JP2013528371A - インターフェロン応答マーカーのエクスビボ誘導によるインターフェロンに対する宿主応答性を特徴づける方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は米国仮出願である、2010年5月7日出願の61/332,677号及び2010年9月29日出願の61/387,668号の優先権を主張し、これらの各々は参照により全体が本明細書に組み込まれる。
量を測定することにより、1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現における変化としてインターフェロンの作用を定量すること、1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現に対するインターフェロンの定量された作用を、対照個体のパネルの発現レベルにおける変化の平均として計算される、1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現に対するインターフェロンの正常な作用と比較すること、および、個体における1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現における変化と、対照個体パネルにおける1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現における平均の変化との間の有意差を識別することにより、個体の潜在的応答性を特徴づけること、を含む方法が提供される。個体における発現の変化が、対照個体パネルにおける変化より実質的に大きい場合には、個体はインターフェロンに対して潜在的に応答性があり、個体における発現の変化が、対照個体パネルにおける変化より実質的に小さい場合には、個体はインターフェロンに対して潜在的に非応答性である。幾つかの実施形態においては、1つ以上のインターフェロン応答マーカーは、インターフェロンへの応答に応じて増大するマーカーを含む。幾つかの実施形態においては、1つ以上のインターフェロン応答マーカーは、インターフェロンへの応答に応じて減少するマーカーを含む。
インターフェロン応答マーカーの1つ以上の発現が有意に異なる場合に、インターフェロン療法が有効であると決定される。幾つかの実施形態においては、第1の血液試料と比較して、第2の血液試料との間でインターフェロン応答マーカーの1つ以上の発現が異ならない場合に、インターフェロン療法は有効ではない。
施形態においては、インターフェロンが、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンω、インターフェロンγ、これらの組み合わせ、及びこれらのサブタイプよりなる群から選択される。幾つかの実施形態においては、インターフェロンは、インターフェロンα2bである。幾つかの実施形態においては、インターフェロンα2bは、約1〜約100,000ユニット/mLの濃度で存在する。幾つかの実施形態においては、インターフェロンα2bは、約5,000〜約15,000ユニット/mLの濃度で存在する。幾つかの実施形態においては、インターフェロンα2はウィルス感染を治療するために投与される。幾つかの実施形態においては、ウィルス感染が肝炎ウィルスにより起因する。他の実施形態においては、インターフェロンα2bは抗癌療法として投与される。
慢性B型肝炎は、最終的には肝瘢痕形成(線維症及び/又は硬変)及び肝癌、即ち化学療法の投薬法に対して応答性が不良であることが知られている癌に至る場合がある。
治療のためである。特定の実施形態は、有毛状細胞性白血病、慢性骨髄性白血病、多発性骨髄腫、濾胞性骨髄腫、カルチノイド腫瘍、及び悪性黒色腫を包含するが、これらに限定されない癌の治療において、IFN投与への応答性を予測する場合に使用される。特定の他の実施形態は、他の型の癌の治療におけるIFN投与に対する応答性を予測する場合に使用される。更に他の実施形態においては、IFNは潜在的に有効な薬物をスクリーニングするために寧ろ投与され、IFN又は他の潜在的に有効な薬物を投与されている個体を特に治療するためではない。
が本明細書に組み込まれる。
的な意味において捉えられなければならない。
血液を単一の健常者ドナーよりヘパリンチューブ内に採取し、使用時まで4℃で保存した。採血と同日、IFNα−2b(保存溶液濃度5×106ユニット/mL)をPBSで1:10に希釈し、そして単一の8ウェルチューブストリップの3ウェルには希釈したIFNα−2b1.2μLを、そして別の3ウェルにはPBSを分注した。次に、60μLの保存全血各々を6ウェル全てに添加し(IFNα−2b及びPBSの両方につき3連)、そして4時間、37℃でインキュベートした。インキュベーションの後、全血液試料を−80℃で凍結保存した。以前に報告されている通りSYBRグリーンリアルタイムPCRを使用することにより種々のmRNAを定量した(Mitsuhashi M等、Clin. Chem. 52:634-642, 2006)。
1.25mMの各デオキシヌクレオシド三リン酸、4ユニットのrRNasin、及び80UのMMLV逆転写酵素(Promega;プライマー非含有)の添加、及び2時間、37℃のインキュベーションにより、各ウェル中で直接cDNAを合成した。各30μL反応液から、4μLのcDNAを直接384ウェルPCRプレートに写し、そして5μLのTaqManユニバーサルマスター混合物(AppliedBiosystems)、及び1μLの5μΜ各IFN誘導マーカー用フォワード、及びリバースプライマー又はβアクチン(表1参照)を添加した。PCRはPRISM7900HT(Applied Biosystems)において、95℃で10分間を1サイクル、ついで、95℃で30秒、55℃で30秒、そして60℃で1分、を45サイクルで実施した。各遺伝子は別個のウェル中で増幅させた。サイクル閾値(Ct)、即ち特定の量のPCR産物(蛍光に基づく)が発生するサイクルを分析ソフトウエア(SDS;Applied Biosystems)を用いて求めた。PBS投与対照試料の各Ctから、IFNα−2b投与試料の各Ctを減算することによりΔCtを求め、そして増加倍率は2^−ΔCtにより計
算した。
実施例1の結果に基づいて、全血試料を刺激するために使用されたIFNα−2bの用量との関連における発現の変化に関して、IFNα−2bに応答する選択されたマーカーを評価した。
のIFNα−2bで刺激し、次に分析時まで−80℃で凍結保存した。分析は上記したとおりに実施し、その結果を図2に示した。
において応答する場合があると考えられた。これらの実験は、105ユニット/mLのI
FNα−2が応答マーカーにおける遺伝子発現変化を誘発するために最適な濃度である可能性を示唆している。実施例2で使用した8種のマーカーは、同様に実施例3においても使用した。
実施例2の結果に基づいて、105ユニット/mLの用量のIFNα−2に応答する8
種のマーカーを、全血試料の刺激後の速度論的発現の変化に関して評価した。
のIFNα−2(又はPBS単独)で刺激し、次に分析時まで−80℃で凍結保存した。mRNA発現分析を上記した通り実施し、その結果を図3(Ct)及び4(倍増変化)に示した。
り低値であることによりわかるとおり、CXCL9、CXCL10、CXCL11、TNFSF10、GBPらのmRNAの発現における有意な誘導を誘導していた。一方、IFNα−2bはCXCL2及びCCL20 mRNAのレベルを有意に減少させた。有意な変化は1時間の
インキュベーションという早期に観察された。これらのmRNAの発現の変化(増大及び減少の両方)は初回刺激後急速に起こっている。発現の変化は1〜2時間程度でピークに達し、そして約4時間後には発現のプラトーに達していると観察された。これらのデータに基づき、今後の分析についてはインキュベーション時間として4時間を選択した。
上記した通り、成人ドナーから全血を採取した。血液試料を37℃で4時間、105ユ
ニット/mLのIFNα−2で刺激し、次に分析時まで−80℃で保存した。mRNA発現の分析を上記した通り実施し、その結果を図5に示した。
全血を、現在実施中のIFNα−2b療法を受けている患者2人から得た。各患者から2試料を、第1の試料はIFNα−2b投与前、第2の試料はIFNα−2b投与の24時間後に得た。RNAをPAXgene法により製造元のプロトコルに従って単離した。結果を図6及び表2に示す。これらの患者試料については、1つのハウスキーピング遺伝子であるB−2ミクログロブリンの発現レベルが、IFNα−2b前とIFNα−2b後の試料の間で2倍を超えていたため、発現の倍増変化を計算する場合に規格化を行わなかった。
実施例1〜4に記載した実験を、IFNα−2bの代わりに、IFNγ及び他のインターフェロンを用いながら反復した。同様の結果が観察された。
インターフェロン(IFN)は感染性疾患(B型及びC型肝炎)、自己免疫疾患(多発性硬化症)及び悪性新生物(白血病、リンパ腫、黒色腫)を有する患者に対して臨床的に有効であり得る。しかしながら、ある個体がIFN投与に対して、そして応答の薬物力学評価のために、応答するはずである可能性を評価する必要性が残っている。本実施例においては、ヘパリン処理した全血の、各々0.06mlの3連の小分量を、IFN(IFNα2b、IFNβ−1a、IFNγ)又は溶媒対照で、2時間のみ刺激し、次に種々のIFN応答mRNAを高スループットアッセイにより定量した。有意な誘導は、CCLケモカイン−8、CXCLケモカイン−9、10、11、腫瘍壊死因子スーパーファミリー(TNFSF)−10、グアニル酸結合タンパク質1(GBPl)、XIAP関連因子1(XAFl)、サイトカインシグナリング1のサプレッサー(SOCS1)、ISG15ユビキチン様修飾因子(ISG15、G1P2)、骨髄支質細胞抗原2(BST2)及びインターフェロン調節因子7(IRF7)に関して確認されたのに対し、TNFSF5、インターロイキン(IL)−8及びIL23のレベルは減少した。これらのmRNAの増大又は減少は急速に起こり、そして2〜4時間後にはプラトーに達した。反応は104〜1
05ユニット/mlのIFNα2bで用量依存性であった。エクスビボでの結果を確認す
るために、IRB認可プロトコルの下に、IFNα2bの前および後にPAXgeneチューブ内に血液を採取した。全RNAを有核細胞から抽出し、エクスビボアッセイと同じ方法を用いてmRNAを測定するために使用した。その結果、上記したmRNAの増大及び減少が本インビボアッセイにおいて確認された。IFN投与後4時間以内に、TNFSF10、SOCS1、CXCL10、CXCL11、G1P2及びGBPlらのmRNAの32倍超の誘導が確認された。更にまた、これらのmRNAマーカーのレベルは、臨床過程の間に変化しており、これはIFN及び/又は他の療法及び免疫調節剤に対する宿主の応答性をモニタリングするためにアッセイが使用できることを示唆している。アッセイのスループットシームレスプロセスは、多くの試料の操作を同時に可能とし、そして3連の試料の間で変動が小さいことは、各mRNAに関して統計学的有意性をもって50%変化を検出する感度をもたらしている。
エクスビボ
治験審査委員会(IRB)認可ヘパリン処理血液試料を、Apex Research(Tustin、CA)から入手した。60μLの全血を、予め種々の刺激物質及び対照物質を分注しておいた8ウェルストリップマイクロチューブ内に添加した(図7A)。キャップを閉じた後、これらのストリップを0〜7時間、37℃でインキュベートし、次に−80℃で凍結保存した。解凍した血液をフィルタプレートに移し、白血球をメンブレン上に捕捉し、次に溶解緩衝液を各ウェルに添加した(図7B)。溶解物をpoly(A)+ mRNAの単離のためにオリゴ(dT)固定化マイクロプレートに移し、その後、同じプレート上でcDNA合成を行った(図7C)。サーマルサイクラー(PRISM 7900、ABI)中のiTaqSYBR(Biorad、Hercules、CA)を用いたリアルタイムPCRのために384ウェルプレートにcDNA溶液を移した(図7D)。PCR条件は、95℃で10分、その後65℃で1分、及び95℃で30秒、を50サイクルとした。溶融曲線を常時分析することにより、PCRシグナルが単一のPCR産物から誘導されていることを確認した。サイクル閾値(Ct)を分析ソフトウエア(SDS、ABI)により求め、そして統計学的なp値を、刺激物質及び対照物質の各々3Ct値を用いたt検定により計算した。薬物投与3連試料のCtを、対照試料の平均Ct値に
よりそれぞれ減算することによりΔCtを計算し、そして増加倍率を2^(−ΔCt)として計算した。
研究プロトコルはIRB(Cleveland Clinic)により認可されている。血液を、INF療法の前および後で、患者からPAXgeneチューブに採取した。全RNAを有核細胞から抽出し、そしてpoly(A)+ RNAを更にオリゴ(dT)固定化マクロプレートを用いながら単離し、その後、エクスビボ測定で示したとおりRT−PCRを行った。データを規格化するために、各mRNAのCt値を、ACTBのCt値により減算することによりΔCtを計算し、そして%ACTBを2^(−ΔCt)×100として求めた。
全血を4時間、37℃で、PBS又はINFa2b(終濃度105ユニット/mL)で刺激し、次に、方法において記載したとおり、種々のmRNAを定量した。3種の対照遺伝子(ACTB、B2M及びGAPDH)の増加倍率は全て0.5〜2.0の間であった。統計学的に有意な誘導(黄色バー、「*」によっても識別される)が、TNFSF1、6、TNFRSR5、CCL8、CXCL9、10、11、IFNG、STAT1、GBP、XAF1、SOCS1、G1P2、BST2及びIRF7について確認されたのに対し、有意な減少(緑色バー、「▼」によっても識別される)は、TNFSF5、8、14、15、CCL20、CXCL1、2、3、5、IL1B、8、10、23、TRL2、VEGF及びLCKについて確認された。図8を参照されたい。
ユニット/mLのACTBにおけるピークはINFa2b刺激により変化しなかった。インキュベーションは4時間とした。図9を参照されたい。
)及び減少(CXCL2及びCCL20)は共に急速に起こり、ピークは約1〜2時間であり、その後は少なくとも7時間はプラトーであった。105ユニット/mLのINFα
2bを使用した。図10を参照されたい。
いながら、mRNAのエクスビボでの誘導に関して試験した。一人の個体(X)は、IFNα2b誘導TNFSF10、SOCS1、BST2、AIM2、XAF1、IRF7及びTNFRSF5を示すことができなかったが、CXCL9、GBP及びG1P2は誘導された。図11を参照されたい。
NAを定量し、そして%ACTBとして表した。症例#1においてはG1P2、GBP、BST2及びXAF1の誘導は、IFNα2b投与の初回(第8日)及び2回目(第15日)のシリーズの両方について観察された。CXCL10は初回投与では誘導されなかったが、2回目投与では誘導された。投与期間(第15〜28日)の間、これらのmRNAのレベルは高値に維持された。症例#2においては、BST2、GBP及びCXCL10のレベルは初回投与では減少したのに対し、5種のmRNA全てが2回目投与では誘導された。例えば図13A及び13Bを参照されたい。
エクスビボ及びインビボの両方において、IFNα2b投与後の全血白血球において種々のmRNAが誘導され、そしてそのようなmRNAの誘導はRT−PCRにより良好に検出できた。
実施例2の結果に基づいて、105ユニット/mLの用量のIFNα−2bに応答する8種のマーカーを、全血試料の刺激後の速度論的発現の変化に関して評価した。
上記した通り、成人ドナーから全血を採取した。血液試料を37℃で4時間、105ユニット/mLのIFNα−2bで刺激し、次に分析時まで−80℃で保存した。mRNA発現の分析を上記した通り実施し、その結果を図5に示した。
全血を4時間、37℃で、PBS又はINFα2b(終濃度10 5 ユニット/mL)で刺激し、次に、方法において記載したとおり、種々のmRNAを定量した。3種の対照遺伝子(ACTB、B2M及びGAPDH)の増加倍率は全て0.5〜2.0の間であった。統計学的に有意な誘導(黄色バー、「*」によっても識別される)が、TNFSF1、6、TNFRSR5、CCL8、CXCL9、10、11、IFNG、STAT1、GBP、XAF1、SOCS1、G1P2、BST2及びIRF7について確認されたのに対し、有意な減少(緑色バー、「▼」によっても識別される)は、TNFSF5、8、14、15、CCL20、CXCL1、2、3、5、IL1B、8、10、23、TRL2、VEGF及びLCKについて確認された。図8を参照されたい。
Claims (31)
- インターフェロンの投与に対する個体の潜在的応答性を特徴づけるためのエクスビボでの方法であって、
該方法は、
個体由来の全血の第1の試料を、溶媒中のインターフェロンに、該インターフェロンが1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現を改変するために十分な時間、曝露すること;
個体由来の全血の第2の試料を、インターフェロン非含有の溶媒に、該時間、曝露すること;
該第1の全血試料及び該第2の全血試料の両方において1つ以上のインターフェロン応答マーカーをコードするmRNAの量を測定することにより、該1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現における変化として該インターフェロンの作用を定量すること;
該1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現に対するインターフェロンの定量された作用を、対照個体のパネルでの発現レベルにおける変化の平均として計算される、該1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現に対するインターフェロンの正常な作用と比較すること;および
該個体における該1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現における変化と、該対照個体パネルにおける該1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現における平均の変化との間の有意差を識別することにより、該個体の潜在的応答性を特徴づけること;
を含み、
該個体における発現の変化が該対照個体パネルにおける変化より実質的に大きい場合には、該個体はインターフェロンに対して潜在的に応答性があり、該個体における発現の変化が該対照個体パネルにおける変化より実質的に小さい場合には、該個体はインターフェロンに対して潜在的に非応答性である、方法。 - 前記1つ以上のインターフェロン応答マーカーが、インターフェロンへの応答に応じて増大するマーカーを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記1つ以上のインターフェロン応答マーカーが、インターフェロンへの応答に応じて減少するマーカーを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記インターフェロンが、I型インターフェロン、II型インターフェロン、及びIII型インターフェロンよりなる群から選択される、請求項1〜3の何れか1項に記載の方法。
- 前記インターフェロンが、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンω、インターフェロンγ、これらの組み合わせ、及びこれらのサブタイプよりなる群から選択される、請求項1〜3の何れか1項に記載の方法。
- 前記インターフェロンが、インターフェロンα2bである、請求項1に記載の方法。
- 前記インターフェロンα2bが、約1〜約100,000ユニット/mLの濃度で存在する、請求項6に記載の方法。
- 前記インターフェロンα2bが、約5000ユニット〜約15,000ユニット/mLの濃度で存在する、請求項7に記載の方法。
- 前記溶媒がリン酸緩衝生理食塩水である、請求項1〜8の何れか1項に記載の方法。
- 前記曝露が、1時間から7時間までの間で行われる、請求項1〜9の何れか1項に記載の方法。
- 前記曝露が、4時間行われる、請求項10に記載の方法。
- 前記曝露が、約37℃で行われる、請求項1〜11の何れか1項に記載の方法。
- 前記1つ以上のインターフェロン応答マーカーが、CCL8、CXCL9、CXCL10、CXCL11、GBP、XAFl、SOCSl、G1P2、BST2、IRF7、TNFSF5、IL8、IL23、TNFSF10、TNFRSF5、TNFSF6、TNFSF8、TNFSF15、CCL20、CXCLl、CXCL2、CXCL3、CXCL5、IL1B、IFNγ、VEGF、ISG15、STAT1、ICOS及びAIM2よりなる群から選択される、請求項1〜3の何れか1項に記載の方法。
- 前記全血が哺乳類から得られる、請求項1〜13の何れか1項に記載の方法。
- 前記哺乳類がヒトである、請求項1〜14の何れか1項に記載の方法。
- 前記全血がヘパリン処理される、請求項1〜15の何れか1項に記載の方法。
- 前記第1及び第2の試料が、肝炎、自己免疫疾患、又は癌の1つ以上を有し、そのための治療が必要な個体から得られる、請求項1〜3の何れか1項に記載の方法。
- 個体におけるインターフェロン療法の薬効を測定する方法であって、
インターフェロン投与の前に、個体由来の全血の第1の試料を得ること;
インターフェロン投与の後に、個体由来の全血の第2の試料を得ること;
該第1の全血試料及び該第2の全血試料の両方における、1つ以上のインターフェロン応答マーカーをコードするmRNAの量を測定することにより、該1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現を定量すること;および
該第1の全血試料中及び該第2の全血試料中における、該1つ以上のインターフェロン応答マーカーの発現を比較することにより、インターフェロン療法の薬効を測定すること、を含む方法。 - 前記第2の血液試料において、前記第1の血液試料と比較して、前記インターフェロン応答マーカーの1つ以上の発現が有意に異なる場合に、インターフェロン療法が有効である、請求項18に記載の方法。
- 前記第1の血液試料と比較して、前記第2の血液試料との間で、前記インターフェロン応答マーカーの1つ以上の発現が異ならない場合に、インターフェロン療法が有効ではない、請求項18に記載の方法。
- 前記1つ以上のインターフェロン応答マーカーが、CCL8、CXCL9、CXCL10、CXCL11、GBP、XAFl、SOCSl、G1P2、BST2、IRF7、TNFSF5、IL8、IL23、TNFSF10、TNFRSF5、TNFSF6、TNFSF8、TNFSF15、CCL20、CXCLl、CXCL2、CXCL3、CXCL5、IL1B、IFNγ、VEGF、ISG15、STAT1、ICOS及びAIM2よりなる群から選択される、請求項18に記載の方法。
- 前記インターフェロンが、I型インターフェロン、II型インターフェロン、及びIII型インターフェロンよりなる群から選択される、請求項18〜21の何れか1項に記載
の方法。 - 前記インターフェロンが、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンω、インターフェロンγ、これらの組み合わせ、及びこれらのサブタイプよりなる群から選択される、請求項18〜21の何れか1項に記載の方法。
- 前記インターフェロンがインターフェロンα2bである、請求項24に記載の方法。
- 前記インターフェロンα2bがウィルス感染を治療するために投与される、請求項24に記載の方法。
- 前記ウィルス感染が肝炎ウィルスに起因する、請求項25に記載の方法。
- 前記インターフェロンα2bが抗癌療法として投与される、請求項24に記載の方法。
- 前記第1及び第2の試料が、肝炎、自己免疫疾患、又は癌の1つ以上を有し、そのための治療が必要な個体から得られる、請求項18〜23の何れか1項に記載の方法。
- 全血試料中の1つ以上のインターフェロン応答マーカーをコードするmRNAを定量するための装置を作成するための方法であって、
全血の第1の試料及び第2の試料を得ること;
第1の試料中の白血球を、溶媒中で、刺激剤で刺激すること;
第2の試料中の白血球を、刺激剤非存在の溶媒に曝露すること;
第1及び第2の試料の各々を、フィルタプレートに添加すること;
濾過により、第1及び第2の試料の各々から、赤血球及び白血球以外の血液成分を除去することにより、第1及び第2の試料の各々に由来する白血球をフィルタプレート上に得ること;
試料中に存在するインターフェロン応答マーカーをコードするmRNAにハイブリダイズするプライマー及び第1の試料に由来するmRNAを含む第1の溶解物、並びに、該プライマー及び第2の試料に由来するmRNAを含む第2の溶解物を産生するために、インターフェロン応答マーカーをコードするマーカーに関する少なくとも1つのリバースプライマーを含む溶解緩衝液を用いて、フィルタプレート上の第1及び第2の試料の各々に由来する白血球を溶解すること;および
プライマーが結合しているmRNAを含む、第1及び第2の試料の両方に由来するmRNAを捕捉するために、オリゴ(dT)−固定化プレートに第1及び第2の溶解物を移すこと、を含む方法。 - 前記1つ以上のインターフェロン応答マーカーが、CCL8、CXCL9、CXCL10、CXCL11、GBP、XAFl、SOCSl、G1P2、BST2、IRF7、TNFSF5、IL8、IL23、TNFSF10、TNFRSF5、TNFSF6、TNFSF8、TNFSF15、CCL20、CXCLl、CXCL2、CXCL3、CXCL5、IL1B、IFNγ、VEGF、ISG15、STAT1、ICOS及びAIM2よりなる群から選択される、請求項29に記載の方法。
- 前記第1及び第2の試料が、肝炎、自己免疫疾患、又は癌の1つ以上を有し、そのための治療が必要な個体から得られる、請求項29に記載の方法。
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