[發(fā)明專利]用于無創(chuàng)產(chǎn)前測(cè)試的數(shù)字PCR的設(shè)計(jì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580050951.2
• 申請(qǐng)日: 2015-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN106715721A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N.舍恩布倫納;Y.C.臺(tái)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豪夫邁·羅氏有限公司
• 主分類號(hào): C12Q1/68
• 分類號(hào): C12Q1/68;G06F19/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 周學(xué)斌,張濤

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般地涉及數(shù)字式PCR，并且更具體地涉及設(shè)計(jì)用于執(zhí)行無創(chuàng)產(chǎn)前測(cè)試的數(shù)字式PCR實(shí)驗(yàn)（例如，確定預(yù)擴(kuò)增循環(huán)的數(shù)目）。

背景技術(shù)

數(shù)字式PCR（dPCR）是用于無創(chuàng)產(chǎn)前測(cè)試（[1]、[2]、[3]、[4]）的簡單、快速而且準(zhǔn)確的技術(shù)。然而，尚未有用于設(shè)計(jì)此應(yīng)用中的dPCR實(shí)驗(yàn)的任何很好地確立的統(tǒng)計(jì)工具。某些現(xiàn)有方法（例如，[1]和[7]）尚未考慮此應(yīng)用中特定的重要量。

例如，參考文獻(xiàn)[1]提供了一種估計(jì)分區(qū)數(shù)的方法，其假設(shè)陽性隔室的比例是1/3以便以5%假陽性率檢測(cè)非整倍體（aneuploidy）。除其它的之外，其方法并未考慮假陰性比率，并且未考慮預(yù)擴(kuò)增步驟。參考文獻(xiàn)[7]提供了用于dPCR精度的公式（可以以小于1%的假陽性和小于1%的假陰性可靠地檢測(cè)的最小濃度差）。其環(huán)境處于SNV檢測(cè)和拷貝數(shù)差異中，并且其未考慮胎兒分?jǐn)?shù)。其也未考慮預(yù)擴(kuò)增步驟。

因此，需要用于設(shè)計(jì)用于產(chǎn)前測(cè)試的dPCR實(shí)驗(yàn)的改善的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于確定用于檢測(cè)來自懷有胎兒的女性的血漿樣本中的染色體非整倍體的dPCR實(shí)驗(yàn)的設(shè)置的技術(shù)。可以使用關(guān)于樣本、dPCR過程以及期望準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)來確定該設(shè)置。此類設(shè)置可以包括用于dPCR實(shí)驗(yàn)的控制染色體分子的最小輸入數(shù)目、用于預(yù)擴(kuò)增程序的控制染色體分子的最小數(shù)目以及預(yù)擴(kuò)增程序中的PCR循環(huán)的數(shù)目。這些設(shè)置可以用來滿足由用于該應(yīng)用的要求所指定的準(zhǔn)確度。因此，可以將dPCR實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成在降低成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)期望的準(zhǔn)確度，例如通過不使用比需要的更多的樣本且不執(zhí)行比需要的更多的預(yù)擴(kuò)增。

在一個(gè)方面，提供了一種確定用于涉及到來自懷有胎兒的女性的血漿樣本中的DNA分子的預(yù)擴(kuò)增的數(shù)字式PCR（dPCR）實(shí)驗(yàn)的設(shè)置的方法，所述dPCR實(shí)驗(yàn)用于檢測(cè)染色體非整倍體，該方法包括：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處接收數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括測(cè)試染色體和控制染色體中的每一個(gè)上的位點(diǎn)（locus）的數(shù)目；在血漿樣本中測(cè)得的胎兒DNA分?jǐn)?shù)；胎兒DAN分?jǐn)?shù)的測(cè)量結(jié)果中的胎兒DNA分?jǐn)?shù)誤差容限；誤差控制數(shù)，其控制未知預(yù)期胎兒DNA分?jǐn)?shù)與來自血漿的所估計(jì)的胎兒DNA分?jǐn)?shù)之間的相對(duì)誤差在胎兒DNA分?jǐn)?shù)誤差容限內(nèi)的概率；正在測(cè)試的非整倍體的程度；部分約束，其指定要輸入到dPCR實(shí)驗(yàn)的預(yù)擴(kuò)增程序所引起的DNA分子的一部分，預(yù)擴(kuò)增程序?qū)碜匝獫{樣本的DNA擴(kuò)增；關(guān)于用于預(yù)擴(kuò)增程序的PCR效率的數(shù)據(jù)；以及包括假陽性比率和假陰性比率的差錯(cuò)率準(zhǔn)則；由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基于差錯(cuò)率準(zhǔn)則、胎兒DNA分?jǐn)?shù)、關(guān)于PCR效率的數(shù)據(jù)以及非整倍體的程度來計(jì)算用于dPCR實(shí)驗(yàn)的控制染色體分子的最小輸入數(shù)目；由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基于胎兒DNA分?jǐn)?shù)、胎兒DNA分?jǐn)?shù)誤差容限以及誤差控制數(shù)來計(jì)算用于預(yù)擴(kuò)增程序的控制染色體分子的最小數(shù)目；由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基于用于dPCR實(shí)驗(yàn)的控制染色體分子的最小輸入數(shù)目、用于預(yù)擴(kuò)增程序的控制染色體分子的最小數(shù)目、關(guān)于用于預(yù)擴(kuò)增程序的PCR效率的數(shù)據(jù)、用于預(yù)擴(kuò)增的位點(diǎn)的數(shù)目以及部分約束來估計(jì)預(yù)擴(kuò)增程序中的PCR循環(huán)的數(shù)目。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括基于用于輸入到預(yù)擴(kuò)增程序的DNA分子的最小數(shù)目來確定樣本的尺寸。在另一實(shí)施例中，所述方法還包括使用用于預(yù)擴(kuò)增程序的控制染色體分子的最小數(shù)目、預(yù)擴(kuò)增程序中的PCR循環(huán)的估計(jì)數(shù)目以及用于dPCR實(shí)驗(yàn)的控制染色體分子的最小輸入數(shù)目來執(zhí)行預(yù)擴(kuò)增程序和dPCR實(shí)驗(yàn)；

基于用于來自測(cè)試染色體和一個(gè)或多個(gè)控制染色體的DNA片斷的正分區(qū)來獲得測(cè)試度量；以及將測(cè)試度量與截止值相比較以確定胎兒是否具有染色體非整倍體。在某些實(shí)施例中，輸入到預(yù)擴(kuò)增程序的樣本尺寸至少提供用于輸入到預(yù)擴(kuò)增程序的DNA分子的最小數(shù)目，其中，預(yù)擴(kuò)增程序至少執(zhí)行估計(jì)數(shù)目的PCR循環(huán)，并且其中至少最小輸入數(shù)目的控制染色體分子被輸入到dPCR實(shí)驗(yàn)。在某些實(shí)施例中，關(guān)于PCR效率的數(shù)據(jù)包括以下各項(xiàng)中的至少一個(gè)：用于PCR效率的預(yù)先指定下界；關(guān)于測(cè)試染色體和控制染色體的相等平均PCR效率的假設(shè)；以及用于針對(duì)測(cè)試染色體和控制染色體的預(yù)擴(kuò)增程序的PCR效率比率。在某些實(shí)施例中，該方法還包括使用差錯(cuò)率準(zhǔn)則、胎兒DNA分?jǐn)?shù)以及到數(shù)字式PCR實(shí)驗(yàn)的控制染色體分子的輸入數(shù)目來計(jì)算用于數(shù)字式PCR實(shí)驗(yàn)的最小可檢測(cè)相對(duì)差；以及使用最小可檢測(cè)相對(duì)差來計(jì)算用于dPCR實(shí)驗(yàn)的控制染色體分子的最小輸入數(shù)目。在某些實(shí)施例中，計(jì)算用于dPCR實(shí)驗(yàn)的控制染色體分子的最小輸入數(shù)目由下式確定：

其中