生物样本分析系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例涉及一种用于分析生物样本的技术。
【背景技术】
[0002] 如通过检查血液样本来检查是否感染特定的病毒，或者是否具有诱发疾病的特定 变异的例子那样，为了检查作为测试对象的生物样本是否具有特定性质，通常针对每一个 对象的样本个别地进行了检查。因此，当需要检查大量的样本时，需要花费对应于样本数量 进行重复检查的时间和费用。
[0003] 对于大量的样本进行同样的检查的最基本的方法是，针对各样本个别地进行检查 的方法。此时，检查费用根据需要检查的样本的数量相应增加。例如，对于发病率较低的疾 病进行分选检查的情况下，所检查的大部分样本将会表现出阴性的结果。在该种情况下，为 了减少检查费用，提供有同时对多个样本进行检查的方法。
[0004] 同时对多个样本进行检查的现有方法中的一种方法是，针对分别W不同的比例合 并多个样本而形成的样本执行检查，并在检查结果中根据表现出特定性质的信号的强度判 断所合并的样本中那些样本具有其性质。但是，需要同时检查的样本数量越多，该方法需要 采取的样本的量越多。例如，为了同时检查16个样本，各试料W 1:2:22;23;…；2i4:2is的 比例合并。在该种情况下，最后样本要比第一个样本多足有2"( = 32768)倍的量，该在现 实中几乎无法适用。
[0005] 现有技术文献 [000引专利文献
[0007] 美国公开专利第 2010-0216666 号（2010. 08. 26)
[0008] 美国公开专利第 2012-0185177 号（2012. 07. 19)
【发明内容】
[0009] 本发明的实施例的目的在于提供一种在对于多个生物样本进行是否出现特定性 质的检查的情况下，使检查次数最少的方法。
[0010] 根据本发明的一个方面，公开一种生物样本分析系统，该生物样本分析系统是利 用将构成nXm矩阵的多个生物样本、W及所述矩阵中位于同一个行（row)或列（column) 的样本汇集而生成的多个样本池（pool)，判定所述多个样本的每一个是否具有检查对象性 质的系统，该系统包含：判断部，其根据所述多个样本的每一个的关于所述检查对象性质的 检查值，判断是否存在假阳性判定可能性；追加样本选定部，经过所述判断的结果，在存在 假阳性判定可能性的情况下，在所述多个样本中选择需要执行关于是否具有所述检查对象 性质的个别检查的最少数量的追加检查对象样本；检查结果判定部，其根据针对所述追加 检查对象样本的检查值，判定所述多个样本的每一个是否具有所述检查对象性质。
[0011] 所述判断部根据所述多个样本池的每一个的所述检查值来推测所述多个样本中 疑似阳性样本的数量，并根据所推测的所述疑似阳性样本的数量，判断是否存在所述假阳 性判定可能性。
[0012] 在所推测的所述疑似阳性样本的数量的最大值和最小值不同时，所述判断部判断 为存在假阳性判定可能性。
[0013] 所述追加样本选定部针对根据所述检查值而被判定为阳性的每一个样本池，根据 对应的样本池的检查值而在所述阳性判定样本池中所包含的疑似阳性样本中选择计算剩 余样本的检查结果所需的最少数量的追加检查对象样本。
[0014] 所述追加样本选定部从所述阳性判定样本池中包含的疑似阳性样本的数量最少 的阳性判定样本池开始依次选定所述追加检查对象样本。
[0015] 所述检查结果判定部针对每一个所述阳性判定样本池，利用对应的样本池的检查 值和包含在对应的样本池中的追加检查对象样本的检查值，判定包含在对应的样本池中的 剩余的疑似阳性样本是否具有所述检查对象性质。
[0016] 并且，根据本发明的另一个方面，公开一种生物样本分析方法，该方法是利用将构 成nXm矩阵的多个生物样本、W及所述矩阵中位于同一个行或列的样本汇集而生成的多 个样本池，判定所述多个样本的每一个是否具有检查对象性质的方法，该方法包含步骤；在 判断部根据所述多个样本池的每一个的关于所述检查对象性质的检查值，判断是否存在假 阳性判定可能性；当所述判断的结果存在假阳性判定可能性的情况下，在追加样本选定部 在所述多个样本中选择需要进行关于是否具有所述检查对象性质的个别检查的最少数量 的追加检查对象样本；在检查结果判定部根据针对所述追加检查对象样本的检查值来判定 所述多个样本的每一个是否具有所述检查对象性质。
[0017] 所述判断步骤中，根据所述多个样本池的每一个的所述检查值来推测所述多个样 本中的疑似阳性样本的数量，并根据所推测的所述疑似阳性样本的数量，判断是否存在所 述假阳性判定可能性。
[0018] 在所推测的所述疑似阳性样本的数量的最大值和最小值不同时，所述判断步骤中 判断为存在假阳性判定可能性。
[0019] 所述追加样本选定步骤中，针对根据所述检查值而被判定为阳性的每一个样本 池，根据对应的样本池的检查值而在所述阳性判定样本池中所包含的疑似阳性样本中选择 计算剩余样本的检查结果所需的最少数量的追加检查对象样本。
[0020] 所述追加样本选定步骤中，从所述阳性判定样本池中包含的疑似阳性样本的数量 最少的阳性判定样本池开始依次选定所述追加检查对象样本。
[0021] 判定是否具有所述检查对象性质的步骤中，针对每一个所述阳性判定样本池，利 用对应的样本池的检查值和包含在对应的样本池中的追加检查对象样本的检查值，判定包 含在对应的样本池中的剩余的疑似阳性样本是否具有所述检查对象性质。
[0022] 根据本发明的一个实施例的情况下，在汇集需要检查的一个W上的样本而构成样 本池（pool)之后，W各样本池的检查结果为基础计算各样本的个别检查结果，因此与针对 所有样本进行个别检查的情况相比，能够减少检查次数的同时获得同样的结果。
[0023] 并且，根据本发明的一个实施例的情况下，在根据样本汇集方法的检查结果存在 假阳性判定可能性的情况下也能够使需要进行追加个别检查的样本的数量最少化，因此可 W使检查所需的时间和费用最少，而且还能获得不存在假阳性判定可能性的正确的检查结 果。
【附图说明】
[0024] 图1是用于说明本发明的一个实施例的样本汇集（pooling)过程的图。
[0025] 图2是表示本发明的一个实施例的生物样本分析系统100的框图。
[0026] 图3和图4是用于说明根据本发明的一个实施例的样本汇集分析方法的阳性样本 推定方法的图。
[0027] 图5是根据图4所示的实施例说明矩阵M生成W及由此计算最小正数（min 化sitive)、最大正数（max Positive)值的过程的图。
[0028] 图6是用于说明本发明的一个实施例的追加检查对象样本选定算法的图。
[0029] 图7是用于说明从图4中示出的实施例导出的图表的图。
[0030] 图8是用于说明根据本发明的一个实施例的追加检查结果来判定各样本的检查 结果的算法的图。
[0031] 图9是用于说明在图7中示出的图表推定各样本的检查结果的过程的图。
[0032] 图10是用于对根据本发明的实施例执行样本汇集检查时的情况和针对各样本进 行个别检查时的情况下的总检查次数进行比较说明的图表。
[0033] 图11是用于比较基于检查对象样本中存在的阳性样本数量的变化的总检查次数 的图表。
[0034] 图12是用于说明本发明的一个实施例的生物样本分析方法1200的流程图。
[00巧]主要符号说明：
[003引 100 ;生物样本分析系统
[0037] 102 ;判断部
[003引 104 ;追加样本选定部
[00測 106 ;检查结果判定部
【具体实施方式】
[0040] W下，参照附图来详细说明本发明的【具体实施方式】。但是，该仅仅是示例性实施 例，本发明并不限定于此。
[0041] 在说明本发明的过程中，如果判断出对与本发明相关的公知技术的具体说明可能 不必要地导致本发明的要点变得不清楚，则省略对其说明。并且，后述的术语是考虑在本发 明中的功能而定义的术语，因此可能根据用户、运营商的意图或惯例等有所不同。因此，对 于术语应该W整个发明书中的内容为基础加W定义。
[0042] 本发明的技术思想将由权利要求书来确定，下面的实施例仅仅是用来对本领域技 术人员有效地说明本发明的技术思想而提供的一种方式。
[0043] 本发明的一个实施例的生物样本分析系统100是用于判断多个生物样本的每一 个是否具有特定生物性质（换句话说，对于所述特定性质是否表现出阳性反应）的系统。具 体来讲，生物样本分析系统100构成为利用通过汇集构成nXm矩阵的多个生物样本和在所 述矩阵中位于相同的行（row)或列（column)的样本而生成的多个样本池（pool),判断所述 多个样本的每一个是否具有检查对象性质。
[0044] 在说明如上所述的生物样本分析系统100的各构成要素之前，根据图1说明从检 查对象样本构成样本池的过程。首先，将X个（X = nXm)检查对象样本（Si，S2，…，S"xm) 排列在nXm矩阵上。此时，n和m可W相同，也可W不同，但是nXm要与X相同。并且，x 大于或等于2。所述检查对象样本是用于检查是否具有特定的生物学性质的试料，可W是包 括人类的所有生物组织或体液等。
[0045] 如上所述地构成矩阵后，接着将排列在矩阵上的X个检查对象样本分配到k(= n+m)个样本池（pool)中进行汇集（pooling)。此时，在所述矩阵中位于相同的行或列的样 本被汇集到同一个样本池。例如，在图示的实施例中，样本池Pi中汇集构成矩阵的第一个 行的多个样本，Pw中汇集构成矩阵的第一个列的多个样本。通过该种过程，生成k个汇集 的样本（Pi、P2、…、P"+m，下面便于说明而简述为"样本池"）。
[0046] 接着，对于汇集了各样本的k个样本池进行检查，测定关于需要检查的特定性质 的信号。在本发明的实施例中，特定性质可W指各样本是否具有如特定的单核巧酸多态性 (Single Nucleotide Polymo;rphism;SNP)该样的遗传标记（Genetic marker)、遗传标记中 的特定基因型（genotype)、特定疾病等该样的生物学特性。在所述检查中，表示是否具有样 本内特定性质的信号的强度大致与样本池内具有该性质的样本的数量成比例出现。例如， 当样本池内具有所述特定性质的样本的数量为2个时，与具有1个的情况相比，在所述检查 中出现的信号强度可能达到大致2倍。如果在特定的样本池中测定的信号强度大到足W判 断包含在该样本池中的一个W上的样本具有特定性质，则可W认为该样本池对所述特定性 质表现出阳性（positive)。
[0047] 例如，假设所述检查是用于检查多个样本是否具有特定的单核巧酸多态性 (single