JP2020520679A - 無細胞核酸から得られた配列分析データに係わる背景対立因子の頻度分布を生成する方法、及びそれを利用して無細胞核酸から変異を検出する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.細胞から分離された核酸、及び無細胞核酸から得られた配列分析データに係わる背景対立因子の頻度分布の生成及び比較
(1)血漿及び末梢血液リンパ球(PBL:peripheral blood lymphocytes)収集及びDNA抽出
健康な正常人2人及び膵臓癌患者17人から血液を採取した。血液試料を、無細胞DNATM BCTチューブ(Streck Inc.,Omaha,NE,米国)に収集した。収集された血液試料は、採取6時間以内に、25℃で、840gで10分間、1,040gで10分間、続いて、5,000gで10分間、3段階で遠心分離した。末梢血液リンパ球(PBL:peripheral blood lymphocytes)は、遠心分離1段階で得た。血漿は、遠心分離各段階ごとに新たなチューブに移した。血漿試料及びPBL試料は、無細胞DNA(cfDNA:cell free DNA)を抽出するまで−80℃で保管した。
PBL試料中のゲノムDNAは、Covaris S220(Covaris Inc.Woburn,MA,米国)を、製造社の指示に従って使用し、衝撃係数(duty factor)10%、ピーク入射電力(peak incident power)175W、200回/burstの条件で、6分間超音波を加えた。血漿試料中にあるDNAは、断片化されていないものを使用した。
下記表1に記載された83種の腫瘍と関連ある遺伝子のエクソンを含み、およそ〜499kbのヒトゲノムを標的にするRNAベイト(bait)プールを制作した。8種の精製されたライブラリーを集め(pooling)、最終的に750ngに調整し、混成化選別反応(hybrid selection reaction)に使用した。標的領域は、あらかじめ標識化された(pre-indexed)アダプダに対して、ブロッキングオリゴヌクレオチドを、IDTxGenブロッキングオリゴヌクレオチド(IDT,Santa Clara,CA,米国)で代替する変形を有するSureSelectベイト混成化プロトコルにより、標的濃縮(target enrichment)した。
PBL DNA試料と血漿DNA試料との1セットに対し、次の条件が満足される場合、全体標的領域内位置での塩基を、背景対立因子と決定した:(1)塩基は、参照遺伝体の対立因子ではないこと、(2)1対のPBL DNA試料及び血漿DNA試料において、前記位置は、十分なデプスのカバレージを有すること(>500x)、(3)PBL DNA試料及び血漿DNA試料における塩基の頻度は、生殖細胞変異を示さないこと(<5%)。癌患者の試料を使用したので、体細胞腫瘍変異に係わる対立因子候補を除去した。前記除去過程は、癌患者が治療を始める前、癌患者から血液を採取する時点と近いとき、癌患者から得られた細針吸引(FNA:fine-needle aspiration)生検結果とマッチングする配列分析データを生成して遂行した。原発腫瘍(primary tumor)に係わる配列分析ライブラリーを制作するために、原発腫瘍投入(input)DNAは、200ngを利用し、(3)において述べたように、HiSeq 2500を使用して分析した。FNA試料からの重複除去後、FNA DNA試料のデプスは、平均987.15(790.32−1476.55x)であった。PBL DNA試料及び血漿DNA試料セットにおいて、FNA DNA試料の配列分析結果、1)当該位置でのデプスが250x以下である場合、その位置を除き、2)対立因子が2.5%より高い頻度で存在する場合、その対立因子を除いた。
腫瘍由来単一ヌクレオチド変異(SNV:single nucleotide variant)及び生殖細胞単一ヌクレオチド多形成(SNV:single nucleotide polymorphisms)を除いた後、非参照背景対立因子のフレッド(Phred)塩基品質点数を分析して配列分析を行う間に発生する背景対立因子エラーを分析した。
(5)で説明した通り、塩基品質点数が30未満である塩基を除き、配列分析を行う間に発生するエラーを除いて分析した。
DNA断片化が、背景対立因子エラーの比率に影響を及ぼす否かということを確認するために、DNA断片化段階において、エネルギーを加える強度(intensity)及び/または時間(duration)を多様に調節したことを除き、1で述べたように、背景対立因子エラーの比率を分析した。具体的な断片化条件は、下記表の通りである。
Claims (12)
- 無細胞核酸から得られた配列分析データに係わる背景対立因子の頻度分布を生成する方法であり、
無細胞核酸から、染色体内1以上の位置に係わる第1配列分析データを得る段階と、
細胞から分離された核酸から、前記染色体内1以上の位置に係わる第2配列分析データを得る段階と、
第2配列分析データに基づいて、前記染色体内1以上の位置に係わる背景対立因子の頻度分布を生成する段階と、
前記背景対立因子の頻度分布を、第1配列分析データに係わる背景対立因子の頻度分布として予測する段階と、を含む方法。 - 前記第2配列分析データを得る段階前、細胞から分離された核酸を断片化する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記断片化する段階は、細胞から分離された核酸を、物理的、化学的、熱的、光的、超音波的または酵素的に切断することを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記超音波的に切断するということは、50ないし160Wで、10秒ないし300秒間、超音波を加えることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 断片化された核酸の大きさは、200bp以上であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 細胞から分離された核酸、及び無細胞核酸は、同一個体または異なる個体に由来するものであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記細胞から分離された核酸は、血球細胞、口腔上皮細胞、毛嚢細胞、皮膚線維芽細胞、またはそれらの組み合わせから分離されたものであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記無細胞核酸は、血液、血漿、血清、尿、唾液、粘膜分泌物、喀痰、大便、涙、またはそれらの組み合わせに存在するものであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記無細胞核酸は、循環腫瘍核酸であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 無細胞核酸から、染色体内1以上の位置に係わる第1配列分析データを得る段階と、
細胞から分離された核酸から、前記染色体内1以上の位置に係わる第2配列分析データを得る段階と、
第2配列分析データに基づいて、前記染色体内1以上の位置に係わる背景対立因子の頻度分布を生成する段階と、
前記背景対立因子の頻度分布を、第1配列分析データに係わる背景対立因子の頻度分布として予測する段階と、を遂行して生成された、無細胞核酸から得られた配列分析データに係わる背景対立因子の頻度分布マトリックス。 - 無細胞核酸から変異を検出する方法であり、
無細胞核酸から、染色体内1以上の位置に係わる第1配列分析データを得る段階と、
細胞から分離された核酸から、前記染色体内1以上の位置に係わる第2配列分析データを得る段階と、
第2配列分析データに基づいて、前記染色体内1以上の位置に係わる背景対立因子の頻度分布を生成する段階と、
前記第1配列分析データにおいて、前記染色体内1以上の位置に係わる任意の対立因子の頻度と、それと対応する位置に係わる前記背景対立因子の頻度との分布を比較し、変異を検出する段階と、を含む、無細胞核酸から変異を検出する方法。 - 前記第1配列分析データにおいて、前記染色体内1以上の位置に係わる任意の対立因子の頻度が、それと対応する位置に係わる前記背景対立因子の頻度の分布より大きい場合、前記対立因子は、有意味な変異であると決定し、
前記第1配列分析データにおいて、前記染色体内1以上の位置に係わる任意の対立因子の頻度が、それと対応する位置に係わる前記背景対立因子の頻度の分布より小さいか、あるいはそれと同じである場合、前記対立因子は、有意味な変異ではないと決定する段階を含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
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