CN105917007A - Parp抑制剂用以治疗显示杂合性丧失的乳腺癌或卵巢癌患者的用途 - Google Patents

Parp抑制剂用以治疗显示杂合性丧失的乳腺癌或卵巢癌患者的用途 Download PDF

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Abstract

在一个实施方案中，本发明涉及一种用于治疗乳腺癌或卵巢癌患者的方法，其包括接收陈述患者的肿瘤展现LOH的测定结果，以及施用PARP抑制剂。在一个实施方案中，本发明包括：如果数据包括i)BRCA1或BRCA2中的一个或多个有害突变，或ii)如通过用各个别LOH区域的长度的总和除以总基因组长度所确定，基因组具有大于10％LOH的百分比，其中LOH区域定义为在多个连续单核苷酸处存在纯合性，但排除整个染色体或染色体臂LOH，则用计算机系统将所述癌症患者分类为可能对PARP抑制剂起响应。

Description

PARP抑制剂用以治疗显示杂合性丧失的乳腺癌或卵巢癌患者的用 途
发明背景
近年来，注意力已转向鉴定肿瘤组织或血液中可预测各种治疗干预的结果的生物标志物或其它测量结果。鉴于诸如BRCA1和BRCA2的同源性重组修复基因在维持基因组稳定性方面的重要性，表征基因组不稳定性的程度可导致鉴定同源性重组缺陷性肿瘤。
分析癌症患者的基因组的杂合性丧失(LOH)已被声称通常是基因组不稳定性的一种潜在标志(Walsh S等Genome-wide loss ofheterozygosity and uniparental disomy in BRCA1/2-associated ovariancarcinomas.Clin Cancer Res 2008；14:7645-51)。已表明DNA损害剂是可能用于治疗肿瘤展现LOH的患者的药剂。
杂合性丧失(LOH)是指从正常基因组中的杂合性状态变化为肿瘤基因组中的纯合性状态(Beroukhim R等Inferringloss-of-heterozygosity from unpaired tumors using high-densityoligonucleotide SNP arrays.PLoS Comput Biol 2006；2:e41)。LOH可由拷贝丧失事件(诸如半合子缺失)，或由拷贝中性事件所致，所述拷贝中性事件诸如单亲二体性，其中一个等位基因的缺失伴随有另一等位基因的获得(Walsh S等(上文))。
然而，一些类型的癌症，包括某些肺癌，可能展现主要与环境因素相关的LOH，并且可与DNA损害的遗传原因无关。这些癌症中的LOH常由外部原因，而非与DNA修复机理相关的突变引起。这些类型的癌症不可能受益于用某些DNA损害剂，特别是依赖于与作为作用机理的DNA修复相关的合成致死性的那些(诸如PARP抑制剂)进行的治疗。
乳腺癌(特别是三重阴性乳腺癌(或基底细胞样亚型))和卵巢癌共有基因组不稳定性广泛分布的共同特征，并且已提议类似治疗方法，诸如基于铂的疗法(The Cancer Genome Atlas Network.Nature2012；490:61-70)。此外，三重阴性以及BRCA1/2相关的卵巢癌的全基因组LOH和单亲二体性的频率较高(Tuna M等Associationbetween acquired uniparental disomy and homozygous mutations andHER2/ER/PR status in breast cancer.PLoS One 2010；5:e15094.Walsh S等(上文))。因此，乳腺癌和卵巢癌是最可能受益于鉴定LOH以及施用导致合成致死性的药剂(诸如PARP抑制剂)的疾病。
本发明首次显示展现杂合性丧失的乳腺和卵巢癌细胞对PARP抑制剂，特别是瑞卡帕尼(rucaparib)敏感。
发明概述
在一个实施方案中，本发明涉及一种用于治疗乳腺癌或卵巢癌患者的方法，其包括接收陈述患者的肿瘤展现LOH的测定结果，以及施用PARP抑制剂。在某些实施方案中，PARP抑制剂是瑞卡帕尼。
在一个实施方案中，本发明涉及一种用于用PARP抑制剂治疗乳腺癌或卵巢癌患者的方法，其包括：a)接收来自计算机系统的关于所述癌症患者的肿瘤的数据，其包括i)BRCA1和BRCA2突变状态，和ii)沿基因组的各染色体的多个单核苷酸的纯合或杂合性质；b)如果所述数据包括：i)BRCA1或BRCA2中的一个或多个有害突变，或ii)如通过用各个别LOH区域的长度的总和除以总基因组长度所确定，基因组具有大于10％LOH的百分比，其中LOH区域定义为在多个连续单核苷酸处存在纯合性，但排除整个染色体或染色体臂LOH，则用所述计算机系统将所述癌症患者分类为可能对PARP抑制剂起响应；以及c)向分类满足步骤b)的准则的所述癌症患者施用治疗有效量的PARP抑制剂。
在一个实施方案中，通过使用一种用以鉴定肿瘤样品中的LOH的基于隐马尔可夫模型(hidden Markov model)的方法来确定LOH。
在一个实施方案中，通过使用用以鉴定肿瘤样品中的LOH的肿瘤等位基因特异性拷贝数分析(ASCAT)方法来确定LOH。
附图简述
图1是用以确定乳腺癌细胞系中基因组具有LOH的百分比的生物信息学分析工作流程的概要。
图2绘制基因组具有LOH的百分比与瑞卡帕尼在乳腺癌细胞系中的敏感性之间的关联。三重阴性乳腺癌(TNBC)和非TNBC细胞系分别用实心和空心标记指示。
图3是基因组具有LOH的百分比预测瑞卡帕尼在TNBC细胞系中的敏感性的接受者操作特征(ROC)曲线。拟合的ROC曲线下面积＝0.853。
图4确定基因组具有LOH的百分比用以预测瑞卡帕尼在TNBC细胞系中的敏感性的截断值。垂直虚线：设置在20％截断值下的基因组具有LOH的百分比。水平虚线：确定为2.05μM或小于2.05μM的瑞卡帕尼敏感性细胞系。
图5是用以确定高级浆液性卵巢肿瘤中基因组具有LOH的百分比的生物信息学分析工作流程的概要。
图6是显示高级浆液性卵巢肿瘤中基因组具有LOH的广泛百分比范围的直方图。垂直虚线指示基因组具有LOH的中值百分比。
图7是在具有高(实线)基因组LOH肿瘤的患者相对于具有低(虚线)基因组LOH肿瘤的患者中，在基于铂的化学疗法之后的卡普兰-迈耶(Kaplan-Meier)总体存活期图。标记指示删失数据点。
图8是在HRD-阳性患者(实线)相对于HRD-阴性患者(虚线)中，在基于铂的化学疗法之后的卡普兰-迈耶总体存活期图。标记指示删失数据点。
图9是在HRD-阳性患者(实线)相对于HRD-阴性患者(虚线)中，在基于铂的化学疗法之后的卡普兰-迈耶总体存活期图。标记指示删失数据点。
图10是用以在I期临床试验中确定FFPE卵巢肿瘤中基因组具有LOH的百分比的生物信息学分析工作流程的概要。
图11是II期临床试验的用以确定FFPE高级卵巢肿瘤中基因组具有LOH的百分比的生物信息学分析工作流程的概要。
图12是在时间点A，在使用RECIST 1.1准则下，对瑞卡帕尼的最佳靶标病变响应的瀑布图。y轴是从基线至瑞卡帕尼治疗后的靶标肿瘤病变变化百分比。上部和下部虚线分别指示从基线增加20％(进行性疾病)和降低30％(部分响应)的阈值。除由于肿瘤含量较低而未达成基因组LOH分析的1个病例(标记为“未知”)之外，确定所有患者的HRD状态。
图13是在时间点B，在使用RECIST 1.1准则下，对瑞卡帕尼的最佳靶标病变响应的瀑布图。y轴是从基线至瑞卡帕尼治疗后的靶标肿瘤病变变化百分比。上部和下部虚线分别指示从基线增加20％(进行性疾病)和降低30％(部分响应)的阈值。除由于肿瘤含量较低而未达成基因组LOH分析的1个病例(标记为“未知”)之外，确定所有患者的HRD状态。
图14是在时间点C，在使用RECIST 1.1准则下，BRCA子组中患者的对瑞卡帕尼的最佳靶标病变响应的瀑布图。y轴是从基线至瑞卡帕尼治疗后的靶标肿瘤病变变化百分比。上部和下部虚线分别指示从基线增加20％(进行性疾病)和降低30％(部分响应)的阈值。具有CA-125响应的患者具有图案化棒条。仍在进行瑞卡帕尼治疗的患者用“+”标记。
图15是在时间点C，在使用RECIST 1.1准则下，非BRCA/LOH+子组中患者的对瑞卡帕尼的最佳靶标病变响应的瀑布图。y轴是从基线至瑞卡帕尼治疗后的靶标肿瘤病变变化百分比。上部和下部虚线分别指示从基线增加20％(进行性疾病)和降低30％(部分响应)的阈值。具有CA-125响应的患者具有图案化棒条。仍在进行瑞卡帕尼治疗的患者用“+”标记。
图16是在时间点C，在使用RECIST 1.1准则下，非BRCA/LOH-子组中患者的对瑞卡帕尼的最佳靶标病变响应的瀑布图。y轴是从基线至瑞卡帕尼治疗后的靶标肿瘤病变变化百分比。上部和下部虚线分别指示从基线增加20％(进行性疾病)和降低30％(部分响应)的阈值。具有CA-125响应的患者具有图案化棒条。仍在进行瑞卡帕尼治疗的患者用“+”标记。
发明详述
本发明的主要目标是用PARP抑制剂，特别是瑞卡帕尼治疗已基于存在LOH而显示DNA损害的乳腺癌和卵巢癌患者。乳腺或卵巢肿瘤中存在LOH有助于指导健康从业者的治疗选择。
本发明涉及一种用于用PARP抑制剂治疗乳腺癌或卵巢癌患者的方法，其包括：a)接收来自计算机系统的关于所述癌症患者的肿瘤的数据，其包括i)BRCA1和BRCA2突变状态，和ii)沿基因组的各染色体的多个单核苷酸的纯合或杂合性质；b)如果所述数据包括：i)BRCA1或BRCA2中的一个或多个有害突变，或ii)如通过用各个别LOH区域的长度的总和除以总基因组长度所确定，基因组具有大于10％LOH的百分比，其中LOH区域定义为在多个连续单核苷酸处存在纯合性，但排除整个染色体或染色体臂LOH，则用所述计算机系统将所述癌症患者分类为可能对PARP抑制剂起响应；以及c)向分类满足步骤b)的准则的所述癌症患者施用治疗有效量的PARP抑制剂。
为有助于理解、解释和实施本发明，在整篇详细描述中提供术语的定义。
如本文所用，“杂合性丧失”或“LOH”是指从正常基因组中的杂合性状态变化为肿瘤基因组中的纯合性状态(Beroukhim R等Inferringloss-of-heterozygosity from unpaired tumors using high-densityoligonucleotide SNP arrays.PLoS Comput Biol 2006；2:e41，其以引用的方式整体并入本文)。可使用本领域中已知的方法实现对LOH的确定。可使用通过阵列比较基因组杂交(aCGH)、SNP阵列、下一代测序或其它方法产生的数据确定LOH。可通过本领域中已知的任何方法对LOH进行确定，并且包括但不限于通过目视检查进行主观分析以及与算法联用的自动化系统。用于确定LOH的一个实施方案是Beroukhim(上文)中所述的基于隐马尔可夫模型的方法。用于确定LOH的另一实施方案是肿瘤等位基因特异性拷贝数分析(ASCAT)方法(Van Loo等Allelic-specific copy number analysis of tumors.ProcNatl Acad Sci U.S.A.2010；107:16910-5)。
LOH有时也被称为基因组结疤或单亲二体性(UDP)。
“LOH区域”是指染色体的含有至少一个杂合性丧失区域的区域。LOH区域定义为在多个连续单核苷酸处存在纯合性，但排除整个染色体、染色体臂LOH、以及X和Y染色体。
“在多个连续单核苷酸处存在纯合性”是指LOH区域的基本上纯合性质。
“高百分比的基因组具有LOH”是指如通过用各个别LOH区域的长度的总和除以总基因组长度所确定，肿瘤基因组具有大于约10％LOH的百分比。在一些实施方案中，如通过用各个别LOH区域的长度的总和除以总基因组长度所确定，基因组具有LOH的百分比是大于约11％、大于约12％、大于约13％、大于约14％、大于约15％、大于约16％、大于约17％、大于约18％、大于约19％或大于约20％。
“PARP抑制剂”是指主要活性是抑制PARP活性(包括PARP1和PARP2)的任何化合物。PARP抑制剂包括瑞卡帕尼、奥拉帕尼(olaparib)、维利帕尼(veliparib)、依尼帕尼(iniparib)、BMN-673、尼拉帕尼(niraparib)。瑞卡帕尼是优选PARP抑制剂。
“乳腺癌”是指源于乳腺组织，诸如导管(导管癌)或小叶(小叶癌)的癌症。
“三重阴性乳腺癌”是指肿瘤细胞表面上的以下三种类型的受体缺乏表达：雌激素受体(ER)、孕酮受体(PR)和HER2。三重阴性乳腺癌与乳腺癌的称为基底细胞样的分子亚型高度重叠，根据基因表达概况所确定。
“卵巢癌”是指源于卵巢，诸如上皮组织(上皮卵巢癌)的癌症。高级浆液性卵巢癌是最常见的亚型，并且显示广泛分布的基因组不稳定性，从而指示可能在同源性重组方面存在缺陷(Bowtell DD,NatRev Cancer 2010；10:803-8)。
“同源性重组缺陷”是指细胞由于DNA修复基因的畸变而不能在双链断裂的情况下经受DNA修复。
“有害BRCA1/2突变”为本领域普通技术人员所熟知，并且是指BRCA1/2基因的所有蛋白质截短突变(框移插入/缺失或无义)、功能性错义突变(例如BRCA1C61G突变)和纯合性缺失(Cancer GenomeAtlas Research Network.Integrated genomic analyses of ovariancarcinomas.Nature 2011；474:609-15)。
“HRD-阳性肿瘤”是指含有有害BRCA1/2突变的肿瘤或高百分比的基因组具有LOH的肿瘤。HRD-阳性肿瘤最可能对诸如PARP抑制剂和铂的药剂敏感。用诸如瑞卡帕尼的PARP抑制剂治疗的具有HRD-阳性肿瘤的患者最可能比具有HRD-阴性肿瘤的患者具有显著更长总体存活期。
“HRD-阴性肿瘤”是指不含有有害BRCA1/2突变，以及无高百分比的基因组具有LOH的肿瘤。
“患者”包括哺乳动物，例如人。患者包括患有疾病的那些、被怀疑患有疾病的那些、以及其中评估疾病的存在性的那些。
“治疗(Treating/treatment)”疾病是指遏止或大致上减缓乳腺或卵巢癌细胞的生长或这些细胞的至少一种临床症状。在某些实施方案中，“治疗”是指遏止或降低癌症的至少一种可由或可不由患者辨别的身体参数。在某些实施方案中，“治疗”是指在身体上(例如使可辨别症状稳定)，在生理上(例如使身体参数稳定)，或两者兼有抑制或控制癌症。
“治疗有效量”是指化合物在向受试者施用以治疗乳腺癌或卵巢癌时足以影响对癌症的此类治疗的量。“治疗有效量”可例如视所选PARP抑制剂、癌症的阶段、患者的年龄、重量和/或健康状况、以及处方医师的判断而变化。在任何给定情况下，适当量都可易于由本领域技术人员确定，或能够通过常规实验确定。
“样品”或“生物样品”是从受试者获得的含有基因组DNA、RNA(包括mRNA)、蛋白质或其组合的生物试样。实例包括但不限于染色体制备物、外周血液、尿、唾液、组织活检体、手术试样、骨髓、羊膜穿刺样品和尸检材料。在一个实例中，样品包括基因组DNA或RNA。在一些实例中，样品是例如可被放置在显微镜载片上的细胞发生制备物。在特定实例中，样品被直接使用，或可在使用之前例如通过固定(例如使用福尔马林)加以操作。
本文所述的方法可扩展至多种癌症。优选癌症是乳腺癌、卵巢癌和胰腺癌。在一些情况下，癌症可为转移性癌症。与本文所述的方法相关的其它癌症的实例包括但不限于肉瘤、前列腺癌、结肠癌(诸如结肠癌瘤，包括小肠癌)、神经胶质瘤、白血病、肝癌、黑素瘤(例如转移性恶性黑素瘤)、急性骨髓性白血病、肾癌、膀胱癌、肾脏癌(例如肾细胞癌)、胶质母细胞瘤、脑肿瘤、慢性或急性白血病(包括急性淋巴细胞性白血病(ALL)、成人T-细胞白血病(T-ALL)、慢性骨髓性白血病、急性淋巴母细胞性白血病、慢性淋巴细胞性白血病)、淋巴瘤(例如霍奇金氏(Hodgkin's)和非霍奇金氏淋巴瘤、淋巴细胞性淋巴瘤、原发性CNS淋巴瘤、T细胞淋巴瘤、伯基特氏淋巴瘤(Burkitt's lymphoma)、间变性大细胞淋巴瘤(ALCL)、皮肤T细胞淋巴瘤、结节性小核裂细胞淋巴瘤、外周T细胞淋巴瘤、伦纳特氏淋巴瘤(Lennert's lymphomas)、免疫母细胞性淋巴瘤、T细胞白血病/淋巴瘤(ATLL)、中心母细胞性/中心细胞性(cb/cc)滤泡性淋巴瘤癌症、B谱系的弥漫性大细胞淋巴瘤、血管免疫母细胞性淋巴结病(AILD)样T细胞淋巴瘤和HIV相关的体腔基淋巴瘤)、胚胎癌、未分化鼻咽癌(例如史明克氏瘤(Schmincke's tumor))、卡斯尔曼氏病(Castleman's disease)、卡波西氏肉瘤(Kaposi's Sarcoma)、多发性骨髓瘤、瓦尔登斯特伦氏巨球蛋白血症(Waldenstrom'smacroglobulinemia)和其它B细胞淋巴瘤、鼻咽癌、骨癌、皮肤癌、头部或颈部癌、皮肤或眼内恶性黑素瘤、子宫癌、直肠癌、肛区癌、胃癌、睾丸癌、输卵管癌、子宫内膜癌、子宫颈癌、阴道癌、外阴癌、食道癌、小肠癌、内分泌系统癌、甲状腺癌、甲状旁腺癌、肾上腺癌、软组织肉瘤、尿道癌、阴茎癌、儿童期实体肿瘤、膀胱癌、肾或输尿管癌、肾盂癌、中枢神经系统(CNS)赘瘤、肿瘤血管生成、脊柱轴肿瘤、脑干神经胶质瘤、垂体腺瘤、表皮样癌、鳞状细胞癌、或环境诱发的癌症，包括由石棉诱发的那些，例如间皮瘤。在另一实施方案中，本文所述的方法可适用于治疗两种或更多种类型的癌症的组合。在一些方面，方法适用于治疗被诊断有癌症的个别患者。
本发明现已通过书面描述的方式加以描述，本领域技术人员将认识到本发明可在多个方面加以实施，并且先前描述和以下实施例是出于说明而非限制随后权利要求书的目的。
实施例
尽管本文已显示和描述替代性方面，但将对本领域技术人员明显的是所述方面仅通过举例方式来提供。在不脱离本发明下，众多改变、变化和替代将被本领域技术人员所想到。应了解本文所述的本发明的各个方面的各种替代方案可用于实施本发明。意图以下权利要求书限定本发明的范围，并且由此涵盖在这些权利要求和它们的等效物的范围内的方法和结构。
实施例1
瑞卡帕尼敏感性乳腺癌细胞展现基因组LOH
瑞卡帕尼敏感性细胞
使用高通量生长抑制测定产生瑞卡帕尼在一大组人癌细胞系中的敏感性数据。简要来说，将细胞在5至20x 103个细胞的细胞密度下接种至24孔组织培养板中。以在0.005至10μM的范围内的浓度处理瑞卡帕尼。在瑞卡帕尼处理的第1天和第6天，使用BeckmanCoulter Z2粒子计数器对活细胞计数。将生长抑制计算为在瑞卡帕尼存在下受抑制的世代的数目相对于在不存在瑞卡帕尼下历经相同时间过程的世代的数目的函数。产生剂量响应曲线，并且计算针对各细胞系的生长抑制的半数最大有效浓度(EC50)值。见于高通量筛选中的一些最敏感细胞系是乳腺癌细胞系(表1)。
表1.瑞卡帕尼在用于LOH分析中的36种乳腺癌细胞系中的敏感性。将细胞系从对瑞卡帕尼的敏感性最大至最小加以分选(EC50值)。三重阴性状态基于先前对TNBC细胞系的公开报道(LehmannBD,Bauer JA,Chen X等Identification of human triple-negative breastcancer subtypes and preclinical models for selection of targeted therapies.J Clin Invest 2011；121:2750-67)。
LOH分析
见于高通量筛选中的瑞卡帕尼敏感性乳腺癌细胞系用于证明基因组具有LOH的百分比在预测瑞卡帕尼敏感性方面的效用。对于各细胞系，进行LOH Affymetrix SNP 6.0阵列分析以确定基因组具有LOH的百分比。生物信息学分析工作流程的概要概述于图1中。
简要来说，从公开可用的癌细胞系百科全书数据库(CCLE；http://www.broadinstitute.org/ccle/home，2012-04-05版本)下载Affymetrix SNP 6.0阵列强度数据(.CEL文件)。在Affymetrix基因分型控制台中，使用Birdseed v2算法，以缺省置信度阈值0.1从阵列强度数据产生SNP基因型识别物(.CHP文件)。对于LOH推断，基于基因组覆盖度和HapMap西欧人群中的高杂合性等位基因频率选择Affymetrix SNP 6.0阵列上2998个SNP。因为不存在这组癌细胞系的参照正常样品，所以使用如先前所述的用隐马尔可夫模型(HMM)进行的未配对分析来推断LOH区域(Beroukhim R,Lin M,Park Y等Inferring loss-of-heterozygosity from unpaired tumors using high-densityoligonucleotide SNP arrays.PLoS Comput Biol 2006；2:e41)。以下缺省参数用于未配对分析：预期基因型错误率0.01和杂合性频率0.5。从分析排除跨越整个染色体的LOH区域，以及排除X和Y染色体。染色体13、14、15、21和22具有缺乏SNP表现的短异染色质p染色体臂，因此跨越q染色体臂的LOH区域也被排除。通过用各个别LOH区域的长度的总和除以具有SNP覆盖的总基因组长度(2.77E+09个碱基对)来确定基因组具有LOH的百分比。举例来说，对于细胞系HCC1395，在排除整个染色体LOH区域之后，所有剩余LOH区域的总和是1.122E+09个碱基对，并且当除以2.77E+09个碱基对时产生40.5％的基因组具有LOH。
统计
进行斯皮尔曼氏秩检验(Spearman’s rank test)以确定基因组具有LOH的百分比与瑞卡帕尼敏感性(EC50)之间的关联显著性。如先前所述，使用基因组具有LOH的百分比作为连续评级标度来产生拟合的接受者操作特征(ROC)曲线(Eng J.Receiver operatingcharacteristic analysis:a primer.Acad Radiol 2005；12:909-16)。进行费雪氏精确检验(Fisher’s exact test)以确定2x2列联表用于预测瑞卡帕尼敏感性的显著性。
结果
在这组36种乳腺癌细胞系中发现基因组具有LOH的百分比较高与瑞卡帕尼敏感性增加(即EC50值较低)之间存在关联(p＝0.03)(图2)。此外，筛选中的36种乳腺癌细胞系中的16种是三重阴性乳腺癌(TNBC)，并且在TNBC细胞系中，关联是显著相关的(p＝0.02)。三种TNBC细胞系含有有害BRCA1突变，并且在乳腺癌细胞系组中，这些细胞系的基因组具有LOH的百分比最高(HCC1395–40.5％，MDAMB436–38.5％，HCC1937–25.9％)。如对于具有有害BRCA突变的细胞是同源性重组缺陷性的(HRD)所预期，HCC1395与MDAMB436两者均对瑞卡帕尼高度敏感(<0.5μM)。尽管具有有害BRCA1突变，但HCC1937不对瑞卡帕尼敏感，此可能归因于对DNA损害剂的抗性机理。
为测试基因组具有LOH的百分比在预测瑞卡帕尼于TNBC中的敏感性方面的潜在诊断效用，进行接受者操作特征(ROC)分析。因为已知TNBC细胞系HCC1395、MDA-MB-436和MDA-MB-468对瑞卡帕尼敏感，所以用于确定瑞卡帕尼敏感性细胞系的阈值设置在这些细胞系的最高EC50值下；MDA-MB-468的EC50是2.05μM。使用这个准则，产生ROC曲线，并且指示基因组具有LOH的百分比可适用于预测瑞卡帕尼敏感性(图3，拟合的ROC曲线下面积＝0.853)。
此外，可设置基因组具有LOH的百分比的截断值以预测TNBC细胞系是否可能对瑞卡帕尼起响应。举例来说，如果截断值设置在20％的基因组具有LOH下，那么用于预测瑞卡帕尼在TNBC细胞系中的响应的敏感性和特异性分别是86％(7种瑞卡帕尼敏感性细胞系中的6种有≥20％的基因组具有LOH)和78％(9种瑞卡帕尼抗性细胞系中的7种有<20％的基因组具有LOH)(图4、表2)。
表2.用于使用基因组具有LOH的百分比来预测瑞卡帕尼敏感性的2x2列联表。费雪氏精确检验：p＝0.04。
此处所述的基因组具有LOH的百分比的截断值适用于使用Affymetrix SNP 6.0阵列剖析的TNBC细胞系。然而，可基于研究的样品类型(例如细胞系相对于肿瘤)和所用基因组分析平台(例如Affymetrix SNP 6.0阵列相对于靶向SNP测序的下一代测序)调整截断值。此外，可针对不同癌症适应症(诸如可能也显示基因组不稳定性和LOH的高级浆液性卵巢癌)定制截断值。
实施例2-肿瘤展现基因组LOH的卵巢癌患者受益于基于铂的治疗
高级浆液性卵巢肿瘤
癌症基因组图谱(TCGA)计划对316个高级浆液性卵巢肿瘤进行基因组分析(Cancer Genome Atlas Research Network.Integratedgenomic analyses of ovarian carcinomas.Nature 2011；474:609-15)。从正经受手术切除，并且尚未接受先前治疗的新诊断有卵巢浆液性腺癌的患者收集样品。如同标准疗法一样，接着用基于铂的化学疗法治疗患者，并且记录总体存活期(从初始手术切除日期至末次已知联系或死亡日期的间隔)。无铂间隔(从末次初级铂治疗日期至进展日期的间隔)6个月或大于6个月的患者被确定为铂敏感性的。对肿瘤的下一代测序鉴定有害BRCA1/2突变，其包括BRCA1/2基因的所有蛋白质截短突变(框移插入/缺失或无义)、功能性错义突变(例如BRCA1C61G突变)和纯合性缺失(Cancer Genome Atlas Research Network.Integrated genomic analyses of ovarian carcinomas.Nature 2011；474:609-15)。
LOH分析
TCGA研究中的高级浆液性卵巢肿瘤用于证明基因组具有LOH的百分比在预测基于铂的化学疗法之后的总体存活期方面的效用。对于各肿瘤，进行LOH Affymetrix SNP 6.0阵列分析以确定基因组具有LOH的百分比。生物信息学分析工作流程的概要概述于图5中。
简要来说，从公开可用的TCGA数据库(https://tcga-data.nci.nih.gov/tcga/tcgaDownload.jsp，2010-06-05版本)下载Affymetrix SNP 6.0阵列强度数据(.CEL文件)。在Affymetrix基因分型控制台中，使用Birdseed v2算法，以缺省置信度阈值0.1从阵列强度数据产生SNP基因型识别物(.CHP文件)。对于LOH推断，基于基因组覆盖度和HapMap西欧人群中的高杂合性等位基因频率选择Affymetrix SNP 6.0阵列上2998个SNP。因为不存在这组癌细胞系的参照正常样品，所以使用如先前所述的用隐马尔可夫模型(HMM)进行的未配对分析来推断LOH区域(Beroukhim R,Lin M,Park Y等Inferring loss-of-heterozygosity from unpaired tumors using high-density oligonucleotide SNP arrays.PLoS Comput Biol 2006；2:e41)。以下缺省参数用于未配对分析：预期基因型错误率0.01和杂合性频率0.5。从分析排除跨越整个染色体的LOH区域，以及排除X和Y染色体。染色体13、14、15、21和22具有缺乏SNP表现的短异染色质p染色体臂，因此跨越q染色体臂的LOH区域也被排除。通过用各个别LOH区域的长度的总和除以具有SNP覆盖的总基因组长度来确定基因组具有LOH的百分比。
统计
进行卡普兰-迈耶存活期分析以确定高百分比的基因组具有LOH的患者相对于低百分比的基因组具有LOH的患者在总体存活期方面的差异的中值和对数秩p值。考克斯(Cox)比例危险模型用于计算危险率和多变量分析。
结果
来自TCGA研究的高级浆液性卵巢肿瘤显示广泛百分比范围的基因组具有LOH，其中中值在11.3％下(图6)。如果基因组具有LOH的百分比大于中值，那么可将患者分类至高基因组LOH组中，并且如果低于中值，那么分类至低基因组LOH组中。发现在高基因组LOH相对于低基因组LOH之间，卡普兰-迈耶总体存活期曲线显著分开(p＝0.022，危险率＝0.71，图7)，从而指示基因组具有LOH的百分比在预测基于铂的化学疗法之后的总体存活期方面的潜在效用。对影响总体存活期的因素的多变量分析发现基因组具有LOH的百分比是基于铂的化学疗法之后的总体存活期的独立预测因子(p＝0.035，危险率＝0.72，表3)。
表3.对卵巢肿瘤中影响基于铂的化学疗法之后的总体存活期的因素的考克斯多变量分析
因为已知肿瘤含有BRCA1/2突变的患者对DNA损害剂敏感，并且BRCA突变是HRD的驱动者，所以这些患者可连同肿瘤的高百分比的基因组具有LOH的患者一起加以分组以形成称为最可能对铂和瑞卡帕尼敏感的HRD-阳性患者的组。与这个假设一致，发现HRD-阳性患者比HRD-阴性患者具有显著更长的总体存活期(p＝0.00016，危险率＝0.56，图8)。此外，也发现在铂敏感性患者中，HRD-阳性与HRD-阴性之间在总体存活期方面存在差异(p＝0.034，危险率＝0.56，图9)。
实施例3–肿瘤展现基因组LOH的卵巢癌患者受益于瑞卡帕尼治疗
对来自患者的卵巢肿瘤的下一代测序
任选收集来自患者的档案肿瘤组织样品以进行基因组分析。为确定最大耐受剂量和推荐II期剂量，将患者放置在剂量逐步升高群组中以连续每日口服施用瑞卡帕尼。基于1.1版实体肿瘤响应评估准则(RECIST)评估瑞卡帕尼的抗肿瘤活性。此外，测量血液中的癌症抗原-125(CA-125)的浓度作为卵巢癌的生物标志。局部BRCA1/2测试结果基于对来自血液样品(外周血液单核细胞)的BRCA1/2基因的测序。
LOH分析
生物信息学分析工作流程的概要概述于图10中。简要来说，使用Foundation Medicine的T5下一代测序(NGS)测定对福尔马林固定的石蜡包埋(FFPE)肿瘤组织样品测序，此包括对约3500个具有良好基因组覆盖度和高杂合性等位基因频率的SNP测序。一种统计模型，即肿瘤等位基因特异性拷贝数分析(ASCAT)用于评估测序的SNP的LOH状态。从分析排除跨越整个染色体的LOH区域，以及排除X和Y染色体。染色体13、14、15、21和22具有缺乏SNP表现的短异染色质p染色体臂，因此跨越q染色体臂的LOH区域也被排除。通过用各个别LOH区域的长度的总和除以具有SNP覆盖的总基因组长度来确定基因组具有LOH的百分比。
结果
对5个FFPE卵巢肿瘤的基因组LOH分析发现所有肿瘤都有高百分比的基因组具有LOH，该百分比大于如实施例2中所示在TCGA高级浆液性肿瘤中鉴定的中值11.3％。此外，因为这些肿瘤来自全都由于瑞卡帕尼治疗而获得临床益处(疾病稳定或不可测量)的患者，所以表明高百分比的基因组具有LOH的患者可受益于瑞卡帕尼治疗(表4)。基于CA-125癌症抗原的浓度，基因组具有LOH的百分比最高(39.3％)的患者对瑞卡帕尼治疗起响应。
表4.瑞卡帕尼对高百分比的基因组具有LOH的卵巢癌患者的临床益处
实施例4–肿瘤展现基因组LOH的非BRCA患者也受益于瑞卡帕尼治疗
对来自患者的高级卵巢肿瘤的下一代测序
以在推荐2期剂量600mg BID(一天两次)下口服施用瑞卡帕尼来治疗患有铂敏感性复发高级卵巢癌的患者。基于1.1版实体肿瘤响应评估准则(RECIST)以及妇科癌症协作组(GCIG)CA-125响应评估瑞卡帕尼的抗肿瘤活性。使用Foundation Medicine的T5下一代测序(NGS)测定对福尔马林固定的石蜡包埋(FFPE)肿瘤组织样品测序，此包括对287个癌症相关基因(包括BRCA1/2)以及约3500个具有良好基因组覆盖度和高杂合性等位基因频率的SNP测序。在肿瘤组织中检测的有害BRCA1/2突变(种系突变与体细胞突变两者)包括BRCA1/2基因的蛋白质截短突变、已知错义突变和纯合性缺失。
LOH分析
生物信息学分析工作流程的概要概述于图11中。简要来说，一种统计模型，即肿瘤等位基因特异性拷贝数分析(ASCAT)用于评估测序的SNP的LOH状态。从分析排除跨越整个染色体或染色体臂的LOH区域以及在X和Y染色体上的LOH区域。通过用非排除的LOH区域的长度的总和除以可质询基因组的总长度来确定基因组具有LOH的百分比。
呈以下等式形式：
基因组具有LOH％＝100*∑(非排除的LOH区域的长度)/(基因组具有SNP覆盖的总长度-∑(排除的LOH区域的长度))
对于T5测定，基因组具有SNP覆盖的总长度是2.78E+09个碱基对。
基于对TCGA高级浆液性卵巢癌数据集的分析，至少14％的基因组具有LOH的肿瘤组织样品被确定为高基因组LOH(LOH-阳性)。如果肿瘤是BRCA-阳性或LOH-阳性，那么它是HRD-阳性，并且只有当它是BRCA-阴性与LOH-阴性两者时才是HRD-阴性(表5)。基于筛选和/或档案样品来确定BRCA突变分析。因为基因组LOH可随时间变化，所以基于筛选样品来确定基因组LOH分析。
表5.HRD阳性和HRD阴性群体的确定
结果
在各种时间点分析来自铂敏感性复发高级卵巢癌患者的基线和治疗后靶标病变扫描结果以评估瑞卡帕尼在不同HRD子组中的抗肿瘤肿瘤活性。
在时间点A，已对50名患有铂敏感性高级浆液性卵巢癌的患者测序，并且分析BRCA突变和基因组LOH。在50个病例中，23个病例(46％)具有BRCA1/2突变，15个非BRCA病例(30％)有高百分比的基因组具有LOH(非BRCA/LOH+)，并且12个非BRCA病例(24％)有低百分比的基因组具有LOH(非BRCA/LOH-)。可从22名患者获得基线和治疗后肿瘤扫描结果以评估瑞卡帕尼在不同HRD子组中的抗肿瘤肿瘤活性(图12)。鉴定的全部8名部分响应者(PR)都是HRD-阳性：6名具有BRCA突变，并且2名是非BRCA/LOH+。
在时间点B，已对95名患有铂敏感性复发高级浆液性卵巢癌的患者测序，并且分析BRCA突变和基因组LOH。在95个病例中，26个病例(27％)具有BRCA1/2突变，39个非BRCA病例(41％)有高百分比的基因组具有LOH(非BRCA/LOH+)，并且30个非BRCA病例(32％)有低百分比的基因组具有LOH(非BRCA/LOH-)。可从61名患者获得基线和治疗后肿瘤扫描结果以评估瑞卡帕尼在不同HRD子组中的抗肿瘤肿瘤活性(图13)。在使用RECIST和GCIGCA-125准则确定响应者的情况下，BRCA、非BRCA/LOH+和非BRCA/LOH-子组的客观响应率(ORR)分别是68％、28％和7％(表6)。
表6.HRD-阳性和HRD-阴性群体的确定
在时间点C，可从61名患有铂敏感性复发高级卵巢癌的患者获得基线和治疗后靶标病变扫描结果以评估瑞卡帕尼在以下不同HRD子组中的抗肿瘤肿瘤活性：BRCA(图14)、非BRCA/LOH+(图15)、非BRCA/LOH-(图16)。在使用RECIST和GCIG CA-125准则确定响应者的情况下，BRCA、非BRCA/LOH+和非BRCA/LOH-子组的总体响应率(ORR)分别是70％、40％和8％(表7)。
表7.不同HRD子组中的RECIST和CA-125总体响应率(ORR)
对响应于瑞卡帕尼治疗的非BRCA/LOH+患者的鉴定例示基因组具有LOH的百分比在预测瑞卡帕尼敏感性方面的临床效用。
尽管本文已显示和描述本发明的优选方面，但将对本领域技术人员明显的是所述方面仅通过举例方式来提供。在不脱离本发明下，众多改变、变化和替代现将被本领域技术人员所想到。应了解本文所述的本发明的各个方面的各种替代方案可用于实施本发明。意图以下权利要求书限定本发明的范围，并且由此涵盖在这些权利要求和它们的等效物的范围内的方法和结构。

Claims (11)

1.一种用于用PARP抑制剂治疗癌症患者的方法，其包括：
a)接收来自计算机系统的关于所述癌症患者的肿瘤的数据，其包括
i.BRCA1和BRCA2突变状态，和
ii.沿基因组的各染色体的多个单核苷酸的纯合或杂合性质；
b)如果所述数据包括：
iii.BRCA1或BRCA2中的一个或多个有害突变，或
iv.如通过用各个别LOH区域的长度的总和除以总基因组长度所确定，基因组具有大于10％LOH的百分比，其中LOH区域定义为在多个连续单核苷酸处存在纯合性，但排除整个染色体LOH，
则用所述计算机系统将所述癌症患者分类为可能对PARP抑制剂起响应；以及
c)向分类满足步骤b)的准则的所述癌症患者施用治疗有效量的PARP抑制剂。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述PARP抑制剂是瑞卡帕尼。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述癌症是乳腺癌、卵巢癌或胰腺癌。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述癌症是乳腺癌。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述乳腺癌是三重阴性乳腺癌。
6.如权利要求3所述的方法，其中所述癌症是卵巢癌。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述卵巢癌是高级浆液性卵巢癌。
8.如权利要求3所述的方法，其中所述癌症是胰腺癌。
9.如权利要求1所述的方法，其中如通过用各个别LOH区域的长度的总和除以总基因组长度所确定，基因组具有LOH的所述百分比是大于约11％、大于约12％、大于约13％、大于约14％、大于约15％、大于约16％、大于约17％、大于约18％、大于约19％或大于约20％。
10.一种用于用PARP抑制剂治疗癌症患者的方法，其包括：
a)接收来自计算机系统的关于所述癌症患者的肿瘤的数据，其包括沿基因组的各染色体的多个单核苷酸的纯合或杂合性质；
b)如果所述数据包括如通过用各个别LOH区域的长度的总和除以总基因组长度所确定，基因组具有大于10％LOH的百分比，其中LOH区域定义为在多个连续单核苷酸处存在纯合性，但排除整个染色体LOH，则用所述计算机系统将所述癌症患者分类为可能对PARP抑制剂起响应；以及
c)向分类满足步骤b)的准则的所述癌症患者施用治疗有效量的PARP抑制剂。
11.如权利要求10所述的方法，其中如通过用各个别LOH区域的长度的总和除以总基因组长度所确定，基因组具有LOH的所述百分比是大于约11％、大于约12％、大于约13％、大于约14％、大于约15％、大于约16％、大于约17％、大于约18％、大于约19％或大于约20％。
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