DNA重组修复功能评分RDS在癌症治疗中的用途制造技术

提供一种治疗人类癌症的方法，其包括预测癌症患者身上的肿瘤细胞或组织对DNA损伤疗法的敏感性；以及向癌症患者施用DNA损伤疗法。此外，还提供了用于实施上述方法的试剂盒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DNA重组修复功能评分RDS在癌症治疗中的用途
本专利技术涉及一种癌症治疗领域，具体地，涉及一种治疗人类癌症的方法，包括：预测癌症患者身上的肿瘤细胞或组织对DNA损伤疗法的敏感性；以及向癌症患者施用DNA损伤疗法。此外，还涉及一种用于实施上述方法的试剂盒。
技术介绍
同源重组(HR)和非同源末端连接(NHEJ)是修复某些癌症治疗方式产生的双链DNA断裂(DSB)的竞争途径。HR还提供其他功能，例如促进细胞耐受可以破坏DNA复制叉的DNA损伤药物(Thompson,et al.,2001)。HR和NHEJ都可以通过补充上游感应/效应蛋白来促进DNA修复。HR途径通过鉴定一段同源DNA并通过从该同源DNA模板复制来催化DSB修复，而NHEJ通过对DSB末端进行加工和重新连接来修复DSB。当面对DSB，细胞决定是否使用HR或NHEJ受到细胞周期阶段的影响。在细胞周期的GO-G1阶段，NHEJ是主要的修复途径，而HR通常在细胞周期的S和G2期间发生。这种修复的调节主要由BRCA1和53BP1蛋白质决定，这些蛋白质竞争DSB位置的占用。与Rif1协同的53BP1的稳定性导致BRCA1蛋白被排斥在修复途径之外，DSB则通过NHEJ进行修复。相反，如果53BP1被排斥在修复途径之外，则DSB通过HR修复。在这种情况下，DSB末端被处理成HR底物，其涉及5'至3'核酸酶活性。该末端处理过程被包含如CtIP，BRCA1和MRN(Mre11/RAD50/NBS1)复合物的若干个蛋白促进。核酸酶活性也由Mre11和细胞周期蛋白依赖性激酶2的相互作用特异性引发，从而优先在处于S-G2周期的细胞中促进CtIP的磷酸化。类似的，在DNA复制前，如果干扰复制的损伤不能妥善地修复，突变可能会出现。在这种情况下，这些损伤可能促使同源-介导聚合酶模板转换(Malkova,et al.,2012)。这些修复过程的机能对致癌和恶性肿瘤进展有着重要的意义。和同源重组(HR)一样，非同源末端连接(NHEJ)的标准途径被认为能高保真地修复DNA(Arlt,et al.,2012；Guirouilh-Barbat,et al.,2004)。然而，一些双链DNA断裂(DSBs)在微同源-介导末端连接或者单链退火加工重连前经历了大量地降解，这都将导致缺失突变(Guirouilh-Barbat,et al.,2004；Bennardo,et al.,2008)。在癌症患者治疗过程中，这些修复进程的细胞机能将直接影响肿瘤的响应能力。最典型的例子是HR-缺陷的肿瘤对PARP抑制剂(Bryant，et al.,2004；Farmer,et al.,2004；O’Shaughnessy,et al.,2011)或铂类化疗(Edwards,et al.,2008；Sakai,et al.,2008)超敏。但目前，能从人体肿瘤活检样本中测试同源重组(HR)能力的可行方法是有限的(Willers,et al.,2009；Birkelbach,et al.,2013)。从临床样本中检测非同源末端连接(NHEJ)的方法也是有限的。一些研究显示，肿瘤中双链DNA断裂重连率已经可以测量(例如H2AX磷酸化动力)，并且快速双链DNA断裂重连可能预测出人类肿瘤对放射治疗和一些化疗药物的耐受性(reviewed in Redon,et al.,2012)。但是，单一一种能成功预测同源重组(HR)和非同源末端连接(NHEJ)相关效能的方法仍被需要。因此，携带无效的无错误的DNA修复机制的肿瘤可能表现出更大的基因组不稳定性，其预期将驱动恶性进展并产生更具侵略性的肿瘤表型。由于遗传不稳定性可能表明恶性表型如转移性的倾向更大，因此，将预测人类肿瘤活检组织无差错修复能力作为预后指标的方法可能在临床肿瘤学中具有广泛的应用。这些修复过程的细胞效率也可以直接影响癌症患者治疗期间的肿瘤反应性。另外，成功量化修复功能的方法可能在临床肿瘤学中具有重要应用，因为它将预测肿瘤对特定治疗方法的敏感性。三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)是乳腺癌中一个独特的亚型，约占所有乳腺癌的15％-20％。根据美国临床肿瘤学会(ASCO)/美国病理医师协会(CAP)指南，目前TNBC的定义为ER/PR免疫组化(IHC)检测为0且HER2IHC 0-1或FISH<2.0。早期TNBC相比其他亚型更容易出现远处转移，5年生存也更差。TNBC的复发风险在3年时达到峰值，3年后下降，而非三阴性乳腺癌的复发风险在3年内较低，并在此后保持这一复发风险。早期TNBC复发的原因很大程度上是由于残留疾病的存在，即无法达到病理完全缓解(pathologic complete response,pCR),而达到pCR的TNBC患者与其他亚型乳腺癌患者预后相当，因此亟需寻求有效的治疗来提高pCR并改善预后。现有的TNBC新辅助治疗方案与非TNBC相似，包括蒽环类、紫杉类、环磷酰胺等及其组合。在CALGB 40603研究中，联合卡铂能够提高乳腺pCR率(60％vs 44％，P＝0.0018)和乳腺/腋窝pCR率(54％vs 41％，P＝0.0029)。表明铂类等DNA损伤类药物有可能是TNBC患者新辅助治疗的一种新选择，但尚需选择合适的患者。
技术实现思路
专利技术人意外地发现，重组能力评分(RDS)与对DNA损伤疗法的敏感性有关，RDS越低，癌症者细胞对DNA损伤疗法越敏感，相反，RDS越高，癌症者细胞对DNA损伤疗法越不敏感。因此，本专利技术一方面提供了一种治疗人类癌症的方法，包括：预测癌症患者身上的肿瘤细胞或组织对DNA损伤疗法的敏感性；以及向癌症患者施用DNA损伤疗法，其中，所述预测癌症患者身上的肿瘤细胞或组织对DNA损伤疗法的敏感性是指获得所述肿瘤细胞或组织的DNA重组功能评分(RDS)值，所述RDS值是基于测定DNA修复相关基因的表达水平计算得到的。在本专利技术的一个实施方案中，所述DNA损伤疗法选自DNA损伤放疗方法或DNA损伤放疗方法中的至少1个。根据本专利技术的实施方案，所述DNA损伤化疗方法是指施用治疗有效量的化疗制剂。在本文明的具体实施方案中，所述铂类化合物为顺氯氨铂(cisplatin)或顺羧酸铂(carboplatin)。在本文明的具体实施方案中，所述DNA交联剂为顺铂。在本文明的具体实施方案中，所述拓扑异构酶抑制剂为伊立替康(irhibitor)或拓扑替康(topotecan)。在本文明的具体实施方案中，PARP抑制剂是奥拉帕尼。在本文明的具体实施方案中，所述DNA损伤放疗方法是指施用医学上可承受的放射线。在本专利技术中，所述DNA修复相关基因包括同源重组(HR)基因或非同源末端连接(NHEJ)基因中的至少1个。在本专利技术的实施方案中，所述DNA修复相关基因包括RAD51、XRCC5、RIF1、PARPBP、PARP1、BRCA1、c-Met和E2F1中的至少1个，例如为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种治疗人类癌症的方法，其特征在于，包括：预测癌症患者身上的肿瘤细胞或组织对DNA损伤疗法的敏感性；以及向癌症患者施用DNA损伤疗法，其中，所述预测癌症患者身上的肿瘤细胞或组织对DNA损伤疗法的敏感性是指获得所述肿瘤细胞或组织的DNA重组功能评分(RDS)值，所述RDS值是基于测定DNA修复相关基因的表达水平计算得到的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170930 CN 2017109274513一种治疗人类癌症的方法，其特征在于，包括：预测癌症患者身上的肿瘤细胞或组织对DNA损伤疗法的敏感性；以及向癌症患者施用DNA损伤疗法，其中，所述预测癌症患者身上的肿瘤细胞或组织对DNA损伤疗法的敏感性是指获得所述肿瘤细胞或组织的DNA重组功能评分(RDS)值，所述RDS值是基于测定DNA修复相关基因的表达水平计算得到的。


根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DNA损伤疗法选自DNA损伤放疗方法或DNA损伤放疗方法中的至少1个。


根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述DNA损伤化疗方法是指施用治疗有效量的化学制剂。


根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述化学制剂选自铂类化合物、DNA交联剂、拓扑异构酶抑制剂、PARP抑制剂中的至少1个。


根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述铂类化合物为顺氯氨铂(cisplatin)或顺羧酸铂(carboplatin)。


根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述DNA交联剂为顺铂。
根据权利要求所述的方法，其特征在于，所述拓扑异构酶抑制剂为伊立替康(irhibitor)或拓扑替康(topotecan)。


根据权利要求4所述的方法，其特征在于，PARP抑制剂是奥拉帕尼。


根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述DNA损伤放疗方法是指施用医学上可承受的放射线。


根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DNA修复相关基因包括同源重组(HR)基因或非同源末端连接(NHEJ)基因中的至少1种。


根据权利要求1-9任一所述的方法，其特征在于，所述DNA修复相关基因包括RAD51、XRCC5、RIF1、PARPBP、PARP1、BRCA1、c-Met和E2F1中的至少1个，例如为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个，优选地为2个、3个、4个或5个。


根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述DNA修复相关基因为选自RAD51、XRCC5、RIF1、PARPBP、PARP1、BRCA1和c-Met中的至少一个，例如为1个、2个、3个、4个、5个或6个，优选地为2个、3个、4个或5个，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51，
任选地，所述DNA修复相关基因为XRCC5，
任选地，所述DNA修复相关基因为PARPBP，
任选地，所述DNA修复相关基因为PARP1，
任选地，所述DNA修复相关基因为BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51和XRCC5，
任选地，所述DNA修复相关基因为XRCC5和BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5和PRABP5，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5和BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5、RIF1和PARPBP，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5、PARP1和BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5、PRABP5和BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5、PRABP5、PARP1和BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5、PARP1、BRCA1和c-Met。


根据权利要求1-11任一所述的方法，其特征在于，所述RDS值是通过以下步骤计算得到的：
(1)将DNA修复相关基因的表达水平减去该基因在群体中表达水平的平均值，再除以该基因在群体中表达水平的标准差，得到该基因的Z值；
(2)重复步骤(1)，得到所有DNA修复相关基因的Z值。
(3)将所有DNA修复相关基因的Z值乘以各自的权重然后相加，即得到RDS值，
优选地，DNA修复相关基因的权重均为1，
优选地，DNA修复相关基因的权重利用随机森林模型确定，
优选地，得到的RDS乘以-1。


根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述DNA修复相关基因的表达水平是指相对于内参基因的表达水平的相对表达水平。


根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述相对表达水平是指DNA修复基因的表达水平减去内参基因的表达水平。


根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述内参基因的表达水平是指各内参基因表达水平的平均值。


根据权利要求14-15任一所述的方法，其特征在于，所述内参基因选自CALM2、B2M、TBP和GUSB中的至少1个。


根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述的RDS值低于预设域值或者落入预设区间，向癌症患者施用DNA损伤疗法。


根据权利要求1-17任一所述的方法，其特征在于，所述癌症选自胰腺癌、乳腺癌、非小细胞肺腺癌、非小细胞肺癌、结肠癌、肺癌、非小细胞肺鳞癌、食道癌、前列腺癌中的至少1个，优选地，所述癌症为乳腺癌，更优选地，为三阴性乳腺癌。


根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述预设域值或预设区间是通过群体样本获得的，具体地，
(1)鉴定出N个患有癌症的患者；
(2)测定癌症患者身上的肿瘤细胞或组织对特定DNA损伤疗法的敏感性，敏感性最高的m％的样本被认为是敏感样本；
(3)获得经过敏感性测定的肿瘤细胞或组织的RDS值，敏感样本中RDS值的最高值或平均值或中值或其他具有区分意义的值作为预设域值，敏感样本中RDS值的n％置信区间为预设区间。


根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述N为至少20、30、50、100或更大。


根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述m为1-50。


根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述m为10、15、25、30、40、50中的一种。


根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述n为80-99。


根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述n为95。


根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基因的表达水平是利用核酸杂交/扩增的方法得到的。


根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基因的表达水平是利用FISH或CISH或RNA测序或微陈列的方法得到的。


根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基因的表达水平是利用定量PCR的方法得到的。


根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述施用DNA损伤疗法之前或之后进行所述获得RDS值。


根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DNA修复相关基因的表达水平是指DNA修复相关基因表达的蛋白水平。


根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述基因的表达水平是利用IHC或ELISA或蛋白质印迹或蛋白质微阵列的方法得到的。


一种诊断试剂盒，其特征在于，包含扩增DNA修复相关基因的转录产物的引物或与DNA修复相关基因的转录产物杂交的探针，或与DNA修复相关基因表达的蛋白选择性免疫反应的抗体。


根据权利要求31所述的试剂盒，所述DNA修复相关基因包括RAD51、XRCC5、RIF1、PARPBP、PARP1、BRCA1、C-MET和E2F1中的至少1个，例如为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个，优选地为2个、3个、4个或5个。


根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述DNA修复相关基因为选自RAD51、XRCC5、RIF1、PARPBP、PARP1、BRCA1和c-Met中的至少1个，例如为1个、2个、3个、4个、5个或6个，优选地为2个、3个、4个或5个，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51，
任选地，所述DNA修复相关基因为XRCC5，
任选地，所述DNA修复相关基因为PARPBP，
任选地，所述DNA修复相关基因为PARP1，
任选地，所述DNA修复相关基因为BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51和XRCC5，
任选地，所述DNA修复相关基因为XRCC5和BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5和PRABP5，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5和BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5、RIF1和PARPBP，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5、PARP1和BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5、PRABP5和BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5、PRABP5、PARP1和BRCA1，
任选地，所述DNA修复相关基因为RAD51、XRCC5、PARP1、BRCA1和c-Met。


根据权利要求32-33任一所述的试剂盒，其特征在于，扩增所述RAD51基因转录产物的上游引物选自SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.10、SEQ ID NO.13所示序列中的至少1个，下游引物选自SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.8、SEQ ID NO.11、SEQ ID NO.14所示序列中的至少1个。


根据权利要求32-33所述的试剂盒，其特征在于，扩增所述XRCC5基因转录产物的上游引物选自SEQ ID NO.16、SEQ ID NO.19、SEQ ID NO.22、SEQ ID NO.25、SEQ ID NO.28所示序列中的至少1个，下游引物选自SEQ ID NO.17、SEQ ID NO.20、SEQ ID NO.23、SEQ ID NO.26、SEQ ID NO.29所示序列中的至少1个。



[根据细则26改正26.11.2018]根据权利要求32-33所述的试剂盒，其特征在于，扩增所述RIF1基因转录产物的上游引物选自SEQ ID NO.31、SEQ ID NO.34、SEQ ID NO.37、SEQ ID NO.40所示序列中的至少1个，下游引物选自SEQ ID NO.32、SEQ ID NO.35、SEQ ID NO.38、SEQ ID NO.41所示序列中的至少1个。


根据权利要求32-33所述的试...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴民，潘伦，夏灿，
申请(专利权)人：浙江数问生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33