用于指示侵袭性前列腺癌的存在或不存在的方法
【专利说明】用于指示侵袭性前列腺癌的存在或不存在的方法 发明领域
[0001] 本发明总体涉及具有作为诊断标志物的潜在效用的各种形式的遗传标志物和各 种形式的蛋白的检测和鉴定。具体而言，本发明涉及同时使用多种诊断标志物用于改进检 测前列腺癌的侵袭性形式。更具体地，本发明涉及同时使用多种诊断标志物用于改进检测 具有高于25的体重指数（BMI)的男性的侵袭性前列腺癌。
[0002] 发明背景 血清前列腺特异性抗原（PSA)的测量广泛用于筛选和早期检测前列腺癌（PCa)。如EUROPEANUROLOGY60 (2011) 21-28中公开的MarkusAly和共同作者的公共报告中 "PolygenicRiskScoreImprovesProstateCancerRiskPrediction:Resultsfromthe Stockholm-1CohortStudy"（其通过引用并入本文）所讨论，可通过目前的临床免疫测定 测量的血清PSA主要作为游离的"非复合"形式（游离PSA)或作为与a-抗胰凝乳蛋白酶 (a-lantichymotrypsin,ACT)的复合物存在。血清中游离PSA与总PSA的比率已被证明显 著改善PCa的检测。其他因素，如年龄和记录的家族史还可以进一步改善前列腺癌的检测。 与PCa相关的遗传标志物、特别是单核苷酸多态性（SNP)的测量是用于筛选和早期检测前 列腺癌的新兴方式。多种PCa相关的SNP的分析可以，与生物标志物如PSA和与关于患者 的一般信息组合，通过将几种SNP组合为遗传评分而改善风险评估。
[0003] 前列腺癌的筛选和早期检测是一项复杂的任务，并且迄今为止，已经证明没有单 一生物标志物足够好，足以用于男性群体的特异性和灵敏性定位。因此，已经在组合生物标 志物水平上花费尝试，以便产生在PCa的筛选和早期检测中表现更好的公式（formula)。最 常见实例是常规的PSA测试，这实际上是"游离"PSA和"总"PSA的评估。PSA作为一种"非 复合物"形式和其中PSA与a-抗胰凝乳蛋白酶形成复合物的一种形式存在。另一种此类 实例是使用游离PSA、总PSA和PSA的一种或多种酶原形式的浓度的组合用于诊断目的，如 W003100079(METHODOFANALYZINGPROENZYMEFORMSOFPROSTATESPECIFICANTIGENIN SERUMTO頂PROVEPROSTATECANCERDETECTION)(其通过引用并入本文）中所述。可以导 致PCa的筛选和早期检测的改进性能的PSA浓度和酶原浓度的一种可能组合是巾（phi)指 标。开发巾作为PSA、游离PSA和PSA前体形式[_2]proPSA的组合以便用边界线PSA测试 (例如，PSA2-10ng/mL)和非可疑的数字直肠检查更好地检测男性的PCa，如BJUInt. 2011 Nov11.doi:10. 1111/j. 1464-410X. 2011. 10751.x中公开的NicholMB和共同作者的报告 "Cost-effectivenessofProstateHealthIndexforprostatecancerdetection'，（其 通过引用并入本文）所公开。另一种此类实例是psp94和PSA的组合，如US2012021925 (DIAGNOSTICASSAYSFORPROSTATECANCERUSINGPSP94ANDPSABI0MARKERS)中所述。
[0004] 存在用于评估患者是否患有PCa的具有潜在的诊断或预后价值的其他生物标志 物，包括MIC-1，如ClinCancerRes2009; 15(21) :0F1-7 中公开的DavidA.Brown和 共同作者的报告"MacrophageInhibitoryCytokine1:ANewPrognosticMarkerin ProstateCancer"（其通过引用并入本文）中所述。
[0005] 过去已经公开了将来自多个来源的信息组合为一种算法模型用于预测PCa风险 的尝试。在如CancerPrevRes(2010)，3(5) :611_619 中公开的RobertKlein和共 同作者的公开报告"BloodBiomarkerLevelstoAidDiscoveryofCancer-Related Single-NucleotidePolymorphisms:KailikreinsandProstateCancer'，（其通过引用并 入本文）中，作者讨论了血液生物标志物可以如何帮助发现新颖SNP，而且还表明，对于将 基因型和生物标志物水平两者并入预测模型存在潜在作用。此外，该报告提供了证据证明， 遗传标志物和生物标志物一致的非累加组合可以具有估算PCa风险的预测价值。后来，Xu 和共同发明人公开了用于将遗传标志物与高级前列腺癌关联的方法，其主要用于鉴定适合 用于使用专利申请W02012031207(其通过引用并入本文）中的5-a还原酶抑制剂药物（例 如，度他雄胺或非那雄胺）的化学预防治疗的受试者的目的。一致地，这两篇公开内容总结 了组合遗传信息和生物标志物浓度用于估算PCa风险、还有高级癌症的目的的现有技术。
[0006]PSA筛选和早期检测的当前性能是约80%的灵敏度和30%的特异性。据估计，约 65%将经历不必要的前列腺活组织检查，且在当前筛选中将错过15-20%的临床相关的前 列腺癌。仅在美国，每年进行约100万次活组织检查，这导致约192 000个新病例被诊断。 因此，还有诊断性能的小改进将导致由于较少活组织检查导致的医疗保健费用的大量节约 以及遭受侵入性诊断程序的人较少。
[0007]目前的临床实践（在瑞典）是使用总PSA作为生物标志物用于检测无症状的和早 期前列腺癌。对于用前列腺活组织检查的进一步评估的一般截止值是3ng/mL。然而，由于 PSA筛选的消极后果，现在在欧洲或北美没有推荐任何有组织的PSA筛选。
[0008] 准确地鉴定个体中的侵袭性前列腺癌（aPCa)是特别重要的，因为为个体提供治 疗越早，治愈癌症的可能性越大。然而，aPCa的鉴定是困难的，这部分因为需要较大组群以 便在开发统计模型中提供足够数目的病例和对照。因此，aPCa的预测模型的可用性低。然 而，本发明提供了预测模型用于通过分析个体的生物标志物和遗传概况而鉴定aPCa。
[0009] 发明概述 本发明基于这样的发现：不同来源的诊断标志物的组合可以改善检测一般群体中的aPCa的能力。具体而言，本发明改善检测具有高体重指数（BMI)的个体中的aPCa的能力。 这可以导致对社会的重大节约，因为早期鉴定的侵袭性癌症可更容易治疗。
[0010]因此，基于本发明的发现，本发明的一个方面提供了基于用于指示个体中侵袭性 前列腺癌（PCa)存在或不存在的数据的冗余设计组合的方法，其包括以下步骤： 1. 提供来自所述个体的至少一种生物样品； 2. 在所述生物样品中，分析 a. -类PCa生物标志物，其通过测量所述类别的PCa生物标志物的多种PCa相关的生 物标志物中每种的存在或浓度而实施； b. -类与PCa相关的SNP(SNPpc)，其通过测量所述类别的SNPpc的多种SNPpc中每种 的存在或不存在而实施； 3. 组合关于所述类别的PCa生物标志物的数据，以形成代表与PCa生物标志物相关的 发生PCa风险的生物标志物复合值； 4. 组合所述类别的SNPpc的数据，以形成代表与SNPpc相关的发生PCa风险的SNPpc 复合值，其中所述方法允许当形成SNPpc复合值时忽略SNPpc类别的SNPpc的至少5 %的子 集； 5. 组合生物标志物复合值和SNPpc复合值，以形成总体复合值； 6. 通过将所述总体复合值与用已知的侵袭性PCa和良性疾病诊断的对照样品建立的 预定的截止值进行比较而将所述总体复合值与所述个体中侵袭性PCa的存在或不存在相 关联。
[0011] 根据本发明的一个方面，当在包含处理器和存储器的计算机中执行时，借助计算 机程序产品提供方法步骤中的一个或多个，通常为步骤3、4、5和/或6。
[0012] 通常，上述方法的步骤3用经编程以便从步骤2a的数据形成或计算生物标志物复 合值的计算机进行；上述方法的步骤4用经编程以便从步骤2b的数据形成或计算SNPpc复 合值的计算机进行；步骤5用经编程以便从步骤3和4的数据形成或计算总体复合值的计 算机进行；和/或上述方法的步骤6用计算机进行，所述计算机经编程以便通过将所述总体 复合值与用已知的侵袭性PCa和良性疾病诊断的对照样品建立的预定的截止值进行比较 而将所述总体复合值与所述个体中侵袭性PCa的存在或不存在相关联。此外，本发明涉及 非临时性的有形的计算机可读存储介质，其具有可执行指令，以进行此类计算或形成此类 复合值和/或进行如上所述的相关步骤。
[0013] 截止值（或截止水平）的选择取决于许多因素，包括但不限于疾病本身的风险和 与将没有所述疾病的个体不准确诊断为阳性（假阳性）相关的风险。下面进一步详细描述 了截止值的选择。
[0014] 在本发明的一个优选实施方案中，上述方法的步骤2(a)包括测量至少部分冗余 的PCa生物标志物的存在或浓度，并且其中所述PCa生物标志物中的至少一种，诸如两种， 选自⑴PSA、（ii)总PSA(tPSA)、（iii)完整PSA(iPSA)、（iv)游离PSA(fPSA)和（v) hK2〇
[0015] 更具体地，所述方法允许当形成所述生物标志物复合值时忽略PCa标志物类别的 所述PCa生物标志物（i) - (v)中的至少一种的子集，诸如所述PCa生物标志物（i) - (v)中 的一种、两种、三种或四种的子集。
[0016] 进一步，在一个实施方案中，上述方法允许当形成SNPpc复合值时忽略所述SNPpc 类别的SNPpc中的至少10%，诸如15%，诸如20%，诸如30%。
[0017] 优选地，根据预定方程组合关于PCa生物标志物的类别的数据以形成所述生物标 志物复合值，和/或根据预定方程组合关于SNPpc的类别的数据以形成所述SNPpc复合值。 此外，优选根据预定方程组合所述生物标志物复合值和所述SNPpc复合值以形成所述总体 复合值。
[0018] 在一个实施方案中，如果总体复合值大于截止值，则上述方法进一步包括推荐个 体进行活组织检查的步骤。
[0019] 在又一个实施方案中，如果总体复合值大于截止值，则上述方法进一步包括推荐 个体改变饮食习惯、减肥、达到低于30的BMI值、定期锻炼和/或停止吸烟的步骤。
[0020] 在本发明的一个实施方案中，与PCa相关的SNP(SNPpc)包括
[0021] 在一个实施方案中，所述方法进一步包括通过测量至少一种与PCa生物标志物浓 度相关的SNP(SNPbm)的存在或不存在而分析一类SNPbm;组合关于所述SNPbm的数据以形 成SNPbm复合值，且在所述总体复合值中包括所述SNPbm复合值。
[0022] 在一个实施方案中，所述至少一种SNPbm包括:嫌、
[0023] 在本发明的一个实施方案中，所述方法进一步包括通过测量至少一种与体重指数 相关的SNP(SNPbmi)的存在或不存在而分析所述个体的一类SNPbmi;组合关于所述SNPbmi 的数据以形成SNPbmi复合值；且在所述总体复合值中包括所述SNPbmi复合值。
[0024] 在一个实施方案中，所述至少一种SNPbmi包括:
[0025] 在本发明的另一个实施方案中，所述方法进一步包括从所述个体收集关于PCa的 家族史、治疗史和身体数据；且其中将所述家族史、治疗史和/或身体数据包括在形成所述 总体复合值的组合数据中。
[0026] 在本发明的又一个实施方案中，所述方法进一步包括通过测量额外生物标志物类 别的多种PCa生物标志物中的一种或每种的存在或浓度而分析所述额外类别的PCa生物标 志物；组合关于所述额外PCa生物标志物类别的数据以形成所述额外PCa生物标志物类别 的额外生物标志物复合值；并且在总体复合值中包括所述额外生物标志物复合值；其中冗 余设计数据的组合以形成额外生物标志物复合值，其中额外类别的PCa生物标志物包含多 于一种PCa生物标志物。
[0027] 在一个优选的实施方案中，额外类别的PCa生物标志物包含生物标志物MIC-1和 任选其他MIC-1相关的生物标志物，或生物标志物MSMB和任选其他MSMB相关生物标志物。
[0028] 在另一个实施方案中，所述方法包括分析多种额外类别的PCa生物标志物中的每 一种，且根据上述程序形成所述PCa生物标志物类别中的每一种的额外生物标志物复合 值。优选地，分析至少两种额外类别的PCa生物标志物，其中一种额外类别的PCa生物标志 物包含生物标志物MIC-1和任选其他MIC-1相关的生物标志物，并且另一种额外类别包含 生物标志物MSMB和任选其他MSMB相关生物标志物。
[0029] 在一个实施方案中，所述生物样品是血液样品。
[0030] 在本发明的一个实施方案中，总体复合值使用这样的方法计算，其中利用与PCa 生物标志物浓度相关的SNP(SNPbm)和相应的PCa生物标志物浓度的非累加效应。
[0031] 在根据本发明的方法的一个优选实施方案中，所述个体具有大于25、诸如大于30 的BMI值。
[0032] 在所述方法的一个实施方案中，SNP的存在或不存在的测量通过使用MALDI质谱 进行。
[0033] 在所述方法的一个实施方案中，PCa生物标志物的存在或浓度的测量通过使用微 阵列技术进行。
[0034] 在所述方法的一个优选实施方案中，SNP(属于任何类别的SNP)的存在或不存在 的测量包括测量所述SNP的等位基因的数目。在一个实施方案中，一个或两个等位基因对 应于所述个体中所述SNP的存在，且零个等位基因对应于所述个体中所述SNP的不存在；其 中零个等位基因对应于所述SNP的纯合阴性，一个等位基因对应于杂合阳性，且两个等位 基因对应于纯合阳性。
[0035] 在一个实施方案中，上述方法包括使用ELISA测定装置，微阵列测定装置，免疫 沉淀测定装置，免疫荧光测定装置，放射免疫测定装置，或使用基质辅助激光解吸/电离 (MALDI)的质谱装置，用于测量PCa生物标志物的存在或浓度。
[0036] 在可以与上述实施方案组合的一个实施方案中，上述方法包括使用利用基质辅助 激光解吸/电离（MALDI)的质谱装置，用于测量SNP的存在或不存在。
[0037] 本发明的另一个方面提供了用于进行用于指示所述个体中侵袭性前列腺癌的存 在或不存在的上述方法的步骤2a(即，测量至少一种PCa生物标志物的存在或浓度）和步 骤2b(S卩，测量至少一种SNPpc的存在或不存在）的测定装置，所述测定装置包含具有固定 在其上的至少两种不同类别的配体的固相，其中： -所述配体的第一类别特异性结合PCa生物标志物，并且包括特异性结合多种不同PCa生物标志物中的每一种，优选PSA、iPSA、tPSA、fPSA、hK2中的至少一种和任选MSMB和 /或MIC-1的多种不同配体；且 -所述配体的第二类别特异性结合SNPpc，并且包括特异性结合多种不同SNPpc中的 每一种，诸如:_::!:雜_?，:_:1_4毅氧::_賴:$_:!,滅職輝_:1笈
中的至少一种的多种不同配体。
[0038] 在一个实施方案中，所述测定装置进一步适配于测量SNPbm的 存在或不存在，在所述情况下，所述测定装置的固相进一步具有固定的 第三类配体，所述配体特异性结合SNPbm，并且包括特异性结合多种不 同SNPbm中的一种或每种，诸如 众、， x、射h、WMa、！作、'7>s、'入义义祕'、' 和i、中的至少一种的一种或 多种不同配体。
[0039] 在