[发明专利]用于鉴定患者特定驱动突变物的方法和系统

说明书

提供了用于鉴定患者特定驱动突变物的方法。所提供的方法在癌症患者的生物样品中鉴定特定患者来源的与异常信号转导通路相关的标志物。

发明领域

提供了用于鉴定患者特定驱动突变物(driver mutation)的方法。所提供的方法在癌症患者的生物样品中鉴定特定患者来源的与异常信号转导通路相关的标志物。

发明背景

取决于根本的分子机制的准确诊断以及全部驱动突变物的鉴定和自分泌及旁分泌作用，被诊断为患各种疾病状况，诸如癌症的患者的临床治疗方案和预后可极为不同。此外，可能表型上(病理上)相似的许多疾病可具有非常不同的潜在病因。例如，癌症是极为多样性的；因此，准确诊断和分级治疗方法对于有效的治疗至关重要。在被诊断为患癌症的患者中，许多控制细胞生长和分化之间，特别是细胞增殖和细胞死亡之间的平衡的信号转导通路以异常的方式被调控。这些通路中的许多通路的激活是由称为“驱动突变物”的关键蛋白中的突变的积累引起的，驱动突变物或由肿瘤细胞或基质细胞分泌的生长因子和细胞因子及肿瘤质膜上激活这些信号转导通路的受体的再激活引起的。这些突变覆盖大量的程序，但全都具有赋予细胞癌变活性的能力。因此，用特异性的抑制性药物靶向此类驱动突变物(“靶向治疗”)是癌症治疗的主要目标。例如，肺癌可能具有各自需要不同的治疗方法的许多潜在的参与因子(例如EGFR突变和ALK-ELM4易位)。同样地，乳腺癌的治疗受潜在的分子特征谱(诸如ER/PR的表达或HER2的扩增)指令。不同通路之间的相互作用是非常复杂的并且是肿瘤特异性的，并且在大多数病例中是患者特异性的。需要对患者特异性的肿瘤潜在信号机制的充分理解以确定靶向治疗药物的最佳组合，所述靶向治疗药物可能通过中断异常信号转导通路来抑制细胞分裂并诱导细胞死亡而起效。肿瘤在个体间的异质性(基因多态性)对药物效力以及不希望的脱靶副作用的可能性和最终的存活率具有深远的影响。

在人类的约320个已知的信号转导通路中，约50个信号转导通路直接或间接地参与肿瘤生长和进展。对这样的平台的需要未被满足，所述平台使得通过在活的受试细胞中监测各种信号转导蛋白(诸如，例如，膜定位和/或细胞内受体及信号转导蛋白)的激活而确立患者肿瘤的激活的信号转导通路的特征成为可能。

癌症的复杂性和异质性要求更灵敏和识别能力更强的诊断方法，所述诊断方法以定性和定量的方式映射肿瘤信号转导通路并使得分级治疗的精准选择成为可能。目前的技术状态是，极少的单个标志物可用于预测药物的效力和毒性。此外，由于肿瘤内积累的大量突变和有限的已鉴定的驱动突变物的库(repertoire)，用于选择靶向治疗的全基因组测序(下一代测序)的适用性受到限制。此外，全基因组测序没有揭示出自分泌和旁分泌刺激，它们是肿瘤增殖的主要驱动因素。

因此，本领域存在对为患者提供特异性诊断平台的方法和系统的未被满足的需要，所述诊断平台是有成本和时间效益的，并且具有基于患者特定驱动突变物和自分泌-旁分泌突变的异常活性而专门识别这些驱动突变物突变的能力，并因此可预测特异性、个性化和优化的治疗。

发明概述

本发明提供了，通过鉴定受试细胞中信号转导通路活性的改变鉴定患者特定驱动突变物的方法和系统，所述信号转导通路活性的改变与驱动突变物的功能相关。根据一些实施方案，信号转导通路活性的改变通过鉴定与驱动突变物的功能相关的报告物基因的亚细胞定位的变化来确定。在一些实施方案中，从生物样品中获得特定患者来源的标志物(PDM)的基因，并在活的受试细胞中测试它们对相应荧光易位报告物(FTR)基因的亚细胞易位的影响以确定所测试的PDM是否突变。在一些实施方案中，获得特定患者来源的标志物并将其融合至荧光报告物以创建患者来源的报告物(PDR)，其中在活的受试细胞中测试PDR的亚细胞易位以确定所测试的PDR是否突变。

本文公开的方法和系统通常还允许确定与疾病相关的细胞内通路以及受到异常影响的信号转导通路的特定组分。本文公开的方法和系统提供的分析还允许确定和/或调整适应对由此鉴定的患者特定驱动突变物的最佳个性化治疗。