CN102099484A - 一种利用特定基因组合的表达特征鉴定肿瘤组织及亚型,以及用以预测患者预后与转移相关的方法 - Google Patents

一种利用特定基因组合的表达特征鉴定肿瘤组织及亚型,以及用以预测患者预后与转移相关的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供用于基因表达谱分析的方法,(1)使用含SEQ ID NOS:1-7、8-17或1-17核酸序列的基因组合(gene set)确定人类样本是否为肿瘤;(2)鉴定肿瘤组织是否为腺癌(adenocarcinoma)(使用含SEQ ID NOS:15,18-21核酸序列的基因组合)或鳞状细胞癌(squamous cell carcinoma)(使用含SEQID NOS:22-27核酸序列的基因组合);及(3)预测存活的预后及在人体内肿瘤的转移(使用含SEQ ID NOS:19、28-42或SEQ ID NOS:19、29、31、40及42核酸序列的基因组合),特别是在早期肺癌的人类。基因表达谱优选以cDNA微阵列(microarray)为基础的技术和/或实时反转录聚合酶链式反应(Real-Time RT-PCR)进行,并通过统计方法分析。

Description

一种利用特定基因组合的表达特征鉴定肿瘤组织及亚型,以及用以预测患者预后与转移相关的方法
技术领域
本发明是关于使用基因表达谱分析的方法,(1)使用含SEQ ID NOS:1-7、8-17或1-17核酸序列的基因组合(gene set)确定人类样本是否为肿瘤;(2)鉴定肿瘤组织是否为腺癌(adenocarcinoma)(使用含SEQ ID NOS:15,18-21核酸序列的基因组合)或鳞状细胞癌(squamous cell carcinoma)(使用含SEQID NOS:22-27核酸序列的基因组合);及(3)预测存活的预后及在人体内肿瘤的转移(使用含SEQ ID NOS:19、28-42或SEQ ID NOS:19、29、31、40及41核酸序列的基因组合),特别是在早期肺癌的人类。较佳者为,基因表达谱最好以cDNA微阵列(microarray)为基础的技术和/或实时反转录聚合酶链式反应(Real-Time RT-PCR)进行,并通过统计方法分析。
背景技术
癌症为一种无法控制生长及不正常细胞蔓延为特征的疾病群,若蔓延不受控制,则可导致死亡。癌症因外在因子(例如香烟、化学物质及放射线)及内在因子(遗传突变、荷尔蒙、免疫状况及由代谢所发生的突变)引起,这些因子可一起或接续作用而开始或促进癌化(carcinogenesis),暴露于外在因子及可侦测到癌症之间通常可经过10年以上。癌症可通过手术、放射线、化学疗法及免疫疗法治疗。
所有癌症包含控制细胞生长及分裂的基因的机能不全。约5至10%的癌症明确地为遗传性,遗传性基因的改变使人类有罹患特定癌症的高风险倾向,其它癌症并非为遗传性,而是由于终其一生所发生的基因(突变)损伤所造成,或者是因为内在因子,例如荷尔蒙或营养物在细胞内的消化作用,或外在因子,例如香烟、化学物质或阳光。
肺癌是全世界癌症死亡最常见的死因(Jemal et al.,CA Cancer J.for Clin.(2005)55:10-30;Parkin et al.,European J.of Cancer(2001)37:S4-66)。在2005年,肺癌占被诊断出的癌症的13%,发生率在男性已明显下降,由1984年每100,000人中有102.1人的高峰降至2001年的77.7。在女性中,于长时间的增加之后,第一次减少的比例由1998年的52.8降至2001年的49.1。
在2005年报告指出超过163,000人死于肺癌,此约占所有癌症死亡的29%,自从1987年起,每年因肺癌死亡的女性已多于乳癌。从1991年起男性死亡率已持续以每年约1.9%明显下降,女性肺癌死亡率在数十年间连续增加后近来已达到高原期,下降的肺癌发病率及死亡率反映出过去30年间下降的吸烟率。
吸烟显然是肺癌最主要的风险因子,其它风险因子包括二手烟与在职业上或环境上暴露于某些物质,如砷、苯类的有机化学物、氡及石绵;于职业、医学及环境来源的放射线暴露;空气污染及结核病。
肇始于肺部的癌症根据在显微镜下的细胞外观可区分成两种主要类型,即非小细胞肺癌(NSCLC,non-small cell lung cancer)及小细胞肺癌(SCLC,smallcell lung cancer)。每一类型的肺癌以不同方法生长及蔓延,且治疗方法不同。非小细胞肺癌比小细胞肺癌更为普遍,且通常其生长及蔓延较为缓慢。非小细胞肺癌有三种主要类型,其以癌症发展中的细胞类型而被称为:鳞状细胞癌(squamous cell carcinomas)、腺癌(adenocarcinomas)及大细胞癌(large-cellcarcinomas)。
鳞状细胞癌为一种肇始于鳞状细胞的癌症,其薄而平的细胞看起来类似鱼鳞。鳞状细胞被发现于形成皮肤表面、身体中空脏器的内衬(lining)及呼吸道与消化道的通道的组织。腺癌为一种肇始于内衬在某些内脏的细胞且具有腺体(分泌)特性的癌症类型。此外,大细胞癌为一种在显微镜视野下相较于周围的细胞,细胞较大且看起来不正常的癌症类型。
肺癌也可在癌症的实际类型被鉴定之前,依据所在的位置而被分类,例如肺癌发生于肿疡的疾病种类,肿疡为一种当细胞分裂比其应该分裂的多或当其应该死亡而未死亡时所造成的不正常组织肿块。依据细胞所在的位置,肿疡可在进一步区分成胸腔肿疡、呼吸道肿疡及肺肿疡,这些位置间的差异与最后肿疡存在的位置有关。例如,胸腔肿疡存在于胸腔区域,呼吸道肿疡包括所有涉及呼吸的器官(即鼻、咽、喉、气管、支气管及肺),而肺肿疡仅于胸腔内供应身体氧气及移除二氧化碳的成对器官之一发现。
过去在早期检测上的努力仍不能证实降低死亡率的能力,胸腔X光、唾液中细胞分析及支气管通道的光纤检测在改善存活率或确定预后已显示有限的效力。较新的试验,例如低剂量螺旋计算机断层摄影仪扫描及唾液的分子标识,在检测早期(较可手术的阶段)肺癌上已产生有希望的结果,而较为可能存活。然而,当评估筛检的风险及优点时,必须考虑有大量关于肺穿刺病理切片及手术的风险。
此外,当病人具有相同的临床及病理特征时,NSCLC的临床病理分期系统不能充分预测结果,大约30%的NSCLC病人表达早期的疾病状态且接受可能治愈的治疗方式。然而,其中有40%的病人将会在五年内复发(Hoffman etal.,Lancet(2000)355:479-485;Mountain,Chest(1997)111:1710-1717;andNaruke et al.,J.Throac.Cardiovasc.Surg.(1988)96:440-447)。
分子层面的研究对于鉴别治疗后再复发或转移高风险病人提供更多的信息,这将有助于改善对NSCLC病人的管理。近年来,基因表达谱显示能够区分不同存活情形的病人(Beer et al.,Nat.Med.(2002)8:816-824and Wigle et al.,Cancer Res.(2002)62:3005-3008)。值得注意地,临床上被分为早期的病人中有不少比例在基因表达谱方面被认定为预后差的高风险群。尽管如此,基因表达谱方法的临床应用仍受限于参与基因数量的过于庞大(Ramaswamy,N.Engl.J.Med.(2004)350:1814-1816)。再者,多数被选中的基因实际上在不同肺癌的研究中的结果是截然不同的,只有非常少的基因才能一致地被算进去(Endoh etal.,J.Clin.Oncol.(2004)22:811-9)。
此外,几个最近的微阵列研究显示基因表达谱(gene expression profiling)能够用来区分肺癌的组织病理种类的亚型(如腺癌和鳞状细胞癌)(Bhattacharjee et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.(2001)98:13790-13795;Garber et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.(2001)98:13784-13789;McDoniels-Silvers et al.,Clin.Cancer Res.(2002)8:1127-1138;McDoniels-Silvers et al.,Neoplasia(2002)4:141-50;and Nacht et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.(2001)98:15203-8)。目前的数据显示,区别肺癌亚群的最佳基因表达谱在不同的组中可能不同。举例来说,在东亚民族(包括台湾及日本)组中,发现表皮生长因子受体(epidermal growthfactor receptor,EGFR)对于治疗的反应率高于其它种族(Chou et al.,Clin.Cancer Res.(2005)11:3750-7;Huang et al.,Clin.Cancer Res.(2004)10:8195-203;Shigematsu et al.,J.Natl.Cancer Inst.(2005)97:339-46)。
本发明者先前已鉴别超过600个与转移有关连的基因,在本发明下一部份,将进一步描述所发现的特定基因组合,其可决定在人类发展为肿瘤的风险;鉴别肺癌的亚型,尤其是区别腺癌与鳞状细胞癌;及预测具有肿瘤的人的预后。
发明内容
本发明提供(1)鉴定人类样本是否为肿瘤的方法;(2)鉴定人类肿瘤组织是否为腺癌及鳞状细胞癌的方法;及(3)预测具有肿瘤的人预后的方法。
第一方法需要比较人类样本的基因组合的基因表达与对照组中相同基因组合的相应基因表达(对照组可为标准化的数据、在健康人类受试者中相应基因组合的基因表达或相同人类受试者正常区域组织的基因表达。)本文所述的基因表达通过实时反转录聚合酶链式反应(Real-Time RT-PCR)或基于cDNA微阵列技术测定,其使用PROC RANK统计软件SAS(版本9.1:SAS InstituteInc.,Cary,NC,USA)标准化,根据对数强度决定基因表达。
7-基因组合及10-基因组合已被选用于通过威尔科克森带符号秩检验(Wilcoxon signed-rank test)测定人类样本是否为肿瘤,在7-基因组合或10-基因组合各基因的基因表达与对照组中相应基因表达相互比较,并进一步通过判别分析(discriminant analysis)和/或任意一种系统聚类(hierarchical clusteringanalysis)分析,7-基因组合包括THBS2(SEQ ID NO:1)、FAP(SEQ ID NO:2)、IGFBP3(SEQ ID NO:3)、PLAU(SEQ ID NO:4)、MCM4(SEQ IDNO:5)、MMP1(SEQ ID NO:6)及CDC20(SEQ ID NO:7),此组的基因特征为在人类肿瘤组织中的基因表达高于对照组,较佳的为二倍且显著(即p值小于0.05)高于对照组。
10-基因组合包括ADARB1(SEQ ID NO:8)、THBD(SEQ ID NO:9)、NR4A1(SEQ ID NO:10)、TGFBR2(SEQ ID NO:11)、SPARCL1(SEQID NO:12)、CAV1(SEQ ID NO:13)、ADRB2(SEQ ID NO:14)、K1AA1102(SEQ ID NO:15)、TGFBR3(SEQ ID NO:16)及GPM6A(SEQ ID NO:17),此组的基因特征为在人类肿瘤组织中的基因表达低于对照组,较佳的为二倍且显著(即p值小于0.05)低于对照组。
或者是,合并7-基因组合与10-基因组合的17-基因组合,其也可用于测定人类肿瘤。
可被用于测定基因表达的人类样本较佳为人体组织,可通过此方法测定的肿瘤类型包括(但不限于)呼吸道肿疡、胸腔肿疡、肺癌、腺癌及鳞状细胞癌。
第二方法应用于在已预先被测定为类肿瘤的人类样本中测定肺癌亚型,即腺癌或鳞状细胞癌。为了测定肿瘤组织是否为腺癌,在已预先被测定为类肿瘤的人类样本中,使用在5-基因组合各基因的微阵列技术的基因表达已被鉴定出来,5-基因组合包括MUC1(SEQ ID NO:18)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、KIAA1102(SEQ ID NO:15)、PTPRU(SEQ ID NO:20)及SCP2(SEQID NO:21)。5-基因组合是以威尔科克森带符号秩和检验(Wilcoxon rank sumtest)挑选出来,在人类样本中此组的基因会被正调控,较佳者为基因表达大于1.7倍并具有显著差异(较佳者为具有小于0.05的显著系数p值)。5-基因组合的基因表达谱以cDNA微阵列技术或实时RT-PCR完成,且进一步通过判别分析及任意一种系统聚类分析分析之。
为了测定样本是否为鳞状细胞癌,已预先被测定为类肿瘤的人类样本中的6-基因组合通过威尔科克森带符号秩和检验挑选出来,此6-基因组合包括SLC43A3(SEQ ID NO:22)、MXD1(SEQ ID NO:23)、S100A8(SEQ IDNO:24)、ODC1(SEQ ID NO:25)、PIK3CA(SEQ ID NO:26)及CMKOR1(SEQ ID NO:27),此组的基因在人类样本中被正调控,较佳者为大于1.7倍并具显著差异(较佳者为具有小于0.05的显著系数p值)。6-基因组合的基因表达谱通过cDNA微阵列技术或实时RT-PCR完成,且进一步通过判别分析及任意一种系统聚类分析分析之。在SEQ ID NO:22中的序列可以SEQ IDNOS:44及45置换,该二者事实上为具有长度些微不同的相同基因。
第三方法适用于预测具有肿瘤的人的预后,其包括自人类获得样本,并测定在16-基因组合中各基因的基因表达,16-基因组合包括ANXA5(SEQ IDNO:28)、LCK(SEQ ID NO:29)、FRAP1(SEQ ID NO:30)、STAT1(SEQID NO:31)、NF1(SEQ ID NO:32)、HGF(SEQ ID NO:33)、HMMR(SEQID NO:34)、IRF4(SEQ ID NO:35)、ZNF264(SEQ ID NO:36)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、STAT2(SEQ ID NO:37)、CPEB4(SEQ ID NO:38)、RNF4(SEQ ID NO:39)、DUSP6(SEQ ID NO:40)、MMD(SEQ ID NO:41)、及DLG2(SEQ ID NO:42),在此16-基因组合中每一基因个别的基因表达可用于合并各基因的回归系数,以计算风险分数,其具有下列方程式:
风险分数=-1.09xANXA5-0.84xLCK-0.77xFRAP1-0.58xSTAT1+0.47xNF1+0.51xHGF+0.52xHMMR+0.52xIRF4+0.55xZNF264+0.55xErbB3+0.59xSTAT2+0.59xCPEB4+0.65xRNF4+0.75xDUSP6+0.92xMMD+1.32xDLG2
其中该ANXA5、该LCK、该FRAP1、该STAT1、该NF1、该HGF、该HMMR、该IRF4、该ZNF264、该ErbB3、该STAT2、该CPEB4、该RNF4、该DUSP6、该MMD、及该DLG2于上述方程式中代表该基因组合中该基因的基因表达,其基因表达可通过实时反转录聚合酶链式反应(实时RT-PCR)或cDNA微阵列技术分析而得到。
风险分数可用于将人类分成具有肿瘤的高风险或低风险组。
由前述16-基因挑选出的5-基因组合,能通过实时反转录聚合酶链式反应(实时RT-PCR)或cDNA微阵列技术分析预测预测具有肿瘤的人的预后。此5-基因组合包括LCK(SEQ ID NO:29)、STAT1(SEQ ID NO:31)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、DUSP6(SEQ ID NO:40)、及MMD(SEQ ID NO:41),其通过单变量Cox比例风险模型回归分析法(univariate Cox’s proportionalhazards regression analysis)挑选,此5-基因组合的基因表达谱通过决策树模式(decision tree model)分析。前述肿瘤较佳为肺癌,最佳为非小细胞肺癌,且对象为具有早期肺癌的人。
用于预测具有肿瘤的人预后的5-基因组合,能以3-基因组合置换,该3-基因组合包含但不限于(1)STAT1(SEQ ID NO:31)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、及LCK(SEQ ID NO:29);(2)STAT1(SEQ ID NO:31)、ErbB3(SEQID NO:19)、及MMD(SEQ ID NO:41);(3)STAT1(SEQ ID NO:31)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、及DUSP6(SEQ ID NO:40);(4)LCK(SEQID NO:29)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、及MMD(SEQ ID NO:41);以及LCK(SEQ ID NO:29)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、及DUSP6(SEQ IDNO:40)。
最后,本发明提供一种诊断试剂盒以用来预测具有肿瘤的人的预后。该诊断试剂盒包含实时反转录聚合酶链式反应(实时RT-PCR)的试剂,用以分析该5-基因组合中各基因的个别基因表达,包含LCK(SEQ ID NO:29)、STAT1(SEQ ID NO:31)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、DUSP6(SEQ ID NO:40)及MMD(SEQ ID NO:41)。该试剂包含针对5-基因组合和/或控制基因的特异性探针及引物,该控制基因较佳为编码TATA-盒结合蛋白(TATA-box bindingprotein;TBP)的内源性基因。前述5-基因组合能被3-基因组合置换。
附图说明
图1显示卡普兰-迈耶(Kaplan-Meier)存活曲线(整体存活率于左栏,而无复发的存活率于右栏)关于下列4个方案:(A)以微阵列为基础的16个基因在训练数据组(n=63)中,以具风险分数中间值作为次分群切点(cut-offpoint);(B)以微阵列为基础的16个基因在试验数据组(n=62)中,使用衍生自训练数据组的相同切点;(C)以实时RT-PCR为基础的5个基因于次级样本(n=101)中以决策树模式预测病患;(D)基于实时RT-PCR的5个基因以决策树模式由次级样本(n=59)将第I期及第II期病患分层以预测病患;
图2显示在独立组(n=60)中,基于实时RT-PCR的5个基因的预测模式,及关于整体存活的Kaplan-Meier存活曲线。(A)整群独立组(n=60);(B)由独立组分层出来的第I及第II期病患(n=42);
图3显示关于下列三个方案的颜色图(color-gram)(训练资料组于左栏且试验资料组于右栏),及(A)与(B)的二维系统聚类分析(栏代表基因,且列代表检体及由蓝(低)至红(高)代表基因表达程度):(A)关于癌症鉴定及正常分布的检体的17个基因表达谱,-2.7至2.7(任意单位);(B)关于癌症鉴定及正常分布的检体的17个基因表达谱,关于癌症的亚群分类及正常分布的检体的11个基因表达谱,-2.4至2.4(任意单位);(C)关于转移及存活的预测的16个基因表达谱,上方白至红的色谱代表病患的风险由低至高,列表示风险及保护性基因,栏代表病患,且由-2.3至2.3的蓝至红的色谱代表基因表达程度;
图4显示决策树模式,其以实时RT-PCR所分析的样本为基础而建构,每一结点中的数据包括结点编号(记述于上方)及分类成高风险(以High指出)及低风险(以Low指出)的样本编号,其以使用微阵列试验数据的预后预测模式分类。新样本(或检体)的分类决定末端结点中可含有的新样本(或检体)。例如,结点1含完整亚群(101个相对基因表达测量;57个来自高风险群及44个来自低风险群)。第一叉口是基于“ErbB3”基因的表达:相对基因表达测量(以实时RT-PCR)少于0.15形成结点3而其它测量形成结点2。
具体实施方式
本发明一方面提供测定在人类身上肿瘤发展风险的方法,另一方面包括区别人类二种肿瘤类型的方法,及预测具有肿瘤的人预后的方法。本发明所涉及的肿瘤包括胸腔肿疡、呼吸道肿疡、肺肿疡、肺癌、非小细胞肺癌、腺癌及鳞状细胞癌。
测定肿瘤发展风险的方法需要取自人类的样本,样本包括组织样本,其包括(但不限于)上皮组织、结缔组织、肌肉组织及神经组织。上皮组织样本包括单层上皮(即鳞状、立方及柱状上皮)、假复层上皮(即柱状上皮)及复层上皮(即鳞状上皮)。结缔组织样本包括胚胎结缔组织(即间质结缔组织及粘液状结缔组织)、一般结缔组织(即疏松结缔组织及致密结缔组织)、及特殊结缔组织(即软骨、骨及动物性脂肪)。肌肉组织样本包括平滑肌(即不随意肌)及横纹肌(即随意及不随意肌)。神经组织样本包括神经及支撑细胞。此外,样本可含肺部系统独特的细胞,例如来自气管、支气管、小支气管及肺泡的细胞,还包括口及喉独特的细胞,例如口腔中所有形式的细胞,其包括脸颊内衬、舌、口腔底部及顶部、牙龈、喉及唾液样本。
本发明的方法也需要取自人类的正常样本,正常样本包含组织样本,例如上皮组织、结缔组织、肌肉组织及神经组织。上皮组织样本包括单层上皮(即鳞状、立方及柱状上皮)、假复层上皮(即柱状上皮)及复层上皮(即鳞状上皮)。结缔组织样本包括胚胎结缔组织(即间质结缔组织及粘液状结缔组织)、一般结缔组织(即疏松结缔组织及致密结缔组织)、及特殊结缔组织(即软骨、骨及动物性脂肪)。肌肉组织样本包括平滑肌(即不随意肌)及横纹肌(即随意及不随意肌)。神经组织样本包括神经及支撑细胞。此外,样本可含肺部系统独特的细胞,例如来自气管、支气管、小支气管及肺泡的细胞,也包括口及喉独特的细胞,例如口腔中所有形式的细胞,其包括脸颊内衬、舌、口腔底部及顶部、牙龈、喉及唾液样本。
正常样本被定义为表达包含表1中这些基因的样本,不论是来自相同病人或是健康人类受试者。一旦分析模式被定义后,它将成为标准化的数据。这个时候仅需要分析病患的肿瘤样本,而不是相同病患的肿瘤样本与正常样本。
关于自人类取得样本,自样本中分离并萃取总RNA及扩增,扩增程序根据反义RNA(aRNA)扩增法,并涉及数组分析中造成极小的信使RNA(messenger RNA)的线性扩增的一连串酶反应。此程序由被反转录的全部或聚(A)RNA起始,在第一链合成后,反应以RNase H处理,以切割mRNA成为小片段,这些小RNA片段在第二链合成反应时做为引物(primer)。
一旦RNA由样本中萃取,然后在上述程序中转变成cDNA或cRNA,作为微阵列分析的准备,其中微阵列的用途为定量自不同基因转录mRNA,该基因编码不同蛋白质,复制体(copies)也可通过RT-PCR扩增。随后荧光标签(Fluorescent tag)或地高辛配基-dUTP(digoxigenin-dUTP)酶并入新合成的cDNA/cRNA中,或可化学连接至DNA或RNA新链,然后含有与数组上单链探针序列互补的序列的cDNA或cRNA分子通过碱基配对被杂交至互补报导子(reporter)被黏上的点,然后当使用微阵列扫描机检测时,该点发出荧光(或发光)。
微阵列可使用不同技术制造,包括以细尖的针印刷于玻璃片上、使用预制光罩的微影技术、使用动态微镜芯片(dynamic micromirror device)的微影技术、喷墨打印、或在微电极数组上的电化学。
增加的或减少的荧光强度显示样本中细胞最近已转录或停止转录含侦测的序列的基因(“最近”,因为在转录后不久细胞倾向于降解RNA),荧光强度对于所存在特定mRNA复制体的数量是概略的比例项,因此概略地显示该基因的活性或表达程度。数组可绘制成图形或“图谱”,其中可以比色分析观察在特定细胞类型及特定情况下基因组中哪些基因具有活性。
本发明所针对的表达基因组合选自这些SEQ.IDs、Unigene组编号、Genbank登录编号及GI编号列于下表1。
表11
Figure G2007800185716D00101
1MCM4包括GI:33469918及GI:33469916;ADARB1包括GI:75709171、GI:75709171及GI:75709167;NR4A1包括GI:27894343、GI:27894342及GI:27894345;GPM6A包括GI:42476104、GI::42476106及GI:42476107;MUC1包括GI:33300664及GI:65301116;PTPRU包括GI:19743930及GI:19743932;STAT1包括GI:21536299及GI:21536300;HMMR包括GI:7108348及GI:7108350;DUSP6包括GI:42764686及GI:4276482。
为了确定代表肿瘤风险的基因是否存在于病患身上,将正常样本与取自病患的样本进行比较。正常样本可包含具有未显示肿瘤存在的表达特征的细胞,在此方法中,当取得样本及使用上述程序测量基因表达程度时,若来自样本的微阵列的荧光探针强度大于(对那些在癌症组织正调控的基因而言)或小于(对那些在癌症组织负调控的基因而言)正常样本,则病患发展成肿瘤的机会增加(荧光强度包含比色信号的扫瞄及定量影像,其使用专业微阵列分析软件,例如GenPix Pro5.0(Axon Instruments)。
所使用的“正常样本”一词表示来自健康受试者或是相同病人的正常区域的对照组,之后对于来自病患的样本作为比较的模型,此对照组根据来自此健康受试者的微阵列强度,该受试者并不具有类肿瘤症状的遗传标识。此外,在建立此对照组模式、获得标准化的数据后,来自病患样本的基因表达程度可直接与标准化的数据比较,而代替正常样本。
在测定人类是否具有肿瘤或发展成肿瘤的风险需要比较这些正常及潜在类肿瘤基因的基因表达程度,当比较基因时,这些具有较大或有时较低表达程度的基因,将随着该些与转移相关基因的性质,而被考虑并指出有发展成肿瘤的风险。最好,这些可被指为类肿瘤样本中那些基因的表达程度将具有正常样本的二倍增加或是抑制。
在分析所选择的基因,应用费氏判别分析(Fisher discriminant analysis)和/或系统聚类分析建构用于肿瘤组织鉴别的基因图谱。
通过最大化预定组间的差异的方式合并变量而进行费氏鉴别分析,系统聚类分析被定义为分组或分割受试者的群集成为次组别或“群”,每群中相互间的关系比被分配至其它群中者更为密切。在系统聚类分析中,数据在单一步骤中并不被分配成特定的群。取而代之,可由含有所有目标的单一集群发生一系列的分配,而至每一个含单一目标的n个集群。
在区别二种类型肿瘤上,如腺癌与鳞状细胞癌,在获得一个已先被认定为类肿瘤的组织后,进行如前述的相同程序,所选基因组合以个别或整组表达。然而,重点在于该些基因组合是否能代表腺癌或鳞状细胞癌,因而鉴别这些基因在腺癌高度表达的强度与在鳞状细胞癌高度表达的强度进行比较。此外,为了使鳞状细胞癌与腺癌相区别,测量与鳞状细胞癌相关基因的表达强度,并与腺癌相关基因的表达强度做比较。
预测具有肿瘤的人预后的方法需要肿瘤组织作为所选基因组合个别基因表达分析的对象。然后定量这些基因或基因组合的强度,因此使基因以个别或整组被分类成强度在0-25%范围的第一组、强度在25%或大于25%至50%范围的第二组、强度在50%或大于50%至75%范围的第三组、及强度在75%或大于75%至100%范围的第四组。
在分类基因组合之后,然后进行各基因的单变量Cox比例风险模型回归分析,藉此可挑选所有存活的相关基因。之后测定个别病患的风险分数,包含所挑选基因的回归系数乘以相应表达强度的总和。
Cox回归(或比例风险模型回归)为一种调查在详载所发生事件的时间上数个变异数效力的方法,在发生例如死亡的结果的前后关系上已知道依Cox回归用于存活分析,此方法并不能断定任何特定“存活模式”,但其并不是真正的非参数,因为此方法的确可推断预测变量(predictor variable)在存活上的效果为相对时间的常数,且在一等级中为加成的。
根据中位数风险分数,然后将病患分类为具有存活的高或低风险,或具有无复发的存活率,此通过比较相应的整体存活率与无复发的存活率的Kaplan-Meier估计而决定。Kaplan-Meier法为一种非参数性(保险统计)技术而用于估计时间-相关性事件(生存函数),通常其用于分析死亡的机率,其可被有效的用于分析至时间终了,例如疾病缓解。详见图1。
如图1所示,Kaplan-Meier存活曲线,其中整体存活率被显示于左栏,而无复发的存活率(无复发的存活率界定为诸如改善期间后的症状复发及例如肿瘤的疾病征兆)显示于右栏,以下列4个方案表示:(A)以微阵列为基础的16个基因在训练数据组(n=63)中,以具风险分数中间值作为次级样本切点(cut-offpoint);(B)以微阵列为基础的16个基因在试验数据组(n=62)中,使用衍生自训练数据组的相同切点;(C)以实时RT-PCR为基础的5个基因于次级样本(n=101)中以决策树模式预测病患;(D)基于实时RT-PCR的5个基因以决策树模式由次级样本(n=59)将第I期及第II期病患分层以预测病患。
图2进一步证实具有独立组(n=60)中,基于实时RT-PCR的5个基因的预测模式,及显示整体存活的Kaplan-Meier存活曲线。(A)中的曲线表示整群独立组(n=60),而(B)中的曲线表示由独立组分层出来的第I及第II期病患(n=42)。
决策树定义为采用例如经一组性质所述的目标或状态的输入端,藉此输出yes/no决策。因此决策树表示布尔(Boolean)函数,也可表示具较大范围输出值的函数,本发明所考虑的决策树显示于图4。
图4的决策树模式建立在以实时RT-PCR所分析的样本数为基础的上,每一结点中的数据包括结点编号(记述于上方)及分类成高风险(以High指出)及低风险(以Low指出)的样本编号,其以使用微阵列试验数据的预后预测模式分类。新样本(或检体)的分类决定末端结点中可含有的新样本(或检体)。例如,结点1含完整亚群(101个相对基因表达测量;57个来自高风险群及44个来自低风险群)。第一叉口基于“ErbB3”基因的表达:相对基因表达测量(以实时RT-PCR)少于0.15形成结点3而其它测量形成结点2。
下列实验设计系为说明,不应限制本发明的范畴,合理的变化,诸如对于熟习此项技艺者显而易见为合理者,可于不脱离本发明的范畴下进行。
材料与方法
1.病人与检体
肺癌肿瘤及其外围正常组织检体得自于188位在1999年11月至2004年6月间于台中荣民总医院接受手术切除的病人。病人与检体详细的临床病理特征列于表2。
表2、病人的临床病理特性(病人数=188)
Figure G2007800185716D00141
2.人类cDNA微阵列分析
从先前纳入参考文献中的研究(Chen et al.,Cancer Res.(2001)61:5223-5230)得到公认基因名称的人类EST殖系(clone)。每一个薄膜微阵列芯片上的矩阵(matrix)由658个先前选出的基因加上14个对照组,共672个经过序列确认的基因探针所建构而成。GAPDH(Glyseraldehyde-3-phosphatedehydrogenase;甘油醛磷酸脱氢酶)基因作为阳性对照组并在每个矩阵中点制七次。阴性对照组源自于植物的基因片段,也在每个矩阵中点制七次。每一片薄膜都含有两个独立的矩阵,并用来与同一个检体进行杂交分析。从检体中分离出4微克的总量RNA,经过RNA扩增试剂盒(MessageAmpTM aRNA Kit,Ambion Inc.,TX,USA)进行线性增殖后,接着如先前的报告所描述的,在反转录过程中,利用地高辛精(digoxigenin)加以标示(Chen et al.,Genomics(1998)51:313-324)。所有的分析步骤包括杂交、呈色、影像分析以及探针信号的定量都依先前发表文献所描述地执行(Chen et al.,Cancer Res.(2001)61:5223-5230;Chen et al.,Genomics(1998)51:313-324;and Chen et al.,J.Clin.Oncol.(2005)23:953-964)。
3.数据前处理
步骤1—信号强度的平均
求出每一个薄膜微阵列上每一个基因探针的两个重复信号强度的平均。
步骤2—标准化
信号强度平均应用分位数标准化法(quantile normalization method)标准化,此方法可将每一个微阵列中的探针信号强度分布变成相同。如Bolstad等人所描述(Bolstad et al.,Bioinformatics(2003)19:185-193),这个步骤可帮助一组芯片标准化以缩小可能存在的非生物性差异,而无须选择任何一个基因探针强度作为全部芯片标准化的基准或是以成对检体分析数据方式执行。
使用市售微阵列数据处理软件,例如以Avadis执行分位数标准化,依照Bolstad等人的描述及Avadis使用者手册的解说,将每一个基因的全部信号强度值排序来完成标准化(Bolstad et al.,Bioinformatics(2003)19:185-193;AvadisTM(2004)AvadisTM user manual.USA,Strand Genomic Pvt Ltd.)。
步骤3—背景值设定
如先前发表文献所描述(Chen et al.,J.Clin.Oncol.(2005)23:953-964),为了区分那些来自不显著基因的噪声,凡是低于3,000以下的基因信号强度值,一律重设为3,000作为背景值。
步骤4—对数转换
所有前处理的数据都须经过2的对数转换。
步骤5—过滤
为了过滤掉不显著的基因而计算每一个基因的变异系数(coefficient ofvariation,CV)。如果一个基因表达量变化在所得分析数据呈现CV值小于3%,将不纳入进一步的分析步骤。
4.资料分群
在统计分析前,从包含肿瘤及外围正常组织的检体对所得到的微阵列数据随机分成训练数据组及试验数据组。分别从三个项目来看这两组之间并没有临床病理特征上明显的差异。如表3。
表3、资料组的临床病理特征摘要
Figure G2007800185716D00161
Figure G2007800185716D00181
Figure G2007800185716D0018101330QIETU
:T检验(T test)
Figure G2007800185716D0018101334QIETU
:费氏精确检验(Fisher’s exact test)
§:卡方检验(Chi-square test)
实施例1
鉴别肿瘤组织的基因组合
1.统计分析
微阵列原始数据经过先前的数据前处理所描述的过程处理。对数信号强度使用统计软件SAS(version9.1;SAS Institute Inc.,Cary,NC,USA)的PROCRANK功能进一步地标准化。
从每个个体的肿瘤组织及邻近正常组织所得到的微阵列数据在统计分析中以成对数据进行处理。依照Avadis使用者手册(AvadisTM(2004)AvadisTM usermanual.USA,Strand Genomic Pvt Ltd.;and Rosner R.(2000)Fundamentals ofbiostatistics(ed5).California,USA,Duxbury)的叙述,利用威尔科克森带符号秩检验(Wilcoxon signed-rank test)选出成对组织间于表达程度有明显差异的基因,为了控制伪阳性率在0.05的微小值,应用伪发生率(false discover rate,FDR)计算出校正后的p值(Benjamini and Hochberg J.the Royal StatisticalSociety Series B(1995)57:289-300),在表达程度呈现两倍差异的基因,才能继续随后的判别分析或集群分析。
依据以上所选出的基因,采用监督性的费氏判别分析(Fisher’s discriminantanalysis)(Johnson and Wichern(1998)Applied multivariate statistical analysis(ed4).New Jersey,USA,Prentice-Hall Inc.)及未监督性的系统聚类法(hierarchical clustering analysis)(Draghici S.Data analysis tools for DNAmicroarrays.(2003)London,UK CRC Press)去建构鉴别肿瘤组织的基因表达谱。判别分析是一种众所周知的决定两个或多个已存在群体间鉴别变量的一般性统计技巧。以本研究为案例,当基因数量少时,虽然费氏判别分析在区分正常与肿瘤组织的表达非常地好(Dudoit et al.,J.American Statistical Association(2002)97:77-87),但是它却无法以直觉的方式显示出基因之间的关连性。为此,以皮尔森相关系数(Pearson correlation coefficient)为接近度基础(proximitymatrix),采用平均连接法(average linkage)的二维系统聚类法(two-dimensionalhierarchical clustering method)(Draghici S.Data analysis tools for DNAmicroarrays.(2003)London,UK CRC Press)进一步被导入。
2.结果
如表4所示,17个基因被选出来作为鉴别肿瘤或正常组织(表4)。不论在肿瘤组织(7个基因)或在正常组织(10个基因),它们全部都至少有两倍变化的较高表达程度。
在训练数据组中,判别分析的结果显示确效指数(validity indexes)如下:灵敏度=0.90,特异性=0.96,阳性预测值(PPV)=0.96,阴性预测值(NPV)=0.91。所建立的模式被进一步应用于试验数据组,以独立评估其确效。分析结果显示所有的指数依然很高(灵敏度=0.86,特异性=0.89,PPV=0.89而NPV=0.86)。结果指出这17个基因组合能够清楚地从正常组织中有效地区分出肿瘤组织。
另一方面,当使用这些筛选出的基因的未监督性的系统聚类分析导入训练资料组时(图3A),以不同颜色显示,也能清楚地指出大部份有着相同基因表达谱的组织能够被集群在一起。仅有少部份检体与其周遭因素无法符合并相应排列。试验资料组也发现相似的情形。
17个基因组合中有几个基因于先前已被报导与肿瘤的发生有正或负相关,例如CAV1(Bender et al.,Cancer Res.(2000)60:5870-5878;Ho et al.,Am.J.Pathol.(2002)161:1647-1656;Sagara et al.,Br.J.Cancer(2004)91:959-965;andWichen et al.,Am.J.Pathol.(2001)158:833-839)、MMP1(Gouyer et al.,Cancer(2005)103:1676-1684)与IGFBP3(Spitz et al.,Cancer Epidemiol.BiomarkersPrev.(2002)11:1413-1418;and Renehan et al.,Lancet(2004)363:1346-1353)。
表4、分类研究的基因列表:肿瘤组织的鉴别
Figure G2007800185716D0020101451QIETU
:负值在癌症组织中为正调控(up regulation),正值在正常组织中为正调控。
:p值受到FDR的保护。
实施例2
肺癌次级分类的基因组合
进一步试验基因表达谱是否能够应用于区分肺癌的不同亚型,尤其是两种主要的类型:腺癌与鳞状细胞癌。
1.统计分析
利用cDNA微阵列分析方法所得原始数据经过前述的数据前处理步骤,对数强度使用统计软件SAS(version9.1;SAS Institute Inc.,Cary,NC,USA)的PROC RANK功能进一步地标准化。
在统计分析前,仅将得自肿瘤组织检体的信号强度值随机分成训练数据组与试验数据组两组(表3(B))。为选取与区分非小细胞肺癌亚型相关的基因,使用一种处理独立个体的无母数(non-parametric)分析法的威尔科克森带符号秩和检验(Wilcoxon rank-sum test),进行重新随机分配10,000次进行分析(Rosner R.Fundamentals of biostatistics(ed5).(2000)California,USA,Duxbury;Draghici S.Data analysis tools for DNA microarrays.(2003)London,UK CRC Press;Dudoit et al.,Stat.Sin.(2000)12:111-139;and Troyanskaya et al.,Bioinformatics(2002)18:1454-1461)。此外,增加两个设定条件作基因筛选,包括校正后的p值必须小于0.05及表达程度差异高于1.7倍。
2.结果
如表5所示,11个基因被选出作为肺癌细胞种类分类。在这11个基因中,5个基因的倍数变化为负值,表示在腺癌(AC)具有比较高的表达,包括KIAA1102(SEQ ID NO:15)、MUC1(SEQ ID NO:18)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、PTPRU(SEQ ID NO:20)与SCP2(SEQ ID NO:21)。其它6个基因,包括SLC43A3(SEQ ID NO:22)、MXD1(SEQ ID NO:23)、S100A8(SEQ ID NO:24)、ODC1(SEQ ID NO:25)、PIK3CA(SEQ ID NO:26)以及CMKOR1(SEQ IDNO:27)为正值,表示在在鳞状细胞癌(SCC)表达比较高。这组被选中的基因至少有1.7倍的变化及小于0.01的p值。
在训练数据组中,判别分析的结果显示灵敏度及特异性分别为0.81及0.82,PPV与NPV分别为0.76与0.86。关于灵敏度、特异性、PPV及NPV,在试验数据组也得到相似的结果,以此可推测这11个基因组合能够应用于AC与SCC的分类。
很特别地,被选来作为肺癌亚型分类的11个基因中有1个基因(名为KIAA1102(SEQ ID NO:15))也在鉴别肿瘤组织的基因组合中。有些基因被报导说在腺癌(AC)中有极端异常的表达,包括MUC1(SEQ ID NO:18)(与界面活性剂相关及与小呼吸道相连结;Petty et al.,Clin.Cancer Res.(2004)10:3237-3248)与ErbB3(酪氨酸激酶(tyrosine kinase)中EGFR家族成员之一;Poller et al.,J.Pathol.(1992)168:275-80;Sithanandam et al.,Oncogene(2005)24:1847-1859)。相较于区分正常与肿瘤组织基因组的准确度,肺癌亚型分类的11个基因组合稍差,由于亚型分类的工作本来就比较困难,因此不会令人感到惊讶。
表5、分类研究的基因列表:亚型分类
Figure G2007800185716D00221
Figure 2007800185716100002G2007800185716D0020101451QIETU
:负值在腺癌(AC)中为正调控(up regulation),正值在鳞状细胞癌(SCC)中为正调控。
Figure G2007800185716D0022101545QIETU
:p值受到FDR的保护。
实施例3
预测非小细胞肺癌转移与存活的基因表达特征
1.统计分析
利用cDNA微阵列分析方法所得原始数据经过前述的数据前处理步骤。在统计分析前,仅有得自于肿瘤组织检体的信号强度值被随机分成训练数据组与试验数据组两组。
为了预测预后,基因表达强度依据其在整个范围分布的百分比分别就第一(0-25%)、第二(26%-50%)、第三(51%-75%)或第四(76%-100%)个范围以从1到4的次序等级编码。
2.存活相关基因选择
单一基因的单变量Cox比例风险模型回归分析法(univariate Cox’sproportional hazards regression analysis)(Cox DR.Regression Models andLife-Tables.Journal of the Royal Statistical Society Series B(1972)34:187-220)在本研究中作为筛选与整体存活(overall survival)相关的基因。单一基因的Cox’s回归系数被估算出来,接着选出一群有显著相关系数(p值<0.05)的基因。每一个单一病人给予一个风险分数(risk score),其运算方式为将被选出的基因所对应的表达强度乘以其回归系数后的总和。
从所有分入训练数据组的病人中估算所得的风险分数,取其中位数作为将病人分为高风险群或低风险群的切点值(cut-off value),经同样处理过程的试验数据组中病人的分类也应用相同的切点值。
当高风险与低风险的分群决定后,使用Kaplan-Meier方法产生两者的整体及无复发存活曲线(overall and relapse-free survival curves)。两群之间存活的差异则是用指数系列法(log-rank test)分析,独立预后因子的能力由多变异数Cox比例风险模型回归分析法(multivariate Cox’s proportional hazards regressionanalysis)加以评估。本研究设定p值小于0.05为显著等级及双尾(two tailed)p值。
3.结果
从125位有存活状态信息的肿瘤组织检体所得的实验数据供统计分析使用(表3(C))。如果一个基因表达量变化在所得分析数据呈现CV值小于3%,将不纳入进一步的分析步骤,通过过滤后,导致基因数目降低,共有485个基因能进行下一步的挑选。根据Cox比例风险模型回归分析法选出16个与存活相关的基因,其中有4个保护基因(危险率(hazard ratio)小于1)及12个危险基因(危险率大于1)(表6)。所有基因的p值都小于0.05。
表6、从672个基因选出来预测存活与转移的基因
Figure G2007800185716D00241
Figure G2007800185716D0024101620QIETU
:根据微阵列实验用Cox比例风险模型回归分析法所做的评估。
Figure 2007800185716100002G2007800185716D0022101545QIETU
:斯毕尔曼等级相关(Spearman rank correlation)(样本数=101)。
*:用决策树分类的最后组合所选出来的基因(见本文)。
对每一位被分类在训练数据组中的病人,利用16个基因强度的数据产生其风险分数。风险分数的计算如下:
风险分数=-1.09×ANXA5-0.84×LCK-0.77×FRAP1-0.58×STAT1+0.47×NF1+0.51×HGF+0.52×HMMR+0.52×IRF4+0.55×ZNF264+0.55×ErbB3+0.59×STAT2+0.59×CPEB4+0.65×RNF4+0.75×DUSP6+0.92×MMD+1.32×DLG2
Figure G2007800185716D00242
依据风险分数的中位数(切点),病人被分类成高风险群与低风险群,其相对用于评估整体存活与无复发存活(overall survival&disease-free)的Kaplan-Meier方法分别如图1A所示。有高风险特征病人的整体及无复发存活情形都明显比低风险特征病人差(p值小于0.001,指数系列法)。从这些选出基因以颜色绘制的基因表达谱来看(图3C),风险分数较高的病人表达较多的危险基因(绿色),反之,风险分数较低的病人表达较多的保护基因(褐色)。
4.将训练数据组的统计模式转换到试验数据组
当相同的风险分数中位数作为切点代入试验数据组,比较高风险与低风险病人在整体与无复发存活都可以得到相似的式样(图1B)。另外,风险分数较高的病人也呈现较多的危险基因(绿色),反之,风险分数较低的病人则呈现较多保护基因(褐色)(图4C)。
实施例4
使用实时反转录聚合酶链式反应作预后预测的基因
利用实时反转录聚合酶链式反应(Real-time RT-PCR)来确认实施例3描述的预后测定。此外,于实施例3所提及的125位病人样本群中挑出101位,从其实时RT-PCR的分析结果也能建立一个预测模式。
1.材料与方法
分析16个与存活相关基因及一个内源性的控制基因TATA-盒结合蛋白(TATA-box binding protein;TBP)。对基因专一的TaqMan探针及引物组为购自Applied Biosystems公司的商品(Hs00154054_ml for ANXA5、Hs00265843_ml for DLG2、Hs00185667_ml for ZNF264、Hs00169257_ml forDUSP6、Hs00286741_ml for CPEB4、Hs00178427_ml for LCK、Hs00234829_mlfor STAT1、Hs00231302_ml for RNF4、Hs00180031_ml for IRF4、Hs01013132_ml for STAT2、Hs00300159_ml for HGF、Hs00176538_ml forERBB3、Hs00169714_ml for NF1、Hs00234508_ml for FRAP1、Hs00202450_mlfor MMD、Hs00234864_ml for HMMR与Hs00427620_ml for TBP)。利用Taqman一步RT-PCR主体混合试剂(Taqman One-step RT-PCR Master MixReagent)(Applied Biosystems,Branchburg,NJ),使用设备为ABI PRISM7900HT序列检测系统(ABI PRISM 7900HT Sequence Detection System),并根据厂商说明书完成实时RT-PCR实验分析,使用序列检测软件(SequenceDetector Software)计算相对基于内源性控制基因表达的基因表达程度。
2.统计分析与结果
2.1.微阵列与实时RT-PCR研究之间单一基因的相互关系
这16个选出的基因(于实施例三)在微阵列/Cox回归模式与实时RT-PCR两种分析方法是否呈现一致性,以斯毕尔曼等级相关计算其指数(Rosner R.Fundamentals of biostatistics(ed5).(2000)California,USA,Duxbury)。此方法用来计算当数据并非为常态分布时两个变异之间的相关性,是非母数检定法。如同其它所有的相关系数一样,斯毕尔曼等级相关系数得到的值介于-1到+1之间。正相关为两个变项的排序都一起增加,负相关则为一个变项的排序增加而另一个却降低。
根据斯毕尔曼系数(Spearman’s coefficient)(正值且为16个基因中较大者)及p值小于0.05两个条件(表6),我们进阶地选出5个基因,其表达等级在这两种分析方法间明显地有关连,包括LCK(SEQ ID NO:29)、STAT1(SEQID NO:31)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、DUSP6(SEQ ID NO:40)以及MMD(SEQID NO:41)。此5个基因为双重特异性磷酸酶6(dual specificity phosphatase6,DUSP6)、单核细胞至巨噬细胞相关分化(monocyte to macrophagedifferentiation-associated,MMD)、信号转导与转录活化子l(signal transducerand activator of transcription1,91kD,STAT1)、v-erb-b2鸟类红血球母细胞白血病病毒致癌基因同源体3(v-erb-b2avian erythroblastic leukemia viral oncogenehomolog3,ErbB3),以及淋巴球-特异性蛋白酪氨酸激酶(lymphocyte-specificprotein tyrosine kinase,LCK)。其它11个基因不显现相关性,这样的差异非常可能由两个因素所造成。第一,从实验步骤的观点来看,在微阵列方法的杂交前会完成一个总量RNA的额外扩增步骤,而在实时RT-PCR则是直接使用总量RNA。另一个可能的原因是微阵列分析的序号编码或许缩减基因表达的差异,导致相关性量值的降低。
2.2.通过实时RT-PCR的存活与转移的预测
这5个显著相关基因可由实时RT-PCR分析所测量的表达等级,可设计出决策树分类模式(decision tree classification model,图4),应用于推导预测病人的预后风险程度。分类树曾被使用于依据微阵列基因表达谱作为检体分类(Zhang et al.,Proc.Nat.Acad.Sci.USA(2001)and Dudoit et al.,J.Am.Stat.Assoc.(2002)97:77-87)。更多有关分类树架构的信息可从Simon等人所写的参考书中获得(Statistic for Biology and Health-Design and Analysis of DNAMicroarray Investigations(2003)Springer-Verlag,Chapter8:104-106)。
建构一个二元树状结构的分类图,首先根据一特定基因表达量开始,以其基因表达分析数据决定分成两个子群(或称为结点(node))。一个子群含有所选基因表达量大于所订定的阀值的所有样本,而另一个则含有其余剩下的样本。在找出能够适当地将训练数据组的样本分成两个子群的基因及阀值后,这个过程将各自在每一次导出两个子群时重复执行。换句话说,对每一个子群而言,所决定的是能将该子群样本作最佳分开的基因及阀值,这样二元子群分开的过程形成了树状结构,树的每一个结代表一群样本,每一个结根据基因及其表达量的阀值分开。另外,树的末端结点(terminal node)被认定为一类,到每一个末端的结来认定其分类的规则是作为新样本分类的基础。
特别地是,根据5个基因的决策树模式能有效预测病人(整体准确率达96%)。基于这5个基因,高风险特征的病人仍然比低风险特征的病人有明显较差的整体存活率(以指数系列法来看,p值小于0.001)及无复发存活率(以指数系列法来看,p值等于0.002)(图1C)。
根据这5个基因来进行高风险与低风险的二分法(dichotomization)仅与临床病理时期及组织学(细胞种类)有关,与年龄及性别无关(表7(A))。为了进一步评估这高低风险二分法是否能摆脱年龄、性别、细胞种类或临床病理时期的影响而独自预测临床的预后,将这些变化结合成共变量(covariates)着手于多变异数Cox比例风险模型回归分析法。就整体存活率而言,年龄(1.06,95%信赖区间为1.03到1.09,p值小于0.001)、临床病理时期(2.13,95%信赖区间为1.16到3.93,p值为0.015)及高低风险二分法(2.82,95%信赖区间为1.38到5.78,p值为0.005)的危险比率仍然是显著的。无复发存活率的危险比率只有临床病理时期(2.28,95%信赖区间为1.33到3.91,p值为0.003)及高低风险二分法(1.92,95%信赖区间为1.06到3.46,p值为0.03)保持显著的意义。
表7、使用5个基因的实时RT-PCR分析数据的存活与转移预测的临床病理特征摘要
Figure 2007800185716100002G2007800185716D0024101620QIETU
:T检验(T test)
Figure G2007800185716D0028102118QIETU
:费氏精确检验(Fisher’s exact test)
2.3.早期肺癌病人的预后预测
通过将第I期及第II期病人(n=59)导入Kaplan-Meier分析,完成5个基因为主的高低风险二分法,可对早期肺癌病人的预后预测进一步评估。结果显示整体存活率(p值小于0.001,指数系列法)与无复发存活率(p值为0.005,指数系列法)对高、低风险病人都有良好的分开效果(图1D)。以5个基因为主的实时RT-PCR所得实验分析数值,并搭配决策树模型判断,认定为高风险的在早期病人中占的百分比分别为第I期病人47%(32分之15)、第II期病人52%(27分之14)。
2.4.在独立群体中确认5个基因为主的预测模式
通过分析独立群体(60位)完成5个基因预测模式的确认。有高风险特征的病人仍然比低风险者有明显较差的整体存活率(以指数系列法计算p值为0.006)(图2A)。以5个基因进行二分法来预测风险程度与年龄、性别、组织学(细胞种类)及临床病理时期都无关(表7(B))。
为了进一步评估这预测风险程度的二分法是否能摆脱年龄、性别、细胞种类或临床病理时期的影响而独自预测临床的预后,将这些变化结合成共变量着手于多变异数Cox比例风险模型回归分析法。预测的高低风险二分法的危险率(3.36,95%信赖区间为1.35到8.35,p值为0.009)仍然显著。
2.5.独立群体中早期肺癌病人的预后预测
此外,将第I期及第II期病人(42位)导入Kaplan-Meier分析。结果显示被预测为高风险的病人有着较差的整体存活率(以指数系列法计算p值为0.044)(图2B)。由5个基因为主的实时RT-PCR预测为高风险而因此认定的病人占早期病人的百分比分别为第I期病人的41%(29分之12)、第II期病人62%(13分之8)。
2.6.较少基因数的预后预测
执行预后预测的基因数目可以减少,且仍能维持相当接近的测试灵敏度及特异性。表8显示从5个选出基因中,可形成5个分别含有3个基因的组合,且能维持0.91到0.93之间的高准确率(accuracy)预测能力,同时也显示高于0.95的灵敏度及范围在0.86至0.95之间的特异性。
表8、较少基因数的预后预测
编号基因组合
本发明已通过例示及较佳实施方式详加说明,需理解的是,本发明并不限于所揭示的实施例。相对而言,本发明意欲涵盖对于熟习本技艺的人视为显而易见的多种变化。因此,后附的权利要求应符合最广的解释以包含所有此类的变化。
序列表
<110>怡发科技股份有限公司
     达生药物开发公司
 
<120>一种利用特定基因组合的表达特征鉴定肿瘤组织及亚型,以及用以预测患者预后与转移相关的方法
 
<130>PITW083980
 
<150>US 10/180,637
<151>2002/06/25
 
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<170>FastSEQ for Windows Version 4.0
 
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atttccacag gaaacagctt gaccatgatt acgccaagct tggcacgagg gaatactgtg   60
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acaaaaataa acgaactctc ctcttgtcct acaatgaaag ccctcatgtg cagtagagat  360
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aangnctggc ccttgcatct ggaactggtc ttttcaaatg tggtatagca gtggctccag   60
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gccaagaatt cggccgagga agaatgttct agggcactct gggaactata aaggcaggta   60
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aacgcagcaa cttgtctttt tctggactga agcctgcagg agttaaaaag ggcagggcat  60
ctcctgtgca tgggtgaagg gagagccagc tcccccgaac ggtgggcatt tgtgaggccc  120
atggttgaga aatgaataat ttcccaatta ggaagtgtaa cagctgaggt ctcttgaggg  180
agcttagcca atgtgggagc agcggtttgg ggagcagaga cactaacgac ttcagggcag  240
ggctctgata ttccatgaat gtatcaggaa atatatatgt ttgtgtatgt ttgcacactt  300
gtgtgtgggc tgtgagtgta agtgtgagta agagctggtg tctgattgtt aagtctaaat  360
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agcaggtggt ctgccccagg cataaagaag gaaattggcc atctttccca cctctaaatt   60
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<213>智人(Homo sapiens)
 
<220>
<221>misc_feature
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<400>11
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<213>智人(Homo sapiens)
 
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<212>DNA
<213>智人(Homo sapiens)
 
<400>13
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taaaaaccca tttaaatttt tttt                                        744
 
<210>14
<211>2015
<212>DNA
<213>智人(Homo sapiens)
 
<400>14
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<210>15
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<212>DNA
<213>智人(Homo sapiens)
<400>15
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<210>16
<211>718
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<213>智人(Homo sapiens)
 
<220>
<221>misc_feature
<222>7,27
<223>n=A,T,C或G
 
<400>16
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<210>17
<211>857
<212>DNA
<213>智人(Homo sapiens)
 
<400>17
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<210>18
<211>1209
<212>DNA
<213>智人(Homo sapiens)
 
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ctaattccta agttgatcac attaatttgt tactcctaga gggaaaaaga tcaattccct 6900
tgaagcatgt ggagtacctc ctgtgacagc tgacttgcca ggggactccc tacagaattc 6960
tgtgatatac attttacttc tgtgtatgta tggtatatat ggtatgtata ccatgtacac 7020
acgttacatt gagtatgaat gactgtggtt ggaaacacac acacacactc aagtctgtaa 7080
atatccttcc tcactgaaac ctgtgctttg gaaatcattt cttgtacagc tgtgcagttt 7140
cttgtaacag ctgaggacaa agctaagaca ggcggacaat ttagacaaag atcatctaaa 7200
gagtatagta tctccctagc aactcatgag gacagacaac caagtggcaa ggttgactcc 7260
caatgggatg gcagactttt cttctctcct ttttgagttt gtgtttccta agtgtttctt 7320
aacttctgag tgcaccaggc tgtacccgtt agatcctttc aatatgacag ttttgtgctt 7380
ctctctgaca ggatgtttct ccaccgagct gtagcacagg atgggaggga ggtgggaata 7440
ctccttgcct aggctggagt ttacagagac actgcacagc ttacactcct gttaagtgta 7500
aatattcaac acttccattc catttgtgta aaaaataaag cacacacgat tataaaatca 7560
agatgtatat ttcatactca gtgtgtctgt gcatatttat tgcgtttcta gttgtcagcg 7620
gtgggtggcc ccattgtaaa aatgcctgat agagtgttta taaacatgtc atggttttat 7680
tataagatat aaatattaaa acattttata ctttatggca aatg                  7724
 
<210>43
<211>1867
<212>DNA
<213>智人(Homo sapiens)
 
<400>43
ggttcgctgt ggcgggcgcc tgggccgccg gctgtttaac ttcgcttccg ctggcccata   60
gtgatctttg cagtgaccca gcagcatcac tgtttcttgg cgtgtgaaga taacccaagg  120
aattgaggaa gttgctgaga agagtgtgct ggagatgctc taggaaaaaa ttgaatagtg  180
agacgagttc cagcgcaagg gtttctggtt tgccaagaag aaagtgaaca tcatggatca  240
gaacaacagc ctgccacctt acgctcaggg cttggcctcc cctcagggtg ccatgactcc  300
cggaatccct atctttagtc caatgatgcc ttatggcact ggactgaccc cacagcctat  360
tcagaacacc aatagtctgt ctattttgga agagcaacaa aggcagcagc agcaacaaca  420
acagcagcag cagcagcagc agcagcaaca gcaacagcag cagcagcagc agcagcagca  480
gcagcagcag cagcagcagc agcagcagca gcaacaggca gtggcagctg cagccgttca  540
gcagtcaacg tcccagcagg caacacaggg aacctcaggc caggcaccac agctcttcca  600
ctcacagact ctcacaactg cacccttgcc gggcaccact ccactgtatc cctcccccat  660
gactcccatg acccccatca ctcctgccac gccagcttcg gagagttctg ggattgtacc  720
gcagctgcaa aatattgtat ccacagtgaa tcttggttgt aaacttgacc taaagaccat  780
tgcacttcgt gcccgaaacg ccgaatataa tcccaagcgg tttgctgcgg taatcatgag  840
gataagagag ccacgaacca cggcactgat tttcagttct gggaaaatgg tgtgcacagg  900
agccaagagt gaagaacagt ccagactggc agcaagaaaa tatgctagag ttgtacagaa  960
gttgggtttt ccagctaagt tcttggactt caagattcag aatatggtgg ggagctgtga 1020
tgtgaagttt cctataaggt tagaaggcct tgtgctcacc caccaacaat ttagtagtta 1080
tgagccagag ttatttcctg gtttaatcta cagaatgatc aaacccagaa ttgttctcct 1140
tatttttgtt tctggaaaag ttgtattaac aggtgctaaa gtcagagcag aaatttatga 1200
agcatttgaa aacatctacc ctattctaaa gggattcagg aagacgacgt aatggctctc 1260
atgtaccctt gcctccccca cccccttctt tttttttttt taaacaaatc agtttgtttt 1320
ggtaccttta aatggtggtg ttgtgagaag atggatgttg agttgcaggg tgtggcacca 1380
ggtgatgccc ttctgtaagt gcccaccgcg ggatgccggg aaggggcatt atttgtgcac 1440
tgagaacacc gcgcagcgtg actgtgagtt gctcataccg tgctgctatc tgggcagcgc 1500
tgcccattta tttatatgta gattttaaac actgctgttg acaagttggt ttgagggaga 1560
aaactttaag tgttaaagcc acctctataa ttgattggac tttttaattt taatgttttt 1620
ccccatgaac cacagttttt atatttctac cagaaaagta aaaatctttt ttaaaagtgt 1680
tgtttttcta atttataact cctaggggtt atttctgtgc cagacacatt ccacctctcc 1740
agtattgcag gacagaatat atgtgttaat gaaaatgaat ggctgtacat atttttttct 1800
ttcttcagag tactctgtac aataaatgca gtttataaaa gtgttaaaaa aaaaaaaaaa 1860
aaaaaaa                                                           1867
 
<210>44
<211>2650
<212>DNA
<213>智人(Homo sapiens)
 
<400>44
gctctgggag tgtgaaactg ggagagacgg ttaagctggg gacggtattc agaattcgag  60
cgcaggagct ccgcttctcc acctgctccc ggggagctat tgggatccag agaatcaccc 120
gctgatggtt tttgcccagg cctgaaacaa ccagagagct acgggaaagg aagggcttgg 180
cttgccagag gaattttcca agtgctcaaa cgccaggctt acggcgcctg tgatccgtcc 240
aggaggacaa agtgggattt gaagatccac tccacttctg ctcatggcgg gccagggcct 300
gcccctgcac gtggccacac tgctgactgg gctgctggaa tgcctgggct ttgctggcgt 360
cctctttggc tggccttcac tagtgtttgt cttcaagaat gaagattact ttaaggatct   420
gtgtggacca gatgctgggc cgattggcaa tgccacaggg caggctgact gcaaagccca   480
ggatgagagg ttctcactca tcttcaccct ggggtccttc atgaacaact tcatgacatt   540
ccccactggc tacatctttg accggttcaa gaccaccgtg gcacgcctca tagccatatt   600
tttctacacc accgccacac tcatcatagc cttcacctct gcaggctcag ccgtgctgct   660
cttcctggcc atgccaatgc tcaccattgg gggaatcctg tttctcatca ccaacctgca   720
gattgggaac ctatttggcc aacaccgttc gaccatcatc actctgtaca atggagcatt   780
tgactcttcc tcggcagtct tccttattat taagcttctt tatgaaaaag gcatcagcct   840
cagggcctcc ttcatcttca tctctgtctg cagtacctgg catgtagcac gcactttcct   900
cctgatgccc cgggggcaca tcccataccc actgcccccc aactacagct atggcctgtg   960
ccctgggaat ggcaccacaa aggaagagaa ggaaacagct gagcatgaaa acagggagct  1020
acagtcaaag gagttccttt cagcgaagga agagacccca ggggcagggc agaagcagga  1080
actccgctcc ttctggagct acgctttctc tcggcgcttt gcctggcacc tggtgtggct  1140
gtctgtgata cagttgtggc actacctctt cattggcact ctcaactcct tgctgaccaa  1200
catggccggt ggggacatgg cacgagtcag cacctacaca aatgcctttg ccttcactca  1260
gttcggagtg ctgtgtgccc cctggaatgg cctgctcatg gaccggctta aacagaagta  1320
ccagaaggaa gcaagaaaga caggttcctc cactttggcg gtggccctct gctcgacggt  1380
gccttcgctg gccctgacat ccctgctgtg cctgggcttc gccctctgtg cctcagtccc  1440
catcctccct ctccagtacc tcaccttcat cctgcaagtg atcagccgct ccttcctcta  1500
tgggagcaac gcggccttcc tcacccttgc tttcccttca gagcactttg gcaagctctt  1560
tgggctggtg atggccttgt cggctgtggt gtctctgctc cagttcccca tcttcaccct  1620
catcaaaggc tcccttcaga atgacccatt ttacgtgaat gtgatgttca tgcttgccat  1680
tcttctgaca ttcttccacc cctttctggt atatcgggaa tgccgtactt ggaaagaaag  1740
tccctctgca attgcatagt tcagaagccc tcacttttca gccccgagga tggttttgtt  1800
catcttccac cacctttgag gacctcgtgt cccaaaagac tttgcctatc ccagcaaaac  1860
acacacacac acacacacac acacaaaata aagacacaca aggacgtctg cgcagcaaga  1920
aaagaatctc agttgccaag cagattgata tcacacagac tcaaagcaaa ggcatgtgga  1980
acttctttat ttcaaaacag aagtgtctcc ttgcacttag ccttggcaga cccttgactc  2040
caggggagat gacctggggg aggaagtgtg tcaactattt ctttaggcct gtttggctcc  2100
gaagcctata tgtgcctgga tcctctgcca cgggttaaat tttcaggtga agagtgaggt  2160
tgtcatggcc tcagctatgc ttcctggctc tccctcaaga gtgcagcctt ggctagagaa  2220
ctcacagctc tgggaaaaag aggagcagac agggttccct gggcccagtc tcagcccagc  2280
cactgatgct ggatgacctt ggcctgaccc tggtctggtc tcagaatcac ttttcccatc  2340
tgtaaaattg agatgaattt tggtgttgaa agttcttcct ggagcagatg tcctagaagg  2400
ttttaggaat agtgacagag tcaggccacc ccaagggcca tgggagccag ctgacctgct  2460
tgaccgaagg atttctgaca gactatcttt ggggatgttt tcaagaaggg atataagtta  2520
tttactttgg gcatttaaaa gaaaatttct ctcgggaata attttataga aaaataaagc  2580
ttctgtgtct aaggcaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa  2640
aaaaaaaaaa                                                         2650
 
<210>45
<211>2672
<212>DNA
<213>智人(Homo sapiens)
 
<400>45
gcgaatgcga acctggcccg tgcggaaagg gcgcggagag ccccggcgcg gagcaggcgg    60
gggacggtat tcagaattcg agcgcaggag ctccgcttct ccacctgctc ccggggagct   120
attgggatcc agagaatcac ccgctgatgg tttttgccca ggcctgaaac aaccagagag   180
ctacgggaaa ggaagggctt ggcttgccag aggaattttc caagtgctca aacgccaggc   240
ttacggcgcc tgtgatccgt ccaggaggac aaagtgggat ttgaagatcc actccacttc   300
tgctcatggc gggccagggc ctgcccctgc acgtggccac actgctgact gggctgctgg   360
aatgcctggg ctttgctggc gtcctctttg gctggccttc actagtgttt gtcttcaaga   420
atgaagatta ctttaaggat ctgtgtggac cagatgctgg gccgattggc aatgccacag   480
ggcaggctga ctgcaaagcc caggatgaga ggttctcact catcttcacc ctggggtcct   540
tcatgaacaa cttcatgaca ttccccactg gctacatctt tgaccggttc aagaccaccg   600
tggcacgcct catagccata tttttctaca ccaccgccac actcatcata gccttcacct   660
ctgcaggctc agccgtgctg ctcttcctgg ccatgccaat gctcaccatt gggggaatcc   720
tgtttctcat caccaacctg cagattggga acctatttgg ccaacaccgt tcgaccatca   780
tcactctgta caatggagca tttgactctt cctcggcagt cttccttatt attaagcttc   840
tttatgaaaa aggcatcagc ctcagggcct ccttcatctt catctctgtc tgcagtacct   900
ggcatgtagc acgcactttc ctcctgatgc cccgggggca catcccatac ccactgcccc   960
ccaactacag ctatggcctg tgccctggga atggcaccac aaaggaagag aaggaaacag  1020
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ttgcctggca cctggtgtgg ctgtctgtga tacagttgtg gcactacctc ttcattggca  1200
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tccagttccc catcttcacc ctcatcaaag gctcccttca gaatgaccca ttttacgtga  1680
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aatgccgtac ttggaaagaa agtccctctg caattgcata gttcagaagc cctcactttt 1800
cagccccgag gatggttttg ttcatcttcc accacctttg aggacctcgt gtcccaaaag 1860
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actcaaagca aaggcatgtg gaacttcttt atttcaaaac agaagtgtct ccttgcactt 2040
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ttctttaggc ctgtttggct ccgaagccta tatgtgcctg gatcctctgc cacgggttaa 2160
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gagtgcagcc ttggctagag aactcacagc tctgggaaaa agaggagcag acagggttcc 2280
ctgggcccag tctcagccca gccactgatg ctggatgacc ttggcctgac cctggtctgg 2340
tctcagaatc acttttccca tctgtaaaat tgagatgaat tttggtgttg aaagttcttc 2400
ctggagcaga tgtcctagaa ggttttagga atagtgacag agtcaggcca ccccaagggc 2460
catgggagcc agctgacctg cttgaccgaa ggatttctga cagactatct ttggggatgt 2520
tttcaagaag ggatataagt tatttacttt gggcatttaa aagaaaattt ctctcgggaa 2580
taattttata gaaaaataaa gcttctgtgt ctaaggcaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa 2640
aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aa                               2672

Claims (54)

1.一种测定人类肿瘤的方法,其包含:
由所述人类获得样本;
测定在所述样本中基因组合中各基因的基因表达;其中,所述基因组合包含SEQ ID NOS:1-7的核酸序列;
比较在所述基因组合中的基因表达与对照组中所述基因组合中的相应的基因表达;
藉此当在所述人类样本的基因组合中各基因的基因表达大于所述对照组的基因组合中各基因的相应的基因表达时,所述人类具有所述肿瘤。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述人类样本为组织。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述肿瘤选自由呼吸道肿疡、胸腔肿疡、肺癌、腺癌及鳞状细胞癌所组成的组。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述基因表达通过实时反转录聚合酶链式反应测定。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述基因表达程度使用cDNA微阵列技术测定。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述对照组为标准化数据、来自所述人类周边正常区域或含所述基因组合的健康人类的正常组织。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述基因组合通过威尔科克森带符号秩检验选取。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述人类样本中基因组合的基因表达约为所述对照组中所述基因组合的相应的基因表达的二倍。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述人类样本中基因组合的基因表达明显不同于对照组中所述基因组合的相应的基因表达,具有小于0.05的显著系数p值。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述基因组合中各基因的基因表达进一步通过判别分析和/或系统聚类法分析。
11.一种测定人类肿瘤的方法,其包含:
由所述人类获得样本;
测定在所述人类样本中基因组合中各基因的基因表达;其中,所述基因组合包含SEQ ID NOS:8-17的核酸序列;
比较在所述基因组合中各基因的基因表达与对照组中所述基因组合中各基因的相应的基因表达;
藉此当在所述人类样本的基因组合中各基因的基因表达低于所述对照组的基因组合中各基因的相应的基因表达时,所述人类具有所述肿瘤。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述基因组合通过威尔科克森带符号秩检验选取。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述对照组中所述基因组合中各基因的相应的基因表达约为所述人类样本中基因组合的基因表达的二倍。
14.根据权利要求12所述的方法,其中在所述人类样本中基因组合的基因表达明显不同于所述对照组中所述基因组合的相应的基因表达,具有小于0.05的显著系数p值。
15.一种测定人类肿瘤的方法,其包含:
由所述人类获得样本;
测定在所述人类样本中第一基因次组合中各基因的第一基因表达;
测定在所述人类样本中第二基因次组合中各基因的第二基因表达;
其中,所述第一基因次组合包含SEQ ID NOS:1-7的核酸序列,而所述第二基因次组合包含SEQ ID NOS:8-17的核酸序列;
比较在所述人类样本中第一基因次组合中各基因的第一基因表达与对照组中所述第一基因次组合中各基因的相应的第一基因表达;
比较在所述人类样本中第二基因次组合中各基因的第二基因表达与所述对照组的所述第二基因次组合中各基因的相应的第二基因表达;
藉此当在所述第一基因次组合中各基因的第一基因表达大于所述对照组中所述第一基因次组合中各基因的相应的第一基因表达,且在所述第二基因次组合中各基因的第二基因表达低于所述对照组中第二基因次组合中各基因的相应的第二基因表达时,所述人类具有所述肿瘤。
16.一种在人类肿瘤样本中鉴定腺癌的方法,其包含:
获得所述人类肿瘤样本;
测定在基因组合中各基因的基因表达;其中,所述基因组合包含SEQ IDNO:18、SEQ ID NO:19、SEQ ID NO:15、SEQ ID NO:20及SEQ ID NO:21的核酸序列;
藉此当所述基因组合的基因表达在所述人类肿瘤样本中被正调控时,所述人类肿瘤样本被鉴定为所述腺癌。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述基因组合通过威尔科克森带符号秩和检验选取。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述基因组合中各基因的基因表达被正调控约大于1.7倍。
19.根据权利要求17所述的方法,其中,所述基因组合中各基因的基因表达显著地被正调控,具有小于0.05的显著系数p值。
20.根据权利要求17所述的方法,其中,所述基因组合中各基因的基因表达进一步通过判别分析和/或系统聚类法分析。
21.根据权利要求16所述的方法,其中,所述人类肿瘤样本为人类肺癌组织。
22.根据权利要求16所述的方法,其中,所述人类肿瘤样本通过比较所述样本中基因组合中各基因的基因表达与对照组中所述基因组合中各基因的相应的基因表达而测定;其中,所述基因组合包含SEQ ID NOS:1-7的核酸序列。
23.根据权利要求16所述的方法,其中,所述人类肿瘤通过比较在所述样本中基因组合中各基因的基因表达与对照组中所述基因组合中各基因的相应的基因表达而测定;其中,所述基因组合包含SEQ ID NOS:8-17的核酸序列。
24.根据权利要求16所述的方法,其中,所述人类肿瘤样本通过比较在所述样本中基因组合各基因的基因表达与对照组中所述基因组合中各基因的相应的基因表达而测定;其中,所述基因组合包含SEQ ID NOS:1-17的核酸序列。
25.一种在人类肿瘤样本中鉴定鳞状细胞癌的方法,其包含:
获得所述人类肿瘤样本;
测定在基因组合中各基因的基因表达;其中,所述基因组合包含SEQ IDNO:22、SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:24、SEQ ID NO:25、SEQ ID NO:26及SEQID NO:27的核酸序列;
因此当所述基因组合的基因表达在所述人类肿瘤样本中被正调控时,所述人类肿瘤样本被鉴定为所述鳞状细胞癌。
26.根据权利要求25所述的方法,其中,所述基因组合通过威尔科克森带符号秩和检验选取。
27.根据权利要求26所述的方法,其中,所述基因组合中各基因的基因表达被正调控约大于1.7倍。
28.根据权利要求26所述的方法,其中,所述基因组合中各基因的基因表达显著地被正调控,且具有小于0.05的显著系数p值。
29.根据权利要求25所述的方法,其中,所述基因组合中各基因的基因表达进一步通过判别分析和/或系统聚类法分析。
30.根据权利要求25所述的方法,其中,所述人类肿瘤样本为人类肺癌组织。
31.根据权利要求25所述的方法,其中,所述人类肿瘤样本通过比较所述样本中基因组合中各基因的基因表达与对照组中所述基因组合中各基因的相应的基因表达而测定;其中,所述基因组合包含SEQ ID NOS:1-7的核酸序列。
32.根据权利要求25所述的方法,其中,所述人类肿瘤通过比较在所述样本中基因组合中各基因的基因表达与对照组中所述基因组合中各基因的相应的基因表达而测定;其中,所述基因组合包含SEQ ID NOS:8-17的核酸序列。
33.根据权利要求25所述的方法,其中,所述人类肿瘤样本通过比较在所述样本中基因组合中各基因的基因表达与对照组中所述基因组合中各基因的相应的基因表达而测定;其中,所述基因组合包含SEQ ID NOS:1-17的核酸序列。
34.根据权利要求25所述的方法,其中,以SEQ ID NO:44或SEQ ID NO:45置换所述SEQ ID NO:22。
35.一种对具有肿瘤的人预测转移及存活预后的方法,其包含:
获得所述人的肿瘤样本;
测定在基因组合中各基因的基因表达;其中,所述基因组合包含ANXA5(SEQ ID NO:28)、LCK(SEQ ID NO:29)、FRAP1(SEQ ID NO:30)、STAT1(SEQ ID NO:31)、NF1(SEQ ID NO:32)、HGF(SEQ ID NO:33)、HMMR(SEQ ID NO:34)、IRF4(SEQ ID NO:35)、ZNF264(SEQ ID NO:36)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、STAT2(SEQ ID NO:37),CPEB4(SEQ ID NO:38),RNF4(SEQ ID NO:39)、DUSP6(SEQ ID NO:40)、MMD(SEQ ID NO:41)及DLG2(SEQ ID NO:42)的基因序列;
根据所述基因表达产生所述人的风险分数;
将具有所述肿瘤的人的风险分数编入高风险或低风险组别。
36.根据权利要求35所述的方法,其中,所述肿瘤为非小细胞肺癌。
37.根据权利要求35所述的方法,其中,所述风险分数根据所述基因组合中各基因的基因表达与所述基因的回归系数的乘积的总和计算。
38.根据权利要求37所述的方法,其中,所述风险分数根据下列方程式计算:
风险分数=-1. 09x ANXA5-0.84x LCK-0.77x FRAP1-0.58x STAT1+0.47x NF1+0.51x HGF+0.52xHMMR+0.52x IRF4+0.55x ZNF264+0.55x ErbB3+0.59x STAT2+0.59x CPEB4+0.65x RNF4+0.75x DUSP6+0.92xMMD+1.32x DLG2
其中,所述ANXA5、所述LCK、所述FRAP1、所述STAT1、所述NF1、所述HGF、所述HMMR、所述IRF4、所述ZNF264、所述ErbB3、所述STAT2、所述CPEB4、所述RNF4、所述DUSP6、所述MMD、及所述DLG2于上述方程式中代表所述基因组合中所述基因的基因表达。
39.根据权利要求35所述的方法,其中,所述基因组合是通过单变量Cox比例风险模型回归分析法挑选。
40.根据权利要求35所述的方法,其中,所述基因表达通过基于cDNA微阵列的技术分析。
41.一种对具有肿瘤的人预测转移及存活预后的方法,其包含:
获得所述人的肿瘤样本;
测定在5-基因组合中各基因的个别基因表达;其中,所述5-基因组合包含LCK(SEQ ID NO:29)、STAT1(SEQ ID NO:31)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、DUSP6(SEQ ID NO:40)及MMD(SEQ ID NO:41)的核酸序列;
使用在5-基因组合中各基因的所述个别基因表达,预测所述具有肿瘤的人为高风险或低风险。
42.根据权利要求41所述的方法,其中,所述个别基因表达通过实时反转录聚合酶链式反应(实时RT-PCR)测定。
43.根据权利要求41所述的方法,其中,所述各基因表达通过cDNA微阵列技术分析。
44.根据权利要求41所述的方法,其中,所述预测通过决策树模式预测所述具有肿瘤的人为高风险或低风险。
45.根据权利要求41所述的方法,其中,所述肿瘤为肺癌。
46.根据权利要求45所述的方法,其中,所述肺癌为非小细胞肺癌。
47.根据权利要求45所述的方法,其中,所述具有肿瘤的人为具有早期肺癌的人。
48.根据权利要求41所述的方法,其中以3-基因组合置换所述5-基因组合,其中,所述3-基因组合选自由(1)STAT1(SEQ ID NO:31)、ErbB3(SEQID NO:19)、及LCK(SEQ ID NO:29);(2)STAT1(SEQ ID NO:31)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、及MMD(SEQ ID NO:41);(3)STAT1(SEQID NO:31)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、及DUSP6(SEQ ID NO:40);(4)LCK(SEQ ID NO:29)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、及MMD(SEQ ID NO:41);以及LCK(SEQ ID NO:29)、ErbB3(SEQ ID NO:19)、及DUSP6(SEQID NO:40)的核酸序列所组成的组。
49.根据权利要求35所述的方法,其中,所述基因表达通过实时反转录聚合酶链式反应(实时RT-PCR)测定。
50.一种诊断试剂盒,其包含实时反转录聚合酶链式反应(实时RT-PCR)的试剂,所述试剂盒是用以分析如权利要求41所述的所述5-基因组合中各基因的个别基因表达。
51.根据权利要求50所述的诊断试剂盒,其中,所述试剂包含针对5-基因组合的特异性探针及引物。
52.根据权利要求50所述的诊断试剂盒,其中,所述试剂进一步包含分析TATA-盒结合蛋白基因表达的特异性探针及引物。
53.一种诊断试剂盒,其包含实时反转录聚合酶链式反应(实时RT-PCR)的试剂,所述试剂盒是用以分析如权利要求48所述的所述3-基因组合中各基因的个别基因表达。
54.根据权利要求53所述的诊断试剂盒,其中,所述试剂进一步包含分析控制基因表达的特异性探针及引物,而所述控制基因编码TATA-盒结合蛋白。
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