用于检测和测定前列腺癌预后的组合物和方法

用于检测和测定前列腺癌预后的组合物和方法
【专利说明】用于检测和测定前列腺癌预后的组合物和方法
[0001] 本申请要求2013年3月14日提交的美国临时专利申请号61/785,375的权益，其 全部以引用方式并入本文。
[0002] 序列表的并入
[0003] 命名为"NGNLP0002W0_ST25. txt"的文件中含有的序列表通过电子方式与本文一 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? 中计算）并且创建于2014年3月13日。
[0004] 发明背景 1.发明领域
[0005] 本发明总体上涉及癌症生物学的领域。更具体地讲，本发明涉及用于检测前列腺 癌的存在以及确定前列腺癌侵袭性的方法。
[0006] 2.相关技术描述
[0007] 前列腺癌是男性中继肺癌之后的第二最常见的癌症，并且其发病率由于人口老龄 化日益升高。它也是男性中癌症相关死亡的第二主要原因。前列腺癌目前的筛选方法基于 测定血清前列腺特异性抗原（PSA)。PSA水平多4. Ong每毫升是活检参照的一般阈值。已知 PSA水平升高不实地表明可能存在前列腺癌，因为PSA水平升高也是良性前列腺增生（BPH) 的特征，这是由于PSA水平和前列腺大小之间有相关性。依赖PSA水平导致75%假阳性以 及太多不必要的活检。更重要地，即使检测到前列腺癌，这种癌症的临床行为显著不同，并 且这种疾病在一些患者中可能是致死的而在其他患者中进展缓慢。目前的数据表明，通过 依赖血清PSA，一些患者被过度治疗，因此，已经表明PSA测试可能导致更多伤害，这是由于 不必要的前列腺切除术可能产生副作用。前列腺癌Gleason组织分级仍然是其临床表现最 可靠的预测指标。有确信的数据证明当其肿瘤的Gleason评分是6时无论患者治疗与否都 有相似的结果。
[0008] 为了改进血清PSA在其临床中的实用性已经进行许多尝试。游离和复合物PSA以 及PSA的同种型已经作为PSA的辅助物使用，并且它们在灵敏度和特异性方面显示出一些 改善，特别是在患者被认为处在"灰色地带"中的病例中，但是所有这些仍然不足以改善患 有BPH的患者的癌症预测。还使用了 PSA速度和倍增时间并且显示出一些改善，但是这种 改善仍然有限制。不仅在预测癌症存在中需要改善PSA水平筛选从而避免不必要的活检， 而且还需要开发也能够预测前列腺癌的临床表现的测试。
[0009] 发明概述
[0010] 本发明的实施方案提供一组可以用于前列腺癌的高精确度检测以及前列腺癌侵 袭性测定的血液和尿液标记物。例如在一些方面，提供一种方法，所述方法用于根据受试者 尿液样本中的至少一种mRNA和来自所述患者的血液样本中的至少一种mRNA的测定的表达 水平鉴定受试者处于或没有处于前列腺癌或侵袭性前列腺癌的风险。在一些方面，这种方 法还包括测定受试者血液中的至少一种蛋白质的水平。在其他方面，方法包括根据受试者 尿液样本中的至少2或3种mRNA以及来自患者的血液样本中的至少2或3种mRNA的测定 的表达水平（以及任选受试者血液中的至少一种蛋白质的水平）鉴定受试者处于或没有处 于前列腺癌或侵袭性前列腺癌的风险。
[0011] 因此，在一个实施方案中，提供检测受试者是否处于前列腺癌或侵袭性前列腺癌 的风险的方法，其包括（a)从所述受试者获取生物样本；(b)测定所述样本中的至少3种基 因的表达水平，所述至少3种基因选自由UAPI、PDUM5、頂PDH2、HSPDI、PCA3、PSA、TMPRSS2、 ERG、GAPDH和B2M组成的组；和（c)根据所述基因的表达水平鉴定所述受试者处于或没有 处于前列腺癌或侵袭性前列腺癌的风险。在又一个方面，实施方案的方法包括（a)从所述 受试者获取生物样本；(b)测定所述样本中的至少3种基因的表达水平，所述至少3种基因 选自由 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 组 成的组；和（c)根据所述基因的表达水平鉴定所述受试者处于或没有处于前列腺癌或侵袭 性前列腺癌的风险。在一个方面，所述方法还包括鉴定受试者处于前列腺癌的风险。在另 一个方面，所述方法还包括测定至少4、5、6、7、8、9、10、11或12种所述基因的表达水平。在 又一个方面，所述方法还包括测定 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、 GAPDH和B2M基因的表达水平。在又一个方面，所述方法还包括测定UAPI、、頂PDH2、 HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 基因的表达水平。
[0012] 在实施方案的某些方面，受试者患有或被诊断患有前列腺癌。因此，方法可以包括 鉴定患有癌症的受试者处于或没有处于侵袭性前列腺癌的风险。在某些方面，受试者先前 已经进行前列腺切除术。在其他方面，受试者患有或被诊断患有前列腺肥大或良性前列腺 增生（BPH)。
[0013] 在实施方案的一些方面，鉴定受试者处于或没有处于前列腺癌或侵袭性前列腺癌 的风险是根据测定的基因的表达水平和受试者的年龄。在一个方面，鉴定受试者处于或没 有处于前列腺癌或侵袭性前列腺癌的风险还包括使所述基因的表达水平与前列腺癌或侵 袭性前列腺癌的风险关联。在一些情况下，这种关联步骤通过计算机进行。在一些方面， 使用加权指示基因的测定的表达水平的相对预测值的算法。本文中提供这些算法的实例。 在一些情况下，鉴定受试者处于或没有处于前列腺癌或侵袭性前列腺癌的风险还包括使用 SVM算法、逻辑回归算法、lasso算法、boosting算法、bagging算法、随机森林算法、CART算 法或MATT算法分析所述基因的表达水平。在一些情况下，这种分析可以通过计算机进行。
[0014] 在一些方面，根据实施方案使用的样本是血液样本、尿液样本或（在一些情况下） 血液和尿液样本两者。在这些方面，所述方法还包括从受试者获取（直接或从第三方）血 液样本或尿液样本。在又一个方面，所述方法还包括测定选自由血液或尿液样本中的UAPl、 PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 组成的组的至少 3、4、5或更多种基因的表达水平。在又一个方面，所述方法还包括测定尿液样本中的UAP1、 ^^頂5、頂?0112、？043、了]\^1?32和/或批1^1的表达水平。在又一个方面，所述方法还包括 测定血液样本中的UAPl、頂PDH2、HSH) 1、PSA和/或ERG的表达水平。
[0015] 在另一个方面，实施方案的方法包括（i)测定所述尿液样本中的HSroi、頂PDH2和 H)UM5的表达水平和所述血液样本中的ERG的表达水平；（ii)测定尿液样本中的MPDH2、 HSroi、PCA3和H)UM5的表达水平以及血液样本中的ERG和PSA的表达水平；或（iii)测 定尿液样本中的MPDH2、HSroI、PCA3和的表达水平以及血液样本中的UAPI、ERG和 PSA的表达水平。
[0016] 在其他方面，实施方案的方法包括测定受试者的（i)尿液样本中的PCA3、PTEN和 B2M的表达水平（例如，mRNA表达水平）和（ii)血液样本中的ERG、AR、B2M和GAPDH的表 达水平（例如，mRNA表达水平）并且根据所述基因的表达水平鉴定受试者处于或没有处于 前列腺癌（对比BPH)的风险。在一些方面，这种方法还包括测定受试者血液中的PSA蛋白 的水平。因此，在实施方案的特定方面，方法包括测定（i)血液样本中的PSA的蛋白质表达 水平；受试者的（ii)尿液样本中的PCA3、PTEN和B2M的mRNA表达水平和（iii)血液样本 中的ERG、AR、B2M和GAPDH的mRNA表达水平并且根据表达水平鉴定受试者处于或没有处于 前列腺癌（对比BPH)的风险。
[0017] 在又一些其他方面，实施方案的方法包括测定受试者的（i)尿液样本中的PSA、 GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和TOUM5的表达水平（例如，mRNA表达水平）和（ii)血液样本中 的ERG的表达水平（例如，mRNA表达水平）并且根据所述基因的表达水平鉴定受试者处于 或没有处于侵袭性前列腺癌的风险。例如，在一些特定的方面，实施方案的方法包括测定受 试者的⑴尿液样本中的PSA、GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和的表达水平（例如，mRNA 表达水平）和（ii)血液样本中的ERG、PCA3、B2M和HSPDl的表达水平（例如，mRNA表达水 平）并且根据所述基因的表达水平鉴定受试者处于或没有处于侵袭性前列腺癌的风险。在 一些方面，这种方法还包括测定受试者血液中的PSA蛋白的水平和/或确定受试者的年龄。 因此，在实施方案的一些特定的方面，方法包括测定受试者的（i)血液样本中的PSA的蛋白 质表达水平；（ii)尿液样本中的PSA、GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和的mRNA表达水平 和（iii)血液样本中的ERG、PCA3、B2M和HSPDl的mRNA表达水平并且根据表达水平鉴定受 试者处于或没有处于侵袭性前列腺癌的风险。
[0018] 在实施方案的又一个方面，方法包括（a)测定受试者的（i)血液样本中的PSA的 蛋白质表达水平；（ii)尿液样本中的PCA3、PTEN和B2M的mRNA表达水平和（iii)血液样 本中的ERG、AR、B2M和GAPDH的mRNA表达水平并且根据表达水平确定受试者的第一个前列 腺癌风险因素；(b)测定受试者的（i)血液样本中的PSA的蛋白质表达水平；（ii)尿液样本 中的PSA、GAPDH、B2M、PTEN、PCA3和PDUM5的mRNA表达水平和（iii)血液样本中的ERG、 PCA3、B2M和HSroi的mRNA表达水平并且根据表达水平确定受试者的第二个前列腺癌风险 因素；和（c)根据所述第一个和第二个前列腺癌风险因素鉴定受试者处于或没有处于前列 腺癌或侵袭性前列腺癌的风险。在一些方面，这种方法可以用于选择供活检或抗癌疗法的 受试者。
[0019] 在又一个方面，方法还包括测定样本中的基因的表达水平并且测定参考样本中的 基因的表达水平；和通过比较来自所述受试者的所述样本中的所述基因的表达水平与所述 参考样本中的所述基因的表达水平鉴定所述受试者处于或没有处于前列腺癌或侵袭性前 列腺癌的风险。
[0020] 在一些方面，测定所述基因的表达包括测定你。测定蛋白质表达水平可以包括例 如，进行ELISA、蛋白质印迹或与抗体阵列结合。在另一个方面，测定所述基因的表达包括 测定RNA表达水平。测定RNA表达水平可以包括进行RT-PCR、RNA印迹或阵列杂交。优选 地，测定基因的表达水平包括进行RT-PCR(例如，实时RT-PCR)。
[0021] 在一些方面，方法还包括报告受试者是否患有前列腺癌或患有侵袭性前列腺癌。 报告可以包括准备口头、书面或电子报告。因此，提供报告可以包括向患者、医生、医院或保 险公司提供报告。
[0022] 在另一个实施方案中，本公开提供治疗受试者的方法，所述方法包括根据实施方 案选择鉴定为处于前列腺癌或侵袭性前列腺癌的风险的受试者并且对所述受试者施用抗 癌疗法。例如，方法可以包括（a)获取来自受试者的样本中的至少3种基因的表达水平，所 述至少 3 种基因选自由 UAPUPDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、 PTEN和AR组成的组；(b)根据所述基因的表达水平选择患有前列腺癌或患有侵袭性前列腺 癌的受试者；和（c)用抗癌疗法治疗选择的受试者。在某些方面，抗癌疗法是化学疗法、放 射疗法、激素疗法、靶向疗法、免疫疗法或手术疗法（例如，前列腺切除术）。
[0023] 在另一个实施方案中，本公开提供选择供诊断程序的受试者的方法，所述方法包 括（a)获取来自受试者的样本中的至少3种基因的表达水平，所述至少3种基因选自由 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 组成的组； (b)根据所述基因的表达水平选择有患有前列腺癌或患有侵袭性前列腺癌风险的受试者； 和（c)对受试者进行诊断程序。例如，诊断程序可以是活检。
[0024] 在又一个实施方案中，本公开提供确定患有前列腺癌的受试者的预后的方法，所 述方法包括（a)从所述受试者获取生物样本；(b)测定所述样本中的至少3种基因的表达 水平，所述至少 3 种基因选自由 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、 GAPDH、B2M、PTEN和AR组成的组；和（c)根据所述基因的表达水平鉴定所述受试者患有或 不患有侵袭性前列腺癌。
[0025] 在又一个实施方案中，本公开提供有形计算机可读介质，其包括计算机执行时 使计算机进行包括以下操作的计算机可读代码：(a)接收对应于来自受试者的样本中的 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2、ERG、GAPDH、B2M、PTEN 和 AR 基因的表达 水平的信息；和（b)测定一种或多种所述基因与参考水平相比的相对表达水平，其中一种 或多种所述基因与参考水平相比改变的表达表明所述受试者处于患有前列腺癌或侵袭性 前列腺癌的风险。
[0026] 在一个方面，有形计算机可读介质还包括接收对应于来自健康受试者的样本中的 UAP1、PDUM5、頂PDH2、HSPD1、PCA3、PSA、TMPRSS2