用于在癌症中检测腺瘤-腺癌过渡的方法和组合物技术

描述了用于在结肠肿瘤中检测PTEN和任选地SMAD4、CD44和/或TP53的交替空间表达的方法和试剂盒。所述方法和试剂盒用于鉴定结肠肿瘤内的癌症干细胞(CSC)样区、鉴定结直肠癌(CRC)肿瘤中地腺瘤‑腺癌(Ad‑ACA)过渡区、鉴定包含高度腺瘤和/或早期腺癌区的CRC肿瘤、鉴定CRC肿瘤中的CSC，诊断具有高结肠腺瘤和/或早期腺癌的受试者和确定受试者中的结肠肿瘤若不进行治疗将经历侵袭性转化的可能性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术一般性涉及结直肠癌(CRC)和定位肿瘤干细胞病灶及鉴定具有癌症干细胞(CSC)样区和/或具有肿瘤细胞显著扩大的能力的结肠肿瘤的方法。专利技术背景结肠具有多种简单和管状的腺体和分泌粘液的杯状细胞和吸水细胞的混合物。这些腺体称为腺体是由于其将粘液分泌入结肠腔。当这些腺体在基因水平经历多种变化时，其以可预测的方式进展，即从良性进展为侵袭性、恶性结肠癌。众所周知，遗传变化的逐步取得可表征CRC中肿瘤进展的发展。将腺瘤转化至腺癌的事件的顺序始于调节细胞分裂和细胞凋亡的基因中的多重突变。在一系列的细胞分裂中，突变在细胞中变得越来越普遍，导致异常增生和最终的癌症。这些突变事件与从增生区域至腺瘤区域的离散形态的过渡相关，随后是原位转化和最终的侵袭性癌症。然而该过程每个阶段的遗传驱动因子并未得到完全确认。结肠组织包含称为隐窝的特定隔室的层，其包含数种不同类型的细胞，包括干细胞。低数目的干细胞存在于这些隐窝的基底处。正常地，这些干细胞产生新的、增殖的细胞，当其转移至隐窝之上并替换较老的细胞凋亡细胞(死细胞)时，其成为分化细胞。正常结肠中上皮的受调节生长由这些定位于隐窝的在休眠和增殖状态间交替变化的肠干细胞(ISC)驱动[1]。Wnt相关的β-连环蛋白(CTNNB1)复合物和通过转化生长因子(TGF)-β和PTEN/PIK3CA/AKT通路的信号传输的亚细胞定位中的移位已显示为影响ISC循环[2,3]。通过与ISC的类推，已推测癌症干细胞(CSC)的表型和功能上相似的群体在CRC和其他肿瘤中发生[4,5]。然而，如概念性Vogelgram所表示的，CRC中的肿瘤进展更频繁地模式化为：从增生型的粘膜变化至腺瘤区域至原位恶性转化和最终的侵袭性癌症的逐步形态学可观察的过渡[6,7]。遗传变化的逐步获得还表征CRC的发展，且在该模型中，增加的增殖速率和遗传不稳定性导致逐渐更多的异常调节和非生长因子依赖性生长。至今，CSC模型背后的增殖和休眠的不连续模型如何能容易地与由Vogelgram表示的递增演化模型相协调，这仍然是个问题[8]。此外，Vogelgram过程的每个阶段的遗传驱动因子尚未完全确定且可由于肿瘤异质性而混淆。结直肠腺瘤对比腺癌和癌症通常由评估在肿瘤和周边组织中观察到的多重形态特征的存在或不存在而加以区分。例如，具有腺体良性错位的结直肠腺瘤通常缺少显著的架构和/或细胞非典型且在上皮巢周围持续呈现强IV型胶原蛋白。相比之下，包含侵袭性腺癌的结直肠腺瘤通常呈现显著的架构和/或细胞非典型和弱的、非连续的IV型胶原蛋白。然而，用于区分这些生长类型的方法是多层面的且具有挑战性。相应地，对容易地评估的结肠肿瘤中关键形态发生过渡的生物标记物进行鉴定是有益的，如在CRC中存在的那些。额外地鉴定发生侵袭性CRC的指征的能力将是理想的。专利技术概述本文提供了用于在结肠肿瘤中鉴定癌症干细胞(CSC)样区的方法，其包括测定结肠肿瘤样品的PTEN表达和检测结肠肿瘤样品中PTEN表达的交替空间模式(alternating spatial pattern)。依据所述方法，PTEN表达的交替空间模式的存在对CSC样区的存在是指示性的。公开了用于在结肠肿瘤中鉴定腺瘤-腺癌(Ad-ACA)过渡区和用于鉴定包含高度腺瘤和早期腺癌区的结肠肿瘤的方法。这些方法包括测定结肠肿瘤样品的PTEN表达和检测所述结肠肿瘤样品中PTEN表达的交替空间模式。PTEN表达的交替空间模式的存在表明所述肿瘤中的高度腺瘤和早期腺癌区并进一步鉴定所述肿瘤中的腺瘤-腺癌(Ad-ACA)过渡区。还提供了在结肠肿瘤(如存在于CRC中的)中鉴定CSCS的方法，其包括测定结肠肿瘤样品的PTEN表达和检测所述结肠肿瘤样品中PTEN表达的交替空间模式。在其中检测到PTEN表达的交替空间模式的结肠肿瘤中鉴定CSC，因此表明CSC的存在。在一些实施方案中，将鉴定的CSC进一步从肿瘤组织分离(如从肿瘤组织切片使用例如手动宏观解剖或激光捕获显微切割)。本专利技术进一步提供用于诊断具有高度结肠腺瘤和/或早期腺癌的受试者的方法，和用于确定受试者中的结肠肿瘤若不进行治疗将经历侵袭性转化的可能性的方法。这些方法包括测定结肠肿瘤样品的PTEN表达和检测所述结肠肿瘤样品中PTEN表达的交替空间模式。PTEN表达的交替空间模式表明高度结肠腺瘤和早期腺癌的存在且其还表明所述肿瘤若不进行治疗将可能经历侵袭性转化。在本专利技术的方法的一些实施方案中，PTEN表达通过在所述结肠肿瘤样品的组织切片上用特异性结合PTEN的抗体实施免疫组化来测定，以检测PTEN蛋白表达。在一些实施方案中，从具有CRC的受试者中获得结肠肿瘤样品，且所述结肠肿瘤样品是结直肠癌肿瘤样品。在一些实施方案中，本专利技术提供的方法进一步包括测定结肠肿瘤的SMAD4表达，和检测结肠肿瘤中SMAD4表达的交替空间模式。测定的SMAD4表达可以是SMAD4蛋白表达且可通过在所述结肠肿瘤样品的组织切片上用特异性结合SMAD4的抗体实施免疫组化来测定。在一些实施方案中，交替空间的SMAD4表达与交替的PTEN空间表达是负相关的。在一些实施方案中，由本专利技术提供的方法进一步包括测定结肠肿瘤的TP53表达，并检测所述结肠肿瘤中TP53表达的交替空间模式；和/或测定结肠肿瘤的CD44表达，并在其中不存在PTEN蛋白表达的区域中检测下调并重新分布至基底上皮边界的CD44的表达；和/或测定结肠肿瘤的ALDH1和EZH2表达，并检测与PTEN蛋白表达平行下调的这些标记物的表达。在一些实施方案中，本专利技术的方法进一步包括测定结肠肿瘤的β-连环蛋白表达和检测肿瘤细胞中的β-连环蛋白核转位。核β-连环蛋白表达可与PTEN表达相关。在一些实施方案中，本专利技术的方法进一步包括测定结肠肿瘤的下述至少一项：Ki-67表达、MYC表达、MGMT表达和Rel A/p65表达，并检测所述进一步测定的表达中的区域变化。在一些实施方案中，测定的结肠肿瘤的基因组DNA呈现SMAD4单倍型不足和PTEN单倍型不足的至少一种。本专利技术进一步提供用于鉴定具有结直肠癌(CRC)的受试者可能积极响应于用靶向NF-kB通路的疗法的治疗的方法，其包括测定来自受试者的CRC肿瘤样品的PTEN表达和RelA/p65表达，检测所述肿瘤样品中的PTEN表达的交替空间模式和RelA/p65表达的交替空间模式，且当检测到PTEN表达和RelA/p65表达的交替空间模式时将受试者鉴定为可能积极响应于用靶向NF-kB通路的疗法的治疗，由此表明所述受试者可能积极响应于用靶向NF-kB通路的疗法的治疗。还提供了用于确定具有CRC的受试者会积极响应于用靶向TGF-β通路的疗法的治疗的可能性的方法，其包括测定来自受试者的CRC肿瘤样品的PTEN表达和SMAD4表达，检测肿瘤样品中PTEN表达的交替空间模式和SMAD4表达的交替空间模式，且当检测到所述肿瘤样品中PTEN表达和SMAD4表达的交替空间模式时，将所述受试者鉴定为可能积极响应于用靶向TGF-β通路的疗法的治疗，由此表明所述受试者可能积极响应于用靶向TGF-β通路的疗法的治疗。本专利技术的另一方面提供用于鉴定具有18q/SMAD4基因组缺失的个体的方法，其包括测定来本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在结肠肿瘤中鉴定癌症干细胞(CSC)样区的方法，其包括：a.测定所述结肠肿瘤样品的PTEN表达，b.在所述结肠肿瘤样品中检测PTEN表达的交替空间模式，和c.当检测到PTEN表达的交替空间模式时，鉴定所述结肠肿瘤的癌症干细胞(CSC)样区，由此表明CSC样区的存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.28 US 61/932,5431.用于在结肠肿瘤中鉴定癌症干细胞(CSC)样区的方法，其包括：a.测定所述结肠肿瘤样品的PTEN表达，b.在所述结肠肿瘤样品中检测PTEN表达的交替空间模式，和c.当检测到PTEN表达的交替空间模式时，鉴定所述结肠肿瘤的癌症干细胞(CSC)样区，由此表明CSC样区的存在。2.用于在结肠肿瘤中鉴定腺瘤-腺癌(Ad-ACA)过渡区的方法，其包括：a.测定所述结肠肿瘤样品的PTEN表达，b.在所述结肠肿瘤样品中检测PTEN表达的交替空间模式，和c.当检测到PTEN表达的交替空间模式时，鉴定所述结肠肿瘤中的Ad-ACA过渡区，由此表明Ad-ACA过渡区的存在。3.权利要求2的方法，其中所述肿瘤样品的量是有限的。4.用于鉴定包含高度腺瘤和早期腺癌区的结肠肿瘤的方法，其包括：a.测定所述结肠肿瘤样品的PTEN表达，b.在所述结肠肿瘤样品中检测PTEN表达的交替空间模式，和c.当检测到PTEN表达的交替空间模式时，将所述结肠肿瘤鉴定为包含高度腺瘤和早期腺癌区，由此表明高度腺瘤和早期腺癌区的存在。5.用于在结肠肿瘤中鉴定癌症干细胞(CSC)的方法，其包括：a.测定所述结肠肿瘤样品的PTEN表达，b.在所述结肠肿瘤样品中检测PTEN表达的交替空间模式，和c.当检测到PTEN表达的交替空间模式时，鉴定所述结肠肿瘤中的CSC，由此表明CSC的存在。6.权利要求5的方法，其进一步包括从组织切片中分离一处或多处经鉴定的CSC。7.用于诊断具有高度结肠腺瘤和早期腺癌的受试者的方法，其包括：a.测定来自所述受试者的结肠肿瘤样品的PTEN表达，b.在所述结肠肿瘤样品中检测PTEN表达的交替空间模式，和c.当检测到PTEN表达的交替空间模式时，将所述受试者诊断为具有高度结肠腺瘤和早期腺癌，由此表明高度结肠腺瘤和早期腺癌的存在。8.用于确定受试者中结肠肿瘤若不进行治疗将经历侵袭性转化的可能性的方法，其包括：a.测定来自所述受试者的结肠肿瘤样品的PTEN表达，b.在所述结肠肿瘤样品中检测PTEN表达的交替空间模式，和c.当在结肠肿瘤样品中检测到PTEN表达的交替空间模式时，确定所述结肠肿瘤若不进行治疗可能经历侵袭性转化，由此表明所述结肠肿瘤中腺瘤-腺癌过渡区的存在并表明所述肿瘤若不进行治疗将可能经历侵袭性转化。9.权利要求1-8任一项的方法，其中所述测定的PTEN表达是PTEN蛋白表达。10.权利要求1-9任一项的方法，其中所述结肠肿瘤样品从具有结直肠癌的受试者获得。11.权利要求1-10任一项的方法，其中所述测定包括在结肠肿瘤样品的组织切片上用特异性结合PTEN的抗体实施免疫组化。12.权利要求1-11任一项的方法，其进一步包括测定所述结肠肿瘤的SMAD4表达，并检测所述结肠肿瘤中SMAD4表达的交替空间模式。13.权利要求12的方法，其中所述测定的SMAD4表达是蛋白表达且所述测定包括在所述结肠肿瘤样品的组织切片上用特异性结合SMAD4的抗体实施免疫组化。14.权利要求12和13任一项的方法，其中所述SMAD4表达的交替空间模式与PTEN表达的交替空间模式呈负相关。15.权利要求1-14任一项的方法，其进一步包括测定来自所述结肠肿瘤的组织切片的TP53的表达，并检测所述结肠肿瘤中TP53表达的交替空间模式。16.权利要求1-15任一项的方法，其进一步包括测定所述结肠肿瘤的CD44表达，并在其中不存在PTEN蛋白表达的区域中检测下调并重新分布至基底上皮边界的CD44的表达。17.权利要求1-16任一项的方法，其进一步包括测定所述结肠肿瘤的β-连环蛋白的表达并检测肿瘤细胞中β-连环蛋白的核转位。18.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·琼斯，K·J·阿韦，YH·许，
申请(专利权)人：奎斯特诊断投资股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US