JP2020512000A - 胎児の染色体異常を検出する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、胎児の染色体異常を検出する新規な方法に関するものであり、特に、本発明は、約100bp〜約150bpの分析される断片サイズの富化を含む、21トリソミー(ダウン症候群)の検出に関する。本発明は、前記方法を実施するためのキットにも関する。本発明は、妊娠中の女性被験者内の胎児の性別を予測する方法にも関する。
ダウン症候群は、800出生数あたり約1人が発症する、比較的よくある遺伝性障害である。この症候群は、過剰な21番染色体全体(21トリソミー、T21)、又は頻度は低いがこの染色体の過剰な実質的部分の存在によって引き起こされる。他の常染色体に関与するトリソミー(すなわちT13又はT18)も、出生児において存在するが、T21よりも稀である。
本発明の第1の態様によれば、胎児の染色体異常を検出する方法であって:
(a)妊娠中の女性被験者から得られた生体サンプル内から核酸を単離するステップ;
(b1)最適胎児画分について120bp及び135bpの間の核酸断片サイズ値を選択するステップ;
(b2)ステップ(b1)で選択した断片サイズ値の20bp以内のサイズを有する核酸断片を単離するステップ;
(c)標的染色体の標的領域に整列する前記断片の第1の数を決定し、かつ、リファレンス染色体内の1以上の標的領域に整列する前記断片の第2の数を決定するステップ;
(d)前記第1の数及び前記第2の数の間の比又は差を算出するステップ;
(e)前記比又は差に基づいて前記標的染色体の胎児異常の存在を決定するステップ、を含む方法が提供される。
(a)妊娠中の女性被験者から得られた生体サンプル内から核酸を単離するステップ;
(b1)最適胎児画分について120bp及び135bpの間の核酸断片サイズ値を選択するステップ;
(b2)ステップ(b1)で選択した断片サイズ値の20bp以内のサイズを有する核酸断片を単離するステップ;
(c)性染色体に整列する前記断片の第1の数を決定し、1以上のリファレンス染色体に整列する前記断片の第2の数を決定するステップ;
(d)前記第1の数及び前記第2の数の間の比又は差を算出するステップ;
(e)前記リファレンス染色体と比較して過剰又は等価の断片がX染色体に整列するか否か、又はY染色体が存在するか非存在かに基づいて前記胎児の性別を決定するステップ、を含む方法が提供される。
本発明の第1の態様によれば、胎児の染色体異常を検出する方法であって:
(a)妊娠中の女性被験者から得られた生体サンプル内から核酸を単離するステップ;
(b1)最適胎児画分について120bp及び135bpの間の核酸断片サイズ値を選択するステップ;
(b2)ステップ(b1)で選択した断片サイズ値の20bp以内のサイズを有する核酸断片を単離するステップ;
(c)標的染色体の標的領域に整列する前記断片の第1の数を決定し、かつ、リファレンス染色体内の1以上の標的領域に整列する前記断片の第2の数を決定するステップ;
(d)前記第1の数及び前記第2の数の間の比又は差を算出するステップ;
(e)前記比又は差に基づいて前記標的染色体の胎児異常の存在を決定するステップ、を含む方法が提供される。
(a)妊娠中の女性被験者から得られた生体サンプル内から核酸を単離するステップ;
(b)約80bpから約150bpのサイズを有する核酸断片を単離するステップ;
(c)標的染色体の標的領域に整列する前記断片の第1の数を決定し、リファレンス染色体内の1以上の標的領域に整列する前記断片の第2の数を決定するステップ;
(d)前記第1の数及び前記第2の数の間の比又は差を算出するステップ;
(e)前記比又は差に基づいて前記標的染色体の胎児異常の存在を決定するステップ、を含む方法が提供される。
・例えば、使用中の技術が大きいサイズ範囲を必要とする場合、80〜150bp(すなわち、115±35bp)
を選択してもよい。
本明細書において「胎児の染色体異常」へのリファレンスは、胎児の染色体内のあらゆる遺伝的変異を指し、該胎児のネイティブの、非突然変異体の、又は野生型の遺伝暗号の任意の変異を含むことは理解されるであろう。このような遺伝的変異の例としては、異数性、重複、転座、突然変異(例えば、点突然変異)、置換、欠失、一塩基多型(SNP)、染色体異常、コピー数多型(CNV)、エピジェネティック変化、及びDNA逆位が挙げられる。
サンプルは、慣例的な手順に従って、妊娠中の女性被験者から得ることができるということを理解されるであろう。一実施態様では、生体サンプルは、母体の血液、血漿、血清、尿、又は唾液である。さらなる実施態様では、生体サンプルは、母体血漿である。
一実施態様では、ステップ(a)における単離のステップは、核酸断片のライブラリーの調製を含む。単離、断片化及びライブラリー調製のステップは、当業者に周知の慣例的な手順に従って行ってもよいことは理解されるであろう。さらなる実施態様では、ライブラリー調製は、DNA末端修復、アダプターライゲーション、クリーンアップ及びPCRの逐次的なステップを含む。好適な核酸ライブラリーをどのようにして調製し得るかの完全な実験の詳細は、本明細書の方法のセクション、特にステップ1〜49に記載されている。
一実施態様では、単離ステップ(b2)は、ステップ(b1)で選択された断片サイズ値の10bp以内、例えばステップ(b1)で選択された断片サイズ値の5bp以内のサイズを有する核酸断片の富化を含む。
本発明の方法のステップ(c)は、アラインメント又はマッチング分析を実行する。このような分析は、最初に、ステップ(b2)で単離された断片内の1以上の標的配列の存在の測定、又はあるいはこの断片のシークエンシングを必要とすることになる。したがって、一実施態様では、ステップ(c)は、最初、アラインメントに先立って、ステップ(b2)で単離された断片のシークエンシング、又はこの断片をデジタルPCR又はSNPベースの手法に供することを含む。
さらなる実施態様では、ステップ(c)は、最初に、ステップ(b2)で単離された断片のシークエンシングを含む。本発明は、富化された断片をシークエンシングし、配列データを得るために、いかなる特定の技術にも限定されないことは当業者に理解されるであろう。一実施態様では、配列データは、ポリメラーゼ連鎖反応の使用を含むシークエンシングプラットフォームによって得られる。さらなる実施態様では、配列データは、次世代シークエンシングプラットフォームを使用して得られる。こうしたシークエンシングプラットフォームは、以下の文献:Lomanらの文献(2012年) Nature Biotechnology 30(5),434-439; Quailらの文献(2012年) BMC Genomics 13,341; Liuらの文献(2012年) Journal of Biomedicine and Biotechnology 2012,1-11; 及びMeldrumらの文献(2011年) Clin Biochem Rev. 32(4): 177-195に広範に考察及び概説されている(これらの中のシークエンシングプラットフォームを参照によって本明細書に組み込む)。
さらなる実施態様では、ステップ(c)は、最初に、ステップ(b2)で単離された断片をデジタルPCRに供することを含む。本発明は、富化された断片のデジタルPCR及びデータの入手についていかなる特定の技術にも限定されないことを当業者は理解するであろう。デジタルPCRは胎児画分が少なくとも20%である場合に最適に作動し、本発明はこのようなレベルの胎児画分を提供することができる手法を提供するので、本発明は、断片分析法としてデジタルPCRの使用に特に適している。デジタルPCRをどのように母体血漿サンプルに実施し得るかの好適な手法は、EP 1 981 995に記載されている。好適なデジタルPCRシステムの例としては、以下のもの:Quant studioデジタルPCRシステム(ThermoFisher)及びRainDrop PlusデジタルPCRシステム(RainDance technologies)から選択されるデジタルPCRシステムが挙げられる。
このようなマッチング分析は、典型的には、好適なソフトウェアを使用して実施され、かつ、所定の染色体(すなわち、標的又はリファレンス染色体)の各断片についてのヒットを、その断片がその染色体と整列するか、又はその染色体から由来したと認められるかに基づいて割り当てる、バイオインフォマティクス分析を包含する。
本明細書で記載された任意の方法(すなわち、異常検出法及び性別予測法)の一実施態様では、付加的なサイズ加重ステップを実行してもよい。したがって、一実施態様では、方法は、付加的に:
(i) 標的染色体の標的領域に整列する各断片を、各断片サイズ(s)が胎児起源である確率(w)を算出することにより、サイズ加重するステップ;
(ii) 1以上のリファレンス染色体内の1以上の標的領域に整列する各断片を、各断片サイズ(s)が胎児起源である確率(w)を算出することにより、サイズ加重するステップ;
(iii) ステップ(i)で得られた値を合計することにより、合計標的加重カウント(Nctarget)を算出するステップ;
(iv) ステップ(ii)で得られた値を合計することにより、合計リファレンス加重カウント(Nc)を算出するステップ;
(v) ステップ(iii)及びステップ(iv)で得られたNctarget値及びNc値間の比又は差を算出するステップ;及び
(vi) 前記比又は差に基づいて、前記標的染色体の胎児の異常の存在を決定するステップ、を含む。
以下の静的データ項目を、ソフトウェアのコンフィギュレーションデータに含める必要がある:
・ 断片サイズカウント加重化マップ、w[s]、ここで、sは、包括的範囲CountWeightFragSizeMin(smin)〜CountWeightFragSizeMax(smax)における整数の断片サイズ値である。この範囲限界は、コンフィギュレーションデータの一部として特定されるためにも必要である。加重化マップ値は、(IEEE-754:1985によって定義されるように)「シングル精度」フォーマットのそれと同等又はそれ以上の精度を有する実数タイプに保存されるべきである。
・ 各断片のサイズ加重化有効化/無効化フラグ(ブール)、CountWeightFragSizeEnable。
・ 「ミッシング断片サイズ」操作(列挙された)、CountWeightFragSizeMissingAction。これは、Ignore(無視)又はIntegrate(統合)の値をとり得る。
CountWeightFragSizeEnableが偽である場合、加重操作は行われず、すなわち、
u=1
。
最初に、カウント当たりの累積値を初期化する:
W←0
Ncontrib←0
。
W←W+w[s]
Ncontrib←Ncontrib+1
。
本明細書に定義した断片アラインメント分析に従って、ヒットの総数が所定の染色体に割り当てられたら、典型的には、次にヒットを共通の数に正規化する。1以上のリファレンス染色体に対するヒットと比較した標的染色体の標的領域についての各ヒットの比を、次にシンプルな数学に従って算出する。
本発明の診断テストを統計基準に準拠させるために、本発明の方法は、他の染色体に対するヒットと比較した場合の標的染色体の標的領域についての各ヒットの比の統計的有意性を算出するステップを付加的に含む。一実施態様では、統計的有意性のテストは、低減したカウントデータの従来の統計的分析によるz−スコアの算出を含む。しかし、他の統計的方法も適用することができるということを、当業者は理解するであろう。
z=(X−μ)/σ
胎児の父親から遺伝する、Y染色体DNAの存在は、男性胎児の診断マーカーである。本発明のさらなる態様は、Y染色体配列の存在によって示される、胎児の性別の検出である。
(a) 妊娠中の女性被験者から得られた生体サンプル内から核酸を単離するステップ;
(b1) 最適胎児画分について120bp及び135bpの間の核酸断片サイズ値を選択するステップ;
(b2) ステップ(b1)で選択した断片サイズ値の20bp以内のサイズを有する核酸断片を単離するステップ;
(c) 性染色体に整列する前記断片の第1の数を決定し、かつ、1以上のリファレンス染色体に整列する前記断片の第2の数を決定するステップ;
(d) 前記第1の数及び前記第2の数の間の比又は差を算出するステップ;
(e) 前記リファレンス染色体と比較して過剰又は等価の断片がX染色体に整列するか、又はY染色体が存在するか否かに基づいて、前記胎児の性別を決定するステップ、を含む方法が提供される。
(a) 妊娠中の女性被験者から得られた生体サンプル内から核酸を単離するステップ;
(b) 約80bp〜約150bpのサイズを有する核酸断片を単離するステップ;
(c) 性染色体に整列する前記断片の第1の数を決定し、1以上のリファレンス染色体に整列する前記断片の第2の数を決定するステップ;
(d) 第1の数及び第2の数の間の比又は差を算出するステップ;
(e) 前記リファレンス染色体と比較して過剰又は等価の断片がX染色体に整列するか、又はY染色体が存在するか否かに基づいて、前記胎児の性別を決定するステップ、を含む方法が提供される。
(i) 性染色体に整列する各断片を、各断片サイズ(s)が胎児起源である確率(w)を算出することにより、サイズ加重するステップ;
(ii) 1以上のリファレンス染色体に整列する各断片を、各断片サイズ(s)が胎児起源である確率(w)を算出することにより、サイズ加重するステップ;
(iii) ステップ(i)で得られた値を合計することにより、合計標的加重カウント(Nctarget)を算出するステップ;
(iv) ステップ(ii)で得られた値を合計することにより、合計リファレンス加重カウント(Nc)を算出するステップ;
(v) ステップ(iii)及びステップ(iv)で得られたNctarget値及びNc値間の比又は差を算出するステップ;及び
(vi) 1以上の前記リファレンス染色体と比較して過剰又は等価の断片がX染色体に整列するか、又はY染色体が存在するか非存在かに基づいて、前記胎児の性別を決定するステップ、を含む。
本発明のさらなる態様によれば、本明細書において記載される任意の方法に従ったキットの使用のための指示を含む、本明細書において記載される任意の方法を実施するためのキットが提供される。
本明細書において記載される方法は、http://www.premaitha.com/the-iona-testで見ることができるIONA(登録商標)テストを使用して実行してもよいことは理解されるであろう。しかし、以下の詳細なプロトコールは、本発明の方法をどのようにして実施することができるかに関してのガイダンスを提供する。
IONA(登録商標) Library Preparation Kitで提供される試薬に加えて、手動プロトコールを使用するDNAライブラリー調製のために以下のものが必要である:
> フリーザー
> 冷蔵庫
> ピペット
> ピペットチップ
> 50mLチューブ
> ボルテックス(Vortex)
> プレート遠心機
> 微量遠心機、0.2mL及び1.5mLチューブに使用するのに好適なもの
> 微量遠心チューブ− 0.2mL及び1.5mL、低DNA結合能
> 磁性ラック/プレート
> サーマルサイクラー、96ウェルPCRプレートに使用するのに好適なもの
> ヌクレアーゼ無含有水
> 分子生物学等級エタノール
> Bioanalyser機器、例えば、Perkin Elmer LabChip(登録商標) GX, Agilent 2100 Bioanalyser(登録商標)
> Bioanalyser(登録商標)試薬、例えば、HT DNA 1K/ 12K/ High Sensitivity LabChip(登録商標)及びHT DNA Hi Sensitivity Reagent Kit(カタログ番号760517 & CLS760672; Perkin Elmer) Agilent High Sensitivity DNA Analysis Kit(カタログ番号5067-4626; Agilent Technologies)
IONA(登録商標)テストは、分析のためのインプットサンプルとして、全血の血漿画分から由来するセルフリーDNA(cfDNA)を利用する。IONA(登録商標)テストワークフローにおける使用について手動DNA抽出プロトコールを実施する場合、血漿からのcfDNAの抽出において使用するために検証されたDNA抽出キットを使用しなければならない。
IONA(登録商標)テストにおけるDNAライブラリー調製のための手動プロトコールは、IONA(登録商標)Library Preparation Kitにおいて提供される試薬を利用する。サンプルのバッチ処理は、IONA(登録商標)Library Preparation Kitについて手動プロトコールを使用する場合は、自動化されたプロトコールと比較して低減したサンプル処理量(スループット)を回避するために推奨される。
注: PCR増幅したライブラリーは、フリーザー(−15〜−25℃)中に保存することができ、ワークフローは20営業日以内に完了することができる。IONA(登録商標)Library Preparation Kit Plate 2は、必要とされるまで保存のために冷蔵庫に戻す。
標的濃度(nM)×20μLサンプルライブラリー濃度(nM)
20μL−サンプルライブラリー容量
例において下線を付した容量は添加すべき最終容量を示す。
準備
− サンプルのために適切なDual-Dye Loading Buffer(ローディング容量に依存する)及びアガロースカセットを選択する。
− Dual-Dye Loading Buffer及びサンプルを、単一の0.2ml微量遠心チューブ中で一緒にする。
− サイズ選択(28.5μl容量):3.5μlローディングバッファー+25μlサンプル
− サイズ選択(50μl容量):6μlローディングバッファー+44μlサンプル
− ピペットで混合し、チューブを遠心して下に集める。
− 以下のものを使用してカセットをプライムし較正する:
− 28.5μl容量カセット=15μl(ローディングウェル)+75μl(抽出ウェル)の[TBE]
− 50μl容量カセット=25μl(ローディングウェル)+75μl(抽出ウェル)の[TBE]
− カセットをデッキに置く
− ソフトウェアを開始する
− プロンプトが表示されたら、クリーニングステップをスキップする
− ローディング容量にかかわらず、4×50μl抽出をプロンプトし、抽出ウェルから抽出する。
− Ranger Softwareを開く
− 適切なデッキレイアウトを選択する(File>New>Run>)
− ソースプレートの内容を定義する(ソースプレート画像をクリックする)
− 各カセットのアガロースタイプを定義する(各カセットを完全に囲い(lasso)、次に右クリックしてゲルタイプを選択する)
− サンプルタイプマネージャー;100〜300bpマーカー、標的塩基対範囲(205〜227bp)を特定、100%スピード。
− カセットのアガロースパーセンテージタイプ、例えば、2%、3%、を定義する
− デッキを視覚的に検査し、機器のドアを閉める。
− ソフトウェアの「Start」ボタンをクリックし、実行を開始する。
− 実行の間中、画面上のプロンプトに従い、適切な洗浄及び抽出を完了する。
Ranger Technology(商標)の実行を完了し、サンプルを取り出す。
標的濃度=40pM(又は50pM) × (120μL) × サンプルライブラリーに必要なμL
Sample Library濃度
2μL Stock Run Control+48μL水=50μLの1/25 Run Control
サンプルライブラリーに必要なx μL +22.2μL 1/25 Run Control
水で120μLの合計容量の最終容量にする。
次世代シークエンシング反応は、半自動化又は全自動化されたプロトコールを使用して実施することができる。
> Ion PI V2 BCのIon PI Chip Kit V3(カタログ番号A26771又は4484270; Thermo Fisher)
> Ion PI Hi-Q Chefキット又はIon PI IC 200 Kit(カタログ番号A27198又は4488377; Thermo Fisher)
> 水酸化ナトリウム溶液(例えば、カタログ番号10488790; Fisher Scientific)
Ion PI V2 BCチップ(例えば、カタログ番号11388461; Fisher Scientific)を使用する場合は、イソプロパノール、分子生物学等級
要約すると、以下のステップが実行される:
− サンプルの脱多重化;
− リードの整列及び染色体へのビニング;
− リードのGC補正;及び
− 染色体比の算出、FF%概算の算出。
本書類に記載した結果は、母体バックグラウンドDNA含量に対する胎児DNAの実質的な富化を実証する。
IONA(登録商標)臨床性能評価研究において以前利用されたサンプルを使用して、更新されたサイズ加重分析法を、この方法下での13番染色体、18番染色体及び21番染色体についての常染色体比値と、以前のソフトウェアリリースで利用されたベースライン非加重法からのそれらとを比較することにより、評価した。これらのサンプルは、IONA Studyサンプルコレクション及び他のPremaitha Healthサンプルコレクションから抽出された。
1. 検証されたIONA(登録商標)Softwareリリース1.6(非加重カウントを伴う)において使用されたパイプライン;
2. 更新されたIONA(登録商標)Softwareリリース1.7.0(断片サイズ加重カウントを伴う)において施行された更新されたパイプライン。
図14、15、及び16は、それぞれ3つの21番染色体、18番染色体、及び13番染色体の各々についての、各サンプルについての非加重分析及びサイズ加重分析の両方によって生成された常染色体比に関する散布図である。これらは、それぞれ21トリソミー、18トリソミー、及び13トリソミーについてのテストに相当する。各プロットは、非加重分析法及び加重分析法の間の等しい常染色体比を通る点線をも含有する。
トリソミー決定は、その集団について期待される非罹患群分布及びトリソミー群分布に適合させた統計的モデルを使用して、IONA(登録商標)Softwareにおいて成される。IONA(登録商標)テストのようなシステムについての感度及び特異度の性能測定値は、正しく分類された真の非罹患及び罹患症例の数、及び結果を決定するために使用された統計的モデル又はカットオフの関数である。そういうものとして、非罹患及び罹患データ間の分離の増大は、全体的な性能の改善の効果を有することになる。逆に言えば、分離の低減は、全体的な性能に対して不利な効果を有するであろう。この研究において、ベースライン非加重法と(すなわち、新しい方法及び現行法の間で)比較した場合、断片サイズ加重法の下で、非罹患群及び罹患群についての常染色体比値の間で、一貫して増大する分離が観察された。この増大は、13トリソミー、18トリソミー、及び21トリソミーの症例について起こった。したがって、トリソミー決定について使用された統計的モデルを再適合させた後、13トリソミー、18トリソミー、及び21トリソミーについてのテストの感度及び特異度の改善が長期的に期待される。特に、これは、サンプル結果を<1の尤度比から>1の尤度比へ調整することによって、そうでなければ失敗したテスト又は偽陰性結果をもたらし得た、低い胎児画分を有する13トリソミー、18トリソミー及び21トリソミーサンプルの、改善された検出を可能にするであろう。性染色体異数性及び微小欠失のような他の異常の検出に関しても、改善された感度及び特異度が期待される。
トリソミーサンプルについてのトリソミー分析の慣例法によって、その常染色体比から直接分かる、有効胎児画分を算出することが可能である。所定のトリソミーサンプルにおける分析中の胎児画分は、そのサンプルについての常染色体比及び非罹患サンプルについて見られる期待値(平均)常染色体比の間の差に比例し、したがって以下のようになる:
・ ctargetは、テスト下のトリソミーについての染色体であり(ここではc=13、18又は21)、
・ Rctargetは、テスト トリソミー罹患サンプルについての分析からの常染色体比であり、
・ E[Rcunaff]は、トリソミー非罹患サンプルについての常染色体比の期待値(平均)であり、及び
・ Feffは、分析段階によって見られる算出された有効胎児画分である。
トリソミー決定の性能の強化のため、又は同様に、所定の性能レベルに必要とされるシークエンシングの密度を低減するために、IONA(登録商標)Softwareへの取り込みのための方法が開発された。本明細書における本文は、更新されたソフトウェアルーティンを評価するために実行される検証演習を記載しており、それがこれらの要件を充足することを確認する。
Claims (26)
- 胎児の染色体異常を検出する方法であって:
(a)妊娠中の女性被験者から得られた生体サンプル内から核酸を単離するステップ;
(b1)最適胎児画分について120bp及び135bpの間の核酸断片サイズ値を選択するステップ;
(b2)ステップ(b1)で選択した断片サイズ値の20bp以内のサイズを有する核酸断片を単離するステップ;
(c)標的染色体の標的領域に整列する前記断片の第1の数を決定し、かつ、リファレンス染色体内の1以上の標的領域に整列する前記断片の第2の数を決定するステップ;
(d)前記第1の数及び前記第2の数の間の比又は差を算出するステップ;
(e)前記比又は差に基づいて、前記標的染色体の胎児の異常の存在を決定するステップ、を含む、前記方法。 - 前記胎児の染色体異常が、異数性、重複、転座、突然変異(例えば、点突然変異)、置換、欠失、一塩基多型(SNP)、染色体異常、コピー数多型(CNV)、エピジェネティック変化、及びDNA逆位から選択される遺伝的変異である、請求項1記載の方法。
- 前記標的染色体が、13番染色体、18番染色体、21番染色体、X染色体、又はY染色体である、請求項1記載の方法。
- 前記胎児の染色体異常が、胎児の染色体異数性である、請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。
- 前記胎児の染色体異数性が、13トリソミー、18トリソミー、又は21トリソミーである、請求項4記載の方法。
- 前記胎児の染色体異数性が、21トリソミー(ダウン症候群)である、請求項5記載の方法。
- 前記胎児の染色体異常が、例えば、1Mbまで、5Mbまで、10Mbまで、又は20Mbまで、あるいは20Mb超の、染色体挿入又は欠失である、請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。
- 前記標的染色体が、染色体内の領域であり、前記リファレンス染色体が、該標的染色体と同じ染色体内の領域である、請求項1〜7のいずれか1項記載の方法。
- 前記胎児の染色体異常を含有する疑いがあるゲノムの領域についてのサンプルの富化ステップを付加的に含む、請求項1〜8のいずれか1項記載の方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項記載の方法であって、付加的に:
(i)標的染色体の標的領域に整列する各断片を、各断片サイズ(s)が胎児起源である確率(w)を算出することにより、サイズ加重するステップ;
(ii)1以上のリファレンス染色体内の1以上の標的領域に整列する各断片を、各断片サイズ(s)が胎児起源である確率(w)を算出することにより、サイズ加重するステップ;
(iii)ステップ(i)で得られた値を合計することにより、合計標的加重カウント(Nctarget)を算出するステップ;
(iv)ステップ(ii)で得られた値を合計することにより、合計リファレンス加重カウント(Nc)を算出するステップ;
(v)ステップ(iii)及びステップ(iv)で得られたNctarget値及びNc値間の比又は差を算出するステップ;及び
(vi)前記比又は差に基づいて、前記標的染色体の胎児異常の存在を決定するステップ、を含む、前記方法。 - 妊娠中の女性被験者内の胎児の性別を予測する方法であって:
(a)妊娠中の女性被験者から得られた生体サンプル内から核酸を単離するステップ;
(b1)最適胎児画分について120bp及び135bpの間の核酸断片サイズ値を選択するステップ;
(b2)ステップ(b1)で選択した断片サイズ値の20bp以内のサイズを有する核酸断片を単離するステップ;
(c)性染色体に整列する前記断片の第1の数を決定し、かつ、1以上のリファレンス染色体に整列する前記断片の第2の数を決定するステップ;
(d)前記第1の数及び前記第2の数の間の比又は差を算出するステップ;
(e)前記リファレンス染色体と比較して過剰又は等価の断片がX染色体に整列するか、又はY染色体が存在するか否かに基づいて、前記胎児の性別を決定するステップ、を含む、前記方法。 - 付加的に:
(i)性染色体に整列する各断片を、各断片サイズ(s)が胎児起源である確率(w)を算出することにより、サイズ加重するステップ;
(ii)1以上のリファレンス染色体に整列する各断片を、各断片サイズ(s)が胎児起源である確率(w)を算出することにより、サイズ加重するステップ;
(iii)ステップ(i)で得られた値を合計することにより、合計標的加重カウント(Nctarget)を算出するステップ;
(iv)ステップ(ii)で得られた値を合計することにより、合計リファレンス加重カウント(Nc)を算出するステップ;
(v)ステップ(iii)及びステップ(iv)で得られたNctarget値及びNc値間の比又は差を算出するステップ;及び
(vi)1以上の前記リファレンス染色体と比較して過剰又は等価の断片がX染色体に整列するか、又はY染色体が存在するか非存在かに基づいて、前記胎児の性別を決定するステップ、を含む、請求項11記載の方法。 - 前記生体サンプルが、母体の血液、血漿、血清、又は尿である、請求項1〜12のいずれか1項記載の方法。
- 前記生体サンプルが、母体血漿である、請求項13記載の方法。
- 前記ステップ(a)における単離のステップが、核酸断片のライブラリーの調製を含む、請求項1〜14のいずれか1項記載の方法。
- 前記ライブラリーの調製が、DNA末端修復、アダプターライゲーション、クリーンアップ、及びPCRの逐次的なステップを含む、請求項15記載の方法。
- 単離ステップ(b2)が、ステップ(b1)において選択した断片サイズ値の5bp以内のような、ステップ(b1)において選択した断片サイズ値の10bp以内のサイズを有する核酸断片についての富化を含む、請求項1〜16のいずれか1項記載の方法。
- 単離ステップ(b2)が、ゲルベースのサイズ選択、特に自動ゲルベースサイズ選択のような、サイズ選択を使用する富化を含む、請求項1〜17のいずれか1項記載の方法。
- 単離ステップ(b2)が、インシリコのサイズ選択を使用する富化を含む、請求項1〜17のいずれか1項記載の方法。
- ステップ(c)が、アラインメントに先立って、ステップ(b2)で単離された断片のシークエンシング、又は前記断片をデジタルPCRに供するステップを最初に含む、請求項1〜19のいずれか1項記載の方法。
- 前記シークエンシングが、以下のものから選択される次世代シークエンシングシステム:Life Technologies社のIon Torrent Personal Genome Machine (Ion Torrent PGM)、又はPIもしくはPIIチップを用いるIon Proton、及びさらにそれらの派生的装置及びコンポーネント;又は、Roche 454(すなわち、Roche 454 GS FLX)、Applied Biosystems社のSOLiDシステム(すなわち、SOLiDv4)、Illumina社のNextSeq, GAIIx, HiSeq 2000 及びMiSeqシークエンサー、Pacific Biosciences社のPacBio RS及びSanger社の3730xl及びQIAGEN社のGeneReaderを含む、請求項20記載の方法。
- 前記シークエンシングが、Quant studioデジタルPCRシステム(ThermoFisher)及びRainDrop PlusデジタルPCRシステム(RainDance technologies)から選択されるデジタルPCRシステムを含む、請求項20記載の方法。
- アラインメントステップ(c)に先立って、得られた配列データからの重複リードを圧縮するステップを付加的に含む、請求項1〜22のいずれか1項記載の方法。
- ステップ(c)が、標的染色体の領域にユニークに整列する前記断片の第1の数を決定し、かつ、リファレンス染色体内の1以上の標的領域にユニークに整列する前記断片の第2の数を決定することを含む、請求項23記載の方法。
- 前記アラインメントステップ(c)を、IONA(登録商標)、Bowtie2又はBWA-SWソフトウェア、又はMaximal Exact Matching技術を利用するソフトウェア、例えばBWA-MEM又はCUSHAW2ソフトウェアによって実行する、請求項1〜24のいずれか1項記載の方法。
- 前記サンプル内の胎児DNAの量に基づいて、マッチしたヒットの数を正規化又は調整するステップを付加的に含む、請求項1〜25のいずれか1項記載の方法。
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