用于检测结直肠癌或结直肠腺瘤的生物标志物及其方法与流程

本公开总体上涉及结直肠异常的检测，具体而言，涉及用于检测结直肠癌或结直肠腺瘤的生物标志物及其方法。

背景技术：

1、结直肠癌(colorectal cancer,crc)通常是指从结肠或直肠(大肠的一部分)发展而来的癌症。crc已成为全球范围内日益严重的临床挑战，而早期诊断被认为是提高结直肠癌患者生存率的有效途径。结直肠腺瘤(cra)通常是指位于结直肠组织的良性肿瘤。cra可能进展为进展期结直肠腺瘤(advanced colorectal adenoma,acra)，其大小大于预设限制(例如，1厘米)，和/或呈现绒毛结构或高度异型增生。acra往往会导致crc。因此，acra或crc的诊断对于评估患者的结直肠健康非常重要。

2、临床上已采用多种方法诊断crc和/或acra，包括非侵入性方法和侵入性方法。例如，非侵入性方法包括粪便潜血试验(fobt)，使用肿瘤生物标志物，例如癌胚抗原(cea)等。又例如，侵入性方法包括使用结肠镜确定是否有可见的肿瘤病变或腺瘤性息肉、活检等。虽然侵入性方法仍然是crc/acra诊断的金标准，但它们往往会给患者带来不适、疼痛甚至组织损伤。因此，有时首选非侵入性方法。因此，需要找到新的生物标志物，以实现利用非侵入性的方法来检测crc或acra。

技术实现思路

1、根据本公开的一个方面，提供了一种用于检测受试者中的结直肠癌或进展期结直肠腺瘤(crc/acra)的系统。该系统可以包括至少一个包含一组指令的存储设备；至少一个处理器与至少一个存储设备通信。当执行该组指令时，该至少一个处理器被指示执行包括以下操作的操作：(a)从定量测量装置获得来自受试者的样本中的一组多种代谢物中一种或多种目标代谢物的量化丰度，其中多种代谢物包括表1的代谢物；(b)通过使用预测模型处理一种或多种目标代谢物中每一种的量化丰度来确定样本分数；(c)通过将样本分数与界限值进行比较来估计受试者是否患有crc/acra。

2、根据本公开的另一个方面，提供了一种用于检测受试者中结直肠癌crc的系统。该系统可以包括至少一个包含一组指令的存储设备；至少一个处理器与至少一个存储设备通信。当执行该组指令时，该至少一个处理器被指示执行包括以下操作的操作：(a)从定量测量装置获得来自受试者的样本中的一组多种代谢物中一种或多种目标代谢物的量化丰度，其中多种代谢物包括表1的代谢物；(b)通过使用预测模型处理一种或多种目标代谢物中每一种的量化丰度来确定样本分数；(c)通过将样本分数与界限值进行比较来估计受试者是否患有crc。

3、根据本公开的又一方面，提供了一种用于检测对象中的crc的系统。该系统可以包括至少一个包含一组指令的存储设备；至少一个处理器与至少一个存储设备通信。当执行该组指令时，该至少一个处理器被指示执行包括以下操作的操作：(a)从定量测量装置获得来自受试者的样本中的一组多种代谢物中一种或多种目标代谢物的量化丰度，其中多种代谢物包括表1的代谢物；(b)通过使用预测模型处理一种或多种目标代谢物中每一种的量化丰度来确定样本分数；(c)通过将样本分数与界限值进行比较来估计受试者是否患有crc。

4、根据本公开的又一方面，提供了一种用于检测对象中的早期crc的系统。该系统可以包括至少一个包含一组指令的存储设备；至少一个处理器与至少一个存储设备通信。当执行该组指令时，该至少一个处理器被指示执行包括以下操作的操作：(a)从定量测量装置获得来自受试者的样本中的一组多种代谢物中一种或多种目标代谢物的量化丰度，其中多种代谢物包括表1的代谢物；(b)通过使用预测模型处理一种或多种目标代谢物中每一种的量化丰度来确定样本分数；(c)通过将样本分数与界限值进行比较来估计受试者是否患有早期crc。

5、根据本公开的又一方面，提供了一种用于检测对象中的进展期crc的系统。该系统可以包括至少一个包含一组指令的存储设备；至少一个处理器与至少一个存储设备通信。当执行该组指令时，该至少一个处理器被指示执行包括以下操作的操作：(a)从定量测量装置获得来自受试者的样本中的一组多种代谢物中一种或多种目标代谢物的量化丰度，其中多种代谢物包括表1的代谢物；(b)通过使用预测模型处理一种或多种目标代谢物中每一种的量化丰度来确定样本分数；(c)通过将样本分数与界限值进行比较来估计受试者是否患有进展期crc。

6、根据本公开的又一方面，提供了一种用于检测受试者中的acra的系统。该系统可以包括至少一个包含一组指令的存储设备；至少一个处理器与至少一个存储设备通信。当执行该组指令时，该至少一个处理器被指示执行包括以下操作的操作：(a)从定量测量装置获得来自受试者的样本中的一组多种代谢物中一种或多种目标代谢物的量化丰度，其中多种代谢物包括表1的代谢物；(b)通过使用预测模型处理一种或多种目标代谢物中每一种的量化丰度来确定样本分数；(c)通过将样本分数与界限值进行比较来估计受试者是否患有acra。

7、根据本公开的又一方面，提供了检测受试者中的结直肠癌或进展期结直肠腺瘤(crc/acra)的方法。该方法可包括(a)从定量测量装置获得受试者样本中一组多种代谢物中一种或多种目标代谢物的量化丰度，其中多种代谢物包括表1的代谢物；(b)通过使用预测模型处理一种或多种目标代谢物中每一种的量化丰度来确定样本分数；(c)通过至少将样本分数与界限值进行比较来确定受试者是否患有crc/acra。在一些实施例中，该方法还可以包括治疗受试者。例如，该方法可以包括步骤(a)-(c)并且进一步包括步骤(d)：响应于确定受试者患有crc/acra，对受试者进行治疗，其中所述治疗包括结肠切除术、造口术、放射疗法、药物疗法或用于移除受试者中的acra或肿瘤的手术。

8、根据本公开的又一方面，提供了一种或多种目标代谢物在制备用于检测受试者的结直肠癌或进展期结直肠腺瘤(crc/acra)的试剂盒中的用途。一种或多种目标代谢物可包括表1中的至少一种、两种、三种、四种、五种、八种、十种、十五种、二十种、三十种或四十三种代谢物。

9、根据本公开的又一方面，提供了一种或多种目标代谢物在生成用于估计受试者是否患有crc/acra的训练机器学习模型中的用途。一种或多种目标代谢物包括表1中的至少一种、两种、三种、四种、五种、八种、十种、十五种、二十种或二十六种、三十种或四十三种代谢物。

10、提供了一种用于检测受试者的结直肠癌或进展期结直肠腺瘤(crc/acra)的试剂盒。该试剂盒可以包括一组多种代谢物中的一种或多种目标代谢物，其中多种代谢物包括表1的代谢物。

11、附加特征将部分地在随后的描述中阐述，并且部分地在审阅以下内容和附图后对本领域技术人员来说将变得显而易见，或者可以通过示例的生产或操作而获知附加特征。本公开的特征可以通过以下讨论的详细示例中阐述的方法、工具和组合的各个方面的实践或使用来实现和获得。

技术特征：

1.一种检测受试者结直肠癌或进展期结直肠腺瘤(crc/acra)的系统，包括：

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的至少两种、三种或四种代谢物。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的至少十种、十五种或二十种代谢物。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的所有代谢物。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多种代谢物还包括表b中的代谢物：

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的一种代谢物和所述表b中的一种代谢物。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的一种代谢物和所述表b中的两种代谢物。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的两种代谢物和所述表b中的一种代谢物。

9.如权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，所述多种代谢物还包括表c中的代谢物：

10.如权利要求1-9中任一项所述的系统，其特征在于，所述多种代谢物还包括表d中的代谢物：

11.如权利要求1-10中任一项所述的系统，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物中的每一种的量化丰度由所述定量测量装置使用相对量化方法或绝对量化方法来确定。

12.如权利要求1-11中任一项所述的系统，其特征在于，所述样本分数指示受试者患有crc/acra的概率。

13.如权利要求1-12中任一项所述的系统，其特征在于，所述预测模型是训练后的机器学习模型。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，通过使用多个训练数据集训练初步模型来获得所述训练后的机器学习模型，其中

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述标签是阴性标签或阳性标签，其中

16.如权利要求1-15中任一项所述的系统，其特征在于，所述crc是早期crc。

17.如权利要求1-15中任一项所述的系统，其特征在于，所述crc是进展期crc。

18.如权利要求1-17中任一项所述的系统，其特征在于，所述定量测量装置是液相色谱质谱仪。

19.一种用于检测受试者结直肠癌(crc)的系统，包括：

20.一种用于检测受试者早期结直肠癌(crc)的系统，包括：

21.一种检测受试者进展期结直肠癌(acrc)的系统，包括：

22.一种检测受试者进展期结直肠腺瘤(acra)的系统，包括：

23.一种检测受试者结直肠癌或进展期结直肠腺瘤(crc/acra)并治疗该受试者的方法，其特征在于，包括：

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的至少两种、三种或四种代谢物。

25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的至少十种、十五种或二十种代谢物。

26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的所有代谢物。

27.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述多种代谢物还包括表b中的代谢物；

28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的一种代谢物和所述表b中的一种代谢物。

29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的一种代谢物和所述表b中的两种代谢物。

30.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的两种代谢物和所述表b中的一种代谢物。

31.如权利要求23-30中任一项所述的方法，其特征在于，所述多种代谢物还包括表c中的代谢物，

32.如权利要求23-32中任一项所述的方法，其特征在于，所述多种代谢物还包括表d中的代谢物，

33.如权利要求23-30中任一项所述的方法，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物中的每一种的量化丰度由所述定量测量装置使用相对量化方法或绝对量化方法来确定。

34.如权利要求23-33中任一项所述的方法，其特征在于，所述样本分数指示所述受试者患有所述crc/acra的概率。

35.如权利要求23-34中任一项所述的方法，其特征在于，所述预测模型是训练后的机器学习模型。

36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，通过使用多个训练数据集训练初步模型来获得所述训练后的机器学习模型，其中

37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述标签是阴性标签或阳性标签，其中

38.如权利要求23-36中任一项所述的方法，其特征在于，所述crc是早期crc。

39.如权利要求23-36中任一项所述的方法，其特征在于，所述crc是进展期crc。

40.如权利要求23-39中任一项所述的方法，其特征在于，所述定量测量装置是液相色谱质谱仪。

41.如权利要求23-40中任一项所述的方法，其特征在于，所述样本是血清样本。

42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，所述受试者是人。

43.如权利要求23-42中任一项所述的方法，其特征在于，所述通过至少将样本分数与界限值进行比较来确定受试者是否患有所述crc/acra还包括：

44.一种或多种目标代谢物在制备用于检测受试者结直肠癌或进展期结直肠腺瘤(crc/acra)的试剂盒中的用途，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括表a中的至少一种、两种、三种、四种、五种、八种、十种、十五种、二十种、三十种或四十三种代谢物。

45.如权利要求44所述的用途，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括所述表a中的至少一种代谢物和所述表b中的至少一种代谢物。

46.一种或多种目标代谢物在生成用于估计受试者是否患有crc/acra的训练机器学习模型中的用途，其特征在于，所述一种或多种目标代谢物包括表a中的至少一种、两种、三种、四种、五种、八种、十种、十五种、二十种、二十六种、三十种或四十三种代谢物。

47.一种用于检测受试者结直肠癌或进展期结直肠腺瘤(crc/acra)的试剂盒，其包含一组多种代谢物中的一种或多种目标代谢物，其特征在于，所述多种代谢物包括表a的代谢物。

48.如权利要求47所述的试剂盒，其特征在于，所述多种代谢物还包括表b中的代谢物，

49.如权利要求47或权利要求48所述的试剂盒，其特征在于，所述多种代谢物还包括表c中的代谢物，

50.如权利要求47-49中任一项所述的试剂盒，其特征在于，所述多种代谢物还包括表d中的代谢物，

技术总结
本公开提供了一组可用于诊断结直肠癌或进展期结直肠腺瘤(CRC/ACRA)的诊断生物标志物。还提供了使用诊断生物标志物组检测CRC/ACRA的方法。例如，本公开提供的方法是一种非侵入性方法，可以利用血清样本来检测结直肠癌。此外，检测大肠癌的方法可检测不同阶段(例如癌前期、早期、中期、晚期)的大肠癌。还提供了用于检测CRC/ACRA的试剂盒。

技术研发人员：林凯,戴旭东,田宇,崔腾松
受保护的技术使用者：中精普康（北京）医药科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13