[发明专利]基于拉曼的免疫测定系统和方法

说明书

本公开针对用于将拉曼数据与生物标志物数据融合以识别疾病和/或疾病进展的系统和方法。本文公开的系统可以包含用于从生物样品生成相互作用的光子的照射源和用于检测所述相互作用的光子以生成拉曼数据集的检测器。处理器被包含以将拉曼数据集与生物标志物数据集融合以识别疾病和/或疾病进展。本公开还包含方法，所述方法包括照射生物样品以生成相互作用的光子，并且检测所述相互作用的光子以生成拉曼数据集。从生物样品获得生物标志物数据集，并且将拉曼数据集与生物标志物数据集融合以生成指标分值。指标分值与疾病和疾病进展中的一个或更多个相关联。

对相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2015年11月16日、标题为“基于拉曼的测定”的美国临时申请序列号62/255,804的优先权和权益，其通过引用被整体并入本文。

背景

癌症不仅在死亡率和发病率方面是显著的，而且在治疗晚期癌症的费用和晚期癌症患者的降低的生产力和生活质量方面也是显著的。尽管癌症的普遍概念为不能治愈的疾病，但如果及时施用医学干预，则许多癌症可以被缓和、减缓或甚至治愈。

癌症由各种机制引起，并非全部机制都被理解。癌症(当它们以实体肿块(solidmass)的形式出现时称为肿瘤)特征性地表现失控的细胞生长和/或增殖。癌细胞相对于细胞类型(癌细胞从所述细胞类型产生)往往表现其他特征性差异，所述特征性差异包含细胞表面蛋白、分泌蛋白、核蛋白和/或胞质蛋白的改变的表达、改变的抗原性、改变的脂质被膜(即，细胞膜)组成、改变的核酸生成、改变的形态以及其他差异。通常，通过观察肿瘤形成或通过观察这些特征性差异中的一个或更多个诊断癌症。因为癌症由正常组织的细胞产生，因此癌细胞最初可以与原始正常组织的细胞非常相似，往往使癌细胞的检测变得困难，直至癌症已经进展到癌细胞与相应的原始正常细胞之间的差异更显著的阶段。某些类型的癌症可以在它们易于检测之前发展到相对难以治疗的阶段。

癌症的早期确定性检测和分类对于成功治疗往往是至关重要的。在许多癌症的诊断中包含确定癌症的类型和等级及其进展的阶段。此信息可以告知治疗选择，允许对相对早期阶段的、不扩散或缓慢扩散的癌症使用较温和的治疗(即，具有较少的不期望的副作用)，以及对患者的健康构成较大风险的癌症的较侵袭性的治疗(即，具有较多不期望的副作用和/或较低的治疗指数)。

当怀疑癌症时，医师将通常把肿瘤或一部分异常组织去除或活组织检查并且送往进行组织病理学分析。通常，准备样本所花费的时间大约为一天或更多。将来自病理学家的结果传达至医师和患者可以进一步减缓癌症的诊断以及任何指示治疗的开始。在样品收集与诊断之间的时期内，患者焦虑可能剧增。

免疫测定发展的进步已经导致对疾病状态的大量生物标志物的识别。虽然一些生物标志物具有有限作用的临床意义，但是存在一些实例，其中单个生物标志物足以诊断特定的疾病状态(如HIV-1)。特异性的生物标志物包含癌胚抗原(CEA)和前列腺特异抗原(PSA)。遗憾的是，许多复杂的疾病需要多个生物标志物以产生有用的临床信息，并且最近的研究已经表明单个生物标志物的分析在疾病的检测和进展中可能是不充分的。

结肠直肠癌(CRC)是一种缓慢发展的疾病，结肠直肠癌通常开始于结肠或直肠的衬里上的良性异常生长。未经治疗的生长可以导致恶性肿瘤以及将异常生物标志物释放到血液中。这些生物标志物可以在血液中检测到，并且可以用作液体活组织检查工具以非侵入性地筛查和诊断患者。CRC是发达国家中第三大常见癌症，仅在美国就有每年预测超过134000例新病例和49000例死亡。该疾病影响男性和女性两者，并且是癌症死亡率的第三个主要原因。CRC存活率与检测时的进展阶段直接相关。当在早期被检测到时，五年存活率大于95％，但是晚期发现的存活率约为5％。美国国家癌症研究所估计，5％的美国人在其生命期内将被诊断患有CRC。虽然结肠镜检查仍然是推荐的筛查程序，但是存在并发症的风险，所述并发症包含肠撕裂和出血，所述风险在息肉摘除期间升高。