大肠癌标志物及其应用_3

文档序号:9541251阅读:来源:国知局
Ab(M)分别为该组装片段G 的Uniquereads和Multiplereads的丰度。每个multiplereads,有特有的基因丰度系数 Co,假设一条multiplereads比对上N个组装片段,可W利用下列公式计算该条multiple reads的Co
即对于运类multiplereads,把其所比对上的N个基因(即 基因集中的组装片段)的uniquereads的丰度之和作为分母。
[0048] 根据本发明的一个实施例,所称的分别依据所述确定的组装片段的丰度,确定所 述大肠癌标志物中的各种微生物的丰度的步骤中,微生物的丰度为该种微生物包含的所有 组装片段的丰度的中位数或者平均数。
[0049] (2)丰度比较,W确定个体状态。
[0050] 分别将(1)中确定的大肠癌标志物中的各种微生物的丰度与其在对照组中的丰 度进行比较,依据获得的比较结果确定所述个体的状态,所述对照组由一组或多组相同状 态的个体的粪便样本组成,所述状态包括患有大肠癌状态和健康状态。所称大肠癌标志物 是发明人通过差异比较分析各种肠道微生物在大肠癌疾病组和健康组的粪便样本中的丰 度,W及经过大量已知状态的粪便样本的验证,而确定下来的。
[0051] 根据本发明的实施例,对照组由多个患大肠癌的个体的粪便样本组成,该步骤(2) 包括:当步骤(1)中确定的大肠癌标志物中的各种微生物的丰度都与其在对照组中的丰度 无差异,确定所述个体的状态为患有大肠癌,所述无差异为步骤(1)中确定的大肠癌标志 物中的各种微生物的丰度都落入其在对照组中的丰度的第一预定置信区间。
[0052] 所称的置信区间是指由样本统计量所构造的总体参数的估计区间。在统计学中, 一个概率样本的置信区间(Confidenceinterval)是对运个样本的某个总体参数的区间估 计。置信区间展现的是运个参数的真实值有一定概率落在测量结果的周围的程度。置信 区间给出的是被测量参数的测量值的可信程度,即前面所要求的"一定概率"。运个概率被 称为置信水平。根据本发明的实施例,所称第一预定置信区间为95%置信区间;当所述大 肠癌标志物中的微生物包括霍氏肠杆菌化bacte;rium_hallii_DSM_3353,所述霍氏肠杆菌 EubacteriumJiallii_DSM_3353在对照组中的丰度的第一预定置信区间即95 %置信区间 为2. 24E-07~6. 18E-07,当所述大肠癌标志物中的微生物包括梭菌Clostridium_SS2_l, 所述梭菌Clost;ridium_SS2_l在对照组中的丰度的第一预定置信区间为5. 28E-07~ 1. 57E-06,当所述大肠癌标志物中的微生物包括瘤胃球菌属Ruminococcus_5_l_39BFAA, 所述瘤胃球菌属脚111111〇(3〇(3州3_5_1_398。44在对照组中的丰度的第一预定置信区间为 1. 34E-06~3. 46E-06,当所述大肠癌标志物中的微生物包括凸腹真杆菌化bacte;rium_ vent;riosum_ATCC_27560,所述凸腹真杆菌化bacte;rium_vent;riosum_ATCC_27560 在对照 组中的丰度的第一预定置信区间为1. 42E-07~4. 50E-07。
[0053] 根据本发明的实施例,对照组由多个健康个体的粪便样本组成,该步骤(2)包括: 当步骤(1)中确定的大肠癌标志物中的各种微生物的丰度都与其在对照组中的丰度无差 异,确定所述个体的状态为没有患大肠癌,所述无差异为(1)中确定的大肠癌标志物中的 各种微生物的丰度都落入其在对照组中的丰度的第二预定置信区间。
[0054] 根据本发明的一个实施例,所称的第二预定也取95%的概率,即第二预定置信 区间为95%置信区间,当所述大肠癌标志物中的微生物包括霍氏肠杆菌化bacterium_ hallii_DSM_3353,所述霍氏肠杆菌化bacterium_hallii_DSM_3353在对照组中的丰度 的第二预定置信区间为8.50E-07~2.64E-06,当所述大肠癌标志物中的微生物包括 梭菌Clost;ridium_SS2_l,所述梭菌Clost;ridium_SS2_l在对照组中的丰度的第二预 定置信区间为2. 04E-06~5. 06E-06,当所述大肠癌标志物中的微生物包括瘤胃球菌 属Ruminococcus_5_l_39BFAA,所述瘤胃球菌属Ruminococcus_5_l_39BFAA在对照组中 的丰度的第二预定置信区间为3. 76E-06~8. 23E-06,当所述大肠癌标志物中的微生物 包括凸腹真杆菌化bacte;rium_vent;riosum_ATCC_27560,所述凸腹真杆菌化bacte;rium_ ventriosum_ATCC_27560在对照组中的丰度的第二预定置信区间为5. 9犯-07~1. 24E-06。 需要说明的是,根据目的或要求不同,可能对确定个体状态结果的可信程度有不同的要求, 本领域技术人员可W选择不同的显著性水平(a),即选择不同的可能犯错误的概率,如此, 确定的个体的状态的可信程度为1-a。例如,利用该实施例确定个体处于所确定出的状态 95 %是可靠的。 阳化5] 该方法基于检测个体的粪便样本中的大肠癌标志物中的各种微生物的丰度,分别 将检测确定的各种微生物的丰度与其在对照组中丰度进行比较,依据获得的比较结果能够 确定个体为大肠癌个体或者为健康个体的概率。为早期发现大肠癌提供一种非侵入性的辅 助检测或者辅助干预治疗的方法。
[0056] W上任一实施例中的利用大肠癌标志物确定个体的状态的方法的全部或部分步 骤,可W利用包含可拆分的相应单元功能模块的装置/系统来施行,或者将方法程序化、存 储于机器可读介质,利用机器运行该可读介质来实现。
[0057] 根据本发明的一个实施方式提供的一种利用上述本发明任一实施例中的大肠癌 标志物确定个体的状态的装置,该装置用W实施上述本发明任一实施例中的利用大肠癌标 志物确定个体的状态的方法的全部或部分步骤,该装置包括:数据输入单元,用于输入数 据;数据输出单元,用于输出数据;处理器,用于执行可执行程序,执行所述可执行程序包 括完成上述本发明人一实施例中的确定个体的状态的方法;存储单元,与所述数据输入单 元、所述数据输出单元和所述处理器相连,用于存储数据,其中包括所述可执行程序。上述 对本发明任一实施例中的利用大肠癌标志物确定个体的状态的方法的技术特征和优点的 描述,同样适用本发明运一方面的装置,在此不再寶述。
[0058] 根据本发明的另一个实施方式提供的一种利用上述本发明任一实施例的大肠癌 标志物对多个个体进行分类的方法,该方法包括:分别利用上述本发明任一实施例中的确 定个体的状态的方法确定各个个体的状态;依据获得的各个个体的状态对各个个体进行分 类。该方法能够依据个体的状态的不同区分开多个个体或者区分开多个未知的粪便样本, 便于归类、标记管理。另外,上述对本发明任一实施例中的利用大肠癌标志物确定个体的状 态的方法的技术特征和优点的描述,同样适用本发明运一方面的装置,在此不再寶述。
[0059] 根据本发明的又一个实施方式提供的一种治疗大肠癌的药物,所述药物能够促使 上述本发明任一实施例中的大肠癌标志物中的各个微生物的丰度增加。所称大肠癌标志物 是发明人通过差异分析各种肠道微生物在大肠癌疾病组和健康组的粪便样本中的丰度,W 及经过大量已知状态的粪便样本的验证,而确定下来的。相较于在大肠癌组,所称大肠癌标 志物在健康组中显著富集,所称显著富集是指与在大肠癌疾病组中的丰度相比,上述大肠 癌标志物所包含的各种微生物在健康组中的丰度均具有统计意义地高于或者明显地、实质 性地高于在大肠癌组中的丰度。能够使其丰度增加的物质能够用于治疗大肠癌或者益于大 肠癌患者服用,能够使其丰度增加的物质可W作为治疗大肠癌的药物。
[0060] 利用运一实施方式的药物或者功能性食品,合理有效地应用确定的大肠癌微生物 标志物,扶持肠道有益菌的生长和/或抑制肠道潜在致病菌,可W阻止肠道屏障的缺损,改 善并恢复肠道微生态结构,对于辅助降低血内毒素水平和/或减轻大肠癌的临床症状具有 重要意义。
[0061] 根据本发明的又一个实施方式,提供一种制备或筛选上述实施方式中的治疗大肠 癌的药物的方法,该方法包括制备或者筛选能够促使上述本发明任一实施例中的大肠癌标 志物中的各个微生物的丰度增加的物质作为所述药物的步骤。
[0062] 利用本发明运一方面的生产或筛选治疗大肠癌的药物的方法,通过合理有效地应 用确定的大肠癌生物标志物进行筛选,能够获得能扶持肠道有益菌的生长和/或抑制肠道 潜在致病菌的药物,可W阻止肠道屏障的缺损,改善并恢复肠道微生态结构,对于辅助降低 血内毒素水平和/或减轻大肠癌的临床症状具有重要意义。
[0063] W下结合具体实施例对本发明的方法和/或装置进行详细的描述。除另有交待, W下实施例中设及的未特别交待的试剂、序列(接头、标签和引物)、软件及仪器,都是常规 市售产品或者开源的,例如购买Illumina的转录组文库构建试剂盒。
[0064] 实施例一 阳0化]该示例中,发明人从53个大肠癌患者、42个结肠腺瘤患者W及61个健康个体 的粪便样品开展肠道菌群微生物的关联分析研究粪便微生物群落及功能成分特征。总 的来说,下载了上述对照组中各个样本的测序数据总共约1084. 87抓,构建了大肠癌参照 基因集。定量宏基因组分析显示在大量的病人及健康对照组中,14, 993个基因呈现显著 差异(fUKO. 05)。大部分的基因可W归类为6个代表细菌物种的基因簇(Metagenomic Species,MG巧,其中大肠癌患者组中富集2个MGS,健康组中富集4个MGS。
[0066] 1、对照组测序数据下载
[0067] 大肠癌患者、结肠腺瘤患者和健康人粪便样本DNA的测序数据来源自邸I数据 库,数据
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