高级别浆液性卵巢癌的预后方法

文档序号:384854 发布日期:2021-12-10 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 高级别浆液性卵巢癌的预后方法 (Method for prognosis of high-grade serous ovarian cancer ) 是由 A·范德斯托尔佩 W·F·J·费尔哈格 于 2020-05-01 设计创作,主要内容包括:本申请主要涉及一种用于确定被诊断为高级别浆液性卵巢癌的对象的预后的方法。所述方法包括基于对象样本中至少两种细胞信号传导路径的活性来确定预后,所述至少两种细胞信号传导路径包括磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)路径和核因子-kappa B(NFkB或NFκB)路径。本申请还涉及一种用于识别将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的方法。所述方法包括基于对象样本中的包括PI3K路径和NFkB路径的至少两种细胞信号传导路径的活性来识别对象。本申请还涉及相应的装置、非瞬态存储介质、计算机程序和套件。(The present application relates generally to a method for determining the prognosis of a subject diagnosed with high-grade serous ovarian cancer. The method comprises determining a prognosis based on the activity of at least two cellular signaling pathways in a sample of the subject, the at least two cellular signaling pathways comprising a phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) pathway and a nuclear factor-kappa B (NFkB or NFkB) pathway. The present application also relates to a method for identifying a subject diagnosed with high-grade serous ovarian cancer who would be suitable for PI3K pathway-targeted therapy or NFkB pathway-targeted therapy. The method comprises identifying the subject based on activity of at least two cellular signaling pathways in the subject sample, including the PI3K pathway and the NFkB pathway. The application also relates to a corresponding apparatus, non-transitory storage medium, computer program and kit.)

高级别浆液性卵巢癌的预后方法

技术领域

本文中描述的主题主要涉及生物信息学、基因组处理领域、蛋白质组处理领域和相关领域。更具体地,本发明涉及用于确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后的方法,以及用于识别将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的方法。本发明还涉及一种装置,一种非瞬态存储介质和计算机程序,其用于确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后,或者用于识别将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象。更本发明还涉及一种用于确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后或者用于识别将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB通路靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的套件。最后,本发明涉及所述套件在执行任何上述方法中的使用。所述预后和所述识别是基于细胞信号传导路径活性的组合来执行的。

背景技术

卵巢癌(OVC)是最致命的妇科恶性肿瘤,也是全球女性癌症死亡的最常见原因之一。最常见和最致命的卵巢癌亚型是高级别浆液性卵巢癌(HGSOC),其约占卵巢癌的75%。对于高级别浆液性卵巢癌的处置,除了手术减瘤(其中大部分肿瘤负荷被取走)外,还使用标准化疗。化疗方案通常包含顺铂或卡铂,但发现许多患者对这些化合物表现出抗药性。

在减瘤手术后的标准化疗后,高级别浆液性卵巢癌的无病生存期(DFS)高度变化,并且目前尚无方法区分预后不良和无病生存期短的患者与预后较好和无病生存期较长的患者。

发明内容

根据一方面,本发明涉及一种用于确定针对被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后的方法,其中,所述方法包括:

基于对象样本中至少两种细胞信号传导路径的活性来确定预后,所述至少两种细胞信号传导路径包括磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)路径和核因子-kappa B(NFkB或NFκB)路径,

其中,所述细胞信号传导路径活性基于针对所述细胞信号传导路径的三个或更多个靶基因的表达水平,并且其中,

所述三个或更多个PI3K靶基因选自包括以下项的组:AGRP、BCL2L11、BCL6、BNIP3、BTG1、CAT、CAV1、CCND1、CCND2、CCNG2、CDK 1A、CDK 1B、ESRl、FASLG、FBX032、GADD45A、INSR、MXIl、NOS3、PCKl、POMC、PPARGCIA、PRDX3、RBL2、SOD2、以及TNFSF10,或者选自包括以下项的组:ATP8A1、BCL2L11、BNIP3、BTGl、C10orf10、CAT、CBLB、CCNDl、CCND2、CDKNIB、DDB1、DYRK2、ERBB3、EREG、ESRl、EXT1、FASLG、FGFR2、GADD45A、IGF1R、IGFBP1、IGFBP3、INSR、LGMN、MXI1、PPM1D、SEMA3C、SEPP1、SESN1、SLC5A3、SMAD4、SOD2、TLE4、以及TNFSF10,或者选自包括以下项的组:SOD2、BNIP3、MXI1、PCK1、PPARGC1A和CAT,并且

所述三个或更多个NFkB靶基因选自包括以下项的组:BCL2L1、BIRC3、CCL2、CCL3、CCL4、CCL5、CCL20、CCL22、CX3CL1、CXCL1、CXCL2、CXCL3、ICAM1、IL1B、IL6、IL8、IRF1、MMP9、NFKB2、NFKBIA、NFKBIE、PTGS2、SELE、STAT5A、TNF、TNFAIP2、TNIP1、TRAF1、以及VCAM1,并且

其中,当PI3K路径的活性低并且NFkB路径的活性高时,预后为良好,并且

其中,当PI3K路径的活性高并且NFkB路径的活性低时,预后为不良,并且

其中,当PI3K路径活性低并且NFkB路径活性低或者当PI3K路径活性高并且NFkB路径活性高时,预后为中等。

本发明基于发明人的以下洞悉:对包括PI3K路径和NFkB路径的活性的细胞信号传导路径活性的分析可用于表征高级别浆液性卵巢癌。特别地,发现路径活性适于确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后,和/或用于识别将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB通路靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象(见下文)。

如本文所用的,术语“预后”是指临床结果的可能性或预期,例如疾病复发、疾病进展、疾病发生和由疾病引起的死亡,包括但不限于体征和症状是将改善还是恶化(以及有多快)或随着时间的推移保持稳定或对象是否存活。

在一些实施例中,以若干方式以定量的方式定义预后,例如:“到(疾病的)复发的时间”、“到(疾病的)进展的时间”、“(疾病)发生的时间”或“到(疾病)死亡时间”。

在其他实施例中,预后以定性方式定义,例如:“良好”、“中等”或“不良”。临床结果可以是良好、中等或不良,无论是在绝对情况下,即,例如,多于或少于或大约等于某个时间段(例如,数月或数年)的生存期,或相对于另一种临床状况,相比于其临床结果能够是良好、中等或不良。

在一些实施例中,预后是无病存活的可能性或预期。无病生存的可能性或预期可以定量定义,例如:最后一次治疗与疾病复发之间的时间段(例如,以月或年为单位),或以定性方式,例如:如上所述的绝对或相对环境中的“良好”、“中等”或“不良”。

在一些实施例中,预后是总体的疾病特定的存活的可能性或预期。总体的疾病特定的存活的可能性或预期可以以定量方式定义,例如:生存的时间段(例如,月数或年数),或以定性方式,例如:如上所述的绝对或相对环境中的“良好”、“中等”或“不良”。

如本文所用,术语“对象”是指任何生物。在一些实施例中,对象是动物,优选为哺乳动物。在一些实施例中,对象是人,优选为医学对象。在一些实施例中,对象是已被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的人。

“样本”可以是提取的样本,即从对象中提取的样本。样本的示例包括但不限于组织、细胞、血液和/或体液,例如支气管抽吸物、骨髓抽吸物或从对象的身体腔体抽取的样本。

如本文所使用的,术语“(特定)路径的活性”是指样本中细胞信号传导路径相关的转录因子(TF)元件、控制靶基因转录的TF元件在驱动靶基因中的表达中的活性,即靶基因转录的速率,例如,关于高活性(即高速率,或高于特定速率的速率)或低活性(即低速率,或低于某个比率的比率),或与此类活动相关的相应得分、值或参数。转录因子活性是针对相关联的路径的活性的读数。路径活性可以由例如活性水平表示。每个路径的活性可以以定量方式确定为数值或以定性方式确定为例如“高”或“低”。路径的高(或低)活性可以指活性高于(或低于)定义的阈值或高于(或低于)在健康对象或具有特定临床状况的对象的样本中确定的活性。

NFkB路径的转录因子(TF)元件优选地包括包含NFkB成员(NFKB1或p50/p105、NFKB2或p52/p100、RELA或p65、REL、和RELB)中的至少一个或其二聚体的蛋白质复合体,它能够与特定的DNA序列结合,从而控制靶基因的转录。

PI3K路径的转录因子(TF)元件优选地包括至少一个FOXO家族成员。由于PI3K路径负向调节肿瘤抑制性FOXO转录因子,FOXOTF元件的活性与PI3K路径的活性基本上呈负相关或反相关(在不存在氧化应激的前提下(例如,参见vanOoijenH.等人,“Assessment ofFunctional Phosphatidylinositol 3-Kinase Pathway Activity in Cancer TissueUsing Forkhead Box-O Target Gene Expression in a Knowledge-BasedComputational Model”,American Journal of Pathology,第188卷,第9期,2018年9月,第1956至1972页))。

预后的确定可以借助于数学模型,特别是经校准的数学模型,或者借助于如表1中例示的决策模型来执行。预后的确定可以包括(i)接收路径的活动和(ii)确定预后,所述确定基于评估将路径的活性与指示预后的得分相关联的(经校准的)数学模型,或者基于如表1所示的决策模型。

本申请的第一方面的方法可以是计算机实现的方法。

优选的是,当PI3K路径的活性低并且NFkB路径的活性高时,预后良好。

还优选的是,当PI3K路径活性高而NFkB路径活性低时,预后不良。

再另外,优选的是,当PI3K路径活性低并且NFkB路径活性低或者当PI3K路径活性高并且NFkB路径活性高时,预后为中等。

在一些实施例中,预后的确定基于PI3K路径的活性和NFkB路径的活性。在其他实施例中,预后的确定基于PI3K路径的活性、NFkB路径的活性和另外的细胞信号传导路径的活性或再另外的细胞信号传导路径的活性。

路径的活性,例如,在从对象分离的细胞或组织样本中的,可以通过路径分析来确定。

路径分析使得能够基于从与相应的细胞信号传导路径相关联的转录因子的靶基因的mRNA水平的测量结果推断细胞信号传导路径的活性来定量测量对象样本中的路径活性(参见,例如,VerhaeghW.等人的“Selection of personalized patient therapythrough the use of knowledge-based computational models that identify tumor-driving signal transduction pathways”,Cancer research,第74卷,第11期,2014年6月,第2936至2945页,以及VerhaeghW.和vandeStolpeA.的“Knowledge-basedcomputational models”,Oncotarget,第5卷,第14期,2014年7月,第5196和5197页)。

PI3K路径或NFkB路径的活性的确定可以如例如以下文献中所描述地执行,其中的每个在此全文并入以供参考:已公布的国际专利申请WO2013/011479(标题为“Assessmentof cellular signaling pathway activity using probabilistic modeling of targetgene expression”),WO2014/102668(标题为“Assessment of cellular signalingpathway activity using linear combination(s)of target gene expressions”)、WO2015/101635(标题为“Assessment of PI3K cellular signaling pathway activityusing mathematical modelling of target gene expression”)、WO2016/062892(标题为“Medical prognosis and prediction of treatment response using multiplecellular signaling pathway activities”),WO2016/062893(标题为“Medicalprognosis and prediction of treatment response using multiple cellularsignaling pathway activities”)、WO2017/029215(标题为“ssessment of NFkBcellular signaling pathway activity using mathematical modelling of targetgene expression”)和WO2018/096076(标题为“Method to distinguish tumorsuppressive FOXO activity from oxidative stress”)。

用于确定路径活性的合适靶基因在上述参考文献中指出。在这方面,还特别参考了与上述参考文献一起提供的靶基因的序列表。

因此,三个或更多个PI3K靶基因,例如三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个或更多,优选地选自包括以下项的组:AGRP、BCL2L11、BCL6、BNIP3、BTG1、CAT、CAV1、CCND1、CCND2、CCNG2、CDK1A、CDK1B、ESRl、FASLG、FBX032、GADD45A、INSR、MXIl、NOS3、PCKl、POMC、PPARGCIA、PRDX3、RBL2、SOD2、以及TNFSF10(WO 2015/101635),或者选自包括以下项的组:AATP8A1、BCL2L11、BNIP3、BTGl、C10orf10、CAT、CBLB、CCNDl、CCND2、CDKNIB、DDB1、DYRK2、ERBB3、EREG、ESRl、EXT1、FASLG、FGFR2、GADD45A、IGF1R、IGFBP1、IGFBP3、INSR、LGMN、MXI1、PPM1D、SEMA3C、SEPP1、SESN1、SLC5A3、SMAD4、SOD2、TLE4、以及TNFSF10(WO 2016/062892、WO 2016/062893),或者选包括以下项的组:SOD2、BNIP3、MXI1、PCK1、PPARGC1A和CAT(WO2018/096076),

和/或

三个或更多个NFkB靶基因,例如三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个或更多,优选地选自包括以下项的组:BCL2L1、BIRC3、CCL2、CCL3、CCL4、CCL5、CCL20、CCL22、CX3CL1、CXCL1、CXCL2、CXCL3、ICAM1、IL1B、IL6、IL8、IRF1、MMP9、NFKB2、NFKBIA、NFKBIE、PTGS2、SELE、STAT5A、TNF、TNFAIP2、TNIP1、TRAF1、以及VCAM1(WO2017/029215)。

为了在路径分析中使用,可以分析每个评估的细胞信号传导路径的三个或更多(例如,三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个或更多)靶基因以确定路径活性。

优选地,样本中至少两种细胞信号传导路径的活性通过包括以下项的方法推断或可推断:

接收在样本中测量的各自的细胞信号传导路径中的每种细胞信号传导路径的三个或更多个(例如三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个或更多)靶基因的表达水平,

确定细胞信号传导路径相关联的转录因子(TF)元件的活性水平,所述细胞信号传导路径相关联的TF元件控制三个或更多个靶基因的转录,所述确定基于评估将三个或更多个靶基因的表达水平与TF元件的活性水平相关的校准数学路径模型,并且,

基于所确定的细胞信号传导路径相关联的TF元件的活性水平来推断相应细胞信号传导路径的活性。

所述三个或更多个靶标基因优选地选自上面列出的组。

优选地,所述经校准的数学路径模型是概率模型,优选地,贝叶斯网络模型,基于将TF元件的活性水平与三个或更多个靶基因的表达水平相关的条件概率,或者数学路径模型是基于所述三个或多个靶基因的表达水平的一个或多个线性组合的。

这在已公布的国际专利申请WO2013/011479(“Assessment of cellularsignaling pathway activity using probabilistic modeling of target geneexpression”)和WO2014/102668(“Assessment of cellular signaling pathwayactivity using linear combination(s)of target gene expressions”)中描述,其内容在此全文并入。关于使用靶基因表达的数学模型来推断细胞信号传导路径活性的更多细节可以在VerhaeghW.等人的“Selection of personalized patient therapy through theuse of knowledge-based computational models that identify tumor-drivingsignal transduction pathways”,Cancer Research,第74卷,第11号,2014年,第2936至2945页中找到。

如上所述,与“预后”、“对象”、“样本”、“路径活性”和“推断(PI3K或NFkB)路径活性”相关的定义和实施方式适用于本发明的其他方面。

根据第二个方面,本发明涉及一种用于识别将适用于PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的方法,其中,所述方法包括:

基于对象样本中至少两种细胞信号传导路径的活性来识别对象,所述至少两种细胞信号传导路径包括磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)路径和核因子-kappa B(NFkB或NFκB)路径,

其中,所述细胞信号传导路径活性基于针对所述细胞信号传导路径的三个或更多个靶基因的表达水平,并且其中,

所述三个或更多个PI3K靶基因选自包括以下项的组:AGRP、BCL2L11、BCL6、BNIP3、BTG1、CAT、CAV1、CCND1、CCND2、CCNG2、CDK 1A、CDK 1B、ESRl、FASLG、FBX032、GADD45A、INSR、MXIl、NOS3、PCKl、POMC、PPARGCIA、PRDX3、RBL2、SOD2、以及TNFSF10,或者选自包括以下项的组:ATP8A1、BCL2L11、BNIP3、BTGl、C10orf10、CAT、CBLB、CCNDl、CCND2、CDKNIB、DDB1、DYRK2、ERBB3、EREG、ESRl、EXT1、FASLG、FGFR2、GADD45A、IGF1R、IGFBP1、IGFBP3、INSR、LGMN、MXI1、PPM1D、SEMA3C、SEPP1、SESN1、SLC5A3、SMAD4、SOD2、TLE4、以及TNFSF10,或者选自包括以下项的组:SOD2、BNIP3、MXI1、PCK1、PPARGC1A和CAT,并且

所述三个或更多个NFkB靶基因选自包括以下项的组:BCL2L1、BIRC3、CCL2、CCL3、CCL4、CCL5、CCL20、CCL22、CX3CL1、CXCL1、CXCL2、CXCL3、ICAM1、IL1B、IL6、IL8、IRF1、MMP9、NFKB2、NFKBIA、NFKBIE、PTGS2、SELE、STAT5A、TNF、TNFAIP2、TNIP1、TRAF1、以及VCAM1。

如本文中所使用的,术语“PI3K路径靶向治疗”是指通过药物靶向PI3K或FOXO路径或FOXO家族的成员并介导PI3K或FOXO路径的活性的疗法。

如本文所使用的,术语“NFkB路径靶向治疗”是指通过药物靶向NFkB路径并介导或特别是抑制NFkB路径活性的疗法。

本发明的该方面的对象已被诊断患有高级别浆液性卵巢癌,但如果向对象提供PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗,则将具有良好的预后,或者,尤其是,如果向对象施予了靶向PI3K路径的药物或靶向NFkB路径的药物,或者如果除了所述疗法之外,还向对象提供另外的疗法。

PI3K路径靶向治疗诱导细胞循环,并通过这种方式使肿瘤细胞对其他治疗敏感,例如化疗,如顺铂,或放射,这些治疗需要分裂细胞以在癌症治疗时有效。NFkB路径靶向治疗可能具有阻断细胞凋亡的类似的作用,例如,增加对放疗或化疗的敏感性。PI3K路径靶向治疗是优选的,因为它更有效。

预后的确定可以借助于数学模型,特别是经校准的数学模型,或者借助于决策模型来执行。对对象的识别可以包括(i)接收路径的活动和(ii)识别对象,所述识别基于评估将路径的活动与指示对象将适用于PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的得分相关联的(经校准的)数学模型,或者基于决策模型。

本申请的第二方面的方法可以是计算机实现的方法。

优选地,当PI3K路径的活性低而NFkB路径的活性高时,将所述对象识别为适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗。

在一些实施例中,对将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的对象的识别基于PI3K路径的活性和NFkB路径的活性。在其他实施方案中,对将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的对象的识别基于PI3K路径的活性、NFkB路径的活性和另外的细胞信号传导路径的活性或者再另外的细胞信号传导路径的活动。

优选地,所述方法还包括:

向识别的对象提供PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗。

优选地,样本中至少两种细胞信号传导路径的活性通过包括以下项的方法推断或可推断:

接收在样本中测量的各自的细胞信号传导路径中的每种细胞信号传导路径的三个或更多个(例如三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个或更多)靶基因的表达水平,

确定细胞信号传导路径相关联的转录因子(TF)元件的活性水平,所述细胞信号传导路径相关联的TF元件控制三个或更多个靶基因的转录,所述确定基于评估将三个或更多个靶基因的表达水平与TF元件的活性水平相关的校准数学路径模型,并且,

基于所确定的细胞信号传导路径相关联的TF元件的活性水平来推断相应细胞信号传导路径的活性。

所述三个或更多个靶标基因优选地选自上面列出的组。

优选的是,所述经校准的数学路径模型是概率模型,优选地,贝叶斯网络模型,基于将TF元件的活性水平与三个或更多个靶基因的表达水平相关的条件概率,或者数学路径模型是基于所述三个或多个靶基因的表达水平的一个或多个线性组合的。

根据第三方面,本发明涉及一种用于确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后的装置,所述装置包括数字处理器,其被配置为执行本发明第一方面的方法,或用于识别将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象,所述数字处理器包括被配置为执行根据本发明第二方面所述的方法的数字处理器。

根据第四方面,本发明涉及一种用于确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后的存储有指令的非瞬态存储介质,所述指令能够由数字处理设备执行以执行本发明的第一方面的方法,或用于识别将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象浆液性卵巢癌,所述非瞬态存储介质存储有能够由数字处理设备运行以执行根据本发明的第二方面所述的方法的指令。所述非瞬态存储介质可以是计算机可读存储介质,例如硬盘驱动器或其他磁存储介质、光盘或其他光存储介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存或其他电子存储介质、网络服务器等。数字处理设备可以是手持设备(例如,个人数据助理或智能手机)、笔记本电脑、台式电脑、平板电脑或设备、远程网络服务器等。

根据第五方面,本发明涉及一种用于确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后的包括程序代码模块的计算机程序,当所述计算机程序在数字处理设备上运行时,所述程序代码模块用于使数字处理设备执行根据所述第一方面所述的方法,或者用于识别将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象,所述计算机程序包括当所述计算机程序在数字处理设备上运行时,用于使所述数字处理设备执行根据本发明的第二方面所述的方法的程序代码模块。数字处理设备可以是手持设备(例如,个人数据助理或智能手机)、笔记本电脑、台式电脑、平板电脑或设备、远程网络服务器等。

根据第六方面,本发明涉及一种用于确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后或者用于识别将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB通路靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的套件,所述套件包括:

用于测量对象的样本中的包括PI3K路径和NFkB路径的至少两种细胞信号传导路径中的每种细胞信号传导路径的六个或更多个(例如六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个或更多个)靶基因的表达水平的部件,其中,所述部件包括用于确定针对每个细胞信号传导路径的六个或更多个靶基因的表达水平的引物和探针,并且其中,

所述六个或更多个PI3K靶基因(例如,六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个或更多个)选自包括以下项的组:AGRP、BCL2L11、BCL6、BNIP3、BTG1、CAT、CAV1、CCND1、CCND2、CCNG2、CDK 1A、CDK1B、ESRl、FASLG、FBX032、GADD45A、INSR、MXIl、NOS3、PCKl、POMC、PPARGCIA、PRDX3、RBL2、SOD2、以及TNFSF10,或者选自包括以下项的组:ATP8A1、BCL2L11、BNIP3、BTGl、C10orf10、CAT、CBLB、CCNDl、CCND2、CDKNIB、DDB1、DYRK2、ERBB3、EREG、ESRl、EXT1、FASLG、FGFR2、GADD45A、IGF1R、IGFBP1、IGFBP3、INSR、LGMN、MXI1、PPM1D、SEMA3C、SEPP1、SESN1、SLC5A3、SMAD4、SOD2、TLE4、以及TNFSF10,或者选自包括以下项的组:SOD2、BNIP3、MXI1、PCK1、PPARGC1A和CAT,并且

所述六个或更多个NFkB靶基因(例如,六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个或更多个)选自包括以下项的组:

BCL2L1、BIRC3、CCL2、CCL3、CCL4、CCL5、CCL20、CCL22、CX3CL1、CXCL1、CXCL2、CXCL3、ICAM1、IL1B、IL6、IL8、IRF1、MMP9、NFKB2、NFKBIA、NFKBIE、PTGS2、SELE、STAT5A、TNF、TNFAIP2、TNIP1、TRAF1、以及VCAM1,并且任选地,

根据本发明的第三方面所述的装置、根据本发明的第四方面所述的非瞬态存储介质或根据本发明的第五方面所述的计算机程序。

所述三个或更多个靶标基因优选地选自上面列出的组。

根据第七方面,本发明涉及使用根据本发明的第六方面的套件来执行根据本发明第一方面或第二方面中任一项所述的方法。

用于测量相应细胞信号传导路径的三个或更多个靶基因的表达水平的部件可以选自包括以下项的组:DNA阵列芯片、寡核苷酸阵列芯片、蛋白质阵列芯片、抗体、多个探针,例如标记的探针、一组RNA逆转录酶测序部件,和/或RNA或DNA,包括cDNA,扩增引物。

在一些实施例中,所述套件包括一组(标记的)探针,其针对如上所述的三个或更多个靶基因的mRNA或cDNA序列的一部分。

在一些实施例中,所述套件包括一组引物和探针,其针对如上所述的三个或更多个靶基因的mRNA或cDNA序列的一部分。

在阅读和理解附图、以下描述,特别是阅读下文提供的详细示例后,进一步的优点对于本领域普通技术人员将是显而易见的。

在识别被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的对象的方法中,可以通过与针对用于确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后的方法相同的方法来推断或者能够推断样本中至少两种细胞信号传导路径的活性,并且可以使用与上述相同的靶基因。

本发明的一个优点在于一种临床决策支持系统,所述临床决策支持系统被配置为确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后,例如疾病复发、疾病进展、疾病发生和由疾病引起死亡的可能性或预期,基于如本文所述的路径活性的组合。

本发明的另一个优点在于一种临床决策支持系统,所述临床决策支持系统被配置为识别将适于基于如本文所述的路径活的组合的PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象。

在阅读和理解附图、以下描述,特别是阅读下文提供的详细示例后,进一步的优点对于本领域普通技术人员将是显而易见的。

应当理解,根据第一和第二方面所述的方法、根据第三方面所述的装置、根据第四方面所述的非瞬态存储介质、根据第五方面所述的计算机程序、根据第六方面所述的套件和根据第七方面所述的套件使用具有相似和/或相同的优选实施例,特别是如从属权利要求中所定义的。

应该理解,本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或以上实施例与各自的独立权利要求的任何组合。

参考本文下文中所描述的实施例,本发明的这些和其他方面将显而易见并将得以阐述。

附图说明

在以下附图中:

图1示出了针对聚类1和2高级别浆液性卵巢癌的无病生存率(DFS)的Kaplan-Meier曲线。仅包括DFS<12个月或DFS>24个月的患者。上面的实线表示C1患者(高FOXO/低PI3K活性,高NFkB活性),下面的虚线表示C2患者(低FOXO/高PI3K活性,低NFkB活性)。每个“+”号指示右截尾的患者,意味着随访已停止(因为已到研究期结束)。图表下方提供的是处于风险中的数字(上排代表C1患者,下排表示C2患者)。

图2示出了针对聚类1和2高级别浆液性卵巢癌的无病生存率(DFS)的Kaplan-Meier曲线。包括所有已知DFS的患者。上面的线表示C1患者(高FOXO/低PI3K活性,高NFkB活性),下面的线表示C2患者(低FOXO/高PI3K活性,低NFkB活性)。每个“+”号指示右截尾的患者,意味着随访已停止(因为已到研究期结束)。图表下方提供的是处于风险中的数字(上排代表C1患者,下排表示C2患者)。

图3和4示出FOXO活性评分(纵坐标)和NFkB活性评分(横坐标)(均作为log2odds)在短期和长期高级别浆液性卵巢癌无病生存(DFS)中的相关性。画线以区分各个组。图3:聚类组1和2。图4:根据聚类名称,针对第1组至第3组的结果。(在两个图中,黑色圆圈表示C1患者,白色圆圈表示C2患者)。

图5示意性地示出了临床决策支持(CDS)系统,其被配置为确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后,或者被配置为识别被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的将适合PI3K的路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的对象。

具体实施方式

以下实施例仅说明特别优选的方法和与其相关的选定方面。其中提供的教导可用于构建若干测试和/或套件。以下实施例不应被解释为限制本发明的范围。

范例:

公开可用的数据集GSE9891(238个高级别浆液性(HGS)、14个高级别子宫内膜样(HGE)、11个低级别浆液性或子宫内膜样(LG)以及18个低恶性潜在(LMP)卵巢癌;使用了参见TothillRW等人的“Novel molecular subtypes of serous and endometrioid ovariancancer linked to clinical outcome”,Clinical Cancer Research,第14卷,第16号,2008年8月,第5198至5208页。

从这个数据集中,只选择了来自高级别浆液性卵巢癌患者的样本数据。所有样本都是在处置前获得的,并且具有关于无病生存的临床注释。

使用对这些Affymetrix HG-U133 Plus2.0数据的路径分析,针对NFkB路径以及针对FOXO转录因子的路径活性评分被测量并且以组合方式针对个体患者样本进行解读。为此,使用PI3K和NFkB靶基因的长的聚簇,如上述公开的国际专利申请中所述使用贝叶斯路径活性模型。

随后,从数据集中选择了两个亚组的患者,它们具有(1)无病生存(DFS)时间短,<12个月,和(2)DFS最长,>24个月(总共n=81)。来自中间DFS患者的59个样本数据被分开保存(亚组3)。

执行k均值聚类并产生两个稳定的聚类:C1,其具有低PI3K路径活性(高FOXO转录因子活性评分)和高NFkB路径评分(n=43个患者样本数据),以及C2,其具有高PI3K路径活性(低FOXO转录因子活性评分)和低NFkB路径活性(n=38)。C1与相对良好的预后相关联,反映在Kaplan-Meier曲线分析中更长的无病生存期,并且C2与较为不良的预后相关(p=0.011;图1)

随后,确定了第3组中样本的最佳拟合聚类(C1或C2),并将这些添加到Kaplan-Meier曲线分析中。以此方式,73个C1样本和67个C2样本可用于Kaplan-Meier分析。再次,C1表现为DFS最长的亚组,并且因此相对预后最好,并且C2是DFS最短的组(p=0.036;图2)如从图3和4中可以看出,FOXO活性评分(纵坐标)和NFkB活性评分(横坐标)(均作为log2odds)与无病生存时间(短-长)之间的相关曲线指示了相同的结果。图3:聚类组1和2。图4:根据聚类名称,针对第1组至第3组的结果。(在两个图中,黑色圆圈表示C1患者,白色圆圈表示C2患者。)

这些结果表明FOXO转录因子和NFkB路径的组合活性与良好的预后相关联,这可能是由于较低的生长速率,例如,与细胞凋亡相关联,如所建议的通过NFkB-FOXO来推断。FOXO3A参与细胞凋亡的调节,这对这些转录因子的肿瘤抑制作用很重要。因此,细胞凋亡与侵略性较低的肿瘤生长和更有利的预后有因果关系。相比之下,已知PI3K路径是一种生长因子路径,它在各种癌症中作为“生存路径”发挥作用,使细胞分裂,并放大细胞中其他活性的致癌信号路径的作用。

基于这些结果,可以导出决策模型,用于确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后。例如,如表1A所示,当PI3K路径的活性低(FOXO转录因子活性高)和NFkB路径的活性高时,可以判定预后良好。相反,当PI3K路径活性高(FOXO转录因子活性低)和NFkB路径活性低时,可判定预后不良。当PI3K路径的活性低(FOXO转录因子活性高)且NFkB路径活性低或者PI3K路径活性高(FOXO转录因子活性低)且NFkB路径活性低时高,可以确定预后中等。

路径分析提供的路径和/或转录因子活性可以以定量方式表示为数值(例如,作为水平或得分),并且可以通过将数值与合适定义的阈值进行比较来判定活性是高还是低。例如,在表1A中,NFkB路径和FOXO转录因子的活性由log2odds得分表示。如果得分超过8log2odds的阈值,则认为NFkB路径的活性高,如果得分低于该阈值,则认为活性低。在本例中,如果得分超过3.5log2odds的阈值,则认为FOXO转录因子的活性高,如果得分低于该阈值,则认为活性低。

作为替代方案,可以将NFkB路径活性得分和FOXO转录因子活性评分加在一起。如果NFkB+FOXO的组合活性高,则可以判定良好的预后。例如,考虑表1A的log2odds得分,如果得分的总和超过合适地定义的上限阈值,例如22,则可以确定预后是良好的,如果得分的总和低于另一个合适地定义的下限阈值,例如2.5,则预后是不良的,并且如果得分的总和介于上限阈值和下限阈值之间,则预后为中等。还可以通过基于上限阈值和下限阈值之间的线性插值来从得分的总和计算概率值来使中等预后更加定量。概率值然后可以指示中间预后是更可能有利还是不利以及在何种范围内,例如,10%、40%、80%等,它可能良好或不良。

表1A–用于确定预后的决策模型。

还设想了基于如本文所述的路径活性的组合来确定预后的其他方式,例如:

1、可以如上所述地执行聚类分析,定义两个聚类,NFkB路径活性得分/FOXO转录因子活性得分高或NFkB路径活性得分/FOXO转录因子活性得分低,并且可以确定活性的质心(表1B)。为了确定对对象的预测,可以确定到质心中的每个的距离(在二维空间中)并且可以基于哪个质心最接近来判定预后。例如,如果C1是相对预后较好的聚类,C2是相对预后较差的聚类,c1和c2分别是聚类的质心,并且d1和d2是到质心c1和c2的距离,如果d1<d2,则可以判定预后良好,并且如果d2<d1,则预后不良。

2、这种方法的替代方法是将有利预后的概率指定为d2/(d1+d2),并且将不利预后的相应概率指定为d1/(d1+d2)。

表1B–聚类分析结果,定义了两个聚类,NFkB路径活性得分/FOXO转录因子活性得分高或NFkB路径活性得分/FOXO转录因子活性得分低,指示了质心中活性的log2odds值。聚类1中的病例数为43,聚类2中的病例数为38。81例全部有效,无一例遗漏。基于这些数据,可以建立计算模型,所述模型确定有利预后的可能性。

我们在高级别浆液性卵巢癌中描述了两个细胞信号传导路径活性聚类,DFS存在差异。预后良好聚类的低PI3K路径活性(高FOXO转录因子活性)和高NFkB路径活性可能指示细胞凋亡,而预后不良的聚类的高PI3K路径活性(低FOXO转录因子活性)和低NFkB路径活性可能指示高细胞分裂。具有高PI3K路径活性的患者可能受益于PI3K路径抑制治疗或(连同)潜在的化疗。

CDS应用

参考图5(图解地示出了临床决策支持(CDS)系统,所述系统被配置为确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后,或者识别将将适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象,如本文中所述),临床决策支持(CDS)系统10被实施为适当配置的计算机12。计算机12可以被配置为通过运行存储在非瞬态存储介质(未示出)(例如硬盘驱动器或其他磁存储介质、光盘或其他光存储介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存或其他电子存储介质、网络服务器等)上的合适的软件、固件或其他指令来操作。虽然说明性CDS系统10由说明性计算机12体现,但是更一般地,CDS系统可以由数字处理设备或装置体现,所述数字处理设备装置包括被配置为执行如本文所述的临床决策支持方法的数字处理器。例如,数字处理设备可以是手持设备(例如,运行CDS应用程序的个人数据助理或智能手机)、笔记本电脑、台式电脑、平板电脑或设备、远程网络服务器等。计算机12或其他数字处理设备通常包括或可操作地连接到显示设备14,经由所述显示设备14向医务人员显示包括临床决策支持推荐的信息。计算机12或其他数字处理设备通常还包括一个或多个用户输入设备或与其可操作地连接,例如说明性键盘16,或鼠标、轨迹球、触控板、触敏屏幕(可能与显示设备14集成),或另一个基于指示器的用户输入设备,经由所述用户输入设备,医务人员可以输入信息,例如用于控制CDS系统10的操作命令、供CDS系统10使用的数据等。

CDS系统10接收关于对象(例如,住院患者,或由肿瘤学家、医师或其他医务人员治疗的门诊患者,或接收癌症筛查或已被诊断出高级别浆液性卵巢癌的某种其他医学诊断的人)的输入信息。CDS系统10将各种数据分析算法应用于该输入信息,以便生成临床决策支持建议,这些建议经由显示设备14(或者经由语音合成器或提供人类可感知的输出的其他设备)而被呈现给医务人员。在一些实施例中,这些算法可以包括将临床指南应用于患者。临床指南是一组存储的标准或“规范”处置建议,通常基于医学专家小组的建议构建,并任选地以临床“流程图”的形式格式化以方便浏览临床指南。在各种实施例中,CDS 10的数据处理算法可以额外地或替代地包括在输入信息上执行以提取临床决策推荐的各种诊断或临床测试算法,例如本文公开的机器学习方法。

在本文公开的说明性CDS系统(例如,CDS系统10)中,CDS数据分析算法包括一种或多种诊断或临床测试算法,其在由一个或多个医学实验室18采集的输入基因组和/或蛋白质组信息上执行。这些实验室可能位于“现场”,即对象正在接收医学检查和/或治疗的医院或其他位置,或者“不在现场”,例如,(经由邮件或其他递送服务)接收从对象中提取的对象样本的专业和中央化实验室。

样本由实验室处理以生成基因组或蛋白质组信息。例如,可以使用微阵列(在本领域中也不同地称为基因芯片、DNA芯片、生物芯片等)来处理或通过定量聚合酶链反应(qPCR)处理来处理样本以测量检验的基因组或蛋白质组信息,例如感兴趣基因的表达水平,例如以从基因转录的信使核糖核酸(mRNA)的水平,或从基因转录的mRNA翻译的蛋白质的水平的形式。作为另一个示例,样本可由基因测序实验室处理以生成脱氧核糖核酸(DNA)的序列,或生成RNA序列、拷贝数变异、甲基化等。其他预期的测量方法包括在病理载玻片上进行的免疫组织化学(IHC)、细胞学、荧光原位杂交(FISH)、邻近连接测定等。可以通过微阵列处理、质谱、基因测序或其他实验室技术来生成的其他信息包括甲基化信息。也可以进行这种基因组和/或蛋白质组测量的各种组合。

在一些实施例中,医学实验室18对对象的样本进行大量标准化数据采集,以生成大量基因组和/或蛋白质组数据。例如,标准化数据采集技术可以针对一个或多个染色体或染色体部分或整个基因组生成(可选地对齐的)DNA序列。应用标准微阵列可以生成数千或数万个数据项,例如针对大量基因的表达水平、各种甲基化数据等。同样,基于PCR的测量可用于测量选定基因的表达水平。这种大量的基因组和/或蛋白质组数据或其选定部分被输入到CDS系统10以进行处理,以便开发用于制定临床决策支持建议的临床有用信息。

所公开的CDS系统和相关方法涉及处理基因组和/或蛋白质组数据以评估包括PI3K路径和NFkB路径的细胞信号传导路径的活性,并确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后,或识别将适合本文公开的PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象。然而,应当理解,所公开的CDS系统(例如,CDS系统10)可以任选地还包括各种附加能力,例如根据存储的临床指南基于各种患者数据(例如生命体征监测)来生成临床决策支持建议数据、患者历史数据、患者人口统计数据(例如性别、年龄等)、患者医学成像数据等。或者,在一些实施例中,CDS系统10的能力可限于仅执行基因组和/或蛋白质组数据以评估包括PI3K路径和NFkB路径的细胞信号传导路径的活性,并确定被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后,或识别将适合本文公开的PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象。

继续参考示例性图5,CDS系统10推断22对象样本中的包括PI3K路径和NFkB路径的至少两个细胞信号传导路径的活性(PPI3K,PNFkB),基于但不限于,在对象的样本中测量的细胞信号传导路径中的三个或更多个靶基因的表达水平20。

对针对细胞信号传导路径调节的蛋白进行编码的基因的mRNA表达水平的测量,例如作为形成细胞信号传导路径的蛋白质级联的一部分的中间蛋白,是调节蛋白表达水平的间接量度并且可能或可能不与实际的调节蛋白表达水平(更不用说与细胞信号传导路径的整体活性)强相关。细胞信号传导路径直接调节靶基因的转录——因此,从靶基因转录的mRNA的表达水平是这种调节活动的直接结果。因此,CDS系统10基于细胞信号传导路径的三个或更多个靶基因的表达水平(mRNA或蛋白质水平作为替代测量)来推断至少两个细胞信号传导路径的活性。这确保CDS系统10基于由测量的(一个或多个)靶基因表达水平提供的直接信息来推断路径的活性。

推断的路径活性然后用于确定24被诊断患有高级别浆液性卵巢癌的对象的预后。预后的确定可以基于决策模型,如上文示例性描述的。

基于所确定的预后,在该示例中,CDS系统10将对象分配26到多个预后组中的至少一个,例如:“良好”、“中等”或“不良”预后。

CDS系统10还可以适于识别24被诊断为适合PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗的高级别浆液性卵巢癌的对象。在识别中使用针对对象推断的路径活性。如果对象被识别为适合于PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗,肿瘤学家、医师或其他医学人员可以向所识别的对象提供28PI3K路径靶向治疗或NFkB路径靶向治疗。

本文件描述了几个优选实施例。本领域技术人员通过阅读和理解前述的详细描述,可以进行各种修改和变型。旨在将本公开理解为包括所有这样的修改和变更,只要它们落在所附权利要求或其等价方案的范围之内。

在权利要求中,“包括”一词不排除其他元件或步骤,并且词语“一”或“一个”不排除多个。

单个单元或装置可以完成权利要求中列举的几项的功能。尽管特定措施是在互不相同的从属权利要求中记载的,但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。

像确定由一个或多个单元或设备执行的预后的计算可以由任何其他数量的单元或设备来执行。

应该理解,本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或以上实施例与各自的独立权利要求的任何组合。

参考本文下文中所描述的实施例,本发明的这些和其他方面将显而易见并将得以阐述。

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