[发明专利]检测肿瘤发展的系统和方法

说明书

本发明公开了一种检测患者肿瘤负荷的方法，通过从患者肿瘤组织样本中提取DNA，选择预定数量的生物标志基因，以形成生物标志基因簇(“定制基因簇”)；分离患者体液中循环游离细胞的DNA样本；富集游离DNA片段中含生物标志基因的DNA序列；对富集的DNA进行测序；对富集DNA中的突变DNA和正常DNA序列计数；获得患者的肿瘤负荷。优选的，与治疗相关的基因(“药物靶向基因”)突变的检测与定制基因簇的检测同时进行。

技术领域

本发明主要涉及精准医疗领域，特别涉及通过测试患者血液样本中的定制循环肿瘤DNA来监测患者肿瘤负荷的系统和方法，并优选与治疗相关的基因突变的检测相结合进行。

背景技术

依据达尔文进化理论，人类癌症发展，遗传或表观遗传变异会改变个体细胞中的分子表型。随着肿瘤生长，突变发生，大量不同遗传特征的细胞种群出现。因此，肿瘤诊断通常包括多个基因型不同的细胞群或克隆，这些细胞群或克隆与系统发育相关，并且作为肿瘤微环境中筛选或治疗干预的底物。能够适应新药物的肿瘤细胞变得对治疗耐受，能生存并扩张。很难阻止这个过程，因为癌症随着岁月的推移在身体内部不断进化。这就需要对肿瘤特异性突变和自适应过程有全面的了解，以便拼凑出更准确的癌症演变图片，揭示抗性的根源，并找出办法解决这些问题。

目前的技术无法捕捉到肿瘤发展过程中的肿瘤突变的精确进化过程。例如，组织活检是侵入性的，且由于组织解剖的局限性，往往受空间和时间限制。目前的非侵入性的循环肿瘤DNA测序方法不能解决不同患者各种不同的肿瘤特异性突变问题，且检测程序繁琐。因此，需要开发新的技术，以采用非侵入性的，精准的，和先进的方式来监测肿瘤细胞突变。

发明内容

.本发明的第一方面提供一种监测患者的肿瘤负荷的方法。该方法包括以下步骤：(a)从来自患者的肿瘤组织样品提取的DNA中选择预定数量的生物标志基因以形成生物标志基因簇(“定制基因簇customized genes”)；(b)从患者的身体液体(也称为体液)样品中分离循环的游离细胞DNA；(c)从游离细胞DNA片段中富集含有生物标志基因的DNA序列；(d)对富集的DNA进行测序；(e)对富集DNA中读取的突变DNA和正常DNA序列分别计数；和(f)获得患者的肿瘤负荷。

在一些实施例中，生物标志基因簇至少包含5个生物标志基因。在另一些实施例中，生物标志基因簇包含5-10个生物标志基因。在其他实施例中，生物标志基因簇包含11-20个生物标志基因。在优选实施例中，生物标志基因簇包含21-30个生物标志基因。在其他优选实施例中，生物标志基因簇包含31-50个生物标志基因。

在一些实施例中，富集步骤包括以下步骤：采用对生物标志基因簇中生物标志基因特异性的引物进行多重PCR扩增；且加入接头到扩增的DNA,中以得到DNA文库。

在一些实施例中，测序步骤是在Ion S5NGS平台上进行。在其他实施例中，检测肿瘤负荷的方法还包括步骤：基于获得的患者游离细胞肿瘤负荷数据来指导患者的治疗方案。

在优选实施例中，检测肿瘤负荷的方法，步骤b-f可以定期重复进行。在一些实施例中，每1-3个月重复一次步骤b-f。

在一些实施例中，该方法还包括通过以下步骤选择预定数目的生物标志基因簇：(a)确定患者的肿瘤组织样本中提取的DNA中的体细胞突变；(b)对每种体细胞突变计算体细胞突变的克隆比率(CR)；(c)对所有的体细胞突变的体细胞突变克隆比率进行排名；和(d)从排名最高的体细胞突变中选择预定数量的体细胞突变作为生物标志基因。