CSMD家族基因预测晚期肺腺癌免疫治疗疗效制造技术

本发明专利技术涉及精准医疗临床分子诊断领域。具体而言，本发明专利技术涉及一种预测晚期肺腺癌的免疫治疗（例如免疫检查点抑制剂治疗）的疗效的方法、试剂盒、系统及计算设备。

【技术实现步骤摘要】
CSMD家族基因预测晚期肺腺癌免疫治疗疗效
本专利技术属于精准医疗临床分子诊断领域，涉及一种预测晚期肺腺癌的免疫治疗，例如使用免疫检查点抑制剂的免疫治疗的疗效的方法、试剂盒、系统以及计算设备。
技术介绍
非小细胞肺癌是中国人群中最为常见及致命的癌种之一，其中肺腺癌是最为常见的亚型（约占60-70%）。晚期肺腺癌经典的治疗手段为化疗和/或放疗，当存在EGFR、ALK、ROS1等敏感突变时使用受体酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）等靶向药物有较好的治疗效果。然而这些治疗面临的主要问题是获益人群仅限于携带特定基因突变的癌症患者，并且随着治疗进程的发展，癌细胞终将适应并逐渐发展出相应的耐药抗性。免疫治疗，特别是以免疫检查点抑制剂（ImmuneCheckpointInhibitors,ICIs）为代表的生物大分子药物带来了晚期肺腺癌治疗的极大变革。然而，仅有部分晚期肺腺癌患者（大约20-30%左右）能获益于这种治疗方法，因此亟需有效的生物标志物预测临床获益人群。目前临床上常见的免疫治疗疗效预测生物标志物包括PD-L1和TMB，已展现出一定的预测效力，然而依然存在很多的局限，包括较高的检测成本（TMB）和对样本要求较高（PD-L1）等。免疫治疗通过重新激活人体适应性免疫系统特别是CD8+T细胞识别来自肿瘤细胞的抗原（肿瘤新抗原，tumorneoantigen）。这些新抗原来自肿瘤细胞中发生的体细胞非同义变异所产生的异常氨基酸序列，并与I型HLA特异性识别与结合。通常肿瘤新抗原数量与肿瘤突变负荷存在显著正相关性。TMB检测：TMB全称“肿瘤基因突变负荷”（tumormutationalburden），是获得NCCN指南推荐的免疫治疗生物标志物(biomarker)。通过全外显子组测序（WES）或大基因panel（如MSK-IMPACT、FoundationOne等）对肿瘤组织或外周血游离肿瘤DNA（ctDNA）的全部或特定基因编码区进行深度测序，并通过一定的生物信息学变异识别软件，计算得到每Mb基因区域内发生体细胞非同义突变的个数。多个独立临床研究表明，在包括黑色素瘤及非小细胞肺癌在内的多个癌种中，TMB与免疫治疗疗效存在显著的正相关关系。但是TMB检测对技术平台要求较高，工作周期较长，并且测序成本高昂（对患者经济条件要求较高）。PD-L1检测：PD-L1是一种表达于细胞膜表面的蛋白，由人体CD274基因编码。通过与CD8+T细胞上的PD-1及B7.1结合，传导免疫抑制信号，抑制效应T细胞。临床上通过免疫组化方法对手术或穿刺后取得的肿瘤组织进行切片染色，镜下观察根据着色深浅来评价表达情况。通常PD-L1蛋白高表达的实体瘤患者，对免疫治疗应答率更高。但是，多个临床试验结果显示PD-L1表达对免疫治疗疗效的预测能力并不一致，部分PD-L1阴性患者依然能从免疫治疗获益，且持续缓解时间并不逊于PD-L1阳性患者。因此，临床上仍然迫切需要更多新的预测性生物标记物或方法来预测癌症免疫治疗疗效。
技术实现思路
本专利技术提出了一个与TMB显著正相关的重要基因家族CSMD1/2/3，发现它们存在显著共同突变的现象，并在公共数据集中验证了该家族基因能有效预测免疫治疗疗效，同时降低检测成本和分析时间。与连续型变量TMB不同的是，只通过CSMD家族基因突变的有无划分疗效评估分组。具体地，本专利技术通过公共数据挖掘，针对晚期肺腺癌基因检测数据和免疫治疗疗效评估数据，发现CSMD家族基因(CSMD1/2/3)的体细胞非同义突变状态能有效预测免疫检查点抑制剂对晚期肺腺癌的治疗疗效。因此，本专利技术提供了一种有效预测晚期肺腺癌免疫治疗疗效的低成本高效力检测手段。首先，在第一方面，本专利技术涉及生物标志物，其用于预测晚期肺腺癌患者对免疫治疗（例如使用免疫检查点抑制剂的免疫治疗）的敏感性，以预测免疫治疗的疗效，所述生物标志物包含CSMD家族基因；进一步地，为CSMD1、CSMD2、CSMD3共三个基因。术语“生物标记物”是指，可在患者的生物样品中检测的患者表型（例如，病理学状态或可能对治疗剂的响应性）的指标。生物标志物包括但不限于基于DNA、RNA、蛋白质、碳水化合物或糖脂的分子标志物。具体地，本专利技术的生物标志物是基于DNA的基因家族CSMD1、CSMD2、CSMD3；旨在预测或判断治疗方法在目标人群中的有效性。CSMD蛋白家族（CUBandsushimultipledomainsproteinfamily，CUB和sushi多结构域蛋白家族）的三个成员都有非常相似的蛋白质结构（包含14个由sushi结构域间隔的CUB结构域，另外一串不间断的sushi结构域，一个跨膜蛋白，和一个短胞质尾）。对应的三个编码基因CSMD1/2/3分别位于人类染色体8p23.2、1p35.1和8q23.3，这些基因的表达缺失或功能异常多报道与精神类疾病密切相关，并与多种肿瘤的发生发展有着密切的关系。作为一类候选抑癌基因，CSMD家族基因与癌症及其治疗的相关性有待进一步深入研究。术语“预测”是指，患者将从某种药物、治疗剂或治疗方案获益的可能性。在一个治疗方案中，预测涉及：在例如用特定治疗剂治疗后，患者是否和/或有多大概率将存活、改善或持续无复发的一定时间段。本专利技术的预测方法可在临床上使用，以便通过该预测确定或排除某种治疗方案的使用。在另一方面，本专利技术提供了一种用于预测晚期肺腺癌免疫治疗疗效的试剂盒，所述试剂盒包含特异性检测CSMD1、CSMD2和CSMD3基因突变的试剂。在一些实施方案中，所述试剂盒包含选自核酸提取试剂、基因的特异性引物或探针、PCR试剂、核酸测序试剂中的一种或多种。在一些实施方案中，所述测序是高通量测序也称二代测序（NGS测序）。可用本专利技术的NGS测序平台是商用可得的，包括但不限于Roche/454FLX、Illumina/SolexaGenomeAnalyzer和AppliedBiosystemsSOLIDsystem等。外显子组测序是利用序列捕获技术将基因组外显子区域DNA捕捉并富集后进行高通量测序的基因组分析方法。由于它具有对常见和罕见突变高灵敏度，因此仅需对2%的基因组进行测序就能发现外显子区域的大部分疾病相关突变。所述高通量测序可以是全外显子组测序，也可以是针对基因组中部分基因或区域的测序。具体地，在本专利技术中，测序可针对CSMD1/2/3基因进行。在一些优选的实施方案中，所述试剂盒还包含样品处理剂，如样品裂解试剂、样品纯化试剂及核酸提取试剂等。在另一方面，本专利技术提供一种用于预测晚期肺腺癌免疫治疗，例如免疫检查点抑制剂治疗的疗效的方法，所述方法包括以下步骤：a）评估晚期肺腺癌患者的肿瘤组织中的CSMD1、CSMD2和CSMD3基因的体细胞非同义突变；b）根据所述步骤a）的评估结果进行分类：若在CSMD1、CSMD2和CSMD3基因中至少一个基因发生至少一个体细胞非同义突变，则归为CSMD=1组；若三基因中均未发生体细胞非同义突变，或仅在非编码区发生突本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于预测晚期肺腺癌的免疫治疗疗效的生物标志物，其包括CSMD家族基因的三个基因：CSMD1、CSMD2、CSMD3。/n

【技术特征摘要】
1.用于预测晚期肺腺癌的免疫治疗疗效的生物标志物，其包括CSMD家族基因的三个基因：CSMD1、CSMD2、CSMD3。


2.用于预测晚期肺腺癌的免疫治疗疗效的试剂盒，其特征在于，包含特异性检测CSMD1、CSMD2和CSMD3基因突变的试剂。


3.根据权利要求2所述的试剂盒，其中所述试剂盒包含选自核酸提取试剂、基因的特异性引物或探针、PCR试剂、核酸测序试剂中的一种或多种。


4.用于预测晚期肺腺癌的免疫治疗疗效的系统，所述系统包括以下三个模块：
评估模块I），评估晚期肺腺癌患者的肿瘤组织中的CSMD1、CSMD2和CSMD3基因的体细胞非同义突变；
计算模块II），根据评估模块I）的评估结果进行分类：若在CSMD1、CSMD2和CSMD3基因中至少有一个基因发生至少一个体细胞非同义突变，则归为CSMD=1组；若三基因中均未发生体细胞非同义突变，或仅在非编码区发生突变，则归为CSMD=0组；
其中，若三基因中至少一个基因在编码区发生了体细胞非同义突变，无论突变数量和类型情况，均归为CSMD=1组；
判断模块III），基于计算模块II）的结果，进行判断：判断CSMD=1组免疫治疗有效，而判断CSMD=0组免疫治疗无效。


5.根据权利要求4所述的系统，其中所述评估是指，比较肿瘤组织与对照组织的测序数据，以获得CSMD1、CSMD2和CSMD3基因的体细胞非同义突变信息。


6.特异性检测CSMD1、CSMD2和CSMD3基因突变的试剂在用于预测晚期肺腺癌免疫治疗疗效的试剂盒或系统中的用途。


7.根据权利要求6所述的用途，其中所述试剂选自基因测序试剂、基因特异性引物或探针。


8.根据权利要求6或7所述的用途，其中所述试剂盒为权利要求2或3所述的试剂盒；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，张昭，
申请(专利权)人：至本医疗科技上海有限公司，上海至本医学检验所有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31