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公開番号2024133008
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-01
出願番号2024039628
出願日2024-03-14
発明の名称遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法
出願人江蘇科技大学,JIANGSU UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類C12Q 1/6869 20180101AFI20240920BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法を提供する。
【解決手段】本発明は、遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法を開示するものであり、検査対象遺伝子選択モジュール、変異部位同定モジュール、変異部位アノテーションモジュール、変異部位病原性分析モジュール、及びレポート生成モジュールの5つのモジュールからなる診断システムを構築することによって、遺伝子配列決定データを利用して遺伝性心疾患の診断手段を体系的に改善し、臨床医が遺伝性心疾患であるか否かについてリスク評価及びターゲティングを正確かつ効率的に行うことを可能にし、患者に対する正確な治療を行うのに有利である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法であって、
前記遺伝子支援診断システムは、順次接続された、検査対象遺伝子選択モジュール、変異部位同定モジュール、変異部位アノテーションモジュール、変異部位病原性分析モジュール、及びレポート生成モジュールを有し、
前記検査対象遺伝子選択モジュールは、文献分析及び遺伝専門家の知識と経験に基づいて、遺伝性心疾患を５個の主要カテゴリーと１５個のサブカテゴリーに分類し、主要カテゴリーによって各遺伝性心疾患に対応する検出対象遺伝子リストを決定し、
前記変異部位同定モジュールは、検査対象候補遺伝子の配列決定データを分析し、シーケンサーに使用されるキットによって、指定された染色体ＲＯＩ間隔から潜在的な病原性変異部位を同定し、分析過程には、配列アラインメント及びマッピングユニット、配列データ前処理ユニット、及び変異部位同定ユニットが含まれ、
前記変異部位アノテーションモジュールは、同定された変異部位にアノテーションを付け、分析過程には、ｖｃｆファイル分析ユニット、遺伝子情報アノテーションユニット、塩基及びアミノ酸変化情報アノテーションユニット、スプライシング変異部位情報アノテーションユニット、及びＤＢＮＳＦＰデータベースに基づく変異部位情報アノテーションユニットが含まれ、
前記変異部位病原性分析モジュールは、家族又は個体を単位にして、被検者の全遺伝的変異部位の病原性を分類して分析し、分析過程には、リソースファイル前処理ユニット、変異部位病原性判別ユニット、及び変異部位病原性分類ユニットが含まれ、
前記レポート生成モジュールは、患者情報、医師情報、検出サンプル情報、配列決定データ情報、病原性部位情報、及び文献情報を読み取って分析することによってさまざまな詳細レベルの中英バイリンガル検出分析レポートを自動的に生成し、その過程には、データ抽出ユニット、レポート生成ユニット、レポート解釈ユニット、及びレポートエクスポートユニットが含まれる、ことを特徴とする遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法。
続きを表示（約 11,000 文字）【請求項２】
前記検査対象遺伝子選択モジュールは、遺伝性心疾患分類ユニットと検査対象遺伝子リストユニットを含み、前記遺伝性心疾患分類ユニットは、遺伝性心疾患を遺伝性心筋症Ｃａｒｄｉｏｍｙｏｐａｔｈｉｅｓ、遺伝性大動脈疾患Ａｏｒｔｏｐａｔｈｉｅｓ、遺伝性不整脈Ｉｎｈｅｒｉｔｅｄａｒｒｔｈｙｍｉａｓ、家族性高コレステロール血症Ｆａｍｉｌｉａｌｈｙｐｅｒｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌａｅｍｉａ、及び肺高血圧症Ｐｕｌｍｏｎａｒｙａｒｔｅｒｉａｌｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｏｎの５個の主要タイプに分け、
前記遺伝性心筋症は、拡張型心筋症ＤＣＭ、肥大型心筋症ＨＣＭ、不整脈源性右室心筋症ＡＲＶＣ、及び左室緻密化障害ＬＶＮＣ心筋症に細分化され、
前記遺伝性大動脈疾患は、マルファン症候群Ｍａｒｆａｎｓ、ロイス・ディーツ症候群ＬｏｅｙｓＤｉｅｔｚ、及び結合組織病ＣＣＴＤに細分化され、
前記遺伝性不整脈は、ＱＴ延長症候群ＬＱＴＳ、ＱＴ短縮症候群ＳＱＴＳ、ブルガダ症候群Ｂｒｕｇａｄａ、心臓伝導疾患ＣＣＤ、及びカテコラミン誘発多形性心室頻拍ＣＶＰＴに細分化され、
前記検査対象遺伝子リストユニットは、遺伝性心疾患の分類に基づいており、関連する心疾患に対応する検査対象遺伝子リストは遺伝学専門家により提供され、前記拡張型心筋症ＤＣＭに対応する遺伝子リストは、ＬＭＮＡ、ＳＣＮ５Ａ、ＡＣＴＣ１、ＤＥＳ、ＳＧＣＤ、ＭＹＨ７、ＴＮＮＴ２、ＴＰＭ１、ＴＴＮ、ＶＣＬ、ＭＹＢＰＣ３、ＰＬＮ、ＬＤＢ３、ＡＣＴＮ２、ＣＳＲＰ３、ＭＹＨ６、ＡＢＣＣ９、ＴＮＮＣ１、ＴＣＡＰ、ＥＹＡ４、ＴＭＰＯ、ＦＣＭＤ、ＤＭＤ、Ｔａｆａｚｚｉｎ、ＴＮＮＩ３、ＤＮＡＪＣ１９、ＢＡＧ３、ＤＳＰ、ＲＹＲ２、ＬＭＮＡ、ＮＥＸＮ、ＲＢＭ２０、ＤＳＧ２であり、
前記肥大型心筋症ＨＣＭに対応する遺伝子リストは、ＡＣＴＣ１、ＣＳＲＰ３、ＭＹＢＰＣ３、ＭＹＨ６、ＭＹＨ７、ＭＹＬ２、ＭＹＬ３、ＴＣＡＰ、ＴＮＮＣ１、ＴＮＮＩ３、ＴＮＮＴ２、ＴＰＭ１、ＴＴＮ、ＭＹＬＫ２、ＰＲＫＡＧ２、ＭＹＯＺ２であり、
前記不整脈源性右室心筋症ＡＲＶＣに対応する遺伝子リストは、ＤＳＣ２、ＤＳＧ２、ＤＳＰ、ＰＫＰ２、ＴＧＦＢ３、ＲＹＲ２、ＴＭＥＭ４３、ＪＵＰであり、
前記左室緻密化障害ＬＶＮＣ心筋症に対応する遺伝子リストは、ＡＣＴＣ１、ＣＡＳＱ２、ＬＤＢ３、ＬＭＮＡ、ＭＹＢＰＣ３、ＭＹＨ７、ＰＬＮ、ＴＡＺ、ＴＮＮＴ２、ＴＰＭ１、ＤＴＮＡであり、
前記ＱＴ延長症候群ＬＱＴＳに対応する遺伝子リストは、ＫＣＮＱ１、ＳＣＮ４Ｂ、ＫＣＮＨ２、ＳＣＮ５Ａ、ＡＮＫ２、ＫＣＮＥ１、ＫＣＮＥ２、ＫＣＮＪ２、ＣＡＣＮＡ１Ｃ、ＣＡＶ３、ＡＫＡＰ９、ＳＮＴＡ１であり、
前記ＱＴ短縮症候群ＳＱＴＳに対応する遺伝子リストは、ＫＣＮＨ２、ＫＣＮＱ１、ＴＭＥＭ４３であり、
前記ブルガダ症候群に対応する遺伝子リストは、ＳＣＮ５Ａ、ＧＰＤ１Ｌ、ＣＡＣＮＡ１Ｃ、ＣＡＣＮＢ２、ＳＣＮ１Ｂ、ＫＣＮＥ３、ＳＣＮ３Ｂ、ＨＣＮ４、ＫＣＮＪ８、ＭＯＧ１、ＫＣＮＤ３、ＫＣＮＥ５であり、
前記心臓伝導疾患ＣＣＤに対応する遺伝子リストは、ＲＹＲ２、ＳＣＮ５Ａ、ＴＲＰＭ４であり、
前記カテコラミン誘発多形性心室頻拍ＣＶＰＴに対応する遺伝子リストは、ＲＹＲ２、ＣＡＳＱ２であり、
前記マルファン症候群Ｍａｒｆａｎｓ、ロイス・ディーツ症候群ＬｏｅｙｓＤｉｅｔｚ、結合組織病ＣＣＴＤに対応する遺伝子リストは、ＦＢＮ１、ＴＧＦＢＲ１、ＴＧＦＢＲ２、ＣＯＬ３Ａ１、ＭＹＨ１１、ＡＣＴＡ２、ＳＭＡＤ３、ＭＹＬＫ、ＧＬＵＴ１０、ＥＦＥＭＰ２であり、
前記家族性高コレステロール血症ＦＨに対応する遺伝子リストは、ＡＰＯＢ、ＬＤＬＲ、ＬＤＬＲＡＰ１、ＰＣＳＫ９であり、
前記肺高血圧症ＰＡＨに対応する遺伝子リストは、ＡＣＶＲＬ１、ＢＭＰＲ２、ＣＡＶ１、ＥＮＧ、ＳＭＡＤ９である、ことを特徴とする請求項１に記載の遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法。
【請求項３】
前記変異部位同定モジュールの配列アラインメント及びマッピングユニットは、ｆａｓｔｑ形式の配列決定生データを受信し、ＢＷＡ－ＭＥＭアルゴリズムを利用して、７０ｂｐ－１Ｍｂｐクエリ配列をＢＷＡ－ＭＥＭアルゴリズムに合わせて、マルチスレッド方法により配列アラインメント及びマッピング過程を促進し、ｂａｍ形式のファイルを出力し、
前記変異部位同定モジュールの配列データ前処理ユニットは、ｂａｍ形式のファイルを入力、処理済みのｂａｍ形式のファイルを出力とし、ＰｉｃａｒｄのＡｄｄＯｒＲｅｐｌａｃｅＲｅａｄＧｒｏｕｐｓ方法によりｒｅａｄｓグループ情報をマッピング後のｂａｍファイルに付加するステップ（１）と、ＰｉｃａｒｄのＭａｒｋＤｕｐｌｉｃａｔｅ方法により反復ｒｅａｄｓをマークすることで、ＰＣＲ増幅などのデータ生成ステップによる偏差を低減させるステップ（２）と、後の変異同定を容易にするために、配列をＰｉｃａｒｄでソートするステップ（３）と、Ｉｎｄｅｌｓの塩基品質スコア再校正ＢＱＳＲを行うことで、シーケンサーの系統誤差を調整するステップ（４）と、を含み、
前記変異部位同定モジュールの変異部位同定ユニットは、参照ゲノムに対する変異部位を識別して、各変異部位の遺伝子型を算出し、配列データ前処理ユニットにより出力されたｂａｍファイルを入力、変異部位を含むｖｃｆ形式のファイルを出力とし、ＧＡＴＫを使用して、ＧＶＣＦモードで各サンプルに対してＨａｐｌｏｔｙｐｅＣａｌｌｅｒ方法を個別に実行し、ＧＶＣＦ中間ファイル形式を生成するステップ（１）と、ＧＡＴＫのＧｅｎｏｔｙｐｅＧＶＣＦｓ方法を使用して単一サンプルＧＶＣＦファイルと組み合わせて、マルチサンプルのｖｃｆファイルを生成するステップ（２）と、ＧＡＴＫのＳｅｌｅｃｔＶａｒｉａｎｔｓ方法を使用してＳＮＰｓとＩＮＤＥＬｓを区別するステップ（３）と、ＧＡＴＫのＶａｒｉａｎｔＲｅｃａｌｉｂｒａｔｏｒ及びＡｐｐｌｙＲｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ方法を使用して遺伝的変異に対して品質スコア再校正ＶＱＳＲを行うことで、変異部位をフィルタリングするステップ（４）と、ＧＡＴＫのＣｏｍｂｉｎｅＶａｒｉａｎｔｓ方法を使用してＳＮＰｓとＩＮＤＥＬｓをまとめてｖｃｆファイルに出力するステップ（５）と、を含む、ことを特徴とする請求項２に記載の遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法。
【請求項４】
前記変異部位アノテーションモジュールは、変異部位情報にアノテーションを付けることに用いられ、変異部位同定ユニットにより生成されたファイルを入力、アノテーションを付けたｔｘｔ形式の変異部位情報ファイルを出力とし、変異部位同定ユニットにより生成されたｖｃｆファイルを分析し、変異部位が存在する染色体ＣＨＲＯＭ、部位座標ＰＯＳ、参照配列塩基ＲＥＦ、変異配列塩基ＡＬＴ、部位カバレッジＤＰ、参照配列カバレッジＲＯ、変異配列カバレッジＡＯ、及び遺伝子型情報ＧＴを取得し、一時ファイルｉｎｐｕｔ．ｔｘｔ及びｃｏｖｅｒａｇｅ．ｔｘｔを生成するステップ（１）と、
遺伝子情報にアノテーションを付けるステップであって、まず、前処理された遺伝子エクソンファイルｓｏｒｔｅｄ＿ｃｏｍｐｉｌｅｄ＿ｅｘｏｎ．ｂｅｄ、イントロンファイルｉｎｔｒｏｎ．ｂｅｄ、ｕｔｒ３ファイルｕｔｒ３．ｂｅｄ、ｕｔｒ５ファイルｕｔｒ５．ｂｅｄ、上流ファイルｕｐｓｔｒｅａｍ１０００．ｂｅｄ、下流ファイルｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ１０００．ｂｅｄ、「スクリプトン－遺伝子」ファイルｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ＿ｔｏ＿ｇｅｎｅ．ｔｘｔ、及び「タンパク質アノテーション」ファイルｐｒｏｔｅｉｎ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを含む、遺伝子アノテーションリソースライブラリファイルを読み取り、次に、ステップ（１）で生成されたｉｎｐｕｔ．ｔｘｔファイル及び読み取られた遺伝子アノテーションリソースライブラリファイル中のデータに基づいて、変異が発生したエリアとして、イントロンｉｎｔｒｏｎエリア、エクソンｅｘｏｎエリア、ｕｔｒ５又はｕｔｒ３を算出し、一時ファイルａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを生成するステップ（２）と、
塩基及びアミノ酸変化情報にアノテーションを付けるステップであって、まず、コードエリアファイルａｌｌｃｄｓ．ｂｅｄ、ＨＧＮＣに対応する塩基配列ファイルｓｅｑｕｅｎｃｅ．ｔｘｔ、アミノ酸に対応する略語ファイルａｍｉｎｏａｃｉｄ．ｔｘｔを読み取り、次に、コードエリアファイルａｌｌｃｄｓ．ｂｅｄ中のスクリプトン番号、部位開始座標及び部位終了座標に基づいて、エクソンエリアに変異が発生した場合、エクソン番号を算出し、それ以外の場合、ＮＡを出力し、さらに変異が発生したエリアに応じて、ＳｙｎｏｎｙｍｏｕｓＳＮＰ、ＮｏｎｓｙｎｏｎｙｍｏｕｓＳＮＰ、ＩｎｔｒｏｎＳＮＰ、Ｕｔｒ５ＳＮＰ、Ｕｔｒ３ＳＮＰ、ＩｎｔｒｏｎＤｅｌｅｔｉｏｎ、ＩｎｔｒｏｎＩｎｓｅｒｔｉｏｎ、ＦｒａｍｅｓｈｉｆｔＤｅｌｅｔｉｏｎ、Ｉｎ－ＦｒａｍｅＤｅｌｅｔｉｏｎ、ＳｔｏｐＧａｉｎ、及びＵｎｋｎｏｗｎを含む当該変異のタイプを算出し、さらにエクソンエリアの変異の場合、ある位置における塩基変化情報及びアミノ酸変化情報を算出し、塩基及びアミノ酸変化情報アノテーション一時ファイルｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを生成するステップ（３）と、
スプライシング変異部位情報にアノテーションを付けるステップであって、まず、（３）で生成されたファイルｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔ及び前処理された遺伝子エクソンファイルｓｏｒｔｅｄ＿ｃｏｍｐｉｌｅｄ＿ｅｘｏｎ．ｂｅｄ及びコードエリアファイルａｌｌｃｄｓ．ｂｅｄを読み取り、変異部位の開始位置と終了位置を境界として、さらに境界から５ｂｐ以内に潜在的なスプライシング変異部位があるか否かを確認し、開始位置と終了位置にそれぞれ５を加算及び減算して、境界エリアをｓ１、ｅ１、ｓ２、ｅ２と命名した４つのセグメントに分割し、その後、ｓ１、ｅ１エリアがスプライシング部位であるか否か、ｓ２、ｅ２エリアがスプライシング部位であるか否かをそれぞれ判断し、スプライシング部位であれば、さらに該スプライシング部位変異の塩基変化情報を出力し、一時ファイルｓｐｌｉｃｅｄ＿ｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを生成するステップ（４）と、
ｄｂｎｓｆｐデータベースの変異部位情報アノテーションに基づいて、まず、（４）で生成されたファイルｓｐｌｉｃｅｄ＿ｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔ及びフィルタリングされたｄｂｎｓｆｐデータファイルｆｉｌｔｅｒｂａｓｅｄ＿ｄｂｎｓｆｐ．ｔｘｔを読み取り、次に、ｓｐｌｉｃｅｄ＿ｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔとｆｉｌｔｅｒｂａｓｅｄ＿ｄｂｎｓｆｐ．ｔｘｔとのアラインメントを行い、ＳＩＦＴ、Ｐｏｌｙｐｈｅｎ、ＬＲＴ、ＭｕｔａｔｉｏｎＴａｓｔｅｒ、ＦＡＴＨＭＭ、ＣＡＤ、ＭｅｔａＳＶＭ、及びＣｌｉｎｖａｒ計算ツールによって予測可能な変異部位の病原性結果とスコアを取得し、さらに、１０００Ｇｐ３＿ＡＦＲ＿ＡＦ、１０００Ｇｐ３＿ＥＵＲ＿ＡＦ、１０００Ｇｐ３＿ＡＭＲ＿ＡＦ、１０００Ｇｐ３＿ＥＡＳ＿ＡＦ、１０００Ｇｐ３＿ＳＡＳ＿ＡＦ、ＥＳＰ６５００＿ＥＡ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿Ａｄｊ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿ＡＦＲ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿ＡＭＲ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿ＥＡＳ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿ＦＩＮ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿ＮＦＥ＿Ａ、及びＥｘＡＣ＿ＳＡＳを含む、集団内の変異部位のアノテーション情報を取得するとともに、該変異部位の希少性をマークし、一時ファイルを生成して、ｐｏｐｇｅｎ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｓｐｌｉｃｅｄ＿ｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔと命名するステップ（５）と、
カバレッジ情報にアノテーションを付けるステップであって、（１）で生成されたｃｏｖｅｒａｇｅ．ｔｘｔファイルを読み取り、Ｔｏｔａｌ＿Ｃｏｖｅｒａｇｅ、Ｒｅｆ＿Ｃｏｖｅｒａｇｅ、Ａｌｔ＿Ｃｏｖｅｒａｇｅ、及びＧｅｎｏｔｙｐｅの情報を含む変異部位のカバレッジ情報を付加し、最終的なアノテーションファイルａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを生成するステップ（６）と、
を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法。
【請求項５】
前記変異部位病原性分析モジュールのリソース読み取り及び前処理ユニットは、様々なデータリソースを前処理し、すべての分析対象の外部リソースファイルを読み取り、処理する必要のないデータをフィルタリングして、病原性判別及びモジュールの処理性能をさらに向上させることに用いられ、ＬｏｓｔｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎ遺伝子リストを読み取り、ミスセンス遺伝子リストを読み取るステップ（１）と、遺伝的変異の病原性染色体、開始座標、塩基変化、アミノ酸変化、及び対応する遺伝子名を含む、Ｃｌｉｎｖａｒデータベース内のすべての病原性の変異情報を読み取るステップ（２）と、ＯＭＩＭ番号に対応する遺伝子名、劣性遺伝病のＯＭＩＭ番号リスト、優性遺伝病のＯＭＩＭ番号リスト、及びＯＭＩＭ番号に対応するＯｒｐｈａ番号リストを含む、ＯＭＩＭデータベース関連情報を読み取るステップ（３）と、染色体番号、ｈｇ１９での位置、ＳＮＰ番号、参照対立遺伝子、及び置換対立遺伝子を含む、ＰＳ４に関連する変異情報をｇｗａｓｄｂから取得するステップ（４）と、ＰＭ１判断のための良性タンパク質ドメインを読み取り、ＢＰ１遺伝子リストを読み取り、遺伝子名を取得し、具体的には、染色体番号、開始位置、及び終了位置を含む、ＰＭ４及びＢＰ３の判断のためのｒｍｓｋ範囲を読み取り、ＢＳ２の判断のためのヘテロ接合体及びホモ接合体の情報を読み取るステップ（５）と、染色体番号、位置、参照対立遺伝子、置換対立遺伝子、ａｄａスコア、ｒｆスコアを含む、ｄｂｓｃＳＮＶデータ情報をロードするステップ（６）と、を含み、
前記変異部位病原性分析モジュールの変異部位病原性判別ユニットは、ＡＣＭＧの２８項の基準に従ってＳＮＰを判定し、データファイル中の各前記変異部位における全判別項目の値を算出し、各判別項目について採点を行い、スコアに従って全判別項目を集計し、その集計に応じてすべての遺伝的変異の病原性を分類することに用いられ、算出可能な判別項目は、ＰＶＳ１、ＰＳ１、ＰＳ４、ＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ４、ＰＭ５、ＰＰ２、ＰＰ３、ＰＰ５、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＰ１、ＢＰ３、ＢＰ４、ＢＰ６、ＢＰ７、及びＢＡ１を含み、具体的には、（１）判別項目ＰＶＳ１に対して、まず、変異部位が存在する遺伝子がＬｏｓｔｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎリストに含まれているか否かを確認し、次に、変異部位のアノテーション情報を確認し、ナンセンス変異、フレームシフト変異、＋／－１又は＋／－２スプライシング部位、開始コドン、１つ又は複数のエクソン欠失の場合、ＰＶＳ１が成り立ち、その値は１とされ、（２）判別項目ＰＳ１に対して、以前に病原性があると判定された変異と同じアミノ酸変化があるか否かを判断し、点突然変異ＳＮＰがスプライシングに影響を与えるか否かをさらに判定し、（３）判別項目ＰＭ２に対して、公開されているＳＡＰ、１０００Ｇｅｎｏｍｅ、及びＥｘＡＣデータベース内の対照集団の割合を参照し、東南アジアの対照集団に関するデータを追加し、（４）判別項目ＰＭ４に対して、ＵＣＳＣゲノムブラウザにおいてＲＭＳＫデータベースを検索し、変異が非反復エリアの非フレームシフトＩＮＤＥＬである場合、又は変異タイプがＳｔｏｐＬｏｓｓである場合、ＰＭ４が成り立ち、その値は１とされ、それ以外の場合、その値は０とされ、（５）判別項目ＢＰ３に対して、ＵＣＳＣゲノムブラウザにおいてＲＭＳＫデータベースを検索し、変異が反復エリアの非フレームシフトＩＮＤＥＬである場合、ＢＰ３が成り立ち、その値は１とされ、それ以外の場合、その値は０とされ、（６）判別項目ＰＭ５に対して、まず、変異のタイプを確認し、ミスセンス変異の場合、ロードされたＣｌｉｎｖａｒ病原性変異データにその変異が存在するか否かをさらに確認し、次に、当該変異が異なる核酸変化を引き起こすか否かを確認し、異なるアミノ酸変化を引き起こす場合、ＰＭ５が成り立ち、その値は１とされ、それ以外の場合、その値は０とされ、（７）判別項目ＢＰ７に対して、保存性を確認し、同義変異がスプライシングに影響を与えず、かつヌクレオチドの位置が高度に保存されていない場合、その変異を良性のものと分類し、ＢＰ７が成り立ち、その値は１とされ、変異がスプライシングに影響を与えないと予測した場合、ｄｂｓｃＳＮＶ＿ＲＦ＿ＳＣＯＲＥ及びｄｂｓｃＳＮＶ＿ＡＤＡ＿ＳＣＯＲＥの両方が０．６未満である必要があり、ヌクレオチド保存性の予測はｄｂｎｓｆｐ３０ａデータベースから検出したものであり、ヌクレオチドが高度に保存されていることを示すために、２を超えるＧＥＲＰ＋＋スコアが必要であり、
前記変異部位病原性分析モジュールの病原性分類ユニットは、上記各判別ユニットによる算出結果に基づいて、以下のルールに従って分類を行い、ＰＶＳ１が１であり、かつＰＳの数が１以上である、又はＰＭの数が２以上である、又はＰＭの数が１であり、かつＰＰの数が１である、又はＰＰの数が２以上である場合、分類の結果、病原性のものであり、ＰＳの数が２以上である場合にも、分類の結果、病原性のものであり、ＰＳの数が１であり、ＰＭの数が３以上である場合、分類の結果、病原性のものであり、ＰＳの数が１であり、ＰＭの数が２であり、かつＰＰの数が２以上である場合、分類の結果、病原性のものであり、ＰＶＳ１の数が１であり、かつＰＭの数が１である、又はＰＳの数が１であり、かつＰＭの数が１又は２である、又はＰＳの数が１であり、かつＰＰの数が２以上である、又はＰＭの数が３以上であるか、ＰＭの数が２であり、かつＰＰの数が２以上である場合、分類の結果、病原性である可能性があり、ＢＡの数が１であり、又はＢＳの数が２以上である場合、分類の結果、良性のものであり、ＢＳの数が１であり、かつＢＰの数が１である、又はＢＰの数が２以上である場合、分類の結果、良性である可能性があり、それ以外の場合、分類の結果、有意性が不明であり、さらに病原性の分類結果をａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔファイルに付加し、最終的な分類結果ファイルｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法。
【請求項６】
前記レポート生成モジュールのデータ抽出ユニットは、検出分析結果から、すべての変異部位の染色体番号、変異部位が存在する塩基位置、参照塩基、変異塩基、遺伝子名、遺伝子型、病原性分類結果、検出遺伝子リスト、及びカバレッジという品質制御データ項目を抽出し、上記で抽出されたデータをレポートのコンテンツとして記入し、
前記レポート生成モジュールのレポート生成ユニットは、データ抽出ユニットによって抽出された情報に基づいて、中国語と英語の両方をサポートする包括レベルの検出・分析レポート及び中国語と英語の両方をサポートする詳細なレベルの検出・分析レポートを生成し、レポート生成ユニットは、単一変異部位のレポート生成とバッチ変異部位のレポート生成をサポートし、単一変異部位のレポート生成とは、ユーザが入力した単一変異部位情報に基づいて、病原性分類ユニット及び情報抽出ユニットから提供される関連データによりレポートを生成することを指し、バッチ変異部位レポートは、病原性分類ユニットによって生成されたファイルｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを読み取ることによって生成され、
前記レポート生成モジュールのレポート解釈ユニットは、レポートのコンテンツと家系メンバーの分析結果を組み合わせて、レポート結論についてのさらなる解釈を提供し、具体的には、
レポート結論には、陽性結果Ｐｏｓｉｔｉｖｅ、陰性結果Ｎｅｇａｔｉｖｅ、及び臨床的意義が不明なバリアントＶＵＳ：ＶａｒｉａｎｔｏｆＵｎｋｎｏｗｎＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅの３つの結果があり、
前記陽性結果は、対象者に病原性突然変異が見つかったことを示し、前記陰性結果は、対象者に病原性突然変異が見つからなかったが、遺伝的原因は除外されないことを示し、前記臨床的意義が不明なバリアントは、不確実な同定を示し、
前記レポート生成モジュールのレポートエクスポートユニットは、Ｗｅｂページ形式のレポートをＷｏｒｄ又はＰＤＦなどの標準ファイル形式として出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法。
【請求項７】
前記中国語と英語の両方をサポートする包括レベルの検出・分析レポートの具体的な生成ステップは、（１）レポートの構造とスタイルを設定し、ＨＴＭＬタグを使用してレポート構造を定義し、ＣＳＳを使用してレポートのスタイルを設定し、レポート構造には、検出レポート基本情報エリア、検出結果エリア、レポート結論エリア、及びサンプル品質制御エリアの４つのサブ構造が含まれ、（２）レポートコンテンツを記入し、検出結果エリアに被検者の変異部位情報を記入して、その変異部位が遺伝性心疾患の疑いと関連しているか否かの分析結果を表示し、レポート結論エリアでは、検出結果データの分析を通じてレポート結論を示し、家系メンバーの検出結果がある場合、結論の生成には家系メンバーの検出結果も考慮し、具体的な判断ルールはレポート解釈ユニットで説明し、さらにデータベースから医師の電子署名を抽出し、レポート結論の関連エリアに署名し、サンプル品質制御エリアに疾患に対応する候補検出遺伝子及びカバレッジ情報を記入する、ことを特徴とする請求項６に記載の遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法。
【請求項８】
前記中国語と英語の両方をサポートする詳細なレベルの検出・分析レポートの具体的な生成ステップは、（１）レポートの構造とスタイルを設定し、ＨＴＭＬタグを使用してレポート構造を定義し、ＣＳＳを使用してレポートのスタイルを設定し、レポート構造には、分析結果表示エリア、病原性分類結果の可視化表示エリア、及び分析結果の裏付け証拠エリアという３つのサブ構造が含まれ、（２）レポートコンテンツを記入し、分析結果表示エリアには、遺伝的変異部位の病原性分類結果、対応する遺伝子名、変異タイプ、ＨＧＶＳコードＤＮＡ変化、ＨＧＶＳアミノ酸変化、変異部位染色体、及び塩基位置を記入し、病原性分類結果の可視化表示エリアには、病原性分類の関連指標項目を表及び異なる色で表示し、分析結果の裏付け証拠エリアには、関連裏付け証拠データを表示し、この関連裏付け証拠データには、病原性分類指標のうちのＢＳ１、ＰＭ２、ＰＳ４を裏付けるための集団証拠データと、ＳＩＦＴ、ＭｕｔａｔｉｏｎＴａｓｔｅｒ、ＭｕｔａｔｉｏｎＡｃｃｅｓｓｏｒ、Ｐｏｌｙｐｈｅｎ、ＬＲＴ、ＦＡＴＨＭＭ、及びＣＡＤＤツールを含み、分類指標のうちのＢＰ１、ＢＰ３、ＢＰ４、ＰＰ３、ＰＭ４、ＰＭ５、ＰＳ１、ＰＶＳ１を裏付けるための病原性算出及び予測ツール裏付け証拠データと、分類指標のうちのＢＳ３、ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＭ１、ＰＳ３を裏付けるための機能的証拠データと、追加の証拠データと、参照文献と、が含まれる、ことを特徴とする請求項６に記載の遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法。
【請求項９】
前記レポートエクスポートユニットの具体的な動作ステップは、（１）エクスポートファイルのパスと名前の設定、用紙サイズの設定、フォントの設定、ヘッダーとフッターの設定等を含むエクスポート設定を行い、（２）ｗｏｒｄ形式をエクスポートし、１つの手段としては、Ｄｏｃｕｍｅｎｔクラスを使用してＨＴＭＬファイルをロードするステップａと、Ｄｏｃｕｍｅｎｔ．ｓａｖｅ方法を使用してＨＴＭＬファイルをＷｏｒｄドキュメントとして保存するステップｂとにより実現される、ＨＴＭＬをｄｏｃ、ｄｏｃｘ、ｄｏｃｍ形式に直接変換することであり、もう１つの手段としては、Ｄｏｃｕｍｅｎｔクラスのインスタンスを作成するステップａと、ＤｏｃｕｍｅｎｔＢｕｉｌｄｅｒクラスのインスタンスを作成して、Ｄｏｃｕｍｅｎｔオブジェクトで初期化するステップｂと、ＤｏｃｕｍｅｎｔＢｕｉｌｄｅｒ．ＩｎｓｅｒｔＨｔｍｌ方法を使用してドキュメントにＨＴＭＬを挿入するステップｃと、Ｄｏｃｕｍｅｎｔ．ｓａｖｅ方法を使用してＷｏｒｄドキュメントを保存するステップｄとにより実現される、ＨＴＭＬ文字列に基づいてＷｏｒｄを動的に生成することであり、更なる手段としては、ＵＲＬクラスのインスタンスを作成して、必要なＵＲＬで初期化するステップａと、ＩｎｐｕｔＳｔｒｅａｍオブジェクトにおいてＵＲＬを開くステップｂと、ＨｔｍｌＬｏａｄＯｐｔｉｏｎｓクラスのインスタンスを作成するステップｃと、Ｄｏｃｕｍｅｎｔクラスのインスタンスを作成して、ＩｎｐｕｔＳｔｒｅａｍオブジェクトとＨｔｍｌＬｏａｄＯｐｔｉｏｎｓオブジェクトを使用して初期化するステップｄと、Ｄｏｃｕｍｅｎｔ．ｓａｖｅ方法を使用してＷｅｂページをＷｏｒｄドキュメントとして保存するステップｅとにより実現される、レポートのｕｒｌに基づいてＷｅｂページをＷｏｒｄに変換することであり、（３）オープンソースプロジェクトｉＴｅｘｔを使用してｐｄｆ形式をエクスポートし、重要なステップには、ｃｏｍ．ｌｏｗａｇｉｅ．ｔｅｘｔ．Ｄｏｃｕｍｅｎオブジェクトのインスタンスを作成するステップａと、ライターＷｒｉｔｅｒを作成してｄｏｃｕｍｅｎｔオブジェクトに関連付け、ライターＷｒｉｔｅｒによってドキュメントをディスクに書き込むステップｂと、ドキュメント属性を設定し、ドキュメントを開く前に、関連する方法を呼び出して、ドキュメントのタイトル、テーマ、著者、キーワード、バインド方式、作成者、作成日などを設定するステップｃと、ドキュメントを開くステップｄと、Ｐｈｒａｓｅ、Ｐａｒａｇｒａｐｈ、Ｔａｂｌｅ、Ｇｒａｐｈｉｃｓオブジェクトを含むコンテンツオブジェクトをドキュメントに追加するステップｅと、ドキュメントを閉じるステップｆと、が含まれる、ことを特徴とする請求項６に記載の遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオインフォマティクスの技術分野に関し、特に遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法に関する。
続きを表示（約 9,800 文字）【背景技術】
【０００２】
遺伝性心疾患（ＩＣＣ：ＩｎｈｅｒｉｔｅｄＣａｒｄｉａｃＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）とは、次世代に受け継がれる可能性のある遺伝子変異によって引き起こされる一群の心疾患を指し、心臓突然死（ＳＣＤ：ＳｕｄｄｅｎＣａｒｄｉａｃＤｅａｔｈ）の主な原因であり、心筋構造異常、遺伝的不整脈や大動脈症などを含む。２０１７年の心臓血管ガイドラインによると、心停止の２５％は遺伝性心疾患に関連しており、３５歳未満の人の中には心停止の５０％は遺伝性心疾患に関連しており、中国の心臓突然死数は世界第１位で、毎年５４万４，０００人に達している。臨床的には、遺伝性心疾患には多様な症状、異なる疾患の進行、家族性の特徴があり、医師が問診や日常的な検査のみで疾患のリスク評価と診断を正確かつ効果的に行うことは多くの場合困難であり、これは、的確な治療を患者に提供するのに不利である。
【０００３】
遺伝子技術や配列決定データ処理技術の開発と普及により、標的遺伝子セット、全エクソーム、全ゲノムに基づく配列決定や、膨大な遺伝子データの処理と解釈が可能になる。現在、遺伝子配列決定データの分析は、遺伝性疾患、希少疾患、腫瘍のリスク評価、妊娠前早期スクリーニング、疾患原因遺伝子の同定などに一般的に使用されており、関連する技術的手段には、配列アライメント、遺伝的変異部位の同定、アノテーションなどを従来の分析ソフトウェアで行い、また、具体的な用途に応じて結果の解釈を与えることが含まれる。既存の文献や特許から、中国国内外の心臓血管ガイドラインの多くは、疾患のリスク予測、診断や予後評価を支援するために遺伝子技術の利用を推奨しているが、現在、遺伝子分子レベルでの遺伝性心疾患の体系的なスクリーニングと診断に関する研究は現在ほとんどなく、臨床診断を支援するために遺伝子配列決定データを使用するための技術的手段がない。「遺伝性心疾患」をキーワードに検索すると、該当する特許出願は１件のみ（「遺伝性心疾患のスクリーニングのための遺伝子の組み合わせ及びその使用」、出願番号：ＣＮ２０１９１１４０８２４９．５）出願されたものであり、当該特許出願は、遺伝性心疾患をスクリーニングするための遺伝子の組み合わせを提案し、遺伝性心疾患を検出するための試薬におけるその使用を記載しているが、この特許出願は、関連する遺伝子の組み合わせを提供するだけであり、具体的な配列決定データ分析方法、支援診断方法、及び関連システムを提供するものではない。この空白に対処するために、本願は解決策を提案している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、遺伝子分子レベルで遺伝性心疾患のスクリーニングと診断を体系的に行い、遺伝子配列決定データを利用して臨床診断を支援し、この技術分野の空白を埋める、遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の遺伝性心疾患の遺伝子支援診断システムの動作方法であって、前記遺伝子支援診断システムは、順次接続された、検査対象遺伝子選択モジュール、変異部位同定モジュール、変異部位アノテーションモジュール、変異部位病原性分析モジュール、及びレポート生成モジュールを含み、
前記検査対象遺伝子選択モジュールは、文献分析及び遺伝専門家の知識と経験に基づいて、遺伝性心疾患を５個の主要カテゴリーと１５個のサブカテゴリーに分類し、主要カテゴリーによって各遺伝性心疾患に対応する検出対象遺伝子リストを決定し、
前記変異部位同定モジュールは、検査対象候補遺伝子の配列決定データを分析し、シーケンサーに使用されるキットによって、指定された染色体ＲＯＩ間隔から潜在的な病原性変異部位を同定し、分析過程には、配列アラインメント及びマッピングユニット、配列データ前処理ユニット、及び変異部位同定ユニットが含まれ、
前記変異部位アノテーションモジュールは、同定された変異部位にアノテーションを付け、分析過程には、ｖｃｆファイル分析ユニット、遺伝子情報アノテーションユニット、塩基及びアミノ酸変化情報アノテーションユニット、スプライシング変異部位情報アノテーションユニット、及びＤＢＮＳＦＰデータベースに基づく変異部位情報アノテーションユニットが含まれ、
前記変異部位病原性分析モジュールは、家族又は個体を単位にして、被検者の全遺伝的変異部位の病原性を分類して分析し、分析過程には、リソースファイル前処理ユニット、変異部位病原性判別ユニット、及び変異部位病原性分類ユニットが含まれ、
前記レポート生成モジュールは、患者情報、医師情報、検出サンプル情報、配列決定データ情報、病原性部位情報、及び文献情報を読み取って分析することによってさまざまな詳細レベルの中英バイリンガル検出分析レポートを自動的に生成し、その過程には、データ抽出ユニット、レポート生成ユニット、レポート解釈ユニット、及びレポートエクスポートユニットが含まれる。
【０００６】
好ましくは、前記検査対象遺伝子選択モジュールは、遺伝性心疾患分類ユニットと検査対象遺伝子リストユニットを含み、前記遺伝性心疾患分類ユニットは、遺伝性心疾患を遺伝性心筋症Ｃａｒｄｉｏｍｙｏｐａｔｈｉｅｓ、遺伝性大動脈疾患Ａｏｒｔｏｐａｔｈｉｅｓ、遺伝性不整脈Ｉｎｈｅｒｉｔｅｄａｒｒｔｈｙｍｉａｓ、家族性高コレステロール血症Ｆａｍｉｌｉａｌｈｙｐｅｒｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌａｅｍｉａ、及び肺高血圧症Ｐｕｌｍｏｎａｒｙａｒｔｅｒｉａｌｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｏｎの５個の主要タイプに分け、
前記遺伝性心筋症は、拡張型心筋症ＤＣＭ、肥大型心筋症ＨＣＭ、不整脈源性右室心筋症ＡＲＶＣ、及び左室緻密化障害ＬＶＮＣ心筋症に細分化され、
前記遺伝性大動脈疾患は、マルファン症候群Ｍａｒｆａｎｓ、ロイス・ディーツ症候群ＬｏｅｙｓＤｉｅｔｚ、及び結合組織病ＣＣＴＤに細分化され、
前記遺伝性不整脈は、ＱＴ延長症候群ＬＱＴＳ、ＱＴ短縮症候群ＳＱＴＳ、ブルガダ症候群Ｂｒｕｇａｄａ、心臓伝導疾患ＣＣＤ、及びカテコラミン誘発多形性心室頻拍ＣＶＰＴに細分化され、
前記検査対象遺伝子リストユニットは、遺伝性心疾患の分類に基づいており、関連する心疾患に対応する検査対象遺伝子リストは遺伝学専門家により提供され、前記拡張型心筋症ＤＣＭに対応する遺伝子リストは、ＬＭＮＡ、ＳＣＮ５Ａ、ＡＣＴＣ１、ＤＥＳ、ＳＧＣＤ、ＭＹＨ７、ＴＮＮＴ２、ＴＰＭ１、ＴＴＮ、ＶＣＬ、ＭＹＢＰＣ３、ＰＬＮ、ＬＤＢ３、ＡＣＴＮ２、ＣＳＲＰ３、ＭＹＨ６、ＡＢＣＣ９、ＴＮＮＣ１、ＴＣＡＰ、ＥＹＡ４、ＴＭＰＯ、ＦＣＭＤ、ＤＭＤ、Ｔａｆａｚｚｉｎ、ＴＮＮＩ３、ＤＮＡＪＣ１９、ＢＡＧ３、ＤＳＰ、ＲＹＲ２、ＬＭＮＡ、ＮＥＸＮ、ＲＢＭ２０、ＤＳＧ２であり、
前記肥大型心筋症ＨＣＭに対応する遺伝子リストは、ＡＣＴＣ１、ＣＳＲＰ３、ＭＹＢＰＣ３、ＭＹＨ６、ＭＹＨ７、ＭＹＬ２、ＭＹＬ３、ＴＣＡＰ、ＴＮＮＣ１、ＴＮＮＩ３、ＴＮＮＴ２、ＴＰＭ１、ＴＴＮ、ＭＹＬＫ２、ＰＲＫＡＧ２、ＭＹＯＺ２であり、
前記不整脈源性右室心筋症ＡＲＶＣに対応する遺伝子リストは、ＤＳＣ２、ＤＳＧ２、ＤＳＰ、ＰＫＰ２、ＴＧＦＢ３、ＲＹＲ２、ＴＭＥＭ４３、ＪＵＰであり、
前記左室緻密化障害ＬＶＮＣ心筋症に対応する遺伝子リストは、ＡＣＴＣ１、ＣＡＳＱ２、ＬＤＢ３、ＬＭＮＡ、ＭＹＢＰＣ３、ＭＹＨ７、ＰＬＮ、ＴＡＺ、ＴＮＮＴ２、ＴＰＭ１、ＤＴＮＡであり、
前記ＱＴ延長症候群ＬＱＴＳに対応する遺伝子リストは、ＫＣＮＱ１、ＳＣＮ４Ｂ、ＫＣＮＨ２、ＳＣＮ５Ａ、ＡＮＫ２、ＫＣＮＥ１、ＫＣＮＥ２、ＫＣＮＪ２、ＣＡＣＮＡ１Ｃ、ＣＡＶ３、ＡＫＡＰ９、ＳＮＴＡ１であり、
前記ＱＴ短縮症候群ＳＱＴＳに対応する遺伝子リストは、ＫＣＮＨ２、ＫＣＮＱ１、ＴＭＥＭ４３であり、
前記ブルガダ症候群に対応する遺伝子リストは、ＳＣＮ５Ａ、ＧＰＤ１Ｌ、ＣＡＣＮＡ１Ｃ、ＣＡＣＮＢ２、ＳＣＮ１Ｂ、ＫＣＮＥ３、ＳＣＮ３Ｂ、ＨＣＮ４、ＫＣＮＪ８、ＭＯＧ１、ＫＣＮＤ３、ＫＣＮＥ５であり、
前記心臓伝導疾患ＣＣＤに対応する遺伝子リストは、ＲＹＲ２、ＳＣＮ５Ａ、ＴＲＰＭ４であり、
前記カテコラミン誘発多形性心室頻拍ＣＶＰＴに対応する遺伝子リストは、ＲＹＲ２、ＣＡＳＱ２であり、
前記マルファン症候群Ｍａｒｆａｎｓ、ロイス・ディーツ症候群ＬｏｅｙｓＤｉｅｔｚ、結合組織病ＣＣＴＤに対応する遺伝子リストは、ＦＢＮ１、ＴＧＦＢＲ１、ＴＧＦＢＲ２、ＣＯＬ３Ａ１、ＭＹＨ１１、ＡＣＴＡ２、ＳＭＡＤ３、ＭＹＬＫ、ＧＬＵＴ１０、ＥＦＥＭＰ２であり、
前記家族性高コレステロール血症ＦＨに対応する遺伝子リストは、ＡＰＯＢ、ＬＤＬＲ、ＬＤＬＲＡＰ１、ＰＣＳＫ９であり、
前記肺高血圧症ＰＡＨに対応する遺伝子リストは、ＡＣＶＲＬ１、ＢＭＰＲ２、ＣＡＶ１、ＥＮＧ、ＳＭＡＤ９である。
【０００７】
好ましくは、前記変異部位同定モジュールの配列アラインメント及びマッピングユニットは、ｆａｓｔｑ形式の配列決定生データを受信し、ＢＷＡ－ＭＥＭアルゴリズムを利用して、７０ｂｐ－１Ｍｂｐクエリ配列をＢＷＡ－ＭＥＭアルゴリズムに合わせて、マルチスレッド方法により配列アラインメント及びマッピング過程を促進し、ｂａｍ形式のファイルを出力し、
前記変異部位同定モジュールの配列データ前処理ユニットは、ｂａｍ形式のファイルを入力、処理済みのｂａｍ形式のファイルを出力とし、ＰｉｃａｒｄのＡｄｄＯｒＲｅｐｌａｃｅＲｅａｄＧｒｏｕｐｓ方法によりｒｅａｄｓグループ情報をマッピング後のｂａｍファイルに付加するステップ（１）と、ＰｉｃａｒｄのＭａｒｋＤｕｐｌｉｃａｔｅ方法により反復ｒｅａｄｓをマークすることで、ＰＣＲ増幅などのデータ生成ステップによる偏差を低減させるステップ（２）と、後の変異同定を容易にするために、配列をＰｉｃａｒｄでソートするステップ（３）と、Ｉｎｄｅｌｓの塩基品質スコア再校正ＢＱＳＲを行うことで、シーケンサーの系統誤差を調整するステップ（４）と、を含み、
前記変異部位同定モジュールの変異部位同定ユニットは、参照ゲノムに対する変異部位を識別して、各変異部位の遺伝子型を算出し、配列データ前処理ユニットにより出力されたｂａｍファイルを入力、変異部位を含むｖｃｆ形式のファイルを出力とし、ＧＡＴＫを使用して、ＧＶＣＦモードで各サンプルに対してＨａｐｌｏｔｙｐｅＣａｌｌｅｒ方法を個別に実行し、ＧＶＣＦ中間ファイル形式を生成するステップ（１）と、ＧＡＴＫのＧｅｎｏｔｙｐｅＧＶＣＦｓ方法を使用して単一サンプルＧＶＣＦファイルと組み合わせて、マルチサンプルのｖｃｆファイルを生成するステップ（２）と、ＧＡＴＫのＳｅｌｅｃｔＶａｒｉａｎｔｓ方法を使用してＳＮＰｓとＩＮＤＥＬｓを区別するステップ（３）と、ＧＡＴＫのＶａｒｉａｎｔＲｅｃａｌｉｂｒａｔｏｒ及びＡｐｐｌｙＲｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ方法を使用して遺伝的変異に対して品質スコア再校正ＶＱＳＲを行うことで、変異部位をフィルタリングするステップ（４）と、ＧＡＴＫのＣｏｍｂｉｎｅＶａｒｉａｎｔｓ方法を使用してＳＮＰｓとＩＮＤＥＬｓをまとめてｖｃｆファイルに出力するステップ（５）と、を含む。
【０００８】
好ましくは、前記変異部位アノテーションユニットは、変異部位情報にアノテーションを付けることに用いられ、変異部位同定ユニットにより生成されたファイルを入力、アノテーションを付けたｔｘｔ形式の変異部位情報ファイルを出力とし、変異部位同定ユニットにより生成されたｖｃｆファイルを分析し、変異部位が存在する染色体ＣＨＲＯＭ、部位座標ＰＯＳ、参照配列塩基ＲＥＦ、変異配列塩基ＡＬＴ、部位カバレッジＤＰ、参照配列カバレッジＲＯ、変異配列カバレッジＡＯ、及び遺伝子型情報ＧＴを取得し、一時ファイルｉｎｐｕｔ．ｔｘｔ及びｃｏｖｅｒａｇｅ．ｔｘｔを生成するステップ（１）と、遺伝子情報にアノテーションを付けるステップであって、まず、前処理された遺伝子エクソンファイルｓｏｒｔｅｄ＿ｃｏｍｐｉｌｅｄ＿ｅｘｏｎ．ｂｅｄ、イントロンファイルｉｎｔｒｏｎ．ｂｅｄ、ｕｔｒ３ファイルｕｔｒ３．ｂｅｄ、ｕｔｒ５ファイルｕｔｒ５．ｂｅｄ、上流ファイルｕｐｓｔｒｅａｍ１０００．ｂｅｄ、下流ファイルｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ１０００．ｂｅｄ、「スクリプトン－遺伝子」ファイルｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ＿ｔｏ＿ｇｅｎｅ．ｔｘｔ、及び「タンパク質アノテーション」ファイルｐｒｏｔｅｉｎ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを含む、遺伝子アノテーションリソースライブラリファイルを読み取り、次に、ステップ（１）で生成されたｉｎｐｕｔ．ｔｘｔファイル及び読み取られた遺伝子アノテーションリソースライブラリファイル中のデータに基づいて、変異が発生したエリアとして、イントロンｉｎｔｒｏｎエリア、エクソンｅｘｏｎエリア、ｕｔｒ５又はｕｔｒ３を算出し、一時ファイルａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを生成するステップ（２）と、塩基及びアミノ酸変化情報にアノテーションを付けるステップであって、まず、コードエリアファイルａｌｌｃｄｓ．ｂｅｄ、ＨＧＮＣに対応する塩基配列ファイルｓｅｑｕｅｎｃｅ．ｔｘｔ、アミノ酸に対応する略語ファイルａｍｉｎｏａｃｉｄ．ｔｘｔを読み取り、次に、コードエリアファイルａｌｌｃｄｓ．ｂｅｄ中のスクリプトン番号、部位開始座標及び部位終了座標に基づいて、エクソンエリアに変異が発生した場合、エクソン番号を算出し、それ以外の場合、ＮＡを出力し、さらに変異が発生したエリアに応じて、ＳｙｎｏｎｙｍｏｕｓＳＮＰ、ＮｏｎｓｙｎｏｎｙｍｏｕｓＳＮＰ、ＩｎｔｒｏｎＳＮＰ、Ｕｔｒ５ＳＮＰ、Ｕｔｒ３ＳＮＰ、ＩｎｔｒｏｎＤｅｌｅｔｉｏｎ、ＩｎｔｒｏｎＩｎｓｅｒｔｉｏｎ、ＦｒａｍｅｓｈｉｆｔＤｅｌｅｔｉｏｎ、Ｉｎ－ＦｒａｍｅＤｅｌｅｔｉｏｎ、ＳｔｏｐＧａｉｎ、及びＵｎｋｎｏｗｎを含む当該変異のタイプを算出し、さらにエクソンエリアの変異の場合、ある位置における塩基変化情報及びアミノ酸変化情報を算出し、塩基及びアミノ酸変化情報アノテーション一時ファイルｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを生成するステップ（３）と、スプライシング変異部位情報にアノテーションを付けるステップであって、まず、（３）で生成されたファイルｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔ及び前処理された遺伝子エクソンファイルｓｏｒｔｅｄ＿ｃｏｍｐｉｌｅｄ＿ｅｘｏｎ．ｂｅｄ及びコードエリアファイルａｌｌｃｄｓ．ｂｅｄを読み取り、次に、境界から５ｂｐ以内に潜在的なスプライシング変異部位があるか否かを確認し、変異部位の開始位置と終了位置を境界として、開始位置と終了位置にそれぞれ５を加算及び減算して、境界エリアをｓ１、ｅ１、ｓ２、ｅ２と命名した４つのセグメントに分割し、その後、ｓ１、ｅ１エリアがスプライシング部位であるか否か、ｓ２、ｅ２エリアがスプライシング部位であるか否かをそれぞれ判断し、スプライシング部位であれば、さらに該スプライシング部位変異の塩基変化情報を出力し、一時ファイルｓｐｌｉｃｅｄ＿ｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを生成するステップ（４）と、ｄｂｎｓｆｐデータベースの変異部位情報アノテーションに基づいて、まず、（４）で生成されたファイルｓｐｌｉｃｅｄ＿ｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔ及びフィルタリングされたｄｂｎｓｆｐデータファイルｆｉｌｔｅｒｂａｓｅｄ＿ｄｂｎｓｆｐ．ｔｘｔを読み取り、次に、ｓｐｌｉｃｅｄ＿ｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔとｆｉｌｔｅｒｂａｓｅｄ＿ｄｂｎｓｆｐ．ｔｘｔとのアラインメントを行い、ＳＩＦＴ、Ｐｏｌｙｐｈｅｎ、ＬＲＴ、ＭｕｔａｔｉｏｎＴａｓｔｅｒ、ＦＡＴＨＭＭ、ＣＡＤ、ＭｅｔａＳＶＭ、及びＣｌｉｎｖａｒ計算ツールによって予測可能な変異部位の病原性結果とスコアを取得し、さらに、１０００Ｇｐ３＿ＡＦＲ＿ＡＦ、１０００Ｇｐ３＿ＥＵＲ＿ＡＦ、１０００Ｇｐ３＿ＡＭＲ＿ＡＦ、１０００Ｇｐ３＿ＥＡＳ＿ＡＦ、１０００Ｇｐ３＿ＳＡＳ＿ＡＦ、ＥＳＰ６５００＿ＥＡ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿Ａｄｊ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿ＡＦＲ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿ＡＭＲ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿ＥＡＳ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿ＦＩＮ＿ＡＦ、ＥｘＡＣ＿ＮＦＥ＿Ａ、及びＥｘＡＣ＿ＳＡＳを含む、集団内の変異部位のアノテーション情報を取得するとともに、該変異部位の希少性をマークし、一時ファイルを生成して、ｐｏｐｇｅｎ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｓｐｌｉｃｅｄ＿ｈｇｖｓ＿ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔと命名するステップ（５）と、カバレッジ情報にアノテーションを付けるステップであって、（１）で生成されたｃｏｖｅｒａｇｅ．ｔｘｔファイルを読み取り、Ｔｏｔａｌ＿Ｃｏｖｅｒａｇｅ、Ｒｅｆ＿Ｃｏｖｅｒａｇｅ、Ａｌｔ＿Ｃｏｖｅｒａｇｅ、及びＧｅｎｏｔｙｐｅの情報を含む変異部位のカバレッジ情報を付加し、最終的なアノテーションファイルａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを生成するステップ（６）と、を含む。
【０００９】
好ましくは、前記変異部位病原性分析モジュールのリソース読み取り及び前処理ユニットは、様々なデータリソースを前処理し、すべての分析対象の外部リソースファイルを読み取り、処理する必要のないデータをフィルタリングして、病原性判別及びモジュールの処理性能をさらに向上させることに用いられ、ＬｏｓｔｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎ遺伝子リストを読み取り、ミスセンス遺伝子リストを読み取るステップ（１）と、遺伝的変異の病原性染色体、開始座標、塩基変化、アミノ酸変化、及び対応する遺伝子名を含む、Ｃｌｉｎｖａｒデータベース内のすべての病原性の変異情報を読み取るステップ（２）と、ＯＭＩＭ番号に対応する遺伝子名、劣性遺伝病のＯＭＩＭ番号リスト、優性遺伝病のＯＭＩＭ番号リスト、及びＯＭＩＭ番号に対応するＯｒｐｈａ番号リストを含む、ＯＭＩＭデータベース関連情報を読み取るステップ（３）と、染色体番号、ｈｇ１９での位置、ＳＮＰ番号、参照対立遺伝子、及び置換対立遺伝子を含むＰＳ４に関連する変異情報をｇｗａｓｄｂから取得するステップ（４）と、ＰＭ１判断のための良性タンパク質ドメインを読み取り、ＢＰ１遺伝子リストを読み取り、遺伝子名を取得し、具体的には、染色体番号、開始位置、及び終了位置を含む、ＰＭ４及びＢＰ３の判断のためのｒｍｓｋ範囲を読み取り、ＢＳ２の判断のためのヘテロ接合体及びホモ接合体の情報を読み取るステップ（５）と、染色体番号、位置、参照対立遺伝子、置換対立遺伝子、ａｄａスコア、ｒｆスコアを含む、ｄｂｓｃＳＮＶデータ情報をロードするステップ（６）と、を含む。
【００１０】
前記変異部位病原性分析モジュールの変異部位病原性判別ユニットは、ＡＣＭＧの２８項の基準に従ってＳＮＰを判定し、前記データファイル中の各前記変異部位における全判別項目の値を算出し、各判別項目について採点を行い、スコアに従って全判別項目を集計し、その集計に応じてすべての遺伝的変異の病原性を分類することに用いられ、算出可能な判別項目は、ＰＶＳ１、ＰＳ１、ＰＳ４、ＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ４、ＰＭ５、ＰＰ２、ＰＰ３、ＰＰ５、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＰ１、ＢＰ３、ＢＰ４、ＢＰ６、ＢＰ７、及びＢＡ１を含み、具体的には、（１）判別項目ＰＶＳ１に対して、まず、変異部位が存在する遺伝子がＬｏｓｔｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎリストに含まれているか否かを確認し、次に、変異部位のアノテーション情報を確認し、ナンセンス変異、フレームシフト変異、＋／－１又は＋／－２スプライシング部位、開始コドン、１つ又は複数のエクソン欠失の場合、ＰＶＳ１が成り立ち、その値は１とされ、（２）判別項目ＰＳ１に対して、以前に病原性があると判定された変異と同じアミノ酸変化があるか否かを判断し、点突然変異ＳＮＰがスプライシングに影響を与えるか否かをさらに判定し、（３）判別項目ＰＭ２に対して、公開されているＳＡＰ、１０００Ｇｅｎｏｍｅ、及びＥｘＡＣデータベース内の対照集団の割合を参照し、東南アジアの対照集団に関するデータを追加し、（４）判別項目ＰＭ４に対して、ＵＣＳＣゲノムブラウザにおいてＲＭＳＫデータベースを検索し、変異が非反復エリアの非フレームシフトＩＮＤＥＬである場合、又は変異タイプがＳｔｏｐＬｏｓｓである場合、ＰＭ４が成り立ち、その値は１とされ、それ以外の場合、その値は０とされ、（５）判別項目ＢＰ３に対して、ＵＣＳＣゲノムブラウザにおいてＲＭＳＫデータベースを検索し、変異が反復エリアの非フレームシフトＩＮＤＥＬである場合、ＢＰ３が成り立ち、その値は１とされ、それ以外の場合、その値は０とされ、（６）判別項目ＰＭ５に対して、まず、変異のタイプを確認し、ミスセンス変異の場合、ロードされたＣｌｉｎｖａｒ病原性変異データにその変異が存在するか否かをさらに確認し、次に、当該変異が異なる核酸変化を引き起こすか否かを確認し、異なるアミノ酸変化を引き起こす場合、ＰＭ５が成り立ち、その値は１とされ、それ以外の場合、その値は０とされ、（７）判別項目ＢＰ７に対して、保存性を確認し、同義変異がスプライシングに影響を与えず、かつヌクレオチドの位置が高度に保存されていない場合、その変異を良性のものと分類し、ＢＰ７が成り立ち、その値は１とされ、変異がスプライシングに影響を与えないと予測した場合、ｄｂｓｃＳＮＶ＿ＲＦ＿ＳＣＯＲＥ及びｄｂｓｃＳＮＶ＿ＡＤＡ＿ＳＣＯＲＥの両方が０．６未満である必要があり、ヌクレオチド保存性の予測はｄｂｎｓｆｐ３０ａデータベースから検出したものであり、ヌクレオチドが高度に保存されていることを示すために、２を超えるＧＥＲＰ＋＋スコアが必要であり、
前記変異部位病原性分析モジュールの病原性分類ユニットは、上記各判別ユニットによる算出結果に基づいて、以下のルールに従って分類を行い、ＰＶＳ１が１であり、かつＰＳの数が１以上である、又はＰＭの数が２以上である、又はＰＭの数が１であり、かつＰＰの数が１である、又はＰＰの数が２以上である場合、分類の結果、病原性のものであり、ＰＳの数が２以上である場合にも、分類の結果、病原性のものであり、ＰＳの数が１であり、ＰＭの数が３以上である場合、分類の結果、病原性のものであり、ＰＳの数が１であり、ＰＭの数が２であり、かつＰＰの数が２以上である場合、分類の結果、病原性のものであり、ＰＶＳ１の数が１であり、かつＰＭの数が１である、又はＰＳの数が１であり、かつＰＭの数が１又は２である、又はＰＳの数が１であり、かつＰＰの数が２以上である、又はＰＭの数が３以上であるか、ＰＭの数が２であり、かつＰＰの数が２以上である場合、分類の結果、病原性である可能性があり、ＢＡの数が１であり、又はＢＳの数が２以上である場合、分類の結果、良性のものであり、ＢＳの数が１であり、かつＢＰの数が１である、又はＢＰの数が２以上である場合、分類の結果、良性である可能性があり、それ以外の場合、分類の結果、有意性が不明であり、さらに病原性の分類結果をａｎｎｏｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔファイルに付加し、最終的な分類結果ファイルｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ．ｔｘｔを生成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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