[发明专利]神经胶质瘤和肿瘤亚群中TERT启动子突变

说明书

发明的技术领域

该发明涉及突变检测领域。尤其涉及人基因组的非编码区的突变。

发明背景

端粒是位于真核染色体末端的核蛋白复合体，是保持染色体的完整性所需的。端 粒重复序列的数百个核苷酸在每一个染色体末端加帽，并且在缺乏端粒酶活性的情况下， 端粒随着每一次细胞分裂缩短(1)。最终，未加帽的端粒引发细胞死亡或者衰老。癌细胞看 似永久分裂，因此它需要一些端粒维护机制去避免这种命运。因为癌细胞中的端粒酶活性 一般比正常细胞中的端粒酶活性高，最初认为癌细胞中的端粒酶会以某种方式被激活(2– 6)。但是，接下来意识到，端粒酶只在终极分化的细胞中没有活性而自我更新组织的正常细 胞中保持了端粒酶活性(1、7–9)。因为正常干细胞必须在贯穿哺乳动物的长的生命周期中 (在人类，其可以多于一个世纪)进行复制，明显的是这些细胞也必须要保持端粒酶活性。因 为正常干细胞被认为是癌的祖细胞，所以没有必要去特别地激活癌细胞中的端粒酶；该酶 的前体已经具有活性，正如细胞增殖所正常需要的数百种其它的酶和蛋白质一样。

这种观点受到维持端粒长度的另一机制——即，替代性端粒延长(ALT)(10– 12)——的发现的挑战。ALT发生在端粒酶活性缺乏的情况下并且似乎依赖于同源重组。它 尤其高比例地发生在某些肿瘤类型中，例如肉瘤、胰腺神经内分泌肿瘤和脑肿瘤，但很少发 生在最普通的肿瘤类型中，例如那些结肠、乳房、肺、前列腺或胰腺的肿瘤类型(13)。如果端 粒酶的前体已经具有持续的端粒酶活性，为什么癌细胞需要ALT呢？该问题由这样的发现突 显：许多ALT癌症在α地中海贫血/智力迟缓综合征X-连锁(ATRX)或死亡结构域相关蛋白 (DAXX)基因中具有突变，所述基因编码在端粒处相互作用的蛋白质(10、11)。可假定，功能 性ATRX/DAXX复合体的缺乏允许同源重组造成ALT。在最低程度上，这些数据与存在导致端 粒维持的基因改变的选择性优势，以及端粒酶不是在癌症的所有正常干细胞前体中被无限 地激活的观点一致。

另外一个对癌症中端粒酶活化不需要基因改变的观点的挑战由这样的发现提出， 该发现为端粒酶逆转录酶(TERT)启动子的突变发生在～70％黑素瘤和少量源自各种组织 类型的肿瘤细胞系(14，15)。重要的是，源自肺、胃、卵巢、子宫或前列腺癌的110个细胞系中 仅有5个细胞系含有TERT启动子突变，然而源自其它不同肿瘤类型的37个细胞系中发现有 19种突变。该情况类似于ALT的情况，ALT很少在常见的上皮细胞癌中被观察到，但是在源自 非上皮细胞的肿瘤尤其是肉瘤和脑瘤中常被观察到(13)。

本领域对辅助检测、监测、和表征肿瘤和辅助预测肿瘤对患者的影响的生物标志 物存在持续的需求。

发明概述

根据发明的一个方面，提供了检测人核酸样本的方法。人核酸样本被检测并且在 端粒酶逆转录酶(TERT)基因的启动子中体细胞突变的存在被确定。核酸来自选自肉瘤、肝 细胞癌、尿道癌、头颈癌、成神经管细胞瘤、神经胶质瘤、星形细胞瘤、少突神经胶质瘤和少 突星形细胞瘤的癌症。

发明的另外一个方面是修饰的核酸探针。它含有人TERT启动子的至少18个核苷 酸。该18个核苷酸包括C228A或C229A。

发明的另外一个方面是修饰的核酸引物。它含有人TERT启动子的至少18个核苷 酸。该18个核苷酸包括C228A或C229A。

本领域技术人员在阅读说明书之后将会明显的这些和其它的实施方式为本领域 表征肿瘤和对癌症患者进行健康管理提供了新手段。

附图简述

图1.TERT启动子突变频率；在26个肿瘤类型中分析了15个或更多的肿瘤。神经胶 质瘤分为原发性成胶质细胞瘤(GBM)、星形细胞瘤(包括星形细胞瘤II级和III级以及次级 GBM)和少突神经胶质瘤。

图2.神经胶质瘤亚型中选择的基因突变。(A)51个原发性GBM中TERT突变和其它基 因事件的分布。(B)TERT突变和其它基因事件在包括II级、III级和IV级次级GBM的40个星形 细胞瘤中的分布。(C)TERT突变和其它基因事件在45个少突神经胶质瘤中的分布。(D)TERT 突变和其它基因事件在24个少突星形细胞瘤中的分布。世界卫生组织肿瘤级别被显示在每 一栏中。空白框表示肿瘤中的WT状况。