[發(fā)明專利]一種鱗癌組織功能狀態(tài)與細(xì)胞組分評(píng)估方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110884396.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN113593640B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 區(qū)樂淳;趙二杰;梁繼生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱市米杰生物科技有限公司
• 主分類號(hào): G16B30/00
• 分類號(hào): G16B30/00;G16B40/30
• 代理公司: 黑龍江立超同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 23217
• 代理人: 孫春玲

一種鱗癌組織功能狀態(tài)與細(xì)胞組分評(píng)估方法及系統(tǒng)，涉及生命科學(xué)測(cè)序數(shù)據(jù)分析技術(shù)領(lǐng)域，用以解決現(xiàn)有的細(xì)胞組分評(píng)估方法或系統(tǒng)評(píng)估細(xì)胞類型太少且不能評(píng)估更精細(xì)的細(xì)胞亞群類型的問題。本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)包括：本發(fā)明基于約20萬(wàn)細(xì)胞的鱗癌單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)，識(shí)別并篩選了包括免疫細(xì)胞與組織細(xì)胞等多種細(xì)胞類型的特征表達(dá)基因，作為對(duì)應(yīng)細(xì)胞類型的代表性特征標(biāo)志物，進(jìn)而分析估算更精細(xì)的細(xì)胞類型，并額外整合了評(píng)估單細(xì)胞組織功能狀態(tài)步驟，以進(jìn)一步在估測(cè)樣本間細(xì)胞組分差異的同時(shí)，探究細(xì)胞組分差異與組織狀態(tài)間的關(guān)系。本發(fā)明適用于對(duì)鱗癌組織功能狀態(tài)與細(xì)胞組分的精細(xì)估算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生命科學(xué)測(cè)序數(shù)據(jù)分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鱗癌組織功能狀態(tài)與細(xì)胞組分評(píng)估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

生物組織中細(xì)胞類型比例的變化與其組織內(nèi)復(fù)雜多樣的生理狀態(tài)具有密切的相關(guān)性，準(zhǔn)確識(shí)別細(xì)胞類型的組分含量對(duì)了解細(xì)胞間的相互作用關(guān)系及其生物學(xué)功能具有重要意義。在腫瘤組織中，多種類型的細(xì)胞共同組成了復(fù)雜的腫瘤微環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)，其中，腫瘤浸潤(rùn)的免疫細(xì)胞和腫瘤相關(guān)的組織細(xì)胞等在腫瘤的控制與治療中起核心作用。因此，對(duì)多種類型的腫瘤浸潤(rùn)細(xì)胞進(jìn)行全面準(zhǔn)確的定量分析，有助于闡明抑癌免疫反應(yīng)的潛在機(jī)制、評(píng)估抗癌療法的預(yù)后與療效，并能指導(dǎo)設(shè)計(jì)更加合理的臨床聯(lián)合治療方案。

隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展成熟及其成本的快速下降，混合組織轉(zhuǎn)錄組測(cè)序已得到廣泛應(yīng)用，從而使得通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)估算并比較組織樣本間多種細(xì)胞類型的含量成為可能。因此基于測(cè)序數(shù)據(jù)，研究出計(jì)算類型全面輸出結(jié)果準(zhǔn)確且用戶體驗(yàn)優(yōu)良的細(xì)胞組分估算方法對(duì)未來海量臨床樣本的細(xì)胞層面檢測(cè)分析與預(yù)測(cè)具有重要意義。隨著單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)的成熟應(yīng)用，提取不同細(xì)胞類型的特異性表達(dá)基因及其基因表達(dá)譜能夠在大范圍細(xì)胞類型中進(jìn)行，使得細(xì)胞類型特征表達(dá)基因的特異性更高代表性更強(qiáng)。

目前在治療癌癥方面，使用免疫檢查點(diǎn)抑制劑療法僅對(duì)小部分患者有效，故定量治療前和治療中腫瘤組織內(nèi)的免疫浸潤(rùn)有望為監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)療效確定新的生物標(biāo)志物。同時(shí)，準(zhǔn)確量化腫瘤免疫浸潤(rùn)的細(xì)胞組成對(duì)闡明腫瘤細(xì)胞免疫逃逸反應(yīng)的機(jī)制具有積極意義。諸如流式細(xì)胞術(shù)或免疫組織化學(xué)染色之類的方法已用作評(píng)估樣品中的細(xì)胞組分含量的金標(biāo)準(zhǔn)。但是每種方法都有其技術(shù)局限性，無法普遍應(yīng)用。例如，F(xiàn)CM需要大量的實(shí)驗(yàn)材料，因此限制了其在腫瘤活檢中的臨床應(yīng)用；而IHC雖提供了單個(gè)腫瘤切片的估計(jì)值，但無法代表腫瘤的整體免疫異質(zhì)情況，而且這些方法僅能使用小數(shù)量的細(xì)胞類型特征標(biāo)志物。目前單細(xì)胞測(cè)序用于識(shí)別全面且精細(xì)的細(xì)胞類型和狀態(tài)，但對(duì)于常規(guī)臨床使用而言仍然過于昂貴和復(fù)雜。故目前研究者們開發(fā)的細(xì)胞組分估算方法多從混合組織RNA-seq的測(cè)序數(shù)據(jù)中分析組織中的細(xì)胞組分含量。目前優(yōu)化與更新此類方法的創(chuàng)新之處在于使用單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)分析出的細(xì)胞類型特征基因標(biāo)志，作為內(nèi)置參考數(shù)據(jù)，從而在估算RNA-seq數(shù)據(jù)的細(xì)胞組分時(shí)更全面、更具有生物學(xué)意義。目前普遍應(yīng)用的軟件MCP-counter^[1]僅能評(píng)估10種細(xì)胞類型，且僅能進(jìn)行樣本間的細(xì)胞類型含量評(píng)估，導(dǎo)致其應(yīng)用面不完善；MuSiC算法^[2]中僅針對(duì)胰腺細(xì)胞的細(xì)胞組分評(píng)估，其評(píng)估細(xì)胞類型較為單一，同樣應(yīng)用面狹窄。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上問題，本發(fā)明提出一種鱗癌組織功能狀態(tài)與細(xì)胞組分評(píng)估方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有的細(xì)胞組分評(píng)估方法或系統(tǒng)評(píng)估細(xì)胞類型太少且不能評(píng)估更精細(xì)的細(xì)胞亞群類型的問題。

根據(jù)本發(fā)明一方面，提出一種鱗癌組織功能狀態(tài)與細(xì)胞組分評(píng)估方法，該方法包括下述步驟：

步驟一、獲取鱗狀細(xì)胞癌組織單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)；

步驟二、對(duì)所述單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行無監(jiān)督聚類分析，識(shí)別獲得包含以下細(xì)胞類型的單細(xì)胞樣本數(shù)據(jù)：B/Plasma細(xì)胞、T/NK細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、Langerin樹突細(xì)胞、肥大細(xì)胞、成熟樹突細(xì)胞、黑色素細(xì)胞、漿細(xì)胞樣樹突細(xì)胞和單核細(xì)胞；

步驟三、通過對(duì)各個(gè)細(xì)胞類型的單細(xì)胞樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行無監(jiān)督聚類分析，識(shí)別獲得各個(gè)細(xì)胞類型內(nèi)的細(xì)胞亞群樣本數(shù)據(jù)；