[发明专利]确定循环核酸的线性和环状形式

说明书

提供了用于分析生物样品中环状DNA的技术，其包括用限制性酶或转座酶切割以使环状DNA线性化，以便可以对其进行测序；使用一种或多种标准来鉴定线性化DNA分子；以及分析所鉴定的分子以测量所述生物样品的特性。

相关申请的交叉引用

本申请是2019年3月25日提交的标题为“确定循环核酸的线性和环状形式(Determining Linear And Circular Forms of Circulating Nucleic Acids)”的美国临时专利申请第62/823,567号的非临时申请并要求其权益，所述美国临时专利申请出于所有目的通过引用以其整体并入本文。

背景

染色体外环状DNA(eccDNA)是独立于染色体DNA存在的环状形式的DNA(Zhu等人,Sci Rep.2017；7(1):10968)。根据电子显微镜观察，它们首先在小麦和野猪DNA中发现(Hotta等人,Proc Natl Acad Sci U S A.1965；53:356-62)。后来的研究人员发现，这些形式的DNA广泛存在于所有有机体的组织中(Gaubatz.Mutat Res.1990；237(5-6):271-292)。此外，已经揭示可以在鼠(Kumar等人,Mol Cancer Res.2017；15:1197-1205)和人类血浆(Zhu等人,Sci Rep.2017；7:10968)中检测到eccDNA。

已经在血浆中检测到线粒体DNA(Chiu等人,Clin Chem2003；49:719-726和Lo等人,Sci Transl Med 2010；2:61-ra91)。已经对癌症患者的血浆中的线粒体DNA进行了测量，但这些测量不一致(Yu M等人,Mitochondrial DNA 2012；23:329-32；Zachariah RR等人,Obstet Gynecol 2008；112:843-50；Mehra N等人,Clin Cancer Res 2007；23:421-6；Kohler等人,Mol Cancer 2009；8:105；以及Choudhuri等人,Mol Cell Biochem 2014；386:259-269)。

概述

本公开内容的各种实施方案可以提供用于分析生物样品中的环状DNA的技术，所述生物样品可以包括细胞和/或无细胞DNA，如血浆。例如，为了测量环状DNA，可以进行切割以线性化环状DNA，从而可以对它们进行测序。示例切割技术包括限制性酶和转座酶。然后，可以使用一个或多个标准来鉴定线性化DNA分子，例如，以便与线性DNA分子区分开。一个示例标准是将一对反向末端序列映射到参考基因组。另一个示例标准是例如与限制性酶或通过转座酶加入的适配子序列相关的切割标签的鉴定。

一旦鉴定了环状DNA分子(例如，eccDNA和环状线粒体DNA)，就可以对它们进行分析(例如，以确定计数、尺寸概况和/或甲基化)，以测量生物样品的特性。示例特性包括检测染色体区域中的拷贝数畸变，其继而可以用于检测疾病(例如癌症)的水平。疾病水平可以直接，使用畸变，例如使用甲基化检测。另一个实例包括基于eccDNA的量鉴定细胞组织中的组织类型或疾病。

另外，一些实施方案可以提供同时分析短的线性和环状mtDNA分子的方法。例如，本公开内容允许(1)定量血浆DNA库中的线性和环状形式的无细胞mtDNA分子之间的相对量，例如，以确定疾病水平；以及(2)推断血浆DNA库中线性和环状mtDNA分子的来源组织，例如，作为确定非造血组织或造血组织是否具有序列变体的一部分。序列变体的鉴定可以进一步用于鉴定疾病(例如癌症)和关于该疾病的原始信息。

下面详细描述本公开内容的这些和其它实施方案。例如，其它实施方案涉及与本文描述的方法相关的系统、装置和计算机可读介质。

参考以下详细描述和附图，可以获得对本公开内容的实施例的性质和优点的更好理解。

附图简述

图1显示了根据本公开内容的实施方案的用于eccDNA鉴定的示例技术。