(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010907407.8
(22)申请日 2020.09.02
(71)申请人 复旦大学附属中山医院
地址 200032 上海市徐汇区医学院路136号
(72)发明人 任宁 周晨浩 沈英皓 翁佳雷
陈万勇 孙嘉磊 周强 尹毅锐
(74)专利代理机构 上海申汇专利代理有限公司
31001
代理人 徐俊
(51)Int.Cl.
C12Q 1/6886(2018.01)
G16B 40/00(2019.01)
G16H 50/20(2018.01)
(54)发明名称
间的免疫基因预后模型
(57)摘要
本发明涉及一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸
润和术后生存时间的免疫基因预后模型，属于生
物医药技术领域。模型通过检测肝细胞癌患者特
定的22个免疫相关基因的表达水平，在临床实践
中可用于评估肿瘤内免疫细胞浸润程度，提高对
肝癌免疫反应的预测能力；可用于判断患者
术后总体生存风险，指导术后策略的制定，
相应的微阵列芯片试剂盒可实现检测的标准化
和便捷化。同时，本发明提供的免疫基因预后模
型可增加肝细胞癌TNM分期系统对术后3年和5年
总体生存时间的预测准确性以及临床净收益。本
发明作为客观、准确评估肝细胞癌肿瘤免疫状态
和预后不良风险的分子标志物，可实现肝细胞癌
免疫精准实施和预后准确预测。权利要求书2页 说明书7页 附图3页CN 112011616 A 2020.12.01
C N 112011616
A
1.一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型；其特征在于：预后模型的风险评分由22种免疫相关基因表达水平经相应系数权重后的总和计算获得，可预测肿瘤免疫细胞浸润程度及患者预后不良风险。
2.如权利要求1所述的一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型，其特征在于：所述22种免疫相关基因为VIPR1、IL20RA、RETN、STC2、PLAUR、NR0B1、PSMD14、GMFB、CAMP、GLP1R、ULBP2、GAL、HDGF、TNF、CCR7、CXCL5、CCR8、BMP6、C5、EPO、GHR和BRD8。
3.构建一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：收取一定数量的肝细胞癌肿瘤样本，提取肿瘤RNA进行纯化和测序；将患者资料随机分入训练集和验证集；
步骤2：通过单因素COX回归分析，在训练集中鉴定与预后显著相关的免疫相关基因，再通过LASSO回归分析，确定最终纳入预后模型的基因及风险评分计算公式，从而构建免疫基因预后模型；
步骤3：根据模型的计算公式计算训练集中每个样本的风险评分，基于样本风险评分的中位数将患者分为高风险组和低风险组，分析两组患者肿瘤免疫浸润状态和术后总体生存差异；在训练集中通过多因素COX比例风险回归分析和ROC曲线评估模型的预测性能；
步骤4：将上述基于免疫相关基因的预后模型在验证集中验证其预后价值；计算验证集中每个样本的风险评分，并根据训练集中的中位数分为高风险组和低风险组，比较两组患者术后总体生存时间有无显著差异。
4.如权利要求3所述的构建一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型的方法，其特征在于：所述步骤2中，通过单因素COX回归分析的包含1534个免疫相关基因的基因集是从Immunology Database and Analysis Portal网站( immport.v)下载。
5.如权利要求3所述的构建一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型的方法，
其特征在于：所述步骤3中每个样本的风险评分设为模型中免疫相关基因的mRNA表达水平经相应系数加权后的总和；肿瘤免疫浸润状态的评估是通过单样本基因集富集分析(ssGSEA)对训练集肝细胞癌患者肿瘤转录组数据进行分析获得的。
6.一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型在建立预测肝细胞癌3年和5年总生存时间概率的Nomogram模型中的应用。
7.如权利要求6所述的一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型在建立预测肝细胞癌3年和5年总生存时间概率的Nomogram模型中的应用，其特征在于：所述构建的免疫基因预后模型计算出的风险评分与年龄和肿瘤TNM分期作为Nomogram 模型的输入因素，输出肝细胞癌患者术后总体生存时间达到3年和5年的概率值；获得概率值的计算方法设为将三个输入因素对应的点值的总和在总点值轴上的位置垂直对应的概率轴上的值。
8.一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型在制备评估肝细胞癌患者预后不良风险的微阵列芯片试剂盒中的应用。
9.如权利要求8所述的一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预
后模型在制备评估肝细胞癌患者预后不良风险的微阵列芯片试剂盒中的应用，其特征在于：所述微阵
列芯片试剂盒可通过同时检测肿瘤组织RNA中22个相应免疫相关基因的表达水平，计算个体患者的风险评分，实现迅速便捷的预后风险评估。
预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后
模型
技术领域
[0001]本发明涉及一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型，属于生物医药技术领域。
背景技术
[0002]由于病毒感染和代谢紊乱导致相关的慢性肝病流行，肝细胞癌的全球发病率持续增加，达到每年2％-3％，在所有肿瘤中增长最快。根据我国国家癌症中心最新一期的全国癌症统计显示，肝癌发病率位列第4位，占肿瘤致死原因的第5位，每年约32.6万人死亡。早期患者治愈性后的频繁复发和晚期患者系统后的有限疗效导致肝细胞癌的预后不佳，5年生存率只有18％。但目前临床上缺少有效、可靠的生物标记物预先识别出预后不良的肝细胞癌患者以及时进行干预，改善根治术后患者的生存情况。甲胎蛋白水平、肿瘤大小、有无包膜以及已有的肿瘤分期系统虽然对评估患者预后具有
一定参考价值，但整体准确性较低，且不能反映分子水平的肿瘤特征。
[0003]免疫功能障碍是肝细胞癌发生发展过程中重要的生物特征之一，以免疫检查点阻断为代表的免疫是肝细胞癌系统中非常有前途的策略。但是，只有少部分肝细胞癌患者受益于现有的免疫疗法，表明不同患者对免疫疗法的反应差异性很大。因此，需要探索和建立肝细胞癌对当前免疫疗法反应的有效预测指标，以筛选出对有反应的患者，实现肝癌精准免疫，在提高免疫有效率和减少药物毒性暴露的同时，提高晚期患者的生存时间。有研究提出，基于肿瘤免疫细胞浸润的特征和质量对癌症患者进行分层是下一阶段预测对免疫疗法反应的关键一步。但目前临床上尚无客观、有效、简便的分子标志物可预测肝细胞癌肿瘤内免疫细胞浸润状态。
[0004]免疫相关基因是一系列参与各种免疫生物过程的基因，包括抗原加工呈递，T细胞和B细胞受体信号传导途径以及自然杀伤(NK)细胞毒性等。考虑到肝细胞癌是一种以慢性炎症和免疫失调为特征的恶性肿瘤，它的疾病进展和对免疫的反应很大程度上受免疫相关基因调节的生物过程的影响。越来越多的研究表明基于免疫相关基因构建的预后模型可准确评估癌症患者的生存风险，但在肝细胞癌中以免疫相关基因作为基础构建反映肿瘤内的免疫浸润程度和预测患者术后生存风险的预后模型仍有待开发和研究。
发明内容
[0005]本发明的目的是为解决如何通过经对肿瘤组织检测，反映肝细胞癌肿瘤免疫细胞浸润程度并预测患者术后总体生存风险的技术问题。本发明的首要目的是提供一种基于免疫相关基因的，经肿瘤组织检测可反映肝细胞癌肿瘤免疫细胞浸润程度并预测患者术后总体生存风险的预后模型及微阵列芯片试剂盒，可根据肿瘤免疫浸润程度预测患者对免疫的敏感性以指导免疫；并可及时筛查出预后不良的患者制定额外的干预措施，改善患者预后。
[0006]本发明第二个目的在于构建一个Nomogram预测模型以进一步充分利用上述免疫基因预后模型和现有的预后体系中患者年龄、肿瘤TNM分期的预后互补评估，以准确预测肝细胞癌患者术后3年和5年生存时间的可能性，增加现有预后预测体系的应用价值。[0007]为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型；预后模型的风险评分由22种免疫相关基因表达水平经相应系数权重后的总和计算获得，可预测肿瘤免疫细胞浸润程度及患者预后不良风险。
[0008]优选地，所述22种免疫相关基因为VIPR1、IL20RA、RETN、STC2、PLAUR、NR0B1、PSMD14、GMFB、CAMP、GLP1R、ULBP2、GAL、HDGF、TNF、CCR7、CXCL5、CCR8、BMP6、C5、EPO、GHR和BRD8。
[0009]本发明提供构建一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型的方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1：收取一定数量的肝细胞癌肿瘤样本，提取肿瘤RNA进行纯化和测序；将患者资料随机分入训练集和验证集；
[0011]步骤2：通过单因素COX回归分析，在训练集中鉴定与预后显著相关的免疫相关基因，再通过LASSO回归分析，确定最终纳入预后模型的基因及风险评分计算公式，从而构建免疫基因预后模型；
[0012]步骤3：根据模型的计算公式计算训练集中每个样本的风险评分，基于样本风险评分的中位数将患者分为高风险组和低风险组，分析两组患者肿瘤免疫浸润状态和术后总体生存差异；在训练集中通过多因素COX比例风险回归分析和ROC曲线评估模型的预测性能；[0013]步骤4：将上述基于免疫相关基因的预后模型在验证集中验证其预后价值；计算验证集中每个样本的的风险评分，并根据训练集中的中位数分为高风险组和低风险组，比较两组患者术后总体生存时间有无显著差异。
[0014]优选地，所述步骤2中，通过单因素COX回归分析的包含1534个免疫相关基因的基因集是从I m m u n o l o g y D a t a b a s e a n d A n a l y s i s P o r t a l网站(h t t p s:// immport.v)下载。
[0015]优选地，所述步骤3中每个样本的风险评分设为模型中免疫相关基因的mRNA表达水平经相应系数加权后的总和；肿瘤免疫浸润状态的评估是通过单样本基因集富集分析(ssGSEA)对训练集肝细胞癌患者肿瘤转录组数据进行分析获得的。
[0016]本发明的一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型在建立预测肝细胞癌3年和5年总生存时间概率的Nomogram模型中的应用。
[0017]优选地，所述构建的免疫基因预后模型计算出的风险评分与年龄和肿瘤TNM分期作为Nomogram模型的输入因素，获得输出肝细胞癌患者术后总体生存时间达到3年和5年的概率值；获得概率值的计算方法设为将三个输入因素对应的点值的总和在总点值轴上的位置垂直对应的概率轴上的值。
[0018]本发明还提供一种预测肝细胞癌肿瘤免疫浸润和术后生存时间的免疫基因预后模型在制备评估肝细胞癌患者预后不良风险的微阵列芯片试剂盒中的应用。
[0019]优选地，所述微阵列芯片试剂盒可通过同时检测肿瘤组织RNA中22个相应免疫相关基因的表达水平，计算个体患者的风险评分，实现迅速便捷的预后风险评估。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议