本發(fā)明屬于腫瘤標(biāo)志物和生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)，具體涉及一種結(jié)直腸癌糖代謝相關(guān)基因預(yù)后模型及其構(gòu)建方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、結(jié)直腸癌是全球女性第二大常見癌癥、男性第三大常見癌癥。大約10％的癌癥死亡是由結(jié)直腸癌引起的，結(jié)直腸癌是第二大癌癥死亡原因，也是全球公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)之一。目前結(jié)直腸癌患者的治療和預(yù)后基于tnm分期系統(tǒng)，但尚缺乏可靠、準(zhǔn)確的生物標(biāo)志物進(jìn)行篩查和預(yù)后判斷。最近已認(rèn)為臨床信息豐富的基因分析是利用分子分層開發(fā)有效治療策略的重要一步。因此，開發(fā)更準(zhǔn)確的模型來預(yù)測(cè)癌癥預(yù)后和治療結(jié)果至關(guān)重要。癌癥發(fā)生、進(jìn)展和治療抵抗過程中糖代謝的改變被廣泛認(rèn)為是該疾病的標(biāo)志。新出現(xiàn)的證據(jù)表明，針對(duì)葡萄糖代謝、間歇性禁食和熱量限制可以增強(qiáng)靶向治療和免疫治療的效果。糖代謝紊亂在結(jié)直腸癌進(jìn)展和免疫治療敏感性中具有巨大臨床意義，更好地了解糖代謝相關(guān)基因重編程概況并確定結(jié)直腸癌的新型預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)模型同時(shí)探索腫瘤免疫與糖代謝紊亂之間的聯(lián)系可能為結(jié)直腸癌患者的治療選擇提供新的思路。

2、目前結(jié)直腸癌在臨床上主要根據(jù)ajcc-uicc腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(tnm)分期系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)以及輔助診治決策。隨著近些年結(jié)直腸癌腫瘤微環(huán)境及癌變機(jī)制研究逐漸增多和關(guān)鍵分子的明確，大量的新型診斷模型出現(xiàn)，例如外周血dna甲基化、lncrna甲基化等標(biāo)志物；一些轉(zhuǎn)錄組標(biāo)志物如lncrna、microrna和circrna；利用全基因組數(shù)據(jù)建模進(jìn)行多因素風(fēng)險(xiǎn)分析、免疫相關(guān)基因預(yù)后模型、能量代謝相關(guān)基因預(yù)后模型等。

3、從臨床數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，根據(jù)tnm分期采取治療策略，大多數(shù)ii期crc患者接受手術(shù)治療，無需輔助化療。但這些患者中近15％會(huì)出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)并因疾病進(jìn)展而死亡。被評(píng)估為低風(fēng)險(xiǎn)患者仍有相當(dāng)一部分后來出現(xiàn)復(fù)發(fā)和進(jìn)展，表明這些患者的反應(yīng)并不相同。后續(xù)出現(xiàn)的大量新型診斷模型，更多停留在數(shù)據(jù)庫構(gòu)建和驗(yàn)證，結(jié)合腫瘤發(fā)生發(fā)展關(guān)鍵機(jī)制進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證較少，無法提供清晰的理論依據(jù)，同時(shí)著重點(diǎn)較為單一，無法全面應(yīng)用或準(zhǔn)確地進(jìn)行診斷和預(yù)后判斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、重編程糖代謝是人類癌癥發(fā)生和發(fā)展過程中的標(biāo)志，本技術(shù)為探索結(jié)直腸癌預(yù)后相關(guān)的糖代謝相關(guān)基因的全面概況及其具體機(jī)制，同時(shí)確定一種新的結(jié)直腸癌預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)模型，并結(jié)合突變、免疫浸潤(rùn)等相關(guān)分析，為結(jié)直腸癌患者提供新的預(yù)后判斷模型以及治療選擇。

2、為了改善上述技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明提供一種結(jié)直腸癌糖代謝相關(guān)基因預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)模型的構(gòu)建方法，其包括以下步驟：

3、(1)從癌癥基因組圖譜(tcga)公共數(shù)據(jù)庫收集結(jié)直腸癌患者轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和臨床信息；

4、(2)進(jìn)行cox單因素回歸分析并確定特定糖代謝相關(guān)基因(grg)；

5、(3)進(jìn)行cox多因素回歸分析，然后輸出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，根據(jù)前述grg的mrna表達(dá)水平按照方程“風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分＝回歸系數(shù)×相應(yīng)基因的mrna表達(dá)”計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分；

6、(4)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分將患者劃分為不同的風(fēng)險(xiǎn)集群。

7、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，前述方法還包括步驟(5)，通過roc曲線和生存曲線驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。

8、另一方面，本發(fā)明提供前述構(gòu)建方法獲得的結(jié)直腸癌糖代謝相關(guān)基因預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)模型。

9、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，前述模型中的特定糖代謝相關(guān)基因?yàn)橐韵?9個(gè)基因的組合：ankzf1、chst1、cldn9、fkbp4、glce、gpc1、idua、nol3、p4ha1、pmm2、ppp2cb、rbck1、spag4、stc2、aldh1a3、eno3、g6pc2、ndc1和slc2a3。

10、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，前述模型中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分＝(0.260479*ankzf1基因表達(dá)水平)+(0.183322*chst1基因表達(dá)水平)+(0.082092*cldn9基因表達(dá)水平)+(0.422546*fkbp4基因表達(dá)水平)-(0.05152*glce基因表達(dá)水平)+(0.058003*gpc1基因表達(dá)水平)+(0.033317*idua基因表達(dá)水平)+(0.456214*nol3基因表達(dá)水平)+(0.547072*p4ha1基因表達(dá)水平)-(0.31426*pmm2基因表達(dá)水平)-(0.324*ppp2cb基因表達(dá)水平)+(0.198214*rbck1基因表達(dá)水平)+(0.065966*spag4基因表達(dá)水平)+(0.129602*stc2基因表達(dá)水平)+(0.231511*aldh1a3基因表達(dá)水平)+(0.465562*eno3基因表達(dá)水平)-(0.92638*g6pc2基因表達(dá)水平)-(0.07933*ndc1基因表達(dá)水平)+(0.093052*slc2a3基因表達(dá)水平)。

11、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，利用前述風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的中位數(shù)作為閾值將結(jié)直腸癌患者分為高風(fēng)險(xiǎn)組和低風(fēng)險(xiǎn)組。

12、另一方面，本發(fā)明提供前述模型在制備結(jié)直腸癌患者總體生存率診斷或輔助診斷產(chǎn)品中的應(yīng)用。

13、另一方面，本發(fā)明提供前述模型在制備試劑盒中的應(yīng)用。

14、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供前述模型在預(yù)測(cè)結(jié)直腸癌預(yù)后的試劑盒中的應(yīng)用。

15、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，前述結(jié)直腸癌預(yù)后包括風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及免疫治療療效評(píng)估。

16、另一方面，本技術(shù)提供檢測(cè)grg表達(dá)量的試劑在制備預(yù)測(cè)結(jié)直腸癌預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)的試劑盒中的應(yīng)用，所述grg為以下19個(gè)基因的組合：ankzf1、chst1、cldn9、fkbp4、glce、gpc1、idua、nol3、p4ha1、pmm2、ppp2cb、rbck1、spag4、stc2、aldh1a3、eno3、g6pc2、ndc1和slc2a3。

17、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述試劑為與所述基因特異性結(jié)合的引物或探針。

18、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述試劑盒包括計(jì)算grg風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的說明書，所述grg風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分＝(0.260479*ankzf1基因表達(dá)水平)+(0.183322*chst1基因表達(dá)水平)+(0.082092*cldn9基因表達(dá)水平)+(0.422546*fkbp4基因表達(dá)水平)-(0.05152*glce基因表達(dá)水平)+(0.058003*gpc1基因表達(dá)水平)+(0.033317*idua基因表達(dá)水平)+(0.456214*nol3基因表達(dá)水平)+(0.547072*p4ha1基因表達(dá)水平)-(0.31426*pmm2基因表達(dá)水平)-(0.324*ppp2cb基因表達(dá)水平)+(0.198214*rbck1基因表達(dá)水平)+(0.065966*spag4基因表達(dá)水平)+(0.129602*stc2基因表達(dá)水平)+(0.231511*aldh1a3基因表達(dá)水平)+(0.465562*eno3基因表達(dá)水平)-(0.92638*g6pc2基因表達(dá)水平)-(0.07933*ndc1基因表達(dá)水平)+(0.093052*slc2a3基因表達(dá)水平)。

19、有益效果

20、本技術(shù)首次闡述了結(jié)直腸癌糖代謝相關(guān)基因的全面概況，利用數(shù)據(jù)庫建立并驗(yàn)證了預(yù)后模型的有效性，同時(shí)該模型與tnm分析、經(jīng)典基因突變、免疫浸潤(rùn)等疾病特征均有相關(guān)性，為預(yù)后判斷以及治療靶點(diǎn)選擇提供新的方向。