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公開番号2025016449
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-04
出願番号2024168111,2021572372
出願日2024-09-27,2020-06-05
発明の名称金属代謝の周期的変動に関連する生物学的障害の診断のためのシステムおよび方法
出願人アイカーンスクールオブメディシンアットマウントサイナイ
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G16H 50/00 20180101AFI20250128BHJP(特定の用途分野に特に適合した情報通信技術)
要約【課題】金属代謝に関連する生物学的状態について対象を評価する方法を提供する。
【解決手段】方法は、対象の生体試料に沿って位置をサンプリングして、複数のイオン試料を取得することを含む。各イオン試料は、生体試料上の位置に対応し、各位置は、生体試料の成長量を表す。方法はまた、取得したイオンを質量分析計で分析し、それにより複数のトレースを取得する。係る各トレースは、複数の元素同位体中の対応する元素同位体の経時的な濃度を表す。方法はさらに、特徴のセットをトレースから導出する。各特徴は、複数のトレース内の単一の同位体又は同位体の組み合わせの変動によって決定する。そして、方法は、特徴のセットを訓練済み分類子に入力して、対象が金属代謝に関連する生物学的状態を有する確率を取得する。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
金属代謝に関連する第１の生物学的状態について対象を評価するための方法であって、
前記対象の金属代謝に関連する生体試料上の基準線に沿った複数の位置におけるそれぞれの位置をサンプリングし、それにより、複数のイオン試料を取得することであって、前記複数のイオン試料中の各イオン試料が、前記複数の位置における異なる位置に対応し、前記複数の位置における各位置が、金属代謝に関連する前記生体試料の異なる成長期間を表す、取得することと、
質量分析計を用いて前記複数のイオン試料中の各イオン試料を分析し、それにより、複数のトレースを含む第１のデータセットを取得することであって、前記複数のトレース中の各トレースが、前記複数のイオン試料から集合的に決定された、複数の元素同位体中の対応する元素同位体の経時的な濃度である、取得することと、
特徴のセットを含む前記複数のトレースから第２のデータセットを導出することであって、前記特徴のセット内のそれぞれの特徴が、前記複数のトレース内の単一の同位体または同位体の組み合わせの変動によって決定される、導出することと、
前記特徴のセットを訓練済み分類子に入力し、それにより、前記対象が金属代謝に関連する前記第１の生物学的状態を有する確率を前記訓練済み分類子から取得することと、を含む、方法。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記複数の元素同位体が、表１に列挙される元素同位体から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記特徴のセット内の各特徴が、前記複数のトレースのうちの単一のそれぞれのトレース、または前記複数のトレースのうちの２つのそれぞれのトレースに関連付けられている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記特徴のセットが、表２、３、４、５、６、７、８、９、または１０に列挙される特徴から選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記特徴のセットが、表３に列挙される１つ以上の特徴をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
金属代謝に関連する前記第１の生物学的状態が、自閉症スペクトラム障害（ＡＤＳ）、注意欠陥／多動性障害（ＡＤＨＤ）、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）、統合失調症、過敏性腸疾患（ＩＢＤ）、小児腎移植拒絶反応、および小児がんからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
金属代謝に関連する第１の生物学的状態について前記対象を評価することが、金属代謝に関連する前記第１の生物学的状態と、金属代謝に関連する前記第１の生物学的状態とは異なる金属代謝に関連する第２の生物学的状態と、を区別することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の生物学的状態が、自閉症スペクトラム障害であり、前記第２の生物学的状態が、注意欠陥／多動性障害である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記対象が、ヒトである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ヒトが、５歳未満である、請求項９に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、２０１９年６月６日に出願された「ＳｙｓｔｅｍｓａｎｄＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＨａｉｒＢａｓｅｄＤｉａｇｎｏｓｔｉｃｓｆｏｒＡｕｔｉｓｍＳｐｅｃｔｒｕｍＤｉｓｏｒｄｅｒｓ」と題された米国仮特許出願第６２／８５８，２６０号の優先権を主張する。
続きを表示（約 2,400 文字）【０００２】
本開示は、概して、金属代謝に関連する生物学的状態の診断に関するものであり、かかる生物学的状態のために試験された対象からの生体試料の分析を通して行われる。
【背景技術】
【０００３】
金属イオンは、ヒトにとって構造的および機能的に重要な多くの生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たしている。栄養に含まれる特定の量の金属または特定の金属の代謝異常に起因して特定の金属イオンが不均衡に獲得されることは、多くの生物学的状態と関連している。この不均衡には、特定の金属イオンの過剰な獲得または特定の金属イオンの欠如のいずれかが含まれる。金属代謝に関連する生物学的状態の例としては、神経学的状態（例えば、自閉症スペクトラム障害、統合失調症、または注意欠陥／多動性障害（ＡＤＨＤ））、神経変性状態（例えば、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）、アルツハイマー病、パーキンソン病、およびハンチントン病）、および一部のがん（例えば、小児がん）が挙げられる。
【０００４】
最近の研究では、自閉症スペクトラム障害と代謝機能障害、特に金属調節不全との間の関連性が示されている（例えば、Ｃｈｅｎｇらの“ＭｅｔａｂｏｌｉｃＤｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎＵｎｄｅｒｌｙｉｎｇＡｕｔｉｓｍＳｐｅｃｔｒｕｍＤｉｓｏｒｄｅｒａｎｄＰｏｔｅｎｔｉａｌＴｒｅａｔｍｅｎｔＡｐｐｒｏａｃｈｅｓ，”ＦｒｏｎｔＭｏｌＮｅｕｒｏｓｃｉ．１０，ｐ．３４，Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１７およびＡｒｏｒａらの“ＦｅｔａｌａｎｄｐｏｓｔｎａｔａｌｍｅｔａｌｄｙｓｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｉｎＡｕｔｉｓｍ，”Ｎａｔ．Ｃｏｍｍｕｎ．８，ｐ．１５４９３，Ｊｕｎｅ２０１７を参照されたい）。別の例として、最近の研究では、神経変性と、対象の毛髪および／または歯から検出可能な金属の生物学的リズムとの間の関連性が示されている（例えば、Ａｐｐｅｎｚｅｌｌｅｒらの“ＳｔａｂｌｅＩｓｏｔｏｐｅＲａｔｉｏｓｉｎＨａｉｒａｎｄＴｅｅｔｈＲｅｆｌｅｃｔＢｉｏｌｏｇｉｃＲｈｙｔｈｍｓ，”ＰＬｏＳＯＮＥ２（７）：ｅ６３６．ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１３７１／ｊｏｕｒｎａｌ．ｐｏｎｅ．００００６３６，Ａｐｒｉｌ２０１７を参照されたい）。しかし、そこには、
【０００５】
上記の背景を考慮すると、当該技術分野では、金属代謝に関連する生物学的状態を正確に診断するための改善されたシステムおよび方法が必要とされている。特に、金属代謝に関連する生物学的状態の診断のために、非侵襲的方法で検出可能なバイオマーカーが必要である。
【発明の概要】
【０００６】
このように、金属代謝に関連する生物学的状態の診断のための正確な方法およびシステム、特に非侵襲的診断のための要求が存在している。本開示は、例えば、金属代謝に関連する生物学的状態の診断のための生体試料バイオマーカーを提供することによって、これらの必要性に対処する。生体試料には、特定の金属の堆積物が含まれ、成長に関連するヒト生体試料が含まれる。かかる生体試料は、毛幹、歯、および爪であり得る。本開示の非侵襲性バイオマーカーは、幼児、さらには１歳未満の乳児の診断に使用することができる。
【０００７】
一部の実施形態によれば、金属代謝に関連する第１の生物学的状態について対象を評価する方法は、対象の金属代謝に関連する生体試料上の基準線に沿った複数の位置におけるそれぞれの位置をサンプリングし、それにより複数のイオン試料を取得することを含む。複数のイオン試料中の各イオン試料は、複数の位置における異なる位置に対応し、複数の位置における各位置は、金属代謝に関連する生体試料の異なる成長期間を表す。本方法は、複数のイオン試料中の各イオン試料を（例えば、質量分析計または他の分光法を用いて）分析し、それにより複数のトレースを含む第１のデータセットを取得することを含む。複数のトレース内の各トレースは、複数のイオン試料から集合的に決定された、複数の元素同位体中の対応する元素同位体の経時的な濃度である。本方法は、特徴のセットを含む複数のトレースから第２のデータセットを導出することを含む。特徴のセット内のそれぞれの特徴は、複数のトレース内の単一の同位体または同位体の組み合わせの変動によって決定される。本方法は、特徴のセットを訓練済み分類子に入力し、それにより、対象が金属代謝に関連する第１の生物学的状態を有する確率を訓練済み分類子から取得することを含む。
【０００８】
一部の実施形態では、複数の元素同位体は、表１に列挙される元素同位体から選択される。一部の実施形態では、複数の元素同位体は、表１に列挙される元素同位体のうちの少なくとも２２個の元素同位体を含む。
【０００９】
一部の実施形態によれば、特徴のセット内の各特徴は、複数のトレースのうちの単一のそれぞれのトレース、または複数のトレースのうちの２つのそれぞれのトレースに関連付けられている。一部の実施形態では、特徴のセットは、表２に列挙される特徴から選択され、任意選択で、特徴のセットは、表３に列挙される１つ以上の特徴をさらに含む。一部の実施形態では、特徴のセットは、表２に列挙される少なくとも２３個の特徴を含む。
【００１０】
一部の実施形態では、金属代謝に関連する第１の生物学的状態は、自閉症スペクトラム障害（ＡＤＳ）、注意欠陥／多動性障害（ＡＤＨＤ）、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）、統合失調症、過敏性腸疾患（ＩＢＤ）、小児腎移植拒絶反応、および小児がんからなる群から選択される。
（【００１１】以降は省略されています）

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