用于提供前列腺癌的临床评估的方法、试剂盒和组合物的制作方法
【专利说明】用于提供前列腺癌的临床评估的方法、试剂盒和组合物 发明领域
[0001] 本发明涉及前列腺癌。更具体地，本发明涉及用于提供基于来自受试者的生物样 品的受试者中前列腺癌的临床评估的方法、试剂盒和组合物。特别地，本发明涉及用于提供 前列腺癌的临床评估、包括至少两个前列腺癌标志物的前列腺癌签名。
[0002] 发明背景
[0003] 前列腺癌是影响男性的最常见的癌症形式。在美国，每年有超过241，000名男性 被诊断为患有前列腺癌，每年有近28, 000人死于此疾病。尽管前列腺癌的终生发病风险估 计为16% (该疾病致死风险估计为2. 9% )，尸检显示前列腺癌实际上在大约三分之二的超 过80岁的男性中存在。这些结果凸显了在前列腺癌诊断领域中的一个重要问题，其中许多 病例未被检测并且在临床上不明显。因此，能特别地识别具有侵袭性局部肿瘤的无症状男 性的改进的筛选程序有助于降低前列腺癌发病率和死亡率。
[0004] 前列腺癌存活与多种因素，特别是诊断时的肿瘤范围相关。由于目前用于前列腺 癌诊断的方法的限制，性质上为进行性的前列腺癌可能在检测之前已经转移，而患有转移 性前列腺癌的个体的存活率非常低。对于患有会转移而尚未转移的前列腺癌患者，手术去 除前列腺通常是有疗效的。因此，确定肿瘤范围对选择最佳治疗和提高患者生存率很重要。
[0005] 目前，前列腺癌的诊断一般是根据前列腺特异性抗原（PSA)血检结果升高，或者 较少见地，根据异常直肠指检（DRE)而做出的。PSA是前列腺上皮细胞生产的糖蛋白，PSA 测试测量血样中PSA的量。尽管升高的PSA水平不一定指示前列腺癌的存在，但大部分患 有前列腺癌的男性具有升高的PSA浓度（例如高于4ng/mL)，并且不存在患有前列腺癌的风 险为0的PSA水平。事实上，PSA升高的最常见原因是良性前列腺增生（BPH)，前列腺的非 癌性增大。
[0006] 有多个独立于前列腺癌，能暂时升高或降低PSA水平的因素，其中一些足够显著 以至于影响PSA血检的诊断性能。例如，细菌性前列腺炎可升高PSA水平，直至6至8周后 感染症状消退。射精可提高PSA水平（例如高达0.8ng/mL)，直至其在48小时内回到正常。 通常通过前列腺活检诊断的无症状前列腺炎也可升高PSA水平。此外，PSA水平趋向于随 年龄增加，已建议可通过为老年男性设置较高的正常PSA水平改进PSA血检。另一方面，已 经显示药物例如5-α还原酶抑制剂（例如非那雄胺、度他雄胺）降低PSA水平。
[0007] 由于以上，只有约30%的具有升高的PSA的男性实际患有前列腺癌。上述新诊断 的癌症大部分是临床上局部的，这导致根治性前列腺切除术和放疗的增加，它们是意欲治 愈此类早期癌症的激进治疗。尽管多中心研宄证明了早期前列腺癌诊断/筛查的效用，其 中基于PSA的筛查显著降低了前列腺癌特异性死亡率（Schroder等人，Prostate-cancer mortality at 11 years of follow_up，N Engl J Med 2012 ;366 :981-90)，这种降低并非 没有后果，因为PSA非常高的假阳性率导致高达75%的不必要的前列腺活检的数量。这些 不必要的活检造成发病，特别是介入后的感染，造成在活检后的一个月内高达4%的再住院 率（Nam 等人，Increasing hospital admission rates for urological complications after transrectal ultrasound guided prostate biopsy,J Urol 2010 ;183 :963-8)〇这 一情况造成了另一个困境：具有升高水平的PSA但具有阴性前列腺活检结果的患者群体每 年增加。由于前列腺活检在检测前列腺癌方面不是100%准确一第一次活检可能漏掉多达 25%的前列腺癌一这一情况对患者造成了大量焦虑，直到最近，除了进行跟踪活检，对这一 困境没有临床解决方案。
[0008] 在 2012 年 5 月 22 日，美国预防服务工作组（U. S. Preventive Services Task Force)签发了反对PSA筛查前列腺癌的最终建议，进一步暴露了 PSA血检的不足。根据其 研宄工作的回顾，美国预防服务工作组作出结论，PSA筛查的预期伤害高于可能的益处。该 建议基于以下事实。一方面，PSA筛查带来的前列腺癌死亡的降低非常小，因为最多只有 1/1000的男性由于筛查避免了前列腺癌造成的死亡。另一方面，大部分由PSA筛查发现的 前列腺癌是增殖缓慢、无致命危险的，在患者一生中不会造成任何伤害，并且目前无法确定 何种癌症可能威胁人的健康，何种不能。结果，几乎所有患有PSA检测的前列腺癌的男性选 择接受治疗，这在一些情况下可能是不必要或不建议的。
[0009] 确定如列腺癌的精确诊断和预后在选择最适合的治疗中是关键的。所有可能的 治疗疗法都具有固有的严重并发症的风险，只有该治疗具有合理的实现显著改善的临床结 果，包括例如长期存活和生活质量改善的可能性，此类风险才必要。多种形式的疗法可用于 治疗前列腺癌，包括但不限于：手术例如前列腺切除；肿瘤破坏疗法例如冷冻疗法；放疗例 如近距放疗；和药物和其他剂疗法例如激素疗法和化疗。与现有诊断和预后方法相比，具有 改善的准确性或以其他方式增强的临床评估将为前列腺癌患者提供更好的疗法选择，并产 生改善的临床结果。
[0010] 前列腺癌抗原3(PCA3)是一个非编码RNA，其剪接的同种型对于前列腺组织具有 特异性，并且在前列腺癌中高度过表达，但在增生性（BPH)或正常前列腺组织中不过表达。 尽管PCA3被广泛认为是优于PSA的前列腺癌标志物，但它目前仅被US FDA (美国食品药品 监督管理局）批准作为帮助医生确定在具有先前阴性活检的男性中重复活检需求的工具 (US FDA为PR〇GENSA?lPCA3测定签发的安全性和有效性数据概要（SSED) ;http:// www. accessdata. fda. gov/cdrh_docs/p dfl0/P100033b. pdf)。因此，需要比 PCA3 改进的 前列腺癌标志物。
[0011] 多年以来，以鉴别可超越PCA3用于前列腺癌诊断的性能为目标，评估了许多单分 子标志物。这些标志物中的一些通过超甲基化检测检测基因表达丧失（例如GSTP1)、通过 表达基因融合物检测遗传转位（例如TMPRSS2和ETS转录因子例如ERG、ETVl或ETV4)或 检测其他前列腺癌中过表达的基因（例如G0LPH2或SPINK1)。遗憾的是，上述通过组织 分析鉴别的标志物大部分未随后验证为有效或准确的前列腺癌标志物。事实上，上述标志 物通常被证明不能用作无创生物样品的革E标。例如，Laxman等人（Cancer Res.，2008,68 : 645-649)证明先前被证明是组织中前列腺癌的特异性生物标志物的AMACR和TFF3 mRNA在 尿样中不是统计上显著的前列腺癌预测物（P分别为〇. 450和0. 189)。无论如何，上述分子 标志物均未被验证它们在一定程度上表现优于PCA3, PCA3是至今唯一可在基于尿的测试 中可靠地测量的前列腺癌标志物。因此，除了 PCA3测定，没有用于用无创临床样品例如尿 提供前列腺癌临床评估的可靠的方法。此外，先前的大部分试图鉴别前列腺癌标志物的研 宄首先集中在组织样品中的基本表达谱分析，而不是尿中的基本表达谱分析。另一个问题 是可用于标准化和/或验证前列腺癌标志物检测的有效对照标志物的缺乏。
[0012] 因此，仍然存在对可提供优秀的男性前列腺癌临床评估，包括但不限于改进的诊 断、预后和/或肿瘤分级/分期的改进的前列腺标志物的迫切需求。也仍需要鉴别一个或 多个与用于患者样品中前列腺癌临床评估的新前列腺癌标志物联合使用的对照标志物。本 发明试图解决现有技术中前列腺癌标志物的至少一些缺陷。
[0013] 本说明书提及多个文件，其内容在此通过引用整体并入本文。
[0014] 发明概述
[0015] 本发明涉及前列腺癌签名，包括至少两个其在尿中表达模式已在本文证实与前列 腺癌的临床评估相关（正相关或负相关）的前列腺癌标志物的组合。传统上，前列腺癌标 志物是通过对癌性和非癌性前列腺组织样品进行差异表达分析鉴别的。然而，几乎没有用 这种方式鉴别的前列腺癌标志物被成功转化为基于尿的前列腺癌测试，可能归因于与尿的 使用相关的多个混合因素（例如酸性环境和/或污染背景尿路细胞）。通过对来自前列腺 癌和非前列腺癌受试者的尿样进行初始基因表达研宄，并使用PCA3/PSA前列腺癌测试作 为性能基准，本发明人出乎意料地发现了多个在基于尿的前列腺癌测试和基于组织的测试 中极具信息性的前列腺癌签名。更具体地，本发明的前列腺癌标志物可与生物信息学方法 (例如机器学习）结合使用，以产生与前列腺癌的临床评估相关的评分。
[0016] 因此，本发明大体涉及用于提供基于来自受试者的生物样品的受试者中前列腺癌 的临床评估的方法、试剂盒和组合物。更具体地，前列腺癌的临床评估可包括基于来自受试 者的生物样品的诊断、分级、分期和预后。
[0017] 在本发明的一方面，从受试者获得生物样品（例如尿、组织或血样），并确定至少 两个本发明的前列腺癌签名中的标志物的标准化表达水平。然后对该至少两个前列腺癌标 志物的标准化表达水平进行数学关联以获得一个评分，该评分用于提供受试者中前列腺癌 的临床评估。
[0018] 在一个实施方案中，本发明的前列腺癌签名可在提供前列腺癌的临床评估方面优 于PCA3 (或PCA3/PSA比例）。这在前列腺癌领域显示了显著的进步，因为PCA3到目前为止 被广泛认为是最佳前列腺癌标志物。因此，能优于PCA3的前列腺癌签名（特别是在无创样 品例如尿的背景下）是高度需要的。在一些情况下，使用不依赖PCA3本身的前列腺癌诊断 工具可能是有用的。例如，如果对受试者用基于PCA3的测试进行前列腺癌临床评估，可需 要有不依赖PCA3的单独、独立的前列腺癌临床评估。这样，本发明的前列腺癌签名可用于 独立地验证基于PCA3的测试结果，反之亦然。因此，在一个具体实施方案中，本发明的前列 腺癌签名不包括PCA3。
[0019] 另一方面，本发明涉及提供受试者中前列腺癌临床评估的方法，所述方法包括：
[0020] (a)确定来自所述受试者的生物样品中至少两个表5或6A中列出的前列腺癌标志 物或与其在前列腺癌中共调控的标志物的表达；
[0021] (b)用一个或多个对照标志物标准化所述至少两个前列腺癌标志物的表达；
[0022] (C)对所述至少两个前列腺癌标志物的经标准化的表达水平进行数学关联；
[0023] (d)从所述数学关联获得评分；和
[0024] (e)根据所述获得的评分提供所述前列腺癌的临床评估。
[0025] 另一方面，本发明涉及提供受试者中前列腺癌临床评估的方法，所述方法包括：
[0026] (a)选择根据其在已知患有或不患前列腺癌的患者群体的尿中表达谱验证的至少 两个前列腺癌标志物；
[0027] (b)确定所述至少两个前列腺癌标志物在来自所述受试者的生物样品中的表达；
[0028] (C)用一个或多个对照标志物标准化所述至少两个前列腺癌标志物的表达；
[0029] (d)对所述至少两个前列腺癌标志物的经标准化的表达进行数学关联；
[0030] (e)从所述数学关联获得评分；和
[0031] (f)根据所述获得的评分提供所述前列腺癌的临床评估。
[0032] 另一方面，本发明涉及一种前列腺癌诊断组合物，包括：
[0033] (a)来自患有或怀疑患有前列腺癌的受试者的尿或其具有前列腺源标志物的级 分；和
[0034] (b)允许检测和/或扩增至少两个表5或6A中列出的前列腺癌标志物或与其共调 控的标志物的试剂。
[0035] 另一方面，本发明涉及用于从来自受试者的生物样品提供受试者中前列腺癌临床 评估的试剂盒，所述试剂盒包括：
[0036] (a)允许检测和/或扩增至少两个表5或6A中列出的前列腺癌标志物或与其共调 控的标志物的试剂；和
[0037] (b)适当的容器。
[0038] 在具体实施方案中，上述至少两个前列腺癌标志物是至少三个前列腺癌标志物； 至少四个前列腺癌标志物；至少五个前列腺癌标志物；至少六个前列腺癌标志物；至少七 个前列腺癌标志物；至少八个前列腺癌标志物或至少九个前列腺癌标志物。
[0039] 在另一个实施方案中，上述至少两个前列腺癌标志物选自：
[0040] (l)CACNAlD或与其在前列腺癌中共调控的标志物；
[0041] (2) ERG或与其在前列腺癌中共调控的标志物；
[0042] (3) H0XC4或与其在前列腺癌中共调控的标志物；
[0043] (4)ERG-SNAI2前列腺癌标志物对；
[0044] (5)ERG-RPL22L1前列腺癌标志物对；
[0045] (6)KRT 15或与其在前列腺癌中共调控的标志物；
[0046] (7) LAMB3或与其在前列腺癌中共调控的标志物；
[0047] ⑶HOXC6或与其在前列腺癌中共调控的标志物；
[0048] (9) TAGLN或与其在前列腺癌中共调控的标志物；
[0049] (IO)TDRDl或与其在前列腺癌中共调控的标志物；