[发明专利]转移性疾病中循环肿瘤细胞的单细胞基因组图谱分析以表征疾病异质性

说明书

本披露提供了一种检测癌症患者中疾病的异质性的方法，该方法包括(a)进行直接分析，其包括针对获自该患者的血液样本中的有核细胞的免疫荧光染色和形态表征以确认和计数循环肿瘤细胞(CTC)；(b)从该样本中分离该CTC；(c)单独表征基因组参数以生成该CTC中每一种的基因组图谱，以及(d)基于该图谱确定该癌症患者中疾病的异质性。在一些实施方式中，该癌症是前列腺癌。在一些实施方式中，该前列腺癌是激素难治性的。

本申请要求2016年6月2日提交的美国临时申请号62/344,703以及2016年1月6日提交的美国临时申请号62/275,659的权益，所述申请其各自的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明一般涉及癌症诊断领域，并且更具体地涉及用于循环肿瘤细胞(CTC)的单细胞基因组图谱分析以表征疾病异质性的方法。

背景技术

在连续的癌症疗法之后，出现多个癌细胞亚群，每个亚群具有可能赋予耐药性或易感性的不同遗传畸变。组织活检可能无法检测到这些亚群，但血液的液体活检可以帮助识别这些重要的肿瘤细胞，并表征患者的肿瘤如何随着时间的推移已演变。单细胞基因组图谱分析是一项用于研究癌症的进化和多样性以及了解罕见细胞在肿瘤进展中的作用的强大新工具。克隆多样性注定将在侵袭、转移和抵抗疗法的进化中发挥重要作用。

在美国(US)，前列腺癌是最常诊断的实体器官恶性肿瘤，并且仍然是美国男性中癌症死亡的第二主因。仅在2014年，预计的前列腺癌发病率为233,000例，其中29,480位男性死亡，这使得转移性前列腺癌疗法确实成为未满足的医疗需求。Siegel等人,2014.CACancer J Clin.2014；64(1):9–29。来自欧洲的流行病学研究显示可比数据，其中2012年估计发病率为416 700例新病例，占男性癌症诊断的22.8％。总共预计有92 200例特定的前列腺癌死亡，使其成为男性最有可能2862致死的三种癌症之一，其中死亡率为9.5％。

尽管使用化学或手术去势对前列腺癌的荷尔蒙疗法已经证明是成功的，但大多数患者最终还是会进展至转移并显示出对进一步激素操纵的抵抗性的疾病阶段。这被称为转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)。然而，尽管如此命名，还是有证据表明在mCRPC中可以持续存在雄激素受体(AR)介导的信号传导和基因表达，即使在面对去势的雄激素水平时也是如此。这可能部分归因于与雄激素合成的酶的上调，AR的过度表达或伴随着各种甾体配体的混杂识别的突变AR的出现。在20-30％的mCRPC中发现的雄激素受体(AR)-基因扩增的进展被认为是激素剥夺疗法的结果，并且是治疗失败的主要原因。对mCRPC患者的治疗仍然是一个重大的临床挑战。研究进一步阐明了PI3K-AKT-mTOR和雄激素受体(AR)信号轴(signaling axis)之间的直接联系，揭示了激素抵抗进展过程中这些途径之间的动态相互作用。PTEN是人前列腺癌中最常被删除/突变的肿瘤抑制基因之一。作为PI3K/AKT/mTOR途径的脂质磷酸酶和负调节因子，PTEN控制着许多细胞过程，包括存活、生长、增殖、代谢、迁移和细胞结构。PTEN缺失可以用作前列腺癌的诊断和预后生物标志物，以及预测患者对新兴的PI3K/AKT/mTOR抑制剂的响应。