JP7067896B2 - 品質評価方法、品質評価装置、プログラム、および記録媒体 - Google Patents

品質評価方法、品質評価装置、プログラム、および記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、遺伝子検査の品質評価方法、品質評価装置、プログラム、記録媒体、および品質管理試料に関する。
近年の遺伝子検査技術の進展の中、被検体の遺伝子配列を解析し、被検体の特性に応じた治療法や薬剤を適切に選択する個別化医療への期待が高まっている。遺伝子配列の解析には、例えば、特定の疾患に関連する特定の遺伝子における異常や、タンパク質に翻訳されるエクソン領域における異常を、次世代シーケンサーを用いてハイスループットに解析するパネル検査が知られている。
非特許文献１には、次世代シーケンサーによる遺伝子検査の品質管理手法が記載されている。
Lih et al., Analytical Validation of the Next-Generation Sequencing Assay for a Nationwide Signal-Finding Clinical Trial, The Journal of Molecular Diagnostics, Vol. 19, No. 2, March 2017
しかし、遺伝子検査分野における品質管理は試行段階であり、遺伝子検査の標準的な品質管理手法として確立したものではない。例えば、非特許文献１に記載の技術を、複数の遺伝子を解析対象とするパネル検査の品質管理手法として用いた場合、品質評価の精度が低くなり得る。
本発明は、パネル検査等の複数の遺伝子を解析対象とした場合において、より精度の高い遺伝子検査の品質管理手法を提供することを主たる目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る品質評価方法は、被検体から採取した試料中の遺伝子に対し、第１の種別の遺伝子変異および前記第１の種別とは異なる第２の種別の遺伝子変異を含む複数の種別の遺伝子変異を検査する遺伝子検査における品質評価方法であって、第１の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、第２の種別の遺伝子変異を有さない第１の標準遺伝子と、第２の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、第１の種別の遺伝子変異を有さない第２の標準遺伝子と、を含む品質管理試料を準備し、被検体から採取した試料に含まれる断片化された複数の遺伝子と、品質管理試料に含まれる第１および第２の標準遺伝子と、を含む配列解析用試料を準備し、配列解析用試料に含まれる断片化された複数の遺伝子と、品質管理資料に含まれる第１および第２の標準遺伝子と、を含む配列解析用試料を準備し、配列解析用試料に含まれる断片化された複数の遺伝子、および、第１および第２の標準遺伝子の配列情報を次世代シーケンサにより取得し、取得した配列情報に基づいて、コンピュータ（品質評価装置１）が遺伝子検査の品質を評価するための指標を出力する。
上記の構成によれば、品質管理試料を解析することにより、遺伝子検査の品質を評価するための指標を出力する。品質管理試料には、遺伝子検査において検出対象となる変異種別の変異を有する標準遺伝子を少なくとも１つ含まれているため、遺伝子検査の品質を評価する上で、さまざまな変異種別に対応した指標を出力することができる。よって、十分な精度を有する遺伝子検査の品質管理が可能となる。
「被検体」とは、ヒト被検体並びにヒトではない被検体、例えば、哺乳類、無脊椎動物、脊椎動物、菌類、酵母、細菌、ウイルスおよび植物などを指す。本明細書の実施例はヒト被検体に関しているが、本発明の概念はヒト以外の任意の動物または植物などの生物由来のゲノムに適用でき、医療、獣医学および動物科学などの分野において有用である。
「試料」とは、検体またはサンプルとも換言でき、当該分野において標本、調製物と同義で用いられ、供給源としての生物材料（例えば、個体、体液、細胞株、組織培養物もしくは組織切片）から得られる、任意の調製物が意図される。
「品質管理試料」は、例えば、遺伝子の配列を解析するための前処理、およびシーケンサー２によって配列情報を読み取るための処理などを施すために調製された調製物を意図している。
「変異」とは、遺伝子のヌクレオチドの置換、欠失、または挿入、遺伝子の融合、もしくはコピー数多型が含まれる。「置換」は、遺伝子の配列のうち少なくとも1塩基が異なる塩基となる現象をいう。「置換」は、点突然変異および1塩基多型を含む。「欠失」および「挿入」は、「ＩｎＤｅｌ（Insertion and/or Deletion）」とも記載される。InDelは、遺伝子の配列のうち少なくとも１塩基が挿入され、および／または欠失する現象である。「遺伝子の融合」は、染色体の転座等により、ある遺伝子の５’側の配列と、別の遺伝子の３’末端側の配列とが結合する現象をいう。「コピー数多型」とは、1細胞あたりのゲノム上のコピー数が、個体間で異なることをいう。具体的には、ＶＮＴＲ（VariableNucleotideof Tandem Repeat、反復配列多型）、およびＳＴＲＰ（Short Tandem Repeat Polymorphism、マイクロサテライト多型）、遺伝子増幅などが例示される。
第１の種別の遺伝子変異は、ヌクレオチドの置換、欠失、もしくは挿入、多型、遺伝子のコピー数異常または遺伝子融合であり、第２の種別の遺伝子変異は、ヌクレオチドの置換、欠失、もしくは挿入、多型、遺伝子のコピー数異常または遺伝子融合であって、第１の種別の遺伝子変異とは異なっていてもよい。
品質管理試料は、遺伝子検査において検出対象となる複数の変異種別の各々について、少なくとも１つの遺伝子変異を有する標準遺伝子を含んでいてもよい。
指標に基づいて、遺伝子検査の品質を評価してもよい。
品質管理試料に含まれる第１および第２の標準遺伝子の配列情報と共に、配列解析用試料に含まれる被検体から採取した試料由来の遺伝子の配列情報を取得してもよい。
品質管理試料は変異を有さない遺伝子をさらに含んでいてもよい。
指標が所定の基準を満たすか否かに基づいて、遺伝子検査の品質を評価してもよい。
所定の基準が、遺伝子検査に用いられる第１遺伝子パネルと第１遺伝子パネルと異なる第２遺伝子パネルで異なっていてもよい。
品質管理試料に含まれる遺伝子の配列情報をシーケンサーにより取得し、指標が、シーケンサーによる配列情報の読み取り品質であってもよい。
指標は、シーケンサーによって読み取られた遺伝子配列中の各塩基の正確さを示していてもよい。
シーケンサーはフローセル上で遺伝子を増幅してクラスターを形成し、指標は、フローセルにおける各遺伝子のクラスターの近接度合を示してもよい。
品質管理試料に含まれる第１および第２の標準遺伝子の配列情報をシーケンサーにより取得し、指標は、シーケンサーで読み取られた塩基のうちターゲット領域の塩基の割合を示していてもよい。
指標は、取得した品質管理試料に含まれる第１および第２の標準遺伝子の配列情報のデプスを示していてもよい。
指標は、取得した品質管理試料に含まれる第１および第２の標準遺伝子の配列情報のデプスのばらつきを示していてもよい。
遺伝子が異なる複数の品質管理試料を準備し、複数の品質管理試料から調製する品質管理試料を選択してもよい。
遺伝子検査において解析対象とならない遺伝子であって、第１の種別または第２の種別の遺伝子変異を有する標準遺伝子を少なくとも１つ含む品質管理試料を調製してもよい。
コンピュータ（品質評価装置１）が、複数の検査施設に接続された管理サーバ（３）に、指標を送信してもよい。
コンピュータ（品質評価装置１）が、管理サーバ（３）から、品質の評価結果を受信してもよい。
本発明の一態様に係る品質評価装置（１）は、被検体から採取した試料中の遺伝子に対し、少なくとも、第１の種別の遺伝子変異と、第１の種別とは異なる第２の種別の遺伝子変異とを検査する遺伝子検査における品質を評価する品質評価装置（１）であって、第１の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、第２の種別の遺伝子変異を有さない第１の標準遺伝子、第２の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、第１の種別の遺伝子変異を有さない、第１の標準遺伝子とは異なる第２の標準遺伝子、および、被検体から採取した試料に含まれる断片化された複数の遺伝子を含む配列解析用試料から次世代シーケンサにより取得した、前記断片化された複数の遺伝子の配列情報、および、第１および第２の標準遺伝子の配列情報を解析するデータ調整部（１１３）と、配列情報に基づいて、遺伝子検査の品質を評価するための指標を生成する品質管理部（１１７）と、を備えている。
上記の構成によれば、品質管理試料を解析して、遺伝子検査の品質を評価するための指標を生成する。品質管理試料には、遺伝子検査において検出対象となる変異種別の変異を有する標準遺伝子を少なくとも１つ含まれているため、遺伝子検査の品質を評価する上で、さまざまな変異種別に対応した指標を生成することができる。よって、品質評価装置にユーザに指標を提供することにより、十分な精度を有する遺伝子検査の品質管理が可能となる。
本発明の一態様に係るプログラムは、被検体から採取した試料中の遺伝子に対し、少なくとも、第１の種別の遺伝子変異と、第１の種別とは異なる第２の種別の遺伝子変異とを検査する遺伝子検査における品質評価プログラムであって、コンピュータに、第１の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、第２の種別の遺伝子変異を有さない第１の標準遺伝子、第２の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、第１の種別の遺伝子変異を有さない、第１の標準遺伝子とは異なる第２の標準遺伝子、および、被検体から採取した試料に含まれる断片化された複数の遺伝子を含む配列解析用試料から次世代シーケンサにより前記断片化された複数の遺伝子の配列情報、および、第１および第２の標準遺伝子の配列情報を取得するステップと、取得した配列情報に基づいて、遺伝子検査の品質を評価するための指標を生成するステップと、を実行させるためのプログラムである。
上記の構成によれば、本発明の一態様に係る品質評価方法と同等の効果を奏する。
本発明の一態様に係る記録媒体は、本発明の一態様に係るプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
本発明の一態様に係る品質管理試料は、被検体から採取した試料中の遺伝子に対し、少なくとも、第１の種別の遺伝子変異と、前記第１の種別とは異なる第２の種別の遺伝子変異とを検査する遺伝子検査における品質管理試料であって、前記第１の種別の遺伝子変異を有する第１の標準遺伝子と、前記第２の種別の遺伝子変異を有する第２の標準遺伝子と、を含む。
上記の構成によれば、遺伝子検査において検出対象となる変異種別の変異を有する標準遺伝子を少なくとも１つ含まれている。それゆえ、遺伝子検査の品質を評価する上で、さまざまな変異種別に対応した指標を、品質管理試料を適用することによって生成することが可能となる。
本発明の一態様によれば、十分な精度を有する、遺伝子検査の品質管理手法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る遺伝子解析システムの典型的な適用例を示す図である。 遺伝子解析システムにおいて行われる主要な処理の例を示すシーケンス図である。 品質評価装置のソフトウェア構成の一例を含む機能ブロック図である。 試料の遺伝子配列を解析するための処理の流れの一例を示すフローチャートである。 試料ＤＮＡの塩基配列をシーケンサーによって解析するための前処理の手順の一例を説明するフローチャートである。 品質管理試料の一例を説明する図である。 遺伝子パネル関連情報データベースのデータ構造の例を示す図である。 品質管理試料の具体例を示す図である。 試料の断片化の工程（ａ）、およびインデックス配列およびアダプター配列の付与の工程（ｂ）の例について説明する図である。 ハイブリダイズの工程の一例について説明する図である。 解析対象となるＤＮＡ断片を回収する工程の一例について説明する図である。 試料ＤＮＡの塩基配列をシーケンサーによって解析する手順の一例を説明するフローチャートである。 ＤＮＡ断片をフローセルに供する工程の一例について説明する図である。 解析対象となるＤＮＡ断片を増幅する工程の一例について説明する図である。 シーケンシング工程の一例について説明する図である。 品質評価装置による解析の流れの一例を説明するフローチャートである。 リード配列情報のファイルフォーマットの一例を示す図である。 （ａ）は、データ調整部によるアライメントを説明する図であり、（ｂ）は、データ調整部のアライメント結果のフォーマットの一例を示す図である。 参照配列データベースの構造例を示す図である。 参照配列データベースに含まれる参照配列（野生型の配列を示すものでないもの）に組み込まれる既知の変異の例を示す図である。 アライメントの詳細な工程の一例を説明するフローチャートである。 （ａ）は、スコア算出の一例を示す図であり、（ｂ）は、スコア算出の他の例を示す図である。 変異同定部が生成する結果ファイルのフォーマットの一例を示す図である。 変異データベースの構造の一例を示す図である。 変異データベース中の変異情報の構造の詳細例を示す図である。 品質評価指標の一例を示す図である。 品質評価指標の一例を示す図である。 作成されるリポートの一例を示す図である。 置換変異を含む標準遺伝子の一例を示す図である。 融合変異を含む標準遺伝子の一例を示す図である。
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
（遺伝子解析システム１００の適用例）
まず、本発明の一実施形態に係る遺伝子解析システム１００の概略について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る遺伝子解析システム１００の典型的な適用例を示す図である。遺伝子解析システム１００は、遺伝子の配列情報を解析するシステムであって、少なくとも品質評価装置１と、管理サーバ３とを備えていればよい。
図１に示す遺伝子解析システム１００は、検査機関１２０において実行される解析全般を管理する解析システム管理機関１３０、および医療機関２１０からの解析依頼に応じて、提供された試料を解析して、解析結果を医療機関２１０に提供する検査機関１２０において適用されている。
検査機関１２０は、医療機関２１０から提供された試料を検査・解析し、解析結果に基づいたレポートを作成し、医療機関２１０に該レポートを提供する機関である。検査機関１２０には、シーケンサー２、および品質評価装置１などが設置されているが、これに限定されるものではない。
解析システム管理機関１３０は、遺伝子解析システム１００を利用する各検査機関１２０において実行される解析全般を管理する機関である。
医療機関２１０は、医師、看護師、薬剤師等が患者に対して診断、治療、調剤等の医療行為を行う機関であり、例えば、病院、診療所、薬局等が挙げられる。
（遺伝子解析システム１００を適用例における処理）
続いて、図１に示す遺伝子解析システム１００の適用例における処理の流れについて、図２を用いてより具体的に説明する。図２は、遺伝子解析システム１００において行われる主要な処理の例を示すシーケンス図である。なお、図２に示された処理は、各機関で行われる処理の一部分に過ぎない。
＜遺伝子解析システム利用の申請および利用開始＞
まず、遺伝子解析システム１００の利用を希望する検査機関１２０は、品質評価装置１を導入する。そして、遺伝子解析システム１００の利用を解析システム管理機関１３０に申請する（ステップＳ１０１）。
検査機関１２０および解析システム管理機関１３０は複数の契約種別の中から、遺伝子解析システム１００の利用に関して、事前に所望の契約を締結することができる。例えば、解析システム管理機関１３０から検査機関１２０に提供されるサービス内容、解析システム管理機関１３０が検査機関１２０に対して請求するシステム利用料の決定方法、およびシステム利用料の支払い方法などが異なる複数の契約種別から選択されたものであってもよい。解析システム管理機関１３０の管理サーバ３は、検査機関１２０からの申請に応じて、検査機関１２０との間で締結された契約の内容を特定する（ステップＳ１０２）。
次に、解析システム管理機関１３０によって管理されている管理サーバ３は、契約を締結した検査機関１２０の品質評価装置１に対して、検査機関ＩＤを付与し、各種サービスの提供を開始する（ステップＳ１０３）。
品質評価装置１は、各種サービスを、管理サーバ３から受信する。各種サービスには、品質評価装置１から出力され得る遺伝子配列の解析結果、および該解析結果に基づくレポートなどを制御するためのプログラムや情報の提供が含まれる。これにより、品質評価装置１は、入力された遺伝子パネルに関する情報に適合した、解析結果およびレポートなどを出力できる。
遺伝子パネルは、多くの場合、プライマーやプローブなどの一揃いの試薬を含んでいる。なお、遺伝子パネルの解析はこれに限らず、一塩基多型（ＳＮＰ、Single Nucleotide Polymorphism）、およびコピー数多型（ＣＮＶ、Copy Number Polymorphism）などの多型の解析に用いられてもよい。また、遺伝子パネルは、解析対象遺伝子全体の変異などの量に関する情報（Tumor Mutation Burdenなどとも呼ばれる）の出力や、メチル化頻度の算出に用いられてもよい。
＜検査機関１２０への解析依頼＞
医療機関２１０では、医師等が必要に応じて、被検体の病変部位の組織および血液などの試料を採取する。採取した試料の解析を検査機関１２０に依頼する場合、例えば、医療機関２１０に設けられた通信端末５から解析依頼が送信される（ステップＳ１０５）。検査機関１２０に試料の解析を依頼する場合、医療機関２１０は、解析依頼の送信とともに、試料毎に付与された試料ＩＤを検査機関１２０に提供する。試料毎に付与された試料ＩＤは、各試料が採取された被検体の情報などと各試料とを対応付けるものである。
以下では、医療機関２１０が、パネル検査を検査機関１２０に解析を依頼する場合を例に挙げて説明する。なお、パネル検査は臨床検査に限らず、研究用途の検査も含む。
医療機関２１０から遺伝子パネル検査が依頼される場合、所望の遺伝子パネルが指定されてもよい。それゆえ、図２のステップＳ１０５において医療機関２１０から送信される解析依頼には、遺伝子パネルに関する情報が含まれ得る。ここで、遺伝子パネルに関する情報は、遺伝子パネルを特定するために用いられ得る情報であればよく、例えば遺伝子パネル名、およびパネル検査における解析対象となる遺伝子の名などであってよい。
＜検査機関１２０での解析＞
品質評価装置１は、医療機関２１０から解析依頼を受信する（Ｓ１０６）。さらに、品質評価装置１は、該解析依頼の送信元である医療機関２１０から試料を受け取る。
なお、検査機関１２０が医療機関２１０から依頼を受ける解析において用いられ得る遺伝子パネルは複数あり、かつ、解析対象となる遺伝子群は遺伝子パネル毎に決まっている。検査機関１２０は、複数の遺伝子パネルを解析の目的に合わせて使い分けることも可能である。すなわち、医療機関２１０から提供された第１試料について、第１の解析対象遺伝子群を解析するためには第１遺伝子パネルが使用され、第２試料について、第２の解析対象遺伝子群を解析するためには第２遺伝子パネルが使用され得る。
本実施形態では、たとえば、第１の種類の遺伝子変異は「置換」であり、第２の種類の遺伝子変異は「欠失」である。この場合、品質管理の対象となる遺伝子検査においては、少なくとも置換および欠失の有無、種類等が検査される。この実施形態では、第1の標準遺伝子は野生型遺伝子の配列に対して、特定の置換変異を含み、第２の標準遺伝子は野生が対電子の配列に対して、特定の欠失変位を含む。
品質評価装置１は、ユーザから、試料を解析するために使用する遺伝子パネルに関する情報の入力を受け付ける（ステップＳ１０７）。
検査機関１２０では、受け取った試料に対して遺伝子パネルを用いて前処理を行い、シーケンサー２を用いたシーケンシングが行われる（ステップＳ１０８）。
また、検査機関１２０では、通常の試料のシーケンシングとは別に、遺伝子パネルに対応する所定の品質管理試料に対して遺伝子パネルを用いて前処理を行い、シーケンサー２を用いたシーケンシングを行う（ステップＳ１０８）ことにより、精度管理を行っている。
品質管理試料を前処理、シーケンシング、および配列解析などの遺伝子検査に供した場合の結果は、パネル検査の品質評価指標として利用される。
遺伝子パネル毎に、１または複数の品質管理試料が対応付けられていてもよく、例えば、遺伝子パネル毎に、対応する品質管理試料が予め調製されていてもよい。また、品質管理試料は単独で測定してもよいし、医療機関２１０から提供された試料と共に測定してもよい。
ここで、品質管理試料は、第１の種別の遺伝子変異と、第１の種別とは異なる第２の種別の遺伝子変異を検査する遺伝子検査において用いる品質管理用の試料である。「品質管理試料」は、第１の種別の遺伝子変異を有する第１の標準遺伝子と、第２の種別の遺伝子変異を有する第２の標準遺伝子を含む調製物である。
前処理とは、試料に含まれるＤＮＡなどの遺伝子を断片化して、断片化された遺伝子を回収するまでの処理が含まれ得る。また、シーケンシングとは、前処理にて回収された解析対象となる１または複数のＤＮＡ断片の配列を読み取る処理を含んでいる。シーケンサー２によるシーケンシングによって読み取られた配列情報は、リード配列情報として品質評価装置１に出力される。
また、前処理とは、試料および品質管理試料に含まれるＤＮＡなどの遺伝子を断片化して、断片化された遺伝子を回収するまでの処理が含まれ得る。
リード配列は、シーケンシングによって得られたポリヌクレオチド配列を意味しており、シーケンサー２から出力される配列を指している。
シーケンシングとは、前処理にて回収された解析対象となる１または複数のＤＮＡ断片の配列を読み取る処理を含んでいる。シーケンサー２によるシーケンシングによって読み取られた配列情報は、リード配列情報として品質評価装置１に出力される。
シーケンサー２は、遺伝子配列の読み取り工程に関する品質評価指標であるクオリティスコアを含むリード配列情報を品質評価装置１に出力してもよい。また、シーケンサー２は、解析対象となるＤＮＡ断片の増幅工程に関する品質評価指標であるクラスター濃度を品質評価装置１に出力してもよい。なお、「クオリティスコア」、および「クラスター濃度」については、後に説明する。
なお、検査機関１２０が医療機関２１０から依頼を受ける解析において用いられ得る遺伝子パネルは複数あり、かつ、解析対象となる遺伝子群は遺伝子パネル毎に決まっている。検査機関１２０は、複数の遺伝子パネルを解析の目的に合わせて使い分けることも可能である。すなわち、医療機関２１０から提供された第１試料について、第１の解析対象遺伝子群を解析するためには第１遺伝子パネルが使用され、第２試料について、第２の解析対象遺伝子群を解析するためには第２遺伝子パネルが使用され得る。
品質評価装置１は、シーケンサー２からリード配列情報を取得して、遺伝子配列の解析を行う（ステップＳ１０９）。
なお、品質管理試料もまた、医療機関２１０からの試料のパネル検査において行われる工程と同じ工程にて処理され、品質管理試料の遺伝子の配列情報が解析される。品質管理試料を解析した結果に基づいて、パネル検査の品質を評価するための品質評価指標が生成される。
次に、品質評価装置１は、生成された品質評価指標に基づいて、パネル検査の品質を評価する（ステップＳ１１０）。具体的には、品質評価装置１は、品質評価指標毎に設定された評価基準と、生成された品質評価指標とを比較した比較結果に基づいて、各パネル検査の品質が評価され得る。
品質評価装置１は、ステップＳ１０９における解析結果、および品質管理試料を解析した結果に基づいて生成された指標に基づいてレポートを作成し（ステップＳ１１１）、作成したレポートを通信端末５に送信する（ステップＳ１１２）。レポートには、例えば、リード配列情報をアライメント結果のデータ、および同定された変異等に関するデータ等の品質評価装置１が解析した結果のデータ自身、およびパネル検査の品質に関する情報が含まれていてもよい。
なお、作成したレポートは検査機関１２０にて印刷されてもよく、例えば、検査機関１２０は作成されたレポートを紙媒体として医療機関２１０へ送付してもよい。
遺伝子解析システム１００を利用する検査機関１２０の品質評価装置１は、管理サーバ３に、解析に用いた遺伝子パネルに関する情報、解析した遺伝子に関する情報、解析実績、および、行われた遺伝子検査について生成された品質評価指標などを通知する（ステップＳ１１４）。
管理サーバ３は、例えばネットワーク４を介して、遺伝子解析システム１００を利用する各検査機関１２０の品質評価装置１から、検査機関ＩＤ、遺伝子パネルＩＤ、遺伝子ＩＤ、および解析実績などを取得する。また、管理サーバ３は、取得した検査機関ＩＤ、遺伝子パネルＩＤ、遺伝子ＩＤ、および解析実績などを対応付けて記憶する（ステップＳ１１５）。
なお、検査機関ＩＤは、遺伝子の配列解析を行うユーザを特定する情報であり、品質評価装置１を利用するユーザ毎に付与されている識別情報であるユーザＩＤであってもよい。
遺伝子パネルＩＤは、対象となる遺伝子の解析に用いる遺伝子パネルを特定するために付与される識別情報である。遺伝子パネルに付与された遺伝子パネルＩＤは、遺伝子パネル名および該遺伝子パネルを提供している会社名などと対応付けられる。
遺伝子ＩＤは、解析対象の遺伝子を特定するために遺伝子毎に付与された識別情報である。
（遺伝子解析システム１００の構成）
遺伝子解析システム１００は、遺伝子の配列情報を解析するシステムであって、少なくとも品質評価装置１と、管理サーバ３とを備える。品質評価装置１はイントラネットおよびインターネットなどのネットワーク４を介して管理サーバ３と接続されている。
（シーケンサー２）
シーケンサー２は、試料に含まれる遺伝子の塩基配列を読み取るために利用される塩基配列解析装置である。
本実施形態に係るシーケンサー２は、好ましくは、次世代シークエンシング技術を用いたシーケンシングを行う次世代シーケンサー、または第３世代のシーケンサーであることが好ましい。次世代シーケンサーは、近年開発の進められている一群の塩基配列解析装置であり、クローン的に増幅したＤＮＡテンプレートまたは単独ＤＮＡ分子をフローセル内で大量に並列処理を行うことによって、飛躍的に向上した解析能力を有している。
また、本実施形態において使用可能なシークエンシング技術は、同一の領域を重複して読むこと（ディープシーケンシング）により複数のリードを取得するシーケンシング技術であり得る。
本実施形態において使用可能なシークエンシング技術の例としては、イオン半導体シークエンシング、ピロシークエンシング（pyrosequencing）、可逆色素ターミネータを使用するシークエンシング・バイ・シンセシス（sequencing-by-synthesis）、シークエンシング・バイ・リゲーション（sequencing-by-ligation）、およびオリゴヌクレオチドのプローブ結紮によるシークエンシングなどの、サンガー法以外のシーケンス原理に基づく、１ラン当たりに多数のリードを取得可能なシーケンシング技術が挙げられる。
シーケンシングに用いるシーケンシングプライマーは特に限定されず、目的の領域を増幅させるのに適した配列に基づいて、適宜設定される。また、シーケンシングに用いられる試薬についても、用いるシーケンシング技術およびシーケンサー２に応じて好適な試薬を選択すればよい。前処理からシーケンシングまでの手順については、後に具体例を挙げて説明する。
（品質評価装置１の構成）
図３は品質評価装置１の構成の一例である。品質評価装置１は、シーケンサー２により読み取られたリード配列情報および解析対象となる複数の遺伝子を含む遺伝子パネルに関する情報とを取得する制御部１１と、制御部１１が取得した遺伝子パネルに関する情報に基づいた、リード配列情報の解析結果を出力する出力部１３と、を備える装置である。品質評価装置１は、コンピュータを用いて構成することができる。例えば、制御部１１は、ＣＰＵ等のプロセッサであり、記憶部１２は、ハードディスクドライブである。
また、記憶部１２には、配列解析のためのプログラム、単一の参照配列を生成するためのプログラム等も記憶されている。出力部１３は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカ等を含む。入力部１７は、キーボード、マウス、タッチセンサ等を含む。また、タッチセンサとディスプレイとが一体化されたタッチパネルのような、入力部および出力部の双方の機能を有する装置を用いてもよい。通信部１４は、制御部１１が外部の装置と通信するためのインターフェースである。
品質評価装置１は、品質評価装置１が備える各部を統括して制御する制御部１１、解析実行部１１０が使用する各種データを記憶する記憶部１２、出力部１３、通信部１４、および入力部１７を備えている。制御部１１は、解析実行部１１０および管理部１１６を備えている。さらに、解析実行部１１０は、配列データ読取部１１１、情報選択部１１２、データ調整部１１３、変異同定部１１４、およびレポート作成部１１５を備えている。記憶部１２には、遺伝子パネル関連情報データベース１２１、参照配列データベース１２２、変異データベース１２３、および解析実績ログ１５１が記憶されている。
品質評価装置１は、解析毎に異なる遺伝子パネルが使用された場合であっても、使用された遺伝子パネルに対応した解析結果を含むレポートを作成する。遺伝子解析システム１００を利用するユーザは、遺伝子パネルの種別によらず、共通の解析プログラムでパネル検査の結果を解析し、レポートを作成することが可能となる。よって、パネル検査を実施する場合に、遺伝子パネル毎に使用する解析プログラムを使い分けたり、解析プログラムに対して使用する遺伝子パネル毎に特殊な設定を行ったりしなければならないという煩わしさが解消され、ユーザの利便性が向上する。
品質評価装置１のユーザが入力部１７から遺伝子パネルに関する情報を入力した場合、情報選択部１１２は、遺伝子パネル関連情報データベース１２１を参照し、入力された遺伝子パネルに関する情報に応じて、解析プログラムが解析対象の遺伝子の解析を実行するように、解析プログラムのアルゴリズムを制御する。
ここで、遺伝子パネルに関する情報は、シーケンサー２による測定に用いた遺伝子パネルを特定するものであればよく、例えば、遺伝子パネル名、遺伝子パネルの解析対象となっている遺伝子名、および遺伝子パネルＩＤなどである。
情報選択部１１２は、入力部１７から入力された遺伝子パネルに関する情報に基づいて、該遺伝子パネルに関する情報が示す遺伝子パネルの解析対象である遺伝子に対応した解析を行うための解析アルゴリズムを変更する。
情報選択部１１２は、データ調整部１１３、変異同定部１１４、およびレポート作成部１１５の少なくとも何れか１つに対し、遺伝子パネルに関する情報に基づいた指示を出力する。この構成を採用することより、品質評価装置１は、リード配列情報の解析結果を、入力された遺伝子パネルに関する情報に基づいて出力することができる。
すなわち、情報選択部１１２は、解析対象となる複数の遺伝子を含む遺伝子パネルに関する情報を取得し、取得した遺伝子パネルに関する情報に基づいて、リード配列情報の解析結果が出力部１３から出力されるように制御する機能ブロックである。
パネル検査を実施するユーザによってさまざまな試料に含まれる遺伝子が解析される場合、試料毎の解析対象遺伝子群に応じてさまざまな遺伝子パネルが用いられる。
すなわち、品質評価装置１は、第１試料から第１の解析対象遺伝子群を解析するための第１遺伝子パネルを用いて読み取られた第１リード配列情報、および第２試料から第２の解析対象遺伝子群を解析するための第２遺伝子パネルを用いて読み取られた第２リード配列情報を取得し得る。
品質評価装置１は、種々の組合せの解析対象遺伝子がさまざまな遺伝子パネルを用いて解析された場合であっても、情報選択部１１２を備えることにより、リード配列情報を解析した解析結果を適切に出力することができる。
すなわち、ユーザに対して、解析対象遺伝子毎にリード配列情報の解析に用いる解析プログラムを設定させたり、解析を行わせたりすることなく、遺伝子パネルに関する情報を選択させるだけで、各リード配列情報の解析結果を適切に出力することが可能である。
例えば、情報選択部１１２が、データ調整部１１３に対して遺伝子パネルに関する情報に基づいた指示を出力する場合には、データ調整部１１３によって該遺伝子パネルに関する情報を反映したアライメント処理などが行われる。
情報選択部１１２は、遺伝子パネルに関する情報に応じて、データ調整部１１３がリード配列情報のマッピングに用いる参照配列（野生型のゲノム配列および変異配列が組込まれた参照配列）を、遺伝子パネルに関する情報に対応する遺伝子に関する参照配列のみに限定するよう指示する。
この場合、データ調整部１１３による処理の結果には既に遺伝子パネルに関する情報が反映されているため、情報選択部１１２は、データ調整部１１３による処理の次に処理を行う変異同定部１１４に対して、遺伝子パネルに関する情報に基づいた指示を出力しなくてもよい。
例えば、情報選択部１１２が、変異同定部１１４に対し、遺伝子パネルに関する情報に基づいた指示を出力する場合には、変異同定部１１４によって該遺伝子パネルに関する情報を反映した処理が行われる。
例えば、情報選択部１１２は、遺伝子パネルに関する情報に応じて、変異同定部１１４が参照する変異データベース１２３の領域を、遺伝子パネルに関する情報に対応する遺伝子に関する変異のみに限定するよう指示する。これにより、変異同定部１１４による処理の結果に遺伝子パネルに関する情報が反映されることになる。
（試料の遺伝子配列を解析するための処理の流れ）
ここでは、試料および品質管理試料の遺伝子配列を解析するための処理の流れについて、図４を用いて説明する。図４は、試料の遺伝子配列を解析するための処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず図４のステップＳ３１において、解析対象の遺伝子の配列を解析するための前処理が行われる。前処理には、試料および品質管理試料に含まれるＤＮＡなどの遺伝子を断片化して、断片化された遺伝子を回収するまでの処理が含まれる。なお、医療機関２１０から提供された試料が組織および血液などである場合、組織または血液から遺伝子（例えば、ＤＮＡ）を抽出する処理も含まれる。
次に、ステップＳ３２において、前処理を終えた試料および品質管理試料に含まれる遺伝子の配列がシーケンサー２によって読み取られる。
このステップＳ３２は、具体的には、前処理の後に回収された解析対象となる１または複数のＤＮＡ断片の配列が読み取られる工程である。リード配列情報は、この工程で読み取られた遺伝子配列を含んでいる。前処理の後に回収された解析対象となる１または複数のＤＮＡ断片は、「ライブラリ」と呼称されることもある。
続いて、品質管理試料を測定した場合、ステップＳ３３において、品質評価装置１は、読み取られた遺伝子配列を解析し、配列中の変異の有無、変異の位置、変異の種別等を特定する。読み取られた遺伝子配列を解析することによって、検出された変異が同定される。
次に、ステップＳ３４において、品質評価装置１は、パネル検査の品質を評価するための品質評価指標を生成する。品質評価装置１は、生成した品質評価指標に基づいて、行ったパネル検査の品質を評価してもよい。
最後に、品質評価装置１は、ステップＳ３３にて同定された変異に関する情報等の解析結果、およびステップＳ３４にて生成された品質評価指標などパネル検査の品質を示す情報を含むレポートを作成する。作成したレポートは、医療機関２１０に提供される。
（前処理）
続いて、図４のステップＳ３１の前処理の手順について図５に示す流れに沿って説明する。図５は、試料ＤＮＡの塩基配列をシーケンサー２によって解析するための前処理の手順の一例を説明するフローチャートである。
試料および品質管理試料のそれぞれからＤＮＡを抽出して配列解析を行う場合、まず、解析対象の遺伝子を含む試料、および用いる遺伝子パネルに対応する品質管理試料からＤＮＡを抽出する（図５の（ａ）のステップ３００）。
この場合、試料由来のＤＮＡ、および品質管理試料由来のＤＮＡをそれぞれステップＳ３０１以降の処理を行う。
品質管理試料から抽出されたＤＮＡに対して、試料から抽出されたＤＮＡと同じ処理を行うことにより、パネル検査における配列解析の品質を評価するために有用な品質評価指標を生成することができる。
なお、品質管理試料の利用法は、これに限定されない。例えば、図５の（ｂ）に示すように、ステップ３００ａにて品質管理試料のＤＮＡのみを抽出し、ステップＳ３０１以降の処理を行ってもよい。
あるいは、図５の（ｃ）に示すように、品質管理試料として変異を含む品質管理試料と、変異を含まない品質管理試料とを準備し、これらからＤＮＡを抽出してもよい（ステップ３００ｂ）。
変異を含む品質管理試料由来のＤＮＡの解析結果と、変異を含まない品質管理試料由来のＤＮＡの解析結果とを比較することにより、パネル検査における配列解析の品質を評価するために有用な品質評価指標を生成することができる。
または、図５の（ｄ）に示すように、解析対象の遺伝子を含む試料、変異を含む品質管理試料、および変異を含まない品質管理試料とからＤＮＡを抽出してもよい（ステップ３００ｃ）。解析対象の遺伝子を含む試料が、血液試料および腫瘍細胞試料の組み合わせであってもよい。
なお、ステップＳ３０１以降の処理において、試料由来のＤＮＡ、および品質管理試料由来のＤＮＡを個別に処理するのではなく、試料由来のＤＮＡ、および品質管理試料由来のＤＮＡを混合して、ステップＳ３０１以降の処理を行ってもよい。これにより、ステップＳ３０１以降のすべての処理において、両者の条件が同じになるため、より正確な品質評価指標を生成し得る。また、シーケンサー２に用いるフローセルのレーンの一部を、品質管理試料から調製されたＤＮＡ断片のためだけに使用する必要が無くなる。これにより、限られた数のレーンを、解析対象の遺伝子を含む試料由来のＤＮＡ断片のために有効に用いることができる。
なお、この場合、（１）品質管理試料に含まれる標準遺伝子と、パネル検査の解析対象遺伝子とを適切に断片化してライブラリを調製するための試薬、および（２）品質管理試料に含まれる標準遺伝子とパネル検査の解析対象遺伝子とを断片化した後に、それぞれのＤＮＡ断片を適切に捕捉するためのＲＮＡベイトを含む試薬を利用することが望ましい。
（品質管理試料）
一実施形態では、品質管理試料は、複数の標準遺伝子を含む組成物である。品質管理試料は、複数の標準遺伝子を混合することにより調製され得る。これらの標準遺伝子を混合して単一の容器に収容した試薬を品質管理試料としてユーザに提供することができる。また、品質管理試料として複数の標準遺伝子を別々の容器に収容してキットの形態としてユーザに提供されてもよい。品質管理試料は、溶液の状態であってもよいし、固体（粉末）の状態であってもよい。溶液で提供される場合の溶媒としては、水、ＴＥバッファーなど当業者に公知の水性溶媒を使用することができる。
品質管理試料について、図６を用いて説明する。図６は、品質管理試料の一例を説明する図である。
図６の（ａ）は、遺伝子パネルを用いたパネル検査において解析対象となり得る遺伝子のリストを示している。このリストの中の１または複数の遺伝子が、遺伝子パネルの解析対象となる遺伝子として関連付けられている（図７のデータ１２１Ｂ参照）。
図６の（ｂ）は、パネル検査において検出対象となる変異種別の例を示している。検出対象となる変異種別には、「ＳＮＶ（一塩基多型）」、「Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ（挿入）」および「Ｄｅｌｅｔｉｏｎ（欠失）」（図中では、「ＩｎＤｅｌ」と表記されている）、「ＣＮＶ（コピー数多型）」、および「Ｆｕｓｉｏｎ（融合）」を示している。
遺伝子パネルＡに対応する品質管理試料Ａ１は、ＳＮＶを含む標準遺伝子、Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎを含む標準遺伝子、Ｄｅｌｅｔｉｏｎを含む標準遺伝子、ＣＮＶを含む標準遺伝子、およびＦｕｓｉｏｎを含む標準遺伝子のうち、少なくとも２つ含んでいる。たとえば、品質管理試料Ａ１は、標準遺伝子として、野生型に対して「ＳＮＶ」を含む遺伝子Aの部分配列と、野生型に対して「Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ」を含む遺伝子Ｂの部分配列を含む。
図６の（ｄ）は、遺伝子パネルＡを用いる遺伝子検査の解析結果と品質管理試料の解析結果の出力例である。この例では、遺伝子パネルＡの解析結果として、ＧＮＡ１１、ＡＫＴ１およびＰＩＫ３ＣＡのＳＮＶ、ＥＧＦＲのＬｏｎｇ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎおよびＬｏｎｇ ｄｅｌｅｔｉｏｎ、ＳＬＣ３４Ａ２とＲＯＳ１の融合遺伝子、ＣＣＤＣ６とＲＥＴの融合遺伝子、ＭＥＴの遺伝子増幅、ＭＹＣ－Ｎの遺伝子増幅、およびＭＹＣ－Ｃの遺伝子増幅が検出されている。遺伝子パネルAの品質管理試料は、ＧＮＡ１１のＳＮＶを含む標準遺伝子、ＡＫＴ１のSNVを含む標準遺伝子、ＰＩＫ３ＣＡのＳＮＶを含む標準遺伝子、ＥＧＦＲのＬｏｎｇ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎを含む標準遺伝子、ＥＧＦＲのＬｏｎｇ ｄｅｌｅｔｉｏｎを含む標準遺伝子、ＳＬＣ３４Ａ２とＲＯＳ１の融合配列を含む標準遺伝子、ＣＣＤＣ６とＲＥＴの融合配列を含む標準遺伝子、ＭＥＴの遺伝子増幅を含む標準遺伝子、ＭＹＣ－Ｎの遺伝子増幅を含む標準遺伝子、およびＭＹＣ－Ｃの遺伝子増幅を含む標準遺伝子を含有する。ここでは、品質管理試料が１０種の標準遺伝子を含む例を示しているが、これに限定されない。
品質管理試料に含まれる第１の標準遺伝子と第２の標準遺伝子は、異なるＤＮＡ分子であってもよいし、これらが連結していてもよい。第１の標準遺伝子と第２の標準遺伝子が連結している場合は、第１の標準遺伝子の配列と、第２の標準遺伝子の配列とが直接連結されていてもよいし、第１の標準遺伝子の配列と、第２の標準遺伝子の配列との間にスペーサー配列を介在させてもよい。
当該スペーサー配列は、遺伝子検査に供される検体に含まれる可能性の低い配列が好ましい。たとえば、アデニン塩基のみが複数個（たとえば、１００個）連続した配列であり得る。
標準遺伝子は、解析対象の遺伝子パネルに含まれる遺伝子であってもよいし、含まれない遺伝子であってもよい。遺伝子検査の対象となる生物種の遺伝子であってもよいし、異なる生物種の遺伝子であってもよい。たとえば、遺伝子検査の対象がヒトである場合は、ヒト以外の動物、植物、細菌などの遺伝子であり得る。
標準遺伝子の合成方法は特に限定されない。たとえば、公知のＤＮＡ合成機で合成することができる。また、鋳型となる生物由来の遺伝子をPCRにより増幅し、精製することにより取得してもよい。ＤＮＡ合成機で合成した標準遺伝子を鋳型としてＰＣＲ増幅し、精製することにより取得してもよい。
標準遺伝子の長さは特に限定されない。たとえば、標準遺伝子の長さは５０ヌクレオチド以上であり得る。ＰＣＲで増幅する場合は、２０００ヌクレオチド以内であれば簡便に増幅することができ、好適である。ＤＮＡ合成機で合成する場合は数ｋｂｐまで合成することができる。
品質管理試料中の標準遺伝子の濃度は特に限定されない。たとえば、検体中のＤＮＡ濃度と同程度とすることができる。
品質管理試料中の標準遺伝子は、１本鎖であってもよいし、２本鎖であってもよい。また、直鎖状であってもよいし、環状であってもよい。
以下、品質管理試料の一調製例を具体的に説明する。
（１）置換変異を含む標準遺伝子の調製
配列番号１の配列を有する標準遺伝子を公知のＤＮＡ合成機で合成する。合成されたＤＮＡを、ＤＮＡポリメラーゼ、ｄＮＴＰｓおよび緩衝液を含む市販の試薬を用いて、ＰＣＲにより増幅する。配列番号１の配列は、図２９に示される。この配列は、ＰＩＫ３ＣＡ遺伝子のエクソン２０の配列であり、野生型ＰＩＫ３ＣＡ遺伝子の３１４０番目のＡのＧへの置換（Ａ３１４０Ｇ）を含む（Ａ３１４０Ｇについては、米国特許公報第８０２６０５３号参照。米国特許公報第８０２６０５３号は参照として本明細書に組み込まれる）。配列番号１の配列は、４７６ｍｅｒの長さであり、Ａ３１４０Ｇの置換変異は２０４番目の位置に存在する。なお、野生型ＰＩＫ３ＣＡ遺伝子のコード配列は、配列番号２に示される。
増幅産物を、アガロースゲル電気泳動に供し、５００ｂｐ付近のバンド部分を切り出す。切り出されたゲルを定法により精製する。精製後、ＤＮＡを定量し、ＴＥバッファーで任意の濃度に希釈することにより配列番号１の配列を有する標準遺伝子が取得される。
（２）融合変異を含む標準遺伝子の調製
配列番号３の配列を有する標準遺伝子を公知のＤＮＡ合成機で合成する。合成されたＤＮＡを、ＤＮＡポリメラーゼ、ｄＮＴＰｓおよび緩衝液を含む市販の試薬を用いて、ＰＣＲにより増幅する。配列番号３の配列は、図３０に示される。配列番号３の配列は、ＥＥＭＬ４遺伝子およびＡＬＫ遺伝子の融合遺伝子の部分配列である。配列番号３の配列において、１～５００番目の配列がＥＭＬ４遺伝子に由来し、５０１～１０００番目の配列がＡＬＫ遺伝子に由来する（図３０参照）。ＥＭＬ４－ＡＬＫ融合遺伝子は、GenBank Accession No.AB663645.1に登録されている。配列番号３の配列は、GenBank Accession No.AB663645.1の１１５８～２１５７番目の配列である。
上記（１）と同様にして配列番号３の配列を有する標準遺伝子が取得される。
（３）標準遺伝子を含む品質管理試料の調製
配列番号１の配列を有する標準ＤＮＡ分子と配列番号３の配列を有する標準ＤＮＡ分子とを任意の濃度で混合し、品質管理試料が調製される。この品質管理試料は、検体と混合され、配列解析用試料が調製される。
（４）解析
調整された配列解析用試料を用いて次世代シーケンサー（例えば、イルミナ社ＮｅｘｔＳｅｑ５００）を用いた遺伝子パネル検査の品質が評価される。この遺伝子パネルは、ＰＩＫ３ＣＡ遺伝子およびＥＭＬ４－ＡＬＫ融合遺伝子を含む複数の遺伝子を標的遺伝子とする。配列解析用試料中の検体由来のゲノムＤＮＡおよび標準遺伝子は、前処理（断片化、ＤＮＡ濃縮、タグプライマーを用いたＰＣＲ増幅等）および配列解析に供され、標的遺伝子の配列情報が取得される。配列解析に際して品質管理のための指標が取得され、標準ＤＮＡ分子の配列解析の指標に基づき、標的遺伝子の解析結果の品質が評価される。ユーザは当該品質評価の結果に基づき、解析対象遺伝子の解析結果の信頼性を判断することができる。
上記の例は、（３）において品質管理試料と、検体とが混合されるが、品質管理試料と、検体とを混合せず、各々を配列解析に供してもよい。
また、同じ遺伝子パネルを用いたパネル検査が繰り返し行われる場合、同じ品質管理試料が繰り返し使用されてもよい。図７のデータ１２１Ｄに示すように、各品質管理試料に含まれる標準遺伝子および変異種別が異なる複数種類の品質管理試料が、各遺伝子パネルに対応する品質管理試料として複数用意されていてもよい。
標準遺伝子の組み合わせが異なる複数の品質管理試料をパネル検査毎、週毎、月毎に使い分けることにより、パネル検査において変異を検出する処理の品質を評価するための品質評価指標を、より多様な標準遺伝子の変異を検出することによって生成することができる。よって、パネル検査の品質管理の網羅性が向上する。
例えば、遺伝子パネルＡに対応する品質管理試料である品質管理試料Ａと品質管理試料Ｂを図８に示す。品質管理試料Ａに含まれる標準遺伝子ａ１、標準遺伝子ａ２、標準遺伝子ａ３が、品質管理試料Ｂでは、標準遺伝子ｂ１、標準遺伝子ｂ２、標準遺伝子ｂ３にそれぞれ変更されている。
次に、図９の（ａ）に示すように、試料（検体由来のゲノムＤＮＡおよび／または標準遺伝子）を、シーケンサー２で配列を読み取るための長さに断片化する（図５のステップＳ３０１）。試料ＤＮＡの断片化は、例えば、超音波処理や、核酸を断片化する試薬による処理などの公知の方法によって行うことができる。得られるＤＮＡ断片（核酸断片）は、例えば、数十から数百ｂｐの長さであり得る。
続いて、図９の（ｂ）に示すように、ステップＳ３０１で得られたＤＮＡ断片の両端（３´末端および５´末端）に、使用するシーケンサー２の種類やシーケンシングプロトコルに対応するアダプター配列を付与する（図５のステップＳ３０２）。但し、本工程は、シーケンサー２が、イルミナ社のシーケンサー、または、イルミナ社のシーケンサーと同様の方式を採用する装置である場合には必須の工程であるが、他の種類のシーケンサー２を用いる場合には、省略できる場合もある。
アダプター配列は、後の工程においてシーケンシングを実行するために使用する配列であり、一実施形態において、Ｂｒｉｄｇｅ ＰＣＲ法において、フローセルに固定化したオリゴＤＮＡにハイブリダイズするための配列であり得る。
一態様において、図９の（ｂ）の上段に示すように、ＤＮＡ断片の両端に直接アダプター配列（例えば、図９中のアダプター１配列およびアダプター２配列）を付加してもよい。ＤＮＡ断片へのアダプター配列の付加は、当該分野において公知の手法を用いることができる。例えば、ＤＮＡ配列を平滑化し、アダプター配列をライゲーションしてもよい。
ＤＮＡ断片へのアダプター配列の付加は、当該分野において公知の手法を用いることができる。例えば、ＤＮＡ断片を平滑化し、インデックス配列をライゲーションした後に、さらに、アダプター配列をライゲーションさせてもよい。
次に、図１０に示すように、アダプター配列を付与したＤＮＡ断片に対し、ビオチン化ＲＮＡベイトライブラリをハイブリダイズさせる（図５のステップＳ３０３）。
ビオチン化ＲＮＡベイトライブラリは、解析対象となる遺伝子とハイブリダイズするビオチン化ＲＮＡ（以下、ＲＮＡベイトと称する。）によって構成されている。ＲＮＡベイトの長さは任意であるが、例えば、特異性を高めるために１２０ｂｐ程度のロングオリゴＲＮＡベイトを使用してもよい。
なお、本実施形態におけるシーケンサー２を用いたパネル検査では、多数の遺伝子（例えば、１００以上）が解析対象の遺伝子となる。
パネル検査で用いられる試薬には、当該多数の遺伝子の各々に対応するＲＮＡベイトのセットが含まれる。パネルが異なれば、検査対象の遺伝子の数および種類が異なるため、パネル検査で用いられる試薬に含まれるＲＮＡベイトのセットも異なる。解析対象の遺伝子とは異なる遺伝子を標準遺伝子として用いる場合は、標準遺伝子に結合するベイトも用意する必要がある。
そして、図１１に示すように、解析対象となるＤＮＡ断片を回収する（図５のステップＳ３０４）。詳細には、図１１の上段に示すように、ビオチン化ＲＮＡベイトライブラリをハイブリダイズさせたＤＮＡ断片に対し、ストレプトアビジンと磁性ビーズとが結合したストレプトアビジン磁性ビーズを混合する。
これにより、図１１の中段に示すように、ストレプトアビジン磁性ビーズのストレプトアビジン部分と、ＲＮＡベイトのビオチン部分とが結合する。そして、図１１の下段に示すように、ストレプトアビジン磁性ビーズを、磁石で集磁するとともに、ＲＮＡベイトとハイブリダイズしていない断片（即ち、解析対象とならないＤＮＡ断片）を洗浄により除去する。
これにより、ＲＮＡベイトとハイブリダイズしたＤＮＡ断片、すなわち、解析対象となるＤＮＡ断片を選択・濃縮することができる。シーケンサー２は、このように複数のＲＮＡベイトを用いて選択されたＤＮＡ断片の核酸配列を読み取ることによって複数のリード配列を取得する。
（シーケンサー２によるリード配列の読み取り）
続いて、図１３～図１５を適宜参照しながら、図４のステップＳ３２の手順について図１２に示す流れに沿って説明する。図１２は、試料ＤＮＡの塩基配列をシーケンサー２によって解析する手順の一例を説明するフローチャートである。
図１３の左欄から中央欄に示すように、濃縮されたＤＮＡ断片からストレプトアビジン磁性ビーズおよびＲＮＡベイトを外し、ＰＣＲ法によって増幅することにより、前処理を完了させる。
まず、図１３の右欄に示すように、増幅されたＤＮＡ断片の配列をフローセルにアプライする（図１２のステップＳ３０５）。
続いて、図１４に示すように、フローセル上において、Ｂｒｉｄｇｅ ＰＣＲ法により、解析対象となるＤＮＡ断片を増幅する（図１２のステップＳ３０６）。
すなわち、解析対象となるＤＮＡ断片（例えば、図１４中のＴｅｍｐｌａｔｅ ＤＮＡ）は、上述した前処理によって、両末端に２種類の異なるアダプター配列（例えば、図１４中のアダプター１配列およびアダプター２配列）が付加された状態であり（図１４の「１」）、このＤＮＡ断片を１本鎖にし、５’末端側のアダプター１配列をフローセル上に固定させる（図１４の「２」）。
フローセル上には予め５’末端側のアダプター２配列が固定されており、ＤＮＡ断片の３’末端側のアダプター２配列が、フローセル上の５’末端側のアダプター２配列と結合することにより、橋渡しをしたような状態となり、ブリッジが形成される（図１４の「３」）。
この状態でＤＮＡポリメラーゼによってＤＮＡ伸長反応を行い（図１４の「４」）、変性させると、２本の１本鎖ＤＮＡ断片が得られる（図１４の「５」）。
このようなブリッジの形成、ＤＮＡ伸長反応および変性をこの順に繰り返すことにより、多数の１本鎖ＤＮＡ断片を局所的に増幅固定させて、クラスターを形成することができる（図１４の「６」～「１０」）。
そして、図１５に示すように、クラスターを形成する１本鎖ＤＮＡを鋳型として、Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ－ｂｙ－ｓｙｎｔｈｅｓｉｓにより、配列を読み取る（図１２のステップＳ３０７）。
まず、フローセル上に固定された１本鎖ＤＮＡ（図１５の上段左欄）に対し、ＤＮＡポリメラーゼ、および、蛍光標識され、３’末端側がブロックされたｄＮＴＰを添加し（図１５の上段中央欄）、さらに、シーケンスプライマーを添加する（図１５の上段右欄）。
シーケンスプライマーは、例えば、アダプター配列の一部分にハイブリダイズするように設計されていればよい。換言すれば、シーケンスプライマーは、試料ＤＮＡ由来のＤＮＡ断片を増幅するように設計されていればよく、インデックス配列を付加した場合には、さらにインデックス配列を増幅するように設計されていればよい。
シーケンスプライマーを添加後、ＤＮＡポリメラーゼによって３’末端ブロック蛍光ｄＮＴＰの１塩基伸長反応を行う。３’末端側がブロックされたｄＮＴＰを用いるため、１塩基分伸長したところで、ポリメラーゼ反応は停止する。そして、ＤＮＡポリメラーゼを除去し（図１５の中段右欄）、１塩基伸長した１本鎖ＤＮＡ（図１５の下段右欄）に対し、レーザー光により塩基に結合している蛍光物質を励起させて、そのときに起こる発光を写真として記録する（図１５の下段左欄）。
写真は、蛍光顕微鏡を用いて、４種類の塩基を決定させるために、波長フィルタを変更しながら、Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｔそれぞれに対応する蛍光色毎に撮影する。すべての写真を取り込んだ後、写真データから塩基を決定する。そして、蛍光物質および３’末端側をブロックしている保護基を除去して、次のポリメラーゼ反応に進む。この流れを１サイクルとして、２サイクル目、３サイクル目と繰り返していくことにより、全長をシーケンシングすることができる。
以上の手法によれば、解析できる鎖長は１５０塩基×２までに達し、ピコタイタープレートよりもはるかに小さい単位での解析が可能であるため、高密度化することにより、１回の解析において４０～２００Ｇｂという膨大な配列情報を入手することができる。
（ｃ．遺伝子パネル）
シーケンサー２によるリード配列の読み取りに用いられる遺伝子パネルは、上述したように、複数の解析対象を一度のランで解析するための解析キットを意味し、一実施形態において、特定の疾病に関する複数の遺伝子配列を解析するための解析キットであり得る。
本明細書中にて使用される場合、用語「キット」は、特定の材料を内包する容器（例えば、ボトル、プレート、チューブ、ディッシュなど）を備えた包装が意図される。好ましくは各材料を使用するための指示書を備える。本明細書中にてキットの局面において使用される場合、「備えた（備えている）」は、キットを構成する個々の容器のいずれかの中に内包されている状態が意図される。また、キットは、複数の異なる組成物を１つに梱包した包装であり得、ここで、組成物の形態は上述したような形態であり得、溶液形態の場合は容器中に内包されていてもよい。
キットは、物質Ａおよび物質Ｂを同一の容器に混合して備えていても別々の容器に備えていてもよい。「指示書」には、キット中の各構成を、治療および／または診断に適用する手順が示されている。なお、「指示書」は、紙またはその他の媒体に書かれていても印刷されていてもよく、あるいは磁気テープ、コンピュータ読み取り可能ディスクまたはテープ、ＣＤ－ＲＯＭなどのような電子媒体に付されてもよい。キットはまた、希釈剤、溶媒、洗浄液またはその他の試薬を内包した容器を備え得る。さらに、キットは、治療および／または診断に適用するために必要な器具をあわせて備えていてもよい。
一実施形態において、遺伝子パネルは、上述した、品質管理試料、核酸を断片化する試薬、ライゲーション用試薬、洗浄液、ＰＣＲ試薬（ｄＮＴＰ、ＤＮＡポリメラーゼなど）などの試薬、および磁性ビーズのうち一つ以上を備えていてもよい。また、遺伝子パネルは、断片化したＤＮＡにアダプター配列を付加するためのオリゴヌクレオチド、断片化したＤＮＡにインデックス配列を付加するためのオリゴヌクレオチド、ＲＮＡベイトライブラリなどのうち一つ以上を備えていてもよい。
特に、各遺伝子パネルが備えるインデックス配列は、当該遺伝子パネル固有の、当該遺伝子パネルを識別するための配列であり得る。また、各遺伝子パネルが備えるＲＮＡベイトライブラリは、当該遺伝子パネルの各検査遺伝子に対応するＲＮＡベイトを含む、当該遺伝子パネル固有のライブラリであり得る。
（配列データ読取部１１１、データ調整部１１３、変異同定部１１４）
続いて、解析実行部１１０の配列データ読取部１１１、データ調整部１１３、および変異同定部１１４について、図１７～図２５を適宜参照しながら、図１６に示す処理の流れに沿って説明する。図１６は、品質評価装置１による解析の流れの一例を説明するフローチャートである。なお、図１６に示す処理は、図２に示すステップＳ１０９、および図４に示すステップＳ３３に対応している。
＜配列データ読取部１１１＞
まず、図１６のステップＳ１１において、配列データ読取部１１１は、シーケンサー２から提供されたリード配列情報を読み込む。
リード配列情報は、シーケンサー２で読み取られた塩基配列を示すデータである。シーケンサー２は、特定の遺伝子パネルを用いて得られた多数の核酸断片をシーケンシングして、それらの配列情報を読み取り、リード配列情報として品質評価装置１に提供する。
一態様において、リード配列情報には、読み取られた配列と共に、配列中の各塩基のクオリティスコアが含まれていてもよい。また、被検体の病変部位から採取されたＦＦＰＥ試料をシーケンサー２に供して得られたリード配列情報と、同被検体の血液試料をシーケンサー２に供して得られたリード配列情報との両方が、品質評価装置１に入力される。
図１７は、リード配列情報のファイルフォーマットの一例を示す図である。図２２に示す例では、リード配列情報には、配列名、配列、および、クオリティスコアが含まれている。配列名は、シーケンサー２が出力するリード配列情報に付与された配列ＩＤなどであってもよい。配列は、シーケンサー２で読み取られた塩基配列を示す。クオリティスコアは、シーケンサー２による塩基割当が正しく行われない確率を示す。任意の塩基のシーケンスクオリティスコア（Ｑ）は、次の式により表される。
Ｑ＝－１０ｌｏｇ１０Ｅ
この式において、Ｅは、塩基割当が正しく行われない確率の推定値を表す。Ｑ値が高いほど、エラーの確率が低いことを意味する。Ｑ値が低いほど、そのリードは使用できない部分が大きくなる。
また、偽陽性の変異割当も増加し、結果の精度が低下する恐れがある。なお、「偽陽性」は、リード配列が判定対象となる真の変異を有していないにもかかわらず、変異を有すると判断されることを意味する。
なお、「陽性」は、リード配列が判定対象となる真の変異を有していることを意味し、「陰性」は、リード配列が対象となる変異を有していないことを意味する。例えば、クオリティスコアが２０であれば、エラーの確率は１００分の１であり、したがって、読み取った遺伝子配列中の各塩基の正確さ（「ベースコールの精度」とも呼ばれる）は９９％であることを意味する。
＜データ調整部１１３＞
続いて、図１６のステップＳ１２において、データ調整部１１３は、配列データ読取部１１１が読み込んだリード配列情報に基づいて、リード配列情報に含まれる各核酸断片のリード配列のアライメントを実行する。
図１８の（ａ）は、データ調整部１１３によるアライメントを説明する図である。データ調整部１１３は、参照配列データベース１２２に格納された参照配列（参照配列情報）を参照し、各核酸断片のリード配列を、リード配列情報の比較対象とすべき参照配列に対してマッピングすることにより、アライメントを実行する。一態様において、参照配列データベース１２２には、各解析対象の遺伝子に対応する参照配列が複数種類格納されている。
また、データ調整部１１３は、被検体の病変部位から採取されたＦＦＰＥ試料をシーケンサー２に供して得られたリード配列情報と、同被検体の血液試料をシーケンサー２に供して得られたリード配列情報との両方について、アライメントを実行する。
図１８の（ｂ）は、データ調整部１１３のアライメント結果のフォーマットの一例を示す図である。アライメント結果のフォーマットは、リード配列、参照配列およびマッピング位置をそれぞれ特定し得るものであれば特に限定されないが、図１８の（ｂ）のように、参照配列情報、リード配列名、ポジション情報、マップ品質および配列を含むものであってもよい。
参照配列情報は、参照配列データベース１２２における参照配列名（参照配列ＩＤ）、参照配列の配列長などを示す情報である。リード配列名は、アライメント対象となった各リード配列の名称（リード配列ＩＤ）を示す情報である。ポジション情報は、リード配列の最左塩基がマッピングされた参照配列上の位置（Leftmost mapping position）を示す情報である。マップ品質は、当該リード配列に対応するマッピング品質を示す情報である。配列は、各リード配列に対応する塩基配列（例： …GTAAGGCACGTCATA…）を示す情報である。
図１９は、参照配列データベース１２２の構造例を示す図である。図１９に示すように、参照配列データベース１２２には、野生型の配列を示す参照配列（例えば、染色体＃１～２３のゲノム配列）と、野生型の配列に対して既知の変位が組み込まれた参照配列とが記憶されている。
さらに、参照配列データベース１２２中の各参照配列には、遺伝子パネルに関する情報を示すメタデータが付与されている。各参照配列に付与する遺伝子パネルに関する情報は、例えば、各参照配列が対応する解析対象の遺伝子を直接的または間接的に示すものであり得る。
一実施形態において、情報選択部１１２は、データ調整部１１３が参照配列データベース１２２から参照配列を取得する際に、入力された遺伝子パネルに関する情報と、各参照配列のメタデータとを参照して、当該遺伝子パネルに関する情報に対応する参照配列を選択するよう制御してもよい。
例えば、一態様において、情報選択部１１２は、入力された遺伝子パネルに関する情報によって特定される解析対象の遺伝子に対応する参照配列を選択するようデータ調整部１１３を制御してもよい。これにより、データ調整部１１３は、使用された遺伝子パネルに関連する参照配列のみに対するマッピングを行えばよいため、解析の効率を向上させることができる。
また、他の実施形態において、情報選択部１１２は、上記制御を行わなくともよい。その場合、情報選択部１１２は、後述するように、変異同定部１１４またはレポート作成部１１５を制御すればよい。
図２０は、参照配列データベース１２２に含まれる参照配列（野生型の配列を示すものでないもの）に組み込まれる既知の変異の例を示す図である。既知の変異は、外部のデータベース（例えば、ＣＯＳＭＩＣ、ＣｌｉｎＶａｒなど）に登録された変異であり、図２０に示すように、染色体位置、遺伝子名および変異が特定されているものである。図２５の例では、アミノ酸の変異が特定されているが、核酸の変異が特定されていてもよい。変異種別は、特に限定されず、置換、挿入、欠失など様々な変異であってもよく、他の染色体の一部の配列または逆相補配列が結合している変異であってもよい。
図２１は、図１６のステップＳ１２におけるアライメントの詳細な工程の一例を説明するフローチャートである。一態様において、図１６のステップＳ１２におけるアライメントは、図２１に示すステップＳ４０１～Ｓ２０５によって実行される。
図２１のステップＳ４０１において、データ調整部１１３は、配列データ読取部１１１が取得したリード配列情報に含まれる各核酸断片のリード配列のうち、アライメントを行っていないものを選択して、参照配列データベース１２２から取得した参照配列と比較する。そして、ステップＳ４０２において、データ調整部１１３は、リード配列との一致度が所定の基準を満たす参照配列上の位置を特定する。ここで、一致度とは、取得したリード配列情報と参照配列とがどの程度一致しているかを示す値であり、例えば、一致する塩基の数や割合などが一例として挙げられる。
一態様において、データ調整部１１３は、リード配列と参照配列の一致度を示すスコアを算出する。一致度を示すスコアは、例えば２つの配列間の同一性のパーセンテージ(percentage identity)とすることができる。データ調整部１１３は、例えば、リード配列の塩基と参照配列の塩基とが同一となる位置の数を特定し、一致した位置の数を求め、一致した位置の数を参照配列と比較されたリード配列の塩基数（比較ウィンドウの塩基数）で除算することによってパーセンテージを算出する。
図２２の（ａ）は、スコア算出の一例を示す図である。一態様において、図２２の（ａ）に示す位置において、リード配列Ｒ１と参照配列との一致度のスコアは、リード配列１３塩基中１３塩基が一致しているため１００％となり、リード配列Ｒ２と参照配列との一致度のスコアは、リード配列１３塩基中１２塩基が一致しているため９２．３％となる。
また、データ調整部１１３は、リード配列と参照配列の一致度を示すスコアの計算において、リード配列が参照配列に対して所定の変異（例えば、挿入・欠失（InDel : Insertion/Deletion））を含む場合には、通常の計算よりも低いスコアが付くように計算してもよい。
一態様において、データ調整部１１３は、リード配列が参照配列に対して挿入および欠失の少なくとも一方を含む配列について、例えば、上述したような通常計算で算出されたスコアに、挿入・欠失に対応する塩基数に応じた重み係数を乗算することで、スコアを補正してもよい。重み係数Ｗは、例えば、Ｗ＝｛１－（１／１００）×（挿入・欠失に対応する塩基数）｝で計算してもよい。
図２２の（ｂ）は、スコア算出の他の例を示す図である。一態様において、図２２の（ｂ）に示す位置において、リード配列Ｒ３と参照配列との一致度のスコアは、通常計算では、リード配列１７塩基（欠失を示す＊も一塩基として計算）中１５塩基が一致しているため８８％となり、補正後のスコアは８８％×０．９８＝８６％となる。また、リード配列Ｒ４と参照配列との一致度のスコアは、通常計算では、リード配列２１塩基中１７塩基が一致しているため８１％となり、補正後のスコアは８１％×０．９６＝７７．８％となる。
データ調整部１１３は、各参照配列に対するリード配列のマッピング位置を変えながら一致度のスコアを算出することにより、リード配列との一致度が所定の基準を満たす参照配列上の位置を特定する。その際、動的計画法、ＦＡＳＴＡ法、ＢＬＡＳＴ法などの当該分野において公知のアルゴリズムを使用してもよい。
図２１に戻り、次に、データ調整部１１３は、リード配列との一致度が所定の基準を満たす参照配列上の位置が単一の位置であった場合には（ステップＳ２０３にてＮＯ）、当該位置にリード配列をアライメントし、リード配列との一致度が所定の基準を満たす参照配列上の位置が複数の位置であった場合には（ステップＳ４０３にてＹＥＳ）、データ調整部１１３は、最も一致度が高い位置に、リード配列をアライメントする（ステップＳ４０４）。
そして、データ調整部１１３は、配列データ読取部１１１が取得したリード配列情報に含まれる全リード配列をアライメントしていない場合には（ステップＳ４０５にてＮＯ）、ステップＳ４０１に戻り、リード配列情報に含まれる全リード配列をアライメントした場合には（ステップＳ４０５にてＹＥＳ）、ステップＳ１２の処理を完了する。
＜変異同定部１１４＞
続いて、図１６に戻り、ステップＳ１３において、変異同定部１１４は、被検体の病変部位から採取された試料を供して得られたリード配列がアライメントされた参照配列の配列（アライメント配列）と、同被検体の血液試料を供して得られたリード配列がアライメントされた参照配列の配列（いわゆる、アライメント配列）とを比較する。
そして、図１６のステップＳ１４において、両アライメント配列間の相違を、変異として抽出する。例えば、同じ解析対象の遺伝子の同じ位置に対する血液検体由来のアライメント配列がＡＴＣＧＡであり、腫瘍組織由来のアライメント配列がＡＴＣＣＡであれば、変異同定部１１４は、ＧとＣとの相違を変異として抽出する。
一態様において、変異同定部１１４は、抽出した変異に基づいて結果ファイルを生成する。図２３は、変異同定部１１４が生成する結果ファイルのフォーマットの一例を示す図である。当該フォーマットは、例えば、Variant Call Format（ＶＣＦ）に基づくものであり得る。
図２３に示すように、結果ファイルには、抽出された変異毎に、位置情報、参照塩基および変異塩基が記述されている。位置情報は、参照ゲノム上の位置を示し、例えば、染色体番号と、該染色体上の位置とを含む。参照塩基は、上記位置情報が示す位置における参照塩基（Ａ，Ｔ，Ｃ，Ｇなど）を示す。変異塩基は、参照塩基の変異後の塩基を示す。参照塩基は、血液検体由来のアライメント配列上の塩基であり、変異塩基は、腫瘍組織由来のアライメント配列上の塩基である。
なお、図２３において、参照塩基がＣ、変異塩基がＧである変異は、置換変異の例であり、参照塩基がＣ、変異塩基がＣＴＡＧである変異は、挿入（Insertion）変異の例であり、参照塩基がＴＣＧ、変異塩基がＴである変異は、欠失（Deletion）変異の例である。また、変異塩基がＧ］１７：１９８９８２］、］１３：１２３４５６］Ｔ、Ｃ［２：３２１６８２［、または、［１７：１９８９８３［Ａである変異は、他の染色体の一部の配列または逆相補配列が結合している変異の例である。
図１６に戻り、続いて、ステップＳ１５において、変異同定部１１４は、変異データベース１２３を検索する。そして、ステップＳ１６において、変異同定部１１４は、変異データベース１２３の変異情報を参照して、結果ファイルに含まれる変異にアノテーションを付与することで、変異を同定する。
図２４は、変異データベース１２３の構造の一例を示す図である。変異データベース１２３は、例えば、ＣＯＳＭＩＣやＣｌｉｎＶａｒなどの外部データベースを基に構築される。また、一態様において、データベース中の各変異情報には、遺伝子パネルに関する情報に関するメタデータが付与されている。図２４に示す例では、データベース中の各変異情報には、解析対象の遺伝子の遺伝子ＩＤがメタデータとして付与されている。
図２５は、変異データベース１２３中の変異情報の構造の詳細例を示す図である。図２５に示すように、一態様において、変異データベース１２３に含まれる変異情報には、変異ＩＤ、変異の位置情報（例えば、「ＣＨＲＯＭ」、および「ＰＯＳ」）、「ＲＥＦ」、「ＡＬＴ」、「Ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ」が含まれていてもよい。変異ＩＤは、変異を識別するための識別子である。
変異の位置情報のうち、「ＣＨＲＯＭ」は染色体番号を示し、「ＰＯＳ」は染色体番号上の位置を示す。「ＲＥＦ」は、野生型（Ｗｉｌｄ ｔｙｐｅ）における塩基を示し、「ＡＬＴ」は、変異後の塩基を示す。「Ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ」は、変異に関する情報を示す。「Ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ」は、例えば、「ＥＧＦＲ Ｃ２５７３Ｇ」、「ＥＧＦＲ Ｌ８５８Ｒ」といったアミノ酸の変異を示す情報であってもよい。例えば、「ＥＧＦＲ Ｃ２５７３Ｇ」は、タンパク質「ＥＧＦＲ」の２５７３残基目のシステインがグリシンに置換した変異であることを示す。
上記の例のように、変異情報の「Ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ」は、塩基情報に基づく変異を、アミノ酸情報に基づく変異に変換するための情報であってもよい。この場合、変異同定部１１４は、参照した「Ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ」の情報に基づいて、塩基情報に基づく変異を、アミノ酸情報に基づく変異に変換可能である。
変異同定部１１４は、結果ファイルに含まれる変異を特定する情報（例えば、変異の位置情報と変異に対応する塩基情報）をキーとして、変異データベース１２３を検索する。例えば、変異同定部１１４は、「ＣＨＲＯＭ」、「ＰＯＳ」、「ＲＥＦ」および「ＡＬＴ」の情報のいずれかをキーとして変異データベース１２３を検索してもよい。変異同定部１１４は、血液検体由来のアライメント配列と、病変部位由来のアライメント配列とを比較することで抽出した変異が変異データベース１２３に登録されていた場合に、当該変異を試料中に存在する変異として同定し、結果ファイルに含まれる当該変異にアノテーション（例えば、「ＥＧＦＲ Ｌ８５８Ｒ」、「ＢＲＡＦ Ｖ６００Ｅ」など）を付与する。
（レポート作成部１１５）
レポート作成部１１５は、変異同定部１１４が出力した情報、および情報選択部１１２から提供される遺伝子パネルに関する情報に基づいてレポートを作成する（図２のステップＳ１１０、および図４のステップＳ３５に対応）。作成されるレポートに掲載される情報は、遺伝子パネルに関する情報、および同定された変異に関する情報を含んでいる。
レポート作成部１１５は、情報選択部１１２が情報選択部１１２からの遺伝子パネルに関する情報に基づいて、レポートに掲載する対象を取捨選択し、選択されなかった情報はレポートから削除する。あるいは、情報選択部１１２が、入力部１７を介して入力された遺伝子パネルに関する情報に対応する遺伝子に関連する情報を、レポートに掲載する対象として選択し、選択されなかった情報はレポートから削除されるよう、レポート作成部１１５を制御する構成であってもよい。
（出力部１３）
レポート作成部１１５によって作成されたレポートは、リード配列情報の解析結果として、出力部１３から、医療機関２１０に設置された端末装置５にデータ送信されてもよい（図２のステップＳ１１１に対応）。あるいは、品質評価装置１と接続されているプリンタ（図示せず）に送信され、該プリンタによって印刷された後に、紙媒体として、検査機関１２０から医療機関２１０へ送付されてもよい。
（品質評価指標）
品質評価試料を測定することにより得られた、品質評価指標は、例えば、以下のようなものが挙げられる。
・指標（ｉ）：シーケンサー２によるリード配列情報の読み取り品質を示す品質評価指標。
・指標（ｉｉ）：複数の解析対象となる遺伝子に含まれる塩基のうちシーケンサー２で読み取られた塩基の割合を示す品質評価指標。
・指標（ｉｉｉ）：リード配列情報のデプスを示す品質評価指標。
・指標（ｉｖ）：リード配列情報のデプスのばらつきを示す品質評価指標。
・指標（ｖ）：品質管理試料に含まれる各標準遺伝子が有する変異が全て検出されたか否かを示す品質評価指標。
そして、指標（ｉ）には、
指標（ｉ－１）：クオリティスコア、および
指標（ｉ－２）：クラスター濃度
が含まれ得る。
ここでは、上記の品質評価指標について、図２６から図２８を用いて説明する。
指標（ｉ－１）：クオリティスコア
クオリティスコアは、シーケンサー２によって読み取られた遺伝子配列中の各塩基の正確さを示す指標である。
例えば、シーケンサー２からＦＡＳＴＱファイルでリード配列情報が出力される場合、クオリティスコアもリード配列情報に含まれている（図１７参照）。なお、クオリティスコアの詳細については、既に説明されているため、ここではその説明を省略する。
指標（ｉ－２）：クラスター濃度
シーケンサー２は、フローセル上で多数の１本鎖ＤＮＡ断片を局所的に増幅固定させて、クラスターを形成する（図１４の９参照）。そして、蛍光顕微鏡を用いてフローセル上のクラスター群を撮像し、Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｔそれぞれに対応する蛍光色（すなわち、蛍光波長が異なっている）を検出することによって配列を読み取っていく。クラスター密度は、シーケンシングを行うときのフローセル上に形成した、各遺伝子のクラスターがどの程度近接し合っているかを示す指標である。
例えば、クラスターの密度が過度に高くなり、クラスター同士が過度に近接したり重なり合ったりしてしまうと、フローセルを撮像した画像のコントラストすなわちＳ／Ｎ比が低くなるため、蛍光顕微鏡のフォーカスが取りにくくなる。それゆえ、蛍光を正しく検出することができなくなり、その結果、配列を正確に読み取ることができなくなる。
指標（ｉｉ）：シーケンサー２で読み取られた塩基のうちシーケンサー２で読み取られたターゲット領域の塩基の割合を示す品質評価指標
この指標は、シーケンサー２により読み取られた塩基（ターゲット領域以外も含む）のうち、どれだけのターゲット領域の塩基が読み取られたかを示す指標であり、読み取られた塩基の総数と、ターゲット領域の塩基の総数との比として算出され得る。
指標（ｉｉｉ）リード配列情報のデプスを示す品質評価指標。
この指標は、解析対象となる遺伝子に含まれる各塩基について、その塩基を読み取ったリード配列情報の総数に基づく指標であり、読み取られた塩基のうちデプスが所定の値以上である塩基の総数と、読み取られた塩基の総数との比として算出され得る。
なお、デプス（ｄｅｐｔｈ）とは、同一の塩基について読み取ったリード配列情報の総数を意味している。
図２６には、解析対象の遺伝子の全長がＴ塩基であり、読み取られた領域の塩基がｔ１塩基であった場合における、読み取られた各塩基のデプスを示すグラフを示している。このグラフの、横軸は塩基の位置であり、縦軸は各塩基のデプスである。図２６に示す例では、読み取られた領域のｔ１塩基のうち、デプスが所定の値（例えば１００）以上の領域の総塩基数は（ｔ２＋ｔ３）塩基である。この場合、指標（ｉｉｉ）は、（ｔ２＋ｔ３）／ｔ１の値として生成される。
指標（ｉｖ）：リード配列情報のデプスのばらつきを示す品質評価指標。
この指標は、デプスの均一性を示す指標である。読み取られた領域のうちのある部分を読み取ったリード配列情報だけが極端に多い場合、デプスの均一性は低く、読み取られた領域にわたって比較的万遍なくリード配列情報が存在している場合、デプスの均一性は高い。デプスの均一性は、これに限定されるものではないが、例えば、四分位範囲（ＩＱＲ）を用いて数値化することができる。ＩＱＲが高いほど均一性が低く、ＩＱＲが低いほど均一性が高いことを示す。
指標（ｖ）：品質管理試料に含まれる各標準遺伝子が有する変異が全て検出されたか否かを示す品質評価指標。
この指標は、品質管理試料に含まれる各標準遺伝子が有する変異が検出されて、正しく同定されたことを示す指標である。図２７に示す品質管理試料Ａに含まれる各標準遺伝子が有する変異（「Ｖａｒｉａｎｔ」の欄を参照）は既知の変異である。これらの変異の位置、変異種別などを正しく同定できたか否かを品質評価指標として用いる。
図２８は、レポート作成部１１５によって作成されたレポートの一例を示す図である。この例に示すレポートの左上の部分には、被検体ＩＤを示す「患者ＩＤ」、「患者の性別」、「患者の病名」、医療機関２１０において該被検体を担当する医師の名前である「担当医師名」、および医療機関名を示す「機関名」が記載されている。
その下には、遺伝子パネルに関する情報として、「Ａパネル」という遺伝子パネル名も含まれている。さらに、品質管理試料を用いた処理および解析結果などから得られた品質評価指標「ＱＣ指標」も、レポートに出力されている。
このレポートでは、「検出された遺伝子変異および関連薬剤」という欄に、変異同定部１１４によって同定された変異に関する情報と、薬剤に関するリストが含まれている。
なお、品質評価指標が所定の基準を下回った場合、検出された遺伝子変異に「＊」を付すことができる。また、それに限らず、信頼性が低い旨を示すコメントを付すことができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
１ 品質評価装置
２ シーケンサー
３ 管理サーバ
４ ネットワーク
１１ 制御部
１３ 出力部
１００ 遺伝子解析システム
１１７ 品質管理部
１２１ 遺伝子パネル関連情報データベース
１２２ 参照配列データベース
１２４ 薬剤データベース
１２５ リファレンスデータベース
１２６ 品質評価基準

Claims (23)

  1. 被検体から採取した試料中の遺伝子に対し、第１の種別の遺伝子変異および前記第１の種別とは異なる第２の種別の遺伝子変異を含む複数の種別の遺伝子変異を検査する遺伝子検査における品質評価方法であって、
    前記第１の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、前記第２の種別の遺伝子変異を有さない第１の標準遺伝子と、前記第２の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、前記第１の種別の遺伝子変異を有さない、前記第１の標準遺伝子とは異なる第２の標準遺伝子と、を含む品質管理試料を準備し、
    前記被検体から採取した試料に含まれる断片化された複数の遺伝子と、前記品質管理試料に含まれる前記第１および第２の標準遺伝子と、を含む配列解析用試料を準備し、
    前記配列解析用試料に含まれる前記断片化された複数の遺伝子、および、前記第１および第２の標準遺伝子の配列情報を次世代シーケンサーにより取得し、
    取得した前記配列情報に基づいて、コンピュータが前記遺伝子検査の品質を評価するための指標を出力する、ことを特徴とする品質評価方法。
  2. 前記第１の種別の遺伝子変異は、ヌクレオチドの置換、欠失、もしくは挿入、多型、遺伝子のコピー数異常または遺伝子融合であり、
    前記第２の種別の遺伝子変異は、ヌクレオチドの置換、欠失、もしくは挿入、多型、遺伝子のコピー数異常または遺伝子融合であって、前記第１の種別の遺伝子変異とは異なる、請求項１記載の品質評価方法。
  3. 前記品質管理試料は、前記遺伝子検査において検出対象となる複数の変異種別の各々について、少なくとも１つの遺伝子変異を有する標準遺伝子を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の品質評価方法。
  4. 前記指標に基づいて、前記遺伝子検査の品質を評価することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  5. 前記品質管理試料に含まれる前記第１および第２の標準遺伝子の配列情報と共に、前記配列解析用試料に含まれる前記被検体から採取した試料由来の遺伝子の配列情報を取得することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  6. 前記品質管理試料は変異を有さない遺伝子をさらに含むことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  7. 前記指標が所定の基準を満たすか否かに基づいて、前記遺伝子検査の品質を評価することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  8. 前記所定の基準が、前記遺伝子検査に用いられる第１遺伝子パネルと前記第１遺伝子パネルと異なる第２遺伝子パネルで異なることを特徴とする請求項７に記載の品質評価方法。
  9. 前記品質管理試料に含まれる遺伝子の配列情報をシーケンサーにより取得し、
    前記指標が、前記シーケンサーによる前記配列情報の読み取り品質であることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  10. 前記指標は、前記シーケンサーによって読み取られた遺伝子配列中の各塩基の正確さを示すことを特徴とする請求項９に記載の品質評価方法。
  11. 前記シーケンサーはフローセル上で遺伝子を増幅してクラスターを形成し、
    前記指標は、前記フローセルにおける各遺伝子のクラスターの近接度合を示すことを特徴とする請求項９に記載の品質評価方法。
  12. 前記品質管理試料に含まれる前記第１および第２の標準遺伝子の配列情報をシーケンサーにより取得し、
    前記指標は、前記シーケンサーで読み取られた塩基のうちターゲット領域の塩基の割合を示すことを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  13. 前記指標は、取得した前記品質管理試料に含まれる前記第１および第２の標準遺伝子の配列情報のデプスを示すことを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  14. 前記指標は、取得した前記品質管理試料に含まれる前記第１および第２の標準遺伝子の配列情報のデプスのばらつきを示すことを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  15. 遺伝子が異なる複数の品質管理試料を準備し、前記複数の品質管理試料から調製する品質管理試料を選択することを特徴とする請求項１～１４のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  16. 前記遺伝子検査において解析対象とならない遺伝子であって、前記第１の種別または前記第２の種別の遺伝子変異を有する標準遺伝子を少なくとも１つ含む品質管理試料を調製することを特徴とする請求項１～１５のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  17. 前記コンピュータが、複数の検査施設に接続された管理サーバに、前記指標を送信することを特徴とする請求項１～１６のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  18. 前記コンピュータが、前記管理サーバから、品質の評価結果を受信することを特徴とする請求項１７に記載の品質評価方法。
  19. 前記配列解析用試料が、
    前記品質管理試料から前記第１および第２の標準遺伝子を抽出し、
    前記被検体から採取した試料から前記遺伝子を抽出し、
    前記第１および第２の標準遺伝子および前記被検体から採取した試料由来の遺伝子を混合することにより準備される、
    請求項１～１８のいずれか１項に記載の品質評価方法。
  20. 前記配列解析用試料に含まれる前記第１および第２の標準遺伝子と、前記被検体から採取した試料由来の遺伝子とを断片化する、
    請求項１９に記載の品質評価方法。
  21. 被検体から採取した試料中の遺伝子に対し、少なくとも、第１の種別の遺伝子変異と、前記第１の種別とは異なる第２の種別の遺伝子変異とを検査する遺伝子検査における品質を評価する品質評価装置であって、
    前記第１の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、前記第２の種別の遺伝子変異を有さない第１の標準遺伝子、前記第２の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、前記第１の種別の遺伝子変異を有さない、前記第１の標準遺伝子とは異なる第２の標準遺伝子、および、前記被検体から採取した試料に含まれる断片化された複数の遺伝子を含む配列解析用試料から次世代シーケンサーにより取得した、前記断片化された複数の遺伝子の配列情報、および、前記第１および第２の標準遺伝子の配列情報を解析するデータ調整部と、
    前記配列情報に基づいて、前記遺伝子検査の品質を評価するための指標を生成する品質管理部と、を備えることを特徴とする品質評価装置。
  22. 被検体から採取した試料中の遺伝子に対し、少なくとも、第１の種別の遺伝子変異と、前記第１の種別とは異なる第２の種別の遺伝子変異とを検査する遺伝子検査におけるプログラムであって、
    コンピュータに、
    前記第１の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、前記第２の種別の遺伝子変異を有さない第１の標準遺伝子、前記第２の種別の遺伝子変異を有する核酸分子であり、前記第１の種別の遺伝子変異を有さない、前記第１の標準遺伝子とは異なる第２の標準遺伝子、および、前記被検体から採取した試料に含まれる断片化された複数の遺伝子を含む配列解析用試料から次世代シーケンサーにより前記断片化された複数の遺伝子の配列情報、および、前記第１および第２の標準遺伝子の配列情報を取得するステップと、
    取得した前記配列情報に基づいて、前記遺伝子検査の品質を評価するための指標を生成するステップと、を実行させるためのプログラム。
  23. 請求項２２に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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