[发明专利]用于在液体活检中准确诊断疾病靶向生物标记的方法

说明书

本发明涉及一种使用双水相系统(ATPS)改进靶向生物标记检测和诊断的方法。在一个实施例中，本发明提供了一种用于改进涉及在液体活组织检查中检测或量化一种或多种生物标记的诊断程序的方法，该方法包括使嵌入有ATPS组分的多孔材料与含有生物标记的液体活组织接触、纯化和浓缩靶向生物标记，以及提供包含靶向生物标记的产品以用于执行诊断程序。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月28日提交的美国系列第62/478,021号和2017年9月18日提交的美国系列第62/560,180号的权益，其全部内容和公开内容通过引用并入本文。本申请还引用了各种出版物，其全部内容通过引用并入本申请。

技术领域

本发明涉及使用双水相系统(ATPS)改进靶向生物标记检测和诊断的方法。具体地，本发明提供了一种用于改善液体活检中发现的靶向生物标记的检测和诊断性能的方法。

背景技术

生物标记是特定生物学特性、生物化学特征或方面的分子指标，其可以用于测量疾病的存在、严重性或进展或治疗的效果。例如，存在于癌症患者的游离血浆或血清中的肿瘤来源DNA可以用作诊断生物标记，用于评估患者的特定类型的肿瘤或癌症。通常，不同的诊断生物标记与患者的血浆或血清的不同类型和形式的疾病特异性相关。

使用生物标记作为分子指标的诊断测试不仅检测生物标记的存在与否，而且通常测量生物标记的精确浓度以确定是否存在异常病症。由于对准确性的要求，样本采集、制备和分析的过程通常是复杂且耗时的。当前，针对生物标记存在或活性的基于血液的测定被认为是生物标记类型测定的“黄金标准”。

特别是对于癌症，癌症生物标记的准确检测和量化对于癌症的发作和晚期阶段的癌症的准确和灵敏诊断以及治疗的监测尤其重要。在癌症的早期，癌症生物标记的量可能很小，而随着癌症进展到晚期，特别是在发生转移的情况下，癌症生物标记的分布可能变得更加复杂和混乱。必须对基于癌症的准确且可靠的药物反应分析以及特定治疗的缺陷进行评估，从而为患者设计最佳的治疗策略。

检测具有极微小浓度的分析物的存在一直是一个巨大的挑战。分析物可以是癌症疾病的生物标记，例如游离DNA(cfDNA)、用于肝细胞性肝癌的甲胎蛋白(AFP)、用于乳腺癌的癌症抗原如CA15-3等，它们可能存在于患者的血液、唾液、尿液或其他体液中。在浓度过低的情况下，许多现有的诊断或检测方法可能错误地报告不存在分析物。如果靶向分析物的浓度极低，则例如PCR和ELISA的诊断黄金标准可能会产生假阴性结果。此外，在血液、血清和血浆中存在会干扰并影响诊断准确性的各种生物分子，例如肽、寡糖、配体、小分子和天然产物。非常需要有效的纯化和浓缩方法。

在文献中，广泛使用纯化产物浓缩cfDNA和其他癌症生物标记。然而，这些昂贵的产品试剂盒因其可以处理的最大样本体积以及在血液样本中阻塞之前可以得到纯化的DNA量而受到限制。专利WO2017041030中公开了一种通过嵌入有ATPS的多孔材料浓缩分析物的方法。遗憾地是，浓度倍数仅为约10倍，这很难满足对癌症进行准确且灵敏诊断的要求。非常需要一种改进的方法和装置来实现更高浓度的靶向生物标记。

为了克服这些缺陷，本发明提供了一种改进的方法来纯化和浓缩包括血液、血清和血浆的液体活组织中存在的靶向分析物(生物标记)，以用于按照单个步骤容易且快速地进行进一步的分析而无需复杂设备。通过使用嵌入有ATPS的多孔材料，本发明方法可以纯化来自液体活组织的生物标记并将生物标记浓缩高达100倍或以上。总的来说，本文所述的方法可以提高对生物标记检测和量化的准确度、灵敏度和效率，并且因此能够改善依赖于生物标记的检测和/或量化的各种分析或诊断技术的性能。如果疾病在早期被检测到，那么许多威胁生命的疾病就能得到治愈。

发明内容

本发明涉及使用双水相系统(ATPS)改进靶向生物标记检测和诊断的方法。