从血浆无创测定胎儿或肿瘤的甲基化组的制作方法_2

文档序号:8460362阅读:来源:国知局
26B是Circos 图2620,展示针对从所有常染色体分析的1Mb区域,使用四个健康对照个体作为参考,HCC 患者的手术前和手术后血浆样品的血浆DNA甲基化密度的z分数。图26C是表2640,展示 HCC患者的手术前与手术后血浆样品中全基因组的1Mb区域的z分数的分布。图26D是表 2660,展示在使用CHH和CHG背景时,肿瘤组织和与一些对照血浆样品重叠之手术前血浆样 品的甲基化水平。
[0039] 图27A-H展示根据本发明的实施例,8个癌症患者的甲基化密度的Circos图。图 271是表2780,展示每一样品所实现的序列读数的数目和测序深度。图27J是表2790,展示 不同恶性病患者的血浆中全基因组水平的解析度为1Mb区域的z分数的分布。CL=肺腺 癌;NPC=鼻咽癌;CRC=结肠直肠癌;NE=神经内分泌癌;SMS=平滑肌肉瘤。
[0040] 图28是方法2800的流程图,根据本发明的实施例,分析生物体的生物样品以确定 癌症等级的分类。
[0041] 图29A是曲线2900,展示参考个体中甲基化密度的分布,假定此分布遵循正态分 布。图29B是曲线2950,展示癌症个体中甲基化密度的分布,假定此分布遵循正态分布并且 平均甲基化水平是比阈值低2个标准偏差。
[0042] 图30是曲线3000,展示健康个体和癌症患者的血浆DNA的甲基化密度的分布。
[0043] 图31是图表3100,展示健康个体的血浆DNA与HCC患者的肿瘤组织的平均值之间 的甲基化密度差异的分布。
[0044] 图32A是表3200,展示当血浆样品含有5%或2%肿瘤DNA时减小测序深度的影 响。
[0045] 图32B是图表3250,展示四个健康对照个体的血浆、HCC患者的白细胞层、正常肝 组织、肿瘤组织、手术前血浆和手术后血浆样品中重复元件和非重复区域的甲基化密度。
[0046] 图33展示可与根据本发明的实施例的系统和方法一起使用的例示性计算机系统 3300的框图。
[0047] 图34A展示全身性红斑狼疮(SLE)患者SLE04中血浆DNA的尺寸分布。图34B和 34C展示来自SLE患者SLE04(图34B)和HCC患者TBR36(图34C)的血浆DNA的甲基化分 析。
[0048] 图35是方法3500的流程图,所述方法3500根据本发明的实施例,基于CpG岛的 高甲基化确定癌症等级的分类。
[0049] 图36是方法3600的流程图,所述方法3600根据本发明的实施例,使用多个染色 体区域分析生物体的生物样品。
[0050] 图37A展示患者TBR36的肿瘤组织、未经亚硫酸氢盐(BS)处理的血浆DNA和经亚 硫酸氢盐(BS)处理的血浆DNA(从内到外)的CNA分析。图37B是展示针对患者TBR36,使 用经亚硫酸氢盐处理的血浆和未经亚硫酸氢盐处理的血浆检测1Mb区域的CNA的z分数之 间的关系的散点图。
[0051] 图38A展示患者TBR34的肿瘤组织、未经亚硫酸氢盐(BS)处理的血浆DNA和经亚 硫酸氢盐(BS)处理的血浆DNA(从内到外)的CNA分析。图38B是展示针对患者TBR34,使 用经亚硫酸氢盐处理的血浆和未经亚硫酸氢盐处理的血浆检测1Mb区域的CNA的z分数之 间的关系的散点图。
[0052] 图39A是展示HCC患者TBR240的经亚硫酸氢盐处理的血浆的CNA(内环)和甲基 化分析(外环)的Circos图。图39B是展示HCC患者TBR164的经亚硫酸氢盐处理的血浆 的CNA(内环)和甲基化分析(外环)的Circos图。
[0053] 图40A展示患者TBR36的处理前样品和处理后样品的CNA分析。图40B展示患者 TBR36的处理前样品和处理后样品的甲基化分析。图41A展示患者TBR34的处理前样品和 处理后样品的CNA分析。图41B展示患者TBR34的处理前样品和处理后样品的甲基化分析。
[0054] 图42展示具有不同数目的测序读数的全基因组低甲基化分析的诊断性能图。
[0055] 图43是展示基于使用不同区域尺寸(50kb、100kb、200kb和1Mb)的全基因组低甲 基化分析检测癌症的R0C曲线的图。
[0056] 图44A展示累积概率(CP)和具有异常的区域的百分比的诊断性能。图44B展示 针对整体低甲基化、CpG岛高甲基化和CNA的血浆分析的诊断性能。
[0057] 图45展示具有肝细胞癌患者中整体低甲基化、CpG岛高甲基化和CNA的结果的表。
[0058] 图46展示患有除肝细胞癌外的癌症的患者中整体低甲基化、CpG岛高甲基化和 CNA的结果的表。
[0059] 图47展示案例TBR34的血浆甲基化的系列分析。
[0060] 图48A展示证实HCC患者TBR36的经亚硫酸氢盐处理的血浆DNA中的CNA(内环) 和甲基化改变(外环)的Circos图。图48B是HCC患者TBR36的具有染色体增加和缺失 的区域以及无拷贝数改变的区域的甲基化z分数的箱式图。
[0061] 图49A展示证实HCC患者TBR34的经亚硫酸氢盐处理的血浆DNA中的CNA(内环) 和甲基化改变(外环)的Circos图。图49B是HCC患者TBR34的具有染色体增加和缺失 的区域以及无拷贝数改变的区域的甲基化z分数的箱式图。
[0062] 图50A和50B展示SLE患者SLE04和SLE10的血浆低甲基化和CNA分析的结果。
[0063] 图51A和51B展示两个HCC患者(TBR34和TBR36)的血浆的有和无CNA的区域的 分析。图51C和51D展示两个SLE患者(SLE04和SLE10)的血浆的有和无CNA的区 域的分析。
[0064] 图52A展示使用CNA、整体甲基化和CpG岛甲基化的A组特征,对来自HCC患者、非 HCC癌症患者和健康对照个体的血浆样品的分层聚类分析。图52B展示使用CNA、整体甲基 化和CpG岛甲基化的B组特征的分层聚类。
[0065] 图53A展示使用A组CpG岛甲基化特征,对来自HCC患者、非HCC癌症患者和健康 对照个体的血浆样品的分层聚类分析。图53B展示使用A组整体甲基化密度,对来自HCC 患者、非HCC癌症患者和健康对照个体的血浆样品的分层聚类分析。
[0066] 图54A展示使用A组整体CNA,对来自HCC患者、非HCC癌症患者和健康对照个体 的血浆样品的分层聚类分析。图54B展示使用B组CpG岛甲基化密度,对来自HCC患者、非HCC癌症患者和健康对照个体的血浆样品的分层聚类分析。
[0067] 图55A展示使用B组整体甲基化密度,对来自HCC患者、非HCC癌症患者和健康对 照个体的血浆样品的分层聚类分析。图55B展示使用B组整体甲基化密度,对来自HCC患 者、非HCC癌症患者和健康对照个体的血浆样品的分层聚类分析。
[0068] 图56展示32个健康个体当中1Mb区域的平均甲基化密度(红点)。
【具体实施方式】
[0069] 定义
[0070] "甲基化组"提供了基因组中多个位点或基因座的DNA甲基化量的量度。甲基化组 可以对应于所有基因组、基因组的大部分或基因组的相对较小部分。"胎儿甲基化组"对应 于怀孕女性的胎儿的甲基化组。胎儿甲基化组可以使用多种胎儿组织或胎儿DNA来源,包 括胎盘组织和母体血浆中的游离胎儿DNA来测定。"肿瘤甲基化组"对应于生物体(例如人 类)的肿瘤的甲基化组。肿瘤甲基化组可以使用肿瘤组织或母体血浆中的游离肿瘤DNA测 定。胎儿甲基化组和肿瘤甲基化组是相关甲基化组的实例。相关甲基化组的其它实例是可 以提供DNA到体液(例如血浆、血清、汗水、唾液、尿、生殖器分泌物、精液、粪便液、腹泻液、 脑脊髓液、胃肠道分泌物、胰腺分泌物、肠分泌物、痰液、泪液、来自乳房和甲状腺的抽吸液 等)中的器官的甲基化组(例如脑细胞、骨、肺、心、肌肉和肾等的甲基化组)。器官可以是 移植器官。
[0071] "血浆甲基化组"是从动物(例如人类)的血浆或血清测定的甲基化组。因为血浆 和血清包括游离DNA(游离DNA是指以存在于细胞外的DNA,又指胞外DNA),所以血浆甲基 化组是游离甲基化组的一个实例。血浆甲基化组也是混合甲基化组的一个实例,因为其是 胎儿/母体甲基化组或肿瘤/患者甲基化组的混合物。"胎盘甲基化组"可以从绒膜绒毛样 品(CVS)或胎盘组织样品(例如产后获得)测定。"细胞甲基化组"对应于从患者的细胞 (例如血细胞)测定的甲基化组。血细胞的甲基化组称为血细胞甲基化组(或血液甲基化 组)。
[0072] "位点"对应于单个位点,其可以是单个碱基位置或一组相关碱基位置,例如CpG位 点。"基因座"可以对应于包括多个位点的区域。基因座可以只包括一个位点,此将使得所 述基因座在此背景下相当于一个位点。
[0073] 每个基因组位点(例如CpG位点)的"甲基化指数"是指在位点上展示甲基化的 序列读数占覆盖所述位点的读数总数的比例。区域的"甲基化密度"是区域内展示甲基化 的位点的读数的数目除以所述区域中覆盖位点的读数的总数。位点可以具有特定的特征, 例如为CpG位点。因此,区域的"CpG甲基化密度"是展示CpG甲基化的读数的数目除以区 域中覆盖CpG位点(例如特定CpG位点、CpG岛内的CpG位点或更大区域)的读数的总数。 举例来说,人类基因组中每个l〇〇kb区域的甲基化密度可以从CpG位点上在亚硫酸氢盐处 理之后未转化的胞嘧啶(其对应于甲基化胞嘧啶)的总数占测得并比对到l〇〇kb区域的序 列读数所覆盖的所有CpG位点的比例。此分析也可以针对例如50kb或1Mb等其它区域尺 寸进行。区域可以是整个基因组或染色体或染色体的一部分(例如染色体臂)。当区域仅 仅包括CpG位点时,CpG位点的甲基化指数与区域的甲基化密度相同。"甲基化胞嘧啶的比 例"是指在分析的胞嘧啶残基的总数上,即在区域中包括在CpG背景外的胞嘧啶,展示甲基 化(例如在亚硫酸氢盐转化之后未转化)的胞嘧啶位点"C"的数目。甲基化指数、甲基化 密度和甲基化胞嘧啶的比例是"甲基化水平"的实例。
[0074] "甲基化型态"(也称为甲基化状态)包括与区域的DNA甲基化有关的信息。与DNA 甲基化有关的信息可以包括(但不限于)CpG位点的甲基化指数、区域中CpG位点的甲基化 密度、相邻区域上CpG位点的分布、含有一个以上CpG位点的区域内每一个别CpG位点的甲 基化的模式或水平以及非CpG甲基化。基因组的大部分的甲基化型态可以视为相当于等同 于甲基化组。哺乳动物
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