用于检测胰腺癌的生物标志物及其应用的制作方法

本技术属于医学检测，具体涉及用于检测胰腺癌的生物标志物及其应用。

背景技术：

1、胰腺癌预后不佳的原因有多种，例如大多数患者在确诊时已经处于晚期；手术后复发、转移的概率仍然很高。为了提升胰腺癌患者的生存率，需要更好地辅助胰腺癌患者进行早期筛查、监测治疗以及复发检测。

2、随着医学研究的不断深入，肿瘤标志物逐渐成为临床上可辅助肿瘤诊断的重要参考指标。目前，蛋白标志物ca19-9是临床上最常见和应用最广泛的用于胰腺癌诊断、预后监测的肿瘤标志物。但是蛋白ca19-9作为肿瘤标志物仍然存在一些局限性，例如特异性较差，在lewis阴性表型中表达量低，以及在患者患有胰腺炎、肝硬化和急性胆管炎等良性疾病时假阳性率增高等。

3、dna甲基化在癌症的发生发展过程中发挥重要作用，dna甲基化经常表现在肿瘤发生的早期，通过改变染色质结构，最终导致抑癌基因沉默或原癌基因的激活。近十年来，许多学者对循环游离dna（cfdna）的甲基化特征进行了大量的研究，发现cfdna携带甲基化标记物，能够识别组织特异性细胞死亡，并且比单个dna突变具有更广泛的信息、更高的敏感性和特异性。此外，血检样本收集是微创的，为更灵活和充分的预后监测提供了可能。

4、目前尚未发现利用cfdna甲基化信息进行胰腺癌早期筛查、监测治疗以及复发检测的应用。

技术实现思路

1、1. 发明目的

2、本技术的目的在于提供用于检测胰腺癌的生物标志物及其应用，生物标志物包括甲基化生物标志物，或包括甲基化生物标志物与蛋白生物标志物的组合。具体为发明人通过比较、分析并筛选了胰腺癌患者和健康个体中有差异的甲基化连锁区域（methylation-correlated block，mcb），即肿瘤特异甲基化连锁区域，肿瘤特异甲基化连锁区域中的甲基化片段占比（methylated fragment ratio，mfr）在胰腺癌患者和健康个体中有显著差异，因此肿瘤特异甲基化连锁区域可以作为甲基化生物标志物，该生物标志物可以用于构建胰腺癌风险评估模型并预测胰腺癌的患病风险。

3、2. 技术方案

4、为了解决上述问题，本技术所采用的技术方案如下：

5、本技术提供了一种用于检测胰腺癌的生物标志物，该生物标志物为甲基化生物标志物，包括表1中甲基化连锁区域（methylation-correlated block，mcb）的一种或任意组合，上述甲基化连锁区域内的甲基化片段占比（methylated fragment ratio，mfr），即甲基化测序数据中，覆盖甲基化连锁区域的发生甲基化的片段数与覆盖该甲基化连锁区域的所有片段数的比例，在胰腺癌患者和健康人群中存在显著差异，通过上述差异及预设的模型可以用于检测胰腺癌。需要特别说明的是，表1中甲基化连锁区域内的甲基化情况在胰腺癌患者和健康个体中有显著差异，在理想状态下，同一测序片段在甲基化连锁区域内的甲基化情况应当一致，但是在实践中发现，同一测序片段在甲基化连锁区域内的甲基化情况并非完全一致，可能是测序或者实验中引入的错配造成的误差，因此本技术中定义甲基化片段占比来描述甲基化连锁区域内的甲基化情况，使得甲基化连锁区域内的甲基化结果的描述更加准确。

6、表1 甲基化连锁区域（methylation-correlated block，mcb）

7、

8、进一步地，上述一种用于检测胰腺癌的生物标志物，包括表1中全部甲基化连锁区域（methylation-correlated block，mcb）。

9、进一步地，上述一种用于检测胰腺癌的生物标志物，还包括蛋白生物标志物，所述蛋白生物标志物为蛋白组合物，包括蛋白ca19-9和nse。

10、本技术还提供了上述用于检测胰腺癌的生物标志物在构建胰腺癌风险评估模型、制备胰腺癌检测产品中的应用。

11、进一步地，上述应用包括基于甲基化生物标志物的胰腺癌风险评估模型，该模型以甲基化连锁区域内的甲基化片段占比（methylated fragment ratio，mfr）为输入变量，使用以下方程计算风险得分：

12、风险得分=-3.30817249+ω1×r1+ω2×r2+…+ω36×r36，其中，ω1-ω36为表1中36个甲基化差异区域对应的回归系数，r1-r36为对应区域经过标准化处理的mfr值。

13、进一步地，上述经过标准化处理的mfr值是使用z-score方法进行标准化处理后的mfr值。

14、进一步地，上述应用包括基于甲基化生物标志物和蛋白生物标志物的胰腺癌风险评估模型，该模型是基于阳性样本和对照样本的甲基化连锁区域内的mfr值和蛋白生物标志物的蛋白ca19-9和nse的表达量，使用随机森林分类构建的模型。

15、进一步地，上述应用包括一种胰腺癌预测装置，根据所提供的甲基化测序数据预测患有胰腺癌的概率，该装置包括：

16、数据接收模块，其被配置为用于接收肿瘤组织、肿瘤血细胞或血浆的甲基化测序数据；

17、甲基化分析模块，其被配置为用于根据数据接收模块接收的甲基化测序数据，利用第一检测软件进行分析得到甲基化位点信息，进一步从上述胰腺癌特异甲基化连锁区域中提取区域内的mfr值；

18、标准化模块，其与甲基化分析模块相连，对mfr值使用z-score方法进行标准化处理；

19、预测模块，其被配置为用于基于标准化模块处理后的数据和胰腺癌风险评估模型计算风险得分，预测患有胰腺癌的概率。

20、进一步地，上述数据接收模块还包括蛋白数据接收模块，其被配置为用于接收肿瘤组织、肿瘤血细胞或血浆中蛋白ca19-9和nse的表达量；标准化模块还包括对蛋白表达量数据使用z-score方法进行标准化处理；预测模块还包括基于所提供的标准化后的蛋白表达量数据和mfr值使用预训练的模型预测患有胰腺癌的概率。

21、本技术还提供了一种基于上述甲基化生物标志物的胰腺癌风险评估模型，该模型以甲基化连锁区域内的甲基化片段占比（methylated fragment ratio，mfr）为输入变量，使用以下方程计算风险得分：

22、风险得分=-3.30817249+ω1×r1+ω2×r2+…+ω36×r36，其中，ω1-ω36为表1中36个甲基化差异区域对应的回归系数，r1-r36为对应区域经过使用z-score方法标准化处理的mfr值。

23、本技术还提供了上述一种胰腺癌风险评估模型在制备胰腺癌检测产品中的应用。

24、本技术还提供了一种胰腺癌预测装置，根据所提供的甲基化测序数据预测患有胰腺癌的概率，该装置包括：

25、数据接收模块，其被配置为用于接收肿瘤组织、肿瘤血细胞或血浆的甲基化测序数据；

26、甲基化分析模块，其被配置为用于根据数据接收模块接收的甲基化测序数据，利用第一检测软件进行分析得到甲基化位点信息，进一步从上述胰腺癌特异甲基化连锁区域中提取区域内的mfr值；

27、标准化模块，其与甲基化分析模块相连，对mfr值使用z-score方法进行标准化处理；

28、预测模块，其被配置为用于基于标准化模块处理后的数据和胰腺癌风险评估模型计算风险得分，预测患有胰腺癌的概率。

29、进一步地，上述数据接收模块还包括蛋白数据接收模块，其被配置为用于接收肿瘤组织、肿瘤血细胞或血浆中蛋白ca19-9和nse的表达量；标准化模块还包括对蛋白表达量数据使用z-score方法进行标准化处理；预测模块还包括基于所提供的标准化后的蛋白表达量数据和mfr值使用预训练的模型预测患有胰腺癌的概率。

30、本技术还提供了一种基于上述生物标志物的胰腺癌检测的电子设备，该电子设备包括：一个或多个处理器；存储装置，其上存储有一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现胰腺癌的检测方法。

31、本技术还提供了一种基于上述生物标志物的用于胰腺癌检测的计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，程序被处理器执行时实现上述胰腺癌的检测方法。

32、3. 有益效果

33、本技术与现有技术相比，其有益效果在于：

34、（1）本技术提供的一种用于检测胰腺癌的生物标志物及其应用，该生物标志物是胰腺癌特异甲基化连锁区域组合中至少一个区域，肿瘤特异甲基化连锁区域的甲基化结果，即该区域内甲基化片段占比（mfr），甲基化片段占比是指覆盖mcb区域中发生甲基化的片段数与覆盖该区域所有片段数的比例，用于描述该区域的甲基化情况，可以避免测序或实验中引入的误差，对健康人群和胰腺癌的患者的上述mcb进行分析，胰腺癌患者的mcb区域的mfr值较高；正常人的mcb区域的mfr值较低，具有显著差异，该生物标志物结合本技术提供的胰腺癌风险评估模型，可以有效检测胰腺癌。

35、（2）本技术提供的一种用于检测胰腺癌的生物标志物，是将甲基化连锁区域组合中至少一个区域中甲基化结果（甲基化片段占比）与蛋白组合物ca19-9和nse联合作为生物标志物，可以有效检测胰腺癌。