[发明专利]通用早期癌症诊断

说明书

本发明公开了用于定量DNA甲基化的方法，其可用于筛查疾病(例如癌症)、诊断疾病(例如癌症类型)、监测疾病的进展、以及监测对治疗的反应。

相关申请

本申请要求于2017年9月19日提交的美国临时申请No.62/560,660、于2017年5月26日提交的美国临时申请No.62/511,648和于2017年5月12日提交的美国临时申请No.62/505,647的权益。上述申请的全部示教通过引用并入本文。

政府支持

本发明是在国立卫生研究院(National Institutes of Health)授予的拨款No.CA193461、HG006193、GM099117和DA036898下由政府支持完成的。政府拥有本发明的某些权利。

发明背景

DNA甲基化在过去的二十年中已用于癌症检测，但是目前的方法依赖于特定基因或基因组套(gene panels)的平均甲基化，这对于无创癌症诊断既缺乏灵敏度也缺乏特异性。在哺乳动物中，规范的体细胞DNA甲基化全景是在胚体的特化上建立的，并随后在许多癌症类型中被破坏。然而，指导这种基因组尺度转化的潜在机制仍然难以捉摸，对于其系统性获取或潜在开发实用性尚无明确的模型。

发明内容

本文公开了用于定量DNA甲基化的方法，其可用于筛查疾病(例如癌症)、诊断疾病(例如癌症类型)、监测疾病进展以及监测对治疗的反应。

本文公开了检测样品中的循环肿瘤DNA(ctDNA)的方法，所述方法包括使用样品的一致甲基化读段的比例(PMR)来检测样品中的ctDNA。在一个方面，获得了样品的甲基化序列，并且在所述甲基化序列上鉴定至少一个CpG岛(CGI)。计算已鉴定的CpG岛的PMR，并将其与正常组织或上胚层的对照本底进行比较。当样品的PMR大于对照本底时(例如，通过秩和检验(bank sum test)信号较高时)，则检测到样品中ctDNA的存在。

在某些方面，样品选自血浆、尿液、大便、月经液或淋巴液。样品可以包含无细胞的DNA。在一些方面，在样品中检测到0.01％至1％的ctDNA，更具体地，0.01％的ctDNA。在某些方面，以大于80％的灵敏度检测到样品中ctDNA的存在。在一些方面，以大于75％的特异性检测到样品中ctDNA的存在。可以100％的灵敏度和95％的特异性检测到样品中ctDNA的存在。

在一些方面，ctDNA的存在指示癌症的存在。样品可以从被诊断为癌症、患有癌症、有发生癌症的风险、或疑似患有癌症的个体获得。所述癌症可以选自膀胱尿路上皮癌、乳腺浸润癌、结肠腺癌、结直肠腺癌、食道癌、头颈鳞状细胞癌、肾透明细胞癌、肾乳头状细胞癌、肝细胞癌、肺腺癌、肺鳞状细胞癌、前列腺腺癌、胃和食道癌、甲状腺癌、子宫体内膜癌和慢性淋巴细胞性白血病。在一些方面，ctDNA的存在指示肿瘤的存在。

本文还公开了筛查癌症的方法，所述方法包括使用样品的一致甲基化读段的比例(PMR)来检测样品中的ctDNA，其中ctDNA的存在指示对象患有癌症。

本文还公开了治疗有癌症治疗需要的对象的方法，所述方法包括：使用样品的一致甲基化读段的比例(PMR)来检测样品中的ctDNA，其中ctDNA的存在指示对象患有癌症；以及治疗对象的癌症。

本文还公开了监测对象对癌症治疗的反应的方法，所述方法包括使用在对象接受癌症治疗之前获得的第一样品的一致甲基化读段的比例(PMR)来检测所述第一样品中的ctDNA量；使用在对象接受癌症治疗之后获得的第二样品的一致甲基化读段的比例(PMR)来检测所述第二样品中的ctDNA量；并比较从所述第一样品获得的ctDNA量和从所述第二样品获得的ctDNA量，其中ctDNA增加指示对象对癌症治疗的阴性反应，并且ctDNA减少指示对象对癌症治疗的阳性反应。