本发明属于生物医药,具体地,涉及胃粘膜肠上皮化生亚型生物标志物folh1及其应用。
背景技术:
1、胃癌发病隐匿,多数病例确诊已经处于中晚期,因此早期诊断是胃癌防治的关键。80%以上的胃癌为肠型胃癌,其发生模式为:正常胃黏膜→慢性炎症→萎缩性胃炎→肠化生→上皮内瘤变→胃癌。其中,胃黏膜萎缩和肠化生被归类为癌前状态,上皮内瘤变被归类为癌前病变。癌变诊断的窗口期越长,早诊出容易发展为胃癌的癌前病变/癌前状态的几率越高。当前围绕胃癌的早期诊断主要集中于上皮内瘤变,然而上皮内瘤变转化为胃癌的诊断窗口相对短暂(约2年),与其相比胃粘膜肠化生转化为胃癌诊断窗口更长(约4.6年),因此在胃粘膜肠化生阶段对其进行风险分层,对于胃癌的早期筛查与防治具有重要的临床价值。目前针对肠化生-胃癌的风险分层缺乏有效的生物标志物。
2、肠化生-胃癌风险分层对胃癌的早期筛查与防治更具优势。肠化生-胃癌的进展期要远远长于上皮内瘤变-胃癌的进展期,更长的进展窗口使肠化生-胃癌阶段更容易被临床捕捉,在肠化生阶段进行癌变风险分层并及时干预更有利于胃癌的精准防治。我国是胃癌高发国家,胃癌中以肠型胃癌为主,作为与肠型胃癌密切相关的癌前病变,胃粘膜肠上皮化生阶段的诊断、干预及治疗是胃癌二级预防的重要内容,对于胃癌的防治具有重要意义,也可有效缓解我国胃癌疾病带来的经济和社会负担。因此目前临床上亟需高灵敏度及特异性的肠化生-胃癌风险分层标志物。
3、现有的胃癌前状态/癌前病变-胃癌早筛方法主要有以下几个方面:(1)基于问卷量表的胃癌风险评分。现有的胃癌风险评分量表缺乏统一的共识,且不足以为临床决策提供高可信度的依据。当前的胃癌风险评分量表多是围绕着部分疾病风险因素,如饮酒、糖尿病、肥胖等所形成的。但是关于风险因素与胃癌发展之间的相关性研究普遍来自回顾性或观察性研究,现有证据相互矛盾,证据等级很低。(2)通过特殊染色划分肠化生病理亚型。肠化生存在三种组织学类型,i型或“肠型”被称为“完全肠化生”,ⅱ型和ⅲ型或“结肠型”被称为“不完全肠化生”。有研究发现不完全肠化生有着更高的患癌风险,但是肠化生亚型预测胃癌发生危险性的价值仍有争议,肠化生的病理亚型对预测胃癌发生危险性的价值有限。2017年的《中国慢性共识胃炎意见》认为:从病理检测的实际情况来看,慢性胃炎的肠化生以混合型多见,不完全型/完全型肠化生的检出与活检数量密切相关,即存在取样误差的问题。英国胃肠病学会认为只有少数浸润性胃癌患者具有不完全肠化生,而且“完全肠化生”或“不完全肠化生”的传统诊断是使用酶组织化学染色方法进行的,该方法对于评估人员的诊断经验或专业水平高度依赖。由于其证据等级不足,肠化生病理亚型染色如今并不被临床用于肠化生-胃癌的风险预测。(3)胃癌相关的血清诊断标志物。胃癌作为高发病率及死亡率疾病,目前常见的血清生物标志物有血清胃蛋白酶原(pepsinogen,pg)、血清胃泌素-17(gastrin-17,g-17)、血清胃癌相关抗原mg7-ag等,这些胃癌相关的血清诊断标志物灵敏度及特异性不足,并不被推荐单独应用于胃癌检测,而联合应用的筛选价值缺乏高级别的证据。不仅如此,2021年西班牙胃肠病协会和2019年英国胃肠病协会发布的指南中均不推荐在一般人群中采用血清标志物来筛查胃癌。而从病理组织学水平对肠化生-胃癌的癌变风险进行精准分层,亟需开发肠化生-胃癌风险分层的高特异性、高灵敏度的生物标志物。肠化生-胃癌风险分层生物标志物的应用可以将胃癌的早诊提前至肠化生,使得胃癌的早诊窗口期极大延长,提高易进展为胃癌的肠化生的诊出率,减少误诊、漏诊。
技术实现思路
1、有鉴于此,为了解决当前肠化生发病率不断升高但仍缺乏有效风险判断方式的技术问题,本发明通过对进展型肠化生、维持型肠化生序贯病例的活检标本进行空间转录组学分析,获得了生物标志物folh1,该标志基因的应用可以有效鉴别胃窦部进展型肠化生和维持型肠化生,预测肠化生的结局,从而将胃癌的诊断窗口前移,降低因胃癌早期诊断手段的不足而引起的漏诊,为临床胃窦部肠化生患者随访时间周期的制定提供依据,减少内镜资源的浪费。
2、本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现:
3、本发明的第一方面提供了检测样本中folh1表达水平的试剂在制备诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的产品中的应用。
4、进一步,所述试剂包括:
5、检测样本中folh1的rna水平的试剂;
6、检测样本中folh1的dna水平的试剂;
7、检测样本中folh1的蛋白表达水平的试剂;或
8、检测样本中folh1阳性表达细胞数的试剂。
9、进一步,所述检测样本中folh1的rna水平的试剂包括检测样本中folh1的mrna、lncrna和/或mirna表达水平的试剂;
10、所述检测样本中folh1的dna水平的试剂包括检测样本中folh1的dna表达水平、dna甲基化水平、dna乙酰化水平、dna磷酸化水平、dna羟甲基化水平和/或snp位点基因型的试剂。
11、进一步,所述检测样本中folh1的mrna、lncrna和/或mirna表达水平的试剂包括特异性扩增folh1的引物和/或特异性识别folh1的探针;
12、所述检测样本中folh1的dna表达水平、dna甲基化水平、dna乙酰化水平、dna磷酸化水平、dna羟甲基化水平和/或snp位点基因型的试剂包括通过测序技术检测所述水平的试剂。
13、进一步,所述检测样本中folh1的蛋白表达水平的试剂包括特异性结合folh1编码的蛋白的亲和性蛋白;
14、所述检测样本中folh1阳性表达细胞数的试剂包括通过免疫组化实验检测folh1阳性表达细胞数的试剂。
15、进一步,所述亲和性蛋白包括特异性结合folh1编码的蛋白的抗体、抗体功能片段、凝集剂、受体和/或偶联抗体。
16、进一步,所述样本包括受试者来源的组织样本、血液样本、血清样本、血浆样本、外泌体样本、细胞样本、粪便样本和/或尿液样本。
17、在本发明中,所述folh1包括folh1基因和folh1蛋白质。folh1基因在研究对象(受试者)体内经转录翻译为folh1蛋白产物。所述folh1基因的gene id为2346,全称为folatehydrolase 1 [ homo sapiens (human) ],其详细信息可基于上述gene id在ncbi数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/)中获得。
18、在一些实施方案中,所述folh1具有本领域已知的序列或为其衍生分子。在一些实施方案中,所述folh1为包括如下序列的分子:(a) 具有诸如gene id: 2346(人)、gene id:53320(家鼠)、gene id: 85309(挪威鼠)、gene id: 505865(牛)、gene id: 100060132(马)、gene id: 133763336(兔)等所示序列的folh1分子;(b) 在严格条件下与(a)限定的序列杂交的分子;(c) 与(a)或(b)中所示分子的序列具有70%以上(例如75%、80%、85%、90%、95%、98%、99%、99.5%以上,或其间的任何数值或数值范围)的序列同源性的分子,例如经密码子优化获得的folh1分子。
19、在一些实施方案中,所述测序技术是指任何能够用于检测样本中folh1的dna表达水平、dna甲基化水平、dna乙酰化水平、dna磷酸化水平、dna羟甲基化水平和/或snp位点基因型的试剂,示例性地,所述测序技术包括但不限于:sanger测序技术、illumina测序技术、ion torrent测序技术、pacbio测序技术、oxford nanopore长读测序技术。
20、在本发明中,所述样本是指获自或衍生自目标受试者的组合物,其包含有待例如基于物理、生物化学、化学和/或生理学特征表征和/或鉴定的细胞实体和/或其他分子实体。
21、在一些实施方案中,所述样本可以获自受试者(所述受试者包括人或非人哺乳动物,较佳地,所述受试者为人)的组织样本、血液和生物来源的其他流体样本,如活检组织样本或从其衍生的组织培养物或细胞。组织样本的来源可以是实体组织,如来自新鲜、冷冻和/或保藏的器官或组织样本、活检组织或吸出物;血液或任意血液组分;体液;来自个体妊娠或发育的任何时间的细胞;或血浆。术语样本包括在其获得后以任何方式处理过的生物样本,如经试剂处理、稳定化、或针对某些成分(如蛋白质或多核苷酸)富集、或包埋在用于切片目的的半固体或固体基质中。在本发明中,对样本并无特别限制,对任何样本中的folh1进行检测以达到诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的目的均落入本发明的保护范围内。
22、在具体实施方案中,本发明中所述的样本包括但不限于:组织、血液、组织来源的细胞、血液来源的细胞、血清、血浆、淋巴液、滑膜液、外泌体、细胞提取物、粪便、尿液、唾液、痰液、关节腔液、胸腹水、浆膜腔积液、淋巴液、脑脊液、宫腔液、消化液、胆汁、肺胞支气管清洗液、脏器、及其任意组合,在优选的实施方案中,所述样本选自于受试者的组织(例如:胃窦部肠化生组织)。
23、在一些实施方案中,所述试剂是通过空间转录组学分析(digital spatialprofiler,dsp)技术、测序技术、核酸杂交技术、核酸扩增技术、蛋白免疫技术检测受试者来源的待测样本中folh1的表达水平。
24、在一些实施方案中,所述受试者是指任何动物,还指人类和非人类的动物,术语非人类的动物包括所有脊椎动物,例如,哺乳动物,如非人灵长类动物(特别是高等灵长类动物)、绵羊、狗、啮齿类动物(如小鼠或大鼠)、豚鼠、山羊、猪、猫、兔、牛、和任何家畜或宠物;以及非哺乳动物,如鸡,两栖类,爬行动物等,在本发明的具体实施方式中,所述受试者优选为人。
25、在本发明中,发明人团队前期基于真实世界完成临床序贯病例(在同一医疗机构的不同时间点留取2次及以上的胃粘膜肠化生组织)的纳排,入组病例均为基于病理组织学确诊为肠化生的患者。根据其病变结局将其分为进展型肠化生和维持型肠化生2种肠化生类型,其中,进展型肠化生:将序贯病例中第一次胃镜活检病理结果诊断为胃窦部肠化生的时间作为起点,5年内若是胃镜活检病理结果诊断为胃窦部高级别上皮内瘤变/黏膜内癌/腺癌则将其视为进展型肠化生;维持型肠化生:选取序贯病例两次胃镜活检时间间隔≥5年,第一次胃镜活检病理结果诊断为胃窦部肠化生的时间作为起点,最后一次胃镜活检病理结果诊断为胃窦部肠化生则视为维持型肠化生。
26、本发明的第二方面提供了一种用于诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的产品。
27、进一步,所述产品包括本发明第一方面中所述的检测样本中folh1表达水平的试剂;所述产品包括检测试剂盒、检测芯片和/或检测试纸条。
28、在一些实施方案中,所述检测试剂盒包括特异性结合folh1的引物、探针或芯片。在一些实施方案中,所述检测芯片包括固相载体、附着在固相载体上的特异性识别folh1的探针。
29、在一些实施方案中,所述检测试剂盒还包括选自以下组的一种或多种物质:容器、使用说明书、阳性对照物、阴性对照物、缓冲剂、助剂或溶剂。所述检测试剂盒包括rt-pcr试剂盒、dna芯片试剂盒、elisa试剂盒、蛋白芯片试剂盒、快速检测试剂盒或mrm(多反应监测)试剂盒。
30、在具体实施方案中,所述rt-pcr试剂盒可进一步包含反转录聚合酶链式反应所必需的元件。所述rt-pcr试剂盒包含一对特异性针对编码标记物蛋白的基因的引物。各引物是具有特异性针对所述基因的核酸序列的核苷酸。所述rt-pcr试剂盒还可包含测试管或合适的器皿、反应缓冲液(不同ph值和镁浓度)、脱氧核苷酸(dntp)、酶(例如taq聚合酶和反转录酶)、脱氧核糖核酸酶抑制剂、核糖核酸酶抑制剂、depc-水和无菌水。
31、在具体实施方案中,所述elisa试剂盒可进一步包含用于进行elisa所必需的元件。所述elisa试剂盒可包含特异性针对蛋白(本发明所述的folh1蛋白)的抗体。所述抗体具有针对标记物蛋白的高选择性和亲合力,与其他蛋白无交叉反应性,并且可以是单克隆抗体、多克隆抗体或重组抗体。此外,所述elisa试剂盒可包含特异性针对对照蛋白的抗体。此外,所述elisa试剂盒可进一步包含能够检测被结合的抗体的试剂,例如,标记的第二抗体、发色团、酶(例如与抗体缀合)、及其底物或能够结合所述抗体的物质。
32、在一些实施方案中,所述检测芯片(微阵列芯片)是指包含连接的核酸或肽探针的固体支持物。阵列通常包含按照不同的已知位置连接至基底表面的多种不同的核酸或肽探针。这些阵列,也称为微阵列,通常可以利用机械合成方法或光引导合成方法来产生这些阵列,所述光引导合成方法合并了光刻方法和固相合成方法的组合。阵列可以包含平坦的表面,或者可以是珠子、凝胶、聚合物表面、诸如光纤的纤维、玻璃或任何其它合适的基底上的核酸或肽。可以以一定的方式来包装阵列,从而允许进行全功能装置的诊断或其它方式的操纵。
33、在具体实施方案中,所述检测芯片包括基因芯片、蛋白芯片;所述基因芯片包括固相载体;以及有序固定在所述固相载体上的寡核苷酸探针,所述的寡核苷酸探针特异性地对应folh1所示的部分或全部序列。所述蛋白芯片包括固相载体,以及固定在固相载体上的folh1编码的蛋白的特异性抗体或配体等。所述固相载体可采用芯片领域的各种常用材料,例如包括但不限于:塑料制品、微颗粒、膜载体等。
34、本发明的第三方面提供了检测样本中folh1表达水平的试剂在制备诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的系统和/或装置中的应用。
35、本发明的第四方面提供了一种诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的系统和/或装置。
36、进一步,所述系统和/或装置包括处理器、输入模块、输出模块;
37、其中,处理器用于对输入的信息采用生物信息学方法进行逻辑运算;输入模块用于输入受试者样本中folh1表达水平,包含指令的计算机可读介质,所述指令在由所述处理器执行时在folh1输入表达水平上执行算法;输出模块用于输出受试者肠化生类型、肠化生结局和/或肠化生的治疗疗效。
38、在本发明中,所述系统和/或装置是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而,如果其他词语可实现相同的目的,则可通过其他表达来替换所述词语。本领域所属技术领域的技术人员熟知,本发明可以实现为设备、方法或计算机程序产品。因此,本发明公开的内容可以具体实现为以下形式,即可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等),还可以是硬件和软件结合的形式。此外,在一些具体实施例中,本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式,该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
39、本发明还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第四方面所述的系统和/或装置。
40、本发明还提供了一种抑制维持型肠化生发展为进展型肠化生的方法,所述方法包括如下步骤:给有需要的受试者施用治疗有效量的folh1促进剂,所述folh1促进剂包括提高folh1表达水平的物质、增强folh1活性的物质、延缓folh1代谢的物质和/或其任意组合。
41、在一些实施方案中,所述folh1促进剂包括天然纯化物质、经修饰的天然纯化物质、半合成物质和/或化学合成物质。在具体实施方案中,所述folh1促进剂包括表达folh1的载体、携带folh1基因的纳米颗粒、携带folh1基因的病毒载体、包裹folh1基因或蛋白的peg修饰蛋白、包裹folh1基因或蛋白的蛋白微球、包裹folh1基因或蛋白的脂质体、包裹folh1基因或蛋白的细胞外囊泡和/或其任意组合。
42、本发明还提供了一种诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的方法,所述方法包括如下步骤:
43、(1) 收集受试者来源的样本;
44、(2) 检测受试者来源的样本中folh1的表达水平;
45、(3) 根据检测得到的folh1的表达水平诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效。
46、本发明还提供了一种诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的生物标志物,所述生物标志物为folh1。
47、本发明还提供了生物标志物folh1在诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效中的应用。
48、在本发明中,只要采用本发明所述的生物标志物folh1以诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效,这样的方法均落入本发明的保护范围内,并不局限于使用所述生物标志物folh1的具体方法,只要能够实现或基本实现诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的目的,其均属于本发明的保护范围。
49、相对于现有技术,本发明具有的有益效果:
50、(1)本发明基于空间转录组学分析和临床序贯病例首次发现生物标志物folh1能够有效区分进展型肠化生和维持型肠化生,结合内镜及病理活检对肠化生进行风险分层,能够将胃癌的早诊窗口从上皮内瘤变进一步提前,提高了进展型肠化生的检出率,降低了内镜资源的浪费,解决了当前肠化生发病率不断升高但缺乏有效风险判断方式的技术问题,具有重要的科学意义和临床应用价值。
51、(2)与基于问卷量表的胃癌风险评分相比,本发明基于真实世界序贯样本进行dsp检测并通过真实世界序贯样本进行验证,结果具有真实性、客观性。并且本发明立足于肠化生的诊断金标准---内镜下病理活检,对活检标本进行免疫组化染色,技术成熟,结果稳定可靠。
52、(3)与通过肠化生病理亚型分型相比,本发明的检出与活检数量关联不大,不受取样误差的影响,并且本发明通过临床常规开展的免疫组化技术进行应用,技术成熟稳定,对病理技术人员的依赖度不高,具有高度可重复性。
53、(4)与胃癌相关的诊断标志物相比而言,本发明提供的生物标志物folh1能够精准应用于肠化生,具有高准确性、高敏感度和高特异性,并且基于内镜下病理活检样本进行免疫组化,避免了血清学检查的不稳定性。
54、综上,本发明解决了现有技术对区分进展型肠化生和维持型肠化生无直接相关研究的窘境,以及敏感度与特异性偏低、因各种原因导致患者依从性差等技术问题,为肠化生的早期筛查与防治带来了便利。
1.检测样本中folh1表达水平的试剂在制备诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的产品中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述试剂包括:
3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述检测样本中folh1的rna水平的试剂包括检测样本中folh1的mrna、lncrna和/或mirna表达水平的试剂;
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述检测样本中folh1的mrna、lncrna和/或mirna表达水平的试剂包括特异性扩增folh1的引物和/或特异性识别folh1的探针;
5.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述检测样本中folh1的蛋白表达水平的试剂包括特异性结合folh1编码的蛋白的亲和性蛋白;
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,所述亲和性蛋白包括特异性结合folh1编码的蛋白的抗体、抗体功能片段、凝集剂、受体和/或偶联抗体。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的应用,其特征在于,所述样本包括受试者来源的组织样本、血液样本、血清样本、血浆样本、外泌体样本、细胞样本、粪便样本和/或尿液样本。
8.一种用于诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的产品,其特征在于,所述产品包括权利要求1-7任一项中所述的检测样本中folh1表达水平的试剂;
9.检测样本中folh1表达水平的试剂在制备诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的系统和/或装置中的应用。
10.一种诊断区分维持型肠化生和进展型肠化生、预测肠化生结局和/或评估肠化生治疗疗效的系统,其特征在于,所述系统包括处理器、输入模块、输出模块;