[发明专利]母体血浆的无创性产前分子染色体核型分析

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年1月10日提交的名称为“母体血浆的无创性产前分子染色体核型分析(NoninvasivePrenatalMolecularKaryotypingfromMaternalPlasma)”的美国临时专利申请号61/751,213以及2013年3月15日提交的名称为“母体血浆的无创性产前分子染色体核型分析(NoninvasivePrenatalMolecularKaryotypingfromMaternalPlasma)”的美国专利申请号13/837,776的优先权。每一件优先权申请均以引用的方式整体并入本文中用于所有目的。

本申请与Lo等人在2008年7月23日提交的名称为“利用大规模并行基因组测序对胎儿染色体非整倍体进行诊断(DiagnosingFetalChromosomalAneuploidyUsingMassivelyParallelGenomicSequencing)”的共同拥有的美国专利申请号12/178,181相关，该专利申请的公开内容以引用的方式整体并入本文中。

背景技术

胎儿DNA在母体血浆中的存在已开辟了无创性产前检查的令人兴奋的可能性[1、2]。近来，使用大规模并行测序(MPS)对循环的胎儿DNA进行分析以实现产前检查目的已引起了很多的关注。因此，胎儿染色体三体21、13、18和所选择的性染色体非整倍体已在母体血浆DNA上利用MPS被检测[3-7]并且已迅速地被引入临床服务中。

除了由于牵涉到整个染色体的拷贝数变化所导致的异常外，重要的是评估对母体血浆进行的基于MPS的分析是否可能灵敏到足以检测出亚染色体缺失或重复。在这方面，Peters等人报道了在妊娠期第35周所获得的母体血浆样品中检测到在染色体12上的4.2Mb缺失[8]。Jensen等人报道了在妊娠期第19周和第20周从两位孕妇所获得的母体血浆样品中检测到在染色体22上的3Mb缺失[9]。除缺失区域外，Peters等人还对染色体12上的另一个区域以及染色体14上的20个非重叠的4Mb区域进行了统计分析[8]。另一方面，Jensen等人仅将他们的统计分析集中在染色体22上的缺失区域[9]。因此，根据由Peters等人和Jensen等人所提供的数据，尚不清楚该种方法是否稳健到足以用于对微缺失或微重复进行全基因组检测或实际上用于对胎儿染色体核型进行无创性测定。

Lo等人报道了可以在全基因组规模下利用母体血浆DNA测序对胎儿单核苷酸多态性(SNP)进行基因分型[10]。具体来说，这些研究人员已证明可以利用被称为相对单倍型剂量分析的方法来阐明胎儿从其母亲所遗传的单基因病症的SNP等位基因和突变[10]。Fan等人确认了相对单倍型剂量分析的稳健性，并且利用这种方法检测出胎儿从其母亲所遗传的约2.85Mb的缺失[11]。在将这种方法用于无创性产前染色体核型分析的临床实施中存在两个顾虑。首先，这种方法需要进行母体单倍型分析，这将会需要另外的分析步骤[12、13]或系谱分析。其次，尚不清楚这种方法是否可以用于检测新生亚染色体缺失或重复。

发明内容

本文公开了用于检测胎儿基因组中的微扩增或微缺失的方法、系统和设备。在一些实施方案中，所述方法包括：接收生物样品中的多个DNA片段中的每一个的序列标签；确定所述序列标签的基因组位置；确定多个基因组区域中的每一个中DNA的密度是否异常高或者异常低；将具有异常高密度的一组连续基因组区域鉴定为微扩增；以及将具有异常低密度的一组连续基因组区域鉴定为微缺失。生物样品可以是以无创方式从怀有胎儿的女性受试者获得的血液样品。

附图说明

图1是示出了鉴定胎儿基因组中的微扩增或微缺失的方法的流程图。

图2是在母体血浆基因组中所检测的拷贝数变异的Circos图。从内向外：案例01至案例06。染色体核型模式图(ideogram)(最外面的环)是沿顺时针方向从pter向qter取向的。每一条代表1Mb的窗口。具有在血浆中的表现增加或降低的三个或更多个连续1Mb区段的区域分别是用绿色条和红色条来表示的。红色箭头突出显示了在这些异常区域上的大致染色体位置。

图3和图4示出了在母体血浆中检测到的拷贝数变异。示出了每一个案例的显示出拷贝数变异的染色体。基因组位置示于x-轴上并且z-分数绘制于y-轴上。每一个竖条代表1Mb区段。具有在血浆中的表现增加或降低的三个或更多个连续1Mb区段的区域分别是用绿色条和红色条来表示。