(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210265237.7 (22)申请日 2022.03.17 (71)申请人 郑州源创吉因实业有限公司 地址 450000 河南省郑州市航空港区黄海 路与生物科技二街交叉口东北角郑州 临空生物医药园1 1号楼 申请人 徐茜 (72)发明人 徐茜　赵辉　郭玉刚　高萧芳　 孙宪凯　 (74)专利代理 机构 河南商盾云专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 41199 专利代理师 项珍珍 (51)Int.Cl. C12Q 1/6886(2018.01) C12N 15/11(2006.01)G16B 5/00(2019.01) G16B 25/10(2019.01) G16B 40/00(2019.01) (54)发明名称 基于PCD相关基因组合构建的模 型在制备预 测结肠腺癌预后产品中的应用 (57)摘要 本发明公开了基于PCD相关基因组合构建的 模型在制备预测结肠腺癌预后产品中的应用。 采 用结直肠癌中差异表达的14个PCD关键基因包括 (SPTBN2、 DNAJC2、 DRD4、 SH3GL3、 FOXS1、 GSTM1、 ISYNA1、 NOL3、 GPR27、 PPARGC1A、 RAB36、 SEZ6L2、 SERPINE1和TNNT1)作为检测靶标构建的预后模 型PCDSig， 该模型具有良好的1年、 2年、 3年临床 预后预测能力， 模型可较好的区分高风险人群和 低风险人群， 且高风险和低风险患者在免疫浸 润,免疫治疗的应答与药物靶点基因表达及化疗 药物敏感性方面存在差异， 可通过模 型筛选目标 获益人群， 有效的指导临床进行精 准及个性化治 疗， 避免过度治疗以及延误患者病情。 基于上述 模型开发了 预测患者1年、 3年、 5年生存概率的列 线图， 使模型可视化， 为临床医生判断COAD患者 的预后提供了条件。 权利要求书1页 说明书7页 附图7页 CN 114540499 A 2022.05.27 CN 114540499 A 1.基于PCD相关基因 组合构建的模型在制备 预测结肠腺癌预后产品中的应用。 2.根据权利要求1所述应用， 其特征在于， 所述PCD相关基因包括SPTB N2、 DNAJC2、 DRD4、 SH3GL3、 FOXS1、 GSTM1、 ISYNA1、 NOL3、 GPR27、 P PARGC1A、 RAB3 6、 SEZ6L2、 SERPI NE1和TNNT1。 3.根据权利要求1所述应用， 其特征在于， 所述应用是通过检测所述PCD关键基因的表 达水平， 从而预测结肠腺癌预后和指导临床应用。 4.根据权利要求3所述应用， 其特征在于， 所述检测采用的试剂包括特异性扩增PCD相 关基因的上下游引物或者特异性识别PCD关键基因的探针； 所述上下游引物如SEQUENCE   LISTING所示； 所述产品包括试剂盒和芯片。 5.一种预测结肠 腺癌预后的产品， 其特征在于， 包括检测离体结肠 腺癌组织样本 中PCD 相关基因： SPTBN2、 DNAJC2、 DRD4、 SH3GL3、 FOXS1、 GSTM1、 ISYNA1、 NOL3、 GPR27、 PPARGC1A、 RAB36、 SEZ6L2、 SERPI NE1和TNNT1表达水平的试剂。 6.根据权利要求5所述预测结肠腺癌预后的产品， 其特征在于， 采用所述产品检测PCD 相关基因的表达水平， 使用风险评分公式 进行风险评分， 其 中， n 为PCD相关基因的数量， β i为PCD关键基因的系数， exp  of mRNA为纳入风险评分系统的基因 表达水平； 所纳入组合 的14个PCD相关基因： SPTBN2、 DNAJC2、 DRD4、 SH3GL3、 FOXS1、 GSTM1、 ISYNA1、 NOL3、 GPR27、 PPARGC1A、 RAB36、 SEZ6L2、 SERPINE1和TNNT1； 预测结肠腺癌预后情况 时， 根据风险评分临界值(0.913)将患者分为高风险组和低风险组。 7.采用权利要求6所述的风险评分公式获得的预测结肠腺癌预后模型， 其特征在于， 该 预测结肠腺癌预后模型为： 风险评分＝(0.238 ×DRD4表达水平)+(0.034 ×TNNT1表达水平) +(0.019×SEZ6L2表达水平)+(0.020 ×ISYNA1表达水平)+(0.0125 ×DNAJC2表达水平)+ (0.078×SPTBN2表达 水平)+(2.43 7×SH3GL3表达水平)+(0.3 71×GPR27表达水平)+(0.004 ×SERPINE1表达水平)+(0.071 ×NOL3表达水平)+(0.257 ×FOXS1表达水平)+(0.089 × GSTM1表达水平)+( ‑0.244×RAB36表达水平)+( ‑0.208×PPARGC1A表达水平)； 当风险评分 大于0.913时， 患者 为高风险患者； 当风险评分小于 0.913时， 患者 为低风险患者。 8.根据权利要求7所述的预测结肠腺癌预后模型， 其特征在于， 利用癌症基因组图谱 (TCGA)数据库的COAD数据进 行肿瘤和正常配对样 本间的差异基因分析， 并筛选出差异基因 与程序性死亡相关基因交集作为候选基因集， 依据经过LASSO ‑COX回归分析并逐步优化后， 构建由SPTBN2、 DNAJC2、 DRD4、 SH3GL3、 FOXS1、 GSTM1、 ISYNA1、 NOL3、 GPR27、 PPARGC1A、 RAB36、 SEZ6L2、 SERPINE1和TNNT1， 选择具有统计学意义的基因构建生存相关的线性分析评估模 型， 计算各个样本的风险值并取中位数为截断值， 将样本分为高、 低风险组。 采用时间依赖 的ROC曲线评估模 型1、 3、 5年的生存期的预测能力， 同时分析高、 低组的生存曲线。 对TCGA数 据集依照风险值进行了 差异基因重分析以及通路富 集分析。 利用GEO数据库中GSE17536(n＝177)， GSE17537(n＝55)， GSE39582(n＝479)和 GSE29623(n＝65)数据集作为验证数据集， 验证该预后模型。 接着利用单因素富集分析评估 免疫细胞及功 能在风险值水平上存在的差异， 并预测了模型与免疫治疗间的影响。 利用该 模型并结合临床数据绘制列线图， 评估患者的预后生存率并制定个性 化治疗方案 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114540499 A 2基于PCD相关基因组合构建的模型在制备 预测结肠腺癌预后 产品中的应用 技术领域 [0001]本发明涉及生物医学技术领域， 特别是涉及基于PCD相关基因组合构建的模型在 制备预测结肠腺癌预后产品中的应用。 背景技术 [0002]结肠腺癌(COAD)， 是全球最常见的恶性肿瘤之一， 涉及多种免疫机制， 具有高度异 质性。 尽管最近在诊断和治疗策略方面取得了进展， 但结肠腺癌患者耐药性的提高限制 了 其治疗效果， 导 致结肠腺癌 患者的5年 生存率仍然很低。 [0003]细胞凋亡、 自噬、 细胞焦亡、 铁死亡和坏死性凋亡的程序性细胞死亡(PCD)通路的 异常与包括C OAD在内的各种癌症的发病机制有关， 理解其潜在的分子机制可以帮助制定个 性化的治疗方案。 众所周知， 免疫系统可以被激活以有利于肿瘤进展， 并且免疫治疗效果受 肿瘤微环境(TME)的影响。 TME免疫细胞中PCD机制的调节可以刺激肿瘤 进展和免疫逃逸； 尽 管多组学方法和 COAD新预后生物标志物的鉴定最近取得了进展然而， 但考虑到PCD途径相 互关联， 且新的PCD类型(如铁死亡和细胞焦亡)在肿瘤微环境中的作用及其对癌症免疫疗 法的影响仍然不清楚， 而结合免疫细胞浸润以及 免疫通路的研宄更是少之又少 。 目前还没 有PCD相关的差异表达基因(PCDDEG)预后模型用于系统评估COAD的预后。 因此程序性凋亡 基因对COAD预后的影响， 值得我们进一 步进行研宄。 发明内容 [0004]针对上述情况， 本发明之目的在于提供基于PCD相关基因构建的模型(PCDSig)在 制备预测结肠腺癌预后产品中的应用。 使用生物信息学分析并筛选出差异 程序性死亡相关 基因， 依据经过LASSO ‑COX回归分析并逐步优化构建了生存相关的线性分析评估模型 PCDSig， 并利用GEO数据库中数据集作为验证数据集， 验证该预后模 型。 采用时间依赖的ROC 曲线评估模 型1、 3、 5年的生存期的预测能力， 将患者进行高、 低风险分类， 分析高、 低组的生 存曲线； 预测了模型与免疫治疗的影响， 探宄每组患者对免疫治疗的应答与靶向药物基因 表达及药物敏感性的相关性， 评估每组患者免疫细胞及功能等在风险值水平上存在的差 异。 [0005]其解决的技 术方案是： [0006]基于PCD相关基因 组合构建的模型在制备 预测结肠腺癌预后产品中的应用。 [0007]进一步的， 所述PCD相关基因包括SPTBN2、 DNAJC2、 DRD4、 SH3GL3、 FOXS1、 GSTM1、 ISYNA1、 NOL3、 GPR27、 P PARGC1A、 RAB3 6、 SEZ6L2、 SERPI NE1和TNNT1。 [0008]进一步的， 所述应用是通过检测所述PCD关键基因的表达水平， 从而预测结肠腺癌 预后和指导临床应用。 [0009]进一步的， 所述检测采用的试剂包括特异性扩增PCD相关基因的上下