尿生物标志物群、基因表达特征及其使用方法技术

本发明专利技术一般地涉及生物标志物分析领域，特别是测定来自尿样品的基因表达特征。本公开内容提供用于诊断男性受试者中的前列腺病症例如前列腺癌的组合物、试剂盒和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2013年8月6日提交的美国临时申请号61/862,630的权益，所述临时申请的内容通过引用以其整体结合到本文中。专利
本专利技术一般地涉及生物标志物分析领域，特别是测定尿样品的基因表达特征。背景不断增加的出现在癌细胞中的遗传和表观遗传变化的知识提供了通过分析肿瘤相关的核酸序列和概况来检测、表征和监测肿瘤的机会。这些变化可通过检测多种癌相关生物标志物中的任一个来观察。多种分子诊断测定被用于检测这些生物标志物并产生对患者、医生、临床医生和研究者有价值的信息。迄今为止，这些测定主要在衍生自外科手术切除的肿瘤组织或通过活组织检查获得的组织的癌细胞上进行。然而，使用体液样品进行这些检验的能力时常比使用患者组织样品更合乎需要。使用体液样品的较小创伤方法在患者福利、进行纵向疾病监测的能力和甚至在组织细胞不易接近时获得表达概况的能力方面具有广泛的影响，例如，在前列腺中。对于这些样品，先前公开的采集方法常常需要直肠指检(DRE)或前列腺按摩以使得足够的前列腺衍生的细胞液能够进入尿。无DRE或前列腺按摩采集的样品显示对这些生物标志物较低的检测率。因此，存在对新的、无创伤性的检测生物标志物，例如，尿微泡中生物标志物的方法的需求以帮助对前列腺疾病或其他医疗病况的诊断、预后、监测或治疗选择。特别地，存在对在尿样品采集之前不需要DRE或前列腺按摩和不需要涉及从尿样品分离细胞沉淀的样品制备步骤的非创伤性方法的需求。专利技术概述本专利技术提供检测尿微泡中的一种或多种生物标志物以帮助对受试者中的疾病，例如，癌症，特别是前列腺疾病或其他医疗病况的诊断、预后、监测或治疗选择的方法。所述方法包括从受试者获得随机尿样品；从样品中提取mRNA，检测PCA3和ERG的mRNA表达水平；和将PCA3和ERG的mRNA表达水平归一化至KLK3或SPDEF。所述方法进一步包括使用预定的式计算归一化的PCA3和ERG的mRNA表达水平的输出值；和比较输出值与使用基于PCA3和ERG的组合产生的ROC曲线测定的预定截断值以区分处于高癌症风险的受试者与具有低癌症风险的受试者。此外，这些方法允许鉴定相对于处于高GS前列腺癌的低风险的受试者，处于高Gleason分数(GS)前列腺癌(例如，Gleason分数(GS) > 6)的高风险的受试者。例如，具有大于，或在一些实施方案中等于用基于PCA3和ERG的组合产生的ROC曲线测定的预定截断值的输出值的受试者处于高GS前列腺癌的高风险，而具有低于预定截断值的输出值的受试者处于高GS前列腺癌的低风险。因此，这些方法可用于区分处于高GS前列腺癌的高风险的受试者与处于高GS前列腺癌的低风险的受试者。本专利技术提供用于在有需要受试者中诊断、预后、监测或治疗选择的方法，所述方法由以下步骤组成：从受试者获得随机尿样品；从样品中提取一种或多种mRNA；检测PCA3和ERG的mRNA表达水平；和将PCA3和ERG的mRNA表达水平归一化至参考基因；通过将归一化的PCA3和ERG的mRNA表达水平应用到预定式计算输出值；和比较输出值与使用基于PCA3 mRNA和ERG mRNA的组合产生的ROC曲线测定的预定截断值以区分具有高癌症复发风险的受试者与具有低癌症复发风险的受试者。本公开内容的方法使用来自男性受试者的尿样品，例如，在首段尿(first catch urine)的25-40 mL之间的样品。本公开内容的方法不需要直肠指检(DRE)，并且优选地，这些方法中使用的尿样品为来自未经受DRE的患者的样品。在一些实施方案中，检测患者的PSA水平。在一些实施方案中，所述方法用于分析来自处于具有在2-10 ng/mL之间的PSA水平的PSA“灰区(gray zone)”的患者的样品。在一些实施方案中，所述患者为至少50岁的人类男性受试者。在一些实施方案中，患者样品使用以下算法分析：EXO106分数=在一些实施方案中，EXO106分数用于预测患者是否处于低前列腺癌风险或高前列腺癌风险。例如，具有如使用上述算法所计算的小于10的EXO106分数的患者被鉴定为具有低前列腺癌风险，具有为10或更高的EXO106分数的患者被鉴定为具有较高的前列腺癌风险。在一些实施方案中，EXO106分数用于预测患者是否处于高Gleason分数(GS)前列腺癌的低风险或高GS前列腺癌的高风险。例如，具有如使用上述算法所计算的小于10的EXO106分数的患者被鉴定为具有高GS前列腺癌的低风险，具有为10或更高的EXO106分数的患者被鉴定为具有较高的高GS前列腺癌风险。在一些实施方案中，本专利技术的方法进一步包括从随机尿样品分离微泡部分和从微泡部分提取核酸。在一些实施方案中，所述方法进一步包括检测AMACR、BIRC5、HOXC6和/或SPARCL1的表达水平。在一些实施方案中，所述方法进一步包括检测AMACR、BIRC5、HOXC6和/或SPARCL1的表达水平和计算基于PCA3、ERG和AMACR、BIRC5、HOXC6和/或SPARCL1组合的输出值。在任何前述的方法中，在核酸提取之前向尿样品加入已知量的Q-β颗粒。检测Q-β靶基因的表达水平，并将检测到的表达水平与已知的Q-β颗粒量比较。本专利技术提供用于受试者中医疗病况的诊断、预后、监测或治疗选择的方法，所述方法包括以下步骤：(a) 从受试者尿样品中获得微泡部分；(b) 从微泡部分提取一种或多种核酸；和(c) 分析所提取的核酸以检测PCA3和ERG的存在、不存在或表达水平。这些标志物在新鲜尿样品以及先前冷冻并解冻的尿样品中以稳定水平可检测。优选地，尿样品为40 mL或20 mL。更优选地，尿样品为从膀胱排出的第一个40 mL或从膀胱排出的第一个20 mL。这些标志物的检测在来自相同患者的样品中和来自不同患者的样品中可重现。本专利技术还提供一种方法，其进一步包括检测参考基因的表达水平和测定生物标志物的归一化的相对表达水平的步骤，其中所述生物标志物的相对表达水平为生物标志物表达水平与参考基因表达水平的比率，并且其中当生物标志物的相对表达水平大于生物标志物表达的截断水平时，受试者被鉴定为患有或处于增加的医疗病况，例如癌症的风险中。在一些实施方案中，所述生物标志物为至少ERG和PCA3。在一些实施方案中，所述生物标志物为至少ERG和PCA3以及至少一种选自AMACR、BIRC5、HOXC6、SPARCL1和其组合的其他生物标志物。在一些实施方案中，所述参考基因为前列腺特异性基因。在一些实施方案中，所述参考基因为KLK3或SPDEF，或其组合。在一些实施方案中，所述参考基因为KLK3。在一些实施方案中，所述参考基因为管家基因，例如GAPDH。在一些实施方案中,衍生自每一生物标志物水平的受试者工作特征(Receiver Operator Characteristic, ROC)曲线或通过生物标志物组合所建立的分数的曲线下面积(AUC)使用来自对照和疾病患者二者的生物标志物结果计算。在一些优选的实施方案中,衍生自每一生物标志物水平的ROC曲线或通过生物标志物组合所建立的分数的AUC值大于0.5、0.6、0.7或0.8。优选地，AUC值大于0.7。通过实施考虑临床应用所必需的灵敏度、特异性、阴性预测本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于有需要的受试者中前列腺癌的诊断、预后、监测或治疗选择的方法，所述方法包括以下步骤：a. 从受试者获得随机尿样品；b. 从样品提取一种或多种mRNA；c. 检测PCA3和ERG的mRNA表达水平；d. 将PCA3和ERG的mRNA表达水平归一化至SPDEF；e. 使用式:计算归一化的PCA3和ERG的mRNA表达水平的输出值以产生EXO106分数；和f. 比较EXO106分数与使用基于PCA3和ERG的组合产生的ROC曲线测定的预定截断值以区分处于高前列腺癌风险的受试者与具有低前列腺癌风险的受试者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.06 US 61/8626301.用于有需要的受试者中前列腺癌的诊断、预后、监测或治疗选择的方法，所述方法包括以下步骤：a. 从受试者获得随机尿样品；b. 从样品提取一种或多种mRNA；c. 检测PCA3和ERG的mRNA表达水平；d. 将PCA3和ERG的mRNA表达水平归一化至SPDEF；e. 使用式:计算归一化的PCA3和ERG的mRNA表达水平的输出值以产生EXO106分数；和f. 比较EXO106分数与使用基于PCA3和ERG的组合产生的ROC曲线测定的预定截断值以区分处于高前列腺癌风险的受试者与具有低前列腺癌风险的受试者。2. 权利要求1的方法，其中所述随机尿样品为从膀胱中排出的第一个40 mL。3. 权利要求1的方法，其中所述随机尿样品为从膀胱中排出的第一个20 mL。4.权利要求1的方法，其中所述预定截断值为EXO106分数10，其中10或更高的EXO106分数表明受试者处于高前列腺癌风险。5.权利要求1-4中任一项的方法，其中步骤(a)进一步包括从随机尿样品分离微泡部分并从微泡部分提取一种或多种核酸。6.权利要求5的方法，其中分离微泡部分的步骤包括处理样品以去除细胞及细胞碎片和通过将微泡部分暴露于超滤或过滤浓缩器而浓缩微泡部分，和洗涤微泡部分，然后从微泡部分提取一种或多种核酸。7.权利要求6的方法，其中所述方法进一步包括从微泡部分提取一种或多种核酸之前向微泡部分加入RNA酶抑制剂。8.权利要求1-7中任一项的方法，进一步包括在步骤(d)中检测选自AMACR、BIRC5、HOXC6和SPARCL1的一种或多种基因的表达水平。9.权利要求1-8中任一项的方法，其中在步骤(b)之前向尿样品中加入已知量的Q-β颗粒，并且其中在步骤(c)中检测Q-β靶基因的表达水平，并且其中将检测到的表达水平与已知量比较。10.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述癌症为侵袭性癌症。11.用于有需要的受试者中Gleason分数大于6的高Gleason分...

【专利技术属性】
技术研发人员：JKO斯科格，M诺尔霍尔姆，
申请(专利权)人：外来体诊断公司，
类型：发明
国别省市：美国;US