本发明属生物医学，具体涉及一种结直肠癌肝转移标记物模型及其在预后及免疫治疗响应预测的应用。
背景技术：
：：1、结直肠癌(crc)是全球第四大常见癌症，也是癌症死亡的第三大常见原因。肝转移的发生是其死亡的主要原因。在诊断的时候，大约15％～25％的患者有结直肠癌肝转移，另有20％～25％的患者在初次手术切除原发灶后会发生肝转移。尽管目前有系统化疗、靶向治疗和局部治疗手段，但结直肠癌患者的治疗选择仍然有限。在过去的十年里，免疫疗法已成为癌症治疗领域最有前途的疗法之一。其中，免疫检查点抑制剂(immune checkpointinhibitor，ici)在临床上取得了巨大的成功，靶向细胞毒性t淋巴细胞相关蛋白4(ctla-4)、程序性细胞死亡蛋白1(pd-1)和程序性死亡配体1(pd-l1)的抗体药物已被批准用于多种癌症。在结直肠癌中，两种不同的亚型之间存在巨大的预后差异：高度微卫星不稳定(microsatellite instability high，msi-h)的结直肠癌有很高的突变负荷，t细胞浸润程度高，对免疫检查点抑制剂的响应率约为50％，pd-1抑制剂已被批准作为msi-h转移性结直肠癌的后线治疗。然而，msi型结直肠癌仅占所有病例的10％～15％。微卫星稳定型(microsatellite stable，mss)结直肠癌约占全部结直肠癌的85％和转移性结直肠癌的95％，其免疫微环境特征以免疫豁免型和免疫荒漠型为主，t细胞浸润水平和肿瘤突变负荷低，对免疫检查点抑制剂基本没有响应。2、由于缺少带有生存信息的结直肠癌肝转移病人队列，现有结直肠癌分子分型和预后预测标记物均针对原发肿瘤。同时，由于缺乏对肝脏转移灶的肿瘤微环境的信息和理解，难以反映肿瘤微环境的异质性和转移情况，影响了对病人预后预测的准确性。由于肿瘤组织的高度异质性，到目前为止针对肿瘤细胞的诊断、治疗措施的疗效非常有限。传统的筛检方法，如腹腔镜和影像学方法，依赖于医生经验，难以保证准确性。基于高通量技术和公开数据库的肿瘤-淋巴结-转移的tnm分期特征单一，缺少肿瘤的生物学特征，对预测病人预后效果不佳。其他生物标记物如crc固有亚型(cirs)、免疫评分和免疫相关基因标记被提出用于改善预后预测和患者分层，但也都应用有限，难以成为结直肠癌肝转移患者早期筛选的有效方法。因此，迫切需要寻找新生物标志物，用于结直肠癌患者肝转移患者的预后及对免疫治疗的预测，识别和验证可以预测预后和指导治疗方案选择的新型生物标志物。技术实现思路1、本发明旨在至少解决上述问题之一，提供能够准确预测结直肠癌肝转移患者预后的结直肠癌预后标记物及其应用，预测方法简单准确，节约医疗成本，具有较高的临床应用价值。2、本发明第一方面的目的，在于提供一种标志物组合。3、本发明第二方面的目的，在于提供本发明第一方面的标志物组合或检测本发明第一方面的标志物组合的试剂在制备产品中的应用。4、本发明第三方面的目的，在于提供一种产品。5、本发明第四方面的目的，在于提供一种结直肠癌肝转移预后预测模型的构建方法。6、本发明第五方面的目的，在于提供一种检测系统。7、本发明第六方面的目的，在于提供一种计算机设备。8、本发明第七方面的目的，在于提供一种计算机可读存储介质。9、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：10、本发明的第一个方面，提供一种标志物组合，所述标志物组合包括atoh1、cxcl1、fabp4、inhbb、lgals4、megf6、nat1、scgb2a1和serpina1，和或，所述标志物组合包括cfhr4、cxcl11、f5、inhbb、lgals4、megf6、nat1、s100a2、serpine1、srpx和vegfa。11、atoh1：atonal bhlh transcription factor 1(atonal基本螺旋环转录因子1)。12、cxcl1：c-x-c motif chemokine ligand 1(c-x-c模体趋化因子配体1)。13、fabp4：fatty acid-binding protein 4(脂肪酸结合蛋白4)。14、inhbb：inhibin subunit beta b(抑制素亚单位βb)。15、lgals4：galectin 4(半乳糖凝集素4)。16、nat1：n-acetyltransferase 1(n-乙酰转移酶1)。17、scgb2a1：secretoglobin family 2a member 1(分泌球蛋白家族2a成员1)。18、serpina1：serpin family a member 1(血清蛋白酶抑制剂家族a成员1)。19、cfhr4：complement factor h-related protein 4(补体因子h相关蛋白4)。20、cxcl11：c-x-c motif chemokine ligand 11(c-x-c模体趋化因子配体11)。21、f5：coagulation factor v(凝血因子v)。22、megf6：multiple epidermal growth factor-like domains 6(多个表皮生长因子样结构域6)。23、s100a2：s100 calcium-binding protein a2(s100钙结合蛋白a2)。24、serpine1：serpin family e member 1(血清蛋白酶抑制剂家族e成员1)。25、srpx：sushi repeat-containing protein x-linked(寿司重复结构蛋白x连锁)。26、vegfa：vascular endothelial growth factor a(血管内皮生长因子a)。27、本发明提供的结直肠癌肝转移预后标志物组合，结合肝转移灶与原发灶之间的差异表达基因对结直肠癌肝转移的癌旁、原发灶和肝转移灶之间的基因表达和肿瘤免疫微环境组成进行了量化分析，识别了转移癌的基因表达和免疫微环境特征，建立了基于基因表达谱和肿瘤免疫微环境的结直肠癌肝转移预后预测模型和风险分组方法，并验证了该风险分组与免疫治疗响应的相关性。28、本发明的第二个方面，提供本发明第一方面的标志物组合或检测本发明第一方面的标志物组合的试剂在制备产品中的应用；所述产品的功能以下至少一种：29、(a)评价或预测结直肠癌肝转移风险；30、(b)预测结直肠癌患者无疾病生存；31、(c)预测结直肠癌患者总生存；32、(d)预测结直肠癌免疫治疗适用；33、(f)直肠癌患者预后判断。34、在本发明一些实施方式中，所述试剂包括检测本发明第一方面的标志物组合的含量或丰度的试剂。35、在本发明一些实施方式中，所述试剂包括在基因或蛋白水平检测本发明第一方面的标志物组合的试剂。36、在本发明一些实施方式中，所述试剂包括用于选自下组的一种或多种方法检测所述标志物组合的试剂：酶联免疫吸附试验、免疫荧光法、放射免疫测定法、免疫共沉淀法、免疫印迹法、高效液相色谱法、毛细管凝胶电泳法、近红外光谱法、质谱法、免疫化学发光法、胶体金免疫技术、荧光免疫层析技术、表面等离子共振技术、生物素-亲和素技术、16s测序、全基因组测序、定量聚合酶链式反应、pcr-焦磷酸测序、荧光原位杂交、微阵列、pcr-elisa。37、在本发明一些实施方式中，所述试剂包括引物、探针、反义寡核苷酸、适配体或抗体。38、在本发明一些实施方式中，所述产品包括试剂、试剂盒、试纸、系统和芯片中至少一种。39、在本发明一些实施方式中，所述产品的受试样品选自待测对象的体液、组织、细胞、分泌物中的至少一种。40、在本发明一些实施方式中，所述体液包含血液、淋巴液中的至少一种。41、在本发明一些实施方式中，所述组织包含癌组织。42、在本发明一些实施方式中，所述待测对象包含哺乳动物，例如人类、非人灵长类动物(例如猩猩、猿)、啮齿动物(例如大鼠、小鼠、豚鼠)、宠物(例如猫、狗)、家畜(例如马、牛、羊、猪、兔)。43、在本发明一些实施方式中，所述待测对象为人类。44、本发明的第三个方面，提供一种包括本发明第二方面的试剂的产品。45、在本发明一些实施方式中，所述产品包括试剂、试剂盒、试纸、系统和芯片中至少一种。46、在本发明一些实施方式中，所述产品的功能以下至少一种；47、(a)评价或预测结直肠癌肝转移风险；48、(b)预测结直肠癌患者无疾病生存；49、(c)预测结直肠癌患者总生存；50、(d)预测结直肠癌免疫治疗适用性；51、(f)直肠癌患者预后判断。52、在本发明一些实施方式中，(d)中所述免疫治疗包括免疫检查点阻断治疗。53、本发明的第四个方面，提供一种结直肠癌肝转移预后预测模型的构建方法，包括使用本发明第一方面的标志物组合进行模型构建。54、在本发明一些实施方式中，所述模型的构建的算法包括cox回归、km生存曲线分析、lasso回归、支持向量机、随机森林、递归分区树、xgboost决策树分类技术、神经网络、贝叶斯网络、隐马尔可夫模型中至少一种。55、本发明提供了两种结直肠癌肝转移的预后标志物组合，以总体生存(overallsurvival,os)和无疾病进展生存期(progression free interval,pfi)作为生存重点，构建了两个与肝转移相关的信号，分别命名为maos(metastasis associated overallsurvival signature)和maps(liver metastasis associated progression signature)，整体技术流程图如图1所示。通过基于分子数据的预测模型，能够更精细地评估结直肠癌肝转移患者的发展风险并针对其个体情况制定最佳的治疗方案。这种个体化治疗的实施不仅可以提高疗效和生存率，还能够减少不必要的治疗和副作用。同时，采用分子水平的预后预测方法还使得随访过程更加可靠和高效，为患者提供及时的干预和监测机会。56、本发明的第五个方面，提供一种检测系统，包括：57、a)检测模块：收集结直肠患者的样本，测定权利要求1所述的标志物组合中标志物的含量或丰度，并将各标志物的含量或丰度数据输出至分析模块；58、b)分析模块：计算待测者的风险评分l，以预测待测者的肝转移风险、无疾病生存、总生存、免疫治疗适用性、预后情况；59、c)输出模块：输出分析结果；60、所述风险评分l＝gene1×β1+gene2×β2+…+genen×βn，其中，genen是第n个基因的表达量(log2转换)，βn是第n个基因的lasso回归系数；61、判定的标准如下：若风险评分大于阈值，则待测者肝转移风险、无疾病生存、总生存、免疫治疗适用性、预后不良的概率高(即高风险)；若风险评分小于阈值，则待测者肝转移风险、无疾病生存、总生存、免疫治疗适用性、预后不良的概率低(即低风险)。62、在本发明一些实施方式中，所述阈值为-1.736或-0.837，其中，maos阈值为-1.736，maps阈值为-0.837。63、在本发明一些实施方式中，所述样本为癌组织。64、本发明的第六个方面，提供一种计算机设备，包括：65、至少一个处理单元；和66、至少一个存储器，所述存储器耦合至所述处理单元，并存储用于由所述处理单元执行的指令，所述指令当被执行时，所述设备能够实现预测结直肠患者的肝转移风险、无疾病生存、总生存、免疫治疗适用性、预后情况中的至少一种。67、在本发明一些实施方式中，所述预测包括如下步骤：68、1)根据收集和测定的所述患者样本的本发明第一方面所述的标志物组合中标志物的含量或丰度，计算患者的风险评分；所述风险评分计算公式如下：风险评分l＝gene1×β1+gene2×β2+…+genen×βn，其中，genen是第n个基因的表达量(log2转换)，βn是第n个基因的lasso回归系数；69、2)根据患者的风险评分预测患者的肝转移风险、无疾病生存、总生存、免疫治疗适用性、预后情况；70、判定的标准如下：若风险评分大于阈值，则待测者肝转移风险、无疾病生存、总生存、免疫治疗适用性、预后不良的概率高；若风险评分小于阈值，则待测者肝转移风险、无疾病生存、总生存、免疫治疗适用性、预后不良的概率低。71、本发明的第七个方面，提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，可实现如本发明第五方面的检测系统或本发明第六方面的计算机设备的功能。72、本发明的有益效果是：73、本发明首次使用结合自测结直肠癌肝转移表达谱测序和公共数据预后数据构建了结直肠癌肝转预后预测模型，筛选出了与细胞通讯和肝转移风险相关的基因，这些差异表达基因包括atoh1、cxcl1、fabp4、inhbb、lgals4、megf6、nat1、scgb2a1、serpina1、cfhr4、f5、s100a2、srpx、cxcl11和vegfa。进一步地，本发明基于上述与结直肠癌肝转移生存和肿瘤微环境细胞通讯密切相关的差异表达基因构建了两个预测结直肠癌肝转移预后风险的评估模型maos和maps。这两个模型在预测结直肠癌肝转移患者总生存率方面表现良好。因此上述基因可作为具有较高预测准确度的结直肠癌肝转移预后分子标记物。特别地，maos模型预测患者的风险与免疫治疗响应性显著相关，这为结直肠癌肝转移患者的预后预测和免疫治疗响应提供了一种有效的工具，有助于筛选高危群体，并为临床工作者制定个体化治疗方案提供新的思路。当前第1页12当前第1页12