タモキシフェン、ＶＴ－１５９８など、加えてそれらの組合せなどの薬物が挙げられ得るが、それらに限定されない。例えば、Ｉｙｅｒ ｅｔ ａｌ．， “Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ ｃｒｙｐｏｃｏｃｃａｌ ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ： ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ， ａｄｖａｎｃｅｓ ａｎｄ ｆｕｔｕｒｅ ｏｕｔｌｏｏｋ，” Ｎａｔｕｒｅ Ｒｅｖｉｅｗｓ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ １９， ４５４－４６６ （２０２１）参照。
細菌感染の処置は、抗生物質を含み得、その抗生物質には、ペニシリン系、セファロスポリン系、フルオロキノロン系、テトラサイクリン系、マクロライド系、およびアミノグリコシド系が挙げられるが、それらに限定されない。ウイルス感染を有する対象を処置するための治療剤には、オセルタミビル、ＲＮＡｉ抗ウイルス剤、吸入リバビリン、モノクローナル抗体ｒｅｓｐｉｇａｍ、ザナミビル、およびノイラミニダーゼ遮断剤が挙げられるが、それらに限定されない。本開示は、まだ市販されていない抗真菌剤、抗ウイルス剤、または抗生物質での処置を決定するための、本明細書に教示された方法の使用を企図する。
そのようなレジメンはまた、疾患または生物学的状態に関連した症状の低減を生じる能力がある治療剤を対象に投与することを含み得る。そのような治療剤の例には、疾患または感染過程に関連した症状を低減する、ＮＳＡＩＤＳ、アセトアミノフェン、抗ヒスタミン剤、ベータ－アゴニスト、鎮咳剤、または他の薬剤が挙げられるが、それらに限定されない。
本明細書で用いられる場合、用語「生体試料」は、対象から単離された、組織、細胞、および／または生体液を含有する試料を含むが、それらに限定されない。生体試料の例には、組織、細胞、生検、血液（例えば、末梢血）、リンパ液、血清、血漿、脳脊髄液、尿、唾液、粘液、涙、痰、鼻咽頭スワブ、鼻咽頭洗浄液、気管支肺胞洗浄液、気管内吸引液などが挙げられるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態において、生体試料は、末梢血を含む。いくつかの実施形態において、生体試料は、気管支肺胞洗浄液を含む。生体試料は、対象から（例えば、血液または組織サンプリングにより）直接的に、または第三者から（例えば、ヘルスケアプロバイダーまたは実験技官などの仲介人から受け取られる）、入手され得る。
用語「遺伝物質」は、生物体の細胞の核またはミトコンドリアにおける、遺伝情報を保存するために用いられるものに対応する材料を指す。遺伝物質の例には、二本鎖および一本鎖ＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ＲＮＡ、およびｍＲＮＡが挙げられるが、それらに限定されない。
本明細書で用いられる場合、用語「対象」および「患者」は、本明細書で交換可能に用いられ、ヒトと非ヒト動物の両方を指す。本開示の用語「非ヒト動物」は、全ての脊椎動物、例えば、哺乳動物および非哺乳動物、例えば、非ヒト霊長類、ヒツジ、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ニワトリ、両生類、爬虫類などを含む。本明細書に開示された方法および組成物は、インビトロで試料に（例えば、単離された細胞または組織に）か、または対象（すなわち、患者などの生きている生物体）においてインビボでかのいずれかで、用いることができる。いくつかの実施形態において、対象は、カンジダ血症などの真菌感染を患っており、または患うリスクがあるヒトを含む。いくつかの実施形態において、対象は、感染の症状（例えば、発熱）を有する。いくつかの実施形態において、対象は敗血症の症状を有する。
本明細書で用いられる場合、「敗血症」は、感染に対する調節不全の宿主応答により引き起こされる臓器障害を指す。Ｓｉｎｇｅｒ， Ｍ． ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅ Ｔｈｉｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｓｅｐｓｉｓ ａｎｄ Ｓｅｐｔｉｃ Ｓｈｏｃｋ （Ｓｅｐｓｉｓ－３）． ＪＡＭＡ ３１５， ８０１ （２０１６）参照。臓器障害は、例えば、ベースラインを超える２点以上の連続臓器不全評価（敗血症関連臓器不全評価またはＳＯＦＡとしても知られている）スコアの増加により、決定され得る。
他に規定がない限り、本明細書で用いられる全ての技術用語は、当業者により一般的に理解されているのと同じ意味をもつ。
本開示の一態様は、高度の精度で、様々な宿主にわたって、真菌、ウイルス、および／または細菌の感染を同定および区別することができるプラットフォームのための病原体クラス特異的分類子を生成するための方法であって、（ｉ）真菌感染に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉ）複数の入院していない健康な対照から生体試料を取得するステップ；（ｉｉｉ）ステップ（ｉ）および（ｉｉ）からの試料のそれぞれにおいて複数の遺伝子の遺伝子発現レベルをプラットフォーム上で測定するステップ；（ｉｖ）任意選択的に、正規化遺伝子発現値を生成するために、ステップ（ｉｉｉ）において得られた遺伝子発現レベルを正規化するステップ；ならびに（ｆ）高度の精度で、様々な宿主にわたって真菌感染を同定および区別する能力がある１つまたは複数の分類子を生成するステップを含むか、それらからなるか、またはそれらから本質的になる方法を提供する。
いくつかの実施形態において、方法は、生成するステップに用いるために、ウイルスおよび／または細菌感染および／または非感染疾病（ＳＩＲＳ）に罹患している複数の対象から生体試料を取得するステップをさらに提供する。
いくつかの実施形態において、測定するステップは、試料から細胞を精製するステップ、試料の細胞を破壊するステップ、および試料からＲＮＡを単離するステップのうちの１つもしくは複数のステップを含むか、またはそれらのステップに先行される。
いくつかの実施形態において、測定するステップは、ＰＣＲ、（ｍＲＮＡのｃＤＮＡへの）逆転写、等温増幅、および／または核酸プローブハイブリダイゼーションを含む。
本明細書で用いられる場合、「真菌感染」は、宿主対象の病原性真菌（例えば、酵母、カビ、黒色真菌）による感染（例えば、血液感染、肺感染など）を指す。真菌には、カンジダ属（カンジダ血症およびカンジダ症を引き起こす）、クリプトコッカス属（例えば、クリプトコッカス・ネオフォルマンス（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ））、アスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、ヒストプラズマ属（Ｈｉｓｔｏｐｌａｓｍａ）（例えば、ヒストプラズマ・カプスラーツム（Ｈｉｓｔｏｐｌａｓｍａ ｃａｐｓｕｌａｔｕｍ））、ニューモシスチス属（Ｐｎｅｕｍｏｃｙｓｔｉｓ）、コクシジオイデス属（Ｃｏｃｃｉｄｉｏｉｄｅｓ）（例えば、コクシジオイデス・イミチス（Ｃｏｃｃｉｄｉｏｉｄｅｓ ｉｍｍｉｔｉｓ））、パラコクシジオイデス属（Ｐａｒａｃｏｃｃｉｄｉｏｉｄｅｓ）（例えば、南アメリカ分芽菌（Ｐａｒａｃｏｃｃｉｄｉｏｉｄｅｓ ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ））、スポロトリクス属（Ｓｐｏｒｏｔｈｒｉｘ）（例えば、スポロトリックス・シェンキイ（Ｓｐｏｒｏｔｈｒｉｘ ｓｃｈｅｎｃｋｉｉ））などの真菌が挙げられ得るが、それらに限定されない。
いくつかの実施形態において、真菌は、カンジダ属、トリコスポロン属、またはクリプトコッカス属などの酵母である。カンジダ属の代表的な種には、カンジダ・アルビカンス（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎｓ）、カンジダ・グラブラータ（Ｃａｎｄｉｄａ ｇｌａｂｒａｔａ）、カンジダ・トロピカリス（Ｃａｎｄｉｄａ ｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ）、カンジダ・デュブリニエンシス（Ｃａｎｄｉｄａ ｄｕｂｌｉｎｉｅｎｓｉｓ）、カンジダ・クルーセイ（Ｃａｎｄｉｄａ ｋｒｕｓｅｉ）、カンジダ・ルシタニアエ（Ｃａｎｄｉｄａ ｌｕｓｉｔａｎａｅ）、カンジダ・パラプシローシス（Ｃａｎｄｉｄａ ｐａｒａｐｓｉｌｏｓｉｓ）、およびカンジダ・ゼイラノイデス（Ｃａｎｄｉｄａ ｚｅｙｌａｎｏｉｄｅｓ）が挙げられるが、それらに限定されない。トリコスポロン属の代表的な種には、トリコスポロン・フンゲミア（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ ｆｕｎｇｅｍｉａ）が挙げられるが、それに限定されない。クリプトコッカス属の代表的な種には、クリプトコッカス・ネオフォルマンス（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ）およびクリプトコッカス・ガッティ（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｇａｔｔｉｉ）が挙げられるが、それらに限定されない。
本明細書で用いられる場合、用語「プラットフォーム」または「テクノロジー」は、本開示に従って、シグネチャー、例えば、遺伝子発現レベルを測定するために用いられ得る装置（例えば、機器および関連部品、コンピュータ、本明細書に教示されているような１つまたは複数のデータベースを含むコンピュータ可読媒体、試薬など）を指す。プラットフォームの例には、アレイプラットフォーム、サーマルサイクラープラットフォーム（例えば、多重化および／またはリアルタイムＰＣＲプラットフォーム）、核酸シーケンシングプラットフォーム、等温増幅プラットフォーム（例えば、ループ媒介性等温増幅（ＬＡＭＰ、ＲＴ－ＬＡＭＰ））、ハイブリダイゼーションおよび／または多重シグナルコード化（例えば、蛍光）検出器プラットフォームなど、核酸質量分析プラットフォーム、磁気共鳴プラットフォーム、ノーザンブロッティング、およびそれらの組合せ（例えば、ＰＣＲと等温増幅の組合せ － 例えば、Ｖａｒｌａｍｏｖ ｅｔ ａｌ．， “Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＰＣＲ ａｎｄ Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ａｒｅ Ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ Ｆａｓｔ ａｎｄ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ Ｖｉｒａｌ ＲＮＡ，” Ｆｒｏｎｔ． Ｂｉｏｅｎｇ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．， ２０２０参照）が挙げられるが、それらに限定されない。
いくつかの実施形態において、プラットフォームは、遺伝子発現レベルを半定量的に測定する（すなわち、個別のまたは絶対的な発現において測定するというよりむしろ、発現レベルが、推定として、および／またはお互い、もしくは特定化されたマーカー（例えば、別の「標準」または「参照」遺伝子の発現）に対して相対的に測定される）ように、構成される。
いくつかの実施形態において、半定量的測定には、特定化されたｍＲＮＡを示すシグナルが検出されるまでＰＣＲサイクルを実施し、かつ検出までに必要とされるＰＣＲサイクルの数を用いて、シグネチャー内の遺伝子の推定または相対的発現レベルを提供することによる、「リアルタイムＰＣＲ」が挙げられる。
リアルタイムＰＣＲプラットフォームには、例えば、ＴａｑＭａｎ（登録商標）Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ａｒｒａｙ（ＴＬＤＡ）が挙げられ、そこでは、試料が、リアルタイムＰＣＲが実施されるウェルの一群を有するアレイカード上で、多重化逆転写、続いて、リアルタイムＰＣＲを受ける。Ｋｏｄａｎｉ ｅｔ ａｌ． ２０１１， Ｊ． Ｃｌｉｎ． Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ． ４９（６）：２１７５－２１８２参照。リアルタイムＰＣＲプラットフォームにはまた、例えば、Ｂｉｏｃａｒｔｉｓ Ｉｄｙｌｌａ（商標）試料調製から結果まで（ｓａｍｐｌｅ－ｔｏ－ｒｅｓｕｌｔ）のテクノロジーが挙げられ、そこでは、細胞が溶解され、ＤＮＡ／ＲＮＡが抽出され、リアルタイムＰＣＲが実施され、結果が検出される。
磁気共鳴プラットフォームには、例えば、Ｔ２ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ（登録商標）Ｔ２ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ（Ｔ２ＭＲ（登録商標））テクノロジーが挙げられ、そこでは、分子標的が、生体試料において、精製の必要性なしに、同定され得る。
用語「アレイ」、「マイクロアレイ」、および「マイクロ アレイ」は、交換可能であり、基板上に提示された１群のヌクレオチド配列の配置を指す。任意の型のアレイを、本明細書に提供された方法に利用することができる。例えば、アレイは、スライドグラスなどの固体基板（固相アレイ）上、またはニトロセルロース膜などの半固体基板上にあり得る。アレイはまた、ビーズ上に提示され得、すなわち、ビーズアレイであり得る。これらのビーズは、典型的には、顕微鏡レベルであり、例えばポリスチレンから、作られ得る。アレイはまた、ナノ粒子上に提示され得、そのナノ粒子は、例えば、特に金から作られ得るが、銀、パラジウム、または白金からでも作られ得る。例えば、金ナノ粒子プローブテクノロジーを用いる、Ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅ Ｖｅｒｉｇｅｎｅ（登録商標） Ｓｙｓｔｅｍを参照。磁気ナノ粒子もまた用いられ得る。他の例には、核磁気共鳴マイクロコイルが挙げられる。ヌクレオチド配列は、ＤＮＡ、ＲＮＡ、またはそれらの任意の順列（例えば、ロックド核酸（ＬＮＡ）などのヌクレオチド類似体）であり得る。いくつかの実施形態において、ヌクレオチド配列は、ゲノムＤＮＡよりむしろ、スプライスされたまたは成熟ＲＮＡ種の遺伝子発現を検出するために、エクソン／イントロン境界にかかる。ヌクレオチド配列はまた、遺伝子由来の部分配列、プライマー、遺伝子配列全体、非コード配列、コード配列、公表された配列、既知の配列、または新規の配列であり得る。アレイは、追加として、タンパク質または代謝物を特異的に結合する、抗体、ペプチド、タンパク質、組織、細胞、化学物質、炭水化物などの他の化合物を含み得る。
本明細書に教示されているような宿主に由来したバイオマーカーアプローチは、１つまたは複数の病原体クラスの一度での迅速な（さらに、ポイントオブケア）検出を含む、重要な診断的ニッチを満たす可能性を提供する。いくつかの実施形態において、検出は、プラットフォームにより、４８時間未満、３６時間未満、または２４時間未満で、実施され得る。いくつかの実施形態において、検出は、プラットフォームにより、２２時間未満、２０時間未満、または１６時間未満で、実施され得る。いくつかの実施形態において、検出は、プラットフォームにより、１２時間未満、１０時間未満、または８時間未満で、実施され得る。いくつかの実施形態において、検出は、プラットフォームにより、６時間未満、４時間未満、または２時間未満で、実施され得る。いくつかの実施形態において、検出は、プラットフォームにより、６０分未満、４５分未満、または３０分未満で、実施され得る。そのようなプラットフォームの特定の例には、ＰＣＲに基づいたプラットフォームが挙げられるが、それらに限定されない。
いくつかの実施形態において、分類子を生成するステップは、（ｉ）各正規化遺伝子発現値についての重みを割り当て、各遺伝子についての重みおよび発現値を分類子（例えば、線形回帰分類子）方程式へ入力し、複数の対象のそれぞれの結果についてのスコアを決定するステップ、次いで（ｉｉ）複数の対象にわたる各結果についての分類の精度を決定するステップ、次いで（ｉｉｉ）分類の精度が最適化されるまで重みを調整して、プラットフォームについての前記細菌分類子、ウイルス分類子、真菌分類子、および／または対照分類子を提供し、任意選択的に、各分類子の成分（遺伝子、重み、および／または病因閾値）を１つまたは複数のデータベースへアップロードするステップであって、ゼロではない重みを有する遺伝子がそれぞれの分類子に含まれる、ステップを繰り返し含む。
別の実施形態において、分類子は、線形回帰分類子を含み、生成するステップは、分類子のスコアを確率へ変換することを含む。
別の実施形態において、本方法は、少なくとも２つの関連した臨床特性を含む既知のデータセットに対して分類子を検証するステップをさらに含む。
本開示の別の態様は、本開示の方法に従って作成された真菌、ウイルス、細菌、および／または対照の分類子を提供し、その場合、分類子は、表１～５に列挙された遺伝子（例えば、前記遺伝子に相同的なオリゴヌクレオチドプローブを用いて、測定可能な）のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個、または３０個から、５０個、６０個、７０個、８０個、９０個、または９４個全部までの発現レベルを含む。（１つの遺伝子 － ＴＭＥＭ１９９は、表１および３、それぞれの真菌分類子とウイルス分類子において、真菌分類子では負の係数（重み）、ウイルス分類子では正の係数（重み）を有するとは言え、両方に現れていることを留意されたい。）ゲノム参照：２０１９年６月１５日にｆｔｐ．ｅｎｓｅｍｂｌ．ｏｒｇ／ｐｕｂ／ｒｅｌｅａｓｅ－９６／ｆａｓｔａ／ｈｏｍｏ＿ｓａｐｉｅｎｓ／ｄｎａ／からダウンロードされた、ヒト（Ｈｏｍｏ ｓａｐｉｅｎｓ）ＧＲＣｈ３８、リリース９６。転写産物参照：ここのｆｔｐ．ｅｎｓｅｍｂｌ．ｏｒｇ／ｐｕｂ／ｒｅｌｅａｓｅ－９６／ｇｔｆ／ｈｏｍｏ＿ｓａｐｉｅｎｓ／からダウンロードされた、ヒト（Ｈｏｍｏ ｓａｐｉｅｎｓ）ＧＲＣｈ３８、リリース９６。例えば、分類子は、表１～５に列挙されたそれらのうちの１個、５個、１０個、１５個、または２０個から、３０個、４０個、５０個、６０個、または７０個までの遺伝子の発現レベルを含み得る。
例えば、真菌分類子は、表１に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、２０個、２５個、もしくは２９個全部を含み得る；細菌分類子は、表２に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、もしくは１８個全部を含み得る；ウイルス分類子は、表３に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、もしくは１９個全部を含み得る；ＳＩＲＳ分類子は、表４に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、もしくは１９個全部を含み得る；および／または健康分類子は、表５に列挙された遺伝子のうちの３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、もしくは１０個全部を含み得る。
これらの分類子の１つまたは複数が、本開示により教示された方法を実行することにおいて含まれ得、例えば、それには、真菌分類子のみ；真菌分類子および細菌分類子；真菌分類子およびウイルス分類子；真菌分類子、細菌分類子、およびウイルス分類子；真菌分類子および非感染性疾病（ＳＩＲＳ）分類子；真菌分類子および健康分類子；真菌分類子、ＳＩＲＳ分類子、および健康分類子；真菌分類子、細菌分類子、ウイルス分類子、およびＳＩＲＳ分類子；真菌分類子、細菌分類子、ウイルス分類子，および健康分類子；ならびに真菌分類子、細菌分類子、ウイルス分類子、ＳＩＲＳ分類子、および健康分類子が挙げられるが、それらに限定されない。例として、方法は、真菌感染および細菌感染の存在または非存在を決定するための真菌分類子および細菌分類子の使用を含み得る。別の例として、方法は、対象において真菌感染および非感染性疾病の存在または非存在を決定するための真菌分類子およびＳＩＲＳ分類子の使用を含み得る。別の例として、方法は、対象において真菌感染、細菌感染、および非感染性疾病の存在または非存在を決定するための真菌分類子、細菌分類子、およびＳＩＲＳ分類子の使用を含み得る。
本開示の別の態様は、表６～１０に列挙された遺伝子（例えば前記遺伝子と相同的なオリゴヌクレオチドプローブを用いて、測定可能な）のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個、３０個、または３３個全部の発現レベルを含む、本開示の方法に従って作成された、真菌、ウイルス、細菌、および／または対照の分類子を提供する。表１～５の分類子の例と重複する遺伝子は、太字で強調されている。
本開示の別の態様は、表６～１０に列挙された太字での遺伝子の発現レベルを含む、本開示の方法に従って作成された、真菌、ウイルス、細菌、および／または対照の分類子を提供する。すなわち、真菌分類子は、ＩＴＧＡ２Ｂ、ＭＫＩ６７、およびＡＺＵ１（それぞれ、正の係数を有する）を含む；細菌分類子は、ＨＤＡＣ４、ＤＣＡＦ１５、ＳＤＨＣ、ＳＡＰ３０Ｌ、およびＤＮＡＳＥ１（それぞれ、正の係数を有する）、ならびにＤＣＡＦ１５（負の係数を有する）を含む；ウイルス分類子は、ＰＩＧＴ、ＨＥＲＣ６、およびＬＹ６Ｅ（それぞれ、正の係数を有する）を含む；ＳＩＲＳ分類子は、ＳＬＣ３５Ｅ１、ＷＩＰＩ２、ＲＥＬＬ１、およびＭＡＰ１ＬＣ３Ｂ２（それぞれ、正の係数を有する）、ならびにＣＡＳＺ１およびＧＡＢＢＲ１（それぞれ、負の係数を有する）を含む；ならびに、健康分類子は、ＲＰＳ２４（正の係数を有する）およびＣＴＳＢ（負の係数を有する）を含む。
上で言及されているように、これらの分類子の１つまたは複数が、本開示により教示された方法を実行することにおいて含まれ得、例えば、その分類子には、真菌分類子のみ；真菌分類子および細菌分類子；真菌分類子およびウイルス分類子；真菌分類子、細菌分類子、およびウイルス分類子；真菌分類子および非感染性疾病（ＳＩＲＳ）分類子；真菌分類子および健康分類子；真菌分類子、ＳＩＲＳ分類子、および健康分類子；真菌分類子、細菌分類子、ウイルス分類子、およびＳＩＲＳ分類子；真菌分類子、細菌分類子、ウイルス分類子，および健康分類子；ならびに真菌分類子、細菌分類子、ウイルス分類子、ＳＩＲＳ分類子、および健康分類子が挙げられるが、それらに限定されない。例として、方法は、真菌感染および細菌感染の存在または非存在を決定するための真菌分類子および細菌分類子の使用を含み得る。別の例として、方法は、対象において真菌感染および非感染性疾病の存在または非存在を決定するための真菌分類子およびＳＩＲＳ分類子の使用を含み得る。別の例として、方法は、対象において真菌感染、細菌感染、および非感染性疾病の存在または非存在を決定するための真菌分類子、細菌分類子、およびＳＩＲＳ分類子の使用を含み得る。
いくつかの実施形態において、これらのシグネチャーの使用は、複数の異なる病因（カンジダ血症などの真菌感染、細菌感染、ウイルス感染、非感染性疾病（「ＳＩＲＳ」）、および／または健康）を、高度の精度で一度に同定することができる。例えば、いくつかの実施形態において、病因は、受信者操作特性曲線下面積（ａｕＲＯＣまたはＲＯＣ）を有し、その面積は、少なくとも０．９０、例えば、少なくとも０．９１、少なくとも０．９２、少なくとも０．９３、少なくとも０．９４、少なくとも０．９５、少なくとも０．９６、少なくとも０．９７、少なくとも０．９８、もしくは少なくとも０．９９；または少なくとも０．８０、例えば、少なくとも０．８１、少なくとも０．８２、少なくとも０．８３、少なくとも０．８４、少なくとも０．８５、少なくとも０．８６、少なくとも０．８７、少なくとも０．８８、もしくは少なくとも０．８９の、対象が正確に割り当てられた病因を有するだろう確率である。当技術分野において知られているように、０．８０のａｕＲＯＣは、正しい割当が、その時点の８０％になることを意味し、０．８０より上のａｕＲＯＣは、その分類子の優秀なパフォーマンスであると見なされる。
本開示の態様は、対象を分類するための方法であって、（ａ）対象から生体試料を取得するステップ；（ｂ）生体試料における真菌感染、ならびに任意選択的に、細菌感染、ウイルス感染、健康、および／または非感染性疾病のうちの１つまたは複数を示すシグネチャーをプラットフォーム上で測定するステップ、ここで、前記シグネチャーが、定義済みの遺伝子セットの遺伝子発現レベルを含み；（ｃ）遺伝子発現レベルを真菌分類子、ならびに任意選択的に、細菌感染分類子、ウイルス分類子、および対照分類子（健康および／または非感染性疾病）から選択される１つまたは複数の追加の分類子へ入力するステップ、ここで、前記分類子が、プラットフォームに関する定義済みの遺伝子セットの遺伝子のそれぞれについての定義済みの重み付け値（すなわち、係数）を含み；ならびに（ｄ）前記遺伝子発現レベルおよび分類子に基づいて、対象を、真菌感染、および／または細菌感染、ウイルス感染、もしくは対照を有するとして分類するステップを含む、方法である。いくつかの実施形態において、方法は、正規化遺伝子発現値を生成するために、遺伝子発現レベルを正規化するステップを含み、入力するステップが、正規化遺伝子発現値を分類子へ入力することを含み、分類するステップが、前記正規化遺伝子発現値および分類子に基づいて、真菌感染、および任意選択的に、細菌感染、ウイルス感染、または対照についての確率を計算することを含む。いくつかの実施形態において、方法はさらに、真菌感染、ならびに任意選択的に、細菌感染、ウイルス感染、健康、および／または非感染性疾病の確率を示すスコアを対象に割り当てる報告を生成するステップを含む。いくつかの実施形態において、方法はさらに、（ｅ）分類するステップに基づいて、対象に適切な治療を投与するステップを含む。
本開示の別の態様は、カンジダ血症などの真菌感染に罹患しているまたはそのリスクがある対象において、カンジダ血症などの真菌感染を診断および／または処置するための方法であって、（ａ）対象から生体試料を取得するステップ；（ｂ）生体試料において、定義済みの遺伝子セットの遺伝子発現レベル（すなわち、シグネチャー）をプラットフォーム上で測定するステップ；（ｃ）任意選択的に、正規化遺伝子発現値を生成するために、遺伝子発現レベルを正規化するステップ；（ｄ）遺伝子発現値を、細菌感染分類子、ウイルス分類子、真菌分類子、および／または対照分類子から選択される１つまたは複数の分類子へ入力するステップ、ここで、前記分類子が、プラットフォームに関する定義済みの遺伝子セットの遺伝子のそれぞれについての定義済みの重み付け値（すなわち、係数）を含み、任意選択的に、前記分類子が、１つまたは複数のデータベースから検索され；（ｅ）前記正規化遺伝子発現値および分類子に基づいて、細菌、ウイルス、および真菌、および／または対照の１つまたは複数についての確率を計算するステップ、それにより、対象においてカンジダ血症などの真菌感染が存在するかどうか、またはそのような真菌感染を発症する対象の尤度を決定し；ならびに（ｆ）任意選択的に、適切な治療を投与するステップを含むか、それらかなるか、またはそれらから本質的になる、方法を提供する。
いくつかの実施形態において、方法はさらに、カンジダ血症などの真菌感染の確率を示すスコアを対象に割り当てる報告を生成するステップを含む。
いくつかの実施形態において、定義済みの遺伝子セットは、表１～５に列挙された遺伝子のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個、または３０個から、５０個、６０個、７０個、８０個、９０個、または９４個全部までの発現レベルを含む。例えば、分類子は、表１～５に列挙されたもののうちの１個、５個、１０個、１５個、または２０個から、３０個、４０個、５０個、６０個、または７０個までの遺伝子の発現レベルを含み得る。
例として、定義済みセットは、表１に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、２０個、２５個、もしくは２９個全部；ならびに任意選択的に、表２に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、もしくは１８個全部；表３に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、もしくは１９個全部；表４に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、もしくは１９個全部；および／または表５に列挙された遺伝子のうちの３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、もしくは１０個全部を、任意の組合せで含み得る。
別の例として、定義済みの遺伝子リストは、表６～１０に列挙された遺伝子のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個、３０個、または３３個全部の発現レベルを含み得る。さらなる例として、定義済みの遺伝子リストは、表６～１０に列挙された太字での遺伝子の発現レベルを含み得る。
いくつかの実施形態において、生体試料は、末梢血、痰、鼻咽頭スワブ、鼻咽頭洗浄液、気管支肺胞洗浄液、気管内吸引液、脳脊髄液、尿、およびそれらの組合せからなる群から選択される。ある特定の実施形態において、生体試料は、末梢血試料を含む。ある特定の実施形態において、生体試料は、気管支肺胞洗浄液を含む。
＜分類システム＞
図５を参照して、分類システムおよび／またはコンピュータプログラムプロダクト１１００は、本明細書に記載された様々な実施形態により、プラットフォーム内でまたはそれにより、用いられ得る。分類システムおよび／またはコンピュータプログラムプロダクト１１００は、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはハードウェアの任意の適切な組合せを用いて、データを受け取り、送信し、処理し、および／または記憶するように動作可能であり、かつスタンドアロン型および／またはインターネットとして知られたグローバル通信ネットワークの全部または一部分を含む、任意の通常の、公共および／または民間の、リアルおよび／またはバーチャルの、有線および／または無線のネットワークにより相互接続され得る、１つまたは複数のエンタープライズ、アプリケーション、パーソナルの、パーベイシブの、および／または組込み型のコンピュータシステムとして具現化され得、有形の、非一時的なコンピュータ可読媒体の様々な型を含み得る。
図５に示されているように、分類システム１１００は、１つもしくは複数のオペレーティングシステムおよび／または１つもしくは複数のアプリケーションが動作する１つまたは複数の中央処理装置（ＣＰＵ）を含む、プロセッササブシステム１１４０を含み得る。１つのプロセッサ１１４０が示されているが、複数のプロセッサ１１４０が存在し得、それらは、電気的に相互接続されているかまたは別々であり得ることは理解されているだろう。プロセッサ１１４０は、メモリ１１５０などのメモリデバイスからプログラムコードを実行し、本明細書に記載されたオペレーションおよび方法の少なくとも一部を実施するように構成され、任意の通常または専用のプロセッサであり得、そのプロセッサには、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、およびマルチコア・プロセッサが挙げられるが、それらに限定されない。
メモリサブシステム１１５０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）、もしくはフラッシュメモリ、および／または任意の他の固体メモリデバイスなどのメモリデバイス階層を含み得る。記憶回路１１７０もまた提供され得、それは、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リードオンリーメモリ（ＣＤＲＯＭ）、光学式記憶デバイス、磁気記憶デバイス、および／または任意の他の種類のディスクもしくはテープに基づいた記憶サブシステムが挙げられ得る。記憶回路１１７０は、分類システム１１００についてのデータ／パラメーター／分類子の不揮発性記憶を提供し得る。記憶回路１１７０は、ディスクドライブおよび／また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１１７０は、プロセッサ１１４０により、実行されるべきコードおよび／またはアクセスされるべきデータを記憶するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、記憶回路１１７０は、シグネチャー、重み、閾値などの分類システム１１１０に用いられるデータ／パラメーター／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つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組合せが、記憶回路１１７０により利用され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体であり得る。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電気的、磁気的、光学的、電磁気的、赤外線、または半導体のシステム、装置、もしくはデバイス、または前述の任意の適切な組合せであり得るが、それらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（包括的でないリスト）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）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、ポータブルコンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、光学式記憶デバイス、磁気記憶デバイス、または前述の任意の適切な組合せが挙げられる。本明細書で用いられる場合、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによりまたはそれと接続して用いられるプログラムを含有または記憶することができる任意の有形の媒体であり得る。
入力／出力回路１１６０は、ディスプレイならびに／またはユーザー入力デバイス、例えば、キーボード、タッチスクリーン、および／もしくはポインティングデバイスを含み得る。入力／出力回路１１６０に取り付けられるデバイスは、分類システム１１００のユーザーによりプロセッサ１１４０へ情報を提供するために用いられ得る。入力／出力回路１１６０に取り付けられるデバイスは、ネットワークまたは通信制御装置、入力デバイス（キーボード、マウス、タッチスクリーンなど）、および出力デバイス（プリンターまたはディスプレイ）を含み得る。入力／出力回路１１６０は、ディスプレイおよび／またはプリンターなどのデバイスへのインターフェースも提供し得、そのデバイスへ、分類システム１１００のオペレーションの結果が、分類システム１１００のユーザーへ提供されるために伝達され得る。
オプションの更新回路１１８０は、分類システム１１００へ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１１５０および／または記憶回路１１７０に記憶される、プロセッサ１１４０により実行されるコードへの更新を含み得る。更新回路１１８０により提供される更新はまた、分類システム１１００についての情報、例えば、シグネチャー、重み、閾値などを維持するデータベースおよび／または他のデータ記憶形式に関連した記憶回路１１７０の部分への更新を含み得る。
分類システム１１００の試料入力回路１１１０は、分析されるべき生体試料を受け入れるために、上で記載されているような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１１１０は、機械的要素、加えて、電気的要素を含み得、それらの要素は、ユーザーにより提供された生体試料を分類システム１１００へ受け入れ、分類システム１１００および／またはプラットフォーム内の生体試料を、処理されるように輸送する。試料入力回路１１１０は、試料および／または検査注文書の識別のためのバーコード付き容器を識別するバーコードリーダーを含み得る。試料処理回路１１２０は、自動分析のために生体試料を調製するために分類システム１１００および／またはプラットフォーム内の生体試料をさらに処理し得る。試料分析回路１１３０は、処理された生体試料を自動的に分析し得る。試料分析回路１１３０は、例えば、分類システム１１００へ提供された生体試料に関して、定義済みの遺伝子セットの遺伝子発現レベルを測定することに用いられ得る。試料分析回路１１３０はまた、遺伝子発現レベルを正規化することにより、正規化遺伝子発現値を生成し得る。試料分析回路１１３０は、記憶回路１１７０から、真菌感染分類子、ならびにまた任意選択的に、ウイルス感染分類子、細菌感染分類子、非感染性疾病分類子、および健康対象分類子のうちの１つまたは複数を検索し得る。試料分析回路１１３０は、正規化遺伝子発現値を分類子へ入力し得る。試料分析回路１１３０は、入力／出力回路１１６０による前記分類子および対照の出力に基づいて、真菌感染、ならびにまた任意選択的に、ウイルス感染、細菌感染、非感染性疾病、および健康対象のうちの１つまたは複数についての病因確率または尤度を、計算し得る。
試料入力回路１１１０、試料処理回路１１２０、試料分析回路１１３０、入力／出力回路１１６０、記憶回路１１７０、および／または更新回路１１８０は、少なくとも部分的に、分類システム１１００の１つまたは複数のプロセッサ１１４０の制御下で、実行され得る。本明細書で用いられる場合、プロセッサ１１４０の「制御下で」実行することとは、試料入力回路１１１０、試料処理回路１１２０、試料分析回路１１３０、入力／出力回路１１６０、記憶回路１１７０、および／または更新回路１１８０により実施されるオペレーションが、少なくとも部分的に、プロセッサ１１４０により実行および／または命令され得るが、それらのコンポーネントのオペレーションの少なくとも一部分が別個で、電気的または機械的に自動化されることを除外しないことを意味する。プロセッサ１１４０は、本明細書に記載されているような分類システム１１００のオペレーションを、コンピュータプログラムコードの実行を介して、制御し得る。
本開示の態様についてのオペレーションを実行するためのコンピュータプログラムコードは、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで書かれ得、そのプログラミング言語には、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、およびＧｒｏｏｖｙなどの動的プログラミング言語、または他のプログラミング言語が挙げられる。プログラムコードは、完全に分類システム１１００上で、一部、分類システム１１００上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、一部、分類システム１１００上でかつ一部、リモートコンピュータ上で、または完全にリモートコンピュータもしくはサーバー上で、実行し得る。後者のシナリオにおいて、リモートコンピュータは、分類システム１１００と、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の型のネットワークを通して接続され得、またはその接続は、外部コンピュータへ（例えば、インターネットサービスプロバイダーを用いて、インターネットを通して）、もしくはクラウドコンピュータ環境において、なされ得、またはサービス型ソフトウェア（ＳａａＳ）などのサービスとして提供され得る。
いくつかの実施形態において、システムは、遺伝子発現の定量的または半定量的検出を、真菌感染、ならびにまた任意選択的に、ウイルス感染、細菌感染、非感染性疾病、および健康対象のうちの１つまたは複数の病因の累積スコアまたは確率へ変換することができるコンピュータ可読コードを含む。
いくつかの実施形態において、システムは、試料調製から結果までのシステムであり、そのコンポーネントは、ユーザーが、検査されるべき生体試料をただ単に挿入するだけで、その後しばらくして（好ましくは、わずかな時間で、例えば、最長３分間もしくは４５分間、または最長１時間、２時間、もしくは３時間、または８時間、１２時間、２４時間、もしくは４８時間）、システムから結果出力を受け取ることができるように統合されている。
本開示の別の態様は、本明細書に記載および例証されている全てを提供する。
以下の実施例は、例証として提供され、限定するものではない。
［実施例１．カンジダ血症に対する宿主転写応答は、好中球活性化およびヘム生合成により支配され、新規の診断アプローチを裏付ける］
Ａ．方法
対象登録：全ての研究患者は、Ｄｕｋｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｅｎｔｅｒ（ＤＵＭＣ）において、インフォームドコンセント後、登録された。本研究は、ＤＵＭＣにおけるＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｂｏａｒｄ（ＩＲＢ）により承認され（Ｐｒｏ０００８３４８４）、ヘルシンキ宣言に従って実施された。カンジダ血症を有する４８人の入院患者が、カンジダ種についての最初の血液培養陽性の時点で、Ｄｕｋｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｄｕｒｈａｍ、ＮＣ）における感染性疾患データおよび検体保存プログラムにより登録された。ＲＮＡシーケンシングのために、全血をこれらの対象からＰＡＸＧｅｎｅチューブに収集し、追加の分析のために、各対象から血清を収集した。カンジダ血症を有する各対象は、本研究の過程にわたって、少なくとも１個、多くとも１４個の試料を収集された。ウイルス、細菌、または非感染性疾病を有する。救急科を受診した、以前に登録された対象（ＤＵＭＣ、Ｄｕｒｈａｍ ＶＡ Ｈｅａｌｔｈ Ｃａｒｅ Ｓｙｓｔｅｍ、ＵＮＣ Ｈｅａｌｔｈ Ｃａｒｅ、およびＨｅｎｒｙ Ｆｏｒｄ Ｈｏｓｐｉｔａｌ）からのＲＮＡシーケンシングデータもまた、カンジダ血症試料と共に実行された。末梢血試料はまた、入院していない健康な対照の集団から同様に収集された。臨床的判定は、参照標準としての役割を果たし、それは、登録後であるが、遺伝子発現測定前に、実施された。ここで用いられた判定方法は、以前に記載されている。非感染性対象は、全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）表現型 － 感染の証拠がなく、少なくとも２つのＳＩＲＳ判定基準（体温＜セ氏３６°（℃）または＞３８℃、頻拍＞９０拍／分、頻呼吸＞２０呼吸／分またはＰａＣＯ２＜３２ｍｍＨｇ、白血球数＜４，０００細胞／ｍｍ３または＞１２，０００細胞／ｍｍ３、または＞１０％好中球バンド型）により定義された － としてラベルされた。
ＲＮＡ抽出、ライブラリー調製およびシーケンシング：全ＲＮＡを、ＰＡＸｇｅｎｅ血液ＲＮＡチューブ中に保存および貯蔵されたヒト血液から、Ｑｉａｇｅｎ ＰＡＸｇｅｎｅ Ｂｌｏｏｄ ｍｉＲＮＡキットを用いて、製造会社のプロトコールに従って抽出した。ＲＮＡ量および品質を、Ｎａｎｏｄｒｏｐ ２０００分光光度計（Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）およびＡｇｉｌｅｎｔ ２１００ Ｂｉｏａｎａｌｙｚｅｒ、それぞれを用いて、評価した。ＲＮＡシーケンシングライブラリーを、ＮｕＧＥＮ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｍＲＮＡ－ｓｅｑキットをＡｎｙＤｅｐｌｅｔｅ Ｇｌｏｂｉｎ（ＮｕＧＥＮ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｒｅｄｗｏｏｄ Ｃｉｔｙ、ＣＡ）と共に用いて、作製し、Ｉｌｌｕｍｉｎａ ＮｏｖａＳｅｑ ６０００装置において、Ｓ２フローセルおよび５０ｂｐペアエンドリードを用いて、シーケンシングした（Ｄｕｋｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ａｎｄ Ｇｅｎｏｍｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｅにより実施された）。
ＲＮＡシーケンシングデータ処理：発見データセットと検証データセットの両方について、ＲＮＡ配列を、ヒトゲノム（ｈｇ）にマッピングし、パラメーター、ｑｕａｎｔＭｏｄｅ：「ＧｅｎｅＣｏｕｎｔｓ」；ｏｕｔＳＡＭｔｙｐｅ：「Ｎｏｎｅ」；ｏｕｔＳＡＭｍｏｄｅ：「Ｎｏｎｅ」；ｒｅａｄＦｉｌｅｓＣｏｍｍａｎｄ：「ｚｃａｔ」、およびｆｔｐ：／／ｆｔｐ．ｅｎｓｅｍｂｌ．ｏｒｇ／ｐｕｂ／ｒｅｌｅａｓｅ－９６／ｆａｓｔａ／ｈｏｍｏ＿ｓａｐｉｅｎｓ／ｄｎａ／（遺伝子定量化について）からダウンロードされたＥＮＳＥＭＢＬ遺伝子参照ホモサピエンスＧＲＣｈ３８ ＤＮＡ、リリース９６で、ＳＴＡＲを用いて、遺伝子発現を定量化した。全ての他のパラメーターを、ＳＴＡＲ バージョン２．７．１ａについてのそれらのデフォルト値のままにした。少数のマッピング化リード（＜１２００万個のリード）または低い平均ペアワイズ相関（＜０．７０）を有する試料を、分析から排除した。発見コホートにおいて、≧５０％の試料中、０カウント、またはカウント数／１００万個＜２を有する遺伝子を排除した。検証コホートを、発見コホートにおける品質管理を合格した遺伝子セットへと減らした。その残っている遺伝子カウント数を、各コホート内で、ＴＭＭを用いて正規化した。
＜統計解析＞
差次的発現：発見データセットと検証データセットの両方について、Ｒ Ｂｉｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｃｋａｇｅ ｌｉｍｍａを用いて、カンジダ血症、細菌、ウイルス、ＳＩＲＳ、および健康という各結果グループについての平均発現を、ｖｏｏｍ重みと共に経験的ベイズ線形モデリングを用いて年齢、性別、および民族について調整しながら、推定した。一般化線形仮説検定（すなわち、コントラスト）を用いて、特定の感染型群間（すなわち、カンジダ血症対健康）の差次的発現について検定した。５％未満の偽発見率を用いて、各比較についての統計的有意性を決定した。発見コホートおよび検証コホートからの差次的発現結果を、Ｒ ｐａｃｋａｇｅ ｍｅｔａにより実行されているように、ｌｏｇ２倍数変化の逆分散重み付けメタ分析を用いて、コホートランダム効果と組み合わせた。
診断分類子開発および検証：Ｒ ｐａｃｋａｇｅ ｇｌｍｎｅｔにより実行される正規化多項ロジスティック回帰（ｌａｓｓｏ）を用いて、感染型の多重遺伝子シグネチャーを同定した。モデルを構築する前に、１）上位１０００個の最も可変性が高い遺伝子、２）上位２０００個の最も可変性が高い遺伝子、３）品質管理を合格した全部～１１，１００個の遺伝子という３つの異なる不偏特徴選択を用いた。多項モデルパフォーマンスを、ネステッド１試料抜き交差検証（ｎｅｓｔｅｄ ｌｅａｖｅ ｏｎｅ ｓａｍｐｌｅ ｏｕｔ ｃｒｏｓｓ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ）（ＬＯＯＣＶ）を用いて推定した。具体的には、各試料について、１つの試料をホールドアウトし、残りの試料を用いて、モデルを推定した。（Ｎ－１）個の試料内で、１０分割交差検証を用いて、スパース性パラメーターを最適化した。次いで、最適なスパース性パラメーターを用いて、Ｎ－１個の試料においてモデルを推定した。生じたモデルを用いて、ホールドアウトされた試料における予測クラス確率を推定した。ＬＯＯＣＶを完了した後、ホールドアウトされた試料からの予測クラス確率を用いて、クラスあたりのａｕＲＯＣ、混同行列、総合感度、および総合特異度である、訓練パフォーマンス測定基準を評価した。モデル全体を、発見データセットの１０分割交差検証により最適化されたスパース性パラメーターを以て、全データを用いて推定した。このモデル全体を用いて、他のデータセットからの他のシーケンシングされた試料における感染クラス確率を予測した。モデル検定パフォーマンス測定基準は、クラスあたりの受信者操作特性曲線下面積（ａｕＲＯＣ）および混同行列を含んだ。
追加の検証：独立した外部検証を、２つのヒトマイクロアレイ遺伝子発現データセットに関して実施した。Ｒａｍｉｌｏデータセットについて、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ ＣＥＬファイルおよび試料特性をＧＥＯ（ＧＳＥ６２６９－ＧＰＬ９６）からダウンロードした。ＣＥＬファイルを、インポートし、Ｒ Ｂｉｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｃｋａｇｅｓ ｒｅａｄＡｆｆｙを用いて処理した。発現値を、ｇｃｒｍａを用いて正規化した。４つより少ない試料において検出されたプローブおよびＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘ対照プローブを排除した。Ｔｓａｌｉｋデータセットについて、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘマイクロアレイ遺伝子発現は、前に記載されているように、以前に処理および正規化された。ＲａｍｉｌｏとＴｓａｌｉｋデータセットの両方について、マイクロアレイプローブを、アンサンブル遺伝子識別子へマッピングして、分類子遺伝子リストに位置したプローブのサブセットへと減らした。生じた発現値を、ｌｏｇ２変換し、発見分析に用いられたのと同じ正規化多項モデリング、交差検証手順、およびパフォーマンス測定基準を用いて、分析して、モデル重みを再推定した。
追加の検証を、健康なヒトＰＢＭＣのウイルス（インフルエンザ）、細菌（大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）および肺炎連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ））、および真菌（カンジダ・アルビカンス（Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎｓ）、クリプトコッカス・ネオフォルマンス（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ）、およびクリプトコッカス・ガッティ（ｇａｔｔｉｉ））の感染からなるインビトロＰＢＭＣマイクロアレイデータセットに関して実施した。ＲａｍｉｌｏおよびＴｓａｌｉｋデータセットと同様に、ＣＥＬファイルをインポートし、Ｒ Ｂｉｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｃｋａｇｅ ｒｅａｄＡｆｆｙを用いて処理し、ｇｃｒｍａを用いて、正規化し、４つ未満の試料において検出されたとして定義された低発現したプローブおよび対照プローブを排除した。マイクロアレイプローブ識別子を、アンサンブル遺伝子へマッピングした；データを、分類子遺伝子リストに位置したプローブのサブセットへと減らした；およびｌｏｇ２変換した。発見分析に用いられたのと同じ正規化多項モデリング、交差検証、およびパフォーマンス測定基準を、ここで適用して、異なる遺伝子発現プラットフォーム上での分類子モデルを推定した。
生物学的経路分析：遺伝子リストを、Ｄａｔａｂａｓｅ ｆｏｒ Ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ， Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ（ＤＡＶＩＤ、ｗｗｗ．ｄａｖｉｄ．ａｂｃｃ．ｎｃｉｆｃｒｆ．ｇｏｖ）を用いて分析して、有意に濃縮された経路を同定した。本発明者らはまた、重み付き遺伝子共発現ネットワーク分析（ＷＧＣＮＡ）を発見データセット（すなわち、１３６個の試料における１１，１３１個の遺伝子）に適用した。パワーパラメーター＝６；ＵＰＧＭＡクラスタリング；方法＝「ハイブリッド」、ｄｅｅｐＳｐｌｉｔ＝２、およびｍｉｎｃｌｕｓｔｅｒｓｉｚｅ＝３０での動的木カッティングである、これらのパラメーターを用いて、本発明者らは、４１個のクラスター（または「モジュール」）を同定した。モジュールに割り当てられた全ての遺伝子の総計発現は、ＰＣＡを用いて集約することができ、その場合、第１の主成分（固有遺伝子と名付けられた）は、モジュール遺伝子発現の集約尺度として用いられる。各モジュール固有遺伝子は、そのモジュールにおける遺伝子の全部の総計発現と考えることができるため、本発明者らは、固有遺伝子値を用いて、感染型との関連について検定することができる。各モジュール固有遺伝子を、カンジダ血症感染との関連について、線形回帰を用いて、検定した。Ｂｅｎｊａｍｉｎｉ－Ｈｏｃｈｂｕｒｇ調整済みｐ値＜５％でのパラメーター推定値をもつモジュールは、統計的有意であると見なされた。追加として、Ｒ ｂｉｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｃｋａｇｅ ｌｉｍｍａにおいて利用可能な関数ｇｏａｎａおよびｋｅｇｇａを用いて、各モジュールをＫＥＧＧおよびＧＯ経路の濃縮について評価した。アンサンブル遺伝子識別子を、ｅｎｔｒｅｚ遺伝子識別子にマッピングし、濃縮を、品質管理に合格しかつｅｎｔｒｅｚ遺伝子に位置した全ての遺伝子と比較して、そのモジュール内の遺伝子セットについて評価した。Ｂｅｎｊａｍｉｎｉ－Ｈｏｃｈｂｅｒｇ調整を用いて、各モジュール内の多重検定について濃縮ｐ値を調整した。
ベータ－Ｄ－グルカン検査：カンジダ血症を有する対象全部、５人の健康対象、およびウイルス感染を有する２０人の対象からの血清試料は、ＢＤＧ検査を受けた（Ｖｉｒａｃｏｒ Ｅｕｒｏｆｉｎｓ）（＜３１～＞５００の範囲）。＞５００の値を、５０１として処理し、値＜３１は、前に記載されているように処理した。ＢＤＧ検査と遺伝子発現の両方を有する対象のサブセットに制限された発見コホートおよび検証コホートに関して別々に、ＢＤＧ検査値および遺伝子発現シグネチャーのカンジダ血症成分についてのａｕＲＯＣを計算した。ＢＤＧおよび遺伝子発現のａｕＲＯＣを、ＤｅＬｏｎｇ検定を用いて比較した。ＢＤＧおよび遺伝子発現データをまた、Ｓｐｅａｒｍａｎ相関により比較した。Ｍａｎｎ－Ｗｈｉｔｎｅｙ検定を、平均値の比較のために用いた。
Ｂ．結果
ｉ．研究集団
４８人の入院した成人対象を、Ｄｕｋｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｅｎｔｅｒにおいて２０１１年から２０１４年まで、患者のサブセットへの逐次サンプリングに沿って、カンジダ種についての最初の血液培養陽性の時点（初回の血液培養収集から最短２日後）に登録した。加えて、本発明者らは、類似した臨床的背景を有するが、証明された急性呼吸器ウイルス感染、急性細菌（肺炎または菌血症）感染、または臨床的に判定された非感染性疾病を有する患者、および感染していない健康な対象を登録した（ｎ＝１５１、図１）。本研究は、様々な臨床的背景からの対象を含み、それには、固形臓器移植、幹細胞移植、血液悪性腫瘍、中心静脈カテーテルを有するＩＣＵの患者などが挙げられる。合計７つの異なるカンジダ種が同定され、最も多く見られたのは、Ｃ．アルビカンスおよびＣ．グラブラタであった。
ｉｉ．発見コホートおよび検証コホート
対象および対照を、最初の分析のために発見コホートおよび検証コホートへランダムに分けた。発見コホートおよび検証コホートは、それぞれ、１３８人の対象および６１人の対象を含んだ（図１）。発見コホートにおいて、２３人の対象が、カンジダ種の血流感染を有し、他の型の感染がないと判定された。対照として、確認済みの細菌感染を有する３５人の対象、および確認済みのウイルス感染を有する４８人が含まれた（どちらも一種微生物性）。追加として、患者が急性非感染性疾患を臨床的に示す場合もあるため、急性非感染性疾病を有する１７人の患者が含まれ、全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）とラベルされた。検証コホートにおいて、カンジダ血症を有する２５人の対象、加えて、確認済みの細菌感染を有する１０人の対象および確認済みのウイルス感染を有する１１人の対象（どちらも一種微生物性）があった。１５人の健康対象もまた、対照として各コホートに含まれた －発見データセットにおいて健康対照の平均年齢は２０．９歳、検証データセットにおいて３３．５歳であった。発見コホートにおけるカンジダ血症対象の６５パーセント、および検証コホートにおける８０％は、初回のサンプリング時点で抗真菌処置中であった。
ｉｉｉ．カンジダ血症に対する転写応答はロバストであり、抗真菌防御機構を明らかにする。
カンジダ血症は、ヒト宿主において強いトランスクリプトーム応答を引き起こし、１，６４１個の遺伝子が、健康対照と比較して、差次的に上方制御された。これらの上方制御された遺伝子は、自然免疫応答、真菌に対する防御応答、白血球遊走、および酵母に対する応答を含む、真菌感染に対する宿主免疫応答の既知の成分に対応した。他のストレス関連経路は、サイトカインに対する応答、炎症応答、酸化ストレスに対する細胞応答、ならびにヘム合成および鉄代謝の宿主制御を含んだ。適応免疫応答、免疫応答の制御、Ｂ細胞増殖、液性免疫応答、免疫グロブリン産生、およびＴ細胞共刺激などの免疫過程へクラスター化される２，３１６個の下方制御された遺伝子があった。宿主においてどのようにしてトランスクリプトーム応答が活性生物学的経路を限定するのかをさらに解明するために、重み付き遺伝子共発現ネットワーク分析（ＷＧＣＮＡ）を実施して、健康対照と比較しての、カンジダ血症に関連した相関遺伝子のクラスターを同定した。カンジダ血症において有意に上方制御されたクラスターは、自然免疫応答ならびに好中球活性化、遊走、および脱顆粒を含む、免疫活性化および炎症の経路を含んだ。
ｉｖ．カンジダ血症に対する転写応答は、他の感染トリガーと比較して独特である。
健康対照に加えて、カンジダ血症に対するトランスクリプトーム応答と、急性細菌およびウイルス感染、加えて非感染性ＳＩＲＳに対するトランスクリプトーム応答との間での一変量比較も実施した。感染表現型にわたって観察された宿主応答のいくつかの保存された成分があったが、他の全てと比較して、カンジダ血症期間中に独特に差次的発現した３４２個（１２％）の遺伝子もあった。他の離床表現型と比較してカンジダについての遺伝子の差次的発現を調べた場合、最も大きい差異が、カンジダ血症と細菌感染との間（２，４０７個の独特な遺伝子）、続いて、カンジダ血症とウイルス感染の間およびカンジダ血症とＳＩＲＳとの間（それぞれ、７４０個および１４９個の遺伝子）に見られた（図２Ａ～２Ｂ）。これは、カンジダ血症に対する転写応答が、他のクラスの感染と比較して独特な特徴を有することを浮き彫りにしている。興味深いことに、カンジダ血症に対するトランスクリプトーム応答を、他の病原体クラスのそれと比較した場合、カンジダ血症において上方制御された上位の遺伝子は、好中球活性化およびヘム生合成に偏った経路へ、再び、クラスター化し、真菌感染期間中のこれらの応答の強度をさらに強調している。
ｖ．多項遺伝子発現分類子はカンジダ血症をウイルスまたは細菌感染から区別する。
次に、正規化多項ロジスティック回帰分析を用いて、感染した対象の各群由来の試料にわたって最も一貫して同時制御された遺伝子セット（シグネチャー）を決定した。カンジダ感染について、マウスモデルにおける以前の研究は、遺伝子発現シグネチャーが、初期と後期の侵襲性カンジダ症を識別すること、およびシグナル強度が時間と共に減少することを実証した。したがって、診断分類子の開発について、本発明者らは、最初の血液培養陽性（中央値５日間、２～２３日間の範囲）後に各カンジダ属対象について得られた最初のＲＮＡ試料のみを利用した。他の全ての急性感染表現型だけは、それぞれの感染の最初の呈示の時点に採取された、１エピソードあたり１対象あたり１つのＲＮＡ試料を有した。
モデルパフォーマンスを、全ての感染クラスについてａｕＲＯＣおよび混同行列で評価した。全てのパフォーマンス測定値を交差検証した。カンジダ血症、細菌、ウイルス、ＳＩＲＳ、および健康の表現型を正確に区別することができる９４個の遺伝子の分類子が同定された。（図３）ａｕＲＯＣは、カンジダ血症について０．９８（９５％ＣＩ ０．９６～１）、細菌感染とウイルス感染の両方について０．９９（９５％ＣＩ ０．９８～１）、ＳＩＲＳについて０．９９（９５％ＣＩ ０．９７～１）、および健康な対象について０．９９（９５％ＣＩ ０．９６～１）（図４、補足の表７）であった。次いで、発見コホートから導き出されたシグネチャーを用いて、検証データセットにおいて感染クラスを予測した。クラスあたりのａｕＲＯＣおよび混同行列を、コンピュータで計算した。検証コホートにおけるパフォーマンスは、同等に良好だった：ａｕＲＯＣは、カンジダ血症について０．９７（９５％ＣＩ ０．９０～１）、ならびに細菌感染（９５％ＣＩ １～１）、ウイルス感染（９５％ＣＩ １～１）、および健康な対象（９５％ＣＩ ０．９９～１）について１であった。
ｖｉ．カンジダ血症の血液に基づいた遺伝子発現シグネチャーは、疾病の最盛期に最大に発現し、時間と共に強度が減少する。
カンジダ特異的診断シグネチャーが同定されると、初期疾患と後期疾患を識別し、治療に対する応答を定義することが、患者の臨床ケア、治療選択肢、予後に影響を与える可能性があるため、経時的なシグナル強度を調べることが求められた。カンジダ血症を有する合計２８人の対象が、培養陽性後、１日より多い日付に、対象あたり２個から１４個までの試料の範囲で、試料を採取された。試料は、最初の培養から２～８０日間、収集された。これらの対象についてのシグネチャーにおける遺伝子の発現の量的レベルを比較した場合、本発明者らは、シグナル強度における全体的な傾向が、単離されたカンジダ血症を有する対象において最初の時点から最後の時点まで減少することを見出した。しかしながら、対象間に量的シグナル強度および時間分解能の顕著な変動性があった。量的遺伝子発現と陽性血液培養からの日数との間に見られる予想逆相関があった（ρ＝－０．４４１、ｐ＝．０００９）。適切な試料が入手できた数人の対象において、カンジダ血症のシグネチャーから導き出された予測確率は、治療で時間と共に減少し、最終的には、それらの対象は、カンジダ血症が消散した時点で、モデルによって、健康であると予測された。
カンジダ血症対象に関するこのデータセットの独特性および公開遺伝子発現データの欠如を考慮し、検証のために、本発明者らは、次に、急性細菌およびウイルスの疾病を有するヒト対象からの２つの独立した遺伝子発現データセット（ＲａｍｉｌｏらおよびＴｓａｌｉｋら）に、分類子を適用した（図４）。Ｒａｍｉｌｏらのデータセットへ適用した場合、新規の分類子は、良いパフォーマンスを示し、ａｕＲＯＣ ０．９７（０．９５％ＣＩ ０．９４～１）であった。Ｔｓａｌｉｋらのデータセットに適用した場合、ａｕＲＯＣは、細菌感染について０．８７（９５％ＣＩ ０．８０～０．９３）、ウイルス感染について０．８８（９５％ＣＩ ０．８２～０．９２）、および非感染性疾病について０．８９（９５％ＣＩ ０．８４～０．９４）であった。
次に、カンジダ血症結果を、インビトロ刺激アッセイからの遺伝子発現データと比較した。そのアッセイにより、末梢血単核球（ＰＢＭＣ）を健康な個体から単離し、次いで、複数のクラス由来の病原体に曝露させた。このモデルにおいて、次いで、曝露後２４時間目に細胞を収集して、実験的ウイルス（インフルエンザ）、細菌（肺炎連鎖球菌または大腸菌）、および真菌（カンジダ・アルビカンスまたはクリプトコッカス・ネオフォルマンスもしくはクリプトコッカス・ガッティ）感染期間中のトランスクリプトーム応答を分析した。次いで、ヒトカンジダ血症分類子を、これらのデータに適用し、その場合、それは、その関係した病原体の曝露を正確に同定した － ａｕＲＯＣは、真菌感染細胞について０．９４（９５％ＣＩ ０．８８～０．９９）、細菌感染細胞について０．９６（９５％ＣＩ ０．８９～１）、ウイルス感染細胞について０．９０（９５％ＣＩ ０．６９～１）、および健康な対照細胞について０．９４（９５％ＣＩ ０．８６～０．９９）であった（図４）。
ｖｉｉ．ＢＤＧとの比較
次に、血清ＢＤＧレベルの診断精度を、新規のトランスクリプトームバイオマーカーシグネチャーと比較しようと試みた。カンジダ血症の最初の血液培養陽性の時点におけるＢＤＧの平均レベルは２４６ｐｇ／ｍＬ±１９２（＜３１～＞５００の範囲）であり、それは、２３５ｐｇ／ｍＬ±１８９（＜３１～＞５００の範囲、ｐ＝０．８５）の最後のＢＤＧについての平均より有意に高くはなかった。連続的ＢＤＧ測定値により、４３％（１３／３０）の対象だけが、処置に応答したＢＤＧの減少性値を有し、その減少率は非常に変動性が高いことが示された。全体的なＢＤＧ ａｕＲＯＣは、０．９０（９５％ＣＩ ０．８０～．９７）であった。この結果は統計的有意ではなかったが、発見コホートおよび検証コホートへ分解した場合、遺伝子発現分類子のカンジダ血症成分は、ＢＤＧより高いパフォーマンス特性を有した。遺伝子発現についての発見ａｕＲＯＣは、ＢＤＧについての０．９８（９５％ＣＩ ０．９４～１）と比較して、１（９５％ＣＩ １～１）であり（ｐ＝０．３９）、検証ａｕＲＯＣは、ＢＤＧについての０．８３（９５％ＣＩ ０．６３～０．９７）と比較して、遺伝子発現について０．９４（９５％ＣＩ ０．８１～１）であった（ｐ＝０．３５）。ＢＤＧレベルは、陽性血液培養からの日数と中程度に逆相関し（ρ＝－０．２９、ｐ＝０．０５）、量的遺伝子発現と軽度に相関する（ρ＝０．２５８、ｐ＝０．０８４）ことが見出された。
Ｃ．考察
カンジダ血症についての複数の病原体に基づいた診断様式は、現在利用できるが、結果を得るまでの時間の遅れならびに／または最適以下の感度および特異度が妨げとなることが多い。宿主に由来したバイオマーカーアプローチは、複数の病原体クラスの一度での迅速な（さらに、ポイントオブケア）検出、および病理的宿主応答の同定による特異度の向上を含む、重要な診断的ニッチを満たす可能性を提供する。この研究において、本発明者らは、循環白血球におけるトランスクリプトームの視点から見られるような、カンジダ血症に対する宿主応答を初めて、定義した。これは、急性真菌感染を、リスクのある宿主において類似した急性疾病を引き起こし得るウイルス、細菌、およびＳＩＲＳ表現型から区別することができる、宿主シグネチャーの開発を可能にした。
カンジダ属感染に対する宿主応答は、他の病原体クラスと比較して、共有の特徴と独特な特徴の両方を有し、これは、末梢血における転写レベルで顕在化される。健康対照と比較して、カンジダ血症の存在下で、１，６００個を超える差次的に発現する遺伝子（ＤＥＧ）が見出された。これらのＤＥＧの多くは、真菌感染または重病に対する免疫応答の既知の成分、それゆえに、そのようなサイトカインシグナル伝達、炎症応答、酸化ストレスに対する細胞応答を反映した。好中球活性化および遊走のように、抗真菌防御において役割を果たすことが知られているものもいくつかあるが、これらの応答の強度は、急性細菌感染を有する類似した疾病の対象と比較した場合でさえも驚くほどであり、カンジダ種をクリアリングすることにおけるこれらの経路の決定的な重要性を強調している。他の濃縮された経路は、カンジダ属感染に対する、新規の可能性がある、宿主応答機構、例えばヘム合成の制御における変化を同定する。鉄は、インビトロで、カンジダ属などの真菌病原体にとって重要であることが知られているが、その結果は、ヒト宿主が、真菌感染に対する応答の一部としてこの系を操作し得ることを示唆している。
多項ロジスティック回帰分析により、本発明者らは、高度の精度で（カンジダ血症についてａｕＲＯＣ ０．９８）、一度に、複数の異なる病因に対する宿主応答をモデル化することができる統一的なシグネチャーを同定した。この分類子のカンジダ血症成分は、標準的なケア診断ＢＤＧ検査より優れたパフォーマンスを示した。重要なことには、コホートの７０％より多くが初回の検査時点で積極的経験的抗真菌処置（血液培養などの多くの伝統的な病原体検出ストラテジーを損なう一般的な臨床アプローチ）中であったにも関わらず、カンジダ血症シグネチャーは、強いパフォーマンスを示した。さらに、分類子は、好中球減少および複数の型の免疫抑制を含む多様な典型的な臨床的背景にわたって、加えて、７つの異なるカンジダ種にわたって、優れたパフォーマンスを示す。本明細書で提示された多項アプローチの別の利点は、単一検査が、複数の状態（すなわち、真菌、細菌、ウイルス、ＳＩＲＳ、健康）の診断の情報を同時に与えることができることである。
この研究の１つの限界は、インシリコおよびインビトロの検証データは一般化可能性を裏付けていたものの、これは単一施設研究であったことであり、追加のコホート／データセットが入手できたならば、他のカンジダ血症集団における検証が必要だろう。コホートは多様であるとはいえ、相対的に小さいカンジダ血症試料サイズはサブグループ分析を制限し、好中球減少性型および他の型の免疫不全患者のより大きなグループに関するさらなる研究が必要であろう。さらに、本研究デザインは、対象が彼らの血液培養が陽性に転じるまで登録されなかったため、処置が最も効果的であり得るカンジダ属感染期間中のより早い時点で検査パフォーマンスを同定する本発明者らの能力を制限している。この研究は、カンジダ血症の診断のためのトランスクリプトームシグネチャーのパフォーマンスを定義するが、そのようなシグネチャーが、侵襲性カビ感染などの他の真菌疾患の存在下で、どのようなパフォーマンスを示し、またはその存在によってどのように影響されるかはわからない。最後に、この研究は、カンジダ血症を含まない、侵襲性カンジダ症（食道性、腹部姓）の症例において、シグネチャーのパフォーマンスを直接的には評価しなかったため、これらの感染におけるシグナル強度および有効性は、正式に探索される必要があるだろう。
Ｄ．結論
入院した成人におけるカンジダ血症に対する宿主応答は高度に保存されており、急性ウイルスおよび細菌感染に対するトランスクリプトーム応答とは異なる。本明細書で示されたサイズのＰＣＲに基づいたシグネチャーをオペレーション可能にする能力がある臨床で使用可能なプラットフォームはすでに存在し、これらの所見の臨床適用へ近位経路を提供する。これらの病原体クラス特異的応答を活かすことは、ヒト宿主における真菌感染の免疫病原性のより良い理解を可能にし、急性期患者において複数の型の臨床的疾病を同時に区別する、宿主遺伝子発現に基づいたアッセイの開発に有望である。
［実施例２．クリプトコッカス属感染における真菌分類子のパフォーマンス］
上記の実施例１において述べられているように、本発明者らは、カンジダ血症結果を、インビトロ刺激アッセイからの遺伝子発現データと比較した。そのアッセイにより、末梢血単核球（ＰＢＭＣ）を、健康な個体から単離し、次いで、複数のクラス由来の病原体に曝露させた。このモデルにおいて、次いで、曝露後２４時間目に細胞を収集して、実験的ウイルス（インフルエンザ）、細菌（肺炎連鎖球菌または大腸菌）、および真菌（カンジダ・アルビカンスまたはクリプトコッカス・ネオフォルマンスもしくはクリプトコッカス・ガッティ）感染期間中のトランスクリプトーム応答を分析した。次いで、ヒトカンジダ血症分類子をこれらのデータに適用し、それは、その関係した病原体曝露を正確に同定した － ａｕＲＯＣは、真菌感染細胞について０．９４（９５％ＣＩ ０．８８～０．９９）、細菌感染細胞について０．９６（９５％ＣＩ ０．８９～１）、ウイルス感染細胞について０．９０（９５％ＣＩ ０．６９～１）、および健康な対照細胞について０．９４（９５％ＣＩ ０．８６～０．９９）であった（図４）。
カンジダ属とクリプトコッカス属との間でのシグネチャーパフォーマンスの差異をさらに明らかにするために、本発明者らは、アゴニストレベルにおける予測確率および混同行列を調べた。本発明者らは、カンジダ属とクリプトコッカス属との間に統計的有意差がないことを観察した（ＡＮＯＶＡ Ｆ検定 ｐ値＝０．２８６６）。
したがって、カンジダ属感染試料で訓練された真菌分類子は、クリプトコッカス属由来のものなどの他の真菌感染を同定することができ、真菌感染をより一般的に同定するためのそれの使用を裏付けた。
［実施例３．分類子の追加例］
サイズを低下させた遺伝子発現シグネチャーを、上記の実施例１に記載されているように完全モデルを作成するために用いられたのと同様に、ネステッド交差検証手順と共のｌａｓｓｏロジスティック回帰を用いて作成し、ただし、モデルにおける特徴または遺伝子の最大数が４０であるようにｌａｓｓｏモデルが特定化されるという１つの改変を加えた。生じた分類子は、表１２に提示されている。
上で述べられているように、サイズを低下させた遺伝子シグネチャーは、実施例１で報告されているのと同じ手順を用いているが、ただし、含まれる遺伝子の数に制限を加えて、新しく作成された。これは、シグネチャー間に遺伝子のいくらかの変動をもたらし得る。したがって、それは、いくつかの遺伝子がどちらにも登場しているとはいえ、単なる最初のシグネチャーのサブセットではない。
本開示が、言及された目的を実行しかつ言及された目標および利点を獲得するように、加えて、それらに内在するものについても、十分、適応していることを、当業者は容易に理解するだろう。本明細書に記載された本開示は、好ましい実施形態を代表するものであり、それは、例示的であり、かつ本開示の範囲への限定として意図されるものではない。特許請求の範囲によって定義されているような本開示の精神の範囲内に包含される、それらの変化および他の使用を、当業者は思いつくだろう。
この明細書に引用された任意の非特許または特許の文書を含むいかなる参考文献も、先行技術を構成するということを認めるものではない。特に、他に明記されない限り、本明細書における任意の文書への言及は、これらの文書のいずれも、米国または任意の他の国において、当技術分野における共通の一般的な知識の一部を形成するという自認を構成するものではないことは、理解されているだろう。参考文献の任意の考察は、それらの著者が主張するものを述べており、本出願人は、本明細書に引用された文書のいずれの正確性および適切性も疑う権利を保有する。本明細書に引用された全ての参考文献は、明確に他に指示がない限り、参照により完全に組み入れられている。引用された参考文献に見出される任意の定義および／または記載の間にいくらかの本質的な相違がある場合、本開示が支配するものとする。
前述は、本発明を例証するものであり、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。本発明は、以下の特許請求の範囲、加えて、それに含まれ得る特許請求の範囲の等価物により定義される。

Claims (37)

  1. 対象を分類するための方法であって、
    （ａ）対象から生体試料を取得するステップ；
    （ｂ）前記生体試料において、真菌感染、ならびに任意選択的に、細菌感染、ウイルス感染、健康および／または非感染性疾病のうちの１つまたは複数を示すシグネチャーをプラットフォーム上で測定するステップと、ここで、前記シグネチャーが、定義済みの遺伝子セットの遺伝子発現レベルを含み；
    （ｃ）前記遺伝子発現レベルを真菌分類子、ならびに任意選択的に、細菌感染分類子、ウイルス分類子および対照分類子（健康および／または非感染性疾病）から選択される１つまたは複数の追加の分類子へ入力するステップ、ここで、前記分類子が、前記プラットフォームに関する前記定義済みの遺伝子セットの遺伝子のそれぞれについての定義済みの重み付け値（すなわち、係数）を含み； ならびに
    （ｄ）前記遺伝子発現レベルおよび前記分類子に基づいて、前記対象を、真菌感染および／または細菌感染、ウイルス感染もしくは対照を有するとして分類するステップ
    を含む、方法。
  2. 前記方法が、前記正規化遺伝子発現値を生成するために、遺伝子発現レベルを正規化するステップを含み、前記入力するステップが、前記正規化遺伝子発現値を前記分類子へ入力することを含み、
    前記分類するステップが、前記正規化遺伝子発現値および前記分類子に基づいて、真菌感染、および任意選択的に、細菌感染、ウイルス感染、または対照についての確率を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 真菌感染、ならびに任意選択的に、細菌感染、ウイルス感染、健康および／または非感染性疾病の確率を示すスコアを前記対象に割り当てる報告を生成するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
  4. （ｅ）前記分類するステップに基づいて、前記対象に適切な治療を投与するステップをさらに含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記定義済みの遺伝子セットが、１個、５個、１０個、１５個または２０個から、３０個、４０個、５０個、６０個または７０個までの遺伝子のセットである、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記定義済みの遺伝子セットが、表１～５に列挙された、１個、５個、１０個、１５個または２０個から、３０個、４０個、５０個、６０個または７０個までの遺伝子のセットである、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記定義済みの遺伝子セットが、表６～１０に列挙された、１個、５個または１０個から、１５個、２０個、２５個、３０個または３３個までの（例えば、表６～１０における太字で列挙された遺伝子から選択される）遺伝子のセットである、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
  8. 前記対象が感染の症状（例えば、発熱）を有する、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 前記対象が敗血症の症状を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記生体試料が、末梢血、痰、脳脊髄液、尿、鼻咽頭スワブ、鼻咽頭洗浄液、気管支肺胞洗浄液、気管内吸引液、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 前記生体試料が末梢血試料を含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
  12. 前記生体試料が気管支肺胞洗浄液を含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
  13. 前記測定するステップが、前記試料から細胞を精製するステップと、前記試料の細胞を破壊するステップと、前記試料からＲＮＡを単離するステップのうちの１つもしくは複数のステップとを含むか、またはそれらのステップが前記測定するステップに先行して行われる、請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 前記測定するステップが、ＰＣＲ増幅、等温増幅、シーケンシングおよび／または核酸プローブハイブリダイゼーションを含む、請求項１～１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 前記プラットフォームが、アレイプラットフォーム、サーマルサイクラープラットフォーム（例えば、多重化および／またはリアルタイムＰＣＲプラットフォーム）、ハイブリダイゼーションおよび多重シグナルコード化（例えば、蛍光）検出器プラットフォーム、核酸質量分析プラットフォーム、核酸シーケンシングプラットフォーム、等温増幅プラットフォームまたはそれらの組合せを含む、請求項１～１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 前記真菌感染が、カンジダ属、トリコスポロン属またはクリプトコッカス属などの酵母を含む、請求項１～１５のいずれか１項に記載の方法。
  17. 前記真菌分類子が、（ｉ）真菌感染に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉ）複数の入院していない健康な対照および／または非感染性疾病に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉｉ）ステップ（ｉ）および（ｉｉ）からの試料のそれぞれにおいて複数の遺伝子の遺伝子発現レベルをプラットフォーム上で測定するステップ；（ｉｖ）正規化遺伝子発現値を生成するために、ステップ（ｉｉｉ）において得られた遺伝子発現レベルを正規化するステップ；ならびに（ｆ）真菌分類子を生成するステップを含むプロセスにより作成された、請求項１～１６のいずれか１項に記載の方法。
  18. 前記真菌分類子が、（ｉ）真菌感染に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉ）細菌感染に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉｉ）ステップ（ｉ）および（ｉｉ）からの試料のそれぞれにおいて複数の遺伝子の遺伝子発現レベルをプラットフォーム上で測定するステップ；（ｉｖ）正規化遺伝子発現値を生成するために、ステップ（ｉｉｉ）において得られた遺伝子発現レベルを正規化するステップ；ならびに（ｆ）真菌分類子を生成するステップを含むプロセスにより作成された、請求項１～１７のいずれか１項に記載の方法。
  19. 前記真菌分類子が、（ｉ）真菌感染に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉ）ウイルス感染に罹患していることが知られている複数の対象から生体試料を取得するステップ；（ｉｉｉ）ステップ（ｉ）および（ｉｉ）からの試料のそれぞれにおいて複数の遺伝子の遺伝子発現レベルをプラットフォーム上で測定するステップ；（ｉｖ）正規化遺伝子発現値を生成するために、ステップ（ｉｉｉ）において得られた遺伝子発現レベルを正規化するステップ；ならびに（ｆ）真菌分類子を生成するステップを含むプロセスにより作成された、請求項１～１８のいずれか１項に記載の方法。
  20. 前記生成するステップが、（ｉ）各正規化遺伝子発現値についての重みを割り当て、各遺伝子についての前記重みおよび発現値を分類子（例えば、線形回帰分類子）方程式へ入力し、前記複数の対象のそれぞれの結果についてのスコアを決定するステップ、次いで（ｉｉ）前記複数の対象にわたる各結果についての分類の精度を決定するステップ、次いで（ｉｉｉ）前記プラットフォームについての前記真菌分類子、細菌分類子、ウイルス分類子および／または対照分類子を提供するために、分類の精度が最適化されるまで前記重みを調整するステップ、ここで、ゼロではない重みを有する遺伝子が前記それぞれの分類子に含まれ、ならびに任意選択的に、各分類子の成分（遺伝子、重み、および／または病因閾値）を１つまたは複数のデータベースへアップロードするステップを繰り返し含む、請求項１７～１９のいずれか１項に記載の方法。
  21. 対象において真菌感染を検出するための方法であって、
    対象の生体試料を提供するステップ；ならびに
    定義済みの遺伝子セットの差次的発現をプラットフォーム上で測定するステップ、ここで、前記定義済みの遺伝子セットが、表１～５に列挙された遺伝子のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個もしくは３０個から、５０個、６０個、７０個、８０個、９０個もしくは９４個全部まで；例えば、表１に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、２０個、２５個もしくは２９個全部；ならびに任意選択的に、表２に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個もしくは１８個全部；表３に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個もしくは１９個全部；表４に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個もしくは１９個全部；および／もしくは表５に列挙された遺伝子のうちの３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個もしくは１０個全部を含み、
    または前記定義済みの遺伝子セットが、表６～１０に列挙された遺伝子のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個、３０個もしくは３３個全部；例えば、表６に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個もしくは５個全部；ならびに任意選択的に、表７に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個もしくは９個全部；表８に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個もしくは８個全部；表９に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個もしくは７個全部；および／もしくは表１０に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個もしくは４個全部を含み、
    または前記定義済みの遺伝子セットが、ＩＴＧＡ２Ｂ、ＭＫＩ６７、およびＡＺＵ１；ならびに任意選択的に、ＨＤＡＣ４、ＤＣＡＦ１５、ＳＤＨＣ、ＳＡＰ３０Ｌ、ＤＮＡＳＥ１、およびＤＣＡＦ１５；ＰＩＧＴ、ＨＥＲＣ６、およびＬＹ６Ｅ；ＳＬＣ３５Ｅ１、ＷＩＰＩ２、ＲＥＬＬ１、ＭＡＰ１ＬＣ３Ｂ、ＣＡＳＺ１、およびＧＡＢＢＲ１；および／もしくはＲＰＳ２４およびＣＴＳＢを含み、
    前記定義済みの遺伝子セットの差次的発現が、前記対象における真菌感染の存在または非存在を示す、方法。
  22. 前記測定するステップが、前記試料から細胞を精製するステップ、前記試料の細胞を破壊するステップ、および前記試料からＲＮＡを単離するステップのうちの１つもしくは複数のステップを含むか、またはそれらのステップが前記測定するステップに先行して行われる、請求項２１に記載の方法。
  23. 前記測定するステップが、半定量的ＰＣＲ、等温増幅および／または核酸プローブハイブリダイゼーションを含む、請求項２１または２２に記載の方法。
  24. 前記プラットフォームが、アレイプラットフォーム、サーマルサイクラープラットフォーム（例えば、多重化および／またはリアルタイムＰＣＲプラットフォーム）、等温増幅プラットフォーム、ハイブリダイゼーションおよび多重シグナルコード化（例えば、蛍光）検出器プラットフォーム、核酸質量分析プラットフォーム、核酸シーケンシングプラットフォームまたはそれらの組合せを含む、請求項２１～２３のいずれか１項に記載の方法。
  25. 前記対象が、感染の症状（例えば、発熱）に罹患している、請求項２１～２４のいずれか１項に記載の方法。
  26. 前記対象が敗血症の症状に罹患している、請求項２１～２４のいずれか１項に記載の方法。
  27. 真菌感染の存在が検出された場合、真菌感染について前記対象を処置するステップをさらに含む、請求項２１～２６のいずれか１項に記載の方法。
  28. 対象において真菌感染を処置する方法であって、前記対象が、請求項２１～２６のいずれか１項に記載の方法により真菌感染を有すると決定された場合、適切な処置レジメンを前記対象に投与するステップを含む、方法。
  29. 前記適切な処置レジメンが、抗真菌抗生物質を投与することを含む、請求項２８に記載の方法。
  30. 前記適切な処置レジメンが、エキノキャンディン系（例えば、カスポファンギン、ミカファンギン、アニデュラファンギン）、アゾール抗真菌剤（例えば、フルコナゾール、ボリコナゾール、イサブコナゾール、ポサコナゾール）、ポリエン系（例えば、アンホテリシンＢ）、ピリジン類似体（例えば、５－フルオロシトシン（５－ＦＣ、またはフルシトシン））、ＡＰＸ００１（フォスマノゲピクス）、ＡＰＸ８７９、ベンゾチオ尿素、クロファジミン、ヒドラジシン（例えば、ＢＨＢＭおよびＢ０）、イボマイシン、モノクローナル抗体１８Ｂ７、レゾルシン酸アミノピラゾール（例えば、Ｃｏｍｐｏｕｎｄ １１２）、セルトラリン、タモキシフェン、ＶＴ－１５９８など、加えてそれらの組合せからなる群から選択される治療剤を投与することを含む、請求項２８に記載の方法。
  31. 請求項２１～２６のいずれか１項に記載の方法による前記適切な処置レジメンの効力について前記対象をモニターするステップをさらに含む、請求項２８～３０のいずれか１項に記載の方法。
  32. 対象において真菌感染を検出するためのシステムであって、
    少なくとも１つのプロセッサ；
    対象由来の生体試料を受け入れるように構成された試料入力回路；
    前記少なくとも１つのプロセッサと連結され、真菌感染を示すものとして定義済みの遺伝子セットの生体試料における遺伝子発現レベルを決定するように構成された、試料分析回路；
    前記少なくとも１つのプロセッサと連結された入力／出力回路；
    前記少なくとも１つのプロセッサと連結され、データ、パラメーターおよび／または遺伝子セットを記憶するように構成された記憶回路；ならびに
    前記プロセッサと連結され、前記少なくとも１つのプロセッサにより実行されると、前記少なくとも１つのプロセッサにオペレーションを実行させる、メモリにおいて具現化されるコンピュータ可読プログラムコードを含む、メモリ
    を含み、前記オペレーションが、
    前記生体試料において前記定義済みの遺伝子セットの遺伝子発現レベルの前記試料分析回路による測定を制御／実施すること；
    正規化された遺伝子発現値を生成するために、遺伝子発現レベルを正規化すること；
    前記定義済みの遺伝子セットの遺伝子のそれぞれについての定義済みの重み付け値（すなわち、係数）を前記記憶回路から検索すること；
    前記正規化された遺伝子発現値の重み付き値に基づいて真菌感染の尤度を計算すること；および
    真菌感染の存在または非存在の決定の前記入力／出力回路による出力を制御すること
    を含む、システム。
  33. 前記定義済みの遺伝子セットが、表１～５に列挙された遺伝子のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個もしくは３０個から、５０個、６０個、７０個、８０個、９０個もしくは９４個全部まで；例えば、表１に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個、２０個、２５個もしくは２９個全部；ならびに、任意選択的に、表２に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個もしくは１８個全部；表３に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個もしくは１９個全部；表４に列挙された遺伝子のうちの３個、５個、８個、１０個、１２個、１５個、１８個もしくは１９個全部；および／もしくは表５に列挙された遺伝子のうちの３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個もしくは１０個全部を含み、
    または前記定義済みの遺伝子セットが、表６～１０に列挙された遺伝子のうちの５個、１０個、１５個、２０個、２５個、３０個もしくは３３個全部；例えば、表６に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個もしくは５個全部；ならびに、任意選択的に、表７に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個もしくは９個全部；表８に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個もしくは８個全部；表９に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個、４個、５個、６個もしくは７個全部；および／もしくは表１０に列挙された遺伝子のうちの１個、２個、３個もしくは４個全部を含み、
    または前記定義済みの遺伝子セットが、ＩＴＧＡ２Ｂ、ＭＫＩ６７、およびＡＺＵ１；ならびに任意選択的に、ＨＤＡＣ４、ＤＣＡＦ１５、ＳＤＨＣ、ＳＡＰ３０Ｌ、ＤＮＡＳＥ１、およびＤＣＡＦ１５；ＰＩＧＴ、ＨＥＲＣ６、およびＬＹ６Ｅ；ＳＬＣ３５Ｅ１、ＷＩＰＩ２、ＲＥＬＬ１、ＭＡＰ１ＬＣ３Ｂ、ＣＡＳＺ１、およびＧＡＢＢＲ１；および／もしくはＲＰＳ２４およびＣＴＳＢを含む、
    請求項３２に記載のシステム。
  34. 遺伝子発現の定量的または半定量的検出を真菌感染の累積スコアまたは確率へ変換するためのコンピュータ可読コードを含む、請求項３２または３３に記載のシステム。
  35. アレイプラットフォーム、サーマルサイクラープラットフォーム（例えば、多重化および／またはリアルタイムＰＣＲプラットフォーム）、ハイブリダイゼーションおよび多重シグナルコード化（例えば、蛍光）検出器プラットフォーム、核酸質量分析プラットフォーム、核酸シーケンシングプラットフォーム、等温増幅プラットフォームまたはそれらの組合せを含む、請求項３２～３４のいずれか１項に記載のシステム。
  36. 本明細書に記載および例証されている全て。
  37. 明示的に示されたおよび／もしくは記載された、または、非限定的に、当業者により明らかであり得るおよび／もしくは理解され得る特徴を含む、本明細書と共に提供された情報における含意による、ありとあらゆる方法、プロセス、デバイス、システム、デバイス、プロダクト、材料、組成物、および／または使用。
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