RU2012158107A - Неинвазивное обнаружение генетической аномалии плода - Google Patents

Abstract

1. Способ установления отношения между глубиной покрытия и GC содержанием хромосомы, включающий:получение данных последовательности множества полинуклеотидных фрагментов, покрывающих указанную хромосому из более чем одного образца;отнесение указанных фрагментов к хромосомам на основе указанных данных последовательности;вычисление глубины покрытия и GC содержания указанной хромосомы на основе указанных данных последовательности для каждого образца; иопределение отношения между глубиной покрытия и GC содержанием указанной хромосомы.2. Способ по п.1, где отнесение проводят путем сравнения последовательности фрагментов с референсной геномной последовательностью человека.3. Способ по п.1, где глубина покрытия хромосомы является отношением между числом фрагментов, которые отнесены к указанной хромосоме, и числом референсных уникальных чтений указанной хромосомы.4. Способ по п.3, где глубина покрытия нормализована.5. Способ по п.4, где нормализацию вычисляют в зависимости от покрытия другой хромосомы, всех других аутосом или всех других хромосом.6. Способ по п.1, где GC содержание хромосомы является средним GC содержанием всех фрагментов, которые отнесены к указанной хромосоме.7. Способ по п.1, где хромосома является хромосомой 1, 2,..., 22, X или Y.8. Способ по п.4, где отношение определяется формулой:,в которой(GC) обозначает функцию отношения между глубиной покрытия и соответствующим GC содержанием образца i, хромосомы j,обозначает остаток образца i, хромосомы j.9. Способ по п.1, где отношение между глубиной покрытия и GC содержанием вычисляют с помощью локальной полиномиальной регрессии.10. Способ по п.9, где отношение является нес

Claims (28)

1. Способ установления отношения между глубиной покрытия и GC содержанием хромосомы, включающий:

получение данных последовательности множества полинуклеотидных фрагментов, покрывающих указанную хромосому из более чем одного образца;

отнесение указанных фрагментов к хромосомам на основе указанных данных последовательности;

вычисление глубины покрытия и GC содержания указанной хромосомы на основе указанных данных последовательности для каждого образца; и

определение отношения между глубиной покрытия и GC содержанием указанной хромосомы.

2. Способ по п.1, где отнесение проводят путем сравнения последовательности фрагментов с референсной геномной последовательностью человека.

3. Способ по п.1, где глубина покрытия хромосомы является отношением между числом фрагментов, которые отнесены к указанной хромосоме, и числом референсных уникальных чтений указанной хромосомы.

4. Способ по п.3, где глубина покрытия нормализована.

5. Способ по п.4, где нормализацию вычисляют в зависимости от покрытия другой хромосомы, всех других аутосом или всех других хромосом.

6. Способ по п.1, где GC содержание хромосомы является средним GC содержанием всех фрагментов, которые отнесены к указанной хромосоме.

7. Способ по п.1, где хромосома является хромосомой 1, 2,..., 22, X или Y.

8. Способ по п.4, где отношение определяется формулой:

,

в которой f(GC_i,j) обозначает функцию отношения между глубиной покрытия и соответствующим GC содержанием образца i, хромосомы j, ε _i,j обозначает остаток образца i, хромосомы j.

9. Способ по п.1, где отношение между глубиной покрытия и GC содержанием вычисляют с помощью локальной полиномиальной регрессии.

10. Способ по п.9, где отношение является несильным линейным отношением.

11. Способ по п.10, где отношение определяют с применением алгоритма loess.

12. Способ по п.8, дополнительно включающий вычисление аппроксимированной глубины покрытия согласно формуле:

.

13. Способ по п.12, дополнительно включающий вычисление стандартной вариации согласно формуле:

,

где ns обозначает количество референсных образцов.

14. Способ по п.13, дополнительно включающий вычисление t-статистики Стьюдента согласно формуле:

.

15. Способ определения генетической аномалии плода, включающий:

a) получение данных последовательности множества полинуклеотидных фрагментов из образца;

b) отнесение указанных фрагментов к хромосомам на основе указанных данных последовательности;

c) вычисление глубины покрытия и GC содержания хромосомы на основе указанных данных последовательности;

d) вычисление аппроксимированной глубины покрытия указанной хромосомы с применением указанного GC содержания указанной хромосомы и установленного отношения между глубиной покрытия и GC содержанием указанной хромосомы; и

e) сравнение указанной аппроксимированной глубины покрытия с указанной глубиной покрытия указанной хромосомы, где различие между ними указывает на генетическую аномалию плода.

16. Способ по п.15, дополнительно включающий:

f) определение пола плода.

17. Способ по п.16, где пол плода определен согласно формуле:

,

в которой cr.a _i,x и cr.a _i,y являются нормализованным относительным покрытием X и Y хромосом, соответственно.

18. Способ по п.16, дополнительно включающий:

g) оценку эмбриональной фракции.

19. Способ по п.15, где сравнение указанной аппроксимированной глубины покрытия с указанной глубиной покрытия хромосомы проводят с помощью статистического критерия проверки гипотезы.

20. Способ по п.19, где одна гипотеза состоит в том, что плод является эуплоидным (H0), а другая гипотеза состоит в том, что плод является анеуплоидным (H1).

21. Способ по п.20, где t-статистика Стьюдента вычислена для обеих гипотез.

22. Способ по п.21, где t-статистика Стьюдента вычислена для H0 и H1 согласно формуле: $$t{1}_{i,j}=(c{r}_{i,j}-c{\hat{r}}_{i,j})/st{d}_j$$

и $$t{2}_{i,j}=(c{r}_{i,j}-c{\hat{r}}_{i,j}(1+fx{y}_{i,j}/2)))/st{d}_j$$

, соответственно, где fxy является эмбриональной фракцией.

23. Способ по п.22, где отношение логарифмической вероятности t1 и t2 вычислено согласно формуле: L _i,j=log(p(t1_i,j,степень|D))/log(p(t2_i,j,степень|T)), в которой L _i,j является отношением логарифмической вероятности, где степень относится к степени t-распределения, D относится к диплоидии, T относится к трисомии, а p(t1_i,j,степень|*),*=D,T обозначает условную плотность вероятности с учетом степени t-распределения.

24. Способ определения генетической аномалии плода, включающий:

a) получение данных последовательности множества полинуклеотидных фрагментов, покрывающих хромосому из более чем одного нормального образца;

b) отнесение указанных фрагментов к хромосомам на основе указанных данных последовательности;

c) вычисление глубины покрытия и GC содержания указанной хромосомы на основе указанных данных последовательности из указанных нормальных образцов;

d) определение отношения между глубиной покрытия и GC содержанием указанной хромосомы;

e) получение данных последовательности множества полинуклеотидных фрагментов из биологического образца;

f) отнесение указанных фрагментов к хромосомам на основе указанных данных последовательности из указанного биологического образца;

g) вычисление глубины покрытия и GC содержания указанной хромосомы на основе указанных данных последовательности из указанного биологического образца;

h) вычисление аппроксимированной глубины покрытия указанной хромосомы с применением указанного GC содержания указанной хромосомы и указанного отношения между глубиной покрытия и GC содержанием указанной хромосомы; и

i) сравнение указанной аппроксимированной глубины покрытия с указанной глубиной покрытия указанной хромосомы, где различие между ними указывает на генетическую аномалию плода.

25. Машиночитаемый носитель, включающий множество инструкций для выполнения предродовой диагностики генетической аномалии плода, которая включает следующие этапы:

a) получение данных последовательности множества полинуклеотидных фрагментов из образца;

b) отнесение указанных полинуклеотидных фрагментов к хромосомам на основе указанных данных последовательности;

c) вычисление глубины покрытия и GC содержания хромосомы на основе указанных данных последовательности;

d) вычисление аппроксимированной глубины покрытия указанной хромосомы с применением указанного GC содержания указанной хромосомы и установленных отношений между глубиной покрытия и GC содержанием указанной хромосомы; и

e) сравнение указанной аппроксимированной глубины покрытия с указанной глубиной покрытия указанной хромосомы, где различие между ними указывает на генетическую аномалию.

26. Машиночитаемый носитель по п.25, дополнительно включающий:

f) определение пола плода.

27. Машиночитаемый носитель по п.26, дополнительно включающий:

g) оценку эмбриональной фракции.

28. Система для определения генетической аномалии плода, где способ включает:

a) средство для получения данных последовательности множества полинуклеотидных фрагментов из образца; и

b) машиночитаемый носитель по п.25.