CN112534069A - 用于乳癌的早期预测、治疗反应、复发及预后监控的方法 - Google Patents

用于乳癌的早期预测、治疗反应、复发及预后监控的方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示用于乳癌的早期预测、治疗反应、复发及预后监控的一组新颖的表观遗传生物标记。可在来自乳癌患者的肿瘤组织及血浆样品中而非正常健康个体中侦测到基因的异常甲基化。本揭示内容亦揭示本文中所用的引物及探针。

Description

用于乳癌的早期预测、治疗反应、复发及预后监控的方法
技术领域
本发明涉及用于预测乳癌的风险或易感性及/或乳癌的预后及恶性的基因生物标记。特定言之,基于基因生物标记的甲基化,本发明侦测乳癌且预测乳癌的风险或对乳癌的易感性及/或乳癌的预后及恶性。
背景技术
癌症为具有侵袭或扩散至身体的其他部分的潜能的涉及异常细胞生长的一组疾病且为全世界死亡的主要原因。
甲基化DNA已经研究作为大部分肿瘤类型的组织中的一类潜在的生物标记。在许多情况下,DNA甲基转移酶在胞嘧啶-磷酸酯-鸟嘌呤(CpG)岛位点处将甲基添加至DNA,作为基因表达的表观遗传对照。
US 20080311570A1A提供一种用于筛选癌症的方法,其包含以下步骤:(1)提供测试标本;(2)侦测测试标本的基因组DNA内的至少一个靶基因中的CpG序列的甲基化状态,其中标靶基因由SOX1、PAX1、LMX1A、NKX6-1、WT1及ONECUT1组成;及(3)基于标靶基因中的甲基化状态的存在或不存在测定所述标本中是否存在癌症或癌症病理性变化。WO2016071477A1涉及通过分析shox2基因中的CpG甲基化来评定癌症患者对治疗的反应。EP2828405B1提供用于通过评估血液或血浆及大便中的多个基因标记来侦测结肠直肠瘤形成的方法。
发明内容
本揭示内容揭示用于乳癌的早期预测、治疗反应、复发及预后监控的一组新颖的表观遗传生物标记。可在来自癌症患者的肿瘤组织及血浆样品中而非正常健康个体中侦测到基因的异常甲基化。本揭示内容亦揭示本文中所用的引物及探针。
在一个实施例中,本揭示内容揭示一种用于的侦测需要侦测乳癌的人类个体中的甲基化状况的方法,其包含(a)提供生物样品,及(b)分析标靶DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段中的表观遗传生物标记的甲基化状况,其中相对于对照的甲基化状态,高甲基化在所述人类个体的这些DNA序列中的存在指示乳癌。
在一个实施例中,本揭示内容揭示一种用于在人类个体中侦测对乳癌的倾向性或所述乳癌的发病率或预测乳癌的治疗反应、预后或复发的方法,其包含(a)提供生物样品,及(b)分析标靶DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段中的表观遗传生物标记的甲基化状况,其中相对于对照的甲基化状态,高甲基化在所述人类个体的这些DNA序列中的存在指示对所述乳癌的倾向性或所述乳癌的发病率、不良治疗反应、不良预后或复发。
在一些实施例中,GCM2甲基化特异性探针及ITPRIPL1甲基化特异性探针用于分析这些标靶GCM2及ITPRIPL1 DNA序列或其片段及对照DNA序列在所述样品中的甲基化水平。
在一个实施例中,本揭示内容提供一种方法,其包含(a)提供包含GCM2及ITPRIPL1标靶DNA序列或其片段的生物样品,及(b)使用GCM2甲基化特异性探针及ITPRIPL1甲基化特异性探针分析这些标靶GCM2及ITPRIPL1 DNA序列或其片段及对照DNA序列在所述样品中的甲基化水平,(c)量测这些标靶GCM2及ITPRIPL1DNA序列或其片段相较于对照DNA序列的相对甲基化状况以侦测高甲基化GCM2及ITPRIPL1的存在,(d)当所述人类个体的这些标靶DNA序列GCM2及ITPRIPL1 DNA序列或其片段相对于所述个体中的对照DNA序列的甲基化状态为高甲基化时,将所述个体鉴别为需要乳癌治疗。所述方法可侦测需要侦测乳癌的人类个体中的甲基化状况。
在一个实施例中,本揭示内容提供一种方法,其包含(a)提供包含GCM2及ITPRIPL1标靶DNA序列或其片段的生物样品,(b)使用GCM2甲基化特异性探针及ITPRIPL1甲基化特异性探针分析这些标靶GCM2及ITPRIPL1 DNA序列或其片段及对照DNA序列在所述样品中的甲基化水平,(c)量测这些标靶GCM2及ITPRIPL1DNA序列或其片段相较于对照DNA序列的相对甲基化状况以侦测高甲基化GCM2及ITPRIPL1的存在,(d)当所述人类个体的这些标靶DNA序列GCM2及ITRPIPL1相对于所述个体中的对照DNA序列的甲基化状态为高甲基化时,将所述个体鉴别为对所述乳癌具有倾向性或所述乳癌的发病率、不良治疗反应或具有所述乳癌的不良预后或复发。
在一些实施例中,所述生物样品为组织、细胞、血液、尿液、血清或血浆。
在一些实施例中,比对照的甲基化高约64%的本文描述的DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段中的甲基化指示乳癌。在另一实施例中,比对照的甲基化高约69%的DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段中的甲基化指示乳癌。在另一实施例中,比对照的甲基化分别高约69%及约80%的DNA序列GCM2及ITPRIPL1或片段中的甲基化指示乳癌。
在一些实施例中,当这些标靶DNA序列在人类个体中的甲基化比对照中的甲基化高至少0.5、1、2或3倍时,指示本文描述的高甲基化。在一个实施例中,当这些标靶DNA序列在人类个体中的甲基化比对照中的甲基化高至少2倍时,指示高甲基化。
用于甲基化分析的探针的某些实施例与选自由SEQ ID NO:13至18组成的群的序列具有约85%、约86%、约87%、约88%、约89%、约90%、约91%、约92%、约93%、约94%、约95%、约96%、约97%、约98%、约99%或更高百分比的同源性。在一些实施例中,GCM2甲基化特异性探针具有与SEQ ID NO:15具至少85%的同源性的序列,且ITPRIPL1甲基化特异性探针具有与SEQ ID NO:16具至少85%的同源性的序列。在一些实施例中,GCM2甲基化特异性探针具有SEQ ID NO:15的序列且ITPRIPL1甲基化特异性探针具有SEQ ID NO:16的序列。
在另一实施例中,本揭示内容的方法进一步包含分析以下一或多个标靶DNA序列或其组合中的任一者的甲基化水平的步骤:C1orf114或其片段、ZNF177或其片段及C8orf47或其片段。此外,进一步分析RKL001的甲基化水平。
在一些实施例中,C1orf114甲基化特异性探针、ZNF177甲基化特异性探针或C8orf47甲基化特异性探针或其组合中的任一者进一步用于分析以下一或多个标靶DNA序列或其组合中的任一者的甲基化水平:C1orf114或其片段、ZNF177或其片段及C8orf47或其片段。此外,标靶C1orf114、ZNF177及C8orf47或其片段的甲基化特异性探针具有分别与SEQID NO:17、18及14具至少85%的同源性的序列。在另外的实施例中,标靶C1orf114或其片段、ZNF177或其片段及C8orf47或其片段的这些甲基化特异性探针分别具有SEQ ID NO:17、18及14的序列。
在一些实施例中,这些标靶C1orf114、ZNF177及/或C8orf47 DNA序列或其片段相较于对照DNA序列的相对甲基化状况的所述量测分别对于C1orf114具有高于约75%的敏感性及约76%的特异性且对于ZNF177具有高于约62%的敏感性及约82%的特异性。在一些实施例中,标靶GCM2及ITPRIPL1或其片段、标靶GCM2、ITPRIPL1及C1orf114或其片段及GCM2、ITPRIPL1、C1orf114及ZNF177或其片段的组合的相对甲基化状况的所述量测相较于对照DNA序列分别具有高于约87%的敏感性及约96%的特异性、高于约95%的敏感性及约72%的特异性、高于约87%的敏感性及约96%的特异性。在另一实施例中,量测进一步包含通过加权和得分分析量测特异性及敏感性的步骤。在一些其他实施例中,标靶GCM2、ITPRIPL1及C1orf114或其片段或标靶GCM2、ITPRIPL1、C1orf114及ZNF177或其片段的组合的相对甲基化状况的量测分别具有高于约87%的敏感性及约96%的特异性及高于约91%的敏感性及约96%的特异性。
在另一实施例中,RKL001甲基化特异性探针进一步用于分析RKL001的甲基化水平。优选地,RKL001甲基化特异性探针具有与SEQ ID NO:13具至少85%的同源性的序列。更佳地,RKL001甲基化特异性探针具有SEQ ID NO:13的序列。
在一些实施例中,所述甲基化状况由聚合酶链反应、核酸定序(诸如亚硫酸氢盐测序或焦磷酸测序)、亚硫酸氢盐转化、质谱、甲基化特异性核酸酶、基于质量的分离、标靶捕获或微数组来侦测。在一特定实施例中,所述甲基化状况由聚合酶链反应侦测。
用于聚合酶链反应的引物的某些实施例与选自由SEQ ID NO:1至12组成的群的序列具有约85%、约86%、约87%、约88%、约89%、约90%、约91%、约92%、约93%、约94%、约95%、约96%、约97%、约98%、约99%或更高百分比的同源性。在一些实施例中,具有SEQID NO:5至8的序列的引物或具有SEQ ID NO:15及16的序列的探针用于侦测或量测标靶DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段的甲基化状况。
本揭示内容亦提供一种用于侦测及/或表征如本文中所描述的标靶DNA序列中的表观遗传生物标记的甲基化概况的套组。套组可进一步包含亚硫酸氢钠及用于整个靶基因扩增的衔接子,以及聚核苷酸(例如,以可侦测方式标记的聚核苷酸),以定量来自如本文中所描述的标靶DNA序列中的表观遗传生物标记的DNA区域的至少一种胞嘧啶的经转化甲基化及/或经转化未甲基化序列的存在。此外,所述套组可进一步包含用于整个标靶序列或基因扩增的甲基化感测限制酶。
在一个实施例中,所述套组进一步包含具有SEQ ID NO:9至12及1至4的序列的一或多个引物及/或具有SEQ ID No:17、18、12及13的序列的一或多个探针,以供分析标靶DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段以及一或多个标靶DNA序列C1orf114或其片段、ZNF177或其片段、C8orf47或其片段及RKL0014或其组合中的任一者中的表观遗传生物标记的甲基化状况。
在一个实施例中,所述套组可用于侦测及/或表征标靶DNA序列GCM2或其片段及ITPRIPL1或其片段以及一或多个标靶DNA序列C1orf114或其片段、ZNF177或其片段、C8orf47或其片段及RKL0014或其组合中的任一者中的表观遗传生物标记的甲基化概况。所述套组进一步包含具有SEQ ID NO:9至12及1至4的序列的一或多个引物及/或具有SEQ IDNo:17、18、12及13的序列的一或多个探针,以侦测或量测标靶DNA序列的甲基化状况。
在另一实施例中,所述套组进一步包含用于整个标靶序列或基因扩增的甲基化感测限制酶。
图式简单说明
图1A至F分别展示肿瘤组织与相邻正常组织的间的标靶核酸及基因的启动子、外显子及基因本体区的甲基化状况的差异的热图(A:RKL001;B:C8orf47;C:GCM2;D:C1orf114;E:ITPRIPL1;F:ZNF177)。
图2展示健康个体及乳癌患者的血浆样品中的靶基因的表观遗传生物标记的甲基化状况的早期侦测的差异。
图3展示接收者操作特性(ROC)曲线分析,其展现乳癌患者及健康个体中的靶基因的表观遗传生物标记的甲基化状况的早期侦测。在加权和得分分析的后,GI:GCM2、ITPRIPL1;GIC:GCM2、ITPRIPL1、C1orf114:GICZ:GCM2、ITPRIPL1、C1orf114、ZNF177;G(a*)I(b*)C(c*)Z(d*):GCM2+ITPRIPL1+C1orf114+ZNF177。
图4A至C展示手术之前和之后乳癌患者中的靶基因C1orf114(A)、CA-153(B)及CEA(C)的表观遗传生物标记的甲基化状况的治疗反应。
图5基于ITPRIPL1基因的甲基化状况的卡本-麦尔(Kaplan-Meier)曲线展示乳癌患者的不良预后。
具体实施方式
应了解,本发明不限于本文所描述的特定材料及方法。亦应了解,本文中所用的术语仅出于描述特定实施例的目的而并不意欲限制本发明的范畴,本发明的范畴将仅由所附申请专利范围限制。
必须注意的是,除非内容明确另外指示,否则如本说明书及所附申请专利范围中所使用,单数形式“一(a/an)”及“所述(the)”包括多数个指示物。因此,举例而言,提到“生物标记”包括两种或更多种生物标记的混合物,以及类似物。
术语“基因”是指包含产生多肽、前体或RNA(例如,非编码RNA,诸如核糖体RNA、转移RNA、剪接体RNA、微RNA)所必需的编码序列的核酸(例如,DNA)序列。多肽或非编码RNA可由全长编码序列或由编码序列的任何部分编码,只要保有全长或片段多肽的所需活性或功能特性(例如,酶活性、配位体结合、信号转导、免疫原性等)。术语亦涵盖结构基因的编码区及邻近编码区在5'及3'端两者上定位的序列,其在任一端的距离为约1kb或更长,使得基因在长度上对应于全长mRNA。
术语“生物样品”是指自个体分离的组织、细胞或液体的样品,包括(但不限于)例如血液、肤色血球层、血浆、血清、血球(例如,周边血液单核细胞(PBMC)、杆状核细胞、嗜中性球、后骨髓球、单核球或T细胞)、粪便物质、尿液、骨髓、胆液、脊髓液、淋巴液、皮肤样品、皮肤、呼吸道、肠道及泌尿生殖道的外部分泌物、眼泪、唾液、乳汁、器官、生检还有活体外细胞培养物成分的样品,包括(但不限于)由培养基中细胞及组织的生长产生的条件培养基,例如重组细胞及细胞组分。
术语“生物标记”是指相较于获自对照个体的类似样品(例如,患有阴性诊断或不可侦测的癌症的个体、正常或健康个体),存在于获自患有人类癌症的患者的样品中的核酸分子。生物标记可为可侦测及/或定量的核酸、核酸的片段、聚核苷酸或寡核苷酸。生物标记包括包含来自基因的核苷酸序列的聚核苷酸。
如本文中所使用,术语“CpG岛”是指相对于基因组的其余部分富含GC的基因组中的DNA的片段。通常,GC含量在这些区域中为50%或更大,其延伸超过数百碱基对且有时数千碱基对。通常,这些区域标记基因的5'端。
生物标记的“对照量”可为对照生物标记的测试量比较的任何量或一系列量。
如本文中所使用,术语癌症的“早期侦测”是指在癌转移的前发现癌症的可能性。优选地,其是指在观测到样品组织或细胞中的形态变化的前发现癌症的可能性。
如本文中所使用,术语“预测”是指患者将对药物或一组药物有利地或不利地反应且亦彼等反应的程度的可能性。因此,治疗预测因素是与个体患者对特定治疗的反应有关,与预后无关的变量。
如本文中所使用,术语“甲基化”是指通过DNA甲基转移酶的作用添加至核酸区域(例如:基因组DNA)中的一或多种胞嘧啶碱基的甲基的存在。
术语核酸分子的“甲基化状态”、“甲基化概况”或“甲基化状况”是指核酸分子中一或多个甲基化核苷酸碱基的存在或不存在。举例而言,将含有甲基化胞嘧啶的核酸分子视为甲基化(亦即,核酸分子的甲基化状态为甲基化)。将不含有任何甲基化核苷酸的核酸分子视为未甲基化。
术语“个体”将意谓人类。
术语“易感性”是指使组织以特定方式对某些外来刺激作出反应且因此倾向于使个体比通常更易罹患某些疾病的身体的构造或病况。
术语“风险”是指在某一时段期间,诸如在接下来10年内,或在个体的寿命期间染上疾病的所估计可能性。
如本文中所使用,术语“预后”通常是指临床病况或疾病的可能时程及结果的预测。通常通过评估指示疾病的良好或不利时程或结果的疾病的因素或症状来进行患者的预后。
术语“加权和得分”是指每个可能的替代例是通过包括所有目标的得分评级,单独地加权以强调不同目标的重要性。
癌症的特征在于一或多个基因突变或修饰引起的细胞生长异常,其导致细胞增殖与细胞死亡的平衡失调。在许多疾病过程(诸如癌症)中,基因启动子CpG岛获取异常高甲基化,其引起在细胞分裂后可由子细胞遗传的转录沉默。在癌症中造成沉默的DNA甲基化通常在存在于蛋白质编码基因的启动子中的CpG岛中的多个CpG位点处发生。已将DNA甲基化的更改识别为癌症发展的重要组分。DNA甲基化图谱分析相较于其他癌症侦测提供更高的临床敏感性及动态范围。因此,本揭示内容提供一种用于乳癌的早期预测、治疗反应及预后或复发监控的方法及套组。
在本揭示内容中,量测在生物样品中的GCM2及ITPRIPL1标靶DNA序列或其片段的甲基化状况以在人类个体中侦测乳癌或侦测对乳癌的倾向性或乳癌的发病率或预测乳癌的治疗反应、预后或复发。在另外的实施例中,量测生物样品中的C1orf114、ZNF177及/或C8orf47标靶DNA序列或其片段的甲基化状况以在人类个体中侦测乳癌或侦测对乳癌的倾向性或乳癌的发病率或预测乳癌的治疗反应、预后或复发。在另一实施例中,进一步量测人类染色体19中核酸序列RKL001的甲基化状况。
GCM2基因编码缺失同源物2的胶细胞,将所述同源物视为充当神经元与胶细胞测定之间的二元切换。GCM蛋白质及哺乳动物GCM同系物含有具有DNA结合活性的保守N端GCM基元。GCM2序列及其功能为此项技术中已知的,诸如描述于网站:https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=GCM2。
ITPRIPL1基因编码肌醇1,4,5-三磷酸受体相互作用蛋白质样1。ITPRIPL1序列及其功能为此项技术中已知的,诸如描述于网站:https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=ITPRIPL1。
ZNF177编码锌指蛋白177。ZNF177序列及其功能为此项技术中已知的,诸如描述于网站:https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=ZNF177。
C8orf47编码富含麸氨酸的蛋白质5。C8orf47序列及其功能为此项技术中已知的,诸如描述于网站:https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=ERICH5。
RKL001为染色体19中的核酸序列,其具有以下序列:CGCAGGCCAGGCCCTCTATTCCTGTCGCTGCGCCCCGCCTTGCCGGCTGCGTGTCACCCCCCCCCCTGCCGCGCTGGCTCCCCGTCCGTCCCACCAGCCTTGCTGTCCTGGGCAGGCCGGGGAATTCCTCCCGGTTCCTGGAAAAAACA(SEQ ID NO:19)。
在一些实施例中,甲基化包含胞嘧啶甲基化位点。在一些情况下,胞嘧啶甲基化包含5-甲基胞嘧啶(5-mCyt)及5-羟甲基胞嘧啶。在一些情况下,胞嘧啶甲基化位点产生于CpG二核苷酸基元中。在其他情况下,胞嘧啶甲基化位点产生于CHG或CHH基元中,其中为腺嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶。在一些情况下,一或多个CpG二核苷酸基元或CpG位点形成CpG岛(富含CpG二核苷酸的短DNA序列)。在一些情况下,CpG岛长度上通常(但未必总是)介于约0.2kb到约1kb之间。在一些情况下,甲基化包含CpG岛甲基化。
在一些实施例中,通过以下来分析甲基化状况:甲基化特异性酶促分解;亚硫酸氢盐测序;选自启动子甲基化、CpG岛甲基化、MSP、HeavyMethyl、MethyLight及Ms-SNuPE的分析;及依赖于侦测扩增DNA的其他方法。
在一个实施例中,通过以下侦测甲基化状况:聚合酶链反应、核酸定序(诸如亚硫酸氢盐测序或焦磷酸测序)、亚硫酸氢盐转化、质谱、甲基化特异性核酸酶、基于质量的分离、标靶捕获或微数组。在一个实施例中,通过使用引物扩增标靶基因的甲基化CpG来侦测甲基化状况。在另一实施例中,通过以下进行甲基化的侦测:PCR、甲基化特异性PCR(MSP)、实时甲基化特异性PCR、定量甲基化特异性PCR(QMSP)、使用甲基化DNA特异性结合蛋白质的PCR或定量PCR。
在本揭示内容的一个实施例中,可使用可扩增本文描述的基因的甲基化CpG的引物。引物在与基因的甲基化CpG杂交的区域中包含至少一或多个CpG二核苷酸。特定而言,用于扩增基因的甲基化CpG的引物包含与选自由以下序列组成的群的序列具有约85%、约86%、约87%、约88%、约89%、约90%、约91%、约92%、约93%、约94%、约95%、约96%、约97%、约98%、约99%或更高百分比的同源性的序列。
Figure GDA0002933062600000111
可使用能够与本文描述的基因的甲基化CpG杂交的探针。能够与基因的甲基化CpG杂交的探针在与基因的甲基化CpG杂交的区域中包含至少一或多个CpG二核苷酸。特定而言,探针可包含与选自由以下序列组成的群的序列具有约85%、约86%、约87%、约88%、约89%、约90%、约91%、约92%、约93%、约94%、约95%、约96%、约97%、约98%、约99%或更高百分比的同源性的序列。
Figure GDA0002933062600000112
Figure GDA0002933062600000121
在一个实施例中,标靶基因的甲基化状况的侦测包含相对于标靶基因的正常状态,基因中高甲基化的存在。
在一些实施例中,生物样品为来自疑似具有乳癌的患者或待侦测个体的组织、细胞、血液、尿液、血清或血浆。
在一些实施例中,将恰当地预测状况的侦测测试经量测为分析的敏感性、分析的特异性或接收者操作特性(receiver operated characteristic,ROC)曲线(AUC)下面积。举例而言,ROC曲线下面积愈大,测试的预测值更精确或有效。
在一个实施例中,量测加权和得分以测定核酸序列及基因中的甲基化状况作为指示。就数个决定标准而言,加权和模型(WSM)为用于评估数个替代例的最佳已知的及最简单多标准决定分析(MCDA)/多标准决定制造方法。根据本发明,加权和得分分析展示GCM2、ITPRIPL1、C1orf114及ZNF177的组合展示比对照高约91%的敏感性及高约96%的特异性。
在一些实施例中,本文揭示的生物标记中的一或多者展示至少p<0.05的不同样品的统计学差异。使用这些生物标记的侦测测试可展示至少0.9的AUC。
在一些实施例中,本文描述的DNA序列中的表观遗传生物标记的高甲基化状况与“不良”预后或个体将有可能对药物或一组药物不利地反应的可能性相关,从而引起癌症的进展及/或一或多种治疗剂的难治性。在一些情况下,“不良”预后是指个体将不对药物或一组药物作出反应的可能性,从而引起癌症的进展。在一些情况下,“不良”预后是指少于5年至少于1个月的个体的存活期。在一些情况下,“不良”预后是指其中在治疗后个体的存活期为少于5年至少于1个月的个体的存活期。在一些情况下,“不良”预后进一步是指个体将针对一或多种药物形成难治愈癌症的可能性。
在一些实施例中,本揭示内容提供一种用于侦测及/或表征本文所描述标靶DNA序列19的甲基化概况的套组。在一些实施例中,标靶DNA序列包含选自由以下组成的群的组合:GCM2及ITPRIPL1;GCM2、ITPRIPL1及C1orf114;GCM2、ITPRIPL1、C1orf114及ZNF177;GCM2、ITPRIPL1、C1orf114、ZNF177及RKL1001及GCM2、ITPRIPL1、C1orf114及ZNF177、RKL1001及C8orf47。
在一些情况下,所述套组包含侦测或量测一或多个靶基因的甲基化状况/水平的多数个引物或探针。在一些情况下,此类套组包含与本文描述的甲基化生物标记序列中的至少一者杂交的至少一种聚核苷酸及用于侦测基因甲基化的至少一种试剂。用于侦测甲基化的试剂包括例如硫酸氢钠、经设计与作为标记序列的产物的序列杂交的聚核苷酸(若标记序列未甲基化(例如含有至少一种C-U转化)),及/或甲基化敏感性或甲基化依赖性限制酶。在一些情况下,套组以经调适以用于分析中的分析设备形式提供固体载体。在一些情况下,套组进一步在套组中包含视情况连接至聚核苷酸(例如探针)的可侦测标记。在一些实施例中,套组进一步包含获得如本文中所描述的加权和得分的处理单元。
视情况,套组中亦包括能够与所扩增部分杂交的一或多种以可侦测方式标记的多肽。在一些实施例中,套组包含扩增本文描述的标靶DNA序列的充足引物,且视情况包括能够与各经扩增DNA区域或其部分杂交的以可侦测方式标记的聚核苷酸。套组进一步可包含甲基化依赖性或甲基化敏感性限制酶及/或亚硫酸氢钠。
在一些实施例中,套组包含亚硫酸氢钠及用于整个靶基因扩增的衔接子,以及聚核苷酸(例如,以可侦测方式标记的聚核苷酸),以定量来自如本文中所描述的表观遗传生物标记的DNA区域的至少一种胞嘧啶的经转化甲基化及/或经转化未甲基化序列的存在。
在一些实施例中,套组包含甲基化感测限制酶、用于整个靶基因扩增的引物及衔接子及聚核苷酸,以定量本文描述的表观遗传标记的DNA区域的至少一部分的复本数目。在一些实施例中,套组包含甲基化结合部分及一或多个聚核苷酸,以定量本文描述的标记的DNA区域的至少一部分的复本数目。
尽管本揭示内容已通过例示性实施例描述,熟习此项技术者可提出各种变化及修改。希望本揭示内容涵盖随附申请专利范围的范畴内的此类变化及修改。
实例
实例1乳癌组织中标靶核酸及基因的甲基化状况
由癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)研究网产生基于伊路米那(Illumina)甲基化450K数组的资料的β值。当来自正常组织的β值小于0.15,△β值(肿瘤的值减去正常组织的值)高于0.3时,选择标靶核酸及基因。GCM2、ITPRIPL1、C1orf114及ZNF177、RKL1001及C8orf47的△β值比0.3高得多。
Figure GDA0002933062600000141
β值(T),肿瘤组织的甲基化水平;
将标记为蓝色的β值(T)>0.3计算为其他癌症的生物标记。
图1展示肿瘤组织与相邻正常组织之间的标靶核酸及基因的甲基化状况(β值)的差异(n=97)。较深颜色指示根据基于伊路米那甲基化450K数组的数据具有较高甲基化状况的组织。
实例2乳癌组织中的标靶核酸及基因与正常组织中的标靶核酸及基因之间的甲基化状况的差异的侦测
提取来自乳癌患者的相同患者的匹配对原发性肿瘤及相邻乳房组织的基因组DNA且随后进行亚硫酸氢盐转化。甲基化特异性实时PCR(qMSP)用于侦测乳房肿瘤组织及相邻正常组织中的DNA甲基化分析。ACTB基因用作参考基因。当靶基因的甲基化水平相对于ACTB基因的甲基化水平相较于成对正常乳房组织样品在乳房肿瘤中高至少2倍中时,将靶标视为高甲基化。乳房肿瘤中所有的高甲基化速率相较于GCM2、ITPRIPL1、C1orf114及ZNF177、RKL1001及C8orf47的相邻正常组织大于64%。
Figure GDA0002933062600000151
实例3健康个体及乳癌患者的血浆样品中的靶基因的表观遗传生物标记的甲基化状况的早期侦测
自血浆提取循环的无细胞DNA。简言之,3.5mL的血浆紧接着自10mL周边血液分离。在自获自24位乳癌患者及25位健康个体的血浆提取循环的无细胞DNA(cfDNA)的后,通过亚硫酸氢盐转化执行cfDNA。基于探针的甲基化特异性实时PCR(qMSP)用于cfDNA甲基化分析。通过GCM2、ITPRIPL1、C1orf114及ZNF177进行的早期预测揭露91.7%的敏感性及96.0%的特异性(AUC:0.954)。
Figure GDA0002933062600000152
Figure GDA0002933062600000161
图2展示健康个体及乳癌患者的血浆样品中的靶基因的表观遗传生物标记的甲基化状况的早期侦测的差异。另外,如图3中所展示的接收者操作特性(ROC)曲线分析指示乳癌患者及健康个体中的靶基因的表观遗传生物标记的甲基化状况的早期侦测。
实例4通过乳癌患者中的靶基因的表观遗传生物标记的甲基化状况监控的治疗反应通过基于探针的甲基化特异性实时PCR(qMSP)分析来自乳癌患者的血浆的cfDNA。CA-153及CEA肿瘤标记为当前临床使用的癌症生物标记,其用作比较性标记。结果展示,表观遗传生物标记的甲基化状况可敏感地对医疗手术治疗作出反应。如图4中所展示,在手术之前和之后乳癌患者中的靶基因的表观遗传生物标记的甲基化状况的治疗反应。
实例5通过乳癌患者中的靶基因的表观遗传生物标记的甲基化状况进行的预后预测由癌症基因组图谱(TCGA)研究网产生基于伊路米那甲基化450K数组的数据及随访信息。使用卡本-麦尔方法计算总体存活率曲线,且使用对数秩及威尔科克森测试(Wilcoxontest)通过SPSS软件(SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)执行比较。展示于图5中的卡本-麦尔曲线指示ITPRIPL1基因的甲基化状况在乳癌患者中具有不良预后。亦使用卡本-麦尔方法计算总体存活率曲线GCM2、ITPRIPL1、C1orf114、ZNF177、C8orf47及/或RKL1001及/或其组合中之任一者。
序列表
<110> 台北医学大学
林若凯
洪进升
王升超
钟郁玫
苏智铭
<120> 用于乳癌的早期预测、治疗反应、复发及预后监控的方法
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<170> PatentIn 版本 3.5
<210> 1
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 1
gttttttatt tttgtcgttg cgtttc 26
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 2
cgaaaaaaat tccccgacct 20
<210> 3
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 3
gtagttgttt tcggttttcg gtttc 25
<210> 4
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 4
tactatcgcc gaccttatta aaaacg 26
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 5
gagatagggc ggagtttttc 20
<210> 6
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 6
cttaaccgcg atactaaacg tt 22
<210> 7
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 7
gagtgtagtt gatagtaggt acggc 25
<210> 8
<211> 30
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 8
gtaaatttac taaaaaaata aaaaaaccgt 30
<210> 9
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 9
ttttattggt ttttcgtaag tatcg 25
<210> 10
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 10
cataacaaca acgtacctct acgtc 25
<210> 11
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 11
tttagttgtt ggtcggaagc 20
<210> 12
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 12
cgacctcact aataaaacgc a 21
<210> 13
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 13
tgtcgcgttg gtttttcgtt cgttt 25
<210> 14
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 14
ctaaaacaac ccattacgaa aaacgc 26
<210> 15
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 15
ggtcgatgtt gtcgttcggg tgga 24
<210> 16
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 16
agggaggtcg agtagcggag agtgtg 26
<210> 17
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 17
tcgggagggg tcggtggttt gag 23
<210> 18
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 18
gaagtgggcg ttcgtcgttt cgtt 24
<210> 19
<211> 149
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 合成聚核苷酸
<400> 19
cgcaggccag gccctctatt cctgtcgctg cgccccgcct tgccggctgc gtgtcacccc 60
cccccctgcc gcgctggctc cccgtccgtc ccaccagcct tgctgtcctg ggcaggccgg 120
ggaattcctc ccggttcctg gaaaaaaca 149

Claims (33)

1.一种用于侦测需要侦测乳癌的人类个体中的甲基化状况的方法,其包含(a)提供生物样品,及(b)分析标靶DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段中的表观遗传生物标记的甲基化状况,其中相对于对照的甲基化状态,高甲基化在所述人类个体的这些DNA序列中的存在指示乳癌。
2.一种用于在人类个体中侦测对乳癌的倾向性或所述乳癌的发病率或预测乳癌的治疗反应、预后或复发的方法,其包含(a)提供生物样品,及(b)分析标靶DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段中的表观遗传生物标记的甲基化状况,其中相对于对照的甲基化状态,高甲基化在所述人类个体的这些DNA序列中的存在指示对所述乳癌的倾向性或所述乳癌的发病率、不良治疗反应、不良预后或复发。
3.如权利要求1或2的方法,其中GCM2甲基化特异性探针及ITPRIPL1甲基化特异性探针用于分析这些标靶GCM2及ITPRIPL1 DNA序列或其片段及对照DNA序列在所述样品中的甲基化水平。
4.一种方法,其包含(a)提供包含GCM2及ITPRIPL1标靶DNA序列或其片段的生物样品,(b)使用GCM2甲基化特异性探针及ITPRIPL1甲基化特异性探针分析这些标靶GCM2及ITPRIPL1 DNA序列或其片段及对照DNA序列在所述样品中的甲基化水平,(c)量测这些标靶GCM2及ITPRIPL1 DNA序列或其片段相较于对照DNA序列的相对甲基化状况以侦测高甲基化GCM2及ITPRIPL1的存在,(d)当所述人类个体的这些标靶DNA序列GCM2及ITPRIPL1 DNA序列或其片段相对于所述个体中的对照DNA序列的甲基化状态为高甲基化时,将所述个体鉴别为需要乳癌治疗,所述方法可侦测需要侦测乳癌的人类个体中的甲基化状况。
5.一种方法,其包含(a)提供包含GCM2及ITPRIPL1标靶DNA序列或其片段的生物样品,及(b)使用GCM2甲基化特异性探针及ITPRIPL1甲基化特异性探针分析这些标靶GCM2及ITPRIPL1 DNA序列或其片段及对照DNA序列在所述样品中的甲基化水平,(c)量测这些标靶GCM2及ITPRIPL1 DNA序列或其片段相较于对照DNA序列的相对甲基化状况以侦测高甲基化GCM2及ITPRIPL1的存在,(d)当所述人类个体的这些标靶DNA序列GCM2及ITRPIPL1相对于所述个体中的对照DNA序列的甲基化状态为高甲基化时,将所述个体鉴别为对所述乳癌具有倾向性或所述乳癌的发病率、不良治疗反应或具有所述乳癌的不良预后或复发。
6.如权利要求1至5中任一项的方法,其中所述生物样品为组织、细胞、血液、尿液、血清或血浆。
7.如权利要求1至5中任一项的方法,其中这些DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段中的甲基化比所述对照的甲基化高约64%。
8.如权利要求1至5中任一项的方法,其中这些DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段中的甲基化分别比所述对照的甲基化高约69%及约80%。
9.如权利要求1至5中任一项的方法,其中当这些标靶DNA序列在人类个体中的甲基化比对照的甲基化高至少0.5倍时,指示高甲基化。
10.如权利要求1至5中任一项的方法,其中当这些标靶DNA序列在人类个体中的甲基化比对照的甲基化高至少2倍时,指示高甲基化。
11.如权利要求3至5中任一项的方法,其中所述GCM2甲基化特异性探针具有与SEQ IDNO:15具至少85%的同源性的序列且ITPRIPL1甲基化特异性探针具有与SEQ ID NO:16具至少85%的同源性的序列。
12.如权利要求3至5中任一项的方法,其中所述GCM2甲基化特异性探针具有SEQ IDNO:15的序列且ITPRIPL1甲基化特异性探针具有SEQ ID NO:16的序列。
13.如权利要求12的方法,其中这些标靶GCM2及ITPRIPL1 DNA序列或其片段相较于对照DNA序列的相对甲基化状况的所述量测对于GCM2具有高于约54%的敏感性及约100%的特异性且对于ITPRIPL1具有高于约79%的敏感性及高于约96%的特异性。
14.如权利要求1至5中任一项的方法,其进一步包含分析以下一或多个标靶DNA序列或其组合中的任一者的甲基化水平的步骤:C1orf114或其片段、ZNF177或其片段及C8orf47或其片段。
15.如权利要求14的方法,其中进一步分析RKL001的甲基化水平。
16.如权利要求14的方法,其中C1orf114甲基化特异性探针、ZNF177甲基化特异性探针或C8orf47甲基化特异性探针或其组合中的任一者进一步用于分析以下一或多个标靶DNA序列或其组合中的任一者的甲基化水平:C1orf114或其片段、ZNF177或其片段及C8orf47或其片段。
17.如权利要求16的方法,其中标靶C1orf114、ZNF177及C8orf47或其片段的这些甲基化特异性探针具有分别与SEQ ID NO:17、18及14具至少85%的同源性的序列。
18.如权利要求16的方法,其中标靶C1orf114或其片段、ZNF177或其片段及C8orf47或其片段的这些甲基化特异性探针分别具有SEQ ID NO:17、18及14的序列。
19.如权利要求16或17中任一项的方法,其中这些标靶C1orf114、ZNF177及/或C8orf47DNA序列或其片段相较于对照DNA序列的相对甲基化状况的所述量测分别对于C1orf114具有高于约75%的敏感性及约76%的特异性且对于ZNF177具有高于约62%的敏感性及约82%的特异性。
20.如权利要求16的方法,其中标靶GCM2及ITPRIPL1或其片段、标靶GCM2、ITPRIPL1及C1orf114或其片段及GCM2、ITPRIPL1、C1orf114及ZNF177或其片段的组合的相对甲基化状况的所述量测相较于对照DNA序列分别具有高于约87%的敏感性及约96%的特异性、高于约95%的敏感性及约72%的特异性、高于约87%的敏感性及约96%的特异性。
21.如权利要求13、19或20的方法,其中所述量测进一步包含通过加权和得分分析量测特异性及敏感性的步骤。
22.如权利要求21的方法,其中标靶GCM2、ITPRIPL1及C1orf114或其片段或标靶GCM2、ITPRIPL1、C1orf114及ZNF177或其片段的组合的相对甲基化状况的所述量测分别具有高于约87%的敏感性及约96%的特异性及高于约91%的敏感性及约96%的特异性。
23.如权利要求15的方法,其中RKL001甲基化特异性探针进一步用于分析RKL001的甲基化水平。
24.如权利要求23的方法,其中RKL001甲基化特异性探针具有与SEQ ID NO:13具至少85%的同源性的序列。
25.如权利要求23的方法,其中RKL001甲基化特异性探针具有SEQ ID NO:13的序列。
26.如权利要求1至5中任一项的方法,其中所述甲基化状况由聚合酶链反应侦测。
27.一种探针,其具有选自由以下组成的群的序列:SEQ ID No:14至18。
28.一种引物,其具有选自由以下组成的群的序列:SEQ ID No:1至13。
29.一种用于侦测需要侦测乳癌的人类个体中的甲基化状况或侦测人类个体中对乳癌的倾向性或所述乳癌的发病率或预测乳癌的治疗反应、预后或复发的套组,所述套组包含具有SEQ ID NO:5至8的序列的引物或具有SEQ ID No:15及16的序列的探针,以供分析标靶DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段中的表观遗传生物标记的甲基化状况。
30.如权利要求29的套组,其进一步包含具有SEQ ID NO:9至12及1至4的序列的一或多个引物及/或具有SEQ ID No:17、18、12及13的序列的一或多个探针,以供分析标靶DNA序列GCM2及ITPRIPL1或其片段以及一或多个标靶DNA序列C1orf114或其片段、ZNF177或其片段、C8orf47或其片段及RKL0014或其组合中的任一者中的表观遗传生物标记的甲基化状况。
31.如权利要求29或30的套组,其进一步包含亚硫酸氢钠及用于整个靶基因扩增的衔接子,以及聚核苷酸(例如,以可侦测方式标记的聚核苷酸),以定量来自如权利要求1至23中任一项中所展示的标靶DNA序列中的表观遗传生物标记的DNA区域的至少一种胞嘧啶的经转化甲基化及/或经转化未甲基化序列的存在。
32.如权利要求31的套组,其进一步包含用于整个标靶序列或基因扩增的甲基化感测限制酶。
33.如权利要求4的方法,其中所述方法侦测需要侦测乳癌的人类个体中的甲基化状况。
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AKULENKO等: "DNA co-methylation analysis suggests novel functional associations between gene pairs in breast cancer samples", 《HUMAN MOLECULAR GENETICS》, vol. 22, no. 15, pages 3019 *

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