JP2005532780A - 発癌リスク層別化のための遺伝的解析 - Google Patents
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Abstract
Description
政府は、米国陸軍乳癌研究プログラムからの助成金番号BC00042、ならびに科学および技術の進歩のためのオクラホマ・センター(Oklahoma Center for the Advancement of Science and technology:OCAST)からの助成金番号AR992-007および助成金AR01.1-050に従って、本発明の権利を所有する。本出願は、2001年9月19日に出願の米国特許仮出願第60/323,510号の優先権の利益を主張し、この全内容は、無条件に参照として本明細書に組み入れられる。
本発明は、一般に腫瘍学および遺伝学の分野に関する。より詳細には、どの対立遺伝子の組み合わせが、特定の癌の低度、中度、および高度なリスクに関連するかについて決定するための、遺伝的対立遺伝子の多変量解析の使用に関する。これらのリスク対立遺伝子は、患者試料をスクリーニングするために組み合わせて使用したときに、患者に最も有効な診断前癌リスク管理に対して彼らを指導する手段を提供する。これにより、徐々に増加する生涯における癌を発病するリスクの評価のための方法が提供される。
癌患者については、早期の診断および治療が、より良い結果の鍵となる。2001年には、米国において1,250,000を超える人々が癌と診断されるものと予想される。悲しいことに、2001年には、550,000人以上が癌で死亡すると思われる。かなりの程度で、癌患者における生死間の相違は、疾患が最初に発見・治療されたときの癌の段階によって決定される。その腫瘍が比較的小さく、限られているときに発見された患者のものについては、結果は通常非常に良い。逆に、患者の癌が、その起源の器官から遠い部位まで体の全体にわたって蔓延していた場合、患者の予後は、治療を問わず非常に悪い。問題は、小さく、限られた腫瘍が、通常症状を引き起こさないということである。したがって、これらの初期癌を検出するために、疾患の症状のない人々をスクリーニングまたは検査することが必要である。このような明らかに健常な人々では、癌は実際に非常に珍しい。したがって、少数の癌を検出するためには、多数の人々をスクリーニングすることが必要である。その結果、癌検診試験は、保健医療経費ユニットあたりの癌検出の数に関して、管理が比較的高価である。
このように、本発明によれば、女性被験者が乳癌を発症するリスクを評価するための方法であって、この被検者からの試料において、プロヒビチン(prohibitin:PRO)、プロゲステロン受容体(PROGINS)、ステロイド17,20リアーゼ(CYP17)、カテコールo-メチルトランスフェラーゼ(COMT)、上皮細胞成長因子受容体2(HER2)、5α-レダクターゼ(SRD5α)、グルタチオンS-トランスフェラーゼP1(GSTP1)、フェノールスルホトランスフェラーゼ(SULF1A1)、チトクロムp450-1B1(CYP1B1)、腫瘍抑制因子p53(p53 72)、メチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼ(MTHFR)、ビタミンD受容体Apa I多型(VDR/ApaI)、ビタミンD受容体TaqαI多型(VDR/TaqI)、ビタミンD受容体Fok I多型(VDR/FokI)、チトクロムP450 1A1(CYP1A1)、ヒト・アルドステロン・シンターゼまたはステロイド18-ヒドロキシラーゼ(CYP11B2)、サイクリンD1(CYC D1)、ホモ・サピエンスDNA修復タンパク質(XRCC 1)、ヒト・チトクロムP450IIE1(エタノールで誘導可能)(CYP2E1)、およびミクロソーム・エポキシド加水分解酵素(EPHX 2)からなる群より選択される2つ以上の遺伝子の対立遺伝子プロフィールを決定することを含む方法が提供される。
癌治療のかなりの進歩にもかかわらず、癌死亡率は高いままであり続けている。通常、多くの癌患者の予後不良は、初期段階で、すなわち転移の起こる前に、疾患を同定することができなかったことに由来する。ありふれてはいるが、器官に限局された原発腫瘍の治療は、進行型の、播種性悪性腫瘍のいずれの治療よりもはるかに良好である可能性がある。
本発明に従って、本発明者らは、一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphisms:SNP)の対立遺伝子および乳癌診断のリスクの様々なレベルに関するその他の遺伝的変異の組み合わせを同定した。SNPは、遺伝的変異で最も小さいユニットである。これは、同じ種の個体が、これらのDNA配列に挿入された異なるヌクレオチドを有していてもよいゲノムの位置を表す。これは、我々の遺伝子は、我々人間を作るが、我々のSNPは、我々を独特な個体にするものであるということができよう。対立遺伝子は、遺伝子の特定の変異体である。たとえば、一部の個体では、一部の任意の遺伝子にDNA配列(AAGTCCG)を有していてもよい。その他の個体は、同じ遺伝子の同じ位置に配列(AAGTTCG)を有してもよい。これらのDNA配列は、下線を引いた位置以外は同じであり、一部の人々は、「C」ヌクレオチドを有するが、その他の人々は、「T」ヌクレオチドを有するとことに留意されたい。これがSNPの部位である。一部の人々は、このSNPのC対立遺伝子を保有するが、その他の人々では、T対立遺伝子を保有する。
表1は、遺伝子のリストを提供し、特異的な遺伝的多型を本研究、および文献引用において検査した。括弧の文字は、この多型の略記号であり、このテキストの残りの部分の全体にわたって使用される。
PROGINS, 11q22
多型:多型は、イントロン7の306bpのAlu挿入の存在の有無である。
主要な参照:Dunningら、1999。
SRD5A2, 2p23
多型:多型は、TA反複の形態で3'UTRに現れる。これは、0bp挿入、18bp挿入、または36bp挿入として報告される。
主要な参照:Bharajら、2000。
COMT, 22a11.2
多型:G > A 多型 Val > Met。
主要な参照:Thompsonら、1998。
CYP17, 10q24.3
多型:5'UTRのT > C 多型。
主要な参照:Feigelsonら、2001。
SULT1A1, 16p12.1〜p11.2
多型:コドン213のエキソン7のG > A 多型、Arg > His。
主要な参照:1.Zhengら、2001。 2.Coughtrieら、1999。
CYP1B1, 2p22〜p21
多型:エキソン3におけるA G → C(グアニンからシトシン)転移により、コドン432のバリン→ロイシン置換が生じる。
主要な参照:Zhengら、2000。
GSTP1, 11q13
多型:A G → A(グアニンからアデニン)転移により、コドン105のイソロイシンからバリンへの置換を生じる。
主要な参照:Dunningら、1999。
MTHFR, 1p36.3
多型:ヌクレオチド677のC > T多型。
主要な参照:Sternら、2000。
VDR(Apa I), 12q12〜q14
多型:3'UTRの多型。
主要な参照:Curranら、1999。
VDR(TaqαI), 12q12〜q14
多型:3'UTRの多型。
主要な参照:Curranら、1999。
VDR(Fok I), 12q12〜q14
多型:遺伝子の5'末端における開始コドンの変異体の多型。
主要な参照:Curranら、1999。
CYP1A1, 15q22〜q24
多型:Ile462Valの多型。
主要な参照:Sarmanovaら、2001。
CYP11B2, 8q21
多型:多型は、コード配列の開始前のCYP11B2 344ヌクレオチドのプロモーターに位置する。これは、この位置のシトシンまたはチミジンのいずれかである。
主要な参照:Kupariら、1998。
CycD1, 11q13
多型:エキソン4、コドン330におけるA G → A(グアニンからアデニン)の多型。
主要な参照:Kongら、2001。
XRCC1, 19q13.2
多型:エキソン10のコドン399のG > A 多型。
主要な参照:Sturgisら、1999。
プロヒビチン, 17q21
多型:3'UTR上のC > T 多型。
主要な参照:Jupeら、2001。
p53, 17p13.1
多型:コドン72のG > C 多型;Arg72Pro。
主要な参照:Pierceら、2000。
HER2, 17q21.1
多型:エキソン4の G > A多型、Val > Ile 。
主要な参照:Wangら、2002。
CYP2E1, 10q24.3〜qter
多型:イントロン6。
主要引例:1.Sarmanovaら、2001。 2.Hirvonenら、1993。
EPHX
多型:エキソン3におけるTyr/His変化。
主要引例:1.Hassettら、1994a。 2.Hassettら、1994b。 3.Hassettら、2000。
A. 標本抽出
個体の遺伝的構成を評価するためには、核酸を含有する試料を得ることが必要である。適切な組織は、ほとんどすべての核酸を含む組織を含むが、最も便利なものは口腔組織または血液を含む。末梢血試料から単離されたDNA検体については、血液を、皮下注射針で静脈穿刺後のヘパリン処理した注射器またはその他の適切な容器に回収した。口腔組織は、有利には、口リンスから得られてもよい。口腔組織または頬側細胞は、口腔リンス、たとえば「Original Mint」フレーバー Scope(商標)嗽薬によって回収してもよい。典型的には、ボランティア参加者が、彼らの口の中で10〜15秒間活発に、10〜15mlの含嗽薬をうがいする。次いで、ボランティアは、円錐状の50mlの遠心管(たとえば、プラグ密封キャップを有するFisherbrandの使い捨て遠心管(カタログ# 05-539-6)またはその他の適切な容器に含嗽薬を吐く。
後述するように、Minneapolis, MNのGentra Systemsによって製造されているPUREGENE(商標) DNA単離キットを使用して、回収した試料からゲノムDNAを単離し、精製した。末梢血試料については、赤血球をキットに提供されたRBC細胞溶解溶液を使用して溶解した。10分間2000×gで遠心後、上清を捨てて、生じた細胞ペレットを細胞溶解溶液に溶解した。可溶化液をRNase Aによって消化して、タンパク質を沈殿させた。最後に、ゲノムDNAをイソプロパノールによって沈殿させ、続いて70%のエタノールで洗浄した。生じた精製ゲノムDNAは、遺伝子特異的なPCRおよびSNP解析の前に水溶液に再懸濁した。
頬側試料は、収集の7日以内に処理されなければならない。DNAは、室温で含嗽薬中で安定であるが、プロセシング前に一週間より長く放置した場合、分解されうる。
試料(50mlの頬側細胞試料を含む遠心管)を、大容量(20〜50mlまたは40〜15mlの遠心管を有する)冷却遠心機を使用して、10分間、3000rpm(または2000×g)で遠心分離する。直ちに廃棄瓶に上清を注ぎ、50mlのチューブの底におよそ100μlの残液および頬側細胞ペレットを残す。遠心後に試料があまりに長い間放置された場合、液体を廃棄する前にペレットがゆるむことに注意する。5秒間のボルテックスにより、残りの上清に細胞を再懸濁する(高速でVortex Genieを使用する)。これにより、細胞溶解が非常に容易になる(下記)。50mlのチューブへ1.5mlの細胞可溶化溶液をピペットで移して(ピペットエイドおよび10mlのピペットを使用する)、細胞を再懸濁し、次いで5秒間ボルテックスして、細胞と細胞可溶化溶液との間の接触を最大にする。(必要に応じて、新たな試料を、全てのDNA抽出プロセスを終える前に一週間より長く貯蔵する必要があってもよい。その場合は、細胞可溶化溶液を加える点まで試料を処理し、4℃の低温室で試料を貯蔵することが必要である。試料は、何月も容易に使用可能に保たれる。PCRの実行が容易になされるDNAの調製を妨げることが示されているので、低温室に未処理の試料を貯蔵してはならない。)20μlのピペットマンおよび250μlピペットを使用して、15μlのプロテイナーゼK(10mg/ml)酵素をそれぞれの試料管に添加し、それぞれのチューブの細胞可溶化溶液に直接プロテイナーゼKを放出させる。ピペットマンの一部は、試験管にふれてはならず、ピペットチップのみとする。ピペットチップをそれぞれの試料管で交換する。軽くボルテックスして混合する。55℃で1時間、50mlのチューブにおいて細胞可溶化液をインキュベートする。(酵素は、約55℃付近までは活性化しないので、開始前にインキュベーターがその温度に近いことを確認する。必要に応じて、一晩よりも長くインキュベートすることもできる。) 5μlのRNase A(5mg/ml)酵素を直接それぞれの50mlの試料管の細胞可溶化溶液にピペットする。比較的少量の酵素であるので、これが要求される。全ての新たな試料についてピペットチップを交換する。25回穏やかにチューブを逆にすることによって、試料を混合し、37℃で15分間水浴中でインキュベートする。
試料は、室温に冷却しなければならない。この点で、必要に応じて試料を1時間おいてもよい。ピペットエイドおよび5mlのピペットを用いて、0.5mlのタンパク質沈殿溶液をそれぞれの50mlの細胞可溶化液の試料管に加える。試料を20秒間ボルテックスして、タンパク質沈殿溶液と細胞可溶化液を一様に混ぜ合わせる。50mlの試料管を氷溶液中に最低15分間、好ましくはより長く置く。これにより、遠心分離するとき(次の工程)に、細胞タンパク質が堅いペレットを形成することを確実にする。4℃に冷却した遠心機を用いて、10分間3000rpm(2000×g)で遠心分離する。沈殿したタンパク質を堅い、白または緑のペレット(頬側試料を回収するためにミント含嗽薬を使用した場合、これは緑色のように見えるであろう)を形成するはずである。
遠心が終わるのを待つ間、試料を収容するのに十分な15mlの滅菌遠心管を準備する。5μlのグリコーゲン(10mg/ml)をそれぞれのチューブに添加して、上部の近くに液体ビーズを形成させる。次いで、1.5mlの100% 2-プロパノールをそれぞれのチューブに添加する。50mlのチューブの沈殿したタンパク質ペレットを残して、準備した15mlのチューブに、DNAを含む上清を慎重に注入する。ペレットがゆるんでいる場合、上清をピペットで外に取りだして、できる限り透明な液体を得なければならないかもしれない。試料が十分長く冷却されていないために、ペレットがゆるいかもしれず、またはより長く遠心分離する必要があるかもしれない。透明な緑がかった液体のみが、新たな15mlのチューブに入らなければならない。注ぐ際に、タンパク質ペレットがゆるく壊れないように注意する。50mlのチューブ上のように、新しいチューブ上に正しい試料番号を記録する。50mlのチューブを廃棄する。50回穏やかに逆にすることによって、15mlの試料管を混合する。粗い取扱いは、DNA鎖を剪断する可能性がある。透明な白い鎖の凝集体が共に観察されるはずである。少なくとも5分間室温で保持する。10分間3000rpm(2000×g)で遠心分離する。収率に依存して、DNAは小さな白いペレットとして見えるかもしれず、または見えないかもしれない。(ペレットが他のいずれかの色である場合、試料は混入物を有する。見かけが高収率である場合もまた、混入物を示しているであろう。)液体と共にDNAが移動し、すべり出さないように注意しながら、廃棄瓶に上清を注ぐ。残留する液体を排出するために、清潔な吸収性の紙タオルの上に蓋を開けた15mlの試料管を逆さにする。5分間放置する。チューブ右面後ろを上に逆にして、キャップをはめ込んで戻し、番号をつけた面の向きをそらして保持トレイ(15mlのチューブが出荷されたスチロフォーム・トレイ)にこれらをセットする。それぞれのチューブに1.5mlの70%のエタノールを添加する。チューブを数回逆にしてDNAペレットを洗浄する。3分間3000rpm(2000×g)で遠心分離する。慎重に、エタノールを注ぎ流す。紙タオル上へ試料管を逆にして、水和溶液を使用してDNAを再懸濁する前に、15分よりも短時間空気乾燥させる。DNAを完全に乾燥させた場合、これを再水和する困難性が増大する。
生じるDNAペレットの大きさに依存して、15mlの試料管に50〜200μlの間でDNA水和溶液を添加する。チューブにDNAがないように見える場合は、50μlを使用する。いくらか有するように見えるが、多くない場合は、100μlを使用する。かなりのペレットの際には、150〜200μlを使用することができる。DNAの濃度は、PCR実験の結果に影響を及ぼすので、それほどDNAを希釈したくないことは重要である。DNAの最適濃度は、約100ng/μlである。室温で一晩または65℃で1時間インキュベートすることによって、DNAを水和させる。DNAを分散させるのを補助するために、周期的にチューブを軽くたたくか、またはローテータにおく(DNAを完全に乾燥させた場合、これは助けになるが、通常、これは必要でない)。貯蔵のために、試料を軽く遠心分離し、架橋されたかまたはUV放射された1.5mlの遠心管(すでにオートクレーブで処理されたもの)に移さなければならない。4℃でゲノムDNA試料を貯蔵する。長期間の貯蔵については、-20℃で保存する。
本発明の一つの側面において、次の解析のためにcDNA個体群を調製することが有効でありうる。典型的なcDNA産生において、ポリ(A)末端を有するmRNA分子が潜在的な鋳型であり、逆転写酵素で処理した場合には、それぞれmRNAに結合された一本鎖分子の形態のcDNAを産生する(cDNA:mRNAハイブリッド)。次いで、cDNAをDNA Pol I(クレノー断片)などのDNAポリメラーゼによって二本鎖DNAに変換する。クレノー・ポリメラーゼは、新しく合成されたcDNAの分解を避けるために使用される。ポリメラーゼのための鋳型を産生するために、mRNAをcDNA:mRNAハイブリッドから除去しければならない。これは、煮沸によってまたはアルカリ処理によって達成される(核酸の特性についての講義ノートを参照されたい)。生じる一本鎖cDNAは、第2のDNA鎖を産生するための鋳型として使用される。その他のポリメラーゼと同様に、二本鎖プライマー配列が必要であり、逆転写酵素合成の間に、これが偶然にも提供されると、cDNAの5'末端で短い相補的末端を産生する。この末端は、ss cDNA鋳型上に環状に戻り(いわゆる「ヘアピンループ」)、ポリメラーゼが新規なDNA鎖合成を開始して、二重鎖cDNA(ds cDNA)を産生するためのプライマーを提供する。このcDNA合成方法の結果、2つの相補的cDNA鎖がヘアピンループを回して共有結合で結合される。ヘアピンループは、一本鎖特異的なヌクレアーゼ(たとえば、コウジカビ(Aspergillus oryzae)由来のS1ヌクレアーゼ)を使用して除去される。
一旦試料が適切に処理されると、配列変異の検出が必要である。おそらく、最も直接的な方法は、実際にゲノムDNAまたはcDNAの配列を決定し、これらを既知の対立遺伝子と比較することである。これは、かなり高価であり、時間のかかるプロセスであり得る。それにもかかわらず、これは、Celera、Curagen、Incyte、Variagenics、およびGenaissanceなどの会社を含むSNPに関心を持つ多くの生物情報学(bioinformatics)会社の先導技術であり、本技術はかなり多量の試料のシーケンシングに有用である。直接的な配列決定方法上のバリエーションは、Affymatrixによって進行中の、Gene Chip(商標)方法である。このようなチップは、後で更に詳細に論議される。
上記のように、変異を検出するための1つの便利なアプローチは、チップに配置された核酸配列の使用を含む。この技術は、Affymetrixなどの会社によって広く利用されており、多くの特許を受けた技術を利用できる。Haciaら(1996)およびShoemakerら(1996)に記載されているものなどのチップに基づいたDNA技術が、特に想定される。これらの技術は、迅速かつ正確に多数の配列を解析するための定量方法を含む。本技術は、ハイブリダイゼーションによってDNA試料をスクリーニングするために、一本鎖DNAの相補的結合特性を利用する。Peaseら(1994);Fodorら(1991)。
核酸を研究する有効な技術には、増幅を含む。増幅は、通常鋳型に依存しており、鋳型のコピーをさらに製作するために、これらは鋳型鎖の存在に依存することを意味する。鋳型に依存したプロセスにおいて、初期核酸の合成をプライミングすることができる短い核酸であるプライマーを鋳型鎖にハイブリダイズさせる。典型的には、プライマーは、長さが10〜30塩基対であるが、より長い配列を使用することもできる。プライマーは、二本鎖および/または一本鎖形態で提供されてもよいが、一般に一本鎖形態が好ましい。
核酸産物は、鋳型および過剰なプライマーなどのその他の材料から分離することが望ましいと思われる。1つの態様において、増幅産物は、標準的な分析法(Sambrookら、1989)を使用して、アガロース、アガロースアクリルアミド、またはポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分離される。さらなる操作のために、分離された増幅産物をゲルから切り出して、溶出させてもよい。低融点アガロースゲルを用いて、ゲルを加熱し、続いて核酸の抽出によって、分離されたバンドを除去してもよい。
本明細書に開示された遺伝的分析の使用に加えて、本発明は、癌を発症する個体のリスクを測定する際に、さらなる因子を利用する。特に、本方法の予測精度を改善するために、年齢、民族性、妊娠歴、月経歴、経口避妊薬使用、ボディマス指数、アルコール消費歴、喫煙歴、運動歴、および食餌を含む多くの因子を調査する。また、親族の癌の病歴および親族が癌であると診断された年齢は、重要な個人歴測定基準である。表現型(この場合は癌)を予測するための解析の遺伝的データによる個人歴測定基準の内容は、ほとんどすべての表現型が、個体の遺伝子とこれらの遺伝子が作用する環境との間の動的相互作用に由来するという認識を根拠とする。たとえば、白い肌は、黒色腫になりやすい個体であるが、個体が太陽の紫外線から保護されないで持続的に曝露された場合のみである。個人歴は、検査した遺伝形質の任意の癌表現型の表現率の変更因子である可能性があるので、本発明者らは、彼らの解析に個人歴測定基準を含む。当業者であれば、この段落に列記した個人歴測定基準が、癌表現型の表現率に影響を及ぼすような環境因子のみではないことを理解する。
また、本発明は、本発明に従って使用されるキットの調製品を想定する。適切なキットは、チューブ、小びん、ならびに収縮包装されたパッケージおよびブロー成形パッケージを含む適切な容器およびパッケージ材の中に、本発明に従って使用される種々の試薬を含む。
関心対象の遺伝的多型(たとえば、表1において一覧を示すもの)に隣接するDNAまたはcDNA配列ドメインにアニールする遺伝子特異的なPCRプライマー対(オリゴヌクレオチド);
PCRを行う必要なくゲノムDNAまたはcDNAの特異的な配列ドメインを増幅することができる試薬;
PCRまたは非PCR増幅によって増幅される配列ドメインの種々の予想される対立遺伝子間を区別するために必要な試薬(たとえば、制限エンドヌクレアーゼ、オリゴヌクレオチドからのシグナルを増幅する酵素または蛍光化学基を含み、かつ対立遺伝子の区別を最も強くするように修飾されたものを含む、多型の1つの対立遺伝子に優先してアニールするオリゴヌクレオチド);
種々の対立遺伝子に由来する産物を物理的に分離するために必要な試薬(たとえば、電気泳動に使用するためのアガロースまたはポリアクリルアミドおよび緩衝液、HPLCカラム、SSCPゲル、ホルムアミド・ゲル、またはMALDI-TOFのためのマトリックス支持体)。
本発明の1つの側面において、乳癌をハイリスクで発症することを評価するために、予防的癌治療のための候補を同定する能力が改善されている。乳癌予防に使用される一次薬物は、タモキシフェンおよびラロキシフェンであって、さらに以下に論議した。
タモキシフェン(NOLVADEXS(登録商標))非ステロイド性抗エストロゲンは、クエン酸タモキシフェンとして提供される。クエン酸タモキシフェン・タブレットは、10mgまたは20mgのタブレットとして使用される。それぞれの10mgのタブレットは、10mgのタモキシフェンと同等の15.2mgのクエン酸タモキシフェンを含む。不活性成分は、カルボキシメチルセルロースカルシウム、ステアリン酸マグネシウム、マンニトール、およびデンプンを含む。クエン酸タモキシフェンは、トリフェニルエチレン誘導体のトランス異性体である。化学名は、(Z)2-[4-(1,2-ジフェニル-l-ブテニル)フェノキシ]-N,N-ジメチルエタンアミン 2-ヒドロキシ-1,2,3-プロパントリカルボキシレート(1:1)である。クエン酸タモキシフェンは、563.62の分子量を有し、pKa'は、8.85であり、37℃の水における平衡溶解度は、0.5mg/mLであり、37℃の0.02N HClにおいて、0.2mg/mLである。
塩酸ラロキシフェン(EVISTA(登録商標))は、ベンゾチオフェン分類の化合物に属する選択的エストロゲン受容体修飾因子(SERM)である。化学的命名では、メタノン,[6-ヒドロキシ-2-(4-ヒドロキシフェニル)ベンゾ[b]チエン-3-イル]-[4-[2-(l-ピペリジニル)エトキシ]フェニル]-ヒドロクロリドである。塩酸ラロキシフェン(HCl)は、実験式C28H27NO4S・HClを有し、510.05の分子量と一致する。ラロキシフェンHClは、オフホワイトから淡黄色の固体であり、ほんのわずかに水に可溶性である。
米国、カナダ、およびプエルトリコ全体の400を超えるセンターが、タモキシフェンおよびラロキシフェンの臨床試験に現在参加しており、STARとして知られている。これはこれまでに行われた最も大規模な乳癌防止治験のうちの1つである。また、STARは、乳癌を発症する機会を減少することが証明された薬物を、乳癌リスクを減少する可能性を有するもう一つの薬物と比較する最初の治験である。全ての参加者は、5年間どちらか一方の薬物を受ける。少なくとも22,000人の乳癌のリスクの大きい閉経婦人が、STARに参加すると考えられる。全ての人種および人種集団がSTARに参加することが奨励されている。
以下の実施例は、本発明の好ましい態様を示すために含まれる。実施例において開示された技術は、本発明者らによって発見された技術が、本発明の実施において十分に機能することを表し、したがってその実行のための好ましい態様を構成するとみなされ得ることが当業者に認識されるはずである。しかし、当業者は、本開示を考慮して、開示された特定の態様に多くの変化を作製し、および本発明の精神と範囲から逸脱することなく、似た結果または同種の結果を得ることができることを認識するはずである。
乳癌であると診断された個体から、または癌のない対照からのDNA検体を96ウェルPCRプレート上に配列した。オペレーターは、個々の検体が癌患者または対照に由来するかどうかについての情報に関しては知らされなかった。また、既知の遺伝子型のDNA検体および鋳型なしの対照ブランクのウェルを96ウェルプレート上に配列した検体に含めた。解析した遺伝的の多型部位に隣接した遺伝子に特異的なプライマー対によってPCRを行った。SNPの1つの対立遺伝子を認識して切断するがその他では行わない制限エンドヌクレアーゼによって、遺伝子特異的なPCR産物を典型的に消化した。次いで、制限消化されたPCR産物を電気泳動によって示し、制限断片長多型(RFLP)としてスコアした。他方の対立遺伝子と比較して、多型の1つの対立遺伝子のDNA配列の挿入または欠失によって生じた遺伝的多型については、多型を制限エンドヌクレアーゼで事前に消化することなく、ゲル電気泳動によって遺伝子特異的なPCR産物を表すことによって、長さの多型として直接アッセイした。個々のDNA検体の遺伝子型は、消化した遺伝子または消化していない遺伝子に特異的なPCR産物が示された電気泳動ゲルのイメージを検査することによって決定した。DNA検体の約4分の1を繰り返し解析に供し、種々のアッセイ法の結果を内部で繰り返して確認した。遺伝子タイピング・アッセイ法からのデータを生物統計学者に提供し、数値的コードを破壊し、種々の遺伝子型を適切なカテゴリー、乳癌患者、または癌のない対照に割り当てた。統計解析を行って、対照と比較して乳癌ケースと種々の遺伝子型の関連を決定した。
本発明者らは、乳癌と種々の遺伝的多型の関連を検討した。この解析において使用されるデータセットは、乳癌であると診断された約600人の女性、およびこれまでにいかなる癌も診断されなかった約1400人の女性から成った。20個の異なる遺伝的多型を検査した。DNA検体には、参照のための番号を割り当てたが、その他の点では個人識別子を取り除いた。表2A〜Cに示した結果は、多くの異なる方法で行った複合したブートストラップ解析の合成である。一般に、単独で(1つずつ)検査した場合、多型は乳癌診断のリスクとわずかに関連した。群として、乳癌表現型に対して低い表現率または表現率がないものは、通常リスク対立遺伝子と呼ばれるであろう。この研究の間になされた驚くべき観察は、組み合わせて(対において、または、3以上の組み合わせにおいて)検査するときに、複合した遺伝子型が、乳癌診断に対して高いリスクまたは高い表現率を示したことが定義されたことであった。表2Aは、これらの多型を単独で検査したものの結果を示す。それぞれの対において、または3つの組み合わせにおいて、検査したこれらの同じ多型解析の結果を表2Bおよび2Cに示す。本発明者らは、2つ(対)を組み合わせてこれらの多型を検査することが、多型を単独で検査するよりも、乳癌リスクを推定するためには有益であることを見出した。次いで、これらの遺伝子対は、乳癌であると診断される個々の女性のリスクを層別化するための非常に改善された識別精度を有する3つ以上の多型遺伝子を含む複合遺伝子型を同定するための構成単位を形成することができる。本発明者らは、これらの遺伝子対の構成単位から開始し、次いでその他の遺伝子からの情報を付加することにより、広範な相対的リスクにわたって、乳癌であると診断される個体のリスクを層別化することができる。この範囲は、平均リスクより少ない程度から平均リスクの数倍に及ぶ。
対立遺伝子の記号「*」は、対立遺伝子が2つの可能性のある対立遺伝子のいずれかであり得ることを示す。たとえば、*/Tは、Cypl7多型においてT/TおよびC/Tを意味する。
対立遺伝子の記号「*」は、対立遺伝子が2つの可能性のある対立遺伝子のいずれかであり得ることを示す。たとえば、*/Tは、Cypl7多型においてT/TおよびC/Tを意味する。
上記の論議された解析に加えて、診断の年齢によって乳癌のケースを層別化するためにさらなる解析を行った。年齢による層別化は、より正確に個体の発癌リスクを推定するために、遺伝的解析による個人歴測定基準を使用する最初の例である。年齢による層別化により、乳癌からリスクを推定するために重要であった遺伝子の組み合わせに重要な相違が作製された。
対立遺伝子の記号「*」は、対立遺伝子が2つの可能性のある対立遺伝子のいずれかであり得ることを示す。たとえば、*/Tは、Cypl7多型においてT/TおよびC/Tを意味する。
対立遺伝子の記号「*」は、対立遺伝子が2つの可能性のある対立遺伝子のいずれかであり得ることを示す。たとえば、*/Tは、Cypl7多型においてT/TおよびC/Tを意味する。
本発明者らは、乳癌と種々の遺伝的多型の関係を検査した。表4A〜Cに示した結果は、多くの異なる方法で行った複合したブートストラップ解析の合成である。この解析に使用されるデータセットは、乳癌であると診断された約340人の女性、およびこれまでにいかなる癌も診断されなかった約900人の女性から成った。この解析の全ての女性は、彼女らが乳癌であると診断されたとき、または癌がない場合は、この研究のため彼女らのDNAを回収した時に、54歳よりも高い年齢であった。20個の異なる遺伝的多型を検査した。一般に、単独で(1つずつ)検査したときに、これらの多型は、乳癌診断のリスクとわずかかに関連した。群として、乳癌表現型に対して低い表現率または表現率がないものは、通常リスク・対立遺伝子と呼ばれるであろう。この研究の間になされた驚くべき観察は、組み合わせ(対において、または、3以上の組み合わせにおいて)を検査するときに、複合した遺伝子型が、乳癌識別について高いリスクまたは高い表現率を示したことが定義されたことであった。表4Aは、これらの多型を単独で検査したものの結果を示す。それぞれの対において、または3つの組み合わせにおいて検査したこれらの同じ多型解析の結果を、表4Bおよび4Cに示す。2つ(対)を組み合わせてこれらの多型を検査することが、多型を単独で検査するよりも、乳癌リスクを推定するためには有益であることを見出した。次いで、これらの遺伝子対は、乳癌であると診断される個々の女性のリスクを層別化するための非常に改善された識別精度を有する3つ以上の多型遺伝子を含む複合した遺伝子型を同定するための構成単位を形成することができる。本発明者らは、これらの遺伝子対の構成単位から開始し、次いでその他の遺伝子からの情報を付加することにより、広範な相対的リスクにわたって、乳癌であると診断される個体のリスクを層別化することができる。この範囲は、平均リスクより少ない程度から平均リスクの数倍に及ぶ。表は、検査した遺伝子または遺伝子群、および比較したこれらの遺伝子の遺伝子型を示す。また、表は、平均リスクの個体と比較して、それぞれの遺伝子型を有する平均のオッズ比(OR)または相対リスクを示す。ORは、多くの解析を複合した結果または集積した結果であり、一般集団における真のORで最高の評価を表すので、これを平均として示してある。OR 1未満は、平均値より少ないリスクを表すが、1を超えるORは、平均値より大きいリスクを示す。平均p値は、平均ORを決定するために使用したORのChi2試験の平均値に基づいた統計的有意差の測定である。慣習により、p値≦0.05は、統計学的に有意であるとみなされる。単独で検査した遺伝的多型のORおよび付随するp値が、リスクを層別化する能力が非常に限定されており、p値が典型的には0.05を超えることは、この解析における一般的な観察である。対では、多型は、より広範囲にわたってリスクを層別化し、非常に低い(より有意な)p値を有する。さらなる遺伝子を対に付加するとこの傾向は続き、なおより優れたリスクの層別化および非常に小さなp値となる。
対立遺伝子の記号「*」は、対立遺伝子が2つの可能性のある対立遺伝子のいずれかであり得ることを示す。たとえば、*/Tは、Cypl7多型においてT/TおよびC/Tを意味する。
対立遺伝子の記号「*」は、対立遺伝子が2つの可能性のある対立遺伝子のいずれかであり得ることを示す。たとえば、*/Tは、Cypl7多型においてT/TおよびC/Tを意味する。
要約すると、本発明者らは、多くの遺伝子の遺伝的多型を検査し、単独で、および組み合わせてこれらと乳癌リスクとの関係を決定した。これらの実験で予想外であった結果は、個々に考慮すると検査された遺伝子およびこれらの多型が、乳癌リスクとわずかな関連があっただけであることである。しかし、2、3、またはそれ以上を組み合わせて検査した場合は、乳癌リスクにおいて広く多様な複合した遺伝子型が同定された。この情報は、癌検診および化学防御プロトコルで最も有効であり、最も適切な適用を容易にするためのすぐれた有用性を有し、患者の結果を改善させる。
Claims (21)
- 女性被験者が乳癌を発症するリスクを評価するための方法であって、該被検者からの試料において、プロヒビチン(PRO)、プロゲステロン受容体(PROGINS)、ステロイド17,20リアーゼ(CYP17)、カテコールo-メチルトランスフェラーゼ(COMT)、上皮細胞成長因子受容体2(HER2)、5α-レダクターゼ(SRD5α)、グルタチオンS-トランスフェラーゼP1(GSTP1)、フェノールスルホトランスフェラーゼ(SULF1A1)、チトクロムp450-1B1(CYP1B1)、腫瘍抑制因子p53(p53 72)、メチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼ(MTHFR)、ビタミンD受容体Apa I多型(VDR/ApaI)、ビタミンD受容体TaqαI多型(VDR/TaqI)、ビタミンD受容体Fok I多型(VDR/FokI)、チトクロムP450 1A1(CYP1A1)、ヒト・アルドステロン・シンターゼまたはステロイド18-ヒドロキシラーゼ(CYP11B2)、サイクリンD1(CYC D1)、ホモ・サピエンスDNA修復タンパク質(XRCC 1)、ヒト・チトクロムP450IIE1(エタノールで誘導可能)(CYP2E1)、およびミクロソーム・エポキシド加水分解酵素(EPHX)からなる群より選択される2つ以上の遺伝子の対立遺伝子プロフィールを決定することを含む方法。
- 少なくとも第3の遺伝子の対立遺伝子プロフィールを決定することをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 少なくとも第4の遺伝子の対立遺伝子プロフィールを決定することをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 被検者の個人歴の1つまたは複数の側面を評価することをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 1つまたは複数の側面が、年齢、民族性、妊娠歴、月経歴、経口避妊薬使用、ボディマス指数、アルコール消費歴、喫煙歴、運動歴、食餌、親戚の癌診断時における彼らの年齢を含む、乳癌またはその他の癌の家族歴、および乳癌、胸部生検、またはDCIS、LCIS、もしくは異常な過形成の個人歴からなる群より選択される、請求項1記載の方法。
- 1つまたは複数の側面が年齢を含む、請求項6記載の方法。
- 被検者が54歳未満である、請求項7記載の方法。
- 対立遺伝子プロフィールの決定が試料からの核酸の増幅によって達成される、請求項1記載の方法。
- 増幅がPCRを含む、請求項9記載の方法。
- 増幅のためのプライマーがチップに置かれる、請求項9記載の方法。
- 増幅のためのプライマーが遺伝子の対立遺伝子に特異的である、請求項9記載の方法。
- 増幅された核酸を切断することをさらに含む、請求項9記載の方法。
- 試料が、口腔組織または血液に由来する、請求項9記載の方法。
- 被検者を試験する癌診断のタイミングおよび/または頻度の決定を行うことをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 被検者の予防的癌治療法のタイミングおよび/または頻度の決定を行うことをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 請求項1記載の方法であって、検査される対立遺伝子は、Proの塩基729(GB# U49725)のCまたはTのいずれか、PROGINSの塩基956(GB# Z49816)におけるAlu挿入のプラスまたはマイナスのいずれか、CYP17の塩基1805(GB# M19489)のTまたはCのいずれか、COMTの位置1947(GB# Z26491)のGまたはAのいずれか、HER2の塩基77,829(GB# AC040933)のGまたはAのいずれか、SRD5αの塩基2333(GB# L03843)における18または38個の挿入のいずれか、GSTP1の塩基2628(GB# M24485)のGまたはAのいずれか、SULF1A1の塩基4742(GB# U54701)のGまたはAのいずれか、CYP1B1の塩基1294(GB# U56438)のGまたはCのいずれか、p53の塩基640(GB# AF136270)のGまたはCのいずれか、MTHFRの塩基1024(GB# AH007464)のCまたはTのいずれか、VDR/ApaIの塩基46,083(GB# AC004466)のCまたはTのいずれか、VDR/TaqIの塩基46,360〜46,363(GB# AC004466)の多型、VDR/FokIの塩基12,019〜12,024(GB# AC004466)の多型、CYP1A1の塩基133(GB# D12525)のCまたはTのいずれか、CYP11B2の塩基335〜338(GB# D13752)のHae III部位(GGCC)のCまたはTのいずれか、CYC D1の塩基8429(GB# AF511593)のエキソン4におけるコドン330のGまたはAのいずれか、XRCC 1の塩基28152(GB# L34079)のコドン399、エキソン10のGまたはAのいずれか、CYP2E1の塩基10454〜10459におけるイントロン6 Dra Iの多型、およびEPHXのエキソン3(GB# AF253417)におけるTyr/His変化、である方法。
- プロヒビチン(Pro)、プロゲステロン受容体(PROGINS)、ステロイド17,20リアーゼ(CYP17)、カテコールo-メチルトランスフェラーゼ(COMT)、上皮細胞成長因子受容体2(HER2)、5α-レダクターゼ(SRD5α)、グルタチオンS-トランスフェラーゼP1(GSTP1)、フェノールスルホトランスフェラーゼ(SULF1A1)、チトクロムp450-1B1(CYP1B1)、腫瘍抑制因子p53(p53 72)、メチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼ(MTHFR)、ビタミンD受容体Apa I多型(VDR/ApaI)、ビタミンD受容体TaqαI多型(VDR/TaqI)、ビタミンD受容体Fok I多型(VDR/FokI)、チトクロムP450 1A1(CYP1A1)、ヒト・アルドステロン・シンターゼまたはステロイド18-ヒドロキシラーゼ(CYP11B2)、サイクリンD1(CYC D1)、ホモ・サピエンスDNA修復タンパク質(XRCC 1)、ヒト・チトクロムP450IIE1(エタノールで誘導可能)(CYP2E1)、およびミクロソーム・エポキシド加水分解酵素(EPHX)のために遺伝子に対応する核酸配列を含む核酸マイクロアレイ。
- 核酸配列が、遺伝子の各々の少なくとも2つの異なる対立遺伝子の配列を含む、請求項17記載の核酸マイクロアレイ。
- 女性被験者における乳癌についての日常的な診断試験の必要性を決定するための方法であって、該被検者からの試料において、以下からなる群より選択される2つ以上の遺伝子の対立遺伝子プロフィールを決定することを含む方法:プロヒビチン(Pro)、プロゲステロン受容体(PROGINS)、ステロイド17,20リアーゼ(CYP17)、カテコールo-メチルトランスフェラーゼ(COMT)、上皮細胞成長因子受容体2(HER2)、5α-レダクターゼ(SRD5α)、グルタチオンS-トランスフェラーゼP1(GSTP1)、フェノールスルホトランスフェラーゼ(SULF1A1)、チトクロムp450-1B1(CYP1B1)、腫瘍抑制因子p53(p53 72)、メチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼ(MTHFR)、ビタミンD受容体Apa I多型(VDR/ApaI)、ビタミンD受容体TaqαI多型(VDR/TaqI)、ビタミンD受容体Fok I多型(VDR/FokI)、チトクロムP450 1A1(CYP1A1)、ヒト・アルドステロン・シンターゼまたはステロイド18-ヒドロキシラーゼ(CYP11B2)、サイクリンD1(CYC D1)、ホモ・サピエンスDNA修復タンパク質(XRCC 1)、ヒト・チトクロムP450IIE1(エタノールで誘導可能)(CYP2E1)、およびミクロソーム・エポキシド加水分解酵素(EPHX)。
- 女性被験者における予防的抗乳癌治療の必要性を決定するための方法であって、該被検者からの試料において、以下からなる群より選択される2つ以上の遺伝子の対立遺伝子プロフィールを決定することを含む方法:プロヒビチン(Pro)、プロゲステロン受容体(PROGINS)、ステロイド17,20リアーゼ(CYP17)、カテコールo-メチルトランスフェラーゼ(COMT)、上皮細胞成長因子受容体2(HER2)、5α-レダクターゼ(SRD5α)、グルタチオンS-トランスフェラーゼP1(GSTP1)、フェノールスルホトランスフェラーゼ(SULF1A1)、チトクロムp450-1B1(CYP1B1)、腫瘍抑制因子p53(p53 72)、メチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼ(MTHFR)、ビタミンD受容体Apa I多型(VDR/ApaI)、ビタミンD受容体TaqαI多型(VDR/TaqI)、ビタミンD受容体Fok I多型(VDR/FokI)、チトクロムP450 1A1(CYP1A1)、ヒト・アルドステロン・シンターゼまたはステロイド18-ヒドロキシラーゼ(CYP11B2)、サイクリンD1(CYC D1)、ホモ・サピエンスDNA修復タンパク質(XRCC 1)、ヒト・チトクロムP450IIE1(エタノールで誘導可能)(CYP2E1)、およびミクロソーム・エポキシド加水分解酵素(EPHX)。
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