[发明专利]一种基于ecDNA上的肺癌基因标志物及其应用

说明书

本发明涉及分子生物学和肿瘤标志物医学技术领域，具体涉及一种基于ecDNA上的肺癌基因标志物及其应用。本发明通过大量研究发现，MDM2、TERT、TRIP13、PTPRB、CAND1、CCT2的痰液或肺泡灌洗液ecDNA生物标志物在肺癌患者与对照样本(健康人样本)中的表达值具有统计学上的显著差异，采用上述六个基因同时用于肺癌的诊断，其诊断准确率可达到90％以上，有望用于肺癌的早期分期诊断和预后判断，提高治疗的有效性和患者的生存率。

技术领域

本发明涉及分子生物学和肿瘤标志物医学技术领域，具体涉及一种基于ecDNA上的肺癌基因标志物及其应用。

背景技术

在全世界范围内，肺癌的发病率和死亡率均位居恶性肿瘤首位。肺癌早期病情隐匿，通常无任何症状，大部分患者在发现时已处于中晚期，其5年生存率不足20％，尤其对于晚期肺癌患者，其预后更差，总体5年生存率低于5％。而早期肺癌患者通过手术治疗，其5年生存率能提高20％～30％，A期患者生存率超过90％。因此，早发现早诊断出有症状的肺癌患者和及时从高危人群中筛选出无症状患者，是对患者获得长期生存和提高生存质量的重要途径。

目前肺癌早期诊断的方法主要是低剂量CT，但此方法具有较高的假阳性率，为后续的诊疗造成较大的困难。此外，血清学的肿瘤标志物作为辅助诊断也是常用的临床手段，如癌胚抗原(CEA)，细胞角蛋白19片段21-1(CYFRA 21-1)以及鳞状上皮细胞癌抗原(SCC)等，但这些传统肿瘤标志物诊断肺癌的准确性和灵敏性十分有限，尤其小结节型的肺癌检出率更低。因此，急需寻找一种简单、灵敏度高的方法进行肺癌的早期筛查。

染色体外DNA(extrachromosomal DNA，ecDNA)是近年来肿瘤学研究领域的新热点，它是一种从染色体上脱落存在于染色体外，高度开放、高表达癌基因的环状DNA颗粒。研究发现，ecDNA几乎不存在于人类正常细胞，而在大多数癌症细胞中大量存在。且由于ecDNA携带大量的癌基因，可自我复制，促使肿瘤达到高基因拷贝数，同时通过其非染色质遗传机制维持肿瘤内的遗传异质性，加速肿瘤进化。因此，ecDNA可以作为一种潜在的生物标记物进行肿瘤的预测。

随着分子生物学的发展，已经发现大量与肺癌早期筛查、预后判断和复发预测相关的分子标志物，如基因突变、基因表达、基因甲基化和非编码RNA等。但ecDNA上相关基因还未有研究，因此，基于ecDNA的特性选择合适的基因进行肺癌的早期筛查、预后判断将具有重要意义。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种基于ecDNA上的肺癌基因标志组合物，包括MDM2基因、TERT基因、TRIP13基因、PTPRB基因、CAND1基因和CCT2基因。将上述六个基因作为生物标志物进行肺癌辅助诊断，能够显著提高肺癌诊断的准确性和灵敏性。

鼠双微体基因2(Mouse double-minute-2，MDM2)是一种凋亡抑制蛋白的癌基因，其生物作用是增强细胞活力，使细胞生存期延长，促进细胞增生及肿瘤的生长。MDM2基因在大多数人类肿瘤组织中表达且与多种类型的恶性肿瘤转移相关。研究发现，MDM2在肺癌中表达上调，且MDM2的上调促进肿瘤的恶性增殖和转移。对非小细胞肺癌标本检测发现，MDM2阳性率为68％，且进展期肺癌MDM2阳性率较早期更高，表明MDM2基因的过度表达可能是肺癌发生的一个重要标志。

端粒酶逆转录酶基因(Telomerase reverse ranscriptase，TERT)是端粒酶的限速酶和蛋白亚单位，在肿瘤的发生、诊断、治疗预后等研究中发挥重要作用。研究者使用原位杂交技术在细胞水平研究正常细胞和不同发展阶段肿瘤细胞中TERT的表达情况，发现在肺和结肠肿瘤发生的早期TERT的表达开始升高，在癌变过程中表达逐渐增加，抑制肿瘤细胞的TERT会抑制肿瘤细胞的增殖生长。临床研究表明，80％～85％的肺癌组织TERT基因表达阳性，而在癌旁正常组织几乎均为阴性，表明端粒酶表达在肺癌的发生发展中起重要作用。