标志物在胃癌免疫联合化疗中的应用、检测模型的构建方法和检测装置与流程

专利检索2025-01-17  27


本发明涉及标志物在胃癌免疫联合化疗中的应用、检测模型的构建方法和检测装置,属于分子生物医学。


背景技术:

1、胃癌是威胁人类生命健康的恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率均位于前列。我国大多数胃癌患者确诊时为局部进展期或晚期,而对于不可手术局晚期或者晚期患者,5年生存率仅为10%,预后极差。同时晚期胃癌患者治疗方案有限,化疗仍然是这类患者的标准治疗方案,中位生存期约在1年左右。虽然随着抗her2靶向药物在晚期胃癌患者中的应用,使得晚期胃癌患者的中位os突破了1年,但该部分人群仅约占胃癌的20%,晚期胃癌的治疗仍存在巨大的未被满足的临床需求。

2、近几年,随着免疫药物在胃癌中的应用,一系列临床试验如checkmate-649研究,orient-16研究以及rationale 305研究中均证实免疫联合化疗能够使得患者的生存有所提高,目前国内外指南均已将其作为一线治疗方案。但虽然免疫联合化疗在晚期胃癌患者中能够显示出较好的疗效,但只有约20-30%的患者对于免疫治疗有响应,因此有效地免疫疗效预测标志物对于患者选择起着重要的作用。在先前的研究中已经证实,肿瘤中相关基因可能会影响免疫治疗的疗效,如tgfbr2、rhoa和prex2基因突变的胃癌患者免疫联合化疗的无进展生存期(pfs)获益均更短。cdh1基因是胃癌发生发展中重要的抑癌基因,研究发现携带cdh1基因突变的dmmr/msi-h胃肠癌肿瘤患者使用免疫单药的疗效较差。erbb3基因参与调控pi3k/akt及erk通路,通常被认为与不良预后相关,然而一些小鼠和细胞研究表明,与erbb基因野生型相比,携带erbb2/erbb3基因突变的胆囊肿瘤或癌症细胞对于免疫联合治疗更为敏感。

3、除了基因突变会影响免疫疗效外,肿瘤免疫微环境(tme),尤其是肿瘤浸润淋巴细胞也是影响患者疗效和预后的重要因素。tme是个复杂和动态的网络,包含不同浸润和驻留细胞、血管、细胞外基质和信号分子。因此,目前已经开发了几种评分系统来定量表征tme的总体免疫状态并预测治疗反应,如tmescore和tide等。tmescore已在研究中被证实能够预测胃癌患者免疫治疗疗效,同时有证据表明,与黑色素瘤患者的pd-l1水平或tmb相比,tide更准确地预测一线免疫治疗的反应。除了以上针对tme的综合评分外,很多开放的软件能够利用rna数据去评估患者免疫细胞浸润情况。r包‘cibersort’2015年首次发表于naturemethod,其基于线性支持向量回归对芯片表达矩阵或rna测序表达矩阵进行去卷积,以评估样本中22种免疫细胞的富集评分。研究发现使用‘cibersort’包对免疫新辅助胃癌患者免疫细胞进行分析,获得pr的患者治疗前后极化巨噬细胞(m1和m2)显著增加,而幼稚细胞(m0)减少。

4、目前已有不少专利预测胃癌免疫疗效,如cn113450873公开了一些可以预测免疫疗效的mrna标志物;cn115612737公布了pd-l1蛋白表达以及乳酸脱氢酶a水平可以用于胃癌免疫治疗疗效和预后的评估。相关专利都只聚焦单一层面对免疫疗效的预测,但免疫治疗疗效受多方面因素的影响,更为全面地分析比较影响疗效的可能变量,对免疫治疗疗效预测是必要的。


技术实现思路

1、本发明通过对胃癌患者免疫联合化疗的基线组织样本进行dna和rna高通量测序,根据患者疗效数据,对比响应组和非响应组患者基因突变,rna表达水平以及免疫微环境特征差异,找到了可以预测患者疗效的分子标志物,利用标志物对患者的疗效进行评估时,具有较好的区分效果。本发明筛选得到了2个新的可以用于评估胃癌免疫联合化疗疗效的标志物,分别为hla-dqb1基因表达量和t细胞富集得分。

2、本发明的技术方案是:

3、检测标志物的试剂在用于制备胃癌免疫联合化疗疗效预测试剂中的应用,所述的分子标志物是由erbb3基因、cdh1基因、hla-dqb1基因以及t细胞。

4、检测erbb3基因和cdh1基因的试剂是检测基因突变的试剂;检测hla-dqb1基因的试剂是检测rna表达量的试剂;检测t细胞的试剂是检测免疫细胞丰度的试剂。

5、所述的rna表达量由rna-seq检测获得;免疫细胞丰度是由t细胞富集得分所确定。

6、本发明中所述的突变是指单核苷酸变异(snv)或者插入缺失变异(indel)。

7、所述的疗效预测是指客观缓解率(orr)治疗响应或者非响应。

8、一种胃癌免疫联合化疗疗效预测的模型的构建方法,包括如下步骤:,

9、分别对于响应组样本和非响应组样本,进行erbb3基因突变、cdh1基因突变、hla-dqb1基因表达量和t细胞丰度的检测;

10、将获得的结果按照线性模型进行拟合,获得判定风险评分模型。

11、评分score=1.375+8.3795*erbb3-2.8391*cdh1+0.043*hla-dqb1 -12.0883*t细胞,其中erbb3和cdh1基因为其突变情况,野生型为0,变异型为1;hla-dqb1为其基因表达量;t细胞为基于rna表达数据通过r包‘cibersort’评估获得的t细胞富集得分。

12、一种计算机可读取介质,其记载有可以运行以下方法的计算机程序:

13、步骤1,获得以下分子特征的突变,rna表达信息以及免疫微环境特征:所述的erbb3基因和cdh1基因的变异情况,hla-dqb1基因的表达量情况,基于rna表达数据通过r包‘cibersort’评估获得的t细胞富集得分;

14、步骤2,通过如下公式计算出样本的风险评分:

15、评分score=1.375+8.3795*erbb3-2.8391*cdh1+0.043*hla-dqb1 -12.0883*t细胞,其中erbb3和cdh1基因为其突变情况,野生型为0,变异型为1;hla-dqb1为其基因表达量;t细胞为基于rna表达数据通过r包‘cibersort’评估获得的t细胞富集得分;

16、步骤3,根据患者样本的评分对胃癌患者免疫联合化疗的疗效进行分类,大于阈值的样本被判定为具有更好的疗效。

17、检测hla-dqb1基因表达量的试剂在用于制备胃癌免疫联合化疗疗效预测试剂中的应用。

18、检测t细胞丰度的试剂在用于制备胃癌免疫联合化疗疗效预测试剂中的应用。

19、有益效果

20、通过对胃癌患者免疫联合化疗前的基线组织样本进行dna和rna高通量测序,根据患者疗效数据,对比响应组和非响应组患者基因突变,rna表达水平以及免疫微环境特征的差异,使用全子集回归方法进行模型特征参数挑选,最终确定了四个与疗效相关的分子标志物:erbb3基因突变,cdh1基因突变,hla-dqb1基因表达量以及t细胞富集得分,采用logistic回归建立了疗效预测模型,并在验证集中进行模型性能评价。基于该模型评分能够很好地预测患者免疫联合化疗疗效。


技术特征:

1.检测标志物的试剂在用于制备胃癌免疫联合化疗疗效预测试剂中的应用,其特征在于,所述的分子标志物是由erbb3基因、cdh1基因、hla-dqb1基因以及细胞。

2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,检测erbb3基因和cdh1基因的试剂是检测基因突变的试剂;检测hla-dqb1基因的试剂是检测rna表达量的试剂;检测细胞的试剂是检测免疫细胞丰度的试剂。

3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述的rna表达量由rna-seq检测获得;免疫细胞丰度是由细胞富集得分所确定。

4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,本发明中所述的突变是指单核苷酸变异(snv)或者插入缺失变异(indel)。

5.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述的疗效预测是治疗响应或者非响应。

6.一种胃癌免疫联合化疗疗效预测的模型的构建方法,其特征在于,包括如下步骤:分别对于响应组样本和非响应组样本,进行erbb3基因突变、cdh1基因突变、hla-dqb1基因表达量和细胞丰度的检测;

7.根据权利要求6所述的胃癌免疫联合化疗疗效预测的模型的构建方法,其特征在于,评分细胞,其中erbb3和cdh1基因为其突变情况,野生型为0,变异型为1;hla-dqb1为其基因表达量;细胞为细胞富集得分。

8.一种计算机可读取介质,其特征在于,其记载有可以运行以下方法的计算机程序:

9.检测hla-dqb1基因表达量的试剂在用于制备胃癌免疫联合化疗疗效预测试剂中的应用。

10.检测细胞丰度的试剂在用于制备胃癌免疫联合化疗疗效预测试剂中的应用。


技术总结
本发明提供了标志物在胃癌免疫联合化疗中的应用、检测模型的构建方法和检测装置,属于分子生物医学技术领域。通过对胃癌患者免疫联合化疗前的基线组织样本进行DNA和RNA高通量测序,根据患者疗效数据,对比响应组和非响应组患者基因突变,RNA表达水平以及免疫微环境特征的差异,使用全子集回归方法进行模型特征参数挑选,最终确定了四个与疗效相关的分子标志物:ERBB3基因突变,CDH1基因突变,HLA‑DQB1基因表达量以及细胞富集得分,采用logistic回归建立了疗效预测模型,并在验证集中进行模型性能评价。基于该模型评分能够很好地预测患者免疫联合化疗疗效。

技术研发人员:俞鹏飞,邵阳,程向东,汪笑男,吴晓英,严俊荣,黄兴茂,杜义安
受保护的技术使用者:浙江省肿瘤医院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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