CN108513586A - 病原体生物标志物及其用途 - Google Patents
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Abstract
公开了用于通过测量宿主免疫应答来诊断和/或监测病毒相关全身炎症的组合物、方法和设备。本发明可以用于诊断,包括疑似具有与感染相关的全身炎症的受试者的早期诊断、监测、做出治疗决策或管理。更特别地,本公开内容涉及外周血RNA和蛋白生物标志物,所述外周血RNA和蛋白生物标志物对特异性区分宿主对病毒的全身免疫应答相比于宿主对其他原因的全身炎症的免疫应答是有用的。
Description
发明领域
本申请要求于2015年9月30日提交的题为“Pathogen biomarkers and usestherefor”的澳大利亚临时申请第2015903986号的优先权,其内容通过引用以其整体并入本文。
本发明总体涉及用于通过测量宿主免疫应答来诊断和/或监测病毒相关全身炎症的组合物、方法和设备。本发明可以用于诊断,包括疑似具有与感染相关的全身炎症的受试者的早期诊断、监测、做出治疗决策或管理。更特别地,本发明涉及外周血RNA和蛋白生物标志物,其对特异性区分宿主对病毒的全身免疫应答相比于宿主对其他原因的全身炎症的免疫应答是有用的。
发明背景
全身炎症(或SIRS)的发热和临床征象在出现在全科诊所(general practiceclinics)、门诊(outpatient clinics)、急诊室、医院病房或重症监护病房的医学服务的患者中常见(Rangel-Frausto等(1995).The natural history of the systemicinflammatory response syndrome(SIRS).A prospective study.JAMA:the Journal ofthe American Medical Association,273(2),117–123;McGowan等(1987).Fever inhospitalized patients.With special reference to the medical service.TheAmerican Journal of Medicine,82(3Spec No),580–586;Bor等(1988).Fever inhospitalized medical patients:characteristics and significance.Journal ofGeneral Internal Medicine,3(2),119–125;Finkelstein等(2000).Fever in pediatricprimary care:occurrence,management,and outcomes.Pediatrics,105(1Pt 3),260–266)。
当SIRS为确认的感染过程的结果时,它被称为感染阳性SIRS(ipSIRS),也被称为脓毒症。在这个定义中存在以下假设:感染过程可以是局部的或全面的;感染可以是细菌的、真菌的/酵母的、病毒的或寄生虫的;感染过程可以处于另外无菌的身体区室中。此类定义已经在Levy等2003(“2001SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International SepsisDefinitions Conference,”Critical Care Medicine 31,第4期:1250–1256)中被更新,以使定义适应临床和研究用途。修订的定义允许感染处于无菌或非无菌部位(例如,肠内病原体/共生物(commensal)的过度生长),并且感染可以是确认的或疑似的。
在许多情况下,术语SIRS和脓毒症的使用以及它们包括或不包括的临床状况在临床情况中均是令人困惑的。此类困惑导致临床诊断及对随后患者治疗及管理做出决策的困难。临床诊断方面的困难是基于以下问题:1)鉴于许多身体器官/部位被微生物(例如,在肠中的大肠杆菌(Escherichia coli)、在皮肤中的表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis))、病毒(例如,潜伏病毒诸如疱疹)或寄生虫(例如,弓形虫属(Toxoplasma)、贾第虫属(Giardia))天然定殖,什么构成“疑似”感染;2)什么构成了正常的非无菌身体部位的生物体的病理性生长?;3)非无菌身体部位(例如,上呼吸道)中的病毒/微生物/寄生虫共感染对SIRS作出什么贡献,并且如果此类感染被怀疑则患者应该使用抗生素、抗-真菌、抗病毒或抗寄生虫化合物?
患有发热和SIRS的患者需要被谨慎地评价,并且被测试,以确定出现临床征象的原因,因为存在许多可能的鉴别诊断(Munro,N.(2014).Fever in acute and criticalcare:a diagnostic approach.AACN Adv Crit Care 25:237–248)。可能的鉴别诊断包括感染(细菌、真菌、病毒、寄生虫)、创伤、变态反应、药物反应、自身免疫、手术、中性粒细胞减少、癌症、代谢紊乱、凝血障碍。患有由细菌感染或真菌感染引起的发热和SIRS的患者通常需要立即就医(immediate medical attention)并且因此快速鉴别此类患者是重要的。患有由病毒感染引起的发热和SIRS的患者需要被进一步评价以确定1)由于病毒感染引起的全身炎症的程度,2)微生物(共生物、微生物组(microbiome)、病原体)对全身炎症的参与程度,3)病毒、微生物和无菌损伤的每一种对全身炎症做出的贡献,4)患者快速恶化的可能性。此类评价的结果有助于临床医师做出适当的管理和治疗决策。
宿主是否通过SIRS对病毒感染作出响应主要取决于暴露于病毒抗原的程度和类型(Klimpel GR.Immune Defenses.In:Baron S,editor.Medical Microbiology.第4版.Galveston(TX):University of Texas Medical Branch at Galveston;1996.第50章)。影响宿主免疫系统暴露于病毒抗原的因素包括:1)宿主免疫状态,包括疫苗接种,2).初次或二次暴露于相同的病毒,3).感染阶段(早期、晚期、重新活化),4).感染类型(细胞溶解、持久、潜伏、整合),5).传播机制(原发性血行性(hematogenous)、继发性血行性、局部、神经的),6).病毒位置(全身或限于粘膜表面)。表1列出了一些示例性病毒类型(按家族和巴尔的摩分类)以及宿主藉以暴露于病毒抗原的手段(means)。病毒具有与宿主及其细胞相互作用的多种方法,并且如果宿主对病毒感染发动全身炎症反应,则意味着免疫系统已经被暴露于足够水平的新型病毒抗原。病毒抗原的类型包括蛋白(衣壳,参与病毒复制的那些)和核酸(RNA和/或DNA)。大多数病毒蛋白对特定类型的病毒是特异性的,并且宿主免疫系统将以特异性的、适应性的和通常延迟的方式进行应答。然而,已知存在用于外来(微生物、病毒)核酸(包括RNA和DNA)的称为模式识别受体(PRR)的宿主受体(Perry,A.K.,Chen,G.,Zheng,D.,Tang,H.,&Cheng,G.(2005).The host type I interferon response to viraland bacterial infections.Cell Research,15(6),407–422)。PRR以非特异性方式识别称为病原体相关分子模式或PAMP的保守分子基序。对PRR刺激的细胞途径和保守应答充分记录,并且包括I型干扰素(I型IFN)的产生。尽管DNA和RNA病毒使用不同的初始受体,它们均活化激酶TANK结合激酶-1(TBK1)和/或诱导型I B激酶(IKK-i),这最终导致I型IFN的产生。I型IFN的可变下游效应取决于许多因素,包括,但不限于,细胞来源、浓度、受体密度、受体亲合力(avidity)和亲和力(affinity)、细胞类型Hall,J.C.,&Rosen,A.(2010)。TypeIinterferons:crucial participants in disease amplification inautoimmunity.Nature Reviews Rheumatology,6(1),40–49)。因此,宿主免疫系统以广义和特定的方式对病毒感染作出响应。
当前,病毒状况的诊断是具有挑战性的。通常,用于诊断病毒感染的常规方法为细胞培养和分离(病毒在细胞培养物中生长,观察致细胞病变效应(CPE)或红细胞吸附(hemabsorption)(HAD),以及通过染色或生物化学或免疫测定(例如免疫荧光)的部分或完全鉴定)(Hsiung,G.D.1984.Diagnostic virology:from animals to automation.YaleJ.Biol.Med.57:727–733;Leland DS,Ginocchio CC(2007)Role of Cell Culture forVirus Detection in the Age of Technology.Clinical Microbiology Reviews 20:49-78)。这种方法具有局限性,因为它需要:适当的病毒保存培养基中的临床样品的适当运输,感染的病毒可能是什么的最初强烈疑似(以选择适合的细胞系来生长疑似病毒),具有适合专业知识、设备和细胞系的实验室,并且在这些条件全部到位(in place)后,使病毒生长的漫长的孵育时间段(几天至几周)。该过程很费力且昂贵。
关于改进病毒状况的诊断,并且最近,灵敏且特异的测定诸如使用单克隆抗体或核酸扩增的那些已经变得可用,并且现在广泛可用并且用于诊断实验室中。病毒DNA和RNA的扩增(例如,PCR)以及病毒抗原检测是快速的,并且不需要细胞培养物中病毒分离所需的漫长的孵育时间段,可以涉及较少的技术专业知识,并且足够灵敏以对不在标准细胞培养物中增殖的病毒是有用的。病毒DNA和RNA的分子检测也具有其局限性,因为也需要感染的病毒可能是什么的最初强烈疑似(以例如使用特异性PCR引物和探针),该方法检测到活的病毒和死的病毒两者,并且大多数分子测试被设计为仅检测一种类型的病毒,并且因此将仅检测一种类型的病毒。例如,已经显示混合呼吸道感染发生于多达15%的免疫活性儿童中,并且此类混合感染导致疾病严重程度的增加(Waner,J.L.1994.Mixed viralinfections:detection and management.Clin.Microbiol.Rev.7:143–151)。如果引物和探针不是对临床样本中存在的所有病毒特异性的,那么仅针对一种类型的病毒设计的PCR将不会检测到混合感染。为了覆盖混合感染的可能性,以及覆盖多种可能的病毒原因或毒株,存在一些商购可得的能够一次检测多于一种病毒和/或毒株的测定(例如,BioMerieux、BioFire,Respiratory Panel;Luminex、Respiratory ViralPanel)。如果临床征象是特征性的(pathognomonic)或者如果特定的身体系统受到影响(例如,呼吸道或胃肠道),此类方法在确认感染物(infective agent)方面是特别有用的。此外,存在允许扩增未知序列的病毒DNA的技术,其在临床征象是全面的的情况下对具有高突变率的病毒、对新的且出现的病毒或对检测人为自然(man-made nature)生物武器可以是有用的(Clem等(2007)Virus detection and identification using random multiplex(RT)-PCR with 3'-locked random primers.Virol J 4:65;Liang等(1992)Differentialdisplay of eukaryotic messenger RNA by means of the polymerase chainreaction.Science257(5072):967-971;Nie X等(2001)A novel usage of randomprimers for multiplex RT-PCR detection of virus and viroid in aphids,leaves,and tubers.J Virol Methods 91(1):37-49;Ralph等(1993)RNA fingerprinting usingarbitrarily primed PCR identifies differentially regulated RNAs in mink lung(Mv1Lu)cells growth arrested by transforming growth factor beta 1.Proc NatlAcad Sci U S A 90(22):10710-10714.)。然而,已经表明,在患有下呼吸道感染的患者中使用分子检测方法相比于常规检测方法并未显著改变治疗方案,但导致患者管理成本的总体增加(Oosterheert JJ,van Loon AM,Schuurman R,Hoepelman AIM,Hak E,等(2005)Impact of rapid detection of viral and atypical bacterial pathogens by real-time polymerase chain reaction for patients with lower respiratory tractinfection.Clinical Infectious Diseases 41:1438-1444)。因此,对病原体的更快速和更灵敏的分子检测分析的可用性不一定会对临床决策做出、患者结果、抗生素使用、采用(adoption)或医院计量经济学产生积极影响。此外,用于病毒的病原体检测测定具有局限性,因为当在分离状态使用时,结果在临床环境下通常难以解释。因此,病毒感染的诊断,以及如果病毒被分离或鉴定是否它是致病性的,不能总通过确定宿主样品中此类生物体的存在简单地进行。
在一些情况下,对感染的病毒的宿主抗体的检测仍然是诊断金标准,因为病毒不能生长,或者生物流体中病毒的存在是暂时的(例如,虫媒病毒感染)并且因此根本不能被检测到。抗体检测也具有局限性,包括:在原发性感染中宿主通常需要至少10天才能产生可检测的且特异性的免疫球蛋白G抗体,到那时临床征象通常已经被减轻;原发性感染之后的抗病毒抗体可以持续长时间段,使得解释显示潜伏期的病毒感染复发的时机是困难的;必须订购特定的测试来检测特定的病毒。这些限制使得确定何时宿主被感染、对特定病毒的高抗体滴度是否意味着特定病毒为出现临床征象的致病物(causative agent),以及定购哪种测试是困难的。在一些情况下,IgM与IgG抗体的比率可以被用于确定病毒感染的新近性(recency)。IgM通常在免疫应答早期产生,并且为非特异性的,而IgG在免疫应答后期产生并且为特异性的。使用这种方法的实例包括以下的诊断:戊型肝炎(Tripathy等(2012).Cytokine Profiles,CTL Response and T Cell Frequencies in the PeripheralBlood of Acute Patients and Individuals Recovered from Hepatitis EInfection.PLoS ONE,7(2),e31822)、登革热(SA-Ngasang等(2005).Specific IgM andIgG responses in primary and secondary dengue virus infections determined byenzyme-linked immunosorbent assay.Epidemiology and Infection,134(04),820)、以及EB病毒(Epstein-Barr Virus)(Hess,R.D.(2004).Routine Epstein-Barr VirusDiagnostics from the Laboratory Perspective:Still Challenging after35Years.Journal of Clinical Microbiology,42(8),3381–3387)。IgM/IgG比率方法还受到临床医师必须先验地(a priori)知道订购哪个特定测试的限制。
因此,对检测病毒感染(特别地与病毒感染相关的全身炎症)的存在以允许具有或疑似具有全身炎症的受试者的早期诊断、监测、做出治疗决策或管理的更好方法存在需求。
发明概述
本发明起因于对以下的确定:在由不同的病毒感染引起的全身炎症期间某些宿主响应外周血表达产物(包括RNA转录物(RNA标志物))通常跨越不同的哺乳动物(人类、猕猴(macaques)、猪)特异性和差异性地表达。此类RNA转录物(生物标志物)对感染过程早期和整个感染进程中诊断是有用的。因此,这些生物标志物在与病毒感染相关的全身炎症的早期诊断、诊断、监测、预后和严重程度的确定方面是有用的。特别地,基于对病毒相关全身炎症的已知和已证明的特异性,此类生物标志物在确定当由病毒感染引起的全身炎症反应的病因方面是有用的。
因为此类生物标志物通常跨越物种特异性和差异性表达,并且响应于覆盖来自巴尔的摩分类组(I-VII)的每一个的实例的多种不同类型的病毒,它们被认为是哺乳动物中的“泛病毒(pan-viral)的”炎性生物标志物。为了确保本文描述的生物标志物为真正的泛病毒的并且对病毒感染也是特异性的,有意地进行以下程序和方法:1).DNA和RNA病毒两者的混合物被包括在“发现”核心数据集中-仅跨越所有这些数据库具有强性能的那些生物标志物被选择用于进一步分析,2).宽范围的病毒科,包括DNA和RNA病毒两者被包括在多种“验证”数据集中,3).引起多种临床征象的宽范围的病毒科被包括在多种数据集中,4).覆盖所有巴尔的摩分类类别的病毒均被包括在多种数据集中,5).覆盖多种感染阶段、感染类型、传播机制和位置的病毒和样品被包括在多种数据集中,6).选择受控和时间过程的数据集以覆盖多于一种哺乳动物物种(人类、猕猴、猪),7).在时间过程研究中,选择在感染过程中在峰值临床征象之前的早期的样品,以限制细菌共感染的可能性,8).减去对于可能诱导相同生物化学途径的其他状况显著的生物标志物(例如,用于自身免疫、哮喘、细菌感染、结节病(sarcoidosis)、应激、过敏反应、创伤、年龄、肥胖、性别和种族的生物标志物),9).在具有多种病毒状况的成人和儿童两者中进行验证。在严格的选择过程之后,仅选择具有大于现有病毒测定和临床判断的AUC的那些生物标志物以确保临床实用性。
基于该确定,本发明人开发了多种方法、设备、组合物和试剂盒,其利用差异表达的生物标志物(包括其比率(导出的生物标志物))来确定出现发热或全身炎症临床症状的受试者中病毒相关炎性反应综合征(VaSIRS)的存在、不存在或程度。在某些实施方案中,这些方法、设备、组合物和试剂盒代表了相比于现有技术方法和产品的显著进步,所述现有技术方法和产品尚未能够:1)区分VaSIRS与其他全身炎症病因;和/或2)确定病毒感染(如果有的话)对出现的临床征象和病理的贡献。
因此,在一个方面,本发明提供了用于确定在评价受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性中使用的指示物的方法。这些方法通常包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:(1)确定生物标志物值,所述生物标志物值针对从所述受试者采集的样品中的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出并且至少部分地指示所述样品中VaSIRS生物标志物的水平;以及(2)使用所述生物标志物值确定指示物。合适地,受试者具有至少一种SIRS临床征象。所述至少一种VaSIRS生物标志物合适地不是选自由以下组成的组的至少一种其他SIRS状况(例如,1种、2种、3种、4种或5种其他SIRS状况)的生物标志物:细菌相关SIRS、自身免疫疾病相关SIRS、癌症相关SIRS和创伤相关SIRS。样品合适地为生物样品,其代表性实例包括血液样品,包括外周血样品和白细胞样品。在其他实施方案中,样品为组织活检诸如肝组织活检。
在具体的实施方案中,所述至少一种VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:ZBP1、TMEM62、CD38、ISG15、IFI44、RSAD2、HERC5、MX1、HERC6、OAS2、XAF1、IFI6、PARP12、EIF2AK2、DHX58、UBE2L6、DDX60、USP18、RTP4、PHF11、IFIH1、ZBP1、STAT1、LAP3、TAP1、C19orf66、CUL1、POLB、ZC3HAV1、IL16、ITPKB、CAMK2G、CTDSP2、DPEP2、LTB、CBX7、FNBP1、FOXO1、MAST3、LDLRAP1、TMEM204、FAIM3、RGS14、IKBKB、ZXDC、PHF20、DGKA、XPC、PPARD、C2orf68、NLRP1、IL27RA、ABLIM1、JAK1、METTL3、SAFB2、PPM1F、TYK2、BANP、CRTC3、ATM、PAFAH1B1、PIK3IP1、WDR37、TGFBR2、ZNF274、STAT5B、MAML1、SATB1、DOCK9、CHMP7、BRD1、BTG1、ATF7IP2、DIDO1、LEF1、TNRC6B、SERTAD2、CEP68、BCL2、VPS8、CHD3、PUM2、TGOLN2、NDE1、CCR7、PSTPIP1、TIAM1、PECAM1、PDE3B、MYC、FOXJ2、PRMT2、CSNK1D、RPL10A、SERINC5、ARHGEF2、HGSNAT、TRAK1、PHF2、PBX3、SESN1、DPF2、IL4R、NOSIP、MPPE1、NR3C1、ABAT、GCC2、ZFC3H1、SETD2、ITSN2、R3HDM2、ARHGAP15、PCF11、MAPRE2、ST3GAL1、NACA、WDR47、SSBP2、CLK4、EIF3H、FRY、ZNF238、PTGER4、PCNX、NECAP2、CASC3、MSL1、VEZF1、KIAA0232、RASSF2、RPL22、ACAA1、MAP4K4、BEX4、NCBP2、LRMP、CAMK1D、UTP14A、STX6、RPS6KA3、PRKAA1、GOLGA7、ZNF143、SNRK、SYPL1、CYLD、PRUNE、CRLF3、CD93、GPS2、FBXO11、UBE2D2、USP10、CCNG2、SOS2、ARRB1、CEP170、SMAD4、CIAPIN1、KLF7、PHF20L1、ALDH3A2、PDCD6IP、WASF2、TGFBI、GPBP1L1、PCBP2、DCP2、LYST、ERBB2IP、ANKRD49、NDFIP1、ATAD2B、ZNF292、CCNT2、MARCH7、ACAP2、MED13、IL6ST、PHF3、SP3、SEC62、ZFYVE16、NEK7、POLD4、GNA12、TRIB2、YTHDF3、PPP2R5A、PPP1R2、ZDHHC17、STK38L、ST13、FAM134A、PFDN5、MARCH8、POLR1D、OASL、N4BP1、NOD2、RNF19B、PRKAG2、IGSF6、MEF2A、LPIN2、PPP1R11、USP15、BACH1、SSFA2、MKLN1、FYB、NSUN3、MAX、STAM2、HHEX、CLEC4A、ZFAND5、ABI1、MORC3、RC3H2、MAP1LC3B、TM2D3、CHST11、NAB1、KLF3、YPEL5、MXI1、CD97、CYTH4、HCK、ARHGAP26、RARA、XPO6、TNFRSF1A、SLCO3A1、ICAM3、PTPN6、PRKCD、RAB11FIP1、CSF2RB、LCP2、TYROBP、PHC2、RHOG、PSAP、LYN、TMEM127、LILRA2、AOAH、FGR、PLEKHO2、ARAP1、RBM23、PTPRE、KLF6、LIMK2、LILRB3、TLR2、GPR97、GMIP、SIRPA、LRP10、LPAR2、TREM1、IL13RA1、ITGAX、ARHGAP25、SIRPB1、ZDHHC18、TLE3、ITGB2、SNX27、PGS1、ATP6V1B2、RAB31、MAP3K11、PACSIN2、KIAA0513、EMR2、RERE、NUMB、RALB、ETS2、STAT5A、LST1、RIN3、TNK2、IQSEC1、PISD、SORL1、FES、KIAA0247、IL6R、LAPTM5、VAMP3、FAM65B、MAP3K5、TRIM8、ZYX、MAPK14、PLEKHO1、NCOA1、RNASET2、APBB1IP、RXRA、PTAFR、CNPY3、TNFSF13、RPS6KA1、OSBPL2、MTMR3、TMBIM1、TFEB、TFE3、RAF1、STX3、LAT2、GRB2、NDEL1、SEMA4D、FCGRT、DOK3、HIP1、UBN1、PLXNC1、NRBF2、INPP5D、SH2D3C、MMP25、IL10RB、FLOT2、PIAS1、PITPNA、APLP2、CTBP2、GPSM3、RNF130、DGCR2、ZMIZ1、CAP1、GSK3B、RGS19、RAB7A、CREBBP、RBMS1、IL1RAP、RTN3、PPP4R1、TRIOBP、GABARAP、MCTP2、NFKB1、CST3、ABHD2、SH2B3、STX10、TSC22D3、TLE4、HAL、ARRB2、MAP3K3、NPL、CCND3、SERINC3、GNAQ、USP4、PSEN1、KBTBD2、LYL1、AIF1、MBP、ACVR1B、RAB4B、PTEN、ASAP1、MANSC1、RYBP、CSAD、UBXN2B、TNIP1、WBP2、OGFRL1、SNN、HPCAL1、CD37、RNF146、RAB14、TOPORS、NFYA、FOXO3、CREB1、MAPK1、SOAT1、UBQLN2、OSBPL11、KLHL2、VAV3、BRD4、MARK3、BAZ2B、ZNF148、CASP8、CHMP1B、HPS1、RNF141、MOSPD2、PINK1、CDIPT、NCOA4、PPP3R1、MKRN1、GYPC、BMP2K和FBXO9。这些VaSIRS生物标志物的核苷酸序列的非限制性实例被列于SEQ ID NO:1-415中(关于序列ID号、生物标志物基因符号、Ensembl转录物ID,参见,表19)。这些VaSIRS生物标志物的氨基酸序列的非限制性实例被列于SEQ ID NO:416-830中。在说明性实例中,个体的VaSIRS生物标志物选自由以下组成的组:(a)多核苷酸表达产物,其包含与SEQ ID NO:1-415的任一个中列出的序列共享至少70%(或至少71%至至少99%以及在其间的所有整数百分比)序列同一性的核苷酸序列,或其互补物;(b)多核苷酸表达产物,其包含编码包含SEQ ID NO:416-830的任一个中列出的氨基酸序列的多肽的核苷酸序列;(c)多核苷酸表达产物,其包含编码与SEQ ID NO:416-830中列出的序列的至少一部分共享至少70%(或至少71%至至少99%以及在其间的所有整数百分比)序列相似性或序列同一性的多肽的核苷酸序列;(d)多核苷酸表达产物,其包含在中度或高度严格条件下与(a)、(b)、(c)或其互补物的序列杂交的核苷酸序列;(e)多肽表达产物,其包含SEQ ID NO:416-830的任一个中列出氨基酸序列;以及(f)多肽表达产物,其包含与SEQ ID NO:416-830的任一个中列出的序列共享至少70%(或至少71%至至少99%以及在其间的所有整数百分比)序列相似性或序列同一性的氨基酸序列(关于序列ID号和GenBank登录号,参见,表20)。
本发明的某些VaSIRS生物标志物本身具有强的用于检测VaSIRS的诊断性能(例如,如使用曲线下面积(AUC)测量)并且在本文中被称为“A组VaSIRS生物标志物”。因此,在具体的实施方案中,所述至少一种VaSIRS生物标志物选自A组VaSIRS生物标志物,其中单独的A组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:ZBP1、TMEM62和CD38。合适地,所述生物标志物值针对单独的A组VaSIRS生物标志物测量或导出,并且指示物使用生物标志物值来确定。可选地,生物标志物值针对所述A组VaSIRS生物标志物的至少2个或每一个测量或导出,并且指示物通过组合生物标志物值来确定。
其他VaSIRS生物标志物当与一个或更多个其他VaSIRS生物标志物组合时具有强的诊断性能。在一些实施方案中,使用生物标志物对来确定指示物。在这种类型的说明性实例中,生物标志物对中的一个生物标志物选自B组VaSIRS生物标志物,并且另一个选自C组VaSIRS生物标志物,其中单独的B组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:ISG15、IFI44、RSAD2、HERC5、MX1、HERC6、OAS2、XAF1、IFI6、PARP12、EIF2AK2、DHX58、UBE2L6、DDX60、USP18、RTP4、PHF11、IFIH1、ZBP1、STAT1、LAP3、TAP1、C19orf66、CUL1、POLB和ZC3HAV1,并且其中单独的C组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:IL16、ITPKB、CAMK2G、CTDSP2、DPEP2、LTB、CBX7、FNBP1、FOXO1、MAST3、LDLRAP1、TMEM204、FAIM3、RGS14、IKBKB、ZXDC、PHF20、DGKA、XPC、PPARD、C2orf68、NLRP1、IL27RA、ABLIM1、JAK1、METTL3、SAFB2、PPM1F、TYK2、BANP、CRTC3、ATM、PAFAH1B1、PIK3IP1、WDR37、TGFBR2、ZNF274、STAT5B、MAML1、SATB1、DOCK9、CHMP7、BRD1、BTG1、ATF7IP2、DIDO1、LEF1、TNRC6B、SERTAD2、CEP68、BCL2、VPS8、CHD3、PUM2、TGOLN2、NDE1、CCR7、PSTPIP1、TIAM1、PECAM1、PDE3B、MYC、FOXJ2、PRMT2、CSNK1D、RPL10A、SERINC5、ARHGEF2、HGSNAT、TRAK1、PHF2、PBX3、SESN1、DPF2、IL4R、NOSIP、MPPE1、NR3C1、ABAT、GCC2、ZFC3H1、SETD2、ITSN2、R3HDM2、ARHGAP15、PCF11、MAPRE2、ST3GAL1、NACA、WDR47、SSBP2、CLK4、EIF3H、FRY、ZNF238、PTGER4、PCNX、NECAP2、CASC3、MSL1、VEZF1、KIAA0232、RASSF2、RPL22、ACAA1、MAP4K4、BEX4、NCBP2、LRMP、CAMK1D、UTP14A、STX6、RPS6KA3、PRKAA1、GOLGA7、ZNF143、SNRK、SYPL1、CYLD、PRUNE、CRLF3、CD93、GPS2、FBXO11、UBE2D2、USP10、CCNG2、SOS2、ARRB1、CEP170、SMAD4、CIAPIN1、KLF7、PHF20L1、ALDH3A2、PDCD6IP、WASF2、TGFBI、GPBP1L1、PCBP2、DCP2、LYST、ERBB2IP、ANKRD49、NDFIP1、ATAD2B、ZNF292、CCNT2、MARCH7、ACAP2、MED13、IL6ST、PHF3、SP3、SEC62、ZFYVE16、NEK7、POLD4、GNA12、TRIB2、YTHDF3、PPP2R5A、PPP1R2、ZDHHC17、STK38L、ST13、FAM134A、PFDN5、MARCH8和POLR1D。
在其他说明性实例中,生物标志物对中的一个生物标志物选自D组VaSIRS生物标志物,并且另一个选自E组VaSIRS生物标志物,其中单独的D组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:OASL、N4BP1、NOD2、RNF19B、PRKAG2、IGSF6、MEF2A、LPIN2、PPP1R11、USP15、BACH1、SSFA2、MKLN1、FYB、NSUN3、MAX、STAM2、HHEX、CLEC4A、ZFAND5、ABI1、MORC3、RC3H2、MAP1LC3B、TM2D3、CHST11、NAB1、KLF3、YPEL5和MXI1,并且其中单独的E组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:CD97、CYTH4、HCK、ARHGAP26、RARA、XPO6、TNFRSF1A、SLCO3A1、ICAM3、PTPN6、PRKCD、RAB11FIP1、CSF2RB、LCP2、TYROBP、PHC2、RHOG、PSAP、LYN、TMEM127、LILRA2、AOAH、FGR、PLEKHO2、ARAP1、RBM23、PTPRE、KLF6、LIMK2、LILRB3、TLR2、GPR97、GMIP、SIRPA、LRP10、LPAR2、TREM1、IL13RA1、ITGAX、ARHGAP25、SIRPB1、ZDHHC18、TLE3、ITGB2、SNX27、PGS1、ATP6V1B2、RAB31、MAP3K11、PACSIN2、KIAA0513、EMR2、RERE、NUMB、RALB、ETS2、STAT5A、LST1、RIN3、TNK2、IQSEC1、PISD、SORL1、FES、KIAA0247、IL6R、LAPTM5、VAMP3、FAM65B、MAP3K5、TRIM8、ZYX、MAPK14、PLEKHO1、NCOA1、RNASET2、APBB1IP、RXRA、PTAFR、CNPY3、TNFSF13、RPS6KA1、OSBPL2、MTMR3、TMBIM1、TFEB、TFE3、RAF1、STX3、LAT2、GRB2、NDEL1、SEMA4D、FCGRT、DOK3、HIP1、UBN1、PLXNC1、NRBF2、INPP5D、SH2D3C、MMP25、IL10RB、FLOT2、PIAS1、PITPNA、APLP2、CTBP2、GPSM3、RNF130、DGCR2、ZMIZ1、CAP1、GSK3B、RGS19、RAB7A、CREBBP、RBMS1、IL1RAP、RTN3、PPP4R1、TRIOBP、GABARAP、MCTP2、NFKB1、CST3、ABHD2、SH2B3、STX10、TSC22D3、TLE4、HAL、ARRB2、MAP3K3、NPL、CCND3、SERINC3、GNAQ、USP4、PSEN1、KBTBD2、LYL1、AIF1、MBP、ACVR1B、RAB4B、PTEN、ASAP1、MANSC1、RYBP、CSAD、UBXN2B、TNIP1、WBP2、OGFRL1、SNN、HPCAL1、CD37、RNF146、RAB14、TOPORS、NFYA、FOXO3、CREB1、MAPK1、SOAT1、UBQLN2、OSBPL11、KLHL2、VAV3、BRD4、MARK3、BAZ2B、ZNF148、CASP8、CHMP1B、HPS1、RNF141、MOSPD2、PINK1、CDIPT、NCOA4、PPP3R1、MKRN1、GYPC、BMP2K和FBXO9。
在一些实施方案中,生物标志物值针对B组VaSIRS生物标志物和针对C组VaSIRS生物标志物测量或导出,并且指示物通过组合生物标志物值来确定。在一些实施方案中,生物标志物值针对D组VaSIRS生物标志物和针对E组VaSIRS生物标志物测量或导出,并且指示物通过组合生物标志物值来确定。在其他实施方案中,生物标志物值针对B组VaSIRS生物标志物、针对C组VaSIRS生物标志物、针对D组VaSIRS生物标志物和针对E组VaSIRS生物标志物测量或导出,并且指示物通过组合生物标志物值来确定。合适地,在以上实施方案中,该方法包括使用组合函数组合生物标志物值,其中所述组合函数为以下的至少一个:加性模型;线性模型;支持向量机;神经网络模型;随机森林模型;回归模型;遗传算法;退火算法;加权和;最邻近模型;以及概率模型。
在一些实施方案中,该方法包括:(a)确定一对生物标志物值,每一个生物标志物值为针对至少一种对应的VaSIRS生物标志物测量或导出的值;(b)使用该对生物标志物值确定导出的生物标志物值,所述导出的生物标志物值指示该对VaSIRS生物标志物的浓度的比率;以及使用所述导出的标志物值确定指示物。在这种类型的说明性实例中,生物标志物值针对B组VaSIRS生物标志物和针对C组VaSIRS生物标志物测量或导出,以获得该对生物标志物值,并且所述导出的生物标志物值使用该对生物标志物值来确定。在其他说明性实例中,生物标志物值针对D组VaSIRS生物标志物和针对E组VaSIRS生物标志物测量或导出,以获得该对生物标志物值,并且所述导出的生物标志物值使用该所述对生物标志物值来确定。
在一些实施方案中,该方法包括:(a)使用第一对生物标志物值确定第一导出的生物标志物值,所述第一导出的生物标志物值指示第一VaSIRS生物标志物和第二VaSIRS生物标志物的浓度的比率;(b)使用第二对生物标志物值确定第二导出的生物标志物值,所述第二导出的生物标志物值指示第三VaSIRS生物标志物和第四VaSIRS生物标志物的浓度的比率,以及(c)通过组合所述第一导出的生物标志物值和第二导出的生物标志物值确定指示物。合适地,第一VaSIRS生物标志物选自B组VaSIRS生物标志物,第二VaSIRS生物标志物选自C组VaSIRS生物标志物,第三VaSIRS生物标志物选自D组VaSIRS生物标志物,并且第四VaSIRS生物标志物选自E组VaSIRS生物标志物。在这种类型的说明性实例中,该方法包括使用组合函数组合生物标志物值,其中所述组合函数为以下的至少一个:加性模型;线性模型;支持向量机;神经网络模型;随机森林模型;回归模型;遗传算法;退火算法;加权和;最邻近模型;以及概率模型。
合适地,在利用如本文以上及别处广泛描述的VaSIRS生物标志物对的实施方案中,单独的一对VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间(或在±0.8、±0.7、±0.6、±0.5、±0.4、±0.3、±0.2或±0.1之间),并且指示物具有大于或等于代表所述指示物诊断VaSIRS的存在、不存在或程度的能力的性能阈值的性能值,其中所述性能阈值指示至少0.3的解释方差。在这种类型的说明性实例中,个体的VaSIRS生物标志物具有位于状况相关性范围之外的与VaSIRS的存在、不存在或程度的状况相关性,其中所述状况相关性范围在±0.3之间。在其他说明性实例中,个体的VaSIRS生物标志物具有位于状况相关性范围之外的与VaSIRS的存在、不存在或程度的状况相关性,其中所述状况相关性范围为±0.9、±0.8、±0.7、±0.6、±0.5或±0.4中的至少一个。在具体的实施方案中,性能阈值指示0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、以及0.9中的至少一个的解释方差。
在利用如本文以上及别处广泛描述的VaSIRS生物标志物对的某些实施方案中,B组VaSIRS生物标志物合适地为ISG15的表达产物,C组VaSIRS生物标志物合适地为IL16的表达产物,D组VaSIRS生物标志物合适地为OASL的表达产物,并且E组VaSIRS生物标志物合适地为CD97的表达产物。
与VaSIRS相关的病毒合适地选自巴尔的摩病毒分类I、II、III、IV、V、VI和VII组的任何一个,其能够诱导至少一种SIRS临床征象。
本发明的另一个方面提供了用于确定在评价受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性中使用的指示物的设备。所述设备通常包括至少一种电子处理装置,所述至少一种电子处理装置:
确定一对生物标志物值,每一个生物标志物值为针对从所述受试者采集的样品的如本文以上及别处广泛描述的至少一种对应的VaSIRS生物标志物测量或导出的值,并且至少部分地指示在所述样品中的所述VaSIRS生物标志物的浓度;
使用该对生物标志物值确定导出的生物标志物值,所述导出的生物标志物值指示该对VaSIRS生物标志物的浓度的比率;以及
使用所述导出的生物标志物值确定指示物。
在具体的实施方案中,该对VaSIRS生物标志物选自表13或表14中列出的生物标志物对。
又在另一个方面,本发明提供了用于确定在评价受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性中使用的指示物的组合物。这些组合物通常包含以下、由以下组成或基本上由以下组成:至少一对cDNA和与该cDNA中的单独的一个杂交的至少一种寡核苷酸引物或探针,其中所述至少一对cDNA选自包括第一对cDNA和第二对cDNA的cDNA对,其中所述第一对包含B组VaSIRS生物标志物cDNA和C组VaSIRS生物标志物cDNA,并且其中所述第二对包含D组VaSIRS生物标志物cDNA和E组VaSIRS生物标志物cDNA。合适地,组合物包含对应于源自细胞或细胞群体的mRNA的cDNA的群体。在一些实施方案中,细胞为免疫系统的细胞,合适地为白细胞。在一些实施方案中,细胞群体为血液,合适地为外周血。在一些实施方案中,至少一种寡核苷酸引物或探针与cDNA中的单独的一个杂交。在以上实施方案的任一个中,组合物还可以包含用于检测cDNA的被标记的试剂。在这种类型的说明性实例中,被标记的试剂为被标记的所述至少一种寡核苷酸引物或探针。在其他实施方案中,被标记的试剂为被标记的所述cDNA。在一些实施方案中,至少一种寡核苷酸引物或探针呈除了高密度阵列以外的形式。在一些实施方案中,组合物包含与cDNA的相对链杂交并且允许核酸扩增与cDNA具有同源性的扩增子的一对引物。在这种类型的具体实例中,组合物还包含与扩增子杂交的探针。在这些实施方案中,该对引物和探针中的至少一个被标记。
本发明的仍另一个方面提供了试剂盒,所述试剂盒用于确定指示VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性的指示物。该试剂盒通常包含以下、由以下组成或基本上由以下组成:选自包括第一对试剂和第二对试剂的试剂对的至少一对试剂,其中所述第一对试剂包含(i)允许定量B组VaSIRS生物标志物的试剂;以及(ii)允许定量C组VaSIRS生物标志物的试剂,其中所述第二对试剂包含:(iii)允许定量D组VaSIRS生物标志物的试剂;以及(iv)允许定量E组VaSIRS生物标志物的试剂。
在另外的方面,本发明提供了用于管理具有VaSIRS的受试者的方法。这些方法通常包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:基于从指示物确定方法获得的指示物将所述受试者暴露于用于治疗VaSIRS的治疗方案,或避免将所述受试者暴露于用于治疗不是VaSIRS的SIRS的治疗方案,其中所述指示物指示所述受试者中VaSIRS的存在,并且其中所述指示物确定方法为如本文以上及别处广泛描述的指示物确定方法。在一些实施方案中,该方法还包括从受试者采集样品并且使用指示物确定方法确定指示VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性的指示物。在其他实施方案中,该方法还包括根据指示物确定方法将从受试者采集的样品发送至所述指示物在其中被确定的实验室。在这些实施方案中,该方法合适地还包括从实验室接收指示物。
本发明的又另一个方面提供了监测特定治疗方案在受试者中朝向期望的健康状态(例如,VaSIRS的不存在)的效力的方法。这些方法通常包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:(1)确定生物标志物值,所述生物标志物值针对从受试者采集的样品中的如以上广泛定义的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出并且至少部分地指示样品中所述VaSIRS生物标志物的水平,其中所述样品在用所述治疗方案治疗所述受试者后采集;(2)使用所述生物标志物值确定指示物,其中所述指示物被用于评价所述受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性,以及(3)使用所述指示物评价所述受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性,从而确定所述治疗方案是否有效地将所述受试者的健康状态改变为期望的健康状态。
在另一个方面,本发明提供了确定治疗方案是否对治疗患有VaSIRS的受试者有效的方法。这些方法通常包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:(a)将生物标志物值与有效治疗方案关联,所述生物标志物值针对如以上广泛定义的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出;(b)确定在用所述治疗方案治疗之后从所述受试者采集的样品中针对所述至少一种对应的VaSIRS生物标志物测量或导出的生物标志物值;(c)使用所述生物标志物值确定指示物,其中所述指示物被用于评价所述受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性,(d)使用所述指示物评价所述受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性,以从而确定所述治疗方案是否对治疗所述受试者中的VaSIRS有效。
本发明的另外的方面提供了将生物标志物值与对治疗方案的正响应或负响应关联的方法,所述生物标志物值针对如以上广泛定义的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出。这些方法通常包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:(a)确定针对开始所述治疗方案之后从患有VaSIRS的受试者采集的样品中的至少一种对应的VaSIRS生物标志物的生物标志物值,其中所述生物标志物值至少部分地指示所述样品中所述VaSIRS生物标志物的水平;以及(c)将所述样品的VaSIRS生物标志物值与对所述治疗方案的正响应或负响应关联。
本发明的另一个方面提供了确定患有VaSIRS的受试者对治疗方案的正响应或负响应的方法。这些方法通常包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:(a)将参考生物标志物值与对所述治疗方案的正响应或负响应关联,所述参考生物标志物值针对如以上广泛定义的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出;以及(b)确定针对从患有VaSIRS的受试者采集的样品中的至少一种对应的VaSIRS生物标志物的生物标志物值,其中所述生物标志物值指示所述受试者是否响应所述治疗方案。
在一些实施方案中,确定对治疗方案正响应或负响应的方法还包括:(i)确定针对在开始所述治疗方案之前从所述受试者采集的样品中的如以上广泛定义的至少一种对应的VaSIRS生物标志物的第一样品生物标志物值;以及(ii)将所述第一样品生物标志物值与针对在开始所述治疗方案之后从所述受试者采集的至少一种对应的VaSIRS生物标志物的第二样品生物标志物值进行比较,以从而确定对所述治疗方案的正响应或负响应。
本发明的另一个方面提供了治疗、预防或抑制受试者中VaSIRS的发展的方法。这些方法通常包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:基于从指示物确定方法获得的指示物将所述受试者暴露于用于治疗VaSIRS的治疗方案,或避免将所述受试者暴露于用于治疗不是VaSIRS的SIRS的治疗方案,所述指示物确定方法包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:(a)确定多于一个(a plurality of)生物标志物值,每一个生物标志物值指示针对所述受试者的如以上广泛定义的至少一种VaSIRS生物标志物测量或导出的值;(b)使用多于一个生物标志物值的组合确定指示物,所述指示物至少部分地指示VaSIRS的存在、不存在或程度,其中:(i)至少两种(例如,2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;以及(ii)所述指示物具有大于或等于代表所述指示物诊断VaSIRS的存在、不存在或程度的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差。
合适地,该方法还包括:(1)确定多于一个测量的生物标志物值,每一个测量的生物标志物值为所述受试者的VaSIRS生物标志物的测量的值;以及(2)将函数应用于所述测量的生物标志物值的至少一个以确定至少一个导出的生物标志物值,所述至少一个导出的生物标志物值指示对应的导出的VaSIRS生物标志物的值。
合适地,该函数包括以下的至少一种:(a)将两个生物标志物值相乘;(b)将两个生物标志物值相除;(c)将两个生物标志物值相加;(d)将两个生物标志物值相减;(e)至少两个生物标志物值的加权和;(f)至少两个生物标志物值的对数和;以及(g)至少两个生物标志物值的S型函数。
在本发明的另一个方面,提供了用于监测特定治疗方案在受试者中朝向期望的健康状态的效力的方法。这些方法通常包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:(a)确定多于一个生物标志物值,每一个生物标志物值指示针对在用治疗方案治疗之后所述受试者的如以上广泛定义的至少一种VaSIRS生物标志物测量或导出的值;(b)使用多于一个生物标志物值的组合确定指示物,所述指示物至少部分地指示VaSIRS的存在、不存在或程度,其中:(i)至少两种(例如,2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;并且(ii)所述指示物具有大于或等于代表所述指示物诊断VaSIRS的存在、不存在或程度或者提供VaSIRS的预后的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差;以及(c)基于所述指示物指示VaSIRS的存在或相对于在用所述治疗方案治疗之前所述受试者中的VaSIRS的程度的较低程度的VaSIRS的存在,确定所述治疗方案有效地将所述受试者的所述健康状态改变为期望的健康状态。
本发明的仍其他方面预期了如本文以上及别处广泛描述的指示物确定方法在用于将生物标志物谱与用于VaSIRS的有效治疗方案关联的、或用于确定治疗方案是否对治疗患有VaSIRS的受试者有效的、或用于将生物标志物谱与对治疗方案正响应或负响应关联的、或用于确定患有VaSIRS的受试者对治疗方案正响应或负响应的方法中的用途。
附图简述
图1为ZBP1在合并和归一化数据集(14个单独数据集)中的性能(AUC)的ROC图。
图2为CD38在合并和归一化数据集(14个单独数据集)中的性能(AUC)的图。
图3为TMEM62在合并和归一化数据集(14个单独数据集)中的性能(AUC)的图。
图4示出了单独的生物标志物ZBP1在四种“核心”病毒数据集中的性能的图,所述四种“核心”病毒包括流感病毒、拉沙热病毒(Lassa fever virus)、巨细胞病毒(cytomegalovirus)和登革热病毒。
图5示出了单独的生物标志物CD38在四种“核心”病毒数据集中的性能的图,所述四种“核心”病毒包括流感病毒、拉沙热病毒、巨细胞病毒和登革热病毒。
图6示出了单独的生物标志物TMEM62在四种“核心”病毒数据集中的性能的图,所述四种“核心”病毒包括流感病毒、拉沙热病毒、巨细胞病毒和登革热病毒。
图7示出了跨越14种不同病毒数据集的组合的导出的生物标志物(ISG15:IL16/OASL:CD97)的最佳表现组合的ROC图。
图8示出了当将导出的生物标志物顺序添加至最佳表现的单独的导出的生物标志物(IL16/ISG15)时跨越14种不同病毒数据集的组合获得的曲线下面积的图。ISG15:IL16/OASL:CD97的组合被认为具有最佳的商业实用性,并具有最低的噪声引入风险。
图9示出了导出的生物标志物IL16/ISG15在四种“核心”病毒数据集中的性能的图,所述四种“核心”病毒包括流感病毒、拉沙热病毒、巨细胞病毒和登革热病毒。
图10示出了导出的CD97/OASL在四种“核心”病毒数据集中的性能的图,所述四种“核心”病毒包括流感病毒、拉沙热病毒、巨细胞病毒和登革热病毒。
图11示出了624例患有疑似脓毒症的患者的导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/OASL的组合的基因表达比率指数的箱须图(box and whisker plots)。基于致病性生物体是分离的(细菌、混合状况、病毒)还是非分离的(健康、SIRS)将患者分组。
图12为描绘对评价患者中VaSIRS的存在有用的指示物的示例性输出。
图13示出了儿科患者的导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/OASL的组合的基因表达比率指数的箱须图。基于患者是健康的(对照)还是患者被阳性地诊断为患有VaSIRS(病毒)的BaSIRS(脓毒症)将患者分组。
图14示出了两组受试者(包括17名健康对照和30名感染HIV的患者)的比较结果的箱须图。在研究招募时,从健康受试者和患者两者采集分析的样品。使用导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/OASL的组合的曲线下面积(AUC)为0.91。
图15示出了有意地感染猪圆环病毒(第0天)的仔猪以及随后持续29天的时间过程研究的箱须图。在接种之前(第0天)以及在第7天、第14天、第21天和第29天时采集血液样品。将导出的生物标志物IL16/ISG15+CD97/N4BP1在该独立样品集(GSE14790)中进行验证。可选的生物标志物N4BP1替代OASL,因为该后一生物标志物在猪中未被发现。组合的导出的生物标志物的第0天对比第7天、第0天对比第14天、第0天对比第21天和第0天对比第29天的曲线下面积(AUC)分别为0.812、1.00、1.00和1.00。
图16示出了患有急性RSV感染并且在恢复之后的儿童的泛病毒特征(signature)值(数据集GSE69606)。箱须图示出了患有急性RSV感染的那些儿童(左图)相比于中度和严重受影响的在4-6周后恢复的儿童(右图)的泛病毒特征之间的差异(AUC=0.903)。在患有急性轻度(n=9)、中度(n=9)或严重(n=8)感染的儿童之间的泛病毒特征中几乎未观察到差异(左图)。因此泛病毒特征不受疾病严重程度的影响。
图17示出了患有及未患有可检测的人类鼻病毒属(rhinovirus)的儿童的泛病毒特征值(GSE67059)。儿童(<2岁)中泛病毒特征的性能的箱须图。根据鼻咽拭子中HRV的存在或不存在,以及他们是无症状的,还是作为住院患者或门诊患者被治疗的,将儿童预分选为不同组。泛病毒特征AUC如下:所有HRV+对比所有HRV-为0.884;健康的对比无症状的(但被确认为HRV+)为0.806;健康的对比住院患者为0.896;健康对比门诊患者为0.894。如通过患者是无症状还是有症状,以及他们是作为门诊患者还是住院患者被治疗表明的,不同疾病严重程度的泛病毒特征值缺乏差异表明泛病毒特征不受疾病严重程度的影响。
图18示出了在患有H3N2甲型流感的人类受试者的鼻内感染之后的泛病毒特征的时间过程值(GSE30550)。显示在鼻内接种流感病毒H3N2之后在108小时时间段内有症状的人类受试者的泛病毒特征值的箱须图。与接种前(pre-inoculation)相比,泛病毒特征值的差异可以早在36小时被观察到,并且在记录的临床征象之前69小时观察到峰值。因此,泛病毒特征可用于在疾病过程早期诊断病毒感染。在响应于用相同流感病毒毒株的实验性接种的人类和小鼠中观察到最早检测和峰值的相似时间。不同物种对相同病毒毒株的相似时间过程响应表明相似病毒毒株具有相似的时间(temporal)泛病毒特征响应的可能性。
图19示出了接种马尔堡病毒(Marburg virus)的猕猴随时间推移的泛病毒特征值(GSE58287)。显示在第0天暴露于雾化马尔堡病毒的15只猕猴在9天内的泛病毒特征值的箱须图。每两天将三只猕猴安乐死。在暴露后第3天在局部淋巴结中首次检测到病毒,在第4天检测到病毒血症,并且在第5天检测到第一次发热。基于这些值,泛病毒特征可用于在病毒抗原在淋巴结中首次出现之前2天,在病毒血症检测到之前3天,并且在临床征象之前4天的疾病过程早期诊断病毒感染。
图20示出了来自接种丙型肝炎病毒或戊型肝炎病毒的黑猩猩(chimpanzees)的肝活检组织随时间推移的泛病毒特征值。箱须图示出了被静脉内接种丙型肝炎病毒(HCV;N=3)或戊型肝炎病毒(HEV;N=4)的黑猩猩中随时间变化(as a function of time)的泛病毒特征值。分析在不同时间点的肝活检样品的基因表达。当将接种后的所有时间点与接种前比较时,泛病毒特征具有>0.96的AUC。该值表明,泛病毒特征可以检测除了外周血以外的组织(肝活检)中的病毒响应,并且不同病毒(戊型肝炎和丙型肝炎)产生在幅度和时间方面不同的响应。
图21示出了在出现在ER患有发热的成人患者中的泛病毒特征的性能。FEVER研究中被回顾性诊断为患有细菌性脓毒症(n=55)、无感染(n=22)或病毒感染(n=15)的93名患者的箱须图。病毒对比细菌、病毒对比未感染以及细菌对比未感染的AUC分别为0.934、0.854和0.583。
图22示出了处于非洲(n=43)或USA(n=15)的被诊断为患有HIV的两组患者的泛病毒特征的AUC。当患者具有确认的急性感染时在研究招募时并且在第1周、第2周、第4周、第12周及第24周时收集患者样品。当将健康对照与未接受任何治疗的非洲患者比较时,泛病毒特征AUC在所有时间点均保持在0.9或高于0.9,而当将健康对照与接受治疗的USA患者比较时,到第24周时AUC从在招募时的高于0.9下降至少于0.5。此外,随时间推移,泛病毒特征评分主要反映了如GSE29429中描述的平均HIV病毒载量。
图23示出了受试者对活的黄热病疫苗的响应。地理上分开的两组志愿者组(洛桑市,n=11;蒙特利尔,n=15)在第0天被皮下疫苗接种Stamaril(Sanofi-Pasteur YF17D-204YF-VAX)(一种包含活的减毒黄热病病毒的疫苗),该疫苗在疫苗接种之后10天提供保护。在第0天、第3天和第7天收集洛桑市组群(cohort)的全血样品,并且在在第0天、第3天、第7天、第10天、第14天、第28天和第60天收集蒙特利尔组群的全血样品。在疫苗接种之后在第7天泛病毒特征值达到峰值,并且到第14天下降至疫苗接种前的水平。如在Gaucher等(2008)(补充材料,表5)中详述的,泛病毒特征值主要反映病毒血症(病毒颗粒/mL血浆)。在该研究中,直至疫苗接种后14天才检测到针对疫苗接种的特异性抗体应答。
发明详述
1.定义
除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与本文描述的那些相似或等效的任何方法和材料都可以用于实践或测试本发明,但描述了优选的方法和材料。为了本发明的目的,在下文中定义了以下术语。
冠词“一(a)”和“一(an)”在本文中用于指一个或多于一个(即至少一个)的该冠词的语法对象。例如,“元素(an element)”意指一个元素或多于一个元素。
如本文使用的,术语“扩增子”指为扩增产物的核酸。因此扩增子可以与参考序列、靶序列或任何已经历扩增的核酸序列同源。通常,在反应样品内,扩增子序列的浓度将显著大于原始(模板)核酸序列的浓度。
如本文使用的,“和/或(and/or)”指和涵盖一个或更多个相关列出的项目的任何和所有可能的组合,以及当以可选地解释(或)时缺少组合。
术语“生物标志物”广泛指存在于或源自样品的任何可检测的化合物,诸如蛋白、肽、蛋白聚糖、糖蛋白、脂蛋白、碳水化合物、脂质、核酸(例如,DNA,诸如cDNA或扩增的DNA,或RNA,诸如mRNA)、有机或无机化学品(chemical)、天然或合成聚合物、小分子(例如,代谢物)或前述任一种的辨别分子或辨别片段。如本文中使用的“源自”指当被检测到时指示特定分子存在于样品中的化合物。例如,特定cDNA的检测可以指示样品中特定RNA转录物的存在。作为另一个实例,特定抗体的检测或结合可以指示样品中特定抗原(例如蛋白)的存在。本文中,辨别分子或辨别片段为当被检测到时指示以上鉴定的化合物的存在或丰度的分子或片段。生物标志物可以例如从样品中分离,在样品中直接测量,或者在样品中被检测或确定。例如,生物标志物可以是功能性的、部分地功能性的或非功能性的。在具体的实施方案中,“生物标志物”包括“免疫系统生物标志物”,其在下文更详细地描述。
术语“生物标志物值”指针对受试者的至少一种对应的生物标志物测量或导出并且通常至少部分地指示在从该受试者采集的样品中的生物标志物的丰度或浓度的值。因此,生物标志物值可以是测量的生物标志物值,其是测量的受试者的生物标志物的值,或者可选地可以是导出的生物标志物值,其是已经通过例如将函数应用于一个或更多个测量的生物标志物值的函数从一个或更多个测量的生物标志物值导出的值。生物标志物值可以依据该值藉以被确定的方式呈任何适当的形式。例如,生物标志物值可以使用高通量技术,诸如质谱法,测序平台,阵列和杂交平台,免疫测定,流式细胞术,或此类技术的任何组合来确定,并且在一个优选的实例中,与表达产物或其他可测量分子的活性或丰度的水平相关的生物标志物值使用技术,诸如PCR,测序等来定量。在这种情况下,生物标志物值可以呈扩增量或循环时间的形式,这是生物标志物在样品内的浓度的对数表示,如本领域技术人员将理解的并且如将在下面更详述的。
术语“生物标志物谱”指一种或更多种类型的生物标志物(例如,mRNA分子、cDNA分子和/或蛋白等)或其指示、以及特征诸如生物标志物的可测量方面(例如,生物标志物值)中的一个或多于一个。生物标志物谱可以包括单种生物标志物的整体水平、丰度或量与状况(例如,健康状况或VaSIRS)的存在、不存在或程度相关。可选地,生物标志物谱可以包括至少两种此类生物标志物或其指示,其中生物标志物可以是相同或不同的类别,诸如,例如,核酸和多肽。因此,生物标志物谱可以包括至少1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种、11种、12种、13种、14种、15种、16种、17种、18种、19种、20种、21种、22种、23种、24种、25种、30种、35种、40种、45种、50种、55种、60种、65种、70种、75种、80种、85种、90种、95种、或100种或更多种生物标志物或其指示。在一些实施方案中,生物标志物谱包括数百种或甚至数千种生物标志物或其指示。生物标志物谱还可以包括一个或更多个对照或内标(internal standard)。在某些实施方案中,生物标志物谱包括用作内标的至少一种生物标志物或其指示。在其他实施方案中,生物标志物谱包括一种或更多种生物标志物的指示。如本文在本上下文中使用的术语“指示(indication)”仅指生物标志物谱包含生物标志物的符号、数据、缩写或其他相似象征(indicia)而不是生物标志物分子实体本身的情况。术语“生物标志物谱”在本文还用于指生物标志物值或至少两个生物标志物值的组合,其中单个生物标志物值对应于可以从一个或更多个受试者测量或导出的生物标志物的值,该组合表征离散状况、状况的阶段、状况的亚型或用于离散状况、状况的阶段、状况的亚型的预后。术语“谱生物标志物”用于指已经被鉴定用于在生物标志物谱中使用的生物标志物的子集,所述生物标志物谱可以用于进行临床评价,诸如划入或排除特定状况、状况的不同阶段或严重程度、不同状况或不同预后的亚型。谱生物标志物的数目将不同,但通常为10或更小的量级。
术语“互补”和“互补性”指通过碱基配对规则相关的多核苷酸(即,核苷酸序列)。例如,序列"A-G-T"与序列"T-C-A"互补。互补性可以是“部分的”,其中核酸碱基的仅一些根据碱基配对规则匹配。或者,在核酸之间可以存在“完全”或“全部”互补性。核酸链之间的互补性的程度对核酸链之间杂交的效率和强度具有显著影响。
在整个本说明书中,除非上下文另有要求,词语“包含(comprise)”、“包含(comprises)”和“包含(comprising)”将被理解为暗示包含陈述的步骤或要素,或步骤或要素的组,但不排除任何其他步骤或要素,或步骤或要素的组。因此,使用术语“包含”等指示列出的要素是必需的或要求的,但其他要素是可选的并且可以存在或可以不存在。“由以下组成(consisting of)”意指包括并且限于“由以下组成”一词之后的任何事物。因此,措辞“由以下组成”指示列出的要素是必需的或要求的,并且不可以存在其他要素。“基本上由以下组成(consisting essentially of)”意指包括在该措辞之后列出的任何要素,并且限于不干扰或有助于所列要素在本公开中指定的活动或动作的其他要素。因此,措辞“基本上由以下组成”指示列出的要素是必需的或要求的,但其他要素是可选的并且可以存在或可以不存在,这取决于它们是否影响列出的要素的活性或作用。
术语“关联”指确定一种类型的数据与另一种类型的数据或与状态之间的关系。
如本文使用的,术语VaSIRS的“程度”指VaSIRS的严重性、严重程度、阶段或状态。例如,VaSIRS可以被表征为轻度、中度或严重。本领域技术人员将能够确定或评价特定VaSIRS的程度。例如,VaSIRS的程度可以通过将具有VaSIRS的受试者的存活的可能性或长度与在具有VaSIRS的其他受试者的存活的可能性或长度进行比较来确定。在其他实施方案中,VaSIRS的程度可以通过将具有状况的受试者的临床征象与在具有VaSIRS的其他受试者的临床征象的程度进行比较来确定。
如本文使用的,术语“诊断(diagnosis)”、“诊断(diagnosing)”等在本文可互换使用,涵盖确定受试者将发展状况的可能性,或者受试者中状况的存在或性质。这些术语还涵盖确定疾病的严重程度或疾病的发作,以及在合理疗法的情况下,其中诊断指导疗法,包括疗法的初始选择、疗法的修改(例如,剂量或给药方案的调整)等。“可能性”意指如下的测量结果:基于给定的数学模型具有特定测量的或导出的生物标志物值的受试者实际上是否具有状况(或不具有)。例如,增加的可能性可以是相对的或绝对的,并且可以定性地或定量地表示。例如,基于先前的群体研究,可以通过确定受试者的针对至少两种VaSIRS生物标志物测量的或导出的生物标志物值来简单地确定增加的可能性,并且将受试者放置于“增加的可能性”类别中。术语“可能性”在本文还与术语“概率”可互换使用。术语“风险”涉及未来在某一时刻特定事件发生的可能性或概率。“风险分层(stratification)”指排列已知的临床风险因素,以允许医师将患者分类为发展特定疾病或状况的低、中度、高或最高风险。
如本文使用的,术语“基因”指编码多肽或具有功能的RNA链的核酸的链段(stretch)。尽管,基因的外显子区域被转录以形成mRNA,术语“基因”还包括调节区域诸如管理外显子区域的表达的启动子和增强子。
术语“高密度阵列”指携带多于一个阵列元件(例如,具有固定至其的特定部分,例如,蛋白(例如,抗体)、核酸(例如,寡核苷酸探针)等的离散区域)的基底或者基底或表面的集合,其中阵列元件以约100个元件/cm2或更多、约1,000个元件/cm2或更多、约10,000个元件/cm2或更多、或约100,000个元件/cm2或更多的密度存在。在具体的实施方案中,“高密度阵列”为包括用于检测约100个或更多个不同生物标志物、约1,000个或更多个不同生物标志物、约10,000个或更多个不同生物标志物或约100,000个或更多个不同生物标志物的多于一个阵列元件的高密度阵列。在这些实施方案的代表性实例中,“高密度阵列”为包括用于检测约100个或更多个不同基因、约1,000个或更多个不同基因、约10,000个或更多个不同基因或约100,000个或更多个不同基因的生物标志物的多于一个阵列元件的高密度阵列。通常,高密度阵列的元件不被标记。术语“低密度阵列”指携带多于一个阵列元件(例如,具有固定至其的特定部分,例如,蛋白(例如,抗体)、核酸(例如,寡核苷酸探针)等的离散区域)的基底或者基底或表面的集合,其中阵列元件以约100个元件/cm2或更少、约50个元件/cm2或更少、约20个元件/cm2或更少、或约10个元件/cm2或更少的密度存在。在具体的实施方案中,“低密度阵列”为包括用于检测约100个或更多个不同生物标志物、约50个或更少个不同生物标志物、约20个或更少个不同生物标志物或约10个或更少个不同生物标志物的多于一个阵列元件的低密度阵列。在这些实施方案的代表性实例中,“低密度阵列”为包括用于检测约100个或更少个不同基因、约50个或更少个不同基因、约20个或更多个不同基因或约10个或更少个不同基因的生物标志物的多于一个阵列元件的低密度阵列。通常,低密度阵列的元件不被标记。
如本文使用的,术语“同源性”、“同源的”等指两个或更多个核酸序列之间根据序列同一性百分比的相似性水平。通常,同源序列或具有同源性的序列指彼此表现出至少76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%序列同一性的核酸序列。可选地或另外,同源物、同源序列或具有同源性的序列指在高严格条件下彼此杂交的核酸序列。高严格条件包括和涵盖从至少约31%v/v至至少约50%v/v甲酰胺和从至少约0.01M至至少约0.15M盐用于在42℃杂交,以及至少约0.01M至至少约0.15M盐用于在42℃洗涤。高严格条件还可以包括1%BSA、1mM EDTA、0.5M NaHPO4(pH 7.2)、7%SDS用于在65℃杂交,以及(i)2×SSC、0.1%SDS;或(ii)0.5%BSA、1mM EDTA、40mM NaHPO4(pH 7.2)、1%SDS用于在超过65℃的温度洗涤。
如本文使用的术语“指示物(indicator)”指结果或结果的表示,包括技术人员藉以能够估计和/或确定受试者是否罹患给定疾病或状况的可能性或风险的任何信息、数字、比率、信号、征象、标志或注释。在本发明的情况下,“指示物”可以任选地与其他临床特征一起使用,以得到受试者中VaSIRS的诊断(即发生或未发生)或VaSIRS的预后。该此类指示物为“确定的”并不意指暗示该指示物为100%准确的。熟练的临床医师可以使用该指示物连同其他临床象征来得到诊断。
术语“固定的(immobilized)”意指感兴趣的分子物类合适地通过共价连接被固定至固体支撑物。取决于分子物类的分子性质,该共价连接可以通过不同的手段(mean)来实现。此外,分子物类还可以通过静电力、疏水性或亲水性相互作用或范德瓦尔斯力固定在固体支撑物上。以上描述的物理化学相互作用通常发生在分子之间的相互作用中。在特定实施方案中,所有需要的是,分子(例如,核酸或多肽)在于其中意图使用支撑物的条件下例如在需要核酸扩增和/或测序的应用或在抗体结合测定中,保持固定或附接至支撑物。例如,寡核苷酸或引物被固定使得3'末端可用于酶促延伸和/或序列的至少一部分能够与互补序列杂交。在一些实施方案中,固定可以经由与附接的引物的表面杂交发生,在该情况下,固定的引物或寡核苷酸可以处于3'-5'方向。在其他实施方案中,固定可以通过除了碱基配对杂交以外的方法,诸如共价附接,来发生。
如本文使用的,术语“免疫系统”指针对由病毒感染导致的损伤和损害提供防御的细胞、分子组分和机制,包括分别为抗原特异性和非特异性类别的适应性免疫系统和先天性免疫系统。术语“先天性免疫系统”指宿主对损害的非特异性反应,包括在暴露于几乎任何损害或抗原之后立即或数小时内开始作用的抗原非特异性防御细胞、分子组分和机制。先天性免疫的元件包括例如吞噬细胞(单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、多形核白细胞诸如嗜中性粒细胞、网状内皮细胞诸如Küpffer细胞及小胶质细胞)、释放炎症介质的细胞(嗜碱性粒细胞、肥大细胞及嗜酸性粒细胞)、自然杀伤细胞(NK细胞),以及物理屏障和分子诸如角蛋白、粘液、分泌物、补体蛋白、免疫球蛋白M(IgM)、急性期蛋白、纤维蛋白原和凝血级联的分子以及细胞因子。先天性免疫系统的效应化合物包括化学品诸如溶酶体、IgM、粘液以及化学引诱物(例如,细胞因子或组胺)、补体和凝血蛋白。术语“适应性免疫系统”指在数天内出现并与特异性抗原反应且去除特异性抗原的抗原特异性的细胞、分子组分和机制。适应性免疫系统在整个宿主的一生中发展。适应性免疫系统是基于白细胞,并且被分成两个主要部分:体液免疫系统和细胞介导的免疫系统,体液免疫系统主要经由由B细胞产生的免疫球蛋白起作用,细胞介导的免疫系统主要经由T细胞起作用。
本文对“免疫相互作用”提及包括对以下的提及:分子之间的任何相互作用、反应或缔合的其他形式,并且特别地其中分子的一个为或模拟免疫系统的组分。
术语“标记物”在本文以宽意义被使用以指能够直接地或通过与信号产生系统中的一个或更多个另外的成员的相互作用提供可检测信号并且已经经由化学操作被人工添加、连接或附接至分子的剂。标记物可以是视觉的、光学的、光子的、电子的、声学的、光声的、通过质量、电化学的、电光学的、光谱学的、酶促的、或其他化学地、生物化学地、流体动力学地、电学地或物理地可检测的。标记物可以是例如加尾的报告物、标志物或衔接子分子。在具体的实施方案中,分子诸如核酸分子用选自由以下组成的组的可检测分子来标记:放射性同位素、荧光化合物、生物发光化合物、化学发光化合物、金属螯合剂或酶。标记物的实例包括,但不限于,以下放射性同位素(例如,3H、14C、35S、125I、131I)、荧光标记物(例如,FITC、罗丹明、镧系元素荧光体(lanthanide phosphor))、发光标记物诸如鲁米诺(luminol);酶促标记物(例如,辣根过氧化物酶、β半乳糖苷酶、萤光素酶、碱性磷酸酯酶、乙酰胆碱酯酶)、生物素基团(其可以通过标记的抗生物素蛋白来检测,例如,包含荧光标志物或可以通过光学方法或量热法来检测的酶促活性的链霉抗生物素蛋白)、由第二报告物识别的预定的多肽表位(例如,亮氨酸拉链配对序列、第二抗体的结合位点、金属结合结构域、表位标签)。
术语“微阵列”指阵列元件,例如,探针(包括引物)、配体、生物标志物核酸序列或蛋白序列在基底上的排列。术语“微阵列”在其范围内包括“高密度阵列”和“低密度阵列”。
如本文使用的术语“核酸”或“多核苷酸”包括RNA、mRNA、miRNA、cRNA、cDNA、mtDNA或DNA。该术语通常指长度为至少10个碱基的核苷酸(核糖核苷酸或脱氧核苷酸或任一类型核苷酸的修饰形式)的聚合形式。该术语包括DNA或RNA的单链和双链形式。
就“获得”而言意指变得拥有。如此获得的样品包括,例如,从特定来源分离或衍生的核酸提取物或多肽提取物。例如,提取物可以直接从受试者的生物流体或组织中分离。
如本文使用的,术语“正响应”意指治疗方案的结果,包括一些临床显著益处,诸如症状的预防或症状严重程度的减轻、状况的进展的减慢。相比之下,术语“负响应”意指治疗方案不提供临床显著益处,诸如症状的预防或症状严重程度的减轻,或者增加状况的进展的速率。
“蛋白”、“多肽”和“肽”在本文可互换使用,指氨基酸残基的聚合物及氨基酸残基的聚合物的变体和合成的类似物。
“引物”意指当与DNA的链配对时,能够在适合的聚合剂的存在下启动引物延伸产物的合成的寡核苷酸。为了扩增的最大效率,引物优选地是单链的但可选地可以是双链的。引物一定足够长以在聚合剂的存在下引发延伸产物的合成。引物的长度取决于许多因素,包括应用、待采用的温度、模板反应条件、其他试剂以及引物的来源。例如,取决于靶序列的复杂性,引物可以是在引物的3’末端至少约5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个、35个、40个、50个、75个、100个、150个、200个、300个、400个、500个至长度比模板序列短一个碱基,以允许核酸链的延伸,尽管引物的5’末端可以延伸超出模板序列的3’末端的长度。在某些实施方案中,引物可以是大的多核苷酸,诸如从约35个核苷酸至几千个碱基或更多。引物可以被选择为与它被设计为与之杂交的模板上的序列“实质上互补”,并用作用于合成的起始的位点。“实质上互补”意指该引物是足够互补的,以与靶多核苷酸杂交。期望地,引物不包含与该引物被设计为与之杂交的模板的错配,但这不是必不可少的。例如,非互补核苷酸残基可以被附接至引物的5'末端,引物序列的剩余部分与模板互补。可选地,非互补核苷酸残基或非互补核苷酸残基的链段可以散布到引物中,条件是该引物序列具有与与其杂交的模板序列杂交的足够的互补性,并且从而形成模板用于合成引物的延伸产物。
如本文使用的,术语“探针”指与特定的序列或亚序列或另一种分子的其他部分结合的分子。除非另有指明,术语“探针”通常指与另一个核酸,在本文中还称为“靶多核苷酸”,通过互补碱基配对结合的核酸探针。取决于杂交条件的严格性,探针可以结合缺乏与探针的完整序列互补性的靶多核苷酸。探针可以被直接或间接标记,并且在其范围内包括引物。
如本文使用的术语“预后”指预测临床状况或疾病的可能过程和结果。预后通常通过评价指示疾病的有利或不利过程或结果的疾病的因素或症状来进行。本领域技术人员将理解,术语“预后”指某一过程或结果将发生的增加的可能性;即,当与未表现出状况的那些个体相比,过程或结果更可能发生于表现出给定状况的受试者中。
如本文使用的术语“样品”包括可以从受试者提取的未处理的、处理的、稀释的或浓缩的任何生物样本。样品可以包括,但不限于,生物流体,诸如全血、血清、红细胞、白细胞、血浆、唾液、尿液、粪便(stool)(即,排泄物(feces))、眼泪、汗液、皮脂、乳头抽出物、导管灌洗液(ductal lavage)、肿瘤渗出物(tumor exudates)、滑液、腹水、腹膜液、羊水、脑脊液、淋巴液、细针抽出物、羊水、任何其他体液、细胞裂解物、细胞分泌产物、炎症液(inflammation fluid)、精液和阴道分泌物。样品可以包括组织样品和活检、组织匀浆等。有利的样品可以包括以可检测量包含如本文教导的任何一种或更多种生物标志物的样品。合适地,样品容易通过微创方法获得、允许从受试者中取出或分离样品。在某些实施方案中,样品包括血液、特别是外周血、或其级分或提取物。通常,样品包括血细胞诸如成熟的白细胞、未成熟的白细胞或发育的白细胞,包括淋巴细胞、多形核白细胞、嗜中性粒细胞、单核细胞、网织红细胞、嗜碱细胞、体腔细胞、血细胞、嗜酸性粒细胞、巨核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞、或此类细胞的级分(例如、核酸或蛋白级分)。在具体的实施方案中,样品包括白细胞,包括外周血单核细胞(PBMC)。
如本文使用的术语“固体支撑物”指分子物类,诸如核酸和多肽可以被固定至其的固体惰性表面或主体。固体支撑物的非限制性实例包括玻璃表面、塑料表面、乳胶、右旋糖酐、聚苯乙烯表面、聚丙烯表面、聚丙烯酰胺凝胶、金表面以及硅片。在一些实施方案中,固体支撑物呈膜、芯片或颗粒的形式。例如,固体支撑物可以是玻璃表面(例如,流动池通道的平坦表面)。在一些实施方案中,固体支撑物可以包括已经诸如通过应用中间材料的层或涂层被“官能化”的惰性基底或基质,该中间材料包括允许与分子诸如多核苷酸共价附连的反应基团。通过非限制性实例的方式,此类支撑物可以包括被支持在惰性基底诸如玻璃上的聚丙烯酰胺水凝胶。分子(例如,多核苷酸)可以被直接地共价地附接至中间材料(例如,水凝胶),但中间材料其自身可以被非共价地附接至基底或基质(例如,玻璃基底)。支撑物可以包括各自具有不同附接的分子物类的多于一个颗粒或珠。
如本文使用的,术语SIRS(“全身炎症反应综合征”)指起因于具有以下可测量的临床特征中的两个或更多个的非特异性损伤的临床反应;体温大于38℃或低于36℃、心率大于90次心跳/分钟、呼吸率大于20次/分钟、白细胞计数(总白细胞)大于12,000个/mm3或少于4,000个/mm3或带状核嗜中性粒细胞(band neutrophil)百分比大于10%。从免疫学观点看,它可以被视为代表对损伤(例如,大手术)的全身反应或全身炎症。如本文使用的,“VaSIRS”包括以上指出的但具有潜在的病毒感染病因的临床反应中的任何一种或更多种(例如,1种、2种、3种、4种、5种)。感染的确认可以使用本领域已知的任何适合的程序来确定,所述任何适合的程序的说明性实例包括核酸检测(例如,聚合酶链式反应(PCR))、免疫学检测(例如,ELISA)、从感染的细胞分离病毒、细胞裂解和成像技术诸如电子显微术。从免疫学观点看,VaSIRS可以被视为对不论其是局部、外围或全身感染的病毒感染的全身反应。
术语“受试者”、“个体”和“患者”在本文可互换使用,指动物受试者,特别是脊椎动物受试者,并且甚至更特别是哺乳动物受试者。属于本发明的范围内的适合的脊椎动物,包括,但不限于,脊索动物门(phylum Chordata)、脊椎动物亚门(subphylum vertebrata)的任何成员,包括灵长类动物,啮齿类动物(例如,小鼠、大鼠、豚鼠)、兔类动物(例如,兔、野兔)、牛科动物(例如,家牛),绵羊类动物(ovines)(例如,绵羊)、山羊类动物(caprines)(例如,山羊)、猪科动物(porcines)(例如,猪)、马科动物(equines)(例如,马)、犬科动物(例如,狗)、猫科动物(例如,猫)、鸟类(例如,小鸡、火鸡、,鸭、鹅、伴侣鸟类,诸如金丝雀、虎皮鹦鹉等)、海洋哺乳动物(例如,海豚、鲸)、爬行动物(蛇、青蛙、蜥蜴等)和鱼。优选的受试者为灵长类动物(例如,人类、猿、猴子、黑猩猩)。受试者合适地具有至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种或更多种)SIRS临床征象。
如本文使用的,术语“治疗方案”指预防性和/或治疗性(即,在指定状况发作之后)治疗,除非上下文明确另有指明。术语“治疗方案”包括天然物质和药剂(即,“药物”)以及任何其他治疗方案,包括但不限于饮食治疗、物理疗法或运动方案、外科手术及其组合。
应当理解,本文使用的术语和相关定义仅为了解释的目的并不意图限制。
2.泛病毒全身炎症生物标志物及其用于鉴定患有VaSIRS的受试者的用途
本发明涉及用于鉴定患有VaSIRS的受试者或用于为患有VaSIRS的受试者提供预后的方法、设备、组合物和试剂盒。特别地,公开了VaSIRS生物标志物用于在这些模式中使用以评价受试者中VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性,或用于为患有VaSIRS的受试者提供预后。本发明的方法、设备、组合物和试剂盒对VaSIRS的早期检测有用,因此允许对具有至少部分地源于病毒感染的SIRS症状的受试者进行更好的治疗干预。
本发明人已经确定了某些表达产物在具有多种病毒病因(例如,I、II、III、IV、V、VI和VII组病毒)的全身炎症期间通常在人类、猕猴和猪中特异性和差异性表达,这显示了宿主对VaSIRS响应的保守性。本文呈现的结果提供了明确的证据,即独特的生物相关生物标志物谱以极其准确的程度预测VaSIRS。这种“泛病毒”全身炎症生物标志物谱在两个独立导出的外部数据集(MARS,儿科)和两个公开可得的数据集(HIV和PCV)中验证(详细内容参见表4),并且用于区分VaSIRS与其他SIRS状况,包括细菌相关SIRS(BaSIRS)、自身免疫疾病相关SIRS(ADaSIRS)、癌症相关SIRS(CaSIRS)和创伤相关SIRS(TaSIRS)。总之,这些发现提供了本文公开的表达产物可以用作VaSIRS的生物标志物并且可以潜在地用作对受SIRS影响的受试者的分类治疗决策的有用诊断的令人信服的证据。在这方面,提出了本文公开的基于这些生物标志物的方法、设备、组合物和试剂盒可以用于即时诊断(point-of-carediagnostics),其允许对VaSIRS进行快速且便宜的筛选,这可以导致医疗系统显著的成本节省,因为受VaSIRS影响的受试者可以暴露于适于治疗VaSIRS的治疗剂,而不是用于其他SIRS状况的治疗剂。
因此,本文公开了特定表达产物作为VaSIRS生物标志物,所述VaSIRS生物标志物提供用于鉴定VaSIRS和/或用于区分VaSIRS与其他SIRS状况(包括BaSIRS、ADaSIRS、CaSIRS和TaSIRS)和/或用于为患有VaSIRS的受试者提供预后的手段。这些VaSIRS生物标志物通过分析其在受试者或从受试者采集的样品中的水平的评价提供了测定的或导出的生物标志物值,用于确定可以用于评价受试者中VaSIRS的存在、不存在或程度或者用于提供受试者中VaSIRS的预后的指示物。
因此,生物标志物值可以是测量的生物标志物值,其是测量的受试者的生物标志物的值,或者可选地可以是导出的生物标志物值,其是已经例如,通过将函数应用至一个或更多个测量的生物标志物值的从一个或更多个测量的生物标志物值导出的值。如本文使用的,将函数已经应用于其的生物标志物被称为“导出的标志物”。
生物标志物值可以以许多方式中的任一种来确定。确定生物标志物值的示例性方法由本发明人在WO 2015/117204(其通过引用以其整体并入本文)中描述。在一个实例中,确定生物标志物值的过程可以包括,例如通过对受试者或对从受试者采集的样品进行测试来测量生物标志物值。然而,更通常地,确定生物标志物值的步骤包括用电子处理装置接收或以其他方式获得先前已经测量或导出的生物标志物值。这可以包括,例如,从数据存储诸如远程数据库检索生物标志物值;获得已经使用输入装置手动输入的生物标志物值;等等。指示物使用多于一个生物标志物值的组合来确定,所述指示物至少部分地指示VaSIRS的存在、不存在、程度或预后。假设该方法使用电子处理装置来进行,指示物的指示任选地显示或以其他方式提供至用户。在这方面,指示可以是指示物值的图形表示或字母数字表示。然而,可选地,指示可以是指示物值与预定义阈值或范围的比较的结果,或者可选地可以是使用指示物导出的VaSIRS的存在、不存在、程度或VaSIRS的预后的指示。
在一些实施方案中,生物标志物值例如通过将生物标志物值相加、相乘、相减或相除来组合,以确定指示物值。进行该步骤,使得多个生物标志物值可以被组合为单个指示物值,提供更有用和直接的机制,用于允许解释指示物,并且因此在诊断受试者中VaSIRS的存在、不存在或程度,或者提供受试者中VaSIRS的预后中使用。
在其中使用多于一种生物标志物和多于一个生物标志物值的一些实施方案中,为了确保有效的诊断或预后可以被确定,至少两种生物标志物具有位于互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间。这种要求意味着,当在被诊断或预后的VaSIRS的环境中被考虑时,两种生物标志物关于彼此不完全相关。换言之,当状况改变时,组合中的至少两种生物标志物差异应答,这显著增加它们当组合时区分至少两种状况的能力,以诊断VaSIRS的存在、不存在或程度,和/或提供受试者中VaSIRS的预后或受试者的VaSIRS的预后。
通常,生物标志物具有低互相关性的要求意味着该生物标志物可以涉及不同的生物属性或域(domain)诸如但不限于不同的分子功能、不同的生物进程以及不同的细胞组分。分子功能的说明性实例包括将以下部分中的一个或更多个添加至蛋白、多肽、肽、核酸(例如,DNA、RNA)或从蛋白、多肽、肽、核酸(例如,DNA、RNA)去除以下部分中的一个或更多个:直链的、支链的、饱和的或不饱和的烷基(例如,C1-C24烷基);磷酸;泛素;酰基;脂肪酸、脂质、磷脂;核苷酸碱基;羟基等。分子功能还包括信号传递通路,包括但不限于,受体信号传递通路及核信号传递通路。分子功能的非限制性实例还包括在一个或更多个位点处的核酸、肽、多肽或蛋白的裂解;核酸、肽、多肽或蛋白的聚合;通过细胞膜(例如,外细胞膜;核膜)易位;易位进入或离开细胞器(例如,高尔基体、溶酶体、内质网、核、线粒体);受体结合、受体信号传递、膜通道结合、膜通道流入或流出等。
生物进程的说明性实例包括:细胞周期的阶段诸如减数分裂、有丝分裂、细胞分裂、前期、中期、后期、末期和间期、细胞分化的阶段;凋亡;坏死;趋化作用;免疫应答,包括适应性和先天性免疫应答、促炎免疫应答、自身免疫应答、致耐受性应答等。生物进程的其他说明性实例包括产生或损坏腺苷三磷酸(ATP)、糖类、多糖、脂肪酸、脂质、磷脂、鞘脂、糖脂、胆固醇、核苷酸、核酸、膜(例如,细胞质膜、核膜)、氨基酸、肽、多肽、蛋白等。细胞组分的代表性实例包括如例如以上指出的细胞器,膜,及其他。
应当理解,具有不同的生物属性或域的生物标志物的使用相比于如果生物标志物涉及相同或共同的生物属性或域提供更进一步的信息。在这方面,应当理解,如果至少两种生物标志物彼此高度相关,相比于使用生物标志物的单独一个,两种生物标志物的使用将很少增加诊断/预后的改进。因此,其中使用多于一种生物标志物和生物标志物值的本发明的指示物确定方法优选地采用彼此不良好相关的生物标志物,从而确保该方法中的每一种生物标志物的包含显著增加指示物的区分能力。
尽管这样,为了确保指示物可以准确用于进行至少两种状况(例如,VaSIRS与健康状况)之间的区分或诊断VaSIRS的存在、不存在或程度或者提供VaSIRS的预后,指示物具有大于或等于性能阈值的性能值。性能阈值可以是任何适合的形式,但通常指示至少0.3的解释方差,或另一种性能测量的等效值。
合适地,采用生物标志物的组合,该生物标志物具有±0.9之间的互相关性,并且该组合提供至少0.3的解释方差。这通常允许定义适于确保能够获得准确区分、诊断或预后的指示物,同时极小化所需的生物标志物的数目。通常,该互相关性范围为以下的一个:±0.8;±0.7;±0.6;±0.5;±0.4;±0.3;±0.2;以及±0.1。通常,每一种VaSIRS生物标志物具有位于状况相关性范围之外与VaSIRS的存在、不存在或程度的相关性或者与VaSIRS的预后的状况的相关性,所述状况相关性范围在±0.3之间,并且更通常为±0.9;±0.8;±0.7;±0.6;±0.5;以及,±0.4。通常,性能阈值指示以下的至少一个的解释方差:0.4;0.5;0.6;0.7;0.8;以及0.9。
应当理解,在该上下文中,在以上描述的方法内使用的生物标志物可以定义用于VaSIRS的生物标志物谱,这包括最小数目的生物标志物,同时维持足够性能以允许生物标志物谱被用于做出临床相关的诊断、预后或区分(differentiation)。最小化使用的生物标志物的数目最小化了与进行诊断或预后测试相关的成本,并且在核酸表达产物的情况下,允许待进行的测试利用相对直接的技术诸如核酸阵列以及聚合酶链式反应(PCR)过程等,允许测试在临床环境中快速进行。
此外,产生单个指示物值允许测试的结果被临床医师或其他医学从业者容易地理解,使得测试可以被用于在临床环境中可靠诊断。
用于产生适合的生物标志物谱的方法在例如WO 2015/117204中描述,其使用术语“生物标志物特征”代替如本文定义的“生物标志物谱”。因此,应当理解,术语“生物标志物谱”和“生物标志物特征”在范围上是等同的。WO 2015/117204中公开的生物标志物谱-产生过程提供了用于选择生物标志物的组合且更通常地导出的生物标志物(可以被用于形成生物标志物谱)的机制,这继而可以在诊断VaSIRS的存在、不存在或程度中或者在提供VaSIRS的预后中被使用。在这方面,生物标志物谱定义应该被测量的生物标志物(即,谱生物标志物);如何确定测量的生物标志物值的导出的生物标志物值;并且然后生物标志物值应该如何被随后组合以产生指示物值。生物标志物谱还可以指定定义的指示VaSIRS的特定存在、不存在或程度或者提供VaSIRS的预后的指示物值范围。
使用以上描述的方法,已经鉴定了许多生物标志物,其特别地对评价受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性或者对提供受试者中VaSIRS的预后有用。这些生物标志物在本文中被称为“VaSIRS生物标志物”。如本文使用的,术语“VaSIRS生物标志物”指宿主的生物标志物,通常指宿主免疫系统的生物标志物,其作为对由病毒感染导致的损伤或损害的炎性反应的一部分被改变或其表达水平被改变。VaSIRS生物标志物合适地为基因(在本文还可互换称为“VaSIRS生物标志物基因”)的表达产物,包括多核苷酸表达产物和多肽表达产物。如本文所用,VaSIRS生物标志物基因的多核苷酸表达产物在本文中被称为“VaSIRS生物标志物多核苷酸”。VaSIRS生物标志物基因的多肽表达产物在本文中被称为“VaSIRS生物标志物多肽”。
VaSIRS生物标志物合适地选自以下VaSIRS基因中的任何一个或更多个的表达产物:ZBP1、TMEM62、CD38、ISG15、IFI44、RSAD2、HERC5、MX1、HERC6、OAS2、XAF1、IFI6、PARP12、EIF2AK2、DHX58、UBE2L6、DDX60、USP18、RTP4、PHF11、IFIH1、ZBP1、STAT1、LAP3、TAP1、C19orf66、CUL1、POLB、ZC3HAV1、IL16、ITPKB、CAMK2G、CTDSP2、DPEP2、LTB、CBX7、FNBP1、FOXO1、MAST3、LDLRAP1、TMEM204、FAIM3、RGS14、IKBKB、ZXDC、PHF20、DGKA、XPC、PPARD、C2orf68、NLRP1、IL27RA、ABLIM1、JAK1、METTL3、SAFB2、PPM1F、TYK2、BANP、CRTC3、ATM、PAFAH1B1、PIK3IP1、WDR37、TGFBR2、ZNF274、STAT5B、MAML1、SATB1、DOCK9、CHMP7、BRD1、BTG1、ATF7IP2、DIDO1、LEF1、TNRC6B、SERTAD2、CEP68、BCL2、VPS8、CHD3、PUM2、TGOLN2、NDE1、CCR7、PSTPIP1、TIAM1、PECAM1、PDE3B、MYC、FOXJ2、PRMT2、CSNK1D、RPL10A、SERINC5、ARHGEF2、HGSNAT、TRAK1、PHF2、PBX3、SESN1、DPF2、IL4R、NOSIP、MPPE1、NR3C1、ABAT、GCC2、ZFC3H1、SETD2、ITSN2、R3HDM2、ARHGAP15、PCF11、MAPRE2、ST3GAL1、NACA、WDR47、SSBP2、CLK4、EIF3H、FRY、ZNF238、PTGER4、PCNX、NECAP2、CASC3、MSL1、VEZF1、KIAA0232、RASSF2、RPL22、ACAA1、MAP4K4、BEX4、NCBP2、LRMP、CAMK1D、UTP14A、STX6、RPS6KA3、PRKAA1、GOLGA7、ZNF143、SNRK、SYPL1、CYLD、PRUNE、CRLF3、CD93、GPS2、FBXO11、UBE2D2、USP10、CCNG2、SOS2、ARRB1、CEP170、SMAD4、CIAPIN1、KLF7、PHF20L1、ALDH3A2、PDCD6IP、WASF2、TGFBI、GPBP1L1、PCBP2、DCP2、LYST、ERBB2IP、ANKRD49、NDFIP1、ATAD2B、ZNF292、CCNT2、MARCH7、ACAP2、MED13、IL6ST、PHF3、SP3、SEC62、ZFYVE16、NEK7、POLD4、GNA12、TRIB2、YTHDF3、PPP2R5A、PPP1R2、ZDHHC17、STK38L、ST13、FAM134A、PFDN5、MARCH8、POLR1D、OASL、N4BP1、NOD2、RNF19B、PRKAG2、IGSF6、MEF2A、LPIN2、PPP1R11、USP15、BACH1、SSFA2、MKLN1、FYB、NSUN3、MAX、STAM2、HHEX、CLEC4A、ZFAND5、ABI1、MORC3、RC3H2、MAP1LC3B、TM2D3、CHST11、NAB1、KLF3、YPEL5、MXI1、CD97、CYTH4、HCK、ARHGAP26、RARA、XPO6、TNFRSF1A、SLCO3A1、ICAM3、PTPN6、PRKCD、RAB11FIP1、CSF2RB、LCP2、TYROBP、PHC2、RHOG、PSAP、LYN、TMEM127、LILRA2、AOAH、FGR、PLEKHO2、ARAP1、RBM23、PTPRE、KLF6、LIMK2、LILRB3、TLR2、GPR97、GMIP、SIRPA、LRP10、LPAR2、TREM1、IL13RA1、ITGAX、ARHGAP25、SIRPB1、ZDHHC18、TLE3、ITGB2、SNX27、PGS1、ATP6V1B2、RAB31、MAP3K11、PACSIN2、KIAA0513、EMR2、RERE、NUMB、RALB、ETS2、STAT5A、LST1、RIN3、TNK2、IQSEC1、PISD、SORL1、FES、KIAA0247、IL6R、LAPTM5、VAMP3、FAM65B、MAP3K5、TRIM8、ZYX、MAPK14、PLEKHO1、NCOA1、RNASET2、APBB1IP、RXRA、PTAFR、CNPY3、TNFSF13、RPS6KA1、OSBPL2、MTMR3、TMBIM1、TFEB、TFE3、RAF1、STX3、LAT2、GRB2、NDEL1、SEMA4D、FCGRT、DOK3、HIP1、UBN1、PLXNC1、NRBF2、INPP5D、SH2D3C、MMP25、IL10RB、FLOT2、PIAS1、PITPNA、APLP2、CTBP2、GPSM3、RNF130、DGCR2、ZMIZ1、CAP1、GSK3B、RGS19、RAB7A、CREBBP、RBMS1、IL1RAP、RTN3、PPP4R1、TRIOBP、GABARAP、MCTP2、NFKB1、CST3、ABHD2、SH2B3、STX10、TSC22D3、TLE4、HAL、ARRB2、MAP3K3、NPL、CCND3、SERINC3、GNAQ、USP4、PSEN1、KBTBD2、LYL1、AIF1、MBP、ACVR1B、RAB4B、PTEN、ASAP1、MANSC1、RYBP、CSAD、UBXN2B、TNIP1、WBP2、OGFRL1、SNN、HPCAL1、CD37、RNF146、RAB14、TOPORS、NFYA、FOXO3、CREB1、MAPK1、SOAT1、UBQLN2、OSBPL11、KLHL2、VAV3、BRD4、MARK3、BAZ2B、ZNF148、CASP8、CHMP1B、HPS1、RNF141、MOSPD2、PINK1、CDIPT、NCOA4、PPP3R1、MKRN1、GYPC、BMP2K和FBXO9。对于这些VaSIRS生物标志物的核苷酸序列的非限制性实例被列于SEQ ID NO:1-415中。对于这些VaSIRS生物标志物的氨基酸序列的非限制性实例被列于SEQ ID NO:416-830中。
在以上VaSIRS生物标志物中,ZBP1、TMEM62和CD38的表达产物(例如,这些基因的RNA转录物)已经被发现本身具有强的诊断性能(例如,如使用曲线下面积(AUC)测量)用于检测VaSIRS或用于提供VaSIRS的预后,并且在本文中被称为“A组VaSIRS生物标志物”。因此,在具体的实施方案中,A组VaSIRS生物标志物可以本身单独使用或与其他VaSIRS生物标志物(包括其他A组VaSIRS生物标志物)组合使用,用于确定指示物。合适地,在这些实施方案中,生物标志物值针对A组VaSIRS生物标志物和任选地针对其他VaSIRS生物标志物来测量或导出以确定指示物。
本发明人还确定了其他VaSIRS生物标志物当与一个或更多个其他VaSIRS生物标志物组合时具有强的诊断性能。在有利的实施方案中,已经鉴定了可以用于确定指示物的VaSIRS生物标志物对。因此,在这种类型的代表性实例中,确定了指示物与VaSIRS生物标志物的比率相关,这可以在评价受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性或者在为受试者提供预后中使用。
在这些实例中,指示物确定方法合适地包括确定一对生物标志物值,其中每一个生物标志物值为针对受试者的至少一种对应的VaSIRS生物标志物测量或导出的值,并且至少部分地指示在从受试者采集的样品中的VaSIRS生物标志物的浓度。生物标志物值通常被用于使用该对生物标志物值确定导出的生物标志物值,其中所述导出的生物标志物值指示该对VaSIRS生物标志物的浓度的比率。因此,如果生物标志物值表示VaSIRS生物标志物的浓度,则导出的生物标志物值将基于生物标志物值的比率。然而,如果生物标志物值与生物标志物的浓度有关,例如,如果它们凭借基于PCR循环次数等的生物标志物值对数地相关,则生物标志物值可以以一些其他方式诸如通过减去循环次数进行组合,以确定指示VaSIRS生物标志物的浓度的比率的导出的生物标志物值。
然后,通过使用导出的生物标志物值作为指示物值,或通过进行另外的处理,诸如将导出的生物标志物值与参考进行比较等(如将在下文更详细地描述),导出的生物标志物值被用于确定指示物。
在其中使用VaSIRS生物标志物对来确定导出的生物标志物值的一些实施方案中,生物标志物对中的一个生物标志物选自B组VaSIRS生物标志物,并且另一个选自C组VaSIRS生物标志物,其中单独的B组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:ISG15、IFI44、RSAD2、HERC5、MX1、HERC6、OAS2、XAF1、IFI6、PARP12、EIF2AK2、DHX58、UBE2L6、DDX60、USP18、RTP4、PHF11、IFIH1、ZBP1、STAT1、LAP3、TAP1、C19orf66、CUL1、POLB和ZC3HAV1,并且其中单独的C组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:IL16、ITPKB、CAMK2G、CTDSP2、DPEP2、LTB、CBX7、FNBP1、FOXO1、MAST3、LDLRAP1、TMEM204、FAIM3、RGS14、IKBKB、ZXDC、PHF20、DGKA、XPC、PPARD、C2orf68、NLRP1、IL27RA、ABLIM1、JAK1、METTL3、SAFB2、PPM1F、TYK2、BANP、CRTC3、ATM、PAFAH1B1、PIK3IP1、WDR37、TGFBR2、ZNF274、STAT5B、MAML1、SATB1、DOCK9、CHMP7、BRD1、BTG1、ATF7IP2、DIDO1、LEF1、TNRC6B、SERTAD2、CEP68、BCL2、VPS8、CHD3、PUM2、TGOLN2、NDE1、CCR7、PSTPIP1、TIAM1、PECAM1、PDE3B、MYC、FOXJ2、PRMT2、CSNK1D、RPL10A、SERINC5、ARHGEF2、HGSNAT、TRAK1、PHF2、PBX3、SESN1、DPF2、IL4R、NOSIP、MPPE1、NR3C1、ABAT、GCC2、ZFC3H1、SETD2、ITSN2、R3HDM2、ARHGAP15、PCF11、MAPRE2、ST3GAL1、NACA、WDR47、SSBP2、CLK4、EIF3H、FRY、ZNF238、PTGER4、PCNX、NECAP2、CASC3、MSL1、VEZF1、KIAA0232、RASSF2、RPL22、ACAA1、MAP4K4、BEX4、NCBP2、LRMP、CAMK1D、UTP14A、STX6、RPS6KA3、PRKAA1、GOLGA7、ZNF143、SNRK、SYPL1、CYLD、PRUNE、CRLF3、CD93、GPS2、FBXO11、UBE2D2、USP10、CCNG2、SOS2、ARRB1、CEP170、SMAD4、CIAPIN1、KLF7、PHF20L1、ALDH3A2、PDCD6IP、WASF2、TGFBI、GPBP1L1、PCBP2、DCP2、LYST、ERBB2IP、ANKRD49、NDFIP1、ATAD2B、ZNF292、CCNT2、MARCH7、ACAP2、MED13、IL6ST、PHF3、SP3、SEC62、ZFYVE16、NEK7、POLD4、GNA12、TRIB2、YTHDF3、PPP2R5A、PPP1R2、ZDHHC17、STK38L、ST13、FAM134A、PFDN5、MARCH8和POLR1D。
在其中使用VaSIRS生物标志物对来确定导出的生物标志物值的其他实施方案中,生物标志物对中的一个生物标志物选自D组VaSIRS生物标志物,并且另一个选自E组VaSIRS生物标志物,其中单独的D组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:OASL、N4BP1、NOD2、RNF19B、PRKAG2、IGSF6、MEF2A、LPIN2、PPP1R11、USP15、BACH1、SSFA2、MKLN1、FYB、NSUN3、MAX、STAM2、HHEX、CLEC4A、ZFAND5、ABI1、MORC3、RC3H2、MAP1LC3B、TM2D3、CHST11、NAB1、KLF3、YPEL5和MXI1,并且其中单独的E组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:CD97、CYTH4、HCK、ARHGAP26、RARA、XPO6、TNFRSF1A、SLCO3A1、ICAM3、PTPN6、PRKCD、RAB11FIP1、CSF2RB、LCP2、TYROBP、PHC2、RHOG、PSAP、LYN、TMEM127、LILRA2、AOAH、FGR、PLEKHO2、ARAP1、RBM23、PTPRE、KLF6、LIMK2、LILRB3、TLR2、GPR97、GMIP、SIRPA、LRP10、LPAR2、TREM1、IL13RA1、ITGAX、ARHGAP25、SIRPB1、ZDHHC18、TLE3、ITGB2、SNX27、PGS1、ATP6V1B2、RAB31、MAP3K11、PACSIN2、KIAA0513、EMR2、RERE、NUMB、RALB、ETS2、STAT5A、LST1、RIN3、TNK2、IQSEC1、PISD、SORL1、FES、KIAA0247、IL6R、LAPTM5、VAMP3、FAM65B、MAP3K5、TRIM8、ZYX、MAPK14、PLEKHO1、NCOA1、RNASET2、APBB1IP、RXRA、PTAFR、CNPY3、TNFSF13、RPS6KA1、OSBPL2、MTMR3、TMBIM1、TFEB、TFE3、RAF1、STX3、LAT2、GRB2、NDEL1、SEMA4D、FCGRT、DOK3、HIP1、UBN1、PLXNC1、NRBF2、INPP5D、SH2D3C、MMP25、IL10RB、FLOT2、PIAS1、PITPNA、APLP2、CTBP2、GPSM3、RNF130、DGCR2、ZMIZ1、CAP1、GSK3B、RGS19、RAB7A、CREBBP、RBMS1、IL1RAP、RTN3、PPP4R1、TRIOBP、GABARAP、MCTP2、NFKB1、CST3、ABHD2、SH2B3、STX10、TSC22D3、TLE4、HAL、ARRB2、MAP3K3、NPL、CCND3、SERINC3、GNAQ、USP4、PSEN1、KBTBD2、LYL1、AIF1、MBP、ACVR1B、RAB4B、PTEN、ASAP1、MANSC1、RYBP、CSAD、UBXN2B、TNIP1、WBP2、OGFRL1、SNN、HPCAL1、CD37、RNF146、RAB14、TOPORS、NFYA、FOXO3、CREB1、MAPK1、SOAT1、UBQLN2、OSBPL11、KLHL2、VAV3、BRD4、MARK3、BAZ2B、ZNF148、CASP8、CHMP1B、HPS1、RNF141、MOSPD2、PINK1、CDIPT、NCOA4、PPP3R1、MKRN1、GYPC、BMP2K和FBXO9。
在具体的实施方案中,指示物确定方法包括使用第一对生物标志物值确定第一导出的生物标志物值,所述第一导出的生物标志物值指示第一VaSIRS生物标志物和第二VaSIRS生物标志物的浓度的比率;使用第二对生物标志物值确定第二导出的生物标志物值,所述第二导出的生物标志物值指示第三VaSIRS生物标志物和第四VaSIRS生物标志物的浓度的比率,以及通过组合所述第一导出的生物标志物值和第二导出的生物标志物值确定指示物。因此,在这些实施方案中,可以使用两对导出的生物标志物值,这可以辅助增加指示物可靠地确定受试者具有或不具有VaSIRS的可能性的能力。
导出的生物标志物值可以使用组合函数来组合,所述组合函数诸如加性模型;线性模型;支持向量机;神经网络模型;随机森林模型;回归模型;遗传算法;退火算法;加权和;最邻近模型;以及概率模型。在一些实施方案中,针对B组VaSIRS生物标志物和针对C组VaSIRS生物标志物测量或导出生物标志物值,并且指示物通过组合生物标志物值来确定。在一些实施方案中,生物标志物值针对D组VaSIRS生物标志物和针对E组VaSIRS生物标志物测量或导出,并且指示物通过组合生物标志物值来确定。仍在其他实施方案中,生物标志物值针对B组VaSIRS生物标志物、针对C组VaSIRS生物标志物、针对D组VaSIRS生物标志物和针对E组VaSIRS生物标志物测量或导出,并且指示物通过组合生物标志物值来确定。
在一些实施方案中,将指示物与指示物参考进行比较,其中根据该比较的结果来确定可能性。指示物参考可以由针对参考群体中的许多个体确定的指示物导出。参考群体通常包括具有不同特征的个体,诸如不同性别;和/或种族的多于一个的个体,其中不同的组基于不同的特征来定义,受试者的指示物与由具有相似特征的个体导出的指示物参考进行比较。参考群体还可以包括多于一个健康的个体、多于一个罹患VaSIRS的个体、多于一个罹患除了VaSIRS以外的SIRS(例如,ADaSIRS、CaSIRS和TaSIRS)的个体、多于一个显示出VaSIRS临床征象的个体、多于一个显示出除了VaSIRS以外的SIRS(例如,ADaSIRS、CaSIRS和TaSIRS)临床征象的个体、和/或第一组个体和第二组个体,每一组个体罹患各自诊断的SIRS。
指示物还可以用于确定受试者具有第一状况或第二状况的可能性,其中所述第一状况为VaSIRS并且所述第二状况为健康状况或另一SIRS(例如,ADaSIRS、CaSIRS和TaSIRS);换言之区分这些状况。在这种情况下,这将通常通过将指示物与第一指示物参考和第二指示物参考进行比较来实现,所述第一指示物参考和所述第二指示物参考指示第一状况和第二状况,并且根据比较的结果确定可能性。特别地,这可以包括使用比较的结果确定第一指示物概率和第二指示物概率,并且例如使用贝叶斯方法将所述第一指示物概率和所述第二指示物概率组合,以确定对应于受试者具有一种状况的可能性的状况概率。在这种情况下,所述第一状况和所述第二状况可以包括VaSIRS和另一种SIRS状况,或VaSIRS和健康状况。在这种情况下,所述第一指示物参考和所述第二指示物参考是针对第一组参考群体和第二组参考群体确定的指示物的分布,所述第一组和所述第二组分别由被诊断为患有第一状况或第二状况的个体组成。
在具体的实施方案中,本发明的指示物确定方法使用至少一个电子处理装置,诸如合适地编程的计算机系统等来进行。在这种情况下,电子处理装置通常通过从测量装置或其他定量装置接收至少两对测量的生物标志物值,或通过从数据库等检索至少两对测量的生物标志物值获得这些生物标志物值。处理装置然后确定指示第一免疫系统生物标志物和第二免疫系统生物标志物的浓度的比率的第一导出的生物标志物值和指示第三免疫系统生物标志物和第四免疫系统生物标志物的比率的第二导出的生物标志物值。处理装置然后通过将所述第一导出的生物标志物值与所述第二导出的生物标志物值组合确定所述指示物。
处理装置然后可以产生指示物的表示,例如通过产生指示物的字母数字指示,将指示物与一个或更多个指示物参考比较的图形指示或者受试者具有至少一种医学状况的可能性的字母数字指示。
本发明的指示物确定方法通常包括从通常具有至少一种SIRS临床征象的受试者获得样品,其中所述样品包含一种或更多种VaSIRS生物标志物(例如,VaSIRS基因的多核苷酸或多肽表达产物)并且定量样品中至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)VaSIRS生物标志物以确定生物标志物值。这可以使用任何适合的技术来实现,并且将取决于VaSIRS生物标志物的性质。合适地,个体的测量的或导出的VaSIRS生物标志物值对应于各自VaSIRS生物标志物的水平、丰度或量或者对应于对该水平或量应用的函数。如本文使用的,术语“水平”、“丰度”和“量”在本文可互换使用,指定量的量(例如,重量或摩尔)、半定量的量、相对量(例如,在分类内的重量%或摩尔%)、浓度等。因此,这些术语涵盖VaSIRS生物标志物在样品中的绝对量或相对量或浓度。例如,如果使用多于一种VaSIRS生物标志物的本发明的指示物确定方法的一些实施方案中的指示物是基于多核苷酸表达产物的浓度的比率,该过程通常将包括通过扩增样品中的至少一些多核苷酸表达产物来定量多核苷酸表达产物;确定代表获得定义水平的一对多核苷酸表达产物的每一个需要的扩增程度的扩增量;以及,通过确定扩增量之间的差异确定指示物。在这方面,扩增量通常为循环时间、循环的数目、循环阈值及扩增时间。在这种情况下,该方法包括通过确定第一对多核苷酸表达产物的扩增量之间的差异确定第一导出的生物标志物值,通过确定第二对多核苷酸表达产物的扩增量之间的差异确定第二导出的生物标志物值,并且通过将所述第一导出的生物标志物值和所述第二导出的生物标志物值相加确定指示物。
在一些实施方案中,受试者中VaSIRS的存在、不存在或程度或者VaSIRS的预后通过确定一个或更多种VaSIRS生物标志物值来确立,其中单独的VaSIRS生物标志物值指示针对受试者或从受试者采集的样品中的VaSIRS生物标志物测量或导出的值。这些生物标志物在本文中被称为“样品VaSIRS生物标志物”。根据本发明,样品VaSIRS生物标志物对应于参考VaSIRS生物标志物(在本文中还被称为“对应的VaSIRS生物标志物”)。“对应的VaSIRS生物标志物”意指在结构上和/或功能上与如例如SEQ IDNO:1-830中列出的参考VaSIRS生物标志物相似的VaSIRS生物标志物。代表性的对应的VaSIRS生物标志物包括参考VaSIRS生物标志物基因的等位基因变体(相同基因座)、同源物(不同基因座)及直向同源物(不同生物体)的表达产物。参考VaSIRS生物标志物基因和编码的VaSIRS生物标志物多核苷酸表达产物的核酸变体可以包含核苷酸取代、缺失、倒位和/或插入。变异可发生在编码区和非编码区的任一者或两者中。变异可产生保守和非保守氨基酸取代两者(与编码的产物相比)。对于核苷酸序列,保守变体包括由于遗传密码的简并性而编码参考VaSIRS多肽的氨基酸序列的那些序列。
通常,特定VaSIRS生物标志物基因或多核苷酸的变体将与该特定核苷酸序列具有至少约40%、45%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或更多的序列同一性,如通过本领域已知的序列比对程序使用缺省参数确定的。在一些实施方案中,VaSIRS生物标志物基因或多核苷酸显示与选自SEQ ID NO:1-415中的任一个的核苷酸序列至少约40%、45%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或更多的序列同一性。
对应的VaSIRS生物标志物还包括显示与参考VaSIRS生物标志物多肽的氨基酸序列实质上序列相似性或同一性的氨基酸序列。通常,对应于参考氨基酸序列的氨基酸序列将显示与选自SEQ ID NO:416-830中的任一个的参考氨基酸序列至少约50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或甚至多达100%的序列相似性或同一性。
在一些实施方案中,序列之间的序列相似性或序列同一性的计算如下进行:
为了确定两个氨基酸序列或两个核酸序列的同一性百分比,序列出于最佳比较目的来比对(例如,为最佳比对空位可以被引入第一和第二氨基酸或核酸序列中的一个或两个,并且出于比较目的非同源序列可以被忽略)。在一些实施方案中,出于比较目的比对的参考序列的长度为参考序列的长度的至少30%,通常至少40%,更通常至少50%,60%,及甚至更通常至少70%,80%,90%,100%。然后将在对应的氨基酸位置或核苷酸位置上的氨基酸残基或核苷酸进行比较。当在第一序列中的位置被在第二序列中对应位置上的相同氨基酸残基或核苷酸占据时,则分子在该位置是相同的。对于氨基酸序列比较,当在第一序列中的位置被在第二序列中对应位置上的相同或相似氨基酸残基(即,保守取代)占据时,则分子在该位置是相同的。
两个序列之间的同一性百分比为考虑到为两个序列的最佳比对需要被引入的空位的数目和每一个空位的长度序列,在单独的位置上的共享的相同氨基酸残基的数目的函数。相比之下,两个序列之间的相似性百分比为考虑到为两个序列的最佳比对需要被引入的空位的数目和每一个空位的长度,序列在单独的位置上共享的相同和相似氨基酸残基的数目的函数。
序列的比较和序列之间的同一性百分比或相似性百分比的确定可以使用数学算法来完成。在某些实施方案中,氨基酸序列之间的同一性百分比或相似性百分比如下来确定:使用已经被掺入GCG软件包中的GAP程序(在http://www.gcg.com可得)的Needleman和Wünsch(1970,J.Mol.Biol.48:444-453)算法,使用Blossum 62矩阵或PAM250矩阵以及16、14、12、10、8、6或4的空位权重和1、2、3、4、5或6的长度权重。在具体的实施方案中,核苷酸序列之间的同一性百分比如下来确定:使用GCG软件包中的GAP程序(在http://www.gcg.com可得),使用NWSgapdna.CMP矩阵以及40、50、60、70或80的空位权重和1、2、3、4、5或6的长度权重。非限制性的参数集(且除非另有指定应该使用的参数集)包括Blossum 62评分矩阵与12的空位罚分、4的空位延伸罚分和5的移码空位罚分。
在一些实施方案中,氨基酸序列或核苷酸序列之间的同一性百分比或相似性百分比可以如下来确定:使用已经被掺入ALIGN程序(2.0版)的E.Meyers和W.Miller(1989,Cabios,4:11-17)的算法,使用PAM120权重残基表、12的空位长度罚分和4的空位罚分。
本文描述的核酸序列和蛋白序列可以用作“查询序列”以针对公共数据库进行搜索以,例如,鉴定其他家族成员或相关的序列。此类搜索可以使用Altschul等的NBLAST和XBLAST程序(2.0版)(1990,J Mol Biol.,215:403-10)来进行。BLAST核苷酸搜索可以用NBLAST程序,评分=100,字长=12,来进行,以获得与本发明的53010核酸分子同源的核苷酸序列。BLAST蛋白搜索可以用XBLAST程序,评分=50,字长=3,来进行,以获得与本发明的蛋白分子同源的氨基酸序列。出于比较目的为获得带空位的比对,可以如Altschul等(1997,Nucleic Acids Res,25:3389-3402)中描述利用Gapped BLAST。当利用BLAST和Gapped BLAST程序时,可以使用各自程序(例如,XBLAST和NBLAST)的缺省参数。
对应的VaSIRS生物标志物多核苷酸还包括在如下文描述的严格条件下与参考VaSIRS生物标志物多核苷酸,或它们的互补物杂交的核酸序列。如本文使用的,术语“在低严格、中等严格、高严格或非常高严格条件下杂交”描述了用于杂交和洗涤的条件。“杂交”在本文中用于表示互补核苷酸序列产生DNA-DNA杂交体或DNA-RNA杂交体的配对。互补碱基序列为通过碱基配对规则相关的那些序列。在DNA中,A与T配对且C与G配对。在RNA中,U与A配对且C与G配对。在这方面,如本文使用的术语“匹配”和“错配”指配对的核苷酸在互补核酸链中的杂交潜力。匹配的核苷酸有效杂交,诸如以上提及的经典A-T和G-C碱基对。错配是不有效杂交的核苷酸的其他组合。
用于进行杂交反应的指导可见于Ausubel等,(1998,同上),6.3.1-6.3.6节。水性方法和非水性方法在该参考文献中被描述,且可以使用任一种。本文提及低严格条件包括和涵盖从至少约1%v/v至至少约15%v/v甲酰胺和从至少约1M至至少约2M盐用于在42℃杂交,以及至少约1M至至少约2M盐用于在42℃洗涤。低严格条件还可以包括1%牛血清白蛋白(BSA)、1mM EDTA、0.5M NaHPO4(pH 7.2)、7%SDS用于在65℃杂交,以及(i)2×SSC、0.1%SDS;或(ii)0.5%BSA、1mM EDTA、40mM NaHPO4(pH 7.2)、5%SDS用于在室温洗涤。低严格条件的一个实施方案包括在6×氯化钠/柠檬酸钠(SSC)中在约45℃杂交,随后是在0.2×SSC、0.1%SDS中至少在50℃的两次洗涤(对于低严格条件洗涤温度可以增加至55℃)。中度严格条件包括和涵盖从至少约16%v/v至至少约30%v/v甲酰胺和从至少约0.5M至至少约0.9M盐用于在42℃杂交,以及至少约0.1M至至少约0.2M盐用于在55℃洗涤。中度严格条件还可以包括1%牛血清白蛋白(BSA)、1mMEDTA、0.5M NaHPO4(pH 7.2)、7%SDS用于在65℃杂交,以及(i)2×SSC、0.1%SDS;或(ii)0.5%BSA、1mM EDTA、40mM NaHPO4(pH 7.2)、5%SDS用于在60℃-65℃洗涤。中度严格条件的一个实施方案包括在6×SSC中在约45℃杂交,随后是在0.2×SSC、0.1%SDS中在60℃一次或更多次洗涤。高严格条件包括和涵盖从至少约31%v/v至至少约50%v/v甲酰胺和从约0.01M至约0.15M盐用于在42℃杂交,以及约0.01M至约0.02M盐用于在55℃洗涤。高严格条件还可包括1%BSA、1mM EDTA、0.5M NaHPO4(pH 7.2)、7%SDS用于在65℃杂交,以及(i)0.2×SSC、0.1%SDS;或(ii)0.5%BSA、1mM EDTA、40mMNaHPO4(pH 7.2)、1%SDS用于在超过65℃的温度洗涤。高严格条件的一个实施方案包括在6×SSC中在约45℃杂交,随后是在0.2×SSC、0.1%SDS中在65℃一次或更多次洗涤。
在某些实施方案中,对应的VaSIRS生物标志物多核苷酸为在非常高严格条件下与公开的核苷酸序列杂交的多核苷酸。非常高严格条件的一个实施方案包括在0.5M磷酸钠、7%SDS在65℃杂交,随后是在0.2×SSC、0.1%SDS在65℃一次或更多次洗涤。
其他严格条件是本领域熟知的并且熟练的受授人员(skilled addressee)将认识到,多种因素可以被操作,以优化杂交的特异性。最后洗涤的严格度的优化可以用于确保杂交的高程度。对于详述的实例,参见Ausubel等,同上,在2.10.1至2.10.16页以及Sambrook等(1989,同上)在1.101至1.104节。
通常,在VaSIRS生物标志物检测或定量之前对样品进行处理。例如,可以在分析之前从样品中提取、分离和/或纯化核酸和/或蛋白。多种DNA、mRNA和/或蛋白提取技术是本领域技术人员熟知的。处理可以包括离心、超速离心、乙醇沉淀、过滤、分级分离、重悬、稀释、浓缩等。在一些实施方案中,方法和系统提供来自原始样品(例如,生物流体,诸如血液,血清等)的分析(例如,RNA或蛋白生物标志物的定量)而没有处理或具有有限的处理。
方法可以包括以下步骤:在适合的缓冲液中对样品进行均质,去除污染物和/或测定抑制剂,添加VaSIRS生物标志物捕获试剂(例如,与靶VaSIRS核酸生物标志物互补的寡核苷酸连接的磁珠),在促进靶生物标志物与捕获试剂缔合(例如,通过杂交)的条件下孵育以产生靶生物标志物:捕获试剂复合物,在靶生物标志物释放条件下孵育靶生物标志物:捕获复合物。在一些实施方案中,通过将多种VaSIRS生物标志物捕获试剂(例如,对期望的生物标志物特异性的)添加至溶液中在每一轮分离中分离多种VaSIRS生物标志物。例如,可以将各自包含对不同靶VaSIRS生物标志物特异性的寡核苷酸的多种VaSIRS生物标志物捕获试剂添加至样品,以用于分离多种VaSIRS生物标志物。预期该方法涵盖多个实验设计,所述多个实验设计在捕获步骤的数目和每一个捕获步骤中捕获的靶VaSIRS生物标志物的数目两方面均不同。在一些实施方案中,捕获试剂为优先(例如,特异性和选择性地)与试图分离、纯化、检测和/或定量的特定生物标志物相互作用的分子、部分、物质或组合物。在本技术中可以使用对特定的VaSIRS生物标志物具有期望的结合亲和力和/或特异性的任何捕获试剂。例如,捕获试剂可以是大分子,诸如肽、蛋白(例如,抗体或受体),寡核苷酸,核酸(例如,能够与VaSIRS生物标志物杂交的核酸),维生素,寡糖,碳水化合物,脂质或小分子或其复合物。作为说明性的且非限制性的实例,抗生物素蛋白靶捕获试剂可以用于分离和纯化包含生物素部分的靶,抗体可以用于分离和纯化包含适当的抗原或表位的靶,并且寡核苷酸可以用于分离和纯化互补的寡核苷酸。
能够与靶VaSIRS生物标志物结合或特异性结合的任何核酸,包括单链和双链核酸均可以用作捕获试剂。此类核酸的实例包括DNA、RNA、适体、肽核酸,以及对糖、磷酸或核苷碱基的其他修饰。因此,存在用于捕获靶的许多策略,并且因此许多类型的捕获试剂是本领域技术人员已知的。
另外,VaSIRS生物标志物捕获试剂可以包含用于定位、浓缩、聚集等捕获试剂的功能性,并且因此提供了当捕获(例如,结合、杂交等)至捕获试剂时(例如,当形成靶:捕获试剂复合物时)分离和纯化靶VaSIRS生物标志物的方法。例如,在一些实施方案中,与VaSIRS生物标志物相互作用的捕获试剂的部分(例如,寡核苷酸)被连接至允许在宏观尺度上由用户操作的固体支撑物(例如,珠、表面、树脂、柱等)。通常,固体支撑物允许使用机械手段来从异质溶液中分离和纯化靶:捕获试剂复合物。例如,当被连接至珠时,通过例如通过物理运动从异质溶液中取出珠来实现分离。在其中珠为磁性或顺磁性的实施方案中,使用磁场来实现捕获试剂(并且因此靶VaSIRS生物标志物)与异质溶液的物理分离。
VaSIRS生物标志物可以使用任何适合的技术来定量或检测。在具体的实施方案中,VaSIRS生物标志物使用确定单独的VaSIRS生物标志物的水平、丰度或量的试剂来定量。这种类型的非限制性试剂包括用于在基于核酸的测定和基于蛋白的测定中使用的试剂。
在说明性基于核酸的测定中,根据标准方法从包含在生物样品中的细胞分离核酸(Sambrook,等,1989,同上;以及Ausubel等,1994,同上)。核酸通常是分级分离的(例如,聚A+RNA)或全细胞的RNA。当RNA作为检测的对象(subject)时,可以期望将RNA转换为互补的DNA。在一些实施方案中,核酸通过模板依赖性核酸扩增技术来扩增。许多模板依赖性过程可用于扩增存在于给定模板样品中的VaSIRS生物标志物序列。示例性核酸扩增技术为聚合酶链式反应(被称为PCR),其被详细地描述于美国专利第4,683,195号、4,683,202号和4,800,159号;Ausubel等(同上)和Innis等(“PCR Protocols”,Academic Press,有限公司,San Diego Calif.,1990)中。简言之,在PCR中,与生物标志物序列的相对互补链上的区域互补的两个引物序列被制备。将过量的脱氧核苷酸三磷酸连同DNA聚合酶,例如,Taq聚合酶添加至反应混合物。如果同源VaSIRS生物标志物序列存在于样品中,引物将结合至生物标志物并且通过加上核苷酸聚合酶将引起引物沿着生物标志物序列被延伸。通过升高和降低反应混合物的温度,延伸的引物将从生物标志物分离,形成反应产物,过量的引物将结合至生物标志物和至反应产物并重复该过程。逆转录酶PCR扩增程序可以被进行以定量扩增的mRNA的量。将RNA逆转录为cDNA的方法是熟知的并描述于Sambrook等,1989,同上中。用于逆转录的可选的方法利用热稳定的RNA依赖性DNA聚合酶。这些方法描述于WO 90/07641中。聚合酶链式反应方法是本领域熟知的。在其中使用全细胞RNA的具体的实施方案中,使用全细胞RNA作为样品的cDNA合成产生全细胞cDNA。
在某些有利的实施方案中,模板依赖性扩增包括实时定量转录物。例如,RNA或DNA可以使用实时PCR技术来定量(Higuchi,1992,等,Biotechnology 10:413-417)。通过确定靶DNA在已经完成相同数目的循环并且在其线性范围内的PCR反应中的扩增产物的浓度,确定特定靶序列在原始DNA混合物中的相对浓度是可能的。如果DNA混合物为从不同的组织或细胞分离的RNA合成的cDNA,对于各自组织或细胞,靶序列所源自的特定mRNA的相对丰度可以被确定。PCR产物的浓度与相对mRNA丰度之间的这种正比例仅在PCR反应的线性范围内是真实的。靶DNA在曲线的平台部分中的最终浓度通过反应混合物中试剂的可用性来确定,并独立于靶DNA的原始浓度。在具体的实施方案中,采用多重串联PCR(MT-PCR),其使用两个步骤过程用于从少量RNA或DNA的基因表达谱分析,如例如在美国专利申请公布第20070190540号中所述的。在第一个步骤中,RNA被转化为cDNA,并且使用多重基因特异性引物来扩增。在第二个步骤中,每一个单独的基因通过实时PCR来定量。
在某些实施方案中,靶核酸使用本领域技术人员熟知的印迹技术来定量。DNA印迹包括使用DNA作为靶,而RNA印迹包括使用RNA作为靶。尽管cDNA印迹在印迹或RNA物类的多个方面是类似的,每一个提供不同类型的信息。简言之,探针用于靶向已经被固定在适合的基质,通常为硝化纤维素过滤器上的DNA或RNA物类。不同的物类应该在空间上分开,以促进分析。这通常通过核酸物类的凝胶电泳,随后是向过滤器的“印迹”来完成。随后,将印迹的靶与探针(通常标记的)在促进变性和再杂交的条件下孵育。因为探针被设计为与靶碱基配对,探针将在复性条件下结合靶序列的一部分。未结合的探针然后被去除,并且如以上描述来完成检测。在检测/定量之后,人们可以将给定受试者中所观察的结果与对照反应组或统计学上显著的参考组或如本文定义的对照受试者的群体比较。以这种方式,将检测的VaSIRS生物标志物核酸的量与疾病的进展或严重程度相关是可能的。
还预期了基于生物芯片的技术诸如被Hacia等(1996,Nature Genetics 14:441-447)和Shoemaker等(1996,Nature Genetics 14:450-456)描述的那些。简言之,这些技术包括用于快速和准确分析大数目基因的定量方法。通过用寡核苷酸将基因加标签与或使用固定的核酸探针阵列,人们可以采用生物芯片技术隔离靶分子作为高密度阵列并且基于杂交筛选这些分子。还参见Pease等(1994,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.91:5022-5026);Fodor等(1991,Science 251:767-773)。简言之,针对VaSIRS生物标志物多核苷酸的核酸探针被制备并且附接至用于如本文概述的筛选和诊断方法中的生物芯片。附接至生物芯片的核酸探针被设计为与特定表达的VaSIRS生物标志物核酸,即靶序列(样品的靶序列或其他探针序列,例如在夹心测定(sandwich assays)中的),基本上互补,使得发生靶序列和本发明的探针的杂交。这种互补性不一定是完美的;可以存在任何数目的碱基对错配,这将干扰靶序列与本发明的核酸探针之间的杂交。然而,如果错配的数目是如此之大使得甚至在最少严格的杂交条件下没有杂交可以发生,该序列不是互补的靶序列。在某些实施方案中,每序列多于一个的探针被使用,使用重叠探针或针对靶的不同部分的探针。即,两个、三个、四个或更多个探针,三个是期望的,用于构建特定靶的冗余。探针可以是重叠的(即具有一些共同的序列),或单独的。
在说明性生物芯片分析中,生物芯片上的寡核苷酸探针在有利于特异性杂交的条件下暴露于或接触疑似包含一种或更多种VaSIRS生物标志物多核苷酸的核酸样品。单链或双链的DNA或RNA的样品提取物,可以从生物材料的流体悬液来制备,或通过研磨生物材料制备,或在细胞裂解步骤之后制备,细胞裂解步骤包括但不限于,通过SDS(或其他去垢剂)、渗透压休克、异硫氰酸胍和溶菌酶处理实现的裂解。可以在本发明的方法中使用的适合的DNA包括cDNA。此类DNA可以通过许多常用方案中的任一个,如例如在Ausubel,等,1994,同上以及Sambrook,等,1989同上中描述的来制备。
可以在本发明的方法中使用的适合的RNA包括信使RNA,从DNA转录的互补RNA(cRNA)或基因组RNA或亚基因组RNA。此类RNA可以使用如例如在Ausubel等1994,同上以及Sambrook,等1989,同上)的相关节段中描述的标准方案来制备。
cDNA可以被片段化,例如,通过超声处理或通过用限制性内切核酸酶处理。合适地,cDNA被片段化,使得所得的DNA片段的长度大于固定的寡核苷酸探针的长度,但足够小,以允许在适合的杂交条件下对其的快速接近。可选地,cDNA的片段可以被选择并且使用如例如以上描述的适合的核苷酸扩增技术(包括适当的随机引物或特异性引物)来扩增。
通常靶VaSIRS生物标志物多核苷酸被可检测地标记,使得其与单独的探针的杂交可以被确定。靶多核苷酸通常用报告物分子可检测地标记,报告物分子的说明性实例包括发色团、催化剂、酶、荧光染料、化学发光分子、生物发光分子、镧系离子(例如、Eu34)、放射性同位素和直接的视觉标记。在直接视觉标记物的情况下,可以利用胶体金属或非金属颗粒、染料颗粒、酶或底物、有机聚合物、胶乳颗粒、脂质体、或包含信号产生物质的其他媒介物等。这种类型的说明性标记物包括大胶体,例如,金属胶体诸如来自氧化金、氧化硒、氧化银、氧化锡和氧化钛的那些。在其中酶被用作直接视觉标记物的一些实施方案中,将生物素化的碱基掺入到靶多核苷酸中。
杂合体形成步骤可以在适合将寡核苷酸探针杂交至测试核酸(包括DNA或RNA)的条件下进行。在这方面,可以参考,例如,NUCLEIC ACID HYBRIDIZATION,A PRACTICALAPPROACH(Homes和Higgins,编著)(IRL press,Washington D.C.,1985)。通常,杂交是否发生受以下的影响:寡核苷酸探针和测试的多核苷酸序列的长度、pH、温度、单阳离子和二价阳离子的浓度、G和C核苷酸在杂合体形成区域的比例、介质的粘度和变性剂的可能存在。此类变量还影响杂交所需的时间。因此,优选的条件将取决于特定的应用。然而,此类经验性条件,可以常规地确定而无需过度的实验。
在杂交形成步骤之后,将探针用杂交缓冲液洗涤以去除任何未结合的核酸。该洗涤步骤仅保留结合的靶多核苷酸。探针然后被检查,以鉴定哪些谈探针已与靶多核苷酸杂交。
杂交反应然后被检测,以确定哪个该探针已经与对应的靶序列杂交。取决于与靶多核苷酸相缔合的报告物分子的性质,信号可以被用仪器如下来检测:通过用光照射荧光标记物并且以荧光计检测荧光;通过提供酶系统以产生可以使用分光光度计检测的染料;或使用反射计检测染料颗粒或有色胶体金属或非金属颗粒;在使用放射性标记物或化学发光分子的情况下采用辐射计数器或放射自显影。因此,检测装置可以适于检测或扫描与标记物缔合的光,该光可以包括荧光、发光、聚焦光束或激光。在此类情况下,电荷耦合器件(CCD)或光电管可以用于扫描来自微阵列中每一个位置的探针:靶多核苷酸杂合体的光线发射,并且将数据直接记录在数字式计算机中。在一些情况下,信号的电子检测可能不是必要的。例如,用与核酸阵列格式缔合的酶促产生的色斑,阵列的目视检查将允许阵列上的模式解析。在核酸阵列的情况下,检测装置被合适地与模式识别软件配合将来自阵列的信号的模式转换为普通语言遗传谱。在某些实施方案中,对不同的VaSIRS生物标志物多核苷酸特异的寡核苷酸探针呈核酸阵列的形式,并且由阵列上的报告物分子产生的信号的检测使用‘芯片阅读器’来进行。可以被‘芯片阅读器’使用的检测系统例如被Pirrung等(美国专利第5,143,854号)描述。芯片阅读器通常将还包括一些信号处理,以确定在特定阵列位置或特征的信号是否是真阳性或也许是杂散信号。示例性芯片阅读器例如被Fodor等(美国专利第5,925,525)号描述。可选地,当阵列使用单独可寻址种类的标记的微珠的混合物制成时,该反应可以使用流式细胞术来检测。
在某些实施方案中,VaSIRS生物标志物为靶RNA(例如,mRNA)或靶RNA的DNA拷贝,其的水平或丰度使用在至少低、中度或高严格条件下与靶RNA或与DNA拷贝杂交的至少一种核酸探针来测量,其中核酸探针包括VaSIRS生物标志物多核苷酸的至少15个(例如,15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个或更多个)连续的核苷酸。在一些实施方案中,靶RNA或其DNA拷贝的测量的水平或丰度被归一化为参考RNA或参考RNA的DNA拷贝的水平或丰度。合适地,核酸探针在固体支撑物或半固体支撑物上固定。在这种类型的说明性实例中,核酸探针形成核酸探针的空间阵列的一部分。在一些实施方案中,与靶RNA或与DNA拷贝结合的核酸探针的水平通过杂交(例如,使用核酸阵列)来测量。在其他实施方案中,与靶RNA或与DNA拷贝结合的核酸探针的水平通过核酸扩增(例如,使用聚合酶链式反应(PCR))来测量。仍在其他实施方案中,与靶RNA或与DNA拷贝结合的核酸探针的水平通过核酸酶保护测定来测量。
也可以使用测序技术诸如Sanger测序、焦磷酸测序、边连接边测序(sequencingby ligation)、大规模并行测序(也被称为“下一代测序”(NGS))以及具有或不具有靶的序列扩增的其他高通量测序方法来检测或定量样品中的VaSIRS核酸生物标志物的存在。基于序列的方法可以提供关于先前鉴定的基因中的可变剪接和序列变异的进一步信息。测序技术包括许多步骤,这些步骤大致被分为模板制备、测序、检测和数据分析。当前用于模板制备的方法包括将基因组DNA随机破碎为更小的尺寸,每一个片段藉以被固定至支撑物上。空间上分开的片段的固定允许数千至数以亿计的测序反应被同时进行。测序步骤可以使用本领域通常已知的多种方法中的任何一种。测序步骤的一个具体的实例使用向互补链添加核苷酸以提供DNA序列。检测步骤的范围从测量合成片段的生物发光信号至单分子的四色成像。在使用NGS检测或定量样品中VaSIRS核酸生物标志物的存在的一些实施方案中,该方法合适地选自半导体测序(Ion Torrent;Personal Genome Machine);Helicos真正的单分子测序(Helicos True Single Molecule Sequencing)(tSMS)(Harris等2008,Science 320:106-109);454测序(Roche)(Margulies等2005,Nature,437,376-380);SOLiD技术(AppliedBiosystems);SOLEXA测序(Illumina);Pacific Biosciences的单分子实时()技术;纳米孔测序(Soni和Meller,2007.Clin Chem 53:1996-2001);DNA纳米球测序;使用来自Dover系统(Polonator)的技术、以及在测序之前不需要扩增或以其他方式转化天然DNA的技术(例如,Pacific Biosciences和Helicos)的测序,诸如基于纳米孔的策略(例如,Oxford Nanopore,Genia Technologies,和Nabsys)。
在其他实施方案中,VaSIRS生物标志物蛋白水平使用本领域已知的基于蛋白的测定进行测定。例如,当VaSIRS生物标志物蛋白为酶时,蛋白可以是基于其催化活性或基于包含在样品中的蛋白的分子数目来定量。可以采用基于抗体的技术,包括,例如,免疫测定,诸如酶联免疫吸附测定(ELISA)和放射免疫测定(RIA)。
在具体的实施方案中,采用允许同时检测和/或定量大量蛋白的蛋白捕获阵列。例如,过滤膜上的低密度蛋白阵列,诸如通用蛋白阵列系统(Ge,2000Nucleic Acids Res.28(2):e3)允许使用标准ELISA技术和扫描电荷耦合器件(CCD)检测器成像排列的抗原。免疫传感器阵列也已经被开发,其能够同时检测临床分析物。现在,使用蛋白阵列序型分析(profile)健康受试者或患病的受试者、以及药物处理前和药物处理后的受试者的体液中诸如血清中的蛋白表达是可能的。
示例性蛋白捕获阵列包括包含空间上寻址的抗原结合分子的阵列(通常被称为抗体阵列),其可以促进定义蛋白质组或亚蛋白质组的许多蛋白的广泛平行分析。抗体阵列已被证明具有特异性和可接受的背景的所要求的特性,并且一些是商购可得的(例如,BDBiosciences、Clontech、BioRad和Sigma)。已经报道了用于制备抗体阵列的多种方法(参见,例如,Lopez等,2003J.ChromatogramB 787:19-27;Cahill,2000Trends inBiotechnology 7:47-51;美国专利申请公布2002/0055186;美国专利申请公布2003/0003599;PCT公布WO 03/062444;PCT公布WO 03/077851;PCT公布WO 02/59601;PCT公布WO02/39120;PCT公布WO 01/79849;PCT公布WO 99/39210)。此类阵列的抗原结合分子可以识别由细胞或细胞群表达的蛋白的至少一个子集,其说明性实例包括生长因子受体、激素受体、神经递质受体、儿茶酚胺受体、氨基酸衍生物受体、细胞因子受体、细胞外基质的受体、抗体、凝集素、细胞因子、丝氨酸蛋白酶抑制剂、蛋白酶、激酶、磷酸酶、ras样GTP酶、水解酶、类固醇激素受体、转录因子、热休克转录因子、DNA结合蛋白、锌指蛋白、亮氨酸拉链蛋白、同源异型域蛋白、细胞内信号转导调节因子和效应因子、凋亡相关因子、DNA合成因子、DNA修复因子、DNA重组因子和细胞表面抗原。
单独空间上不同的蛋白捕获剂通常被附接至通常是平面或波形的支撑物表面。常见的物理支撑物包括载玻片、硅、微孔、硝酸纤维素或PVDF膜和磁珠以及其他微珠。
悬液中的颗粒也可以用作阵列的基础,只要它们被编码用于鉴定;系统包括颜色编码微珠(例如,购自Luminex、Bio-Rad和Nanomics Biosystems)和半导体纳米晶体(例如,购自Quantum Dots的QDotsTM),以及条形码珠(购自Smartbeads的UltraPlexTM)和多金属微米棒(购自Surromed的NanobarcodesTM颗粒)。珠还可以被组装为在半导体芯片上的平面阵列(例如,购自LEAPS technology and BioArray Solutions)。当使用颗粒时,单独的蛋白捕获剂通常被附接至单独的颗粒,以提供阵列的空间定义或间隔。然后可以在例如微量滴定板的孔中或在单独的试管中以区室化的方式单独地但并行地测定颗粒。
在操作中,将任选地片段化以形成肽片段的蛋白样品(参见,例如,美国专利申请公布2002/0055186),在适于蛋白或肽结合的条件下递送至蛋白捕获阵列,并且该阵列被洗涤以从该阵列去除样品的未结合的或非特异性结合的组分。接下来,与阵列的每一个特征结合的蛋白或肽的存在或量使用适合的检测系统来检测。与阵列的特征结合的蛋白的量可以相对于与阵列的第二特征结合的第二蛋白的量来确定。在某些实施方案中,样品中第二蛋白的量已经是已知的或已知是不变的。
在具体的实施方案中,VaSIRS生物标志物为靶多肽,所述靶多肽的水平使用与该靶多肽免疫相互作用的至少一种抗原结合分子来测量。在这些实施方案中,靶多肽的测量的水平被归一化为参考多肽的水平。合适地,抗原结合分子在固体支撑物或半固体支撑物上固定。在这种类型的说明性实例中,抗原结合分子形成抗原结合分子的空间阵列的一部分。在一些实施方案中,与靶多肽结合的抗原结合分子的水平通过免疫测定(例如,使用ELISA)来测量。
用于检测和定量本发明的VaSIRS生物标志物所需的所有必要试剂可以被一起组装在试剂盒中。在一些实施方案中,试剂盒包含允许定量至少一种VaSIRS生物标志物的试剂。在一些实施方案中,试剂盒包含:(i)允许定量(例如,确定水平或丰度)第一VaSIRS生物标志物的试剂;以及(ii)允许定量(例如,确定水平或丰度)第二VaSIRS生物标志物的试剂,其中所述第一生物标志物和所述第二生物标志物具有位于在±0.9之间的互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,并且其中对于针对受试者测量或由受试者导出的所述第一VaSIRS生物标志物和所述第二VaSIRS生物标志物的各自生物标志物值的组合具有大于或等于代表所述第一VaSIRS生物标志物和所述第二VaSIRS生物标志物的组合诊断至少一种状况的存在、不存在、或程度或者提供至少一种状况的预后的能力的性能阈值的性能值,该性能阈值为至少0.3的解释方差。在一些实施方案中,试剂盒还包含(iii)允许定量(例如,确定水平或丰度)第三VaSIRS生物标志物的试剂;以及(ii)允许定量(例如,确定水平或丰度)第四VaSIRS生物标志物的试剂,其中所述第三VaSIRS生物标志物和所述第四VaSIRS生物标志物具有位于在±0.9之间的互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,并且其中对于针对受试者测量或由受试者导出的所述第三VaSIRS生物标志物和所述第四VaSIRS生物标志物的各自生物标志物值的组合具有大于或等于代表所述第三VaSIRS生物标志物和所述第四VaSIRS生物标志物的组合诊断VaSIRS的存在、不存在、或程度或者提供VaSIRS的预后的能力的性能阈值的性能值,该性能阈值为至少0.3的解释方差。
在本发明的上下文中,“试剂盒”被理解为意指包含用于进行本发明的方法所需的、被包装以允许它们的运输和储存的不同的试剂的产品。适于包装试剂盒的组分的材料包括晶体、塑料(聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等)、瓶子、小瓶、纸、包装(envelopes)等。另外,本发明的试剂盒可以包含用于同时、顺序或单独使用包含在试剂盒中的不同组分的说明。说明可以呈印刷的材料的形式或呈能够储存说明使得它们能够被受试者阅读的电子支撑物的形式,诸如电子储存介质(磁盘、磁带等)、光学介质(CD-ROM、DVD)等。可选地或另外,介质可以包含提供说明的因特网地址。
允许定量VaSIRS生物标志物的试剂包括允许定量VaSIRS生物标志物的化合物或材料,或者化合物或材料的组。在具体的实施方案中,化合物、材料或者化合物或材料的组允许确定基因(例如,VaSIRS生物标志物基因)的表达水平,包括不限于RNA材料的提取、对应的RNA的水平的确定等,用于对应的cDNA的合成的引物、用于DNA的扩增的引物,和/或能够与由基因编码的RNA(或对应的cDNA)特异性杂交的探针,TaqMan探针等。
试剂盒还可以任选地包含用于检测标记物、阳性和阴性对照的适当的试剂、洗涤溶液、印迹膜、微量滴定板、稀释缓冲剂等。例如,基于核酸的检测试剂盒可以包含(i)VaSIRS生物标志物多核苷酸(其可以用作阳性对照),(ii)引物或探针,其与VaSIRS生物标志物多核苷酸特异性杂交。还可以包含适于扩增核酸的酶,包括多种聚合酶(逆转录酶、Taq酶、SequenaseTM、DNA连接酶等,取决于采用的核酸扩增技术)、脱氧核苷酸和缓冲液,以提供用于扩增的必要的反应混合物。此类试剂盒通常将还包含用于每一种单独的试剂和酶以及每一种引物或探针的在适当的装置中的不同的容器。可选地,基于蛋白的检测试剂盒可以包含(i)VaSIRS生物标志物多肽(其可以用作阳性对照),(ii)抗体,其与VaSIRS生物标志物多肽特异性结合。试剂盒还可以设有多种装置(例如,一个或更多个)和试剂(例如,一种或更多种),用于进行本文描述的测定中的一个;和/或用于使用试剂盒定量VaSIRS生物标志物基因的表达的印刷的说明。
可以任选地与可检测的标记物缔合的本文描述的试剂,可以以以下的形式呈现:为了与在实施例或下文描述的测定,例如,本文描述的RT-PCR或Q PCR技术一起使用而调整的微流体卡、芯片或室、微阵列或试剂盒。
试剂还在用于检测和定量本发明的生物标志物的组合物中具有实用性。例如,逆转录酶可以用于逆转录核酸样品中的RNA转录物,包括mRNA,以产生逆转录的转录物,包括逆转录的mRNA(还被称为“cDNA”)。在特定的实施方案中,逆转录的mRNA为全细胞逆转录的mRNA(在本文中也称为“全细胞cDNA”)。核酸样品合适地源自免疫系统的组分,其代表性实例包括如例如以上广泛讨论的先天免疫系统和适应性免疫系统的组分。在具体的实施方案中,逆转录的RNA为血细胞(例如,外周血细胞)来源的。合适地,逆转录的RNA为白细胞来源的。
试剂合适地用于定量逆转录的转录物。例如与逆转录的转录物杂交的寡核苷酸引物可以被用于经由适合的核酸扩增技术,例如,本文描述的RT-PCR或qPCR技术扩增逆转录的转录物的至少一部分。可选地,寡核苷酸探针可以被用于使用如例如以上描述的核酸杂交分析技术(例如,微阵列分析)与逆转录的转录物杂交用于定量。因此,在一些实施方案中,各自的寡核苷酸引物或探针与在本发明的组合物中的逆转录的转录物的互补核酸序列杂交。组合物通常包括标记的试剂,用于检测和/或定量逆转录的转录物。这种类型的代表性试剂包括与RNA转录物或逆转录的RNA杂交的标记的寡核苷酸引物或探针、标记的RNA、标记的逆转录的RNA以及用于标记(例如,末端标记诸如3'末端标记)RNA或逆转录的RNA的标记的寡核苷酸衔接物或标签(例如,标记的RNA或DNA衔接物或标签)。引物、探针、RNA或逆转录的RNA(即,cDNA)(无论标记或未标记的)可以被固定或在溶液中游离。这种类型的代表性试剂包括与逆转录的转录物以及标记的逆转录的转录物杂交的标记的寡核苷酸引物或探针。标记物可以是能够提供如本领域已知的可检测信号或报告物分子的任何剂,其说明性实例在本文以上和别处被描述。
本发明还涵盖未逆转录的RNA实施方案,在该实施方案中,未制备cDNA,并且RNA转录物直接是分析对象。因此,在其他实施方案中,试剂被合适地用于直接定量RNA转录物。例如,寡核苷酸探针可以被用于使用如例如以上描述的核酸杂交分析技术(例如,微阵列分析)与转录物杂交用于定量本发明的免疫系统生物标志物。因此,在一些实施方案中,各自的寡核苷酸探针与在本发明的组合物中的免疫系统生物标志物转录物的互补核酸序列杂交。在这种类型的说明性实例中,组合物可以包括含与转录物杂交的标记的试剂用于检测和/或定量转录物。这种类型的代表性试剂包括与转录物以及标记的转录物杂交的标记的寡核苷酸探针。引物或探针可以被固定或在溶液中游离。
本发明还延伸至受试者中VaSIRS的管理、或VaSIRS的进一步发展的预防,或者在受试者中VaSIRS的存在的阳性诊断之后评价疗法在受试者中的效力。在受试者被阳性地鉴定为患有VaSIRS后,受试者可以被施用治疗剂用于治疗VaSIRS,所述治疗剂诸如抗病毒剂,其说明性实例包括阿巴卡韦(abacavir)、阿昔洛韦(acyclovir)、阿昔洛韦、阿德福韦(adefovir)、金刚烷胺(amantadine)、安普那韦(amprenavir)、安普利近(ampligen)、阿比朵尔(arbidol)、阿那匹韦(asunaprevir)、阿扎那韦(atazanavir)、立普妥(atripla)、博赛泼维(boceprevir)、西多福韦(cidofovir)、可比韦(combivir)、康普莱(complera)、达卡他韦(daclatasvir)、地瑞那韦(darunavir)、地拉韦啶(delavirdine)、地达诺新(didanosine)、二十二烷醇(docosanol)、度鲁特韦(dolutegravir)、依度尿苷(edoxudine)、依法韦仑(efavirenz)、恩曲他滨(emtricitabine)、恩夫韦地(enfuvirtide)、恩替卡韦(entecavir)、泛昔洛韦(famciclovir)、福米韦生(fomivirsen)、福沙那韦(fosamprenavir)、膦甲酸(foscarnet)、fosfonet、更昔洛韦(ganciclovir)、伊巴他滨(ibacitabine)、immunovir、碘苷(idoxuridine)、咪喹莫特(imiquimod)、茚地那韦(indinavir)、肌苷(inosine)、III型干扰素(interferon type III)、II型干扰素、I型干扰素、拉米夫定(lamivudine)、洛匹那韦(lopinavir)、洛韦胺(loviride)、马拉维若(maraviroc)、吗啉胍(moroxydine)、甲吲噻腙(methisazone)、奈非那韦(nelfinavir)、奈韦拉平(nevirapine)、nexavir、神经氨酸酶阻断剂(neuraminidase blocking agents)、奥司他韦(oseltamivir)、聚乙二醇干扰素α-2a(peginterferon alfa-2a)、喷昔洛韦(penciclovir)、帕拉米韦(peramivir)、普拉康纳利(pleconaril)、普达非洛(podofilox)、盾叶鬼臼树脂(podophyllin)、鬼臼毒素(podophyllotoxin)、雷特格韦(raltegravir)、单克隆抗体respigams(monoclonal antibody respigams)、利巴韦林(ribavirin)、吸入型rhibovirons(inhaled rhibovirons)、金刚乙胺(rimantadine)、利托那韦(ritonavir)、嘧啶(pyrimidine)、沙奎那韦(saquinavir)、司他夫定(stavudine)、stribild、替诺福韦(tenofovir)、替诺福韦二吡呋酯(tenofovir disoproxil)、富马酸替诺福韦二吡呋酯(tenofovir alafenamide fumarate)(TAF)、替拉那韦(tipranavir)、曲氟尿苷(trifluridine)、三协唯(trizivir)、曲金刚胺(tromantadine)、特鲁瓦达(truvada)伐昔洛韦(valaciclovir)、缬更昔洛韦(valganciclovir)、vicriviroc、阿糖腺苷(vidarabine)、蝰蛇毒素(viperin)、viramidine、扎西他滨(zalcitabine)、扎那米韦(zanamivir)、齐多夫定(zidovudine)、或其盐及组合。
通常,治疗剂将连同药学上可接受的载体以药物(或兽用药)组合物及以实现其预期目的的有效量来施用。施用至受试者的活性化合物的剂量应该足以随时间推移实现受试者中的有益响应,诸如减少、或缓解VaSIRS症状。待被施用的药学活性化合物的量可以取决于待治疗的受试者,包括其年龄、性别、体重及一般健康状况。在这方面,用于施用的活性化合物的精确量将取决于从业者的判断。在确定待施用的活性化合物在治疗或预防VaSIRS的有效量时,医学从业者或兽医师可以评价与VaSIRS的存在或VaSIRS的程度相关的任何症状或临床征象的严重程度,所述症状或临床征象包括炎症、血压异常、心动过速、呼吸急促发热、寒颤、呕吐、腹泻、皮疹、头痛、神志不清、肌肉疼痛、痉挛。在任何情况下,本领域技术人员可以容易地确定治疗剂的适合剂量和适合的治疗方案而无需过度实验。
治疗剂可以与辅助(姑息)疗法配合施用,以增加至主要器官的氧气供应、增加至主要器官的血流量和/或减少炎症反应。此类辅助疗法的说明性实例包括非类固醇抗炎药(NSAID)、静脉内盐水和输氧。
本发明还预期了本文公开的指示物确定方法、设备、组合物和试剂盒在治疗、预防或抑制受试者中VaSIRS发展的方法中的用途。这些方法(在本文中也被称为“治疗方法”)通常包括以下:基于从如本文公开的指示物确定方法获得的指示物将受试者暴露于用于治疗VaSIRS的治疗方案,或避免将受试者暴露于用于治疗不是VaSIRS的SIRS的治疗方案。在特定的实施方案中,这些治疗方法包括:(1)确定生物标志物值,所述生物标志物值针对受试者的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出;(2)使用所述生物标志物值确定指示物;以及(3)基于指示物指示VaSIRS的存在,将有效量的治疗或改善VaSIRS的症状或逆转或抑制VaSIRS的发展的剂施用至受试者。在其他实施方案中,治疗方法包括:(a)确定多于一个生物标志物值,每一个生物标志物值指示为针对受试者的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)VaSIRS生物标志物测量或导出的值;(b)使用多于一个生物标志物值的组合确定指示物,所述指示物至少部分地指示VaSIRS的存在、不存在或程度,其中:(i)至少两种(例如,2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)VaSIRS生物标志物具有位于在互相关性范围内的关于至少一种状况的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;并且(ii)所述指示物具有大于或等于代表所述指示物诊断VaSIRS的存在、不存在或程度的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差;以及(c)基于所述指示物指示VaSIRS的存在,将有效量的治疗或改善VaSIRS的症状或逆转或抑制VaSIRS的发展的剂施用至受试者。
在有利的实施方案中,治疗方法包括:(1)确定多于一个测量的生物标志物值,每一个测量的生物标志物值为受试者的VaSIRS生物标志物的测量的值;以及(2)将函数应用于所述测量的生物标志物值的至少一个的函数以确定至少一个导出的生物标志物值,所述至少一个导出的生物标志物值指示对应的导出的VaSIRS生物标志物的值。该函数合适地包括以下的至少一种:(a)将两个生物标志物值相乘;(b)将两个生物标志物值相除;(c)将两个生物标志物值相加;(d)将两个生物标志物值相减;(e)至少两个生物标志物值的加权和;(f)至少两个生物标志物值的对数和;以及(g)至少两个生物标志物值的S型函数。
本发明可以在预测医学领域,为了诊断或监测受试者中VaSIRS的存在或发展,和/或监测对疗法效力的响应的目的来实践。本发明的生物标志物谱和对应的指示物还还使得能够确定药物共翻译研究(pharmacotranslational studies)中的端点。例如,临床试验可耗费数月或甚至数年以建立用于在治疗或预防VaSIRS中使用的药物的药理学参数。然而,这些参数可以被与健康状态(例如,健康状况)的生物标志物谱和对应的指示物相关。因此,临床试验可通过选择导致与期望的健康状态(例如,健康状况)相关的生物标志物谱的治疗方案(例如,药剂和药物参数)来加速。这可以例如通过以下来确定:(1)确定生物标志物值,所述生物标志物值针对在用治疗方案治疗之后受试者的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出;(2)使用所述生物标志物值确定指示物;以及(3)基于所述指示物指示健康状况的存在,或相对于用所述治疗方案治疗之前受试者中的状况的程度,较低程度的所述状况的存在,确定所述治疗方案对将受试者的健康状态改变为期望的健康状态(例如,健康状况)有效。如本文使用的,术语“程度”指状况的程度或阶段。可选地,治疗方案的选择可以通过以下来确定:(a)确定多于一个生物标志物值,每一个生物标志物值指示针对用治疗方案治疗之后受试者的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)VaSIRS标志物测量或导出的值;(b)使用多于一个VaSIRS生物标志物值的组合确定指示物,所述指示物至少部分地指示选自健康状况、inSIRS、ipSIRS或ipSIRS的特定阶段的至少一种状况的存在、不存在或程度,其中:(i)至少两种(例如,2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于至少一种状况的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;并且(ii)所述指示物具有大于或等于代表所述指示物诊断所述至少一种状况的存在、不存在或程度或者提供所述至少一种状况的预后的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差;以及(c)基于所述指示物指示健康状况的存在或相对于在所述受试者中在用所述治疗方案治疗之前的状况的程度的较低程度的所述状况的存在,确定所述治疗方案对将所述受试者的健康状态改变为期望的健康状态(例如,健康状况)有效。因此,本发明的该方面有利地提供了监测特定治疗方案在已经被诊断为患有VaSIRS的受试者(例如在临床试验的背景下)中的效力的方法。这些方法利用了与治疗效力相关的测量的或导出的生物标志物值,例如,以确定经历治疗的受试者的测量的或导出的生物标志物值在疗法过程期间或疗法之后是否部分或完全恢复正常或以其他方式显示与对疗法的响应性相关的改变。
因此,本发明提供了将生物标志物谱与用于VaSIRS的有效治疗方案关联的方法。在一些实施方案中,这些方法包括:(1)确定生物标志物谱,所述生物标志物谱定义针对患有VaSIRS且有效治疗已经被鉴定的受试者的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出;以及(2)将如此确定的生物标志物谱与对于VaSIRS的有效治疗方案关联。在其他实施方案中,生物标志物谱关联方法包括:(a)确定生物标志物谱,所述生物标志物谱定义对应于至少两种VaSIRS生物标志物的值的至少两种(例如,2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)生物标志物值的组合,所述至少两种VaSIRS生物标志物的值可以针对患有VaSIRS且有效治疗已经被鉴定的受试者测量或由患有VaSIRS且有效治疗已经被鉴定的受试者导出,其中:(i)所述至少两种VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于所述状况的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;并且(ii)至少两个生物标志物值的所述组合具有大于或等于代表至少两个生物标志物值的所述组合诊断VaSIRS的存在、不存在或程度或者提供VaSIRS的预后的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差;以及(b)将如此确定的所述生物标志物谱与对于所述状况的有效治疗方案关联。在具体的实施方案中,使用受试者工作特征(ROC)曲线,将指示物或生物标志物谱与全局性概率或特定结果关联。
本发明还提供了确定治疗方案是否对治疗患有VaSIRS的受试者有效的方法。在一些实施方案中,这些方法包括:(1)确定治疗后生物标志物值,所述治疗后生物标志物值针对在用治疗方案治疗之后受试者的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出;(2)使用所述治疗后生物标志物值确定治疗后指示物,其中所述治疗后指示物至少部分地指示VaSIRS的存在、不存在或程度,其中所述治疗后指示物基于以下指示所述治疗方案对治疗受试者中的VaSIRS是否有效:所述治疗后指示物指示健康状况的存在,或相对于在用所述治疗方案治疗之前受试者中的VaSIRS的程度,较低程度的VaSIRS的存在。在其他实施方案中,这些方法包括:(a)确定多于一个治疗后生物标志物值,每一个治疗后VaSIRS生物标志物值指示针对在用所述治疗方案治疗之后受试者的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)VaSIRS生物标志物测量或导出的值;(b)使用所述多于一个治疗后生物标志物值的组合确定治疗后指示物,所述治疗后指示物至少部分地指示VaSIRS的存在、不存在或程度,其中:(i)至少两种(例如,2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于至少一种状况的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;并且(ii)所述治疗后指示物具有大于或等于代表所述治疗后指示物诊断VaSIRS的存在、不存在或程度的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差,其中所述治疗后指示物基于以下指示所述治疗方案对治疗所述受试者中的VaSIRS是否有效:所述治疗后指示物指示健康状况的存在,或相对于在用所述治疗方案治疗之前所述受试者中的VaSIRS的程度,较低程度的VaSIRS的存在。
本发明还可以被实践,以评价受试者是响应(即,正响应)还是不响应(即,负响应)于治疗方案。本发明的该方面提供了将生物标志物谱与对治疗方案的正响应和/或负响应相关联的方法。在一些实施方案中,这些方法包括:(1)确定生物标志物谱,所述生物标志物谱定义生物标志物值,所述生物标志物值针对在开始治疗方案之后的受试者的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出;以及(2)将如此确定的生物标志物谱与对所述治疗方案的正响应或负响应关联。在其他实施方案中,这些方法包括:(a)确定生物标志物谱,所述生物标志物谱定义对应于至少两种VaSIRS生物标志物的值的至少两个(例如,2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个)生物标志物值的组合,所述至少两种VaSIRS生物标志物的值可以在开始所述治疗方案之后针对受试者测量或由受试者导出,其中:(i)所述至少两种VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;并且(ii)至少两个生物标志物值的所述组合具有大于或等于代表至少两个生物标志物值的所述组合诊断VaSIRS的存在、不存在或程度或者提供VaSIRS的预后的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差;以及(b)将如此确定的所述生物标志物谱与对所述治疗方案的正响应或负响应关联。
本发明还涵盖了确定患有VaSIRS的受试者对治疗方案的正响应或负响应的方法。在一些实施方案中,这些方法包括:(1)将参考生物标志物谱与对治疗方案的正响应或负响应关联,其中生物标志物谱定义生物标志物值,所述生物标志物值针对对照受试者或对照组的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出;(2)确定样品生物标志物谱,所述样品生物标志物谱定义生物标志物值,所述生物标志物值针对在开始治疗方案之后的受试者的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出,其中所述样品生物标志物谱基于所述参考生物标志物特征与对所述治疗方案的正响应或负响应的相关性指示受试者是正响应还是负响应于所述治疗方案。在其他实施方案中,该方法包括:(a)将参考生物标志物谱与对治疗方案的正响应或负响应关联,其中所述生物标志物谱定义对应于至少两种VaSIRS生物标志物的值的至少两个(例如,2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个)生物标志物值的组合,所述至少两种VaSIRS生物标志物的值针对对照受试者或对照组测量或由对照受试者或对照组导出,其中:(i)所述至少两种VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;并且(ii)至少两个生物标志物值的所述组合具有大于或等于代表至少两个生物标志物值的所述组合诊断VaSIRS的存在、不存在或程度或者提供VaSIRS的预后的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差;(b)确定样品生物标志物谱,所述样品生物标志物谱定义对应于至少两种VaSIRS生物标志物的值的至少两个(例如,2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个)生物标志物值的组合,所述至少两种VaSIRS生物标志物的值由在开始治疗方案之后的受试者测量或导出,其中所述样品生物标志物谱基于所述参考生物标志物谱与对所述治疗方案的正响应或负响应的相关性指示受试者是正响应还是负响应于所述治疗方案。
在相关的实施方案中,本发明还涵盖确定受试者对治疗方案的正响应或负响应的方法。在一些实施方案中,这些方法包括:(1)确定样品生物标志物谱,所述样品生物标志物谱定义生物标志物值,所述生物标志物值针对在开始治疗方案之后的受试者的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出,其中所述样品生物标志物谱与对所述治疗方案的正响应或负响应关联;以及(2)基于所述样品生物标志物谱确定受试者是正响应还是负响应于所述治疗方案。在其他实施方案中,这些方法包括:(a)确定样品生物标志物谱,所述样品生物标志物谱定义对应于至少两种VaSIRS生物标志物的值的至少两个(例如,2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个)生物标志物值的组合,所述至少两种VaSIRS生物标志物的值在开始所述治疗方案之后针对受试者测量或由受试者导出,其中:(i)所述至少两种VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;并且(ii)至少两个生物标志物值的所述组合具有大于或等于代表至少两个生物标志物值的所述组合诊断VaSIRS的存在、不存在或程度或者提供VaSIRS的预后的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差,其中所述样品生物标志物谱与对所述治疗方案的正响应或负响应关联;以及(b)基于所述样品生物标志物谱确定受试者是正响应或负响应于所述治疗方案。
以上方法可以被实践以在治疗过程中相对早期,即,在效力的临床表现之前鉴定响应者或无响应者。以这种方式,可以任选地终止治疗方案、可以实施不同的治疗方案和/或可以施用补充疗法。因此,在一些实施方案中,样品VaSIRS生物标志物谱在开始疗法的约2小时、4小时、6小时、12小时、1天、2天、3天、4天、5天、1周、2周、3周、4周、6周、8周、10周、12周后、4个月、6个月或更长的时间内获得。
本发明还涵盖了其中使用一个或更多个处理装置来实现本发明的指示物确定方法的方法。在一些实施方案中,这些方法包括:(1)确定一对生物标志物值,该对生物标志物值选自由以下组成的组:(a)第一对生物标志物值,该第一对生物标志物值指示B组VaSIRS生物标志物基因(例如,ISG15)和C组VaSIRS生物标志物基因(例如,IL16)的多核苷酸表达产物的浓度;和(b)第二对生物标志物值,该第二对生物标志物值指示D组VaSIRS生物标志物基因(例如,OASL)和E组VaSIRS生物标志物基因(例如,CD97)的多核苷酸表达产物的浓度;(2)使用该对生物标志物值确定指示所述多核苷酸表达产物的浓度的比率的指示物;(3)从数据库检索先前被确定的第一指示物参考和第二指示物参考,所述第一指示物参考和所述第二指示物参考是基于由第一组参考群体和第二组参考群体确定的指示物来确定,所述组之一由被诊断为患有VaSIRS的个体组成;(4)将所述指示物与所述第一指示物参考和所述第二指示物参考进行比较;(5)使用所述比较的结果来确定指示受试者具有或不具有VaSIRS的概率;以及(6)产生所述概率的表示,所述表示被展示给用户,以允许所述用户评价受试者具有VaSIRS的可能性。
相似地,可以提供用于确定受试者具有VaSIRS的可能性的设备,所述设备包括:(A)取样装置,所述取样装置获得从受试者采集的样品,所述样品包含多核苷酸表达产物;(B)测量装置,所述测量装置定量在所述样品内的多核苷酸表达产物,以确定一对生物标志物值,该对生物标志物值选自由以下组成的组:(a)第一对生物标志物值,该第一对生物标志物值指示B组VaSIRS生物标志物基因(例如,ISG15)和C组VaSIRS生物标志物基因(例如,IL16)的多核苷酸表达产物的浓度;和(b)第二对生物标志物值,该第二对生物标志物值指示D组VaSIRS生物标志物基因(例如,OASL)和E组VaSIRS生物标志物基因(例如,CD97)的多核苷酸表达产物的浓度;(C)至少一种处理装置,所述至少一种处理装置:(i)接收来自所述测量装置的该对生物标志物值的指示;(ii)使用所述生物标志物值,使用所述第一多核苷酸表达产物和所述第二多核苷酸表达产物的浓度的比率确定指示物;(iii)将所述指示物与至少一个指示物参考进行比较;(iv)使用所述比较的结果确定受试者具有或不具有VaSIRS状况的可能性;以及(v)产生用于展示给用户的指示物和可能性的表示。
本发明还涵盖用于区分受试者中VaSIRS与除了VaSIRS以外的另一种SIRS的方法。这些方法合适地包括:(a)获得从显示SIRS的临床征象的受试者采集的样品,所述样品包含多核苷酸表达产物;(b)在测量装置中:(i)扩增在样品中的至少一些多核苷酸表达产物;(ii)确定代表获得定义水平的多核苷酸表达产物需要的扩增程度的扩增程度,包括:B组VaSIRS生物标志物基因(例如,ISG15)和C组VaSIRS生物标志物基因(例如,IL16)的第一对多核苷酸表达产物的扩增量;和D组VaSIRS生物标志物基因(例如,OASL)和E组VaSIRS生物标志物基因(例如,CD97)的第二对多核苷酸表达产物的扩增量;(c)在处理系统中:(i)检索所述扩增量;(ii)通过以下确定指示物:通过确定用所述第一对的所述扩增量之间的差异确定指示所述第一对多核苷酸表达产物的浓度的比率的第一导出的生物标志物值;通过确定所述第二对的所述扩增量之间的差异确定指示所述第二对多核苷酸表达产物的浓度的比率的第二导出的生物标志物值;(d)通过将所述第一导出的生物标志物值和所述第二导出的生物标志物值相加确定所述指示物;(e)从数据库检索先前被确定的第一指示物参考和第二指示物参考,其中所述第一指示物参考和所述第二指示物参考是针对第一组参考群体和第二组参考群体确定的指示物的分布,所述第一组和所述第二组由分别被诊断为VaSIRS和其他SIRS的个体组成;(f)将所述指示物与所述第一指示物参考和所述第二指示物参考进行比较;(g)使用所述比较的结果来确定受试者被分类在所述第一组或所述第二组内的可能性;(h)产生至少部分地指示所述指示物和所述概率的表示;以及(i)向用户提供所述表示,以允许所述用户评价受试者具有VaSIRS或不具有VaSIRS或具有其他SIRS的可能性。
另外,可以提供用于确定在评价受试者具有VaSIRS的存在、不存在、程度或者提供VaSIRS的预后的可能性中使用的指示物的方法。这些方法合适地包括:(1)确定多于一个生物标志物值,每一个生物标志物值指示针对受试者的至少一种对应的VaSIRS生物标志物测量或导出的值,并且至少部分地指示在从受试者采集的样品中的VaSIRS生物标志物的浓度;(2)使用多于一个标志物值的组合确定指示物,其中:至少两种生物标志物具有位于互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;并且所述指示物具有大于或等于代表所述指示物诊断VaSIRS的存在、不存在或程度或者提供VaSIRS的预后的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差。
为了可以容易地理解并实践本发明,现在将通过以下非限制性实施例的方式来描述特定的优选实施方案。
实施例
实施例1
A组生物标志物及其跨越多个数据集的诊断性能
发现了三种单独的生物标志物跨越所有病毒数据集具有强的诊断性能(如使用曲线下面积(AUC)测量的),该三种单独的生物标志物包括ZBP1(DNA SEQ ID NO:399)、TMEM62(DNA SEQ ID NO:414)和CD38(DNA SEQ ID NO:415)。使用四种“核心病毒”数据集(包括登革热、拉沙热、流感和疱疹病毒感染)发现这些生物标志物。然后使用十个“验证病毒”数据集来验证这些生物标志物。这些数据集包括从患有宽范围的病毒感染(包括腺病毒、疱疹病毒、肠道病毒、鼻病毒、丙型肝炎病毒、麻疹、轮状病毒和呼吸道合胞病毒)的患者采集的样品。“非病毒性炎症”数据集包括引起全身炎症的状况,除其他以外,包括,细菌感染、过敏反应和创伤,以及潜在的混杂因素,诸如肥胖、年龄、性别和种族。对于每一个数据集中的每一种生物标志物的AUC被列于表2,右侧三列中。
实施例2
B、C、D和E组生物标志物.将生物标志物基于其与ISG15、IL16、OASL和CD97的相关性进行分组
发现两对导出的生物标志物(IL16/ISG15;CD97/OASL)跨越所有研究的病毒数据集提供最高的AUC。然后将提供AUC>0.8(参见表13关于导出的生物标志物的完全列表)的作为比率的生物标志物基于它们与ISG15(B组)、IL16(C组)、OASL(D组)或CD97(E组)的相关性(如表10中呈现的),作为单独的生物标志物分配至四组中的一组。
实施例3
VASIRS生物标志物导出(单独及导出的生物标志物)
现将描述用于鉴定用于在诊断算法中使用的VaSIRS生物标志物的说明性过程。
将基因表达数据(源自由本发明人进行的临床试验或来自Gene ExpressionOmnibus)使用多种统计学方法分析以鉴定单独及导出的生物标志物(比率),但主要遵循WO2015/117204中描述的方法。基于性能(曲线下面积)将单独及导出的标志物分级。
用于训练的数据集源自GEO(全部符合MIAME),具有以下限制:使用外周血样品,使用适当的对照,使用适当数目的样品以提供在错误发现率(FDR)调整之后提供显著性,所有数据均通过标准质量控制度量,主成分分析未显示任何伪影(artifacts)或潜在偏倚。将数据集划分为两组-“发现”和“验证”,列于表3和表4中。所研究病毒类型的详细内容包括于表5中。“发现”组中的数据集被有意地选择,以便允许鉴定可以用于所有病毒并且跨越不同物种的特定VaSIRS生物标志物谱,并且因此包括以下研究:DNA和RNA病毒、多种哺乳动物物种(人类和猕猴)、实验感染的受试者(其中在接种之前采集对照样品)、随时间推移采集的样品,特别是早期阶段样品。
在分析之前,将每一个数据集过滤以仅包括前6000种基因,如通过跨越数据集中所有样品的平均基因表达水平测量的。这确保了仅具有相对强表达的那些基因被分析,并且有限数目的候选物被推进到下一个计算时间密集步骤。然后使用对于每一种导出的生物标志物的表达值的log 2的差异跨越所有导出的生物标志物计算受试者工作特征(Receiver Operator Curve)(ROC)和曲线下面积(AUC)。这导致约36,000,000种导出的生物标志物/数据集。AUC>0.5被定义为在案例中比对照高的导出的生物标志物值,即,其中分子在案例中潜在地上调和/或分母在案例中潜在地下调。通过取每一种导出的生物标志物的平均AUC来组合所有四个“发现”数据集。然后通过仅保留具有跨越所有四个数据集大于或等于0.92的平均AUC的那些导出的生物标志物来过滤所得的导出的生物标志物。在该步骤之后剩余的导出的生物标志物的数目为856(原始数目的~0.003%)。重复该相同过程,不同之处是使用单独生物标志物(而不是作为导出的生物标志物)进行搜索并且应用0.70的AUC过滤器。在该过程之后剩余的单独生物标志物的数目为11(原始单独生物标志物数目的~0.18%)。
然后对另外10个病毒数据集(“验证”数据集-参见表4)测试856种导出的生物标志物(AUC计算的)。
为了确保这856种导出的生物标志物对病毒性炎症是特异性的(不指示与细菌感染、创伤、自身免疫疾病、其他非病毒性全身炎性状况有关的炎症),使用许多另外的数据集(n=21,列于表6中)鉴定广义非病毒性炎症的导出的生物标志物。这些数据集受到与“发现”和“验证”数据集相同的限制,包括:使用外周血样品,使用适当的对照,使用适当数目的样品以提供在错误发现率(FDR)调整之后提供显著性,所有数据均通过标准质量控制度量,主成分分析未显示任何伪影或潜在偏倚。仅与非病毒性炎症相关的那些样品才被分析,作为鉴定广义非病毒性炎症的导出的生物标志物的该过程的一部分。从鉴定的泛病毒的导出的生物标志物(856种)列表中去除(减去)具有强表现性能的导出的生物标志物(基于在21个数据集的多于3个中的AUC>0.8),以确保特异性。
然后应用另外的过滤步骤。14个病毒数据集(4个发现数据集和10个验证集)的至少11个中的仅具有大于0.75的AUC的导出的生物标志物才被保留。由于以下四种原因选择0.75的截止AUC:1).用于流感诊断的简单诊断试探法具有在0.7与0.79之间的AUC(Ebell,M.H.,&Afonso,A.(2011).ASystematic Review of Clinical Decision Rules for theDiagnosis of Influenza.The Annals of Family Medicine,9(1),69–77);2).临床医师可以从具有0.77的AUC的疑似感染的那些预测最终血液培养阳性的患者(Fischer,J.E.,Harbarth,S.,Agthe,A.G.,Benn,A.,Ringer,S.A.,Goldmann,D.A.,&Fanconi,S.(2004).Quantifying uncertainty:physicians'estimates of infection in critically illneonates and children.Clinical Infectious Diseases:an Official Publication ofthe Infectious Diseases Society of America,38(10),1383–1390);3).与常规测试相比,在疑似患有下呼吸道感染(LRTI)的患者中对呼吸道病原体使用基于聚合酶链式反应的测试将诊断率从21%增加至43%的案例(即基于分子的病原体测试在该研究中仅在43%的疑似LRTI中检测到病原体)(Oosterheert,J.J.,van Loon,A.M.,Schuurman,R.,Hoepelman,A.I.M.,Hak,E.,Thijsen,S.,等(2005).Impact of rapid detection ofviral and atypical bacterial pathogens by real-time polymerase chain reactionfor patients with lower respiratory tract infection.Clinical InfectiousDiseases,41(10),1438–1444);4).对于流感即时测试的灵敏度为约70%(Foo,H.,&Dwyer,D.E.(2009).Rapid tests for the diagnosis of influenza.Australian Prescriber32:64-67)。因此,用于病毒感染的当前现有的诊断程序和测试不具有良好的诊断性能,并且在许多情况下在患者出现临床征象时采集的样品中未检测到病原体或抗体应答。因此,与大多数现有病毒诊断测定相比,并且在当患者出现临床征象时的关键时刻,具有至少0.75的AUC的泛病毒特征将具有更大的临床实用性。在该过滤步骤之后,保留473种导出的生物标志物。
实施例4
VASIRS生物标志物导出(导出的生物标志物的组合)
接下来,对导出的生物标志物进行最佳组合和数目的搜索,目的是找到具有最佳商业实用性的最小导出的生物标志物集。在这种情况下的最佳商业实用性意指考虑以下非限制性因素;诊断性能、临床实用性、诊断噪声(由使用太多导出的生物标志物引入的)、可用分子化学品(例如PCR、微阵列、DNA测序)的可转移性、可用即时平台(例如BiocartisIdylla、Cepheid GeneXpert、Becton Dickinson BD Max、Curetis Unyvero、OxfordNanopore Technologies MinION)的可转移性、测定制造的成本(试剂和生物标志物越多成本越大)、多重生物标志物的能力、适合的报告物染料的可用性、结果解释的复杂性。
为了能够确定导出的标志物的最佳组合,所有研究数据集均需要进行组合。因此,所有14个病毒数据集均使用平均中心归零和方差设置为1来单独归一化。数据集中生物标志物的平均值以三步来计算:(a)计算案例的平均值,(b)计算对照的平均值,以及(c)计算前两个值的平均值。在计算出每一种生物标志物的平均值后,通过减去该平均值来调整每一个样品中该生物标志物的表达值。通过除以方差进一步调整该值。对每个数据集中的每个样品的所有生物标志物表达值进行这一操作。然后将所有14个病毒数据集合并为单独表达矩阵。
在归一化之后,对最佳表现的导出的生物标志物对进行搜索(贪婪(greedy))(通过归一化数据集中的AUC)。这通过首先鉴定最佳表现的导出的生物标志物来完成。然后添加每一种其他剩余的导出的生物标志物,并且只要新添加的导出生物标志物中的生物标志物均不是第一导出的生物标志物的一部分,就计算AUC。该过程继续进行,并且基于导出的生物标志物的依次添加产生AUC图。
实施例5
VASIRS生物标志物性能(单独的导出的生物标志物及组合的导出的生物标志物)
在基于14个病毒数据集的至少9个(对于导出的生物标志物是11个)中的0.75的平均AUC过滤单独生物标志物之后,在组合数据集中保留总计三种具有良好性能的单独生物标志物,包括:TMEM62、ZBP1和CD38(图1、2和3)。这三种单独生物标志物在核心数据集的每一个中的性能被描绘于图4、5和6中。
如讨论的,在最后的过滤步骤之后,基于在14个病毒数据集的至少11个中的0.8的平均AUC,保留473种导出的生物标志物。基于跨越14个单独数据集的减少的平均AUC,这473种导出的生物标志物的每一种的性能示于表7中。跨越不同单独数据集(非组合的)(“发现”、“验证”、“非病毒性的”)的示例性八种导出的生物标志物的性能(具有降低的冗余度-即独特的分子和分母)示于表8中。
在所有数据集归一化和贪婪搜索(greedy search)之后,最佳表现的单独的导出的生物标志物为具有0.92的AUC的ISG15:IL16。注意:由于藉以计算AUC的方式(单独数据集的平均值对比组合数据集的平均值),组合的归一化数据集的最佳表现的导出的生物标志物与表7中列出的最佳表现的导出的生物标志物不同。添加至第一导出的生物标志物的第二佳独特的导出的生物标志物为OASL:CD97。使用这两种导出的生物标志物跨越归一化数据集获得的AUC为0.936,超过使用单独的导出的生物标志物0.016的改进(参见图7)。第三导出的生物标志物(TAP1:TGFBR2)的添加仅将AUC改进了0.009,并且该第三导出的生物标志物产生过度拟合和噪声是可能的。因此,认为最佳商业VIR“泛病毒”特征由以下两种导出的生物标志物组成:ISG15:IL16/OASL:CD97。图8示出了将导出的生物标志物依次添加至ISG15:IL16的整体AUC的影响。
表9示出了前八种导出的生物标志物单独地以及当用于组合数据集顺序添加至最佳表现的导出的生物标志物时的性能(AUC)。
图9和图10包含显示在由流感病毒、拉沙热病毒、巨细胞病毒和登革热病毒感染的受试者组成的四个“核心”数据集中的前两种导出的生物标志物及各自对照的性能的图。在流感病毒和拉沙病毒时间过程研究中,基于IL16/ISG15和CD97/OASL的表达指数独立地将接种后具有和不具有临床征象的受试者清楚地分开。在这两个时间过程研究中,这些特定的基因表达改变在峰值临床征象发作之前是明显的,并且持续超过100小时('流感)或12天(拉沙)的最后样品收集时间点。对于流感病毒感染,两种导出的生物标志物的特征在接种后20小时与60小时内快速达到峰值,而峰值临床征象在接种后40小时与100小时之间被报告(Huang,Y.,Zaas,A.K.,Rao,A.,Dobigeon,N.,Woolf,P.J.,Veldman,T.,等(2011).Temporal Dynamics of Host Molecular Responses Differentiate Symptomatic andAsymptomatic Influenza A Infection.PLoS Genetics,7(8),e1002234)。相似地,对于拉沙热病毒感染,两种导出的生物标志物的特征在接种后第3天快速达到峰值,而峰值临床征象(厌食、神经系统)在接种后第9天开始被报告(Malhotra,S.,Yen,J.Y.,Honko,A.N.,Garamszegi,S.,Caballero,I.S.,Johnson,J.C.,等(2013).Transcriptional Profilingof the Circulating Immune Response to Lassa Virus in an Aerosol Model ofExposure.PLoS Neglected Tropical Diseases,7(4),e2171)。对于拉沙热病毒感染,两种导出的生物标志物的特征在检测到病毒血症(4-12天)或存在血清AST(天冬氨酸转氨酶)(5-12天)之前也达到峰值。在登革热病毒研究中,患有暴发性登革热或出血性登革热的受试者明显与恢复期或对照受试者分开。与相比,使用IL16/ISG15不太CD97/OASL清楚地分开具有和不具有巨细胞病毒滴度的九十多岁受试者,强调了两种导出的生物标志物的组合作为VaSIRS生物标志物谱的临床实用性和能力。
实施例6
VASIRS生物标志物谱(分组)
可以将VaSIRS生物标志物谱分组:单独生物标志物、导出的生物标志物、导出的生物标志物的组合。
三种单独生物标志物为ZBP1、TMEM62和CD38(A组)。
在最佳表现的两种导出的生物标志物特征中存在四种生物标志物:ISG15、IL16、OASL和CD97,并且473种生物标志物的列表中的413种独特的生物标志物具有AUC>0.7。对于每一种独特的生物标志物,计算相关系数。表10列出了413种独特的生物标志物及其与最佳表现的由两种导出的(two-derived)生物标志物特征中的四种生物标志物中的每一种的相关性。每一个生物标志物集分别构成B、C、D和E组。
导出的生物标志物的最佳组合被确定为:IL16/ISG15和CD97/OASL(F组)。
在总计473种导出的生物标志物中出现多于两次的分子和分母分别列于表11和表12中。
实施例7
导出的生物标志物的分析
在473种导出的生物标志物中,一些单独生物标志物作为导出的生物标志物中的分子或分母更频繁地出现。表10和表11分别显示473种导出的生物标志物的分子和分母位置中单独生物标志物的频率。OASL和USP18为最常见的分子,分别出现344次和50次,且ABLIM和IL16为最常见分母,分别出现12次和9次。
跨越四种核心数据集的473种导出的生物标志物的性能(AUC)示于表13中。该导出的生物标志物集在去除非病毒性炎症中最佳表现的导出的生物标志物之后跨越四个核心数据集具有平均AUC>0.92。
实施例7
导出的生物标志物的进一步验证
然后进一步验证两种导出的生物标志物特征(IL16/ISG15;CD97/OASL)其在脓毒症临床试验中鉴定具有病毒感染迹象(脓毒症的分子诊断和风险分层(MARS)研究(临床试验政府标识符(ClinicalTrials.gov Identifier)NCT01905033))的人类患者的能力。在该试验中,从624名回顾性诊断为患有inSIRS或脓毒症的患者获得外周血样品。还使用PCR测试一些但不是全部疑似具有病毒感染的患者,的体液样品(包括血液)中的特定病毒核酸的存在或测试其血浆中特异性抗病毒抗体的存在。先前已知,病毒核酸或血浆抗体的存在的检测并不一定意味着此类患者在采集样品时具有活性病毒感染或者检测到与出现的临床征象相关的病毒(Jansen,R.R.,Wieringa,J.,Koekkoek,S.M.,Visser,C.E.,Pajkrt,D.,Molenkamp,R.,等(2011).Frequent detection of respiratory viruses withoutsymptoms:toward defining clinically relevant cutoff values.Journal ofClinical Microbiology,49(7),2631-2636)。来自独立MARS临床试验的样品中的该进一步验证的结果呈现于图11中的箱须图中,其中基因表达比率指数针对可获得基因表达数据的患者组作图。将患者分类为五组,包括:
·病毒:仅患有病毒感染的患者-疑似具有病毒感染、被测试并且呈阳性的那些患者(30)。没有其他阳性的微生物学,
·SIRS:临床被诊断为不具有感染并且对其不存在阳性微生物学结果的那些患者,
·混合状况:临床被诊断为具有可能的、大概的或明确的感染并且不存在阳性微生物学结果的那些患者,
·细菌:革兰氏阳性或革兰氏阴性结果-具有来自任何样品的至少一种阳性微生物学结果的患者,
·健康:健康受试者。
使用IL16/ISG15和CD97/OASL基因表达,对病毒存在为阳性的那些患者的大部分也是阳性的,具有0.79的AUC。同样,应该注意,病毒DNA或针对病毒的抗体的检测并不意味着患者具有存在的活性病毒感染。
总计38个生物标志物比率在MARS病毒集中具有高于0.80的AUC-参见表14。在该MARS数据集中,总计473个生物标志物比率的约70个具有低于0.70的AUC,并且358个生物标志物比率具有在0.70与0.80之间的AUC。
实施例8
VASIRS生物标志物谱的示例性应用
现将描述以上描述的生物标志物和所得VaSIRS生物标志物谱在患者群体中的使用以及在区分不同状况方面的益处。
能够区分患有任何病毒感染的患者的测定可以在多个患者群体中并且结合出现的临床征象一起使用,包括位于以下的那些患者的:重症监护病房(内科和外科ICU)、内科病房、急诊室(ED)、医疗诊所。能够区分患有任何病毒感染的患者的测定也可以用于鉴定需要与其他患者分开作为管理疾病传播的一部分的那些患者。此类测定也可以用作确保明智地使用抗生素、检测潜伏病毒的再活化、确定VaSIRS的严重程度、以及确定引起出现全身炎症的病毒感染的病因的努力的一部分。
结合临床征象检测对关键病毒性病原体的免疫应答
并非所有的病毒均可以感染人类,并且在可以感染的那些病毒中,许多引起被限制于某些器官的临床征象。表15列出了基于主要出现的临床征象的关键人类病毒病原体(和病毒类型)。包含在本专利中的为发现或验证数据集的一部分的这些病毒类型被加下划线。本文描述的生物标志物可以结合临床征象一起使用以确定VaSIRS的存在和程度。
当患者存在时检测对关键病毒性病原体的免疫应答
存在有限数目的引起病毒血症的人类病毒,并且在那些引起病毒血症的人类病毒中,病毒血症通常作为发病机制的一部分仅存在于血液中持续短时间段使得使用血液作为样品直接检测病原体是困难的。此外,在感染之后需要10-14天,特定的免疫球蛋白G抗体出现在血液中。感染致病性病毒在峰值临床征象发展之前和期间引起可检测的全身免疫应答(VaSIRS)。如此,VaSIRS生物标志物可用于早期诊断、病毒潜伏期(incubation)关键时期以及当患者出现临床征象时的诊断和监测。表16列出了已知会引起SIRS和病毒血症的常见人类病毒以及支持性科学参考文献。
检测针对关键病毒病原体的免疫应答,对其进行定制的抗病毒疗法
引起病毒血症并且可以用抗病毒剂治疗的那些病毒的说明性实例列于表17中。如例如表17中示出的病毒被检测到和鉴定出是重要的,因为1)它们可以用抗病毒药物治疗,2)大多数其他病毒感染引起短暂的临床征象并且不会危及生命。在此类病毒感染中,知晓是否存在细菌的共同感染以便可以开处抗生素也是重要的。本文描述的VaSIRS生物标志物可以确定由于病毒感染引起的全身炎症的程度,并且如此可以判断抗生素处方是否是适当的。此外,在确定了全身炎症是由于病毒引起的,可以在下游使用其他更具体的病毒诊断测试来鉴定病原体。
检测对引起呼吸道疾病的关键病毒性病原体的免疫应答
在人类中引起感染的最常见病毒中的一些为呼吸道病毒,包括鼻病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒和副流感病毒-参见表18(Peltola V,Waris M,Osterback R,Susi P,Ruuskanen O,Hyypia T.Rhinovirus transmission within families with children:incidence of symptomatic and asymptomatic infections.J Infect Dis 2008;197:382–389.)。大多数成人每年经历至少有一次鼻病毒感染(Arruda E,Pitkaranta A,WitekTJ Jr.Doyle CA,Hayden FG.Frequency and natural history of rhinovirusinfections in adults during autumn.J Clin Microbiol 1997;35:2864–2868.)。流感感染仍然是季节性和常见的,并且给医疗保健和社会两者带来重大负担(Thompson WW,Comanor L,Shay DK(2006)Epidemiology of seasonal influenza:use of surveillancedata and statistical models to estimate the burden of disease.J Infect Dis194Suppl 2:S82–S91)。呼吸道合胞病毒普遍存在,大多数婴儿在两岁时已经感染过,并且不存在有效的疫苗可用(Paes BA,Mitchell I,Banerji A,KL,Langley JM(2011)A decade of respiratory syncytial virus epidemiology and prophylaxis:translating evidence into everyday clinical practice.Canadian respiratoryjournal:journal of the Canadian Thoracic Society 18:e10)。幸运的是,大多数呼吸道病毒感染是自限性的,因为除了姑息治疗和在感染过程早期使用一些抗病毒药物(例如利巴韦林用于呼吸道合胞病毒;奥司他韦和金刚烷胺用于流感)以外,几乎不存在其他治疗选择。然而,在一些情况下,呼吸道病毒感染可以导致并发症,包括现有病理的恶化或同时或随后的病毒或细菌感染。因此,出现在医学机构的患有呼吸道病毒感染的患者需要与患有细菌感染的那些患者区分开,或者至少需要确定是病毒还是细菌感染促成了出现的临床征象,以便可以施用适当的抗病毒或抗生素疗法。引起成人和儿童中的社区获得性肺炎的常见病毒病原体的列表可以参见表18(based on Pavia AT(2013)What is the Role ofRespiratory Viruses in Community-Acquired Pneumonia?Infectious DiseaseClinics of North America 27:157-175)。本专利中描述的生物标志物可以确定由于呼吸道病毒感染引起的全身炎症的存在和程度,并且因此可以进行关于适当的管理程序、特异性抗病毒治疗和/或抗生素治疗的判断。
区分ICU中患有病毒性状况的患者
已经表明,内科ICU中大于50%的患者具有SIRS,并且外科ICU中大于80%的患者具有感染阴性SIRS(inSIRS)(Brun-Buisson C(2000)The epidemiology of the systemicinflammatory response.Intensive Care Med 26Suppl 1:S64–S74)。从临床医师的角度来看,这些患者出现非特异性临床征象,并且感染的来源和类型(如果有的话)必须被快速确定,以便可以施用适当的疗法。患有inSIRS的患者具有更高的感染细菌或真菌的可能性(与没有SIRS的患者相比),并且高得多的28天死亡率(Comstedt P,Storgaard M,LassenAT(2009)The Systemic Inflammatory Response Syndrome(SIRS)in acutelyhospitalised medical patients:a cohort study.Scand J Trauma Resusc Emerg Med17:67.doi:10.1186/1757-7241-17-67)。此外,患有延长的脓毒症(BaSIRS)的患者具有更高的病毒感染频率,可能是由于免疫抑制导致潜伏病毒再活化所致(Walton,A.H.,Muenzer,J.T.,Rasche,D.,Boomer,J.S.,&Sato,B.(2014).Reactivation of multipleviruses in patients with sepsis.PLoS ONE)。ICU中SIRS的发病率越高,受SIRS影响的患者感染和死亡的风险就将越高。患有BaSIRS的ICU患者中的病毒的再活化以及患有BaSIRS的患者中早期干预的益处(Rivers EP(2010)Point:Adherence to Early Goal-Directed Therapy:Does It Really Matter?Yes.After a Decade,the ScientificProof Speaks for Itself.Chest 138:476–480)产生将患有SIRS临床征象的患者分类的需求以确定他们是否具有病毒或细菌感染或者两者。用本发明的生物标志物定期地监测重症监护患者将允许医学从业者确定病毒感染的存在或不存在。如果为阳性的,则可以对适当的临床样品进行进一步的诊断测试以确定病毒感染的类型,以便可以施用适当的疗法。例如,如果患者对病毒感染测试呈阳性,并且进一步测试证明存在疱疹病毒,则可以施用适当的抗疱疹病毒疗法。
据报道,在儿科ICU中,病毒感染的发生率很低(1%),主要由肠道病毒、双埃柯病毒属(parechovirus)和呼吸道合胞病毒感染组成(Verboon-Maciolek,M.A.,Krediet,T.G.,Gerards,L.J.,Fleer,A.,&van Loon,T.M.(2005).Clinical and epidemiologiccharacteristics of viral infections in a neonatal intensive care unit duringa 12-year period.The Pediatric Infectious Disease Journal,24(10),901–904)。然而,由于病毒感染的患者的死亡率是高的,并且他们出现与患有细菌或真菌感染的那些患者相似的临床征象,所以重要的是排除儿科患者中病毒感染的可能性,以便可以施用其他适当的疗法,或者划入(rule in)病毒感染以便可以进行进一步更特定的病毒测试和疗法管理。
在ICU中确定哪些患者具有病毒感染将允许早期干预、适当选择疗法、何时开始和停止疗法、是否需要隔离患者、何时开始和停止适当的患者管理程序、以及确定患者对疗法如何响应。因此,本发明的VaSIRS生物标志物提供的信息将允许内科特护医师定制和修改疗法和管理程序,以确保感染的患者存活并在重症监护中花费更少的时间。在重症监护中的较少时间导致节约可观的医疗费用,包括通过较少的占用时间和通过药物治疗的合理使用以及时机。
区分医院病房中患有病毒性状况的患者
病毒是医院里院内感染的重要原因,已经报道了,在医院中取决于医院的位置和患者类型,所有院内感染中的5%与32%之间是由于病毒引起的(Aitken,C.,&Jeffries,D.J.(2001).Nosocomial spread of viral disease.Clinical Microbiology Reviews,14(3),528–546);Valenti,W.M.,Menegus,M.A.,Hall,C.B.,Pincus,P.H.,&Douglas,R.G.J.(1980).Nosocomial viral infections:I.Epidemiology andsignificance.Infection Control:IC,1(1),33–37)。对患有VaSIRS的那些患者(特别是在感染过程早期当存在非特异性临床征象时)的鉴定,将有助于临床医师和医院工作人员确定待适当实施的适当措施(例如隔离、卫生方法)以降低病毒传播至其他未感染的患者的风险。
在一项研究中,在一家US医院中,在11周时间段内,在1,194名患者中超过4000名住院患者发生至少一次发热发作(29%)(McGowan JEJ,Rose RC,Jacobs NF,Schaberg DR,Haley RW(1987)Fever in hospitalized patients.With special reference to themedical service.Am J Med 82:580-586)。内科和外科服务的发热率最高,并且作者发现感染和非感染过程两者在原因中均发挥重要作用。然而,由于超过390种不同因素被鉴定的事实,确定发热原因是复杂的。在该项研究中,对302名患者中的341次发热发作关于内科服务的审查鉴定在56%中为单一潜在原因,在26%中存在多种因素,并且在18%中未发现潜在原因。在所有鉴定的因素中,44%为社区获得性感染,9%为院内感染,20%可能涉及感染,26%为非感染性过程。因此,在医院外科和内科病房中发热是常见的,存在许多原因,包括感染性和非感染性,诊断是困难的,并且在许多情况下未发现原因。本文概述的生物标志物可以区分病毒感染与其他SIRS原因,这将有助于医师确定发热原因,确保资源不会浪费在不必要的诊断程序上,并且患者得到适当的管理和治疗。
区分急诊室中患有病毒性状况的患者
在2010年,在USA,约1.3亿人出现在急诊室,并且就诊的第三最常见的主要原因为发热(560万人具有发热(>38℃°),并且对于500万人发热为就诊的主要原因)(Niska R,Bhuiya F,Xu J(2010)National hospital ambulatory medical care survey:2007emergency department summary.Natl Health Stat Report 26:1-31)。在患有发热的那些患者中,664,000名患者具有不明原因的发热-即,在出现时发热的原因并不明显。作为诊断急诊室就诊的原因的一部分,进行了48,614,000次全血计数(CBC)并且采集了530万次血培养物。在出现的365万名患者中,初次诊断为“感染性的”,并且在约25%的案例(3240万)中施用了抗生素。出现在急诊的所有人中的13.5%被允许住院。急诊中的临床医师需要快速确定一系列问题的答案,包括:就诊的原因是什么,就诊的原因是感染么,患者是否需要入院?患有发热、inSIRS、VaSIRS或BaSIRS的患者的诊断、治疗和管理是不同的。例如,患有发热而无其他SIRS临床征象和无明显病毒或微生物感染来源的患者可以被送回家,或提供其他非住院服务,无需进一步住院治疗。然而,患有发热的患者可能具有早期BaSIRS并且不允许此类患者住院以及用抗生素的激进地(aggressively)治疗可能将他们的生命处于风险中。此类患者也可能具有VaSIRS并且快速恶化,或者在没有适当的医院护理和/或使用抗病毒剂的情况下进展为BaSIRS。出现在急诊最终被诊断为患有“感染”的患者的数目(365万)与用抗生素治疗的数目(3240万)的差异表明:1)确定感染存在的诊断工具不可用,或者未被使用,或者不够准确,或者未提供足够强的阴性预测价值,或者未提供可以在合理的时间帧内起作用的准确信息;2)当提到疑似感染时,并且由于感染的急性性质,临床医师过于谨慎而施用抗生素。此外,在荷兰针对出现在急诊患有发热的患者进行的一项研究中,36.6%的被允许住院的患者具有疑似的细菌感染(即,未被确认)(Limper M,EeftinckSchattenkerk D,de Kruif MD,van Wissen M,Brandjes DPM,等(2011)One-yearepidemiology of fever at the Emergency Department.Neth J Med 69:124-128)。这表明大部分出现在急诊的患者在没有诊断的情况下被允许住院。本文描述的VaSIRS生物标志物可以鉴定患有VaSIRS的那些患者与没有VaSIRS的那些患者,有助于医学从业者对患有发热或SIRS的患者进行分类。此类有效的类工具充分利用稀缺的医院资源,包括工作人员、设备和疗法。做出精确的分类决策也确保了,对需要住院治疗的患者给予住院治疗,且对不需要住院治疗的那些提供其他适当的服务。
在阿根廷针对出现在急诊患有流感样症状的患者进行的一项研究中,被采集并分析病毒的存在(使用免疫荧光、RT-PCR和病毒培养)的样品的仅37%是阳性的(Santamaria,C.,Uruena,A.,Videla,C.,Suarez,A.,Ganduglia,C.,Carballal,G.,等(2008).Epidemiological study of influenza virus infections in young adultoutpatients from Buenos Aires,Argentina.Influenza and Other RespiratoryViruses,2(4),131–134)。在基于在USA的波士顿的一项研究中,急性呼吸道感染为儿童在冬季出现在急诊室的常见原因(Bourgeois,F.T.,Valim,C.,Wei,J.C.,McAdam,A.J.,&Mandl,K.D.(2006).Influenza and other respiratory virus-related emergencydepartment visits among young children.Pediatrics,118(1),e1–8)。使用呼吸分类器(基于临床征象)这些作者发现,在小于或等于7岁的儿童中,所有急诊室就诊中的39.8%被怀疑为急性呼吸道感染(在整个城市或州级别中较少)。在该后一项研究中,仅55.5%的这些患者分离出病毒。因此,大部分出现在急诊的患有流感样症状的患者使用基于实验室测试可能未被诊断为具有病毒感染。本文概述的VaSIRS生物标志物可以鉴定患有VaSIRS的那些患者与没有VaSIRS的那些患者,有助于医学从业者对患有流感样症状的患者中的病毒感染做出准确诊断。然后可以进一步测试此类患者以确定适合抗病毒疗法的特定病毒的存在。VaSIRS的准确诊断还有助于确保仅需要抗病毒治疗或抗生素治疗的那些患者接受这些治疗,这可能导致更少的副作用和更少天数的抗生素(Adcock,P.M.,Stout,G.G.,Hauck,M.A.,&Marshall,G.S.(1997).Effect of rapid viral diagnosis on the managementof children hospitalized with lower respiratory tract infection.The PediatricInfectious Disease Journal,16(9),842-846)。
区分医疗诊所中患有病毒性状况的患者
作为门诊患者(outpatients)出现在医疗门诊的患者通常具有SIRS的临床征象,包括异常体温、心率或呼吸率,并且这些临床征象存在许多原因。此类患者需要被彻底地评价以确定临床征象的原因,因为在一些情况下,这可能是医疗急诊。例如,患有绞痛的患者可以伴随存在增加的心率的临床征象。鉴别诊断,可以是(但不限于)阑尾炎、尿路结石、胆囊炎、胰腺炎、小肠结肠炎。在这些状况的每一个中,确定是否存在非感染性全身炎症反应(inSIRS)或感染是否促成全身反应将是重要的。患有非感染性全身炎症和/或由于感染原因引起的SIRS的患者的治疗和管理是不同的。本文详述的VaSIRS生物标志物可以区分VaSIRS与其他SIRS原因,使得医学从业者可以划入或排除病毒病因的全身炎症。因此,医学从业者可以更容易地确定下一个进行的医疗行动和程序以令人满意地解决患者的问题。
潜伏病毒的再活化的检测
潜伏病毒的再活化在免疫受损的患者包括患有延长的脓毒症的那些患者和进行免疫抑制疗法的那些患者中是常见的(Walton AH,Muenzer JT,Rasche D,Boomer JS,SatoB,等(2014)Reactivation of multiple viruses in patients with sepsis.PLoS ONE9:e98819;Andersen,H.K.,和E.S.Spencer.1969.Cytomegalovirus infection amongrenal allograft recipients.Acta Med.Scand.186:7-19;Bustamante CI,Wade JC(1991)Herpes simplex virus infection in the immunocompromised cancerpatient.J Clin Oncol 9:1903-1915)。
对于患有脓毒症(Walton等,2014)、巨细胞病毒(CMV)、EB(EBV)、单纯疱疹(HSV)、人类疱疹病毒-6(HHV-6)、和鼻病毒TTV的患者均以与对照患者相比更高比率在血液中可检测到,并且患有可检测CMV的那些患者具有更高的90天死亡率。然而,由于这些病毒仅在脓毒症患者中已经被检测到,再活化的潜伏病毒是否促成病理、发病率和死亡率是未知的。
确定患有VaSIRS的患者中的全身炎症的程度
出现在医学机构的患者通常具有四个SIRS临床征象的任一个。然而,许多不同的状况可以伴随四个SIRS临床征象之一存在,并且此类患者需要被评价以确定他们是否具有inSIRS(且如果有,则inSIRS的程度)或VaSIRS(且如果有,则VaSIRS的程度),并排除其他鉴别诊断。
例如,患有呼吸窘迫的患者还可能伴随存在增加的呼吸率的临床征象。鉴别诊断,可以是(但不限于)哮喘、病毒性或细菌性肺炎、充血性心脏衰竭、气道的物理堵塞、过敏反应、肺萎陷(collapsed lung)、气胸。在这种情况下,确定是否存在全身炎症反应(inSIRS)或感染(病毒、细菌、真菌或寄生虫)是否促成状况将是重要的。有和没有全身炎症和/或病毒、细菌、真菌或寄生虫感染的患者的治疗和管理是不同的。因为本文描述的生物标志物可以确定全身参与程度,它们的使用将允许医学从业者确定下一个进行的医疗程序以令人满意地解决患者的问题。患有肺萎陷、气胸或物理堵塞的患者不太可能具有全身炎症反应,并且患有充血性心脏衰竭、过敏反应或哮喘的患者可能具有大的全身炎症反应但不是由于感染引起的。如由本文呈现的生物标志物指示的VaSIRS的程度允许临床医师确定呼吸窘迫的原因,以排除其他可能的原因,并且为他们提供信息以有助于做出下一步治疗和管理步骤的决策。例如,具有呼吸窘迫和指示VaSIRS的强标志物反应的患者可能住院,并且进行特定病毒诊断测试以确保施用适当的抗病毒疗法。
抗生素管理(stewardship)
在疑似具有全身感染(inSIRS、BaSIRS、VaSIRS)的患者中,临床诊断和治疗方案由医师在患者出现时并且通常在缺乏来自诊断测试的结果的情况下提供。这是为了快速治疗和积极的患者结果的利益进行的。然而,不论患者是否具有微生物感染,此类方法导致抗生素过度处方。BIR的临床医师诊断在儿童中是合理可靠的(0.88),但仅关于区分最终显示为血培养阳性的患者与在施用抗生素时被判定为不可能具有感染的患者(Fischer,J.E.等Quantifying uncertainty:physicians'estimates of infection in critically illneonates and children.Clin.Infect.Dis.38,1383–1390(2004))。在Fischer等,(2004)中,54%的危重患儿在其医院停留期间被提供抗生素,其中仅14%和16%分别证实为全身细菌感染或局部感染。在该研究中,53%的抗生素治疗过程的危重患儿为具有不可能感染的那些,并且38%是作为排除治疗发作针对危重患儿的抗生素治疗过程。明显地,儿科医师关于治疗危重疾患患者时会过于谨慎,为所有疑似感染的患者提供抗生素-危重患儿中使用的所有抗生素中的38%在排除BIR的基础上被使用,即,用作预防措施。抗生素也在成人患者中被广泛开处并且过度使用,如在Braykov等,2014(Braykov,N.P.,Morgan,D.J.,Schweizer,M.L.,Uslan,D.Z.,Kelesidis,T.,Weisenberg,S.A.,等(2014).Assessment ofempirical antibiotic therapy optimisation in six hospitals:an observationalcohort study.The Lancet Infectious Diseases,14(12),1220–1227)中报道的。在该项研究中,在2009年和2010年的四天内,跨越六家US医院,接收的所有患者的60%接受了抗生素。在开处抗生素的那些患者中,30%为无热的并且具有正常的白细胞计数,并且因此其中开处的抗生素作为预防措施。因此,能够准确诊断出现非病症性的临床感染征象的患者中的任何VaSIRS的测定是临床有用的,并且可以导致更合适地使用抗生素和抗病毒疗法。
控制病毒的传播
对于不具有当前治疗的严重病毒性疾病(例如,严重急性呼吸系统综合征(SARS,冠状病毒),埃博拉病毒),限制病毒传播的最佳方法是通过准确诊断和患者隔离的组合(Chowell,G.,Castillo-Chavez,C.,Fenimore,P.W.,Kribs-Zaleta,C.M.,Arriola,L.,&Hyman,J.M.(2004).Model parameters and outbreak control for SARS.EmergingInfectious Diseases,10(7),1258–1263.;Centers for Disease Control,InterimU.S.Guidance for Monitoring and Movement of Persons with Potential EbolaVirus Exposure,December 24,2014)。
本文详述的VaSIRS生物标志物可以用于鉴定处于风险中的群体中具有早期临床征象的实际上具有由活跃病毒感染引起的VaSIRS的那些人。对于被鉴定为具有VaSIRS的那些人,然后可以进行适当的测试和程序,以获得准确且特异性的诊断,并且通过隔离患者和使用适当的保护措施来限制病毒传播。
实施例9
用于确定宿主响应的第一示例性工作流程
现将描述用于测量对VaSIRS的宿主响应的第一示例性工作流程。取决于自动化平台的可用性,该工作流程包括许多步骤。测定使用基于qRT-PCR仪(例如AppliedBiosystems 7500Fast Dx实时PCR仪,Applied Biosystems,Foster City,CA,目录号440685;K082562)上荧光的检测的,对样品中每一种宿主免疫细胞RNA转录物的量的定量、实时确定。转录物使用在FAM通道(举例)中可视化的探针在单独的反应孔中被各自逆转录、扩增、检测和定量。此类反应物可以以单路复用(一种探针用于一种转录物/管)、多路复用(在一个管中多种探针用于多种转录物)、一个步骤(逆转录和PCR在同一个管中进行)或两个步骤(逆转录和PCR作为两个独立反应在两个管中的进行)来运行。评分使用针对试剂盒单独提供但被设计为与RT-PCR机器集成的解释性软件来计算。
下文的工作流程描述了手动处理和预制备试剂盒的使用。
分析前
血液收集
总RNA分离
分析
逆转录(cDNA的产生)
qPCR准备
qPCR
软件,结果的解释和质量控制
输出。
试剂盒内含物
稀释液
RT缓冲液
RT酶混合物
qPCR缓冲液
引物/探针混合物
AmpliTaq(或相似的)
高阳性对照
低阳性对照
阴性对照
血液收集
使用的样本是使用在血液RNA系统内的收集管(Qiagen,试剂盒目录号762164;Becton Dickinson,收集管目录号762165;K042613)通过静脉穿刺收集的2.5mL血液样品。可选的收集管是(Life Technologies)。
总RNA分离
收集进PAXgene RNA管的血液(2.5mL)根据制造商的说明书来处理。简言之,使用在PAXgeneTM血液RNA系统内的PAXgeneTM收集管(Qiagen,试剂盒目录号762164;BectonDickinson,收集管目录号762165;K042613)通过静脉穿刺收集2.5mL血液样品。使用在PAXgeneTM血液RNA试剂盒(PAXgeneTM血液RNA系统的组件)中的指明的程序进行总RNA分离。然后,测试提取的RNA的纯度和产量(例如,通过使用(Thermo Scientific)运行A260/280比),对于其一定是最低质量(比>1.6)。应该调整RNA的浓度,以允许逆转录反应的恒定输入体积(下文)。RNA应该被立即处理或者在-70℃或低于-70℃以单次使用体积储存用于以后处理。
逆转录
基于板图(plate map)和下文直接提供的信息,确定适当数目的待制备的反应当量(主混合物制剂)。每一个临床样本以单例模式(singleton)运行。
每一个批次运行期望地包括以下样本:
·各自呈单例模式的高对照、低对照、阴性对照以及无模板对照(测试稀释液,而不是样品)
如下文详述的编程ABI 7500Fast Dx仪器。
·启动该软件。
·点击创建新文档
·在新建文档向导,选择以下选项:
i.测定:标准曲线(绝对定量)
ii.容器:透明的96孔
iii.模板:空白文档(或选择实验室定义的模板)
iv.运行模式:标准7500
v.操作员:输入操作员的姓名首字母
vi.板名称:[缺省]
·点击完成
·选择在左上角的仪器选项卡
·在热循环仪方案区域、热谱选项卡、输入以下时间:
i.25℃持续10分钟
ii.45℃持续45分钟
iii.93℃持续10分钟
iv.在25℃保持60分钟
在无模板区域,取出测试稀释液和RT-qPCR测试RT缓冲液至室温以解冻。将RT-qPCR测试RT酶混合物保留在冰箱中和/或在冷冻模块上。
在无模板区域,以下文列出的顺序组装主混合物。
RT主混合物-计算:
轻轻涡旋主混合物,然后脉冲离心。在室温,将适当体积(5μL)的RT主混合物添加到每一个孔中。
取出临床样本和对照RNA以解冻。(如果样本常规需要较长时间解冻,该步骤可以在验证方法中移到上游。)
涡旋临床样本和对照RNA,然后脉冲离心。将10μL对照RNA或RT-qPCR测试稀释液添加至每一个各自对照孔或阴性孔。
将10μL样品RNA添加至每一个各自样品孔(对于RT,150ng总输入;OD260/OD280比大于1.6)。将10μL RT-qPCR测试稀释液添加至各自NTC孔。
注意:每孔最终反映体积为15μL。
轻轻吹打混合。避免在孔中形成气泡。
用封条盖上孔。
离心板,以去除任何汽包(以400×g,1分钟)。
迅速转移至如以上详述的预编程的ABI 7500Fast Dx仪器。
点击开始。点击保存并继续。在离开仪器之前,建议通过在估计剩余时间下显示时间来验证运行被成功启动。
可以制备qPCR主混合物,以大致与RT反应的结束一致。例如,该时间之前约15分钟启动。参见下文
当RT完成时(即在25℃停留;在完成60分钟之前,在任何时间停止保持),离心板以收集凝结物(以400×g,1分钟)。
qPCR准备
基于板图(plate map)和在以上RT制备中提供的信息,确定适当数目的待制备的反应当量(主混合物制剂)。
按照以下设置编程ABI 7500Fast Dx。
a)启动该软件。
b)点击创建新文档
c)在新建文档向导,选择以下选项:
i.测定:标准曲线(绝对定量)
ii.容器:透明的96孔
iii.模板:空白文档(或选择实验室定义的模板)
iv.运行模式:标准7500
v.操作员:输入操作员的姓名首字母
vi.板名称:输入期望的文件名称
d)点击下一步
e)在选择检测物对话框:
i.选择对于第一生物标志物的检测物,并然后点击添加>>。
ii.选择检测物第二生物标志物,并然后点击添加>>,等。
iii.被动参考:ROX
f)点击下一步
g)根据板图将检测物分配至适当孔。
i.突出在其中第一生物标志物测定将被分配的孔
ii.点击使用第一生物标志物检测物
iii.对其他生物标志物重复前两个步骤
iv.点击完成
h)确保设置和板选项卡被选择
i)选择在左上角的仪器选项卡
j)在热循环仪方案区域、热谱选项卡、输入以下选项,结果示于图XX中:
i.删除阶段1(除非这在实验室定义的模板中被完成)。
ii.输入25μL体积样品。
iii.95℃10分钟
iv.95℃持续15秒、63℃持续1分钟的40个循环
v.运行模式:标准7500
vi.使用“阶段2、步骤2(63.0@1:00)”设置收集数据
k)使用该过程如下文标记孔:在板图上右击,然后选择孔检查物。随着孔检查物打开,选择一个孔或更多个孔。点击后退至孔检查物,并输入样品名称。当完成时关闭孔检查物。
i.高对照为CONH
ii.低对照为CONL
iii.阴性对照为CONN
iv.无模板对照为NTC
v.临床样本的[登陆ID]
l)确保检测物和猝灭剂如下文所列被选择。
i.用于ISG15生物标志物1的FAM;猝灭剂=无
ii.用于IL16生物标志物2的FAM;猝灭剂=无
iii.用于OASL的FAM,生物标志物3;猝灭剂=无
iv.用于CD97的FAM,生物标志物4;猝灭剂=无
v.对于被动参考选择“ROX”
qPCR
在无模板区域,取出测定qPCR缓冲液和对于每一个靶的测定引物/探针混合物至室温,以解冻。将测定AmpliTaq Gold保留在冰箱中和/或在冷冻模块上。
仍在无模板区域,在室温,以列出的顺序制备对于每一个靶的qPCR主混合物。
qPCR主混合物-每个样品的计算
用于测量对病毒生物标志物的四种宿主响应转录物的示例性正向(F)和反向(R)引物和探针(P)及其最后反应浓度被包含于以下表中(F,正向;R,反向;P,探针)。
通过弹或通过涡旋轻轻混合主混合物,并然后脉冲离心。在室温,将15μL的qPCR主混合物添加至每一个孔。
在模板区域,将130μL SeptiCyte Lab测试稀释液添加至来自RT反应物的每种cDNA产物。紧紧地重新密封板,并涡旋板以彻底混合。
根据板布局,将10μL稀释的cDNA产物添加至每一个孔。
轻轻吹打混合。避免在孔中形成气泡。
用光学封条盖上孔。
离心板,以去除任何汽包(以400×g,1分钟)。
放置在用以上设置预编程的实时热循环仪上。
点击开始。点击保存并继续。在离开仪器之前,建议通过在估计剩余时间下显示时间来验证运行被成功启动。
注意:在扩增已开始之后,在任何点都不要打开qPCR板。当扩增完成时,丢弃未开封的板。
软件、结果的解释和质量控制
将软件专门设计为与PCR机器的输出集成并基于多个生物标志物的使用应用算法。软件考虑适当的对照并以期望的格式报告结果。
当运行已经在ABI 7500快速Dx仪器上完成时,在应用7500快速系统中用21CFRPart 11软件、ABI软件SDS v1.4完成以下步骤。
点击左上角的结果选项卡。
点击左上角的扩增曲线选项卡。
在分析设置区域中,对所有靶选择自动基线和手动阈值。输入0.01作为阈值。
点击分析设置区域中的右侧的分析按钮。
从左上方的菜单栏,选择文件,然后关闭。
完成在请求改变的原因的对话框中的表格。点击OK。
将数据文件(.sds)转移至运行特定测定RT-qPCR测试软件的单独的计算机。
启动测定RT-qPCR测试软件。登入。
从左上方的菜单栏,选择文件,然后打开。
浏览转移的数据文件(.sds)的位置。点击OK。
数据文件将然后使用用于解释结果的测定软件应用程序来分析。
结果的解释和质量控制
结果
启动解释软件。软件应用指令被单独提供。
在上传.sds文件之后,软件将自动产生对于对照和临床样本的分类评分。
对照
软件将每一个CON(对照)样本(CONH、CONL、CONN)与其期望的结果进行比较。对照以单例模式运行。
如果CONH、CONL和/或CONN失败,批次运行无效,且对于临床样本将没有数据被报告。该确定由解释软件自动做出。批次运行应该被重复,以新的RNA制品开始或以RT反应步骤开始。
如果NTC产生除了失败(对于所有靶,无Ct)以外的结果,批次运行无效,且对于临床样本,无数据可被报告。该确定由运行数据的视觉检查做出。批次运行应该被重复,以新的RNA制品开始或以RT反应步骤开始。
如果第二批次运行失败,请联系技术服务。如果校准和所有对照两者有效,则批次运行有效,且样本结果将被报告。
样本
注意,有效批次运行可以包含有效样本结果和无效样本结果两者。
限定每一个样本资格为通过或失败(使用预定数据)的分析标准(例如,Ct值)由软件自动调用。
超出范围的评分-报告。
质量控制
单例模式的阴性对照、低阳性对照和高阳性对照的每一种必须被包括在每一个批次运行中。如果对于这些对照的任一个没有标志出现,该批次有效。
单例模式的无模板对照被包括在每一个批次运行中,且失败(对于所有靶,无Ct)是指示可扩增的材料在该孔中未被检测到的有效结果。
阴性对照必须生成阴性结果。如果阴性对照被标记为无效,则整个批次运行无效。
低阳性对照和高阳性对照必须落入指定的范围内。如果样性对照中的一个或两个被标记为无效,则整个批次运行无效。
实施例10
示例性输出
来自软件的对于VaSIRS测定可能的示例性输出在下文被示于图12中。此类报告的格式取决于许多因素,包括;质量控制、认证机构(regulatory authorities)、截止值、使用的算法、实验室和临床医师要求、误释的可能性。
在这种情况下,该测定被称为“SeptiCyte病毒”。结果被报告为数字(6)(在0-10标度上的一个位置),以及基于历史结果和预定截止的使用(使用来自临床研究的结果),患者具有VIR的概率。在测定内的对照的结果也可以被报告。可以被报告的其他信息可以包括:此类结果的先前结果和日期以及时间,预后,为历史测试结果提供将健康、inSIRS和VaSIRS的状况分开的截止值使得具有较高评分的那些患者被认为具有较严重的VaSIRS的标度。
实施例11
第二示例性工作流程
现将描述第二示例性工作流程。能够以即时检验(point-of-care)或接近即时检验处理患者样品的机器已被或正在开发。此类机器要求很少的分子生物学技能来运行,并针对非技术用户。理念是,样品将被直接用移液器吸取进一次性盒中,该一次性盒(一个或更多个)然后被插入到机器中。为了确定特异性的宿主响应,盒将需要从样品中的细胞中提取高质量的RNA以用于逆转录,随后是RT-PCR。机器被设计为用于最小化用户交互,使得用户按下“开始”,并在1-3小时内产生结果。盒包含进行宿主细胞核酸提取(RNA)、逆转录和qRT-PCR所需的所有试剂,并且机器并入有适当软件,以允许使用算法来解释每一个结果并且组合结果以及最终解释并且打印结果。
新鲜、抗凝固的全血液可以被用移液器吸取到专门盒(例如,由EnigmaDiagnostics Limited为Enigma ML机器设计的盒(Enigma Diagnostics Limited,Building 224,Tetricus Science Park,Dstl,Porton Down,Salisbury,Wiltshire SP40JQ))或相似物(Unyvero,Curetis AG,Max-Eyth-Str.42 71088Holzgerlingen,Germany)),并且遵循屏幕上的说明,以测试区分VIR与其他SIRS形式。在机器内部,RNA首先从全血提取,并且然后被转化为cDNA。cDNA然后被用于qRT-PCR反应。反应被实时追踪,并且Ct值被计算。板载软件产生结果输出(参见,图12)。用于RNA质量、无模板对照、高模板对照和低模板对照和预计的Ct范围的适当的质量控制量度确保结果不被错误地报告。
实施例12
组合用于评价VASIRS的导出的生物标志物的示例性算法
导出的标志物可以组合用于增加分开多种状况的诊断能力。使用哪些标志物,以及多少标志物用于分开多种状况的确定可以通过计算曲线下面积(AUC)来实现。
因此,且例如,4种VaSIRS多核苷酸生物标志物谱(AUC 0.936)提供诊断VaSIRS的简单性、实用性与商业风险之间的适当的平衡。此外,使用四种生物标志物的方程同样地衡量每一种生物标志物,这在分析和临床可变性的情况下还提供了另外的稳健性。
提供诊断VaSIRS的良好诊断能力的一个示例性方程(除其他之外)为:
诊断评分=(IL16–ISG15)+(CD97–OASL)
注意:以上诊断评分中的每一种标志物均是样品中标志物的Log 2转换浓度。
实施例13
在儿科患者样品集上验证导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/OASL
在独立的儿科患者样品集上进一步验证最佳表现的一对泛病毒生物标志物比率(IL16/ISG15+CD97/OASL)。在该项研究中,从三组患者收集样品,包括:1).在心肺旁路手术之后的SIRS(n=12);2).脓毒症(SIRS+确认的或强烈疑似的细菌感染)(n=28);3).严重呼吸道病毒感染的(n=6)。对于SIRS患者,在手术之后的首个24小时内并且当患者具有至少两种SIRS临床征象时采集样品。脓毒症患者由一组临床医师使用所有可用的临床和诊断数据进行回顾性诊断。病毒感染的患者也由一组临床医师使用所有可用的临床和诊断数据(包括使用用于鼻或鼻/咽拭子的病毒PCR组)进行回顾性诊断(Biofire,FilmArray,Respiratory Panel,Biomerieux,390Wakara Way Salt Lake City,UT 84108USA)。在这些患者中检测到的呼吸道病毒为:鼻病毒/肠道病毒、副流感病毒3型、呼吸道合胞病毒和冠状病毒HKU1。应该注意,患有确认的病毒感染的六名患者中的三名也具有确认的或疑似的细菌感染。还应该注意,不被怀疑具有病毒感染的脓毒症患者也用Biofire FilmArray进行测试,并且28名脓毒症患者中的9名具有阳性病毒PCR。因此,在脓毒症和病毒组中存在一些重叠的病因/病理。下文图13示出了每一个患者组(SIRS(对照)、脓毒症和病毒感染)的箱须图。单独的IL16/ISG15、单独的CD97/OASL以及组合(“最终特征”)的性能分别示于左列、中列和右列。“FPKM”指基于下一代测序结果的“每百万个映射读断中每千碱基对的片段”。当比较病毒感染的患者与SIRS患者时,组合生物标志物比率的曲线下面积(AUC)为0.962。如将基于“脓毒症”患者中病毒和“病毒”患者中细菌感染的已知存在预期的,脓毒症患者与病毒患者之间观察到一些重叠。
实施例14
在患有HIV感染的成人患者样品集上验证导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/OASL
在由患有人类免疫缺陷病毒感染的成人患者(使用平台GPL10558的GSE29429)组成的独立的样品集上进一步验证最佳表现的一对泛病毒生物标志物比率(IL16/ISG15+CD97/OASL)。HIV为巴尔的摩病毒分类VII组的成员。由于以下原因有意地选择GSE29429患者的子集(在平台GPL10558上运行):1).它包含在适当的感染时间点当至少一种SIRS临床征象可能存在(在出现或试验招募)时采集的样品;2).没有一个患者使用抗病毒药物;3).适当的健康对照患者是可用的。因此,在对于17名健康对照与30名在招募时患有确认的HIV感染的患者的IL16/ISG15+CD97/OASL的导出的生物标志物组合的基因表达谱之间进行比较。图14示出了该分析结果的箱须图。当将HIV感染患者(右侧)与健康受试者(左侧)进行比较时,组合的导出的生物标志物的曲线下面积(AUC)为0.91。
实施例15
在猪样品集上验证导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/N4BP1
在由有意地感染猪圆环病毒(PCV)的仔猪的组成的独立的样品集(GSE14790)上验证该对泛病毒生物标志物比率(IL16/ISG15+CD97/N4BP1)。PCV为巴尔的摩病毒分类II组的成员。随时间推移追踪接种PCV(第0天)的四只仔猪,并且在第0天、第7天、第14天、第21天和第28天采集血液样品。在GSE14790研究中使用的微阵列上不存在基因OASL,这很可能是由于已知OASL基因产物在猪中被截短的事实(Perelygin,A.A.,Zharkikh,A.A.,Scherbik,S.V.,&Brinton,M.A.(2006).The mammalian 2“-5”oligoadenylate synthetase genefamily:evidence for concerted evolution of paralogous Oas1genes in Rodentiaand Artiodactyla.Journal of Molecular Evolution,63(4),562–576)。如此,在导出的生物标志物CD97/OASL中,可选的生物标志物N4BP1代替OASL。N4BP1为与D组中OASL具有最高相关性的生物标志物(参见表10)。图15示出了当使用该可选的导出的生物标志物时的该分析结果的箱须图。对于组合的导出的生物标志物,第0天对比第7天、第0天对比第14天、第0天对比第21天和第0天对比第29天的曲线下面积(AUC)分别为0.812、1.00、1.00和1.00。
实施例16
在患有RSV和HRV感染的儿科患者样品集上验证导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/OASL
证明泛病毒特征不仅仅是炎性免疫应答的严重程度的指示物是重要的。本发明人通过分析儿童中的两个独立数据集证明泛病毒特征对病毒感染(而不是炎症的严重程度)是特异性的。呼吸道合胞病毒(RSV)在儿童中具有高发病率和死亡率,并且在疾病过程的早期需要对感染的儿童进行鉴定、治疗和隔离。人类鼻病毒(HRV)在一生期间多次影响成人和儿童两者,并且感染可以导致住院或者它可以是无症状的。一些人还担当携带者。
确定患有急性RSV感染并恢复后的儿童的泛病毒特征值(使用数据集GSE69606)(图16)。该图中的箱须图示出了患有急性RSV感染的那些儿童(左图)相比于中度和严重受影响的在4-6周后恢复的儿童(右图)的泛病毒特征之间的差异(AUC=0.903)。在患有急性轻度(n=9)、中度(n=9)或严重(n=8)感染的儿童之间的泛病毒特征中几乎未观察到差异(左图),表明泛病毒特征不受疾病严重程度影响。
确定患有和未患有可检测的人类鼻病毒的儿童的泛病毒特征值(使用数据集GSE67059)(图17)。该图中的箱须图示出了患有和未患有可检测的HRV的儿童(<2岁)中的泛病毒特征的性能。根据鼻咽拭子中HRV的存在或不存在,以及他们是无症状的,还是作为住院患者或门诊患者被治疗的,将儿童预分选为不同组。泛病毒特征AUC如下:所有HRV+对比所有HRV-为0.884;健康的对比无症状的(但被确认为HRV+)为0.806;健康的对比住院患者为0.896;健康对比门诊患者为0.894。
这两个数据集中的泛病毒特征的结果证明了病毒感染的特异性,而与疾病的严重程度无关。
实施例17
在指示早期诊断性能的数据集中验证导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/OASL
病毒感染的早期诊断由于许多原因是重要的,这许多原因包括:1)它允许早期治疗;2)受影响的患者可以被隔离使得他们不感染其他人;3)可以在疾病爆发时监测群体以有助于遏制(containment)。一些病毒感染可以用抗病毒药物治疗-参见表17。病毒感染的较早的治疗可以获得更好的结果。因此,早期诊断允许较早的治疗和更好的结果。患有病毒感染的一些受试者具有传染性,并且因此鉴定和隔离他们以减少病毒传播是重要的。例如,患有RSV的儿童能够感染其他住院患者,并且因此他们被隔离。对患有病毒感染的患者的早期诊断将允许更好的疾病遏制。在病毒性疾病爆发(例如人类中的埃博拉病毒,动物中的强毒性流感)时,可以测试已知暴发已经发生的群体周围(encircling)。测试呈阳性的那些受试者可以被隔离并且治疗。测试继续在一个不断扩大的圈子(an ever widening circle)中,直至所有受试者测试结果为阴性。然后,圈内的那些受试者可以被疫苗接种,或者合适地治疗。本发明人证明了两种物种(人类和猕猴)中两种不同病毒感染(流感病毒和马尔堡病毒)的泛病毒特征的早期诊断性能。
图18示出了在鼻内感染H3N2甲型流感(GSE30550)之后原本健康成人人类中的泛病毒特征的时间过程值。箱须图示出了在鼻内接种流感病毒毒株H3N2之后在108小时时间段内的泛病毒特征。与接种前相比的泛病毒特征值中的差异可以在36小时之前被观察到,这早于首次记录的临床症状。
图19示出了接种马尔堡病毒(数据集GSE58287)的猕猴随时间推移的泛病毒特征值。箱须图示出了在第0天暴露于雾化马尔堡病毒的15只猕猴在9天内的泛病毒特征值。每两天将三只猕猴安乐死。在暴露后第3天在局部淋巴结中首次检测到病毒,在第4天检测到病毒血症,并且在第5天检测到第一次发热。因此在该埃博拉病毒感染动物模型中可以在第一种可检测的抗原之前2天、在可检测的病毒血症之前3天以及在第一次临床征象之前4天检测到泛病毒特征响应。感染埃博拉病毒的受试者的早期诊断对于遏制工作将是重要的。
这两个数据集中的泛病毒特征的结果证明了早期检测能力。
实施例18
在指示除了血液以外的组织中的性能的数据集中验证导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/OASL
在除了血液以外的组织中的诊断特征的性能对于临床实践原因或对于研究目的是重要的。例如,在患有脑膜炎的极低出生体重的婴儿中获得外周血可能是困难的。在这种情况下,脑脊液可能更容易且更安全获得。在研究中,通常使用动物模型和组织培养来研究病毒的作用和/或开发疫苗。本发明人在来自感染丙型肝炎和戊型肝炎的黑猩猩的肝活检中证明了泛病毒特征的诊断性能。
图20示出了来自接种丙型肝炎病毒或戊型肝炎病毒的黑猩猩的肝活检组织随时间推移的泛病毒特征值。箱须图示出了被静脉内接种丙型肝炎病毒(HCV;N=3)或戊型肝炎病毒(HEV;N=4)的黑猩猩中随时间变化的泛病毒特征值。分析在不同时间点的肝活检样品的基因表达。当将接种后的所有时间点与接种前比较时,泛病毒特征具有>0.96的AUC。
该数据集中泛病毒特征的结果证明了除了血液以外的组织中的检测能力。
实施例19
在出现在急诊的成人中验证导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/OASL
对于泛病毒特征,在多种临床环境(包括急诊室(ER),其在关于炎症状况的类型和流行方面具有异源患者群体)中具有诊断性能是重要的。因此,本发明人进行了一项临床试验,该临床试验招募出现在ER患有发热的允许入院的患者。每一名患者被回顾性诊断为具有细菌或病毒感染,或无感染。
图21示出了在出现在ER患有发热的93名成人患者中的泛病毒特征的性能。这些患者的箱须图示出将被回顾性诊断为患有细菌性脓毒症(n=55)、无感染(n=22)或病毒感染(n=15)的清楚地分开。AUC为0.934(病毒对于细菌)、0.854(病毒对于未感染)和0.583(细菌对于未感染)。
该数据集中泛病毒特征的结果证明了出现在ER的异源成人群体中的特异性。
实施例20
在指示响应于疗法的性能的数据集中验证导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/OASL
证明响应于患者治疗的诊断性能的泛病毒特征是重要的。然后此类性能可以用于指导临床医师进行抗病毒疗法的选择及其持续时间。
图22示出了处于非洲(n=43)或USA(n=15)的被诊断为患有HIV的两组患者的泛病毒特征的AUC。当患者具有确认的急性感染时在研究招募时并且在第1周、第2周、第4周、第12周及第24周时收集患者样品。当将健康对照与未接受任何治疗的非洲患者比较时,泛病毒特征AUC在所有时间点均保持在0.9或高于0.9,而当将健康对照与接受治疗的USA患者比较时,到第24周时AUC从在招募时的高于0.9下降至少于0.5。此外,随时间推移,泛病毒特征评分主要反映了如GSE29429中描述的平均HIV病毒载量。
实施例21
在指示响应于疗法的性能的数据集中验证导出的生物标志物IL16/ISG15和CD97/OASL
证明响应于活的病毒疫苗接种的诊断性能对于泛病毒特征是重要的。然后此类性能可以用于指导疫苗开发的研究人员和临床医师确定受试者是否对疫苗接种具有适当的响应。
在黄热病疫苗接种研究(Gaucher等,2008)中,地理上分开的两组志愿者(洛桑市,n=11;蒙特利尔,n=15)在第0天被皮下疫苗接种Stamaril(Sanofi-Pasteur YF17D-204YF-VAX)(一种包含活的减毒黄热病病毒的疫苗),该疫苗在疫苗接种之后10天提供保护。在第0天、第3天和第7天收集洛桑市组群的全血样品,并且在在第0天、第3天、第7天、第10天、第14天、第28天和第60天收集蒙特利尔组群的全血样品。在疫苗接种之后在第7天泛病毒特征值达到峰值,并且到第14天下降至疫苗接种前的水平(图23)。如在Gaucher等(2008)(补充材料,表5)中详述的,泛病毒特征值主要反映病毒血症(病毒颗粒/mL血浆)。在该研究中,直至疫苗接种后14天才检测到针对疫苗接种的特异性抗体应答。
该数据集中泛病毒特征的结果证明了响应于疫苗接种的诊断性能。
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在整个说明书中,目的是描述本发明的优选的实施方案,而不是将本发明限制于任何一个实施方案或指定的特征集合。因此,本领域技术人员将理解,根据本公开内容,可以在所示例的特定实施方案中进行各种修改和改变,而不脱离本发明的范围。所有此类修改和改变被意图包括于所附权利要求的范围内。
表1
不同类型的病毒抗原暴露
表3
用于“发现”泛病毒生物标志物和生物标志物谱的数据集
表4
用于“验证”泛病毒生物标志物和生物标志物谱的数据集
表5
病毒类型的分类
表6
用于鉴定与非病毒性炎症相关的生物标志物的数据集
表9
前八种导出的生物标志物单独地以及对于组合数据集在顺序添加至最佳表现的导出的生物标志物时的性能(AUC)
表11
在473种导出的生物标志物中分子的频率(N>2)
表12
在473种导出的生物标志物中分母的频率(N>2)
分母 | 计数 |
ABLIM1 | 12 |
IL16 | 9 |
SYPL1 | 6 |
CYLD | 5 |
IL4R | 5 |
LTB | 5 |
MYC | 5 |
PCF11 | 5 |
TGFBR2 | 5 |
CAMK1D | 4 |
IL6ST | 4 |
LEF1 | 4 |
ZNF274 | 4 |
BTG1 | 3 |
CRLF3 | 3 |
DGKA | 3 |
SESN1 | 3 |
TNRC6B | 3 |
ZFC3H1 | 3 |
369种其他生物标志物 | 382种导出的生物标志物 |
表14
在MARS数据集中具有大于0.8的AUC的生物标志物比率的列表
表15
已知基于主要临床征象分组引起全身炎症的关键人类病毒病原体(按病毒名称和类型)。
加下划线的病毒类型为使用VIR生物标志物特征证明地检测到的那些类型
Claims (49)
1.一种用于确定在评价受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性中使用的指示物的方法,所述方法包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:(1)确定生物标志物值,所述生物标志物值针对从所述受试者采集的样品中的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出并且至少部分地指示所述样品中VaSIRS生物标志物的水平;以及(2)使用所述生物标志物值确定指示物,其中所述受试者具有至少一种SIRS临床征象并且所述至少一种VaSIRS生物标志物不是选自由以下组成的组的至少一种其他SIRS状况的生物标志物:细菌相关SIRS、自身免疫疾病相关SIRS、癌症相关SIRS和创伤相关SIRS。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述至少一种VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:ZBP1、TMEM62、CD38、ISG15、IFI44、RSAD2、HERC5、MX1、HERC6、OAS2、XAF1、IFI6、PARP12、EIF2AK2、DHX58、UBE2L6、DDX60、USP18、RTP4、PHF11、IFIH1、ZBP1、STAT1、LAP3、TAP1、C19orf66、CUL1、POLB、ZC3HAV1、IL16、ITPKB、CAMK2G、CTDSP2、DPEP2、LTB、CBX7、FNBP1、FOXO1、MAST3、LDLRAP1、TMEM204、FAIM3、RGS14、IKBKB、ZXDC、PHF20、DGKA、XPC、PPARD、C2orf68、NLRP1、IL27RA、ABLIM1、JAK1、METTL3、SAFB2、PPM1F、TYK2、BANP、CRTC3、ATM、PAFAH1B1、PIK3IP1、WDR37、TGFBR2、ZNF274、STAT5B、MAML1、SATB1、DOCK9、CHMP7、BRD1、BTG1、ATF7IP2、DIDO1、LEF1、TNRC6B、SERTAD2、CEP68、BCL2、VPS8、CHD3、PUM2、TGOLN2、NDE1、CCR7、PSTPIP1、TIAM1、PECAM1、PDE3B、MYC、FOXJ2、PRMT2、CSNK1D、RPL10A、SERINC5、ARHGEF2、HGSNAT、TRAK1、PHF2、PBX3、SESN1、DPF2、IL4R、NOSIP、MPPE1、NR3C1、ABAT、GCC2、ZFC3H1、SETD2、ITSN2、R3HDM2、ARHGAP15、PCF11、MAPRE2、ST3GAL1、NACA、WDR47、SSBP2、CLK4、EIF3H、FRY、ZNF238、PTGER4、PCNX、NECAP2、CASC3、MSL1、VEZF1、KIAA0232、RASSF2、RPL22、ACAA1、MAP4K4、BEX4、NCBP2、LRMP、CAMK1D、UTP14A、STX6、RPS6KA3、PRKAA1、GOLGA7、ZNF143、SNRK、SYPL1、CYLD、PRUNE、CRLF3、CD93、GPS2、FBXO11、UBE2D2、USP10、CCNG2、SOS2、ARRB1、CEP170、SMAD4、CIAPIN1、KLF7、PHF20L1、ALDH3A2、PDCD6IP、WASF2、TGFBI、GPBP1L1、PCBP2、DCP2、LYST、ERBB2IP、ANKRD49、NDFIP1、ATAD2B、ZNF292、CCNT2、MARCH7、ACAP2、MED13、IL6ST、PHF3、SP3、SEC62、ZFYVE16、NEK7、POLD4、GNA12、TRIB2、YTHDF3、PPP2R5A、PPP1R2、ZDHHC17、STK38L、ST13、FAM134A、PFDN5、MARCH8、POLR1D、OASL、N4BP1、NOD2、RNF19B、PRKAG2、IGSF6、MEF2A、LPIN2、PPP1R11、USP15、BACH1、SSFA2、MKLN1、FYB、NSUN3、MAX、STAM2、HHEX、CLEC4A、ZFAND5、ABI1、MORC3、RC3H2、MAP1LC3B、TM2D3、CHST11、NAB1、KLF3、YPEL5、MXI1、CD97、CYTH4、HCK、ARHGAP26、RARA、XPO6、TNFRSF1A、SLCO3A1、ICAM3、PTPN6、PRKCD、RAB11FIP1、CSF2RB、LCP2、TYROBP、PHC2、RHOG、PSAP、LYN、TMEM127、LILRA2、AOAH、FGR、PLEKHO2、ARAP1、RBM23、PTPRE、KLF6、LIMK2、LILRB3、TLR2、GPR97、GMIP、SIRPA、LRP10、LPAR2、TREM1、IL13RA1、ITGAX、ARHGAP25、SIRPB1、ZDHHC18、TLE3、ITGB2、SNX27、PGS1、ATP6V1B2、RAB31、MAP3K11、PACSIN2、KIAA0513、EMR2、RERE、NUMB、RALB、ETS2、STAT5A、LST1、RIN3、TNK2、IQSEC1、PISD、SORL1、FES、KIAA0247、IL6R、LAPTM5、VAMP3、FAM65B、MAP3K5、TRIM8、ZYX、MAPK14、PLEKHO1、NCOA1、RNASET2、APBB1IP、RXRA、PTAFR、CNPY3、TNFSF13、RPS6KA1、OSBPL2、MTMR3、TMBIM1、TFEB、TFE3、RAF1、STX3、LAT2、GRB2、NDEL1、SEMA4D、FCGRT、DOK3、HIP1、UBN1、PLXNC1、NRBF2、INPP5D、SH2D3C、MMP25、IL10RB、FLOT2、PIAS1、PITPNA、APLP2、CTBP2、GPSM3、RNF130、DGCR2、ZMIZ1、CAP1、GSK3B、RGS19、RAB7A、CREBBP、RBMS1、IL1RAP、RTN3、PPP4R1、TRIOBP、GABARAP、MCTP2、NFKB1、CST3、ABHD2、SH2B3、STX10、TSC22D3、TLE4、HAL、ARRB2、MAP3K3、NPL、CCND3、SERINC3、GNAQ、USP4、PSEN1、KBTBD2、LYL1、AIF1、MBP、ACVR1B、RAB4B、PTEN、ASAP1、MANSC1、RYBP、CSAD、UBXN2B、TNIP1、WBP2、OGFRL1、SNN、HPCAL1、CD37、RNF146、RAB14、TOPORS、NFYA、FOXO3、CREB1、MAPK1、SOAT1、UBQLN2、OSBPL11、KLHL2、VAV3、BRD4、MARK3、BAZ2B、ZNF148、CASP8、CHMP1B、HPS1、RNF141、MOSPD2、PINK1、CDIPT、NCOA4、PPP3R1、MKRN1、GYPC、BMP2K和FBXO9。
3.根据权利要求2所述的方法,其中单独VaSIRS生物标志物选自由以下组成的组:(a)多核苷酸表达产物,其包含与SEQ ID NO:1-415的任一个中列出的序列共享至少70%(或至少71%至至少99%以及在其间的所有整数百分比)序列同一性的核苷酸序列,或其互补物;(b)多核苷酸表达产物,其包含编码包含SEQ ID NO:416-830的任一个中列出的氨基酸序列的多肽的核苷酸序列;(c)多核苷酸表达产物,其包含编码与SEQ ID NO:416-830中列出的序列的至少一部分共享至少70%(或至少71%至至少99%以及在其间的所有整数百分比)序列相似性或序列同一性的多肽的核苷酸序列;(d)多核苷酸表达产物,其包含在中度或高度严格条件下与(a)、(b)、(c)或其互补物的序列杂交的核苷酸序列;(e)多肽表达产物,其包含SEQ ID NO:416-830的任一个中列出氨基酸序列;以及(f)多肽表达产物,其包含与SEQID NO:416-830的任一个中列出的序列共享至少70%(或至少71%至至少99%以及在其间的所有整数百分比)序列相似性或序列同一性的氨基酸序列。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述至少一种VaSIRS生物标志物选自A组VaSIRS生物标志物,其中单独的A组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:ZBP1、TMEM62和CD38。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述生物标志物值针对单独的A组VaSIRS生物标志物测量或导出,并且所述指示物使用所述生物标志物值来确定。
6.根据权利要求4所述的方法,其中生物标志物值针对所述A组VaSIRS生物标志物的至少2种或每一种测量或导出,并且所述指示物通过组合所述生物标志物值来确定。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中使用生物标志物对确定所述指示物。
8.根据权利要求7所述的方法,其中生物标志物对中的一个生物标志物选自B组VaSIRS生物标志物,并且另一个选自C组VaSIRS生物标志物,其中单独的B组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:ISG15、IFI44、RSAD2、HERC5、MX1、HERC6、OAS2、XAF1、IFI6、PARP12、EIF2AK2、DHX58、UBE2L6、DDX60、USP18、RTP4、PHF11、IFIH1、ZBP1、STAT1、LAP3、TAP1、C19orf66、CUL1、POLB和ZC3HAV1,并且其中单独的C组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:IL16、ITPKB、CAMK2G、CTDSP2、DPEP2、LTB、CBX7、FNBP1、FOXO1、MAST3、LDLRAP1、TMEM204、FAIM3、RGS14、IKBKB、ZXDC、PHF20、DGKA、XPC、PPARD、C2orf68、NLRP1、IL27RA、ABLIM1、JAK1、METTL3、SAFB2、PPM1F、TYK2、BANP、CRTC3、ATM、PAFAH1B1、PIK3IP1、WDR37、TGFBR2、ZNF274、STAT5B、MAML1、SATB1、DOCK9、CHMP7、BRD1、BTG1、ATF7IP2、DIDO1、LEF1、TNRC6B、SERTAD2、CEP68、BCL2、VPS8、CHD3、PUM2、TGOLN2、NDE1、CCR7、PSTPIP1、TIAM1、PECAM1、PDE3B、MYC、FOXJ2、PRMT2、CSNK1D、RPL10A、SERINC5、ARHGEF2、HGSNAT、TRAK1、PHF2、PBX3、SESN1、DPF2、IL4R、NOSIP、MPPE1、NR3C1、ABAT、GCC2、ZFC3H1、SETD2、ITSN2、R3HDM2、ARHGAP15、PCF11、MAPRE2、ST3GAL1、NACA、WDR47、SSBP2、CLK4、EIF3H、FRY、ZNF238、PTGER4、PCNX、NECAP2、CASC3、MSL1、VEZF1、KIAA0232、RASSF2、RPL22、ACAA1、MAP4K4、BEX4、NCBP2、LRMP、CAMK1D、UTP14A、STX6、RPS6KA3、PRKAA1、GOLGA7、ZNF143、SNRK、SYPL1、CYLD、PRUNE、CRLF3、CD93、GPS2、FBXO11、UBE2D2、USP10、CCNG2、SOS2、ARRB1、CEP170、SMAD4、CIAPIN1、KLF7、PHF20L1、ALDH3A2、PDCD6IP、WASF2、TGFBI、GPBP1L1、PCBP2、DCP2、LYST、ERBB2IP、ANKRD49、NDFIP1、ATAD2B、ZNF292、CCNT2、MARCH7、ACAP2、MED13、IL6ST、PHF3、SP3、SEC62、ZFYVE16、NEK7、POLD4、GNA12、TRIB2、YTHDF3、PPP2R5A、PPP1R2、ZDHHC17、STK38L、ST13、FAM134A、PFDN5、MARCH8和POLR1D。
9.根据权利要求7所述的方法,其中生物标志物对中的一个生物标志物选自D组VaSIRS生物标志物,并且另一个选自E组VaSIRS生物标志物,其中单独的D组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:OASL、N4BP1、NOD2、RNF19B、PRKAG2、IGSF6、MEF2A、LPIN2、PPP1R11、USP15、BACH1、SSFA2、MKLN1、FYB、NSUN3、MAX、STAM2、HHEX、CLEC4A、ZFAND5、ABI1、MORC3、RC3H2、MAP1LC3B、TM2D3、CHST11、NAB1、KLF3、YPEL5和MXI1,并且其中单独的E组VaSIRS生物标志物为选自由以下组成的组的基因的表达产物:CD97、CYTH4、HCK、ARHGAP26、RARA、XPO6、TNFRSF1A、SLCO3A1、ICAM3、PTPN6、PRKCD、RAB11FIP1、CSF2RB、LCP2、TYROBP、PHC2、RHOG、PSAP、LYN、TMEM127、LILRA2、AOAH、FGR、PLEKHO2、ARAP1、RBM23、PTPRE、KLF6、LIMK2、LILRB3、TLR2、GPR97、GMIP、SIRPA、LRP10、LPAR2、TREM1、IL13RA1、ITGAX、ARHGAP25、SIRPB1、ZDHHC18、TLE3、ITGB2、SNX27、PGS1、ATP6V1B2、RAB31、MAP3K11、PACSIN2、KIAA0513、EMR2、RERE、NUMB、RALB、ETS2、STAT5A、LST1、RIN3、TNK2、IQSEC1、PISD、SORL1、FES、KIAA0247、IL6R、LAPTM5、VAMP3、FAM65B、MAP3K5、TRIM8、ZYX、MAPK14、PLEKHO1、NCOA1、RNASET2、APBB1IP、RXRA、PTAFR、CNPY3、TNFSF13、RPS6KA1、OSBPL2、MTMR3、TMBIM1、TFEB、TFE3、RAF1、STX3、LAT2、GRB2、NDEL1、SEMA4D、FCGRT、DOK3、HIP1、UBN1、PLXNC1、NRBF2、INPP5D、SH2D3C、MMP25、IL10RB、FLOT2、PIAS1、PITPNA、APLP2、CTBP2、GPSM3、RNF130、DGCR2、ZMIZ1、CAP1、GSK3B、RGS19、RAB7A、CREBBP、RBMS1、IL1RAP、RTN3、PPP4R1、TRIOBP、GABARAP、MCTP2、NFKB1、CST3、ABHD2、SH2B3、STX10、TSC22D3、TLE4、HAL、ARRB2、MAP3K3、NPL、CCND3、SERINC3、GNAQ、USP4、PSEN1、KBTBD2、LYL1、AIF1、MBP、ACVR1B、RAB4B、PTEN、ASAP1、MANSC1、RYBP、CSAD、UBXN2B、TNIP1、WBP2、OGFRL1、SNN、HPCAL1、CD37、RNF146、RAB14、TOPORS、NFYA、FOXO3、CREB1、MAPK1、SOAT1、UBQLN2、OSBPL11、KLHL2、VAV3、BRD4、MARK3、BAZ2B、ZNF148、CASP8、CHMP1B、HPS1、RNF141、MOSPD2、PINK1、CDIPT、NCOA4、PPP3R1、MKRN1、GYPC、BMP2K和FBXO9。
10.根据权利要求8所述的方法,其中生物标志物值针对B组VaSIRS生物标志物和针对C组VaSIRS生物标志物测量或导出,并且所述指示物通过组合所述生物标志物值来确定。
11.根据权利要求9所述的方法,其中生物标志物值针对D组VaSIRS生物标志物和针对E组VaSIRS生物标志物测量或导出,并且所述指示物通过组合所述生物标志物值来确定。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法,其中生物标志物值针对B组VaSIRS生物标志物、针对C组VaSIRS生物标志物、针对D组VaSIRS生物标志物和针对E组VaSIRS生物标志物测量或导出,并且所述指示物通过组合所述生物标志物值来确定。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法,其中所述方法包括使用组合函数组合所述生物标志物值,其中所述组合函数为以下的至少一个:加性模型;线性模型;支持向量机;神经网络模型;随机森林模型;回归模型;遗传算法;退火算法;加权和;最邻近模型;以及概率模型。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的方法,其中所述方法包括:(a)确定一对生物标志物值,每一个生物标志物值为针对至少一种对应的VaSIRS生物标志物测量或导出的值;(b)使用该对生物标志物值确定导出的生物标志物值,所述导出的生物标志物值指示该对VaSIRS生物标志物的浓度的比率;以及使用所述导出的标志物值确定所述指示物。
15.根据权利要求14所述的方法,其中生物标志物值针对B组VaSIRS生物标志物和针对C组VaSIRS生物标志物测量或导出,以获得该对生物标志物值,并且所述导出的生物标志物值使用该对生物标志物值来确定。
16.根据权利要求14所述的方法,其中生物标志物值针对D组VaSIRS生物标志物和针对E组VaSIRS生物标志物测量或导出,以获得该对生物标志物值,并且所述导出的生物标志物值使用该对生物标志物值来确定。
17.根据权利要求7至16中任一项所述的方法,其中所述方法包括:(a)使用第一对生物标志物值确定第一导出的生物标志物值,所述第一导出的生物标志物值指示第一VaSIRS生物标志物和第二VaSIRS生物标志物的浓度的比率;(b)使用第二对生物标志物值确定第二导出的生物标志物值,所述第二导出的生物标志物值指示第三VaSIRS生物标志物和第四VaSIRS生物标志物的浓度的比率,以及(c)通过组合所述第一导出的生物标志物值和第二导出的生物标志物值确定所述指示物。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述第一VaSIRS生物标志物选自B组VaSIRS生物标志物,所述第二VaSIRS生物标志物选自C组VaSIRS生物标志物,所述第三VaSIRS生物标志物选自D组VaSIRS生物标志物,并且所述第四VaSIRS生物标志物选自E组VaSIRS生物标志物。
19.根据权利要求18所述的方法,其中所述方法包括使用组合函数组合所述生物标志物值,其中所述组合函数为以下的至少一个:加性模型;线性模型;支持向量机;神经网络模型;随机森林模型;回归模型;遗传算法;退火算法;加权和;最邻近模型;以及概率模型。
20.根据权利要求7至19中任一项所述的方法,其中单独的一对VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间(或在±0.8、±0.7、±0.6、±0.5、±0.4、±0.3、±0.2或±0.1之间),并且所述指示物具有大于或等于代表所述指示物诊断VaSIRS的存在、不存在或程度的能力的性能阈值的性能值,其中所述性能阈值指示至少0.3的解释方差。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法,其中单独的VaSIRS生物标志物具有位于状况相关性范围之外的与VaSIRS的存在、不存在或程度的状况相关性,其中所述状况相关性范围在±0.3之间。
22.根据权利要求7至21中任一项所述的方法,其中所述B组VaSIRS生物标志物为ISG15的表达产物,所述C组VaSIRS生物标志物为IL16的表达产物,所述D组VaSIRS生物标志物为OASL的表达产物,并且所述E组VaSIRS生物标志物为CD97的表达产物。
23.根据权利要求7至22中任一项所述的方法,其中与所述VaSIRS相关的病毒合适地选自巴尔的摩病毒分类I、II、III、IV、V、VI和VII组的任何一个,其能够诱导至少一种SIRS临床征象。
24.根据权利要求7至23中任一项所述的方法,其中该对生物标志物选自表13或表14中列出的生物标志对。
25.一种用于确定在评价受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性中使用的指示物的设备,所述设备包括至少一种电子处理装置,所述至少一种电子处理装置:
·确定一对生物标志物值,每一个生物标志物值为针对从所述受试者采集的样品的如本文以上及别处广泛描述的至少一种对应的VaSIRS生物标志物测量或导出的值,并且至少部分地指示在所述样品中的所述VaSIRS生物标志物的浓度;
·使用该对生物标志物值确定导出的生物标志物值,所述导出的生物标志物值指示该对VaSIRS生物标志物的浓度的比率;以及,
·使用所述导出的生物标志物值确定所述指示物。
26.一种用于确定在评价受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性中使用的指示物的组合物,所述组合物包含以下、由以下组成或基本上由以下组成:至少一对cDNA和与该cDNA中的单独的一个杂交的至少一种寡核苷酸引物或探针,其中所述至少一对cDNA选自包括第一对cDNA和第二对cDNA的cDNA对,其中所述第一对包含B组VaSIRS生物标志物cDNA和C组VaSIRS生物标志物cDNA,并且其中所述第二对包含D组VaSIRS生物标志物cDNA和E组VaSIRS生物标志物cDNA。
27.根据权利要求26所述的组合物,其中所述组合物包含对应于源自细胞或细胞群体的mRNA的cDNA的群体。
28.根据权利要求27所述的组合物,其中所述细胞为免疫系统的细胞,合适地为白细胞。
29.根据权利要求27或权利要求28所述的组合物,其中所述细胞群体为血液,合适地为外周血。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的组合物,其中所述至少一种寡核苷酸引物或探针与所述cDNA中的单独的一个杂交。
31.根据权利要求26至29中任一项所述的组合物,其中所述组合物还包含用于检测所述cDNA的被标记的试剂。
32.根据权利要求31所述的组合物,其中所述被标记的试剂为被标记的所述至少一种寡核苷酸引物或探针。
33.根据权利要求31所述的组合物,其中所述被标记的试剂为被标记的所述cDNA。
34.根据权利要求26至33中任一项所述的组合物,其中所述至少一种寡核苷酸引物或探针呈除了高密度阵列以外的形式。
35.一种试剂盒,所述试剂盒用于确定指示VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性的指示物,所述试剂盒包含以下、由以下组成或基本上由以下组成:选自包括第一对试剂和第二对试剂的试剂对的至少一对试剂,其中所述第一对试剂包含(i)允许定量B组VaSIRS生物标志物的试剂;以及(ii)允许定量C组VaSIRS生物标志物的试剂,其中所述第二对试剂包含:(iii)允许定量D组VaSIRS生物标志物的试剂;以及(iv)允许定量E组VaSIRS生物标志物的试剂。
36.一种用于管理患有VaSIRS的受试者的方法,所述方法包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:基于从指示物确定方法获得的指示物将所述受试者暴露于用于治疗VaSIRS的治疗方案,或避免将所述受试者暴露于用于治疗不是VaSIRS的SIRS的治疗方案,其中所述指示物指示所述受试者中VaSIRS的存在,并且其中所述指示物确定方法为如在权利要求1至24中任一项中定义的指示物确定方法。
37.根据权利要求36所述的方法,其中所述方法还包括从所述受试者采集样品并且使用所述指示物确定方法确定指示VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性的指示物。
38.根据权利要求36所述的方法,其中所述方法还包括根据所述指示物确定方法将从所述受试者采集的样品发送至所述指示物被在其中确定的实验室。
39.根据权利要求38所述的方法,其中所述方法还包括从所述实验室接收所述指示物。
40.一种监测特定治疗方案在受试者中朝向期望的健康状态(例如,VaSIRS的不存在)的效力的方法,所述方法包括以下、由以下组成、基本上由以下组成:(1)确定生物标志物值,所述生物标志物值针对从所述受试者采集的样品中的如在权利要求1至24中任一项中定义的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出并且至少部分地指示所述样品中所述VaSIRS生物标志物的水平,其中所述样品在用所述治疗方案治疗所述受试者后采集;(2)使用所述生物标志物值确定指示物,其中所述指示物被用于评价所述受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性,以及(3)使用所述指示物评价所述受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性,从而确定所述治疗方案是否有效地将所述受试者的健康状态改变为期望的健康状态。
41.一种确定治疗方案是否对治疗患有VaSIRS的受试者有效的方法,所述方法包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:(a)将生物标志物值与有效治疗方案关联,所述生物标志物值针对如在权利要求1至24中任一项中定义的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出;(b)确定在用所述治疗方案治疗之后从所述受试者采集的样品中针对所述至少一种对应的VaSIRS生物标志物测量或导出的生物标志物值;(c)使用所述生物标志物值确定指示物,其中所述指示物被用于评价所述受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性,(d)使用所述指示物评价所述受试者具有VaSIRS的存在、不存在或程度的可能性,以从而确定所述治疗方案是否对治疗所述受试者中的VaSIRS有效。
42.一种将生物标志物值与对治疗方案的正响应或负响应关联的方法,所述生物标志物值针对如在权利要求1至24中任一项中定义的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出,所述方法包括以下,由以下组成或基本上由以下组成:(a)确定针对开始所述治疗方案之后从患有VaSIRS的受试者采集的样品中的至少一种对应的VaSIRS生物标志物的生物标志物值,其中所述生物标志物值至少部分地指示所述样品中所述VaSIRS生物标志物的水平;以及(c)将所述样品的VaSIRS生物标志物值与对所述治疗方案的正响应或负响应关联。
43.一种确定患有VaSIRS的受试者对治疗方案正响应或负响应的方法,所述方法包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:(a)将参考生物标志物值与对所述治疗方案的正响应或负响应关联,所述参考生物标志物值针对如权利要求1至24中任一项中定义的至少一种(例如,1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)对应的VaSIRS生物标志物测量或导出;以及(b)确定针对从患有VaSIRS的受试者采集的样品中的至少一种对应的VaSIRS生物标志物的生物标志物值,其中所述生物标志物值指示所述受试者是否响应所述治疗方案。
44.根据权利要求43所述的方法,其中所述方法还包括:(i)确定针对在开始所述治疗方案之前从所述受试者采集的样品中的如权利要求1至24中任一项中定义的至少一种对应的VaSIRS生物标志物的第一样品生物标志物值;以及(ii)将所述第一样品生物标志物值与针对在开始所述治疗方案之后从所述受试者采集的至少一种对应的VaSIRS生物标志物的第二样品生物标志物值进行比较,以从而确定对所述治疗方案的正响应或负响应。
45.一种治疗、预防或抑制受试者中VaSIRS的发展的方法,所述方法包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:基于从指示物确定方法获得的指示物将所述受试者暴露于用于治疗VaSIRS的治疗方案,或避免将所述受试者暴露于用于治疗不是VaSIRS的SIRS的治疗方案,所述指示物确定方法包括以下、由以下组成或基本上由以下组成:(a)确定多于一个生物标志物值,每一个生物标志物值指示针对所述受试者的至少一种VaSIRS生物标志物测量或导出的值,其中所述至少一种VaSIRS生物标志物如权利要求1至24中任一项中定义;(b)使用多于一个生物标志物值的组合确定指示物,所述指示物至少部分地指示VaSIRS的存在、不存在或程度,其中:(i)至少两种(例如,2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;以及(ii)所述指示物具有大于或等于代表所述指示物诊断VaSIRS的存在、不存在或程度的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差。
46.根据权利要求45所述的方法,其中所述方法还包括:(1)确定多于一个测量的生物标志物值,每一个测量的生物标志物值为所述受试者的VaSIRS生物标志物的测量的值;以及(2)将函数应用于所述测量的生物标志物值的至少一个以确定至少一个导出的生物标志物值,所述至少一个导出的生物标志物值指示对应的导出的VaSIRS生物标志物的值。
47.根据权利要求46所述的方法,其中所述函数包括以下的至少一种:(a)将两个生物标志物值相乘;(b)将两个生物标志物值相除;(c)将两个生物标志物值相加;(d)将两个生物标志物值相减;(e)至少两个生物标志物值的加权和;(f)至少两个生物标志物值的对数和;以及(g)至少两个生物标志物值的S型函数。
48.一种用于监测特定治疗方案在受试者中朝向期望的健康状态的效力的方法,所述方法包括以下、由以下组成、基本上由以下组成:(a)确定多于一个生物标志物值,每一个生物标志物值指示针对在用治疗方案治疗之后所述受试者的至少一种VaSIRS生物标志物测量或导出的值,其中所述至少一种VaSIRS生物标志物如权利要求1至24中任一项中定义;(b)使用多于一个生物标志物值的组合确定指示物,所述指示物至少部分地指示VaSIRS的存在、不存在或程度,其中:(i)至少两种(例如,2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种)VaSIRS生物标志物具有位于互相关性范围内的关于VaSIRS的互相关性,所述互相关性范围在±0.9之间;并且(ii)所述指示物具有大于或等于代表所述指示物诊断VaSIRS的存在、不存在或程度或者提供VaSIRS的预后的能力的性能阈值的性能值,所述性能阈值指示至少0.3的解释方差;以及(c)基于所述指示物指示VaSIRS的存在或相对于在用所述治疗方案治疗之前所述受试者中的VaSIRS的程度的较低程度的VaSIRS的存在,确定所述治疗方案有效地将所述受试者的健康状态改变为所述期望的健康状态。
49.根据权利要求1至24中任一项所述的指示物确定方法在用于将生物标志物谱与用于VaSIRS的有效治疗方案关联的、或用于确定治疗方案是否对治疗患有VaSIRS的受试者有效的、或用于将生物标志物谱与对治疗方案正响应或负响应关联的、或用于确定患有VaSIRS的受试者对治疗方案正响应或负响应的方法中的用途。
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