JP7571005B2 - 川崎病を患う対象を特定する方法 - Google Patents
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Description
1.川崎病(KD)を患う対象を特定する方法であって、対象由来のRNAサンプルにおいて、CACNA1E、DDIAS、KLHL2、PYROXD2、SMOX、ZNF185、LINC02035、CLIC3、S100P、IFI27、HS.553068、CD163、およびRTN1の遺伝子のうちの少なくとも5つを含む遺伝子シグネチャーの遺伝子発現レベルの変調を検出すること、を含む、方法。
(i)PYROXD2およびCACNA1E、
(ii)PYROXD2およびSMOX、または
(iii)PYROXD2、CACNA1EおよびSMOX、を含む、パラグラフ1~7のいずれか1つに記載の方法。
(i)PYROXD2、CACNA1E、CD163、KLHL2およびSMOX、
(ii)PYROXD2、CACNA1E、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(iii)PYROXD2、CACNA1E、HS.553068、IFI27およびSMOX、
(iv)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、IFI27およびSMOX、(v)PYROXD2、CACNA1E、CD163、KLHL2およびZNF185、または
(vi)PYROXD2、DDIAS、CD163、KLHL2およびSMOX、から選択される遺伝子のうちの少なくとも5つの遺伝子を含むか、またはそれからなるパラグラフ1~8のいずれか1つに記載の方法。
(i)PYROXD2、CACNA1E、CD163、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(ii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、KLHL2、LINC02035およびSMOX、
(iii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、IFI27およびSMOX、
(iv)PYROXD2、CACNA1E、CD163、HS.553068、IFI27およびSMOX、
(v)PYROXD2、CACNA1E、CD163、KLHL2、SMOXおよびZNF185、
(vi)PYROXD2、CACNA1E、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、
(vii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、CLIC3、KLHL2およびSMOX、
(viii)PYROXD2、CACNA1E、CLIC3、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(ix)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、IFI27、RTN1およびSMOX、または
(x)PYROXD2、DDIAS、CD163、IFI27、KLHL2およびSMOX、から選択される遺伝子のうちの少なくとも6つの遺伝子を含むか、またはそれらからなる、パラグラフ1~8のいずれか1つに記載の方法。
(i)PYROXD2、CACNA1E、CD163、HS.553068、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(ii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(iii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(iv)PYROXD2、CACNA1E、CD163、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、または
(v)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、HS.553068、IFI27およびSMOX、から選択される遺伝子のうちの少なくとも7つの遺伝子を含むか、またはそれらからなる、パラグラフ1~8のいずれか1つに記載の方法。
(i)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(ii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、CLIC3、HS.553068、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(iii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、
(iv)PYROXD2、CACNA1E、CD163、HS.553068、IFI27、KLHL2、S100PおよびSMOX、から選択される遺伝子のうちの少なくとも8つの遺伝子を含むか、またはそれらからなる、パラグラフ1~8のいずれか1つに記載の方法。
(i)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、HS.553068、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(ii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、または
(iii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、CLIC3、HS.553068、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、から選択される遺伝子のうちの少なくとも9つの遺伝子を含むか、またはそれらからなる、パラグラフ1~8のいずれか1つに記載の方法。
(i)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、RTN1、S100PおよびSMOX、または
(ii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、HS.553068、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、から選択される遺伝子のうちの少なくとも10個の遺伝子を含むか、またはそれらからなる、パラグラフ1~8のいずれか1つに記載の方法。
(i)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、HS.553068、IFI27、KLHL2、RTN1、S100PおよびSMOX、
(ii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、LINC02035、RTN1、S100PおよびSMOX、または
(iii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、RTN1、S100P、SMOXおよびZNF185、から選択される遺伝子のうちの少なくとも11個の遺伝子を含むか、またはそれらからなる、パラグラフ1~8のいずれか1つに記載の方法。
(i)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、HS.553068、IFI27、KLHL2、RTN1、S100P、SMOXおよびZNF185、
(ii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、HS.553068、IFI27、KLHL2、LINC02035、RTN1、S100PおよびSMOX、または
(iii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、LINC02035、RTN1、S100P、SMOXおよびZNF185、から選択される遺伝子のうちの少なくとも12個の遺伝子を含むか、またはそれらからなる、パラグラフ1~8のいずれか1つに記載の方法。
疾患のRNA発現シグネチャーが変数選択によって特定されると、転写物は、比較群と比較したアップレギュレーションまたはダウンレギュレーションに基づいて分離される。転写物の2つの群が選択され、別々に照合される。
個々の患者の単一の疾患リスクスコアを特定するために、疾患に関連するすべてのアップレギュレートされたRNA転写物の生の強度、例えば蛍光強度(絶対的またはハウスキーピング基準に対する相対的のいずれか)が合計される。同様に、各個体のすべてのダウンレギュレートされた転写物の合計は、変更されていないハウスキーピング遺伝子標準と比較した各転写物の生の値(例えば蛍光)を組み合わせることによって達成される。転写物には様々なレベルの発現があり、それぞれ、倍率変化も異なるため、生の発現値を合計する代わりに、0.1の間でスケーリングおよび正規化することができる。あるいは、重要な遺伝子がより大きな効果を発揮することを可能にするように重み付けすることもできる。次に、すべてのサンプルについて、アップレギュレートされたトランスクリプトとダウンレギュレートされたトランスクリプトについて別々に、シグネチャーのトランスクリプトの発現値が合計される。
患者と比較群の複合発現スコアを比較して、群の平均と分散を導き出すことができ、そこから、対照から症例を正確に区別するための統計的カットオフが定義される。疾患対象および比較対照集団を使用して、疾患リスクスコアの感度および特異性は、例えば、Support Vector Machineおよび内部弾性ネット分類を使用して計算することができる。
疾患または疾患プロセスの複雑なRNA発現シグネチャーが、疾患リスクを予測する単一のスコアに変換される上記アプローチを使用して、疾患診断またはリスク予測のための簡単で安価な臨床的に適用可能な検査を開発することができる。
上記詳細は、多くの転写物の複雑なシグネチャーを、患者と他の表現型を最大限に区別することができる最小セットに減らす方法を説明する。例えば、アップレギュレートされた転写物セット内には、発現の合計レベルが他のものより何倍も低い転写物がいくつかある。ただし、これらの転写物は、全体的に発現レベルが低いにもかかわらず、非常に高い識別力がある可能性がある。弾性正味係数から導出された重み付けは、異なる方式で検査に含めることができる。第一に、アッセイに含まれる個々の転写物のコピー数を変えることができる。第二に、まれで重要な転写物からのシグナルが、より高いレベルで発現された転写物からのシグナルによって圧倒されないことを確実にするために、1つのオプションは、多数のプローブの寄与が最大になるように、過度に強くも弱くも発現していない検査用のプローブを選択することであろう。あるいは、スケーリングファクターによって少量の転写物からのシグナルを調整することが可能であり得る。
患者研究群
KDの差次的診断には複数の感染性および炎症性の状態が含まれるため、KDを患う、およびKDと重複する臨床症状を伴う他の感染性および炎症性疾患を有する、小児の症例対照発見研究群を確立した。患者は、発熱性疾患があり、臨床調査のために血液検査が必要な場合、呼吸器、炎症、感染症の免疫病理学研究[20]、スペインのGENDRES研究、米国を拠点とする川崎病研究センタープログラム、またはオランダの川崎研究の一環として、英国、オランダ、スペイン、および米国の小児科センターで前向きに採用された。
KDは、米国心臓協会(AHA)の基準に基づいて診断された[14]。KDと診断された患者は、発症直後と発症後2週間および6週間で2D心エコー検査を受けた。左前下行枝または右冠状動脈の病気中の任意の時点で最大冠状動脈Zスコア(Zmax)(体表面積に対して正規化された平均内径からの標準偏差単位)が≧2.5であった場合、またはAHAガイドラインの不完全なKDのアルゴリズムを満たしている場合、古典的な基準が4つ未満の患者が不完全なKDとして含まれていた。患者は、正常(Zmax<2.5)または拡張した冠状動脈(Zmax≧2.5<5.0)またはCAA(Zmax≧5.0)に分類された。正確な冠状動脈の寸法には術者間のばらつきがあるため、誤分類を減らすために、動脈瘤のある患者を定義するために高い(Zmax≧5.0)しきい値を設定した。
KDの診断には「ゴールド」スタンダードがないため、一部の患者はKDの基準を満たしているが、またはstaphylococcalまたはstreptococcal感染症、ウイルス感染症、炎症性疾患などの他の状態にある可能性がある。したがって、臨床診断の確実性に基づいて、検証研究群におけるKD患者をさらに分類した。すべての臨床記録、検査結果、心エコー検査レポート、治療への反応、およびフォローアップクリニックノートは、独立した小児感染症の専門家およびKDの専門家(著者MPG-分析を知らされていない)によってレビューされた。発症後6週間持続するCAA(Zmax≧5.0)が記録された患者は、小児期にCAAにつながる他の自己解決性炎症性疾患がないため、明確なKDがあると見なされた。残りの患者(KDが疑われるために臨床チームによってIVIGで治療されたすべての患者)は、専門家のレビューアによって、可能性の高い、可能性がある、または可能性が低いKDと分類された。このレビューでは、「可能性が低いKD」の症例は特定されなかった。
発熱性疾患を有する小児は、図1に示され、補足付録に記載されている基準を使用して、明確な細菌感染、明確なウイルス感染、細菌またはウイルス感染の疑い、HSPまたはJIAを有する、として割り当てられた。
患者は、UCSDの研究倫理委員会(人体実験保護プログラム#140220)、スペイン(ガリシアの臨床調査の倫理委員会、CEIC ref 2010/015)、アムステルダム(NL41023.018.12およびNL34230.018.10)、および英国(セントメアリーズ病院09/H0712/58,13/LO/0026)で承認の下で採用した。
患者のケアに関与していない少なくとも2人の独立した臨床医(著者JAH、JCB、JK、MPG、AMB)がすべての結果を評価した後、患者を疾患群に分類した(図1)。すべてのサンプルは匿名化された。トランスクリプトームのデータセットは、臨床課題が確定し、独立した検証のために発送された後にのみ分析された(補足付録)。
全体的な研究デザインとシグネチャー発見パイプラインを図2に示す。全血は、採用時に(KD症例のIVIG治療前に)PAXgene血液RNAチューブ(PreAnalytiX、ドイツ)に収集され、凍結され、抽出され、Human HT-12 v.4 BeadChipアレイ(Illumina)で分析された。検証研究群のサブセットでは、プローブが大きく重複する初期のIllumina BeadChipアレイ(HT-12 v.3)が使用された。実験方法の詳細は、補足付録に記載される。
転写物シグネチャーの発見
トランスクリプトームのデータの分析は、統計計算のための「R」言語と統計計算環境(R)3.2.2(補足的方法)を用いて実施された。図2に示すように、発見研究群は、ランダムに80%の「トレーニング」セットと20%の「検査セット」に分けられた。シグネチャーはトレーニングセットで特定され、検査セットと、以前に報告された急性期および回復期のKD患者[21]ならびに急性細菌性およびウイルス性患者[22]を使用して確立された2番目の研究群(検証研究群)において検証された(補足的方法)。品質管理とフィルタリング(補足的方法)の後、他のすべての疾患と比較して、KD患者で有意に差次的に発現した(SDE)転写物が、トレーニングセットにおいて特定された。
最小数の転写物と最高の正確性に基づいて転写物シグネチャーを特定およびランク付けする新しい方法PDMSを使用して、KDを他の疾患から最適に識別する最小数の転写物を含む簡潔な遺伝子発現シグネチャーを特定した。この方法では、最初に、すべてのSDE転写物に基づいてKDと比較対象疾患を区別するすべての可能な1遺伝子モデルと2遺伝子モデルを評価し、モデルにさらに遺伝子が追加されると、100個の最適な2遺伝子モデルが次のラウンドに進み、すべての組み合わせが再度評価される。このプロセスは、ベスト100モデルに一度に1つの遺伝子を段階的に追加することで続行される。所定の数の転写物(モデルサイズ)の最適なシグネチャーは、サンプル外誤差のBayesian推定である渡辺・赤池情報量基準によって各モデルをランク付けした後に選択された[23]。最適なモデルサイズは、相互検証によって決定された。詳細については、補足の統計的手法を参照のこと。
我々は、診断シグネチャー[15]に含まれる転写物に基づいて、個々の疾患リスクを割り当てる以前に報告した疾患リスクスコア(DRS)方法を適用した。DRSは、アップレギュレートされた転写物の蛍光強度を組み合わせ、ダウンレギュレートされた転写物[15]の組み合わされた蛍光強度を差し引き、複雑なシグネチャーからの検査の開発を容易にする可能性がある。健康な対照を、モデル構築に使用したが、受信者操作曲線(AUC)の下の面積、感度、および特異性によって評価された、モデル正確性の推定から除外した。
RNAサンプルの抽出と処理
全血(2.5ml)をPAXgene血液RNAチューブ(PreAnalytiX、ドイツ)に収集し、2時間インキュベートし、収集から6時間以内に-20℃で凍結した後、-80℃で保存した。RNAは、PAXgene血液RNAキット(PreAnalytiX、ドイツ)を製造元の指示に従って使用して抽出した。全RNAの完全性と収量は、Agilent 2100バイオアナライザーとNanoDrop 1000分光光度計を使用して評価した。発見コホートで使用されたサンプルは、米国(UCSD)、スペイン、オランダ、および英国からのものであった。米国からのサンプルを除いて、すべてのサンプルは英国で抽出された。定量と品質管理の後、500ngのRNAからIllumina TotalPrep RNA Amplification kits(Applied Biosystems)を使用してビオチン標識cRNAを調製した。標識されたcRNAは、Human HT-12 v.4 Expression BeadChip arrays(Illumina)に一晩ハイブリダイズした。洗浄、ブロッキング、染色後、IlluminaのBeadArray Readerを製造元の指示に従って使用して、アレイをスキャンした。Genome Studioソフトウェアを使用して、マイクロアレイ画像のアーチファクトを検査し、QCパラメーターを評価した。この段階で除外されたアレイはなかった。
ウイルス診断は、免疫蛍光(RSV、アデノウイルス、パラインフルエンザウイルス、インフルエンザA+B)およびネストされたPCR(RSV、アデノウイルス、パラインフルエンザ1-4、インフルエンザA+B、ボカウイルス、メタニューモウイルス、サイウイルス/エンテロウイルス)を使用して、鼻咽頭吸引物で行われた。細菌培養には、血液、CSF、尿および組織部位が含まれていた。Pneumococcal抗原は血液と尿で測定され、細菌のDNAはmeningococcalとpneumococcalのPCRによって検出された。
患者は、血液数、血液化学、C反応性タンパク質(CRP)、血尿、咽頭スワブ培養など、臨床チームの指示に従って診断検査を受けた。必要に応じて、脳脊髄液分析および胸部X線写真を実施した。マルチプレックスPCRは、鼻咽頭吸引物または咽頭スワブの一般的な呼吸器ウイルス、および血液中の一般的なウイルスを検出するために使用された。すべての調査の結果が利用可能になると、患者は次のように事前定義された基準(図1)を使用して、診断群に割り当てられた。
細菌性病原体群に割り当てられた患者は、無菌部位(血液、CSF、胸膜腔、関節、尿)、および特定された細菌種と一致する臨床症候群からのサンプルにおける培養または分子技術によって特定された細菌性病原体(グラム陽性球菌またはグラム陰性桿菌)を有していた。この群には、ウイルスの同時感染がある患者とない患者が含まれていた。他の細菌感染(例えば、mycoplasma、pertussis、mycobacteria)と診断された小児はこの群に含まれていなかった。無菌部位サンプルにおける細菌の特定が、確認された細菌感染の決定的な証拠として採取されたため、この群には炎症マーカーのしきい値は設定されなかった。
ウイルス感染群の患者は、特定されたウイルスを有し、ウイルス感染を伴う臨床症候群であり、細菌性疾患の微生物学的または臨床的特徴はなかった。潜在性細菌感染症の小児がウイルス群に含まれるのを避けるために、炎症マーカーが上昇した小児は除外された。最大しきい値は、CRPを60mg/L、好中球数を12×109/Lに設定された。94人の小児のうちの最も頻度の高い病原体はRSV(27人の小児)、インフルエンザA/Bおよびアデノウイルス(各23人の小児)だった。
急性発熱性疾患および感染の特徴を有する小児が、上記群のいずれかに確信的に割り当てることができなかった場合、それらは「不確実な細菌またはウイルス」として分類された。この群の小児は、細菌またはウイルス感染の決定的でない特徴、陰性の微生物学的知見またはウイルス学的調査の欠如、微生物学的知見と矛盾する症候群、彼らの疾患の他の臨床的特徴と矛盾する炎症マーカー、または別の群での確信的コーディングのための不十分な臨床データを有していた。この群の患者は、無菌部位で細菌感染が検出されておらず、一部の患者は検出可能なウイルスを有していた。
a)ヘノッホ・シェーンライン紫斑病(HSP)は、腹痛、関節痛、または腎異常(血尿およびタンパク尿)に関連して、典型的には臀部および伸筋表面上に触知可能な紫斑を呈する小児において診断された。b)若年性特発性関節炎(JIA)は、国際リウマチ学会[37]に従って定義された。JIAの患者には、i)治療歴のない患者とii)活動性増悪/くすぶりが含まれていた。
マイクロアレイの前処理-発見データセット
バックグラウンド減算とロバストスプライン正規化(RSN)は、Rパッケージlumi[38]を使用して、生の発現データに適用された。サンプルの外れ値は、主成分分析(PCA)によって評価された。川崎患者からの1つのサンプルは、PC1で明らかに外れ値であり、分析から除外された(図5)。
検証データセットは、2つの遺伝子発現データセットをマージすることによって構築された。1つは急性期および回復期の川崎サンプル[39]で、もう1つは細菌およびウイルス感染[40]である。すべての回復期のサンプルは、ESR(赤血球沈降速度)レベルが40mm/時未満であり、すべての急性期のサンプルは、発病から10日以内に採取された。バックグラウンド減算とRSN正規化は、Rパッケージlumi[38]において、2つのデータセットに別々に適用された。この段階では、コホート間に違いがあった。これは、PC1がバッチごとにサンプルを明確に区別することを示すPCAプロットから明らかである(図6a)。そのため、ComBat[41]方法を採用してバッチ効果を削除した。2つのバイナリ共変量がComBatに渡され、ComBatはサンプルを3つの群(健康、KD、その他の疾患)に割り当てた。川崎回復期のサンプルは、健康として割り当てられた。ComBat後のPCAは、両方のバッチからのサンプルがPC2に対するPC1のプロット上で重複しており、有意なバッチ効果がないことを示す(図6b)。
モデル推定の前に、プローブを事前にフィルタリングして、関連する疾患グループ間でlog2倍率変化≧1のロバストに発現した転写産物を特定した。これは、トレーニングデータで次のすべての基準を満たすプローブを選択することで実行された。
1.V3とV4の両方のIllumina Beadchipsで測定されたプローブ
2.強く発現した転写物:各プローブについて、検出しきい値p値<0.01である各比較群のサンプルの割合を計算し、少なくとも1つの疾患群でこの割合が>80%であるプローブを選択した。
3.川崎患者の大多数は、UCSDで採用された。プローブの選択がUCSDから発せられるバッチ効果によってバイアスされないようにするために、月齢を条件とする線形モデルでp<0.05でUCSDでの採用との関連を示したプローブと、UCSD(DV、U、KDおよびHSP)から採用された非KD患者を含むすべての疾患群を除外した。
4.log2倍数変化(月齢を条件)は、川崎と互いの比較群との間で計算した。これらの比較の少なくとも1つのために、|log2倍率変化|>1のプローブを前へ進めた。
Rパッケージlimma[42]の関数lmFitおよびeBayesを使用して、上記ステップ(3)および(4)で使用されたプローブ関連統計を計算した。
社内の方法であるPDMSを使用して、少ない転写物数と正確な識別のバランスをとる、簡潔な遺伝子発現シグネチャーを導き出した。この方法は、遺伝子発現レベル(共変量)の選択されたサブセットのロジスティック回帰係数を繰り返し推定する。回帰係数には、係数の縮小をゼロに誘導するために、精度パラメーターτ(ここで、τ=1/分散であり、ペナルティと同等である)を使用して、ゼロ中心のガウス事前分布が割り当てられる。この方法では、できるだけ多くのモデルを検索し、「最良の」モデルを選択する。各モデルは、選択された共変量の特有のサブセットとそれぞれのロジスティック回帰係数を含む。
LASSOペナルティ=ガウスペナルティ
修正された基準=WAIC+αk
式中、kがモデルサイズである場合、α=1をとる。
ROC曲線の下の面積、およびモデルの検査および検証データセットへの適用の対応する信頼区間は、RパッケージpROCを使用して計算された[45]。
各診断カテゴリーの患者数を図2に示す。KD患者の臨床的および人口統計学的特徴を表1に示し、他の炎症性症候群および感染症の患者の特徴を表3-6に示す。正規化された遺伝子発現プロファイルの主成分分析は、発見(トレーニングと検査)群と検証群で別々に実行された。図5と図6は、これら2つの分析のPC1対PC2をプロットしたものである。研究群は、発見群、およびComBatアルゴリズム[24]を使用してKDと症例対照データを組み合わせた後の検証群において、集合した(上記補足的統計的手法を参照)。
KDと他のすべての疾患および(比較群の少なくとも1つでKDにおける|log2倍率変化|>1として定義される)健康な対照との間で有意に差次的に発現されたQCを通過する1600個の転写物があった。検査としての開発に好適な最小限のシグネチャーを特定するために、次にPDMSを使用して変数選択を行った。このアプローチにより、13-転写物シグネチャー(表2)が特定され、DRSとして実行すると、次のような診断パフォーマンスが得られた:検査セットのAUCは96.2%(95% CI、92.5%、99.9%)で、感度/特異性はそれぞれ81.7%(95% CI、60.0%、94.8%)、92.1%(95% CI、84.0%、97.0%)(図3A、B)であった。
検証セットの72人のKD症例にシグネチャーを適用した場合、AUCは96.5%(95% CI、93.7%、99.3%)、感度は90.8%(95% CI、82.5%、96.2%)、特異性は89.1%(95% CI、83.0%、93.7%)であった。KDの臨床的特徴は他の条件と重複し、KD研究群にはKDのない患者が含まれる可能性が高いため、臨床診断の確実性がKD DRS予測スコアの強度に対応するかどうかを評価した。検証セット(方法を参照)の明確な、可能性の高い、または可能性のあるKD患者における13-転写物シグネチャーのパフォーマンスは、診断の臨床的確実性に従った。個別に分析すると、明確で、ほぼ確実な、および可能性のあるKD群での13-転写物PDMSシグネチャーのパフォーマンスは、診断の臨床的確実性に従い、ROC AUCは、それぞれ98.1%(95% CI、94.5%、100%)、96.3%(95% CI、93.3%、99.4%)および70.0%(95% CI、53.4%、86.6%)(図3C、D)であった。
発見群には、病気の7日目までのKD患者(1日目が発熱の初日)が含まれ、シグネチャーは病気の7日目までおよび7日目を含む患者において検証された。シグネチャーのパフォーマンスは、病気の8~10日目に患者30人に適用すると低下した(図4)。
KDを細菌性、ウイルス性、炎症性疾患の患者から区別する13-転写物シグネチャーを特定した。KDの早期診断のためのこのシグネチャーの高い感度と特異性は、それが診断検査の基礎を形成する可能性があることを示唆する。我々の知見は、免疫病原性に焦点を当てた、KDにおける以前の遺伝子発現研究を拡張したものである[21、25-29]。
上で考察されたデータは、NCBIのGene Expression Omnibus(Edgar et al.,2002)に寄託されており、GEOシリーズのアクセッション番号GSE73464 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)を通してアクセス可能である。
PReMSソフトウェア(Hoggart、2018)を使用して、元の転写物13個のサブセットに基づいて、代替のより小さなシグネチャー(より少ない転写物)を生成した。
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Claims (17)
- 川崎病(KD)を患う対象を特定することを補助する方法であって、対象由来のRNAサンプルにおいて、(1)PYROXD2と、(2)CACNA1E、DDIAS、KLHL2、SMOX、ZNF185、LINC02035、CLIC3、S100P、IFI27、BX103476、CD163、およびRTN1の遺伝子のうちの少なくとも4つ、を含む遺伝子シグネチャーの遺伝子発現レベルの変調を検出すること、を含む、方法であって、前記サンプルが血液サンプルであり、前記遺伝子発現レベルの変調は、CACNA1E、DDIAS、KLHL2、PYROXD2、SMOX、ZNF185、LINC02035及びCLIC3がアップレギュレーションであり、S100P、IFI27、BX103476、CD163及びRTN1がダウンレギュレーションである、方法。
- 前記遺伝子シグネチャーが、前記遺伝子のうちの(1)PYROXD2と、(2) CACNA1E、DDIAS、KLHL2、SMOX、ZNF185、LINC02035、CLIC3、S100P、IFI27、BX103476、CD163、およびRTN1の5、6、7、8、9、10、11または12個を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記遺伝子シグネチャーが、CACNA1Eを含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記遺伝子シグネチャーが、SMOXを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記遺伝子シグネチャーが、CD163を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記遺伝子シグネチャーが、
(i)PYROXD2およびCACNA1E、
(ii)PYROXD2およびSMOX、または
(iii)PYROXD2、CACNA1EおよびSMOX、を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記遺伝子シグネチャーが、
(i)PYROXD2、CACNA1E、CD163、KLHL2およびSMOX、
(ii)PYROXD2、CACNA1E、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(iii)PYROXD2、CACNA1E、BX103476、IFI27およびSMOX、
(iv)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、IFI27およびSMOX、
(v)PYROXD2、CACNA1E、CD163、KLHL2およびZNF185、
(vi)PYROXD2、DDIAS、CD163、KLHL2およびSMOX、
(vii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(viii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、KLHL2、LINC02035およびSMOX、
(ix)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、IFI27およびSMOX、
(x)PYROXD2、CACNA1E、CD163、BX103476、IFI27およびSMOX、
(xi)PYROXD2、CACNA1E、CD163、KLHL2、SMOXおよびZNF185、
(xii)PYROXD2、CACNA1E、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、
(xiii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、CLIC3、KLHL2およびSMOX、
(xiv)PYROXD2、CACNA1E、CLIC3、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(xv)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、IFI27、RTN1およびSMOX、
(xvi)PYROXD2、DDIAS、CD163、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(xvii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、BX103476、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(xviii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(xix)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(xx)PYROXD2、CACNA1E、CD163、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、
(xxi)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、BX103476、IFI27およびSMOX’、
(xxii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(xxiii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、CLIC3、BX103476、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(xxiv)PYROXD2、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、
(xxv)PYROXD2、CACNA1E、CD163、BX103476、IFI27、KLHL2、S100PおよびSMOX、
(xxvi)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、BX103476、IFI27、KLHL2およびSMOX、
(xxvii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、
(xxviii)PYROXD2、CACNA1E、CD163、CLIC3、BX103476、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、
(xxix)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、RTN1、S100PおよびSMOX、
(xxx)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、BX103476、IFI27、KLHL2、RTN1およびSMOX、
(xxxi)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、BX103476、IFI27、KLHL2、RTN1、S100PおよびSMOX、
(xxxii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、LINC02035、RTN1、S100PおよびSMOX、
(xxxiii)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、RTN1、S100P、SMOXおよびZNF185.
(xxxiv)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、BX103476、IFI27、KLHL2、RTN1、S100P、SMOXおよびZNF185、
(xxxv)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、BX103476、IFI27、KLHL2、LINC02035、RTN1、S100PおよびSMOX、または
(xxxvi)PYROXD2、DDIAS、CACNA1E、CD163、CLIC3、IFI27、KLHL2、LINC02035、RTN1、S100P、SMOXおよびZNF185、の遺伝子の組み合わせのうちのいずれか1つを含むか、またはそれからなる、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記遺伝子シグネチャーが、CACNA1E、DDIAS、KLHL2、PYROXD2、SMOX、ZNF185、LINC02035、CLIC3、S100P、IFI27、BX103476、CD163、およびRTN1を含むか、またはそれらからなる、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、1つ以上のハウスキーピング遺伝子、例えば、アクチン、GAPDH、ユビキチン、18s rRNA、RPII(POLR2A)、TBP、PPIA、GUSB、HSPCB、YWHAZ、SDHA、RPS13、HPRT1およびB4GALT6から選択される1、2、3、4または5つのハウスキーピング遺伝子、の検出をさらに組み込む、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記KDを患う対象が、細菌感染、ウイルス感染、および炎症状態のうちの、1つ以上の存在下で特定され得る、または、細菌感染、ウイルス感染、および炎症状態のうちの1つ以上を有する患者から識別され得る、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対象が小児であり、例えば、前記小児が、2~59ヶ月の範囲の月齢である、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対象が発熱している、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
- 遺伝子発現変調の分析が、マイクロアレイ、遺伝子チップ、PCR、RT-PCR又はマルチプレックスPCRを採用する、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
- (1) PYROXD2と、(2)CACNA1E、DDIAS、KLHL2、SMOX、ZNF185、LINC02035、CLIC3、S100P、IFI27、BX103476、CD163、およびRTN1の遺伝子のうちの少なくとも4つ、からのポリヌクレオチド遺伝子転写物に特異的なプライマーを含む、川崎病(KD)を患う対象を特定する方法で使用するための、プライマーのセット。
- (1) PYROXD2と、(2)CACNA1E、DDIAS、KLHL2、SMOX、ZNF185、LINC02035、CLIC3、S100P、IFI27、BX103476、CD163、およびRTN1の遺伝子のうちの少なくとも4つ、に特異的なプローブからなる、川崎病(KD)を患う対象の特定用遺伝子チップ。
- (1) PYROXD2と、(2)CACNA1E、DDIAS、KLHL2、SMOX、ZNF185、LINC02035、CLIC3、S100P、IFI27、BX103476、CD163、およびRTN1の遺伝子のうちの少なくとも4つ、に特異的なプローブ、ならびに、例えば、アクチン、GAPDH、ユビキチン、18s rRNA、RPII(POLR2A)、TBP、PPIA、GUSB、HSPCB、YWHAZ、SDHA、RPS13、HPRT1およびB4GALT6からなる群から選択される、1つ以上の対照プローブ、からなる、川崎病(KD)を患う対象の特定用遺伝子チップ。
- 血液サンプルを用いて川崎病(KD)を検出するためのアッセイにおける、請求項14に記載のプライマーのセットまたは請求項15もしくは16に記載の遺伝子チップの使用。
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