CN114729401A - 确定银屑病治疗中对抗肿瘤坏死因子疗法的应答性的方法 - Google Patents

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Abstract

本披露涉及对用于预测抗TNF剂在银屑病治疗中的有效性的方法的开发。更特别地，本披露提供了新生物标志物和生物标志物组合，其用于预测抗TNF剂在银屑病治疗中的有效性，并且如果该生物标志物水平指示抗TNF治疗对该受试者的有效性，则随后用该抗TNF剂进行治疗。

Description

确定银屑病治疗中对抗肿瘤坏死因子疗法的应答性的方法
技术领域
本披露总体上涉及用于确定银屑病治疗中对抗肿瘤坏死因子(TNF)疗法的应答性的方法。在一些方面，本披露提供了一种或多种与预测银屑病受试者的抗TNF治疗疗效关联的生物标志物。
背景技术
银屑病是一种免疫介导的病症，影响全世界超过1亿个体的皮肤和关节。由于银屑病患者在病损皮肤(lesional skin)和血液中具有激活的肿瘤坏死因子α(TNFα)(Arican等人,Mediators Inflamm.[炎症介质]2005；2005(5):273-9；Johansen等人,J Immunol.[免疫学杂志]2006；176(3):1431-8.)，已经开发并批准了至少五种不同的抑制肿瘤坏死因子(TNF)的剂(Leonardi等人,N Engl J Med.[新英格兰医学杂志]2003；349(21):2014-22；Gordon等人,J Amer Acad Dermatol[美国皮肤病学会杂志]2006；55(4):598-606；Chaudhari等人,Lancet.[柳叶刀]2001；357(9271):1842-7；Kavanaugh等人,ArthritisRheum.[关节炎与风湿病]2009；60(4):976-86；Blauvelt等人,J Eur Acad DermatolVenereol.[欧洲皮肤病与性病学会杂志]2019年3月；33(3):546-552.doi：10.1111/jdv.15258.Epub 2018年10月14日)，以治疗中度至重度银屑病和银屑病关节炎，使其成为治疗银屑病最常用的生物类药物之一。
依那西普(etanercept，即
Figure BDA0003567169360000011
)是首批获准用于治疗银屑病的抗TNF药物之一。依那西普是一种由与IgG1 Fc链融合的TNF受体-2组成的融合蛋白，其结合并且中和可溶性TNFα(Gisondi等人,Autoimmun Rev.[自身免疫评论]2007；6(8):515-9.)。研究表明，依那西普在治疗后减少未累及和病损皮肤中TNFα表达以及降低TFNα诱导型受体表达的疗效(Caldarola等人,Int J Immunopathol Pharmacol.[国际免疫病理学和药理学杂志]2009；22(4):961-6.)。TNF抑制也已显示与减少的Th17应答关联，从而改善病损皮肤的表皮增生(Zaba等人J Exp Med.[实验医学杂志]2007；204(13):3183-94)。之前的研究已经证明，在依那西普的应答者中，Th17免疫应答是灭活的(Zaba等人,J Allergy Clin Immunol.[变态反应与临床免疫学杂志]2009；124(5):1022-10e1-395.)。一项针对672名患者的双盲研究表明，依那西普增加了在治疗12周内达到PASI 75(即银屑病严重程度指数改善75％)的患者比例(Leonardi,同上)；然而，与其他抗TNFα剂类似，依那西普治疗的患者结果也不同，PASI75应答范围为23％到60％，具体取决于研究(Leonardi,同上，Krueger等人,J AmerAcad Dermatol[美国皮肤病学会杂志]2006；54(3增刊2)：S112-9；Tyring等人,ArchDermatol.[皮肤病学纪要]2007；143(6):719-26；Paller等人,J Amer Acad Dermatol[美国皮肤病学会杂志]2010；63(5):762-8；Kivelevitch等人,Biologics.[生物制品]2014；8:169-82)。此外，所涉及的机制仍然不清楚，并且银屑病易感基因也不能完全解释(Foulkes等人,Br J Dermatol.[英国皮肤病学杂志]2017；177(2)：344-5；Tsoi等人,J AllergyClin Immunol.[变态反应与临床免疫学杂志]2018；141(2)：805-808,Epub 2017年10月13日)。在治疗之前对药物应答进行评估，可以增强治疗轻度至重度银屑病的疗效，限制不必要的药物暴露的风险，并且减轻了患者的经济负担。
精准医疗旨在根据患者的特征为其提供个性化的医疗保健，并且是针对不同人类疾病的一个新兴研究课题(Aziz等人,Crit Rev Oncol Hematol.[肿瘤学/血液学关键评论]2017；118：70-8；Chan等人,Int J Mol Sci.[国际分子医学杂志]2017年11月15日；18(11)2423；Flamant等人,Therap Adv Gastroenterol.[胃肠病学治疗进展]2018；11：1-15；Horton等人,J Pers Med.[个性化医学杂志]2017；7(3)：7；Tavakolpour,Immunol Lett.[免疫学快报]2017；190：130-8)。基因组研究的进步通过使用高通量技术有效地揭示生物标志物和评估治疗选择，促进了精准医疗。然而，尽管已经进行了广泛的转录组学研究，但其在复杂皮肤条件(包括银屑病)中的应用仍然非常有限(Tsoi等人,同上；Li等人,JInvest Dermatol.[皮肤病学研究杂志]2014；134(7):1828-38；Tsoi等人,Genome Biol.[基因组生物学]2015；16：24；Gudjonsson等人,J Invest Dermatol.[皮肤病学研究杂志]2009；129(12):2795-804；Gudjonsson等人,J Invest Dermatol.[皮肤病学研究杂志]2010；130(7):1829-40)。
迄今为止本领域未披露预测抗TNF疗法治疗银屑病疗效的方法。因此，本领域迫切需要一种可靠的方法来预测抗TNF剂是否会显著帮助银屑病患者的预报(prognosis)和管理。以下披露内容描述了此类生物标志物的详情及其用途。
发明内容
开发了本文所述的方法以提供用于预测抗TNF剂治疗银屑病的结果的装置。通过使用RNA-seq以及依那西普治疗的银屑病患者队列的细胞因子应答的体外基因组数据进行统计建模，本披露为药物应答提供了有效的风险评估。通过证明转录组数据与治疗结果相关联，本披露证明健康的未累及皮肤中的基因表达变化最能预测治疗应答。在本披露之前，研究集中在炎症皮肤上，以鉴定生物标志物。通过使用综合方法，已经开发了评估未来药物应答的方法。
在一些方面，本披露提供了一种治疗受试者的银屑病的方法，该方法包括测量从受试者分离的未累及皮肤的生物样品中至少一种生物标志物的水平，其中该生物标志物的水平相对于银屑病患者群体中未累及皮肤中生物标志物的平均基线水平的增加或降低指示受试者将对用抗TNF剂的治疗有应答；并且向指示对治疗有应答的受试者施用有效量的抗TNF剂。
本披露提供了一种治疗受试者的银屑病的方法，该方法包括在用抗肿瘤坏死因子(抗TNF)剂治疗之前，测量从受试者分离的未累及皮肤的生物样品中至少一种生物标志物的水平，其中该至少一种生物标志物是
(a)泛素特异性蛋白酶18(USP18)，并且USP18的水平相对于对照水平增加；
(b)角蛋白II型表皮细胞骨架2(keratin,type II cytoskeletal 2epidermal，KRT2)，并且KRT2的水平相对于对照水平降低；
(c)白细胞介素4受体(IL4R)，并且IL4R的水平相对于对照水平增加；
(d)性别决定区Y-框转录因子5(SOX5)，并且SOX5的水平相对于对照水平降低；
(e)干扰素诱导的含螺旋酶C结构域的蛋白1(interferon induced withhelicase C domain 1，IFIH1)，并且IFIH1的水平相对于对照水平增加；或
(f)(a)-(e)中的任何两种或更多种的生物标志物的组合，
其中该受试者中所述生物标志物的水平相对于所述对照水平的增加或降低预测该受试者将对用该抗TNF剂的治疗有应答，并且
其中该对照水平是在用该抗TNF剂治疗之前患有银屑病的受试者群体中未累及皮肤中该生物标志物的平均水平；以及
向预测对治疗有应答的受试者施用有效量的抗TNF剂。
在一些方面，该至少一种生物标志物是USP18。在一些方面，该至少一种生物标志物是KRT2。在一些方面，该至少一种生物标志物是IL4R。在一些方面，该至少一种生物标志物是SOX5。在一些方面，该至少一种生物标志物是IFIH1。在一些方面，该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5和IFIH1中的任何两种或更多种的组合。在一些方面，该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5或IFIH1中的任何两种或更多种的组合，如表1中的任何组合所示。
在一些方面，USP18的水平相对于对照水平增加至少约86％或更多。在一些方面，KRT2的水平相对于对照水平降低至少约99％或更多。在一些方面，IL4R的水平相对于对照水平增加至少约36％或更多。在一些方面，SOX5的水平相对于对照水平降低至少约89％或更多。在一些方面，IFIH1的水平相对于对照水平增加至少约49％或更多。
在一些方面，该水平是该生物样品中存在的核酸或蛋白质水平的量度。在一些方面，该核酸是脱氧核糖核酸。在一些方面，该核酸是核糖核酸。
在一些方面，抗TNF剂是依那西普、英夫利西单抗(infliximab)、阿达木单抗(adalimumab)、培舍珠单抗(certolizumab pegot)或戈利木单抗(golimumab)或其生物类似药。在一些方面，抗TNF剂是沙利度胺、来那度胺、波马度胺、黄嘌呤衍生物或安非他酮。
在一些方面，银屑病是斑块型银屑病、点滴型银屑病、反转型银屑病、擦烂型银屑病、脓疱型银屑病、红皮病型银屑病或银屑病关节炎。
在一些方面，该方法进一步包括向受试者施用至少一种用于银屑病的另外的治疗或药物。
在一些方面，该受试者是人类受试者。
在一些方面，用免疫测定、RNA印迹分析、逆转录定量聚合酶链反应、RNA测序或高通量测序来测量生物标志物的水平。
在一些方面，用抗TNF剂治疗的受试者在治疗约12周时显示出PASI改善。在一些方面，在早于治疗后12周观察到PASI改善。在一些方面，PASI改善为至少约10％的PASI改善。
本披露提供了一种预报受试者在治疗银屑病时对抗TNF剂的应答性的方法，该方法包括在用抗肿瘤坏死因子(抗TNF)剂治疗之前，测量从受试者分离的未累及皮肤的生物样品中至少一种生物标志物的水平，其中该至少一种生物标志物是
(a)泛素特异性蛋白酶18(USP18)；
(b)角蛋白II型表皮细胞骨架2(KRT2)；
(c)白细胞介素4受体(IL4R)；
(d)性别决定区Y-框转录因子5(SOX5)；
(e)干扰素诱导的含螺旋酶C结构域的蛋白1(IFIH1)；或
(f)(a)-(e)中的任何两种或更多种的生物标志物的组合，并且
将该水平与对照水平进行比较，其中该对照水平是在用该抗TNF剂治疗之前患有银屑病的受试者群体中未累及皮肤中该生物标志物的平均水平，
其中当该受试者中USP18、ILR4和/或IFIH1的水平相对于该生物标志物的对照水平增加时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗有应答；
其中当该受试者中KRT2和/或SOX5的水平相对于该生物标志物的对照水平降低时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗有应答；
其中当该受试者中USP18、ILR4和/或IFIH1的水平相对于该生物标志物的对照水平没有增加时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗没有应答；和/或
其中当该受试者中KRT2和/或SOX5的水平相对于该生物标志物的对照水平没有降低时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗没有应答。
在一些方面，用于预报应答性的方法进一步包括施用有效量的抗TNF剂以治疗预测对用抗TNF剂的治疗有应答的受试者。
在一些方面，该至少一种生物标志物是USP18。在一些方面，该至少一种生物标志物是KRT2。在一些方面，该至少一种生物标志物是IL4R。在一些方面，该至少一种生物标志物是SOX5。在一些方面，该至少一种生物标志物是IFIH1。在一些方面，该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5或IFIH1中的任何两种或更多种的组合。在一些方面，该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5或IFIH1中的任何两种或更多种的组合，如表1中的任何组合所示。
在一些方面，USP18的水平相对于对照水平增加至少约86％或更多。在一些方面，KRT2的水平相对于对照水平降低至少约99％或更多。在一些方面，IL4R的水平相对于对照水平增加至少约36％或更多。在一些方面，SOX5的水平相对于对照水平降低至少约89％或更多。在一些方面，IFIH1的水平相对于对照水平增加至少约49％或更多。
在一些方面，该水平是该生物样品中存在的核酸或蛋白质水平的量度。在一些方面，该核酸是脱氧核糖核酸。在一些方面，该核酸是核糖核酸。
在一些方面，抗TNF剂是依那西普、英夫利西单抗、阿达木单抗、培舍珠单抗或戈利木单抗或其生物类似药。在一些方面，抗TNF剂是沙利度胺、来那度胺、波马度胺、黄嘌呤衍生物或安非他酮。
在一些方面，银屑病是斑块型银屑病、点滴型银屑病、反转型银屑病、擦烂型银屑病、脓疱型银屑病、红皮病型银屑病或银屑病关节炎。
在一些方面，该方法进一步包括向受试者施用至少一种用于银屑病的另外的治疗或药物。
在一些方面，该受试者是人类受试者。
在一些方面，用免疫测定、RNA印迹分析、逆转录定量聚合酶链反应、RNA测序或高通量测序来测量生物标志物的水平。
在一些方面，用抗TNF剂治疗的受试者在治疗约12周时显示出PASI改善。在一些方面，在早于治疗后12周观察到PASI改善。在一些方面，PASI改善为至少约10％的PASI改善。
本披露提供了一种试剂盒，其包含用于测量在用抗肿瘤坏死因子(抗TNF)剂治疗之前从患有银屑病的受试者分离的未累及皮肤的生物样品中至少一种生物标志物的水平的试剂，其中该至少一种生物标志物是
(a)泛素特异性蛋白酶18(USP18)；
(b)角蛋白II型表皮细胞骨架2(KRT2)；
(c)白细胞介素4受体(IL4R)；
(d)性别决定区Y-框转录因子5(SOX5)；
(e)干扰素诱导的含螺旋酶C结构域的蛋白1(IFIH1)；或
(f)(a)-(e)中的任何两种或更多种的生物标志物的组合，并且
其中该水平是该生物样品中生物标志物的核酸或蛋白质的水平。
在一些方面，试剂盒进一步包含用于将生物样品中的生物标志物的核酸或蛋白质水平与对照水平进行比较的装置，其中该对照水平是在用该抗TNF剂治疗之前患有银屑病的受试者群体中未累及皮肤中生物标志物的平均水平。在一些方面，生物样品是从患有银屑病的受试者的未累及皮肤的活检获得的。在一些方面，生物样品是在用抗TNF剂治疗之前从患有银屑病的受试者的未累及皮肤的活检获得的。
本披露提供了测量患有银屑病的受试者的未累及皮肤的生物样品中至少一种生物标志物的水平与对照水平的测量值相比的增加或降低用于预报该受试者对用抗肿瘤坏死因子(抗TNF)剂的治疗的应答性的用途，其中该对照水平是在用该抗TNF剂治疗之前患有银屑病的受试者群体中未累及皮肤中该生物标志物的平均水平，其中该至少一种生物标志物是
(a)泛素特异性蛋白酶18(USP18)；
(b)角蛋白II型表皮细胞骨架2(KRT2)；
(c)白细胞介素4受体(IL4R)；
(d)性别决定区Y-框转录因子5(SOX5)；
(e)干扰素诱导的含螺旋酶C结构域的蛋白1(IFIH1)；或
(f)(a)-(e)中的任何两种或更多种的生物标志物的组合，并且
其中当该受试者中USP18、ILR4和/或IFIH1的水平相对于该生物标志物的对照水平增加时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗有应答；
其中当该受试者中KRT2和/或SOX5的水平相对于该生物标志物的对照水平降低时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗有应答；
其中当该受试者中USP18、ILR4和/或IFIH1的水平相对于该生物标志物的对照水平没有增加时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗没有应答；和/或
其中当该受试者中KRT2和/或SOX5的水平相对于该生物标志物的对照水平没有降低时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗没有应答。
在一些方面，该至少一种生物标志物是USP18。在一些方面，该至少一种生物标志物是KRT2。在一些方面，该至少一种生物标志物是IL4R。在一些方面，该至少一种生物标志物是SOX5。在一些方面，该至少一种生物标志物是IFIH1。在一些方面，该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5或IFIH1中的任何两种或更多种的组合。在一些方面，该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5或IFIH1中的任何两种或更多种的组合，如表1中的任何组合所示。
在一些方面，USP18的水平相对于对照水平增加至少约86％或更多。在一些方面，KRT2的水平相对于对照水平降低至少约99％或更多。在一些方面，IL4R的水平相对于对照水平增加至少约36％或更多。在一些方面，SOX5的水平相对于对照水平降低至少约89％或更多。在一些方面，IFIH1的水平相对于对照水平增加至少约49％或更多。
在一些方面，该水平是该生物样品中存在的核酸或蛋白质水平的量度。在一些方面，该核酸是脱氧核糖核酸。在一些方面，该核酸是核糖核酸。
在一些方面，抗TNF剂是依那西普、英夫利西单抗、阿达木单抗、培舍珠单抗或戈利木单抗或其生物类似药。在一些方面，抗TNF剂是沙利度胺、来那度胺、波马度胺、黄嘌呤衍生物或安非他酮。
在一些方面，银屑病是斑块型银屑病、点滴型银屑病、反转型银屑病、擦烂型银屑病、脓疱型银屑病、红皮病型银屑病或银屑病关节炎。
在一些方面，该方法进一步包括向受试者施用至少一种用于银屑病的另外的治疗或药物。
在一些方面，该受试者是人类受试者。
在一些方面，用免疫测定、RNA印迹分析、逆转录定量聚合酶链反应、RNA测序或高通量测序来测量生物标志物的水平。
在一些方面，用抗TNF剂治疗的受试者在治疗约12周时显示出PASI改善。在一些方面，在早于治疗后12周观察到PASI改善。在一些方面，PASI改善为至少约10％的PASI改善。
在各个方面，本披露包括基于本文公开的任何一种生物标志物或生物标志物组合的表达的方法、试剂盒以及该生物标志物或生物标志物组合的用于预报和治疗银屑病的用途。
本披露还提供了一种用于确定生物标志物是否能够预测患有银屑病的受试者是否会对抗TNF剂的治疗产生反应的方法，该方法包括(1)在使用抗TNF剂治疗之前，测量患有银屑病的受试者群体中未累及皮肤活检中一个或多个TNF诱导基因和/或干扰素(IFN)诱导基因的表达水平和PASI评分；(2)用抗TNF剂治疗受试者群体至少约12周；(3)跟踪治疗过程中转录组的变化；以及(4)在控制患者的体质指数(BMI)、性别和年龄后，鉴定与PASI评分改善关联的差异表达转录物。
前述发明内容不旨在定义本披露的每个方面，并且其他章节中描述了另外的方面，如以下详细描述。整个文档旨在与统一的披露内容关联，并且应当理解涵盖本文描述的所有特征的组合，即使在本文档的同一句话、段落或章节中没有发现这些特征的组合。根据以下详细描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。然而，应当理解，尽管示出了本披露的特定实施例，但是详细描述和特定实例仅以说明的方式给出，因为在本披露的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言从该详细说明中将是显而易见的。
附图说明
以下详细描述(通过示例给出，但并非旨在将本发明限于所描述的特定实施例)可结合通过引用并入本文的附图来理解，其中：
图1A-C描绘了纵向队列的转录组。图1A)显示了研究的设计。图1B显示了使用用于所有RNA-seq样品的转录组学数据计算的前两个主成分。图1C显示了示出治疗时程中表达谱的变化的热图。在队列中招募了46名患者，46名患者中有42名在基线和至少一次随访时提供了RNA-seq数据。
图2A-E描述了PASI改善与USP18和KRT2的基线表达以及随时间的表达之间的关联。相对于未累及(图2A和2D)和病损皮肤(图2B和2E)中USP18(图2A-B)和KRT2(图2D-E)的基线表达绘制了PASI改善(y轴)。显示了治疗过程中不同皮肤和时间点下USP18(图2C)和KRT2(图2F)标准化表达水平的框图。尽管在第2周和第6周，该基因(即USP18和KRT2)与PASI改善的关联不显著，但相关性的方向是一致的(图2A和2D)；有趣的是，当使用病损皮肤中的基线表达水平时，没有观察到这些关联(图2B和2E)。随着时间的推移，病损皮肤中USP18和KRT2基因的表达水平逐渐“恢复”到未累及皮肤中的表达水平(图2C和2F)。这些结果指示，USP18和KRT2都在银屑病皮肤中失调，但可以“恢复”至通过依那西普治疗的未累及皮肤水平，并且在治疗之前未累及皮肤中的相对表达水平与未来的PASI改善关联，因此可用于预测对抗TNF剂的治疗应答。
图3A-H显示作为IFN/TNF应答的调节剂的USP18。图3A显示了在未累及和病损银屑病皮肤中的USP18免疫染色，证实了其在表皮层中的表达。使用siRNA敲除角质形成细胞中的USP18表达，并且评估其对TNF/IFN应答的影响(图3B-D)。图3B显示了消耗USP18对I型和II型刺激的影响(x轴)。图3B显示了在TNF、IL-17A、IFN-α或IFN-γ刺激(x轴)后，消耗USP18对IL36G和DEFB4的表达的影响。图3C显示了在IFN-α或IFN-γ刺激(x轴)后，消耗USP18对粘液病毒(流感病毒)抗性蛋白1(干扰素诱导型蛋白P78；MX1)和干扰素-κ(IFNK)的表达的影响。图3D显示了在IFN-α或IFN-γ刺激(x轴)后，消耗USP18对寡腺苷酸合成酶样蛋白(OASL)和干扰素调节因子7(IRF7)的表达的影响。图3E-G显示了USP18过表达对I型和I型IFN应答的影响。图3E显示了在TNF、IL-17A、IFN-α和IFN-γ刺激后，USP18过表达对白细胞介素-36γ(IL36G)和防御素β4(DEFB4)的表达的影响。图3F显示了USP18过表达对用IFN-α和IFN-γ刺激后MX1和IFNK表达的影响。图3G显示了USP18过表达对IFN-α和IFN-γ刺激后OASL表达的影响。图3H显示了蛋白质印迹，其证实USP18质粒转染细胞中USP18蛋白水平增加。数据显示带有STDV并且代表3个生物复制。*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。
图4A-C证明了不同关联比较中不同细胞因子签名(cytokine signature)的富集。图4A显示了在病损皮肤中显示出在基线与随访之间最强差异表达的基因中签名的富集。图4B-C显示了在未累及皮肤(b)或病损皮肤(c)中显示出与后续PASI改善最强关联的基线表达谱中签名的富集。
图5A-D提供了使用基线未累及皮肤表达谱对第12周PASI应答的评估。图5A-B显示了每名患者的基线未累及皮肤的TNF评分(x轴)，其是相对于患者的IFN评分绘制的，并且颜色方案代表了使用绝对(图5A)或百分比(图5B)量度的第12周PASI改善。图5C显示了在模型中使用不同数量的主成分(PC)时的AUROC值。使用IFN/TNF诱导的基因计算PC。图5D显示了相对于预测在第12周时达到PASI 75的样品的最高比例，绘制了精确率(实线)和召回率(虚线)。
图6是一个维恩图，示出了在不同比较中鉴定的差异表达基因之间的重叠。PN：非病损皮肤；PP：病损皮肤。
图7显示了独立银屑病转录组学队列中对照、未累及和病损皮肤中USP18的标准化表达水平。
图8显示了在角质形成细胞中在不同细胞因子刺激下USP18的标准化表达水平。
具体实施方式
本披露涉及单独或组合使用各种生物标志物作为抗TNF剂治疗银屑病结果的预测因子的鉴定。更具体地，本披露通过测量从患有银屑病的受试者分离的未累及皮肤的生物样品中至少一种生物标志物的水平，提供了预测抗TNF剂治疗疗效的快速且稳健的方法，其中与生物标志物的基线水平相比，受试者未累及皮肤中生物标志物水平的变化指示受试者是否会对抗TNF剂的治疗有应答。在一些方面，本披露的方法包括向预测对治疗有应答的受试者施用有效量的抗TNF剂。
在详细解释本披露主题内容的任何实施例之前，应当理解，本披露的应用不限于构建细节和以下描述中所示或附图和实例中所说明的组分的安排。因此，本披露包括其他实施例，并且以各种方式实施或进行。
如本文所使用的章节标题仅出于组织目的，而不应被视为限制所描述的主题内容。
这里需要注意的是，如在本说明书和所附权利要求书中使用的，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该(the)”包括复数指代物，除非上下文另外明确地指示。除非另有说明，否则术语“包括”、“包含”、“含有”或“具有”及其变型意指涵盖其后列出的项目及其等效物以及另外的主题内容。
“对照”是指活性、阳性、阴性或媒介物对照。在本披露中，“对照”或“对照水平”为测量受试者中未累及皮肤中存在的生物标志物的水平或量提供了比较。因此，如本文所使用的，“对照”或“对照水平”是在基线，即在第0天或在任何抗TNF剂治疗之前，银屑病患者群体中未累及皮肤中生物标志物的平均水平。在一些方面，将来自受试者的样品中核酸的相对表达水平与对照水平进行比较。因此，一些测量被表示为相对于对照。在一些方面，对照水平是样品中基因的标准化读取计数的平均值，即基线时生物标志物的平均对照水平。在一些方面，银屑病患者的人数为至少约20名、至少约25名、至少约30名、至少约35名、至少约40名、至少约45名或至少约50名银屑病患者。在一些方面，银屑病患者的人数为至少约35名银屑病患者。在一些方面，银屑病患者的人数为至少约36名银屑病患者。在一些方面，可以增加对照中的银屑病患者的人数。
“测量(measuring或measurement)”意指评估临床或受试者衍生样品中物质(例如生物标志物)的存在、数量或水平，包括衍生此类物质的定性或定量浓度水平，或以其他方式评估受试者临床参数的值或分类。除非本文另外指示，否则在本文引证值的范围仅旨在用作单独提及每个单独的值落在该范围内和每个端点的速记方法，并且每个单独的值和端点被并入本说明书中就像它被单独地在本文引证一样。
术语“水平”和“量”可互换地使用，以表示生物样品中存在的生物标志物的浓度。在本公开的一些方面，生物样品是在银屑病患者(即受试者)或银屑病患者群体(即受试者)中的未累及皮肤的活检或刮除。在一些方面，核酸和/或蛋白质是从未累及皮肤的样品制备的，并且“水平”和/或“量”是特定核酸和/或目的蛋白质的水平或量。在一些方面，它是核酸和/或蛋白质生物标志物的水平或量。
术语“蛋白质”、“多肽”和“肽”在本文中互换使用，以指通过肽键连接的氨基酸残基的聚合物。术语“蛋白质”通常是指大型多肽。术语“肽”通常是指短多肽。
术语“核酸”或“核酸序列”或“核酸分子”指单链或双链形式的脱氧核糖核酸或核糖核苷酸及其聚合物。术语核酸与基因、脱氧核糖核酸、互补DNA(cDNA)、核糖核酸、信使RNA(mRNA)、寡核苷酸和多核苷酸互换使用。
如本文所使用的，蛋白质或核酸的“片段”指小于全长蛋白质、核酸或蛋白质表达产物的蛋白质或核酸的任何部分。片段是全长蛋白质或核酸的缺失类似物，其中一个或多个氨基酸残基(蛋白质)或核苷酸(核酸)已从全长蛋白质或核酸的氨基末端(蛋白质)或5’末端(核酸)和/或羧基末端(蛋白质)或3’末端(核酸)移除。
生物标志物
在各个方面，本披露包括测量来自受试者的生物样品中的生物标志物的方法，其中生物标志物在高于对照的增加水平或在低于对照的降低水平下的存在指示受试者将对抗TNF剂的治疗产生良好反应。
本披露中的“生物标志物”涵盖但不限于蛋白质、核酸和代谢物，以及它们的多态性、突变、变体、修饰、亚单位、片段、蛋白质-配体复合物和降解产物、蛋白质-配体复合物、元素、相关代谢物和其他分析物或样品衍生量度。因此，在一些方面，生物标志物包括蛋白质或其片段或核酸或其片段。在一些方面，生物标志物是TNF诱导或IFN诱导的核酸或蛋白质。在另外的方面，一起测量一个或多个生物标志物，以提供一个阵列，用于预测受试者将对银屑病治疗中的抗TNF疗法产生积极应答。本披露的生物标志物是泛素特异性蛋白酶18(USP18)、角蛋白II型表皮细胞骨架2(KRT2)、白细胞介素4受体(IL4R)、SRY-框5(SOX5)或干扰素诱导的含螺旋酶C结构域的蛋白1(IFIH1)中的任何一种或多种。在示例性方面，如本文所使用的术语“USP18”指USP18蛋白或核酸；如本文所使用的术语“KRT2”是指KRT2蛋白或核酸；如本文所使用的术语“IL4R”是指IL4R蛋白或核酸；如本文所使用的术语“SOX5”是指SOX5蛋白或核酸；以及如本文所使用的术语“IFIH1”是指IFIH1蛋白或核酸。
在一些方面，该方法包括测量生物样品中USP18、KRT2、IL4R、SOX5和/或IFIH1蛋白或核酸中的一种或多种的水平。在一些方面，该方法进一步包括测量显示与患有银屑病的受试者的银屑病改善相关的另外的生物标志物或生物标志物组合的水平。本披露包括在预测患有银屑病的患者中抗TNF治疗成功的方法中使用这些生物标志物中的一种或更多种。
本披露包括在所披露的任何方法、试剂盒、用途等中使用下文生物标志物表中列出的任何一种生物标志物或生物标志物组合。例如，本披露在各个方面包括任何生物标志物或生物标志物组合，如下表1第1-26列所示。
表1.生物标志物及生物标志物组合。
Figure BDA0003567169360000131
Figure BDA0003567169360000141
在银屑病治疗中生物标志物水平的预报价值
在本披露中，五种生物标志物中每一种的水平的显著增加或降低均独立地与银屑病患者对抗TNF剂治疗的积极应答相关。对于每种生物标志物(基因)，基线时未累及皮肤中的表达水平与第12周的PASI变化相关，并且根据患者的体质指数(BMI)、性别和年龄进行调整(例如，通过在回归框架中将这些变量作为协变量处理)。选择这五种生物标志物中的每一种，是因为它编码一种蛋白质，该蛋白质已显示参与免疫过程，并且是与银屑病患者抗TNF剂治疗的积极应答相关的前20个最重要的基因之一。
在本披露中，测量来自患有银屑病的受试者的样品中的生物标志物的水平，并与对照组进行比较，对照组是来自银屑病患者群体中未累及皮肤的生物标志物的平均水平。在各个方面，增加的生物标志物水平是显著高于对照水平的水平。在各个方面，受试者中生物标志物水平的增加是比对照水平高至少或约1％、高至少或约2％、高至少或约3％、高至少或约4％、高至少或约5％、高至少或约6％、高至少或约7％、高至少或约8％、高至少或约9％、高至少或约10％、高至少或约11％、高至少或约12％、高或约13％、高或约14％、高或约15％、高至少或约16％、高至少或约17％、高至少或约18％、高至少或约19％、高至少或约20％、高至少或约21％、高至少或约22％、高至少或约23％、高至少或约24％、高至少或约25％、高至少或约26％、高至少或约27％、高至少或约28％、高至少或约29％、高至少或约30％、高至少或约35％、高至少或约40％、高至少或约45％、高至少或约50％、高至少或约55％、高至少或约60％、高至少或约65％、高至少或约70％、高至少或约75％、高至少或约80％、高至少或约85％、高至少或约90％、高至少或约95％、高至少或约100％、高至少或约大于100％。在示例性方面，对照水平是在使用抗TNF剂治疗(即基线)之前，银屑病患者群体中未累及皮肤的生物样品中生物标志物的平均水平。
在另外的方面，受试者中生物标志物水平的增加是比对照水平高至少或约1/10、高至少或约1/9、高至少或约1/8、高至少或约1/7、高至少或约1/6、高至少或约1/5、高至少或约1/4、高至少或约1/3、高至少或约1/2、高至少或约1倍、高至少或约1.5倍、高至少或约2.0倍、高至少或约2.5倍、高至少或约3.0倍、高至少或约3.5倍、高至少或约4.0倍、高至少或约4.5倍、或高至少或约5倍。
在其他方面，样品中生物标志物水平的增加意指生物标志物的浓度显著高于对照水平。根据本领域普通技术人员已知的任何统计分析方法计算显著差异。
在本披露中，测量来自患有银屑病的受试者的样品中的生物标志物的水平，并且与对照中的生物标志物水平进行比较。在各个方面，降低的生物标志物水平是显著低于对照水平的水平。在各个方面，受试者中生物标志物水平的降低是比对照水平低至少或约1％、低至少或约2％、低至少或约3％、低至少或约4％、低至少或约5％、低至少或约6％、低至少或约7％、低至少或约8％、低至少或约9％、低至少或约10％、低至少或约11％、低至少或约12％、低至少或约13％、低至少或约14％、低至少或约15％、低至少或约16％、低至少或约17％、低至少或约18％、低至少或约19％、低至少或约20％、低至少或约21％、低至少或约22％、低至少或约23％、低至少或约24％、低至少或约25％、低至少或约26％、低至少或约27％、低至少或约28％、低至少或约29％、低至少或约30％、低至少或约35％、低至少或约40％、低至少或约45％、低至少或约50％、低至少或约55％、低至少或约60％、低至少或约65％、低至少或约70％、低至少或约75％、低至少或约80％、低至少或约85％、低至少或约90％、低至少或约95％、低至少或约100％、或低约小于100％。在示例性方面，对照水平是在使用抗TNF剂治疗(即基线)之前，银屑病患者群体中未累及皮肤的生物样品中生物标志物的平均水平。
在另外的方面，受试者中生物标志物水平的降低是比对照水平低至少或约1/10、低至少或约1/9、低至少或约1/8、低至少或约1/7、低至少或约1/6、低至少或约1/5、低至少或约1/4、低至少或约1/3、低至少或约1/2、低至少或约1倍、低至少或约1.5倍、低至少或约2.0倍、低至少或约2.5倍、低至少或约3.0倍、低至少或约3.5倍、低至少或约4.0倍、低至少或约4.5倍、或低至少或约5倍。
在其他方面，样品中生物标志物水平的降低意指生物标志物的浓度显著低于对照水平。根据本领域普通技术人员已知的任何统计分析方法计算显著差异。
在一些方面，本披露提供了第0天未累及皮肤中生物标志物表达的相对水平，以预测当用抗TNF剂治疗时银屑病的改善。经确定对于在使用抗TNF剂治疗的第12周达到PASI评分平均改善约10分的受试者，第0周未累及皮肤中生物标志物的表达水平如下：
(1)对于USP18：第0天未累及皮肤中的表达水平至少比第0周银屑病患者未累及皮肤中USP18的平均表达水平高至少约86％；
(2)对于IL4R：第0天未累及皮肤中的表达水平至少比第0周银屑病患者未累及皮肤中IL4R的平均表达水平高至少约36％；
(3)对于IFIH1：第0天未累及皮肤中的表达水平至少比第0周银屑病患者未累及皮肤中IFIH1的平均表达水平高至少约49％；
(4)对于SOX5：第0天未累及皮肤中的表达水平至少比第0周银屑病患者未累及皮肤中SOX5的平均表达水平低至少约89％；以及
(5)对于KRT2：第0天未累及皮肤中的表达水平至少比第0周银屑病患者未累及皮肤中KRT2的平均表达水平低至少约99％。
换句话说，如果确定受试者在第0天未累及皮肤中的USP18水平比对照高至少约86％(即，在基线或第0周银屑病患者群体中未累及皮肤中生物标志物的平均表达水平)，或IL4R水平比对照高至少约36％，或IFIH1水平比对照高至少约49％，或SOX5水平比对照低至少约89％，或KRT2水平比对照至少低约99％，预测受试者在用抗TNF剂治疗的第12周，PASI评分平均改善10分。
在本披露的一些方面中，将生物样品中的生物标志物水平(例如，在使用抗TNF剂治疗之前，对患有银屑病的受试者未累及皮肤进行活检)与对照水平进行比较。对照水平是来自银屑病受试者群体的皮肤活检的生物标志物的平均水平，其中皮肤活检在第0天或用抗TNF剂治疗之前(即基线)进行。在一些方面，受试者的群体任选地以其他参数与受试者匹配，如以下一个或多个参数：年龄、性别、银屑病严重程度等。在各个方面，生物标志物的水平是相对水平。在一些方面，生物标志物的水平是绝对水平。
检测和测量生物标志物水平
在本披露的各个方面，通过本领域已知的用于量化蛋白质的任何合适方法在生物样品中检测或量化测量蛋白质生物标志物的水平，这些方法包括但不限于免疫测定(例如，ELISA、RIA)、免疫比浊法、快速免疫扩散、激光浊度测定法、视觉凝集、定量蛋白质印迹分析、多反应监测质谱(MRM蛋白质组学)、Lowry测定、Bradford测定、BCA测定和UV光谱测定，如UV光谱测定。可替代地，RNA印迹法可用于比较mRNA的水平。
在本披露的各个方面，通过本领域已知的用于量化核酸的任何合适方法在生物样品中检测或量化测量核酸生物标志物的水平，这些方法包括但不限于RNA测序(RNA-seq)、高通量测序(HT-seq)、PCR、定量PCR、qT-PCR、RT-qPCR、数字PCR、实时PCR、直接数字量化、基因表达的系列分析(SAGE)、基于核酸序列的扩增(NASBA)、转录介导扩增(TMA)、分支DNA(bDNA)测定和/或RNA或DNA印迹法。
如本文所使用的RNA测序或“RNAseq”用于本披露的各个方面。RNA seq(也称为全转录组鸟枪测序(WTSS))使用下一代测序(NGS)来揭示给定时刻生物样品中RNA的存在和数量。在一些方面，RNA-Seq用于分析不断变化的细胞转录组，其是RNA(包括mRNA、rRNA和tRNA)的总细胞含量。理解转录组是将一个人的基因组信息与其功能蛋白表达联系起来的关键。RNA-seq是一种工具，其可以观察细胞中哪些基因被激活，它们的表达水平是什么，以及它们在什么时候被激活或关闭，使科学家能够更好地了解细胞生物学、并且评估可能指示疾病的变化。这可以为研究人员提供有关细胞和组织中基因功能的重要信息。在一些方面，RNA seq或HT-seq提供了与对照相比，生物标志物的相对水平。在一些方面，使用在RNA-seq数据分析中使用的标准方法量化生物标志物的水平，包括转录物量化(Conesa等人,Genome Biol[基因组生物学]2016；17:13)。在一些方面，通过本领域已知的测量核酸的方法测量核酸的相对水平。通常进行核酸的量化以确定样品中存在的核酸(DNA或RNA)的平均浓度。在一些方面，通过PCR、qPCR、分光光度量化和/或在存在核酸染料的情况下通过UV荧光标记进行量化。
在示例性方面，从来自患者的RNA seq样品生成50bp单端读数。对于每个序列文件，使用trimmomatic进行衔接子修剪(Bolger等人,Bioinformatics[生物信息学]2014；30(15):2114-20)并且使用STAR(Dobin等人,Bioinformatics.[生物信息学]2013；29(1):15-21)将读数与人类基因组b37对齐。采用HTSeq进行表达水平量化(Anders等人,Bioinformatics[生物信息学]2015；31(2):166-9)。
在各个方面，这些方法中的任何一种都是使用从患有银屑病的人类受试者的皮肤活检中获得的生物样品的核酸(例如，DNA、cDNA、RNA或mRNA)或蛋白质来进行的。在示例性方面，生物样品来自未累及皮肤。在另外的示例性方面，在使用抗TNF剂治疗之前采集样品，以在治疗之前测量生物标志物的水平。在一些方面，在用抗TNF剂治疗期间和治疗后采集样品，以测量治疗期间或治疗后的生物标志物的水平。
在一些方面，测量接收器操作特征曲线下面积(Area under the ReceiverOperating Characteristic，AUROC)。AUROC是二进制分类任务中预测因子的优度的常用汇总统计。它等于预测因子将随机选择的阳性实例排名高于随机选择的阴性实例的概率。AUROC曲线最能代表特异性和灵敏度，其为针对每个可能的标志物水平的x轴上假阳性率和y轴上真阳性率的绘图。完美的测试应该有为直角的AUROC曲线，证明100％的真阳性，没有假阳性。在这种情况下，相应的AUROC等于1。随机测试的AUROC为0.5，这意味着每个真阳性都有一个假阳性。在各个方面，生物标志物小组包括几种在一起具有诊断性或预测性的生物标志物。
银屑病
在各个方面，本披露的方法适用于银屑病患者。银屑病是一种遗传、免疫介导的疾病，影响1％-3％的美国人口。约30％的银屑病患者也受到银屑病关节炎(PsA)的影响，PsA与多种另外的症状有关，这些症状会加重疾病负担。因此，本披露中使用的术语“银屑病”包括但不限于斑块型银屑病、点滴型银屑病、反转型银屑病、擦烂型银屑病、脓疱型银屑病、红皮病型银屑病、银屑病关节炎或PsA。关节疼痛、侵蚀性关节损伤、附着点炎和指炎，以及皮肤和指甲的牛皮癣等因素进一步增加了对患者生活质量、生理功能和工作能力的长期影响。
银屑病是一种慢性炎症性皮肤病，其特征是激活的白细胞浸润和表皮角质形成细胞增殖增加。免疫机制在银屑病发病机制中的重要性已被提出，并且角质组织提取物、吸疱液、胞浆提取物和银屑病患者血清中细胞因子的检测也已被报道。除了免疫细胞释放可能传播银屑病的炎性细胞因子外，角质形成细胞自发或在刺激后产生大量细胞因子，包括TNF，具有促炎症和促生长活性。
银屑病和PsA的症状种类繁多，因此很难对整体疾病活动性和疗法应答进行评估。因此，准确的评估对于临床医生确定最合适的治疗至关重要。对于皮肤病而言，这些评估困难尤其真实，因为目前使用的结果量度存在局限性。患有银屑病的受试者或患者是患有银屑病典型症状和/或被医学专业人士诊断为患有银屑病的患者。
银屑病中未累及皮肤和病损皮肤
在各个方面，在本披露的方法中使用未累及皮肤。银屑病患者的未累及皮肤是外观正常的非炎症皮肤。在各个方面，未累及皮肤的活检是在银屑病病损附近的任何正常、非炎症皮肤上进行的。在一些方面，在远离任何活动性银屑病病损的臀部进行未累及皮肤活检，因为此类臀部皮肤活检在美容上更能接受并且更容易隐藏任何疤痕。
银屑病有局部扩散；因此，本领域普通技术人员知道不要在患病皮肤附近采集未累及皮肤样品。如本文所使用的，从受试者获得的“生物样品”在各个方面是从受试者获得的未累及皮肤的样品。在各个方面，该样品是从累及皮肤获得的皮肤穿孔活检。在一些方面，活检是在局部麻醉(利多卡因1:10,000肾上腺素)下从未累及和病损皮肤获得的。在一些方面，活检是在基线时进行的，然后在此后的测量时间点进行。在一些方面，活检是在时间0或基线时进行的，然后在2、6和12周时再次进行。在各个方面，生物样品或“样品”含有核酸和/或蛋白质和/或含有有机和/或无机代谢物和物质的液体。在本发明的一些方面，样品包含适于测量蛋白质或核酸水平或用于测量蛋白质或核酸表达水平的蛋白质和核酸。在示例性方面，使用RNA测序(RNA-seq)测量RNA的数量。
多项研究已经证实，银屑病患者未累及皮肤与健康对照的皮肤不同。这包括在体内异种移植模型中表皮增殖率升高(Krueger等人,J Clin Invest.[临床研究杂志]1981；68(6):1548-57)，较低水平的表皮屏障蛋白丝聚蛋白和兜甲蛋白(Kim等人,J InvestDermatol.[皮肤病学研究杂志]2011；131(6):1272-9)，先天免疫应答和脂质代谢基因的变化(Gudjonsson等人,J Invest Dermatol.[皮肤病学研究杂志]2009；129(12):2795-804)和异常表皮屏障恢复(Ye等人,J Invest Dermatol.[皮肤病学研究杂志]2014；134(11):2843-6.)。银屑病皮肤发生这些变化的原因尚不清楚，但据推测是由于循环中促炎症介质水平增加(Dowlatshahi等人,Br J Dermatol.[英国皮肤病学杂志]2013；169(2):266-82)、遗传倾向性(Tsoi等人,Nature Genetics[自然遗传学]2012；44(12):1341-8；Tsoi等人,Nat Commun.[自然通讯]2017；8:15382)或两者的组合引起的全身炎症应答。无论其机制如何，未累及皮肤中的这些促炎症签名在一些方面为每名患者的整体炎症应答提供了独特的特征。
测量银屑病严重程度的方法
在本披露的各个方面，银屑病的严重程度由医生或医生助理来测量。在临床实践中，有多种系统用于测量银屑病严重程度，包括但不限于格状系统医生整体评估(LatticeSystem Physician's Global Assessment，LS-PGA)、银屑病面积和严重程度指数((PASI)，也称为PASI评分)、静态医生整体评估(sPGA或PGA)、体表面积(BSA)和/或PGAxBSA。
PASI评分是测量皮肤受累程度最广泛使用的工具，被认为是临床试验的“金标准”(Armstrong等人,JAMA Dermatol[JAMA皮肤病学]2013；149:577-82)。PASI将对病损严重程度和受影响面积的评估合并为单个评分，范围为0(无疾病)到72(最大疾病)。PASI是用来表示银屑病严重程度的指数，将严重程度(红斑、硬结和脱皮)与受影响面积的百分比组合。每个区域的面积和严重程度评分是通过面积评分乘以严重程度评分(最大6x12＝72)来计算的。然后将每个区域对最终PASI的贡献量根据其代表的全身皮肤表面的多少进行加权。一般来说，PASI评分低于10的银屑病定义为轻度，10到20之间的银屑病定义为中度，高于20的银屑病定义为重度。PASI评分(PASI 75)降低75％是大多数银屑病临床试验主要终点的当前基准；然而，许多人认为这一终点过于严格，因为它使得潜在有用的疗法有无法证明疗效的风险。在本披露的一些方面，PASI 75被用作银屑病评估的终点。然而，在本披露的一些其他方面，PASI评分绝对值的变化(例如，PASI评分变化约10分)被用作评估银屑病改善或恶化的终点。例如，PASI评分降低约10分反映出患者的PASI评分改善10分以及患者的银屑病病症有所改善。为了达到或预测在治疗第12周PASI评分的平均变化约10分或更大，未累及皮肤在第0天的生物标志物的表达如下：
(1)对于USP18：第0天未累及皮肤中的表达水平至少比第0周银屑病患者未累及皮肤中USP18的平均表达水平高至少约86％；
(2)对于IL4R：第0天未累及皮肤中的表达水平至少比第0周银屑病患者未累及皮肤中IL4R的平均表达水平高至少约36％；
(3)对于IFIH1：第0天未累及皮肤中的表达水平至少比第0周银屑病患者未累及皮肤中IFIH1的平均表达水平高至少约49％；
(4)对于SOX5：第0天未累及皮肤中的表达水平至少比第0周银屑病患者未累及皮肤中SOX5的平均表达水平低至少约89％；以及
(5)对于KRT2：第0天未累及皮肤中的表达水平至少比第0周银屑病患者未累及皮肤中KRT2的平均表达水平低至少约99％。
换句话说，如果确定受试者在第0天未累及皮肤中的USP18水平比对照高至少约86％(即，在第0周银屑病患者群体中未累及皮肤中生物标志物的平均表达水平)，或IL4R水平比对照高至少约36％，或IFIH1水平比对照高至少约49％，或SOX5水平比对照低至少约89％，或KRT2水平比对照至少低约99％，预测受试者在用抗TNF剂治疗的第12周，PASI评分平均改善10分。
在一些方面，据预测，USP18水平至少比对照水平高约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％或约80％的受试者在用抗TNF剂治疗的第12周，PASI评分将有所改善。在一些方面，据预测，IL4R水平至少比对照水平高约10％、约20％或约30％的受试者在用抗TNF剂治疗的第12周，PASI评分将有所改善。在一些方面，据预测，IFIH1水平至少比对照水平高约10％、约20％、约30％或约40％的受试者在用抗TNF剂治疗的第12周，PASI评分将有所改善。在一些方面，据预测，SOX5水平至少比对照水平低约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％或约80％的受试者在用抗TNF剂治疗的第12周，PASI评分将有所改善。在一些方面，据预测，KRT2水平至少比对照水平低约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％或约90％的受试者在用抗TNF剂治疗的第12周，PASI评分将有所改善。
在一些方面，患者在基线(即，时间0)、2周、6周和12周时由皮肤科医生进行全面临床评估，并且记录BSA、PGA和PASI评分。
银屑病的治疗方法
在各个方面，本披露包括治疗银屑病的方法。
在一些方面，本披露提供了治疗银屑病的各种抗TNF剂。在各个方面，在本披露的方法或用途中使用任何抗TNF剂。在一些方面，抗TNF剂是抗TNF-α(抗TNFα)剂。在一些方面，抗TNF剂是依那西普、英夫利西单抗、阿达木单抗、培舍珠单抗或戈利木单抗或其生物类似药。
在一些方面，抗TNF剂是依那西普。依那西普(例如
Figure BDA0003567169360000221
)可商购，并且是一种抗TNF剂，用于治疗中度至重度银屑病等。依那西普通过用作为TNF抑制剂作用的可溶性炎症细胞因子TNF干扰来治疗自身免疫性疾病。在一些方面，抗TNF剂是英夫利昔单抗(例如，
Figure BDA0003567169360000222
)。在一些方面，抗TNF剂是阿达木单抗(例如，
Figure BDA0003567169360000231
)。在一些方面，抗TNF剂是培舍珠单抗(例如，
Figure BDA0003567169360000232
)。在一些方面，抗TNF剂是戈利木单抗(例如，
Figure BDA0003567169360000233
)。
在一些方面，抗TNF剂是依那西普的生物类似药。在一些方面，依那西普生物类似药是依那西普-ykro(EticovoTM)或依那西普-szzs(ErelziTM)。在一些方面，抗TNF剂是英夫利昔单抗的生物类似药。在一些方面，英夫利昔单抗生物类似药是RemsimaTM或英夫利昔单抗-dyyb(InflectraTM)。在一些方面，抗TNF剂是阿达木单抗的生物类似药。在一些方面，阿达木单抗生物类似药是阿达木单抗-atto(AmjevitaTM)、阿达木单抗-bwwd(HadlimaTM)或阿达木单抗-adaz(HyrimozTM)。在一些方面，抗TNF剂是培舍珠单抗的生物类似药。在一些方面，培舍珠单抗生物类似药是XbraneTM。在一些方面，抗TNF剂是戈利木单抗的生物类似药。
在其他方面，抗TNF剂是沙利度胺、来那度胺、波马度胺、黄嘌呤衍生物或安非他酮。在一些方面，可以在组合疗法中组合两种或更多种抗TNF剂。在一些方面，抗TNF剂与用于治疗银屑病的另一种药物或剂一起递送。
在一些方面，本披露包括用于治疗银屑病的另外的治疗。在一些方面，此类治疗与抗TNF剂治疗组合使用。这些治疗可以同时或顺序使用，无论是在用抗TNF剂治疗之前还是之后。银屑病治疗减少炎症并且清洁皮肤。在一些实施例中，治疗分为三种主要类型：局部治疗、光疗和全身用药。此类局部治疗包括但不限于皮质类固醇、维生素D类似物、蒽林、维甲酸、钙调神经磷酸酶抑制剂、水杨酸、煤焦油和保湿剂。此类光疗法包括但不限于阳光、UVB光疗、窄带UVB光疗、Goeckerman疗法、补骨脂素加紫外线A(PUVA)和准分子激光(exclimar laser)。此类全身用药包括但不限于维甲酸、甲氨蝶呤、环孢素、硫鸟嘌呤或羟基脲。此外，一些银屑病治疗包括替代药物，包括但不限于芦荟、鱼油和俄勒冈葡萄。
预报方法和治疗方法
除上述用途外，本披露的生物标志物或生物标志物组合可用于确定银屑病治疗的疗效。“治疗银屑病”一词包括减轻银屑病，并且涵盖治疗或减轻与银屑病相关的任何症状。
在一些方面，基于生物标志物表达水平选择要治疗的受试者是有用的。此外，在一些方面，如本文所讨论的，基于生物标志物表达水平以及各种临床参数(如PASI评分)的存在或不存在来选择要治疗的受试者是有用的。因此，本披露在一个方面提供了一种治疗患有银屑病的受试者的银屑病的方法，其中该方法包括测量从受试者分离的生物样品中生物标志物或生物标志物组合的水平的步骤，并且其中生物样品中存在的生物标志物或生物标志物组合的水平与对照水平相比的增加或降低指示用抗TNF剂成功治疗受试者并且施用有效量的包含抗TNF剂的治疗的可能性。
在一些实施例中，提供了用于预报受试者在治疗银屑病时对抗TNF剂的应答性，以及用于在确定或预测受试者将对抗TNF剂的治疗有良好应答后用抗TNF剂治疗受试者的银屑病的方法。
本披露提供了一种预报受试者在治疗银屑病时对抗TNF剂的应答性的方法，该方法包括在用抗TNF剂治疗之前，测量从受试者分离的未累及皮肤的生物样品中至少一种生物标志物的水平，其中该至少一种生物标志物是泛素特异性蛋白酶18(USP18)；角蛋白II型表皮细胞骨架2(KRT2)；白细胞介素4受体(IL4R)；性别决定区Y-框转录因子5(SOX5)；干扰素诱导的含螺旋酶C结构域的蛋白1(IFIH1)；或上述任何两种或更多种生物标志物的组合，并将该水平与对照水平进行比较，其中该对照水平是在用抗TNF剂治疗之前患有银屑病的受试者群体中未累及皮肤中生物标志物的平均水平，其中当受试者中USP18、ILR4和/或IFIH1的水平相对于生物标志物的对照水平增加时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗有应答，其中当该受试者中KRT2和/或SOX5的水平相对于生物标志物的对照水平降低时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗有应答，其中当该受试者中USP18、ILR4和/或IFIH1的水平相对于生物标志物的对照水平没有增加时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗没有应答，和/或其中当该受试者中KRT2和/或SOX5的水平相对于生物标志物的对照水平没有降低时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗没有应答。
本披露提供了一种治疗受试者的银屑病的方法，该方法包括在用抗TNF剂治疗之前，测量从受试者分离的未累及皮肤生物样品中至少一种生物标志物的水平，其中至少一种生物标志物是USP18，并且USP18的水平相对于对照水平增加；其中该至少一种生物标志物是KRT2，并且KRT2的水平相对于对照水平降低；其中该至少一种生物标志物是IL4R，并且IL4R的水平相对于对照水平增加；其中该至少一种生物标志物是SOX5，并且SOX5的水平相对于对照水平降低；其中该至少一种生物标志物是IFIH1，并且IFIH1的水平相对于对照水平增加；或者其中该至少一种生物标志物是上述任何两种或更多种生物标志物的组合；其中受试者中生物标志物的水平相对于对照水平的增加或降低预测受试者将对抗TNF剂的治疗有应答，并且其中该对照水平是在用该抗TNF剂治疗之前患有银屑病的受试者群体中未累及皮肤中该生物标志物的平均水平；以及向预测对治疗有应答的受试者施用有效量的抗TNF剂。
在方法包括步骤组合的情况下，除非本文另有说明，否则步骤的每个组合或子组合都涵盖在本披露的范围内。
关于所提供的任何方法，该方法的步骤可以同时或顺序发生。当该方法的步骤按顺序发生时，除非另有说明，否则这些步骤可以按任何顺序发生。
试剂盒
作为另外的方面，本披露包含试剂盒，其包含以便于将其用于测量来自患有银屑病的受试者的生物样品中的生物标志物的方式包装的试剂。在一些变型中，此类试剂被包装在一起。在一些变型中，试剂盒还包括一种分析工具，用于评估在测量来自受试者的生物样品中的至少一种生物标志物后，受试者对抗TNF疗法产生良好反应的可能性。
在一个实施例中，本披露涉及一种试剂盒，用于测定来自受试者的样品，以确定患者对抗TNF疗法产生积极应答的可能性，其中该试剂盒包含选择性检测受试者中生物标志物或生物标志物组合的相对水平并将其与对照进行比较所需的试剂。在某些实施例中，生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5或IFIH1。在某些实施例中，试剂盒包含一种或多种试剂，用于检测和/或测量来自患有银屑病的受试者的样品中USP18、KRT2、IL4R、SOX5或IFIH1或其任何一种或多种的组合的相对表达水平。
在特定实施例中，本披露的试剂盒各自含有用于从受试者收集生物样品的装置和用于测量生物样品中生物标志物水平的试剂。在进一步的方面，试剂盒包含包装中包含的可选说明书，该说明书描述了试剂盒中包装的试剂用于实施该方法的用途。
在本发明的进一步的方面，提供了一种药物包(试剂盒)，该药物包包含抗TNF剂和关于向经诊断测试并确定为对用抗TNF剂治疗其银屑病有良好反应的受试者施用抗TNF剂的一组说明书。抗TNF剂可以是本文所述的任何抗TNF剂。在示例性方面，抗TNF剂是依那西普。
在一些实施例中，试剂盒进一步包含关于使用试剂盒包含的试剂的一组说明书。在某些实施例中，试剂盒进一步包含一个数据集合，其包含生物标志物水平与受试者对抗TNF剂治疗产生良好反应的概率之间的相关数据。因此，在一些方面，试剂盒提供了一种装置，用于测量第0天生物标志物的相对水平，并且确定来自受试者的样品的生物标志物水平相对于对照水平(即，来自对照受试者群体的生物标志物的第0天平均水平)的相对增加或降低。
本文引用的每份出版物、专利申请、专利和其他参考文献均通过引用整体并入，在这个意义上其与本披露内容不一致。
除非本文另外指示，否则在本文引证值的范围仅旨在用作单独提及每个单独的值落在该范围内和每个端点的速记方法，并且每个单独的值和端点被并入本说明书中就像它被单独地在本文引证一样。
除非本文另外指示或上下文另外明显矛盾，否则本文所述的所有方法均按任何合适的顺序进行。关于本文提供的任何和所有实例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地描述本发明，而非对本发明范围施加限制，除非另外要求。本说明书中的语言均不应解释为指示任何非要求保护的要素为实践本发明必不可少的。
应当理解，本文描述的实例和实施例仅用于说明性目的，并且根据它们进行的不同修改或改变将提出给本领域技术人员，且将被包括在本申请的精神和范围内以及所附权利要求的范围内。
实例
本披露的另外的方面和细节将从以下实例中显而易见，这些实例旨在说明而非限制。
实例1
材料和方法
患者队列
对大于6个月的中度至重度慢性斑块型银屑病患者进行为期三个月的开放标签50mg依那西普两周一次治疗。密歇根大学的机构审查委员会批准了研究方案，并按照良好的临床实践要求和赫尔辛基宣言进行研究方案。获得所有参与者的知情同意。在基线时对患者进行评估，并且在局部麻醉(利多卡因1:10,000肾上腺素)下，在基线时从未累及皮肤和病损皮肤获得活检，并且在第2周、第6周和第12周从仅病损皮肤获得活检。患者在第2周、第6周和第12周由皮肤科医生进行全面临床评估，并记录体表面积、医生整体评估和银屑病面积及严重程度指数(PASI)。这项研究在clinicaltrials.gov(NCT01971346)中进行了登记。
RNA-seq处理
从来自46名患者的210个RNA-seq样品生成50bp单端读数。对于每个序列文件，使用trimmomatic进行衔接子修剪(Bolger等人,Bioinformatics[生物信息学]2014；30(15):2114-20)并且使用STAR(Dobin等人,Bioinformatics.[生物信息学]2013；29(1):15-21)将读数与人类基因组b37对齐。采用HTSeq进行表达水平量化(Anders等人,Bioinformatics[生物信息学]2015；31(2):166-9)，并且只使用了唯一映射的读数。在46名患者中：一名患者因退出而被移除；两名患者因没有基线(第0周)活检样品而被移除，剩下43名患者和206份RNA-seq样品供后续分析。一名患者的最后一次随访是在第15周进行的，在进行分析时，将结果分组到所有其他患者的第12周数据中。检测到28,182个基因，平均值>＝1个读数/样品，我们应用DEseq2进行读数标准化(Love等人,Genome Biol.[基因组生物学]2014；15(12):550)。对DESeq2标准化数据进行反标准化后，使用所有基因进行主成分分析。
将RNA-seq表达与临床应答关联
在三次随访的每一次中，来自基线未累及或病损皮肤样品的每个基因表达谱都与银屑病面积和严重程度指数(PASI)、体表面积(BSA)和静态医生整体评估(sPGA)的变化相关。调整患者的年龄、性别和基线BMI，并参考第0周的值，以百分比(％)和绝对(即δ)疾病改善进行评估。假发现率≤10％被声明为显著关联。使用DESeq2负二项分布进行差异表达分析(即比较基线时未累及皮肤与病损皮肤；比较基线时与随后随访时的病损皮肤)，并使用FDR<＝10％和|log2倍数变化|>＝1作为标准来声明重要基因。
角质形成细胞中细胞因子签名的比较
鉴定角质形成细胞中细胞因子签名的程序在前面已经描述过[Tsoi等人,J.Invest.Dermatol.[皮肤病学研究杂志]2019年7月；139(7):1480-1489.doi：10.1016/j.jid.2018.12.018.Epub 2019年1月11日.PMID:30641038]。简而言之，从50个不同的健康成年人中获得了50个正常人类角质形成细胞样品。使角质形成细胞在12孔板中含有人类角质形成细胞生长补充剂(赛默飞世尔公司(Thermo Fisher)#S0015)的154CF培养基(赛默飞世尔公司#M154CF500)中生长。角质形成细胞生长至汇合，此时用基础154CF培养基(不含补充剂)替换完全培养基(含补充剂)。然后用细胞因子(IL-4、IL-13、IFN-α、IFN-γ、TNF-α和IL-17A(R&D系统公司(R&D Systems)))刺激细胞，各自在10ng/ml浓度下单独提供。8小时后，收获细胞，并且使用RNeasy Plus迷你试剂盒(凯杰公司(Qiagen)#74136)分离RNA。通过RNA纳米芯片(安捷伦科技(Agilent Technologies))对RNA进行分析并且测序(Sarkar等人,Ann Rheum Dis.[风湿病年鉴]2018,77:1653-1664)。提取了基线表达谱显示在三次随访的每一次中与未来绝对PASI改善的相关性最强的前1,000个基因，并在超几何测试中使用以比较细胞因子签名，以便了解其分子基础。
预测药物应答
对于角质形成细胞中TNF/IFN诱导的每个基因i，对来自队列的每名患者根据其在未累及皮肤中的基线表达谱分配TNF或IFN评分。通过参考样品的中位值确定患者p中该基因的相对表达：rpi＝gpi/中位数(gi)，其中g是标准化表达。然后将患者p的TNF或IFN评分分别定义为TNF或IFN诱导的所有基因的rp值的上四分位数。为了对第12周的PASI应答建模，利用角质形成细胞实验(如上文所述)中TNF/I型IFN诱导的基因的基线未累及皮肤表达谱。使用主成分来降低数据维度。应用逻辑回归以使用PASI 75标准对第12周的药物应答建模，使用留一法以确保模型评估的稳健性(即仅对训练数据进行主成分分析和回归建模)。PASI评分(PASI 75)降低75％是大多数银屑病临床试验主要终点的当前基准。使用不同数量的主成分计算PASI 75的接收器操作特征曲线下面积(AUROC)。最后，为了进一步评估潜在的临床意义，测量了精确率(预测的PASI75中真阳性的比例)和召回率(预测的实际PASI75的比例)，作为根据模型预测的最高样品比例的函数。
免疫组织化学
将从银屑病患者获得的福尔马林固定石蜡包埋组织切片和从未患有银屑病的健康人(即健康或正常对照)获得的皮肤样品在60℃下加热30分钟，再水化，并用Tris-EDTA(pH 6)检索表位。将载玻片封闭，在4℃下与USP18一级抗体一起(1:100；LS-B1182-50；莱仕邦生物科技公司(Lifespan Bioscience))孵育过夜。然后用PBS洗涤载玻片，并且在室温下与生物素化二级抗体一起(生物素化山羊抗兔IgG抗体；BA1000；载体实验室(VectorLaboratories))孵育30分钟，然后在室温下与荧光染料缀合的链霉亲和素一起孵育10分钟。在含有4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)的封固介质(VECTASHIELD Antifade封固介质，含有DAPI,H-1200载体)中制备载玻片。使用蔡司Axioskop 2显微镜获取图像，并且使用SPOT软件5.1进行分析。呈现的图像代表了至少三个实验。
RNAi消耗，RNA提取，qRT-PCR
在达到半汇合时，角质形成细胞的培养基被更换为含有1μM Accell siRNA靶向USP18(E-004236-00-0005，Dharmacon)的Accell递送培养基(B-005000，Dharmacon)。48h后，用IFN-α(10ng/ml，I4276，R&D系统公司)、TNF-α(10ng/ml，210-TA，R&D系统公司)、IL-17A(20ng/ml，7955-IL，R&D系统公司)或IFN-γ(10ng/ml，285-IF，R&D系统公司)再刺激细胞24h。使用RNeasy plus试剂盒(74136，凯杰公司)从细胞中分离RNA。在7900HT快速实时PCR系统(应用生物系统公司(Applied Biosystems))和TaqMan通用PCR主混合物(赛默飞世尔公司4304437)上进行qRT-PCR。本研究中使用的引物(赛默飞世尔科技公司(Thermofisher Scientific))是：USP18，Hs00276441_m1；IL36G，Hs00219742_m1；DEFB4，Hs00175474_m1；MX1，Hs00895608_m1；OASL，Hs00984387_m1；IRF7，Hs01014809_g1；IFNK，Hs00737883_m1(赛默飞世尔科技公司)。
实例2
分析进行依那西普疗法的患者的转录组轨迹的RNA-seq
46名银屑病患者被招募入本研究中(图1A)。每名患者均接受依那西普(商标为Enbrel或Benepali)治疗，每周两次，每次50mg。开始之前(基线/第0周)，收集人口统计信息(年龄、性别)和其他临床信息，包括PASI评分、体表面积(BSA)和sPGA。在基线时，对未累及和病损皮肤进行皮肤穿孔活检，使用RNA-seq进行转录组分析，并在第2周、第6周和第12周随访时获得另外的病损样品，以及临床评估。获得了42名患者的随访数据(即来自基线和至少一次随访的转录组学数据)，并且共有36名患者完成了研究，可得到在基线和第12周随访时的RNA-seq和临床数据。
对队列中的46名患者共进行了210次RNA-seq实验。通过使用主成分分析(PCA)，在治疗过程中跟踪转录组的变化(图1B)。正如预期的那样，PCA在基线时分离未累及皮肤和病损皮肤，但在治疗期中，病损皮肤的最大主成分(即PC1)随时间变化，使得在第12周，它在队列中的比例与基线时未累及皮肤重叠。然而，一些患者的PC1值在第12周仍保持在基线水平，尽管PASI有所改善。值得注意的是，在第12周，前一组的PASI评分往往低于后一组(图1B中的下部分图)。进一步研究了基因表达水平的随时间的变化，以确定在12周治疗期中表达谱的变化(图1C)：与PCA结果类似，在基线时未累及皮肤和病损皮肤之间存在明显反差，但随着依那西普治疗的进行，反差降低(或变得不明显)。事实上，当比较基线病损皮肤中的基因表达水平与随访中的基因表达水平时，观察到差异表达转录物的数量逐渐增加(见下表2)，并且观察到恢复到基线时未病损皮肤中的基因表达水平(图6)。然而，在第12周时，在患者的转录组学应答中观察到异质性，这与临床变异一致(Leonardi等人,N Engl J Med.[新英格兰医学杂志]2003；349(21):2014-22；Zaba等人,J Allergy Clin Immunol.[变态反应与临床免疫学杂志]2009；124(5):1022-10e1-395.))。
表2.比较基线与随访的病损皮肤(PP)时差异表达基因的数量。
Figure BDA0003567169360000301
实例3
基线未累及皮肤的表达谱与PASI改善关联
检查基线表达谱与临床表现之间的关联。在第0周，每个基因的表达水平(来自未累及或病损皮肤)与三次随访的每一次中的PASI、BSA和/或sPGA变化相关。参考第0周的值，对百分比(％)和绝对(即δ)疾病改善进行评估。
令人惊讶的是，只能在基线未累及皮肤中而不是在病损皮肤中鉴定基因谱之间与至少一次随访的PASI改善的显著关联。当使用百分比变化作为量度时，有198个基因的第0周表达谱与第12周PASI改善显著关联(FDR<＝10％)。当使用绝对变化作为量度时，有192个基因的第6周和391个基因的第12周基线表达谱与周PASI改善显著关联。未检测到与BSA和sPGA变化关联的显著结果。
在基线表达与第12周PASI改善关联的重要基因中，105个基因在百分比和绝对量度之间重叠。USP18(泛素特异性肽酶)和KRT2(I型细胞角蛋白)是显示出与随访中的PASI改善显著关联的基线未累及皮肤表达的两个突出实例(图2A-F)：
USP18在基线时在病损皮肤中显著上调(倍数变化，FC＝2.5；p＝1x10-26)，并且其在基线时未累及皮肤中的表达与第12周绝对PASI改善呈正相关(p＝9.8x10-4；在针对年龄、性别和BMI调整后，比平均表达水平增加20％有2.3的平均PASI改善)；KRT2在基线时在病损皮肤中显著下调(FC＝0.32；p＝1.3x10-6)，并且其在第0周在未累及皮肤中的表达与绝对(p＝1.4x10-5；在针对年龄、性别和BMI调整后，比平均表达水平降低20％有0.99的平均PASI改善)和百分比(p＝5.4x10-4)第12周PASI改善呈负相关。尽管在第2周和第6周，它们与PASI改善的关联不显著，但相关性的方向是一致的(图2A和2D)。有趣的是，当使用病损皮肤中的基线表达水平时，没有观察到这些关联(图2B和2D)。此外，病损皮肤中这两个基因的表达水平随时间的推移逐渐“恢复”到未累及皮肤中的表达水平(图2C和2F)。这些结果指示，USP18和KRT2都在银屑病皮肤中失调，但可以“恢复”至通过依那西普治疗的未累及皮肤水平，并且在治疗之前未累及皮肤中的表达水平与未来的PASI改善关联。
为了更好地理解USP18在TNF应答中的潜在作用，进行了几项功能测定。首先，最近进行的一个独立转录组学队列用于验证USP18在病损皮肤中的上调(图7)。有趣的是，与正常皮肤相比，未累及皮肤中USP18的表达水平略微上调(FC＝1.5；p＝1.2x10-2)。USP18还与病损皮肤中的其他银屑病细胞因子(IL23A和IL36G)呈正相关(分别为p＝6.3x10-5和p＝8.3x10-7)。通过免疫染色(图3A)，观察了USP18蛋白在未累及和病损银屑病皮肤中的分布，证实了其在表皮层的表达。使用小抑制性RNA(siRNA)来敲除角质形成细胞中USP18的表达，并且评估其对TNF/干扰素(IFN)应答的影响。值得注意的是，USP18的有效敲除对TNF和IFN刺激都有影响(图3B-D)。在TNF刺激下，USP18敲除往往抑制IL36G mRNA的表达，但往往诱导DEFB4mRNA的表达(在TNF+IL17刺激期间)。在IFN刺激下，USP18敲除促进了IFN应答基因的更高表达，包括MX1、IFNK、OASL和IRF7。相反，USP18过表达(图3E-G)降低了I型和II型IFN应答(图3E-G)，但增强了IL-17A对IL36G的诱导作用和TNF对DEFB4的诱导作用(图3E)。这些结果表明USP18对IFN应答有抑制作用，同时促进一些TNF应答(即，IL36G mRNA表达)。
因为IFN和TNF被认为在银屑病中具有反调节作用(Conrad等人,Nat Commun.[自然通讯]2018；9(1):25)，在一些方面，较低的USP18表达水平可能有助于促进更大的IFN应答，从而降低对TNF的依赖性，这与观察到的USP18与依那西普治疗过程中PASI改善呈正相关一致。
实例4
使用未累及皮肤提供生物学和临床意义的综合方法
一种综合方法被用来理解RNA-seq结果如何被用以为依那西普治疗银屑病提供生物学和临床意义。首次分析了研究角质形成细胞中不同细胞因子刺激的影响的体外实验的结果。在病损皮肤中显示出在基线和后续随访之间的最强差异表达(上调和下调)的基因中，观察到有显著(FDR(或log倍数变化)≤10％)IFN、TNF和IL17签名富集(图4A)，这与依那西普的TNF抑制作用及其对Th17应答的关联负调节一致(Krueger等人,J.Amer.Acad.Derm.[美国皮肤病学会杂志]2006；54(3增刊2)：S112-9；Zaba等人,J Allergy Clin Immunol.[变态反应与临床免疫学杂志]2009；124(5):1022-10e1-395)。
接下来，提取了基线表达谱显示在三次随访的每一次中与未来绝对PASI改善的相关性最强的前1,000个基因，并与I型IFN、TNF和IL-17A角质形成细胞的细胞因子签名进行比较，以了解其分子基础。引人注目的是，发现第0周未累及皮肤基因表达谱中TNF和I型IFN签名的显著富集与第6周和第12周绝对PASI改善的相关性最强(图4B)。值得注意的是，使用病损皮肤中的第0周基因表达谱时，没有显著富集。当使用PASI改善百分比作为量度时，观察到相同的I型IFN签名富集(例如，IFN-α在第6周，IFN-γ在第12周)，并且IL-17A应答在第12周观察到富集。值得注意的是，当在角质形成细胞中进行TNF刺激时，USP18和KRT2显著差异表达，并且USP18被IFN上调(图8)。
对队列中的每名患者进行TNF或IFN评分(参见实例1)，总结该患者在基线时未累及皮肤的相应细胞因子签名负载(图5A-B)。在IFN或TNF评分较高的患者中，从绝对或百分比量度观察到PASI改善的比例较高。因此，假设通过使用角质形成细胞的细胞因子签名作为先验信息，可以提供药物应答评估。为了提供最可靠的药物应答评估，使用了基因组方法。在独立实验中，超过2,900个基因被鉴定为在细胞因子刺激下失调。对于队列中的每名银屑病患者，获得了响应于用TNF-α、IFN-α或IFN-γ治疗而诱导的>2,900个基因的基线未累及皮肤表达水平的主成分。
向这些成分应用逻辑回归以使用PASI 75标准对第12周的药物应答建模，使用留一法验证以确保模型评估的稳健性，可以获得达到0.75的接收器操作特征曲线下面积(AUROC)(图5C)。为了进一步评估潜在的临床意义，测量了精确率(预测的PASI 75中真阳性的比例)和召回率(预测的实际PASI 75的比例)，作为根据模型预测的最高样品比例的函数(图5D)。在展现出最高PASI 75预测评分的前20％样品中，达到准确率高达80％，代表了在基线时使用未累及皮肤转录组来鉴定最有可能受益于依那西普治疗的患者的能力。
实例5
鉴定对评估依那西普药物应答重要的另外的基因的综合方法
为了鉴定依那西普治疗结果的预测因子，对来自46例慢性斑块型银屑病患者的210个RNA-seq样品进行了纵向研究。
采用综合方法，组合纵向组织分子分析(RNA-seq)，鉴定可评估第12周的依那西普药物应答的最具信息量的生物学特征，并结合统计学建模，与来自体外独立的细胞因子刺激的角质形成细胞的RNA-seq数据进行交叉比较。检查基线基因表达谱与临床表现之间的关联。在第0周，使用RNA-seq测量每个基因的表达水平(来自未累及皮肤)，并且其与三次随访(第2周、第6周和第12周)的每一次中的PASI评分变化相关。参考第0周的值，对疾病改善的百分比(％)变化和绝对(即δ)变化进行评估。
仅当使用百分比变化作为量度时，才鉴定出基线未累及皮肤的基因谱与至少一次随访的PASI改善之间存在显著关联。当使用绝对变化作为量度时，有198个基因的第0周表达谱与第12周PASI改善显著关联(假发现率(FDR)<＝10％)。有192个基因的基线表达谱与第6周和第12周PASI改善显著关联。有391个基因的基线表达谱与第12周PASI改善显著关联。
在被鉴定为基线表达水平与第12周PASI改善关联的基因中，105个基因在百分比和绝对量度之间重叠。USP18(泛素特异性肽酶)和KRT2(I型细胞角蛋白)是显示出与随访中的PASI改善显著关联的基线未累及皮肤表达的两个突出实例(图1)。USP18在基线时在病损皮肤中显著上调(倍数变化(FC)＝2.5；p＝1x10-26)，并且其在基线时未累及皮肤中的表达与第12周绝对PASI改善呈正相关(p＝9.8x10-4)。KRT2在基线时在病损皮肤中显著下调(FC＝0.32；p＝1.3x10-6)，并且其在第0周在未累及皮肤中的表达与绝对(p＝1.4x10-5)和百分比(p＝5.4x10-4)第12周PASI改善呈负相关。尽管在第2周和第6周，它们与PASI改善的关联在统计学上不显著，但相关性的方向是一致的(图1A和1D)。有趣的是，当使用病损皮肤中的基线表达水平时，没有观察到这些关联(图1B和1D)。此外，病损皮肤中这两个基因的表达水平随时间的推移逐渐“恢复”到未累及皮肤中的表达水平(图1C和1F)。这些结果指示，USP18和KRT2都在银屑病皮肤中失调，但可以“恢复”至通过依那西普治疗的未累及皮肤水平，并且在用依那西普治疗之前未累及皮肤中的表达水平与未来的PASI改善关联。
为了对第12周的PASI应答建模，如上文所述，利用细胞因子刺激(例如，TNF/I型IFN(如由先前的角质形成细胞实验鉴定的))诱导的>2,900个基因的基线(第0周)未累及皮肤基因表达谱。对于队列中的每名银屑病患者，获得了响应于用TNF-α、IFN-α或IFN-γ治疗而诱导的>2,900个基因的基线未累及皮肤表达水平的主成分。
应用逻辑回归以使用PASI 75标准对第12周的药物应答建模，使用留一法以确保模型评估的稳健性(即仅对训练数据进行主成分分析和回归建模)。使用不同数量的主成分计算PASI 75的接收器操作特征曲线下面积(AUROC)。为了进一步评估潜在的临床意义，测量了精确率(预测的PASI 75中真阳性的比例)和召回率(预测的实际PASI 75的比例)，作为根据模型预测的最高样品比例的函数。获得高达0.75的AUROC(图2)。在展现出最高PASI 75预测值的前20％样品中，达到预测应答的准确率高达80％，代表了在基线时使用未累及皮肤转录组来鉴定最有可能受益于依那西普治疗的患者的能力。
应用回归分析来鉴定如下的基因，这些基因的基因表达水平与最有可能受益于依那西普治疗的银屑病患者中的药物应答相关。USP18、KRT2、IL4R、SOX5和IFIH1被鉴定为用于指示银屑病患者对抗TNF剂治疗是否有良好反应的生物标志物的前几个蛋白质编码基因候选基因。为了评估这种方法的稳健性，特征选择过程被重复36次，每次留下一个不同的样品，并且评估所留下的样品的性能，达到AUROC>0.75。
这项研究表明，通过对细胞因子应答的体外基因组数据建模，鉴定出在基线时未累及皮肤的基因谱与随访时银屑病严重指数(PASI)的改善之间存在显著关联。值得注意的是，在基线未累及但非炎症皮肤的基因谱是第12周治疗应答的最佳预测因子。这些结果证明了利用未累及皮肤评估银屑病药物应答的可行性，并且暗示IFN/TNF调节因子参与抗TNF应答。
实例6
评估响应于依那西普治疗的PASI改善
在三次随访的每一次中，来自基线未累及或病损皮肤样品的每个基因表达谱都与PASI、体表面积(BSA)和静态医生整体评估(sPGA)的变化相关。针对患者的年龄、性别和基线BMI调整每个样品，并参考第0周(即第0天)的值，评估百分比(％)和绝对(即δ)疾病改善。假发现率≤10％被声明为显著关联。具体地，应用回归分析来鉴定如下的基因，这些基因的基因表达水平与最有可能受益于抗TNF(例如依那西普)治疗的银屑病患者中的药物应答相关。USP18、KRT2、IL4R、SOX5和IFIH1被鉴定为还用于指示银屑病患者对抗TNF剂治疗是否有良好反应的生物标志物的前几个蛋白质编码基因候选基因。在回归分析中，年龄、性别和BMI被用作协变量。
关联分析中这些基因的p值如下：
USP18：9.81x10-4；
KRT2：1.45x10-5；
IFIH1：2.12x10-3；
SOX5：1.85x10-3；以及
IL4R：1.6x10-5。
使用USP18作为预测依那西普应答性的生物标志物，相对于对照(即，在治疗之前银屑病患者未累及皮肤中的平均水平)的USP18基线或平均水平增加20％，表明受试者在接受依那西普治疗第12周时PASI平均改善2.3分。使用KRT2作为预测依那西普应答性的生物标志物，相对于对照(即，银屑病患者未累及皮肤)的KRT2基线平均水平增加20％，表明受试者在接受依那西普治疗第12周时PASI平均改善0.99分。使用IL4R作为预测依那西普应答性的生物标志物，相对于对照(即，银屑病患者未累及皮肤)的IL4R平均水平增加20％，表明受试者在接受依那西普治疗第12周时PASI平均改善5.5分。使用SOX5作为预测依那西普应答性的生物标志物，相对于对照(即，银屑病患者未累及皮肤)的SOX5平均水平增加20％，表明受试者在接受依那西普治疗第12周时PASI平均改善2.3分。使用IFIH1作为预测依那西普应答性的生物标志物，相对于对照(即，银屑病患者未累及皮肤)的IFIH1平均水平增加20％，表明受试者在接受依那西普治疗第12周时PASI平均改善4.1分。
已经根据发现或提出的包含用于本披露实践的特定模式的特定实施例描述了本披露。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本发明的各种修改和变型对于本领域技术人员来说是显而易见的。尽管已经结合特定实施例描述了本发明，但是应当理解，要求保护的本发明不应过度地限于此类特定实施例。实际上，对相关领域的技术人员来说显而易见的用于实施本发明的所描述模式的各种修改旨在在以下权利要求的范围内。

Claims (75)

1.一种治疗受试者的银屑病的方法，该方法包括：
在用抗肿瘤坏死因子(抗TNF)剂治疗之前，测量从该受试者分离的未累及皮肤的生物样品中至少一种生物标志物的水平，其中该至少一种生物标志物是
(a)泛素特异性蛋白酶18(USP18)，并且USP18的水平相对于对照水平增加；
(b)角蛋白II型表皮细胞骨架2(KRT2)，并且KRT2的水平相对于对照水平降低；
(c)白细胞介素4受体(IL4R)，并且IL4R的水平相对于对照水平增加；
(d)性别决定区Y-框转录因子5(SOX5)，并且SOX5的水平相对于对照水平降低；
(e)干扰素诱导的含螺旋酶C结构域的蛋白1(IFIH1)，并且IFIH1的水平相对于对照水平增加；或
(f)(a)-(e)中的任何两种或更多种的生物标志物的组合，
其中该受试者中所述生物标志物的水平相对于所述对照水平的增加或降低预测该受试者将对用该抗TNF剂的治疗有应答，并且
其中该对照水平是在用该抗TNF剂治疗之前患有银屑病的受试者群体中未累及皮肤中该生物标志物的平均水平；以及
向预测对治疗有应答的受试者施用有效量的抗TNF剂。
2.如权利要求1所述的方法，其中该至少一种生物标志物是USP18。
3.如权利要求1所述的方法，其中该至少一种生物标志物是KRT2。
4.如权利要求1所述的方法，其中该至少一种生物标志物是IL4R。
5.如权利要求1所述的方法，其中该至少一种生物标志物是SOX5。
6.如权利要求1所述的方法，其中该至少一种生物标志物是IFIH1。
7.如权利要求1所述的方法，其中该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5或IFIH1中的任何两种或更多种的组合。
8.如权利要求1所述的方法，其中该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5或IFIH1中的任何两种或更多种的组合，如表1中的任何组合所示。
9.如权利要求1或2所述的方法，其中USP18的水平相对于该对照水平增加至少约86％或更多。
10.如权利要求1或3所述的方法，其中KRT2的水平相对于该对照水平降低至少约99％或更多。
11.如权利要求1或4所述的方法，其中IL4R的水平相对于该对照水平增加至少约36％或更多。
12.如权利要求1或5所述的方法，其中SOX5的水平相对于该对照水平降低至少约89％或更多。
13.如权利要求1或6所述的方法，其中IFIH1的水平相对于该对照水平增加至少约49％或更多。
14.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中该水平是该生物样品中存在的核酸或蛋白质水平的量度。
15.如权利要求14所述的方法，其中该核酸是脱氧核糖核酸。
16.如权利要求14所述的方法，其中该核酸是核糖核酸。
17.如权利要求1-16中任一项所述的方法，其中该抗TNF剂是依那西普、英夫利西单抗、阿达木单抗、培舍珠单抗或戈利木单抗。
18.如权利要求1-16中任一项所述的方法，其中该抗TNF剂是沙利度胺、来那度胺、波马度胺、黄嘌呤衍生物或安非他酮。
19.如权利要求1-18中任一项所述的方法，其中该银屑病是斑块型银屑病、点滴型银屑病、反转型银屑病、擦烂型银屑病、脓疱型银屑病、红皮病型银屑病或银屑病关节炎。
20.如权利要求1-19中任一项所述的方法，其进一步包括向该受试者施用至少一种用于银屑病的另外的治疗或药物。
21.如权利要求1-20中任一项所述的方法，其中该受试者是人类受试者。
22.如权利要求1-21中任一项所述的方法，其中用免疫测定、RNA印迹分析、逆转录定量聚合酶链反应、RNA测序或高通量测序来测量该生物标志物的水平。
23.如权利要求1-22中任一项所述的方法，其中用该抗TNF剂治疗的该受试者在治疗约12周时显示出PASI改善。
24.如权利要求23所述的方法，其中该PASI改善为至少约10％的PASI改善。
25.一种预报受试者在治疗银屑病时对抗TNF剂的应答性的方法，该方法包括：
在用抗肿瘤坏死因子(抗TNF)剂治疗之前，测量从该受试者分离的未累及皮肤的生物样品中至少一种生物标志物的水平，其中该至少一种生物标志物是
(a)泛素特异性蛋白酶18(USP18)；
(b)角蛋白II型表皮细胞骨架2(KRT2)；
(c)白细胞介素4受体(IL4R)；
(d)性别决定区Y-框转录因子5(SOX5)；
(e)干扰素诱导的含螺旋酶C结构域的蛋白1(IFIH1)；或
(f)(a)-(e)中的任何两种或更多种的生物标志物的组合，并且
将该水平与对照水平进行比较，其中该对照水平是在用该抗TNF剂治疗之前患有银屑病的受试者群体中未累及皮肤中该生物标志物的平均水平，
其中当该受试者中USP18、ILR4和/或IFIH1的水平相对于该生物标志物的对照水平增加时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗有应答；
其中当该受试者中KRT2和/或SOX5的水平相对于该生物标志物的对照水平降低时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗有应答；
其中当该受试者中USP18、ILR4和/或IFIH1的水平相对于该生物标志物的对照水平没有增加时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗没有应答；和/或
其中当该受试者中KRT2和/或SOX5的水平相对于该生物标志物的对照水平没有降低时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗没有应答。
26.如权利要求25所述的方法，其进一步包括施用有效量的该抗TNF剂以治疗预测对用该抗TNF剂的治疗有应答的受试者。
27.如权利要求25或26所述的方法，其中该至少一种生物标志物是USP18。
28.如权利要求25或26所述的方法，其中该至少一种生物标志物是KRT2。
29.如权利要求25或26所述的方法，其中该至少一种生物标志物是IL4R。
30.如权利要求25或26所述的方法，其中该至少一种生物标志物是SOX5。
31.如权利要求25或26所述的方法，其中该至少一种生物标志物是IFIH1。
32.如权利要求25或26所述的方法，其中该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5和IFIH1中的任何两种或更多种的组合。
33.如权利要求25或26所述的方法，其中该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5和IFIH1中的任何两种或更多种的组合，如表1中的任何组合所示。
34.如权利要求25、26或27所述的方法，其中USP18的水平相对于该对照水平增加至少约86％或更多。
35.如权利要求25、26或28所述的方法，其中KRT2的水平相对于该对照水平降低至少约99％或更多。
36.如权利要求25、26或29所述的方法，其中IL4R的水平相对于该对照水平增加至少约36％或更多。
37.如权利要求25、26或30所述的方法，其中SOX5的水平相对于该对照水平降低至少约89％或更多。
38.如权利要求25、26或30所述的方法，其中IFIH1的水平相对于该对照水平增加至少约49％或更多。
39.如权利要求25-28中任一项所述的方法，其中该水平是该生物样品中存在的核酸或蛋白质水平的量度。
40.如权利要求39所述的方法，其中该核酸是脱氧核糖核酸。
41.如权利要求39所述的方法，其中该核酸是核糖核酸。
42.如权利要求25-41中任一项所述的方法，其中该抗TNF剂是依那西普、英夫利西单抗、阿达木单抗、培舍珠单抗或戈利木单抗。
43.如权利要求25-41中任一项所述的方法，其中该抗TNF剂是沙利度胺、来那度胺、波马度胺、黄嘌呤衍生物或安非他酮。
44.如权利要求25-43中任一项所述的方法，其中该银屑病是斑块型银屑病、点滴型银屑病、反转型银屑病、擦烂型银屑病、脓疱型银屑病、红皮病型银屑病或银屑病关节炎。
45.如权利要求25-44中任一项所述的方法，其进一步包括向该受试者施用至少一种用于银屑病的另外的治疗或药物。
46.如权利要求25-45中任一项所述的方法，其中该受试者是人类受试者。
47.如权利要求25-46中任一项所述的方法，其中用免疫测定、RNA印迹分析、逆转录定量聚合酶链反应、RNA测序或高通量测序来测量该生物标志物的水平。
48.如权利要求25-47中任一项所述的方法，其中预测对用该抗TNF剂的治疗有应答的受试者预期在治疗约12周时显示出PASI改善。
49.如权利要求48所述的方法，其中该PASI改善预期为至少约10％的PASI改善。
50.一种试剂盒，其包含用于测量在用抗肿瘤坏死因子(抗TNF)剂治疗之前从患有银屑病的受试者分离的未累及皮肤的生物样品中至少一种生物标志物的水平的试剂，其中该至少一种生物标志物是
(a)泛素特异性蛋白酶18(USP18)；
(b)角蛋白II型表皮细胞骨架2(KRT2)；
(c)白细胞介素4受体(IL4R)；
(d)性别决定区Y-框转录因子5(SOX5)；
(e)干扰素诱导的含螺旋酶C结构域的蛋白1(IFIH1)；或
(f)(a)-(e)中的任何两种或更多种的生物标志物的组合，并且
其中该水平是该生物样品中生物标志物的核酸或蛋白质的水平。
51.如权利要求50所述的试剂盒，其进一步包含用于将该生物样品中的该生物标志物的核酸或蛋白质水平与对照水平进行比较的装置，其中该对照水平是在用该抗TNF剂治疗之前患有银屑病的受试者群体中未累及皮肤中该生物标志物的平均水平。
52.如权利要求50或51所述的试剂盒，其中该生物样品是从患有银屑病的受试者的未累及皮肤的活检获得的。
53.测量患有银屑病的受试者的未累及皮肤的生物样品中至少一种生物标志物的水平与对照水平的测量值相比的增加或降低用于预报该受试者对用抗肿瘤坏死因子(抗TNF)剂的治疗的应答性的用途，其中该对照水平是在用该抗TNF剂治疗之前患有银屑病的受试者群体中未累及皮肤中该生物标志物的平均水平，其中该至少一种生物标志物是
(a)泛素特异性蛋白酶18(USP18)；
(b)角蛋白II型表皮细胞骨架2(KRT2)；
(c)白细胞介素4受体(IL4R)；
(d)性别决定区Y-框转录因子5(SOX5)；
(e)干扰素诱导的含螺旋酶C结构域的蛋白1(IFIH1)；或
(f)(a)-(e)中的任何两种或更多种的生物标志物的组合，并且
其中当该受试者中USP18、ILR4和/或IFIH1的水平相对于该生物标志物的对照水平增加时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗有应答；
其中当该受试者中KRT2和/或SOX5的水平相对于该生物标志物的对照水平降低时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗有应答；
其中当该受试者中USP18、ILR4和/或IFIH1的水平相对于该生物标志物的对照水平没有增加时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗没有应答；和/或
其中当该受试者中KRT2和/或SOX5的水平相对于该生物标志物的对照水平没有降低时，预测该受试者对用该抗TNF剂的治疗没有应答。
54.如权利要求53所述的用途，其中该至少一种生物标志物是USP18。
55.如权利要求53所述的用途，其中该至少一种生物标志物是KRT2。
56.如权利要求53所述的用途，其中该至少一种生物标志物是IL4R。
57.如权利要求53所述的用途，其中该至少一种生物标志物是SOX5。
58.如权利要求53所述的用途，其中该至少一种生物标志物是IFIH1。
59.如权利要求53所述的用途，其中该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5或IFIH1中的任何两种或更多种的组合。
60.如权利要求53所述的用途，其中该至少一种生物标志物是USP18、KRT2、IL4R、SOX5或IFIH1中的任何两种或更多种的组合，如表1中的任何组合所示。
61.如权利要求53或54所述的用途，其中USP18的水平相对于该对照水平增加至少约86％或更多。
62.如权利要求53或55所述的用途，其中KRT2的水平相对于该对照水平降低至少约99％或更多。
63.如权利要求53或56所述的用途，其中IL4R的水平相对于该对照水平增加至少约36％或更多。
64.如权利要求53或57所述的用途，其中SOX5的水平相对于该对照水平降低至少约89％或更多。
65.如权利要求53或58所述的用途，其中IFIH1的水平相对于该对照水平增加至少约49％或更多。
66.如权利要求53-65中任一项所述的用途，其中该水平是该生物样品中存在的核酸或蛋白质水平的量度。
67.如权利要求66所述的用途，其中该核酸是脱氧核糖核酸。
68.如权利要求66所述的用途，其中该核酸是核糖核酸。
69.如权利要求53-68中任一项所述的用途，其中该抗TNF剂是依那西普、英夫利西单抗、阿达木单抗、培舍珠单抗或戈利木单抗。
70.如权利要求53-68中任一项所述的用途，其中该抗TNF剂是沙利度胺、来那度胺、波马度胺、黄嘌呤衍生物或安非他酮。
71.如权利要求53-70中任一项所述的用途，其中该银屑病是斑块型银屑病、点滴型银屑病、反转型银屑病、擦烂型银屑病、脓疱型银屑病、红皮病型银屑病或银屑病关节炎。
72.如权利要求53-71中任一项所述的用途，其中该受试者是人类受试者。
73.如权利要求53-72中任一项所述的用途，其中用免疫测定、RNA印迹分析、逆转录定量聚合酶链反应、RNA测序或高通量测序来测量该生物标志物的水平。
74.如权利要求53-73中任一项所述的用途，其中预测对用该抗TNF剂的治疗有应答的受试者预期在治疗约12周时显示出PASI改善。
75.如权利要求74所述的用途，其中该PASI改善预期为至少约10％的PASI改善。
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