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乳腺癌分類(lèi)的相關(guān)材料和方法

文檔序號(hào):432011閱讀:546來(lái)源:國(guó)知局

專(zhuān)利名稱(chēng)::乳腺癌分類(lèi)的相關(guān)材料和方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及乳腺癌分類(lèi)的材料和方法。特別地但非排他性地,本發(fā)明涉及基于基因表達(dá)數(shù)據(jù)的乳腺癌分類(lèi)。這種分類(lèi)為患者預(yù)后(包括預(yù)測(cè)治療響應(yīng))、診斷和治療提供重要信息。
背景技術(shù)
:基因組范圍繪譜技術(shù)如DNA微列陣和SAGE日益增長(zhǎng)地被研究人員用來(lái)表征多種癌癥類(lèi)型的分子表型。在乳腺癌的研究中,一些小組包括發(fā)明人在內(nèi),以前已經(jīng)用基因表達(dá)數(shù)據(jù)來(lái)鑒定多種乳腺腫瘤"分子標(biāo)志物(molecularsignature),,并界定了臨床相關(guān)的腫瘤亞型(1-5)。盡管就該主題已經(jīng)報(bào)道了這些工作,但大多數(shù)先前的研究通常采用標(biāo)準(zhǔn)分析技術(shù)如等級(jí)聚類(lèi)(hierarchicalclustering,HC)和主成分分析(principalcomponentsanalysis,PCA)來(lái)界定腫瘤或基因的組。本發(fā)明人以前已經(jīng)證實(shí),乳腺癌中大部分固有基因表達(dá)的改變可被歸因于屬于不同的"分子亞型"的不同胂瘤(如ER+和ER-,和ERBB2+腫瘤)。盡管這些研究毫無(wú)疑問(wèn)是成功的,但許多這種標(biāo)準(zhǔn)算法同時(shí)也具有廣為人知的局限(6,7)。例如,傳統(tǒng)的HC算法通常根據(jù)基因在所有樣品(胂瘤)數(shù)據(jù)集中的總體表現(xiàn)來(lái)聚類(lèi)基因,實(shí)際上,某些基因可能僅在某些腫瘤亞型中被強(qiáng)烈地調(diào)控,而在其它腫瘤亞型中被弱化至極微小地調(diào)控(1)。另外,標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)通常不能界定多種分子標(biāo)志物之間的相關(guān)性,于是不能鑒定它們之間潛在的相互作用。由于這些局限,發(fā)明人認(rèn)為大量的新的生物學(xué)信息仍然深埋于這些大規(guī)模數(shù)據(jù)集中,如果被挖掘出來(lái),則可以加深我們對(duì)乳腺癌生物學(xué)的了解,致使診斷和治療方面得以改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容近年來(lái),Barkai和他的同事們描述了一種新的分析方法,標(biāo)志物分析法(signatureanalysis,SA)。該方法;敗具體地i殳計(jì)用于克月良傳統(tǒng)的聚類(lèi)問(wèn)題(6,7)。當(dāng)把此方法用于表達(dá)數(shù)據(jù)集時(shí),SA可鑒定出被稱(chēng)之為"轉(zhuǎn)錄模塊,,(transcriptionalmodules,TMs)的獨(dú)立單元,在特定的實(shí)驗(yàn)條件下,這些單元含有被緊密地共調(diào)控的基因的群(6)。大多數(shù)聚類(lèi)方法是同時(shí)優(yōu)化所有的聚類(lèi)來(lái)對(duì)基因進(jìn)行分組,與此相反,SA對(duì)基因的指定依賴(lài)于背景(context-dependent),并且在不同的TM之間可能存在基因的重疊。在預(yù)測(cè)基因功能和界定生物學(xué)相關(guān)性方面,SA和其變體已被證實(shí)優(yōu)于傳統(tǒng)的聚類(lèi)算法(6,7)。發(fā)明人首次將SA應(yīng)用于一組自制的(inhouse)乳腺癌表達(dá)譜。他們發(fā)現(xiàn),SA可把腫瘤和基因分類(lèi)為不同的模塊(module)(命名為"腫瘤模塊",TuM,來(lái)反映SA在腫瘤中的特定應(yīng)用),許多模塊與先前報(bào)導(dǎo)的乳腺腫瘤標(biāo)志物和分子亞型相一致。例如參見(jiàn)PCT/GB2004/004195,其被引入此處作為參考文獻(xiàn)。除了這種證實(shí)原理的結(jié)果,SA還產(chǎn)生了幾個(gè)令人吃驚的新發(fā)現(xiàn)。第一,SA成功地把以前同源的標(biāo)志物分解到獨(dú)立的模塊,提示前者可能實(shí)際上由多個(gè)相關(guān)但可能又獨(dú)立的生物程序組成。第二,SA在雌激素受體陽(yáng)性(ER+)腫瘤中揭示了新的有關(guān)凋亡的基因標(biāo)志物,它與低組織學(xué)分級(jí)明顯相關(guān)(P<0.001),但與ER狀態(tài)無(wú)關(guān)。在兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)集中進(jìn)一步證實(shí)了該標(biāo)志物與低組織學(xué)分級(jí)的相關(guān)性,證實(shí)了該標(biāo)志物的可靠性。第三,SA界定了腫瘤模塊之間的相關(guān)性,并意外發(fā)現(xiàn)ERBB2+腫瘤和免疫系統(tǒng)正向相關(guān),提示兩種組織類(lèi)型之間存在實(shí)質(zhì)性的串話(cross一talk)。這些結(jié)果顯示即使經(jīng)過(guò)在先前的實(shí)質(zhì)性分析后,仍會(huì)有大量的新的生物學(xué)信息被深埋于這些大規(guī)模的數(shù)據(jù)集中,這些信息可以通過(guò)使用適當(dāng)?shù)姆治黾夹g(shù)使之顯現(xiàn)。特別地,發(fā)明人首次采用SA表征乳腺腫瘤表達(dá)i普的數(shù)據(jù)集。除了再次發(fā)現(xiàn)許多以前描述過(guò)的乳腺癌中的基因表達(dá)標(biāo)志物外,SA還鑒定出一個(gè)新的基因表達(dá)標(biāo)志物(TuMl),該標(biāo)志物顯著地富含于與凋亡有關(guān)的基因中并獨(dú)立于ER狀態(tài)地與低組織學(xué)分級(jí)相關(guān)。因此,TuMl標(biāo)志物與以前報(bào)導(dǎo)的低組織學(xué)分級(jí)標(biāo)志物不同,所述的以前報(bào)導(dǎo)的低組織學(xué)分極標(biāo)志物傾向于包含與ER狀態(tài)有關(guān)的基因,如GATA3(4)。重要的是,發(fā)明人進(jìn)一步證實(shí)這個(gè)新的表達(dá)標(biāo)志物可作為乳腺癌激素治療響應(yīng)的預(yù)測(cè)性標(biāo)志物。另外,凋亡相關(guān)基因的過(guò)表達(dá)顯示這些胂瘤會(huì)對(duì)化療的敏感性增加。相應(yīng)地,整體上本發(fā)明提供了下述材料和方法,所述材料和方法用于使用標(biāo)志物分析法,尤其是迭代標(biāo)志物分析法(iterativesignatureanalysis,ISA)將乳腺腫瘤分類(lèi)為分子亞型和模塊;并且,本發(fā)明還提供了下述材料和方法,所述材料和方法用于基于SA和ISA分析所述腫瘤的表達(dá)鐠給出預(yù)后和/或治療方案。本發(fā)明進(jìn)一步提供了用于獲得差異表達(dá)的基因集的方法。本發(fā)明鑒定基因集,并提供乳腺腫瘤樣品中的這些基因的一部分或全部的表達(dá)水平在給出(assign)供樣患者的預(yù)后和/或治療方案(例如激素治療或化療)中的用途。第一方面,本發(fā)明提供了確定乳腺癌患者的預(yù)后的方法,該方法包括基于所述患者乳腺肺瘤中的基因集(此后稱(chēng)為"預(yù)后集")的表達(dá)水平為該患者給出預(yù)后,其中,所迷預(yù)后集包括示于表2的來(lái)自TuMl的多個(gè)基因。本發(fā)明進(jìn)一步提供了預(yù)后集在確定乳腺癌患者的預(yù)后和/治療中的用途。優(yōu)選地,本發(fā)明提供了表達(dá)鐠在確定乳腺腫瘤患者的預(yù)后和/或治療中的用途,該表達(dá)譜代表了腫瘤中預(yù)后集(theprognosticset)基因的表達(dá)水平。"預(yù)后,,就其最常規(guī)意義而言是可以定性和定量的。它可以用普通術(shù)語(yǔ)來(lái)表達(dá),如"好"或"差"的預(yù)后,和/或就臨床可能的結(jié)果而言,如無(wú)病生存期(DFS),在限定時(shí)期內(nèi)的生存可能性,和/或在限定時(shí)間內(nèi)的遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移可能性。定量測(cè)定預(yù)后一般來(lái)說(shuō)是可能的。此外,尤其是與醫(yī)學(xué)從業(yè)者或醫(yī)學(xué)從業(yè)者之間交流預(yù)后時(shí),可能用其它預(yù)后指才示來(lái)表達(dá),^口i若丁、漢指數(shù)評(píng)分(NottinghamPrognosticIndex(NPI)scale)。一般來(lái)說(shuō),可能會(huì)用傳統(tǒng)的治療方案治療預(yù)后良好的患者??赡軙?huì)用其它或更強(qiáng)的方案治療不良預(yù)后的腫瘤患者,一般不良預(yù)后的腫瘤患者在轉(zhuǎn)向更強(qiáng)的方案之前無(wú)需等到傳統(tǒng)治療失敗。而且,了解疾病可能的臨床進(jìn)程可以允許患者為將來(lái)做更現(xiàn)實(shí)的計(jì)劃,這也是癌癥治療中重要的社會(huì)性問(wèn)題。如上面提到的,發(fā)明人已經(jīng)確定TuMl表達(dá)標(biāo)志物預(yù)示患者將對(duì)激素和化療反應(yīng)良好。因此,前面提到的預(yù)后集可被用于預(yù)測(cè)治療響應(yīng),尤其是在激素治療(例如他莫昔芬或?qū)嶋H上任何可選的雌激素受體調(diào)節(jié)劑)或化療中。為避免疑問(wèn),術(shù)語(yǔ)"確定"并不意味著預(yù)后的絕對(duì)必然性。更貼切地說(shuō),腫瘤中預(yù)后集的表達(dá)水平通常顯示患者的可能預(yù)后。表達(dá)水平通常用數(shù)字來(lái)表示。因此表達(dá)語(yǔ)通常包括一組數(shù)字,每個(gè)數(shù)字代表了預(yù)后集中一個(gè)基因的表達(dá)水平。本發(fā)明的第一方面的方法可以包括以下的步驟提供代表腫瘤中預(yù)后集基因表達(dá)水平的表達(dá)鐠;和基于表達(dá)謙給出患者預(yù)后和/或治療方案。該提供步驟可以包括從預(yù)存的數(shù)據(jù)集中提取預(yù)后集基因的表達(dá)水平的信息,其中可能還包含其它表達(dá)水平(如代表腫瘤中其它基因的表達(dá)水平的數(shù)據(jù))?;蛘撸梢园▽?shí)驗(yàn)性測(cè)定的表達(dá)水平。該測(cè)定步驟可以包括以下的步驟(a)從患者獲得乳腺腫瘤樣品;(b)測(cè)量樣品中預(yù)后集基因的表達(dá)水平。檢測(cè)一個(gè)基因的表達(dá)水平,特別是它出現(xiàn)在表達(dá)謙中,可以以絕對(duì)定量方式,或相對(duì)于此樣品或整個(gè)樣品組中的某些其它因子的表達(dá)水平,舉例如下但不限于此,其它基因的表達(dá)水平,或一組基因(優(yōu)選預(yù)后集以外的基因,但也可為預(yù)后集中的基因)表達(dá)水平的平均值、中位值或模式。例如,基因的表達(dá)可以被測(cè)定或表示為樣品中的多個(gè)基因的平均表達(dá)水平的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)。優(yōu)選地,用陽(yáng)性或陰性來(lái)表示在表達(dá)譜中的表達(dá)水平,來(lái)顯示表達(dá)相對(duì)于平均值的增加或減少。在一個(gè)非推薦的實(shí)施例中,數(shù)值集形式的表達(dá)i普信息已被轉(zhuǎn)化為分級(jí)排列的預(yù)后集基因,其中基因按照表達(dá)水平的順序排列,然后各基因的分級(jí)順序被用作分析參數(shù)(替代基因的表達(dá)值)。優(yōu)選地,步驟(b)包含把所述獲自樣品的表達(dá)產(chǎn)物與多種能與表達(dá)產(chǎn)物結(jié)合的結(jié)合成員相接觸,所述的表達(dá)產(chǎn)物顯示預(yù)后集基因的表達(dá),其中這樣的結(jié)合可被測(cè)量。一般來(lái)說(shuō),結(jié)合成員不僅能夠檢測(cè)表達(dá)產(chǎn)物的存在,而且能夠檢測(cè)它的相對(duì)豐度(也就是可獲得的產(chǎn)物的量)??墒褂媚芘c預(yù)后集的基因表達(dá)產(chǎn)物(例如mRNA,相應(yīng)的cDNA或cRNA或表達(dá)的多肽)相結(jié)合的結(jié)合成員來(lái)確定。通過(guò)標(biāo)記該表達(dá)產(chǎn)物或該結(jié)合成員,可以鑒定該表達(dá)產(chǎn)物的相對(duì)量或比例并確定預(yù)后集的表達(dá)譜。結(jié)合成員可以是互補(bǔ)的核酸序列或特異性抗體。該給定預(yù)后的步驟可以通過(guò)比較待測(cè)樣品的表達(dá)譜和其它先前已獲得的鐠來(lái)實(shí)施,后者與已知預(yù)后的和/或以前已經(jīng)確定的具有特定預(yù)后特征的"標(biāo)準(zhǔn)"i瞽相關(guān)??蓮亩鄠€(gè)具有該預(yù)后的腫瘤的表達(dá)鐠生成特定預(yù)后的標(biāo)準(zhǔn)譜。一般由計(jì)算機(jī)來(lái)完成或由計(jì)算機(jī)輔助完成這種比較。優(yōu)選地,將表達(dá)鐠與不同的已知預(yù)后的已知語(yǔ)或標(biāo)準(zhǔn)譜(優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)譜)進(jìn)行比較。給出的患者預(yù)后是與待測(cè)表達(dá)譜最接近的已知譜或標(biāo)準(zhǔn)譜的預(yù)后。用于比較的標(biāo)準(zhǔn)譜也可以用于給出治療方案。優(yōu)選地,與被分類(lèi)為兩種不同預(yù)后(例如"好"和"壞",或高或低(更佳的分割點(diǎn)(cut-off)在3.8和4.6之間)的已知譜或標(biāo)準(zhǔn)譜(優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)譜)進(jìn)行比較。已知譜或標(biāo)準(zhǔn)傳產(chǎn)生于已知預(yù)后的樣品,預(yù)后可用任何方便的方法來(lái)確定-或者通過(guò)取材后患者的實(shí)際臨床結(jié)果(即治療響應(yīng)),或者通過(guò)其它預(yù)后技術(shù),例如組織病理學(xué)技術(shù),例如利用NPI評(píng)分來(lái)確定。已知語(yǔ)或標(biāo)準(zhǔn)鐠也可來(lái)源于經(jīng)歷特定治療方案(例如激素治療和/或化療)后的樣品,并且其臨床結(jié)果是已知的。更有利的是,使用基因表達(dá)譜來(lái)給出預(yù)后和/或治療方案可以減少或者甚至可以消除給出腫瘤樣病預(yù)后臨床操作上的主觀性本質(zhì)。由于該方法需要在分子水平估測(cè)表達(dá)產(chǎn)物,優(yōu)選定量地估測(cè),因此這個(gè)方法提供了更加客觀,進(jìn)而可能更可靠的方法來(lái)給出預(yù)后。預(yù)后集可以將乳腺癌樣品分成離散的模塊,并且進(jìn)而減少或者甚至消除臨床指定預(yù)后中的主觀性分析。而且,可以指定預(yù)后的置信度,因此依據(jù)預(yù)后的"強(qiáng)度,,可以實(shí)現(xiàn)患者治療的知情選擇。預(yù)后集的表達(dá)i普在相似預(yù)后的獨(dú)立樣品之間可能稍微有所不同。不過(guò),發(fā)明人認(rèn)識(shí)到當(dāng)將構(gòu)成預(yù)后集的特定基因的表達(dá)鐠組合使用以提供腫瘤樣品中的表達(dá)(表達(dá)譜)模式,這種模式就是腫瘤預(yù)后的特征。本發(fā)明的預(yù)后集(TuMl(表2或表2a))是ER+肺瘤的一個(gè)亞群。TuMl表達(dá)標(biāo)志物看來(lái)是ER+低組織學(xué)分級(jí)腫瘤的特異性分子特征,其它與ER狀態(tài)無(wú)關(guān)。使用預(yù)后集從患者獲得的表達(dá)譜不僅為預(yù)后也為可能的治療方案提供了有價(jià)值的信息。治療可以是化療和/或激素治療,例如他莫昔芬或其它可選擇的雌激素受體調(diào)控劑。本發(fā)明的方法可以包括比較乳腺癌治療前后腫瘤樣品中預(yù)后集的表達(dá)水平,以檢測(cè)指示預(yù)后改善或預(yù)后惡化的表達(dá)語(yǔ)的變化。表達(dá)譜代表腫瘤中一組基因的表達(dá)水平。每個(gè)表達(dá)語(yǔ)的基因并不需要完全一致,但每個(gè)表達(dá)譜的基因間必須有充分的重疊,以便將表達(dá)語(yǔ)進(jìn)行比較和分組。出于檢測(cè)目的,可以用現(xiàn)有技術(shù)中的用標(biāo)準(zhǔn)操作對(duì)結(jié)合成員進(jìn)行標(biāo)記?;蛘?,可以在從待檢樣品中分離后標(biāo)記表達(dá)產(chǎn)物。檢測(cè)的優(yōu)選方式是熒光標(biāo)記,可用光度計(jì)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。其它檢測(cè)方法包括電信號(hào)。例如,Motorola(Pasadena,California)電子傳感器系統(tǒng)有2個(gè)探針,一個(gè)是自由漂浮的"捕獲探針",一個(gè)是附著在固定相表面(其作為電板表面而加倍)上的"信號(hào)探針,,。兩個(gè)探針都用作表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)合成員。當(dāng)結(jié)合發(fā)生時(shí),使得兩個(gè)探針互相緊緊密接近,結(jié)果導(dǎo)致可被檢測(cè)的電信號(hào)的產(chǎn)生。然而,近年來(lái)出現(xiàn)了許多更新的技術(shù)-利用"無(wú)標(biāo)記"技術(shù)來(lái)定量,例:i口Xagros(MountainView,California)戶斤生成的這些。引物和/或擴(kuò)增的核酸可以不帶任何標(biāo)記。通過(guò)測(cè)量?jī)蓷l引物結(jié)合在目的表達(dá)產(chǎn)物上隨后被聚合酶擴(kuò)增而引起的電阻改變來(lái)實(shí)現(xiàn)定量。如上迷討論的,結(jié)合成員可以是用于PCR的寡聚核苷酸引物(例如,mulU-plexedPCR),來(lái)特異地?cái)U(kuò)增遺傳標(biāo)識(shí)的表達(dá)產(chǎn)物成員。然后將產(chǎn)物在膠上進(jìn)行分析。不過(guò),優(yōu)選地,結(jié)合成員是固定于固相支持物上的單個(gè)核酸探針或抗體。之后表達(dá)產(chǎn)物可以從固相支持物中通過(guò),由此使它們與結(jié)合成員相接觸。固相支持物可以是玻璃表面,例如顯微玻片、珠子(lynx)或光纖。是珠子的情況下,每個(gè)結(jié)合成員可被固定于各個(gè)珠子上,然后與溶液中的表達(dá)產(chǎn)物相接觸?,F(xiàn)有技術(shù)中存在多種用于檢測(cè)特定基因集的表達(dá)語(yǔ)的方法,這些方法也可以用于本發(fā)明中,例如已知的基于珠子的技術(shù)(lynx)或分子條碼技術(shù)(Surromed)。在這些例子中,每個(gè)結(jié)合成員附著于珠子或"條碼"上,它們各自是可讀的,并且是自由浮動(dòng)的,很容易與表達(dá)產(chǎn)物相接觸。結(jié)合成員與表達(dá)產(chǎn)物(靶標(biāo))的結(jié)合在溶液中實(shí)現(xiàn),之后標(biāo)記的磁珠或條碼通過(guò)儀器(如流式細(xì)胞儀)并讀取信息。一個(gè)更為人知的鐠檢測(cè)表達(dá)的方法是采用Illumina(SanDiego,California)開(kāi)發(fā)的叫作光纖的裝置。在這個(gè)方法中,每個(gè)結(jié)合成員被附著于光纖電纜末端一個(gè)特異的"地址"上。結(jié)合成員與表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)合可以引起熒光的改變,這種改變可被光纖電纜另一端的裝置所讀取。在第二個(gè)方面,本發(fā)明為乳腺腫瘤樣品給出預(yù)后和/或治療方案提供了裝置,優(yōu)選微列陣。該裝置包含附著有(attached)多種結(jié)合成員的固相支持物,每個(gè)結(jié)合成員可以特異地結(jié)合預(yù)后集中的一個(gè)基因的表達(dá)產(chǎn)物。優(yōu)選地,附著于固相支持物上的結(jié)合成員可以特異地和獨(dú)立地與標(biāo)識(shí)在表2中的至少5個(gè)基因,更優(yōu)選地,至少I(mǎi)O個(gè)基因或至少15個(gè)基因,和最優(yōu)選的是,至少20個(gè)或30個(gè)基因的表達(dá)產(chǎn)物相結(jié)合。附著于固相支持物上的結(jié)合成員可以特異地與標(biāo)識(shí)在表2中的20到30個(gè)基因的表達(dá)產(chǎn)物相結(jié)合。在一個(gè)實(shí)施方案中,附著于固相支持物上的結(jié)合成員可以特異和獨(dú)立地與標(biāo)識(shí)在表2中的所有基因的表達(dá)產(chǎn)物相結(jié)合。支持物可以僅附著特異地和獨(dú)立地與標(biāo)識(shí)在表2中的基因或來(lái)自表2的預(yù)后集基因的表達(dá)產(chǎn)物相結(jié)合的結(jié)合成員。優(yōu)選地,結(jié)合成員是核酸序列,裝置為核酸微列陣。表2中列出了基因在Unigene數(shù)據(jù)庫(kù)中的Unigene索引號(hào)。每個(gè)基因的序列可從國(guó)立衛(wèi)生研究院(NationalInstituteofHealth,NIH)Unigene數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到(http://www,ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgidb=unigene)D表2a按重要順序列出了表2中的基因。因此,對(duì)本發(fā)明所有方面的內(nèi)容,優(yōu)選選自表2的基因集包含至少列在表2a中的前5個(gè)基因,更優(yōu)選列于表2a中的至少前6、7、8、10、12、15、17、20、25和30個(gè)基因。因此,在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,基因集包含至少10個(gè)選自表2的基因,其中這些基因中的至少5個(gè)是表2a所列基因的前5個(gè)。基因集中可以包含選自表2的至少15個(gè)、20個(gè)、25個(gè)或30個(gè)基因,這些基因中的至少5個(gè)、10個(gè)、15個(gè)、20或25個(gè)是列于表2a中的前5個(gè)、10個(gè)、15個(gè)、20個(gè)或25個(gè)。而且,Affymetrix(SantaClara,California)(www,affymetrix.com)為所有的基因提供了探針組的樣品,包括探針序列(即寡聚核苷酸序列形式的結(jié)合成員),當(dāng)將其用在固相支持物上時(shí),可檢測(cè)耙基因的表達(dá)。典型地,把高密度的核酸序列(通常是cDM或寡核苷酸)固定于非常小的固相支持物的離散區(qū)域或點(diǎn)陣上。固相支持物通常是底物包被的顯微玻片或?yàn)V膜(即"芯片")。核酸序列被安置(或打印)于包被的固相支持物上,這個(gè)過(guò)程通常由機(jī)器人體系完成,然后被固化或固定在支持物上。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,來(lái)源于樣品中的表達(dá)產(chǎn)物被標(biāo)記,典型地使用焚光標(biāo)記,然后與固化的核酸序列相接觸。雜交后,用檢測(cè)儀(如高分辨率激光掃描儀)檢測(cè)熒光標(biāo)記。另外一種方法,表達(dá)產(chǎn)物可以用非熒光標(biāo)記,如生物素。雜交后,微列陣可被與第一個(gè)非熒光標(biāo)記物(例如熒光標(biāo)記的鏈親和素,其結(jié)合生物素)結(jié)合的熒光染料"染色"。不過(guò),如前面的討論的表達(dá)產(chǎn)物也可以無(wú)標(biāo)記。指示基因表達(dá)模式(表達(dá)模式或表達(dá)譜)的結(jié)合譜是由數(shù)字圖像軟件通過(guò)分析各離散點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)獲得的。為了進(jìn)行差異分析,可以將實(shí)驗(yàn)樣品的基因表達(dá)模式與標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)譜(即例如來(lái)源于已知好或差預(yù)后的組織樣品,或已知NPI值,或已知NPI評(píng)分范圍的組織樣品的表達(dá)譜)進(jìn)行比較。標(biāo)準(zhǔn)譜可以來(lái)源于一個(gè)或多個(gè)先前已被判斷為例如"差"或"好"的特定預(yù)后特征的表達(dá)鐠,和/或特定NPI范圍如高和/或低NPI特征的表達(dá)諳,和/或一個(gè)或多個(gè)NPI值或一個(gè)或多個(gè)值范圍的特征的表達(dá)譜。標(biāo)準(zhǔn)謙可以來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)以前已被判斷為具有特定NPI值或NPI范圍(或?qū)︻A(yù)后評(píng)分的其它定義值)特征的表達(dá)i普。該標(biāo)準(zhǔn)可以包括正常樣品的表達(dá)語(yǔ)特征。這些這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)鐠可以被可讀取地作為數(shù)據(jù)庫(kù)的一部分保存在數(shù)據(jù)栽體上。大多數(shù)微列陣?yán)靡粋€(gè)或兩個(gè)熒光團(tuán)。對(duì)于雙色列陣而言,最常用的熒光團(tuán)是Cy3(綠光通道激發(fā))和Cy5(紅光通道激發(fā))。微列陣圖像分析的目的就是從每個(gè)表達(dá)產(chǎn)物中提取雜交信號(hào)。對(duì)于單色列陣而言,信號(hào)是測(cè)定的給出靶標(biāo)(尤其是與單個(gè)樣品雜交的列陣)的絕對(duì)強(qiáng)度。對(duì)于雙色列陣而言,信號(hào)是測(cè)定的不同熒光標(biāo)記的兩個(gè)表達(dá)產(chǎn)物的比例(例如,樣品和對(duì)照(對(duì)照是已知的"參照"))。本發(fā)明中的裝置優(yōu)選包括多個(gè)離散點(diǎn),每個(gè)點(diǎn)含有一個(gè)或多個(gè)寡核苷酸,并且每個(gè)點(diǎn)代表了用于與選自表2的基因的表達(dá)產(chǎn)物的不同的結(jié)合成員。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,微列陣包含用于表2提供的每個(gè)基因的點(diǎn)。每個(gè)點(diǎn)將包含多個(gè)同樣的寡核苷酸,每個(gè)該寡核苷酸可與表2中提供的一個(gè)基因表達(dá)產(chǎn)物如mRNA或cDNA相結(jié)合。優(yōu)選地,每個(gè)基因由多個(gè)不同的寡核苷酸來(lái)代表。本發(fā)明的笫三方面,提供了用于為乳腺癌患者給出預(yù)后和/或治療方案的試劑盒。所述試劑盒包含可以與預(yù)后集的基因表達(dá)產(chǎn)物特異性地結(jié)合的多個(gè)結(jié)合成員及檢測(cè)試劑。該試劑盒可以包括數(shù)據(jù)分析工具,優(yōu)選地以計(jì)算機(jī)程序的形式。該數(shù)據(jù)分析工具優(yōu)選包含適合用于區(qū)分不同預(yù)后的腫瘤的表達(dá)鐠的算法。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,該試劑盒包括本發(fā)明的第二方面的裝置。優(yōu)選地,在該試劑盒中的一個(gè)或多個(gè)結(jié)合成員(抗體結(jié)合結(jié)構(gòu)域或核酸序列,如寡核苷酸)固定于一個(gè)或多個(gè)固相支持物上,例如用于微列陣或光纖分析的單個(gè)支持物,或如磁珠這樣的多個(gè)支持物。檢測(cè)工具優(yōu)選用于對(duì)待檢樣品的表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行標(biāo)記的標(biāo)記(放射活性或染料,如熒光)。該試劑盒也可以包含用于檢測(cè)和分析待檢樣品表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)合鐠的試劑?;蛘撸Y(jié)合成員可以是能與標(biāo)識(shí)在表2中的基因的表達(dá)產(chǎn)物相結(jié)合的核苷酸引物,因此可以用PCR的方法擴(kuò)增它們。引物可進(jìn)一步包含檢測(cè)工具,也就是標(biāo)記其可被用鑒定擴(kuò)增的序列及它們相對(duì)于其它擴(kuò)增序列的豐度。乳腺癌樣品可獲自切除的乳腺組織活檢或細(xì)針穿刺抽取。在第四個(gè)方面,本發(fā)明提供了制作乳腺腫瘤樣品的核酸表達(dá)鐠的方法,包括以下步驟(a)從所述乳腺腫瘤樣品分離表達(dá)產(chǎn)物;(b)鑒定預(yù)后集基因的表達(dá)水平;和(c)從所述乳腺腫瘤樣品的表達(dá)水平制作表達(dá)鐠。該表達(dá)鐠可被加入基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)庫(kù)。該方法可以進(jìn)一步包括與第二表達(dá)譜(或多個(gè)第二表達(dá)譜)進(jìn)行比較的步驟。第二表達(dá)譜可以使用基本上相同的預(yù)后集從第二乳腺腫瘤樣品制作而成,其中第二樣品的預(yù)后是已被給出或確定的。第二表達(dá)語(yǔ)可以是特定預(yù)后特征的標(biāo)準(zhǔn)鐠,如"好"預(yù)后或"差"預(yù)后,或高NPI或低NPI,或至少一個(gè)特定的NPI值或至少一個(gè)范圍NPI值的預(yù)后?;蛘?,標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)可以指示特定的治療方案。優(yōu)選預(yù)后是以預(yù)后測(cè)定的形式的,優(yōu)選是按臨床上接受的預(yù)后分類(lèi)體系如NPI。預(yù)后可從基因表達(dá)數(shù)據(jù)來(lái)再一次預(yù)測(cè),所述基因表達(dá)數(shù)據(jù)來(lái)源于臨床技術(shù)如組織病理技術(shù),或基于笫二表達(dá)謙供樣患者的疾病結(jié)果來(lái)回顧性的給出預(yù)后。利用預(yù)后集的知識(shí),可以設(shè)計(jì)出許多確定特定待檢樣品中的基因表達(dá)模式或譜的方法。例如,使用標(biāo)準(zhǔn)分子生物學(xué)技術(shù)可以從樣品分離表達(dá)的核酸(RNA、raRM)。對(duì)應(yīng)于表2所給出的遺傳標(biāo)識(shí)的基因成員的表達(dá)的核酸序列可被使用特異于該表達(dá)序列的核苷酸引物在PCR中擴(kuò)增。如果分離的表達(dá)的核酸是mRNA,則可使用標(biāo)準(zhǔn)方法將其轉(zhuǎn)化成cDNA以進(jìn)^f亍PCR反應(yīng)。引物可以很方便地向擴(kuò)增的核酸中引入標(biāo)記。由此其可被鑒定。理想情況下,標(biāo)記可以指示擴(kuò)增事件后該核酸序列存在的相對(duì)量或比例,借此可以反映在初始檢測(cè)樣品中存在的相對(duì)量或比例。例如,如果標(biāo)記是熒光團(tuán)或有放射活性,信號(hào)的強(qiáng)度可以指示表達(dá)的序列的相對(duì)含量/比例甚至絕對(duì)量。每個(gè)遺傳標(biāo)識(shí)的表達(dá)產(chǎn)物的相對(duì)量或比例將建立待測(cè)樣品的特定表達(dá)譜。檢測(cè)表達(dá)水平的基因數(shù)目越多,表達(dá)諳分類(lèi)越可靠。已知的微列陣和芯片技術(shù)允許利用大量的結(jié)合成員。因此,更優(yōu)選的方法是代表表2全部基因的結(jié)合成員。然而,本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以省略這些基因中的一部分,不過(guò)仍以可靠而且統(tǒng)計(jì)學(xué)上精確的方式來(lái)實(shí)施該方法。在本發(fā)明的任何一方面的預(yù)后集包含所有或幾乎大部分表2中的基因或由所有或幾乎大部分表2中的基因構(gòu)成。在本發(fā)明的不同方面之間,預(yù)后集基因在內(nèi)容和數(shù)量上可以有所不同。預(yù)后集可以包括至少5個(gè)、10個(gè)、20個(gè)、30個(gè)或全部表2中的基因。預(yù)后集的提供可使診斷工具(diagnostictool)(如核酸微列陣)按需定制,并用于腫瘤的預(yù)測(cè)、診斷和分型(subtype)。而且,這樣的診斷工具可以與程序化的計(jì)算機(jī)結(jié)合使用來(lái)確定用診斷工具(如微列陣)獲得的表達(dá)譜,并進(jìn)行比較。如前面所談?wù)摰?,與"標(biāo)準(zhǔn)"表達(dá)譜或已知預(yù)后的表達(dá)鐠數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較。在此過(guò)程中,計(jì)算機(jī)不僅可以為用戶提供用于診斷患者胂瘤存在或類(lèi)型的信息,同時(shí)還可以通過(guò)確定"標(biāo)準(zhǔn),,表達(dá)譜來(lái)進(jìn)一步獲得表達(dá)譜及更新它自身的數(shù)據(jù)庫(kù)。本發(fā)明首次使用特制的芯片(微列陣),它包含與預(yù)后集相對(duì)應(yīng)的探針。列陣的精確物理結(jié)構(gòu)可以不同,并且按從附著于2維固相基板上的寡核苷酸探針到自由浮動(dòng)(free-floating)的每個(gè)都帶有獨(dú)特標(biāo)記(例如"條碼")的探針排列。檢索已知預(yù)后的表達(dá)語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)可以采用直接或間接的方式。"直接"的方式是用患者的表達(dá)譜與數(shù)據(jù)庫(kù)中其它個(gè)體的表達(dá)傳相比較,來(lái)確定與哪個(gè)表達(dá)謙(因此與其預(yù)后和/或治療方案)給予最佳匹配?,F(xiàn)在以示例的方式同時(shí)參考下面的附圖對(duì)本專(zhuān)利的內(nèi)容和實(shí)施方案進(jìn)行闡述。更多方面的內(nèi)容和實(shí)施方案對(duì)本領(lǐng)域域的技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。本文中所有提到的文獻(xiàn)都引作參考文獻(xiàn)方案。圖1:乳腺癌的肺瘤模式A)通過(guò)ISA以不同的分辨率水平鑒定的腫瘤模塊(TuM)的模式樹(shù)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)(實(shí)心藍(lán)色方形)代表轉(zhuǎn)錄模塊,分支代表一定閾值范圍內(nèi)起源于同一根的TuM。B)腫瘤模塊內(nèi)基因表達(dá)模式的全局圖。每行代表一個(gè)基因且每列代表一個(gè)腫瘤。8個(gè)對(duì)角塊(diagonalblock)(由黃色格子分開(kāi))表示圖1A中的8個(gè)模塊(基因閾值為3.0)。8個(gè)模塊的圖例列于圖中。非對(duì)角塊顯示一個(gè)模塊中的基因如何在另一個(gè)模塊中發(fā)揮作用。紅色箭頭顯示在不同模塊之間共同出現(xiàn)的基因和腫瘤的示例。圖2:兩個(gè)獨(dú)立患者群體疾病結(jié)果的Kaplan-Meier分析。A)來(lái)自Stanford數(shù)據(jù)集的82個(gè)ER+患者的總體生存率。B)來(lái)自Rosetta數(shù)據(jù)集的71個(gè)ER十患者的無(wú)轉(zhuǎn)移生存率。綠線表示高表達(dá)TuMl基因的ER陽(yáng)性腫瘤患者,粉色線表示所有其它ER+的腫瘤患者。圖3:不同模塊的腫瘤標(biāo)志物間的關(guān)系。每行代表一個(gè)腫瘤,線的顏色根據(jù)指定給胂瘤的分?jǐn)?shù)變化(顏色條)。A)8個(gè)TuM間共調(diào)控的總體視圖。對(duì)角框是相應(yīng)腫瘤的模塊。對(duì)角框內(nèi)的線表示在其它模塊中共有該腫瘤。比較對(duì)角框和非對(duì)角框內(nèi)的線條的顏色揭示兩個(gè)模塊的相關(guān)程度。TuMl,TuM2和TuM3用藍(lán)色方形加亮。B)TuMl(低分級(jí))和TuM7(細(xì)胞增殖)間的相關(guān)性;和C)TuM4(免疫反應(yīng))和TuM8(ERBB2+)肺瘤的相關(guān)性。圖4:迭代標(biāo)志物算法(ISA)的流程圖圖5:TuM7和NPI-ES之間的重疊基因圖6:轉(zhuǎn)錄模塊的腫瘤分?jǐn)?shù)。通過(guò)腫瘤分?jǐn)?shù)分類(lèi)腫瘤。Y軸為腫瘤的分?jǐn)?shù),X軸為腫瘤指數(shù),其在不同模塊之間有所變化。圖7:不同乳腺癌數(shù)據(jù)集中的分級(jí)和ER狀態(tài)的分布。深色線為分級(jí);淺色線為ER狀態(tài)。Y軸表示分級(jí)(l-3)。ER陽(yáng)性指定為1,同時(shí)ER陰性為O,樣品分別按分級(jí)和ER狀態(tài)分類(lèi)。圖8:顯示了Stanford數(shù)據(jù)集(僅為ER陽(yáng)性的腫瘤)圖9:Rosetta數(shù)據(jù)集(僅為ER陽(yáng)性的腫瘤)圖10:基因集富集分析。按對(duì)照/處理過(guò)的細(xì)胞系的信噪比(S2N)排列基因。信噪比(分級(jí))越高,處理過(guò)的細(xì)胞系與對(duì)照相比表達(dá)值越低。圖11:基于TuMl基因表達(dá)鐠對(duì)不同的細(xì)胞系進(jìn)行層次聚類(lèi)。該分析中使用皮爾森相關(guān)值進(jìn)行平均連鎖層次聚類(lèi)。以黃色方形加亮MCF7中TuMl基因的表達(dá)。圖12:對(duì)以死亡風(fēng)險(xiǎn)因素(Uppsala和Stanford)或轉(zhuǎn)移(Ma)作為第一事件的多變分析-還可見(jiàn)表6。圖13A:MCF-7細(xì)胞中沉默RLN2基因用代表RLN2基因的3個(gè)不同區(qū)域的特異性siRM轉(zhuǎn)染MCF-7細(xì)胞,7U、時(shí)時(shí)分析RLN2的mRNA的量。在他莫昔芬響應(yīng)率檢測(cè)中組合使用有效的siRNA(C)和siRM(B)抑制(knockdown)RLN2的表達(dá)。圖13B:流式細(xì)胞分析沉默RLN2基因的MCF-7細(xì)胞對(duì)他莫昔芬處理的敏感性。用1^M他莫昔芬或等量的載體處理RLN2沉默的細(xì)胞和對(duì)照組的細(xì)胞48小時(shí),隨后撤消處理。72小時(shí)后,用流式細(xì)胞儀對(duì)Annexin-V染色陽(yáng)性的細(xì)胞打分,檢測(cè)他莫昔芬誘導(dǎo)的凋亡。材料和方法乳腺組織和臨床信息經(jīng)新加坡國(guó)家癌癥中心(NCC)組織儲(chǔ)藏處和倫理委員會(huì)的批準(zhǔn),共從NCC組織儲(chǔ)藏處獲得96個(gè)侵入性乳腺癌樣品。作鐠的樣品至少包含50%的腫瘤組織。對(duì)樣品收集、存檔和肺瘤組織學(xué)評(píng)價(jià),包括技術(shù)和參數(shù)的詳細(xì)描述以前已經(jīng)報(bào)道過(guò)(5)。樣品制備和微列陣雜交用Trizol試劑(Invitrogen,Carlsbad,CA)從纟且織提取RNA,并且按照廠商的說(shuō)明書(shū)使用U133A基因芯片加工以用于與Affymetrix基因芯片(AffymetrixInc.SantaClara,CA)雜交。數(shù)據(jù)加工用GeneDataRefiner(Genedata,Basel,瑞士)控制原始基因芯片掃描質(zhì)量,并將數(shù)據(jù)存入中央數(shù)據(jù)保存裝置。通過(guò)去掉所有樣品中都不表達(dá)的基因(即"A"calls)來(lái)完成預(yù)加工,把余下的基因(9116個(gè)探針)做log2轉(zhuǎn)化,并用樣品的中位平均數(shù)進(jìn)行歸一化。標(biāo)志物算法(SignatureAlgorithm,SA)和迭代標(biāo)志物算法(IterativeSignatureAlgorithm,ISA)文獻(xiàn)6中詳細(xì)地提供了SA方法,所述文獻(xiàn)引入此處作為參考。筒而言之,SA操作如下l)選擇一組"輸入基因,,輸入SA算法中;2)SA選擇出這樣的腫瘤,該腫瘤中"輸入基因"平均表達(dá)高于預(yù)設(shè)閾值;總體表達(dá)鐠進(jìn)行檢測(cè),以選出其它平均表達(dá)水平高于基因闊值的基因。SA的輸出是"腫瘤模塊"(TuM),包含在特定腫瘤組中表達(dá)水平高于特定基因閾值的基因集。發(fā)明人應(yīng)用了SA的擴(kuò)展,迭代標(biāo)志物算法(ISA),它利用大量的隨機(jī)基因集作為初始的輸入基因,隨后通過(guò)SA多輪迭代來(lái)精煉TuM(7)。由于輸入基因是隨機(jī)的,ISA并不需要先前的知識(shí),并因此形成了一種完全未監(jiān)控的分析方法?;谙惹暗膱?bào)道,選擇基因閾值3.G為最佳閾值進(jìn)行進(jìn)一步的深入分析(6)。每個(gè)TuM中的基因列表包含在"補(bǔ)充信息"中。腫瘤模塊間的相關(guān)性按(6)所述進(jìn)行計(jì)算。SA軟件可在http://barkai-serv.weizmann.ac.i1/GroupPage/software.htm獲得。TuM和臨床數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)用卡方檢驗(yàn)(Chi-squaretest)來(lái)計(jì)算每個(gè)TuM與下列臨床參數(shù)的關(guān)聯(lián)患者年齡,淋巴結(jié)(LN)狀態(tài),雌激素受體(ER)狀態(tài),黃體酮受體(PR)狀態(tài),肺瘤大小,組織學(xué)分級(jí)及淋巴血管侵襲(LVI)。還用超幾何概率密度函數(shù)分析法來(lái)證實(shí)每種相關(guān)的顯著性。技術(shù)人乳房組織獲自新加坡國(guó)家癌癥中心(NCC)組織儲(chǔ)藏庫(kù),在獲得NCC儲(chǔ)藏庫(kù)和倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)后。樣品在手術(shù)室手術(shù)切取后立即大體上分割,在液氮中快速凍存。樣品沒(méi)有經(jīng)過(guò)術(shù)前化療處理。為了腫瘤和腋前線淋巴結(jié)的組織學(xué)鑒定,使用福爾馬林固定的、石蠟包埋的腫瘤組織來(lái)確定腫瘤亞型(WHO分類(lèi))、組織學(xué)分級(jí)及淋巴血管侵襲。僅基于侵襲組分用肉眼評(píng)定腫瘤大小,并用顯微鏡證實(shí)。對(duì)于小腫瘤,在這種組織切片上測(cè)量大小。ER狀態(tài)用免疫組化測(cè)定,陽(yáng)性結(jié)果是MO%的腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)至少+2強(qiáng)度的核反應(yīng)性。對(duì)于ERBB2免疫組化,采用Dako分類(lèi)體系,O分和1+被認(rèn)為是陰性,2+和3+是陽(yáng)性。當(dāng)良性乳房上皮是免疫反應(yīng)的,則得出不明確結(jié)論。作語(yǔ)的樣品至少包含50%的腫瘤內(nèi)容。ISA工作方案迭代標(biāo)志物算法(ISA)是可被用作總體解析基因表達(dá)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)標(biāo)志物算法的擴(kuò)展。一般來(lái)說(shuō),ISA是一個(gè)自反饋體系,并如下應(yīng)用1)產(chǎn)生輸入種子的大(充足的)樣品;2)通過(guò)多迭代確定對(duì)應(yīng)于每個(gè)種子的強(qiáng)壯模塊(與SA相似)。圖4是ISA的圖示。ISA詳細(xì)的技術(shù)報(bào)告可在Bergmannetal.2003Mar;67(3Pt1):031902中找到。所用參數(shù)如下所示。每個(gè)參數(shù)的定義可在http://barkai-serv.weizmann.ac.i1/GroupPage/software.htm.找到。ISA的春數(shù)設(shè)定條件閾值基因閾值范圍最小重現(xiàn)最小無(wú)基因隨機(jī)大小i.a,412105,10:1:20分級(jí)和ER狀態(tài)的相關(guān)性為研究分級(jí)和ER狀態(tài)的關(guān)系,發(fā)明人檢測(cè)了4個(gè)乳腺癌數(shù)據(jù)集1)Standford數(shù)據(jù)集(參考文獻(xiàn)3);2)NCI數(shù)據(jù)集(參考文獻(xiàn)4);3)Rosetta數(shù)據(jù)集(參考文獻(xiàn)10);和4)他們的自制數(shù)據(jù)集。圖7顯示每個(gè)乳腺腫瘤的分級(jí)和ER狀態(tài)。ER陰性腫瘤是高分級(jí)的傾向是明顯的。細(xì)胞培養(yǎng)和他莫昔芬處理從美國(guó)典型培養(yǎng)物收集中心(AmericanTypeCultureCollectioncenter,Manassas,VA)獲得MCF-7乳腺癌細(xì)胞,細(xì)胞在Dulbecco氏改良Eagle培養(yǎng)基(DMEM)(Gibco,GrandIsland,NY)中培養(yǎng),所述培養(yǎng)基添加有10%胎牛血清(FBS),100U/mL青霉素,100U/mL鏈霉素和2mML-谷氨酰胺。在他莫昔芬處理前,細(xì)胞用PBS洗3次,并在加有5%葡聚糖炭脫色的FBS(HyCloneLaboratories,Pittsburgh,PA)的無(wú)酚紅DMEM中培養(yǎng)24小時(shí)。隨后細(xì)胞用IOjiM他莫昔芬(Sigma)處理細(xì)胞,在第48小時(shí)收獲。對(duì)照培養(yǎng)用相等體積的溶媒處理(0.1%乙醇)?;蚣患治鍪褂肎SEA來(lái)回答腫瘤模塊基因的表達(dá)是否可被他莫昔芬處理所影響。4個(gè)對(duì)照樣品和2個(gè)處理后(見(jiàn)材料和方法)樣品用于GSEA分析。3個(gè)模塊(TuM4,5和6)由于在MCF7細(xì)胞系中表達(dá)的基因數(shù)目不足(<10)而被濾掉。TuMl是唯一表現(xiàn)出與對(duì)照樣品顯著相關(guān)的模塊(即,在處理的MCF7細(xì)胞系中下調(diào);見(jiàn)表和圖10)。<table>complextableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>siRNA介導(dǎo)的RLN2抑制及他莫昔芬誘導(dǎo)的凋亡的分析MCF-7細(xì)胞(ATCC)在添加有10%胎牛血清(FBS)、100U/mL青霉素、100U/raL鏈霉素和2mML-谷氨酰胺的DMEM生長(zhǎng)培養(yǎng)基中培養(yǎng)。使用oligofectamine轉(zhuǎn)染試劑(Invitrogen,LifeTechnologies),向MCF-7細(xì)胞轉(zhuǎn)染20nMRLN2特異性siRM(Ambion)或?qū)φ誷iRNA。轉(zhuǎn)染細(xì)胞在加有5%DCC的DMEM中培養(yǎng)24小時(shí),并用l)iM他莫昔芬或溶媒處理。48小時(shí)后終止處理,并在加有5%DCC的DMEM中培養(yǎng)72小時(shí)。RLN2沉默和對(duì)照細(xì)胞用lnM他莫昔芬或等體積溶媒處理48小時(shí)候,并隨后通過(guò)將培養(yǎng)基更換為加有5%DCC的DMEM來(lái)撤消處理。72小時(shí)后用胰蛋白酶消化細(xì)胞,用Annexin-V-熒光素和碘化丙叮按廠商(Roche)推薦的方法染色,并用流式細(xì)胞儀(Beckman-Coulter)分析。Annexin-V陽(yáng)性的細(xì)胞群被記分,以表示凋亡細(xì)胞百分率。在第72小時(shí)從對(duì)照和RLN2沉默的MCF-7細(xì)胞中分離RNA。4吏用SuperscriptII逆轉(zhuǎn)錄酶通過(guò)oligo-T引發(fā)對(duì)等量的RNA進(jìn)4亍逆轉(zhuǎn)錄,并使用RLN2特異性寡核苷酸進(jìn)行RT-PCR來(lái)評(píng)價(jià)RLN2沉默的效率。(用于RT-PCR的引物RLN2-F:TGCCATCCTTCATCAACAAA,RLN2-R:CAACCAACATGGCAACATTT,肌動(dòng)蛋白-F:CGGGAAATCGTGCGTGACATTAAG,肌動(dòng)蛋白-R:TGATCTCCTTCTGCATCCTGTCGG)。結(jié)果鑒定和解析乳腺癌中的TuM發(fā)明人把ISA(基礎(chǔ)SA的擴(kuò)展)應(yīng)用到一組96個(gè)乳腺癌基因表達(dá)譜中。ISA中關(guān)鍵的參數(shù)是"基因閾值",該參數(shù)反映共調(diào)控嚴(yán)謹(jǐn)性的度量值-基因閾值越高,每個(gè)TuM中個(gè)別基因的相關(guān)性越緊密。當(dāng)在一系列不同的基因閣值條件下工作時(shí),ISA會(huì)產(chǎn)生不同分辨率的基因表達(dá)數(shù)據(jù)的模塊分解(7)。圖la用模式樹(shù)的形式對(duì)這一概念進(jìn)行說(shuō)明。低基因閾值下,很少的TuM被最初鑒定出來(lái),其中每個(gè)TuM都由大量松散相關(guān)的腫瘤和基因組成。更高的分辨率條件下,表達(dá)數(shù)據(jù)被解析成大量TuM,現(xiàn)在每個(gè)TuM包含較少的一組緊密相關(guān)的胂瘤和基因?;蜷撝禐?.0時(shí),產(chǎn)生了8個(gè)TuM,其中3個(gè)分解自同一分支。值得注意的是,ISA鑒定的TuM與傳統(tǒng)的等級(jí)聚類(lèi)得到的聚類(lèi)不同-和后者不同,不同的TuM可能具有相同的基因和腫瘤(圖lb的箭頭)。發(fā)明人將8個(gè)TuM的基因內(nèi)容與先前的描述乳腺癌不同的分子標(biāo)志物的報(bào)道進(jìn)行比較。前3個(gè)模塊(TuMl,TuM2和TuM3)共同衍生自一個(gè)更大的模塊,該模塊包含幾個(gè)先前報(bào)道的在ER+腫瘤中高表達(dá)的基因,如ESR1,GATA3和BCL2(1-4)。盡管這個(gè)更大的模塊在先前的其它研究中被當(dāng)作同源的來(lái)處理,但它被成功分解為不同的較小單元,提示更大的模塊實(shí)際上包含多個(gè)不同的,并可能獨(dú)立起作用生物學(xué)程序。特別的是,30個(gè)基因的TuM2和38個(gè)基因的TuM3有大量不同的基因重疊(約50%),這些基因已知被ER如BCL2和STC2所調(diào)控。相反,在34個(gè)基因的TuMl模塊中,>80%的基因沒(méi)有在TuM2或TuM3中出現(xiàn)(在下面章節(jié)中有對(duì)TuMl更為詳細(xì)的描述)。TuM4-8也與許多先前定義的乳腺癌基因表達(dá)標(biāo)志物有關(guān)TuM4包括大量參與免疫功能的基因,包括免疫球蛋白基因,T細(xì)胞受體亞單位和TNF家族成員(1);而TuM5包含F(xiàn)BLN1、SPARC和不同的膠原異構(gòu)體,可能代表了基質(zhì)細(xì)胞群的貢獻(xiàn)(1)。TuM6包括角蛋白5,角蛋白17和SFRP1,與基質(zhì)/ER-分子亞型的乳腺癌表達(dá)標(biāo)志物相一致(1-4)。并且TuM7包含顯著數(shù)量(p<10—4)的屬于NPI-ES表達(dá)標(biāo)志物的基因,所述標(biāo)志物以前被確定為諾丁漢評(píng)分的分子代表(8),另外還包括幾個(gè)參與細(xì)胞增殖的基因(如MAD2L1,CDC2)。TuM7包含85個(gè)基因,NPI-ES包含62個(gè)基因。在兩個(gè)基因集中16個(gè)基因是共有的。為評(píng)價(jià)這種重疊的顯著性,發(fā)明人按下列方式進(jìn)行了隨機(jī)排列隨機(jī)選擇85個(gè)基因的基因集和62個(gè)基因的基因集,計(jì)算兩個(gè)基因集中重疊基因的數(shù)目;隨后這個(gè)過(guò)程重復(fù)10000次,圖5顯示隨機(jī)基因集中的最大重疊數(shù)目是4。因此,TuM7和NPI-ES之間重疊的顯著性可估算為小于0.0001。最后,TuM8包含幾個(gè)和17q21基因座位物理連鎖的基因(例如v-erb-b2,GRB7,PNMT)與先前報(bào)道的ERBB2簇相一致(1-4)。這些結(jié)果說(shuō)明,盡管ISA是一種完全無(wú)實(shí)體的分析方法,它在再次發(fā)現(xiàn)許多(如果不是全部)先前報(bào)道的乳腺癌主要基因表達(dá)標(biāo)志物方面具有驚人的效率。TuMl包含ER+腫瘤中與凋亡和低組織學(xué)分級(jí)相關(guān)的新表達(dá)標(biāo)志物除了鑒定出先前報(bào)道的標(biāo)志物外,ISA還在TuMl中發(fā)現(xiàn)了新的基因表達(dá)標(biāo)志物。TuMl明顯的富含在可能與凋亡有關(guān)的基因(P=0.01,超幾何分布)中,包括程序性細(xì)胞死亡4、線粒體核糖體蛋白S30和p-TrCPl,還包括最近報(bào)道的與乳腺癌分級(jí)有關(guān)的基因如PCM1基因(9),細(xì)胞-細(xì)胞信號(hào)基因如GJA1和IL6ST,和編碼異生物體代謝酶的基因NAT1和FM05。為了研究顯示TuMl標(biāo)志物高表達(dá)的腫瘤的臨床顯著性,發(fā)明人將這些腫瘤與不同的臨床和組織病理參數(shù)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)。為給比較提供基礎(chǔ),對(duì)其它TuM也進(jìn)行了相似的分析。如表1A所示,揭示了TuM與多種臨床特征的多個(gè)顯著相關(guān)。研究者關(guān)注TuMl,TuM2和TuM3表現(xiàn)出的相關(guān)性。而關(guān)于其它TuM相關(guān)性的詳細(xì)談?wù)撛诤竺嫣峁?。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)TuMl,TuM2和TuM3與ER狀態(tài)明顯正向相關(guān)(P<0.001,表1A)。與這種觀察到的現(xiàn)象相一致的是,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)免疫組化分析,屬于這三種TuM的肺瘤都為ER陽(yáng)性。然而,與TuM2和TuM3不同,僅TuMl表現(xiàn)出與低組織學(xué)分級(jí)的強(qiáng)烈正相關(guān)(p〈0.001;而TuM2為p=0.024;TuM3為p=0.037),提示TuMl表達(dá)標(biāo)志物可能是ER+低分級(jí)肺瘤的特異性分子特征。然而,由于與ER-腫瘤相比,ER+腫瘤通常與更低組織學(xué)分級(jí)相關(guān)(見(jiàn)下),發(fā)明人也考慮了如下可能性TuMl表達(dá)與低分級(jí)的相關(guān)性可能僅簡(jiǎn)單的歸因于這些模塊中的腫瘤主要是ER+。為了查清這種可能性,與表1A中的使用所有腫瘤的以前分析不同,發(fā)明人僅使用ER+腫瘤作為研究群體來(lái)重復(fù)相關(guān)性研究。如表1B所示,即使除去所有非ER+腫瘤,TuMl仍然與低分級(jí)顯著相關(guān)(P=0.001),而TuM2和TuM3不顯著相關(guān)(分別為P=0.24,P-O.21)。這些結(jié)果說(shuō)明,TuMl表達(dá)標(biāo)志物與低組織學(xué)分級(jí)明顯相關(guān),而與ER狀態(tài)無(wú)關(guān)。在兩個(gè)無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)集中,TuMl表達(dá)標(biāo)志物與低分級(jí)明顯相關(guān)發(fā)明人通過(guò)將TuMl表達(dá)標(biāo)志物應(yīng)用于兩個(gè)獨(dú)立的可公開(kāi)獲得的乳腺癌數(shù)據(jù)集上,測(cè)試它的一般適用性。第一個(gè)數(shù)據(jù)集(Rosetta數(shù)據(jù)集)包含117個(gè)使用基于寡核苷酸的微列陣(IO)繪譜的乳腺癌(71ER+腫瘤);而第二個(gè)數(shù)據(jù)集("Stanford"數(shù)據(jù)集)包含122個(gè)使用cDNA微列陣(3)繪i普的乳腺癌組織樣品(82個(gè)ER+胂瘤)。在本研究鑒定的34個(gè)TuMl基因中(見(jiàn)表2),Rosetta和Stanford微列陣分別發(fā)現(xiàn)了其中的20和13個(gè)。與發(fā)明人自制系列相一致,他們發(fā)現(xiàn)TuMl標(biāo)志物把RosetU和Stanford數(shù)據(jù)集中的ER+腫瘤分成兩個(gè)不同的表達(dá)高或低水平TuMl標(biāo)志物的亞群;并且在兩個(gè)數(shù)據(jù)集中,高表達(dá)TuMl標(biāo)志物的腫瘤與低組織學(xué)分級(jí)顯著相關(guān)(兩者都p<0.001)。這些結(jié)果說(shuō)明,TuMl表達(dá)標(biāo)志物在廣泛種矣的患者群體中與低組織學(xué)分級(jí)相關(guān),因此它可能反映了乳腺癌的一種普遍分子特征。有趣的是,在兩個(gè)數(shù)據(jù)集中,大部分,但不是所有,先前界定為"管腔A(LuminalA),,亞型的腫瘤(3),表達(dá)高水平的TuMl標(biāo)志物,盡管3卩個(gè)TuMl基因中僅有一個(gè)(NAT1)以前被報(bào)道在這種腫瘤亞型中表達(dá)。由于可以獲得Rosetta和Stanford患者組臨床隨訪數(shù)據(jù),發(fā)明人測(cè)試了TuMl標(biāo)志物在兩個(gè)患者群體中預(yù)測(cè)臨床結(jié)果的能力。他們發(fā)現(xiàn),在Stanford系列中,表達(dá)TuMl的ER+腫瘤患者比不表達(dá)TuMl的M+腫瘤患者表現(xiàn)出更好的生存結(jié)果(總體生存率p=0.0001;無(wú)復(fù)發(fā)生存率p-0.0036,圖2a)。相反,在Rosetta系列,表達(dá)TuMl的ER+腫瘤患者并未比不表達(dá)TuMl的ER+腫瘤患者表現(xiàn)出更好的生存結(jié)果(p-0.34)。解釋兩個(gè)群體間這種差異的一個(gè)的可能的原因是兩群體的臨床特征不同Rosetta系列包含早期階段患者(I期),所述患者一般沒(méi)有接受任何系統(tǒng)性輔助治療,而Stanford系列主要包括帶有局部晚期疾病的在手術(shù)后接受過(guò)輔助內(nèi)分泌治療(如果他們的腫瘤為ER+)的晚期階段患者。因此,TuMl標(biāo)志物的存在有可能反映了腫瘤對(duì)輔助治療的敏感性,而不是腫瘤的內(nèi)在轉(zhuǎn)移傾向(見(jiàn)討論)。不同TuM間的相關(guān)性分析揭示了ERBB2+腫瘤和免疫系統(tǒng)的未預(yù)料到的關(guān)系SA的主要力量是揭示不同模塊間更高階相關(guān)性的能力(5)。在腫瘤生物學(xué)范疇內(nèi),這對(duì)鑒定不同TuM間的關(guān)系可能非常有用,并對(duì)確定在特定腫瘤中不同分子標(biāo)志物的表達(dá)是獨(dú)立方式還是非獨(dú)立的方式非常有用。發(fā)明人計(jì)算了不同TuM的相關(guān)性值(見(jiàn)下),并將結(jié)果描繪為熱圖(heat-map),來(lái)說(shuō)明不同肺瘤間交叉TuM的相互關(guān)系(圖3)。例如TuMl,2和3展示了高度重疊(但并不相同)的"肺瘤標(biāo)志物"(圖3A),表明表達(dá)TuMl標(biāo)志物的胂瘤,也可能表達(dá)TuM2和TuM3標(biāo)志物。相似的是,TuM7,NPI-ES/細(xì)胞增殖模塊與TuM6模塊("基礎(chǔ)"模塊)正向相關(guān),但與TuMl負(fù)相關(guān)(圖3B)。這些發(fā)現(xiàn)與先前已知的乳腺癌特征相一致-例如,已知ER-或'基底,亞型的腫瘤典型的具有高組織分級(jí)并且增加的增殖標(biāo)志如Ki67表達(dá)(1-4)。然而,除了這些預(yù)期發(fā)現(xiàn)外,TuM間相關(guān)性分析揭示了一個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)-特別的,TuM4"免疫"模塊被發(fā)現(xiàn)與ERBB2+模塊TuM8相關(guān)(圖3C),其相關(guān)強(qiáng)度和圖3加亮顯示的其它相互關(guān)系相當(dāng)。這種相關(guān)性提示,在ERBB2+分子亞型中存在免疫細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞間的實(shí)質(zhì)性的串話,在討論部分對(duì)此進(jìn)一步解決。特別的,展示共同TuM4(+)和TuM8(+)"胂瘤標(biāo)志物,,的腫瘤和增強(qiáng)的淋巴血管侵襲(LVI)之間具有微弱但顯著的相關(guān)性(p=0.03,卡方分析,Chi-squareanalysis),這與單獨(dú)TuM4(+)或TuM8(+)腫瘤不同。這個(gè)結(jié)果提示,與共同表達(dá)TuM4和TuM8標(biāo)志物的腫瘤相關(guān)的臨床特征與只表達(dá)其中一種標(biāo)志物的腫瘤的臨床特征不同。TuM和臨床參數(shù)間的關(guān)聯(lián)一個(gè)腫瘤模塊與一組腫瘤關(guān)聯(lián),每個(gè)腫瘤的顯著性用評(píng)分來(lái)表征。正分和負(fù)分表示腫瘤中基因被上調(diào)或下調(diào)。在此,發(fā)明人僅研究了正分的腫瘤,因?yàn)樨?fù)分的腫瘤數(shù)量不足(僅有3個(gè)模塊含負(fù)分的腫瘤;見(jiàn)圖6)。他們發(fā)現(xiàn)某種低腫瘤得分的腫瘤明顯與其它區(qū)分出來(lái)(矩形中的那些)。這些肺瘤被作為"低可信度"樣品,并從后面的相關(guān)性分析中去除(表1A)。隨后采用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)尋找這些轉(zhuǎn)錄模塊的臨床顯著性,結(jié)果顯示模塊與臨床特征之間存在許多顯著相關(guān)。總體來(lái)說(shuō),發(fā)明人的結(jié)果(尤其在嚴(yán)緊顯著性閾值下p<0.01,表1A)提示,僅ER/PR狀態(tài)和腫瘤分級(jí)可能與基因表達(dá)數(shù)據(jù)相關(guān),這已被參考文獻(xiàn)4所觀察到。TuM4,(免疫群集)與BR狀態(tài)負(fù)相關(guān),與高分級(jí)輕微正相關(guān)(p-O.02)。這個(gè)結(jié)果與免疫球蛋白基因包括大部分的"ER-"基因(Iwkoetal,2002)這一報(bào)道相一致。TuM5(主要的基質(zhì)細(xì)胞群集)與任何臨床參數(shù)都沒(méi)有相關(guān)性。如所預(yù)期一樣,TuM6和TuM8分別代表了£11-/基底和ERBB2+,與ER明顯負(fù)相關(guān)(p<0.001)。對(duì)于TuM8(ERBB2+),已實(shí)施了ERBB2IHC的14個(gè)腫瘤全部通過(guò)IHC而為ERBB2+。TuM7(細(xì)胞增殖蔟)與高組織學(xué)分級(jí)顯著相關(guān),但與ER狀態(tài)無(wú)關(guān)。TuM之間的相關(guān)性按照Bergmann等2004年的說(shuō)明,發(fā)明者計(jì)算TuM之間的相關(guān)性值,與圖3相一致。TuMl的表達(dá)與低組織學(xué)分級(jí)相關(guān)利用多變量分析,我們檢驗(yàn)TuMl表達(dá)和低腫瘤分級(jí)之間的相關(guān)性是否僅僅是他們與ER狀態(tài)相關(guān)的結(jié)果,或TuMl表達(dá)和低腫瘤分級(jí)之間的相關(guān)性是否獨(dú)立于ER。在這個(gè)分析中,TuMl表達(dá)與分級(jí)相關(guān),獨(dú)立于ER(p<0.001);但TuM2,另一個(gè)腫瘤模塊,與低分級(jí)的相關(guān)并非如此(p=0.9,表5)。體外他莫昔芬處理導(dǎo)致TuMl模塊下調(diào)TuMl在ER+肺瘤子集中表達(dá),提出一種可能性,這個(gè)模塊的表達(dá)依賴(lài)(至少部分依賴(lài))ER的活性和信號(hào)。為研究TuMl表達(dá)與ER狀態(tài)的相關(guān)性,我們使用體外系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)TuMl對(duì)ER活性的應(yīng)答。首先,通過(guò)研究一組乳腺癌和胃癌細(xì)胞系的表達(dá)諉,我們發(fā)現(xiàn)TuMl才莫塊在ER+乳腺癌細(xì)胞系MCF7中過(guò)表達(dá)(圖11)。其次,我們用他莫昔芬(一種ER抑制劑)處理MCF7細(xì)胞,用基因集富集分析法(GSEA,16)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),與對(duì)照相比,TuMl在他莫昔芬處理的MCF7細(xì)胞系中明顯下調(diào)(FDR=0.05)。作為對(duì)照,除了TuM2外,其它TuM都沒(méi)有被他莫昔芬處理所影響,TuM2和他莫昔芬處理輕微相關(guān)(FDR-O.19)。該分析過(guò)程的細(xì)節(jié)在材料和方法中已給出。這個(gè)結(jié)果提示,至少在體外,TuMl的表達(dá)可能依賴(lài)于ER信號(hào)的活性,因此可以表現(xiàn)為ER活性的"分子標(biāo)志物"。TuMl表達(dá)和臨床結(jié)果可能的相關(guān)性我們的發(fā)現(xiàn),TuMl模塊的表達(dá)依賴(lài)于活性ER信號(hào),促使我們研究該模塊在原初腫瘤的出現(xiàn)是否可以作為ER活性的分子生物標(biāo)記物,并鑒定可能對(duì)他莫昔芬或其它抗激素治療產(chǎn)生響應(yīng)的腫瘤。我們?cè)谌齻€(gè)數(shù)據(jù)集中檢驗(yàn)TuMl的預(yù)后能力。在來(lái)源于Stanford大學(xué)的第一個(gè)數(shù)據(jù)集中,在TuMl、分級(jí)、年齡、淋巴結(jié)和腫瘤大小的多變量分析中,TuMl表現(xiàn)為一個(gè)獨(dú)立的生存結(jié)果預(yù)測(cè)因子(predictor),而分級(jí)不是,說(shuō)明和單獨(dú)的分級(jí)狀態(tài)相比TuMl是更為直接的患者生存預(yù)后(圖6)。第二,我們檢驗(yàn)了Ma數(shù)據(jù)集,它包含一組預(yù)選的他莫昔芬響應(yīng)和抗性的ER+肺瘤(28)。再一次,TuMl過(guò)表達(dá)的患者表現(xiàn)出比TuMl低表達(dá)的患者明顯更好的結(jié)果(p-O.048,圖12b)。通過(guò)多變量Cox回歸分析,TuMl是唯一的獨(dú)立預(yù)后因子(p-O.03,表6);因?yàn)榉旨?jí)、腫瘤大小、淋巴結(jié)和年齡在Ma患者組中被控制(28)。還使用基因集富集分析(GSEA)檢驗(yàn)了此觀察,證實(shí)了TuMl表達(dá)與莫昔芬響應(yīng)顯著相關(guān)(P-O.024);第三,在uppsala集中檢驗(yàn)了TuMl的預(yù)后能力,它是67名接受他莫昔芬單一治療的獨(dú)立的ER+患者群(29)。再一次,帶有表達(dá)TuMl的腫瘤的患者比低表達(dá)TuMl的患者表現(xiàn)出顯著更好的總體生存結(jié)果(P-O.025,圖12c)。通過(guò)多變量Cox回歸分析,TuMl仍然與生存率顯著相關(guān)(p=0.024);而分級(jí)、腫瘤大小和淋巴結(jié)狀態(tài)不是(表6)。松弛素2(—個(gè)TuMl模塊基因)的基因抑制降低了MCF7對(duì)他莫昔芬的響應(yīng)為了功能性地對(duì)TuMl標(biāo)志物和腫瘤對(duì)抗激素治療的應(yīng)答之間的相關(guān)性進(jìn)行研究,對(duì)TuMl基因的代表,松弛素2(RLN2),在ER+乳腺癌細(xì)胞模型中的角色進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)siRNA介導(dǎo)的基因抑制在MCF-7細(xì)胞系中沉默RLN2。RLN2沉默的和對(duì)照細(xì)胞用luM他莫昔芬處理48小時(shí),并且72小時(shí)后分析凋亡細(xì)胞的百分率。流式細(xì)胞儀分析顯示在他莫昔芬處理的對(duì)照MCF-7細(xì)胞中73%的細(xì)胞為annexin-V染色陽(yáng)性,而在RLN2沉默的MCF-7細(xì)胞群中23%的細(xì)胞凋亡。這表明,在乳腺癌細(xì)胞系模型中,RLN2沉默的細(xì)胞系對(duì)他莫昔芬敏感性降低,證明了高表達(dá)RLN2不知何故可帶來(lái)對(duì)他莫昔芬的響應(yīng)性。TuMl基因賦予抗激素治療響應(yīng)性的未知分子機(jī)制有益于詳細(xì)的研究。討論發(fā)明人利用一個(gè)最近被描述的分析方法一標(biāo)志物分析法來(lái)表征自制的乳腺癌表達(dá)譜的數(shù)據(jù)集。除了再次發(fā)現(xiàn)許多以前描述的乳腺癌基因表達(dá)標(biāo)志物以外,SA還在三個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)集中鑒定出一個(gè)新的基因表達(dá)標(biāo)志物(TuMl),它在凋亡有關(guān)基因中顯著富集,并與低組織學(xué)分級(jí)相關(guān)。值得注意的是,TuMl標(biāo)志物與低組織學(xué)分級(jí)的相關(guān)性被證實(shí)是獨(dú)立于ER狀態(tài)的。因此,TuMl標(biāo)志物與以前報(bào)道的低分級(jí)標(biāo)志物不同,后者傾向于包含與ER狀態(tài)有關(guān)的基因,如GATA3(4),這可以反映廣為人知的觀察現(xiàn)象ER陰性腫瘤傾向于高分級(jí)。在TuMl中鑒定出的許多共調(diào)控基因與凋亡有關(guān)。其中,程序性細(xì)胞死亡4(PDCD4)已經(jīng)顯示能夠抑制肺瘤細(xì)胞生長(zhǎng)(11)p-TrCPl(BTRC;也;f皮稱(chēng)為Fbwla或FWD1),是SCF(SKPl-cul1in-F-box)泛素蛋白連接酶復(fù)合物的一個(gè)成份,在多個(gè)轉(zhuǎn)錄程序中通過(guò)激活NF-kappaB(NFkB)通路發(fā)揮作用,隨后抑制細(xì)胞增殖(12),并且熱休克70KDa蛋白2(HSPA2)可保護(hù)細(xì)胞對(duì)抗凋亡(13)。有趣的是,在人類(lèi)癌癥中PDCD4失活也被報(bào)導(dǎo)可引起對(duì)格爾德霉素細(xì)胞毒作用的敏感性降低,在體外在乳腺癌中也是如此(14),而NAT1,另一個(gè)TuMl基因,已被報(bào)道是乳腺癌復(fù)發(fā)的一個(gè)獨(dú)立預(yù)后因子和他莫昔芬響應(yīng)的潛在的預(yù)測(cè)因子(15)。這些后面的觀察結(jié)果提示,TuMl標(biāo)志物將作為乳腺癌激素治療響應(yīng)性的預(yù)測(cè)性標(biāo)志物。與這種可能性相一致,TuMl標(biāo)志物在接受輔助治療患者群中與臨床結(jié)果強(qiáng)烈相關(guān)(Stanford組群),但在未接受這種治療的患者群中(Rosetta組群)與臨床結(jié)果不相關(guān)。值得注意的是,最近有報(bào)道稱(chēng)過(guò)表達(dá)凋亡相關(guān)基因的乳腺癌能表現(xiàn)出對(duì)化療更強(qiáng)的敏感性(16)。除了鑒定出TuMl,SA還使發(fā)明人界定了不同TuM之間的相關(guān)性,來(lái)研究這些共調(diào)節(jié)基因組之間更高階調(diào)控關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)包含免疫相關(guān)基因的TuM4和包含ERBB2有關(guān)基因并因此代表了ERBB2+腫瘤亞群的TuM8之間存在驚人的正向相關(guān)性。這個(gè)結(jié)果提高了ERBB2+腫瘤細(xì)胞和免疫系統(tǒng)細(xì)胞之間存在實(shí)質(zhì)性的串話的可能性。目前,發(fā)明人僅能猜測(cè)這一過(guò)程中可能的分子機(jī)制。然而,檢測(cè)基因表達(dá)數(shù)據(jù)有可能發(fā)現(xiàn)潛在的線索。在TuM4基因中,以前已報(bào)道GBP1和ISG20是NF-KappaB的乾基因(17,18),NF-KappaB是免疫應(yīng)答通路(19)的關(guān)鍵組分,可調(diào)節(jié)炎癥因子、趨化因子、免疫受體和細(xì)胞黏附分子的表達(dá)。而且,Biswas等人最近報(bào)道,激活的NFkB主要出現(xiàn)在ER-陰性/ERBB2-陽(yáng)性的乳腺癌亞群中(20)。因此,發(fā)明人認(rèn)為T(mén)uM4(免疫應(yīng)答)和TuM8(ERBB2)的正向關(guān)系可能至少部分由于特異性的在ERBB2+腫瘤中的NFkB激活,這隨后介導(dǎo)了免疫應(yīng)答的激活。有趣的是,發(fā)明人發(fā)現(xiàn),表達(dá)TuM4和TuM8標(biāo)志物的腫瘤與LVI顯著相關(guān)。同樣的,腫瘤細(xì)胞和免疫系統(tǒng)之間的串話可能有助于這些腫瘤展現(xiàn)增強(qiáng)的血管新生和轉(zhuǎn)移趨勢(shì)的能力,這兩者都與NFkB活性有關(guān)(21)??傊?,發(fā)明人闡述了對(duì)腫瘤表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行SA的可行性,并顯示SA分析能產(chǎn)生新的生物學(xué)發(fā)現(xiàn),甚至是對(duì)于先前已經(jīng)接受過(guò)大多數(shù)分析的數(shù)據(jù)集。SA因此提供了一種有力的聚類(lèi)基因和把基因表達(dá)數(shù)據(jù)與外部臨床信息整合起來(lái)的替代方法。進(jìn)一步,SA界定出的TuM加深了我們對(duì)發(fā)生在乳腺癌中的更高水平上的分子間相互關(guān)系的理解,并4吏重要的i貪斷、預(yù)后和治療方案的能被制定。表1A:用卡方分析和超幾何概率密度公式分析研究腫瘤模塊與臨床參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)。只有兩種方法均證實(shí)的顯著性P值(<0.05)被加亮顯示。粗體數(shù)值表示最顯著的相關(guān)性(<0.001)。LN:淋巴結(jié);ER:雌激素受體;PR:黃體酮受體;LVI:淋巴管侵襲。表IA.模塊和臨床特征間的相關(guān)性。~~分級(jí)(^/〉55(V>3(1,2)vs.cm》3IiNERPRTuMl0.0152<0,001<0*001o.men0.0152(低分級(jí))(《3*)(1,2)(+)(+)0.0242<00010,0021(ElW管腔〗(1,2)")"》0.0015TuM3(ER+工工)(1,2)<+)(+)TuM4{免疫)0.0212(3》0.0044(-)TuW5(基質(zhì))0.0236<:0,0010*0098/基底)(+)(-)(-)(細(xì)胞增殖)<0,001<3)<0,001<0,001TuM8(ERBB2+)(-)")中的參數(shù)表明了和TuM相關(guān)的方向,例如TuI^與高分級(jí)(3)和ER陰性(-)相關(guān);而TuM3與較小的腫瘤大小(<=3),低分級(jí)(1,2),ER陽(yáng)性(+),PR陽(yáng)性(+)和LVI陰性(-)正相關(guān)。表1B:TuMl,2,3與僅為ER+的腫瘤組織學(xué)分級(jí)的關(guān)系。每個(gè)才莫塊有兩欄,第l欄是屬于肺瘤模塊的胂瘤,第2欄表示所有剩余的ER+腫瘤。表IB.TuMl,2,3和ER+肺瘤中胂瘤分級(jí)的關(guān)系。<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage41</column></row><table>卿"370903"/15990115382839/10990123545537/"990134434030/19990148604026/19990174554523/2499022352531/2t990262684034/14990299585537/17990375381510/10200010459200017150252o/92000209585030/72000210504033/62000215501521/2120002205260330/3420002374347323/402000272493031^1620002744035310/232000287534030/820003206720320/2120003766538/232000399444020/82000401515032廠62000422516333〃2000500447536/62000593604130i/152000597574020/1220006096270217/M72000638604010》1520006414760316/242000651454123/52000652562536/2120006757855316廠162000683723520'/172000709453030》162000731685131/2920007595730〉122000768394030/172000775512520/122000779485530/14200078757603o/92000804394035/2120008136023316/172000818521020/"20008295145210/102000880551520/262000948563534/2242陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陰陽(yáng)陽(yáng)3+陽(yáng)中間的陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陰陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)2+陰陰陽(yáng)3+陰陽(yáng)陽(yáng)2+陽(yáng):的的,的否是否否是是否否能否否否是否是是是是能是是否否否是否能是l是是否是否否否否否否否是是是否是否是可可陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng),陰陰陰陰陰陰陰陰陰陰陰陽(yáng)陰陽(yáng)陰陽(yáng)陰陰陰陰陽(yáng)陽(yáng)陰陰陰陽(yáng)陰陰陽(yáng)陰陰陽(yáng)陰陰陰陽(yáng)陰陰陽(yáng)陽(yáng)陰陰陰陰陰陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陰陽(yáng)陰陽(yáng)陰陰陽(yáng)陽(yáng)陰陽(yáng)陰陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陰陰陰陰陰陽(yáng)陰陰陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陰陽(yáng)陰陰陽(yáng)陰.陽(yáng)陰陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陰陽(yáng)陰陰陽(yáng)襲,LN:淋巴結(jié),ER:雌激素受體,PR:黃體酮受體,LVI:淋巴管侵:表4:圖3的相關(guān)性值。最大相關(guān)值用粗體字突出<table>tableseeoriginaldocumentpage43</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage44</column></row><table>表6:死亡風(fēng)險(xiǎn)因子(Uppsala或Stanford)的多變量分析或轉(zhuǎn)移(Ma)作為第一事件的多變量分析。在Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型(coxproportionalhazardmodel)中被發(fā)現(xiàn)顯著性的參數(shù)(P<0.05)用粗體字顯示。<table>tableseeoriginaldocumentpage44</column></row><table>參考文獻(xiàn)1.Perou,C.M.,T.Sorlie,M,B,Eisen,v.d.R,M,,S,S.Jeffrey,C,A,Rees,J.R.Pollack,D,T,Ross,H,Johnsen,L,A.Akslen,O,F(xiàn)luge,A.Pergamenschikov,C.Williams,S,X.Zhu,P,E,IiOnning,A,L,Borresen-Dale,P.0-Brown,andD,Botstein.MolecularPortraitsofHumanBreastTumors,Nature,406:747-752,2000,2.Sorlie,T.,C.M,Perou,R.Tibshirani,T,Aas,S,Geisler,H,Johnsen,T,Hastie,M.B,Eisen,M,vandeRijn,S,S,Jeffrey,T,Thorsen,H,Quist,J,C,Matese,P.0.Brown,D,Botstein,P.E,Ijo皿irig,andA.L,Borresen-Dale,GeneExpressionPatternsofBreastCarcinomasDistinguishTumorSubclasseswithClinicalImplications.ProcNatlAcadSciUSA.,98:10879-10874,2001.3.SorlieT,Tibsh丄raniR,ParkerJ,HastieT,MarronJS,NobelA,DengS,JohnsenH,PesichR,GeislerS,DemeterJ,PerouCM,:LormingPE,BrownPO,Borresen-DaleAL,BotsteinD.RepeatedobservationofbreasttumorsubtypesinindependentgeneexpressiondatasetsProcNatlAcadSciUSA,100(14):8418-23,2003,4.Sotiriouc,NeoSY,McShaneIjM,Kor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)合成員的固相支持物,每個(gè)結(jié)合成員能夠特異并獨(dú)立地與基因集的一種表達(dá)產(chǎn)物相結(jié)合,其中,該基因集包含來(lái)自表2的至少10個(gè)基因。20.權(quán)利要求19的裝置,其中,該基因集包含表2的至少20個(gè)、25個(gè)、30個(gè)或所有基因。21.權(quán)利要求19或權(quán)利要求20的裝置,其中,該基因集包含列于表2a中的至少前5個(gè)基因。22.權(quán)利要求19或權(quán)利要求20的裝置,其中,固相支持物僅附著能夠特異并獨(dú)立地與標(biāo)識(shí)在表2的基因的表達(dá)產(chǎn)物相結(jié)合的結(jié)合成員。23.權(quán)利要求17-22中任何一項(xiàng)的裝置,包含核酸微列陣,其中,結(jié)合成員是核酸序列。24.權(quán)利要求19-23中任何一項(xiàng)的裝置,其中,治療為激素治療和/或化療。25.權(quán)利要求24的裝置,其中,激素治療為他莫昔芬。26.用于預(yù)測(cè)乳腺癌患者的治療響應(yīng)的試劑盒,所述試劑盒包含多種能與基因集的表達(dá)產(chǎn)物特異性地結(jié)合的結(jié)合成員和檢測(cè)試劑,其中,該基因集包含選自表2的至少I(mǎi)O個(gè)基因。27.權(quán)利要求26的試劑盒,進(jìn)一步包含用于標(biāo)記所述多個(gè)結(jié)合成員的標(biāo)i己工具。28.權(quán)利要求26或權(quán)利要求27的試劑盒,其中,該基因集包含表2的至少20個(gè)、25個(gè)、30個(gè)或所有基因。29.權(quán)利要求26-28中任何一項(xiàng)的試劑盒,其中,該基因集包含列于表2a中的至少前5個(gè)基因。30.權(quán)利要求26-29中任何一項(xiàng)的試劑盒,進(jìn)一步包含數(shù)據(jù)分析工具,其中數(shù)據(jù)分析工具為計(jì)算機(jī)程序。31.權(quán)利要求30的試劑盒,其中,數(shù)據(jù)分析工具包含適于區(qū)別預(yù)測(cè)的響應(yīng)與腫瘤表達(dá)譜的算法。32.權(quán)利要求26-31中任何一項(xiàng)的試劑盒,包含已知治療響應(yīng)的來(lái)自乳腺腫瘤樣品的表達(dá)謙和/或特定治療響應(yīng)的特征性表達(dá)謙。33.權(quán)利要求26-32中任何一項(xiàng)的試劑盒,包含權(quán)利要求19-25中任何一項(xiàng)的裝置。34.權(quán)利要求26-33中任何一項(xiàng)的試劑盒,其中,治療為激素治療和/或化療。35.權(quán)利要求34的試劑盒,其中,激素治療為他莫昔芬。36.制備乳腺胂瘤樣品的核酸表達(dá)i普的方法,包括下列步驟(a)從所述乳腺腫瘤樣品中分離表達(dá)產(chǎn)物;(b)鑒定基因集的表達(dá)水平,所述基因集包含選自表2的至少10個(gè)基因;(c)從表達(dá)水平制備所述乳腺腫瘤樣品的表達(dá)傳。37.權(quán)利要求36的方法,其中,該基因集包含表2中的至少20個(gè)、25個(gè)、30個(gè)或所有基因。38.權(quán)利要求36或權(quán)利要求37的方法,其中,該基因集包含列于表2a中的至少前5個(gè)基因。39.權(quán)利要求36或權(quán)利要求38的方法,包括添加表達(dá)譜到基因表達(dá)鐠數(shù)據(jù)庫(kù)中。40.權(quán)利要求36-39中任何一項(xiàng)的方法,進(jìn)一步包括把表達(dá)鐠與第二表達(dá)諳或與以特定治療響應(yīng)為特征的多個(gè)表達(dá)語(yǔ)相比較。41.權(quán)利要求40的方法,進(jìn)一步包括制備標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)鐠的步驟,所述標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)譜代表第一和第二和/或以特定治療響應(yīng)為特征性多個(gè)表達(dá)語(yǔ)。42.權(quán)利要求40或權(quán)利要求41的方法,包括下述步驟(a)從第一乳腺腫瘤樣品中分離表達(dá)產(chǎn)物;把所述表達(dá)產(chǎn)物和多個(gè)能夠特異并獨(dú)立地結(jié)合基因集的表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)合成員相接觸;由腫瘤樣品中的基因集的表達(dá)水平產(chǎn)生第一表達(dá)鐠;(b)從已知預(yù)后的第二乳腺腫瘤樣品中分離表達(dá)產(chǎn)物;把所述表達(dá)產(chǎn)物和多個(gè)能夠特異并獨(dú)立地結(jié)合步驟(a)的基因集的表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)合成員相接觸,以產(chǎn)生可比較的第二乳腺腫瘤樣品表達(dá)鐠;和(c)比較第一和第二表達(dá)譜以確定第一乳腺肺瘤樣品的治療響應(yīng)。43.表達(dá)謙數(shù)據(jù)庫(kù),包含多個(gè)乳腺肺瘤樣品的基因表達(dá)鐠,其中,基因表達(dá)譜得自于基因集的表達(dá)水平,其中該基因集包含選自表2的至少10個(gè)基因,數(shù)據(jù)庫(kù)可讀取地保存于數(shù)據(jù)栽體上。44.權(quán)利要求43的表達(dá)i瞽數(shù)據(jù)庫(kù),其中,該數(shù)據(jù)集包含表2中的至少20個(gè)、25個(gè)、30個(gè)或所有基因。45.權(quán)利要求43或權(quán)利要求44的表達(dá)誥數(shù)據(jù)庫(kù),其中,該基因集包含列于表2a的至少前5個(gè)基因。46.權(quán)利要求43-45中任何一項(xiàng)的表達(dá)譜數(shù)據(jù)庫(kù),其中,表達(dá)鐠是核酸表達(dá)譜。47.確定腫瘤的分子亞型的方法,所述方法包括下述步驟(a)從多個(gè)腫瘤樣品獲得基因表達(dá)產(chǎn)物;(b)對(duì)于高于預(yù)定義閾值的預(yù)選的多個(gè)基因基于表達(dá)產(chǎn)物的量將所述的腫瘤樣品分成組;和(c)根據(jù)基因表達(dá)譜,將分子亞型指定到所述的腫瘤組。48.權(quán)利要求47的方法,進(jìn)一步包括使用更高的預(yù)選閾值通過(guò)重復(fù)步驟(b)對(duì)所述腫瘤樣品進(jìn)行亞分組。49.診斷工具,其包含多種能夠特異和獨(dú)立地結(jié)合選自表2的至少10個(gè)基因的表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)合成員,所述的多種結(jié)合成員被固定在固相支持物上。50.權(quán)利要求49的診斷工具,其中,至少20個(gè)、25個(gè)、30個(gè)或所有基因選自表2。51.權(quán)利要求49或權(quán)利要求50的診斷工具,其中,該基因集包含表2a中列出的至少前5個(gè)基因。52.權(quán)利要求49-51中任一項(xiàng)的診斷工具,其中,該結(jié)合成員是核酸序列。全文摘要本發(fā)明提供了用于對(duì)患者的乳腺癌進(jìn)行分類(lèi)的材料和方法。特別是提供了新的基因表達(dá)標(biāo)志物,該標(biāo)記物可用作預(yù)測(cè)包括激素治療(如,他莫西芬)和化學(xué)治療的治療響應(yīng)的預(yù)測(cè)性標(biāo)志物。文檔編號(hào)C12Q1/68GK101171344SQ200680014852公開(kāi)日2008年4月30日申請(qǐng)日期2006年3月30日優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日發(fā)明者P·譚,Y·昆申請(qǐng)人:Ncc技術(shù)投資私人有限公司
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