[发明专利]基于微生物丰度的MIBC分型及预后预测模型构建方法

说明书

本发明公开了一种肌层浸润性膀胱癌（MIBC）分型方法，该方法依据MIBC患者的组织微生物丰度谱特征对MIBC进行分子分型。本发明还公开了基于上述分型方法的MIBC预后预测模型及其构建方法。本发明利用TCGA数据库中的肌层浸润性膀胱癌转录组RNA‑seq数据，分析得到MIBC患者的微生物数据，然后以微生物丰度谱为特征进行NMF聚类，建立MIBC微生物层面的分子分型，从而从肿瘤组织微生物层面深度解析了微生物与MIBC的相关性，建立了MIBC预后预测模型，该模型有助于精准预测MIBC患者的1‑5年生存率。

技术领域

本发明涉及泌尿系统肿瘤领域，特别是涉及肌层浸润性膀胱癌（Muscle-invasivebladder cancer，MIBC）领域，更具体地说，是涉及基于微生物丰度谱的肌层浸润性膀胱癌分型方法及预后预测模型的构建方法。

背景技术

膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一。全球范围内，膀胱癌新发病例约54万例，死亡18.8万例。2016年我国预测数据显示新发膀胱癌8.05万例，其中男性6.21万例，女性1.84万例；死亡3.29万例，其中男性2.51万例（男性恶性肿瘤第11位），女性0.78万例。

膀胱癌一般起源于覆盖膀胱内表面的上皮(尿路上皮)。根据2004年WHO尿路系统肿瘤分类标准，膀胱癌包括尿路上皮（移行细胞）癌、鳞状细胞癌、腺细胞癌、脐尿管癌、苗勒氏管恶性肿瘤、神经内分泌肿瘤、间叶性肿瘤、混合型癌、肉瘤样癌及转移性癌等。其中，膀胱尿路上皮癌最为常见，占膀胱癌的90%以上，膀胱鳞状细胞癌约占3%～7%；膀胱腺癌比例2%。

大约75%的初诊患者为NMIBC（非肌层浸润性膀胱癌），其余25%为MIBC或转移性疾病。NMIBC有着较高的进展风险，1年和5年进展概率分别为29%和74%。MIBC已经浸润到膀胱壁的肌肉层，因此更具侵略性。和其他侵袭性癌症一样，它更容易扩散，也更难治疗。局部晚期的MIBC的5年生存率为36.3%-69.5%，转移性疾病的5年生存率仅为4.6%。

MIBC患者的治疗方式包括：根治性膀胱切除术、膀胱部分切除术、新辅助/辅助化疗、保留膀胱综合治疗等。根治性膀胱切除术是临床分期为cT2～T4aN0M0的MIBC患者的标准治疗，但其5年OS（总体生存时间）约50%。为提高治疗效果，以顺铂为基础的联合新辅助化疗已广泛应用。多项随机试验和荟萃分析显示：MIBC患者接受以顺铂为基础的新辅助化疗可以明显提高肿瘤完全反应率(CR)并延长患者的总体生存时间(OS)，患者死亡风险降低10%～13%，五年总体生存率提高5～8%，对cT3患者5年生存率提高可达11%。

然而，MIBC是具有高度异质性的肿瘤，其临床病程和预后不一。目前，一系列的临床和病理参数被用于膀胱癌的危险分层，包括肿瘤数目、大小、复发率、原发肿瘤的分期及分级，淋巴结转移情况和组织学变异类型等。然而这些参数对于临床预后的判断仍然有一定的局限性，并可能影响临床治疗方案的选择和治疗效果。因此，针对MIBC需要有更为精准的生物学分型方法。

已有大量的研究通过大规模的转录组分析将MIBC根据不同的分子特征分成相应的亚型。与乳腺癌一样，每一种基于RNA的亚型在预后和治疗靶点上都变现出不同的特征。自2012年至今，已有4家研究中心提出了综合性的膀胱癌分子分型方案，四家中心分别为：癌症基因组图谱(the Cancer Genome Atlas，TCGA)分型、北卡罗来纳大学(University ofNorth Carolina，NCU) 分型、安德森癌症中心(University of Texas M.D. AndersonCancer Center，MDA)分型和隆德大学(Lund University，Lund)分型。

NCU(北卡罗莱纳大学)分型：提出高级别膀胱癌2种分子亚型，管腔样(luminal)细胞型和基底样 (basal)细胞型，揭示膀胱癌的亚型与乳腺癌相似之处，分层治疗的意义，引发后续研究。