[发明专利]基于变体的疾病诊断和追踪

说明书

本发明的方面涉及通过纵向追踪患者中的遗传变体来追踪患者健康的方法，使得可以提供肿瘤或突变分类标志。纵向追踪提高了检测微小残留病变(MRD；治疗后和/或缓解期间患者体内保留的少量细胞)和/或早期治疗响应的能力，这两者可帮助指导治疗决策和防止遗漏患者中不同的肿瘤内/肿瘤间响应。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年1月22日提交的美国临时专利申请序列号62/286,103的优先权权益，该申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。

发明领域

本发明的方面涉及使用患者突变标志和端粒特异性串联重复序列追踪患者健康的方法。

背景

癌症是一种每年影响数百万人的毁灭性疾病。该疾病的特征在于基因组改变或突变的复杂谱系，表现为肿瘤内和肿瘤间遗传异质性。参见例如，Knudson Proc Natl AcadSci,68:820-823(1971)；Gerlinger等人,N Engl J Med,366:883-892(2012)；Campbell等人,Proc Natl Acad Sci,105:13081-13086(2008)；Robbins等人,Nature Medicine,19:747-752(2013)；Murtaza等人,Nature Communications,6:8760(Nov 2015)；和Hong等人,Nature Communications 6:6605(Apr 2015)。

一些改变是原因并且推动肿瘤进展，而其他事件几乎没有功能后果并且被称为乘客突变(passenger mutation)。观察到改变的累积是肿瘤内和/或个体患者的肿瘤之间和患者之间的遗传异质性。在图1中可以看到这种情况的一个实例，其中示出了起始肿瘤细胞的谱系。祖先细胞在时间t0出现，并且遗传上不同的亚群(亚克隆)在细胞分裂期间出现，向树中添加新的分支。每个亚克隆的相对群体大小由每个分支的宽度表示。随着时间，生成三个亚克隆S(0,1)、S(0,2)和S(0,3)，每个由它自己的一组体细胞改变来区分。如果没有发生回复突变并且不存在重组，则突变可以表示为嵌套的树对象(例如S(0,3)中包含的S(0,1))。转移S(3,0)来源于快速扩张的亚克隆S(0,3)。在该特定实例中，S(0,2)中的细胞数减少，S(0,1)中的细胞数保持稳定，并且S(0,3)中的细胞数增加。

然而，体细胞遗传异质性在肿瘤分类中产生两个挑战：肿瘤随着时间经历快速进化，并且尽管在两个+个体中的相同组织中出现，肿瘤可以在遗传上不同，具有不同的预后和治疗响应。

专注于单个基因座的遗传测试，例如KRAS突变状态测试，已经证明在治疗选择中有用，例如告知是否使用酪氨酸激酶抑制剂的决定。参见例如，Plesec等人,Adv.AnalPathol.(2009)。然而，单个基因座测试不足以捕获癌症中的遗传异质性，且因此在分类中具有有限的效用。一些研究已经在一个时间点使用多区域测序评估异质性，而其他研究已经追踪随着时间预定义的突变。因此，需要开发一种方法，通过对患者中的部分或全部遗传变异进行随时间的取样来创建肿瘤分类标志。

概述

本发明的方面涉及通过纵向追踪患者中的遗传变体来追踪患者健康的方法，使得可以提供肿瘤或突变分类标志。纵向追踪提高了在早期检测微小残留病变(MRD；治疗后和/或缓解期间患者体内保留的少量细胞)和/或治疗响应的能力，这两者可帮助指导治疗决策和防止遗漏患者中不同的肿瘤内/肿瘤间响应。本发明的系统和方法涉及鉴定和追踪单个肿瘤和/或患者的遗传多样性，以便预测和理解治疗抗性并生成可以作为宿主免疫应答的靶的新抗原。这些改变代表了肿瘤的区别和基本标志，其最终可用于对肿瘤进行分类并预测进展和治疗功效。

根据本发明的方法，突变标志可以通过随着时间对患者中的部分或全部遗传变异取样来创建。然后可以使用这些纵向标志将患者状态针对已知的健康和患病个体的标志的一个或更多个数据库进行分类。随着每个另外的患者的标志和健康状况随着时间的推移而被完善，下一个患者受益于分类数据库的提高的区别力。