用于乳腺癌的预后和预测来自辅助放射疗法的益处的方法和基因组分类器与流程

本发明涉及用于治疗乳腺癌的个性化药物和方法的领域。具体地，本发明涉及转录组谱分析(transcriptomic profiling)用于在具有乳腺癌的受试者中的癌症复发(例如，局部区域复发)的预后的用途，以及用于鉴定可能受益于放射疗法的受试者的方法。

背景技术：

1、癌症是异常细胞在体内任何地方不受控制的增长。异常细胞被称为癌细胞、恶性细胞或肿瘤细胞。构成癌组织的许多癌症和异常细胞通过异常细胞所源自的组织的名称来进一步鉴定(例如，乳腺癌)。癌细胞可以不受控制地增殖并形成癌细胞团。癌细胞可以从该原始细胞团脱离，通过血液和淋巴系统移动，并且寄留在其它器官中，在那里它们可以再次重复不受控制的生长周期。癌细胞离开一个区域并在另一个身体区域生长的这个过程常常被称为转移性扩散或转移性疾病。例如，如果乳腺癌细胞扩散至骨骼(或其它地方)，则它可以意指个体患有转移性乳腺癌。

2、大多数患有早期侵袭性乳腺癌的女性接受保乳手术(bcs)和辅助性手术后辐射疗法(rt)。虽然rt会提供局部复发风险的显著降低和增加的乳腺癌特异性生存率，但仍需要更好的治疗选择。来自早期乳腺癌试验者合作组(early breast cancer trialists’collaborative group)的后设分析已经证实，在手术后10年，70％的具有i-ii期淋巴结阴性的乳腺癌的女性尽管没有接受rt，但没有局部复发，并且10％的女性即使接受了rt也会经历局部复发，因此表明治疗过度和不足(darbys等人.lancet2011；378(9804):1707-16.)。

3、已经描述了局部复发的几个临床病理学风险因素，其中年轻是最强的因素之一，且通常给较年轻的患者施用辐射强化(fredriksson i等人.the british journalofsurgery 2003；90(9):1093-102和fredriksson i等人.europeanjournalofcancer(oxford,england:1990)2001；37(12):1537-44.)。但是，随着更多的现代手术和肿瘤治疗，局部复发率已大大降低，部分原因是更好的手术和更好的辅助治疗(bouganim n等人.breast cancer research and treatment2013；139(2):603-6和aalders kc等人.european journal of cancer(oxford,england:1990)2016；63:118-26.)。这已经导致几项目的在于在推定低风险女性中降低rt的试验，包括primetime、lumina和nct02653755试验(wickberg a等人.europeanjournal ofsurgical oncology:thejournal oftheeuropean society ofsurgical oncology and the british association of surgicaloncology 2018；44(7):951-6和kirwan cc等人.clinical oncology(royal college ofradiologists(greatbritain))2016；28(9):594-6.)。但是，仍然需要改进的方法来鉴定将从放射疗法受益的乳腺癌受试者。此外，需要作为局部区域复发的预后和辐射敏感性的新基因标记。

4、为了提供申请人认为与本发明可能有关的已知信息的目的，提供该背景信息。既不一定意图承认，也不应解释为，任意上述信息构成本发明的现有技术。

技术实现思路

1、本发明涉及用于受试者中乳腺癌的诊断、预后和治疗的方法、系统和试剂盒。本发明还提供了用于鉴定处于低乳腺癌复发风险且可能受益于辅助放射疗法的受试者的生物标志物和分类器。在某些情况下，在本文中进一步公开了探针集合，其用于检测这样的生物标志物以确定受试者中的乳腺癌复发风险。本发明进一步提供了生物标志物和分类器，其用于鉴定处于局部区域复发(lrr)的风险的受试者和预测对放射疗法的应答。还提供了基于表达谱分析(expressionprofiling)和/或年龄来确定乳腺癌复发风险的治疗乳腺癌的方法。

2、在某些实施方案中，本发明提供了一种在具有乳腺癌的受试者中预知和/或预测来自辅助放射疗法的益处的方法，所述方法包括：a)获得或已经获得来自受试者的样品中的多个基因的表达水平，其中所述多个基因选自表2；和b)基于所述表达水平确定所述受试者处于或没有处于低癌症复发风险，和/或基于所述表达水平确定所述受试者可能受益于辅助放射疗法，由此预知和/或预测所述受试者中来自辅助放射疗法的益处。在某些实施方案中，所述方法进一步包括：如果所述受试者被鉴定为可能受益于辅助放射疗法，则施用辅助放射疗法治疗，和如果所述受试者没有被鉴定为可能受益于辅助放射疗法，则推荐治疗强化。在其它实施方案中，所述癌症复发是局部的或局部区域的复发或远端复发(转移)。在某些实施方案中，选自表2的一个或多个基因的表达水平可以与对照相比增加或降低。在某些实施方案中，在所述生物样品中测量选自表2的所有基因的表达水平。在某些实施方案中，所述方法进一步包括用辅助放射疗法治疗所述受试者。在其它实施方案中，所述方法进一步包括用乳房切除术、辐射强化或辅助性全身疗法治疗所述受试者。在某些实施方案中，在保乳手术(bcs)以后用放射疗法治疗所述受试者。在某些实施方案中，所述方法进一步包括：基于所述受试者的年龄确定所述受试者处于低癌症复发风险，或基于所述受试者的年龄确定所述受试者没有处于低癌症复发风险。在某些实施方案中，所述癌症复发是局部的或局部区域的复发或远端复发(转移)。

3、在某些实施方案中，本发明提供了一种方法，其包括：a)获得或已经获得来自受试者的样品中的多个基因的表达水平，其中所述多个基因选自表2；和b)基于所述表达水平确定所述受试者处于低癌症复发风险和可能受益于使用辅助放射疗法的治疗，或基于所述表达水平确定所述受试者没有处于低癌症复发风险和可能需要治疗强化。在其它实施方案中，所述方法进一步包括：如果所述受试者被鉴定为可能受益于辅助放射疗法，则施用辅助放射疗法治疗，和如果所述受试者没有被鉴定为可能受益于辅助放射疗法，则推荐治疗强化。在其它实施方案中，所述癌症复发是局部的或局部区域的复发或远端复发(转移)。在某些实施方案中，选自表2的一个或多个基因的表达水平可以与对照相比增加或降低。在某些实施方案中，在所述生物样品中测量选自表2的所有基因的表达水平。在其它实施方案中，所述方法进一步包括：用乳房切除术、辐射强化或辅助性全身疗法治疗所述受试者。在某些实施方案中，在保乳手术(bcs)以后用放射疗法治疗所述受试者。在某些实施方案中，所述方法进一步包括：基于所述受试者的年龄确定所述受试者处于低癌症复发风险，或基于所述受试者的年龄确定所述受试者没有处于低癌症复发风险。在某些实施方案中，所述癌症复发是局部的或局部区域的复发或远端复发(转移)。

4、在某些实施方案中，本发明提供了一种治疗受试者中乳腺癌的方法，其包括：a)获得或已经获得来自受试者的样品中的多个基因的表达水平，其中所述多个基因选自表2；b)基于所述表达水平确定所述受试者处于低癌症复发风险和可能受益于使用辅助放射疗法的治疗，或基于所述表达水平确定所述受试者没有处于低癌症复发风险和可能需要治疗强化；和c)如果基于所述表达水平，所述受试者被鉴定为可能受益于辅助放射疗法，则施用辅助放射疗法治疗，且如果基于所述表达水平，所述受试者没有被鉴定为可能受益于辅助放射疗法，则推荐治疗强化。在其它实施方案中，所述癌症复发是局部的或局部区域的复发或远端复发(转移)。在某些实施方案中，选自表2的一个或多个基因的表达水平可以与对照相比增加或降低。在某些实施方案中，在所述生物样品中测量选自表2的所有基因的表达水平。在其它实施方案中，所述方法进一步包括：用乳房切除术、辐射强化或辅助性全身疗法治疗所述受试者。在某些实施方案中，在保乳手术(bcs)以后用放射疗法治疗所述受试者。在某些实施方案中，所述方法进一步包括：基于所述受试者的年龄确定所述受试者处于低癌症复发风险，或基于所述受试者的年龄确定所述受试者没有处于低癌症复发风险。在某些实施方案中，所述癌症复发是局部的或局部区域的复发或远端复发(转移)。

5、在某些实施方案中，在本发明的方法和基因组分类器中使用的多个基因选自：atp结合盒亚家族c成员8(abcc8)、btg抗增殖因子3(btg3)、细胞周期蛋白b1(ccnb1)、着丝粒蛋白f(cenpf)、肌酸激酶线粒体1b(ckmt1b)、cornichon家族ampa受体辅助蛋白4(cnih4)、细胞视黄酸结合蛋白2(crabp2)、含有烯酰辅酶a水合酶结构域的2(echdc2)、真核延伸因子2激酶(eef2k)、真核翻译起始因子3亚基l(eif3l)、三磷酸外核苷二磷酸水解酶6(推定)(entpd6)、环氧化物水解酶2(ephx2)、h2a组蛋白家族成员z(h2afz)、羟基类固醇17-β脱氢酶4(hsd17b4)、核转运蛋白亚基α2(kpna2)、淋巴样增强子结合因子1(lef1)、nedd4结合蛋白2样1(n4bp2l1)、nima相关激酶10(nek10)、前折叠素亚基4(pfdn4)、含有普列克底物蛋白和sec7结构域的3(psd3)、runt相关转录因子1(runx1)、结合sec14样脂质的2(sec14l2)、丝氨酸/苏氨酸激酶39(stk39)、tbc1结构域家族成员8(tbc1d8)、胸腺素β15a(tmsb15a)、uso1囊泡运输因子(uso1)、以及含有锌指和btb结构域的16(zbtb16)。

6、在某些实施方案中，所述受试者具有雌激素受体阳性的(er+)乳腺癌、人表皮生长因子受体2阴性的(her2-)乳腺癌、i-ii期乳腺癌或淋巴结阴性的乳腺癌，和/或是绝经后的。

7、在其它实施方案中，从受试者得到的生物样品是乳房活组织检查或肿瘤样品。在其它实施方案中，生物样品是含有乳腺癌细胞的受试者的体液或组织。在某些实施方案中，将包含来自选自表2的基因的序列或其互补序列的核酸(例如，rna转录物)从生物样品进一步分离，和/或纯化，和/或在分析前扩增。

8、在其它实施方案中，通过原位杂交、基于pcr的方法、基于阵列的方法、免疫组织化学方法、rna测定方法或免疫测定方法，确定生物标志物的表达水平。在其它实施方案中，使用一种或多种试剂确定基因表达水平。在某些实施方案中，所述一种或多种试剂是核酸探针、核酸引物和/或抗体。在其它实施方案中，确定生物标志物的表达水平包括测量核酸(例如，rna转录物)的水平。

9、在某些实施方案中，至少一个基因的表达水平与对照相比降低。在其它实施方案中，至少一个基因的表达水平与对照相比增加。

10、在某些实施方案中，在用辅助放射疗法治疗受试者之前执行本文所述的方法。在某些实施方案中，在用乳房切除术、辐射强化或辅助性全身疗法治疗受试者之前执行本文所述的方法。

11、在其它实施方案中，所述方法进一步包括：计算所述受试者的风险评分，其中如果基于所述风险评分和生物样品中选自表2的基因的表达水平，所述受试者被鉴定为处于低癌症复发风险且可能受益于辅助放射疗法，则将辅助放射疗法施用给受试者，和如果基于所述风险评分和生物样品中选自表2的基因的表达水平，所述受试者没有被鉴定为可能受益于辅助放射疗法，则给所述受试者推荐治疗强化。在某些实施方案中，所述癌症复发是局部的或局部区域的复发或远端复发(转移)。

12、使用例如t-检验、p-值、ks(kolmogorov smirnov)p-值、准确度、准确度p-值、阳性预测值(ppv)、阴性预测值(npv)、灵敏度、特异性、auc、auc p-值(auc.p值)、wilcoxon检验p-值、中位倍数差异(mfd)、kaplan meier曲线、生存auc(survauc)、kaplan meier p-值(kmp-值)、单变量分析比值比p-值(uvaorpval)、多变量分析比值比p-值(mvaorpval)、单变量分析风险比p-值(uvahrpval)和多变量分析风险比p-值(mvahrpval)，可以评价一种或多种生物标志物基因的表达水平的显著性。一种或多种靶标的表达水平的显著性可以是基于选自包括以下项的组的两个或更多个度量：auc、auc p-值(auc.p值)、wilcoxon检验p-值、中位倍数差异(mfd)、kaplan meier(km)曲线、生存auc(survauc)、单变量分析比值比p-值(uvaorpval)、多变量分析比值比p-值(mvaorpval)、kaplan meier p-值(km p-值)、单变量分析风险比p-值(uvahrpval)或多变量分析风险比p-值(mvahrpval)。

13、在另一个方面，本发明包括用于确定具有乳腺癌的受试者的预后和是否用放射疗法治疗所述受试者的探针集合，所述探针集合包含用于检测多个靶核酸的多个探针，其中所述多个靶核酸包含选自表2的基因的一个或多个基因序列或其互补序列。可以可检测地标记探针以便利检测。在某些实施方案中，预后包含癌症复发预后。在其它实施方案中，所述癌症复发是局部的或局部区域的复发或远端复发(转移)。

14、在另一个方面，本发明包括用于确定具有乳腺癌的受试者的预后和是否用放射疗法治疗所述受试者的系统，所述系统包括：a)本文描述的探针集合；和b)计算机模型或算法，其用于分析在来自具有乳腺癌的受试者的生物样品中与所述多个探针杂交的多个靶核酸的表达水平或表达谱，和基于所述表达水平或表达谱确定所述受试者是否处于低癌症复发风险和用放射疗法治疗。在某些实施方案中，所述癌症复发是局部的或局部区域的复发或远端复发(转移)。

15、在某些实施方案中，本发明包括用于确定具有乳腺癌的受试者的预后以及是否用辅助放射疗法治疗所述受试者的试剂盒，所述试剂盒包含用于测量选自表2的多个基因的表达水平的试剂。在其它实施方案中，所述试剂盒可以包括：用于测量多个基因的表达水平的一种或多种试剂(例如，杂交探针、pcr引物或微阵列)，其中所述多个基因包含选自表2的一个或多个基因；用于容纳供试验的生物样品的容器，所述生物样品包含从人受试者分离的乳腺癌细胞；和印刷的说明书，其关于使所述试剂与所述生物样品或所述生物样品的一部分反应以确定所述受试者是否处于乳腺癌的低癌症复发风险和可能受益于使用辅助放射疗法的治疗。在某些实施方案中，所述癌症复发是局部的或局部区域的复发或远端复发(转移)。在其它实施方案中，将所述试剂包装在分开的容器中。在其它实施方案中，所述试剂盒进一步包含一种或多种对照参考样品或用于测量基因表达的其它试剂(例如，用于执行pcr、rt-pcr、微阵列分析、rna印迹、免疫测定或免疫组织化学的试剂)。在其它实施方案中，所述试剂盒包含用于测量在表2中列出的多个基因的表达水平的试剂。在另一个实施方案中，所述试剂盒包含用于测量在表2中列出的所有基因的表达水平的试剂。在某些实施方案中，所述试剂盒包含如本文中所述的用于检测多个靶核酸的探针集合，其中所述多个靶核酸包含选自表2的基因的一个或多个基因序列、或其互补序列、或它们的任意组合。

16、在其它实施方案中，所述试剂盒进一步包含系统，其中所述系统包含：a)探针集合，其包含用于检测多个靶核酸的多个探针，其中所述多个靶核酸包含选自表2的基因的一个或多个基因序列、或其互补序列；和b)计算机模型或算法，其用于分析在来自具有乳腺癌的受试者的生物样品中与所述多个探针杂交的多个靶核酸的表达水平或表达谱，和基于所述表达水平或表达谱确定所述受试者是否处于低癌症复发风险和可能受益于使用辅助放射疗法的治疗。在某些实施方案中，所述癌症复发是局部的或局部区域的复发或远端复发(转移)。

17、考虑到本文公开内容，本领域技术人员会容易明白主题发明的这些和其它实施方案。

18、通过引用并入

19、在本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请都通过引用整体并入本文，其程度如同明确地且单独地指出每篇单独的出版物、专利或专利申请通过引用并入。