基于粪便样本的结直肠癌筛查试剂盒制造技术

本申请公开了一种能够准确检测结直肠癌或结直肠癌前病变腺瘤的方法、试剂盒以及相关的非暂态计算机可读介质和计算机系统。本申请提供的方案通过从至少四个维度综合分析受试者的粪便样本中的血液成分、基因突变、DNA甲基化及肠道细菌含量，从而实现结直肠癌的早期检测，特别是在腺瘤阶段的准确检测。

【技术实现步骤摘要】
基于粪便样本的结直肠癌筛查试剂盒专利
本专利技术涉及癌症筛查领域，具体涉及基于粪便样本分析的结直肠癌无创筛查。
技术介绍
结直肠癌是全球第三位常见恶性肿瘤，也是我国常见恶性肿瘤。根据疾病的发展阶段，结直肠癌被分为I-IV期。对于IV期结直肠癌患者，总体生存率非常低，5年生存率不足10％。而I期的患者能达到90％以上的生存率。因此，为了改善肠癌的整体预后，早期诊治显得至关重要。现阶段，中国的大肠癌筛查技术主要包括粪便隐血试验、肿瘤标记物检测和肠镜检查。虽然结肠镜仍然是确诊肠癌的根本方法，但其高昂的费用、较差的可依从性以及可能的致伤性使得结肠镜难以大规模应用于无症状人群的筛查。粪便隐血试验(FOBT)和外周血癌胚抗原(CEA)虽然易被接受，但其较差的灵敏度和特异度也给肠癌早期诊治带来了挑战。近年来，发现肠上皮细胞内的表观遗传学和遗传学的改变可能有助于结直肠癌的诊断。目前，Septin9基因甲基化已经拥有了商业化试剂盒EpiproColon2.0。综合检测BMP3和NDRG4基因甲基化以及KRAS和β-actin基因突变的粪便DNA试剂盒Cologuard也已经在美国上市。但是它们共同的问题是结直肠癌的检测效率有待进一步提高，且对早期腺瘤的检测效率极低。也有研究表明，肠道菌群可能在促进肠癌的发生发展的过程中发挥着重要作用。随着全基因组测序技术的发展，越来越多的肠道细菌被发现并证明与结直肠癌的发生密切相关。研究发现具核梭杆菌(F.nucleatum)和微小微单胞菌(P.micra)在肠癌患者的粪便中异常增多，并且与肠癌的发生关系密切相关。因此粪便样本中细菌DNA含量的分析，可能可以作为结直肠癌筛查的标志物。但是，目前的方法对肠癌特别是早期腺瘤的诊断仍然存在缺陷，因此需要更好的肠癌早期诊断分析方法或系统。
技术实现思路
在一方面，本申请提供了一种用于分析粪便样品以检测结直肠癌或结直肠癌前病变腺瘤的试剂盒，其包含以下成分：a)能够检测所述样品中的血红蛋白含量或存在的试剂，b)能够检测所述样品中的基因突变的试剂，所述基因包括KRAS和一种或多种选自下组的基因：BRAF、PI3KCA、TP53、APC、PTEN、ERBB2、和EGFR，c)能够检测所述样品中的甲基化位点的甲基化的试剂，所述甲基化位点包括BMP3和NDRG4基因中的甲基化位点，和一种或多种选自SEPT9，ALX4、APC、MLH1、ITGA4、SFRP2、SFRP5、Vimentin、HIC1，和HLTF基因中的甲基化位点，和d)能够检测所述样品中的细菌含量的试剂，所述细菌包括一种或多种选自下组的细菌：具核梭杆菌(F.nucleatum)、微小微单胞菌(P.micra)、Peptostreptococcusstomatis(P.stomatis)和Solobacteriummoorei(S.moorei)。在某些实施方式中，所述检测包括：a)检测所述粪便样品中是否存在血红蛋白或者血红蛋白的含量或存在；b)检测所述粪便样品中的所述基因是否存在突变；c)检测所述粪便样品在所述甲基化位点的甲基化程度；和d)检测所述粪便样品中的所述细菌的含量。在某些实施方式中，所述的试剂盒中能够检测所述样品中的血红蛋白含量或存在的所述试剂包括特异性结合血红蛋白的抗体。在某些实施方式中，所述的试剂盒中能够检测所述基因突变的所述试剂包括：能够扩增所述基因的突变区域的第一组寡核苷酸引物，或者能够区分性结合所述基因的突变区域的第一组寡核苷酸探针。在某些实施方式中，所述的试剂盒中所述基因包括KRAS，BRAF和PI3KCA。在某些实施方式中，所述的试剂盒中所述KRAS基因的所述突变区域包括KRAS中的一个或多个选自下组的突变：hg19chr12：g.[25398284C＞A]，hg19chr12：g.[25398285C＞A]；hg19chr12：g.[25398285C＞G]；hg19chr12：g.[25398285C＞T]；hg19chr12：g.[25398284C＞G]；hg19chr12：g.[25398282C＞A]；hg19chr12：g.[25398281C＞A]；hg19chr12：g.[25398255G＞T]；hg19chr12：g.[25398284C＞T]；hg19chr12：g.[25398281C＞T]；和hg19chr12：g.[25398275C＞T]，所述BRAF基因中的所述突变区域包括hg19chr7：g.[140453136A＞T]，和所述PI3KCA中的所述突变区域包括一个或多个选自下组的突变：hg19chr3：g.[178936082G＞A]；hg19chr3：g.[178936091G＞A]；hg19chr3：g.[178936092A＞G]；hg19chr3：g.[178936095A＞T]；hgchr3：g.[178936092A＞C]；hg19chr3：g.[178952085A＞G]；和hg19chr3：g.[178952003G＞A]。在某些实施方式中，所述的试剂盒中所述基因还包括一种或多种选自下组的基因：TP53、APC、PTEN、ERBB2、和EGFR。在某些实施方式中，所述的试剂盒中能够检测所述甲基化位点的甲基化的所述试剂包括：能够扩增含有所述甲基化位点的甲基化区域的第三组寡核苷酸引物。在某些实施方式中，所述的试剂盒中所述甲基化位点包括BMP3，NDRG4，和SEPT9基因中的甲基化位点。在某些实施方式中，所述的试剂盒中所述能够检测所述细菌含量的试剂包括：能够扩增所述细菌含有的特异性核酸的第四组寡核苷酸引物，和能够扩增细菌的通用核酸的第五组寡核苷酸引物。在某些实施方式中，所述的试剂盒中所述通用核酸包括存在于16srDNA中的保守序列。在某些实施方式中，所述试剂盒还包括适用于二代测序的试剂。在某些实施方式中，所述试剂盒还包括适用于将所述样品中的核酸以甲基化敏感的方式进行扩增的试剂。在另一方面，本申请还提供了所述的试剂盒在制备用于诊断结直肠癌或结直肠癌前病变腺瘤的用途的诊断试剂盒中用途。在另一方面，本申请还提供了一种非暂态计算机可读介质，其包括计算机可执行的指令，当所述计算机可执行的指令在处理器上被运行时将执行以下方法：a)接收检测数据集，所述检测数据集包括分别表征来自受试者的粪便样品的血红蛋白含量或存在、基因突变、甲基化位点的甲基化和细菌含量的数据，其中：i)所述基因突变包括KRAS和一种或多种选自下组的基因的突变：AKT1、NRAS、SMAD4、BRAF、PI3KCA、TP53、APC、PTEN、ERBB2、和EGFR，ii)所述甲基化位点的甲基化包括BMP3和NDRG4基因中的甲基化位点，和一种或多种选自SEPT9，ALX4、APC、MLH1、ITGA4、SFRP2、SFRP5、Vimentin、HIC1，和HLTF基因中的甲基化位点，以及...

【技术保护点】
1.一种用于分析粪便样品以检测结直肠癌或结直肠癌前病变腺瘤的试剂盒，其包含以下成分：/na)能够检测所述样品中的血红蛋白含量或存在的试剂，/nb)能够检测所述样品中的基因突变的试剂，所述基因包括KRAS和一种或多种选自下组的基因：BRAF、PI3KCA、TP53、APC、PTEN、ERBB2、和EGFR，/nc)能够检测所述样品中的甲基化位点的甲基化的试剂，所述甲基化位点包括BMP3和NDRG4基因中的甲基化位点，和一种或多种选自SEPT9，ALX4、APC、MLH1、ITGA4、SFRP2、SFRP5、Vimentin、HIC1，和HLTF基因中的甲基化位点，和/nd)能够检测所述样品中的细菌含量的试剂，所述细菌包括一种或多种选自下组的细菌：具核梭杆菌(F.nucleatum)、微小微单胞菌(P.micra)、Peptostreptococcus stomatis(P.stomatis)和Solobacterium moorei(S.moorei)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于分析粪便样品以检测结直肠癌或结直肠癌前病变腺瘤的试剂盒，其包含以下成分：
a)能够检测所述样品中的血红蛋白含量或存在的试剂，
b)能够检测所述样品中的基因突变的试剂，所述基因包括KRAS和一种或多种选自下组的基因：BRAF、PI3KCA、TP53、APC、PTEN、ERBB2、和EGFR，
c)能够检测所述样品中的甲基化位点的甲基化的试剂，所述甲基化位点包括BMP3和NDRG4基因中的甲基化位点，和一种或多种选自SEPT9，ALX4、APC、MLH1、ITGA4、SFRP2、SFRP5、Vimentin、HIC1，和HLTF基因中的甲基化位点，和
d)能够检测所述样品中的细菌含量的试剂，所述细菌包括一种或多种选自下组的细菌：具核梭杆菌(F.nucleatum)、微小微单胞菌(P.micra)、Peptostreptococcusstomatis(P.stomatis)和Solobacteriummoorei(S.moorei)。


2.如前述权利要求1所述的试剂盒，其中能够检测所述样品中的血红蛋白含量或存在的所述试剂包括特异性结合血红蛋白的抗体。


3.如前述权利要求任一所述的试剂盒，其中能够检测所述基因突变的所述试剂包括：能够扩增所述基因的突变区域的第一组寡核苷酸引物，或者能够区分性结合所述基因的突变区域的第一组寡核苷酸探针。


4.如前述权利要求任一所述的试剂盒，其中所述基因包括KRAS，BRAF和PI3KCA。


5.如前述权利要求任一所述的试剂盒，其中所述KRAS基因的所述突变区域包括KRAS中的一个或多个选自下组的突变：hg19chr12:g.[25398284C>A]，hg19chr12:g.[25398285C>A]；hg19chr12:g.[25398285C>G]；hg19chr12:g.[25398285C>T]；hg19chr12:g.[25398284C>G]；hg19chr12:g.[25398282C>A]；hg19chr12:g.[25398281C>A]；hg19chr12:g.[25...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蕊，
申请(专利权)人：上海鹍远生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31