1.本发明属于胰腺癌领域，特别涉及一组用于胰腺癌分子分型的基因集及其应用。


背景技术：

2.胰腺癌在中国是一种较为高发且难治的癌症，据2015年的癌症统计数据显示，胰腺癌的发病率在癌症领域排名第9，而死亡率排名第6。为了提高胰腺癌的诊疗水平以及治愈率，基于基因组数据对胰腺癌进行分子分型，从而推动精准医疗显得尤为重要。
3.目前，针对胰腺癌的分子分型有一定的方案产出，但这些方案存在各种缺陷，包括分子分型与预后关系不紧密，不同分子分型的基因组特征不明确以及分子分型无法与特定的治疗方案建立联系等。
4.首先，一类方案是基于同源重组修复基因(homologous recombination repair,hrr)是否突变将胰腺癌进行分子分型，但是该方案只能区分应用铂类化疗或parp(poly(adp-ribose)polymerase)抑制剂治疗患者的预后，对于接受其他治疗方式的胰腺癌患者的预后无法有效区分，因此该分子分型方案存在较大的局限性。第二，一类方案是基于基因组大片段扩增和缺失对胰腺癌患者进行分子分型，但该方案用于进行分子分型的数据分辨率过低，无法获得精准的分子分型，且分型结果与患者预后并不具有显著的相关性。第三，一类方案是基于肿瘤组织的转录谱对胰腺癌患者进行分子分型，该技术对肿瘤组织的质量要求较高，否则无法获取准确的转录谱数据，限制了该技术的临床应用，且该技术并不能区分所有分型之间的预后差异。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一组用于胰腺癌分子分型的基因集及其应用，可以非常有效地区分中国胰腺癌患者的预后差异，并直接反映了与分子分型对应的基因组特征，可供临床用于匹配的药物与治疗方案的精准选择。
6.本发明提供了一组用于胰腺癌分子分型的基因集，包括修复缺陷型基因集、增殖活跃型基因集、修复增强型基因集和修复超强型基因集；其中，所述修复缺陷型基因集包括与dna修复相关的基因；所述增殖活跃型基因集包括与酪氨酸激酶受体信号传导相关的基因；所述修复增强型基因集包括与dna修复相关的基因；所述修复超强型基因集包括与dna双链断裂修复相关的基因。
7.所述修复缺陷型基因集包括同源重组修复基因、错配修复基因、fanconi贫血基因、核苷酸切除修复基因和其他修复相关基因。
8.优选的，所述增殖活跃型基因集包括kdr，rac1，ntrk1，pdgfrb，fgf3，akt1，ntrk2，igf2，ptpn11，fgf4，egfr，mapkap1，vegfa，fgfr3，kras和src。
9.所述修复增强型基因集包括同源重组修复基因、错配修复基因、fanconi贫血基因、核苷酸切除修复基因和其他修复相关基因。
10.优选的，所述同源重组修复基因包括rad51b，rad51d，blm，brca2，brca1，brip1，
palb2，rad51c，atm，atr和chek2；所述错配修复基因包括msh6，mlh1，msh2和pms2；所述fanconi贫血基因包括fanca和fancd2；所述核苷酸切除修复基因包括pole；所述其他修复相关基因包括tp53，ep300，rad51，rad52，pold1，abl1和mutyh。
11.优选的，所述修复超强型基因集包括blm，palb2，rad51c，atm，chek1，atr和parp1。
12.本发明还提供了用于胰腺癌分子分型的基因集的应用。应用于制备胰腺癌分子分型的试剂盒。
13.有益效果
14.(1)本发明可以非常有效地区分中国胰腺癌患者的预后差异，并直接反映了与分子分型对应的基因组特征，可供临床用于匹配的药物与治疗方案的精准选择。
15.(2)本发明不仅限于对接受过铂类化疗或parp抑制剂治疗的患者进行分子分型，对接受不同治疗方案的胰腺癌患者均适用，具有宽广的临床应用范围。
16.(3)本发明基于每个基因的拷贝数变异进行分子分型，分辨率高，分型精准，可以显著区分不同分子分型胰腺癌患者的预后，具有更高的临床应用价值。
17.(4)本发明基于肿瘤组织样本dna测序获取原始数据，降低了对样本质量的要求，且有潜力推广到基于患者体液样本dna测序的应用场景，具有更高的临床应用可能性。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
19.实施例1
20.一、计算基因拷贝数变异
21.首先，要对胰腺癌肿瘤组织dna样本的测序数据进行过滤，包括对测序接头序列以及低质量碱基的移除，采用的软件是trimmomatic(v0.36)然后，将过滤后的测序数据回贴到hg19版本的人类基因组上，采用的软件是bwa(v0.7.17)，参数保持默认。接着，对回贴结果进行处理，包括依赖基因组坐标对回贴结果进行排序以及对回贴结果中的重叠区域进行标记，采用的软件是picard(v2.23.0)，参数保持默认。最后，基于处理后的回贴结果进行基因拷贝数变异的鉴定，采用的软件是cnvkit(v0.9.2)，参数保持默认，鉴定模式选择“reference”。在这个过程中，采用健康人白细胞测序数据为每个基因捕获区域构建覆盖深度基线，并以肿瘤组织测序数据中该区域覆盖深度和基线覆盖深度比值的log2转化值作为该区域的拷贝数变异数值。对于每一个基因，取该基因范围所覆盖所有捕获区域拷贝数变异数值的中位数作为该基因的拷贝数变异数值。
22.二、基因拷贝数变异差异分析
23.基于上述步骤一计算获得的基因拷贝数变异数值，通过wilcoxon rank sum test，鉴定具有显著差异拷贝数变异的基因。统计检验后，采用bh算法进行多重假设检验校正获得错误发现率，并筛选错误发现率小于0.05的基因。
24.三、基于基因拷贝数变异特征，可以将胰腺癌患者分为四型。
25.1.修复缺陷型：与其他各型患者相比，该型患者基因组中有25个与dna修复相关的
基因显著发生拷贝数缺失，包括11个同源重组修复基因(rad51b，rad51d，blm，brca2，brca1，brip1，palb2，rad51c，atm，atr，chek2)，4个错配修复基因(msh6，mlh1，msh2，pms2)，2个fanconi贫血基因(fanca，fancd2)，1个核苷酸切除修复基因(pole)和7个其他修复相关基因(tp53，ep300，rad51，rad52，pold1，abl1和mutyh)。该型患者的基因组突变图谱具有明显的dna双链断裂修复功能缺陷以及dna错配修复功能缺陷特征，高基因拷贝数不稳定性与低肿瘤突变负荷。依据上述基因组特征，该型患者适合采用parp抑制剂进行治疗。该型患者的预后在四种分型中排名第一。
26.表1：修复缺陷型胰腺癌患者中具有拷贝数缺失的基因
[0027][0028]
[0029]
2.增殖活跃型：与其他各型患者相比，该型患者基因组中有16个与酪氨酸激酶受体信号传导相关的基因(kdr，rac1，ntrk1，pdgfrb，fgf3，akt1，ntrk2，igf2，ptpn11，fgf4，egfr，mapkap1，vegfa，fgfr3，kras和src)显著发生拷贝数扩增。该型患者的基因组突变图谱具有明显的dna双链断裂修复功能缺陷以及dna错配修复功能缺陷特征，高基因拷贝数不稳定性与低肿瘤突变负荷。依据上述基因组特征，该型患者适合采用parp抑制剂进行治疗。该型患者的预后在四种分型中排名第三。
[0030]
表2：增殖活跃型胰腺癌患者中具有拷贝数扩增的基因
[0031][0032][0033]
3.修复增强型：与其他各型患者相比，该型患者基因组中有25个与dna修复相关的基因显著发生拷贝数扩增，包括11个同源重组修复基因(rad51b，rad51d，blm，brca2，brca1，brip1，palb2，rad51c，atm，atr，chek2)，4个错配修复基因(msh6，mlh1，msh2，pms2)，2个fanconi贫血基因(fanca，fancd2)，1个核苷酸切除修复基因(pole)和7个其他修复相关基因(tp53，ep300，rad51，rad52，pold1，abl1和mutyh)。该型患者的基因组突变图谱具有明显的pole聚合酶功能缺陷特征，低基因拷贝数不稳定性与高肿瘤突变负荷。依据上述基因组特征，该型患者适合采用免疫检查点抑制剂进行治疗。该型患者的预后在四种分型中排名第二。
[0034]
表3：修复增强型胰腺癌患者中具有拷贝数扩增的基因
[0035][0036][0037]
4.修复超强型：与其他各型患者相比，该型患者基因组中有7个与dna双链断裂修复相关的基因(blm，palb2，rad51c，atm，chek1，atr，parp1)显著发生拷贝数扩增。该型患者的基因组突变图谱具有明显的pole聚合酶功能缺陷特征，低基因拷贝数不稳定性与高肿瘤突变负荷。依据上述基因组特征，该型患者适合采用免疫检查点抑制剂进行治疗。该型患者的预后在四种分型中排名第四。
[0038]
表4：修复超强型胰腺癌患者中具有拷贝数扩增的基因
[0039][0040][0041]
五、基于四类分子分型的患者预后评估
[0042]
为了比较四类分子分型患者的预后差异，考察了233位r0切除胰腺癌患者的无疾病生存期(disease-freesurvival，dfs)，中位随访超过6个月。233位患者中，174位患者被归类为修复缺陷型，26位患者被归类为增殖活跃型，32位患者被归类为修复增强型，1位患者被归类为修复超强型。修复缺陷型患者具有最好的预后，中位dfs为410天；修复增强型患者具有排名第二位的预后，中位dfs为239天；增殖活跃型患者具有排名第三位的预后，中位dfs为197天；修复超强型患者具有最差的预后，dfs为48天。证明胰腺癌患者的四种分子分型与其预后具有相关性。