RU2683571C1 - TEST SYSTEM “HV2 mtDNA-PCR” FOR PREDICTING THE DEVELOPMENT OF METASTASES IN PATIENTS WITH GASTRIC CANCER - Google Patents

TEST SYSTEM “HV2 mtDNA-PCR” FOR PREDICTING THE DEVELOPMENT OF METASTASES IN PATIENTS WITH GASTRIC CANCER Download PDF

Info

Publication number
RU2683571C1
RU2683571C1 RU2017143986A RU2017143986A RU2683571C1 RU 2683571 C1 RU2683571 C1 RU 2683571C1 RU 2017143986 A RU2017143986 A RU 2017143986A RU 2017143986 A RU2017143986 A RU 2017143986A RU 2683571 C1 RU2683571 C1 RU 2683571C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metastases
gastric cancer
pcr
test system
patients
Prior art date
Application number
RU2017143986A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Иванович Кит
Денис Сергеевич Кутилин
Елена Михайловна Франциянц
Мартин Замирович Татимов
Евгений Николаевич Колесников
Андрей Александрович Маслов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority to RU2017143986A priority Critical patent/RU2683571C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2683571C1 publication Critical patent/RU2683571C1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/574Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
    • G01N33/57407Specifically defined cancers
    • G01N33/57446Specifically defined cancers of stomach or intestine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/686Polymerase chain reaction [PCR]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention relates to molecular biology and oncology. Test system for predicting the development of metastases in patients with gastric cancer on the basis of determining the number of copies of HV2 mtDNA, containing highly specific primers for the HV2 and B2M genes with the concentration of 1800 nM each in an aqueous solution, is proposed.EFFECT: invention provides a simple, low-cost and accurate test system with highly specific primers for predicting the development of metastases in patients with gastric cancer.1 cl, 1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к молекулярной биологии, онкологии, и может быть использовано для прогнозирования вероятности развития метастазов у пациентов с диагнозом рак желудка.The invention relates to medicine, namely to molecular biology, oncology, and can be used to predict the likelihood of metastases in patients diagnosed with gastric cancer.

Рак желудка занимает одно из ведущих мест в общей структуре онкологических заболеваний в РФ: 7,9% у мужчин и 5,2% у женщин (показатели заболеваемости). В структуре смертности населения России от злокачественных новообразований рак желудка занимает второе место с показателем 10,3% или 30409 человек в 2015 году (см. Под редакцией А.Д. Каприна, В.В. Старинского, Г.В. Петровой // Злокачественные новообразования в России в 2015 году (см. заболеваемость и смертность), Москва, 2017).Stomach cancer occupies one of the leading places in the overall structure of oncological diseases in the Russian Federation: 7.9% in men and 5.2% in women (incidence rates). In the structure of mortality of the population of Russia from malignant neoplasms, gastric cancer ranks second with an indicator of 10.3% or 30,409 people in 2015 (see Edited by A.D. Kaprin, V.V. Starinsky, G.V. Petrova // Malignant neoplasms in Russia in 2015 (see morbidity and mortality), Moscow, 2017).

Метастазы возникают у 80-90% больных раком желудка, при этом выживаемость составляет 65% в случае ранней диагностики заболевания и менее 15% на поздних стадиях развития онкологического процесса (см. Takuji G., Yanagisawa A., Sasako М. Ono Н, Nakanishi Y., Shimoda Т., Kato Y. Incidence in lymph node metastasis from early gastric cancer: estimation with a large number of cases at two large centers. // Gastric Cancer. - 2000. - V. 3. - P. 219-225). Поэтому поиск потенциальных молекулярных маркеров, пригодных для ранней диагностики и прогнозирования тяжести течения этого заболевания является актуальной задачей.Metastases occur in 80-90% of patients with gastric cancer, with a survival rate of 65% in the case of early diagnosis of the disease and less than 15% in the late stages of the oncological process (see Takuji G., Yanagisawa A., Sasako M. Ono H, Nakanishi Y., Shimoda T., Kato Y. Incidence in lymph node metastasis from early gastric cancer: assessment with a large number of cases at two large centers. // Gastric Cancer. - 2000. - V. 3. - P. 219- 225). Therefore, the search for potential molecular markers suitable for early diagnosis and prediction of the severity of this disease is an urgent task.

Изменение копийности генов (Copy Number Variation или CNV) является одним из основных механизмов контроля раковой клеткой ключевых для выживания и малигнизации экспрессии генов. Копийность генов - вид генетического полиморфизма, возникающий в результате несбалансированных хромосомных перестроек, таких как делеции и дупликации. Результатом вариации может явиться снижение или повышение числа копий определенного гена, и, следовательно, пониженная или повышенная экспрессия продукта гена - белка или не кодирующей РНК. CNV представляют собой критические генетические события, которые способствуют развитию и прогрессированию злокачественных новообразований у человека (см. Кит О.И., Водолажский Д.И., Кутилин Д.С., Гудуева Е.Н. Изменение копийности генетических локусов при раке желудка // Молекулярная биология. - 2015. - Т. 49, №4. - С. 658-666.).Changing the copy number of genes (Copy Number Variation or CNV) is one of the main mechanisms by which cancer cells control the key to the survival and malignancy of gene expression. Gene copying is a type of genetic polymorphism resulting from unbalanced chromosomal rearrangements, such as deletions and duplications. The result of the variation may be a decrease or increase in the number of copies of a particular gene, and, consequently, reduced or increased expression of the gene product — protein or non-coding RNA. CNV are critical genetic events that contribute to the development and progression of malignant neoplasms in humans (see Kit O.I., Vodolazhsky D.I., Kutilin D.S., Gudueva E.N. Change in the copy number of genetic loci in gastric cancer / / Molecular Biology. - 2015. - V. 49, No. 4. - S. 658-666.).

Изменение числа копий митохондриальной ДНК (определяемое по копийности локуса HV2), характерное для раковых клеток, отражает состояние окислительного фосфорилирования малигнизированных клеток (см. Scatena R. Mitochondria and cancer: a growing role in apoptosis, cancer cell metabolism and dedifferentiation. // Adv Exp Med Biol. - 2012. - V. 942. - P. 287-308). HV2 - гипервариабельный участок с 33 по 160 нуклеотид D-петли митохондриальной ДНК (мтДНК), относящийся к регуляторным не кодирующим элементам, поэтому он обладает высокой изменчивостью. Копийность мтДНК в лейкоцитах крови определяли во многих исследованиях при различных видах рака, хотя вопрос о ценности показателя копийности мтДНК в лейкоцитах для диагностики и прогноза лечения опухолей желудка остается дискуссионным.The change in the number of copies of mitochondrial DNA (determined by the copy number of the HV2 locus) characteristic of cancer cells reflects the state of oxidative phosphorylation of malignant cells (see Scatena R. Mitochondria and cancer: a growing role in apoptosis, cancer cell metabolism and dedifferentiation. // Adv Exp Med Biol. - 2012 .-- V. 942. - P. 287-308). HV2 is a hypervariable region from 33 to 160 nucleotides of the D-loop of mitochondrial DNA (mtDNA), which belongs to regulatory non-coding elements; therefore, it has high variability. The mtDNA copy number in blood leukocytes was determined in many studies for various types of cancer, although the question of the value of the mtDNA copy number in leukocytes for the diagnosis and prognosis of treatment of gastric tumors remains debatable.

Так, в широкомасштабном исследовании, включавшем в себя группы пациентов с раком желудка на различных стадиях и условно здоровых доноров, не было обнаружено значимой ассоциации между числом копий мтДНК в лейкоцитах и риском развития рака желудка, но, была показана достоверная корреляция данного показателя и прогрессии заболевания (см. Liao L.M. et al. Mitochondrial DNA Copy Number and Risk of Gastric Cancer: a Report from the Shanghai Women's Health Study // Cancer Epidemiol Biomarkers Prev; 2011, 20(9); 1944-9).So, in a large-scale study, which included groups of patients with gastric cancer at various stages and conditionally healthy donors, no significant association was found between the number of mtDNA copies in leukocytes and the risk of developing gastric cancer, but a significant correlation was shown between this indicator and disease progression (see Liao LM et al. Mitochondrial DNA Copy Number and Risk of Gastric Cancer: a Report from the Shanghai Women's Health Study // Cancer Epidemiol Biomarkers Prev; 2011, 20 (9); 1944-9).

Результаты другого исследования продемонстрировали достоверную ассоциацию копийности мтДНК с риском малигнизации тканей желудка (см. Fernfndes J. et al. Circulating Mitochondrial DNA Level, a NoninvasiveAnother study showed a reliable association of mtDNA copy number with the risk of malignancy of gastric tissue (see Fernfndes J. et al. Circulating Mitochondrial DNA Level, a Noninvasive

Biomarker for the Early Detection of Gastric Cancer // Cancer Epidemiol Biomarkers Prev; 2014. 23(11); 2430-8).Biomarker for the Early Detection of Gastric Cancer // Cancer Epidemiol Biomarkers Prev; 2014.23 (11); 2430-8).

Поэтому, в качестве маркеров для прогнозирования вероятности развития метастазов в лимфоузлы у пациентов с диагнозом рак желудка адекватно использование показателя относительной копийности HV2.Therefore, as a marker for predicting the likelihood of metastases in the lymph nodes in patients diagnosed with gastric cancer, the use of the relative copy number HV2 is adequate.

Из патентных источников известно следующее:The following are known from patent sources:

«Способ прогнозирования метастазов у больных раком желудка» (см. патент RU №2445632 С1, опубл. 20.03.2012. Бюл. №8). Сущностью способа является то, у больных раком желудка определяют маркер пролиферативной активности Ki-67 и маркеры апоптоза р53 и bcl-2. Проводят иммуногистохимическое исследование и устанавливают, что при абсолютных значениях экспрессии при перстневидно-клеточном раке: р53 - 10%, bcl-2 - 10%, Ki-67 - 12%; при недифференцированном раке: р53 - 13%, bcl-2 - 11%, Ki-67 - 9%; при аденокарциноме: р53 - 10%, bcl-2 - 9%, Ki-67 - 12%) прогнозируют возникновение метастазов в лимфоузлах. При р53 - 6%, bcl-2 - 5%, Ki-67 - 10% прогнозируют отсутствие метастатического поражения лимфоузлов."A method for predicting metastases in patients with gastric cancer" (see patent RU No. 2445632 C1, publ. March 20, 2012. Bull. No. 8). The essence of the method is that in patients with cancer of the stomach determine the marker of proliferative activity Ki-67 and markers of apoptosis p53 and bcl-2. An immunohistochemical study is carried out and it is established that with absolute values of expression in cricoid-cell carcinoma: p53 - 10%, bcl-2 - 10%, Ki-67 - 12%; with undifferentiated cancer: p53 - 13%, bcl-2 - 11%, Ki-67 - 9%; with adenocarcinoma: p53 - 10%, bcl-2 - 9%, Ki-67 - 12%) predict the occurrence of metastases in the lymph nodes. At p53 - 6%, bcl-2 - 5%, Ki-67 - 10% predict the absence of metastatic lymph node damage.

«Способ прогнозирования метастазирования опухолевого процесса у больных раком желудка» (см. патент RU 2455924 С1, опубл. 20.07.2012, Бюл. №20). В периферической венозной крови обследуемых лиц определяют абсолютное содержание моноцитов и концентрацию фактора некроза опухоли альфа (TNF-α). При содержании моноцитов менее 0,35×109 кл/л и TNF-α более 55 пг/мл прогнозируют высокую вероятность метастазирования."A method for predicting metastasis of the tumor process in patients with gastric cancer" (see patent RU 2455924 C1, publ. 20.07.2012, Bull. No. 20). In the peripheral venous blood of the subjects examined, the absolute content of monocytes and the concentration of tumor necrosis factor alpha (TNF-α) are determined. With a monocyte content of less than 0.35 × 10 9 cells / L and TNF-α greater than 55 pg / ml, a high probability of metastasis is predicted.

Способ позволяет сократить время и упростить методику прогнозирования, так как позволяет использовать материалы, реактивы и методы исследования, широко применяемые в стандартной клинико-лабораторной практике.The method allows to reduce time and simplify the forecasting technique, as it allows the use of materials, reagents and research methods that are widely used in standard clinical and laboratory practice.

Однако эти способы принципиально отличаются от нашего, обладают меньшей чувствительностью или специфичностью, чем предлагаемая нами тест-система.However, these methods are fundamentally different from ours, have less sensitivity or specificity than the test system we offer.

В патенте «Способ прогнозирования развития метастазов у больных раком желудка» (см. патент RU 2624505 С1, опубл. 04.07.2017, Бюл. №19) осуществляют амплификацию фрагментов генетических локусов В2М, HV2 и CFLAR методом полимеразной цепной реакции в реальном времени с помощью набора высокоспецифичных праймеров на матрице выделенной ДНК, проводят количественную интерпретацию результатов амплификации и расчет относительной копийности генов по формуле rC=2-(Ct(ген мишень)-Ct(В2М)) (rc - относительная копийность гена в опухолевой ткани, Ct - среднее значение сигналов флюоресценции), сравнивают полученные значения относительной копийности генов с прогностическими, и при значениях rCHV2<870 и rCCFLAR>0,40 прогнозируют отсутствие метастазов, а при значениях rCHV2>870 и rCCFLAR<0,40 прогнозируют развитие метастазов.In the patent "A method for predicting the development of metastases in patients with gastric cancer" (see patent RU 2624505 C1, publ. 07/04/2017, Bull. No. 19), fragments of genetic loci B2M, HV2 and CFLAR are amplified by real-time polymerase chain reaction using of a set of highly specific primers on the extracted DNA matrix, a quantitative interpretation of the amplification results is carried out and the relative copy number of the genes is calculated using the formula rC = 2 - (Ct (target gene) -Ct (B2M)) (rc is the relative copy number of the gene in the tumor tissue, Ct is the average value signal fluorescence) obtained by comparing the values of the relative copy number of genes with predictive, and at values rC HV2 <870 and rC CFLAR> 0,40 predict absence of metastases, while values rC HV2> 870 and rC CFLAR <0,40 predict the development of metastases.

Однако предлагаемая авторами система более сложна для клинической реализации, так как обладает большей сложностью в интерпретации полученных результатов, и имеет более высокую себестоимость проведения одного исследования в пересчете на одного пациента.However, the system proposed by the authors is more complicated for clinical implementation, since it has greater difficulty in interpreting the results and has a higher cost of conducting one study in terms of one patient.

Анализ патентных источников (www.fips.ru) также показал отсутствие действующих патентов и заявок на изобретение «Тест-система для прогнозирования развития метастазов у больных раком желудка на основании определения числа копий HV2 мтДНК».An analysis of patent sources (www.fips.ru) also showed the absence of valid patents and applications for the invention “Test system for predicting the development of metastases in patients with gastric cancer based on determining the number of copies of HV2 mtDNA”.

Техническим результатом заявляемого изобретения является создание и внедрение новой, простой в исполнении, не дорогостоящей и точной тест-системы с уникальными высокоспецифичными последовательностями синтетических олигонуклеотидов (праймеров) для прогнозирования развития метастазов у больных раком желудка.The technical result of the claimed invention is the creation and implementation of a new, simple, not expensive and accurate test system with unique highly specific sequences of synthetic oligonucleotides (primers) to predict the development of metastases in patients with gastric cancer.

Технический результат достигается тем, что тест-система что содержит реагенты для амплификации ДНК в режиме реального времени (ПЦР-РВ) и контрольные смеси, смесь для ПЦР-РВ реакции, содержащую 0,57 мМ dNTPs, 7,1 мМ MgCl2, 2,7-кратный ПЦР-буфер с 2,9-кратной концентрацией красителя EvaGreen Dye и 7,1% ДМСО, ДНК-полимеразу Thermus aquaticus 5 ед/мкл и высокоспецифичные праймеры для генов HV2 и В2М с концентрацией 1,8 мкМ каждого в водном растворе, праймеры для гена HV2: прямой

Figure 00000001
, обратный
Figure 00000002
; для гена В2М: прямой
Figure 00000003
, обратный
Figure 00000004
Figure 00000005
.The technical result is achieved by the fact that the test system that contains reagents for amplification of DNA in real time (PCR-RV) and control mixtures, a mixture for PCR-RV reaction containing 0.57 mm dNTPs, 7.1 mm MgCl 2 , 2 7-fold PCR buffer with a 2.9-fold concentration of EvaGreen Dye and 7.1% DMSO, Thermus aquaticus DNA polymerase 5 u / μl and highly specific primers for HV2 and B2M genes with a concentration of 1.8 μM each in aqueous solution, primers for the HV2 gene: direct
Figure 00000001
reverse
Figure 00000002
; for the B2M gene: direct
Figure 00000003
reverse
Figure 00000004
Figure 00000005
.

Заявленный анализ основан на определении количества копий локуса HV2 относительно референсного локуса В2М (β-2 микроглобулин) в опухолевой ткани желудка, и последующем сравнении полученных значений с интервалом копийности rCHV2 характерным для развития метастазов или их отсутствия.The claimed analysis is based on determining the number of copies of the HV2 locus relative to the reference B2M locus (β-2 microglobulin) in the tumor tissue of the stomach, and subsequent comparison of the obtained values with the copy interval rC HV2 characteristic of the development of metastases or their absence.

Заявленная тест-система включает следующие приемы: выделение тотальной ДНК из тканевых проб или из парафиновых блоков с помощью метода фенол-хлороформной экстракции; определение относительной копийности генетических локусов методом ПЦР-РВ в присутствии красителя EVA-Green и специфичных праймеров на матрице выделенной ДНК; анализ первичных данных с помощью программного продукта амплификатора; расчет относительной копийности гена (rC) на основании соотношения сигналов, продуцируемых амплификатами изучаемой и референсной последовательностей, сравнением rC пробы с прогностическими значениями копийности rC стандарт, определенными для больных раком желудка с метастазами или без метастазов в лимфоузлах.The claimed test system includes the following methods: extraction of total DNA from tissue samples or from paraffin blocks using the phenol-chloroform extraction method; determination of the relative copy number of genetic loci by PCR-RV in the presence of EVA-Green dye and specific primers on the extracted DNA matrix; primary data analysis using the software of the amplifier; calculation of relative gene copy number (rC) based on the ratio of signals produced by amplitudes of the studied and reference sequences, comparing the rC sample with prognostic copy numbers of rC standard , determined for patients with gastric cancer with or without metastases in lymph nodes.

Заявленная тест-система, рассчитанная на 50 определений, включает:The claimed test system, designed for 50 definitions, includes:

1. Смесь для ПЦР-РВ реакции (Mix_PCR) - 1500 мкл, содержащую 0,57 мМ dNTPs, 7,1 мМ MgCl2, 2,7 кратный ПЦР-буфер с 2,9 кратной концентрацией красителя EvaGreen Dye и 7,1% ДМСО.1. The mixture for PCR-RV reaction (Mix_PCR) - 1500 μl containing 0.57 mm dNTPs, 7.1 mm MgCl 2 , 2.7-fold PCR buffer with 2.9-fold concentration of the dye EvaGreen Dye and 7.1% DMSO.

2. ДНК-полимеразу Thermus aquaticus 5 ед/мкл (Taq) - 50 мкл2. Thermus aquaticus DNA polymerase 5 u / μl (Taq) - 50 μl

3. Смесь прямого и обратного праймеров с концентрацией 1,8 мкМ каждого для локуса HV2 (HV2_Mix) - 500 мкл (смесь включает Milli-Q воду для ПЦР - реакции)3. A mixture of forward and reverse primers with a concentration of 1.8 μm each for the locus HV2 (HV2_Mix) - 500 μl (the mixture includes Milli-Q water for PCR reaction)

4. Смесь прямого и обратного праймеров с концентрацией 1,8 мкМ каждого для гена В2М (RefMix)) - 1500 мкл (смесь включает Milli-Q воду для ПЦР - реакции)4. A mixture of forward and reverse primers with a concentration of 1.8 μm each for the B2M gene (RefMix)) - 1500 μl (the mixture includes Milli-Q water for PCR reaction)

5. Контроль реакционной смеси (стандартная ДНК с концентрацией 2 нг/мкл) - 500 мкл5. Control of the reaction mixture (standard DNA with a concentration of 2 ng / μl) - 500 μl

6. Отрицательный контроль (контроль без матрицы, Milli-Q вода обработанная DEPC) - 500 мкл.6. Negative control (control without matrix, Milli-Q water treated with DEPC) - 500 μl.

Из расчета на одну ПЦР-РВ реакцию смесь должна содержать перечисленные выше компоненты в следующем соотношении:Based on one PCR-RV reaction, the mixture should contain the above components in the following ratio:

7,0 мкл Mix_PCR+0,2 мкл Taq+6,8 мкл HV2_Mix (или Ref_Mix)+6 мкл матрицы*7.0 μl Mix_PCR + 0.2 μl Taq + 6.8 μl HV2_Mix (or Ref_Mix) + 6 μl matrix *

* - ДНК нормализованная до концентрации 2 нг/мкл, отрицательный контроль или контроль реакционной смеси.* - DNA normalized to a concentration of 2 ng / μl, negative control or control of the reaction mixture.

Для тест-системы были разработаны специфичные олигонуклеотидные прямые и обратные праймеры для локусов HV2 и В2М. Дизайн специфичных олигонуклеотидных праймеров (таблица 1) осуществлялся с использованием референсных последовательностей NCBI GenBank на основе следующих принципов: область отжига олигонуклеотидных праймеров должна быть в диапазоне 58-63°C; GC-состав в диапазоне 40-60%; в последовательности праймера должны отсутствовать стабильные вторичные структуры - шпильки и димеры, e-value последовательности праймера должно стремится к нулю и быть не больше 0,05, a query coverage (покрытие целевой последовательности) 100% (для версии BLASTN 2.3.1+), температуры отжигаSpecific oligonucleotide direct and reverse primers for the HV2 and B2M loci were developed for the test system. The design of specific oligonucleotide primers (Table 1) was carried out using NCBI GenBank reference sequences based on the following principles: the annealing region of the oligonucleotide primers should be in the range of 58-63 ° C; GC composition in the range of 40-60%; in the sequence of the primer there should be no stable secondary structures - hairpins and dimers, the e-value of the sequence of the primer should tend to zero and be no more than 0.05, a query coverage (coverage of the target sequence) 100% (for version BLASTN 2.3.1+), annealing temperature

праймеров (forward и reverse) не должны различаться друг от друга более чем на 0,5°.primers (forward and reverse) should not differ from each other by more than 0.5 °.

Figure 00000006
Figure 00000006

Работу с тест-системой, содержащей разработанные специфичные олигонуклеотидные праймеры, осуществляют следующим образом.Work with a test system containing developed specific oligonucleotide primers is as follows.

На первом этапе отбираются образцы опухолевых тканей из операционного или биопсийного материала. Для транспортировки в лабораторию и хранения образцы замораживаются в жидком азоте.At the first stage, samples of tumor tissue are taken from the surgical or biopsy material. For transportation to the laboratory and storage, samples are frozen in liquid nitrogen.

Фрагменты ткани измельчаются скальпелем и/или ножницами, затем растираются в фарфоровых ступках в присутствии лизирующего SDS-содержащего буфера. К лизатам добавляется протеиназа К и инкубируется при t=56°C в течение 1 часа.Tissue fragments are crushed with a scalpel and / or scissors, then ground in porcelain mortars in the presence of lysing SDS-containing buffer. Proteinase K is added to the lysates and incubated at t = 56 ° C for 1 hour.

ДНК выделяется из прозрачного лизата тканей с использованием фенол-хлороформной экстракции (см. Корниенко И.В., Водолажский Д.И., Вейко В.П. и др. Подготовка биологического материала для молекулярно-генетических идентификационных исследований при массовом поступлении неопознанных тел. - Ростов-н/Д: ООО Ростиздат, 2001). Концентрация полученных препаратов ДНК измеряется на флюориметре. Для проведения ПЦР-РВ концентрацию ДНК в каждом образце нормализуют до 2 нг/мкл. Реагенты для выделения ДНК и определения концентрации ДНК не входят в состав тест-системы.DNA is isolated from a transparent tissue lysate using phenol-chloroform extraction (see Kornienko I.V., Vodolazhsky D.I., Veiko V.P. et al. Preparation of biological material for molecular genetic identification studies with the mass receipt of unidentified bodies. - Rostov-n / D: LLC Rostizdat, 2001). The concentration of the obtained DNA preparations is measured on a fluorimeter. For PCR-RV, the DNA concentration in each sample was normalized to 2 ng / μl. Reagents for DNA isolation and determination of DNA concentration are not part of the test system.

Анализируемые последовательности генетических локусов амплифицировали в 20 мкл ПЦР-смеси, содержащей 12 нг ДНК, 0,20 мМThe analyzed sequences of genetic loci were amplified in 20 μl of a PCR mixture containing 12 ng of DNA, 0.20 mm

dNTPs, 2,5 мМ MgCl2,

Figure 00000007
ПЦР-буфер,
Figure 00000007
краситель EvaGreen, 2,5% ДМСО и 0,05 е.а./мкл реакционной смеси ДНК-полимеразы Thermus aquaticus, и по 612 нМ прямого и обратного праймеров для референсного гена или гена-мишени.dNTPs, 2.5 mM MgCl 2 ,
Figure 00000007
PCR buffer
Figure 00000007
EvaGreen dye, 2.5% DMSO and 0.05 EA / μl of the Thermus aquaticus DNA polymerase reaction mixture, and 612 nM forward and reverse primers for the reference or target genes.

Количественную ПЦР-РВ амплификацию проводили на термоциклере по следующей программе: t=95°C в течение 4 мин. 40 циклов: t=95°C в течение 10 с, t=58°C в течение 30 с, t=72°C в течение 30 с. Разработанные праймеры обеспечивали специфичную амплификацию необходимого количества продукта и не образовывали между собой высокоэнергетических внутренних структур: шпилек и дуплексов.Quantitative PCR-RV amplification was performed on a thermal cycler according to the following program: t = 95 ° C for 4 min. 40 cycles: t = 95 ° C for 10 s, t = 58 ° C for 30 s, t = 72 ° C for 30 s. The designed primers provided specific amplification of the required amount of product and did not form high-energy internal structures: hairpins and duplexes.

Для выполнения анализа необходимо провести две амплификации (реакции ПЦР-РВ). В первой проверяется качество ДНК и работоспособность тест системы. Реакция проводится с использование смеси праймеров для В2М. Дальнейшее использование ДНК в тест-системе и тест-системы возможно, если соблюдаются следующие условия:To perform the analysis, it is necessary to carry out two amplifications (PCR-PB reactions). The first checks the quality of DNA and the performance of the test system. The reaction is carried out using a mixture of primers for B2M. Further use of DNA in the test system and test system is possible if the following conditions are met:

1) CtB2M для образца ДНК не превышает 26 цикла.1) Ct B2M for a DNA sample does not exceed 26 cycles.

2) CtB2M контроля реакционной смеси должно быть не выше 24 цикла2) Ct B2M control of the reaction mixture should not be higher than 24 cycles

3) CtB2M для отрицательного контроля должен отсутствовать.3) Ct B2M for negative control should be absent.

Во второй амплификации определяется уровень сигналов, продуцируемых амплификатами локусов HV2 и референсного В2М.In the second amplification, the level of signals produced by the amplitudes of the HV2 loci and the reference B2M is determined.

Относительную копийность локуса HV2 вычисляется следующим образом:The relative copy number of the HV2 locus is calculated as follows:

- рассчитывали медиану Ct по трем повторам для целевого локуса HV2 и референсного В2М,- the median C t was calculated in three repetitions for the target locus HV2 and reference B2M,

- далее рассчитывали величину ΔCt=Ct(HV2)-Ct(В2М)- then the value ΔC t = C t (HV2) -C t (B2M) was calculated

- копийность генетического локуса относительно референсного гена (rC) рассчитывали по формуле 2-ΔCt.- copy number of the genetic locus relative to the reference gene (rC) was calculated by the formula 2 -ΔCt .

Далее сравнивают полученные значения rC с интервалом прогностического коэффициента копийности, и при значениях rCHV2<800 прогнозируют отсутствие метастазов, а при значениях rCHV2>1000 прогнозируют развитие метастазов, при значениях rCHV2 между указанными интервалами считают полученный результат неопределенным.Next, the obtained rC values are compared with the interval of the prognostic copy coefficient, and for values of rC HV2 <800, the absence of metastases is predicted, and for values of rC HV2 > 1000, the development of metastases is predicted, for values of rC HV2 between the indicated intervals, the result is considered undefined.

Для доказательства прогностической ценности предлагаемой тест-системы приводится 2 выписки из историй болезни.To prove the prognostic value of the proposed test system, 2 extracts from medical histories are given.

1) Больная Д., 1942 г.р., госпитализирована в отделении абдоминальной онкологии №1 РНИОИ 19.11.2014 г. с верифицированным диагнозом рак желудка, ФГС 09.10.2014 Cancer субкардиального отдела желудка. Атрофический анацидный (РН-5,0) Нр-не ассоциированный гастрит. Дуоденит.1) Patient D., born in 1942, was hospitalized in the Department of Abdominal Oncology No. 1 of the RNII on November 19, 2014 with a verified diagnosis of gastric cancer, FGS 09.10.2014 Cancer of the subcardial stomach. Atrophic anacid (pH-5.0) HP-non-associated gastritis. Duodenitis.

При СРКТ органов грудной клетки, брюшной полости и малого таза 02.10.2014 г. перигастральных, периинтестинальных образований не выявлено. Легочная ткань - с обеих сторон в легких диффузный пневмосклероз, что позволило предположить до операции стадию II, T3NxM0. 19.11.2014 г. Лапаротомия, гастрэктомия с расширенной лимфаденкэктомией. При макроскопическом исследовании в удаленном желудке обнаружена опухоль до 6 см в диаметре по малой кривизне, инфильтративно язвенного типа, увеличенные лимфоузлы вдоль левых желудочных сосудов (до 10).With SKRT of the organs of the chest, abdominal cavity and pelvis on 10/02/2014, no perigastric, peri-intestinal formations were detected. Pulmonary tissue - diffuse pneumosclerosis on both sides of the lungs, which suggests stage II, T3NxM0 before surgery. November 19, 2014 Laparotomy, gastrectomy with extended lymphadenectomy. A macroscopic examination in a remote stomach revealed a tumor up to 6 cm in diameter along the lesser curvature, ulcerative infiltrative type, enlarged lymph nodes along the left gastric vessels (up to 10).

Результаты оценки копийности в биоптате у данной пациентки: rCHV2=1021,2 (находится в границах прогностического интервала развития метастазов rCHV2(прогност)>1000).The results of the evaluation of the copy number in the biopsy of this patient: rC HV2 = 1021.2 (located within the prognostic interval of metastases rC HV2 ( prognosis ) > 1000).

По данным патоморфологического исследования после операции: G2 аденокарцинома с изъязвлением инвазией всей толщи стенки желудка и подлежащей жировой ткани; в 1 из 10 лимфоузлов-метастаз аденокарциномы. Таким образом, степень распространения процесса, согласно классификации TNM соответствовала T3N1M0.According to the pathomorphological study after surgery: G2 adenocarcinoma with ulceration by invasion of the entire thickness of the stomach wall and underlying adipose tissue; in 1 out of 10 lymph nodes, metastases of adenocarcinoma. Thus, the extent of the process, according to the TNM classification, corresponded to T3N1M0.

2) Больная Ш., 1940 г.р., госпитализирована в отделении абдоминальной онкологии №1 РНИОИ 30.06.2015 г. с верифицированным диагнозом рак желудка. ФГДС 17.06.2015 рак антрального отдела желудка, гистологическое исследование - малодифференцированная аденокарцинома.2) Patient Sh., Born in 1940, was hospitalized in the Department of Abdominal Oncology No. 1 of the RNII on June 30, 2015 with a verified diagnosis of gastric cancer. FGDS 06/17/2015 antrum cancer of the stomach, histological examination - poorly differentiated adenocarcinoma.

КТ брюшной полости и забрюшинного пространства 23.06.2015 КТ-признаки диффузных изменений паренхимы печени по типу стеатоза, хронического холецистита, густой желчи в полости желчного пузыря, хронического панкреатита, признаков метастатического поражения не выявлено, что позволило предположить до операции стадию II, T3NxM0.CT scan of the abdominal cavity and retroperitoneal space 06/23/2015 CT signs of diffuse changes in the liver parenchyma such as steatosis, chronic cholecystitis, dense bile in the cavity of the gallbladder, chronic pancreatitis, signs of metastatic lesion were not detected, which suggested stage II, T3NxM0 before surgery.

02.07.2015 была выполнена операция: дистальная субтотальная резекция желудка по Бильрот 2 с расширенной лимфаденэктомией.07/02/2015 the operation was performed: distal subtotal resection of the stomach according to Billroth 2 with expanded lymphadenectomy.

При макроскопическом исследовании в удаленной части желудка обнаружена опухоль в выходном отделе до 6 см в диаметре, инфильтративно-язвенного типа, на разрезе - белесоватого цвета, в большом и малом сальнике увеличенных лимфоузлов не выявлено.A macroscopic examination in a remote part of the stomach revealed a tumor in the output section up to 6 cm in diameter, of an infiltrative-ulcerative type, in the section - whitish in color, no enlarged lymph nodes were found in the large and small omentum.

Результаты оценки копийности в биоптате у данной пациентки: rCHV2=481,9 (находится в границах прогностического интервала отсутствия метастазов rCHV2(прогност)<800).The results of the evaluation of the copy number in the biopsy of this patient: rC HV2 = 481.9 (located within the prognostic interval of the absence of metastases rC HV2 ( prognosis ) <800).

По данным патоморфологического исследования после операции - G2-3 аденокарцинома с инвазией в клетчатку. Метастазов опухоли в лимфоузлах нет. Таким образом, степень распространения процесса, согласно классификации TNM соответствовала T4aN0M0.According to the pathomorphological study after surgery - G2-3 adenocarcinoma with invasion of the fiber. There are no metastases of the tumor in the lymph nodes. Thus, the extent of the process, according to the TNM classification, corresponded to T4aN0M0.

Предлагаемым способом было осуществлено прогнозирование вероятности развития метастазов у 30 пациентов с диагностированным раком желудка.The proposed method was used to predict the likelihood of metastases in 30 patients with diagnosed gastric cancer.

Тест-система для прогнозирования развития метастазов у больных раком желудка на основании определения числа копий HV2 мтДНК позволяет с высокой точностью прогнозировать развитие такого заболевания как рак желудка, а именно развитие метастазов в лимфатические узлы.A test system for predicting the development of metastases in patients with gastric cancer based on the determination of the number of copies of HV2 mtDNA allows one to accurately predict the development of a disease such as gastric cancer, namely the development of metastases to the lymph nodes.

Заявляемая тест-система, включает разработанные нами праймеры и является экономически оправданной для уточнения особенностей течения заболевания и дает возможность скорректировать тактику лечения, осуществляется в условиях стандартной лаборатории молекулярной биологии (ПЦР), без использования специального дорогостоящего оборудования; обладает высокой чувствительностью и специфичностью, осуществление анализа возможно с операционными биоптатами и парафиновыми блоками (FFPE-блоки), занимает не более 8 часов (с учетом подготовительных этапов), и не более 3 часов (при непосредственном использовании тест-системы).The inventive test system includes the primers developed by us and is economically justified to clarify the characteristics of the disease and makes it possible to adjust the treatment tactics, carried out in a standard molecular biology laboratory (PCR), without the use of special expensive equipment; possesses high sensitivity and specificity, analysis is possible with operational biopsy samples and paraffin blocks (FFPE blocks), takes no more than 8 hours (taking into account the preparatory steps), and no more than 3 hours (with direct use of the test system).

Claims (1)

Тест-система для прогнозирования развития метастазов у больных раком желудка на основании определения числа копий HV2 мтДНК, содержащая реагенты для амплификации ДНК в режиме реального времени (ПЦР-РВ) и контрольные смеси, смесь для ПЦР-РВ реакции, содержащую 0,57 мМ dNTPs, 7,1 мМ MgCl2, 2,7-кратный ПЦР-буфер с 2,9-кратной концентрацией красителя EvaGreen Dye и 7,1% ДМСО, ДНК-полимеразу Thermus aquaticus 5 ед./мкл и высокоспецифичные праймеры для генов HV2 и В2М с концентрацией 1,8 мкМ каждого в водном растворе, праймеры для гена HV2: прямой GGGAGCTCTCCATGCATTTGGTA, обратный AAATAATAGGATGAGGCAGGAATC; для гена В2М: прямой TGCTGTCTCCATGTTTGATGTATCT, обратный TCTCTGCTCCCCACCTCTAAGT.A test system for predicting the development of metastases in patients with gastric cancer based on determining the number of copies of HV2 mtDNA containing reagents for real-time DNA amplification (PCR-RV) and control mixtures, a mixture for PCR-RV reaction containing 0.57 mM dNTPs , 7.1 mM MgCl 2 , 2.7-fold PCR buffer with a 2.9-fold concentration of EvaGreen Dye and 7.1% DMSO, Thermus aquaticus DNA polymerase 5 units / μl and highly specific primers for the HV2 and B2M with a concentration of 1.8 μM each in aqueous solution, primers for the HV2 gene: direct GGGAGCTCTCCATGCATTTGGTA, reverse AAATAATAGGATGAGGCAGGAATC ; for the B2M gene: direct TGCTGTCTCCATGTTTGATGTATCT, reverse TCTCTGCTCCCCACCTCTAAGT.
RU2017143986A 2017-12-14 2017-12-14 TEST SYSTEM “HV2 mtDNA-PCR” FOR PREDICTING THE DEVELOPMENT OF METASTASES IN PATIENTS WITH GASTRIC CANCER RU2683571C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017143986A RU2683571C1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 TEST SYSTEM “HV2 mtDNA-PCR” FOR PREDICTING THE DEVELOPMENT OF METASTASES IN PATIENTS WITH GASTRIC CANCER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017143986A RU2683571C1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 TEST SYSTEM “HV2 mtDNA-PCR” FOR PREDICTING THE DEVELOPMENT OF METASTASES IN PATIENTS WITH GASTRIC CANCER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2683571C1 true RU2683571C1 (en) 2019-03-29

Family

ID=66089662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017143986A RU2683571C1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 TEST SYSTEM “HV2 mtDNA-PCR” FOR PREDICTING THE DEVELOPMENT OF METASTASES IN PATIENTS WITH GASTRIC CANCER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2683571C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455924C1 (en) * 2011-03-30 2012-07-20 Учреждение Российской академии наук Институт физиологии природных адаптаций Уральского отделения Российской академии наук Method of predicting dissemination of tumour process in patients with stomach cancer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455924C1 (en) * 2011-03-30 2012-07-20 Учреждение Российской академии наук Институт физиологии природных адаптаций Уральского отделения Российской академии наук Method of predicting dissemination of tumour process in patients with stomach cancer

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOVACOVICOVA K. Vyuziti genetickych metod pri urcovani pribuznosti u prislusniku historickych populaci. Bakalarska praca. Brno 2010; s.1-45 [Найдено 27.07.2018] [онлайн]. Найдено из Интернета: URL: https://is.muni.cz/th/qqm2x/bakalarska_praca.pdf. *
VAN GISBERGEN M.W. Mitochondria in a personalized cancer treatment approach. Proefschrift ter verkrijging van de graad van doctor aan de Universiteit Maastricht. 29 maart 2017; 1-259 [Найдено 27.07.2018] [онлайн]. Найдено из Интернета: URL: https://cris.maastrichtuniversity.nl/portal/files/11691735/c5615.pdf. *
VAN GISBERGEN M.W. Mitochondria in a personalized cancer treatment approach. Proefschrift ter verkrijging van de graad van doctor aan de Universiteit Maastricht. 29 maart 2017; 1-259 [Найдено 27.07.2018] [онлайн]. Найдено из Интернета: URL: https://cris.maastrichtuniversity.nl/portal/files/11691735/c5615.pdf. KOVACOVICOVA K. Vyuziti genetickych metod pri urcovani pribuznosti u prislusniku historickych populaci. Bakalarska praca. Brno 2010; s.1-45 [Найдено 27.07.2018] [онлайн]. Найдено из Интернета: URL: https://is.muni.cz/th/qqm2x/bakalarska_praca.pdf. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6908571B2 (en) Gene expression profile algorithms and tests to quantify the prognosis of prostate cancer
Hartmann et al. Five-gene model to predict survival in mantle-cell lymphoma using frozen or formalin-fixed, paraffin-embedded tissue
KR101530689B1 (en) Prognosis prediction for colorectal cancer
EP1781814B3 (en) Methods and kit for the prognosis of breast cancer
JP5745848B2 (en) Signs of growth and prognosis in gastrointestinal cancer
Liu et al. Identification of genes differentially expressed in human primary lung squamous cell carcinoma
WO2010064702A1 (en) Biomarker for predicting prognosis of cancer
JP5943315B2 (en) Prognosis prediction of melanoma cancer
ES2608322T3 (en) Procedure to predict the response to chemotherapy in a patient who suffers or is at risk of developing recurrent breast cancer
US20230395263A1 (en) Gene expression subtype analysis of head and neck squamous cell carcinoma for treatment management
EP2885429B1 (en) Diagnostic markers of indolent prostate cancer
CN102428184A (en) Marker for prognosis of liver cancer
Grubbs et al. Utilizing quantitative polymerase chain reaction to evaluate prostate stem cell antigen as a tumor marker in pancreatic cancer
CN109402252A (en) Acute myelogenous leukemia risk assessment gene marker and application thereof
EP1605261B1 (en) Method of detecting colon cancer marker
Tsai et al. S100A2, a potential marker for early recurrence in early-stage oral cancer
RU2624505C1 (en) Method for prediction of metastases development in patients with gastric cancer
RU2324186C1 (en) Method and tool for diagnostics of pulmonary epidermoid carcinoma
RU2661600C1 (en) Method for predicting the development of metastases in regional lymph nodes in patients with gastric adenocarcinoma
RU2683571C1 (en) TEST SYSTEM “HV2 mtDNA-PCR” FOR PREDICTING THE DEVELOPMENT OF METASTASES IN PATIENTS WITH GASTRIC CANCER
CN108456730B (en) Application of recurrence risk gene group as marker in preparation of product for evaluating recurrence risk at distant place in breast cancer molecular typing
AU2017209307B2 (en) Compositions and methods for screening and identifying clinically aggressive prostate cancer
RU2393472C1 (en) Diagnostic technique for clear cell renal adenocarcinoma and set for implementation thereof
EA010571B1 (en) Method for diagnosis of non-small cell carcinoma of lung and a kit therefor
RU2390780C1 (en) Diagnostic technique for non-small cell carcinoma of lung and kit for implementation thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191215