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一种预测肺癌转移的试剂盒及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种预测肺癌转移的试剂盒和使用方法,试剂盒包括DNA建库试剂盒,所述DNA建库试剂盒包括多基因的探针,所述多个基因包括:高危基因:BRCA1、BRCA2、PALB2、ATM、ATR、MUTYH、EMSY、ERCC4、RAD51、PARP1、XRCC1;低危基因:ATRX、BRIP1、FANCA、FANCB、FANCC、FANCD2、FANCE、FANCF、FANCG、FANCI、FANCL、FANCM、FANCO、FANCP、MDM2、MDM4、MLH1、NPM1、PP2R1A、PRKDC、RAD50、STAG2、XRCC5、XRCC6。通过对DNA修复系统信号通路的相关基因进行相关突变检测,结合特有打分机制快速便捷判定、预测结肺癌转移。

Description

一种预测肺癌转移的试剂盒及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种预测肺癌转移的试剂盒及其使用方法。
背景技术
肿瘤的转移是指肿瘤细胞从原发部位侵入淋巴管,血管或其他途经被带到它处继续生长,形成与原发部位肿瘤相同类型的肿瘤,这个过程成为转移,所形成的肿瘤成为转移瘤或转移癌。转移是恶性肿瘤的特征。肺癌晚期可出现各个不同脏器的转移,可引起相应的症状,常常给患者带来极大的痛苦,甚至威胁到生命。肺癌脑转移的中位生存期只有4个月。少部分患者的生存期相对较长,特别是靶向药物治疗有效的患者。肺癌转移的早期诊断具有巨大的临床价值,有助于争取治疗时间,延长患者生命。临床最常见的肺癌转移有以下几个部位:脑转移、骨转移、肝转移、肾及肾上腺转移以及其它部位,比如皮肤、肌肉、皮下组织、腹腔内和心脏等部位。肺癌的转移,目前绝大多数采用医学影像学进行诊断,下面以骨转移和肝转移为例解释目前的诊断方法。肺癌骨转移诊断包括:(1)放射性核素骨扫描(ECT)检查,对肺癌骨转移的诊断率较高,能在X线平片及CT发现骨转移之前数月检出转移灶,对于多发性肺癌骨转移诊断假阳性极少,但对于单发性肺癌骨转移诊断有一定假阳性;(2)X线检查可作为肺癌骨转移诊断的基本检查手段,有助于检测溶骨性骨转移部位骨髓质和骨皮质破坏的程度,也可用于证实其他影像学的发现,但对于没有骨破坏的转移灶灵敏度低;(3)计算机断层扫描(CT)检查,CT对肺癌骨转移的诊断比X线灵敏。能发现早期骨质破坏,一般无假阳性,但难以发现跳跃性椎体转移灶;(4)核磁共振成像(MRI)检查:MRI对肺癌骨转移的诊断高度敏感。肺癌疑有骨转移者应常规行骨显像检查,对多发性且明显放射性浓聚者判断为骨转移,而对于单发浓聚者采用X线平片或CT进一步证实,而多发性浓聚不太明显者采用MRI检查。肺癌肝转移诊断包括:(1)腹部彩色超声,为临床诊断肺癌发生肝转移及治疗后随诊的首选方法,一般1-2cm以上肝转移癌灶均可能显像,总的临床诊断准确率可达90%;(2)腹部计算机断层扫描(CT),目前已成为诊断肺癌肝转移的常规检查方法,可检出1-2cm或更小的转移性癌灶,其敏感度可超过90%;(3)核磁共振成像(MRI),肺癌肝转移表现为边界清楚,信号强度均匀或强弱不等的多发或单发病灶,可呈现“靶征”或“亮环征”,其敏感性与CT相近;(4)选择性腹腔动脉或肝动脉造影,常可显示出1cm或更小的肝转移癌灶,对肝内占位性质难以确定、病灶较大、边界欠清、怀疑肝内有卫星转移癌灶者,可考虑行选择性动脉造影;(5)正电子发射计算机断层显像(PET),PET获得的断层图像主要反映组织/细胞的代谢信息,可以直接对人体进行生理、生化的代谢研究,在肿瘤发生早期,即在其病理变化之前就可能发现肿瘤存在,但因其价格昂贵,目前尚不能普遍应用,只能作为一种特殊的检查方法。在临床上,目前的主流还是采用医学影像学对肺癌的转移进行诊断,其缺点有三个:(1)影像学指标不够客观,对于一些微小的肿瘤灶识别人为因素大,要求临床经验丰富的医生进行识别;(2)通过影像学识别到的肿瘤转移灶,确认肿瘤转移并生长到一定程度,对于患者来说已经处于转移的晚期了,不利于早期治疗;(3)部分检测价格昂贵。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种预测肺癌转移的试剂盒和使用方法,通过对DNA修复系统信号通路的相关35个基因进行相关突变检测,结合特有打分机制快速便捷判定、预测结肺癌转移。
本发明的一种预测肺癌转移的试剂盒,包括DNA建库试剂盒,所述DNA建库试剂盒包括多个基因的探针,所述多个基因包括:
高危基因:BRCA1、BRCA2、PALB2、ATM、ATR、MUTYH、EMSY、ERCC4、RAD51、PARP1、XRCC1;和
低危基因分:ATRX、BRIP1、FANCA、FANCB、FANCC、FANCD2、FANCE、FANCF、FANCG、FANCI、FANCL、FANCM、FANCO、FANCP、MDM2、MDM4、MLH1、NPM1、PP2R1A、PRKDC、RAD50、STAG2、XRCC5、XRCC6。
进一步的,所述DNA建库试剂盒还包括可从商业途径购买的常规试剂:T4DNA连接酶、DNA末端修复酶、高保真DNA合成酶和各种酶反应缓冲液等,DNA建库试剂盒由多个小试剂盒组成,如KAPA Hyper Prep Kit试剂盒(KAPA公司)、SeqCap Adapter Kit(Roche公司)、SeqCap EZ HE-Oligo Kit试剂盒(Roche公司)、SeqCap EZ Accessory Kit试剂盒(Roche公司)、SeqCap EZ Pure Capture Beads Kit试剂盒(Roche公司)和SeqCap EZ Hyb and WashKit试剂盒(Roche公司)。
进一步的,所述试剂盒内还包括真空采血管。
进一步的,所述试剂盒内还包括DNA抽提试剂盒。
进一步的,所述DNA抽提试剂盒包括可从商业途径购买的常规试剂:异丙醇、RNA酶、蛋白酶K和各种酶反应缓冲液等,如QIAamp Circulating Nucleic Acid Kit试剂盒(QIAGEN公司)。
本发明的一种预测结直肠癌肝转移的试剂盒的使用方法,包括以下步骤:
(1)采用血液DNA提取试剂盒抽提血液样本中游离DNA(cfDNA),抽提的游离DNA中含有肺癌肿瘤细胞释放的DNA,携带有肿瘤细胞特异性的基因突变。
(2)采用DNA建库试剂盒对步骤(1)中抽提的游离DNA进行建库;所述DNA建库试剂盒包括35个基因的探针,所述基因包括:
高危基因:BRCA1、BRCA2、PALB2、ATM、ATR、MUTYH、EMSY、ERCC4、RAD51、PARP1、XRCC1;
低危基因:ATRX、BRIP1、FANCA、FANCB、FANCC、FANCD2、FANCE、FANCF、FANCG、FANCI、FANCL、FANCM、FANCO、FANCP、MDM2、MDM4、MLH1、NPM1、PP2R1A、PRKDC、RAD50、STAG2、XRCC5、XRCC6。
(3)对步骤(2)中建库的DNA进行测序,获得DNA全长序列。
(4)通过生物信息方法对步骤(3)中得到的DNA全长序列进行基因突变分析。
进一步的,在步骤(1)之前,还包括使用真空采血管采集血液样本的步骤,并在样本采集72小时内进行游离DNA抽提。
进一步的,步骤(4)中,所述基因突变包括导致肺癌转移的概率依次降低的失活突变、致病性突变、非致病性非同义突变和同义突变,根据所述概率对突变设定分值,将这些基因的突变按如表1中的规则进行评分:
进一步的,根据DNA中基因突变的种类和数量得到分数,将该分数与总分数对比来判断肺癌转移的概率。
借由上述方案,本发明至少具有以下优点:
本发明的试剂盒通过血液基因检测来预测肺癌转移概率,首先采用二代测序检测患者血液中对DNA修复系统信号通路的相关35个基因基因突变情况,通过一套客观的打分规则表来预测肺癌转移的概率,相比于医学影像学诊断,通过本发明的试剂盒进行血液基因检测的结果客观,重复性高;可以在肺癌的早期通过基因检测的手段来预测其转移的概率,辅助患者进行早期预防肿瘤转移及治疗,争取到更多的治疗时间;成本低,价格便宜。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
使用本发明的试剂盒进行预测肺癌转移的方法,包括以下步骤:
(1)采血,采集患者的血液5ml,保存于真空采血管中,72小时内进行cfDNA的抽提;
(2)DNA抽提,采用血液DNA提取试剂盒抽提血液中游离的DNA,其中含有少量的肺癌肿瘤细胞释放的DNA,包含有肿瘤细胞特异性的基因突变;
(3)建库,采用DNA建库试剂盒,对血液游离DNA进行建库;
(4)测序,采用Illumina二代测序平台,对DNA进行测序,获得35个基因的全长序列;
(5)基因突变检测:测序结果下机后,通过生物信息学,分析基因突变情况;
(6)系统评分,通过前期的研究及数据积累,将与DNA修复系统信号通路的35个DNA修复相关基因(其突变与肺癌的转移密切相关)分为高危基因和低危基因,高危基因分别为:BRCA1、BRCA2、PALB2、ATM、ATR、MUTYH、EMSY、ERCC4、RAD51、PARP1、XRCC1;低危基因分别为:ATRX、BRIP1、FANCA、FANCB、FANCC、FANCD2、FANCE、FANCF、FANCG、FANCI、FANCL、FANCM、FANCO、FANCP、MDM2、MDM4、MLH1、NPM1、PP2R1A、PRKDC、RAD50、STAG2、XRCC5、XRCC6,并按以下规则进行评分(表1):
各种突变的定义及打分规则如下:
失活突变为以下4种类型的突变:提前终止(Stopgain)、终止子缺失(Stoploss)、移码突变(Frameshift)和第一位甲硫氨酸突变(M1);某个基因如检测到失活突变,则直接评分,不再参与后续的打分,例如BRCA1发生移码突变,则直接打20分,其它致病性突变,非同义突变和同义突变都不再评分;致病性突变为Clinvar在线数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/)中记载为pathogenic的变异(致病性变异);某个基因如未检测到失活突变,检测到致病性突变则直接评分,不再参与后续的打分,例如BRCA1未发生失活突变,发生一个致病性突变,则直接打18分,其它非同义突变和同义突变都不再评分;非致病性非同义突变为改变氨基酸的变异,但是在Clinvar在线数据库中记载为良性变异或未记载;同义突变为未改变氨基酸的变异。对于任意一个患者,其测序结果都可以按以上评分表进行打分,最高分为460分,230分作为临界判定点。
肺癌转移概率的打分系统可以归一化为百分比,以50%作为界限,大于50%的,预测肺癌转移的概率很高,需要预防及提前进行治疗,小于50%的,预测短时间内(1-2年)不会发生肺癌转移。
以下以两个肺癌患者为例:
肺癌患者1,年龄35岁,临床诊断为肺癌,经本发明的试剂盒检测后,总评分为264.5,概率超过50%,预测为肺癌转移的高风险,8个月后检测到肺癌脑转移,其检测到的35个基因突变及具体的评分情况如表2和表3所示:
肺癌患者2,年龄67岁,临床诊断为小细胞肺癌,经本发明的试剂盒检测后,总评分为199.75,概率低于50%,预测为肺癌转移的低风险,13个月后仍然未检测到肺癌脑转移,其检测到的35个基因突变及具体的评分情况如表4和表5所示:
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种预测肺癌转移的试剂盒,其特征在于:包括DNA建库试剂盒,所述DNA建库试剂盒包括多个基因的探针,所述多个基因包括:
高危基因BRCA1、BRCA2、PALB2、ATM、ATR、MUTYH、EMSY、ERCC4、RAD51、PARP1、XRCC1;和
低危基因ATRX、BRIP1、FANCA、FANCB、FANCC、FANCD2、FANCE、FANCF、FANCG、FANCI、FANCL、FANCM、FANCO、FANCP、MDM2、MDM4、MLH1、NPM1、PP2R1A、PRKDC、RAD50、STAG2、XRCC5、XRCC6。
2.根据权利要求1所述的试剂盒,其特征在于:所述试剂盒内还包括真空采血管。
3.根据权利要求1所述的试剂盒,其特征在于:所述试剂盒内还包括DNA抽提试剂盒。
4.一种如权利要求1-3中任一所述的试剂盒的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)抽提血液样本中游离DNA,抽提的游离DNA中含有肺癌肿瘤细胞释放的DNA;
(2)采用DNA建库试剂盒对步骤(1)中抽提的游离DNA进行建库;
(3)对步骤(2)中建库的DNA进行测序,获得DNA全长序列;
(4)对步骤(3)中得到的DNA全长序列进行基因突变分析。
5.根据权利要求4所述的使用方法,其特征在于:在步骤(1)之前,还包括血液样本采集的步骤,并在样本采集72小时内进行游离DNA抽提。
6.根据权利要求4所述的使用方法,其特征在于:步骤(4)中,所述基因突变包括导致肺癌转移的概率依次降低的失活突变、致病性突变、非致病性非同义突变和同义突变,根据所述概率对突变设定分值。
7.根据权利要求6所述的使用方法,其特征在于:根据DNA中基因突变的种类和数量得到分数,将该分数与总分数对比来判断肺癌转移的概率。
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