游离DNA断裂和核酸酶制造技术

本申请提供了用于检测与核酸酶相关联的基因中的遗传病症、用于测定抗凝剂的剂量的功效以及用于监测核酸酶的活性的各种方法、设备和系统。测得的参数值可以与参考值进行比较以确定遗传病症的分类、效率或活性。可以使用片段末端处的特定碱基(例如，在末端基序中)的量、特定大小的片段末端处的特定碱基的量或游离DNA片段的总量(例如，作为浓度)。可以使用抗凝剂处理某些样品，并且不同的温育时间可以用于某些方法。于某些方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】游离DNA断裂和核酸酶
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年12月18日提交的题为“游离DNA断裂和核酸酶(Cell
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Free DNA Fragmentation And Nucleases)”的美国临时专利申请第62/949,867号和于2020年1月8日提交的题为“游离DNA断裂和核酸酶(Cell
‑
Free DNA Fragmentation And Nucleases)”的美国临时专利申请第62/958,651号的权益，所述美国临时专利申请通过引用并且出于所有目的整体并入本文。

技术介绍

[0003]游离DNA(cfDNA)是丰富的信息来源，其可以应用于如妊娠和癌症等许多生理和病理状况的诊断和预测(Chan,K.C.A.等人(2017),《新英格兰医学杂志(New England Journal of Medicine)》377,513
‑
522；Chiu,R.W.K.等人(2008),《美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)》105,20458
‑
20463；Lo,Y.M.D.等人,(1997),《柳叶刀(The Lancet)》350,485
‑
487)。尽管循环cfDNA现在通常用作非侵入性生物标志物并且已知以短片段的形式循环，但控制cfDNA的断裂和分子谱的生理因素仍然难以捉摸。
[0004]最近的研究表明，cfDNA的断裂是与核小体的定位相关联的非随机过程(Chandrananda,D.等人,(2015),《BMC医学基因组学(BMC Medical Genomics)》8,29；Ivanov,M.等人,(2015),《BMC基因组学(BMC genomics)》16,S1；Lo,Y.M.D.等人(2010),《科学转化医学(Science Translational Medicine)》2,61ra91
‑
61ra91；Snyder,M.W.等人,(2016),《细胞(Cell)》164,57
‑
68；Sun,K.等人,(2019),《基因组研究(Genome Research)》29,418
‑
427)。先前已经证明DNASE1L3核酸酶有助于血浆中cfDNA的大小曲线(Serpas,L.等人(2019),《美国国家科学院院刊》116,641
‑
649)。

技术实现思路

[0005]各种实施例使用游离DNA(cfDNA)的定量断裂信息来检测与核酸酶相关联的基因中的遗传病症、用于测定抗凝剂的剂量的功效以及用于监测核酸酶的活性。测得的参数值可以与参考值进行比较以确定遗传病症的分类、效率或活性。可以使用片段末端处的特定碱基(例如，在末端基序中)的量、特定大小的片段末端处的特定碱基的量或游离DNA片段的总量(例如，作为浓度)。在一些实施例中，可以使用抗凝剂处理某些样品，并且可以使用不同的温育时间。
[0006]提供了用于例如，使用相对于参考值的片段末端处的特定碱基的量、使用经抗凝剂处理的样品中的特定大小的片段末端处的特定碱基的量以及比较用抗凝剂温育不同时间的样品的片段末端处的特定碱基的量来检测基因的遗传病症的一些实施例。
[0007]提供了用于例如，使用被施用抗凝剂的受试者的样品中的片段末端处的特定碱基的量、使用被施用抗凝剂的受试者的样品中的特定大小的片段末端处的特定碱基的量来测定抗凝剂的剂量的功效的一些实施例。
[0008]提供了用于例如，使用相对于参考值的样品中的片段末端处的特定碱基的量以及使用样品中的特定大小的片段末端处的特定碱基的量来监测核酸酶的活性的一些实施例。
[0009]下文详细描述了本公开的这些实施例和其它实施例。例如，其它实施例涉及与本文所描述的方法相关联的系统、装置和计算机可读介质。
[0010]参考以下具体描述和附图，可以更好地理解本公开的实施例的性质和优点。
附图说明
[0011]图1示出了根据本公开的实施例的末端基序的实例，包含在DNA片段的末端处的单个碱基。
[0012]图2A
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2E示出了根据本公开的实施例的与不同区中的参考基因组含量相比WT cfDNA片段的5'末端的碱基含量。
[0013]图3A
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3D示出了根据本公开的实施例的TSS和Pol II区的碱基含量比例。TSS(3A)和Pol II(3C)区中的参考基因组含量与WT EDTA 0小时样品(3B和3D)中cfDNA的5'末端碱基含量进行比较。
[0014]图4示出了根据本公开的实施例的跨片段大小范围的WT cfDNA的5'末端的碱基含量。
[0015]图5A
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5B示出了根据本公开的实施例的富含新鲜cfDNA的EDTA 6小时样品的采集。
[0016]图6示出了根据本公开的实施例的WT小鼠中EDTA 0小时对6小时样品的大小曲线。
[0017]图7A
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7D示出了根据本公开的实施例的针对随机、CTCF、TSS和Pol II区的小鼠中富含新鲜cfDNA的EDTA 6小时样品的碱基含量百分比。
[0018]图8A示出了根据本公开的实施例的WT小鼠中A<>A片段比例在短、中等和长片段方面在基线cfDNA(EDTA 0小时)与富含新鲜cfDNA(EDTA 6小时)的样品之间的比较。图8B示出了G<>G的大小曲线，并且图9A
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9B示出了在短、中等和长片段方面在EDTA 0小时与EDTA 6小时之间比较的WT小鼠中C<>C、T<>T片段比例的大小曲线。P值通过曼
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惠特尼U检验(Mann
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Whitney U test)计算。
[0019]图10A
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10B示出了根据本公开的实施例的WT和Dffb缺陷小鼠中EDTA 0小时对富含新鲜cfDNA的EDTA 6小时样品的碱基含量百分比。
[0020]图11A示出了根据本公开的实施例的Dffb缺陷小鼠中EDTA 0小时对6小时样品中cfDNA的浓度。图11B示出了根据本公开的实施例的Dffb缺陷小鼠中EDTA 0小时对6小时样品的大小曲线。图11C示出了根据本公开的实施例的Dffb缺陷小鼠中的A<>A片段比例在短、中等和长片段方面在EDTA 0小时与EDTA 6小时之间的比较。
[0021]图12A
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12D示出了根据本公开的实施例的针对随机区和CTCF区的EDTA 0小时和6小时样品中Dffb缺陷小鼠中的碱基含量比例。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使用受试者的包含游离DNA的生物样品检测与核酸酶相关联的基因的遗传病症的方法，所述方法包括：接收通过对所述受试者的所述生物样品中的游离DNA片段进行测序获得的序列读段；使用所述序列读段测定以特定碱基结尾的游离DNA片段的第一量；以及将所述第一量与参考值进行比较以确定所述基因是否表现出所述受试者的所述遗传病症的分类。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物样品用抗凝剂处理并温育持续至少一个指定的时间量。3.一种用于使用包含游离DNA的生物样品检测与核酸酶相关联的基因的遗传病症的方法，所述方法包括：接收通过对受试者的第一生物样品中的第一游离DNA片段进行测序获得的第一序列读段，所述第一生物样品用抗凝剂处理并温育持续第一时间长度；使用所述第一序列读段测定以特定碱基结尾的所述第一游离DNA片段的第一量；接收通过对所述受试者的第二生物样品中的第二游离DNA片段进行测序获得的第二序列读段，所述第二生物样品用所述抗凝剂处理并温育持续大于所述第一时间长度的第二时间长度；使用所述第二序列读段测定以所述特定碱基结尾的所述第二游离DNA片段的第二量；以及将所述第一量与所述第二量进行比较以确定所述基因是否表现出所述受试者的所述遗传病症的分类。4.根据权利要求1和3中任一项所述的方法，其中所述第一量和所述第二量是针对包含所述特定碱基的特定末端基序测定的。5.根据权利要求1和3中任一项所述的方法，其进一步包括：将所述第一序列读段与参考基因组进行比对；以及鉴定第一组序列读段，所述第一组序列读段在所述参考基因组中的特定位置处或在与所述特定位置相距指定距离处结束，所述特定位置对应于所述参考基因组中的特定坐标或具有指定性质的基因组定位，其中所述第一量对应于以所述特定碱基结尾的所述第一组序列读段的量。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述基因组定位是CTCF区的中心。7.根据权利要求3所述的方法，其中将所述第一量与所述第二量进行比较包含测定所述第一量是否与所述第二量相差至少一个阈值量。8.根据权利要求3所述的方法，其中所述分类是当所述第一量在所述第二量的阈值内时存在所述遗传病症。9.根据权利要求3所述的方法，其中所述分类是当所述第二量比所述第一量小至少一个阈值时存在所述遗传病症。10.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一量和所述第二量是两个末端具有所述特定碱基的游离DNA片段的量。11.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：使用所述第一序列读段测定以所述特定碱基结尾的所述第一游离DNA片段的第一大
小；以及使用所述第二序列读段测定以所述特定碱基结尾的所述第二游离DNA片段的第二大小，其中所述第一量是使用第一组具有特定大小的所述第一游离DNA片段测定的，并且其中所述第二量是使用第二组具有所述特定大小的所述第二游离DNA片段测定的。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述特定大小是大小范围。13.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一时间长度为零。14.一种用于使用受试者的包含游离DNA的生物样品检测与核酸酶相关联的基因的遗传病症的方法，所述方法包括：接收通过对所述受试者的所述生物样品中的第一游离DNA片段进行测序获得的第一序列读段，所述生物样品用抗凝剂处理并温育持续至少一个指定的时间量；使用所述第一序列读段测定具有特定大小的所述第一游离DNA片段的第一量；以及将所述第一量与参考值进行比较以确定所述基因是否表现出所述受试者的所述遗传病症的分类。15.根据权利要求1和14中任一项所述的方法，其中将所述第一量与所述参考值进行比较包含测定所述第一量是否与所述参考值相差至少一个阈值量。16.根据权利要求1和14中任一项所述的方法，其中将所述第一量与所述参考值进行比较包含测定所述第一量是否比所述参考值小至少一个阈值量。17.根据权利要求1和14中任一项所述的方法，其中将所述第一量与所述参考值进行比较包含测定所述第一量是否比所述参考值大至少一个阈值量。18.根据权利要求1和14中任一项所述的方法，其中所述参考值是根据不具有所述遗传病症的一个或多个参考样品测定的。19.根据权利要求1和14中任一项所述的方法，其中所述参考值是根据具有所述遗传病症的一个或多个参考样品测定的。20.根据权利要求3和14中任一项所述的方法，其中所述抗凝剂是肝素。21.根据权利要求3和14中任一项所述的方法，其中所述抗凝剂是EDTA。22.根据权利要求1、3和14中任一项所述的方法，其中所述基因是DNASE1。23.根据权利要求1、3和14中任一项所述的方法，其中所述基因是DFFB。24.根据权利要求1、3和14中任一项所述的方法，其中所述基因是DNASE1L3。25.根据权利要求1、3和14中任一项所述的方法，其中所述核酸酶切割细胞内DNA。26.根据权利要求1、3和14中任一项所述的方法，其中所述遗传病症包含所述基因的缺失。27.根据权利要求1、3和14中任一项所述的方法，其中所述第一量被归一化。28.根据权利要求1、3和14中任一项所述的方法，其进一步包括：基于所述遗传病症的所述分类治疗所述受试者。29.一种用于测定对患有血液病症的受试者进行的治疗的功效的方法，所述方法包括：接收通过对所述受试者的血液样品中的游离DNA片段进行测序获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢煜明，赵慧君，韩小澄，倪梦，
申请(专利权)人：格里尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：