用于检测赖氨酰氧化酶样蛋白-2(loxl2)和乳癌的系统和方法
【专利说明】用于检测赖氨酰氧化酶样蛋白-2 (L0XL2)和乳癌的系统和 方法
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求2012年9月28日提交的美国临时申请No. 61/706, 944的优先权，该 申请的主题以引用方式全文并入本文。
【背景技术】
[0003] 在美国，乳癌受到了极大的健康关注，其代表了女性第二位主要的癌症死亡原因。 乳癌的致命性反应它们获得了侵入性和转移性的表现型（其为导致死亡率接近90% (与 哺乳动物癌症有关）的事件）。尽管对于被诊断为局部疾病的女性而言，5年存活率高达 98%，但是对于在诊断时表现出转移迹象的女性而言，存活率急剧下降至23%。目前，作为 转移的发展和起始的分子机制尚未完全了解，但是其确实为有效地检测患者的疾病进程的 手段。根据这些线索，乳癌细胞通常在患者中播散成小的乳房肿瘤（<4_)，并且早于其中 疾病发展成系统性的位点。相似地，播散的乳癌细胞通常获取休眠的表现型而逃脱临床检 测，而这种表现型的细胞仅在后期作为侵袭性复发的肿瘤（其对治疗初始肿瘤中使用的治 疗方案不产生应答）出现。
[0004] 乳癌并非为均质性疾病，反而是由至少5种遗传学不同的亚型组成的异质性疾 病，所述的亚型表现的完全不同：（i)组织病理学特征、等级和标志物；（ii)临床表现、预后 和结果；以及（iii)对化疗的应答。总而言之，这些挑战突出了研发新型诊断平台的需要， 其中所述的诊断平台能够在以其他方式貌似健康的女性中检测乳癌。
[0005] 在独特的乳癌亚型中，由于分类为三阴性乳癌（TNBC)的那些具有高度的侵袭性 和转移性行为，以及它们在表面缓解之后复发的倾向性，而是特别致命的。TNBC缺乏激素 受体（雌激素和孕酮）和ErbB2/HER2的表达。但是它们通常具有BRCAl-和p53-缺失 (defect)和/或缺陷。这种特别的表现型阻止了有效对抗TNBC的靶向化疗的发展，其也具 有获得对标准护理化疗试剂（例如亚德里亚霉素，顺铂和紫衫烷）的抗性的、加剧的倾向 性。此外，TNBC的诊断为排除者之一，而非包含者之一，这是因为该疾病的特异性生物标志 物不存在。最近，在临床环境中使用了用于乳癌的多种血清生物标志物。这种有限的列表 包含了癌症抗原（CA) :CA15-3，CA27. 29和癌胚抗原（CEA)，并且都缺乏必需的敏感性和特 异性。
[0006] 最近的发现将L0XL2的异常表达与乳癌的转移和疾病进程相关联，特别是在怀着 晚期和分化不良的TNBC的患者中（Peinado，H. ;PortUlo，F. ;Cano，A.SwitchingOn-OfT Snail:L0XL2VersusGSK3 ?CellCycle4,1749(2005) ；Peinado,H.etal. ,Lysyl Oxidase-Like2asaNewPoorPrognosisMarkerofSquamousCellCarcinomas. CancerResearch68, 4541(June15,2008,2008) ；Kagan,H.M. ；Li,W.Lysyloxidase:P roperties,specificity,andbiologicalrolesinsideandoutsideofthecell. JournalofCellularBiochemistry88,660 (2003)；andLucero,H.A. ；Kagan,H. M.Lysyloxidase:anoxidativeenzymeandeffectorofcellfunction.CellMol LifeSci63,2304(0ct，2006))。相似地，失调的L0XL2的表达在乳癌患者中预示了疾 病的复发和预后不良（Erler，J.T. ;Giaccia，A.J.Lysyloxidasemediateshypoxic controlofmetastasis.CancerRes66, 10238(NovI, 2006) ；Payne,S.L. ；Hendrix,M. J. ；Kirschmann,D.A.Paradoxicalrolesforlysyloxidasesincancer-aprospect. JCellBiochem101，1338(Aug15,2007) ;Nishioka，T. ;Eustace，A. ;West，C.Lysyl oxidase:frombasicsciencetofuturecancertreatment.CellStructFunct 37, 75 (2012) ；Taylor,M.A.Amin,J. ；Kirschmann,D.A. ；Schiemann,W.P.Lysyloxidase contributestomechanotransductionJ-mediatedregulationoftransforminggrowth factor-0signalingin乳癌cells.Neoplasia13, 406 (2011)andBarker，RE. ；Erler,J. E.ThepotentialforL0XL2asatargetforfuturecancertreatment.FutureOncol 7, 707(Jun，2011))。
[0007] 发明概述
[0008] 本文所述的实施方案涉及用于测定肌体样品中赖氨酰氧化酶样蛋白-2 (L0XL2) 水平和/或检测受试对象中的乳癌的检测系统。所述的检测系统包含：至少一种反应溶液， 其用于在与肌体样品中的L0XL2结合时生成H2O2;以及生物传感器，其用于测定生成的H2O2 的水平。在一些实施方案中，所述的至少一种反应溶液包含赖氨酸，其可以被L0XL2氧化脱 氨，从而生成a-氨基己二酸-6 -半醛（e-醛赖氨酸）和过氧化氢（H2O2)。
[0009] 在一些实施方案中，肌体样品可以包含选自血液、血浆、血清和尿中的体液。
[0010] 在其他的实施方案中，所述的生物传感器可以包含工作电极和反电极。工作电极 和反电极可以包含催化剂颗粒，其可以增加与H2O2的电化学氧化-还原反应的速率，并在比 不存在催化剂颗粒的情况下更低的氧化电位下检测H2O2。所述的催化剂可以包含纳米颗粒 金属催化剂，例如一元金属（M)，二元金属（M-X)，一元金属氧化物（MOy)，二元金属氧化物 (MOy-XOy)，金属-金属氧化物复合材料（M-MOy)或者它们的组合，其中y小于3,M和X独 立地选自Li,Na,Mg,Al,K,Ca,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Sr,Y,Zr,Nb,Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd ，In,Sn,Ba,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu,Ta,W,Os,Ir,Pt,Au和Pb。在一个 实施方案中，所述的催化剂颗粒可以包含氧化铱颗粒。
[0011] 此外，所述的检测系统还可以包含使用将电压电位施加至工作电极并测量工作电 极和反电极之间的电流的测量装置。
[0012] 其中实施方案涉及检测体液中L0XL2水平以及检测受试对象中的乳癌和增加的 乳癌风险的方法。所述的方法包含由受试对象获得肌体样品。肌体样品包含选自血液、血 浆、血清和尿中的体液。肌体样品与至少一种反应溶液结合，所述的反应溶液用于在与肌 体样品中的L0XL2结合时生成H2O2。在一些实施方案中，至少一种反应溶液包含赖氨酸，其 可以被L0XL2氧化脱氨，从而生成a-氨基己二酸-6 -半醛（e-醛赖氨酸）和过氧化氢 (H2O2)。使用生物传感器检测反应溶液中生成的H2O2的量。检测到H2O2的量比对照增加表 明肌体样品中L0XL2的量增加，并且表明受试对象患有乳癌或者乳癌风险增加。
[0013] 在一些实施方案中，所述的生物传感器可以包含工作电极和反电极。工作电极和 反电极可以包含催化剂颗粒，其可以增加与H2O2的电化学氧化-还原反应的速率，并在比 不存在催化剂颗粒的情况下更低的氧化电位下检测H2O2。所述的催化剂可以包含纳米颗粒 金属催化剂，例如一元金属（M)，二元金属（M-X)，一元金属氧化物（MOy)，二元金属氧化物 (MOy-XOy)，金属-金属氧化物复合材料（M-MOy)或者它们的组合，其中y小于3,M和X独 立地选自Li,Na,Mg,Al,K,Ca,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Sr,Y,Zr,Nb,Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd ，In,Sn,Ba,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu,Ta,W,Os,Ir,Pt,Au和Pb。在一个 实施方案中，所述的催化剂颗粒可以包含氧化铱颗粒。
[0014] 附图简述
[0015] 图1为根据应用的一个方面的生物传感器的示意图。
[0016] 图2为通过丝网印刷工艺制造的生物传感器阵列的顶视平面图。
[0017] 图3 (A-B)示出了根据应用的一个方面，显示使用L0XL2生物传感器的循环伏安 图，其中（A)为在不同的时间间隔下记录的醛赖氨酸原位生成过程中测量的CV曲线。 ⑶为由不同浓度的NH3 ?H2O得到的CV曲线。
[0018] 图4示出了根据应用的一个方面，显示L0XL2生物传感器的校准图。电流输出与 浓度覆盖