用于遺傳分析的方法和系統技術方案

本公開內容提供了用于樣品處理和數據分析的系統和方法。樣品處理可以包括核酸樣品處理和后續的測序。可以對核酸樣品的部分或全部進行測序以提供序列信息，該序列信息可以存儲或以其他方式保持在電子存儲單元中。可以借助于計算機處理器分析該序列信息，并且經分析的序列信息可以存儲于電子存儲單元中，其可以包括序列信息池或集合以及由核酸樣品生成的經分析的序列信息。例如，本公開內容的方法和系統可以用于核酸樣品的分析，用于產生一個或多個文庫，以及用于生成生物醫學報告。本公開內容的方法和系統可幫助一種或多種疾病和狀況的診斷、監測、治療和預防。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于遺傳分析的方法和系統交叉引用本申請要求2013年1月17日提交的美國臨時申請號61/753,828的優先權，其通過引用以其整體并入本文。
技術介紹
目前的全基因組和/或外顯子組測序方法可能是昂貴的，并且不能捕獲許多在生物醫學上重要的變體。例如，商購可得的外顯子組富集試劑盒(例如，Illumina的TruSeq外顯子組富集和Agilent的SureSelect外顯子組富集)可能不能針對在生物醫學上有意義的非外顯子和外顯子區域。通常，使用標準測序方法的全基因組和/或外顯子組測序在具有非常高的CG含量(>70％)的含量區域中表現很差。此外，全基因組和/或外顯子組測序也不能對基因組中的重復元件提供足夠的和/或劃算的測序。本文公開的方法提供了專門的測序方案或技術以解決這些問題。
技術實現思路
本文提供了一種用于分析核酸樣品的方法，其包括(a)從核酸樣品產生核酸分子的兩個或更多個子集，其中(i)所述兩個或更多個子集包括核酸分子的第一子集和核酸分子的第二子集，且(ii)核酸分子的第一子集與核酸分子的第二子集在選自基因組區域、平均GC含量、平均分子大小、子集制備方法或其組合的一個或多個特征方面不同；(b)在核酸分子的所述兩個或更多個子集中的至少兩個上進行一個或多個試驗，其中(i)包括第一測序反應的第一試驗在所述兩個或更多個子集的第一子集上進行以產生第一結果，且(ii)第二試驗在所述兩個或更多個子集的第二子集上進行以產生第二結果；以及(c)借助于計算機處理器將第一結果與第二結果組合，從而分析所述核酸樣品。本文還提供了一種用于分析核酸樣品的方法，其包括(a)從核酸樣品產生核酸分子的兩個或更多個子集，其中所述兩個或更多個子集在選自基因組區域、平均GC含量、平均分子大小、子集制備方法或其組合的一個或多個特征方面不同；(b)組合核酸分子的所述兩個或更多個子集中的至少兩個以產生核酸分子的第一組合池；以及(c)在核酸分子的第一組合池上進行一個或多個試驗，其中所述一個或多個試驗中的至少一個包括測序反應。本文公開了一種用于分析核酸樣品的方法，其包括(a)從核酸樣品產生兩個或更多個核酸分子子集，其中產生兩個或更多個核酸分子子集包括針對兩個或更多個不同基因組區域富集核酸分子的所述兩個或更多個子集；(b)在核酸分子的所述兩個或更多個子集之中的核酸分子的第一子集上進行第一試驗，以產生第一結果，其中第一試驗包括第一測序反應；(c)在核酸分子的所述兩個或更多個子集之中的核酸分子的至少第二子集上進行第二試驗，以產生第二結果；以及(d)借助于計算機處理器，將第一結果與第二結果組合，從而分析所述核酸樣品。本文進一步提供了一種用于分析核酸樣品的方法，其包括(a)從核酸樣品至少制備核酸分子的第一子集以及核酸分子的第二子集，其中核酸分子的第一子集與核酸分子的第二子集不同；(b)在核酸分子的第一子集上進行第一試驗，并在核酸分子的第二子集上進行第二試驗，其中第一試驗包括產生包含關于第一子集的核酸序列信息的第一結果的核酸測序反應，且其中第二試驗產生第二結果；(c)借助于計算機處理器，分析第一結果以提供第一分析結果，并分析第二結果以提供第二分析結果；以及(d)借助于計算機處理器，將第一與第二分析結果組合，從而分析所述核酸樣品。本文提供了一種用于分析核酸的方法，其包括(a)從核酸樣品產生核酸分子的一個或多個子集，其中產生核酸分子的一個或多個子集包括在一種或多種抗氧化劑的存在下進行第一試驗，以產生核酸分子的第一子集；以及(b)在核酸分子的所述一個或多個子集上進行測序反應，從而分析所述核酸樣品。本文還公開了一種用于分析核酸樣品的方法，其包括(a)借助于計算機處理器產生一個或多個捕獲探針，其中所述一個或多個捕獲探針與一種或多種多態性雜交，其中所述一種或多種多態性是基于或提取自在一個或多個樣品的群體中觀察到的多態性的一個或多個數據庫或其組合；(b)使核酸樣品與所述一個或多個捕獲探針接觸以產生一個或多個與捕獲探針雜交的核酸分子；以及(c)在所述一個或多個與捕獲探針雜交的核酸分子上進行第一試驗，從而分析所述核酸樣品，其中第一試驗包括測序反應。本文進一步公開了一種用于開發互補核酸文庫的方法，其包括(a)從樣品產生核酸分子的兩個或更多個子集，其中(i)核酸分子的所述兩個或更多個子集包括核酸分子的第一子集和核酸分子的第二子集，(ii)核酸分子的第一子集包含具有第一平均大小的核酸分子，(iii)核酸分子的第二子集包含具有第二平均大小的核酸分子，且(iv)核酸分子的第一子集的第一平均大小比核酸分子的第二子集的第二平均大小大出約200個或更多個殘基；(b)產生兩個或更多個核酸文庫，其中(i)所述兩個或更多個文庫包括第一核酸分子文庫和第二核酸分子文庫，(ii)第一核酸分子文庫包含來自于核酸分子的第一子集的一個或多個核酸分子，(iii)第二核酸分子文庫包含來自于核酸分子的第二子集的一個或多個核酸分子，且(iv)第一核酸分子文庫的內含物與第二核酸分子文庫的內含物至少部分互補。本文提供了一種用于開發互補核酸文庫的方法，其包括(a)從核酸分子的樣品產生核酸分子的兩個或更多個子集，其中核酸分子的所述兩個或更多個子集包括核酸分子的第一子集和核酸分子的第二子集；(b)在核酸分子的所述兩個或更多個子集上進行兩個或更多個試驗，其中(i)所述兩個或更多個試驗包括第一試驗和第二試驗，(ii)第一試驗包括在核酸分子的第一子集上進行第一擴增反應以產生具有第一平均GC含量的一個或多個第一擴增核酸分子，(iii)第二試驗包括在核酸分子的第二子集上進行第二擴增反應以產生具有第二平均GC含量的一個或多個第二擴增核酸分子，且(iv)核酸分子的第一子集的第一平均GC含量不同于核酸分子的第二子集的第二平均GC含量；以及(b)產生兩個或更多個核酸文庫，其中(i)所述兩個或更多個文庫包括第一核酸分子文庫和第二核酸分子文庫，(ii)第一核酸分子文庫包含所述一個或多個第一擴增核酸分子，(iii)第二核酸分子文庫包含所述一個或多個第二擴增核酸分子，且(iv)第一核酸分子文庫的內含物與第二核酸分子文庫的內含物至少部分互補。本文還提供了一種用于開發互補核酸文庫的方法，其包括(a)從核酸分子樣品產生核酸分子的兩個或更多個子集，其中(i)核酸分子的所述兩個或更多個子集包括核酸分子的第一子集和核酸分子的第二子集，且(ii)核酸分子的所述兩個或更多個子集在選自基因組區域、平均GC含量、平均分子大小、子集制備方法或其組合的一個或多個特征方面不同；以及(b)產生兩個或更多個核酸文庫，其中(i)所述兩個或更多個文庫包括第一核酸分子文庫和第二核酸分子文庫，(ii)第一核酸分子文庫包含來自于核酸分子的第一子集的一個或多個核酸分子，(iii)第二核酸分子文庫包含來自于核酸分子的第二子集的一個或多個核酸分子，且(iv)第一核酸分子文庫的內含物與第二核酸分子文庫的內含物至少部分互補。本文公開了一種測序方法，其包括(a)使核酸樣品與一個或多個捕獲探針文庫接觸以產生一個或多個與捕獲探針雜交的核酸分子；以及(b)在所述一個或多個與捕獲探針雜交的核酸分子上進行一個或多個測序反應，以產生一個或多個序列讀取值(reads)，其中(i)該測序反應的靈敏度與當前測本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于分析核酸樣品的方法，其包括：a.從核酸樣品產生核酸分子的兩個或更多個子集，其中：i.所述兩個或更多個子集包括核酸分子的第一子集和核酸分子的第二子集，且ii.所述核酸分子的第一子集與所述核酸分子的第二子集在選自基因組區域、平均GC含量、平均分子大小、子集制備方法或其組合的一個或多個特征方面不同；b.在核酸分子的所述兩個或更多個子集中的至少兩個上進行一個或多個試驗，其中：i.在所述兩個或更多個子集的第一子集上進行包括第一測序反應的第一試驗，以產生第一結果，且ii.在所述兩個或更多個子集的第二子集上進行第二試驗，以產生第二結果；以及c.借助于計算機處理器，將第一結果與第二結果組合，從而分析所述核酸樣品。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.01.17 US 61/753,8281.一種用于分析核酸樣品的方法，其包括：a.從核酸樣品產生核酸分子的兩個或更多個子集，其中：i.所述兩個或更多個子集包括核酸分子的第一子集和核酸分子的第二子集，且ii.所述核酸分子的第一子集與所述核酸分子的第二子集在選自基因組區域、平均GC含量、平均分子大小、子集制備方法或其組合的一個或多個特征方面不同；b.在核酸分子的所述兩個或更多個子集中的至少兩個上進行一個或多個試驗，其中：i.在所述兩個或更多個子集的第一子集上進行包括第一測序反應的第一試驗，以產生第一結果，且ii.在所述兩個或更多個子集的第二子集上進行第二試驗，以產生第二結果；以及c.借助于計算機處理器，將第一結果與第二結果組合，從而分析所述核酸樣品。2.如權利要求1所述的方法，其中所述第二試驗包括產生第二結果的核酸測序反應，且其中所述第二結果包含關于第二子集的核酸序列信息。3.一種用于分析核酸樣品的方法，其包括：a.從核酸樣品產生核酸分子的兩個或更多個子集，其中所述兩個或更多個子集在選自基因組區域、平均GC含量、平均分子大小、子集制備方法或其組合的一個或多個特征方面不同；b.組合核酸分子的所述兩個或更多個子集中的至少兩個以產生核酸分子的第一組合池；以及c.在核酸分子的第一組合池上進行一個或多個試驗，其中所述一個或多個試驗中的至少一個包括測序反應。4.一種用于分析核酸樣品的方法，其包括：a.從核酸樣品產生兩個或更多個核酸分子子集，其中產生所述兩個或更多個核酸分子子集包括針對兩個或更多個不同基因組區域富集核酸分子的所述兩個或更多個子集；b.在核酸分子的所述兩個或更多個子集之中的核酸分子的第一子集上進行第一試驗，以產生第一結果，其中第一試驗包括第一測序反應；c.在核酸分子的所述兩個或更多個子集之中的核酸分子的至少第二子集上進行第二試驗，以產生第二結果；以及d.借助于計算機處理器，將第一結果與第二結果組合，從而分析所述核酸樣品。5.一種用于分析核酸樣品的方法，其包括：a.從核酸樣品至少制備核酸分子的第一子集以及核酸分子的第二子集，其中核酸分子的第一子集與核酸分子的第二子集不同；b.在核酸分子的第一子集上進行第一試驗，并在核酸分子的第二子集上進行第二試驗，其中第一試驗包括產生包含關于第一子集的核酸序列信息的第一結果的核酸測序反應，且其中第二試驗產生第二結果；c.借助于計算機處理器，分析第一結果以提供第一分析結果，并分析第二結果以提供第二分析結果；以及d.借助于計算機處理器，將第一分析結果與第二分析結果組合，從而分析所述核酸樣品。6.如權利要求5所述的方法，其中所述核酸分子的第一子集和第二子集在選自基因組區域、平均GC含量、平均分子大小、子集制備方法或其組合的一個或多個特征方面不同。7.如權利要求1、4、和5中的任一項所述的方法，其中所述第二試驗包括進行一個或多個測序反應、擴增反應、雜交反應、檢測反應、富集反應或其組合。8.如權利要求1、4、和5中的任一項所述的方法，其中所述第一和第二試驗分開進行。9.如權利要求1、4、和5中的任一項所述的方法，其中所述第一和第二試驗順序進行。10.如權利要求1、4、和5中的任一項所述的方法，其中所述第一和第二試驗同時進行。11.如權利要求1、4、和5中的任一項所述的方法，其中組合所述核酸分子的子集中的至少兩個以產生核酸分子的組合子集。12.如權利要求11所述的方法，其中所述第一和第二試驗在所述核酸分子的組合子集上進行。13.如權利要求1、4、和5中的任一項所述的方法，其中所述第一試驗和所述第二試驗是相同的。14.如權利要求1、4、和5中的任一項所述的方法，其中所述第一試驗和所述第二試驗是不同的。15.一種用于分析核酸樣品的方法，其包括a.借助于計算機處理器產生一個或多個捕獲探針，其中所述一個或多個捕獲探針與一種或多種多態性雜交，其中所述一種或多種多態性是基于或提取自在一個或多個樣品的群體中觀察到的多態性的一個或多個數據庫或其組合；b.使核酸樣品與所述一個或多個捕獲探針接觸以產生一個或多個與捕獲探針雜交的核酸分子；以及c.在所述一個或多個與捕獲探針雜交的核酸分子上進行第一試驗，從而分析所述核酸樣品，其中第一試驗包括測序反應。16.如權利要求3或15所述的方法，其進一步包括進行第二試驗。17.如權利要求16所述的方法，其進一步包括將來自于兩個或更多個試驗的結果組合。18.如權利要求17所述的方法，其中組合所述結果包括：利用基因組環境和/或陣列技術中的一種或多種，借助于優先規則來組合兩個或更多個測序數據集，以解析兩個或更多個測序數據集之間的不一致性。19.如權利要求17所述的方法，其中組合所述結果包括：利用質量和讀取覆蓋度量中的一種或多種，借助于統計算法來組合兩個或不同的判定集，以解析一個或多個不一致的基因型。20.如權利要求17所述的方法，其中組合所述結果包括：利用堿基讀取質量和等位基因頻率中的一種或多種，借助于統計算法來組合兩個或更多個陣列讀取數據集，以計算在一個或多個適用基因座處的一致的判定。21.如權利要求1、3-5、和15中的任一項所述的方法，其中分析核酸樣品包括產生關于在由所述試驗尋址的每個基因座處的樣品遺傳狀態的統一評價。22.如權利要求1、3-5、和15中的任一項所述的方法，其中所述測序反應包括毛細管測序、下一代測序、Sanger測序、合成測序、單分子納米孔測序、連接測序、雜交測序、納米孔電流限制測序或其組合。23.如權利要求22所述的方法，其中合成測序包括可逆終止子測序、持續單分子測序、連續核苷酸流動測序或其組合。24.如權利要求23所述的方法，其中連續核苷酸流動測序包括焦磷酸測序、pH介導的測序、半導體測序或其組合。25.如權利要求15所述的方法，其中所述一種或多種多態性包括一個或多個插入、缺失、結構變異連接、可變長度串聯重復、單核苷酸突變或其組合。26.一種用于開發互補核酸文庫的方法，其包括：a.從樣品產生核酸分子的兩個或更多個子集，其中i.核酸分子的所述兩個或更多個子集包括核酸分子的第一子集和核酸分子的第二子集，ii.核酸分子的第一子集包含具有第一平均大小的核酸分子，iii.核酸分子的第二子集包含具有第二平均大小的核酸分子，且iv.核酸分子的第一子集的第一平均大小比核酸分子的第二子集的第二平均大小大出約200個或更多個殘基；b.產生兩個或更多個核酸文庫，其中i.所述兩個或更多個文庫包括第一核酸分子文庫和第二核酸分子文庫，ii.第一核酸分子文庫包含來自于核酸分子的第一子集的一個或多個核酸分子，iii.第二核酸分子文庫包含來自于核酸分子的第二子集的一個或多個核酸分子，且iv.第一核酸分子文庫的內含物與第二核酸分子文庫的內含物至少部分互補。27.一種用于開發互補核酸文庫的方法，其包括：a.從核酸分子的樣品產生核酸分子的兩個或更多個子集，其中核酸分子的所述兩個或更多個子集包括核酸分子的第一子集和核酸分子的第二子集；b.在核酸分子的所述兩個或更多個子集上進行兩個或更多個試驗，其中i.所述兩個或更多個試驗包括第一試驗和第二試驗，ii.第一試驗包括在核酸分子的第一子集上進行第一擴增反應以產生具有第一平均GC含量的一個或多個第一擴增核酸分子，iii.第二試驗包括在核酸分子的第二子集上進行第二擴增反應以產生具有第二平均GC含量的一個或多個第二擴增核酸分子，且iv.核酸分子的第一子集的第一平均GC含量不同于核酸分子的第二子集的第二平均GC含量；以及c.產生兩個或更多個核酸文庫，其中i.所述兩個或更多個文庫包括第一核酸分子文庫和第二核酸分子文庫，ii.第一核酸分子文庫包含所述一個或多個第一擴增核酸分子，iii.第二核酸分子文庫包含所述一個或多個第二擴增核酸分子，且iv.第一核酸分子文庫的內含物與第二核酸分子文庫的內含物至少部分互補。28.一種用于開發互補核酸文庫的方法，其包括：a.從核酸分子的樣品產生核酸分子的兩個或更多個子集，其中i.核酸分子的所述兩個或更多個子集包括核酸分子的第一子集和核酸分子的第二子集，且ii.核酸分子的所述兩個或更多個子集在選自基因組區域、平均GC含量、平均分子大小、子集制備方法或其組合的一個或多個特征方面不同；以及b.產生兩個或更多個核酸文庫，其中i.所述兩個或更多個文庫包括第一核酸分子文庫和第二核酸分子文庫，ii.第一核酸分子文庫包含來自于核酸分子的第一子集的一個或多個核酸分子，iii.第二核酸分子文庫包含來自于核酸分子的第二子集的一個或多個核酸分子，且iv.第一核酸分子文庫的內含物與第二核酸分子文庫的內含物至少部分互補。29.如權利要求1、3、5、15和26-28中的任一項所述的方法，其中產生所述核酸分子的子集包括進行富集反應。30.如權利要求29所述的方法,其中進行富集反應包括進行一個或多個雜交反應。31.如權利要求29所述的方法，其中進行富集反應包括基于一個或多個基因組區域特征的兩個或更多個子集的差異擴增。32.如權利要求30所述的方法，其中所述一個或多個雜交反應包括一個或多個雜交陣列、雜交反應、雜交鏈反應、等溫雜交反應、核酸雜交反應或其組合。33.如權利要求32所述的方法，其中所述一個或多個雜交陣列包括雜交陣列基因型分型、雜交陣列比例感測、DNA雜交陣列、宏陣列、微陣列、高密度寡核苷酸陣列、基因組雜交陣列、比較雜交陣列或其組合。34.如權利要求30所述的方法，其中所述一個或多個雜交反應包括在所述核酸分子的第一子集上的第一雜交反應以產生一個或多個第一雜交的核酸分子，在所述核酸分子的第二子集上進行第二雜交反應以產生一個或多個第二雜交的核酸分子，或其組合。35.如權利要求30-34中的任一項所述的方法，其中所述一個或多個雜交反應包括一組或多組捕獲探針。36.如權利要求35所述的方法，其中所述一個或多個雜交反應包括：a.包含一個或多個與捕獲探針雜交的核酸分子的核酸分子的第一子集；以及b.包含一個或多個無捕獲探針的核酸分子的核酸分子的第二子集。37.如權利要求30-34中的任一項所述的方法，其中所述一個或多個雜交反應包括一組或多組珠子。38.如權利要求37所述的方法，其中所述一組或多組珠子包括：a.包含一個或多個與珠子結合的核酸分子的核酸分子的第一子集；以及b.包含一個或多個無珠子的核酸分子的核酸分子的第二子集。39.如權利要求1、4、5、15、和26-28中的任一項所述的方法，其進一步包括在產生核酸分子的兩個或更多個子集之后將所述核酸分子的子集組合以產生核酸分子的一個或多個組合的子集。40.如權利要求1、4、5、15、和26-28中的任一項所述的方法，其進一步包括在進行一個或多個試驗之前將所述核酸分子的子集組合以產生核酸分子的一個或多個組合的子集。41.一種用于生成生物醫學報告的方法，其包括：a.從用戶接收對第一生物醫學報告的第一請求，其中i.第一生物醫學報告從基于來自于核酸樣品的核酸分子的兩個或更多個子集的分析的數據或結果生成，且ii.核酸分子的所述兩個或更多個子集在選自基因組區域、平均GC含量、平均分子大小、子集制備方法或其組合的一個或多個特征方面不同；b.將第一生物醫學報告傳送給用戶；c.從用戶接收對第二生物醫學報告的第二請求，其中i.第二生物醫學報告從基于來自于核酸樣品的核酸分子的兩個或更多個子集的分析的數據或結果生成，ii.核酸分子的所述兩個或更多個子集在一個或多個特征方面不同，且iii.第一生物醫學報告與第二生物醫學報告在一個或多個生物醫學特征方面不同；以及d.將第二生物醫學報告傳送給用戶。42.如權利要求1、3、6、28和41中的任一項所述的方法，其中所述核酸分子的子集在平均分子大小上不同。43.如權利要求42所述的方法，其中所述核酸分子的子集中的至少兩個之間在平均分子大小上的差異為至少100個核苷酸。44.如權利要求42所述的方法，其中所述核酸分子的子集中的至少兩個之間在平均分子大小上的差異為至少200個核苷酸。45.如權利要求42所述的方法，其中所述核酸分子的子集中的至少兩個之間在平均分子大小上的差異為至少300個核苷酸。46.一種用于生成生物醫學報告的方法，其包括：a.從用戶接收對第一生物醫學報告的第一請求，其中i.第一生物醫學報告從基于一個或多個核酸樣品的分析的數據或結果生成；b.將第一生物醫學報告傳送給用戶；c.從用戶接收對不同于第一生物醫學報告的第二生物醫學報告的第二請求，其中i.第二生物醫學報告基于或來源于第一生物醫學報告，ii.第二生物醫學報告從基于一個或多個核酸樣...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蓋博·T·巴爾薩，杰瑪·錢德拉蒂拉克，理查德·陳，莎拉·加西亞，雨果·余·科爾·萊姆，駱淑君，馬克·R·普拉特，約翰·韋斯特，
申請(專利權)人：佩索納里斯公司，
類型：發明
國別省市：美國;US