MCM3相关乳腺癌生物标志物试剂盒、诊断系统及其相关应用技术方案

本文提供了MCM3相关乳腺癌生物标志物试剂盒、诊断系统及其相关应用。具体而言，本文提供了一组可作为乳腺癌诊断标记的MCM3关联基因及基于该组基因建立的诊断模型：TACC3、SPAG5、UBE2T、TNNT1、COMP、MFAP2、GPR68、PKMYT1、MMP13、CRABP2、RAB26、CTXN1、HIST1H2BC、SLC12A8。本文所提供的MCM3关联基因与诊断模型，能够以高置信度鉴定乳腺癌细胞。胞。胞。

【技术实现步骤摘要】
MCM3相关乳腺癌生物标志物试剂盒、诊断系统及其相关应用


[0001]本文关于乳腺癌生物标志物试剂盒、诊断系统及其相关应用，具体而言，本文是关于检测来自待测个体的离体样品中TACC3等14个差异表达的基因水平利用该以及试剂盒和/或诊断系统中的应用。

技术介绍

[0002]乳腺癌是全球范围内女性常见的恶性肿瘤，严重威胁女性健康，全球乳腺癌发病率自20世纪70年代末开始一直呈上升趋势。美国8名妇女一生中就会有1人患乳腺癌。中国不是乳腺癌的高发国家，但不宜乐观，近年我国乳腺癌发病率的增长速度却高出高发国家1～2个百分点。据国家癌症中心和卫生部疾病预防控制局公布的乳腺癌发病数据显示：全国肿瘤登记地区乳腺癌发病率位居女性恶性肿瘤的第1位，女性乳腺癌发病率(粗率)全国合计为42.55/10万，城市为51.91/10万，农村为23.12/10万。根据临床病理分型可将乳腺癌分为Luminal A型，Luminal B型，HER2过表达型和基底细胞型(三阴性乳腺癌)，各分子亚型间在基因表达水平，发病年龄，临床特征，恶性程度和治疗敏感度及预后均存在差异，其中尤其以三阴性乳腺癌的恶性程度最高且预后较差。
[0003]乳腺癌的发生、发展与许多肿瘤标志物的异常表达有关，目前研究较多的乳腺癌肿瘤标志物有：孕激素受体(PR)、血管内皮生长因子(VEGF)、雌激素受体(ER)、CD44、p53等。但单一乳腺癌肿瘤标志物的检测灵敏度不高，常常存在误诊，导致真正的临床应用非常有限。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术中的问题，本文通过对特定的TACC3、SPAG5、UBE2T、TNNT1、COMP、MFAP2、GPR68、PKMYT1、MMP13、CRABP2、RAB26、CTXN1、HIST1H2BC和SLC12A8共14个基因的表达式水平进行了检测，提高了对乳腺癌检测的准确性。
[0005]本文的一个目的在于寻找新的、敏感性及特异性更好的诊断乳腺癌的标记物的组合，检测上述基因的试剂在制备鉴别乳腺癌细胞和/或诊断乳腺癌的诊断系统中的应用。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种基于一组互相关联的诊断标记物所制备的乳腺癌检测试剂盒。
[0007]本文的另一目的在于提供一种乳腺癌诊断系统，包括检测单元和数据分析单元，所述检测单元用于检测来自待测个体的离体样本中上述14个基因的表达值，获得检测结果；所述数据分析单元用于对检测单元的检测结果进行分析处理。
[0008]本文的另一目的在于提供一种存储有基于所构建的乳腺癌诊断模型的计算机程序指令的计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被执行时实现：基于待测个体的上述14个基因的表达水平值获得个体罹患乳腺癌的诊断分类结果。
[0009]本文的另一目的在于提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器
上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现：基于待测个体的上述14个基因的表达水平值获得个体罹患乳腺癌的诊断分类结果。
[0010]综上所述，本文提供了一组MCM3相关乳腺癌生物标志物与基于该组标志物构建的诊断系统及其相关应用，所建立的包含14个基因的诊断系统经计算机模拟及乳腺癌基因组数据验证皆具有高可信度。与现有的针对乳腺癌的单一诊断标记相比，本文的生物标志物能够进一步提升乳腺癌的诊断灵敏度和精确性。基于本文中诊断标记的高准确性以及检测方法的快速和高可操作性，本文可以通过商业试剂盒以用于乳腺癌的临床快速检验。
附图说明
[0011]图1所示为本文实施例MCM3关联基因在不同类型肿瘤细胞中的表达量分析示意图；
[0012]图2所示为本文实施例构建检测模型的流程图；
[0013]图3所示为本文实施例MCM3关联的差异表达基因与乳腺癌差异表达基因的相关性分析示意图；
[0014]图4所示为本文实施例乳腺癌诊断系统的结构示意图；
[0015]图5所示为本文实施例乳腺癌诊断系统的具体结构示意图；
[0016]图6所示为本文实施例基于机器学习的LASSO逻辑回归模型(LASSO logistic regression model)分析曲线图；
[0017]图7a、图7b所示为本文实施例利用计算机模拟数据测试以该组14个基因组成的乳腺癌诊断系统的诊断能力示意图；
[0018]图8所示为本文实施例利用已发布的乳腺癌基因组数据集测试以该组14个基因组成的乳腺癌诊断模型的诊断能力示意图；
[0019]图9所示为本文实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0020]为了对本文的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本文的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本文的可实施范围的限定。实施例中未详细注明的操作方法，按照所属领域中的常规操作或厂商说明书的建议操作条件进行。
[0021]MCM3(minichromosome maintenance deficient 3)是真核生物DNA复制解旋酶中的一个组成部分，本文专利技术人研究发现，MCM3同样参与基因表达调控。如图1所示，MCM3在19种不同的癌症的肿瘤样本和正常样本中都存在显著差异表达的现象，其中MCM3在绝大部分肿瘤样本里过表达，其可能于癌症发展过程中发挥作用。
[0022]如图2所示为本文实施例构建检测模型的流程图，在本图中描述了构建通过MCM3的14个关联基因作为乳腺癌诊断的标志物组合的筛选过程，由所述检测模型构成的乳腺癌诊断系统可以提供很高的准确率以及可信度，该方法具体包括：
[0023]步骤201，筛选MCM3关联基因。
[0024]在本步骤中，鉴于MCM3在细胞生长中的重要作用以及在乳腺癌细胞中的显著过表达，本文专利技术人通过研究MCM3的基因表达调控功能，利用RNA干扰技术敲减和高通量转录组测序技术鉴定，共发现1518个MCM3差异表达基因，这些基因的表达可能受到MCM3的直接或
间接调控，与MCM3的功能可能具有相关性，因此为MCM3关联基因。
[0025]其中，RNA干扰技术敲减和高通量转录组测序技术可以参考现有技术中的方法，当然也可以采用其他的分析方法得到类似的和MCM3相关的差异表达基因，即MCM3关联基因，例如RNA干扰技术可以采用CRISPR-CasRx基因编辑技术进行替代；高通量转录组测序技术可以采用基因芯片(genechip)技术替代。
[0026]步骤202，筛选MCM3关联基因和乳腺癌差异表达基因的相关基因。
[0027]在本步骤中，通过比对MCM3关联基因与乳腺癌细胞差异表达基因，获得了一个包含168个共同相关基因的列表，如图3所示的韦恩图展示了MCM3相关的1518个差异表达基因和1695个在乳腺癌肿瘤样本和正常样本中差异表达的基因，两者共有168个相关基因。这些基因与MCM3及乳腺癌都存在相关性，部分基因可能代表了乳腺癌细胞的某种特性。
[0028]步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.检测以下基因的试剂在制备鉴别乳腺癌细胞和/或诊断乳腺癌的检测系统中的应用：检测的14个基因包括：TACC3、SPAG5、UBE2T、TNNT1、COMP、MFAP2、GPR68、PKMYT1、MMP13、CRABP2、RAB26、CTXN1、HIST1H2BC和SLC12A8。2.根据权利要求1所述的应用，其中，检测所述基因的试剂包括采用RT-qPCR技术或微阵列microarray技术用到的材料和/或设备。3.根据权利要求1所述的应用，其中是对来自待测个体的离体样本进行检测。4.根据权利要求1所述的应用，其中，将所述14个基因的表达值数据同时输入检测模型中，获得预测的分类结果。5.一种乳腺癌检测试剂盒，其特征在于，该试剂盒包括：检测TACC3、SPAG5、UBE2T、TNNT1、COMP、MFAP2、GPR68、PKMYT1、MMP13、CRABP2、RAB26、CTXN1、HIST1H2BC和SLC12A8的基因表达值的试剂材料和/或仪器设备。6.一种乳腺癌诊断系统，其包括检测单元和数据分析单元，其中：所述检测单元用于检测来自待测个体的离体样本中以下基因表达值，获得检测结果：TACC3、SPAG5、UBE2T、TNNT1、COMP、MFAP2、GPR68、PKMYT1、MMP13、CRABP2、RAB26、CTXN1、HIST1H2BC和SLC12A8；所述数据分析单元用于对检测单元的检测结果进行分析处理。7.根据权利要求6所述的乳腺癌诊断系统，其中，所述数据分析单元进一步将所述基因表达值配以权重系数，以计算所述离体样本的风险得分。8.根据权利要求7所述的乳腺癌诊断系统，其特征在于，所述数据分析单元进一步包括，预处理模块，用于将所述离体样本的基因表达值标准化；计算模块，用于将标准化的基因表达值带入到以下检测模型，得到该离体样本的风险得分：所述风险得分＝8.2178595+0.0000001
×
TACC3+0.1630247
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SPAG5+1.1824652
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UBE2T+0....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈居明，朱孝轩，朱莉娜，
申请(专利权)人：香港城市大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：