CN112458176B

CN112458176B - 一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒及其应用

Info

Publication number: CN112458176B
Application number: CN202011430231.8A
Authority: CN
Inventors: 李文斌; 石建涛; 钱志荣; 姚天然; 张君孝; 李宾宾; 宋朋; 刘磊琴
Original assignee: Beidou Life Sciences Guangzhou Co ltd; Cancer Hospital and Institute of CAMS and PUMC; Center for Excellence in Molecular Cell Science of CAS
Current assignee: Beidou Life Sciences Guangzhou Co ltd; Cancer Hospital and Institute of CAMS and PUMC; Center for Excellence in Molecular Cell Science of CAS
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2040-12-07
Also published as: CN112458176A

Abstract

本发明公开了一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒及其应用，涉及基因工程技术领域。该试剂盒包括用于检测目标区域的试剂；所述目标区域选自WDR74基因的非编码区。本发明的发明人发现，WDR74基因为肺鳞癌的驱动基因，基于对WDR74基因非编码区突变的检测结果，能够预测肺鳞癌患者手术后生存时间的长短，为肺鳞癌患者的诊断和/或治疗提供一种辅助性的信息，提高肺鳞癌患者生存率。

Description

一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒及其应用

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体而言，涉及一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒及其应用。

背景技术

肺癌在发病率和致死率方面都是最高的癌种。在发病率方面，肺癌在男性中居第一位，女性中居第二位，仅次于乳腺癌。而死亡率无论在男性还是女性中均居第一位。根据F.Bray等人所著的Global cancer statistics 2018中记录，肺癌病人占所有癌症病人的11.6％，由肺癌致死的病例占所有癌症死亡病例的18.4％。

现今，手术切除仍然是癌症治疗的首选手段，尤其对于肺鳞癌，完全手术切除仍然是提高患者生存率的关键。即便是局部晚期肺鳞癌患者，尤其是可手术切除的Ⅲa期患者，在完全性手术切除后，接受术后的辅助放疗或化疗仍然是治疗的主要模式。

对于是否应该在手术后接受辅助放化疗，根据现有的标准(非小细胞肺癌术后辅助治疗中国胸外科专家共识2018版，以下简称共识)，主要的依据是癌症分期。但是共识中对于某些情况的患者(例如肿瘤直径>4cm，≤5cm的IIa期患者，IIIa期患者)并未给出高可信度的建议，这时临床中往往结合其他因素决定对于手术后预后情况进行评估，并以此结果来决定手术后放化疗的方案。因此，找到一种准确，快速，简便的手术后预后标志物是确定手术后放化疗方案的临床的迫切需求。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒及其应用。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒，其包括用于检测目标区域的试剂；

所述目标区域选自WDR74基因的非编码区。

第二方面，本发明实施例提供了检测目标区域的试剂在制备预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒中的应用，所述目标区域选自WDR74基因的非编码区。

第三方面，本发明实施例提供了一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的装置，其包括：

获取模块，用于获取待测样本基因组中对应目标区域的突变信息；

预测模块，用于根据获得的突变信息，预测待测样本生存时间；

其中，所述目标区域选自WDR74基因的非编码区。

第四方面，本发明实施例提供了一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的方法，所述方法包括基于获取的待测样本基因组中目标区域的突变信息，预测待测样本的生存时间；

其中，所述目标区域选自WDR74基因的非编码区；所述方法不以疾病的诊断为目的。

第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，其包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如前述实施例所述的预测肺鳞癌患者术后生存时间的方法。

第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序能被处理器执行以实现如前述实施例所述的预测肺鳞癌患者术后生存时间的方法。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒及其应用，该试剂盒包括用于检测目标区域的试剂；所述目标区域选自WDR74基因的非编码区。本发明的发明人发现，WDR74基因为肺鳞癌的驱动基因，基于对WDR74基因非编码区突变的检测结果，能够预测肺鳞癌患者手术后生存时间的长短，为肺鳞癌患者的诊断和/或治疗提供一种辅助性的信息，提高肺鳞癌患者生存率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例3中携带和不携带WDR74特定非编码区突变的患者的生存曲线图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

技术方案

首先，本发明实施例提供了一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒，其包括用于检测目标区域的试剂；

所述目标区域选自WDR74基因的非编码区。

发明人经一系列创造性劳动的付出，发现WDR74基因是肺鳞癌的一个驱动基因，且基于对WDR74基因非编码区突变检测的结果，预测肺鳞癌患者术后的生存时间，为肺鳞癌患者的精准诊断和治疗提供了一种信息，从而有效提高肺鳞癌患者的生存率。

进一步地，“预测样本的生存时间”可以指预测待测样本生存时间的长短，生存时间的长短是相对而言的，高风险样本的生存时间短于低风险样本的生存时间。优选地，所述方法按照以下标准预测待测样本生存时间：若待测样本目标区域内存在突变，则判断待测样本为高风险样本，生存时间短；若待测样本目标区域内不存在突变，则判断待测样本为低风险样本，生存时间长。

优选地，所述目标区域选自：染色体11的第62607852～62610627位碱基的部分或全部区域(人类基因组回归hg19版本chr11：62607852～62610627)。该目标区域为特定的WDR74基因非编码区，若该目标区域内存在基因突变(不限定突变类型，突变可以包括SNV和Short Indel等)，则判断该样本为高风险样本；若该目标区域内存在基因突变(不限定突变类型，突变包括SNV、Indel等)，则判断该样本为低风险样本。

优选地，所述目标区域包括区域1～14中的至少1个区域或多个区域的组合，结合参照表1。

其中，区域1选自染色体11的第62607957～62608077位碱基的部分或全部区域；

区域2选自染色体11的第62608049～62608169位碱基的部分或全部区域；

区域3选自染色体11的第62608871～62608991位碱基的部分或全部区域；

区域4选自染色体11的第62608934～62609054位碱基的部分或全部区域；

区域5选自染色体11的第62608997～62609117位碱基的部分或全部区域；

区域6选自染色体11的第62609261～62609381位碱基的部分或全部区域；

区域7选自染色体11的第62609372～62609492位碱基的部分或全部区域；

区域8选自染色体11的第62609483～62609603位碱基的部分或全部区域；

区域9选自染色体11的第62609594～62609714位碱基的部分或全部区域；

区域10选自染色体11的第62609847～62609967位碱基的部分或全部区域；

区域11选自染色体11的第62609933～62610053位碱基的部分或全部区域；

区域12选自染色体12的第62610019～62610139位碱基的部分或全部区域；

区域13选自染色体12的第62610474～62610594位碱基的部分或全部区域；

区域14选自染色体12的第62610495～62610615位碱基的部分或全部区域。

表1目标区域

在一些实施方式中，对试剂和类型不作具体限制，只要是用于检测上述任一实施方式所述的目标区域且用于预测肺鳞癌患者生存时间的试剂均属于本发明的保护范围，试剂可以选自核酸、探针和基因芯片中的至少一种。

优选地，所述试剂盒包括探针1～14中的至少1个探针，探针1～14的碱基序列分别如SEQ ID No.1～14所示，见表1。

本发明实施例还提供了一种检测目标区域的试剂在制备预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒中的应用，所述目标区域选自WDR74基因的非编码区。

优选地，所述目标区域选自：染色体11的第62607852～62610627位碱基的部分或全部区域。

优选地，所述目标区域包括区域1～14中的至少1个区域或多个区域的组合；

本发明实施例还提供了一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的装置，其包括：

其中，所述目标区域选自WDR74基因的非编码区。

优选地，所述目标区域选自染色体11的第62607852～62610627位碱基的部分或全部区域。

优选地，所述试剂盒包括探针1～14中的至少1个探针，探针1～14的碱基序列分别如SEQ ID No.1～14所示。

优选地，所述预测模块按照以下标准预测待测样本生存时间：若待测样本目标区域内存在突变，则判断待测样本为高风险样本，生存时间短；若待测样本目标区域内不存在突变，则判断待测样本为低风险样本，生存时间长。

本发明实施例还提供了一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的方法，所述方法包括基于获取的待测样本基因组中目标区域的突变信息，预测待测样本的生存时间；

其中，所述目标区域选自WDR74基因的非编码区；

所述方法不以疾病的诊断或治疗为直接目的。该方法用于辅助诊断，并未以有生命的人体或动物体为对象，也未以获得疾病诊断结果或健康状况为直接目的，而是作为一种辅助检测手段，可以由第三方检测机构进行实施，并不能直接获得患者的健康状况或检测结果。

优选地，所述目标区域选自染色体11的第62607852～62610627位碱基的部分或全部区域；

本发明实施例还提供了一种电子设备，其包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如前述任一实施方式所述的预测肺鳞癌患者术后生存时间的方法。

具体地，该电子设备可以包括存储器、处理器、总线和通信接口，该存储器、处理器和通信接口相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条总线或信号线实现电性连接。处理器可以处理与目标识别有关的信息和/或数据，以执行本申请中描述的一个或多个功能。

存储器可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

该电子设备中的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。在实际应用中，该电子设备可以是服务器、云平台、手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、手持计算机、上网本、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)、可穿戴电子设备、虚拟现实设备等设备，因此本申请实施例对电子设备的种类不做限制。

此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序能被处理器执行以实现如前述任一实施方式所述的预测肺鳞癌患者术后生存时间的方法。

需要说明的是，本实施例中的计算机可读存储介质与前述实施方式中的存储器相互等同。

实施例1

本发明提供了一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒，所述方法包括基于获取的待测样本基因组中目标区域的突变信息，预测待测样本的生存时间。

其中，所述目标区域包括区域1～14的组合：

区域1选自染色体11的第62607957～62608077位碱基的部分或全部区域；

所述试剂为分别用于检测区域1～14的探针1～14，探针1～14的序列分别如SEQID No.1～14所示，具体参照表1。

实施例2

本发明提供了一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的方法，其包括采用如实施例1提供的试剂盒对待测样本的目标区域进行检测。

对目标区域(WDR74基因特定的非编码区域)的检测方法可以为任何通用的高通量测序方法，例如扩增子测序(PCR-based enriched sequencing)，或根据如实施例1提供的试剂盒提供的探针序列进行区域杂交测序。目标区域中覆盖度大于30X的区域的长度必须占区域总长度的100％，并且测序结果通过测序服务供应商的质量控制标准。

以下为测序后得到目标区域测序结果以后的方法和步骤：

a，使用Fastqc检测测序数据质量；

b，使用TRIMMATIC去除平均测序质量小于28的reads，去掉长度小于74bp的reads；

c，使用bwa，或者与之相当的软件将测序结果map至人类基因组参考序列；

d，使用GATK Best Practices Workflows其中的Data pre-processing流程得到处理完毕的BAM文件；

e，使用GATK mutect2检测肿瘤样本的体细胞变异(包括点突变和短插入缺失)；

f，使用GATK FilterMutectCalls过滤掉突变reads支持数小于3的变异，得到用于计算TMB的VCF文件。

上述步骤f的VCF文件经过oncotator软件注释，得到maf结果文件。在此文件中选择Hugo_Symbol列值为‘WDR74’的条目。如果这些条目中Variant_Classification列存在“5’UTR”和“5’Flank”的，那么此样本为高风险组，否则样本为低风险组(即：若待测样本目标区域内存在突变，则判断待测样本为高风险样本，生存时间短；若待测样本目标区域内不存在突变，则判断待测样本为低风险样本，生存时间长)。

实施例3

本实施例收集了188名年龄在41-86周岁的肺鳞癌患者，其中I期71人，II期65人，III期50人，IV期2人，并依照实施例2提供的方法测定了患者肿瘤组织中是否携带WDR74基因非编码区(实施例1的目标区域)突变，详细临床信息和测序结果见附表2。

使用Cox单因素分析，WDR74基因非编码区突变的HR(Hazard ratio，下同)为2.13，P值为0.042，为预后不良因素。

使用cox多因素分析，结合性别，年龄，是否吸烟，癌症分期等多种临床因素，WDR74基因非编码区突变的HR为2.41，P值为0.02，为预后不良因素。

表2样本临床信息和测序结果

备注：“抽烟”栏中1表示患者抽烟，0表示不抽烟。

携带和不携带WDR74特定非编码区突变的患者的生存曲线图请参照附图1，其中，深色虚线为携带突变的患者，浅色实线为不携带突变的患者(HR为2.41，P值为0.02)。从图1可以看出，若一名患者为携带WDR74特定非编码区突变的高风险患者，那么该患者的生存概率将比低风险患者低24.4％。

更进一步地，如果将术后生存期大于或等于62个月定义为预后好，反之为预后差，使用Fisher exact test假设检验后可以看出，WDR74特定非编码区突变与预后情况呈显著负相关性，见表3。

表3假设检验结果(p＝9.3x10^-4，adjusted P＝0.038)

	WDR74突变型	WDR74野生型	总计
				预后好	2(9.1％)	73(44.0％)	75
预后差	20(90.9％)	93(56.0％)	113
				总计	22(100％)	166(100％)	188

从此结果中可以看出其准确度为90.9％，此生存期评估结果可以为患者手术后辅助治疗方案作为参考。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

SEQUENCE LISTING

<110> 中国医学科学院肿瘤医院

中国科学院分子细胞科学卓越创新中心

北斗生命科学（广州）有限公司

<120> 一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒及其应用

<160> 14

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 1

aaaaacaaaa acaactaaaa gtactctgtg ctatgctaca tgagaaacgc agagaaagtc 60

atcgctcagt agaaatacag taatagcgca tgcgtaaata ggagagggaa gtcgctactt 120

<210> 2

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 2

cgtaaatagg agagggaagt cgctacttta cctagagatt aacacagaaa agcaacaaat 60

taccagttta caagtaaacc ctttatctaa cgcgaagatt tatttatttt ttgagatgga 120

<210> 3

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 3

ctgaagtatg aagattgctg aagaccacat ggagatacta cgctccgtgc tcagttataa 60

aacaaaacct tctctcaaca agacactcaa acacgcgtca ttcaacacac tagcgataaa 120

<210> 4

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 4

aaaaccttct ctcaacaaga cactcaaaca cgcgtcattc aacacactag cgataaaaac 60

acctaatcca actcaaacaa caagaacata actatttagc ttgtacccta actgatcgaa 120

<210> 5

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 5

taatccaact caaacaacaa gaacataact atttagcttg taccctaact gatcgaaatc 60

ttccattaaa caacggttgt tctctccccg aagggagagt gcaccgttcc tggaagtact 120

<210> 6

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 6

ccaaaaggcc gagaagcgat acctttactt cggtcgcctc ggcggcctta tccttcccat 60

cttccaacca gttatggtaa ctatccaggc actaaatgtt aaattatctc ccaatacatt 120

<210> 7

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 7

caatacatta taattccgaa acacagtttt cattattctt tctttatagt agtggctata 60

ttttggaaac agccctattt aaacgtcctc tacttcttcc gccgcctgct ccctgctcag 120

<210> 8

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 8

cctgctcagt ttgttttgca taaacccgcc cctttcgctt ttttaggatc ctgggattgg 60

tccacacacc agtcgtgatt tcaatgcccg cgtggcctcc ttttccccga ttgtggcgtt 120

<210> 9

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 9

tgtggcgtta gtctcccatc ctaggggttt ttcggctttc cagggggcgg cgggacagtg 60

ctgcaggtgg cggcgcccct ctccgggacc tttcttggga gaagccgcgg cgcggtgtca 120

<210> 10

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 10

ccggagtttg tgagaactga ggacataggg gcgaggcacg acccgcacct tgcatttgta 60

ctgtccgcca gcaaacatct ggcccttcac tgagagggaa agatgccctg agaaagccat 120

<210> 11

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 11

tcactgagag ggaaagatgc cctgagaaag ccatttcaga ggctcctgat cctcaaaccc 60

gggatcccgc ggtgggagaa aggtgctgac gcctcagccc cgatgtcctc cgacccacgc 120

<210> 12

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 12

tgacgcctca gccccgatgt cctccgaccc acgcactctt tagagttact ttcaggccga 60

ccagcaacgc ggcaaggcat cccacccgga agtccgaccg agaaaccaca gggcctctcc 120

<210> 13

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 13

tctgataatc tatgatttta tgacactggt attaataaac aaaagaaatt tctacaagtt 60

ctcataagta aacccagagc cttcagagag gtgccacatc aagagagtag taggcagggg 120

<210> 14

<211> 120

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 14

gacactggta ttaataaaca aaagaaattt ctacaagttc tcataagtaa acccagagcc 60

ttcagagagg tgccacatca agagagtagt aggcaggggg ccgggcgtgg tggctcacac 120

Claims

1.检测目标区域的试剂在制备预测肺鳞癌患者术后生存时间的试剂盒中的应用，其特征在于，所述目标区域包括区域1~14；

其中，区域1选自染色体11的第62607957~62608077位碱基的全部区域；

区域2选自染色体11的第62608049~62608169位碱基的全部区域；

区域3选自染色体11的第62608871~62608991位碱基的全部区域；

区域4选自染色体11的第62608934~62609054位碱基的全部区域；

区域5选自染色体11的第62608997~62609117位碱基的全部区域；

区域6选自染色体11的第62609261~62609381位碱基的全部区域；

区域7选自染色体11的第62609372~62609492位碱基的全部区域；

区域8选自染色体11的第62609483~62609603位碱基的全部区域；

区域9选自染色体11的第62609594~62609714位碱基的全部区域；

区域10选自染色体11的第62609847~62609967位碱基的全部区域；

区域11选自染色体11的第62609933~62610053位碱基的全部区域；

区域12选自染色体12的第62610019~62610139位碱基的全部区域；

区域13选自染色体12的第62610474~62610594位碱基的全部区域；

区域14选自染色体12的第62610495~62610615位碱基的全部区域；

所述试剂盒包括由探针1~14组成的探针组，探针1~14的碱基序列分别如SEQ ID No.1~14所示。

2.一种预测肺鳞癌患者术后生存时间的装置，其特征在于，其包括：

获取模块，用于获取由探针1~14检测的待测样本基因组中对应目标区域的突变信息；探针1~14的碱基序列分别如SEQ ID No.1~14所示；

所述预测模块按照以下标准预测待测样本生存时间：若待测样本目标区域内存在突变，则判断待测样本为高风险样本，生存时间短；若待测样本目标区域内不存在突变，则判断待测样本为低风险样本，生存时间长。

3.一种电子设备，其特征在于，其包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现预测肺鳞癌患者术后生存时间的方法：

所述方法包括基于获取的由探针1~14检测的待测样本基因组中目标区域的突变信息，预测待测样本的生存时间；探针1~14的碱基序列分别如SEQ ID No.1~14所示；

所述方法按照以下标准预测待测样本生存时间：若待测样本目标区域内存在突变，则判断待测样本为高风险样本，生存时间短；若待测样本目标区域内不存在突变，则判断待测样本为低风险样本，生存时间长。

4.一种计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序能被处理器执行以实现预测肺鳞癌患者术后生存时间的方法：