利用移植前接受者血液中转录组标志预测急性排斥反应和肾脏同种异体移植物丧失的方法和试剂盒技术

本文公开了确定移植后急性排斥反应(AR)风险的由肾脏同种异体移植物接受者在移植前表达的基因标志集，以及使用该基因标志集鉴定处于急性排斥反应风险的肾脏同种异体移植物接受者的方法。本文还公开用于本发明专利技术的试剂盒，其包括用于基因标志集的引物对。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用移植前接受者血液中转录组标志预测急性排斥反应和肾脏同种异体移植物丧失的方法和试剂盒
本专利技术涉及分子生物学领域，更具体地涉及检测mRNA分子标志。更具体地，本专利技术涉及用于诊断肾脏同种异体移植物接受者发生急性排斥反应和同种异体移植物丧失风险的方法。所述方法包括通过确定包含23种预选的mRNA的mRNA标志集的表达水平来分析肾脏同种异体移植物接受者的血液，以便在移植前和移植后鉴定和治疗此类患者。差异表达分析可以应用于所选基因的标准化表达读段计数(例如，来自下一代测序技术的基因的读段计数)值，以得出可以获得每一位患者的针对急性排斥反应和同种异体移植物丧失风险的加权累积风险评分。
技术介绍
肾脏移植是患有终末期肾病(ESRD)的受试者的治疗选择。然而，尽管在过去十年中，1年移植物丧失显著改善，但在移植后的每一年中，约3％的肾脏同种异体移植物接受者恢复透析或需要重新移植。尽管最近的数据可表明自2006年以来中期移植物丧失的增加与更好的肾功能有关，但自1990年代以来晚期移植物失败的比率相对没有变化。慢性同种异体移植物损伤或间质性纤维化和未知原因的肾小管萎缩占移植物丧失的大多数情况。这促进了旨在理解和对比造成这些晚期事件的机制的研究，这些机制包括同种抗体的形成和原发性疾病的复发。确实，尽管急性排斥反应明显减少，但仍缺乏长期改善，这挑战了急性排斥反应是长期移植物预后的主要决定因素的假设。然而，该假设与以下证据相吻合，即基于临床表现和亚临床表现的早期急性排斥反应(EAR)，根据在移植后6个月之前获得的肾脏活检，炎症/肾小管炎评分为1以上，会对接受当前免疫抑制方案的患者中的长期移植物丧失造成负面影响。因此，EAR仍代表移植后免疫抑制治疗的主要目标之一。当前的免疫抑制方案的主要问题之一是它们不适合单个患者需求的事实。当前的临床实践取决于广泛的临床标准，包括抗HLA抗体、种族、移植前和接受者年龄，以预测移植后的个体免疫学风险。这些指标表现不佳。结果，大多数患者接受了标准化的免疫抑制方案，导致一些个体受到过多或过少的免疫抑制，从而导致并发症。处于最高急性排斥反应风险的个体的早期鉴定可以允许旨在改善长期预后的靶向疗法。有证据表明，肾脏移植之前患者的免疫系统的组成和功能影响移植后随后发生的急性排斥反应(AR)风险，但尚未鉴定出量化这种风险的生物标志物。需要的是可用于肾脏移植之前患者血液的转录本分析的基因标志集，以预测急性排斥反应发作。
技术实现思路
本专利技术人已经在移植之前在同种异体移植接受者中鉴定并验证了基于血液的23种基因集，其预测EAR的风险，并且与晚期AR和同种异体移植物丧失相关。该基因集的应用允许移植患者在移植前进行免疫分层(immunestratification)，从而实现免疫抑制疗法的个性化方法。本文公开了由肾脏同种异体移植物接受者在移植前表达的基因谱，其确定移植后急性排斥反应(AR)风险。在一方面，本专利技术提供一种用于鉴定处于发生急性排斥反应风险的肾脏同种异体移植物接受者的方法，所述方法包括以下步骤：(a)确定在从接受者中获得的血液样本中基因标志集中的基因的表达水平；(b)将基因标志集中的基因的表达水平与对照基因集中的基因标志集中的相同基因的表达水平进行比较，和(c)如果样本中的基因标志集中的一种以上的基因的表达水平与对照中的基因标志集中的相同的一种以上的基因的表达水平相比发生改变，则确定接受者将处于急性排斥反应和同种异体移植物丧失风险。在另一方面，应用该测定的基因表达水平结果，概括为EAR风险的加权累积评分(r)。用于风险评估的公式为r＝-(log10(p1)*g1+log10(p2)*g2+…+log10(pi)*gi+...+log10(p23)*g23)，其中pi是训练集中EAR组与非EAR组之间对于基因i(i＝1…23)的表达值的t检验的显著性p值，gi是基因i(i＝1...23)的逻辑数：1(如果基因i的表达值大于针对上调基因的训练集的EAR组的中值表达值，或者如果基因i的表达值小于针对下调基因的训练集的非EAR组的中值表达值)、或-1(如果基因i的表达值小于针对上调基因的训练集的非EAR组的中值，或者如果基因i的表达值大于针对下调基因的训练集的非EAR组的中值)、或0(如果基因i的表达值介于训练集的EAR组的中值和非EAR组的中值之间)。加权累积评分(r)可用作每个患者的急性排斥反应的风险评分。如果患者的风险评分高于训练数据集定义的三分位表达值截止值，则患者处于急性排斥反应风险。在另一方面，本专利技术提供一种用于鉴定处于急性排斥反应风险的肾脏同种异体移植物接受者的试剂盒，该试剂盒在一个以上的单独的容器中包括用于基因标志集的引物对：GZMH、ADGRG1、S1PR5、FGFBP2、NKG7、PRF1、KIAA1671、LAG3、TARP、FCRL6、FASLG、TBX21、TOX、ZNF831、CD8A、C1orf21、CCR5、LDOC1L、CCDC102A、HOPX、PRKCH、SLC25A34、F12、缓冲液、管家基因套组(housekeepinggenepanel)、管家基因套组引物、阴性对照和使用说明。在另一方面，本专利技术提供一种在移植前鉴定处于异体移植物急性排斥反应风险的肾脏同种异体移植物接受者的方法，该方法包括以下步骤：(a)从肾脏同种异体移植物接受者的血液样本中分离mRNA；(b)从mRNA合成cDNA；(c)确定所述接受者血液中23个成员基因标志集的表达水平；(d)如果从23个成员基因集的表达水平中计算得出的加权累积风险评分(r)高于三分位截止值，则将同种异体移植物接受者诊断为处于急性排斥反应和同种异体移植物丧失风险；(e)采用诱导疗法或施用例如更高的钙调神经磷酸酶抑制剂的靶标剂量等更高的维持免疫抑制来治疗鉴定为处于急性排斥反应或同种异体移植物丧失风险的接受者。在另一方面，本专利技术提供一种用于治疗处于急性排斥反应和/或移植物丧失的低风险的患者的方法，该方法包括施用较低风险的维持免疫抑制如雷帕霉素或贝拉西普，从而降低感染和恶性肿瘤的风险。在又一个方面，本专利技术提供一种在移植前选择肾脏同种异体移植物患者用于诱导疗法以降低肾脏急性排斥反应或同种异体移植物丧失风险的方法，该方法包括比较从患者中获得的23个成员基因标志集的表达水平与从未遭受急性排斥反应的同种异体移植物接受者中获得的对照样品中的基因标志集的表达水平，如果来自患者的基因标志集中的一种以上的基因的表达水平与对照中的基因标志集中的相同的一种以上的基因的表达水平相比发生改变，则采用诱导疗法治疗患者。根据本说明书和所附权利要求书，本专利技术的这些和其他方面对于本领域普通技术人员将是显而易见的。具体实施方式定义：如本文所用，与处于“低风险”的受试者相比，处于同种异体移植物的急性排斥反应和同种异体移植物丧失的“高风险”的同种异体移植物接受者在没有干预的情况下显著更有可能排斥同种异体移植物。根据本专利技术，可以采用本领域技术范围内的常规分子生物学、微生物学、重组D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于鉴定处于发生急性排斥反应风险的肾脏同种异体移植物接受者的方法，所述方法包括以下步骤：/n(a)确定来自所述肾脏同种异体移植物接受者的移植前血液样本中的基因标志集的表达水平；/n(b)将所述基因标志集的表达水平与对照中的基因标志集的表达水平进行比较，和/n(c)如果所述样本中的基因标志集中的一种以上的基因的表达水平与所述对照中的基因标志集中的相同的一种以上的基因的表达水平相比发生改变，则确定所述接受者将处于同种异体移植物排斥反应风险。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180416 US 62/658,0661.一种用于鉴定处于发生急性排斥反应风险的肾脏同种异体移植物接受者的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)确定来自所述肾脏同种异体移植物接受者的移植前血液样本中的基因标志集的表达水平；
(b)将所述基因标志集的表达水平与对照中的基因标志集的表达水平进行比较，和
(c)如果所述样本中的基因标志集中的一种以上的基因的表达水平与所述对照中的基因标志集中的相同的一种以上的基因的表达水平相比发生改变，则确定所述接受者将处于同种异体移植物排斥反应风险。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述改变包括所述样本中的基因标志集中的一种以上的基因的表达水平与所述对照中的基因标志集中的相同的一种以上的基因相比增加或减少。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述改变包括所述样本中的基因标志集中的一种以上的基因的表达水平与所述对照中的基因标志集中的相同的一种以上的基因相比增加和减少。


4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的方法，其中所述基因标志集选自由以下组成的组：GZMH、ADGRG1、S1PR5、FGFBP2、NKG7、PRF1、KIAA1671、LAG3、TARP、FCRL6、FASLG、TBX21、TOX、ZNF831、CD8A、C1orf21、CCR5、LDOC1L、CCDC102A、HOPX、PRKCH、SLC25A34和F12。


5.根据权利要求1至3或4中任一项所述的方法，其中所述确定步骤包括将在患者的样品中确定的表达水平应用于加权累积风险评分r＝-(log10(p1)*g1+log10(p2)*g2+…+log10(pi)*gi+...+log10(p23)*g23)，其中pi是训练集中EAR组与非EAR组之间对于基因i(i＝1…23)的表达值的t检验的显著性p值，gi是基因i(i＝1…23)的逻辑数：1(如果基因i的表达值大于针对上调基因的训练集的EAR组的中值表达值，或者如果基因i的表达值小于针对下调基因的训练集的EAR组的中值表达值)、或-1(如果基因i的表达值小于针对上调基因的训练集的非EAR组的中值，或者如果基因i的表达值大于针对下调基因的训练集的非EAR组的中值)、或0(如果基因i的表达值介于训练集的EAR组的中值和非EAR组的中值之间)，可用作每个患者的急性排斥反应的风险评分。


6.根据权利要求1至4或5中任一项所述的方法，其中所述表达水平通过选自由以下组成的组的方法确定：Nanostring、TREx和定量聚合酶链反应(qPCR)。


7.一种用于在移植前鉴定处于同种异体移植物急性排斥反应风险的肾脏同种异体移植物接受者的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)从所述肾脏同种异体移植物接受者中获得血液样本；
(b)从所述血液样本中分离mRNA；
(c)从所述mRNA合成cDNA；
(d)确定所述接受者血液中的基因标志集的表达水平；
(e)如果所述同种异体移植物接受者的血液样本中的基因标志集中的一种以上的基因的表达水平与对照血液样本中的相同的一种以上的基因的表达水平相比发生改变，则将所述同种异体移植物接受者诊断为处于急性排斥反应和同种异体移植物丧失风险，并用诱导疗法治疗鉴定为处于急性排斥反应或同种异体移植物丧失风险的接受者。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述诱导疗法包括施用治疗有效量的抗胸腺细胞球蛋白或坎帕斯-1H。


9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述基因标志集选自由以下组成的组：GZMH、ADGRG1、S1PR5、FGFBP2、NKG7、PRF1、KI...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·墨菲，张维嘉，
申请(专利权)人：西奈山伊坎医学院，
类型：发明
国别省市：美国;US