用于檢測賴氨酰氧化酶樣蛋白-2(loxl2)和乳癌的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于檢測賴氨酰氧化酶樣蛋白-2 (L0XL2)和乳癌的系統(tǒng)和 方法
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請要求2012年9月28日提交的美國臨時申請No. 61/706, 944的優(yōu)先權(quán)，該 申請的主題以引用方式全文并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003] 在美國，乳癌受到了極大的健康關(guān)注，其代表了女性第二位主要的癌癥死亡原因。 乳癌的致命性反應(yīng)它們獲得了侵入性和轉(zhuǎn)移性的表現(xiàn)型（其為導(dǎo)致死亡率接近90% (與 哺乳動物癌癥有關(guān)）的事件）。盡管對于被診斷為局部疾病的女性而言，5年存活率高達(dá) 98%，但是對于在診斷時表現(xiàn)出轉(zhuǎn)移跡象的女性而言，存活率急劇下降至23%。目前，作為 轉(zhuǎn)移的發(fā)展和起始的分子機制尚未完全了解，但是其確實為有效地檢測患者的疾病進(jìn)程的 手段。根據(jù)這些線索，乳癌細(xì)胞通常在患者中播散成小的乳房腫瘤（<4_)，并且早于其中 疾病發(fā)展成系統(tǒng)性的位點。相似地，播散的乳癌細(xì)胞通常獲取休眠的表現(xiàn)型而逃脫臨床檢 測，而這種表現(xiàn)型的細(xì)胞僅在后期作為侵襲性復(fù)發(fā)的腫瘤（其對治療初始腫瘤中使用的治 療方案不產(chǎn)生應(yīng)答）出現(xiàn)。
[0004] 乳癌并非為均質(zhì)性疾病，反而是由至少5種遺傳學(xué)不同的亞型組成的異質(zhì)性疾 病，所述的亞型表現(xiàn)的完全不同：（i)組織病理學(xué)特征、等級和標(biāo)志物；（ii)臨床表現(xiàn)、預(yù)后 和結(jié)果；以及（iii)對化療的應(yīng)答?？偠灾@些挑戰(zhàn)突出了研發(fā)新型診斷平臺的需要， 其中所述的診斷平臺能夠在以其他方式貌似健康的女性中檢測乳癌。
[0005] 在獨特的乳癌亞型中，由于分類為三陰性乳癌（TNBC)的那些具有高度的侵襲性 和轉(zhuǎn)移性行為，以及它們在表面緩解之后復(fù)發(fā)的傾向性，而是特別致命的。TNBC缺乏激素 受體（雌激素和孕酮）和ErbB2/HER2的表達(dá)。但是它們通常具有BRCAl-和p53-缺失 (defect)和/或缺陷。這種特別的表現(xiàn)型阻止了有效對抗TNBC的靶向化療的發(fā)展，其也具 有獲得對標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理化療試劑（例如亞德里亞霉素，順鉑和紫衫烷）的抗性的、加劇的傾向 性。此外，TNBC的診斷為排除者之一，而非包含者之一，這是因為該疾病的特異性生物標(biāo)志 物不存在。最近，在臨床環(huán)境中使用了用于乳癌的多種血清生物標(biāo)志物。這種有限的列表 包含了癌癥抗原（CA) :CA15-3，CA27. 29和癌胚抗原（CEA)，并且都缺乏必需的敏感性和特 異性。
[0006] 最近的發(fā)現(xiàn)將L0XL2的異常表達(dá)與乳癌的轉(zhuǎn)移和疾病進(jìn)程相關(guān)聯(lián)，特別是在懷著 晚期和分化不良的TNBC的患者中（Peinado，H. ;PortUlo，F(xiàn). ;Cano，A.SwitchingOn-OfT Snail:L0XL2VersusGSK3 ?CellCycle4,1749(2005) ；Peinado,H.etal. ,Lysyl Oxidase-Like2asaNewPoorPrognosisMarkerofSquamousCellCarcinomas. CancerResearch68, 4541(June15,2008,2008) ；Kagan,H.M. ；Li,W.Lysyloxidase:P roperties,specificity,andbiologicalrolesinsideandoutsideofthecell. JournalofCellularBiochemistry88,660 (2003)；andLucero,H.A. ；Kagan,H. M.Lysyloxidase:anoxidativeenzymeandeffectorofcellfunction.CellMol LifeSci63,2304(0ct，2006))。相似地，失調(diào)的L0XL2的表達(dá)在乳癌患者中預(yù)示了疾 病的復(fù)發(fā)和預(yù)后不良（Erler，J.T. ;Giaccia，A.J.Lysyloxidasemediateshypoxic controlofmetastasis.CancerRes66, 10238(NovI, 2006) ；Payne,S.L. ；Hendrix,M. J. ；Kirschmann,D.A.Paradoxicalrolesforlysyloxidasesincancer-aprospect. JCellBiochem101，1338(Aug15,2007) ;Nishioka，T. ;Eustace，A. ;West，C.Lysyl oxidase:frombasicsciencetofuturecancertreatment.CellStructFunct 37, 75 (2012) ；Taylor,M.A.Amin,J. ；Kirschmann,D.A. ；Schiemann,W.P.Lysyloxidase contributestomechanotransductionJ-mediatedregulationoftransforminggrowth factor-0signalingin乳癌cells.Neoplasia13, 406 (2011)andBarker，RE. ；Erler,J. E.ThepotentialforL0XL2asatargetforfuturecancertreatment.FutureOncol 7, 707(Jun，2011))。
[0007] 發(fā)明概述
[0008] 本文所述的實施方案涉及用于測定肌體樣品中賴氨酰氧化酶樣蛋白-2 (L0XL2) 水平和/或檢測受試對象中的乳癌的檢測系統(tǒng)。所述的檢測系統(tǒng)包含：至少一種反應(yīng)溶液， 其用于在與肌體樣品中的L0XL2結(jié)合時生成H2O2;以及生物傳感器，其用于測定生成的H2O2 的水平。在一些實施方案中，所述的至少一種反應(yīng)溶液包含賴氨酸，其可以被L0XL2氧化脫 氨，從而生成a-氨基己二酸-6 -半醛（e-醛賴氨酸）和過氧化氫（H2O2)。
[0009] 在一些實施方案中，肌體樣品可以包含選自血液、血漿、血清和尿中的體液。
[0010] 在其他的實施方案中，所述的生物傳感器可以包含工作電極和反電極。工作電極 和反電極可以包含催化劑顆粒，其可以增加與H2O2的電化學(xué)氧化-還原反應(yīng)的速率，并在比 不存在催化劑顆粒的情況下更低的氧化電位下檢測H2O2。所述的催化劑可以包含納米顆粒 金屬催化劑，例如一元金屬（M)，二元金屬（M-X)，一元金屬氧化物（MOy)，二元金屬氧化物 (MOy-XOy)，金屬-金屬氧化物復(fù)合材料（M-MOy)或者它們的組合，其中y小于3,M和X獨 立地選自Li,Na,Mg,Al,K,Ca,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Sr,Y,Zr,Nb,Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd ，In,Sn,Ba,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu,Ta,W,Os,Ir,Pt,Au和Pb。在一個 實施方案中，所述的催化劑顆?？梢园趸烆w粒。
[0011] 此外，所述的檢測系統(tǒng)還可以包含使用將電壓電位施加至工作電極并測量工作電 極和反電極之間的電流的測量裝置。
[0012] 其中實施方案涉及檢測體液中L0XL2水平以及檢測受試對象中的乳癌和增加的 乳癌風(fēng)險的方法。所述的方法包含由受試對象獲得肌體樣品。肌體樣品包含選自血液、血 漿、血清和尿中的體液。肌體樣品與至少一種反應(yīng)溶液結(jié)合，所述的反應(yīng)溶液用于在與肌 體樣品中的L0XL2結(jié)合時生成H2O2。在一些實施方案中，至少一種反應(yīng)溶液包含賴氨酸，其 可以被L0XL2氧化脫氨，從而生成a-氨基己二酸-6 -半醛（e-醛賴氨酸）和過氧化氫 (H2O2)。使用生物傳感器檢測反應(yīng)溶液中生成的H2O2的量。檢測到H2O2的量比對照增加表 明肌體樣品中L0XL2的量增加，并且表明受試對象患有乳癌或者乳癌風(fēng)險增加。
[0013] 在一些實施方案中，所述的生物傳感器可以包含工作電極和反電極。工作電極和 反電極可以包含催化劑顆粒，其可以增加與H2O2的電化學(xué)氧化-還原反應(yīng)的速率，并在比 不存在催化劑顆粒的情況下更低的氧化電位下檢測H2O2。所述的催化劑可以包含納米顆粒 金屬催化劑，例如一元金屬（M)，二元金屬（M-X)，一元金屬氧化物（MOy)，二元金屬氧化物 (MOy-XOy)，金屬-金屬氧化物復(fù)合材料（M-MOy)或者它們的組合，其中y小于3,M和X獨 立地選自Li,Na,Mg,Al,K,Ca,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Sr,Y,Zr,Nb,Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd ，In,Sn,Ba,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu,Ta,W,Os,Ir,Pt,Au和Pb。在一個 實施方案中，所述的催化劑顆?？梢园趸烆w粒。
[0014] 附圖簡述
[0015] 圖1為根據(jù)應(yīng)用的一個方面的生物傳感器的示意圖。
[0016] 圖2為通過絲網(wǎng)印刷工藝制造的生物傳感器陣列的頂視平面圖。
[0017] 圖3 (A-B)示出了根據(jù)應(yīng)用的一個方面，顯示使用L0XL2生物傳感器的循環(huán)伏安 圖，其中（A)為在不同的時間間隔下記錄的醛賴氨酸原位生成過程中測量的CV曲線。 ⑶為由不同濃度的NH3 ?H2O得到的CV曲線。
[0018] 圖4示出了根據(jù)應(yīng)用的一個方面，顯示L0XL2生物傳感器的校準(zhǔn)圖。電流輸出與 濃度覆蓋