用于檢測和測定前列腺癌預后的組合物和方法
【專利說明】用于檢測和測定前列腺癌預后的組合物和方法
[0001] 本申請要求2013年3月14日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/785,375的權益，其 全部以引用方式并入本文。
[0002] 序列表的并入
[0003] 命名為"NGNLP0002W0_ST25. txt"的文件中含有的序列表通過電子方式與本文一 起提交并且以引用的方式并入本文，所述序列表的大小是4KB (在Microsoft Windows? 中計算）并且創(chuàng)建于2014年3月13日。
[0004] 發(fā)明背景 1.發(fā)明領域
[0005] 本發(fā)明總體上涉及癌癥生物學的領域。更具體地講，本發(fā)明涉及用于檢測前列腺 癌的存在以及確定前列腺癌侵襲性的方法。
[0006] 2.相關技術描述
[0007] 前列腺癌是男性中繼肺癌之后的第二最常見的癌癥，并且其發(fā)病率由于人口老齡 化日益升高。它也是男性中癌癥相關死亡的第二主要原因。前列腺癌目前的篩選方法基于 測定血清前列腺特異性抗原（PSA)。PSA水平多4. Ong每毫升是活檢參照的一般閾值。已知 PSA水平升高不實地表明可能存在前列腺癌，因為PSA水平升高也是良性前列腺增生（BPH) 的特征，這是由于PSA水平和前列腺大小之間有相關性。依賴PSA水平導致75%假陽性以 及太多不必要的活檢。更重要地，即使檢測到前列腺癌，這種癌癥的臨床行為顯著不同，并 且這種疾病在一些患者中可能是致死的而在其他患者中進展緩慢。目前的數(shù)據(jù)表明，通過 依賴血清PSA，一些患者被過度治療，因此，已經(jīng)表明PSA測試可能導致更多傷害，這是由于 不必要的前列腺切除術可能產(chǎn)生副作用。前列腺癌Gleason組織分級仍然是其臨床表現(xiàn)最 可靠的預測指標。有確信的數(shù)據(jù)證明當其腫瘤的Gleason評分是6時無論患者治療與否都 有相似的結果。
[0008] 為了改進血清PSA在其臨床中的實用性已經(jīng)進行許多嘗試。游離和復合物PSA以 及PSA的同種型已經(jīng)作為PSA的輔助物使用，并且它們在靈敏度和特異性方面顯示出一些 改善，特別是在患者被認為處在"灰色地帶"中的病例中，但是所有這些仍然不足以改善患 有BPH的患者的癌癥預測。還使用了 PSA速度和倍增時間并且顯示出一些改善，但是這種 改善仍然有限制。不僅在預測癌癥存在中需要改善PSA水平篩選從而避免不必要的活檢， 而且還需要開發(fā)也能夠預測前列腺癌的臨床表現(xiàn)的測試。
[0009] 發(fā)明概述
[0010] 本發(fā)明的實施方案提供一組可以用于前列腺癌的高精確度檢測以及前列腺癌侵 襲性測定的血液和尿液標記物。例如在一些方面，提供一種方法，所述方法用于根據(jù)受試者 尿液樣本中的至少一種mRNA和來自所述患者的血液樣本中的至少一種mRNA的測定的表達 水平鑒定受試者處于或沒有處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風險。在一些方面，這種方 法還包括測定受試者血液中的至少一種蛋白質(zhì)的水平。在其他方面，方法包括根據(jù)受試者 尿液樣本中的至少2或3種mRNA以及來自患者的血液樣本中的至少2或3種mRNA的測定 的表達水平（以及任選受試者血液中的至少一種蛋白質(zhì)的水平）鑒定受試者處于或沒有處 于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風險。
[0011] 因此，在一個實施方案中，提供檢測受試者是否處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌 的風險的方法，其包括（a)從所述受試者獲取生物樣本；(b)測定所述樣本中的至少3種基 因的表達水平，所述至少3種基因選自由UAPI、PDUM5、頂PDH2、HSPDI、PCA3、PSA、TMPRSS2、 ERG、GAPDH和B2M組成的組；和（c)根據(jù)所述基因的表達水平鑒定所述受試者處于或沒有 處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風險。在又一個方面，實施方案的方法包括（a)從所述 受試者獲取生物樣本；(b)測定所述樣本中的至少3種基因的表達水平，所述至少3種基因 選自由 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 組 成的組；和（c)根據(jù)所述基因的表達水平鑒定所述受試者處于或沒有處于前列腺癌或侵襲 性前列腺癌的風險。在一個方面，所述方法還包括鑒定受試者處于前列腺癌的風險。在另 一個方面，所述方法還包括測定至少4、5、6、7、8、9、10、11或12種所述基因的表達水平。在 又一個方面，所述方法還包括測定 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、 GAPDH和B2M基因的表達水平。在又一個方面，所述方法還包括測定UAPI、、頂PDH2、 HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 基因的表達水平。
[0012] 在實施方案的某些方面，受試者患有或被診斷患有前列腺癌。因此，方法可以包括 鑒定患有癌癥的受試者處于或沒有處于侵襲性前列腺癌的風險。在某些方面，受試者先前 已經(jīng)進行前列腺切除術。在其他方面，受試者患有或被診斷患有前列腺肥大或良性前列腺 增生（BPH)。
[0013] 在實施方案的一些方面，鑒定受試者處于或沒有處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌 的風險是根據(jù)測定的基因的表達水平和受試者的年齡。在一個方面，鑒定受試者處于或沒 有處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風險還包括使所述基因的表達水平與前列腺癌或侵 襲性前列腺癌的風險關聯(lián)。在一些情況下，這種關聯(lián)步驟通過計算機進行。在一些方面， 使用加權指示基因的測定的表達水平的相對預測值的算法。本文中提供這些算法的實例。 在一些情況下，鑒定受試者處于或沒有處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風險還包括使用 SVM算法、邏輯回歸算法、lasso算法、boosting算法、bagging算法、隨機森林算法、CART算 法或MATT算法分析所述基因的表達水平。在一些情況下，這種分析可以通過計算機進行。
[0014] 在一些方面，根據(jù)實施方案使用的樣本是血液樣本、尿液樣本或（在一些情況下） 血液和尿液樣本兩者。在這些方面，所述方法還包括從受試者獲?。ㄖ苯踊驈牡谌剑┭?液樣本或尿液樣本。在又一個方面，所述方法還包括測定選自由血液或尿液樣本中的UAPl、 PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 組成的組的至少 3、4、5或更多種基因的表達水平。在又一個方面，所述方法還包括測定尿液樣本中的UAP1、 ^^頂5、頂?0112、？043、了]\^1?32和/或批1^1的表達水平。在又一個方面，所述方法還包括 測定血液樣本中的UAPl、頂PDH2、HSH) 1、PSA和/或ERG的表達水平。
[0015] 在另一個方面，實施方案的方法包括（i)測定所述尿液樣本中的HSroi、頂PDH2和 H)UM5的表達水平和所述血液樣本中的ERG的表達水平；（ii)測定尿液樣本中的MPDH2、 HSroi、PCA3和H)UM5的表達水平以及血液樣本中的ERG和PSA的表達水平；或（iii)測 定尿液樣本中的MPDH2、HSroI、PCA3和的表達水平以及血液樣本中的UAPI、ERG和 PSA的表達水平。
[0016] 在其他方面，實施方案的方法包括測定受試者的（i)尿液樣本中的PCA3、PTEN和 B2M的表達水平（例如，mRNA表達水平）和（ii)血液樣本中的ERG、AR、B2M和GAPDH的表 達水平（例如，mRNA表達水平）并且根據(jù)所述基因的表達水平鑒定受試者處于或沒有處于 前列腺癌（對比BPH)的風險。在一些方面，這種方法還包括測定受試者血液中的PSA蛋白 的水平。因此，在實施方案的特定方面，方法包括測定（i)血液樣本中的PSA的蛋白質(zhì)表達 水平；受試者的（ii)尿液樣本中的PCA3、PTEN和B2M的mRNA表達水平和（iii)血液樣本 中的ERG、AR、B2M和GAPDH的mRNA表達水平并且根據(jù)表達水平鑒定受試者處于或沒有處于 前列腺癌（對比BPH)的風險。
[0017] 在又一些其他方面，實施方案的方法包括測定受試者的（i)尿液樣本中的PSA、 GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和TOUM5的表達水平（例如，mRNA表達水平）和（ii)血液樣本中 的ERG的表達水平（例如，mRNA表達水平）并且根據(jù)所述基因的表達水平鑒定受試者處于 或沒有處于侵襲性前列腺癌的風險。例如，在一些特定的方面，實施方案的方法包括測定受 試者的⑴尿液樣本中的PSA、GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和的表達水平（例如，mRNA 表達水平）和（ii)血液樣本中的ERG、PCA3、B2M和HSPDl的表達水平（例如，mRNA表達水 平）并且根據(jù)所述基因的表達水平鑒定受試者處于或沒有處于侵襲性前列腺癌的風險。在 一些方面，這種方法還包括測定受試者血液中的PSA蛋白的水平和/或確定受試者的年齡。 因此，在實施方案的一些特定的方面，方法包括測定受試者的（i)血液樣本中的PSA的蛋白 質(zhì)表達水平；（ii)尿液樣本中的PSA、GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和的mRNA表達水平 和（iii)血液樣本中的ERG、PCA3、B2M和HSPDl的mRNA表達水平并且根據(jù)表達水平鑒定受 試者處于或沒有處于侵襲性前列腺癌的風險。
[0018] 在實施方案的又一個方面，方法包括（a)測定受試者的（i)血液樣本中的PSA的 蛋白質(zhì)表達水平；（ii)尿液樣本中的PCA3、PTEN和B2M的mRNA表達水平和（iii)血液樣 本中的ERG、AR、B2M和GAPDH的mRNA表達水平并且根據(jù)表達水平確定受試者的第一個前列 腺癌風險因素；(b)測定受試者的（i)血液樣本中的PSA的蛋白質(zhì)表達水平；（ii)尿液樣本 中的PSA、GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和PDUM5的mRNA表達水平和（iii)血液樣本中的ERG、 PCA3、B2M和HSroi的mRNA表達水平并且根據(jù)表達水平確定受試者的第二個前列腺癌風險 因素；和（c)根據(jù)所述第一個和第二個前列腺癌風險因素鑒定受試者處于或沒有處于前列 腺癌或侵襲性前列腺癌的風險。在一些方面，這種方法可以用于選擇供活檢或抗癌療法的 受試者。
[0019] 在又一個方面，方法還包括測定樣本中的基因的表達水平并且測定參考樣本中的 基因的表達水平；和通過比較來自所述受試者的所述樣本中的所述基因的表達水平與所述 參考樣本中的所述基因的表達水平鑒定所述受試者處于或沒有處于前列腺癌或侵襲性前 列腺癌的風險。
[0020] 在一些方面，測定所述基因的表達包括測定你。測定蛋白質(zhì)表達水平可以包括例 如，進行ELISA、蛋白質(zhì)印跡或與抗體陣列結合。在另一個方面，測定所述基因的表達包括 測定RNA表達水平。測定RNA表達水平可以包括進行RT-PCR、RNA印跡或陣列雜交。優(yōu)選 地，測定基因的表達水平包括進行RT-PCR(例如，實時RT-PCR)。
[0021] 在一些方面，方法還包括報告受試者是否患有前列腺癌或患有侵襲性前列腺癌。 報告可以包括準備口頭、書面或電子報告。因此，提供報告可以包括向患者、醫(yī)生、醫(yī)院或保 險公司提供報告。
[0022] 在另一個實施方案中，本公開提供治療受試者的方法，所述方法包括根據(jù)實施方 案選擇鑒定為處于前列腺癌或侵襲性前列腺癌的風險的受試者并且對所述受試者施用抗 癌療法。例如，方法可以包括（a)獲取來自受試者的樣本中的至少3種基因的表達水平，所 述至少 3 種基因選自由 UAPUPDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、 PTEN和AR組成的組；(b)根據(jù)所述基因的表達水平選擇患有前列腺癌或患有侵襲性前列腺 癌的受試者；和（c)用抗癌療法治療選擇的受試者。在某些方面，抗癌療法是化學療法、放 射療法、激素療法、靶向療法、免疫療法或手術療法（例如，前列腺切除術）。
[0023] 在另一個實施方案中，本公開提供選擇供診斷程序的受試者的方法，所述方法包 括（a)獲取來自受試者的樣本中的至少3種基因的表達水平，所述至少3種基因選自由 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 組成的組； (b)根據(jù)所述基因的表達水平選擇有患有前列腺癌或患有侵襲性前列腺癌風險的受試者； 和（c)對受試者進行診斷程序。例如，診斷程序可以是活檢。
[0024] 在又一個實施方案中，本公開提供確定患有前列腺癌的受試者的預后的方法，所 述方法包括（a)從所述受試者獲取生物樣本；(b)測定所述樣本中的至少3種基因的表達 水平，所述至少 3 種基因選自由 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、 GAPDH、B2M、PTEN和AR組成的組；和（c)根據(jù)所述基因的表達水平鑒定所述受試者患有或 不患有侵襲性前列腺癌。
[0025] 在又一個實施方案中，本公開提供有形計算機可讀介質(zhì)，其包括計算機執(zhí)行時 使計算機進行包括以下操作的計算機可讀代碼：(a)接收對應于來自受試者的樣本中的 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 基因的表達 水平的信息；和（b)測定一種或多種所述基因與參考水平相比的相對表達水平，其中一種 或多種所述基因與參考水平相比改變的表達表明所述受試者處于患有前列腺癌或侵襲性 前列腺癌的風險。
[0026] 在一個方面，有形計算機可讀介質(zhì)還包括接收對應于來自健康受試者的樣本中的 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2