用于檢測(cè)和測(cè)定前列腺癌預(yù)后的組合物和方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于檢測(cè)和測(cè)定前列腺癌預(yù)后的組合物和方法
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[0004] 發(fā)明背景 1.發(fā)明領(lǐng)域
[0005] 本發(fā)明總體上涉及癌癥生物學(xué)的領(lǐng)域。更具體地講，本發(fā)明涉及用于檢測(cè)前列腺 癌的存在以及確定前列腺癌侵襲性的方法。
[0006] 2.相關(guān)技術(shù)描述
[0007] 前列腺癌是男性中繼肺癌之后的第二最常見(jiàn)的癌癥，并且其發(fā)病率由于人口老齡 化日益升高。它也是男性中癌癥相關(guān)死亡的第二主要原因。前列腺癌目前的篩選方法基于 測(cè)定血清前列腺特異性抗原（PSA)。PSA水平多4. Ong每毫升是活檢參照的一般閾值。已知 PSA水平升高不實(shí)地表明可能存在前列腺癌，因?yàn)镻SA水平升高也是良性前列腺增生（BPH) 的特征，這是由于PSA水平和前列腺大小之間有相關(guān)性。依賴(lài)PSA水平導(dǎo)致75%假陽(yáng)性以 及太多不必要的活檢。更重要地，即使檢測(cè)到前列腺癌，這種癌癥的臨床行為顯著不同，并 且這種疾病在一些患者中可能是致死的而在其他患者中進(jìn)展緩慢。目前的數(shù)據(jù)表明，通過(guò) 依賴(lài)血清PSA，一些患者被過(guò)度治療，因此，已經(jīng)表明PSA測(cè)試可能導(dǎo)致更多傷害，這是由于 不必要的前列腺切除術(shù)可能產(chǎn)生副作用。前列腺癌Gleason組織分級(jí)仍然是其臨床表現(xiàn)最 可靠的預(yù)測(cè)指標(biāo)。有確信的數(shù)據(jù)證明當(dāng)其腫瘤的Gleason評(píng)分是6時(shí)無(wú)論患者治療與否都 有相似的結(jié)果。
[0008] 為了改進(jìn)血清PSA在其臨床中的實(shí)用性已經(jīng)進(jìn)行許多嘗試。游離和復(fù)合物PSA以 及PSA的同種型已經(jīng)作為PSA的輔助物使用，并且它們?cè)陟`敏度和特異性方面顯示出一些 改善，特別是在患者被認(rèn)為處在"灰色地帶"中的病例中，但是所有這些仍然不足以改善患 有BPH的患者的癌癥預(yù)測(cè)。還使用了 PSA速度和倍增時(shí)間并且顯示出一些改善，但是這種 改善仍然有限制。不僅在預(yù)測(cè)癌癥存在中需要改善PSA水平篩選從而避免不必要的活檢， 而且還需要開(kāi)發(fā)也能夠預(yù)測(cè)前列腺癌的臨床表現(xiàn)的測(cè)試。
[0009] 發(fā)明概述
[0010] 本發(fā)明的實(shí)施方案提供一組可以用于前列腺癌的高精確度檢測(cè)以及前列腺癌侵 襲性測(cè)定的血液和尿液標(biāo)記物。例如在一些方面，提供一種方法，所述方法用于根據(jù)受試者 尿液樣本中的至少一種mRNA和來(lái)自所述患者的血液樣本中的至少一種mRNA的測(cè)定的表達(dá) 水平鑒定受試者處于或沒(méi)有處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。在一些方面，這種方 法還包括測(cè)定受試者血液中的至少一種蛋白質(zhì)的水平。在其他方面，方法包括根據(jù)受試者 尿液樣本中的至少2或3種mRNA以及來(lái)自患者的血液樣本中的至少2或3種mRNA的測(cè)定 的表達(dá)水平（以及任選受試者血液中的至少一種蛋白質(zhì)的水平）鑒定受試者處于或沒(méi)有處 于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。
[0011] 因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，提供檢測(cè)受試者是否處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌 的風(fēng)險(xiǎn)的方法，其包括（a)從所述受試者獲取生物樣本；(b)測(cè)定所述樣本中的至少3種基 因的表達(dá)水平，所述至少3種基因選自由UAPI、PDUM5、頂PDH2、HSPDI、PCA3、PSA、TMPRSS2、 ERG、GAPDH和B2M組成的組；和（c)根據(jù)所述基因的表達(dá)水平鑒定所述受試者處于或沒(méi)有 處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。在又一個(gè)方面，實(shí)施方案的方法包括（a)從所述 受試者獲取生物樣本；(b)測(cè)定所述樣本中的至少3種基因的表達(dá)水平，所述至少3種基因 選自由 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 組 成的組；和（c)根據(jù)所述基因的表達(dá)水平鑒定所述受試者處于或沒(méi)有處于前列腺癌或侵襲 性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。在一個(gè)方面，所述方法還包括鑒定受試者處于前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。在另 一個(gè)方面，所述方法還包括測(cè)定至少4、5、6、7、8、9、10、11或12種所述基因的表達(dá)水平。在 又一個(gè)方面，所述方法還包括測(cè)定 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、 GAPDH和B2M基因的表達(dá)水平。在又一個(gè)方面，所述方法還包括測(cè)定UAPI、、頂PDH2、 HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 基因的表達(dá)水平。
[0012] 在實(shí)施方案的某些方面，受試者患有或被診斷患有前列腺癌。因此，方法可以包括 鑒定患有癌癥的受試者處于或沒(méi)有處于侵襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。在某些方面，受試者先前 已經(jīng)進(jìn)行前列腺切除術(shù)。在其他方面，受試者患有或被診斷患有前列腺肥大或良性前列腺 增生（BPH)。
[0013] 在實(shí)施方案的一些方面，鑒定受試者處于或沒(méi)有處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌 的風(fēng)險(xiǎn)是根據(jù)測(cè)定的基因的表達(dá)水平和受試者的年齡。在一個(gè)方面，鑒定受試者處于或沒(méi) 有處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)還包括使所述基因的表達(dá)水平與前列腺癌或侵 襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)。在一些情況下，這種關(guān)聯(lián)步驟通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行。在一些方面， 使用加權(quán)指示基因的測(cè)定的表達(dá)水平的相對(duì)預(yù)測(cè)值的算法。本文中提供這些算法的實(shí)例。 在一些情況下，鑒定受試者處于或沒(méi)有處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)還包括使用 SVM算法、邏輯回歸算法、lasso算法、boosting算法、bagging算法、隨機(jī)森林算法、CART算 法或MATT算法分析所述基因的表達(dá)水平。在一些情況下，這種分析可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行。
[0014] 在一些方面，根據(jù)實(shí)施方案使用的樣本是血液樣本、尿液樣本或（在一些情況下） 血液和尿液樣本兩者。在這些方面，所述方法還包括從受試者獲?。ㄖ苯踊驈牡谌剑┭?液樣本或尿液樣本。在又一個(gè)方面，所述方法還包括測(cè)定選自由血液或尿液樣本中的UAPl、 PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 組成的組的至少 3、4、5或更多種基因的表達(dá)水平。在又一個(gè)方面，所述方法還包括測(cè)定尿液樣本中的UAP1、 ^^頂5、頂?0112、？043、了]\^1?32和/或批1^1的表達(dá)水平。在又一個(gè)方面，所述方法還包括 測(cè)定血液樣本中的UAPl、頂PDH2、HSH) 1、PSA和/或ERG的表達(dá)水平。
[0015] 在另一個(gè)方面，實(shí)施方案的方法包括（i)測(cè)定所述尿液樣本中的HSroi、頂PDH2和 H)UM5的表達(dá)水平和所述血液樣本中的ERG的表達(dá)水平；（ii)測(cè)定尿液樣本中的MPDH2、 HSroi、PCA3和H)UM5的表達(dá)水平以及血液樣本中的ERG和PSA的表達(dá)水平；或（iii)測(cè) 定尿液樣本中的MPDH2、HSroI、PCA3和的表達(dá)水平以及血液樣本中的UAPI、ERG和 PSA的表達(dá)水平。
[0016] 在其他方面，實(shí)施方案的方法包括測(cè)定受試者的（i)尿液樣本中的PCA3、PTEN和 B2M的表達(dá)水平（例如，mRNA表達(dá)水平）和（ii)血液樣本中的ERG、AR、B2M和GAPDH的表 達(dá)水平（例如，mRNA表達(dá)水平）并且根據(jù)所述基因的表達(dá)水平鑒定受試者處于或沒(méi)有處于 前列腺癌（對(duì)比BPH)的風(fēng)險(xiǎn)。在一些方面，這種方法還包括測(cè)定受試者血液中的PSA蛋白 的水平。因此，在實(shí)施方案的特定方面，方法包括測(cè)定（i)血液樣本中的PSA的蛋白質(zhì)表達(dá) 水平；受試者的（ii)尿液樣本中的PCA3、PTEN和B2M的mRNA表達(dá)水平和（iii)血液樣本 中的ERG、AR、B2M和GAPDH的mRNA表達(dá)水平并且根據(jù)表達(dá)水平鑒定受試者處于或沒(méi)有處于 前列腺癌（對(duì)比BPH)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0017] 在又一些其他方面，實(shí)施方案的方法包括測(cè)定受試者的（i)尿液樣本中的PSA、 GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和TOUM5的表達(dá)水平（例如，mRNA表達(dá)水平）和（ii)血液樣本中 的ERG的表達(dá)水平（例如，mRNA表達(dá)水平）并且根據(jù)所述基因的表達(dá)水平鑒定受試者處于 或沒(méi)有處于侵襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。例如，在一些特定的方面，實(shí)施方案的方法包括測(cè)定受 試者的⑴尿液樣本中的PSA、GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和的表達(dá)水平（例如，mRNA 表達(dá)水平）和（ii)血液樣本中的ERG、PCA3、B2M和HSPDl的表達(dá)水平（例如，mRNA表達(dá)水 平）并且根據(jù)所述基因的表達(dá)水平鑒定受試者處于或沒(méi)有處于侵襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。在 一些方面，這種方法還包括測(cè)定受試者血液中的PSA蛋白的水平和/或確定受試者的年齡。 因此，在實(shí)施方案的一些特定的方面，方法包括測(cè)定受試者的（i)血液樣本中的PSA的蛋白 質(zhì)表達(dá)水平；（ii)尿液樣本中的PSA、GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和的mRNA表達(dá)水平 和（iii)血液樣本中的ERG、PCA3、B2M和HSPDl的mRNA表達(dá)水平并且根據(jù)表達(dá)水平鑒定受 試者處于或沒(méi)有處于侵襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。
[0018] 在實(shí)施方案的又一個(gè)方面，方法包括（a)測(cè)定受試者的（i)血液樣本中的PSA的 蛋白質(zhì)表達(dá)水平；（ii)尿液樣本中的PCA3、PTEN和B2M的mRNA表達(dá)水平和（iii)血液樣 本中的ERG、AR、B2M和GAPDH的mRNA表達(dá)水平并且根據(jù)表達(dá)水平確定受試者的第一個(gè)前列 腺癌風(fēng)險(xiǎn)因素；(b)測(cè)定受試者的（i)血液樣本中的PSA的蛋白質(zhì)表達(dá)水平；（ii)尿液樣本 中的PSA、GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和PDUM5的mRNA表達(dá)水平和（iii)血液樣本中的ERG、 PCA3、B2M和HSroi的mRNA表達(dá)水平并且根據(jù)表達(dá)水平確定受試者的第二個(gè)前列腺癌風(fēng)險(xiǎn) 因素；和（c)根據(jù)所述第一個(gè)和第二個(gè)前列腺癌風(fēng)險(xiǎn)因素鑒定受試者處于或沒(méi)有處于前列 腺癌或侵襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。在一些方面，這種方法可以用于選擇供活檢或抗癌療法的 受試者。
[0019] 在又一個(gè)方面，方法還包括測(cè)定樣本中的基因的表達(dá)水平并且測(cè)定參考樣本中的 基因的表達(dá)水平；和通過(guò)比較來(lái)自所述受試者的所述樣本中的所述基因的表達(dá)水平與所述 參考樣本中的所述基因的表達(dá)水平鑒定所述受試者處于或沒(méi)有處于前列腺癌或侵襲性前 列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。
[0020] 在一些方面，測(cè)定所述基因的表達(dá)包括測(cè)定你。測(cè)定蛋白質(zhì)表達(dá)水平可以包括例 如，進(jìn)行ELISA、蛋白質(zhì)印跡或與抗體陣列結(jié)合。在另一個(gè)方面，測(cè)定所述基因的表達(dá)包括 測(cè)定RNA表達(dá)水平。測(cè)定RNA表達(dá)水平可以包括進(jìn)行RT-PCR、RNA印跡或陣列雜交。優(yōu)選 地，測(cè)定基因的表達(dá)水平包括進(jìn)行RT-PCR(例如，實(shí)時(shí)RT-PCR)。
[0021] 在一些方面，方法還包括報(bào)告受試者是否患有前列腺癌或患有侵襲性前列腺癌。 報(bào)告可以包括準(zhǔn)備口頭、書(shū)面或電子報(bào)告。因此，提供報(bào)告可以包括向患者、醫(yī)生、醫(yī)院或保 險(xiǎn)公司提供報(bào)告。
[0022] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供治療受試者的方法，所述方法包括根據(jù)實(shí)施方 案選擇鑒定為處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)的受試者并且對(duì)所述受試者施用抗 癌療法。例如，方法可以包括（a)獲取來(lái)自受試者的樣本中的至少3種基因的表達(dá)水平，所 述至少 3 種基因選自由 UAPUPDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、 PTEN和AR組成的組；(b)根據(jù)所述基因的表達(dá)水平選擇患有前列腺癌或患有侵襲性前列腺 癌的受試者；和（c)用抗癌療法治療選擇的受試者。在某些方面，抗癌療法是化學(xué)療法、放 射療法、激素療法、靶向療法、免疫療法或手術(shù)療法（例如，前列腺切除術(shù)）。
[0023] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供選擇供診斷程序的受試者的方法，所述方法包 括（a)獲取來(lái)自受試者的樣本中的至少3種基因的表達(dá)水平，所述至少3種基因選自由 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 組成的組； (b)根據(jù)所述基因的表達(dá)水平選擇有患有前列腺癌或患有侵襲性前列腺癌風(fēng)險(xiǎn)的受試者； 和（c)對(duì)受試者進(jìn)行診斷程序。例如，診斷程序可以是活檢。
[0024] 在又一個(gè)實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供確定患有前列腺癌的受試者的預(yù)后的方法，所 述方法包括（a)從所述受試者獲取生物樣本；(b)測(cè)定所述樣本中的至少3種基因的表達(dá) 水平，所述至少 3 種基因選自由 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、 GAPDH、B2M、PTEN和AR組成的組；和（c)根據(jù)所述基因的表達(dá)水平鑒定所述受試者患有或 不患有侵襲性前列腺癌。
[0025] 在又一個(gè)實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其包括計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí) 使計(jì)算機(jī)進(jìn)行包括以下操作的計(jì)算機(jī)可讀代碼：(a)接收對(duì)應(yīng)于來(lái)自受試者的樣本中的 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 基因的表達(dá) 水平的信息；和（b)測(cè)定一種或多種所述基因與參考水平相比的相對(duì)表達(dá)水平，其中一種 或多種所述基因與參考水平相比改變的表達(dá)表明所述受試者處于患有前列腺癌或侵襲性 前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。
[0026] 在一個(gè)方面，有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還包括接收對(duì)應(yīng)于來(lái)自健康受試者的樣本中的 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2