[发明专利]一种与结直肠癌相关的生物标志物及其应用

说明书

本发明提供了一种与结直肠癌相关的生物标志物及其应用，其中肠道微生物微单胞菌属（Parvimonas spp.）为标志物1），BMP3基因甲基化为标志物2），人类DNA含量为标志物3）。本发明还提供了根据所述的标志物作为检测目标在制备检测试剂或试剂盒中的应用和在评估结直肠癌风险中的应用及对应的结直肠癌风险评估模型。本发明的标志物具有作为结直肠癌标志物的潜能，根据其评估患者结直肠癌的方法和模型灵敏度高，特异性好，具有非侵入性辅助诊断结直肠癌的作用，具有良好的应用前景和现实意义。

技术领域

本发明涉及生物技术技术领域，具体为一种与结直肠癌相关的生物标志物及其应用。

背景技术

结直肠癌（Colorectal cancer，CRC）也称大肠癌，是结肠癌和直肠癌的统称。我国的结直肠癌发病率和死亡率均保持上升趋势，2018中国癌症统计报告显示，我国结直肠癌发病率和死亡率在全部恶性肿瘤中分别位居第3位和第5位，新发病例37.6万，死亡病例19.1万，多数病例在确诊时已属于中晚期。结直肠癌病发病是一个多因素多步骤的过程，这一过程是一个机体内因与环境、饮食、生活习惯等外因交互作用的过程。流行病学研究结果显示，社会发展状况、生活方式和膳食结构都与结直肠癌的发生密切相关。研究表明，高脂、高蛋白、低纤维素饮食可能增加结直肠癌发生的风险，这样的饮食结构会减缓肠道蠕动，延长食物滞留时间，增加了致癌物与肠道接触的机会。油炸熏烤食品中可能含有作用于结直肠的致癌成分，而腌制食品同样与结直肠癌的发生相关。在对职业体力活动的分析中发现，长期或经常处于座位的职业类别患结直肠癌的风险是体力活动较大职业的1.4倍。

根据结直肠癌侵犯程度、肿瘤周围的淋巴结转移情况等通常分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期。临床资料表明，0、Ⅰ期结直肠患者术后5年生存率达到90%以上，Ⅱ期为68.4%，Ⅲ期为39.7%，Ⅳ期仅为10.2%，其中误诊漏诊情况十分严重。文献资料统计结直肠癌的误诊率高达60-70%，约64%-85%的患者经历6个月以上才能获得正确诊断，以致一部分患者失去了最佳治愈时机。另外，96%的结直肠癌是由腺瘤性息肉发展而来，大约需要10-15年才会发展成为肿瘤，因此早期发现并切除息肉，可显著降低癌变风险。

主流的结直肠癌筛查技术包括粪便检查、内镜检查和影像学检查。粪便检查中愈创木脂粪便隐血试验（gFOBT）检测费用较低，是结直肠癌无创筛查的传统方法，但是对人血红蛋白为非特异性检验，干扰因素较多，可能因为饮食、药物等原因造成假阳性；免疫化学法粪便潜血试验（FIT）是通过检测粪便中的珠蛋白使检测结果标准化，特异性和灵敏度高于gFOBT，但易受样本环境的影响；粪便DNA检测是一项新的无创筛查方法，避免了非特异性干扰因素，美国食品与药品监督管理局（FDA）已批准了一项通过粪便DNA检测筛查及直肠癌的技术，与FIT相比，粪便DNA检测的特异性和灵敏度都有显著提高，联合粪便DNA检测技术与FIT能够更准确的检测结直肠肿瘤，但是基于粪便DNA检测的结直肠癌费用较高。内镜检查同时使用结肠镜检，准确率高，但是镜检是一种侵入性检查，操作过程复杂，并存在出血、穿孔、引起并发症等风险，患者接受程度较低。结直肠癌的影像学检查包括结肠气钡双重造影、结肠CT成像等，虽然影像学检查方法安全无创，但是对于一些扁平的腺瘤和早期结直肠癌也难以发现。

肠道微生物作为人体免疫系统的一部分，是人体炎症反应和免疫应答的重要参与者，可一定程度反应个体健康状况，在结直肠癌患者中，肠道微生物菌群通常会发生紊乱，具体表现为有益菌减少和有害菌增加，其中具核梭杆菌已被证明参与了致癌的过程。结直肠癌发生的过程中，肠道上皮细胞的剥落显著增多，表现为粪便中人类DNA含量的上升。此外，结直肠癌的早期发生与结直肠癌相关基因启动子区域的甲基化存在很大关系，骨形态发生蛋白基因（BMP3）的甲基化水平与肿瘤的发生、发展、转移密切相关，可作为结直肠癌早期发生的生物学特征。

随着精准健康领域的发展，临床上需要一种能够兼具准确性、非侵入性且高性价比的结直肠癌早筛方法。同时肠道中的微生物、人类DNA含量和BMP3基因的甲基化具有巨大的作为分子标志物的潜能，可作为无创结直肠癌检测分子标志物。因此，提出一种与结直肠癌相关的生物标志物及其应用。

发明内容