本发明涉及医学诊断,具体而言,涉及一种基于外泌体蛋白标志物的食管癌早期筛查系统和试剂盒。
背景技术:
1、全球肿瘤流行病统计数据显示,2020年全球新发食管癌病例约60.4万,新增食管癌死亡病例约54.4万,分别占全部恶性肿瘤新发和死亡病例的3.1%和5.5%。
2、由于食管癌对人类健康的危害程度很高,因此推广和实施食管癌筛查和早诊早治对于有效控制食管癌高死亡率具有重要意义。筛查和早诊早治是降低食管癌死亡最有效的途径,也是食管癌二级预防的主要内容。“内镜和活检病理检查”是目前诊断早期食管癌的金标准。内镜下可直观地观察食管黏膜改变,评估肿瘤状态,拍摄或录制病变影像资料,并可通过染色、放大等方法评估病灶性质、部位、边界和范围,一步到位地完成筛查和早期诊断。内镜检查时间是诊断性内镜检查中最主观的操作员因素之一,理想情况下,内镜检查时间越长,内镜检查期间高危病变的检出率越高。然而,在临床实践中,时间有限且延长内镜检查过程会降低患者的耐受性,并将对内镜检查中心产生重大的资源影响。此外,内镜检查具有侵入性以及成本高昂的特性也使其受限。因此,寻找食管癌早期诊断的生物标志物,优化早期食管癌患者的筛查方案是提高食管癌筛查或预防性治疗效果的关键。
3、目前应用于食管癌早期诊断的肿瘤标志物尚不成熟。癌胚抗原(cea)、糖类抗原ca199、细胞角蛋白片段 19(cyfra21-1)、鳞状上皮细胞癌抗原(scc)和组织多肽特异性抗原(tps)等肿瘤标志物联合应用可提高中晚期食管癌诊断和预后判断及随访观察的准确度。但上述蛋白肿瘤标志物在早期食管癌的诊断中,存在灵敏度和特异性较低的问题,导致通过蛋白肿瘤标志物实现食管癌早期诊断的效果不理想。
4、鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于外泌体蛋白标志物的食管癌早期筛查系统和试剂盒。本发明提供的系统和诊断试剂盒用于食管癌早期筛查具有很好的诊断灵敏度与特异性。
2、本发明是这样实现的:
3、第一方面,本发明提供一种食管癌早期筛查系统,其特征在于,其包括:
4、信息获取模块,以及可选的计算模块和/或诊断模块;
5、所述信息获取模块,用于执行获取受试者的目标蛋白的浓度信息的步骤;所述目标蛋白选自如下蛋白组中的至少三种:lamp2、ncstn、ctsb、tm9sf1、tfrc、mmp14、tgm1、krt4和vcl;
6、所述计算模块,用于执行将所述浓度信息代入计算模型计算风险阈值的步骤;
7、所述诊断模块,用于执行根据风险阈值判断所述受试者的健康状况的步骤。
8、本发明的系统以lamp2、ncstn、ctsb、tm9sf1、tfrc、mmp14、tgm1、krt4和vcl中的至少三种蛋白作为食管癌早期筛查的标志物,大大地提高了食管癌早期诊断的特异性和灵敏度,为提高食管癌筛查或预防性治疗效果提供了关键技术手段。
9、可选地,在本发明的一些实施方案中,所述计算模型的数学公式表达为:
10、ecsd=1.13×ctgm1+1.279×ckrt4+0.928×cvcl+1.044×clamp2+1.561×cncstn+0.92×cctsb+0.872×ctm9sf1+1.14×ctfrc+1.126×cmmp14;
11、其中,ecsd代表患食管癌的风险阈值,ctgm1、ckrt4、cvcl、clamp2、cncstn、cctsb、ctm9sf1、ctfrc和cmmp14,分别代表tgm1(protein-glutamine gamma-glutamyltransferase k)、krt4(keratin type ii cytoskeletal 4)、vcl(vinculin)、lamp2(lysosome-associatedmembrane glycoprotein 2)、ncstn(nicastrin)、ctsb(cathepsin b)、tm9sf1(transmembrane 9 superfamily member 1)、tfrc(transferrin receptor protein 1)和mmp14(matrix metalloproteinase-14)的浓度值。
12、需要说明的,上述模型的数学公式中固定系数(例如1.13、1.279等)可以在一定范围内浮动,例如±3%,因此,在其他的实施例中,只要在此范围内的计算模型均属于本发明的保护范围。
13、可选地,在本发明的一些实施方案中,所述受试者被诊断为食管上皮鳞状化异型增生。
14、可选地,在本发明的一些实施方案中,所述诊断模块根据计算模型得到的风险阈值进行判断,判断方式如下:
15、若ecsd<620,则指示所述受试者的食管上皮鳞状化异型增生评估结果为良性;
16、若620≤ecsd<660,则指示受试者进行内镜检测后续随访或1个月内复测;
17、若ecsd≥660,则指示受试者的食管上皮鳞状化异型增生评估结果为恶性,高度怀疑为食管癌。
18、可选地,在本发明的一些实施方案中,所述浓度信息来自所述受试者的血浆样本。
19、可选地,在本发明的一些实施方案中,所述浓度信息来自所述受试者血浆中的小细胞外囊泡。
20、小细胞外囊泡是由细胞分泌的,直径在40-150nm,可以在血液、尿液等体液中循环。这类囊泡携带母细胞来源的信号分子,肿瘤细胞分泌的囊泡可以在肿瘤发生的微环境内运输重要信号分子,促进肿瘤的进展和转移。因此,通过检测小细胞外囊泡来源的信号分子用于肿瘤早筛、诊断和预后监测是目前科学研究与产业转化的重点。
21、本发明通过创造地劳动从小细胞外囊泡鉴定出上述蛋白标志物,用于食管癌的早期筛查,具有很高的特异性和灵敏度,为食管癌的及时治疗提供了有效的诊断手段。
22、可选地,在本发明的一些实施方案中,所述浓度信息的单位为iu/ml(每ml血浆收获的sev中的蛋白浓度)。
23、可选地,在本发明的一些实施方案中,所述浓度信息通过化学发光方法检测得到。
24、需要说明的是,上述目标蛋白的检测手段可以通过流式荧光、质谱法等目前医疗机构广泛使用的检测平台实现检测,进而测得其浓度信息,这对本领域普通技术人员来说是容易实现的。
25、可选地,在本发明的一些实施方案中,所述系统还包括结果显示模块,所述结果显示模块用于显示所述诊断模块得出的诊断结果。
26、可选地,在本发明的一些实施方案中,所述结果显示模块通过屏幕显示、声音播报或打印的方式显示诊断结果。
27、第二方面,本发明提供一种用于食管癌早期筛查的诊断试剂盒,其包括检测目标蛋白的检测试剂,所述目标蛋白选自如下蛋白组中的至少三种:lamp2、ncstn、ctsb、tm9sf1、tfrc、mmp14、tgm1、krt4和vcl。
28、可选地,在本发明的一些实施方案中,所述诊断试剂盒包括可特异性结合所述目标蛋白的抗体。
29、第方面,本发明提供检测试剂在制备用于食管癌早期筛查的诊断试剂盒中的应用,所述检测试剂可检测目标蛋白,所述目标蛋白选自如下蛋白组中的至少三种:lamp2、ncstn、ctsb、tm9sf1、tfrc、mmp14、tgm1、krt4和vcl。
30、可选地,在本发明的一些实施方案中,所述检测试剂包括可特异性结合所述目标蛋白的抗体。
31、需要说明的是,在本发明的基础上,本领域技术人员容易获得特异性结合上述目标蛋白的抗体,例如其可以是igg/igg,也可以是单域抗体等,或可与上述目标蛋白特异性结合的受体或配体等,这对本领域技术人员来说是容易实现的,无论是何种抗体类型,均属于本发明的保护范围。当然,采用其他试剂(例如质谱法所用试剂、流式荧光法所用试剂等)测得上述目标蛋白的浓度也属于本发明的保护范围。
1.一种食管癌早期筛查系统,其特征在于,其包括:
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述计算模型的数学公式表达为:
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述受试者被诊断为食管上皮鳞状化异型增生。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述诊断模块根据计算模型得到的风险阈值进行判断,判断方式如下:
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述浓度信息的单位为iu/ml。
6.一种用于食管癌早期筛查的诊断试剂盒,其特征在于,其包括检测目标蛋白的检测试剂,所述目标蛋白包括如下蛋白:lamp2、ncstn、ctsb、tm9sf1、tfrc、mmp14、tgm1、krt4和vcl。
7.根据权利要求6所述的诊断试剂盒,其特征在于,所述诊断试剂盒包括可特异性结合所述目标蛋白的抗体。
8.检测试剂在制备用于食管癌早期筛查的诊断试剂盒中的应用,其特征在于,所述检测试剂可检测目标蛋白,所述目标蛋白包括如下蛋白:lamp2、ncstn、ctsb、tm9sf1、tfrc、mmp14、tgm1、krt4和vcl。