基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及癌细胞鉴别领域，尤其是涉及基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法及系统，该方法包括：采集尿液样本，利用所述尿液样本获得检测样本；对所述检测样本测序，从而获得所述检测样本的细胞表达谱；利用所述细胞表达谱，获得混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据，所述混合尿路上皮细胞亚群包括正常尿路上皮细胞和癌变尿路上皮细胞；从所述混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据中提取不同的原癌基因表达数据；对不同的所述原癌基因表达数据进行分析，从而获得癌细胞比率并鉴定出不同类型癌细胞。本方法通过无创伤的检查方式，通过原癌基因表达谱数据快速且精准地获得了不同类型的癌变尿路上皮细胞，为肾盂癌术前新辅助治疗提供参考和依据。新辅助治疗提供参考和依据。新辅助治疗提供参考和依据。

【技术实现步骤摘要】
基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法及系统


[0001]本专利技术涉及癌细胞鉴别领域，尤其是涉及基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法及系统。

技术介绍

[0002]癌症作为目前对于人类健康威胁最为严重的疾病之一，众多的医务工作者们都在想方设法能够将这一问题攻克。肾盂癌(Renal pelvis carcinoma，RPC)是指发生于肾盂部位的恶性肿瘤，病因尚不明确，在泌尿系统肿瘤中发病率相对较低，占所有尿路上皮肿瘤的10％左右。RPC无特异性临床表现，最常见的是肉眼血尿，其它较常见的临床表现为腰腹部疼痛不适、腰部肿块、肾积水等，也有部分患者体检时偶然发现。目前临床上对于肿瘤的治疗方式主要有手术、放疗、化疗等，但由于肿瘤发病机制复杂，个体差异因素大，所以治疗效果也因人而异，整体效果不容乐观。近年来，随着“靶药”技术的进步，越来越多的病人开始从中获益，不仅有效地延长了整体生存期，生活质量也得到了明显的改善。随着“精准医疗”的概念被越来越多的倡导，以基因检测技术为指导的使用靶药的治疗方式正在被更多的临床医生所接受和使用，并为肿瘤癌患者带去更合适的治疗方式以及更好的治疗效果。目前，针对术前诊断为肾盂癌的患者，将会进行RNU(Radical Nephro
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ureterectomy)手术并给予术后辅助化疗；另一方面，目前许多手术团体提倡对于身体情况允许的患者使用新辅助化疗疗法，即在术前对患者进行化疗处理，实时观察治疗效果，然后根据具体情况决定维持治疗或继而进行手术。总体来讲，无论是手术还是化疗，都会对患者身体造成较大创伤或非特异性损伤，而由于肾盂位置较深，也无法取出肿瘤活体样本，继而通过二代测序技术判断最适的肿瘤靶药。因此，亟需一种无创伤性的检查方法，其能够鉴定体外样本中游离癌细胞的种类，进而为肾盂癌术前新辅助治疗方式的探索提供支持与依据。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的缺陷，本专利技术基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法及系统，旨在解决以上技术问题，第一方面，本专利技术提供了基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法，包括如下步骤：采集尿液样本，利用尿液样本获得检测样本；对检测样本测序，从而获得检测样本的细胞表达谱，进一步可选地，检测样本的测序可以选择为单细胞RNA测序技术；利用细胞表达谱，获得混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据，混合尿路上皮细胞亚群包括正常尿路上皮细胞和癌变尿路上皮细胞；从混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据中提取不同的原癌基因表达数据；对不同的原癌基因表达数据进行分析，从而获得癌细胞比率并鉴定出不同类型癌细胞。综上，本方法以肾盂癌确诊病人的尿液样本为检测对象，通过单细胞RNA测序技术，用癌细胞比率这一新的指标统一了细胞的异质性，获得混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据，通过数据分析挖掘，凭借不同的原癌基因筛选出尿液中不同的癌变尿路上皮细胞，从而为肾盂癌术前新辅助治疗提供基于单靶药治疗方式的参考依据。本方法通过无创伤的检查方式，通过原癌基因表达谱数据快速且精准
地获得了不同类型的癌变尿路上皮细胞，为肾盂癌术前新辅助治疗提供参考和依据。
[0004]可选地，采集尿液样本，利用尿液样本获得检测样本，包括如下步骤：采集尿液样本，所述尿液样本为晨尿样本；对尿液样本中的细胞进行分类，获得尿液样本中的细胞群体；分析统计细胞群体，获得细胞群体的数目和每个细胞群体中的细胞总数；设定检测标准；将细胞群体的数目和细胞群体中的细胞总数与检测标准进行比较；当细胞群体的数目和群体中的细胞总数满足检测标准时，获得检测标本。
[0005]可选地，对检测样本测序，从而获得检测样本的细胞表达谱，包括如下步骤：将检测样本洗涤重悬；标记洗涤重悬后的检测样本中的细胞；根据细胞构建测序文库；将细胞上机测序，获得对应的测序结果；通过对测序结果质量把控，得到精准的细胞的序列；利用序列比对与分配，过滤低质量的细胞表达谱数据，从而获取高质量的细胞表达谱数据。
[0006]可选地，利用细胞表达谱，获得混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据，混合尿路上皮细胞亚群包括正常尿路上皮细胞和癌变尿路上皮细胞，包括如下步骤：利用细胞表达谱数据对所述细胞进行分类；对分类后的细胞进行类型鉴定，获得上皮细胞群；确认尿路上皮细胞标志基因；利用尿路上皮细胞标志基因结合上皮细胞群，筛选出混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据。
[0007]可选地，从混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据中提取不同的原癌基因表达数据，包括如下步骤：确定不同的原癌基因；从混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据中，根据不同的所述原癌基因匹配并提取对应的原癌基因表达数据。
[0008]可选地，对不同的原癌基因表达数据进行分析，从而获得癌细胞比率并鉴定出不同类型癌细胞，包括如下步骤：设定分类标准，分类标准包括高表达类和正常表达类；在不同的原癌基因表达数据中随机选取N个数据作为初始中心点；利用原癌基因表达的相似度将原癌基因表达数据与初始中心点进行比较，获得比较结果；依照比较结果结合分类标准，将原癌基因表达数据分为高表达类和正常表达类；分别利用在高表达类和正常表达类中的原癌基因表达数据，通过求取均值重新定义初始中心；利用重新定义的初始中心结合所述原癌基因表达的相似度再次对原癌基因表达数据进行分类，直至误差平方和全局最小，获得唯一的原癌基因的分类表达N1和N2，其中，N1表示原癌基因正常表达的组别，N2表示原癌基因高表达的组别；通过原癌基因的分类表达N1和N2，获得由原癌基因致使的癌细胞比率；利用所述癌细胞比率鉴定出癌细胞的类型。该分类方法能够在混合尿路上皮细胞群体中以不同原癌基因的表达值为基础，以同一终止条件明确地筛选出不同原癌基因的相对的高表达组和正常组，简单明确地满足了需求，提升了计算效率。
[0009]可选地，N1和N2均满足如下公式：
[0010][0011]其中，i＝1,2，i表示原癌基因的分类表达的类别；K＝2，表示分类表达的分类数目，即高表达类和正常表达类两类；μ
i
表示N
i
中原癌基因表达数据的均值；σ表示原癌基因表达数据的标准差。
[0012]可选地，癌细胞比率满足如下公式：
[0013][0014]其中，η表示癌细胞比率，Num(N2)表示原癌基因高表达的组别中的细胞数目，Num
(N1+N2)表示原癌基因正常表达的组别和原癌基因高表达的组别中总共细胞数目。
[0015]可选地，利用所述癌细胞比率鉴定出癌细胞的类型，包括如下步骤：通过癌细胞比率，获得对应原癌基因在混合尿路上皮细胞亚群的存在概率；利用存在概率，鉴定尿路上皮细胞亚群中的不同类型癌细胞。本专利技术通过测量尿路上皮混合细胞中某个原癌基因的癌细胞比率，为肾盂癌术前基于肿瘤靶向药物的新辅助治疗方式的探索提供了参考依据。
[0016]第二方面，本专利技术还提供基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的系统，系统适用于基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法，包括采集单元、测量单元和分析单元；所述采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法，其特征在于，包括如下步骤：采集尿液样本，利用所述尿液样本获得检测样本；对所述检测样本测序，从而获得所述检测样本的细胞表达谱；利用所述细胞表达谱，获得混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据，所述混合尿路上皮细胞亚群包括正常尿路上皮细胞和癌变尿路上皮细胞；从所述混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据中提取不同的原癌基因表达数据；对不同的所述原癌基因表达数据进行分析，从而获得癌细胞比率并鉴定出不同类型癌细胞。2.根据权利要求1所述的基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法，其特征在于，所述采集尿液样本，利用所述尿液样本获得检测样本，包括如下步骤：采集尿液样本，所述尿液样本为晨尿样本；对所述尿液样本中细胞进行分类，获得所述尿液样本中的细胞群体；分析统计所述细胞群体，获得所述细胞群体的数目和每个所述细胞群体中的细胞总数；设定检测标准；将所述细胞群体的数目和所述细胞群体中的细胞总数与所述检测标准进行比较；当所述细胞群体的数目和所述群体中的细胞总数满足所述检测标准时，获得所述检测标本。3.根据权利要求1所述的基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法，其特征在于，所述对所述检测样本测序，从而获得所述检测样本的细胞表达谱，包括如下步骤：将所述检测样本洗涤重悬；标记洗涤重悬后的所述检测样本中的细胞；根据所述细胞构建测序文库；将所述细胞上机测序，获得对应的测序结果；通过对所述测序结果质量把控，得到精准的所述细胞的序列；利用所述序列比对与分配，过滤低质量的所述细胞的细胞表达谱数据，从而获取高质量的细胞表达谱数据。4.根据权利要求1所述的基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法，其特征在于，所述利用所述细胞表达谱，获得混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据，所述混合尿路上皮细胞亚群包括正常尿路上皮细胞和癌变尿路上皮细胞，包括如下步骤：利用所述细胞表达谱数据对所述细胞进行分类；对分类后的细胞进行类型鉴定，获得上皮细胞群；确认尿路上皮细胞标志基因；利用所述尿路上皮细胞标志基因结合所述上皮细胞群，筛选出混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据。5.根据权利要求1所述的基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法，其特征在于，所述从所述混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据中提取不同的原癌基因表达数据，包括如下步骤：确定不同的原癌基因；
从所述混合尿路上皮细胞亚群的细胞表达谱数据中，根据不同的所述原癌基因匹配并提取对应的原癌基因表达数据。6.根据权利要求1所述的基于尿液鉴定肾盂癌病人不同类型癌细胞的方法，其特征在于，所述对不同的所述原癌基因表达数据分析，从而获得癌细胞比率并鉴定出不同类型癌细胞，包括如下步骤：设定分类标准，所述分类标准包...

【专利技术属性】
技术研发人员：董轲，王升，龙敏，张惠中，王会平，王琳，陈俊霖，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军军医大学，
类型：发明
国别省市：