JPWO2020206041A5

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Publication number: JPWO2020206041A5
Application number: JP2021557959A
Authority: JP
Publication date: 2023-04-05

Claims

被験者における病原体関連障害をスクリーニングする方法のオペレーションを実行するためにコンピュータシステムを制御するための複数の命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータ製品であって、
前記方法は、
前記被験者の生物学的サンプル中の病原体からの無細胞核酸分子の特性を決定することを含む、第１の時点で実施される第１のアッセイからのデータを受け取るステップであって、前記病原体からの前記無細胞核酸分子の前記特性が、量、メチル化状態、変異パターン、フラグメントサイズ、または前記生物学的サンプル中の前記被験者からの無細胞核酸分子と比較した相対的存在量を含み、かつ、前記特性が、前記被験者が前記病原体関連障害を発症するリスクを示す、受け取るステップと、
前記特性に基づいて、前記被験者における前記病原体関連障害をスクリーニングするために第２のアッセイが実施される第２の時点を決定するステップであって、前記第１の時点および前記第２の時点との間の間隔が、前記リスクと逆相関する、決定するステップと、を含む、コンピュータ製品。
被験者における病原体関連障害を予後診断する方法のオペレーションを実行するためにコンピュータシステムを制御するための複数の命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータ製品であって、
前記方法は、
前記被験者の生物学的サンプル中の病原体からの無細胞核酸分子の特性を決定することを含む、第１のアッセイからのデータを受け取るステップであって、前記病原体からの前記無細胞核酸分子の前記特性が、量、メチル化状態、変異パターン、フラグメントサイズ、または前記生物学的サンプル中の前記被験者からの無細胞核酸分子と比較した相対的存在量を含む、受け取るステップと、
前記病原体由来の前記無細胞核酸分子の前記特性、ならびに前記被験者の年齢、前記被験者の喫煙習慣、前記被験者の病原体関連障害の家族歴、前記被験者の遺伝子型因子、前記被験者の民族性、もしくは前記被験者の食歴の１つ以上の要因に基づいて、前記被験者が、前記病原体関連障害を発症するリスクを示すレポートを作成するステップと、
を含む、コンピュータ製品。
前記第１のアッセイの結果が、前記病原体関連障害の前記被験者の医学的治療という結果をもたらさず、
任意に、前記医学的治療が、治療薬による治療、放射線療法または外科的治療を含む、請求項１に記載のコンピュータ製品。
前記被験者が、偽陽性率が１％未満である臨床診断検査によって前記第２の時点の決定前に、前記病原体関連障害を有さないと診断され、
任意に、前記臨床診断検査が、身体検査、侵襲的生検、内視鏡検査、磁気共鳴画像法、陽放射断層撮影法、コンピュータ断層撮影法、またはＸ線画像法を含み、
任意に、前記侵襲的生検が、組織学的分析、細胞学的分析、または細胞核酸分析を含む、請求項１または３に記載のコンピュータ製品。
前記間隔が、少なくとも約２か月、４か月、６か月、８か月、１０か月、または１２か月である、請求項１、３または４のいずれかに記載のコンピュータ製品。
前記第１のアッセイを実施することをさらに含み、
前記第１のアッセイは、
Ａ）
（ｉ）前記被験者から第１の生物学的サンプルを取得することと、
（ｉｉ）前記第１の生物学的サンプル中の前記病原体から、第１の量の無細胞核酸分子を測定し、例えば、前記第１の生物学的サンプル中の前記病原体から、無細胞核酸分子の第１のパーセンテージを測定することと、
を含み、任意に、前記第１の量の測定が、
前記第１の生物学的サンプル中の前記病原体から、前記無細胞核酸分子のコピー数を測定すること、および／または、
ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）もしくは定量ＰＣＲ（ｑＰＣＲ）、
を含み、
Ｂ）
前記生物学的サンプル中の前記病原体から、前記無細胞核酸分子のメチル化状態を決定することを含み、任意に、
前記メチル化状態の決定が、前記生物学的サンプル中の前記無細胞核酸分子をメチル化感受性制限酵素またはバイサルファイトで処理することを含む、または、
前記メチル化状態の決定が、前記被験者の前記生物学的サンプル中の無細胞核酸のメチル化認識配列決定を実施することを含み、例えば、
前記メチル化認識配列決定が、メチル化されていないシトシンのウラシルへのバイサルファイト変換を含む、または、
前記メチル化認識配列決定が、メチル化感受性制限酵素による処理を含み、
Ｃ）
前記生物学的サンプル中の前記病原体から、前記無細胞核酸分子のフラグメントサイズ分布を決定することを含み、任意に、
前記フラグメントサイズ分布の決定が、前記生物学的サンプル中の無細胞核酸分子の配列決定を実施することと、前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされたシーケンスリードに基づいて、前記生物学的サンプル中の前記病原体から、前記無細胞核酸分子のフラグメントサイズを決定することと、を含み、または、
Ｄ）
前記生物学的サンプル中の前記病原体から、前記無細胞核酸分子の変異パターンを決定することを含み、任意に、
前記変異パターンの決定が、前記生物学的サンプル中の無細胞核酸分子の配列決定を実施することと、前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされたシーケンスリードに基づいて、前記生物学的サンプル中の前記病原体から、前記無細胞核酸分子の前記変異パターンを決定することと、を含み、および／または、
前記病原体からの前記無細胞核酸分子の前記変異パターンが、一塩基変異を含む、
を含む、請求項１～５のいずれかに記載のコンピュータ製品。
前記第１のアッセイがＡ）を含み、
前記第１のアッセイが、
（ｉｉｉ）前記第１の量が閾値を超える場合、前記被験者から第２の生物学的サンプルを、例えば、第１の生物学的サンプル取得から４週間後に、取得すること、および該第２の生物学的サンプル中の前記病原体から、第２の量の無細胞核酸分子を測定することをさらに含み、任意に、
前記第１の時点と前記第２の時点との間の前記間隔が、前記第２の量が前記閾値を下回る場合の間隔と比較して、前記第１の量および前記第２のコピー数の両方が前記閾値を上回る場合の方がより短く、
前記第１の時点と前記第２の時点との間の前記間隔が、前記第１の量が前記閾値を上回る場合の間隔と比較して、前記第１の量が前記閾値を下回る場合の方がより長く、
前記第１の時点と前記第２の時点との間の前記間隔が、前記第１の量および前記第２の量の両方が前記閾値を上回る場合、約１年であり、
前記第１の時点と前記第２の時点との間の前記間隔が、前記第２の量が前記閾値を下回る場合、約２年であり、および／または、
前記第１の時点と前記第２の時点との間の前記間隔が、前記第１の量が前記閾値を下回る場合、約４年である、請求項６に記載のコンピュータ製品。
前記第１のアッセイが、前記生物学的サンプル中の前記病原体からの前記無細胞核酸分子の、前記メチル化状態か、前記フラグメントサイズ分布か、または前記変異パターンか、を決定することを含む、請求項６または７に記載のコンピュータ製品。
前記第２の時点で前記第２のアッセイを実施することをさらに含み、任意に、
ｉ）前記第２のアッセイが、前記第１のアッセイと同一である、または、
ｉｉ）前記第２のアッセイが、前記被験者からの無細胞核酸分子のアッセイ、前記被験者の侵襲的生検、前記被験者の内視鏡検査、または前記被験者の磁気共鳴画像検査を含む、請求項１に記載のコンピュータ製品。
被験者の生物学的サンプルから核酸分子を分析する方法のオペレーションを実行するためにコンピュータシステムを制御するための複数の命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータ製品であって、
前記方法は、
コンピュータシステムにおいて、前記被験者の前記生物学的サンプルから無細胞核酸分子のシーケンスリードを取得するステップであって、例えば、前記生物学的サンプルが、全血、血漿、血清、尿、脳脊髄液、バフィーコート、膣液、膣洗浄液、唾液、口腔リンス液、鼻洗浄液、鼻ブラシサンプル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、前記生物学的サンプルが、前記被験者からの、および潜在的に病原体からの無細胞核酸分子を含む、取得するステップと、
前記コンピュータシステムにおいて、前記無細胞核酸分子の前記シーケンスリードを、前記病原体の参照ゲノムにアラインさせるステップと、
前記コンピュータシステムにおいて、例えば一塩基変異を含む、前記病原体からの前記無細胞核酸分子の変異パターンを同定するステップであって、前記変異パターンが、前記病原体の前記参照ゲノム上の複数の変異サイトのそれぞれで、前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされた前記シーケンスリードのヌクレオチド変異体を特性化し、前記複数の変異サイトが、前記病原体の前記参照ゲノムにわたり少なくとも３０のサイトを含み、かつ、前記変異パターンが、前記被験者における病原体関連障害の状態、またはそのリスクを示す、同定するステップと、
を含む、コンピュータ製品。
前記複数の変異サイトが、前記病原体の前記参照ゲノムにわたって、少なくとも４０、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも８０、少なくとも９０、少なくとも１００、少なくとも２００、少なくとも３００、少なくとも４００、少なくとも５００、少なくとも６００、少なくとも７００、少なくとも８００、少なくとも９００、少なくとも１０００、少なくとも１１００、または少なくとも１２００のサイトを含み、
前記複数の変異サイトが、前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされた前記シーケンスリードが、前記病原体の前記参照ゲノムとは異なるヌクレオチド変異を有するすべてのサイトからなり、
前記シーケンスリードのアラインが、前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされた前記シーケンスリードと、前記病原体の前記参照ゲノムとの間で、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１塩基の最大ミスマッチを許容するように構成されており、または、
前記シーケンスリードのアラインが、前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされた前記シーケンスリードと、前記病原体の前記参照ゲノムとの間で、２塩基の最大ミスマッチを許容するように構成されている、請求項１０に記載のコンピュータ製品。
前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされた前記シーケンスリードの前記変異パターンに基づいて、前記被験者における前記病原体関連障害を、診断、予後診断またはモニタリングすることをさらに含む、請求項１０または１１に記載のコンピュータ製品。
前記病原体がウィルスである、請求項１０～１２のいずれかに記載のコンピュータ製品。
前記ウィルスが、エプスタイン・バール・ウィルス（ＥＢＶ）であり、任意に、
前記病原体関連障害が、鼻咽頭癌、ＮＫ細胞リンパ腫、バーキットリンパ腫、移植後リンパ増殖性疾患、またはホジキンリンパ腫を含み、任意に、
ｉ）前記病原体からの前記無細胞核酸分子の前記変異パターンが、ＥＢＶ参照ゲノム（ＡＪ５０７７９９．２）に関連する表６に記載されているゲノムサイトから選択される少なくとも３０、４０、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、または６００のサイトを含む、前記複数の変異サイトのそれぞれで前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされた前記シーケンスコードのヌクレオチド変異体を特性化し、任意に、
前記複数の変異サイトが、ＥＢＶ参照ゲノム（ＡＪ５０７７９９．２）に関連する表６に記載されているゲノムサイトを含み、
ｉｉ）前記病原体からの前記無細胞核酸分子の前記変異パターンが、ＥＢＶ参照ゲノム（ＡＪ５０７７９９．２）に関連する表６に記載されているゲノムサイトからランダムに選択された、前記複数の変異サイトのそれぞれで前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされた、前記シーケンスリードのヌクレオチド変異体を特性化し、または、
ｉｉｉ）前記病原体からの前記無細胞核酸分子の前記変異パターンが、ＥＢＶ参照ゲノム（ＡＪ５０７７９９．２）に関連する表６に記載されているゲノムサイトからランダムに選択される、少なくとも３０、４０、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、または６００のサイトを含む、前記複数の変異サイトのそれぞれで前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされた前記シーケンスリードのヌクレオチド変異体を特性化する、請求項１３に記載のコンピュータ製品。
前記ウィルスが、ヒトパピローマウィルス（ＨＰＶ）であり、任意に、
前記病原体関連障害が、子宮頸癌、中咽頭癌または頭頸部癌を含み、または、
前記ウィルスが、Ｂ型肝炎ウィルス（ＨＢＶ）であり、任意に、
前記病原体関連障害が、肝硬変または肝細胞癌（ＨＣＣ）を含む、
請求項１３に記載のコンピュータ製品。
前記変異パターンが、前記被験者における病原体関連障害の状態を示し、かつ、前記病原性関連障害の前記状態が、前記被験者における前記病原性関連障害の存在、前記被験者における腫瘍組織の量、前記被験者における腫瘍組織のサイズ、前記被験者における腫瘍の病期、前記被験者における腫瘍負荷、または前記被験者における腫瘍転移の存在を含む、請求項１０～１５のいずれかに記載のコンピュータ製品。
前記第１のアッセイが、Ｄ）または請求項６～１１のいずれかに記載の方法を含み、
前記変異パターンを決定または同定することは、前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされた前記シーケンスリードと、前記病原体の障害関連参照ゲノムとの間の類似性レベルの決定を含み、任意に、前記病原体の前記障害関連参照ゲノムが、病変組織で同定された前記病原体のゲノムを含む、
請求項６に記載のコンピュータ製品。
前記類似性レベルの決定が、
前記病原体の前記参照ゲノムを、複数のビンに分離することとであって、任意に、前記複数のビンの長さがそれぞれ、約１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、または１０００ｂｐである、複数のビンに分離することと、
前記病原体の前記障害関連参照ゲノムに対する前記複数のビンのそれぞれの類似性指数を決定することであって、前記類似性指数が、前記病原体の前記参照ゲノムにマッピングされた前記シーケンスリードの少なくとも１つが、前記病原体の前記障害関連参照ゲノムと同じヌクレオチド変異体を有する、各々のビンの中の変異サイトの割合と相関する、決定することと、を含み、任意に、前記病原体の前記障害関連参照ゲノムが、前記病原体の複数の障害関連参照ゲノムを含み、かつ、前記類似性レベルの決定が、
前記病原体の前記複数の障害関連参照ゲノムのそれぞれに対して、前記複数のビンのそれぞれについて各々、類似性指数を決定することと、
前記各々のビン内の前記各々の類似性指数が、カットオフ値を上回り、任意に前記カットオフ値が約０．９である、前記複数の障害関連参照ゲノムの比率に基づいて、前記複数のビンのそれぞれについてビンスコアを決定することと、を含む、
請求項１７に記載のコンピュータ製品。
前記病原体からの前記無細胞核酸分子の前記変異パターンを含む、データ入力に適用される分類子を使用して、前記被験者が前記病原体関連障害を発症するリスクスコアを計算することを含むものであって、前記分類子が、前記病原体からの前記無細胞核酸分子の前記変異パターンを含む前記データ入力に関数を適用するように構成され、前記被験者が前記障害を発症する前記リスクを評価する前記リスクスコアを含む出力を生成する、計算することをさらに含み、任意に、
ａ）前記分類子が、ラベル付けされたデータセットでトレーニングされる、および／または
ｂ）前記分類子が、ナイーブベイズモデル、ロジスティック回帰、ランダムフォレスト、ディシジョンツリー、勾配ブースティングツリー、ニューラルネットワーク、深層学習、線形／カーネルサポートベクターマシン（ＳＶＭ）、線形／非線形回帰、または線形判別分析を使用した数学モデルを含む、
請求項１～１８のいずれかに記載のコンピュータ製品。
請求項１～１９のいずれかに記載のコンピュータ製品と、
前記コンピュータ可読媒体に記憶された命令を実行するための１つ以上のプロセッサと、を含むシステム。