用于疾病的早期检测的蛋白质冠传感器阵列的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于疾病的早期检测的蛋白质冠传感器阵列的系统和方法。本发明专利技术提供了用于检测生物分子的传感器阵列及其使用方法。在一些实施方式中，传感器阵列能够检测对象的疾病状态。状态。状态。

【技术实现步骤摘要】
用于疾病的早期检测的蛋白质冠传感器阵列的系统和方法
[0001]本申请是中国专利申请CN201780011881.9的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2016年12月16日提交的美国临时申请第62/435,409号的优先权，其内容通过引用全文纳入本文。
[0004]关于联邦资助研究的声明
[0005]无
[0006]通过引用纳入
[0007]本说明书中提到的所有发表物、专利和专利申请通过引用纳入本文，就好像将各篇单独的发表物、专利或专利申请专门和单独地通过引用纳入本文那样。

技术介绍

[0008]本专利技术的领域涉及用于检测和诊断不同疾病状态的传感器阵列，具体地，本专利技术涉及对疾病或病症进行诊断或预后的能力。
[0009]诊断出疾病的时间越早，疾病治愈或成功控制的可能性就越大，从而为患者提供更好的预后。当您及早治疗疾病时，您可能能够预防或延迟疾病的问题，并可能改善患者的治疗效果，包括延长患者的生命和/或生活质量。
[0010]癌症的早期诊断至关重要，因为许多类型的癌症可以在早期阶段成功治疗。例如，乳腺癌，卵巢癌和肺癌早期诊断和治疗后的五年生存率分别为90％，90％和70％，而在疾病最晚期诊断的患者分别为15％，5％和10％。一旦癌细胞离开其原始组织，使用可用的已建立的治疗剂的成功治疗变得非常不可能。尽管认识到癌症的警告信号并采取迅速行动可能导致早期诊断，但大多数癌症(例如，肺)仅在癌细胞已经侵入周围组织并在全身转移后才显示出症状。例如，超过60％的患有乳腺癌，肺癌，结肠癌和卵巢癌的患者在检测到癌症时具有隐藏甚至转移了的集落。因此，迫切需要开发用于早期检测癌症的有效方法。这种方法应该具有识别不同阶段的癌症的灵敏性以及当被测试者没有癌症时给出阴性结果的特异度。已经进行了大量努力来开发用于早期检测癌症的方法；虽然已经引入了大量的风险因素和生物标志物，但是早期检测各种癌症的广泛相关平台仍然难以实现。
[0011]由于各种类型的癌症可以改变血浆的组成
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即使在其早期阶段
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早期检测的一种有希望的方法是针对生物标志物的分子血液分析。虽然这种策略已经适用于一些癌症(如PSA用于前列腺癌)，但尚无特定的生物标志物可用于早期检测大多数癌症。对于这样的癌症(例如，肺癌)，没有一种定义的候选循环生物标志物已经临床验证，并且很少有人已经达到晚期临床开发。因此，迫切需要新方法来提高我们在非常早期阶段检测癌症的能力。

技术实现思路

[0012]本专利技术提供了一种灵敏的通用传感器阵列，用于检测多种疾病和病症以及确定对象的疾病状态。本专利技术的独特性在于来自对象样品的生物分子指纹识别和确定该对象的疾病状态或健康连续性的能力的组合。
[0013]在一些方面，本专利技术提供了一种传感器阵列，其包括多个传感器元件，其中所述多个传感器元件在至少一种物理化学特性方面彼此不同，并且所述多个传感器元件包括至少两个传感器元件。在一些方面，每个传感器元件能够结合样品中的多个生物分子以产生生物分子冠(corona)特征，其中每个传感器元件具有彼此不同的生物分子冠特征。在一些方面，传感器元件是纳米级传感器元件。
[0014]在一些方面，当与样品接触时，多个传感器元件产生多个生物分子冠特征(signature)，其中多个生物分子冠特征的组合产生样品的生物分子指纹。
[0015]在一些方面，传感器元件连接到基材。
[0016]在一些方面，传感器元件是基材，板或芯片上的离散元件(区域)，其具有拓扑和功能差异，其中每个不同的元件(区域)产生不同的生物分子冠特征。基材，芯片或阵列本身一起形成传感器阵列并为样品提供生物分子指纹。
[0017]在一些方面，本专利技术提供了检测对象的疾病状态的方法，包括：从对象获得样品；使样品与传感器阵列接触，其中传感器阵列包括多个传感器元件，其中多个传感器元件在至少一个物理化学特性方面彼此不同，并且多个传感器元件包括至少两个传感器元件，并且确定与样品相关的生物分子指纹，其中生物分子指纹可以区分对象的疾病状态。在一些方面，该方法还包括将样品的生物分子指纹与一组与多种疾病状态相关的生物分子指纹进行比较，以确定哪种疾病状态与样品相关。
[0018]另一方面，本专利技术提供了一种确定与至少疾病状态或至少一种疾病或病症相关的生物分子指纹的方法，该方法包括以下步骤：(a)从被诊断有疾病状态或至少一种疾病或病症的至少两个对象中获得样品；(b)使每个样品与本文所述的传感器阵列接触，和(c)确定与疾病状态或至少一种疾病或病症相关的传感器阵列的生物分子指纹。在一些方面，步骤(c)还包括检测每个传感器元件的生物分子冠的组成，其中不同传感器元件之间的每个生物分子冠的组成的组合产生与样品相关的生物分子指纹。在其他方面，步骤(c)包括从每个传感器元件解离生物分子冠并测定每个生物分子冠的多个生物分子，其中测定的生物分子的组合产生生物分子指纹。
[0019]在另一个方面，本专利技术提供了对于对象的疾病或病症进行诊断或预后的方法，包括从对象获得样品；使样品与本文所述的传感器阵列接触以产生生物分子指纹，将生物分子指纹与一组与多种疾病或病症相关的生物分子指纹进行比较；并对该疾病或病症进行诊断或预后。
[0020]在另一个方面，本专利技术提供鉴定与疾病或病症相关的生物标志物模式(pattern)的方法，该方法包括：(a)从诊断患有该疾病或病症的至少两个对象和至少两个对照对象获得样品；(b)使每个样品与传感器阵列接触以为每个对象产生多个生物分子冠，以及(c)将患有疾病或病症的对象的多个生物分子冠的组成与对照对象多个生物分子冠的组成进行比较，以确定与疾病或病症相关的生物标志物的模式。
[0021]在一些方面，疾病或病症是癌症，内分泌病症，心血管疾病，炎性疾病或神经疾病。
[0022]在一个方面，疾病或病症是癌症。
[0023]在另一方面，疾病或病症是心血管疾病。在一个方面，心血管疾病是冠状动脉疾病(CAD)。
[0024]在另一方面，疾病或病症是神经病症。在一个方面，神经病症是阿尔茨海默病。
[0025]在一些方面，本专利技术提供了用于对疾病或病症进行诊断或预后的试剂盒，该试剂盒包括：传感器阵列，其包括多个纳米级传感器元件，其中所述多个传感器元件在至少一种物理化学特性方面彼此不同并且多个传感器元件包括至少两个传感器元件。
[0026]在其他方面，本专利技术提供用于确定和/或检测与疾病或病症相关的至少一种生物标志物的试剂盒，其包括至少一个传感器阵列，所述传感器阵列包括多个传感器元件，其中所述多个传感器元件在至少一个物理化学特性上彼此不同并且多个传感器元件包括至少两个传感器元件。
[0027]在又一方面，本专利技术提供了一种使用具有不同物理化学性质的表面的多个颗粒来区分对象的复杂生物样品(complex biological sample)的状态的方法，其中该方法包括：将复杂生物样品暴露于多个颗粒以允许复杂生物样品的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用多种颗粒区分受试者的复杂生物样品的状态的方法，所述方法包括：(a)将所述复杂生物样品暴露于所述多种颗粒，以允许将所述复杂生物样品的多种蛋白质结合到所述多种颗粒的表面以形成不同的生物分子冠特征，其中所述多种颗粒具有表面，所述表面具有不同的物理化学性质，并且其中基于所述多种颗粒的所述表面的所述物理化学性质，在所述多种颗粒中所述多种蛋白质的结合模式不同；(b)通过从所述多种颗粒分离和鉴定至少一个蛋白质亚组来定义代表所述生物分子冠特征的组合的生物分子指纹；以及(c)将所述生物分子指纹与所述受试者的生物学状态相关联。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述复杂生物样品是血浆。3.根据权利要求1所述的方法，其中鉴定所述至少一个蛋白质亚组包括进行凝胶电泳、液相色谱法、质谱法、NMR、FTIR、圆二色性、拉曼光谱法中的至少一种。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多种颗粒包括纳米颗粒。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多种颗粒无标记。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多种颗粒富集来自所述生物样品的低丰度蛋白质。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述复杂生物样品包括蛋白质和核酸，以及脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：布里格姆及妇女医院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：