CN110462062A - 系统性红斑狼疮疾病活动性、强度和急性发作的生物标志物 - Google Patents

系统性红斑狼疮疾病活动性、强度和急性发作的生物标志物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及对阻止系统性红斑狼疮(SLE)疾病急性发作具有预测性的生物标志物的鉴定。还提供了用于治疗如此鉴定出的患者的方法。

Description

系统性红斑狼疮疾病活动性、强度和急性发作的生物标志物
政府支持条款
本发明在由国立卫生研究院(National Institutes Health)授予的授权号P30AR053483、U19AI082714、U01AI101934、P30GM103510、U54GM104938和HHSN266200500026C的政府支持下完成。政府在本发明中享有一定的权利。
背景技术
1.技术领域
本发明总体涉及自身免疫病、免疫学、风湿病学和分子生物学领域。更特别地,其涉及具有预测性并参与系统性红斑狼疮急性发作(flare)的可溶性炎性介质。
2.相关技术的描述
系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)是多层面的自身免疫病,其特征在于可变的免疫失调、致残症状和进行性器官损伤(Lam和Petri,2005)。鉴于SLE的异质性质,识别和早期治疗以预防组织和器官损伤在临床上具有挑战性。经验证的疾病活动性临床工具评估并权衡每个器官系统内体征和症状的变化。红斑狼疮国家评估中的雌激素的安全性-系统性红斑狼疮疾病活动指数(Safety of Estrogens in LupusErythematosus National Assessment-Systemic Lupus Erythematosus DiseaseActivity Index,SELENA-SLEDAI)(Petri等,2005)是临床疾病活动性的可靠测量(Lam和Petri,2005)。然而,并入在SELENA-SLEDAI之中的传统生物标志物不一定是疾病恶化的最早或足够的生物学信号。尽管有疾病活动性的临床工具和改善的治疗方案以使慢性炎症缓和,但SLE患者每年可经历平均1.8次疾病急性发作(Petri等,2009)。治疗通常依赖于快速起效的、副作用普遍的药剂,例如类固醇。急性发作的早期识别可能会为降低SLE的致病性和社会经济负担的积极主动策略打开门(Lau和Mak,2009)。此外,揭示临床急性发作的早期标志物将会提供机制上的了解,改善靶向性预防治疗的开发。
已知某些细胞因子和趋化因子参与SLE发病机制和疾病急性发作。IL-6、TNF-α和IL-10以及Th1和Th2型细胞因子与SLE疾病活动性(disease activity)有关联(Davas等,1999;Chun等,2007和Gomez等,2004);在疾病急性发作之前已检测到升高的IL-12(Tokano等,1999)。Th17途径介质与提高的疾病活动性(Shah等,2010)和后遗症(包括皮肤(Mok等,2010)、浆膜炎(Mok等,2010)和肾(Chen等,2012)表现)有关联。这些变化以及患有活动性疾病的天然T调节细胞的TGF-β降低(Becker-Merok等,2010)和数量减少(Miyara等,2005),表明炎性介质和调节介质之间的不平衡促进急性发作(Ma等,2010)。该研究建立在先前的工作基础上,通过在疾病活动性改变以及接着发生的SLE疾病急性发作的情况下同时评价可溶性炎性介质和调节介质。
细胞因子和趋化因子指示对(自身)抗原的持续免疫应答。除可溶性炎性介质之外,SLE急性发作还可能涉及由活化细胞表达的膜结合或可溶性受体的改变的调节(Davas等,1999)。TNF-(R)受体(TNF-(R)eceptor)超家族的成员形成原型促炎系统,其作用于B和T淋巴细胞上的共刺激分子(在Croft等,2013中进行综述)。配体/受体配对是膜结合的,或者可以被蛋白酶切割为可溶性蛋白质,其作为三聚体聚集以阻断配体/受体相互作用或启动受体介导的信号传导。TNF-R超家族的多个成员与SLE有关联。经典配体TNF-α与两种TNFR,TNFRI(p55)和TNFRII(p75)相互作用,这两种TNFR都与改变的SLE疾病活动性有关联(Davas等,1999)。另外,SLE患者中Fas、FasL(Tinazzi等,2009)和CD40L/CD154(Desai-Mehta等,1996)的表达和切割提高。BLyS和APRIL(B细胞存活和分化的关键调节物)是重要的SLE治疗靶点(Dillon等,2010)。在对245名SLE患者进行了两年随访的研究中,有能力解释一些混杂因素(例如药物),BLyS水平提高与疾病活动性提高相关(Petri等,2008)。此外,中和抗BLyS单克隆抗体可以降低随时间的疾病急性发作的风险(Espinosa等,2010),表明BLyS可有助于调节一些患者的疾病活动性(Qin等,2011)。然而,它们在随后发生的疾病急性发作中的作用目前未知。
发明概述
因此,根据本发明,提供了将系统性红斑狼疮(SLE)患者诊断为正经历急性发作前(pre-flare)事件的方法,该方法包括(a)从患者获得血液、血清或血浆样品;和(b)评估以下的每一项中的至少一种的水平:(i)固有型细胞因子、(ii)Th1型细胞因子、(iii)Th2型细胞因子和(iv)Th17型细胞因子,加上以下的每一项中的至少两种的水平:(i)趋化因子/黏附分子、(ii)TNFR超家族成员、(iii)调节介质和(iv)先前显示在SLE发病机制中发挥作用的其他介质;以及(c)当与未正经历急性发作前事件的SLE患者相比,固有、Th1、Th2、Th17型细胞因子,趋化因子/黏附分子,TNFR超家族成员和其他SLE介质中的大多数升高并且至少两种调节介质降低时,将所述患者诊断为正经历急性发作前事件。
固有型细胞因子可选自IL-1α、IL-1β、IFN-α、IFN-β、G-CSF、IL-7和IL-15。Th1型细胞因子可选自IL-2、IL-12和IFN-γ。Th2型细胞因子可选自IL-4、IL-5和IL-13。Th17型细胞因子可选自IL-6、IL-17A、IL-21和IL-23。趋化因子/黏附分子可选自IL-8、IP-10、RANTES、MCP-1、MCP-3、MIP-1α、MIP-1β、GRO-α、MIG、嗜酸性粒细胞趋化因子、ICAM-1和E选择素。TNFR超家族成员可选自TNF-α、TNFRI、TNFRII、TRAIL、Fas、FasL、BLyS、APRIL和NGFβ。先前显示在SLE发病机制中发挥作用的其他介质可选自LIF、PAI-1、PDGF-BB、瘦蛋白、SCF和IL-2RA。调节介质可选自IL-10、TGF-β、SDF-1和IL-1RA。评估可包括免疫学检测,例如流式细胞术、ELISA、RIA或Western印迹,或者基于珠的多重测定。或者,评估可包括检测转录物(例如包含mRNA扩增的转录物),包括RT-PCR。
该方法还可包括进行以下的一种或更多种:对所述患者的SELENA-SLEDA指数分析,在来自所述患者的样品中的抗dsDNA抗体(抗dsDNA)测试和/或在来自所述患者的样品中的抗可提取的核抗原(抗ENA)。该方法还可以包括获取所述患者的病史。该方法还可包括对所述患者进行治疗。未经历急性发作事件的SLE患者可以由来自在非急性发作(non-flare)期期间的相同患者的样品表示,或者可以由预先确定的平均水平表示。
在另一个实施方案中,提供了评估患者中系统性红斑狼疮(SLE)的治疗效力的方法,其包括(a)从患者获得血液、血清或血浆样品;(b)评估以下的每一项中的至少一种的水平:(i)固有型细胞因子、(ii)Th1型细胞因子、(iii)Th2型细胞因子和(iv)Th17型细胞因子,加上以下的每一项中的至少两种的水平:(i)趋化因子/黏附分子、(ii)TNFR超家族成员、(iii)调节介质和(iv)先前显示在SLE发病机制中发挥作用的其他介质;以及(c)当与来自所述SLE患者的先前样品中的水平相比,固有、Th1、Th2、Th17型细胞因子,趋化因子/黏附分子,TNFR超家族成员和其他SLE介质中的大多数降低并且至少两种调节介质升高时,将所述患者诊断为正经历急性发作前事件。
固有型细胞因子可选自IL-1α、IL-1β、IFN-α、IFN-β、G-CSF、IL-7和IL-15。Th1型细胞因子可选自IL-2、IL-12和IFN-γ。Th2型细胞因子可选自IL-4、IL-5和IL-13。Th17型细胞因子可选自IL-6、IL-17A、IL-21和IL-23。趋化因子/黏附分子可选自IL-8、IP-10、RANTES、MCP-1、MCP-3、MIP-1α、MIP-1β、GRO-α、MIG、嗜酸性粒细胞趋化因子、ICAM-1和E选择素。TNFR超家族成员可选自TNF-α、TNFRI、TNFRII、TRAIL、Fas、FasL、BLyS、APRIL和NGFβ。先前显示在SLE发病机制中发挥作用的其他介质可选自LIF、PAI-1、PDGF-BB、瘦蛋白、SCF和IL-2RA。调节介质可选自IL-10、TGF-β、SDF-1和IL-1RA。评估可包括免疫学检测,例如流式细胞术、ELISA、RIA或Western印迹,或者基于珠的多重测定。或者,评估可包括检测转录物(例如包含mRNA扩增的转录物),包括RT-PCR。
该方法还可包括进行以下的一种或更多种:对所述患者的SLEDA指数分析,在来自所述患者的样品中的抗dsDNA抗体(抗dsDNA)测试和/或在来自所述患者的样品中的抗可提取的核抗原(抗ENA)。该方法还可以包括获取所述患者的病史。未正经历急性发作事件的SLE患者可以由来自在非急性发作期期间的相同患者的样品表示,或者可以由预先确定的平均水平表示。
还提供了试剂盒,其包含(a)一种或更多种试剂,所述试剂用于评估以下的每一项中的至少一种的水平:固有型细胞因子、Th1型细胞因子、Th2型细胞因子和Th17型细胞因子,加上以下的每一项中的至少两种的水平:趋化因子/黏附分子、TNFR超家族成员、调节介质和先前显示在SLE发病机制中发挥作用的其他介质;和(b)用于评估生物样品中抗dsDNA抗体(抗dsDNA)测试和/或抗可提取核抗原(抗ENA)的一种或更多种试剂。
固有型细胞因子可选自IL-1α、IL-1β、IFN-α、IFN-β、G-CSF、IL-7和IL-15。Th1型细胞因子可选自IL-2、IL-12和IFN-γ。Th2型细胞因子可选自IL-4、IL-5和IL-13。Th17型细胞因子可选自IL-6、IL-17A、IL-21和IL-23。趋化因子/黏附分子可选自IL-8、IP-10、RANTES、MCP-1、MCP-3、MIP-1α、MIP-1β、GRO-α、MIG、嗜酸性粒细胞趋化因子、ICAM-1和E选择素。TNFR超家族成员可选自TNF-α、TNFRI、TNFRII、TRAIL、Fas、FasL、BLyS、APRIL和NGFβ。先前显示在SLE发病机制中发挥作用的其他介质可选自LIF、PAI-1、PDGF-BB、瘦蛋白、SCF和IL-2RA。调节介质可选自IL-10、TGF-β、SDF-1和IL-1RA。试剂可以是与每种所述生物标志物的结合配体连接的珠。
本文还描述了用于确定系统性红斑狼疮(SLE)患者将发生急性发作事件的可能性的方法,其包括:(a)获得与来自所述患者的血液、血清、血浆或尿样品相关的数据集,其中所述数据集包含代表细胞因子和分子的蛋白质表达水平值的数据;(b)评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中各至少一种细胞因子的蛋白质表达水平的数据集,其中(i)是选自IL-1α、IL-1β、IFN-α、IFN-β、G-CSF、IL-7和IL-15的固有型细胞因子,(ii)是选自IL-2、IL-12和IFN-γ的Th1型细胞因子,(iii)是选自IL-4、IL-5和IL-13的Th2型细胞因子,并且(iv)是选自IL-6、IL-17A、IL-21和IL-23的Th17型细胞因子,(c)评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中各至少两种分子的蛋白质水平的数据集,其中(v)是选自IL-8、IP-10、RANTES、MCP-1、MCP-3、MIP-1α、MIP-1β、GRO-α、MIG、嗜酸性粒细胞趋化因子、ICAM-1和E选择素的趋化因子/黏附分子,(vi)是选自TNF-α、TNFRI、TNFRII、TRAIL、Fas、FasL、BLyS、APRIL和NGFβ的TNFR超家族成员分子,(vii)是选自IL-10、TGF-β、SDF-1和IL-1RA的调节介质分子,并且(viii)是选自LIF、PAI-1、PDGF-BB、瘦蛋白、SCF和IL-2RA的SLE介质分子;以及(d)通过将代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生指示急性发作事件可能性的评分来确定所述患者将发生所述急性发作事件的可能性,其中相比于对照更高的评分指示所述患者很可能会发生所述急性发作事件,并且任选地,其中当固有、Th1、Th2、Th17型细胞因子,趋化因子/黏附分子,TNFR超家族成员分子和SLE介质分子中的大多数相对于对照升高并且至少一种调节介质分子相对于对照降低时,SLE患者很可能会发生所述急性发作事件,其中所述对照来源于稳定的SLE患者。
在一些方面,该方法还包括在确定所述患者很可能会发生急性发作事件之后向所述SLE患者施用治疗,其中所述治疗包含以下的至少一种:羟氯喹(HCQ)、贝利木单抗、非固醇类抗炎药、类固醇和/或改善疾病的抗风湿药(DMARD)。
在一些方面,将所述代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
在一些方面,评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子,任选地,其中将所述代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,任选地,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
在一些方面,评估包括免疫学检测,任选地,其中免疫学检测包括流式细胞术、ELISA、RIA或Western印迹,或者其中免疫学检测包括基于珠的多重测定。
在一些方面,评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子,任选地,其中将所述代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,任选地,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
在一些方面,获得与所述样品相关的数据集包括获得所述样品并对样品进行处理以实验确定所述数据集;或者,其中获得与所述样品相关的数据集包括从已对样品进行处理以实验确定所述数据集的第三方接收所述数据集。
在一些方面,评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子,并且评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子。
在一些方面,该方法还包括进行以下的一种或更多种:对所述患者的SLEDA指数分析,在来自所述患者的样品中的抗核抗体(ANA)测试和/或在来自所述患者的样品中的抗可提取的核抗原(抗ENA)。
在一些方面,评分是可溶性介质评分。在一些方面,该方法还包括对患者进行治疗。
在一些方面,对照来源于来自稳定期期间的相同患者的样品。在一些方面,对照是从确定为稳定的不同SLE患者获得的预先确定的平均水平。
本文还公开了用于评估SLE患者中蛋白质表达水平的方法,其包括:(a)从SLE患者获得血液、血清或血浆样品;(b)评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中各至少一种细胞因子的蛋白质表达水平,其中(i)是选自IL-1α、IL-1β、IFN-α、IFN-β、G-CSF、IL-7和IL-15的固有型细胞因子,(ii)是选自IL-2、IL-12和IFN-γ的Th1型细胞因子,(iii)是选自IL-4、IL-5和IL-13的Th2型细胞因子,并且(iv)是选自IL-6、IL-17A、IL-21和IL-23的Th17型细胞因子;以及(c)评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中各至少两种分子的蛋白质表达水平,其中(v)是选自IL-8、IP-10、RANTES、MCP-1、MCP-3、MIP-1α、MIP-1β、GRO-α、MIG、嗜酸性粒细胞趋化因子、ICAM-1和E选择素的趋化因子/黏附分子,(vi)是选自TNF-α、TNFRI、TNFRII、TRAIL、Fas、FasL、BIyS、APRIL和NGFβ的TNFR超家族成员分子,(vii)是选自IL-10、TGF-β、SDF-1和IL-1RA的调节介质分子,并且(viii)是选自LIF、PAI-1、PDGF-BB、瘦蛋白、SCF和IL-2RA的SLE介质分子。
在一些方面,评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子。在一些方面,评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子。
在一些方面,评估包括免疫学检测。在一些方面,免疫学检测包括流式细胞术、ELISA、RIA或Western印迹。在一些方面,免疫学检测包括基于珠的多重测定。
在一些方面,评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子,并且评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子。
在一些方面,该方法还包括通过将代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生指示急性发作事件可能性的评分来确定所述患者将发生所述急性发作事件的可能性,其中相比于对照更高的评分指示所述患者很可能会发生所述急性发作事件,并且任选地,其中当固有、Th1、Th2、Th17型细胞因子,趋化因子/黏附分子,TNFR超家族成员分子和SLE介质分子中的大多数相对于对照升高并且至少一种调节介质分子相对于对照降低时,SLE患者很可能会发生所述急性发作事件,其中所述对照来源于稳定的SLE患者。
在一些方面,该方法还包括在确定所述患者很可能会发生急性发作事件之后向所述SLE患者施用治疗,其中所述治疗包含以下的至少一种:羟氯喹(HCQ)、贝利木单抗、非固醇类抗炎药、类固醇和/或改善疾病的抗风湿药(DMARD)。
在一些方面,将所述代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
在一些方面,评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子,任选地,其中将所述代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,任选地,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
在一些方面,评估包括免疫学检测,任选地,其中免疫学检测包括流式细胞术、ELISA、RIA或Western印迹,或者其中免疫学检测包括基于珠的多重测定。
在一些方面,评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子,任选地,其中将所述代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,任选地,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
在一些方面,获得与所述样品相关的数据集包括获得所述样品并对样品进行处理以实验确定所述数据集;或者,其中获得与所述样品相关的数据集包括从已对样品进行处理以实验确定所述数据集的第三方接收所述数据集。
在一些方面,评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子,并且评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子。
在一些方面,该方法还包括进行以下的一种或更多种:对所述患者的SLEDA指数分析,在来自所述患者的样品中的抗核抗体(ANA)测试和/或在来自所述患者的样品中的抗可提取的核抗原(抗ENA)。
在一些方面,评分是可溶性介质评分。在一些方面,该方法还包括对患者进行治疗。
在一些方面,对照来源于来自稳定期期间的相同患者的样品。在一些方面,对照是从确定为稳定的不同SLE患者获得的预先确定的平均水平。
如本文在说明书中所使用的,没有数量词修饰的名词可以意指一个/种或更多个/种。如本文在权利要求书中所使用的,当与词语“包含/包括”结合使用时,没有数量词修饰的名词可以意指一个/种或多于一个/种。如本文中所使用的,“另一个/种”可以表示至少第二个/种或更多个/种。通过以下详细描述,本发明的其他目的、特征和优点将变得明显。然而,应理解的是,尽管详细描述和具体实施例指出了本发明的一些优选实施方案,但其仅以举例说明的方式给出,因为通过该详细描述,在本发明的精神和范围内的多种变化和修改对本领域技术人员将变得明显。
附图简述
本专利或申请文件包含至少一幅彩色附图。在提出请求并支付必要的费用后,官方将提供带有彩色附图的本专利或专利申请公开的副本。
以下附图构成本说明书的一部分,并且被包括在内以进一步说明本发明的某些方面。通过参考这些附图中的一个或更多个结合本文中给出的一些具体实施方案的详细描述,可以更好地理解本发明。
图1A至G。在具有即将发生的急性发作的SLE患者中,适应性免疫途径和可溶性TNF超家族成员提高,并且调节介质的水平降低。在基线状态从在6至12周之后表现出疾病急性发作的SLE患者(黑色条)和未表现出急性发作的人口统计学匹配的SLE患者(NF,带条纹的条)获得血浆。测量了28名EA SLE患者中Th1-(图1A)、Th2-(图1B)和Th17-(图1C)型细胞因子,以及趋化因子(图1D)、可溶性TNF超家族成员(图1E)、调节介质(图1F)和IL-1RA:TL-1β比值(图1G)的水平(平均值+SEM)。显著性由Wilcoxon匹配对检验(Wilcoxon matched-pairs test)确定。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p,0.0001。
图2A至G。与非急性发作期期间的相同患者相比,急性发作前期期间SLE患者的适应性免疫途径中的基线介质和可溶性TNF超家族成员已发生改变。在基线状态从在6至12周之后表现出疾病急性发作的13名SLE患者(黑色条),以及从在研究的单独年份中未表现出疾病急性发作时的相同患者(SNF,灰色条)获得血浆。测量了血浆Th1-(图2A)、Th2-(图2B)和Th17-(图2C)型细胞因子,以及趋化因子(图2D),可溶性TNF超家族成员(图2E),调节介质(图2F)和IL-1RA:IL-1比值(图2G)(平均值+SEM)。显著性由Wilcoxon匹配对检验确定。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p,0.0001。
图3A至B。SLE患者中的可溶性炎性介质,其与健康对照相比升高,但不能在即将发生的疾病急性发作和非急性发作之间进行辨别。测量了BLyS、APRIL、IL-15、IL-2Rα、MIG、MIP-1α和MIP-1β的血浆水平,并将其在(图3A)急性发作前SLE患者(黑色条)、匹配的非急性发作SLE患者(NF,带条纹的条)与匹配的健康对照(HC,白色条)之间,或者将其在(图3B)急性发作前期期间的SLE患者(黑色条)、非急性发作期期间的相同SLE患者(SNF,灰色条)与匹配的健康对照(HC,白色条)之间进行比较。数据显示为平均值+SEM;通过Wilcoxon匹配对检验来确定SLE患者(急性发作和NF/SNF)与HC之间的显著性。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p,0.0001
图4A至B。在具有即将发生的疾病急性发作的SLE患者中的正炎性介质和负调节介质Z-评分。确定(图4A)28名急性发作前SLE患者中的每一名相对于28名非急性发作SLE患者的组(NF),或者(图4B)非急性发作期期间的13名SLE患者中的每一名相对于非急性发作期期间相同的13名SLE患者的组(SNF)的每种介质的Z评分。测定Th1-(黑色条)、Th2-(深灰色条)和Th17-(带条纹的条)型细胞因子,以及趋化因子(浅灰色条),TNF受体超家族成员(有方格的条)和调节细胞因子(白色条(负评分)和用交叉平行线表现阴影的条(正评分))的Z评分。对每种细胞因子具有正或负(括号内)z-评分的具有即将发生的疾病急性发作的SLE患者的百分比以数字表示。
图5。疾病急性发作前SLE患者中可溶性介质改变的总结。将在具有即将发生的疾病急性发作的SLE患者中显著较高(与NF/SNF和HC相比)的炎性介质以红色列出,而将在NF/SNF组中显著较高(与急性发作前和HC相比)的那些以蓝色列出。将与HC相比发现在SLE患者中更高,但在SLE患者的组之间没有差异的那些介质加下划线。具有即将发生的疾病急性发作的SLE患者具有提高的固有和适应性炎性介质,包括来自Th1、Th2和Th17途径的那些。另外,炎性趋化因子和可溶性TNFR超家族成员升高。处于非急性发作期的SLE患者(NF/SNF组)具有更高的调节介质,包括IL-10、TGF-β和IL-1RA。
图6A至H。在具有即将发生和同时发生的疾病急性发作的SLE患者中适应性免疫和可溶性TNF超家族成员的改变。根据制造商方案(Affymetrix,Santa Clara,CA),通过xMAP多重测定来测量(平均值+SEM)血浆Th1-(图6A,IL-12p70、IFN-γ和IL-2)、Th2-(图6B,IL-5、IL-13和IL-6)和Th17-(图6C,IL-23p19、IL-17A和IL-21)型细胞因子,以及趋化因子(图6D,IP-10、MCP-1和MCP-3),可溶性TNF超家族成员(图6E,TNF-α、TNFRI、TNFRII、Fas、FasL和CD40L),调节介质(图6F,IL-10、TGF-β、SDF-1),IL-RA/IL-1β平衡(图6G,IL-1β、IL-1RA以及IL-1RA:IL-1β的比值)和其他炎性介质(图6H,IL-1α、IL-8、ICAM-1、SCF、RANTES和抵抗素)(平均值+SEM),并在Bio-plex 200读数器(Bio-Rad,Hercules,CA)上进行读数。在基线(BL)状态/疫苗接种之前(圆圈)从以下获得样品:在6周至12周之后表现出疾病急性发作的28名EA SLE患者(随访[FU],正方形)(黑色符号),相对于年龄(+5岁)/种族/性别/样品获得时间匹配的非急性发作的SLE患者(NF,蓝色符号),相对于年龄(+5岁)/种族/性别/样品获得时间匹配的无关/未受影响的健康对照(HC,空心符号)。由Friedman检验与Dunn多重比较确定的显著性(Friedman检验显著性在每个标题下列出)。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p,0.0001。
图7A至H。与相应的非急性发作期相比,具有即将发生和同时发生的疾病急性发作的SLE患者具有改变的适应性免疫和可溶性TNF超家族成员。根据制造商方案(Affymetrix,Santa Clara,CA)通过xMAP多重测定来测量(平均值+SEM)血浆Th1-(图7A,IL-12p70、IFNγ和IL-2)、Th2-(图7B,IL-5、IL-13和IL-6)和Th17-(图7C,IL-23p19、IL-17A和IL-21)型细胞因子,以及趋化因子(图7D,IP-10、MCP-1和MCP-3),可溶性TNF超家族成员(图7E,TNF-α、TNFRI、TNFRII、Fas、FasL和CD40L),调节介质(图7F,IL-10、TGF-β、SDF-1),IL-RA/IL-1β平衡(图7G,IL-1β、IL-1RA以及IL-1RA:IL-1β的比值)和其他炎性介质(图7H,IL-1a、IL-8、ICAM-1、SCF、RANTES和抵抗素)(平均值+SEM),并在Bio-plex 200Luminex型读数器(Bio-Rad,Hercules,CA)上进行读数。在基线(BL)状态/疫苗接种之前(圆圈)从以下获得样品:在6周至12周之后表现出疾病急性发作的13名EA SLE患者(随访[FU],正方形)(黑色符号),相对于在分开的流感季节中其未表现出疫苗接种之后的疾病急性发作时的相同患者(SNF,红色符号),相对于年龄(+5岁)/种族/性别/样品获得时间匹配的无关/未受影响的健康对照(HC,空心符号)。由Friedman检验与Dunn多重比较确定的显著性(Friedman检验显著性在每个标题下列出)。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p,0.0001
图8A至C。具有即将发生的急性发作的SLE患者中的较高可溶性介质评分。确定了在接下来的12周内表现出疾病急性发作的每个SLE患者相对于(图8A)未表现出疾病急性发作的人口统计学匹配的SLE患者(NF,通过Wilcoxon匹配对检验p<0.0001),或(图8B)在研究的单独年份中未观察到疾病急性发作的相同SLE患者(SNF,通过Wilcoxon匹配对检验p=0.002)的基线(疫苗接种之前)血浆水平的可溶性介质评分。数据表示为柱形图(平均值+SD)以及盒须图(中值+最大值和最小值)。(图8C)在图8B中的即将发生的疾病急性发作(急性发作)年和非急性发作年(SNF)之间比较每个SLE患者的可溶性介质评分。
图9A至G。在具有即将发生的急性发作的SLE患者的确认组中,适应性免疫途径和可溶性TNF超家族成员提高,并且调节介质的水平降低。在基线状态从6至12周之后表现出疾病急性发作的13名SLE患者(黑色条)和13名没有表现出急性发作的人口统计学匹配的SLE患者(NF,剥离条)获得血浆。测量了56名EA SLE患者中的Th1(图9A)、Th2(图9B)和Th17(图9C)型细胞因子,以及趋化因子(图9D),可溶性TNF超家族成员(图9E),调节介质(图9F)和IL-1RA:IL-1β比值(图9G)水平(平均值+SEM)。显著性由Wilcoxon匹配对检验确定。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p,0.0001
图10A至G。与在非急性发作期期间的相同患者相比,在急性发作前期期间SLE患者的确认组具有改变的适应性免疫途径的基线介质和可溶性TNF超家族成员。在基线状态从在6至12周之后表现出疾病急性发作的18名SLE患者(黑色条),和从在研究的单独年份中当其未表现出疾病急性发作时的相同患者(SNF,灰色条)获得血浆。测量了血浆Th1(图10A)、Th2(图10B)和Th17(图10C)型细胞因子,以及趋化因子(图10D),可溶性TNF超家族成员(图10E),调节介质(图10F)和IL-1RA:IL-1β比值(图10图10G)(平均值+SEM)。显著性由Wilcoxon匹配对检验确定。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p,0.0001
图11A至B。SLE患者的确认组中的可溶性炎性介质,其与健康对照相比升高,其可或不可在即将发生的疾病急性发作和非急性发作之间进行辨别。测量了BLyS、APRIL、IL-15、IL-2Rα、MIG、MIP-1α和MIP-1β的血浆水平,并将其在(图11A)13名急性发作前SLE患者(黑色条)、13名匹配的非急性发作SLE患者(NF,带条纹的条)与13名匹配的健康对照(HC,白色条之间,)或者将其在(图11B)急性发作前期期间的18名SLE患者(黑色条)、非急性发作期期间的相同SLE患者(SNF,灰色条)与18名匹配的健康对照(HC,白色条)之间进行比较。数据显示为平均值+SEM;通过Wilcoxon匹配对检验来确定SLE患者(急性发作和NF/SNF)与HC之间的显著性。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p,0.0001
图12A至C。具有即将发生的急性发作的SLE患者的确认组中的较高可溶性介质评分。确定了在接下来的12周内表现出疾病急性发作的每个SLE患者相对于(图12A)未表现出疾病急性发作的人口统计学匹配的SLE患者(NF,通过Wilcoxon匹配对检验p<0.0001;13名急性发作前SLE患者相对于13名匹配的非急性发作SLE患者),或(图12B)在研究的单独年份中未观察到疾病急性发作的相同SLE患者(SNF,通过Wilcoxon匹配对检验p=0.002,n=18)的基线(疫苗接种之前)血浆水平的可溶性介质评分。数据表示为盒须图(中值+最大值和最小值)。(图12C)在图12B中的即将发生的疾病急性发作(急性发作)年和非急性发作年(SNF)之间比较每个SLE患者的可溶性介质评分。
图13A至H。在具有即将发生和同时发生的疾病急性发作的SLE患者的确认组中适应性免疫和可溶性TNF超家族成员的改变。根据制造商方案(eBioscience/Affymetrix,Santa Clara,CA),通过xMAP多重测定来测量(平均值+SEM)血浆Th1(图13A,IL-12p70、IFN-γ和IL-2)、Th2(图13B,IL-5、IL-13和IL-6)和Th17(图13C,IL-23p19、IL-17A和IL-21)型细胞因子,以及趋化因子(图13D,IP-10、MCP-1和MCP-3),可溶性TNF超家族成员(图13E,TNF-α、TNFRI、TNFRII、Fas、FasL和CD40L),调节介质(图13F,IL-10、TGF-β、SDF-1),IL-RA/IL-1β平衡(图13G,IL-1b、IL-1RA以及IL-1RA:IL-1β的比值)和其他炎性介质(图13H,IFN-α、IFN-β、IL-1α、ICAM-1、SCF和E选择素)(平均值+SEM),并在Bio-plex 200读数器(Bio-Rad,Hercules,CA)上进行读数。在基线(BL)状态/疫苗接种之前(圆圈)从以下获得样品:在6周至12周之后表现出疾病急性发作的13名SLE患者(随访[FU],正方形)(黑色符号),相对于13名年龄(+5年)/种族/性别/样品获得时间匹配的非急性发作的SLE患者(NF,蓝色符号),相对于13名年龄(+5岁)/种族/性别/样品获得时间匹配的无关/未受影响的健康对照(HC,空心符号)。由Friedman检验与Dunn多重比较确定的显著性(Friedman检验显著性在每个标题下列出)。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p,0.0001。
图14A至H。与相应的非急性发作期相比,具有即将发生和同时发生的疾病急性发作的SLE患者的确认组具有改变的适应性免疫和可溶性TNF超家族成员。根据制造商方案(eBioscience/Affymetrix,Santa Clara,CA)通过xMAP多重测定来测量(平均值+SEM)血浆Th1(图14A,IL-12p70、IFNγ和IL-2)、Th2(图14B,IL-5、IL-13和IL-6)和Th17(图14C,IL-23p19、IL-17A和IL-21)型细胞因子,以及趋化因子(D,IP-10、MCP-1和MCP-3),可溶性TNF超家族成员(图14E,TNF-α、TNFRI、TNFRII、Fas、FasL和CD40L),调节介质(图14F,IL-10、TGF-β、SDF-1),IL-RA/IL-1β平衡(图14G,IL-1b、IL-1RA以及IL-1RA:IL-1β的比值)和其他炎性介质(图14H,IFN-α、IFN-β、IL-1α、ICAM-1、SCF和E选择素)(平均值+SEM),并在Bio-plex200Luminex型读数器(Bio-Rad,Hercules,CA)上进行读数。在基线(BL)状态/疫苗接种之前(圆圈)从以下获得样品:在6至12周之后表现出疾病急性发作的18名EA SLE患者(随访[FU],正方形)(黑色符号),相对于在分开的流感季节中其未表现出疫苗接种之后的疾病急性发作时的相同患者(SNF,红色符号),相对于18名年龄(+5岁)/种族/性别/样品获得时间匹配的无关/未受影响的健康对照(HC,空心符号)。由Friedman检验与Dunn多重比较确定的显著性(Friedman检验显著性在每个标题下列出)。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p,0.0001
图15可溶性介质水平在具有即将发生的疾病急性发作的非洲裔美国人(African-American,AA)SLE患者相对于非急性发作AA SLE患者中发生改变。在基线评估之后6至12周经历疾病急性发作的13名AA SLE患者(急性发作)相对于未经历急性发作的13名人口统计学匹配的SLE患者(NF)中测定血浆可溶性介质的基线水平。检查的因子包括(A)固有介质、(B)Th1型介质、(C)Th1 7型介质、(D)调节介质、(E)IFN相关趋化因子、(F)TNF超家族和(G)SCF。水平表示为平均值±SEM。通过Wilcoxon的匹配对测试,*p<0.05,**p<0.01;***P<0.001;****p<0.0001。
图16可溶性介质水平在具有即将发生的疾病急性发作相对于可比较的非急性发作期的非洲裔美国人(AA)SLE患者中发生改变。在基线评估之后6至12周经历疾病急性发作的18名AA SLE患者(急性发作)相对于在相同SLE患者中可比较的非急性发作期(SNF)中测定血浆可溶性介质的基线水平。检查的因子包括(A)固有介质、(B)Th1型介质、(C)Th17型介质、(D)调节介质、(E)IFN相关趋化因子、(F)TNF超家族和(G)SCF。水平表示为平均值±SEM。通过Wilcoxon的匹配对测试,*p<0.05,**p<0.01;***P<0.001;****p<0.0001。
图17以基线可溶性介质评分,而非基线临床疾病活动性,对具有即将发生的疾病急性发作的非洲裔美国人(AA)SLE患者进行区分。确定了(A)在基线评估之后6至12周经历疾病急性发作的13名AA SLE患者(急性发作)与在6至12周随访期内未发生急性发作的13名种族、性别和年龄(±5岁)匹配的SLE患者(非急性发作;NF)的基线SELENA-SLEDAI评分,或者(B)来自在基线评估之后6至12周经历疾病急性发作的18名AA SLE患者(急性发作)与在无疾病急性发作年份的相同患者(自我非急性发作;SNF)的评分。还计算了(C)急性发作与NF患者或者(D)急性发作与SNF期的可溶性介质评分。通过Wilcoxon的匹配对测试,****p<0.0001。
图18A至G。具有即将发生和同时发生的疾病急性发作的AA SLE患者中的免疫系统失调。确定了在经历急性发作的13名AA SLE患者(急性发作),与未经历急性发作的种族、性别和年龄(±5岁)匹配的13名SLE患者(NF),以及13名匹配的健康对照(HC)中的血浆可溶性介质的基线(BL)和随访(FU)水平(平均值±SEM)。检查的因子包括(A)固有介质、(B)Th1型介质、(C)Th17型介质、(D)调节介质、(E)IFN相关趋化因子、(F)TNF超家族和(G)SCF。水平表示为平均值±SEM。通过Friedman检验与Dunn多重比较(Friedman检验显著性在每个标题下列出),*=p<0.05,**=p<0.01;***=p<0.001;****=p<0.0001。
图19A至G。与相应的非急性发作期相比,具有即将发生和同时发生的疾病急性发作的AA SLE患者发生持续的免疫失调。确定了在经历疾病急性发作的18名SLE患者(急性发作),与非急性发作年份的相同患者(SNF),或18名匹配的健康对照(HC)中的血浆可溶性介质的基线(BL)和随访(FU)水平(平均值±SEM)。检查的因子包括(A)固有介质、(B)Th1型介质、(C)Th17型介质、(D)调节介质、(E)IFN相关趋化因子、(F)TNF超家族和(G)SCF。水平表示为平均值±SEM。通过Friedman检验与Dunn多重比较(Friedman检验显著性在每个标题下列出),*=p<0.05,**=p<0.01;***=p<0.001;****=p<0.0001。
20A至D。可溶性介质评分准确地将急性发作前与非急性发作的非洲裔美国人(AA)SLE患者进行区分。用于计算在以下的SMS的算法:基线评估之后6或12周经历疾病急性发作的AA SLE患者(急性发作)与未经历疾病急性发作的人口统计学匹配的患者(非急性发作,NF,A),或者随后经历急性发作的AA SLE患者与在研究的非急性发作年份期间的相同SLE患者(自身非急性发作,SNF,B)。C至D。构建接受者操作特征(ROC)曲线,该曲线将在基线评估之后6或12周经历疾病急性发作的AA SLE患者(急性发作)与NF(C)和SNF(D)样品进行比较。示出了曲线下面积、标准误差、95%CI和显著性水平(P值)。
21A至D。可溶性介质评分(SMS)准确地将混合的急性发作前和非急性发作的SLE患者的群体进行区分。A.用于计算在混合的AA患者(当前研究[n=26])和EA患者[19](n=56)的群体中的SMS的算法。B.来自基线评估之后6至12周经历疾病急性发作的41名SLE患者(AA+EA)(急性发作),与在6至12周随访期内未发生急性发作的41名种族、性别和年龄(±5岁)匹配的SLE患者(非急性发作;NF)的基线SMS评分;示出了条形图和须图(最大,最小);通过Wilcoxon匹配对检验,****p<0.0001。C.构建接受者操作特征(ROC)曲线,该曲线将在基线评估之后6或12周经历疾病急性发作的AA/EA SLE患者(急性发作)与未经历疾病急性发作的人口统计学匹配的患者(非急性发作,NF)进行比较。示出了曲线下面积、标准误差、95%CI和显著性水平(P值)。D.SMS将混合的AA和EA急性发作与NF SLE患者的群体进行区分的能力。
22A至D。可溶性介质评分(SMS)准确地将急性发作前和非急性发作的AA SLE患者的群体进行区分。A.用于计算AA患者群体(n=56)中的SMS的算法。B.来自基线评估之后6至12周经历疾病急性发作的28名EA SLE患者(急性发作),与在6至12周随访期内未发生急性发作的28名种族、性别和年龄(±5岁)匹配的SLE患者(非急性发作;NF)的基线SMS评分;示出了条形图和须图(最大,最小);通过Wilcoxon匹配对检验,****p<0.0001。C.构建接受者操作特征(ROC)曲线,该曲线将在基线评估之后6或12周经历疾病急性发作的EA SLE患者(急性发作)与未经历疾病急性发作的人口统计学匹配患者(非急性发作,NF)进行比较。示出了曲线下面积、标准误差、95%CI和显著性水平(P值)。D.SMS将混合的EA急性发作与NFSLE患者的群体进行区分的能力。
23A至D。可溶性介质评分(SMS)准确地将AA SLE患者群体中的急性发作前和非急性发作期进行区分。A.用于计算AA患者群体(n=18)中的SMS的算法。B.来自基线评估之后6至12周经历疾病急性发作的18名AA SLE患者(急性发作),与相同SLE患者中可比较的非急性发作期(SNF)的基线SMS评分;示出了条形图和须图(最大,最小);通过Wilcoxon匹配对检验,****p<0.0001。C.构建接受者操作特征(ROC)曲线,该曲线将在基线评估之后6或12周经历疾病急性发作的AA SLE患者(急性发作)与相同SLE患者中可比较的非急性发作期(SNF)进行比较。示出了曲线下面积、标准误差、95%CI和显著性水平(P值)。D.SMS将AA SLE患者中的急性发作与SNF进行区分的能力。
24A至D。可溶性介质评分(SMS)准确地将急性发作前和非急性发作的EA SLE患者的群体进行区分。A.用于计算EA患者群体(n=56)中的SMS的算法。B.来自基线评估之后6至12周经历疾病急性发作的28名EA SLE患者(急性发作),与在6至12周随访期内未发生急性发作的28名种族、性别和年龄(±5岁)匹配的SLE患者(非急性发作;NF)的基线SMS评分;示出了条形图和须图(最大,最小);通过Wilcoxon匹配对检验,****p<0.0001。C.构建接受者操作特征(ROC)曲线,该曲线将在基线评估之后6或12周经历疾病急性发作的EA SLE患者(急性发作)与未经历疾病急性发作的人口统计学匹配患者(非急性发作,NF)进行比较。示出了曲线下面积、标准误差、95%CI和显著性水平(P值)。D.SMS将混合的EA急性发作与NFSLE患者的群体进行区分的能力。
25A至D。可溶性介质评分(SMS)准确地将EA SLE患者群体中的急性发作前和非急性发作期进行区分。A.用于计算EA患者群体(n=13)中的SMS的算法。B.来自基线评估之后6至12周经历疾病急性发作的13名EA SLE患者(急性发作),与相同SLE患者中可比较的非急性发作期(SNF)的基线SMS评分;示出了条形图和须图(最大,最小);通过Wilcoxon匹配对检验,****p<0.0001。C.构建接受者操作特征(ROC)曲线,该曲线将在基线评估之后6或12周经历疾病急性发作的EA SLE患者(急性发作)与相同SLE患者中可比较的非急性发作期(SNF)进行比较。示出了曲线下面积、标准误差、95%CI和显著性水平(P值)。D.SMS将EA SLE患者中的急性发作与SNF进行区分的能力。
图26A至D。可溶性介质评分(SMS)准确地将混合的急性发作前和非急性发作的SLE患者的群体进行区分。A.用于计算在混合的AA患者(n=26)和EA患者(n=56)的群体中的SMS的算法。B.来自基线评估之后6至12周经历疾病急性发作的41名SLE患者(AA+EA)(急性发作),与在6至12周随访期内未发生急性发作的41名种族、性别和年龄(±5岁)匹配的SLE患者(非急性发作;NF)的基线SMS评分;示出了条形图和须图(最大,最小);通过Wilcoxon匹配对检验,****p<0.0001。C.构建接受者操作特征(ROC)曲线,该曲线将在基线评估之后6或12周经历疾病急性发作的AA/EA SLE患者(急性发作)与未经历疾病急性发作的人口统计学匹配的患者(非急性发作,NF)进行比较。示出了曲线下面积、标准误差、95%CI和显著性水平(P值)。D.SMS将混合的AA和EA急性发作与NF SLE患者的群体进行区分的能力。
27A至D。可溶性介质评分(SMS)准确地将纵向追踪的混合的SLE患者群体中的急性发作前和非急性发作期进行区分。A.用于计算混合的AA患者(n=18)和EA患者(n=13)的群体中的SMS的算法。B.来自基线评估之后6至12周经历疾病急性发作的31名SLE患者(AA+EA)(急性发作),与相同SLE患者中可比较的非急性发作期(SNF)的基线SMS评分;示出了条形图和须图(最大,最小);通过Wilcoxon匹配对检验,****p<0.0001。C.构建接受者操作特征(ROC)曲线,该曲线将在基线评估之后6或12周经历疾病急性发作的AA/EA SLE患者(急性发作)与相同SLE患者中可比较的非急性发作期(SNF)进行比较。示出了曲线下面积、标准误差、95%CI和显著性水平(P值)。D.SMS将混合的AA和EA SLE患者的群体中的急性发作与SNF进行区分的能力。
说明性实施方案的描述
在此,本发明人报道了对狼疮急性发作早期(甚至在报告临床症状之前)可能失调的炎症和调节途径的研究。从SLE患者和参与SLE流感疫苗接种人群的匹配的健康对照来评价血浆和临床数据(Crowe等,2011)。使用xMAP多重和ELISA方法,发现,与患有稳定疾病的匹配患者相比,疫苗接种之后6或12周具有即将发生的疾病急性发作的欧洲裔美国人(European-American,EA)SLE患者具有提高的急性发作前炎症适应性细胞因子、趋化因子和脱落(shed)TNFR超家族成员,以及降低的调节的炎性介质。这些结果使得能够开发组合的可溶性介质评分,该评分反映出继续进行急性发作的SLE患者中的急性发作前免疫状态。以下更详细地描述本公开内容的这些和另一些方面。
I.系统性红斑狼疮
A.疾病表现
系统性红斑狼疮(SLE)是可以影响身体任何部位的全身性自身免疫病(或自身免疫性结缔组织病)。该疾病在女性中的发生率比男性多9倍,尤其是在15至35岁的育龄妇女中,并且在非欧洲裔的那些中也更常见。
如在其他自身免疫病中发生的那样,免疫系统攻击身体的细胞和组织,导致炎症和组织损伤。SLE可诱导适应性和固有免疫系统的异常,以及发起III型超敏反应,其中抗体-免疫复合物沉淀并引起进一步的免疫应答。SLE最常损伤关节、皮肤、肺、心脏、血液组分、血管、肾脏、肝脏和神经系统。疾病的过程是不可预测的,通常伴随疾病活动性提高的时期(称为“急性发作”),其与疾病活动性抑制或降低交替出现。已将急性发作定义为涉及新的或更差的临床体征和症状和/或实验室测量的一种或更多种器官系统中疾病活动性的可测量的提高。评估者必须将其视为具有临床意义,并且通常至少会考虑治疗的变化或提高(Ruperto等,2010)。
SLE无法治愈,并且导致许多患者的发病率和早期死亡率提高。狼疮患者死亡的最常见原因包括加速的心血管疾病(可能与炎症提高有关,并且也可能通过选择的狼疮治疗另外提高)、来自肾损害和感染的并发症。在欧洲裔的患者中,美国、加拿大和欧洲中患有SLE的人的存活率上升至五年约95%,10年约90%,20年约78%;然而,非高加索人患者死亡率的类似改善并不明显。儿童期系统性红斑狼疮一般出现在3至15岁之间,女孩相比男孩超过4∶1,并且典型的皮肤表现是面部上的蝴蝶疹(butterfly eruption)和光敏感性。
SLE是被称为“伟大的模仿者(the great imitator)”的数种疾病中的一种,因为它经常类似或被误认为是其他疾病。SLE是鉴别诊断中的经典项目,因为SLE症状差异很大,并且不可预见地出现和消失。因此,诊断可能是难以清楚完成的,有些人多年来一直遭受未经治疗的SLE的无法解释的症状。常见的初始和慢性疾病包括发烧、不适、关节痛、肌痛、疲劳和暂时丧失认知能力。由于它们经常与其他疾病一起出现,因此这些体征和症状不是美国风湿病学会(American College of Rheumatology)SLE分类标准的一部分。然而,当与另一些体征和症状(见下文)结合发生时,它们是暗示性的。
引起患者医疗关注的最常见临床症状是关节痛,手和手腕的小关节通常受到影响,尽管几乎所有关节都处于危险之中。80%至90%的受影响者在其疾病过程期间的某个时间会经历关节和/或肌肉痛。与类风湿性关节炎不同,许多狼疮关节炎患者会出现关节肿胀和疼痛,但没有X射线变化和最小功能损失。少于10%的患有狼疮关节炎的人会出现手和脚的畸形。SLE患者处于发生关节结核(articular tuberculosis)的特定风险之中。已发现骨质疏松症与SLE之间的关联,并且SLE可能与相对年轻女性的骨折风险提高相关。
超过一半(65%)的SLE患者在其疾病的某个点具有一些皮肤病学表现,约30%至50%患有与该疾病名称相关的典型面颊疹(malar rash)(或蝴蝶疹(butterfly rash))。有些人可能会在皮肤上出现慢性厚的、一年一次的鳞状斑(scaly patch)(称为盘状狼疮)。皮肤上的脱发、口腔溃疡、鼻溃疡和光敏性损伤也是可能的表现。多至50%的狼疮病例可发生贫血。低血小板和白细胞计数可能应归于该疾病,或者作为药物治疗的副作用。患有SLE的人可能与抗磷脂抗体综合征(血栓性疾病)有关,其中磷脂的自身抗体存在于其血清中。与抗磷脂抗体综合征相关的异常包括反常延长的部分凝血活酶时间(其通常发生在出血性病症中)和抗磷脂抗体的阳性测试;这些发现的组合赢得了术语“狼疮抗凝剂阳性”。具有抗磷脂自身抗体的SLE患者具有更多的ACR疾病分类标准,并且可能患有更严重的狼疮表型。
患有SLE的人可能患有心脏的多个部位的炎症,例如心包炎、心肌炎和心内膜炎。SLE的心内膜炎是特征性非感染性的(利布曼-萨克斯心内膜炎(Libman-Sacksendocarditis)),并且涉及二尖瓣或三尖瓣。与一般群体相比,动脉粥样硬化还倾向于更经常地发生并且更快地进展。肺和胸膜炎症可引起胸膜炎、胸腔积液、狼疮肺炎、慢性弥漫性间质性肺病(chronic diffuse interstitial lung disease)、肺动脉高压、肺栓塞、肺出血和肺皱缩综合征(shrinking lung syndrome)。
无痛性血尿或蛋白尿通常可能是唯一呈现的肾脏症状。急性或慢性肾损害可发展为狼疮肾炎,导致急性或终末期肾衰竭。由于早期识别和SLE的管理,少于5%的病例发生终末期肾衰竭。SLE的组织学标志是膜性肾小球肾炎伴“线环(wire loop)”异常。该发现归因于沿着肾小球基底膜的免疫复合物沉积,导致免疫荧光测试中的典型颗粒外观。
当SLE影响中枢或周围神经系统时可导致神经精神病学综合征。美国风湿病学会定义了19种系统性红斑狼疮中的神经精神病学综合症。与SLE并发的神经精神病学综合症的诊断是医学中最困难的挑战之一,因为它可能涉及如此多不同的症状模式,其中一些可能被误认为是感染性疾病或中风的迹象。患有SLE的人最常见的神经精神病学疾病是头痛,尽管SLE病例中存在特异性狼疮头痛以及头痛的最佳方法仍存在争议。SLE的其他常见神经精神病学表现包括认知功能障碍、心境障碍(包括抑郁)、脑血管疾病、惊厥、多神经病、焦虑性障碍、脑炎和精神病。CNS狼疮很少伴有颅内高压综合征,其特征是颅内压升高,视神经乳头水肿和头痛,偶有外展神经轻瘫,没有占位性病变或心室扩大,以及正常的脑脊液化学和血液学成分。更罕见的表现是急性混乱状态、格林-巴利综合征(Guillain-Barresyndrome)、无菌性脑膜炎、自主神经紊乱、脱髓鞘综合征、单神经病(其可能表现为多发性单神经炎)、运动障碍(更特别地,舞蹈病)、重症肌无力、脊髓病、颅神经病和神经丛病(plexopathy)。神经症状在患有狼疮的患者的发病率和死亡率中占显著百分比。因此,正在研究狼疮的神经方面,希望降低发病率和死亡率。狼疮的神经表现被称为神经精神系统性红斑狼疮(neuropsychiatric systemic lupus erythematosus,NPSLE)。该疾病的一个方面是对血脑屏障的上皮细胞的严重损害。
SLE导致子宫内胎儿死亡率提高和自然流产(流产)。SLE患者的总体活出生率估计为72%。在怀孕期间疾病急性发作的SLE患者的妊娠结局显示出更坏。新生儿狼疮是由患有SLE的母亲所生的婴儿出现SLE症状,最常见的是类似盘状红斑狼疮的皮疹,并且有时伴有全身异常,例如心传导阻滞或肝脾大。新生儿狼疮通常是良性和自限性的。
SLE的疲劳可能是多因素的,并且不仅与疾病活动性或并发症(例如贫血或甲状腺功能减退)有关,而且与疼痛、抑郁、睡眠质量差、身体素质差和缺乏社会支持有关。
已使用不同的临床测量来确定SLE患者是否患有临床急性发作。最常见的测量之一是系统性红斑狼疮疾病活动性指数SELENA改进(万维网在rheumatology.org/Practice/Clinical/Indexes/Systemic_Lupus_Erythematosus_Disease_Activity_Index_SELENA_Modification/)。该量表使用点制来计算多种指标中近期变化的累积显著性何时转化为温和/中度(SELENA-SLEDA指数3至11个点变化)或严重(12个以上点变化)的急性发作。尽管有助于在治疗和观察性SLE临床试验中定义临床急性发作,但该信息仅定义了急性发作状态,并且无助于预测或识别可能会具有即将发生的急性发作的患者(重要的临床问题)。另外,没有一致的、客观的分子测试或测试是一致地单独与疾病活动性提高或与即将来临的SLE疾病急性发作相关。进行这样的分子测试对SLE临床护理非常有益,以帮助指导治疗、防止损害并使治疗毒性最小化。
B.诊断
抗核抗体(ANA)测试、抗dsDNA和抗可提取的核抗原(抗ENA)响应形成SLE血清学测试的支柱。数种技术用于检测ANA(Lu等,2012;Bruner等,2012)。临床上最广泛使用的方法是间接免疫荧光。荧光图表明患者的血清中存在的抗体类型。直接免疫荧光可以检测患者的皮肤中免疫球蛋白和补体蛋白的沉积。当测试未暴露于阳光的皮肤时,阳性的直接IF(所谓的狼疮带测试)是系统性红斑狼疮的证据。
ANA筛选在许多结缔组织病症和另一些自身免疫病中产生阳性结果,并且可以在健康个体中发生。抗核抗体的亚型包括抗Smith和抗双链DNA(dsDNA)抗体(其与SLE有关)以及抗组蛋白抗体(其与药物诱导的狼疮有关)。抗dsDNA抗体对SLE具有相对特异性;根据种族划分,其在多至50%的病例中存在,而其在没有SLE的人中以少于2%出现。抗dsDNA抗体滴度也倾向于反映疾病活动性,尽管并非在所有病例中都如此。可能在SLE患者中出现的其他ANA是抗U1 RNP(其也出现在系统性硬化中)、抗Ro(或抗SSA)和抗La(或抗SSB;这两种在Sjogren综合征中更常见))。当存在于母体循环中时,抗Ro和抗-La会使得提高新生儿狼疮的心脏传导阻滞的风险。在疑似SLE中常规进行的其他测试是补体系统水平(低水平表明免疫系统的消耗)、电解质和肾功能(如果涉及肾脏则受到干扰)、肝酶、尿检验(蛋白尿、血尿、脓尿和管型),以及全血细胞计数。
II.SLE急性发作的生物标志物
A.急性发作生物标志物
固有细胞因子。固有细胞因子是响应于免疫系统危险信号而分泌的介质,例如Toll样受体(TLR)。激活多种免疫细胞类型并由其分泌的固有细胞因子包括I型干扰素(INF-α和IFN-β)、TNF-α和IL-1家族成员(IL-1α和IL-1β)。由抗原呈递细胞(antigenpresenting cell,APC)分泌的其他固有细胞因子,包括树突细胞、巨噬细胞和B细胞,当它们加工蛋白质片段(抗原,来自感染因子或驱动自身免疫病的自身蛋白)并将其呈递给CD4T-辅助(Th)细胞时,在适应性应答期间驱动抗原特异性炎症途径的发展,如下所述。
Th1型细胞因子。Th1型细胞因子驱动促炎反应,负责杀死细胞内寄生物并使自身免疫应答永久化。过度的促炎反应可导致不受控制的组织损伤,特别是在系统性红斑狼疮(SLE)中。
CD4 Th细胞在接合APC、共刺激分子和APC分泌的细胞因子之后分化成Th-1型细胞,其标志是IL-12。IL-12由四个α螺旋的束组成。它是由两个分开的基因IL-12A(p35)和IL-12B(p40)编码的异二聚体细胞因子。在蛋白质合成后形成活性异二聚体和p40的同型二聚体。IL-12与由IL-12R-β1和IL-12R-β2形成的异二聚体受体结合。IL-12R-β2被认为在IL-12功能中发挥关键作用,因为它在活化的T细胞上被发现并且被促进Th1细胞发育的细胞因子刺激并被促进Th2细胞发育的细胞因子抑制。结合后,IL-12R-β2变为酪氨酸磷酸化的并为激酶、Tyk2和Jak2提供结合位点。这些在激活与T细胞和NK细胞中的IL-12信号传导有关联的关键转录因子蛋白(例如STAT4)中是重要的。IL-12介导的信号传导导致从T和自然杀伤(NK)细胞产生干扰素-γ(IFN-γ)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α),并降低IL-4介导的IFN-γ抑制。
IFNγ或II型干扰素由六个α-螺旋的核心和C-末端区域中的延伸的未折叠序列组成。IFNγ对于针对病毒(CD8应答)和细胞内细菌(CD4 Th1应答)感染的固有(NK细胞)和适应性(T细胞)免疫以及对于肿瘤控制是至关重要的。在免疫应答的效应期期间,IFNγ激活巨噬细胞。异常的IFNγ表达与许多自身炎性疾病和自身免疫病有关,包括SLE中疾病活动性提高。
虽然IFNγ被认为是特征性Th1细胞因子,但在人中,白介素-2(IL-2)已经显示出影响Th1分化,以及其作为由初始Th细胞在初次应答期间分泌的主要细胞因子的作用。IL-2是T细胞的生长、增殖和分化以成为“效应”T细胞是所必需的。IL-2通常在免疫应答期间由T细胞产生。与T细胞受体(TCR)结合的抗原刺激IL-2的分泌以及IL-2受体IL-2R的表达。然后,IL-2/IL-2R相互作用刺激抗原特异性CD4+ T细胞和CD8+ T细胞的生长、分化和存活。另外,IL-2是发展T细胞免疫记忆所必需的,这取决于抗原选择的T细胞克隆数量和功能的扩增。IL-2与IL-7和IL-15(常见细胞因子受体γ链家族的所有成员)一起维持淋巴稳态,以确保在细胞周转期间淋巴细胞的数量一致。
Th2型细胞因子。Th2型细胞因子包括IL-4、IL-5、IL-13以及IL-6(在人中),并且与促进B淋巴细胞活化、抗体产生和同种型转换为IgE以及特应性中的嗜酸性应答有关。此外,Th2应答抵消了Th1介导的杀微生物作用。Th2型细胞因子也可有助于SLE发病机制和疾病活动性提高。
IL-4是15-kD多肽,对许多细胞类型有多种作用。其受体是由具有IL-4结合亲和力的亚基和常见的γ亚基组成的异二聚体,所述γ亚基也是另一些细胞因子受体的一部分。在T细胞中,IL-4与其受体的结合诱导增殖并分化成Th2细胞。IL-4还有助于Th2介导的B淋巴细胞活化、抗体产生,以及与IL-5和IL-13一起,从Th1型同种型(包括IgG1和IgG2)向Th2型同种型(包括IgG4和有助于特应性的IgE)的同种型转换。除其对Th2生物学的贡献之外,IL-4在免疫细胞造血中发挥重要作用,对造血祖细胞有多重作用,包括定型造血祖细胞和原始造血祖细胞的增殖和分化。它与粒细胞集落刺激因子(granulocyte-colonystimulating factor,G-CSF)协同作用以支持中性粒细胞集落形成,并与IL-1和IL-6一起诱导人骨髓B谱系细胞的集落形成。
IL-5是由多种细胞类型(包括Th2细胞、肥大细胞和嗜酸性粒细胞)产生的白介素。IL-5表达受数种转录因子(包括GAT A3)调节。IL-5是115-氨基酸(在人中;在小鼠中为133)长的TH2细胞因子,其是造血家族的一部分。与该细胞因子家族的其他成员(即IL-3和GM-CSF)不同,活性形式的这种糖蛋白是同型二聚体。通过与IL-5受体结合,IL-5刺激B细胞生长并提高免疫球蛋白分泌。长期以来,IL-5与数种变应性疾病(包括变应性鼻炎和哮喘)的病因相关,其中肥大细胞起重要作用,并且已经观察到循环、气道组织和诱导的痰嗜酸性粒细胞的数量的大幅提高。
鉴于嗜酸性粒细胞以及特别是变应性哮喘病理状况的高度一致性,已广泛推测嗜酸性粒细胞在该疾病的病理学中具有重要作用。IL-13由许多细胞类型(但特别是Th2细胞)分泌作为变应性炎症和自身免疫病(包括1型糖尿病、类风湿性关节炎(RA)和SLE)的介质。IL-13通过多亚基受体诱导其作用,所述多亚基受体包括IL-4受体的α链(IL-4Rα)和两种已知的IL-13特异性结合链中的至少一种。IL-13的大部分生物学作用,同IL-4的那些一样,与单转录因子、信号传导子和转录激活子6(STAT6)有关。
与IL-4一样,已知IL-13诱导造血细胞的变化,但程度较小。IL-13可诱导活化的人B细胞分泌免疫球蛋白E(IgE)。IL-13诱导变应性肺病的许多特征,包括气道高反应性、杯状细胞化生和黏液分泌过多,这些都会导致气道阻塞。IL-4有助于这些生理变化,但比IL-13程度更小。IL-13还诱导趋化因子的分泌,所述趋化因子是将变应性效应细胞募集至肺部所需的。
IL-13可拮抗解决细胞内感染所需的Th1应答,并诱导驱逐令人不快的生物或其产物所需的寄生器官的生理变化。例如,将多种小鼠蠕虫从肠道排出需要由Th2细胞分泌的IL-13。IL-13诱导肠道中的数种变化,其产生对寄生物不利的环境,包括增强的收缩和来自肠上皮细胞的糖蛋白分泌过多,其最终导致生物体从肠壁分离及其移除。
白介素6(IL-6)由多种细胞类型分泌,并参与多种固有和适应性免疫应答途径。IL-6通过IL-6受体(IL-6R)的信号传导组分gp130介导其生物学功能,导致酪氨酸激酶磷酸化和下游信号传导事件,包括STAT1/3和SHP2/ERK级联。IL-6是发热的关键介质,并刺激感染期间和创伤后的急性期应答。它能够跨越血脑屏障并在下丘脑中启动PGE2的合成,从而改变身体的温度设定点。在肌肉和脂肪组织中,IL-6刺激能量调动,导致体温升高。
IL-6可以由多种免疫细胞响应于特定的微生物分子而分泌,称为病原相关分子模式(pathogen associated molecular pattern,PAMP)。这些PAMP与固有免疫系统中非常重要的检测分子组(称为模式识别受体(PRR),包括Toll样受体(TLR))结合。它们存在于细胞表面和细胞内区室上,并诱导产生由炎性细胞因子产生的细胞内信号级联。作为人中的Th2型细胞因子,IL-6与IL-4、IL-5和IL-13一起可以影响哮喘中的IgE产生和嗜酸性粒细胞气道浸润。IL-6还有助于针对寄生物感染的Th2型适应性免疫,这在与寄生物驱逐同时发生的肥大细胞活化中特别重要。
IL-6还是Th17型细胞因子,通过T淋巴细胞与TGF-β结合驱动IL-17的产生。IL-6使Th17细胞对IL-23(由APC产生)和IL-21(由T-淋巴细胞产生)敏感以使Th17应答持续存在。以下描述Th17型应答。
Th17型细胞因子。Th17细胞是T辅助细胞的亚群,被认为在发育上不同于Th1和Th2细胞,并且认为过量的细胞在自身免疫病中起关键作用,所述自身免疫病例如多发性硬化(其之前被认为仅由Th1细胞引起)、银屑病、自身免疫性葡萄膜炎、克罗恩病(Crohn′sdisease)、2型糖尿病、类风湿性关节炎和SLE。Th17被认为在这些病症中的炎症和组织损伤中发挥作用。除自身免疫发病机制外,Th17细胞在上皮/黏膜屏障的抗微生物免疫中发挥重要作用。它们产生细胞因子(例如IL-21和IL-22),其刺激上皮细胞以产生用于清除微生物(例如念珠菌属(Candida)和葡萄球菌属(Staphylococcus)物种)的抗微生物蛋白。缺乏Th17细胞可能使宿主易受机会性感染。除其在自身免疫病和感染中的作用之外,Th17途径还涉及哮喘,包括将嗜中性粒细胞募集至气道炎症部位。
白介素17A(IL-17A)是称为IL-17家族的细胞因子组群的创始成员。在啮齿动物中称为CTLA8,IL-17显示出与由T嗜淋巴细胞松鼠猴疱疹病毒(T-lymphotropicrhadinovirus Herpesvirus saimiri)的开放阅读框编码的病毒IL-17的高同源性。IL-17A是155-氨基酸蛋白质,其是二硫键连接的同型二聚体分泌型糖蛋白,分子量为35kDa。同型二聚体的每个亚基为约15至20kDa。IL-17A的结构由23个氨基酸的信号肽随后是IL-17家族特征的123-残基链区组成。蛋白质纯化后首先鉴定蛋白质上的N-连接糖基化位点,显示两条带,一条在15Kda处并且另一条在20Kda处。IL-17家族的不同成员的比较揭示了形成两个二硫键的四个保守半胱氨酸。IL-17A的独特之处在于它与其他已知的白介素没有任何相似之处。此外,IL-17A与任何其他已知蛋白质或结构域没有相似之处。
与IL-17A具有50%同源性的IL-17F的晶体结构揭示,IL-17F在结构上类似于包含神经营养因子的半胱氨酸结蛋白家族。半胱氨酸结折叠的特征在于两成对的β-链组通过三个二硫键相互作用而稳定。然而,与其他半胱氨酸结蛋白相反,IL-17F缺乏第三个二硫键。相反,丝氨酸替换了该位置处的半胱氨酸。这一独特特征在其他IL-17家族成员中是保守的。IL-17F也以类似于神经生长因子(NGF)和其他神经营养因子的方式二聚化。
IL-17A通过提高多种组织中的趋化因子产生以将单核细胞和嗜中性粒细胞募集至炎症部位而在延迟型反应中充当有效的介质,类似于IFNγ。IL-17A由T辅助细胞产生,并且由APC产生IL-6(和TGF-β)和IL-23诱导,导致延迟型反应中的破坏性组织损伤。作为家族的IL-17起促炎细胞因子的作用,其响应于细胞外病原体对免疫系统的侵袭并诱导病原体的细胞基质的破坏。IL-17与TNF-α和IL-1协同作用。为了引发其功能,IL-17与称为IL-17R的I型细胞表面受体结合,IL-17R存在至少三种变体IL17RA、IL17RB和IL17RC。
IL-23由APC(包括树突细胞、巨噬细胞和B细胞)产生。IL-23A基因编码异二聚体细胞因子的p19亚基。IL-23由该蛋白质和IL-12的p40亚基构成。IL-23的受体由IL12的β1亚基(IL12RB1)和IL23特异性亚基IL23R形成。当IL-12通过STAT4刺激IFNγ产生时,IL-23主要通过STAT3结合IL-6和TGF-β来刺激IL-17的产生。
IL-21在活化的人CD4+ T细胞中表达,最值得注意的是Th17细胞和T滤泡辅助(Tfollicular helper,Tfh)细胞。IL-21也在NK T细胞中表达。IL-21对免疫系统的细胞具有有效的调节作用,所述细胞包括可破坏病毒感染或癌细胞的自然杀伤(NK)细胞和细胞毒性T细胞。该细胞因子在其靶细胞中诱导细胞分裂/增殖。
IL-21受体(IL-21R)在T、B和NK细胞的表面上表达。IL-21R属于常见的细胞因子受体γ链家族,需要与常见的γ链(γc)二聚化以结合IL-21。当与IL-21结合时,IL-21受体通过Jak/STAT途径发挥作用,利用Jak1和Jak3以及STAT3同型二聚体以激活其靶基因。
IL-21可以是控制持续性病毒感染的关键因子。与正常小鼠相比,感染了慢性LCMV(淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒)的IL-21(或IL-21R)敲除小鼠不能克服慢性感染。此外,这些具有IL-21信号传导受损的小鼠LCMV特异性CD8+ T细胞的耗尽更加剧烈,这表明CD4+ T细胞产生的IL-21是持续的CD8+ T细胞效应子活性并随后为了维持免疫力以解决持久性病毒感染所必需的。因此,IL-21可能有助于这样的机制,通过该机制,CD4+ T辅助细胞协调免疫系统对病毒感染的反应。
除促进导致自身免疫病中的慢性炎症和组织损伤的Th17应答之外,IL-21还在生发中心内诱导Tfh细胞形成并直接向生发中心B细胞发出信号以维持生发中心形成及其反应。IL-21还诱导人初始和记忆B细胞分化成抗体分泌细胞,被认为在SLE中的自身抗体产生中发挥作用。
趋化因子和黏附分子。趋化因子和黏附分子(在这种情况下,ICAM-1和E选择素)用于协调免疫应答内的细胞运输。趋化因子分为CXC(R)受体/CXC(L)配体和CCR/CCL亚组。
GROα,也称为趋化因子(C-X-C基序)配体1(CXCL1)属于CXC趋化因子家族,其先前称为GRO1癌基因,KC,中性粒细胞活化蛋白3(NAP-3)和黑素瘤生长刺激活性,α(MSGA-α)。在人中,该蛋白质由染色体4上的CXCL1基因编码。CXCL1由巨噬细胞、中性粒细胞和上皮细胞表达,并具有中性粒细胞化学引诱物活性。GROα参与血管生成、炎症、伤口愈合和肿瘤发生的过程。该趋化因子通过通过趋化因子受体CXCR2的信号传导而引发其作用。
白介素8(IL-8)/CXCL8是由巨噬细胞和其他细胞类型(例如上皮细胞、气道平滑肌细胞和内皮细胞)产生的趋化因子。在人中,白介素-8蛋白由IL8基因编码。IL-8是CXC趋化因子家族的成员。编码该蛋白质的基因和CXC趋化因子家族的其他十个成员在映射到染色体4q的区域中形成簇。
存在能够结合IL-8的表面膜的许多受体;最常研究的类型是由中性粒细胞和单核细胞表达的G蛋白偶联的蛇形受体(serpentine receptor)CXCR1和CXCR2。IL-8的表达和亲和力在两种受体中是不同的(CXCR1>CXCR2)。IL-8是分泌的,并且是响应TLR参与的固有免疫中免疫反应的重要介质。在适应性免疫应答期间,在Th1和Th17途径的效应期期间产生IL-8,导致中性粒细胞和巨噬细胞募集至炎症部位,包括感染期间的炎症和自身免疫病。虽然嗜中性粒细胞是IL-8的主要靶细胞,但是存在也响应于这种趋化因子的相对宽范围的细胞(内皮细胞、巨噬细胞、肥大细胞和角质形成细胞)。
由γ-干扰素诱导的单核因子(MIG)/CXCL9是由IFN-γ诱导的T细胞化学引诱物。其与基因位于人染色体4上的CXCL9基因附近的两种另外的CXC趋化因子IP-10/CXCL10和I-TAC/CXCL11密切相关。MIG、IP-10和I-TAC通过与趋化因子受体CXCR3相互作用引发它们的趋化功能。
干扰素γ诱导的蛋白质10(IP-10)(也称为CXCL10或小诱导型细胞因子B10)是由位于人4号染色体上的CXCL10基因编码的人中的8.7kDa蛋白质,其位于数种其他CXC趋化因子的簇中。IP-10由响应于IFN-γ的数种细胞类型分泌。这些细胞类型包括单核细胞、内皮细胞和成纤维细胞。IP-10已被归因于数种作用,例如单核细胞/巨噬细胞、T细胞、NK细胞和树突细胞的化学吸引,T细胞与内皮细胞的黏附的促进,抗肿瘤活性以及骨髓集落形成和血管生成的抑制。该趋化因子通过与细胞表面趋化因子受体CXCR3结合而引发其作用,CXCR3可在Th1和Th2细胞上发现。
单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)/CCL2将单核细胞、记忆T细胞和树突细胞募集至炎症部位。MCP-1是单体多肽,分子量为约13kDa,主要由单核细胞、巨噬细胞和树突细胞分泌。血小板源性生长因子是MCP-1基因的主要诱导物。MCP-1蛋白在金属蛋白酶MMP-12切割后被激活。CCR2和CCR4是结合MCP-1的两种细胞表面受体。在适应性免疫应答期间,CCR2在Th17和T调节细胞上被上调,而CCR4在Th2细胞上被上调。MCP-1涉及以单核细胞浸润为特征的数种疾病(例如银屑病、类风湿性关节炎和动脉粥样硬化)的发病机制。它还与SLE的发病机制有关,并且MCP-1的多态性与高加索人中的SLE有关。在肾小球肾炎模型中抗MCP-1抗体的施用降低巨噬细胞和T细胞的浸润,降低新月体形成,以及瘢痕化和肾损害。
单核细胞特异性趋化因子3(MCP-3)/CCL7)特异性地吸引单核细胞并调节巨噬细胞功能。它由多种细胞类型,包括单核细胞、巨噬细胞和树突细胞产生。CCL7基因位于人中的17号染色体上,位于包含其他CC趋化因子的大簇中。MCP-3与MCP-1最密切相关,MCP-1与CCR2结合。
巨噬细胞炎性蛋白-1α(MIP-1α)/CCL3由人中的CCL3基因编码。MIP-1α参与多形核白细胞募集和活化中的急性炎症状态(Wolpe等,1988)。MIP-1α与由CCL4基因编码的MIP-1β/CCL4相互作用,对CCR5受体具有特异性。它是天然杀伤细胞、单核细胞和多种其他免疫细胞的化学引诱物。
RANTES(Regulated on Activation.Normal T cell Expressed and Secreted,调节激活正常T细胞表达和分泌细胞因子)/CCL5由人中的17号染色体上的CCL5基因编码。RANTES是T细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的8kDa趋化蛋白,在将白细胞募集至炎症部位方面发挥着积极的作用。在由T细胞释放的特定细胞因子(例如,IL-2和IFN-γ)的帮助下,RANTES诱导天然杀伤(NK)细胞的增殖和活化。RANTES最初是在寻找T细胞活化之后“晚期”(3至5天)表达的基因中被鉴定,并且已显示与CCR3、CCR5和CCR1相互作用。RANTES还激活G蛋白偶联受体GPR75。
嗜酸性粒细胞趋化因子-1/CCL11是单核细胞趋化蛋白的CC趋化因子亚家族的成员。在人中存在三个家族成员,CCL11(嗜酸性粒细胞趋化因子-1)、CCL24(嗜酸性粒细胞趋化因子-2)和CCL26(嗜酸性粒细胞趋化因子-3)。嗜酸性粒细胞趋化因子-1,也称为嗜酸性粒细胞趋化蛋白,由位于17号染色体上的CCL11基因编码。嗜酸性粒细胞趋化因子-1选择性地募集嗜酸性粒细胞并参与变应性应答。嗜酸性粒细胞趋化因子-1的作用通过其与G蛋白连接的受体CCR2、CCR3和CCR5的结合来介导。
可溶性细胞黏附分子(sCAM)是一类细胞表面结合蛋白,其可以代表涉及激活或损伤细胞(例如血小板和内皮)的炎性过程的重要生物标志物。它们包括可溶形式的细胞黏附分子ICAM-1、VCAM-1、E选择素、L选择素和P选择素(区分为sICAM-1、sVCAM-1、sE选择素、sL选择素和sP选择素)。CAM的细胞表达难以在临床上评估,但是这些可溶形式存在于循环中并且可以用作CAM的标志物。
ICAM-1(细胞间黏附分子1)也称为CD54,由人中的ICAM1基因编码。该基因编码细胞表面糖蛋白,其通常在内皮细胞和免疫系统的细胞上表达。由该基因编码的蛋白质是在白细胞和内皮细胞的膜中以低浓度连续存在的一种类型的细胞间黏附分子。ICAM-1可由IL-1和TNF-α诱导,并由血管内皮、巨噬细胞和淋巴细胞表达。
ICAM-1的重糖基化和其他结构特征的存在为许多配体提供了蛋白质结合位点。ICAM-1具有许多免疫相关配体的结合位点。值得注意的是,ICAM-1与巨噬细胞黏附配体-1(Mac-1;ITGB2/ITGAM)、白细胞功能相关抗原-1(LFA-1)和纤维蛋白原结合。这三种蛋白质通常在内皮细胞和白细胞上表达,并且它们与ICAM-1结合以促进白细胞在例如外渗和炎症反应等过程中在血管内皮细胞间的渗出(transmigration)。由于这些结合特征,ICAM-1通常被赋予细胞间黏附的功能。
ICAM-1是免疫球蛋白超家族(蛋白质超家族,包括B细胞受体(膜结合抗体)和T细胞受体)的成员。除其作为黏附分子的作用外,ICAM-1已被证明是T淋巴细胞上TCR的共刺激分子。ICAM-1的信号传导功能主要与促炎途径相关。特别地,ICAM-1信号传导导致炎性免疫细胞例如巨噬细胞和粒细胞的募集。
E选择素,也称为CD62抗原样家族成员E(CD62E)、内皮细胞-白细胞黏附分子1(ELAM-1)或白细胞-内皮细胞黏附分子2(LECAM2),是在细胞因子激活的内皮细胞上表达的细胞黏附分子。在炎症中起重要作用的E选择素由人中的SELE基因编码。其C型凝集素结构域、EGF样、SCR重复序列和跨膜结构域各自由分开的外显子编码,而E选择素胞质结构域来源于两个外显子。E选择素基因座位于染色体1上的L选择素基因座的侧面。
与储存在称为怀布尔-帕拉德小体(Weibel-Palade body)的囊泡中的P选择素不同,E选择素未储存在细胞中并且必须被转录、翻译并转运至细胞表面。E选择素的产生受P选择素的表达刺激,所述P选择素的表达受TNF-α、IL-1刺激并通过LPS与TLR4的结合。细胞因子识别后,E选择素需要约两小时才能在内皮细胞的表面上表达。E选择素的最大表达在细胞因子刺激之后约6至12小时发生,并且水平在24小时内返至基线。
E选择素识别存在于白细胞的表面蛋白上的唾液酸化的(sialylated)碳水化合物并与其结合。E选择素配体由嗜中性粒细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞、记忆效应T样淋巴细胞和天然杀伤细胞表达。这些细胞类型中的每一种都存在于与E选择素的表达相关的急性和慢性炎症部位中,因此在这些细胞向这些炎症部位的募集中涉及E选择素。这些碳水化合物包括在单核细胞、粒细胞和T-淋巴细胞上发现的Lewis X和Lewis A家族的成员。
TNF受体超家族成员。肿瘤坏死因子受体(TNFR)受体超家族及其各自的配体激活细胞存活、死亡和分化的信号传导途径。TNFR超家族的成员通过配体介导的三聚化发挥作用并且需要衔接分子(例如TRAF)来激活细胞活化的下游介质,包括NF-κB和MAPK途径、免疫和炎症反应,以及在一些情况下,包括细胞凋亡。
原型成员是TNF-α。肿瘤坏死因子(TNF、恶病毒素(cachexin)或恶病质素,并且以前称为肿瘤坏死因子α或TNFα)是参与全身性炎症的细胞因子,并且是刺激急性期反应的细胞因子组群的成员。它由许多免疫细胞包括巨噬细胞、树突细胞以及T淋巴细胞和B淋巴细胞二者产生。TNF-α产生的调节异常涉及多种人疾病,包括阿尔茨海默病(Alzheimer′sdisease)、癌症、重度抑郁和自身免疫病(包括炎性肠病(IBD)和类风湿性关节炎(RA))。
TNF-α作为排列成稳定的同三聚体的212-氨基酸长的II型跨膜蛋白产生。通过该膜整合形式,可溶性同三聚体细胞因子(sTNF)通过金属蛋白酶TNF-α转化酶(TACE,也称为AD AMI 7)的蛋白水解切割而释放。可溶性51kDa三聚体sTNF可以解离成17-kD单体形式。分泌的形式和膜结合形式二者都具有生物活性。肿瘤坏死因子受体1(TNFRI;TNFRSFla;CD120a)是三聚体细胞因子受体,其在大多数组织中表达并结合膜性TNF-α和可溶性TNF-α二者。受体与衔接分子(例如TRADD、TRAF、RIP)配合,这对于确定应答的结果(例如,细胞凋亡、炎症)是重要的。肿瘤坏死因子II(TNFRII;TNFRSFlb;CD120b)具有有限的表达,主要在免疫细胞上(尽管在慢性炎症期间,内皮细胞(包括肺和肾的那些)被诱导表达TNFRII)并以比可溶性TNF-α更高的亲和力和亲合力结合膜结合形式的TNF-α同三聚体。与TNFRI不同,TNFRII不含死亡结构域(DD)并且不引起细胞凋亡,而是有助于炎症反应并且在受体介导的B-和T-淋巴细胞活化中充当共刺激分子。
Fas,也称为凋亡抗原1(APO-1或APT)、分化簇95(CD95)或肿瘤坏死因子受体超家族成员6(TNFRSF6),是由人中位于人的10号染色体和小鼠的19号染色体上的TNFRSF6基因编码的蛋白质。Fas是细胞表面上的死亡受体,其导致程序性细胞死亡(细胞凋亡)。与其他TNFR超家族成员一样,Fas以膜结合形式产生,但可以通过蛋白水解切割或可变剪接以可溶形式产生。成熟的Fas蛋白具有319个氨基酸,具有48kD的预测分子量,并且分为3个结构域:细胞外结构域、跨膜结构域和细胞质结构域。Fas在配体结合后形成死亡诱导信号传导复合物(death-inducing signaling complex,DISC)。相邻细胞表面上的膜锚定Fas配体引起Fas的寡聚化。在随后的死亡结构域(DD)聚集后,受体复合物通过细胞内体机制内化。这允许衔接分子FADD通过其自身的死亡结构域结合Fas的死亡结构域。
FADD还在其氨基末端附近包含死亡效应子结构域(death effector domain,DED),其促进与FADD样白介素-1β-转换酶(FLICE)(更常见地称为胱天蛋白酶-8)的DED的结合。然后,FLICE可以通过蛋白水解切割自激活成p10和p18亚基,其中两个亚基各自形成活性异四聚体酶。然后活性胱天蛋白酶-8从DISC释放到胞质溶胶中,在那里它切割其他效应胱天蛋白酶,最终导致DNA降解、膜起泡和细胞凋亡的其他标志。
在大多数细胞类型中,胱天蛋白酶-8催化促凋亡唯BH3蛋白(pro-apoptotic BH3-only protein)Bid切割成其截短形式tBid。Bcl-2家族的唯BH-3成员仅衔接该家族的抗凋亡成员(Bcl-2,Bcl-xL),允许Bak和Bax易位至线粒体外膜,从而使其透化并促进促凋亡蛋白例如细胞色素c和Smac/DIABLO(凋亡蛋白抑制剂(IAP)的拮抗剂)的释放。
Fas配体(FasL;CD95L;TNFSF6)是属于肿瘤坏死因子(TNF)家族的II型跨膜蛋白。它与其受体的结合诱导细胞凋亡。FasL/Fas相互作用在免疫系统的调节和癌症的进展中起重要作用。通过外部基质金属蛋白酶MMP-7在保守的切割位点处切割膜结合的FasL来产生可溶性Fas配体。
由Fas-Fas配体结合引发的细胞凋亡在免疫系统的调节中起基础性作用。其功能包括T细胞稳态(T细胞的活化导致其表达Fas配体;T细胞最初在克隆扩增期间对Fas介导的细胞凋亡具有抗性,但是在它们被激活的时间越长逐步变得越敏感,最终导致活化诱导的细胞死亡(AICD))、细胞毒性T细胞活性(Fas诱导的细胞凋亡和穿孔素途径是细胞毒性T淋巴细胞在表达外源抗原的细胞中诱导细胞死亡的两种主要机制)、免疫赦免(在免疫赦免区域(例如角膜或睾丸)中的细胞表达Fas配体并诱导浸润性淋巴细胞的凋亡)、母体耐受性(Fas配体可能有助于防止母体与胎儿之间的白细胞运输,尽管尚未有妊娠缺陷被归因于错误的Fas-Fas配体体系)以及肿瘤反击(肿瘤可过度表达Fas配体并诱导浸润性淋巴细胞的凋亡,使得肿瘤逃避免疫应答的作用)。
CD154,也称为CD40配体(CD40L),是TNF超家族蛋白的成员,其主要在活化的T细胞上表达。CD40L与CD40(TNFRSF4)结合,CD40由抗原呈递细胞(APC)(包括树突细胞、巨噬细胞和B细胞)结构性表达。CD40的CD40L接合诱导树突细胞和巨噬细胞的成熟和活化,与APC上的MHC分子刺激T细胞受体有关。CD40L通过在B细胞表面上接合CD40来调节B细胞活化、增殖、抗体产生和同种型转换。该基因中的缺陷导致不能进行免疫球蛋白类别转换并且与高IgM综合征相关。虽然CD40L最初是在T淋巴细胞上描述的,但其表达在慢性炎症期间已经在多种细胞,包括血小板、内皮细胞上以及异常地B淋巴细胞上发现。
B细胞激活因子(BAFF)也称为B淋巴细胞刺激物(BLyS)、TNF-和APOL-相关白细胞表达配体(TALL-1)和CD27,由人中的TNFSF13C基因编码。BLyS是285个氨基酸长的肽糖蛋白,其在残基124处经历糖基化。它在多种细胞类型(包括单核细胞、树突细胞和骨髓基质细胞)上表达为膜结合的II型跨膜蛋白。跨膜形式可以从膜上切割下来,产生可溶性蛋白质片段。该细胞因子在B细胞谱系细胞中表达,并作为有效的B细胞活化剂。它还显示出在B细胞的增殖和分化中发挥重要作用。
BLyS是受体TNFRSF 13B/TACI、TNFRSF 17/BCMA和TNFRSF13C/BAFFR的配体。这些受体主要在成熟B淋巴细胞上表达,并且它们的表达随B细胞成熟而变化(TACI也在T细胞亚群和浆细胞上的BCMA上被发现)。BAFF-R参与B细胞发育过程中的正调节。TACI以最小的亲和力结合BLyS;对于称为增殖诱导配体(APRIL)的类似于BLyS的蛋白质,其亲和力更高。BCMA显示中间结合表型并且将不同程度地与BLyS或APRIL结合。通过BAFF-R和BCMA的信号传导刺激B淋巴细胞经历增殖并对抗细胞凋亡。所有这些配体充当与同三聚体受体相互作用的同三聚体(即同一分子中的三个),尽管已知BAFF作为异三聚体或同三聚体具有活性。
过多水平的BLyS导致异常高的抗体产生,导致系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎和许多其他自身免疫病。贝利木单抗(Benlysta)是由Human Genome Sciences和GlaxoSmithKline开发的单克隆抗体,是由Cambridge Antibody Technology获得的重要发现,其特异性识别B淋巴细胞刺激物(BLyS)并抑制其生物活性,并且处于用于治疗系统性红斑狼疮和另一些自身免疫病的临床试验中。Blisibimod是由Anthera Pharmaceuticals开发的BLyS的融合蛋白抑制剂,也主要用于治疗系统性红斑狼疮。
增殖诱导配体(APRIL)或肿瘤坏死因子配体超家族成员13(TNFSF13)是人中由TNFSF13基因编码的蛋白质。APRIL也被定名为CD256(分化群256)。由该基因编码的蛋白质是肿瘤坏死因子配体(TNF)配体家族的成员。该蛋白质是TNFRSF 13B/TACI和TNFRSF 17/BCMA受体的配体。发现,该蛋白质及其受体对B细胞发育是重要的。体内实验表明APRIL在骨髓中浆细胞的长期存活中具有重要作用。APRIL缺陷的小鼠表现出支持浆细胞存活的能力降低。体外实验表明,该蛋白可能能够通过其与其他TNF受体家族蛋白(例如TNFRSF6/FAS和TNFRSF14/HVEM)的相互作用诱导细胞凋亡。已经报道了编码不同亚型的该基因的三种可变剪接的转录物变体。
其他急性发作因子。瘦蛋白是16-kDa的蛋白质激素,其在调节能量摄入和消耗方面(包括食欲和饥饿、新陈代谢以及行为)起着关键作用。它是许多脂肪因子(包括脂连蛋白和抵抗素)中的一种。据报道,在急性感染和慢性炎症(包括自身免疫病)后瘦蛋白的升高表明瘦蛋白积极地参与免疫应答。瘦蛋白水平响应于许多固有细胞因子(包括TNF-α和IL-6)而提高。瘦蛋白是包括IL-6、IL-12和G-CSF的细胞因子家族的成员。瘦蛋白通过与瘦蛋白受体结合而发挥作用,瘦蛋白受体由多形核中性粒细胞、循环白细胞(包括单核细胞)和NK细胞表达。瘦蛋白影响趋化因子MCP-1的升高,允许单核细胞和巨噬细胞募集至炎症部位。
干细胞因子(也称为SCF、kit-配体、KL或青灰因子)是与c-Kit受体(CD117)结合的细胞因子。SCF可作为跨膜蛋白和可溶性蛋白二者存在。该细胞因子在造血(血细胞的形成)、精子发生和黑素生成中起重要作用。编码干细胞因子(SCF)的基因存在于小鼠中的SI基因座和人中的染色体12q22-12q24上。可溶形式和跨膜形式的蛋白质通过相同RNA转录物的可变剪接形成。
可溶形式的SCF在外显子6中包含蛋白水解切割位点。在该位点的切割允许蛋白质的细胞外部分被释放。跨膜形式的SCF通过可变剪接形成,其不包括外显子6。两种形式的SCF都与c-Kit结合并具有生物活性。可溶性和跨膜SCF由成纤维细胞和内皮细胞产生。可溶性SCF具有18.5kDa的分子量并形成二聚体。SCF在造血功能中发挥重要作用,提供将造血干细胞(HSC)引导至其干细胞生态位(niche)(干细胞所在的微环境)的指导线索,并在HSC维持中发挥重要作用。SCF在骨髓中的干细胞生态位中的HSC调节中发挥作用。已经显示SCF在体外提高HSC的存活并且有助于体内HSC的自我更新和维持。处于发育的所有阶段的HSC表达相同水平的SCF受体(c-Kit)。围绕HSC的基质细胞是干细胞生态位的组成部分,并且它们释放许多配体,包括SCF。
小百分比的HSC定期离开骨髓进入循环,并随后返回骨髓中的其生态位。据信,SCF的浓度梯度以及趋化因子SDF-1使得HSC能够找到其返回生态位的途径。
除造血作用外,SCF被认为通过其与树突细胞上的c-kit的结合而促进炎症。这种接合导致IL-6的分泌提高以及Th2和Th17型免疫应答的发展的促进。Th2细胞因子与SCF在肥大细胞的活化和变应性炎症的整合启动子中协同作用。IL-17的诱导允许上皮细胞进一步上调SCF并促进粒细胞生成。在肺中,IL-17的上调诱导IL-8和MIP-2将中性粒细胞募集至肺。已经证明IL-17的慢性诱导在自身免疫病(包括多发性硬化和类风湿性关节炎)中发挥作用。
B.随着即将发生的急性发作而被抑制的标志物
IL-10。白介素-10(IL-10),也称为人细胞因子合成抑制因子(cytokinesynthesis inhibitory factor,CSIF),是抗炎细胞因子。IL-10蛋白是同型二聚体;其每个亚基为178-氨基酸长。IL-10被归类为2类细胞因子,其是包括IL-19、IL-20、IL-22、IL-24(Mda-7)以及IL-26、干扰素和干扰素样分子的细胞因子组群。在人中,IL-10由位于1号染色体上并包含5个外显子的IL10基因编码。IL-10主要由单核细胞和淋巴细胞(即Th2细胞、CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞,以及活化T细胞和B细胞的某些亚群)产生。当PD-1在这些细胞中触发时,可由单核细胞产生IL-10。IL-10的表达在未受刺激的组织中是最小的,并且其表达需要受体介导的细胞活化。IL-10表达在转录水平和转录后水平上受到严格调控。在刺激TLR或Fc受体途径时在单核细胞中观察到广泛的IL-10基因座重塑。IL-10诱导涉及ERK1/2、p38和NFκB信号传导以及通过转录因子NFκB和AP-1的启动子结合的转录激活。IL-10可通过负反馈环自动调节其表达,所述负反馈环涉及IL-10受体的自分泌刺激和p38信号传导途径的抑制。另外,IL-10表达在转录后水平被广泛调控,其可涉及通过富含AU的元件和微小RNA(例如let-7或miR-106)控制mRNA稳定性。
IL-10是在免疫调节和炎症中具有多效效应的细胞因子。它下调多种Th-途径细胞因子、MHC II类抗原和巨噬细胞上的共刺激分子的表达。它还增强B细胞存活、增殖和抗体产生。IL-10可以阻断NF-κB活性,并参与JAK-STAT信号传导途径的调节。
TGF-β。转化生长因子β(TGF-β)控制大多数细胞的增殖、细胞分化和其他功能。TGF-β是至少存在于称为TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3的三种亚型中的分泌蛋白。它也是TGF-β1的原始名称,TGF-β1是该家族的创始成员。TGF-β家族是被称为转化生长因子β超家族的蛋白质超家族的一部分,其包括抑制素、激活素、抗苗勒管激素(anti-mullerian hormone)、骨形态发生蛋白、体节极性蛋白(decapentaplegic)和Vg-1。
大多数组织具有高的编码TGF-β的基因的表达。这与另一些抗炎细胞因子例如IL-10形成对比,IL-10在未受刺激的组织中表达最低,并且显示需要通过共生体或致病菌群引发。
TGF-β家族的三个成员的肽结构高度相似。它们都被编码为大蛋白质前体;TGF-β1包含390个氨基酸,并且TGF-β2和TGF-β3各自包含412个氨基酸。它们各自具有20至30个氨基酸的N-末端信号肽,它们需要从细胞、前区域(称为潜伏相关肽或LAP)以及112至114个氨基酸的C-末端区域分泌,所述C-末端区域通过蛋白水解切割从前区释放后成为成熟的TGF-β分子。成熟的TGF-β蛋白二聚化以产生具有许多保守结构基序的25kDa活性分子。
TGF-β在细胞周期的调节中起关键作用。TGF-β引起p15蛋白和p21蛋白的合成,其阻断细胞周期蛋白:CDK复合物,其负责视网膜母细胞瘤蛋白(Rb)磷酸化。因此,TGF-β阻断通过循环的G1期进展。TGF-β对于CD4+CD25+Foxp3+ T调节细胞分化和抑制功能是必需的。在存在IL-6的情况下,TGF-β有助于促炎性Th17细胞的分化。
SDF-1。基质细胞衍生因子1(SDF-1),也称为C-X-C基序趋化因子12(CXCL12),由人中的10号染色体上的CXCL12基因编码。通过相同基因的交替剪接,SDF-1以两种形式(SDF-1α/CXCL12a和SDF-1β/CXCL12b)产生。趋化因子的特征在于存在四个保守的半胱氨酸,其形成两个二硫键。CXCL12蛋白属于CXC趋化因子组群,其初始的半胱氨酸对被一个介于中间的的氨基酸分开。
CXCL12对淋巴细胞具有强烈的趋化性。在胚胎发生过程中,它指导造血细胞从胎肝迁移至骨髓以及大血管的形成。CXCL12敲除小鼠是胚致死的。
该趋化因子的受体是CXCR4,其先前称为LESTR或融合蛋白。这种CXCL12-CXCR4相互作用最初被认为是排他性的(与其他趋化因子及其受体不同),但最近有人提出CXCL12也可能与CXCR7受体结合。CXCR4受体是广泛表达(包括在T调节细胞上)的G蛋白偶联受体,允许它们被募集以促进淋巴细胞稳态和免疫耐受。除CXCL12之外,CXCR4还结合粒细胞集落刺激因子(G-CSF)。G-CSF结合CXCR4以阻止SDF-1结合,这导致该途径的抑制。
IL-1RA。白介素-1受体拮抗剂(IL-1RA)是人中由IL1RN基因编码的蛋白质。IL-1细胞因子家族的成员IL-1RA是非生产性地与细胞表面白介素-1受体(IL-1R)结合,阻止IL-1结合并诱导下游信号传导事件的试剂。
IL1Ra由包括免疫细胞、上皮细胞和脂肪细胞的多种细胞分泌,并且是IL-1α和IL1β的促炎作用的天然抑制剂。该基因和五种其他密切相关的细胞因子基因在染色体2上形成跨越约400kb的基因簇。已经报道了编码不同亚型的四种可变剪接的转录物变体。
白介素1受体拮抗剂用于治疗类风湿性关节炎(自身免疫病),其中IL-1起关键作用。它是作为阿那白滞素(anakinra)商业化生产的,阿那白滞素是IL-1RA的人重组形式。阿那白滞素在四名SLE患者的开放试验中显示出改善关节炎的安全性和效力,两名患者仅具有短期治疗效果。
III.评估生物标志物表达
因此,根据本发明,提供了用于测定如上所述的生物标志物表达的方法。如上所讨论的,主要应用是(a)确定患者是否患有SLE而不是独特的自身免疫病,(b)确定疾病的严重程度,(c)确定炎症状态的当前强度,(d)预测或评估即将发生的疾病急性发作,以及(e)预测或评估治疗效力。在这些测定中的每一个中,将测量多种生物标志物的表达,并且在一些测量中,多次测量表达以不仅评估绝对值,而且还评估这些值随时间的变化。事实上,可以使用测量基因表达的任何方法,并且以下讨论本质上是示例性的而决不是限制性的。
A.免疫学分析
有多种方法可用于评估蛋白质表达。一种这样的方法是使用抗体进行蛋白质鉴定。本文中使用的术语“抗体”旨在广泛地是指任何免疫结合剂,例如IgG、IgM、IgA、IgD和IgE。通常来说,IgG和/或IgM是优选的,因为其是在生理情况下最常见的抗体,并且因为其在实验室环境中最容易制备。术语“抗体”还指具有抗原结合区的任何抗体样分子,并且包括抗体片段,例如Fab′、Fab、F(ab′)2、单结构域抗体(DAB)、Fv、scFv(单链Fv)等。用于制备和使用多种基于抗体的构建体和片段的技术是本领域中公知的。用于制备和表征抗体(多克隆和单克隆二者)的方法也是本领域中公知的(参见,例如,Antibodies:A LaboratoryManual,Cold Spring Harbor Laboratory,1988;通过引用并入本文)。特别地,考虑了针对钙周期蛋白(calcyclin)、依钙结合蛋白I轻链、星形磷蛋白PEA-15和微管蛋白特异性分子伴侣A的抗体。
根据本发明,提供了免疫检测方法。一些免疫检测方法包括酶联免疫吸附测定(ELISA)、放射免疫测定(RIA)、免疫放射测定、荧光免疫测定、化学发光测定、生物发光测定和Western印迹,且举数个实例。多种有用的免疫检测方法的步骤已在科学文献(例如Doolittle和Ben-Zeev O,1999;Gulbis和Galand,1993;De Jager等,1993;和Nakamura等,1987,其各自通过引用并入本文)中进行描述。
通常,免疫结合方法包括获得怀疑包含相关多肽的样品,并在有效允许形成免疫复合物的条件下使样品与第一抗体接触。就抗原检测而言,所分析的生物样品可以是怀疑包含抗原的任何样品,例如组织切片或试样、均质化组织提取物、细胞或甚至生物流体。
一般而言,在有效条件下将所选生物样品与抗体接触并持续足以允许形成免疫复合物(初级免疫复合物)的一段时间是简单地将抗体组合物添加至样品并将该混合物孵育足够长的时间用于抗体与任何存在的抗原形成免疫复合物(即结合)的问题。在此之后,通常将洗涤样品-抗体组合物(例如组织切片、ELISA板、斑点印迹或western印迹)以去除任何非特异性结合的抗体种类,仅允许那些特异性结合在初级免疫复合物内的抗体被检测出来。
一般而言,免疫复合物形成的检测是本领域中公知的,并且可以通过应用多种方法来实现。这些方法通常基于标记或标志物(例如任意的放射性、荧光、生物和酶标签)的检测。关于使用这样的标签的专利包括美国专利3,817,837;3,850,752;3,939,350;3,996,345;4,277,437;4,275,149和4,366,241,其各自通过引用并入本文。当然,如本领域中已知的,通过使用二级结合配体例如第二抗体和/或生物素/抗生物素蛋白配体结合排列,可以发现另外的优点。
用于检测的抗体可以本身与可检测标记连接,其中随后可以简单地检测该标记,从而允许确定组合物中初级免疫复合物的量。或者,可以通过对抗体具有结合亲和力的第二结合配体检测在初级免疫复合物内结合的第一抗体。在这些情况下,第二结合配体可以与可检测标记连接。第二结合配体本身通常是抗体,因此可称为“第二”抗体。在有效条件下使初级免疫复合物与标记的第二结合配体或抗体接触并持续足以允许形成次级免疫复合物的一段时间。然后通常洗涤次级免疫复合物以去除任何非特异性结合的标记的第二抗体或配体,然后检测次级免疫复合物中的剩余标记。
另外的方法包括通过两步法检测初级免疫复合物。如上所述,将对抗体具有结合亲和力的第二结合配体(例如抗体)用于形成二级免疫复合物。洗涤后,再次在有效条件下使次级免疫复合物与对第二抗体具有结合亲和力的第三结合配体或抗体接触并持续足以允许形成免疫复合物(三级免疫复合物)的一段时间。第三配体或抗体与可检测标记连接,允许检测由此形成的三级免疫复合物。如果需要,该系统可以提供信号放大。
由Charles Cantor设计的一种免疫检测方法使用两种不同的抗体。将第一步生物素化的、单克隆或多克隆抗体用于检测一种或多种靶抗原,并且然后将第二步抗体用于检测与复合生物素连接的生物素。在该方法中,首先将待测样品在包含第一步抗体的溶液中孵育。如果存在靶抗原,则一些抗体与抗原结合以形成生物素化的抗体/抗原复合物。然后通过在链霉抗生物素蛋白(或抗生物素蛋白)、生物素化的DNA和/或互补的生物素化DNA的连续溶液中孵育来扩增抗体/抗原复合物,每个步骤向抗体/抗原复合物添加另外的生物素位点。重复扩增步骤直至达到合适的扩增水平,此时将样品在包含针对生物素的第二步抗体的溶液中孵育。标记该第二步抗体,与例如用酶一样,所述酶可用于通过使用色原底物的组织酶学检测抗体/抗原复合物的存在。通过合适的扩增,可以产生宏观可见的缀合物。
另一种已知的免疫检测方法利用免疫PCR(聚合酶链反应)方法。PCR方法类似于Cantor方法直至与生物素化的DNA一起孵育,然而,DNA/生物素/链霉抗生物素蛋白/抗体复合物用释放抗体的低pH或高盐缓冲液洗掉,而不是使用多轮链霉抗生物素蛋白和生物素化的DNA孵育。然后将所得洗涤溶液用合适的对照与合适的引物进行PCR反应。至少在理论上,PCR的巨大扩增能力和特异性可用于检测单个抗原分子。
如上详述,免疫测定实质上是结合测定。某些免疫测定是本领域中已知的多种类型的酶联免疫吸附测定(ELISA)和放射免疫测定(RIA)。然而,将容易理解的是,检测不限于此类技术,并且也可以使用Western印迹、斑点印迹、FACS分析等。
在一个示例性ELISA中,将本发明的抗体固定在表现出蛋白质亲和性的选定表面上,例如聚苯乙烯微量滴定板中的孔。然后,将怀疑包含抗原的测试组合物(例如临床样品)添加至孔。在结合并洗涤以去除非特异性结合的免疫复合物后,可以检测结合的抗原。通常通过添加与可检测标记连接的另一种抗体来实现检测。这种类型的ELISA是简单的“夹心ELISA”。还可以通过添加第二抗体,随后添加对第二抗体具有结合亲和力的第三抗体来实现检测,其中第三抗体与可检测标记连接。
在另一个示例性ELISA中,将怀疑包含抗原的样品固定在孔表面上,然后与本发明的抗ORF信息和抗ORF翻译的产物抗体接触。在结合并洗涤以去除非特异性结合的免疫复合物后,检测结合的抗ORF信息和抗ORF翻译的产物抗体。当初始抗ORF信息和抗ORF翻译产物抗体与可检测标记连接时,可以直接检测免疫复合物。同样,可以使用对第一抗ORF信息和抗ORF翻译产物抗体具有结合亲和力的第二抗体来检测免疫复合物,其中第二抗体与可检测标记连接。
其中固定抗原的另一种ELISA涉及在检测中使用抗体竞争。在该ELISA中,将针对抗原的标记抗体添加至孔,使其结合,并通过其标记进行检测。然后通过在与包被的孔孵育期间将样品与针对抗原的标记抗体混合来确定未知样品中抗原的量。样品中抗原的存在起到降低可用于与孔结合的抗原的抗体量的作用,并从而降低最终信号。这也适用于检测未知样品中针对抗原的抗体,其中未标记的抗体与抗原包被的孔结合,并且还降低可用于结合标记抗体的抗原的量。
“在有效允许免疫复合物(抗原/抗体)形成的条件下”意指所述条件优选包括用溶液(例如BSA、牛丙种球蛋白(BGG)或磷酸盐缓冲盐水(PBS)/吐温)来对抗原和/或抗体进行稀释。这些添加的试剂还倾向于有助于降低非特异性背景。“合适的”条件还意味着孵育在一定温度下或足以允许有效结合的一段时间内进行。孵育步骤通常为约1至2至4小时左右,温度优选约25℃至27℃,或者可以在约4℃左右过夜。
用于评估生物标志物表达的另一种基于抗体的方法是荧光活化细胞分选(Fluorescence-Activated Cell Sorting,FACS),其是专业型的流式细胞术。它提供了用于根据每个细胞的特定光散射和荧光特征,将生物细胞的异质混合物分选到两个或更多个容器中的方法,每次一个细胞。它提供来自单个细胞的荧光信号的快速、客观和定量记录以及特定目的的细胞的物理分离。细胞悬浮液夹带在狭窄、快速流动的液体流的中心。布置流动,使得细胞之间相对于它们的直径存在大的间隔。振动机制使细胞流破碎成单独的液滴。调整系统,使得每个液滴多于一个细胞的概率很低。就在流体破裂成液滴之前,流通过荧光测量站,在那里测量每个细胞的目的荧光特征。将充电环恰好置于水流破裂成液滴的位置。根据紧临之前的荧光强度测量,在环上放置电荷,并且当液滴从流中断裂时,相反的电荷被捕捉在液滴上。然后带电的液滴通过静电偏转系统落下,该系统基于其电荷将液滴转移到容器中。在一些系统中,电荷直接施加至流,并且液滴断开保留与流相同符号的电荷。然后在液滴破裂后将流回到中性。使用FAC的一种常见方式是使用荧光标记的抗体,其与细胞上或细胞中的靶标结合,从而鉴定具有给定靶标的细胞。该技术可以定量使用,其中荧光活性的量与靶的量相关,从而允许人们基于荧光的相对量以及因此靶的相对量来进行分选。
基于珠的xMAP技术也可以结合目前要求保护的发明应用于免疫学检测。该技术将先进的流体、光学和数字信号处理与专有的微球技术组合,以实现多重测定能力。xMAP技术以灵活的开放式架构设计为特色,可配置成快速、成本效益高、准确地进行多种生物测定。
荧光编码的微球以多达500个不同的组排列。每个珠组可以包被有对特定生物测定具有特异性的试剂(例如抗体),允许捕获和检测来自样品的特定分析物,例如本申请的生物标志物。在xMAP多重分析仪内部,光源激发识别每个微球颗粒的内部染料,以及在测定过程中捕获的任何报告染料。在每个珠组上进行许多次读取,这进一步验证了结果。使用此过程,xMAP技术允许在单个样品内既快速又精确地多路复用多达500种独特的生物测定。与使用不同大小和颜色强度的组合来识别单独的微球的其他基于流式细胞仪微球的测定不同,xMAP技术使用通过专有染色工艺在内部用红色和红外荧光团染色的5.6微米大小的微球,以产生用于识别每个单独的微球的500种独特的染料混合物。
xMAP的一些优点包括多路复用(降低成本和劳动力),用更少的样品生成更多数据,更少劳动力和更低成本,比固体平面阵列更快、更可重现性的结果,以及集中、灵活多路复用1至500种分析物以可满足多种应用。
B.核酸检测
在用于检测蛋白质表达的替代实施方案中,可以测定基因转录。例如,用于检测蛋白质表达的间接方法是检测产生蛋白质的mRNA转录物。以下是对这样的方法的讨论,所述方法特别适用于在本发明情况下的钙周期蛋白、依钙结合蛋白I轻链、星形磷蛋白PEA-15和微管蛋白特异性分子伴侣A。
1.核酸的扩增
由于许多mRNA以相对低的丰度存在,因此核酸扩增极大地增强了评估表达的能力。一般概念是可以使用位于目的区域侧翼的配对引物来扩增核酸。本文中使用的术语“引物”意在涵盖能够在模板依赖性过程中引发新生核酸合成的任何核酸。通常,引物是长度为10至20和/或30个碱基对的寡核苷酸,但可以使用更长的序列。引物可以以双链和/或单链形式提供,但单链形式是优选的。
设计成选择性地与对应于所选基因的核酸杂交的引物对在允许选择性杂交的条件下与模板核酸接触。根据期望的应用,可以选择高严格性杂交条件,其仅允许与与引物完全互补的序列杂交。在另一些实施方案中,杂交可以在降低的严格性下发生,以允许扩增包含具有引物序列的一个或更多个错配的核酸。杂交后,使模板-引物复合物与促进模板依赖性核酸合成的一种或更多种酶接触。进行多轮扩增,也称为“循环”,直到产生足够量的扩增产物。
可以检测扩增产物或对其进行量化。在某些应用中,可以通过视觉手段进行检测。或者,检测可以包括通过化学发光、并入的放射性标记或荧光标记的放射性闪烁扫描或甚至通过使用电和/或热脉冲信号的系统间接鉴定产物。
许多模板依赖性方法可用于扩增给定模板样品中存在的寡核苷酸序列。最众所周知的扩增方法之一是聚合酶链反应(称为PCRTM),其在美国专利4,683,195、4,683,202和4,800,159以及在Innis等,1988中被详细描述,其各自通过引用整体并入本文。
可以进行逆转录酶PCRTM扩增程序以量化扩增的mRNA的量。将RNA逆转录成cDNA的方法是公知的(参见Sambrook等,1989)。用于逆转录的替代方法利用热稳定DNA聚合酶。这些方法描述于WO 90/07641中。聚合酶链反应方法是本领域中公知的。RT-PCR的代表性方法描述于美国专利5,882,864中。
尽管标准PCR通常使用一对引物来扩增特定序列,但多重PCR(MPCR)使用多对引物同时扩增许多序列。在单个管中存在许多PCR引物可能引起许多问题,例如错误的PCR产物和“引物二聚体”的形成提高,较长DNA片段的扩增鉴别等等。通常,MPCR缓冲液包含Taq聚合酶添加剂,其降低了MPCR期间扩增子之间的竞争和较长DNA片段的扩增鉴别。MPCR产物可进一步与基因特异性探针杂交以进行验证。从理论上讲,人们应该能够根据需要使用尽可能多的引物。然而,由于在MPCR期间引起的副作用(引物二聚体,错误的PCR产物等),对于可用于MPCR反应的引物数量存在限制(小于20)。另见欧洲申请No.0 364 255以及Mueller和Wold(1989)。
用于扩增的另一种方法是连接酶链反应(ligase chain reaction,“LCR”),其在通过引用整体并入本文的欧洲申请No.320 308中公开。美国专利4,883,750描述了与用于使探针对与靶序列结合的LCR类似的方法。还可以使用美国专利5,912,148中公开的基于PCRTM和寡核苷酸连接酶测定(OLA)的方法。
用于扩增可用于实施本发明的靶核酸序列的替代方法公开于美国专利5,843,650、5,846,709、5,846,783、5,849,546、5,849,497、5,849,547、5,858,652、5,866,366、5,916,776、5,922,574、5,928,905、5,928,906、5,932,451、5,935,825、5,939,291和5,942,391,GB申请No.2202 328以及PCT申请No.PCT/US89/01025中,其各自通过引用整体并入本文。
在PCT申请No.PCT/US87/00880中描述的Qβ复制酶也可用作本发明中的扩增方法。在该方法中,在存在RNA聚合酶的情况下,将具有与靶标互补的区域的RNA的复制序列添加至样品。聚合酶将复制可随后被检测的复制序列。
等温扩增方法也可用于本发明中核酸的扩增,在所述等温扩增方法中使用限制性内切核酸酶和连接酶来实现在限制性位点的一条链中包含核苷酸5′-[α-硫代]-三磷酸的靶分子的扩增(Walker等,1992)。美国专利5,916,779中公开的链置换扩增(StrandDisplacement Amplification,SDA)是进行核酸等温扩增的另一种方法,其涉及多轮的链置换和合成,即切口平移。
其他核酸扩增程序包括基于转录的扩增系统(TAS),该系统包括基于核酸序列的扩增(NASBA)和3SR(Kwoh等,1989;Gingeras等,PCT申请WO 88/10315,其通过引用整体并入本文)。欧洲申请No.329822公开了涉及循环合成单链RNA(“ssRNA”)、ssDNA和双链DNA(dsDNA)的核酸扩增方法,其可以根据本发明使用。
PCT申请WO 89/06700(其通过引用整体并入本文)公开了基于启动子区/引物序列与靶单链DNA(“ssDNA”)杂交随后转录该序列的许多RNA拷贝的核酸序列扩增方案。该方案不是循环性的,即新的模板不是由所得RNA转录物产生。其他扩增方法包括“race”和“单边PCR”(Frohman,1990;Ohara等,1989)。
2.核酸的检测
在任何扩增后,可期望将扩增产物与模板和/或过多的引物分离。在一个实施方案中,使用标准方法通过琼脂糖、琼脂糖-丙烯酰胺或聚丙烯酰胺凝胶电泳来分离扩增产物(Sambrook等,1989)。可以切下分离的扩增产物并从凝胶洗脱以进一步操作。使用低熔点琼脂糖凝胶,可以通过加热凝胶去除分离的条带,然后提取核酸。
核酸的分离也可通过本领域中已知的色谱技术来实现。有许多种可用于本发明实践的色谱,包括吸附、分配、离子交换、羟基磷灰石、分子筛、反相、柱、纸、薄层和气相色谱以及HPLC。
在某些实施方案中,扩增产物是可视化的。通常的可视化方法涉及用溴化乙锭染色凝胶并在UV光下观察条带。或者,如果将扩增产物用放射性或荧光标记的核苷酸整体标记,则分离的扩增产物可以暴露于x射线胶片或在适当的兴奋性光谱下可视化。
在一个实施方案中,在扩增产物分离之后,使经标记的核酸探针与扩增的标志物序列接触。该探针优选地与发色团缀合,但可以被放射性标记。在另一个实施方案中,使探针与结合配偶体(例如抗体或生物素),或者携带可检测部分的另一结合配偶体缀合。
在一个特定实施方案中,通过Southern印迹和与标记探针的杂交进行检测。涉及Southern印迹的技术是本领域技术人员公知的(参见Sambrook等,2001)。前述的一个实例描述于通过引用并入本文的美国专利5,279,721中,其公开了用于核酸的自动化电泳和转移的装置和方法。该装置允许无需凝胶的外部操作即可进行电泳和印迹,并且理想地适于进行根据本发明的方法。
可用于本发明实践的其他核酸检测方法公开于美国专利5,840,873、5,843,640、5,843,651、5,846,708、5,846,717、5,846,726、5,846,729、5,849,487、5,853,990、5,853,992、5,853,993、5,856,092、5,861,244、5,863,732、5,863,753、5,866,331、5,905,024、5,910,407、5,912,124、5,912,145、5,919,630、5,925,517、5,928,862、5,928,869、5,929,227、5,932,413和5,935,791中,其各自通过引用并入本文。
3.核酸阵列
微阵列包含多个聚合分子,所述聚合分子在空间上分布在基本上平面的基底(例如生物芯片)的表面上并且与其稳定地缔合。已经开发了多核苷酸微阵列,并且应用于多种应用,例如筛选和DNA测序。微阵列特别适用于其中的一个领域是基因表达分析。
在使用微阵列的基因表达分析中,使“探针”寡核苷酸阵列与目的核酸样品(即靶标,例如来自特定组织类型的polyA mRNA)接触。在杂交条件下进行接触,然后去除未结合的核酸。所得的杂交核酸模式提供了关于所测试样品的遗传概貌的信息。微阵列上的基因表达分析方法能够提供定性和定量信息二者。
可以使用的多种不同阵列是本领域中已知的。能够与靶核酸序列特异性杂交的阵列的探针分子可以是多核苷酸或其杂交类似物或模拟物,包括:其中磷酸二酯键被替代连接(例如硫代磷酸酯、甲基亚氨基、甲基膦酸酯、氨基磷酸酯、胍等)替代的核酸;其中核糖亚基被取代的核酸,例如己糖磷酸二酯;肽核酸;等等。探针的长度通常为10至1000个nt,其中在一些实施方案中,探针为寡核苷酸并且长度通常为15至150个nt并且更通常为15至100个nt,并且在另一些实施方案中,探针为更长,长度通常为150至1000个nt,其中多核苷酸探针可以是单链或双链的,通常是单链的,并且可以是从cDNA扩增的PCR片段。
基底表面上的探针分子将对应于所分析的选定基因并定位在已知位置的阵列上,使得阳性杂交事件可以与靶核酸样品所来源的生理来源中的特定基因的表达相关。与探针分子稳定缔合的基底可以由多种材料,包括塑料、陶瓷、金属、凝胶、膜、玻璃等制成。阵列可以根据任何方便的方法来产生,例如预先形成探针并随后将它们与支持物的表面稳定地缔合或使探针直接在支持物上生长。许多不同的阵列配置和用于其产生的方法是本领域技术人员已知的并且公开于美国专利5,445,934、5,532,128、5,556,752、5,242,974、5,384,261、5,405,783、5,412,087、5,424,186、5,429,807、5,436,327、5,472,672、5,527,681、5,529,756、5,545,531、5,554,501、5,561,071、5,571,639、5,593,839、5,599,695、5,624,711、5,658,734、5,700,637和6,004,755中。
杂交后,其中未杂交的标记核酸能够在检测步骤期间发出信号,采用洗涤步骤,其中从支持物表面去除未杂交的标记核酸,在基底表面上产生杂交核酸的图案。多种洗涤溶液及其使用方案是本领域技术人员已知的并且可以被使用。
在靶核酸上的标记不可直接检测的情况下,则使现在包含结合靶标的阵列与正在使用的信号产生系统的其他成员接触。例如,在靶标上的标记是生物素的情况下,则在足以发生特异性结合成员对之间的结合的条件下,使阵列与链霉抗生物素蛋白-荧光剂缀合物接触。接触后,则例如通过洗涤去除信号产生系统的任何未结合成员。所采用的具体洗涤条件必然取决于所采用的信号产生系统的具体性质,并且对于熟悉所用特定信号产生系统的本领域技术人员来说是已知的。
所得的标记核酸的杂交模式可以以多种方式可视化或检测,其中基于核酸的特定标记来选择特定的检测方式,其中代表性检测手段包括闪烁计数、放射自显影、荧光测量、量热测量、发光测量等。
在检测或可视化之前,当人们期望降低错配杂交事件在模式上产生假阳性信号的可能性时,可以在足够的条件下用内切核酸酶处理杂交的靶/探针复合物的阵列使得内切核酸酶降解单链但不降解双链DNA。已知并且可以使用多种不同的内切核酸酶,其中此类核酸酶包括:绿豆核酸酶、SI核酸酶等。当在靶核酸未用可直接检测的标记标记的测定中(例如在具有生物素化的靶核酸的测定中)使用此类处理时,内切核酸酶处理通常在阵列与信号产生系统的其他成员(例如荧光-链霉抗生物素蛋白缀合物)接触之前进行。如上所述,内切核酸酶处理确保在杂交模式中仅检测到在探针的3′末端处具有基本上完全杂交的末端标记的靶/探针复合物。
如上所述,在杂交和任何洗涤步骤和/或后续处理之后,检测所得杂交模式。在检测或可视化杂交模式中,标记的强度或信号值不仅将被检测而且被量化,这意味着将测量来自杂交的每个斑点的信号并将其与对应于由已知数量的末端标记的靶核酸发射的信号的单位值进行比较,以获得在杂交模式中与阵列上的特定斑点杂交的每个末端标记的靶的拷贝数的计数或绝对值。
4.RNA测序
RNA-seq(RNA测序),也称为全转录组鸟枪法测序(Whole Transcriptome ShotgunSequencing,WTSS),是利用下一代测序的能力来揭示在给定的这一刻来自基因组的RNA存在和数量的快照的技术。
细胞的转录组是动态的;与静态基因组相反,它不断变化。新一代测序(NGS)的最新发展允许DNA序列的碱基覆盖提高以及更高的样品吞吐量。这有利于细胞中RNA转录物的测序,提供了查看(look at)替代基因剪接转录物、转录后变化、基因融合、突变/SNP和基因表达变化的能力。除mRNA转录物之外,RNA-Seq还可以查看不同的RNA群体以包括总RNA、小RNA例如miRNA、tRNA和核糖体分析。RNA-Seq也可用于确定外显子/内含子边界并验证或修正先前注释的5′和3′基因边界。正在进行的RNA-Seq研究包括观察感染期间的细胞途径改变,以及癌症研究中的基因表达水平变化。在NGS之前,先前使用表达微阵列进行转录组学和基因表达研究,所述表达微阵列包含探测靶序列中的匹配的数千个DNA序列,从而可获得所表达的所有转录物的谱。后来这通过基因表达系列分析(SAGE)来完成。
使得RNA-Seq更具吸引力的微阵列的一个缺陷是覆盖范围有限;这样的阵列靶向已知的常见等位基因的鉴定,所述等位基因代表基因组中超过10,000,000个SNP中的约500,000至2,000,000个。因此,文库通常不可用于检测和评价稀有等位基因变体转录物,并且阵列仅与它们设计的SNP数据库几乎一样,因此它们用于研究目的的应用有限。例如,许多癌症是由罕见的<1%突变引起的,并且未被检测到。然而,阵列仍然具有针对性地识别已知的常见等位基因变体的位置,使其成为经监管主体批准的诊断(例如囊性纤维化)的理想选择。
RNA′Poly(A)′文库。在高通量测序中,序列库的创建可以在平台与平台之间变化,其中每个序列库都具有数个试剂盒,其设计成构建不同类型的文库并根据其仪器的具体要求来调整所得序列。然而,由于所分析模板的性质,在每种技术中都有共性。通常,在mRNA分析中,靶向3′多腺苷酸化(Poly(A))尾部以确保编码RNA与非编码RNA分离。这可以简单地通过与给定基底共价连接的Poly(T)寡聚物来实现。目前,许多研究利用磁珠进行该步骤。Protocol Online网站提供了与mRNA分离相关的数种方案的列表。
包括Poly(A)RNA外部转录组部分的研究表明,当使用Poly(T)磁珠时,流通RNA(非Poly(A)RNA)可以产生重要的非编码RNA基因发现,否则其就会被忽视。此外,由于核糖体RNA代表给定细胞内超过90%的RNA,研究表明通过探针杂交将其去除提高了从转录组的剩余部分检索数据的能力。
下一步是逆转录。由于随机引物逆转录的5′偏倚(bias)以及影响引物结合位点的二级结构,在逆转录之前将RNA水解成200至300个核苷酸同时减轻了这两个问题。然而,这种方法存在利弊,尽管转录物的整体有效地转化为DNA,但5′和3′末端则不那么重要。根据研究的目的,研究人员可以选择应用或忽略此步骤。
一旦合成cDNA,就可以进一步片段化以达到测序系统的期望片段长度。
小RNA/非编码RNA测序。当对除mRNA以外的RNA进行测序时,对文库制备进行修改。基于期望的尺寸范围来选择细胞RNA。对于小RNA靶标,例如miRNA,通过尺寸选择来分离RNA。这可以通过尺寸选择磁珠用尺寸排阻凝胶,或用商业开发的试剂盒来进行。一旦分离,将接头添加至3′和5′末端,然后纯化。最后一步是通过逆转录产生cDNA。
直接RNA测序。由于使用逆转录酶将RNA转化成cDNA已经显示出引入可能干扰转录物的适当表征和量化的偏差和假象,Helicos目前正在开发单分子直接RNA测序(singlemolecule Direct RNA Sequencing,DRSTM)技术。DRSTM以大规模平行的方式直接对RNA分子进行测序,而不将RNA转化为cDNA或其他偏置样品操作,例如连接和扩增。
转录组组装。将两种不同的组装方法用于从原始序列读取产生转录组:从头和基因组指导。
第一种方法不依赖于参考基因组的存在以重建核苷酸序列。由于短读取的小尺寸,从头组装可能很困难,尽管有些软件(Velvet(算法)、Oases和Trinity,且举数个实例)确实存在,这是因为在每次读取之间不能有很大的重叠以便轻松地重建原始序列。深度覆盖还使计算能力跟踪所有可能的对齐禁止。使用其他技术(例如Sanger测序)从相同样品获得的较长序列,以及使用较大的读取作为“骨架”或“模板”以帮助在困难区域(例如,具有重复序列的区域)中组装读取,可以改善这种缺陷。
“更容易”且相对计算上更便宜的方法是将数百万个读取与“参考基因组”对齐。有许多工具可用于将基因组读取与参考基因组(序列比对工具)对齐,然而,当转录组与基因组比对时,主要是在处理具有内含子区域的基因时需要特别注意。存在数种用于短读取比对的软件包,并且最近已开发了用于转录组比对的专门算法,例如,用于RNA-seq短读取比对的Bowtie,用于将读取与参考基因组比对以发现剪接位点的TopHat,用于组装转录物并与其他的进行比较/合并的Cuffiink,或者FANSe。也可以将这些工具组合以形成一个综合系统。
尽管已经提出了对组装任务的许多解决方案,但是鉴于所得到的方法的可变性,仍然存在改进的空间。来自上海华东师范大学计算生物学中心(the Center forComputational Biology at the East China Normal Universityin Shanghai)的小组对RNA-Seq组装的不同从头和基因组指导方法进行了比较。他们指出,尽管大多数问题都可以使用图论方法解决,但所有问题仍然存在一致的可变性水平。有些算法的表现优于用于某些物种的通用标准,但仍在为其他物种而奋斗。作者提出,然后可以通过将不同的方法组合来获得“最可靠”的组装。有趣的是,这些结果与名为Assemblathon的最近的比赛中获得的NGS基因组数据一致,在Assemblathon中21名参赛者分析了来自三种不同脊椎动物(鱼、蛇和鸟)的测序数据并交付了总共43个组合体。对于组合体使用由100种不同测量值组成的度量标准,评审员得出结论:1)组装质量可能会有很大差异,具体取决于使用的度量标准;和2)在一个物种中评分良好的组件在其他物种中表现不佳。
如上所讨论的,序列文库是通过使用其poly(A)尾提取mRNA而产生的,所述poly(A)尾在转录后被添加至mRNA分子,从而进行剪接。因此,产生的文库和获得的短读取不能来自内含子序列,因此跨越两个或更多个外显子的连接的文库读取将不与基因组对齐。
解决此问题的可能方法是尝试使用用已知外显子序列产生的代理基因组来比对未对齐的短读取。这不需要覆盖整个外显子,只需要使得短读取足够可以在外显子-外显子连接的两侧匹配,并且重叠最小即可。一些实验方案允许产生链特异性读取。
基因表达。通过测量mRNA水平对细胞中基因表达的表征长期以来一直受到研究人员的关注,无论是哪种基因在哪些组织中表达以及在什么水平上表达。尽管已经表明,由于其他转录后基因调控事件(例如RNA干扰),mRNA的丰度与相关蛋白质之间不一定总是存在强相关性,因此测量mRNA浓度水平仍然是确定在存在外部信号(例如,药物治疗)的情况下细胞的转录机制如何受到影响,或者细胞在健康状态和患病状态之间如何不同的有用工具。
可以通过RNA-seq将表达推导至检索序列的程度。酵母中的转录组研究表明,在该实验环境中,扩增子需要四倍覆盖才能被分类并表征为表达基因。当转录组在cDNA合成之前被片段化时,对应于通过其体内长度归一化的特定外显子的读取的数量产生与通过qPCR获得的基因表达水平相关的基因表达水平。
绝对确定个体突变的唯一方法是将转录组序列与生殖系DNA序列进行比较。这使得能够区分纯合基因与等位基因中的一个的偏斜表达,并且其还可以提供关于在转录组实验中未表达的基因的信息。称为CummeRbund的基于R的统计软件包可用于生成用于视觉分析的表达比较图表。
IV.治疗SLE
本发明所产生的优点包括在没有出现急性发作症状时的早期干预。因此,本发明考虑使用所指出的标准治疗方法来治疗SLE。通常,SLE的治疗涉及治疗升高的疾病活动性并试图使与这种提高的炎症和提高的免疫复合物形成/沉积/补体激活相关的器官损伤最小化。基础治疗可包括皮质类固醇和抗疟疾药物。某些类型的狼疮肾炎(例如弥漫增生性肾小球肾炎)需要大量的细胞毒性药物。这些药物最通常包括环磷酰胺和霉酚酸酯。羟氯喹(HCQ)于1955年被FDA批准用于狼疮。一些经批准用于另一些疾病的药物被用于SLE“标签外(off-label)”。2010年11月,FDA顾问小组建议批准贝利木单抗(Benlysta)作为用于见于自身抗体阳性狼疮患者中的疾病活动性升高的治疗。该药物于2011年3月获得FDA批准。
由于多种症状和器官系统受SLE所累,必须评估其在个体中的严重程度以便成功治疗SLE。有时,轻度或缓解性疾病可以安全地仅用羟氯喹治疗。如果需要,也可以使用非固醇类抗炎药和低剂量类固醇。羟氯喹(HCQ)是经FDA批准的抗疟药,用于体质、皮肤和关节表现。羟氯喹的副作用相对较少,并且有证据表明,其提高了患有SLE的人的存活,并且在稳定的SLE患者中停止HCQ会导致加拿大狼疮患者的疾病急性发作。改善疾病的抗风湿药物(DMARD)通常用于SLE中的标签外,以降低疾病活动性并降低对类固醇使用的需求。通常使用的DMARD是氨甲蝶呤和硫唑嘌呤。在更严重的情况下,积极抑制免疫系统的药物(主要是高剂量皮质类固醇和主要的免疫抑制剂)被用于控制疾病和防止损害。环磷酰胺用于严重的肾小球肾炎,以及其他危及生命或器官损伤的并发症,例如血管炎和狼疮性脑炎。霉酚酸也可用于治疗狼疮肾炎,但未经FDA批准用于该适应证。
根据剂量,需要类固醇的人可能会出现库欣躯干肥胖的症状(Cushing′ssymptoms of truncal obesity)、紫纹、水牛背和其他相关症状。如果和当降低大的初始剂量时,这些可能会消退,但即使是低剂量的长期使用也会导致血压升高、葡萄糖耐受不良(包括代谢综合征和/或糖尿病)、骨质疏松症、失眠、缺血性坏死和白内障。
正在积极地对将许多新的免疫抑制药物用于SLE进行测试。它们不像皮质类固醇那样非特异性地抑制免疫系统,而是靶向单独类型的免疫细胞的应答。贝利木单抗或抗B淋巴细胞刺激因子(BlyS或BAFF)的人源化单克隆抗体被FDA批准用于狼疮治疗并降低SLE疾病活动性,特别是在具有基线升高的疾病活动性和存在自身抗体的患者中。在SLE患者中正积极研究添加药物例如阿巴西普、依帕珠单抗(epratuzimab)、依那西普等,并且这些药物中的一些已经被FDA批准用于治疗类风湿性关节炎或另一些病症。由于大部分患有SLE的人患有不同程度的慢性疼痛,如果非处方药(over-the-counter drug)(主要是非固醇类抗炎药)不能提供有效缓解,则可以使用更强的处方镇痛药(止痛药)。对于患有SLE的患者,强效NSAID(例如吲哚美辛和双氯芬酸)是相对禁忌的,因为它们会提高肾衰竭和心衰竭的风险。
中度疼痛通常用温和的处方阿片类例如右丙氧芬和氨酚待因(co-codamol)来治疗。中度至重度慢性疼痛用较强的阿片类药物(例如氢可酮)或长效连续释放阿片类药物(例如羟考酮、美施康定(MS Contin)或美沙酮)来治疗。由于其长效定时释放和易于使用,芬太尼经皮贴剂也是由并发症引起的慢性疼痛的广泛使用的治疗选择。当阿片类药物长期使用时,可能会出现药物耐受性、化学依赖性和成瘾性。阿片成瘾通常不会引起关注,因为这种情况不太可能完全消失。因此,使用阿片类药物终身治疗慢性疼痛症状是相当常见的,并伴有周期性滴定,这是任何长期阿片类药物治疗方案的典型特征。
静脉内免疫球蛋白可用于控制具有器官受累或血管炎的SLE。据信它们降低了抗体产生或促进免疫复合物从体内清除,即使它们的作用机制还没有被很好地了解。与免疫抑制剂和皮质类固醇不同,IVIG不会抑制免疫系统,因此用这些药物存在较小的严重感染风险。
避免阳光是SLE患者生活方式的主要变化,因为已知阳光会加剧该疾病,与强烈疲劳的衰弱作用一样。这两个问题可能导致患者长时间居家不出。与SLE无关的药物只有在已知不会加剧该疾病时才应被开处方。职业性暴露于二氧化硅、杀虫剂和汞也可使疾病恶化。
肾移植是狼疮肾炎的并发症之一的终末期肾病的选择治疗,但是在高达30%的患者中,移植肾中完全疾病的复发是常见的。
抗磷脂综合征还与脑中神经性狼疮症状的发作有关。在这种疾病形式中,病因与狼疮非常不同:血管中形成血栓(血凝块或“黏稠血液”),如果它们在血流中移动则被证明是致命的。如果血栓迁移至大脑,则它们可能通过阻断大脑的血液供应而引起中风。如果患者被怀疑患有这种疾病,则通常脑部扫描是早期检测所需要的。这些扫描可以显示出其中血液供应已不足的大脑的局部区域。这些患者的治疗计划需要抗凝。通常,为此目的使用低剂量阿司匹林,但是对于涉及血栓形成的病例,使用抗凝剂例如华法林(warfarin)。
B.药物制剂和递送
在考虑治疗应用的情况下,有必要制备适合于期望应用的形式的药物组合物。通常,需要制备基本上不含致热原(pyrogen)以及可对人或动物有害的其他杂质的组合物。
人们通常期望使用适当的盐和缓冲剂以使递送载体稳定并允许被靶细胞摄取。当向患者中引入重组细胞时也会使用缓冲剂。本发明的水性组合物包含溶解或分散在可药用载体或水性介质中的有效量的用于细胞的载体。这样的组合物也称为疫苗接种物(inocula)。短语“可药用的或药理学上可接受的”是指当施用于动物或人时不产生不利反应、变应性反应或其他不良反应的分子实体和组合物。如本文中所使用的,“可药用载体”包括任何和所有溶剂、分散介质、包衣、抗细菌剂和抗真菌剂、等张剂和吸收延迟剂等。这样的介质和试剂用于药物活性物质的用途是本领域中公知的。除非在任何常规介质或试剂与本发明的载体或细胞不相容的范围内,否则考虑其在治疗组合物中的用途。补充的活性成分也可以并入组合物中。
本发明的活性组合物可包括经典的药物制剂。根据本发明的这些组合物的施用将通过任何常规途径,只要通过该途径能够达到靶组织即可。这些途径包括经口、鼻、颊、直肠、阴道或表面途径。或者,可以通过原位、皮内、皮下、肌内、腹膜内或静脉内注射施用。这样的组合物通常会作为可药用组合物施用。
活性化合物还可以肠胃外或腹膜内施用。作为游离碱或药理学上可接受的盐的活性化合物的溶液可以在与表面活性剂(例如羟丙基纤维素)适当混合的水中制备。分散体还可以在甘油、液体聚乙二醇及其混合物和在油中制备。在通常的储存和使用条件下,这些制剂包含防腐剂以防止微生物的生长。
适合于可注射使用的药物形式包括无菌水溶液或分散体和用于临时制备无菌可注射溶液或分散体的无菌粉末。在所有情况下,必须是无菌的形式,并且必须存在为达到易注射性之程度的流体。其在制备和储存条件下必须是稳定的,并且必须被保护以免于微生物(例如细菌和真菌)的污染作用。载体可以为包含以下的溶剂或分散介质:例如水、乙醇、多元醇(例如,甘油、丙二醇和液体聚乙二醇,等等),其合适的混合物,以及植物油。可以例如通过使用包衣(例如卵磷脂),在分散体的情况下通过保持所需的粒度,以及通过使用表面活性剂来保持适当的流动性。可以通过多种抗细菌剂和抗真菌剂,例如对羟基苯甲酸酯、氯丁醇、苯酚、山梨酸、硫柳汞等来防止微生物的作用。在许多情况下,优选包含等张剂,例如糖或氯化钠。通过在组合物中使用延迟吸收的试剂(例如单硬脂酸铝和明胶),可以实现可注射组合物的延长吸收。
通过根据需要将所需量的活性化合物与以上列举的多种其他成分一起并入到适当的溶剂中,随后过滤灭菌来制备无菌可注射溶液。通常,通过将多种无菌活性成分并入到包含基础分散介质和来自以上列举的那些的所需其他成分的无菌载剂中来制备分散体。在用于制备无菌可注射溶液的无菌粉末的情况下,优选的制备方法是真空干燥和冷冻干燥技术,其产生来自其先前无菌过滤溶液的活性成分加上任何另外的期望成分的粉末。
如本文中所使用的,“可药用载体”包括任何和所有溶剂、分散介质、包衣、抗细菌剂和抗真菌剂、等张剂和吸收延迟剂等。这样的介质和试剂用于药物活性物质的用途是本领域中公知的。除非任何常规介质或试剂与活性成分不相容,否则考虑其在治疗组合物中的用途。补充的活性成分也可以并入到组合物中。
对于经口施用,本发明的多肽可以与赋形剂合并并且以不可摄取的漱口剂和洁齿剂的形式使用。可将所需量的活性成分并入到适当的溶剂(例如硼酸钠溶液(Dobell溶液))中来制备漱口剂。或者,可将活性成分并入到包含硼酸钠、甘油和碳酸氢钾的防腐洗液中。也可将活性成分分散在洁齿剂(包括:凝胶、糊剂、散剂和浆料)中。可将活性成分以治疗有效量添加至糊剂洁齿剂中,所述糊剂洁齿剂可以包含水、黏合剂、研磨剂、调味剂、发泡剂和湿润剂。
本发明的组合物可以以中性或盐形式配制。可药用盐包括酸加成盐(与蛋白质的游离氨基形成的)以及与例如盐酸或磷酸的无机酸或者与如乙酸、草酸、酒石酸、扁桃酸等此类有机酸形成的。与游离羧基形成的盐也可以衍生自例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化钙或氢氧化铁的无机碱,以及如异丙胺、三甲胺、组氨酸、普鲁卡因等此类有机碱。
在配制之后,将溶液以与剂量制剂相容的方式并以例如治疗有效的量施用。该制剂容易地以多种剂型(例如可注射溶液、药物释放胶囊等)施用。例如,对于在水溶液中的肠胃外施用,如果需要,溶液应适当缓冲,并且液体稀释剂首先用足够的盐水或葡萄糖等张。在这一点上,根据本公开内容,可使用的无菌水性介质是本领域技术人员已知的。例如,可将一个剂量溶解在1ml等张NaCl溶液中,并且将其添加至1000ml的皮下灌注流体中或者注射在建议的输注部位(参见例如,″Remington′s Pharmaceutical Sciences,″第15版,1035-1038和1570-1580)。根据所治疗对象的病症,必然发生剂量的一些变化。无论如何,负责施用的人员将确定个体对象的适当剂量。此外,对于人施用,制剂应符合FDA生物制品局标准要求的无菌性、致热原性、一般安全性和纯度标准。
V.试剂盒
为了在本文所述的应用中使用,试剂盒也在本发明的范围内。此类试剂盒可包括载体、包装或容器,其被分隔以接收一个或更多个容器(例如小瓶、管等),每个容器包含待在该方法中使用的分开的要素之一,特别是光亮抑制剂。本发明的试剂盒通常包含上述容器和一个或更多个其他容器,其包含从商业最终使用者角度可期望的材料,包括缓冲剂、稀释剂、过滤器和具有使用说明的包装说明书。另外,可在容器上提供标签以指示该组合物用于特定治疗应用,并且还可指示体内或体外使用的用法说明书(directions),例如上述那些。用法说明书和或其他信息也可以包含在试剂盒所包含的插页中。特别地,根据本发明的试剂盒考虑了用于评估以上所讨论的生物标志物的水平的试剂与一种或更多种SLE治疗剂的组合,和/或用于评估抗核抗体(ANA)测试和/或抗可提取的核抗原(抗ENA)的试剂,以及用于评估其的对照。
VI.实施例
包括以下实施例以进一步说明本发明的各个方面。本领域技术人员应理解,以下实施例中公开的技术表示本发明人发现的在本发明的实践中很好地发挥作用的技术和/或组合物,并因此可认为构成用于其实施的优选模式。然而,根据本公开内容,本领域技术人员应理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对所公开的具体实施方案进行许多改变并仍然获得相同或相似的结果。
实施例1-材料和方法
研究群体。实验按照赫尔辛基宣言(Helsinki Declaration)进行,并通过俄克拉荷马医学研究基金会(Oklahoma Medical Research Foundation)和俄克拉荷马大学健康科学中心(University of Oklahoma Health Sciences Center)的机构审查委员会批准。在书面知情同意后,研究参与者参加了SLE流感疫苗接种组群(Crowe等,2011)。将疫苗接种之后6至12周具有疾病急性发作的女性EA SLE患者(符合≥4ACR分类标准;Hochberg,1997)(年龄47.0±13.5岁,n=28)按年龄(±5岁)、种族、性别和疾病评估时间与患有稳定疾病的患者(年龄46.8±11.9岁,n=28)以及无关的健康对照(年龄46.8±13.5岁,n=28)进行匹配。将来自13名SLE患者急性发作前的样品与从无急性发作的不同年份的相同个体抽取的样品进行比较。
临床数据和样品收集。如前所述收集人口统计学和临床信息,包括对流感疫苗接种的体液应答、疾病活动性和SELENA-SLEDAI定义的急性发作;严重的急性发作是不常见的,并且没有独立进行评估(Crowe等,2011)。通过SELENA-SLEDAI在基线状态/疫苗接种之前和疫苗接种之后6周和12周评价患者的疾病活动性(Crowe等,2011)。在疫苗接种之前以及疫苗接种之后2、6和12周从每个参与者收集血液。分离血浆并储存在-20℃直至进一步使用。
可溶性分析物测定。根据制造商的方案,通过酶联免疫吸附测定(ELISA)测定BLyS(R&D Systems,Minneapolis,MN)和APRIL(eBioscience/Affymetrix,San Diego,CA)的血浆水平。通过xMAP多重测定(Panomics/Affymetrix,Santa Clara,CA)评估另外50种分析物,包括固有和适应性细胞因子、趋化因子和可溶性TNFR超家族成员(补充表1)(Stringer等,2013)。在Bio-Rad BioPlex阵列系统(Bio-RadTechnologies,Hercules,CA)上分析数据,每个样品/分析物的下边界为100个珠。从5参数逻辑非线性回归标准曲线内插每种分析物的中值荧光强度。低于检测限的分析物被指定为0.001pg/mL的值。通过AssayCheXTMQC微球(Radix BioSolutions,Georgetown,TX,USA)评估良好特异性的有效性,以评价非特异性结合。在每个平板上包括已知的对照血清(Cellgro人AB血清,Cat#2931949,L/N#M1016)。先前已经显示用于细胞因子检测的基于珠的多重测定的平均测定间方差系数(CV)为10%至14%(Dupont等,2005和Dossus等,2009),并且使用健康对照血清获得该测定中的分析物的相似平均CV(10.5%)。在每个25重测定中,复制孔的测定内精确度平均为<10%CV。
统计学分析。通过Wilcoxon匹配对检验比较急性发作前SLE患者和匹配的非急性发作患者或自身非急性发作样品之间的血浆介质浓度,并通过Benjamini-Hochberg程序(使用R版本2.15.3)使用错误发现率(FDR)对多重比较进行调整。通过Friedman检验来确定急性发作前患者、匹配的非急性发作患者或自身非急性发作样品与匹配的健康对照之间的差异,通过Dunn多重比较进行校正。除非另有说明,否则使用GraphPad Prism6.02(GraphPad Software,San Diego,CA)进行分析。
对于作为连续变量的可溶性介质数据的描述性分析,使用下式来计算Z评分:
见(Sokolove等,2012)。归一化值代表患有稳定疾病的SLE患者的平均值之上/之下的标准差。使用Z评分是因为细胞因子水平之间的不同大小和差异。在没有标准化的情况下,分析主要是数值差异而不是细胞因子水平的比较差异。
为了比较急性发作前与非急性发作SLE患者(在基线状态/疫苗接种之前)的炎症总体水平与急性发作时(疫苗接种之后)的疾病活动性之间的关系,根据先前用于类风湿性关节炎的方法,通过评估与急性发作时SELENA-SLEDAI疾病活动性相关的所有急性发作前52种血浆介质的累积贡献推导出可溶性介质评分(Hughes-Austin等,2012)。简单地说,对所有52种血浆分析物的浓度进行对数变换和标准化(使用所有SLE患者的平均值和SD)。每种分析物的Spearman系数由线性回归模型产生,该模型测试急性发作SELENA-SLEDAI疾病活动性评分与每种急性发作前可溶性介质之间的关联。通过相应的Spearman系数对转化和标准化的可溶性介质水平进行加权,并对总可溶性介质评分求和(Hughes-Austin等,2012)。通过产生权重,解释其与急性发作时疾病活动性评分的关联中差异最大的急性发作前炎性介质对评分的贡献最大,并因此对导致疾病急性发作的总体炎症水平的贡献最大。
实施例2-结果
在SLE疾病急性发作之前改变炎性介质和调节细胞因子。对该组群中的SLE患者进行纵向追踪并评价SELENA-SLEDAI疾病急性发作的证据。本发明人假设疾病活动性的临床变化是SLE患者已经失调的免疫系统中的扰动的结果。为了测试免疫失调的标志物是否可能在临床疾病急性发作之前,在流感疫苗接种之后检测到急性发作的28名EA SLE患者、疫苗接种之后至少12周未经历急性发作的匹配的SLE患者,以及匹配的健康个体中比较了52种可溶性分析物。所有SLE患者,有或没有随后的急性发作,在基线状态具有相似的SELENA-SLEDAI评分(通过Wilcoxon匹配对检验,3.8±3.7急性发作相对于2.6±3.2非急性发作[NF],p=0.2451)。
在基线状态和随访时,尽管来自抗原呈递细胞(APC)的细胞因子(包括IL-12、IL-5、IL-6和IL-23)水平显著更高,非急性发作SLE患者的T细胞介质水平与健康对照中的相似(图6A至C)。然而,在后来经历急性发作的那些人中,数种促炎介质(包括Th1-、Th2-和Th17-型细胞因子)的基线水平提高(图1A至G)(图1A至C,和补充表2)。具有即将发生的急性发作的患者也具有更高的IP-10、MCP-1和MCP-3(图1D)以及IL-8和可溶性ICAM-1的基线水平(图6H)。当与健康对照相比所有SLE患者中可溶性TNF受体TNFRI和TNFRII以及CD40L的水平均提高(图6E)时,与非急性发作患者相比,具有随后急性发作的患者中数种可溶性TNF超家族成员(包括TNFRI、TNFRII、TNF-α、Fas、FasL和CD40L)的基线水平显著更高(图1E和补充表2)。
与促炎介质相反,与具有随后急性发作的患者和健康对照相比,稳定的SLE患者中调节细胞因子更高。与具有随后急性发作的SLE患者(图1F)和健康对照(图6F)二者相比,在基线状态和随访时,12周内无急性发作的患者具有更高的调节细胞因子IL-10和TGF-β以及趋化因子SDF-1水平。此外,炎性(IL-1α和IL-1β)和调节性(IL-1受体拮抗剂;IL-1RA)IL-1家族细胞因子之间的平衡显著改变。IL-1受体拮抗剂(IL-1RA)下调IL-1介导的免疫激活,与IL-1受体I型(IL-1R1)结合并阻止IL-1的结合以及随后通过受体的信号传导(在Arend,2002中进行综述)。与非急性发作SLE患者相比,在急性发作前SLE患者中IL-1α和IL-1β的血浆水平显著更高(图1G和图6H),而与发生急性发作的SLE患者(图1G和补充表2)和健康个体(图6G)相比,非急性发作患者的血浆IL-1RA平均提高2至3倍。在急性发作前患者和匹配的健康对照中IL-1RA水平相似(图6G)。鉴于提高的循环IL-1RA:IL-1β比值将有利于抗炎状态(Arend 2002),与急性发作前SLE患者(图1G)和健康个体(图6G)相比非急性发作患者中IL-1RA:IL-1β比值分别提高平均2.5倍和3.2倍暗示了在稳定期的SLE中的抗炎状态作用。
在稳定期与急性发作前期之间,相同患者的血浆介质模式不同。在具有即将急性发作的28名患者中,有13名患者参加了多年的研究,并且有至少一个急性发作年份和一个非急性发作年份。与相同患者中观察到的非急性发作期相比,在急性发作之前基线SELENA-SLEDAI评分没有显著差异(3.0±4.3急性发作相对于2.9±2.0自身非急性发作[SNF],通过Wilcoxon匹配对检验,p=0.7065)。相反,并且与以上结果一致,数种炎性介质的水平在急性发作前期与非急性发作期之间变化(图2A至G,和补充表3)。与自身非急性发作和匹配的健康对照样品二者相比,即将发生的急性发作与Th1、Th2和Th17(图2A至C)型细胞因子提高相关(补充图2A至C)。此外,与疾病稳定期相比,在急性发作前期中血浆IP-10、MCP-1和MCP-3(图2D)以及IL-8和ICAM-1(图7H)的水平显著升高。健康对照与非急性发作期期间的SLE患者中T淋巴细胞分泌的IL-2、IFN-γ、IL-5、IL-13和Th17型细胞因子的水平相似(图7A至C),而与匹配的健康对照相比,在急性发作前期和非急性发作期二者中的SLE患者中APC分泌的IL-12和IL-6更高(图7A至C)。
在非急性发作期期间,SLE患者中可溶性TNF-α和Fas的水平与匹配的健康对照相似,而在不管即将发生的急性发作SLE患者中TNFRI、TNFRII、FasL和CD40L持续升高(图7F)。与疾病稳定期相比,急性发作前期的特征在于可溶性TNF-α和sFas提高以及TNFRI、TNFRII、FasL和CD40L进一步提高(图2E和补充表3)。在急性发作前期和非急性发作期期间,SDF-1的水平相似。在急性发作前期期间TGF-β显著降低,但IL-10水平的明显降低不显著(图2F)。与相同患者中的稳定期相比,IL-1β的显著急性发作前的提高和IL-1RA的降低导致IL-1RA:IL-1β比值降低2.7倍(图2G)。因此,当纵向追踪时,促炎和调节细胞因子的平衡改变在SLE急性发作之前。
并非所有炎性介质在急性发作之前都提高。在基线状态,与健康对照(图3A至B)和随访(数据未示出)相比,在SLE患者中BLyS和APRIL,支持B细胞存活、分化和自身抗体产生的TNFR超家族配体(Chu等,2009)提高。然而,在这项研究中,在急性发作前和非急性发作患者之间这些介质的水平没有差异。IL-15和IL-2Rα(CD25)以及MIG、MIP-1α和MIP1-β的水平在两组SLE患者之间也相似,并且在SLE患者中高于健康对照(图3A至B)。
加权的整体可溶性介质评分与即将发生的急性发作相关。尽管由于可溶性介质水平的反应的不同大小和差异,观察到SLE患者中单独的炎症与调节血浆介质之间存在差异,但是难以比较相对于其他测试的分析物每种介质对即将发生的急性发作状态的贡献。为了进行介质水平的标准化比较,计算每种分析物的z评分(图4A至B)。对急性发作前和非急性发作SLE患者进行比较(图4A),或者在急性发作前期和稳定期期间对相同患者进行比较(图4B)。炎性介质和调节介质的Z评分将具即将发生的疾病急性发作与非急性发作的SLE患者区别开。尽管适应性Th介质在正z评分的大小和百分比上是异质的,但是高百分比的急性发作前SLE患者具有针对这些介质,特别是IP-10和MCP-3的正z评分(图4A至B)。在TNFR超家族成员中,TNFRI、TNFRII和FasL在急性发作前SLE患者中以正z-评分的百分比最高。调节介质(包括IL-10和TGF-β)以及IL-1家族负调节剂IL-1RA的负z评分的百分比特别显著(图4A至B)。IL-1RA:IL-1β比值的高百分比的负z评分进一步强调了急性发作前的SLE患者的促炎状态。
为了确定急性发作前炎症和调节可溶性分析物与SLE疾病急性发作风险的相关性和相对贡献,本发明人基于先前描述的用于鉴定处于发生类风湿性关节炎的风险提高的个体的方法开发了组合的可溶性介质评分(Hughes-Austin等,2012)。该加权评分对那些在急性发作时与疾病活动性具有更强关联的急性发作前分析物产生更大的影响(补充表2至3,中心小组)。与匹配的、非急性发作患者或非急性发作期期间的相同患者相比,在具即将发生的急性发作的SLE患者中评估的52种急性发作前分析物中的28种,以及IL-1RA:IL-1β比值有显著改变(控制错误发现率后25/52显著;补充表2至3,最左侧小组)。
为了比较SLE患者之间的免疫失调的总体状态并评估即将发生的疾病急性发作的潜在风险,可溶性分析物评分是从对数变换和标准化的急性发作前可溶性介质水平的累积贡献获得的,所述可溶性介质水平通过各自在急性发作时的SELENA-SLEDAI疾病活动性评分的相关系数加权(Hughes-Austin等,2012)。这种方法的明显优点是它不需要切断每种细胞因子/趋化因子来建立阳性。可溶性介质评分将具有即将发生的急性发作的SLE患者与稳定患者(中值可溶性介质评分4.14[急性发作前]相对于-1.70[非急性发作],p<0.0001;表1A和图8A)以及与非急性发作期期间的相同患者区别开(中值可溶性分析物评分7.41[急性发作前]相对于-3.09[自身非急性发作],p=0.0002;表1B和图8B至C)。与稳定患者或相同患者的非急性发作期相比,急性发作前患者具有正的可溶性分析物评分的可能性分别为13.8或11.1倍(表1A至B)。
在第二组SLE患者中证实了整体可溶性介质评分和改变的炎性和调节性细胞因子。为了验证上述可溶性介质评分可以将具有即将发生的急性发作的SLE患者与独特的SLE患者或非急性发作期期间的相同SLE患者(纵向样品)区别开,选择31名SLE患者的确认组,所述患者具有疾病急性发作之前6或12周可获得的疾病活动性数据和血浆样品(13名急性发作前SLE患者相对于年龄(±5岁)/种族/性别匹配的非急性发作/NF SLE患者(表5A),以及18名急性发作前SLE患者相对于在相同SLE患者的可比较的非急性发作/SNF期期间的样品(表5B))。在验证组中,可溶性介质评分将具有即将发生的急性发作的SLE患者与稳定患者(中值可溶性介质评分7.41(急性发作前)相对于-8.46(非急性发作),p<0.0001;表5A和图12A),以及与中非急性发作期期间的相同患者(中值可溶性分析物评分4.09(急性发作前)相对于-4.01(自身非急性发作),p<0.0001;表5B和图12B至C)区别开。在验证组中,与稳定患者或者相同患者的非急性发作期相比,急性发作前患者具有正的可溶性分析物评分的可能性分别为729或164倍(表5A至B)。
类似于在急性发作前SLE患者的初始组中检测到可溶性介质改变,在急性发作前SLE患者的确认组中观察到炎性介质和调节介质的改变(相对于NF SLE患者或相同SLE患者中的SNF时间点,图9至11和图13至14)。无论是与NF SLE患者(图9、11和13)相比还是与相同SLE患者中的可比较SNF期(图10至11和14),在多种免疫途径中急性发作前SLE患者具有提高的可溶性介质,包括Th1(图9A、10A、13A和14A)、Th2(图9B、10B、13B和14B)、Th17(图9C、10C、13C和14C)、炎性趋化因子(图9D、图10D、13D和14D)和TNF-R超家族成员(图9E、10E、13E和14E)。此外,疾病稳定期期间的SLE患者(NF或SNF)具有更高的血浆调节介质(包括适应性调节介质IL-10和TGF-β(图9F、10F、13F和14F))水平。在确认组中,另外的固有介质(包括IFN-α、IFN-β和IL-1α)在急性发作前SLE患者中显著更高(与NF SLE患者相比(图13H),p<0.05,或者与SNF期期间的相同SLE患者相比(图14H),p<0.05)。与急性发作前SLE患者的初始组中的情况一样,在确认组中多个急性发作前可溶性介质与疾病急性发作时的疾病活动性相关(表6至7),并对将具有即将发生的急性发作的SLE患者与患有稳定疾病的SLE患者区别开的可溶性介质评分有显著贡献(表6至7)。
表1-可溶性介质评分与SLE疾病活动性之间的关联
表1-可溶性介质评分与SLE疾病活动性之间的关联
A-疫苗接种之后具有急性发作相对于非急性发作[NF]的SLE患者
B-发生急性发作相对于自身非急性发作(SNF)期的SLE患者
aWilcoxon匹配对检验(2尾)
b优势比(具有正或负可溶性分析物评分的急性发作相对于NF[或SNF]对象的#)
cFisher精确检验(2尾)
表2-在SLE和对照血浆中测试的可溶性介质
表3-急性发作与非急性发作SLE患者中的可溶性介质
急性发作前介质相对于SELENA-SLEDA评分
aWilcoxon匹配对检验(2尾);显著性值(p≤0.05)以黄色突出显示
b使用R版本2.15.3的Benjamini-Hochberg多重测试程序(错误发现率≤0.05);显著性值(q≤0.05)以黄色突出显示
cSpearman等级相关(Spearman rank correlation);显著性值(p<0.05)以蓝色突出显示
d优势比(具有正或负可溶性分析物评分组分值的急性发作相对于NF SLE患者的#)
eFisher精确检验(2尾);显著性值(p<0.05)以绿色突出显示
表4-急性发作与SNF SLE样品中的可溶性介质
急性发作前介质相对于SELENA-SLEDA评分
aWilcoxon匹配对检验(2尾);显著性值(p≤0.05)以黄色突出显示
b使用R版本2.15.3的Benjamini-Hochberg多重测试程序(错误发现率≤0.05);显著性值(q≤0.05)以黄色突出显示
cSpearman等级相关;显著性值(p<0.05)以蓝色突出显示
d优势比(具有正或负可溶性分析物评分组分值的急性发作相对于NF SLE患者的#)
eFisher精确检验(2尾);显著性值(p≤0.05)以绿色突出显示
N.D.=未确定
表5-SLE患者确认组中可溶性介质评分与SLE疾病活动性之间的关联
A-疫苗接种之后具有急性发作相对于非急性发作[NF]的SLE患者
B-发生急性发作相对于自身非急性发作(SNF)期的SLE患者
aWilcoxon匹配对检验(2尾)
b优势比(具有正或负可溶性分析物评分的急性发作相对于NF[或SNF]对象的#)
cFisher精确检验(2尾)
表6-急性发作与非急性发作SLE患者的确认组中的可溶性介质急性发作前介质相对于SELENA-SLEDA评分
aWilcoxon匹配对检验(2尾);显著性值(p≤0.05)以黄色突出显示
b使用R版本2.15.3的Benjamini-Hochberg多重测试程序(错误发现率≤0.05);显著性值(q≤0.05)以黄色突出显示
cSpearman等级相关;显著性值(p<0.05)以蓝色突出显示
d优势比(具有正或负可溶性分析物评分组分值的急性发作相对于NF SLE患者的#)
eFisher精确检验(2尾);显著性值(p<0.05)以绿色突出显示
表7-急性发作与SNF SLE样品的确认组中的可溶性介质
急性发作前介质相对于SELENA-SLEDA评分
aWilcoxon匹配对检验(2尾);显著性值(p≤0.05)以黄色突出显示
b使用R版本2.15.3的Benjamini-Hochberg多重测试程序(错误发现率≤0.05);显著性值(q≤0.05)以黄色突出显示
cSpearman等级相关;显著性值(p<0.05)以蓝色突出显示
d优势比(具有正或负可溶性分析物评分组分值的急性发作相对于NF SLE患者的#)
eFisher精确检验(2尾);显著性值(p<0.05)以绿色突出显示
实施例3-讨论
治疗SLE急性发作的延迟可能加剧慢性炎症,导致复发性疾病和终末器官损伤。SLE中的免疫失调可能在临床疾病之前发生,并且在一些情况下,低级别、阴燃的炎症可能持续一段时间,在不存在明显临床急性发作的情况下导致进行性器官损伤。该数据指向免疫应答的“阴阳”性质,其导致即将发生的疾病急性发作(炎症)或允许非急性发作期(调节)。在该研究中,在即将发生的急性发作之前,在几乎所有SLE患者中发现了脱落TNF受体和/或促炎性Th适应性途径细胞因子的升高水平(图5)。虽然主要的炎症途径对一部分患者来说是明显的,但大多数患者都有来自多种途径的炎性介质升高,这可能有助于解释患有活动性疾病的SLE患者中炎性介质的先前报道之间的变异性(Gomez等,2004;Tokano等,1999;Mok等,2010)。在这项研究中,调节因子在急性发作之前不太可能升高,这表明炎性介质和调节介质的平衡发生了改变。
在疾病急性发作之前显著更高的IL-1β和IL-1α水平以及更低的IL-1RA水平表明,固有细胞因子的下调降低可能有助于在SLE急性发作期间疾病活动性提高。另外,T调节细胞需要TGF-β和IL-10用于其发育和增殖(在Okamoto等,2011中进行综述)。在这项研究中,较低的TGF-β和IL-10水平与提高的炎症细胞因子可能反映疾病急性发作之前的时期中的主动调节失败。稳定的SLE患者中IL-10和TGF-β水平较高,表明这些细胞因子可能会具有邻近依赖性(context-dependent)调节作用。未来的研究将评估具有即将发生的急性发作的SLE患者是否具有不同数量或功能的T调节细胞(Alvarado-Sanchez等,2006;Bonelli等,2008)或者可能地对T调节细胞影响具有抗性的T-效应细胞(Vargas-Rojas等,2008)。
TNF-R超家族成员是邻近依赖性的配体-受体对组(Croft等,2013),并且在急性发作前SLE患者中本发明人检测到可溶性成员(包括TNF-α及其受体TNFRI和TNFRII,Fas和FasL以及CD40L/CD1 54)的水平显著升高。TNF-R家族成员的胞外域脱落通过ADAM(disntegrin和金属蛋白酶)家族成员的激活而发生,最显著的是ADAM-17(又名TNF-α转换酶(TACE)),其响应于细胞活化而被上调并被调节介质IL-10抑制。没有即将发生的疾病急性发作的SLE患者具有较高的血浆IL-10水平可以解释其可溶性TNF-R家族成员的水平显著降低。此外,TNFRI和TNFRII脱落表明在具有即将发生的急性发作的SLE患者中对细胞活化的反应性过程。在多种细胞类型上可溶性TNF-α主要与TNFRI相互作用(Croft等,2013)。通过膜性TNF-α最佳激活的TNFRII(Croft等,2013)降低了T效应细胞的激活阈值,同时有助于T调节细胞的抑制功能(Chen和Oppenheim 2011),部分来自TNFRII脱落(Van Mierlo等,2008)。
虽然个体标志物可能不普遍与急性发作的发生相关,但炎性介质和调节介质之间的总体平衡可能是即将发生的急性发作的预测因子。虽然不同的急性发作前的可溶性血浆介质在急性发作的SLE患者中发生显著改变、与疾病急性发作时的疾病活动性相关,和/或特别有助于提高疾病急性发作的可能性(表2至3和表6至7),但在该研究中开发的归一化、加权的可溶性炎性介质评分增强了辨别对具有即将发生的急性发作的SLE患者中的下游临床后遗症有显著贡献的因素的能力(表1和表5以及图8A至C和图12A至C)。当对处于疾病急性发作风险之中的SLE患者群体进行比较时,将来自不同群体的数据进行归一化带来了假阳性或假阴性结果的风险。因此,可能需要进一步研究异常值以及如何识别它们。对SLE患者纵向使用的组合介质评分的未来细化还必须解决可能扰乱免疫调节的现实参数例如药物治疗方案、感染或疫苗接种的影响。本发明人先前证明该疫苗接种组群中的急性发作率与非疫苗接种组群研究相似(Crowe等,2011),并且其他人已经证明具有疫苗接种的急性发作率没有提高(Mok等,2013和Abu-Shakra等,2000)。此外,本发明人发现在疫苗接种之后6或12周时急性发作的SLE患者中,急性发作前(疫苗接种之前)与急性发作(随访)时间点之间的可溶性介质的差异有限。
如果较大的前瞻性研究验证了该方法,则优化的介质评分可以成为实验性SLE试验和狼疮临床护理中的有价值的预后工具。对于患有稳定疾病和相对低的即将发生的急性发作风险的SLE患者,降低具有显著副作用的治疗可能是相对安全的。根据个体患者的综合临床图像,早期发现SLE急性发作的风险可以促进更密切的监测、预防性治疗或将临床试验纳入与介质评分中改变的途径相关的靶向生物学。将来,关键性急性发作途径的慢性抑制和/或调节途径的提高可能促进较长的缓解期,随着时间的推移器官损伤的累积降低,以及SLE患者的更好的生活质量。
根据本公开内容,无需过度实验即可制备和实施本文公开和要求保护的所有组合物和方法。尽管按照一些优选实施方案描述了本发明的组合物和方法,然而对于本领域技术人员明显的是,可以对本文所述组合物和/或方法以及方法的步骤或步骤的顺序进行改变,而不脱离本发明的理念、精神和范围。更具体地,明显的是,可用化学和生理学二者相关的某些试剂替代本文中所述的试剂,同时将获得相同或相似的结果。对于本领域技术人员显而易见的所有此类相似的替代和修改都被视为在由所附权利要求书限定的本发明的精神、范围和概念内。
VII.以上实施例的参考文献
以下参考文献通过引用特定地并入本文,在某种程度上,其提供了补充本文中所述的那些的示例性过程或其他细节。
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实施例4:在非洲裔美国人系统性红斑狼疮患者中引起疾病急性发作的途径
概述
系统性红斑狼疮(SLE)中的免疫失调有助于提高疾病活动性。非洲裔美国人(AA)SLE患者的疾病急性发作和终末器官损伤并发症的患病率提高,导致发病率和早期死亡率提高。我们先前报道了欧洲裔美国人(EA)SLE患者在疾病急性发作之前炎症和调节免疫介质水平的改变。在目前的研究中,我们评估了在基线评估之后6或12周发生SELENA-SLEDAI定义的急性发作的AA SLE患者中的52种可溶性介质(包括固有的、适应性、趋化因子和TNF超家族成员)的基线和随访血浆水平。在可比较的临床稳定期期间将这些患者与他们自身(SNF,n=18),或者与没有即将发生的疾病急性发作的人口统计学匹配的SLE患者(NF,每组n=13)进行比较。我们在基线状态观察到34种可溶性介质的显著(q<0.05)改变,其中固有细胞因子(IL-1α和I型干扰素[IFN])和适应性细胞因子(Th1-、Th2-和Th17-型)二者,以及在临床疾病急性发作之前数周IFN相关趋化因子和可溶性TNF超家族成员的水平提高。相比之下,稳定的SLE患者表现出调节介质IL-10(q≤0.0045)和TGF-β(q≤0.0004)的水平提高。因为异质免疫途径在临床疾病急性发作之前被改变,我们开发了包封测试的介质的可溶性介质评分。该评分是在基线(急性发作前)评估的所有对数变换的、标准化的可溶性介质水平的总和,通过它们的Spearman相关系数加权以与同时急性发作时的SELENA-SLEDAI评分相关。尽管基线SELENA-SLEDAI评分在急性发作与NF(p=0.7214)和SNF(p=0.5387)之间相似,但在急性发作前SLE患者中SMS显著较高(急性发作相对于NF或SNF,p<0.0001)。通过捕获与SLE发病机制相关的炎性介质与调节介质之间平衡的改变,可溶性介质评分近似于SLE患者的免疫状态,并提供对即将发生的疾病急性发作的稳健的预测指标。
引言
系统性红斑狼疮(SLE)是以慢性免疫失调为特征的原型自身免疫病[1]。SLE中的疾病活动性通常是盛衰不定的(wax and wane),由经验证的临床工具来定义急性发作,包括红斑狼疮国家评估中的雌激素的安全性-SLE疾病活动指数[2])。尽管改善了治疗方案和疾病结果[3],但SLE患者每年可能经历平均1.8次疾病急性发作[4],需要使用快速作用的潜在毒性药剂,例如皮质类固醇。
预测即将发生的疾病急性发作的能力将允许早期治疗以减轻或预防有助于SLE患者的发病率和早期死亡率提高的急性发作相关的器官损伤[5],同时还可能改善SLE患者的生活质量[6]。这对频繁经历更具侵袭性的病程的非洲裔美国人(AA)SLE患者特别有用。AASLE患者面临发生不可逆的器官系统受累(包括永久性CNS、肺部和心血管损伤[7-10]、狼疮肾炎以及终末期肾病[11])的风险提高,以及与欧洲裔美国人(EA)患者相比,SLE相关死亡率提高3倍[12]。
多种炎性介质和调节介质参与SLE发病机制和疾病急性发作,包括固有细胞因子[13]和适应性细胞因子[14]、趋化因子[15],以及由活化的免疫细胞表达的可溶性受体[16,17]的改变调节。由于不同的免疫途径影响SLE患者群体的疾病活动性,可能需要综合免疫介质小组来监测免疫功能和急性发作风险。在类风湿性关节炎(RA)中就是这种情况,其中已经鉴定了12种RA相关的可溶性介质的小组,其允许快速、可靠和客观地评估关节损伤风险和对治疗的响应[18]。在EA SLE患者中,我们先前已经表明多种免疫介质在疾病急性发作之前的至多12周内发生显著变化,并且整合52种细胞因子和趋化因子的血浆水平的可溶性介质评分(SMS)准确地识别EA SLE患者中即将发生的疾病急性发作[19]。在目前的研究中,我们探索了在SLE疾病急性发作的临床症状之前可能失调的炎症和调节性可溶性介质,并测试了在AA SLE患者中SMS区分即将发生的疾病急性发作的能力。
材料和方法
研究群体
实验按照赫尔辛基宣言进行,并通过俄克拉荷马医学研究基金会和俄克拉荷马大学健康科学中心的机构审查委员会批准。在书面知情同意后,研究参与者参加了SLE流感疫苗接种组群[20]。将具有基线评估之后6或12周疾病急性发作AA SLE患者(符合≥4ACR分类标准[20])(急性发作,n=13)按年龄(±5岁)、种族、性别和疾病评估时间与患有稳定疾病13名患者(非急性发作,NF)和13名健康对照(HC)进行匹配。将来自18名AA急性发作前SLE患者的样品(急性发作)与从在基线评估之后6或12周没有相关的SELENA-SLEDAI急性发作的不同年份的相同个体抽取的样品(自身非急性发作,SNF)以及按年龄(±5岁)、种族和性别进行匹配的18名健康对照进行比较。
临床数据和样品收集
如先前所述[20]收集人口统计学和临床信息,包括对流感疫苗接种的体液应答、药物使用、临床实验室值、疾病活动性和SELENA-SLEDAI[2]定义的急性发作(表A1)。在基线(疫苗接种之前)评估SELENA-SLEDAI疾病活动性,并在疫苗接种之后6周和12周(随访)再次评估。通过施用SELENA-SLEDAI疾病活动性仪器来评估系统受累的存在,包括涉及以下的疾病表现的存在:中枢神经系统(CNS;惊厥、精神病、器质性脑综合征、视觉障碍、颅神经病症或狼疮头痛)、血管炎、关节炎、肌炎、肾炎(尿管型、血尿、蛋白尿或脓尿)、皮肤黏膜损伤(皮疹、脱发或黏膜溃疡)、浆膜炎(胸膜炎或心包炎)或血液学表现(补体低、DNA结合提高、发热、血小板减少或白细胞减少)[2]。在基线(疫苗接种之前)以及随访(疫苗接种之后)的6周和12周从每个参与者收集血液样品。将血浆样品储存在-20℃直至测定时间。对新鲜解冻的样品进行测定。
可溶性介质和自身抗体特异性的测量
使用经验证的基于珠的多重测定或ELISA(BLyS和APRIL)检查血浆可溶性介质(n=52,补充表1至2),包括细胞因子、趋化因子和可溶性受体[21]。在Bio-Rad BioPlex阵列系统(Bio-Rad Technologies,Hercules,CA)上分析数据,每个样品/分析物的下边界为100个珠。从5参数逻辑非线性回归标准曲线内插每种分析物的中值荧光强度。低于检测限的分析物被指定为0.001pg/mL的值。通过AssayCheXTM QC微球(Radix BioSolutions,Georgetown,TX,USA)评估良好特异性的有效性,以评估非特异性结合。在每个平板上包括已知的对照血清(Cellgro人AB血清,Cat#2931949,L/N#M1016)。先前已经显示用于细胞因子检测的基于珠的多重测定的平均测定间方差系数(CV)为10%至14%[22,23],并且使用健康对照血清获得该测定中的分析物的相似平均CV(10.5%)。在每个25重测定中,复制孔的测定内精确度平均为<10%CV。
使用BioPlex 2200多重系统(Bio-Rad Technologies,Hercules,CA)筛选血浆样品的自身抗体特异性。BioPlex 2200ANA试剂盒使用荧光染色磁珠用于同时检测11种自身抗体特异性水平,包括对dsDNA、染色质、核糖体P、Ro/SSA、La/SSB、Sm、Sm RNP复合物、RNP、Scl-70、着丝粒B和Jo-1的反应性[24]。在本研究中使用dsDNA、染色质、Ro/SSA、La/SSB、Sm、Sm/RNP复合物和RNP的SLE相关自身抗体特异性用于分析。抗dsDNA(IU/mL)具有先前确定的10IU/mL的正截止值;制造商报告了抗体指数(AI)值(范围为0至8)以反映具有AI=1.0的正截止值的每种其他自身抗体特异性的荧光强度。AI标度是相对于制造商提供的校准物和对照样品进行标准化的。
统计学分析
通过Wilcoxon匹配对检验比较具有即将来临的疾病急性发作的AA SLE患者和匹配的NF SLE患者或SNF期的基线SELENA-SLEDAI评分和血浆可溶性介质浓度。通过Friedman检验和Dunn多重比较来比较急性发作前SLE患者、匹配的NF或SNF样品以及匹配的HC样品之间的基线状态和随访时的血浆介质浓度。通过Spearman等级相关,将基线血浆介质浓度与急性发作/NF和急性发作/SNF样品中的急性发作(随访)时的SELENA-SLEDAI评分相关。除非另有说明,否则使用GraphPad Prism 6.02(GraphPad Software,San Diego,CA)进行分析。
开发可溶性介质评分(SMS)计算以比较在随访时(急性发作)与疾病活动性相关的急性发作前期与非急性发作期中的基线状态炎症的总体水平。对于急性发作前与独特的、人口统计匹配的非急性发作SLE患者(NF)以及对于相同患者(SNF)中急性发作前期与非急性发作期的SMS计算,遵循先前用于类风湿性关节炎[25]和EA SLE患者[19]的方法,总结了在基线状态(急性发作前或非急性发作时间点,补充表1至2,左栏)评估的所有52种血浆介质的失调,通过它们与随访时的SELENA-SLEDAI疾病活动性(补充表1至2,中心小组)的相关性加权。对于每个比较组(急性发作相对于NF,或急性发作相对于SNF),如下计算SMS:1.对于每名SLE患者,将所有52种基线血浆介质的浓度加上IL-1RA:IL-1β比值[26]进行对数变换。2.对每名SLE患者的每个对数变换的可溶性介质水平(加上IL-1RA:IL-1β比值)进行标准化:(观察值)-(评估的所有SLE患者的平均值[急性发作和NF,或急性发作和SNF])/(评估的所有SLE患者的标准差[急性发作和NF,或急性发作和SNF])。3.由线性回归模型产生Spearman系数,该模型测试每名SLE患者随访时的SELENA-SLEDAI疾病活动性评分与基线状态每个可溶性介质的SELENA-SLEDAI疾病活动性评分之间的关联(Spearman r,补充表A1至2,中心小组);4.通过其各自的Spearman系数(Spearman r,补充表1至2,中心小组)对基线状态的变换和标准化的可溶性介质水平进行加权(乘)。最好地区分急性发作前与NF或SNF患者的可溶性介质最显著地有助于了SMS(补充表1至2(右图)。5.对于每名患者,将52种可溶性介质中的每种的对数变换、标准化和加权的值和IL-1RA:IL-1β比值(补充表1至2,左栏)相加以计算总SMS。
通过Wilcoxon匹配对检验比较具有即将来临的疾病急性发作的AA SLE患者和匹配的NF SLE患者或SNF期之间的SMS。确定每种可溶性介质对SMS的正面或负面贡献的能力的优势比(OR),以及急性发作前或非急性发作SLE患者分别具有正或负的SMS的可能性的优势比。每个OR的显著性由Fisher精确检验确定。通过Benjamini-Hochberg程序(使用R版本2.15.3)使用错误发现率调整P值以进行多重比较。
结果
3.1即将发生的疾病急性发作之前,炎性介质提高并且调节介质降低
AA SLE患者具有与增强的自身抗体产生有关的提高的疾病严重性[7,8,27,28]。根据我们之前的研究,其中在患有即将来临的疾病急性发作的EA SLE患者中发生免疫改变[19],我们假设AA SLE患者在SELENA-SLEDAI定义的疾病急性发作之前也表现出提高的免疫失调。与人口统计学匹配的非急性发作(NF)患者相比(n=13名急性发作相对于13名NF),或者与相当的稳定疾病活动性期的相同患者(n=18名急性发作相对于18名自身非急性发作;SNF)相比,在基线评估之后6或12周经历疾病急性发作的AA SLE患者的血浆样品中对可溶性介质(包括固有和适应性细胞因子、趋化因子和可溶性TNF超家族成员)进行评估。无论是比较急性发作与匹配的NF患者(图15和补充表1,左侧小组)还是相同患者中的急性发作与SNF期(图16和补充表2,左侧小组),在急性发作前组中评估的52种可溶性介质中的34种的基线/急性发作前水平显著更高。急性发作组中免疫介质的血浆水平提高包括固有途径例如IL-1α和I型干扰素([IFN]-β),以及适应性途径例如Th1相关介质(IL-12(p70)和可溶性IL-2Rα)和Th17相关介质(IL-6、IL-17A和IL-21)(图15A至C和图16A至C)。与提高的促炎介质水平一致,急性发作组表现出显著更低的调节介质TGF-β水平(图15D和16D)。此外,具有即将发生的急性发作的患者具有显著更高的IFN相关趋化因子(MCP-1、MCP-3、MIG、IP-10和MIP-1β,图15E和16E)和可溶性肿瘤坏死因子(TNF)超家族成员(包括CD40L和TRAIL)(图15F和16F)水平。值得注意的是,具有即将发生的急性发作的患者也具有提高的细胞因子干细胞因子水平(SCF;图15G和16G)。无论是比较急性发作与匹配的NF SLE患者(补充表1,左栏),还是比较相同SLE患者中急性发作与SNF期(补充表2,左栏),在即将发生的疾病急性发作前之前BLyS和APRIL水平都没有改变。此外,BLyS和APRIL水平在整个研究期间保持一致(补充表3)。这些数据表明,在AA SLE患者中免疫失调发生在临床疾病急性发作之前。此外,可溶性介质水平从基线至随访没有显著变化(图18至19),表明这种免疫失调在临床急性发作期间持续存在。
3.2急性发作前的介质水平与随后临床急性发作时的疾病活动性相关
我们接下来评价在急性发作前与非急性发作的AA SLE患者中基线状态显著改变的介质是否与同时急性发作时的随访SELENA-SLEDAI疾病活动性相关(表A2,左侧小组,和补充表1至2,中心小组)。即使在调整多重比较后,数种免疫介质的基线急性发作前水平与AA SLE患者中同时急性发作时的临床疾病活动性相关。在随访(急性发作)但不在基线状态(急性发作前,补充表4)的SELENA-SLEDAI评分与固有(IL-1α)和适应性(Th1和Th17)介质,以及趋化因子(IL-8/CXCL8,IFN相关趋化因子MCP-3/CCL7、MIG/CXCL9、IP-10/CXCL10和黏附分子、ICAM-1),TNF超家族成员(sCD40L和TRAIL))和促炎介质SCF的基线(急性发作前)水平提高相关。相反,同时急性发作(随访)时的SELENA-SLEDAI评分与调节介质TGF-β的基线水平降低相关(表A2,左侧小组,和补充表1至2,中心小组)。这些研究结果表明,AA SLE患者的免疫失调与即将发生的临床疾病急性发作之间可能存在直接联系。
3.3可溶性介质评分区分AA SLE患者中即将发生的疾病急性发作
基线状态的临床疾病活动性(量化为SELENA-SLEDAI评分)在急性发作和NF SLE患者之间没有显著差异(图17A),在相同AA SLE患者中的急性发作和SNF期之间也没有显著差异(图17B)。同样,在基线状态,急性发作和NF患者或SNF期之间的狼疮相关自身抗体特异性、药物使用和ESR水平的存在均不显著(表A1)。仅在随访时,SELENA-SLEDAI确实显著区分了急性发作(7.3±2.9)与NF(2.9±3.0)SLE患者(p=0.0002),或者相同SLE患者的急性发作(8.4±6.2)与SNF(4.1±3.7)期(p=0.0020;表A1),包括在急性发作与NF患者中SELENA-SLEDAI黏膜皮肤症状的显著提高(p=0.0414;表A1)。
鉴于EA SLE患者中在临床疾病急性发作之前多种免疫途径的显著改变,我们先前开发了可溶性介质评分(SMS)以总结个体患者中的免疫失调,比较急性发作前与独特的、人口统计学匹配的非急性发作SLE患者,以及相同SLE患者中的急性发作前与非急性发作期的疾病活动性[19]。不是要求每个可溶性介质的正截止值,而是使用基于其与随访时(临床急性发作时)的疾病活动性的相关性加权的每个基线(急性发作前)可溶性介质(和IL-1β:IL-1RA比值[26])的对数变换的归一化水平来计算SMS。每种分析物的加权、对数变换、归一化的水平的总和产生整体SMS(有关详细信息,参见材料和方法)。我们将针对EA SLE患者开发的相同SMS过程[19]应用于当前研究中的AA SLE患者的基线/急性发作前数据(图20A至B)。与NF SLE患者相比,AA急性发作中的SMS显著更高(中位SMS 7.41[急性发作]相对于-8.46[NF];OR,729[95%CI,13.4至13518];p<0.0001,图17C和表A3),在区分具有即将来临的急性发作的AA SLE患者与患有稳定疾病的那些中表现出高敏感性(1.0)和特异性(1.0)(AUC=1,p<0.0001,图20C)。类似地,比较相同AA SLE患者中的急性发作前和SNF期,SMS能够以高敏感性(1.0)和特异性(0.8889,AUC=0.9907,p<0.0001,图20D)区分急性发作与SNF。所有18名患者在疾病急性发作之前均表现出较高的SMS评分,平均SMS增长为8.0±3.0(SD),高于SNF期的(中值SMS 4.09[急性发作]相对于-4.01[SNF];OR,164[7.8至3425];p<0.0001,图17D和表A3)。许多固有、适应性、趋化因子和TNF超家族介质的急性发作前水平的显著差异,加上它们在同时急性发作时的未来疾病活动性的显著相关性,导致这些不同的介质对SMS的显著贡献(表A2,右侧小组,和补充表1至2,右侧小组)。此外,当来自AASLE患者(当前研究)的可溶性介质水平与来自EA SLE患者的可溶性介质水平合并时[19],SMS区分出跨越种族的具有即将发生的疾病急性发作的SLE患者(图21)。与EA SLE患者类似[19],发现急性发作前AA SLE患者Thl7型适应性介质(例如IL-6、IL-17A和IL-21)、IFN相关趋化因子(例如MCP-1/CCL2、MCP-3/CCL7和IP-10/CXCL10)和显著有助于SMS的TNF超家族介质(例如FasL、CD40L和TNFRII)的水平升高(补充表1至2和[19])。与具有有助于EA SMS的固有IL-1家族成员发生显著改变的急性发作前EA SLE患者[19]不同,AA患者的有助于AA SMS的固有I型IFN水平升高(补充表1至2)。这些数据支持SMS通过整合急性发作前免疫失调的异质性来区分具有即将发生的疾病急性发作的AASLE患者的能力。
我们基于独特的、人口统计学匹配的急性发作与非急性发作(NF)SLE患者(图22、24和26)以及相同SLE患者中的急性发作与SNF期(图23、25和27)将SMS计算进一步简化为单个等式。利用当前研究中来自AA患者的可溶性介质数据(图22至23),我们发现简化的SMS显著(p<0.0001)区分了急性发作与NF(图22)以及急性发作与SNF(图23)。在我们最初的研究中利用来自EA SLE患者的可溶性介质数据[19],我们继续看到相同SLE患者中急性发作和NF(图24)以及急性发作与SNF之间的显著差异(p<0.0001)(图25)。最后,如果我们利用来自组合的EA和AA SLE患者群体的可溶性介质数据来简化SMS计算,我们继续看到急性发作和NF SLE患者之间(图26),以及相同SLE患者中的急性发作与SNF期(图27)的高度显著分化(p<0.0001)。另外,来源于组合的EA和AA SLE患者可溶性介质数据的SMS评分类似于单独通过单一种族计算的每名SLE患者的SMS评分(图22至27,图B)。
讨论
主动方法可用于控制SLE中的免疫失调。经验证的疾病活动性临床工具,例如SELENA-SLEDAI,评估和衡量每个器官系统内体征和症状的变化,并且是临床疾病活动性的可靠措施[1]。然而,在不受控制的炎症导致组织累积和永久性终末器官损伤之后可检测到临床疾病急性发作,这可导致AA SLE患者的发病率和早期死亡率提高。本研究通过证明AASLE患者在临床急性发作之前表现出炎症提高的模式并在疾病活动性稳定期期间显示出增强的调节状态,来扩展了我们在EA SLE患者中的早期发现。此外,通过改变的急性发作前免疫介质提供的SMS具有高敏感性和特异性,用于区分具有即将发生的急性发作的AA SLE患者。
结论
来自我们当前研究的数据表明,在急性发作前狼疮患者中促炎性固有、适应性和TNF家族介质升高,而在患有稳定疾病的AA SLE患者中调节介质升高。
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表格
表A1.非洲裔美国人(AA)SLE患者的人口统计学和临床表征
a在随访时(基线之后6或12周)具有即将发生的SELENA-SLEDAI定义的疾病急性发作的AA SLE患者相对于在相同时间段内未经历疾病急性发作的种族、性别和年龄(±5岁)匹配的SLE患者
b在随访时(基线之后6或12周)具有即将发生的疾病SELENA-SLEDAI定义的疾病急性发作的AA SLE患者相对于在研究的年份期间没有疾病急性发作的相同SLE患者(自身非急性发作;SNF)
c通过配对t检验确定的统计学显著性
d通过Fisher精确检验确定的统计显著性;P≤0.05
e免疫抑制剂=硫唑嘌呤,霉酚酸酯,环磷酰胺
f由Wilcoxon匹配对检验确定的统计学显著性
g等级(Bmax,Ka,HA抑制)总和
表A2.基线可溶性介质与随访(FU)评估时的SELENA-SLEDAI评分相关,并且显著有助于急性发作与非急性发作(NF)SLE患者中的可溶性介质评分(SMS)
a基于评估的52种介质的错误发现率进行调整的P值;q≤0.05
b优势比(具有对SMS有正或负贡献的急性发作相对于NF对象的#)
c通过Fisher精确检验确定的统计学显著性
表A3.AA患者中可溶性介质评分与SLE疾病活动性之间的关联
a通过Wilcoxon匹配对检验确定的统计学显著性
b优势比(具有正或负可溶性介质评分[SMS]的急性发作相对于NF[或SNF]对象的#)
c通过Fisher精确检验确定的统计学显著性
补充表1-AA急性发作与NF SLE患者中的可溶性介质
aWilcoxon匹配对检验;显著性值(p≤0.05)以黄色突出显示
b使用R版本2.15.3的Benjamini-Hochberg多重测试程序(错误发现率≤0.05);显著性值(q≤0.05)以黄色突出显示
cSpearman等级相关;显著性值(p≤0.05)以蓝色突出显示
d使用R版本2.15.3的Benjamini-Hochberg多重测试程序(错误发现率≤0.05);显著性值(q≤0.05)以蓝色突出显示
e优势比(具有正或负可溶性介质评分组分[SMS]组分值的急性发作相对于NF SLE患者的#)
fFisher精确检验;显著性值(p≤0.05)以绿色突出显示
g使用R版本2.15.3的Benjamini-Hochberg多重测试程序(错误发现率≤0.05);显著性值(q≤0.05)以绿色突出显示
BL=基线;FU=随访
补充表2-AA急性发作与SNF SLE样品中的可溶性介质
aWilcoxon匹配对检验;显著性值(p≤0.05)以黄色突出显示
b使用R版本2.15.3的Benjamini-Hochberg多重测试程序(错误发现率≤0.05);显著性值(q≤0.05)以黄色突出显示
cSpearman等级相关;显著性值(p≤0.05)以蓝色突出显示
d使用R版本2.15.3的Benjamini-Hochberg多重测试程序(错误发现率≤0.05)
e优势比(具有正或负可溶性介质评分[SMS]组分值的急性发作相对于SNF SLE患者的#)
fFisher精确检验;显著性值(p≤0.05)以绿色突出显示
g使用R版本2.15.3的Benjamini-Hochberg多重测试程序(错误发现率≤0.05);显著性值(q≤0.05)以绿色突出显示
BL=基线;FU=随访
补充表3.AA急性发作与NF/SNF SLE样品中基线(BL)状态和随访(FU)时的BLyS和APRIL
补充表4.基线可溶性介质水平与基线SELENA-SLEDAI评分的相关性
aSpearman等级相关
b使用R版本2.15.3的Benjamini-Hochberg多重测试程序(错误发现率≤0.05)

Claims (33)

1.用于确定系统性红斑狼疮(SLE)患者将发生急性发作事件的可能性的方法,其包括:
(a)获得与来自所述患者的血液、血清、血浆或尿样品相关的数据集,其中所述数据集包含代表细胞因子和分子的蛋白质表达水平值的数据;
(b)评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中各至少一种细胞因子的蛋白质表达水平的数据集,其中(i)是选自IL-1α、IL-1β、IFN-α、IFN-β、G-CSF、IL-7和IL-15的固有型细胞因子,(ii)是选自IL-2、IL-12和IFN-γ的Th1型细胞因子,(iii)是选自IL-4、IL-5和IL-13的Th2型细胞因子,并且(iv)是选自IL-6、IL-17A、IL-21和IL-23的Th17型细胞因子,
(c)评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中各至少两种分子的蛋白质水平的数据集,其中(v)是选自IL-8、IP-10、RANTES、MCP-1、MCP-3、MIP-1α、MIP-1β、GRO-α、MIG、嗜酸性粒细胞趋化因子、ICAM-1和E选择素的趋化因子/黏附分子,(vi)是选自TNF-α、TNFRI、TNFRII、TRAIL、Fas、FasL、BLyS、APRIL和NGFβ的TNFR超家族成员分子,(vii)是选自IL-10、TGF-β、SDF-1和IL-IRA的调节介质分子,并且(viii)是选自LIF、PAI-1、PDGF-BB、瘦蛋白、SCF和IL-2RA的SLE介质分子;以及
(d)通过将代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生指示急性发作事件可能性的评分来确定所述患者将发生所述急性发作事件的可能性,其中相比于对照更高的评分指示所述患者很可能会发生所述急性发作事件,并且任选地,其中当固有、Th1、Th2、Th17型细胞因子,趋化因子/黏附分子,TNFR超家族成员分子和SLE介质分子中的大多数相对于对照升高并且至少一种调节介质分子相对于对照降低时,SLE患者很可能会发生所述急性发作事件,其中所述对照来源于稳定的SLE患者。
2.根据权利要求1所述的方法,其还包括在确定所述患者很可能会发生急性发作事件之后向所述SLE患者施用治疗,其中所述治疗包括以下的至少一种:羟氯喹(HCQ)、贝利木单抗、非固醇类抗炎药、类固醇和/或改善疾病的抗风湿药(DMARD)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法,其中将代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子,任选地,其中将代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,任选地,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中评估包括免疫学检测,任选地,其中免疫学检测包括流式细胞术、ELISA、RIA或Western印迹,或者其中免疫学检测包括基于珠的多重测定。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子,任选地,其中将代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,任选地,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
7.根据权利要求5所述的方法,其中获得与所述样品相关的数据集包括获得所述样品并对所述样品进行处理以实验确定所述数据集;或者,其中获得与所述样品相关的数据集包括从已对所述样品进行处理以实验确定所述数据集的第三方接收所述数据集。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子,并且评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其还包括进行以下的一种或更多种:对所述患者的SLEDA指数分析,在来自所述患者的样品中的抗核抗体(ANA)测试和/或在来自所述患者的样品中的抗可提取的核抗原(抗ENA)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述评分是可溶性介质评分。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其还包括对所述患者进行治疗。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述对照来源于来自稳定期期间的相同患者的样品。
13.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述对照是从确定为稳定的不同SLE患者获得的预先确定的平均水平。
14.用于评估SLE患者中蛋白质表达水平的方法,其包括:
(a)从所述SLE患者获得血液、血清或血浆样品;
(b)评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中各至少一种细胞因子的蛋白质表达水平,其中(i)是选自IL-1α、IL-1β、IFN-α、IFN-β、G-CSF、IL-7和IL-15的固有型细胞因子,(ii)是选自IL-2、IL-12和IFN-γ的Th1型细胞因子,(iii)是选自IL-4、IL-5和IL-13的Th2型细胞因子,并且(iv)是选自IL-6、IL-17A、IL-21和IL-23的Th17型细胞因子;以及
(c)评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中各至少两种分子的蛋白质表达水平,其中(v)是选自IL-8、IP-10、RANTES、MCP-1、MCP-3、MIP-1α、MIP-1β、GRO-α、MIG、嗜酸性粒细胞趋化因子、ICAM-1和E选择素的趋化因子/黏附分子,(vi)是选自TNF-α、TNFRI、TNFRII、TRAIL、Fas、FasL、BLyS、APRIL和NGFβ的TNFR超家族成员分子,(vii)是选自IL-10、TGF-β、SDF-1和IL-1RA的调节介质分子,并且(viii)是选自LIF、PAI-1、PDGF-BB、瘦蛋白、SCF和IL-2RA的SLE介质分子。
15.根据权利要求14所述的方法,其中评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的方法,其中评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法,其中评估包括免疫学检测。
18.根据权利要求17所述的方法,其中免疫学检测包括流式细胞术、ELISA、RIA或Western印迹。
19.根据权利要求17所述的方法,其中免疫学检测包括基于珠的多重测定。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法,其中评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子,并且评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的方法,其还包括通过将代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生指示急性发作事件可能性的评分来确定所述患者将发生所述急性发作事件的可能性,其中相比于对照更高的评分指示所述患者很可能会发生所述急性发作事件,并且任选地,其中当固有、Th1、Th2、Th17型细胞因子,趋化因子/黏附分子,TNFR超家族成员分子和SLE介质分子中的大多数相对于对照升高并且至少一种调节介质分子相对于对照降低时,SLE患者很可能会发生所述急性发作事件,其中所述对照来源于稳定的SLE患者。
22.根据权利要求21所述的方法,其还包括在确定所述患者很可能会发生急性发作事件之后向所述SLE患者施用治疗,其中所述治疗包括以下的至少一种:羟氯喹(HCQ)、贝利木单抗、非固醇类抗炎药、类固醇和/或改善疾病的抗风湿药(DMARD)。
23.根据权利要求21或权利要求22所述的方法,其中将代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
24.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子,任选地,其中将代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,任选地,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
25.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中评估包括免疫学检测,任选地,其中免疫学检测包括流式细胞术、ELISA、RIA或Western印迹,或者其中免疫学检测包括基于珠的多重测定。
26.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子,任选地,其中将代表所述蛋白质水平的经评估数据进行组合以产生评分是由算法执行的数学组合,任选地,其中所述算法选自图26和27,20、21、22、23、24、25、26、27中所示的算法或其任意组合,任选地,其中所述数学组合在计算机上执行,任选地,其中所述数学组合是执行图26和27中所示算法的组合。
27.根据权利要求25所述的方法,其中获得与所述样品相关的数据集包括获得所述样品并对样品进行处理以实验确定所述数据集;或者,其中获得与所述样品相关的数据集包括从已对所述样品进行处理以实验确定所述数据集的第三方接收所述数据集。
28.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中评估来自(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一项中的每一种细胞因子,并且评估来自(v)、(vi)、(vii)和(viii)的每一项中的每一种分子。
29.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其还包括进行以下的一种或更多种:对所述患者的SLEDA指数分析,在来自所述患者的样品中的抗核抗体(ANA)测试和/或在来自所述患者的样品中的抗可提取的核抗原(抗ENA)。
30.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述评分是可溶性介质评分。
31.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其还包括对所述患者进行治疗。
32.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述对照来源于来自稳定期期间的相同患者的样品。
33.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述对照是从确定为稳定的不同SLE患者获得的预先确定的平均水平。
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MELISSA E MUNROE ET AL.: "Proinflammatory adaptive cytokine and shed tumor necrosis factor receptor levels are elevated preceding systemic lupus erythematosus disease flare", 《ARTHRITIS RHEUMATOL.》 *
R WILLIS ET AL.: "Effect of hydroxychloroquine treatment on pro-inflammatory cytokines and disease activity in SLE patients: data from LUMINA (LXXV), a multiethnic US cohort", 《MULTICENTER STUDY》 *

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