KR102488525B1 - Biomarker for evaluating the immune status of never-smoker non-small cell lung cancer patients and a method of providing information on the immune status of never-smoking non-small cell lung cancer patients using the same - Google Patents

Biomarker for evaluating the immune status of never-smoker non-small cell lung cancer patients and a method of providing information on the immune status of never-smoking non-small cell lung cancer patients using the same Download PDF

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본 발명은 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역상태 판단용 바이오마커 및 이를 이용한 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역 상태에 대한 정보를 제공하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비흡연자 비소세포 폐암 면역 상태 판단용 PTPN7 마커 및 PTPN7 발현 정도를 측정하여 비흡연 비소세포 폐암 환자의 면역 상태에 대한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 유전자를 분석하여 클러스터링 한 결과, 종양 내 면역 상태에 따라 핫(hot), 인터미디어트-ECM-H(intermediate-ECM-H), 인터미디어트-ECM-L(intermediate-ECM-L) 및 콜드(cold) 단계와 같이 4개의 클러스터로 분류되는 것을 확인하였으며, 각 단계에 대한 유전자를 분석한 결과, PTPN7이 비흡연자 비소세포 폐암의 면역환경을 판단하는 바이오마커임을 확인하였다. 따러서, 본 발명의 PTPN7 마커는 비흡연 비소세포 폐암 환자의 면역상태 판단을 위해 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 이용하여 면역상태에 따른 치료에 대한 정보를 제공할 수 있다.
The present invention relates to a biomarker for determining the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient and a method for providing information on the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient using the biomarker, and more particularly, to a method for providing information on the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient. It relates to a PTPN7 marker for determining immune status and a method for providing information on the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient by measuring the level of PTPN7 expression.
In the present invention, as a result of clustering by analyzing genes of non-smoking non-small cell lung cancer patients, hot, intermediate-ECM-H, and intermediate-ECM were classified according to the intratumoral immune status. It was confirmed that it was classified into four clusters, such as -L (intermediate-ECM-L) and cold stage, and as a result of analyzing genes for each stage, PTPN7 is a factor that determines the immune environment of non-smoker non-small cell lung cancer. It was confirmed that it was a biomarker. Therefore, the PTPN7 marker of the present invention can be used not only to determine the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients, but also to provide information on treatment according to the immune status.

Description

비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역상태 판단용 바이오마커 및 이를 이용한 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역 상태에 대한 정보를 제공하는 방법{Biomarker for evaluating the immune status of never-smoker non-small cell lung cancer patients and a method of providing information on the immune status of never-smoking non-small cell lung cancer patients using the same}Biomarker for determining the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients and a method for providing information on the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients using the biomarker {Biomarker for evaluating the immune status of never-smoker non-small cell lung cancer patients and a method of providing information on the immune status of never-smoking non-small cell lung cancer patients using the same}

본 발명은 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역상태 판단용 바이오마커 및 이를 이용한 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역 상태에 대한 정보를 제공하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비흡연자 비소세포 폐암 면역 상태 판단용 PTPN7 마커 및 PTPN7 발현 정도를 측정하여 비흡연 비소세포 폐암 환자의 면역 상태에 대한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biomarker for determining the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient and a method for providing information on the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient using the biomarker, and more particularly, to a method for providing information on the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient. It relates to a PTPN7 marker for determining immune status and a method for providing information on the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient by measuring the level of PTPN7 expression.

폐암은 그 조직형태에 따라 크게 소세포성 폐암(small cell lung cancer)과 비소세포성 폐암(non-small cell lung cancer)으로 구분된다. 상기 소세포폐암은 발병 조직의 위치에 의해 폐암의 일부로 구분되기는 하나, 다른 폐암과는 임상 경과, 치료법 및 예후 면에서 확연히 구분되는 특징이 있어 상기와 같이 구분하고 있다. 또한, 비소세포성 폐암은 조직형에 따라 선암(adenocarcinoma), 편평상피세포암(squamous cell carcinoma) 및 대세포암(large cell carcinoma)으로 구분된다.Lung cancer is largely divided into small cell lung cancer and non-small cell lung cancer according to its tissue type. Although the small cell lung cancer is classified as a part of lung cancer by the location of the onset tissue, it is distinguished from other lung cancers in terms of clinical course, treatment, and prognosis, and thus is classified as described above. In addition, non-small cell lung cancer is classified into adenocarcinoma, squamous cell carcinoma, and large cell carcinoma according to histological type.

폐암 중에서 흡연성 폐암의 발병비율은 70%, 비흡연성 폐암은 30%이며, 최근에는 흡연을 하지 않고, 상대적으로 흡연율이 낮은 여성의 폐암 발병율이 증가하고 있다. 흡연자에게 주로 발생하는 폐암인 편평상피세포암은 주로 폐 중심부에서 발견되고 기침, 객혈, 쌕쌕거리는 숨소리 등의 증상이 나타나는 반면, 비흡연자에게 주로 나타나는 폐암인 선암은 가장 발생빈도가 높고 크기가 작아도 전이가 잘되며, 최근 발생빈도가 더욱 늘어나고 있는 추세이다.Among lung cancers, the incidence of smoking-induced lung cancer is 70%, and non-smoking lung cancer is 30%. Recently, the incidence of lung cancer in women who do not smoke and whose smoking rate is relatively low is increasing. Squamous cell carcinoma, a lung cancer that mainly occurs in smokers, is found mainly in the center of the lung and shows symptoms such as coughing, hemoptysis, and wheezing, while adenocarcinoma, a lung cancer that mainly occurs in non-smokers, has the highest incidence and metastasizes even if the size is small. It is good, and the frequency of occurrence is increasing more recently.

종양세포는 T 림프구에 의한 면역관문을 회피/억제하기 위해, T-림프구가 공격대상을 파악하기 위해 발현하는 PD-1 수용체에 대해 자신이 공격대상이 아님을 밝히는 리간드인 PD-L1을 다량 발현하는데, 비소세포성 폐암의 치료를 위해서는 이러한 종양의 PD-1/PD-L1 면역관문억제 현상을 극복할 수 있는 조절제에 대해 수많은 연구 및 임상시험이 진행중이다 (Patrick H Lizotte et al., JCI Insight, 1(14):e89014). 하지만 종양의 면역 미세환경은 복잡하고 역동적이기 때문에 PD-1/PD-L1 경로 이외에도 수많은 면역관문억제 메커니즘이 있으며, 이로 인해 PD-1/PD-L1 억제제에 대한 내성이 생기기도 한다. 따라서, 폐암의 특정 면역관문억제 조절제에 대한 반응 및 저항 메커니즘을 확인하기 위해 면역 프로파일링을 수행하여 종양의 면역미세환경의 상태를 분석하는 많은 연구가 이루어 지고 있으며, 면역 프로파일링 분석을 통하여 각각의 환자 면역미세환경 상태에 적합한 면역관문억제 조절제를 제공할 수 있는 장점이 있다.To evade/suppress the immune checkpoint by T lymphocytes, tumor cells express a large amount of PD-L1, a ligand that reveals that they are not targets for attack, against the PD-1 receptor expressed by T-lymphocytes to identify targets for attack. However, for the treatment of non-small cell lung cancer, numerous studies and clinical trials are in progress for modulators that can overcome the PD-1/PD-L1 immune checkpoint inhibition of these tumors (Patrick H Lizotte et al. , JCI Insight , 1(14):e89014). However, because the immune microenvironment of tumors is complex and dynamic, there are numerous immune checkpoint inhibition mechanisms in addition to the PD-1/PD-L1 pathway, which can lead to resistance to PD-1/PD-L1 inhibitors. Therefore, many studies have been conducted to analyze the state of the immune microenvironment of tumors by performing immune profiling to identify the response and resistance mechanisms to specific immune checkpoint inhibitors in lung cancer. There is an advantage of providing an immune checkpoint inhibitor suitable for the patient's immune microenvironment.

이에, 본 발명에서는 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역 상태를 특정할 수 있는 마커를 선별하기 위해 예의 노력한 결과, 비흡연성 비소세포 폐암은 종양 내 면역세포의 표면수용체 단백질 및 폐암조직 전사체의 면역프로파일 분석결과에 따라 hot, intermediate-ECM-H, intermediate-ECM-L, cold와 같이 4개의 클러스터로 분류되는 것을 확인하였으며, 각 클러스터에서 특이적으로 발현하는 유전자를 분석한 결과, PTPN7이 비흡연자 비소세포 폐암의 면역미세환경을 판단하는 바이오마커 및 치료 표적으로 활용 가능함을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.Therefore, in the present invention, as a result of diligent efforts to select markers capable of specifying the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients, non-smoking non-small cell lung cancer is the surface receptor protein of immune cells in tumors and the expression of lung cancer tissue transcripts. According to the results of the immune profile analysis, it was confirmed that it was classified into four clusters such as hot, intermediate-ECM-H, intermediate-ECM-L, and cold. As a result of analyzing genes specifically expressed in each cluster, PTPN7 It was confirmed that the present invention can be used as a biomarker and therapeutic target for determining the immune microenvironment of non-small cell lung cancer in smokers, and the present invention was completed.

본 발명의 목적은 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역상태 판단용 PTPN7 마커 및 이를 이용한 면역상태 판단용 조성물을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a PTPN7 marker for determining the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients and a composition for determining the immune status using the same.

본 발명의 다른 목적은 PTPN7 발현 정도를 측정하여 비흡연성 비소세포폐암 환자의 면역 상태에 대한 정보를 제공하는 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for providing information on the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients by measuring the level of PTPN7 expression.

상술한 목적을 달성하기 위해, In order to achieve the above purpose,

본 발명은 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역상태 판단용 PTPN7 마커를 제공한다. The present invention provides a PTPN7 marker for determining the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients.

또한, 본 발명은 PTPN7 유전자의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역상태 판단용 조성물을 제공한다. In addition, the present invention provides a composition for determining the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient comprising an agent for measuring the mRNA or protein level of the PTPN7 gene.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 mRNA 수준을 측정하는 제제는 상기 PTPN7 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머쌍, 프로브 또는 안티센스 뉴클레오타이드일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the agent for measuring the mRNA level may be a pair of primers, probes or antisense nucleotides that specifically bind to the PTPN7 gene.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 있어서, 상기 단백질 수준을 측정하는 제제는 상기 PTPN7 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(nanoparticles) 또는 압타머(aptamer)를 포함할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the agent for measuring the protein level is an antibody, interacting protein, ligand, nanoparticles or aptamer that specifically binds to the PTPN7 protein or peptide fragment. can include

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 비흡연성 폐암 면역 상태는 PTPN7 발현 정도에 따라 핫(hot), 인터미디어트(intermediate) 또는 콜드(cold) 단계로 분류할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the non-smoking lung cancer immune status can be classified into a hot, intermediate or cold stage according to the level of PTPN7 expression.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, PTPN7 발현이 정상 대조군에 비해 2.5 ~ 3배 이상 증가하면 hot 단계로, 1.6 ~ 2배 증가하면 intermediate 단계로, 1.5 ~ 1배 증가하면 cold 단계로 분류할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, when PTPN7 expression increases by 2.5 to 3 times or more compared to the normal control group, it is classified as a hot stage, when it increases by 1.6 to 2 times, it is classified as an intermediate stage, and when it increases by 1.5 to 1 times, it is classified as a cold stage. can do.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 hot 단계는 PD-L1, PD-1, TIGIT 및 CTLA4 발현 수준이 다른 단계에 비해 높으며, cold 단계는 mTOR 경로 관련 유전자의 발현 수준이 다른 단계에 비해 높을 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the hot step has higher expression levels of PD-L1, PD-1, TIGIT and CTLA4 than other steps, and the cold step has different expression levels of mTOR pathway related genes. may be higher than

또한, 본 발명은 상기 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역 상태 판단용 조성물을 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역 상태 판단용 키트를 제공한다. In addition, the present invention provides a kit for determining the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient comprising the composition for determining the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient.

또한, 본 발명은 (a) 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 생물학적 시료로부터 PTPN7 유전자의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 단계; 및In addition, the present invention (a) measuring the mRNA or protein level of the PTPN7 gene from a biological sample of a non-smoking non-small cell lung cancer patient; and

(b) PTPN7 발현 정도에 따라 hot, intermediate 또는 cold 단계로 판단하는 단계를 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역 상태에 대한 정보를 제공하는 방법을 제공한다.(b) a method for providing information on the immune status of a non-smoking non-small cell lung cancer patient, including the step of judging a hot, intermediate or cold stage according to the level of PTPN7 expression.

또한, 본 발명은 (a) 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 생물학적 시료로부터 PTPN7 유전자의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 단계;In addition, the present invention (a) measuring the mRNA or protein level of the PTPN7 gene from a biological sample of a non-smoking non-small cell lung cancer patient;

(b) PTPN7 발현 정도에 따라 hot, intermediate 또는 cold 단계로 판단하는 단계; 및 (b) judging as a hot, intermediate or cold stage according to the degree of PTPN7 expression; and

(c) 상기 단계에 따라 치료에 대한 정보를 제공하는 단계를 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 치료에 대한 정보 제공 방법을 제공한다.(c) providing information on treatment for a non-smoking non-small cell lung cancer patient, comprising providing information on treatment according to the above steps.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 (b) 단계에서 PTPN7 발현이 정상 대조군에 비해 2.5 ~ 3배 이상 증가하면 hot 단계로, 1.6 ~ 2배 증가하면 intermediate 단계로, 1.5 ~ 1배 증가하면 cold 단계로 판단할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, in step (b), when the PTPN7 expression increases by 2.5 to 3 times or more compared to the normal control group, it is a hot stage, an increase of 1.6 to 2 times is an intermediate stage, and an increase of 1.5 to 1 times is a hot stage. It can be judged as a cold stage.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 있어서, hot 단계는 면역세포 침윤(immune cell infiltration)이 높고, 면역관문 유전자의 발현이 높아서 항-PD-1, 항-CTLA4 또는 항-TIGIT 치료제를 투여하는 것으로 정보를 제공할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the hot step is to administer anti-PD-1, anti-CTLA4 or anti-TIGIT therapeutics because of high immune cell infiltration and high expression of immune checkpoint genes. can provide information.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, hot 단계는 dysfunction score가 높으므로 면역세포의 기능을 향상시키는 항-TGF-beta와 병행 요법을 수행할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, since the dysfunction score is high in the hot phase, a combination therapy with anti-TGF-beta, which improves the function of immune cells, can be performed.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, hot 단계를 제외한 단계는 면역세포의 침윤을 향상시키는 치료를 진행하는 것으로 정보를 제공할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, steps other than the hot step may provide information by proceeding with treatment to improve the infiltration of immune cells.

본 발명에서는 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 유전자를 분석하여 클러스터링 한 결과, 종양 내 면역 상태에 따라 핫(hot), 인터미디어트-ECM-H(intermediate-ECM-H), 인터미디어트-ECM-L(intermediate-ECM-L) 및 콜드(cold) 단계와 같이 4개의 클러스터로 분류되는 것을 확인하였으며, 각 단계에 대한 유전자를 분석한 결과, PTPN7이 비흡연자 비소세포 폐암의 면역환경을 판단하는 바이오마커임을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 PTPN7 마커는 비흡연 비소세포 폐암 환자의 면역상태 판단을 위해 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 이용하여 면역상태에 따른 치료에 대한 정보를 제공할 수 있다.In the present invention, as a result of clustering by analyzing genes of non-smoking non-small cell lung cancer patients, hot, intermediate-ECM-H, and intermediate-ECM were classified according to the intratumoral immune status. It was confirmed that it was classified into four clusters, such as -L (intermediate-ECM-L) and cold stage, and as a result of analyzing genes for each stage, PTPN7 is a factor that determines the immune environment of non-smoker non-small cell lung cancer. It was confirmed that it was a biomarker. Therefore, the PTPN7 marker of the present invention can be used not only to determine the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients, but also to provide information on treatment according to the immune status.

도 1은 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역 상태를 클러스터링한 히트맵을 나타낸 도면이다.
도 2는 비흡연성 비소세포 폐암 환자 유전자 분석 정보와 TCGA(the Cancer Genome Atlas) 데이터 베이스의 폐암 환자 정보를 이용하여 면역상태에 따라 4개의 클러스터로 분류하였을 때, 각 단계에 따른 CTLA4 발현패턴을 확인한 데이터이다.
도 3은 비흡연성 비소세포 폐암 환자 유전자 분석 정보와 TCGA 데이터 베이스의 폐암 환자 정보를 이용하여 면역상태에 따라 4개의 클러스터로 분류하였을 때, 각 단계에 따른 PD-1(PDCD1) 발현패턴을 확인한 데이터이다.
도 4는 비흡연성 비소세포 폐암 환자 유전자 분석 정보와 TCGA 데이터 베이스의 폐암 환자 정보를 이용하여 면역상태에 따라 4개의 클러스터로 분류하였을 때, 각 단계에 따른 TIGIT 발현패턴을 확인한 데이터이다.
도 5는 비흡연성 비소세포 폐암 환자 유전자 분석 정보를 이용하여 면역상태에 따라 4개의 클러스터로 분류하였을 때, T 기억줄기세포(T memory stem cell, Tmsc) 및 Th17(TCF+) 관련 경로의 유전자 발현 패턴을 분석한 것으로, 각 단계에 따른 (A) KLRG1, (B) mTOR 신호 경로(BIOCARTA_MTOR_PATHWAY), (C) NK 세포 내 하향 조절된 유전자(B3GAT1 대 B3GAT1, GSE23695_CD57_POS_VS_NEG_NK_CELL_DN) 및 (D) 베타-카테닌 CTNNBI 축적을 통한 WNT 신호의 활성화에 의해 상향 조절된 유전자(HALLMARK_WNT_BETA_CATENIN_SIGNALING - GSEA) 발현패턴을 확인한 데이터이다.
도 6은 비흡연성 비소세포 폐암 환자 유전자 분석 정보를 이용하여 면역상태에 따라 4개의 클러스터로 분류하였을 때, TIDE(Tumor Immune Dysfunction and Exclusion) 스코어를 확인한 것으로, 각 단계에 따른 (A) Exclusion Score, (B) MDSC(myeloid-derived suppressor cell) 침윤정도, (C) Dysfunction Score 및 (D) Exclusion Score 및 Dysfunction Score의 상관관계를 나타낸 데이터이다.
도 7은 비흡연성 비소세포 폐암 환자 유전자 분석 정보를 이용하여 면역상태에 따라 4개의 클러스터로 분류하였을 때, intermediate-ECM-H 단계에서 콜라겐 관련 유전자 발현 패턴을 분석한 것으로, 각 단계에 따른 (A) COL1A1, (B) COL3A1 및 (C)COL5A1 유전자의 발현 패턴을 확인한 데이터이다.
도 8은 비흡연성 비소세포 폐암 환자 유전자 분석 정보와 TCGA 데이터 베이스의 폐암 환자 정보를 이용하여 면역상태에 따라 4개의 클러스터로 분류하였을 때, 각 단계에 따른 PTPN7 발현패턴을 확인한 데이터이다.
도 9는 비흡연성 비소세포 폐암 환자 유전자 분석 정보와 TCGA 데이터 베이스의 폐암 환자 정보를 이용하여 면역상태에 따라 4개의 클러스터로 분류하였을 때, 각 단계에 따른 PTPN2 발현패턴을 확인한 데이터이다.
도 10은 비흡연성 비소세포 폐암 환자 유전자 분석 정보와 TCGA 데이터 베이스의 폐암 환자 정보를 이용하여 면역상태에 따라 4개의 클러스터로 분류하였을 때, 각 단계에 따른 PTPN22 발현패턴을 확인한 데이터이다.
1 is a diagram showing a heat map clustering the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients.
Figure 2 shows the CTLA4 expression pattern according to each stage when classified into four clusters according to immune status using non-smoking non-small cell lung cancer patient gene analysis information and lung cancer patient information in the TCGA (the Cancer Genome Atlas) database This is confirmed data.
3 shows PD-1 (PDCD1) expression patterns according to each stage when classified into four clusters according to immune status using non-smoking non-small cell lung cancer patient gene analysis information and lung cancer patient information in the TCGA database. It is data.
Figure 4 is data confirming the TIGIT expression pattern according to each stage when classified into four clusters according to immune status using non-smoking non-small cell lung cancer patient gene analysis information and lung cancer patient information in the TCGA database.
Figure 5 shows gene expression of T memory stem cell (Tmsc) and Th17 (TCF+) related pathways when classified into four clusters according to immune status using gene analysis information of non-smoking non-small cell lung cancer patients Analysis of the patterns, (A) KLRG1, (B) mTOR signaling pathway (BIOCARTA_MTOR_PATHWAY), (C) downregulated genes in NK cells (B3GAT1 vs. B3GAT1, GSE23695_CD57_POS_VS_NEG_NK_CELL_DN) and (D) beta-catenin CTNNBI according to each stage This is data confirming the expression pattern of a gene (HALLMARK_WNT_BETA_CATENIN_SIGNALING - GSEA) upregulated by the activation of WNT signal through accumulation.
Figure 6 shows the TIDE (Tumor Immune Dysfunction and Exclusion) score when classified into four clusters according to the immune status using the gene analysis information of non-smoking non-small cell lung cancer patients, (A) Exclusion Score according to each stage , (B) degree of myeloid-derived suppressor cell (MDSC) invasion, (C) Dysfunction Score, and (D) Exclusion Score and Dysfunction Score.
7 is an analysis of collagen-related gene expression patterns in the intermediate-ECM-H stage when the gene analysis information of non-smoking non-small cell lung cancer patients is classified into four clusters according to immune status, and according to each stage ( A) COL1A1, (B) COL3A1 and (C) COL5A1 It is data confirming the expression pattern of the gene.
8 is data confirming PTPN7 expression patterns according to each stage when classified into four clusters according to immune status using non-smoking non-small cell lung cancer patient gene analysis information and lung cancer patient information in the TCGA database.
9 is data confirming PTPN2 expression patterns according to each stage when classified into four clusters according to immune status using non-smoking non-small cell lung cancer patient gene analysis information and lung cancer patient information in the TCGA database.
10 is data confirming PTPN22 expression patterns according to each stage when classified into four clusters according to immune status using non-smoking non-small cell lung cancer patient gene analysis information and lung cancer patient information in the TCGA database.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 일관점에서 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역상태 측정용 PTPN7 바이오마커에 관한 것이다. The present invention generally relates to a PTPN7 biomarker for measuring the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients.

상기 PTPN7(Protein tyrosine phosphatase non-receptor type 7; GenBank Accession No. NM_002832)은 단백질 티로신 포스파타제(protein tyrosine phosphatase, PTP) 패밀리의 구성원으로 PTP는 세포성장, 분화, 유사 분열주기 및 발암성 형질전환을 포함하는 다양한 세포 과정을 조절하는 신호전달 분자이다. PTPN7를 포함하는 PTP 패밀리는 암과 관련된 연구가 많이 이루어지고 있으나(Tasneem Motiwala and Samson T. Jacob, Prog Nucleic Acid Res Mol Biol., 81:297~329, 2006), 비흡연성 비소세포 폐암에서 PTPN7 발현 정도를 확인하여 면역상태를 측정하는 내용, 특히 핫(hot), 인터미디어트-ECM-H(intermediate-ECM-H), 인터미디어트-ECM-L(intermediate-ECM-L) 및 콜드(cold) 단계로 비흡연성 비소세포 폐암의 면역상태를 측정한 내용은 공지된 바 없다. The PTPN7 (Protein tyrosine phosphatase non-receptor type 7; GenBank Accession No. NM_002832) is a member of the protein tyrosine phosphatase (PTP) family, and PTP includes cell growth, differentiation, mitotic cycle, and oncogenic transformation. It is a signaling molecule that regulates a variety of cellular processes. Although the PTP family including PTPN7 has been extensively studied in relation to cancer (Tasneem Motiwala and Samson T. Jacob, Prog Nucleic Acid Res Mol Biol., 81:297-329, 2006), PTPN7 in non-smoking non-small cell lung cancer The contents of measuring the immune status by checking the expression level, especially hot, intermediate-ECM-H (intermediate-ECM-H), intermediate-ECM-L (intermediate-ECM-L) and cold ( The details of measuring the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer at the cold stage have not been known.

일반적으로 "hot" 단계에서는 암 세포가 세포 표면에 "신생 항원"이라는 독특한 새로운 분자를 생성하며, 이들 신생 항원은 종양을 면역계에 의해 인식되기 쉬워지게 하여 강력한 면역 반응을 유발하게 된다. hot 단계에서는 암세포의 면역회피기작 중의 하나인 면역관문분자(immune checkpoint molecule)들에 발현이 증가하므로, 면역관문 억제제를 사용하여 암을 치료하게 된다.In general, in the "hot" phase, cancer cells produce unique new molecules called "neoantigens" on the cell surface, and these neoantigens make the tumor more recognizable by the immune system and trigger a strong immune response. In the hot phase, since the expression of immune checkpoint molecules, one of the immune evasion mechanisms of cancer cells, increases, cancer is treated using immune checkpoint inhibitors.

"intermediate-ECM-H" 단계는 종양 내로 침윤된 면역세포가 hot 단계에서 보다 적지만 ECM(extracellular matrix)관련한 유전자 발현이 높은 것을 특징으로 하며, "intermediate-ECM-L" 단계는 종양 내로 침윤된 면역세포 및 ECM(extracellular matrix)관련한 유전자 발현도 낮은 것을 특징으로 한다. The "intermediate-ECM-H" stage is characterized in that the number of immune cells infiltrating into the tumor is smaller than in the hot stage, but the gene expression related to the ECM (extracellular matrix) is high, and the "intermediate-ECM-L" stage is characterized by the infiltration into the tumor It is characterized by low expression of genes related to immune cells and ECM (extracellular matrix).

또한, "cold" 단계는 면역계에 의해 인식되지 않거나 강한 반응을 유발하지 않는 암으로, 면역 T 세포는 이러한 종양에 침투할 수 없으며, T 세포는 종양 미세환경의 성분에 의해 제외될 수 있다. Also, the “cold” stage is a cancer that is not recognized by the immune system or does not elicit a strong response, immune T cells cannot infiltrate such tumors, and T cells may be excluded by components of the tumor microenvironment.

본 발명에 있어서, 상기 비소세포 폐암(non small cell lung cancer)은 선암, 편평상피세포암, 선편평상피세포암, 대세포암 또는 육종양암일 수 있다. In the present invention, the non small cell lung cancer may be adenocarcinoma, squamous cell carcinoma, adenosquamous cell carcinoma, large cell carcinoma or sarcoma.

본 발명의 구체적인 일구현예에서, 흡연자를 제외한 비소세포 폐암(non small cell lung cancer; NSCLC)을 대상으로 유전자 데이터를 분석하여 클러스터링 한 결과, 종양 내 면역세포 분석에 따라 하기 표 1과 같이 분류되는 것을 확인하였다. In a specific embodiment of the present invention, as a result of clustering by analyzing genetic data for non-small cell lung cancer (NSCLC), excluding smokers, the results are classified as shown in Table 1 below according to the analysis of immune cells in the tumor. confirmed that

비흡연성 비소세포 폐암의 면역상태에 따른 분류Classification according to immune status of non-smoking non-small cell lung cancer 면역상태immune status 특징Characteristic hothot 종양 내로 침윤한 Th1 세포, Macrophage, B 세포, NK 세포, 세포독성 T세포가 다수임.There are many Th1 cells, Macrophage, B cells, NK cells, and cytotoxic T cells that have infiltrated into the tumor. intermediate-ECM-Hintermediate-ECM-H 종양 내로 침윤한 Th1 세포, Macrophage, B 세포, NK 세포, 세포독성 T세포가 hot그룹보다 적지만 ECM(extracellular matrix)관련한 유전자 발현이 높음.Th1 cells, Macrophage, B cells, NK cells, and cytotoxic T cells that infiltrated into the tumor were smaller than the hot group, but ECM (extracellular matrix)-related gene expression was high. intermediate-ECM-Lintermediate-ECM-L 종양 내로 침윤한 Th1 세포, Macrophage, B 세포, NK 세포, 세포독성 T세포가 hot그룹보다 적고 ECM(extracellular matrix)관련한 유전자 발현도 낮음.Th1 cells, Macrophage, B cells, NK cells, and cytotoxic T cells that infiltrated into the tumor were less than the hot group, and ECM (extracellular matrix)-related gene expression was also low. coldcold 종양 내로 침투한 면역세포의 수가 매우 낮고 Th17 세포 수가 많음.The number of immune cells infiltrating the tumor was very low and the number of Th17 cells was high.

특히, 금연기록이 있는 비흡연자를 제외한 경우, intermediate-ECM-H 및 intermediate-ECM-L 단계의 ECM 관련 유전자 발현 패턴이 보다 명확하게 구분되는 것을 확인하였다 (도 1).In particular, when non-smokers with a smoking cessation record were excluded, it was confirmed that the ECM-related gene expression patterns of intermediate-ECM-H and intermediate-ECM-L stages were more clearly distinguished (FIG. 1).

본 발명에 있어서, 상기 hot 단계는 PD-L1, PD-1, TIGIT 및 CTLA4 발현 수준이 다른 단계에 비해 높으며, cold 단계는 mTOR 경로 관련 유전자의 발현 수준이 다른 단계에 비해 높고, intermediate-ECM-H 단계는 COL1A1, COL3A1 및 COL5A1을 포함하는 ECM 관련 유전자의 발현 수준이 다른 단계에 비해 높은 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the hot stage has higher expression levels of PD-L1, PD-1, TIGIT, and CTLA4 than other stages, and the cold stage has higher expression levels of mTOR pathway-related genes than other stages, and intermediate-ECM- The H stage may be characterized by higher expression levels of ECM-related genes including COL1A1, COL3A1 and COL5A1 than other stages.

본 발명의 구체적인 다른 일구현예에서, 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역상태를 4개의 클러스터로 분류하였을 때, 각 단계별 면역 특징을 분석하기 위해 면역관문(immune checkpoint)관련 분자들의 발현 패턴을 확인하였다. 또한, 흡연자 및 비흡연자를 모두 포함하는 비소세포 폐암 환자의 경우와의 차이를 비교하기 위해 TCGA 데이터 베이스의 폐암 환자 정보를 분석하여 상기 표 1과 같이 4개의 클러스터로 분류하고 각 단계에 따른 면역관문조절 유전자들의 발현 패턴을 확인하였다. In another specific embodiment of the present invention, when the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients is classified into four clusters, the expression patterns of immune checkpoint-related molecules are identified to analyze the immune characteristics of each stage. did In addition, in order to compare the difference with non-small cell lung cancer patients including both smokers and non-smokers, lung cancer patient information in the TCGA database was analyzed and classified into 4 clusters as shown in Table 1 above, and immune checkpoints according to each stage Expression patterns of the regulatory genes were confirmed.

비흡연성 비소세포 폐암 환자(도면에서 "NCC"로 표기됨)의 경우 1 단계인 hot 단계에서 PD-L1, PD-1, TIGIT 및 CTLA4 등과 같은 면역관문조절 유전자의 발현이 높은 것을 확인하였다. 특히, 비흡연성 비소세포 폐암 환자와 달리 TCGA 데이터베이스에서 PD-L1의 경우 hot 단계를 제외한 다른 단계에서는 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다 (도 2 내지 도 4). In the case of non-smoking non-small cell lung cancer patients (indicated by "NCC" in the figure), it was confirmed that the expression of immune checkpoint regulatory genes such as PD-L1, PD-1, TIGIT, and CTLA4 was high in the first stage, the hot stage. In particular, unlike non-smoking non-small cell lung cancer patients, it was confirmed that there was no significant difference in other stages except for the hot stage in the case of PD-L1 in the TCGA database (FIGS. 2 to 4).

본 발명의 구체적인 또 다른 일구현예에서, 각 면역상태에 따른 T 기억줄기세포(T memory stem cell, Tmsc) 및 Th17(TCF+) 관련 경로의 유전자 발현 패턴을 분석하였다. 줄기세포능(Stemness)을 가지는 T 세포의 숫자를 비교하여 분석한 결과, KLRG1와 같은 면역 억제 단백질은 면역관문조절 유전자와 유사하게 hot 단계에서 높게 나타나는 것으로 확인되었으며, T 세포의 노화를 유도하는 mTOR 신호경로는 cold 단계에서 가장 활성화된 것으로 분석되었다 (도 5). In another specific embodiment of the present invention, gene expression patterns of T memory stem cells (Tmsc) and Th17 (TCF+) related pathways according to each immune state were analyzed. As a result of comparing and analyzing the number of T cells with stemness, it was confirmed that immunosuppressive proteins such as KLRG1 appear high in the hot phase similar to immune checkpoint regulatory genes, and mTOR, which induces T cell senescence The signal pathway was analyzed to be most active in the cold stage (FIG. 5).

본 발명의 구체적인 또 다른 일구현예에서, 각 면역상태에 따른 TIDE(Tumor Immune Dysfunction and Exclusion) 스코어를 분석한 결과, hot 단계는 면역세포 침윤(immune cell infiltration)이 높고, 면역관문조절 유전자의 발현이 높아서 항-PD-1, 항-CTLA4 또는 항-TIGIT 치료제에 반응이 높을 것으로 예측되었으며, 또한 기능장애 스코어(dysfunction score)가 높으므로 면역세포의 기능을 향상시키는 항-TGFbeta와 같은 병행용법이 적합할 것으로 예측되었다 (도 6).In another specific embodiment of the present invention, as a result of analyzing TIDE (Tumor Immune Dysfunction and Exclusion) scores according to each immune state, the hot stage has high immune cell infiltration and expression of immune checkpoint regulatory genes. Therefore, it was predicted that the response to anti-PD-1, anti-CTLA4 or anti-TIGIT treatment would be high, and the dysfunction score was high, so a combination therapy such as anti-TGFbeta to improve the function of immune cells was recommended. predicted to be suitable (FIG. 6).

hot 단계를 제외한 다른 단계는 익스클루젼 스코어(exclusion score)가 높고 MDSC(myeloid-derived suppressor cell) 침윤이 높은 것으로 분석되므로, 면역세포의 침윤을 높이는 치료법이 우선적으로 요구될 것으로 예측되었다. 또한, Intermediater-ECM-H 단계의 경우 ECM이 면역세포 배제에 기여하는 것으로 예측되었다.Since the other stages except the hot stage were analyzed to have a high exclusion score and a high myeloid-derived suppressor cell (MDSC) infiltration, it was predicted that a treatment that increases the infiltration of immune cells would be preferentially required. In addition, in the case of the Intermediater-ECM-H stage, ECM was predicted to contribute to immune cell exclusion.

본 발명의 구체적인 또 다른 일구현예에서, intermediater-ECM-H 단계에서 콜라겐 관련 유전자 발현 패턴을 분석하였다 (도 7). 면역상태에 따른 COL1A1, COL3A1 및 COL5A1 유전자의 발현 패턴을 확인한 결과, 비흡연성 비소세포 폐암의 intermediater-ECM-H 단계는 전체 종양에서 ECM(extracellular matrix) 관련 유전자의 발현이 매우 높은 것을 확인되었다. 또한, intermediater-ECM-H 단계는 cold 단계 또는 intermediater-ECM-L 단계와 MDSC의 분포는 유사하지만 exclusion score가 높은 것으로 확인되는 바(도 6), 높은 ECM 발현으로 인해 면역세포의 침윤을 저해하는 것으로 판단된다.In another specific embodiment of the present invention, collagen-related gene expression patterns were analyzed in the intermediater-ECM-H stage (FIG. 7). As a result of confirming the expression patterns of COL1A1, COL3A1, and COL5A1 genes according to immune status, it was confirmed that the expression of ECM (extracellular matrix) related genes was very high in all tumors of the intermediater-ECM-H stage of non-smoking non-small cell lung cancer. In addition, the intermediater-ECM-H stage has a similar distribution of MDSC to the cold stage or intermediater-ECM-L stage, but has a high exclusion score (FIG. 6). It is judged to be

비흡연성 비소세포 폐암 환자의 종양 내 면역 상태에 따라 hot, intermediate(ECM-H 및 ECM-L), cold와 같이 4개의 클러스터로 분류하게 되면, 보다 적절한 치료방법에 대한 정보를 제공할 수 있으므로, 본 발명에서는 면역 상태를 구분할 수 있는 바이오마커를 선별하고자 하였다. Classification into four clusters such as hot, intermediate (ECM-H and ECM-L), and cold according to the intratumoral immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients can provide information on more appropriate treatment methods. , In the present invention, we tried to select biomarkers capable of distinguishing immune status.

본 발명의 구체적인 또 다른 일구현예에서, 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역상태를 구분할 수 있는 마커를 선별한 결과, PTPN7이 비흡연자 비소세포 폐암 환자의 면역환경을 판단하는 바이오마커 및 치료 표적으로 활용 가능함을 확인하였다 (도 8). TCGA 데이터베이스에서는 PTPN7의 발현패턴 분석을 통해서는 면역상태를 4개의 클러스터로 분류할 수 없는 것을 확인하였으므로, PTPN7는 비소세포 폐암 환자의 면역 상태 분석에 적합한 마커임을 확인하였다. In another specific embodiment of the present invention, as a result of selecting markers capable of distinguishing the immune status of non-smoker non-small cell lung cancer patients, PTPN7 is a biomarker and therapeutic target for determining the immune environment of non-smoker non-small cell lung cancer patients It was confirmed that it can be used as (FIG. 8). In the TCGA database, it was confirmed that the immune status could not be classified into four clusters through the analysis of the expression pattern of PTPN7, so it was confirmed that PTPN7 is an appropriate marker for the immune status analysis of non-small cell lung cancer patients.

또한, 선별된 PTPN7 마커 외에 PTP 패밀리 구성원인 PTPN2 및 PTPN22 마커의 경우에는 TCGA 데이터베이스에서 유효한 마커로 분석되었으나, 비흡연성 비소세포 폐암의 면역 상태 분석에는 적합하지 않은 것으로 확인되었다 (도 9 및 도 10).In addition, in addition to the selected PTPN7 marker, PTPN2 and PTPN22 markers, which are members of the PTP family, were analyzed as effective markers in the TCGA database, but were found not to be suitable for analyzing the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer (FIGS. 9 and 10 ).

즉, 본 발명의 비흡연자 비소세포 폐암 면역 상태 측정용 PTPN7 마커는 종양 내 면역 상태를 hot, intermediate(ECM-H 및 ECM-L) 또는 cold 단계로 분류할 수 있는 것을 확인하였으므로, PTPN7 발현 정도를 측정하여 비흡연 비소세포 폐암 환자의 면역 상태에 대한 정보 및 면역상태에 따른 치료방법에 대한 정보를 효과적으로 제공할 수 있다. That is, since it was confirmed that the PTPN7 marker for measuring non-small cell lung cancer immune status in non-smokers of the present invention can classify the intratumoral immune status into hot, intermediate (ECM-H and ECM-L) or cold stages, PTPN7 expression level By measuring, it is possible to effectively provide information on the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients and information on treatment methods according to the immune status.

따라서, 본 발명은 다른 관점에서, PTPN7 유전자의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암 면역 상태 판단용 조성물에 관한 것이다.Therefore, from another aspect, the present invention relates to a composition for determining the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer comprising an agent for measuring the mRNA or protein level of the PTPN7 gene.

본 발명에 있어서, 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역 상태는 PTPN7 발현 정도에 핫(hot), 인터미디어트(intermediate) 및 콜드(cold) 단계로 판단할 수 있으며, 구체적으로, PTPN7 발현이 정상 대조군에 비해 2.5 ~ 3배 이상 증가하면 hot 단계로, 1.6 ~ 2배 증가하면 intermediate 단계로, 1.5 ~ 1배 증가하면 cold 단계로 판단할 수 있다.In the present invention, the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients can be judged by the degree of PTPN7 expression in hot, intermediate and cold stages. Specifically, PTPN7 expression is normal. An increase of 2.5 to 3 times or more compared to the control group is a hot stage, an increase of 1.6 to 2 times is an intermediate stage, and an increase of 1.5 to 1 times is a cold stage.

본 발명에서 사용된 용어 "판단"은 병리 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것으로, 본 발명의 목적상, 판단은 비소세포 폐암 환자의 면역 상태를 확인하는 것이다. The term "determination" used in the present invention refers to confirming the presence or characteristics of a pathological state, and for the purpose of the present invention, judgment refers to determining the immune status of a non-small cell lung cancer patient.

본 발명에 사용된 용어 "mRNA 발현수준 측정"이란 생물학적 시료에서 PTPN7 유전자의 mRNA 존재 여부와 발현 정도를 확인하는 과정으로 mRNA의 양을 측정한다. 이를 위한 분석 방법으로는 역전사 중합효소반응(RT-PCR), 경쟁적 역전사 중합효소반응(Competitive RT-PCR), 실시간 역전사 중합효소반응(Real-time RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA; RNase protection assay), 노던 블랏팅(Northern blotting), DNA 칩 등이 있으나 이로 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term "mRNA expression level measurement" is a process of confirming the presence and expression level of PTPN7 gene mRNA in a biological sample, and the amount of mRNA is measured. Analysis methods for this include reverse transcription polymerase reaction (RT-PCR), competitive reverse transcription polymerase reaction (Competitive RT-PCR), real-time reverse transcription polymerase reaction (Real-time RT-PCR), RNase protection assay (RPA; RNase protection assay), Northern blotting, DNA chip, etc., but are not limited thereto.

상기 PTPN7 유전자의 mRNA 수준을 측정하는 제제는 상기 PTPN7 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머쌍, 프로브 또는 안티센스 뉴클레오타이드인 것을 특징으로 하며, 상기 유전자들의 핵산 정보가 GeneBank 등에 알려져 있으므로 당업자는 상기 서열을 바탕으로 이들 프라이머쌍, 프로브 또는 안티센스 뉴클레오타이드를 디자인할 수 있다.The agent for measuring the mRNA level of the PTPN7 gene is characterized in that it is a primer pair, probe or antisense nucleotide that specifically binds to the PTPN7 gene, and since the nucleic acid information of the genes is known in GeneBank or the like, those skilled in the art can use the sequence based on These primer pairs, probes or antisense nucleotides can be designed.

본 발명에서 사용된 용어 "프라이머"는 표적 유전자 서열을 인지하는 단편으로서, 정방향 및 역방향의 프라이머 쌍을 포함하나, 바람직하게는, 특이성 및 민감성을 가지는 분석 결과를 제공하는 프라이머 쌍이다.As used herein, the term "primer" is a fragment that recognizes a target gene sequence, and includes a forward and reverse primer pair, but is preferably a primer pair that provides analysis results having specificity and sensitivity.

본 발명에서 사용된 용어 "프로브"란 시료 내의 검출하고자 하는 표적 물질과 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 의미하며, 상기 결합을 통하여 특이적으로 시료 내의 표적 물질의 존재를 확인할 수 있는 물질을 의미한다. 프로브의 종류는 당업계에서 통상적으로 사용되는 물질로서 제한은 없으나, 바람직하게는 PNA(peptide nucleic acid), LNA(locked nucleic acid), 펩타이드, 폴리펩타이드, 단백질, RNA 또는 DNA 일 수 있으며, 가장 바람직하게는 PNA이다. The term "probe" used in the present invention means a substance that can specifically bind to a target substance to be detected in a sample, and means a substance that can specifically confirm the presence of a target substance in a sample through the binding. do. The type of probe is not limited as a material commonly used in the art, but preferably may be peptide nucleic acid (PNA), locked nucleic acid (LNA), peptide, polypeptide, protein, RNA or DNA, and most preferably Most likely it is PNA.

본 발명에서 사용된 용어 "안티센스"는 안티센스 올리고머가 왓슨-크릭 염기쌍 형성에 의해 RNA 내의 표적 서열과 혼성화되어, 표적서열 내에서 전형적으로 mRNA와 RNA:올리고머 헤테로이중체의 형성을 허용하는 뉴클레오티드 염기의 서열 및 서브유닛간 백본을 갖는 올리고머를 의미한다. 올리고머는 표적 서열에 대한 정확한 서열 상보성 또는 근사 상보성을 가질 수 있다.As used herein, the term "antisense" refers to a set of nucleotide bases in which an antisense oligomer is hybridized with a target sequence in RNA by Watson-Crick base pairing, allowing the formation of typically mRNA and RNA:oligomer heteroduplexes within the target sequence. It refers to an oligomer having a backbone between sequences and subunits. Oligomers may have exact sequence complementarity or near complementarity to the target sequence.

본 발명에 있어서, 상기 PTPN7의 단백질 수준을 측정하는 제제는 상기 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(nanoparticles) 또는 압타머(aptamer)인 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the agent for measuring the protein level of PTPN7 is an antibody, interacting protein, ligand, nanoparticles or aptamer that specifically binds to the protein or peptide fragment. can

본 발명에 사용된 용어 "단백질 발현수준 측정"이란 생물학적 시료에서 간섬유화 판단을 위한 바이오마커로부터 발현본 발명에 있어서, 상기 Daxx의 단백질 수준을 측정하는 제제는 상기 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(nanoparticles) 또는 압타머(aptamer)인 것을 특징으로 할 수 있다. As used herein, the term "protein expression level measurement" is expressed from a biomarker for determining liver fibrosis in a biological sample. In the present invention, the agent for measuring the protein level of Daxx specifically binds to the protein or peptide fragment. It may be characterized as an antibody, interacting protein, ligand, nanoparticles, or aptamer.

상기 단백질 발현 수준 측정 또는 비교 분석 방법으로는 단백질 칩 분석, 면역측정법, 리간드 바인딩 어세이, MALDI-TOF(Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, SELDI-TOF(Sulface Enhanced Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, 방사선 면역분석, 방사 면역 확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 조직면역 염색, 보체 고정 분석법, 2차원 전기영동 분석, 액상 크로마토그래피-질량분석(liquid chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS), LC-MS/MS(liquid chromatography-Mass Spectrometry/ Mass Spectrometry), 웨스턴 블랏 및 ELISA(enzyme linked immunosorbent assay)등이 있으나 이로 제한되는 것은 아니다. The protein expression level measurement or comparative analysis method includes protein chip analysis, immunoassay, ligand binding assay, MALDI-TOF (Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry) analysis, SELDI-TOF (Sulface Enhanced Laser Desorption/Ionization Time) of Flight Mass Spectrometry) analysis, radiation immunoassay, radioimmunodiffusion method, Oukteroni immunodiffusion method, rocket immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, complement fixation assay, two-dimensional electrophoretic assay, liquid chromatography-mass spectrometry -Mass Spectrometry, LC-MS), LC-MS/MS (liquid chromatography-Mass Spectrometry/ Mass Spectrometry), Western blot, and ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), but are not limited thereto.

본 발명에 사용된 용어 "항체"는 항원과 특이적으로 결합하여 항원-항체 반응을 일으키는 물질을 가리킨다. 본 발명의 목적상, 항체는 본 발명의 바이오마커에 대해 특이적으로 결합하는 항체를 의미한다. 본 발명의 항체는 다클론 항체, 단클론 항체 및 재조합 항체를 모두 포함한다.As used herein, the term "antibody" refers to a substance that specifically binds to an antigen and causes an antigen-antibody reaction. For the purposes of the present invention, an antibody refers to an antibody that specifically binds to a biomarker of the present invention. Antibodies of the present invention include both polyclonal antibodies, monoclonal antibodies and recombinant antibodies.

본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 비흡연성 비소세포 폐암 면역 상태 판단용 조성물을 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암 면역 상태 판단용 키트에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a kit for determining the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer comprising the composition for determining the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer.

상기 키트는 당업계에 알려져 있는 통상의 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 키트는 예를 들면, 동결 건조 형태의 항체와 완충액, 안정화제, 불활성 단백질 등을 포함할 수 있다. The kit may be prepared by a conventional manufacturing method known in the art. The kit may include, for example, a freeze-dried antibody, a buffer, a stabilizer, and an inactive protein.

상기 키트는 검출 가능한 표지를 더 포함할 수 있다. 용어 "검출 가능한 표지"는 표지가 없는 동일한 종류의 분자들 중에서 표지를 포함하는 분자를 특이적으로 검출하도록 하는 원자 또는 분자를 의미한다. 상기 검출 가능한 표지는 상기 단백질 또는 그의 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자, 또는 압타머에 부착된 것일 수 있다. 상기 검출 가능한 표지는 방사종(radionuclide), 형광원(fluorophore), 효소(enzyme)를 포함할 수 있다. The kit may further include a detectable label. The term "detectable label" means an atom or molecule that allows specific detection of a molecule containing a label among molecules of the same kind without a label. The detectable label may be attached to an antibody, interacting protein, ligand, nanoparticle, or aptamer that specifically binds to the protein or fragment thereof. The detectable label may include a radionuclide, a fluorophore, or an enzyme.

상기 키트는 당업계에 알려진 다양한 면역분석법 또는 면역염색법에 따라 이용될 수 있다. 상기 면역분석법 또는 면역염색법은 방사능면역분석, 방사능면역침전, 면역침전, ELISA, 캡처-ELISA, 억제 또는 경쟁 분석, 샌드위치 분석, 유세포 분석, 면역형광염색 및 면역친화성 정제를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 키트는 RT-PCR(reverse transcription polymerase chain reaction) 키트, DNA 칩 키트, ELISA(enzyme linked immunosorbent assay) 키트, 단백질 칩 키트, 래피드(rapid) 키트 또는 MRM(multiple reaction monitoring)인 것일 수 있다. The kit may be used according to various immunoassay methods or immunostaining methods known in the art. The immunoassay or immunostaining method may include radioimmunoassay, radioimmunoprecipitation, immunoprecipitation, ELISA, capture-ELISA, inhibition or competition assay, sandwich assay, flow cytometry, immunofluorescence staining, and immunoaffinity purification. Preferably, the kit may be a reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) kit, a DNA chip kit, an enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) kit, a protein chip kit, a rapid kit, or a multiple reaction monitoring (MRM) kit. there is.

본 발명은 또 다른 관점에서, (a) 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 생물학적 시료로부터 PTPN7 유전자의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 단계; 및In another aspect, the present invention provides a method comprising: (a) measuring the mRNA or protein level of PTPN7 gene from a biological sample of a non-smoking non-small cell lung cancer patient; and

(b) PTPN7 발현 정도에 따라 hot, intermediate 또는 cold 단계로 판단하는 단계;를 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암의 면역 상태에 대한 정보 제공방법에 관한 것이다.It relates to a method for providing information on the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer, including; (b) judging the stage as hot, intermediate or cold depending on the level of PTPN7 expression.

본 발명은 또 다른 관점에서, (a) 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 생물학적 시료로부터 PTPN7 유전자의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 단계;In another aspect, the present invention provides a method comprising: (a) measuring the mRNA or protein level of PTPN7 gene from a biological sample of a non-smoking non-small cell lung cancer patient;

(b) PTPN7 발현 정도에 따라 hot, intermediate 또는 cold 단계로 판단하는 단계; 및 (b) judging as a hot, intermediate or cold stage according to the degree of PTPN7 expression; and

(c) 상기 단계에 따라 치료에 대한 정보를 제공하는 단계를 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암의 치료에 대한 정보 제공방법에 관한 것이다.(c) a method for providing information on treatment of non-smoking non-small cell lung cancer, comprising providing information on treatment according to the above step.

상기 방법에서 "생물학적 시료(biological sample)"란 조직, 세포, 혈액, 혈청, 혈장, 타액, 뇌척수액 또는 뇨와 같은 시료 등을 의미하며, 바람직하게는 혈액, 혈장, 혈청을 의미한다.In the above method, "biological sample" means a sample such as tissue, cell, blood, serum, plasma, saliva, cerebrospinal fluid or urine, and preferably means blood, plasma, or serum.

상기 비흡연성 비소세포 폐암의 면역 상태에 대한 정보 제공방법 또는 비흡연성 비소세포 비소세포 폐암의 치료에 대한 정보 제공방법에서 PTPN7 유전자의 mRNA 또는 이의 단백질의 발현 수준 측정 방법은 상술한 바와 같다.The method for measuring the expression level of PTPN7 gene mRNA or its protein in the method for providing information on the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer or the method for providing information on treatment of non-smoking non-small cell non-small cell lung cancer is as described above.

상기 비흡연성 비소세포 폐암의 치료에 대한 정보 제공방법에 있어서, hot 단계는 면역세포 침윤(immune cell infiltration)이 높고, 면역관문 요소의 발현이 높아서 항-PD-1, 항-CTLA4 또는 항-TIGIT 치료제를 투여하는 것으로 정보를 제공할 수 있다. 또한, hot 단계는 기능장애 스코어(dysfunction score)가 높으므로 면역세포의 기능을 향상시키는 항-TGFbeta와 병행 요법을 수행할 수 있다. In the method for providing information on the treatment of non-smoking non-small cell lung cancer, the hot step has high immune cell infiltration and high expression of immune checkpoint factors, so that anti-PD-1, anti-CTLA4 or anti- Administration of TIGIT therapy can provide information. In addition, since the hot phase has a high dysfunction score, a combination therapy with anti-TGFbeta to improve the function of immune cells can be performed.

상기 비흡연성 비소세포 폐암의 치료에 대한 정보 제공방법에 있어서, hot 단계를 제외한 단계는 면역세포의 침윤을 향상시키는 치료를 진행하는 것으로 정보를 제공할 수 있다. In the method for providing information on the treatment of non-smoking non-small cell lung cancer, the steps except for the hot step may provide information by proceeding with treatment to enhance infiltration of immune cells.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.

이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.These examples are only for exemplifying the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

비흡연성 폐암 환자의 유전자 분석 및 면역상태 분류Genetic analysis and immune status classification of non-smoking lung cancer patients

비흡연성 폐암 환자의 유전자 분석을 위해 국립암센터 병리과에서 분석 대상 환자 1,597명을 선정하였으며, 이는 국립암센터 종양은행에서 보유하고 있는 폐암 조직 총 6,000건의 시료의 27%에 달하는 광범위한 조사에 해당한다.For gene analysis of non-smoking lung cancer patients, 1,597 patients were selected for analysis by the Department of Pathology at the National Cancer Center, which corresponds to an extensive survey of 27% of a total of 6,000 lung cancer tissue samples held by the National Cancer Center Tumor Bank. .

선정된 비흡연 폐암환자는 다시 병리과의 면밀한 조직 슬라이드 분석을 통해 병변의 확인 절차를 거친 후, 암 돌연변이 스크리닝(cancer mutation screening)을 위해 DNA를 추출하였다.Selected non-smoking lung cancer patients were again subjected to a procedure for confirming lesions through careful tissue slide analysis by the pathology department, and then DNA was extracted for cancer mutation screening.

확인절차를 통과한 추출한 DNA에 대하여 비흡연성 비소세포 폐암 환자 시료 중 국립암센터 종양은행 심의를 통하여 잔여조직 존재가 확인된 시료는 약 80% 정도이며, 최초에 분석 대상으로 선정된 1,597명의 환자 중 약 10.7%가 최종 선별되었으며, 선별된 환자 종양조직으로 부터 RNA를 추출하여 RNAseq 분석을 수행하였다.About 80% of the non-smoking non-small cell lung cancer patient samples for DNA extracted through the confirmation procedure were confirmed to have residual tissue through the National Cancer Center Tumor Bank review, and 1,597 patients initially selected for analysis About 10.7% of them were finally selected, and RNA was extracted from the tumor tissues of selected patients and subjected to RNAseq analysis.

상기에서 분석한 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 mRNA 발현정보를 기반으로 TIME 분석에 사용되는 유전자 집합 중에서 면역 반응을 대표하는 집합(Yasin senbabaoglu, R. et al., Genome Biology., 17:1-25, 2016) 14개를 선별하고 MSigDB에서 제공하는 20개 유전자 집합과 ESTIMATE 알고리즘(Kosuke Yoshihara et al., Nature Communications, 4:1-11, 2013)으로 계산된 이뮤노스코어(immunoscore)와 스트로말 스코어(Stromal score)를 사용하여 ssGSEA 스코어를 계산하였다. 계산된 스토어는 ClustVis(Tauno Metsalu and Jaak Vilo. Nucleic Acid Research. 43, W566-W570, 2015)의 R 패키지를 이용하여 군집화하였다.Based on the mRNA expression information of non-smoking non-small cell lung cancer patients analyzed above, a set representing the immune response among the gene sets used for TIME analysis (Yasin senbabaoglu, R. et al., Genome Biology., 17:1- 25, 2016) 14 genes were selected and 20 gene sets provided by MSigDB and immunoscore and stromatal scores calculated with the ESTIMATE algorithm (Kosuke Yoshihara et al., Nature Communications, 4:1-11, 2013) (Stromal score) was used to calculate the ssGSEA score. The calculated store was clustered using the R package of ClustVis (Tauno Metsalu and Jaak Vilo. Nucleic Acid Research. 43, W566-W570, 2015).

거리 기준으로는 맨하탄 거리를 사용했으며, 전체 벡터에서의 거리를 기준으로 묶기보다 벡터 내부에서의 편차의 패턴을 근거로 군집을 형성하는 와드연결법을 이용하여 군집화를 수행하였다.Manhattan distance was used as the distance criterion, and clustering was performed using the Ward linkage method, which forms clusters based on the pattern of deviation within the vector rather than grouping based on the distance in the entire vector.

흡연자를 제외한 비소세포 폐암(non small cell lung cancer; NSCLC)을 대상으로 유전자 데이터를 분석하여 클러스터링 한 결과, 도 1에 나타난 바와 같이, 종양 내 면역 세포 분석에 따라 hot, intermediate-ECM-H, intermediate-ECM-L 및 cold 단계로 분류되는 것을 확인하였다.As a result of clustering by analyzing genetic data for non-small cell lung cancer (NSCLC), excluding smokers, as shown in FIG. 1, hot, intermediate-ECM-H, intermediate -It was confirmed that it was classified into ECM-L and cold stages.

비흡연성 폐암 환자의 면역상태 단계에 따른 특성 분석Analysis of characteristics according to the stage of immune status of non-smoking lung cancer patients

본 발명에서는 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 면역상태를 4개의 클러스터로 분류하였을 때, 각 단계별 면역 특징을 분석하기 위해 면역관문분자 발현 패턴, T 기억줄기세포(T memory stem cell,Tmsc) 및 Th17(TCF+) 관련 경로의 유전자 발현 패턴, TIDE(Tumor Immune Dysfunction and Exclusion) 스코어 및 ECM 관련 유전자 발현 패턴을 확인하였다. In the present invention, when the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer patients is classified into 4 clusters, immune checkpoint molecule expression patterns, T memory stem cells (Tmsc) and Th17 are analyzed to analyze the immune characteristics of each stage. (TCF+)-related pathway gene expression patterns, TIDE (Tumor Immune Dysfunction and Exclusion) scores, and ECM-related gene expression patterns were confirmed.

또한, 흡연자 및 비흡연자를 모두 포함하는 폐암 환자의 경우와의 차이를 비교하기 위해 TCGA 데이터 베이스의 폐암 환자 정보를 같이 비교 분석하였다.In addition, in order to compare the difference with lung cancer patients including both smokers and non-smokers, information on lung cancer patients in the TCGA database was compared and analyzed together.

2-1 : 면역관문분자 발현 패턴 분석2-1: Immune checkpoint molecule expression pattern analysis

면역관문분자인 PD-L1, PD-1, TIGIT 및 CTLA4 유전자에 대한 발현 패턴을 각 면역 단계별로 분석하였다.Expression patterns of PD-L1, PD-1, TIGIT, and CTLA4 genes, which are immune checkpoint molecules, were analyzed for each immune stage.

구체적으로, 비흡연성 비소세포 폐암 환자 데이터의 대부분이 흡연 이력이 있는 폐암 환자 데이터인 TCGA 데이터는 그 특성이 크게 차이가 나므로 최대한 유사한 특성을 가지도록 흡연과 관련된 특성을 최대한 배제한 데이터를 선별하여 분석을 하고자 하였다. TCGA에서 제공하는 임상정보와 유전자의 mRNAseq 사이의상관관계(correlation)정보(http://gdac.broadinstitute.org/runs/analyses__2016_01_28/reports/cancer/LUAD/Correlate_Clinical_vs_mRNAseq/nozzle.html)를 기반으로 하여, 흡연과 암 사이의 관계를 가장 많이 반영하고 있는 특성으로 NUMBER PACK YEARS SMOKED을 선정하였고, TCGA데이터에서 흡연과 연관성이 없는 환자들 중에서 선별된 57개 샘플을 비흡연성 비소세포 폐암 환자와 비교하였다.Specifically, since most of the non-smoking non-small cell lung cancer patient data is data from lung cancer patients with a history of smoking, TCGA data differ greatly in their characteristics, so the data that excludes smoking-related characteristics as much as possible are selected and analyzed to have similar characteristics as much as possible. wanted to do Based on the correlation information between clinical information and gene mRNAseq provided by TCGA (http://gdac.broadinstitute.org/runs/analyses__2016_01_28/reports/cancer/LUAD/Correlate_Clinical_vs_mRNAseq/nozzle.html), NUMBER PACK YEARS SMOKED was selected as the characteristic that most closely reflects the relationship between smoking and cancer, and 57 samples selected from among patients unrelated to smoking in TCGA data were compared with non-smoking non-small cell lung cancer patients.

그 결과, 도 2 내지 4에 나타난 바와 같이, 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 경우 1 단계인 hot 단계에서 PD-L1, PD-1, TIGIT 및 CTLA4 등과 같은 면역관문분자들의 발현이 높은 것을 확인하였다. 특히, 비흡연성 비소세포 폐암 환자와 달리 TCGA 데이터베이스에서 PD-L1의 경우 hot 단계를 제외한 다른 단계에서는 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다. As a result, as shown in FIGS. 2 to 4, in the case of non-smoking non-small cell lung cancer patients, it was confirmed that the expression of immune checkpoint molecules such as PD-L1, PD-1, TIGIT and CTLA4 was high in the first stage, the hot stage. . In particular, unlike non-smoking non-small cell lung cancer patients, it was confirmed that there was no significant difference in other stages except for the hot stage in the case of PD-L1 in the TCGA database.

2-2 : T 기억줄기세포(T memory stem cell, Tmsc) 및 Th17(TCF+) 관련 경로의 유전자 발현 패턴 분석2-2: Gene expression pattern analysis of T memory stem cell (Tmsc) and Th17 (TCF+) related pathways

면역상태 단계별로 KLRG1, mTOR 신호 경로(BIOCARTA_MTOR_PATHWAY), NK 세포 내 하향 조절된 유전자(B3GAT1 대 B3GAT1, GSE23695_CD57_POS_VS_NEG_NK_CELL_DN) 및 베타-카테닌 CTNNBI 축적을 통한 WNT 신호의 활성화에 의해 상향 조절된 유전자(HALLMARK_WNT_BETA_CATENIN_SIGNALING - GSEA) 발현패턴을 분석하였다. KLRG1, mTOR signaling pathway (BIOCARTA_MTOR_PATHWAY), down-regulated genes in NK cells (B3GAT1 vs B3GAT1, GSE23695_CD57_POS_VS_NEG_NK_CELL_DN) and up-regulated genes by activation of WNT signaling through accumulation of beta-catenin CTNNBI (HALLMARK_WNT_BETA_CATENIN_SIGNALING - GSEA) by immune status stage Expression patterns were analyzed.

그 결과, 도 5에 나타난 바와 같이, KLRG1와 같은 면역 억제 단백질은 면역관문분자와 유사하게 hot 단계에서 높게 나타나는 것으로 확인되었으며, T 세포의 노화를 유도하는 mTOR 신호경로는 cold 단계에서 가장 활성화된 것으로 분석되었다. As a result, as shown in FIG. 5, it was confirmed that immunosuppressive proteins such as KLRG1 appeared high in the hot phase similar to immune checkpoint molecules, and the mTOR signaling pathway inducing T cell aging was most activated in the cold phase. analyzed.

2-3 : TIDE(Tumor Immune Dysfunction and Exclusion) 스코어 확인2-3: TIDE (Tumor Immune Dysfunction and Exclusion) score check

TIDE score(Peng Jiang et al., Nature Medicine, 24:1550-1558, 2018)는 웹 기반 분석 서비스(http://tide.dfci.harvard.edu)를 이용하여 분석하였으며, 면역상태 단계별로 exclusion Score, MDSC(myeloid-derived suppressor cell) 침윤정도, dysfunction Score 및, exclusion Score 및 dysfunction Score의 상관관계를 분석하였다. The TIDE score (Peng Jiang et al., Nature Medicine, 24:1550-1558, 2018) was analyzed using a web-based analysis service (http://tide.dfci.harvard.edu), and the exclusion score for each stage of immune status , MDSC (myeloid-derived suppressor cell) infiltration degree, dysfunction score, exclusion score and dysfunction score were analyzed for correlation.

그 결과, 도 6에 나타난 바와 같이, hot 단계는 면역세포 침윤(immune cell infiltration)이 높고, 면역관문분자의 발현이 높아서 항-PD-1, 항-CTLA4 또는 항-TIGIT 치료제에 반응이 높을 것으로 예측되었으며, 또한 기능장애 스코어(dysfunction score)가 높으므로 면역세포의 기능을 향상시키는 항-TGFbeta와 같은 병행용법이 적합할 것으로 예측되었다.As a result, as shown in FIG. 6, in the hot phase, immune cell infiltration is high and the expression of immune checkpoint molecules is high, so the response to anti-PD-1, anti-CTLA4 or anti-TIGIT treatment is high. Also, since the dysfunction score was high, it was predicted that a combination therapy such as anti-TGFbeta to improve the function of immune cells would be appropriate.

hot 단계를 제외한 다른 단계는 익스클루젼 스코어(exclusion score)가 높고 MDSC(myeloid-derived suppressor cell) 침윤이 높은 것으로 분석되므로, 면역세포의 침윤을 높이는 치료법이 우선적으로 요구될 것으로 예측되었다. Since the other stages except the hot stage were analyzed to have a high exclusion score and a high myeloid-derived suppressor cell (MDSC) infiltration, it was predicted that a treatment that increases the infiltration of immune cells would be preferentially required.

또한, intermediate-ECM-H 단계의 경우 ECM이 면역세포 배제에 기여하는 것으로 예측되었다.In addition, in the case of the intermediate-ECM-H stage, ECM was predicted to contribute to immune cell exclusion.

2-4 : ECM 관련 유전자 발현 패턴 분석2-4: ECM-related gene expression pattern analysis

면역상태 단계별로 ECM 관련 유전자 발현 패턴을 분석하기 위해, COL1A1, COL3A1 및 COL5A1 유전자의 발현 패턴을 확인하였다. In order to analyze the expression patterns of ECM-related genes by stage of immune status, the expression patterns of COL1A1, COL3A1 and COL5A1 genes were confirmed.

그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이, 비흡연성 폐암의 intermediater-ECM-H 단계는 전체 종양에서 ECM(extracellular matrix) 관련 유전자의 발현이 매우 높은 것을 확인되었다. As a result, as shown in FIG. 7 , it was confirmed that the intermediater-ECM-H stage of non-smoking lung cancer had very high expression of ECM (extracellular matrix) related genes in all tumors.

또한, intermediater-ECM-H 단계는 cold 단계 또는 intermediater-ECM-L 단계와 MDSC의 분포는 유사하지만 exclusion score가 높은 것으로 확인되는 바(도 6), 높은 ECM 발현으로 인해 면역세포의 침윤을 저해하는 것으로 판단된다.In addition, the intermediater-ECM-H stage has a similar distribution of MDSC to the cold stage or intermediater-ECM-L stage, but has a high exclusion score (FIG. 6). It is judged to be

비흡연 폐암 환자의 면역상태 측정용 바이오마커 선별Screening of biomarkers for measuring immune status in non-smoking lung cancer patients

본 발명에서는 비흡연성 폐암 환자의 면역상태를 hot, intermediate-ECM-H, intermediate-ECM-L, cold 단계별로 구분할 수 있는 바이오마커를 선별한 결과, PTPN7를 최종적으로 선별하였다. In the present invention, as a result of screening biomarkers capable of classifying the immune status of non-smoking lung cancer patients into hot, intermediate-ECM-H, intermediate-ECM-L, and cold stages, PTPN7 was finally selected.

실제 PTPN7 마커를 이용하여 비흡연자 폐암의 면역상태를 구분할 수 있는지 확인한 결과, 도 9에 나타난 바와 같이, 각 면역상태 단계별로 PTPN7 발현 패턴이 상이한 것을 확인하였다. 또한, TCGA 데이터베이스에서는 PTPN7의 발현패턴 분석을 통해서는 면역상태를 4개의 클러스터로 분류할 수 없는 것을 확인하였으므로, PTPN7는 비흡연성 폐암의 면역 상태 분석에 적합한 마커임을 확인하였다. As a result of confirming whether the immune status of non-smoker lung cancer can be distinguished using the actual PTPN7 marker, as shown in FIG. 9 , it was confirmed that the PTPN7 expression pattern was different for each immune status stage. In addition, in the TCGA database, it was confirmed that the immune status could not be classified into four clusters through the analysis of the expression pattern of PTPN7, so it was confirmed that PTPN7 is a marker suitable for analyzing the immune status of non-smoking lung cancer.

또한, 도 9 및 도 10에 나타난 바와 같이, 선별된 PTPN7 마커 외에 PTP 패밀리 구성원인 PTPN2 및 PTPN22 마커의 경우에는 TCGA 데이터베이스에서 유효한 마커로 분석되었으나, 비흡연성 폐암의 면역 상태 분석에는 적합하지 않은 것으로 확인되었다.In addition, as shown in FIGS. 9 and 10, in the case of PTPN2 and PTPN22 markers, which are members of the PTP family, in addition to the selected PTPN7 marker, they were analyzed as effective markers in the TCGA database, but were not suitable for analyzing the immune status of non-smoking lung cancer. Confirmed.

Claims (10)

삭제delete PTPN7 유전자의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 제제를 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암 면역 상태 판단용 조성물로,
상기 비흡연성 비소세포 폐암 면역상태는 PTPN7 발현 정도에 따라 비흡연성 비소세포 폐암 면역 상태를 핫(hot), 인터미디어트(intermediate) 또는 콜드(cold) 단계로 판단하는 것을 특징으로 하는 비흡연성 비소세포 폐암 면역 상태 판단용 조성물.
A composition for determining the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer comprising an agent for measuring the mRNA or protein level of the PTPN7 gene,
The non-smoking non-small cell lung cancer immune status is characterized in that the non-smoking non-small cell lung cancer immune status is judged as a hot, intermediate or cold stage according to the level of PTPN7 expression. A composition for determining the immune status of non-small cell lung cancer.
삭제delete 제2항에 있어서, PTPN7 발현이 정상 대조군에 비해 2.5 ~ 3배 이상 증가하면 핫(hot) 단계로, 1.6 ~ 2배 증가하면 인터미디어트(intermediate) 단계로, 1.5 ~ 1배 증가하면 콜드(cold) 단계로 판단하는 것을 특징으로 하는 비흡연성 비소세포 폐암 면역 상태 판단용 조성물.
According to claim 2, when the PTPN7 expression increases by 2.5 to 3 times or more compared to the normal control, it is a hot stage, an increase of 1.6 to 2 times is an intermediate stage, and an increase of 1.5 to 1 times is a cold ( A composition for determining the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer, characterized in that it is judged by the cold) step.
제2항에 있어서, 상기 mRNA 수준을 측정하는 제제는 상기 PTPN7 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머쌍, 프로브 또는 안티센스 뉴클레오타이드이며,
상기 단백질 수준을 측정하는 제제는 상기 PTPN7 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(nanoparticles) 또는 압타머(aptamer)인 것을 특징으로 하는 비흡연성 비소세포 폐암 면역 상태 판단용 조성물.
The method of claim 2, wherein the agent for measuring the mRNA level is a primer pair, probe or antisense nucleotide that specifically binds to the PTPN7 gene,
Non-smoking non-small cell lung cancer, characterized in that the agent for measuring the protein level is an antibody, interacting protein, ligand, nanoparticles or aptamer that specifically binds to the PTPN7 protein or peptide fragment A composition for determining immune status.
제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항의 비흡연성 폐암 면역 상태 판단용 조성물을 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암 면역 상태 판단용 키트.
A kit for determining the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer comprising the composition for determining the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer according to any one of claims 2, 4 and 5.
(a) 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 생물학적 시료로부터 PTPN7 유전자의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 단계; 및
(b) PTPN7 발현 정도에 따라 핫(hot), 인터미디어트(intermediate) 또는 콜드(cold) 단계로 판단하는 단계;
를 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암의 면역 상태에 대한 정보 제공방법.
(a) measuring the mRNA or protein level of the PTPN7 gene from a biological sample of a non-smoking non-small cell lung cancer patient; and
(b) judging as a hot, intermediate or cold stage according to the degree of PTPN7 expression;
A method for providing information on the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer comprising a.
제7항에 있어서, 상기 (b) 단계는 PTPN7 발현이 정상 대조군에 비해 2.5 ~ 3배 이상 증가하면 핫(hot) 단계로, 1.6 ~ 2배 증가하면 인터미디어트(intermediate) 단계로, 1.5 ~ 1배 증가하면 콜드(cold) 단계인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 비흡연성 비소세포 폐암의 면역 상태에 대한 정보 제공방법.
The method of claim 7, wherein step (b) is a hot stage when PTPN7 expression increases by 2.5 to 3 times or more compared to the normal control group, an intermediate stage when PTPN7 expression increases by 1.6 to 2 times, and 1.5 to 2 times. A method for providing information on the immune status of non-smoking non-small cell lung cancer, characterized in that a 1-fold increase is determined to be a cold stage.
(a) 비흡연성 비소세포 폐암 환자의 생물학적 시료로부터 PTPN7 유전자의 mRNA 또는 단백질 수준을 측정하는 단계;
(b) PTPN7 발현 정도에 따라 핫(hot), 인터미디어트(intermediate) 또는 콜드(cold) 단계로 판단하는 단계; 및
(c) 상기 단계에 따라 치료에 대한 정보를 제공하는 단계;
를 포함하는 비흡연성 비소세포 폐암의 치료에 대한 정보 제공 방법.
(a) measuring the mRNA or protein level of the PTPN7 gene from a biological sample of a non-smoking non-small cell lung cancer patient;
(b) judging as a hot, intermediate or cold stage according to the degree of PTPN7 expression; and
(c) providing information about treatment according to the above step;
Method for providing information on the treatment of non-smoking non-small cell lung cancer comprising a.
제9항에 있어서, 상기 (b) 단계는 PTPN7 발현이 정상 대조군에 비해 2.5 ~ 3배 이상 증가하면 핫(hot) 단계로, 1.6 ~ 2배 증가하면 인터미디어트(intermediate) 단계로, 1.5 ~ 1배 증가하면 콜드(cold) 단계인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 비흡연성 비소세포 폐암의 치료에 대한 정보 제공 방법.The method of claim 9, wherein step (b) is a hot stage when PTPN7 expression increases by 2.5 to 3 times or more compared to the normal control group, an intermediate stage when PTPN7 expression increases by 1.6 to 2 times, and 1.5 to 2 times. A method for providing information on the treatment of non-smoking non-small cell lung cancer, characterized in that a 1-fold increase is determined to be a cold stage.
KR1020200104180A 2020-08-19 2020-08-19 Biomarker for evaluating the immune status of never-smoker non-small cell lung cancer patients and a method of providing information on the immune status of never-smoking non-small cell lung cancer patients using the same KR102488525B1 (en)

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