JP2015530094A - 対象の肝臓癌を診断する方法及び肝臓癌を診断するためのキット - Google Patents

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Abstract

対象の肝臓癌を診断する方法並びに慢性肝炎及び肝硬変を有する対象が肝臓癌を発症する危険性を評価する方法を開示する。肝臓癌を診断するためのキットも開示する。

Description

(関連出願の相互参照)
本発明は、「METHODS OF DIAGNOSING LIVER CANCER IN A SUBJECT AND A KIT FOR DIAGNOSING LIVER CANCER」と題された2012年9月21日に出願された米国特許仮出願第61/704,425号明細書の優先権の利益を主張し、すべての目的のために、その全開示を参照により本明細書に完全に組み込む。
本発明の主張は、対象の肝臓癌を診断する方法及び肝硬変を有する対象が肝臓癌を発症する危険性を評価する方法に関する。本発明は、肝臓癌を診断するためのキットにも関する。
肝細胞癌(HCC)は世界的に最も一般的な癌の1つであり、癌死の3番目によくある原因であり、年間発生率は世界的に50万症例を超える(例えば、非特許文献1および2参照)。診断が遅れる結果、HCC患者の転帰は悪いままである。現在、血清α−フェトプロテイン(AFP)レベル及び超音波検査が、HCCのスクリーニング及び診断に一般に使用されている。しかし、このアプローチの臨床的有用性は、いくつかの理由により限られている。第一に、AFPはすべてのHCC患者で高まるわけではなく、慢性の肝臓疾患によって高まる可能性があり、これによって、感度及び特異性が不十分になる。20ng/mlのカットオフ値では、感度は、様々な研究によって報告されたように41%から64%までの幅があり、特異性は80%から91%までの幅がある(例えば、非特許文献3参照)。2005年に出版された米国肝臓病学会(AASLD)診療ガイドラインによると、感度が22%であり、特異性が99%を超える200ng/mlが診断上のカットオフポイントであることが推奨された(例えば、非特許文献4、非特許文献5参照)。2010年には、最近の研究の結果に基づいて、HCC管理に関する2010AASLDガイドラインが、サーベイランスに関して超音波のみを推奨しており、サーベイランス及び診断の両方に関しては、AFPはもはや含まれない(例えば非特許文献6)。一方では、超音波それ自体に制限がある。大きな異常を有する硬変性肝臓の腫瘍を検出するのは困難である。さらに、その成果は、操作者の機器の経験及び知識に高く依存しており、低開発地域に住む人には利用できない可能性がある。これらの理由から、HCCのスクリーニング及び診断のためのより信頼できるマーカーを探索するために、多くの労力がつぎ込まれた。
HCCの理想的なマーカーは、特異的且つ高感度であるべきであり、簡単に入手できる検体に由来する。高密度マイクロアレイ及びプロテオミクスが発達するにつれて、近年、多くの新規なマーカーが同定されている。最初の探索的アプローチの1つは、HCC腫瘍組織でのリード物、例えばグリピカン3(GPC3)及びゴルジタンパク質73(GP73)を探すこと(例えば、非特許文献7、非特許文献8参照)、及び末梢血におけるその存在をELISA又はウェスタンブロットによって検証することである。ある種の研究は、質量分析を使用して血漿中のタンパク質をプロファイリングし、それによってオステオポンチン(OPN)などのタンパク質マーカーを同定する(例えば、非特許文献9参照)。他の研究は、マイクロアレイを利用して血漿又は血清由来の核酸をプロファイリングし、それによって遺伝子マーカー又はマイクロRNAマーカーを同定する(例えば、非特許文献10)。HCCに対する新規なマーカーの中で、最も広く研究されているマーカーは、デス−γ−カルボキシプロトロンビン(DCP)及びAFPのグリコフォーム(AFP−L3)である。DCPの感度は比較的優れている(74%)と報告されたが、特異性は不十分である(70〜86%)(例えば、非特許文献11、非特許文献5参照)。AFPもDCPも、早期HCCの検出において超音波を補完するのに至適でないという結論に達した(例えば、非特許文献5参照)。
米国特許第6,143,576号明細書 米国特許第6,113,855号明細書 米国特許第6,019,944号明細書 米国特許第5,985,579号明細書 米国特許第5,947,124号明細書 米国特許第5,939,272号明細書 米国特許第5,922,615号明細書 米国特許第5,885,527号明細書 米国特許第5,851,776号明細書 米国特許第5,824,799号明細書 米国特許第5,679,526号明細書 米国特許第5,525,524号明細書 米国特許第5,480,792号明細書
Kamangarら(2006),J Clin Oncol,24,2137−50 Boyle P.(2008).Annals of Oncology,19:605−606 Danieleら,(2004)Gastroenterology.2004 Nov;127(5補遺1):S108−12 Trevisaniら,J Hepatol.(2001)Apr;34(4):570−5 Lokら,Gastroenterology(2010)Feb;138(2):493−502 Bruix&Sherman,Hepatology(2011)Mar;53(3):1020−22 Liuら,World J Gastroenterol.(2010)Sep 21;16(35):4410−5 Capurroら,Gastroenterology.(2003)Jul;125(1):89−97 Shangら,Hepatology.(2012)Feb;55(2):483−90 Zhouら,J Clin Oncol.2011 Dec 20;29(36):4781−8. Marerroら,Gastroenterology.(2009)Jul;137(1):110−8 Budhuら,Cancer Cell(2006)Aug;10(2):99−111 The Immunoassay Handbook,David Wild編Stockton Press,New York,1994 「Synthesis of Biotin−Labeled RNA for Gene Expression Measurements Using Oligonucleotide Arrays」.Ana E.Vazquez,Liping Nie及びEbenezer N.Yamoah.Methods Mol.Biol.2009;493:21 Wang SM,Ooi LL,Hui KM.Identification and validation of a novel gene signature associated with the recurrence of human hepatocellular carcinoma.Clin Cancer Res2007;13:6275−83 Liu BH,Goh CH,Ooi LL,Hui KM.Oncogene.2008 Jul 3;27(29):4128−36「Identification of unique and common low abundance tumour−specific transcripts by suppression subtractive hybridization and oligonucleotide probe array analysis」 Sample Size Tables for Clinical Studies,第3版,David Machin,Michael J.Campbell,Say−eng Tan,Sze−Huey Tan,ISBN:978−1−4051−4650−0
したがって、HCCの早期検出に適した新規なマーカーを見つける必要がある。
本発明は、対象の肝臓癌を診断する方法を提供する。この方法は、腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3)遺伝子、アンフィレグリン(AREG)遺伝子及びGTPアーゼ、IMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子からなる群から選択される少なくとも1つのマーカー遺伝子の遺伝子発現レベルを、対象から得られたサンプルにおいて決定することを含む。
本発明はまた、肝硬変を有する対象が肝臓癌を発症する危険性を評価する方法を提供する。この方法は、腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3)遺伝子、アンフィレグリン(AREG)遺伝子及びGTPアーゼ、IMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子からなる群から選択される少なくとも1つのマーカー遺伝子の遺伝子発現レベルを、対象から得られたサンプルにおいて決定することを含む。
本発明はさらに、対象の肝臓癌を診断する方法を提供する。この方法は、腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3、SwissProt受託番号:P21580)、アンフィレグリン(AREG、SwissProt受託番号P15514)及びGTPアーゼ、IMAPファミリーメンバー5(GIMAP5、SwissProt受託番号Q96F15)からなる群から選択される少なくとも1つのマーカータンパク質の存在又は量を、対象から得られたサンプルにおいて決定することを含む。
本発明はまた、腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3)遺伝子、アンフィレグリン(AREG)遺伝子及びGTPアーゼ、IMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子からなる群から選択される少なくとも1つのマーカー遺伝子の発現レベルを決定することによって肝臓癌を診断するためのキットを提供する。このキットは、マーカー遺伝子核酸分子の少なくとも1つに相補的な、1つ又は複数のオリゴヌクレオチドを含む。
本発明は、非限定例及び添付の図面と併せて考慮する場合、詳細な説明を参照してより良く理解されるであろう。
本発明で使用する研究デザインを示す図である。中山大学癌センター、広州第八人民病院(中国)で動員した一群の28個体を、最初の発見セットで使用した。これらの28人の患者は、HCCと診断された10人の患者、慢性肝炎と診断された12人の患者及び6人の健康な患者からなっていた。高密度遺伝子マイクロアレイを使用して、HCC患者及び慢性肝炎患者並びに健康な個体から単離した白血球細胞(WBC)での遺伝子発現をプロファイリングした。最初の遺伝子スクリーニングの後、同様に中山大学癌センター、広州第八人民病院で動員した、一群のHCCと診断された50人の患者、慢性肝炎と診断された50人の患者に基づいて、トレーニングセットを確立し、3遺伝子ロジスティックモデルを開発した。シンガポール総合病院及びシンガポール国立癌センター並びに中山大学癌センターで動員した、HBVとHCCの両方が診断された60人の患者及び90人の慢性肝炎患者(CHB患者)の独立したコホートで、このモデルを検証した。全体で256個体(HCC又はCHBに罹患している250人の患者、6人の健康な個体)が、本研究に含まれていた。健康対照者を除いては、すべての患者は、B型肝炎ウイルスの表面抗原に対して陽性であった(HBsAg陽性)。 研究参加者の臨床特性を示す表である。図2Aは、表1で、中山大学癌センター、広州で動員した患者の臨床特性を示し、図2Aは、表2で、シンガポール総合病院及びシンガポール国立癌センターで動員した患者の臨床特性を示す。広州からの75人の患者はHCCと診断され、128人は慢性肝炎患者であり、一方で、シンガポールからの35人の患者はHCCと診断され、12人は慢性肝炎患者であった。 表3(図3A)は、本発明のトレーニング群で同定された9つの重要な遺伝子の差次的発現及び診断上の成果を示す表である(表3)。トレーニング群(トレーニングセット)は、HCCと診断された50人の患者及び慢性肝炎と診断された50人の患者を含む。図3Bは、マーカーのTNFAIP3(曲線(a))、アンフィレグリン(AREG)遺伝子(曲線(b))、NFKB1A(曲線(c))、NFKB1Z(曲線(d))及びCD83(曲線(e))に対する曲線(ROC)下面積を示す。図3Cは、マーカーのGTPアーゼ、IMAPファミリーメンバー6(GIMAP6)(曲線(a))、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー4(GIMAP4)(曲線(b))、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子(曲線(d))及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー8(GIMAP8)(曲線(e))に対するROCを示す。図3A及び3Bの曲線下面積(AUC)は、95%信頼区間で示される。 トレーニング群(図4A)及び試験群(図4B)における異なるマーカーモデルのROC(受信者動作特性)曲線分析を示す図である。より詳細には、腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3)遺伝子単独(曲線(a))又はTNFAIP3とアンフィレグリン(AREG)遺伝子及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子)との組み合わせ(曲線(b))のいずれかに対するROC曲線分析を示す。図4の曲線下面積(AUC)は、95%信頼区間で示される。モデルは、段階的ロジスティック回帰分析(前向き方法)によって開発した。HCCである確率はオッズ比から計算され、0から1までのスコアとして与えられた。 55から92%の間の様々なカットオフポイントでの、TNFAIP3遺伝子単独又はAREG遺伝子及びGIMAP5遺伝子とのTNFAIP3遺伝子の組み合わせに対するトレーニング群及び試験群のROC解析からの感度(有病正診率(TPR))及び特異性(1−無病誤診率(FPR))を示す表である。 104人のHCC患者及び108人のCHB患者における、TNFAIP3遺伝子単独(曲線(a))又はTNFAIP3遺伝子、AREG遺伝子、GIMAP5遺伝子の組み合わせ(曲線(b))及び血清AFP(曲線(c))のROC曲線分析を示す図である。 ROC曲線分析を示す図である。ROC曲線分析は、バルセロナクリニック肝臓癌(BCLC)ステージAのHCC患者であると診断された14人の患者及び140人のCHB患者において、血清AFP(曲線(c))と比較して、TNFAIP3遺伝子単独(曲線(a))又はTNFAIP3遺伝子、AREG遺伝子及びGIMAP5遺伝子の組み合わせ(曲線(b))を解析する。 3ペアワイズ比較に対するベン図である。候補遺伝子マーカーを、CHBの対象及び健康な対象と比較してHCCで差次的に発現している遺伝子(陰影領域)から選択した。 遺伝子マイクロアレイ解析から同定された、HCC及びCHBで著しく発現している9遺伝子の差次的遺伝子発現を示す表である。これらの遺伝子は、TNFAIP3、AREG、GIMAP5、B細胞におけるカッパ軽鎖ポリペプチド遺伝子エンハンサーの核内因子インヒビターアルファ(NFKBIA)、B細胞におけるカッパ軽鎖ポリペプチド遺伝子エンハンサーの核内因子インヒビターゼータ(NFKBIZ)、CD83、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー4(GIMAP4)、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー6(GIMAP6)及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー8(GIMAP8)である。 q−PCR(HCC患者数n=50;CHB患者数n=50;健康な患者数n=6)によって検証した、トレーニングセット中の9つのWBC遺伝子マーカー(TNFAIP3、AREG、GIMAP6、NFKBIA、NFKBIZ、CD83、GIMAP4、GIMAP5及びGIMAP8)の差次的発現を示す図である。遺伝子発現レベルは(基準遺伝子としての)CD45の発現に対して標準化し、CD45発現レベルのパーセンテージとして示した。ボックスは、第25及び第75パーセンタイルを指し、ラインは中央値を示す。ウィスカーは最小値及び最大値を表す。マン・ホイットニー検定を実施して、有意性を判定した。 定量的PCRによる、同定した9つの遺伝子マーカー(TNFAIP3、AREG、GIMAP6、NFKBIA、NFKBIZ、CD83、GIMAP4、GIMAP5及びGIMAP8)の検証に使用したプライマーを示す図である。
本発明は、患者がHCCのいかなる症状も示さない時点で肝細胞癌(HCC)などの肝臓癌を早期診断する、高感度且つさらに特異的な方法を提供する。したがって本出願はまた、HCCなどの肝臓癌の疾患発生又は再発の様々な危険性を有する患者をより正確に評価及び層別化することができる方法を提供する。さらに本発明は、肝硬変を有する対象がHCCなどの肝臓癌を発症する危険性を評価する方法を提供し、それにより、超音波又は血清α−フェトプロテイン(AFP)レベルの決定などの現在使用されている方法と比較して、著しい臨床的有用性を提供する。したがって本発明の方法は、進行性HCCを発症する危険性がある又は進行性HCCを発症する素因を有する患者の危険管理及びモニタリングを含めた、HCCの臨床的管理に非常に有益である。
本発明は、腫瘍発生の様々なステージで免疫系が重要な役割を果たすという知見、及び腫瘍の出現は、白血球/白血球細胞(WBC)における遺伝子発現パターンの検出可能な変化をもたらし得るという知見に基づく。免疫反応関連遺伝子シグネチャーは、転移を予測するために、HCC患者の非腫瘍性肝臓組織において特定されている(例えば、非特許文献12参照)。本発明では、本発明者らは、高密度遺伝子マイクロアレイを使用して、B型肝炎(HBV)に感染しHCCを有する患者(HBV+HCC患者)、B型慢性肝炎を有する患者((CHB)患者)及び健康な個体から単離したWBCにおける遺伝子発現をプロファイリングした。
第1の態様では、本発明は対象の肝臓癌を診断する方法を対象とする。この方法は、腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3)遺伝子、アンフィレグリン遺伝子及びGTPアーゼ、IMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子からなる群から選択される少なくとも1つのマーカー遺伝子の遺伝子発現レベルを、対象から得られたサンプルにおいて決定することを含む。
腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3遺伝子、アンフィレグリン遺伝子及びGTPアーゼ、IMAPファミリーメンバー5に対する省略形TNFAIP3、AREG及びGIMAP5は、HUGO遺伝子命名法委員会(HGNC)のデータベースで承認されたシンボルであり、したがって、当技術分野で受け入れられ且つ理解される意味の範囲内で、本明細書で使用される。
本発明で使用されるTNFAIP3遺伝子に関するHGNCデータベース識別子は11896であり、Entrez遺伝子データベース識別子は7128である。本明細書で言及するTNFAIP3遺伝子は、その発現が腫瘍壊死因子(TNF)によって急速に誘導される遺伝子として同定された。この遺伝子がコードするタンパク質は、790アミノ酸長のジンクフィンガータンパク質(UniProtKB受託番号:TNAP3_HUMAN、Swiss−Prot受託番号:P21580、配列番号:19)であり、NF−カッパBの活性化及びTNF媒介性アポトーシスを阻害することが示されている。マウスにおける類似遺伝子のノックアウト研究によって、この遺伝子が、TNF誘導性NF−カッパB応答を終わらせることによって炎症を抑制するのに重要であることが示唆された。
本発明で使用されるAREG遺伝子に関するHGNCデータベース識別子は651であり、Entrez遺伝子データベース識別子は7128である。AREG遺伝子がコードするタンパク質は、上皮増殖因子ファミリーのメンバーとしても知られる。252アミノ酸長のこのタンパク質(UniProtKB:AREG_HUMAN、Swiss Prot受託番号P15514、配列番号:20)は、自己分泌増殖因子でもあり、星状細胞、シュワン細胞及び線維芽細胞に対するマイトジェンでもある。このタンパク質は、上皮増殖因子(EGF)及びトランスフォーミング増殖因子アルファ(TGF−アルファ)と関連している。このタンパク質は、EGF/TGF−アルファ受容体と相互作用して、正常な上皮細胞の増殖を促進し、特定の侵襲性カルチノーマ細胞系統の増殖を阻害する。このコードされたタンパク質は、乾せん様の皮膚表現型と関係がある。
本発明で使用されるGIMAP5遺伝子に関するHGNCデータベース識別子は18005であり、Entrez遺伝子データベース識別子は55340である。GIMAP5遺伝子は、408アミノ酸長のタンパク質(UniProtKB:Q96F15、Swiss Prot受託番号:Q96F15、配列番号:21)をコードし、GTP結合スーパーファミリー、及びヌクレオチド結合タンパク質の免疫関連ヌクレオチド(IAN)サブファミリーに属する。ヒトでは、IANサブファミリー遺伝子は、7q36.1でのクラスターに位置する。この遺伝子について、一方がタンパク質をコードし(Q96F15−1)、他方がおそらくタンパク質をコードしない(Q96F15−2)、2つの転写産物変異体が見つかっている。両転写産物(遺伝子変異体)の使用は本発明の範囲内である。
この肝臓癌検出方法の一実施形態は、TNFAIP3遺伝子、AREG遺伝子及びGIMAP5遺伝子からなる群から選択されるマーカー遺伝子の少なくとも2つの発現レベル、すなわち、a)TNFAIP3遺伝子及びAREG遺伝子、又はb)TNFAIP3遺伝子及びGIMAP5遺伝子、又はc)AREG遺伝子及びGIMAP5遺伝子の発現レベルを共に決定することを含む。さらなる実施形態では、方法は、TNFAIP3遺伝子、AREG遺伝子及びGIMAP5遺伝子の3つすべての発現レベルを決定することを含む。
これら3つのマーカー遺伝子のいずれかに加えて、肝臓癌を検出する方法は、以下の6マーカー:B細胞におけるカッパ軽鎖ポリペプチド遺伝子エンハンサーの核内因子インヒビターアルファ(NFKBIA)、B細胞におけるカッパ軽鎖ポリペプチド遺伝子エンハンサーの核内因子インヒビターゼータ(NFKBIZ)、CD83、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー4(GIMAP4)、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー6(GIMAP6)及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー8(GIMAP8)の1つ又は複数の検出を含むことができる。これらの実施形態では、TNFAIP3遺伝子、AREG遺伝子及びGIMAP5遺伝子のいずれか1つ、2つ又は3つすべてを、NFKBIA、NFKBIZ、CD83、GIMAP4、GIMAP5及びGIMAP8の群から選択される1つ、2つ、3つ、4つ、5つ又はこれら6つすべてのマーカー遺伝子と共に使用することができる。この点において、本発明はまた、B細胞におけるカッパ軽鎖ポリペプチド遺伝子エンハンサーの核内因子インヒビターアルファ(NFKBIA)、B細胞におけるカッパ軽鎖ポリペプチド遺伝子エンハンサーの核内因子インヒビターゼータ(NFKBIZ)、CD83、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー4(GIMAP4)、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー6(GIMAP6)及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー8(GIMAP8)からなる群から選択される、HCCなどの肝臓癌を診断するためのマーカー遺伝子のいずれかの単独使用を包含することに留意されたい。
この点において、目的の遺伝子の発現レベルが下方制御されても、上方制御されてもよいことに留意されたい。例えば本発明では、本発明で使用される5遺伝子(TNFAIP3、AREG、NFKBIA、NFKBIZ、CD83)は、対照の発現レベルよりも高い発現レベルをHCCにおいて有するが、本発明で使用される、GIMAPファミリーに由来する4遺伝子(GIMAP4、GIMAP5、GIMAP6及びGIMAP8)は、対照の発現レベルよりも低い発現レベルをHCCにおいて有することが分かった。本明細書で使用する場合、用語「発現レベルを決定する」は、通常、対象から得られるサンプルにおいて目的の遺伝子のそれぞれのmRNAの量を決定することを指す。発現レベルは、当業者にとって利用可能且つ周知である任意の手法を使用して決定することができる。例えば、mRNAを対象のサンプルから単離し、市販のキット、例えば限定はされないが、SuperScript(登録商標)III第1鎖合成システム(Invitrogen、USA)を使用してcDNAに逆転写することができる。その結果、そのようにして得られたcDNA(又はその一部)を、核酸増幅方法、少し例を挙げると、例えば限定はされないが、リアルタイムPCR、定量的PCR、等温核酸増幅又はリガーゼ連鎖反応(LCR)によってアッセイすることができる。
発現レベルの決定は、対象のサンプルで恒常的に発現している基準遺伝子の使用を含むことができる。この決定はまた、目的の遺伝子を発現している対照サンプルと発現レベルを比較することを含むことができる。発現レベルの決定は定性的に行うことができ、すなわち遺伝子産物の有無のみを決定することができ、又は定量的に、すなわち発現産物の総量を(対照サンプルと比較して)決定することができる。
本発明の方法は、肝臓に生じるいかなる形態の肝臓癌(肝癌)の診断にも使用することができる。「肝臓癌」は、肝臓の表面又は内部で増殖する悪性腫瘍を意味する。肝臓癌は、例えば、肝細胞癌(HCC)でもよいし、その変異型(HCCと胆管細胞癌(胆管癌)の両方の構成要素からなる)でもよい。肝臓癌は、肉腫、肝芽腫又は間葉組織の癌でもよい。
本明細書で開示される診断方法は、任意の対象、一般的にはヒトを含めた任意の哺乳動物に適用することができる。本発明の方法の1つの重要な利点は、対象/ヒトがHCCなどの肝臓癌の症候を示さない疾患発症の早期ステージでさえも、高感度且つ特異的であることである。したがって、本発明はまた、患者がまだ無症状である時に、一度に、患者のモニタリングさらには可能性のある治療を可能にするので、患者管理における重要な利点を構成する。したがって、本発明は、HCCを発症する危険性が高い患者、例えばB型慢性肝炎(CHB)に罹患している患者又はB型慢性肝炎と肝硬変の両方に罹患している患者のモニタリングを可能にする。これまで早期HCCの手術が唯一の治療法であり、本出願はこのように、HCCの出現/発症を極めて早期ステージで認識することも可能にし、それにより、HCC患者の生存率及び治癒率を高めることを可能にする。腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3)遺伝子、アンフィレグリン(AREG)遺伝子及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子の少なくとも1つの遺伝子発現レベルのいずれかを測定する方法、又はこれらの3つのタンパク質(TNFAIP3、AREG又はGIMAP5)の少なくとも1つの存在又は量を測定する方法(以下で詳細に説明する)も、HCCの再発を確認するために、外科的治療を受けた患者をモニターするのに使用することができる。
前述のように、本発明の方法では、対象から得られたサンプルにおいて決定された発現レベルを、対照サンプルと比較することができる。したがって、対照サンプルと比較して、目的の対象/患者のサンプルにおいて増大した発現レベルは、HCCなどの肝臓癌を発症する危険性を示し得る。
本発明の方法のさらなる利点は、HCCに罹患している又はHCCを発症する危険性を有する対象を、B型慢性肝炎に罹患している対象と区別することを可能にすることである(実験セクションの図6及び7を参照されたい)。現在、この区別を行うのは非常に困難である。その際に区別されるHCCは、バルセロナクリニック肝臓癌(BCLC)ステージAのHCCであり得る。本発明の方法はまた、肝硬変に罹患している患者のリスク評価又は診断を可能にし、それにより、肝硬変がHCCなどの肝臓癌、又は例えばB型肝炎と関係があるかどうかを決定することを可能にする。これらの2つの患者群を区別する能力は、本発明の別の重要な利点である。
本明細書に記載の診断は、組織などの固体サンプル又は体液を含めた、患者からの任意の適切な体又は組織サンプルを用いて行うことができる。サンプルは、有利には、末梢血単核球(PBMC)などの血液細胞又は肝組織を含んでいてもよいし、末梢血単核球(PBMC)などの血液細胞又は肝組織でもよい。血液細胞は、一般的には白血球である。
上記に従って、本発明は、肝硬変を有する対象が肝臓癌を発症する危険性を評価する方法も提供する。この方法は、腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3)遺伝子、アンフィレグリン(AREG)遺伝子及びGTPアーゼ、IMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子からなる群から選択される少なくとも1つのマーカー遺伝子の遺伝子発現レベルを、対象から得られたサンプルにおいて決定することを含む。また、本態様では、肝臓癌は肝細胞癌(HCC)でもよく、対象/患者は、試験時にHCCの症候を示さなくてもよい。
対象の肝臓癌を診断するためのマーカーとして本明細書で同定された1つ又は複数の遺伝子の発現レベルを決定する代わりとして、本発明はまた、本明細書で同定された遺伝子の1つによってコードされる少なくとも1つのマーカータンパク質の存在又は量を、対象から得られたサンプルにおいて決定することを包含する。したがって、本発明はまた、腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3、SwissProt受託番号:P21580)、アンフィレグリン(AREG、SwissProt受託番号P15514:)及びGTPアーゼ、IMAPファミリーメンバー5(GIMAP5、SwissProt受託番号Q96F15)からなる群から選択される少なくとも1つのマーカータンパク質の存在を決定することを対象とする。本方法の実施形態では、これら3つのうちの2つの存在又は量、又は3つすべてのタンパク質の存在又は量が決定される。本方法は、上述の肝臓癌のいずれかの診断に使用することができ、HCCが最も好ましい癌である。
肝臓癌を診断する本方法の他の実施形態は、以下の6マーカータンパク質:B細胞におけるカッパ軽鎖ポリペプチド遺伝子エンハンサーの核内因子インヒビターアルファ(NFKBIA)、B細胞におけるカッパ軽鎖ポリペプチド遺伝子エンハンサーの核内因子インヒビターゼータ(NFKBIZ)、CD83、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー4(GIMAP4)、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー6(GIMAP6)及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー8(GIMAP8)の1つ又は複数の存在又は量の決定を含むことができる。これらの実施形態では、TNFAIP3遺伝子、AREG遺伝子及びGIMAP5遺伝子のいずれか1つ、2つ又は3つすべてを、NFKBIA、(NFKBIZ)、CD83、GIMAP4、GIMAP6及びGIMAP8の群から選択される、1つ、2つ、3つ、4つ又はこれら5つのマーカー遺伝子すべてと共に使用することができる。この点において、本発明はまた、B細胞におけるカッパ軽鎖ポリペプチド遺伝子エンハンサーの核内因子インヒビターアルファ(NFKBIA)、B細胞におけるカッパ軽鎖ポリペプチド遺伝子エンハンサーの核内因子インヒビターゼータ(NFKBIZ)、CD83、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー4(GIMAP4)、GTPアーゼIMAPファミリーメンバー6(GIMAP6)及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー8(GIMAP8)からなる群から選択される、HCCなどの肝臓癌を診断するためのマーカー遺伝子のいずれかの単独使用を包含することに留意されたい。
本発明は、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3)遺伝子、アンフィレグリン(AREG)遺伝子及びGTPアーゼ、IMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子からなる群から選択される少なくとも1つのマーカー遺伝子の発現レベルを決定することによって肝臓癌を診断するためのキットも対象とする。本キットは、マーカー遺伝子核酸分子の少なくとも1つに相補的な1つ又は複数のオリゴヌクレオチドを含む。本キットは、2種類の1つ又は複数のオリゴヌクレオチドを含むことができ、それぞれの種類のオリゴヌクレオチドは、マーカー遺伝子核酸分子の少なくとも2つのうちの1つに相補的である。本キットはまた、3種類の1つ又は複数のオリゴヌクレオチドを含むことができ、それぞれの種類のオリゴヌクレオチドは、マーカー遺伝子核酸分子の少なくとも3つのうちの1つに相補的である(本明細書で同定された9遺伝子マーカーの増幅及び定量化に適切なオリゴヌクレオチドを示す、実験セクション又は図11を参照されたい)。オリゴヌクレオチドは通常、例えば検査される対象のサンプルから単離した全mRNAを転写した後に、それぞれのマーカー遺伝子を増幅するのに使用することができる増幅プライマー/プローブなどのオリゴヌクレオチドプローブである。したがって、そうした増幅プライマーは、増幅ステップでマーカー核酸分子を増幅するのに適する。本発明で同定されたマーカー遺伝子は公知であるので、適切な増幅プライマーの設計は、当業者の知識の範囲内である。本キットで使用するオリゴヌクレオチドは、任意の長さでよく、例えば、約30、約60又は約100ヌクレオチドまでの長さでもよい。これらのオリゴヌクレオチド(プローブ)は、例えば、目的のマーカー遺伝子のリアルタイムPCR又は定量化を可能にするように標識することもできる。標識は、例えば、放射性標識、蛍光標識、化学発光標識、(例えば異種性のアッセイ形式においてオリゴヌクレオチドを固相に固定化するための)親和性標識又は酵素標識でもよい。親和性標識は、核酸検出で一般に使用されている試薬でもよい。そうした試薬の例としては、これらに限定されないが、ビオチン又はジゴキシゲニンが挙げられる。遺伝子発現(レベル)は、利用可能な任意の適切な手法によって決定することができ、例えば、疾患バイオマーカーの試験、検証及び定量化に一般に使用されるAffymetrix QuantiGene Plex2.0(Affymetrix、Santa Clara、CA、USA)などの市販のシステムを使用して行うことができる。そうしたアッセイを用いて、現在、多重化によって、3から80個のマーカー遺伝子の遺伝子発現を同時に解析することが可能である。手短に述べると、そうしたアッセイでは、組織又は体のサンプル(例えばPBMC)を溶解して、RNAを遊離させ、目的の遺伝子に特異的なプローブのパネルが固定化された磁気ビーズなどの固体支持体に接触させる。精製したRNAサンプルを、適切な期間、例えば24時間にわたってインキュベートして、それぞれのプローブを目的のマーカー遺伝子のRNAとハイブリダイズさせる。標的ハイブリダイゼーション後に、分岐DNA(bDNA)技術を使用してシグナルを増幅させる(詳細については、例えば、QuantiGene Plex2.0の製品説明を参照されたい)。最後に、サンプル中に存在する標的RNAの量と比例するシグナルを発生する検出化合物を添加し、発光又は蛍光読み取り装置などのそれぞれの読み取り装置を使用して、光学的シグナルを読み取る。
本明細書で同定されたマーカータンパク質の1つ又は複数の存在又は量が決定されることになる場合は、決定は、対象から得られた組織又は体液サンプルなどのサンプルにおいて1つ又は複数のタンパク質を検出してアッセイ結果を提供するように設定された、任意のアッセイ方法によって行われる。アッセイは、(目的のタンパク質、例えばTNFAIP3、アンフィレグリンAREG及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)に対するポリクローナル又はモノクローナル抗体を使用することができる)ELISAなどのイムノアッセイでもよい。一般に、イムノアッセイは、目的のタンパク質(マーカー)を含む、又はこれを含むことが疑われるサンプルを、タンパク質(マーカー)に特異的に結合する少なくとも1つの抗体と接触させることを含む。次いで、サンプル中のポリペプチドが抗体に結合することによって形成される複合体の存在又は量を示すシグナルが発生する。そして、このシグナルは、サンプル中のバイオマーカーの存在又は量と関係している。バイオマーカーを検出及び解析するための多数の方法及び装置が当業者に周知である。例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8、特許文献9、特許文献10、特許文献11、特許文献12及び特許文献13並びに非特許文献13を参照されたい(すべての表、図及び請求項を含めて、これらのそれぞれは、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる)。
当技術分野で既知のアッセイ装置及び方法は、様々なサンドイッチ、競合的又は非競合的アッセイ形式において標識分子を利用して、目的のタンパク質、すなわち本明細書ではTNFAIP3、AREG及びGIMAP5の少なくとも1つの存在又は量と関連しているシグナルを発生することができる。TNFAIP3、アンフィレグリンAREG及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)に対するモノクローナル抗体及びポリクローナル抗体の両方は、様々な供給源から市販されている。単に例示的な例である、Proteintech Group,Inc.(Chicago、IL、USA)のポリクローナルTNFAIP3ウサギ抗体カタログ番号:23456−1−AP、Pierce(Thermo Fisher Scientific、Rockland、IL、USA)のアンフィレグリンポリクローナル抗体カタログ番号PA5−16616、Santa Cruz Biotechnology Inc.(Santa Cruz、CA、USA)のモノクローナルマウスGIMAP5抗体(E−11)、カタログ番号sc−377307を参照されたい。あるいはそうした抗体は、免疫化によって、又はファージディスプレイなどの組換え抗体工学法(進化的方法)を使用する人工抗体ライブラリーから、得ることができる。
目的のタンパク質の存在又は量は、タンパク質測定(例えば、ドットブロット、ウェスタンブロット、クロマトグラフィー法、質量分析など)を含めた、イムノアッセイ以外の手段によって決定することもできる。
材料及び方法
患者
原発性HCCを有する患者を、シンガポール国立癌センター(NCCS)での診断において動員した。中山大学癌センター肝胆道腫瘍科で、いくらかのHCC血液サンプルも収集した。慢性肝炎及び肝硬変(CHB)並びにHCCを有する患者の血液サンプルも、シンガポール総合病院消化器科の診療所に患者が訪れている間の様々な時に補充した。すべてのサンプルを、それぞれの機関審査委員会によって承認されたプロトコールに従って収集し、血液サンプルを収集する前に、インフォームドコンセントをすべての対象から得た。すべての健康な参加者は、肝臓疾患の病歴、ウイルス性肝炎及び悪性疾患がないNCCSの職員であり、口頭のインフォームドコンセントの後に血液サンプルを収集した。合計で10mlの血液をBD Vacutainer(登録商標)Plus Plastic K2 EDTAチューブ(Becton−Dickinson)に収集した。
HCCに関する診断は、AASLDガイドライン(例えば、非特許文献6参照)に従って、組織学的評価又は2つのダイナミック造影検査のいずれかで行った。いかなる治療も施す前に、血液サンプルを収集した。いかなる合併性を有する患者も除外した。
B型慢性肝炎(CHB)患者に関しては、AASLD診療ガイドラインを組み入れ基準として使用し、これは、HBsAg陽性>6か月;HBV DNA>103コピー/ml(HBeAg陰性の場合は104〜105コピー/ml)、及び血清中のアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ/アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT/AST)の持続的又は断続的な上昇を含む。いかなる合併性を有する患者も除外した。
肝硬変の診断は画像検査のエビデンスに基づき、登録する前の少なくとも3か月間は肝腫瘤のエビデンスがなかった。
肝臓サンプル
癌性及び対応する遠位非癌性の肝組織を、HCCの根治治療として部分肝切除を受けた患者から得た。研究される癌性組織のすべては、少なくとも70%癌性であった。本研究で用いる組織サンプルのすべては、シンガポール国立癌センター組織保管機関(NCCS)の倫理委員会の方針に従って、この機関によって承認され、提供された。インフォームドコンセントを関与する患者すべてから得、研究者に提供される臨床的及び病理組織学的データのすべては、無名で与えられた。
白血球細胞の単離
収集6時間以内に、Ficoll−Paque PLUS(GE Healthcare)を使用する密度勾配遠心によって血液を処理した。Ficoll−Paque PLUSは、密度1.077+0.001g/mlの水溶液であり、100ml毎に、0.0231gのカルシウム二ナトリウムエチレンジアミン四酢酸と共に5.7gのFicoll400及び9gのジアトリゾ酸ナトリウムを含む。残留する赤血球を1mlのRBC溶解バッファー(BioLegend)に5分間溶解し、次いで10mlのリン酸緩衝食塩水で洗浄した。単離したPBMCを、試験するまで−80℃で保管した。PBMCサンプルが研究された患者の臨床特性を表1及び2にまとめる。
RNA抽出及びAffymetrixジーンチップ解析
全RNAを、TRIzol試薬(Invitrogen、USA)を使用してWBCから抽出し、ND−1000 Nano−drop分光光度計(Thermo Scientific、USA)によって定量化した。RNAの完全性を、Agilent2100Bioanalyzer(Agilent、USA)によって評価した。非特許文献14に以前に記載されているように、RNA完全性数(RNA Integrity Number)(RIN)が6.7を超えるRNAサンプルのみを遺伝子マイクロアレイに使用した。以前に記載されているように(例えば、非特許文献15、非特許文献16参照)、得られた最終的なcRNAを、ジーンチップ・ヒトゲノムU133プラス2.0アレイ(Affymetrix、USA)にハイブリダイズさせた。Affymetrixマイクロアレイ・スイート・バージョン5.0によってcelファイル型式で生成されたすべてのデータを、Partek Genomicsスイート・ソフトウェア・パッケージ(Partek、USA)を使用して洗練した。
定量的PCR及び多重遺伝子発現解析
定量的PCR(q−PCR)を行って、遺伝子マイクロアレイから同定された9つの候補遺伝子を検証した。同定した遺伝子を増幅するのに使用するプライマーを図11に表し、以下の表にも示す。
Figure 2015530094
500ナノグラムの全RNAを、SuperScript(登録商標)III第1鎖合成システム(Invitrogen、USA)を使用してcDNAに逆転写し、続いて、このcDNAの40分の1を、SsoFast EvaGreen Supermix(Bio−Rad、USA)を使用するリアルタイムPCRによってアッセイした。比較サイクル閾値(Comparative cycle threshold)(Ct)法を使用し、候補遺伝子の発現レベルをCD45の発現レベルに対して標準化し、−ΔΔCtを引き続く解析に使用した。候補遺伝子及び基準遺伝子に関するPRC反応の効率は、>90%であることが試験された。
統計的分析
血清AFPは、HCCのスクリーニング及び診断に最も一般的に使用される血清学的マーカーであり、全体的な感度は52%であり、特異性は80%である(例えば、非特許文献3参照)。50人のHCC及び50人のCHB患者という小集団を使用したトレーニングセットでは、同定した遺伝子マーカーは、92%を超える感度及び96%を超える特異性を示した。したがって、トレーニングセット/研究は、同定した遺伝子マーカーの感度をAFPの感度と比較して、CHB患者からHCCを区別するように設計した。片側検定の第1種過誤5%で90%検出力を達成するためには、109人の患者(50人のHCC及び59人のCHB)というサンプルサイズが必要であった(例えば、非特許文献17参照)。ソフトウェア「Sample Size Tables for Clinical Studiesソフトウェアプログラム・バージョン1.0」を解析に使用した。
定量的PCR法によってトレーニングサンプルセットから得られたデータを使用して、段階的前向き法ロジスティック回帰分析を用いてモデルを構築した。HCCである確率は、ロジスティック回帰分析モデルを使用して計算し、0から1までのスコアとして与えられた。HCC確率スコアを使用して、受信者動作特性(ROC)曲線を作成した。曲線下面積(AUC)を計算した。様々なカットオフポイントでの感度及び特異性を、トレーニングサンプルセットに由来するROC曲線から選択した。
PASW(登録商標)Statistics18プログラム(SPSS Inc、Chicago、IL、USA)を使用して、ROC曲線の作成、ロジスティック回帰分析及び統計的分析を行った。スチューデントのt検定又はマン・ホイットニーのU検定を使用して連続変数を比較し、カテゴリー変数にはカイ二乗検定を使用した。AUC、感度及び特異性について、95%の信頼区間を得た。
結果 患者特性
HCC又はCHBを有する患者を4つの異なる病院で動員した。これらの患者の特性情報を(表1及び2)に列挙する。
遺伝子マイクロアレイを使用した候補WBC遺伝子マーカーの選択
高密度Affymetrixジーンチップ・ヒトゲノムU133プラス2.0アレイを使用して、潜在的遺伝子マーカーを末梢血WBCからスクリーニングした。28サンプル(10人のHCC、12人のCHB及び6人の健康な患者)由来の全RNA抽出物を、この初期スクリーニングステップで使用した(図1を参照されたい)。候補遺伝子マーカーを、CHB及び健康な対象と比較してHCCで差次的に発現している遺伝子から選択した(図10)。候補遺伝子マーカーを選択する際にいくつかの因子を考慮し、倍率変化(上方制御される遺伝子については>1.5、下方制御される遺伝子については<−1.5)、P値(<0.0003)を考慮した。これらの判断基準に従って9遺伝子を最終的に選択して、さらに定量的PCR(qPCR)によって検証した。
q−PCRによる候補WBC遺伝子の発現の検証
17候補遺伝子の発現レベルを、マイクロアレイスクリーニングで使用した26サンプル及びさらなる30サンプル(15人のHCC及び15人のCHB)を含む56サンプルからなる群において、q−PCRによって評価した。17候補遺伝子の中で9遺伝子が、CHB及び健康な対象と比較して、HCCにおいて有意に差がある発現レベルを示した(図10)。5つの上方制御された遺伝子及び4つの下方制御された遺伝子のROC曲線分析を表2に示す。10個すべての予測因子が0.7を超えるAUCを有しているが、TNFAIP3が最も強力な予測因子(AUCが0.943)である。5遺伝子(TNFAIP3、AREG、NFKBIA、NFKBIZ、CD83)は、HCCにおいて、対照の発現レベルより高い発現レベルを有し、2.8から8.2に及ぶ倍率変化を伴う。GIMAPファミリーの4遺伝子(GIMAP4、GIMAP5、GIMAP6及びGIMAP8)は、HCCにおいて、対照の発現レベルより低い発現レベルを有し、より程度の小さい1.9から2.4に及ぶ倍率変化を伴う(図9)。この群におけるこれら9つの重要な遺伝子のqPCRデータをトレーニングデータセットとして使用して、個々の遺伝子の判別力を組み合わせるためのモデルを開発した。
モデル開発及びWBC遺伝子マーカーの選択
重要な遺伝子のいくつかは同じシグナル伝達経路又は同じ遺伝子ファミリーにあるので、これらの遺伝子発現は互いに相関する可能性がある。したがって、多重共線性検定を適用してから、遺伝子発現データをモデル開発に使用した。この検定は、TNFAIP3、NFKBIA及びNFKBIZの分散拡大要因指数(VIF)が5を超えることを示し、これは、多重共線性が存在することを示す。TNFAIP3が最も強力な予測因子であるので、NFKBIA及びNFKBIZをパネルから除去した。多重共線性検定を再び適用し、VIFが5未満の残りの8予測因子において多重共線性は検出されなかった。前向き方法を使用して、段階的ロジスティック回帰分析モデルを開発した:
Log(p/(1+p))=3.462+0.897×AREG+1.570×TNFAIP3−1.769×GIMAP5
TNFAIP3、AREG及びGIMAP5を独立予測因子としてモデルに含め、一方で他の5遺伝子は重複していると思われた。本モデルに従って、特定の対象でのHCCである確率を計算した。同様に、比較として、単一の予測因子TNFAIP3に基づいてロジスティック回帰分析を行い(Log(p/(1+p))=2.812+2.403×TNFAIP3)、確率スコアを計算した。
両モデルからの確率スコアを使用して、トレーニング群についてROC曲線を作成した(図3A)。単一遺伝子及び3遺伝子の両モデルは優れた予測因子であるが(AUC>0.9)、3遺伝子モデルは、AUCを0.977にさらに増大した。
WBC遺伝子マーカーパネルの検証
トレーニング群で開発したモデルを、60人のHCC及び90人のCHB患者からなる独立のサンプル群において検証した。ROC曲線を図4Bに示す。トレーニング群のものと比較して、試験群のAUCは、単一遺伝子について0.891及び3遺伝子モデルについて0.909まで、わずかに低下した。
したがって、様々なカットオフポイントにおける、トレーニング群及び試験群の両方の感度及び特異性を表4(図5)に列挙する。同じカットオフポイントでは、単一遺伝子モデルと3遺伝子モデルの両方について、トレーニング群の感度と特異性の合計は試験群のものよりも高い。HCC確率スコアの低カットオフポイント(55から70に及ぶ)では、2つのモデルはCHBからHCCを同様に区別する。しかし、約90の高カットオフポイントでは、58%の感度を与える単一遺伝子モデルのものより高い72%という高感度が3遺伝子モデルによって達成され、一方、両モデルについて特異性は100%である。
さらに、血清AFPは、HCCを診断及びスクリーニングするために最も一般に使用される血清学的マーカーであるので、CHBからHCCを検出する血清AFPの能力を、本発明のWBC遺伝子マーカーであるTNFAIP3、AREG及びGIMAP5の能力と比較した。利用可能なAFPデータを有する、合計で104人のHCC患者及び108人のCHB患者を、この比較で使用した。ROC曲線分析は、単一遺伝子モデルと3遺伝子モデルの両方が、AFPよりも著しく良く機能することを示す(図6)。AFPに対するAUCが0.697であるのに対して、WBC遺伝子マーカーに対するAUCは両方とも0.94を超える。臨床的診断用の200ng/ml AFPのカットオフポイント(例えば、非特許文献6参照)では、感度は43%であり、特異性は95%である。これに対して、3遺伝子モデルについては、感度は74%であり、特異性は99%であり、単一遺伝子モデルについてはわずかに低い(感度57%、特異性98%)。
さらに、AFPと本発明の遺伝子マーカーであるTNFAIP3、AREG及びGIMAP5の両方を、バルセロナクリニック肝臓癌(BCLC)ステージAのHCC(3cm以下の単一小結節、血管侵入無し)を有する患者をCHB患者から区別するのに適用した。すべてのHCC患者群からの結果と同じように、本発明の遺伝子マーカーは、AFPよりも良く機能し、AUCは0.96を超える(図7)。
考察
現在、AFPは最も一般に使用されるHCC用の血清学的マーカーであるが、感度及び特異性が不十分である。AFPの不十分な精度が原因で、2010年に出版された米国肝臓病学会(AASLD)診療ガイドラインでは、HCCをスクリーニング及び診断するためのマーカーとして、AFPをもはや推奨していなかった(例えば、非特許文献6参照)。
本発明は、早期ステージでHCCを検出するための効果的な新規なマーカーを末梢血から発見することを目的とした。米国国立癌研究所の早期検出研究ネットワーク(EDRN)によって使用された5相構造によると、これは、臨床アッセイの開発及び検証の第2相研究である。アジアでは、大抵のHCCはHBV陽性集団で発症するので、B型慢性肝炎を有する患者及びHBVに関連するHCCを有する患者を動員した。包括的な遺伝子発現プロファイリング・マイクロアレイを使用することによって、HCC患者のWBCにおいて候補遺伝子マーカーを同定した。その単純性及び再現性の理由で、q−PCRを使用して候補遺伝子を検証し、続いて臨床サンプルで遺伝子発現レベルを測定した。
17候補遺伝子からの9遺伝子をq−PCRによって本発明で検証し、トレーニング群を使用して3遺伝子を含むロジスティックモデルを開発した。この3遺伝子モデルは、トレーニング及び独立の試験群の両方で優れた診断精度を有する(図7)。TNFAIP3単独は80%の感度及び88%の特異性を達成することができるけれども、3遺伝子モデルは精度を微調整することができ、高い特異性が望まれる場合により高い感度をもたらす(感度85%、特異性87%)。さらに、本発明の遺伝子マーカーは血清AFPよりも著しく良く機能し、BCLCステージAのHCC患者をCHB患者から区別することができる。
例示的に本明細書に記載した本発明は、本明細書に具体的に開示されていない、いかなる要素又は複数の要素、限定又は複数の限定がない場合も適切に実施することができる。したがって、例えば、用語「含む(comprising)」、「含む(including)」、「含む(containing)」などは、拡張的且つ限定せずに解釈されるものとする。さらに、本明細書で用いられる用語及び表現は、限定ではなく、説明の用語として使用されている。そのような用語及び表現の使用には、示した及び記載した特徴のいかなる均等物又はこれらの一部も排除する意図はないが、請求する本発明の範囲内で様々な改変が可能であることを認識されたい。したがって、例示的実施形態及び任意的な特徴により本発明を具体的に開示してきたが、本明細書に開示された中で具体化された本発明の改変及び変形は当業者によって行使することができ、そのような改変及び変形は、本発明の範囲内であるとみなされることを理解されたい。
本発明を、本明細書で広範且つ包括的に記載してきた。包括的な開示内にあるより狭い種概念及び半包括的分類のそれぞれも、本発明の一部を形成する。これは、削除されたものが具体的に本明細書で引用されるかどうかに関係なく、類概念から任意の内容を除く条件又は負の制限を伴う、本発明の包括的な説明を含む。
他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。さらに、本発明の特徴又は態様がマーカッシュグループの点から記載される場合は、それによって、本発明が、マーカッシュグループの任意の個々のメンバー又はメンバーのサブグループの点からも記載されることを当業者なら認識するであろう。

Claims (31)

  1. 腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3)遺伝子、アンフィレグリン(AREG)遺伝子及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子からなる群から選択される少なくとも1つのマーカー遺伝子の遺伝子発現レベルを、対象から得られたサンプルにおいて決定することを含む、対象の肝臓癌を診断する方法。
  2. TNFAIP3遺伝子、AREG遺伝子及びGIMAP5遺伝子からなる群から選択されるマーカー遺伝子の少なくとも2つの発現レベルを決定することを含む、請求項1に記載の方法。
  3. TNFAIP3遺伝子、AREG遺伝子及びGIMAP5遺伝子の3つすべての発現レベルを決定することを含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記肝臓癌が肝細胞癌(HCC)である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記対象がヒトである、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記ヒトがHCCの症候を示さない、請求項5に記載の方法。
  7. 前記決定された発現レベルを対照サンプルと比較する、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記対照サンプルと比較して前記対象の前記サンプルで増大した発現レベルが、HCCを発症する危険性を示す、請求項7に記載の方法。
  9. B型慢性肝炎に罹患している対象からHCCに罹患している対象を区別することを含む、請求項5から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記HCCがバルセロナクリニック肝臓癌(BCLC)ステージAのHCCである、請求項9に記載の方法。
  11. 前記ヒトが肝硬変を有する、請求項5から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記サンプルが血液細胞又は肝組織を含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記血液細胞が白血球である、請求項12に記載の方法。
  14. 前記遺伝子発現レベルの決定が核酸増幅アッセイを使用して行われる、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記増幅アッセイが定量的PCRアッセイ又はリアルタイムPCRアッセイである、請求項14に記載の方法。
  16. 肝硬変を有する対象が肝臓癌を発症する危険性を評価する方法であって、腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3)遺伝子、アンフィレグリン(AREG)遺伝子及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子からなる群から選択される少なくとも1つのマーカー遺伝子の遺伝子発現レベルを、前記対象から得られたサンプルにおいて決定することを含む方法。
  17. 前記肝臓癌が肝細胞癌(HCC)である、請求項16に記載の方法。
  18. 前記対象がヒトである、請求項16又は17に記載の方法。
  19. 前記ヒトがHCCの症候を示さない、請求項18に記載の方法。
  20. 対照サンプルと比較して前記対象の前記サンプルで増大した発現レベルがHCCを発症する危険性を示す、請求項16から19のいずれか一項に記載の方法。
  21. 発現レベルが増大した場合に、前記HCCの発症について前記対象をモニタリングすることを含む、請求項20に記載の方法。
  22. 腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3、SwissProt受託番号:P21580)、アンフィレグリン(AREG、SwissProt受託番号P15514)及びGTPアーゼIMAPファミリーメンバー5(GIMAP5、SwissProt受託番号Q96F15)からなる群から選択される少なくとも1つのマーカータンパク質の存在又は量を、対象から得られたサンプルにおいて決定することを含む、対象の肝臓癌を診断する方法。
  23. 腫瘍壊死因子、アルファ誘導性タンパク質3(TNFAIP3)遺伝子、アンフィレグリン(AREG)遺伝子及びGTPアーゼ、IMAPファミリーメンバー5(GIMAP5)遺伝子からなる群から選択される少なくとも1つのマーカー遺伝子の発現レベルを決定することによって肝臓癌を診断するためのキットであって、前記マーカー遺伝子核酸分子の少なくとも1つに相補的な1つ又は複数のオリゴヌクレオチドを含むキット。
  24. 2種類の1つ又は複数のオリゴヌクレオチドを含み、それぞれの種類のオリゴヌクレオチドが前記マーカー遺伝子核酸分子の少なくとも2つのうちの1つに相補的である、請求項23に記載のキット。
  25. 3種類の1つ又は複数のオリゴヌクレオチドを含み、それぞれの種類のオリゴヌクレオチドが前記マーカー遺伝子核酸分子の少なくとも3つのうちの1つに相補的である、請求項23又は24に記載のキット。
  26. 前記オリゴヌクレオチドがオリゴヌクレオチドプローブである、請求項23から25のいずれか一項に記載のキット。
  27. 前記オリゴヌクレオチドプローブが増幅プライマーである、請求項26に記載のキット。
  28. 前記増幅プライマーが増幅ステップでマーカー核酸分子を増幅するのに適する、請求項27に記載のキット。
  29. 前記オリゴヌクレオチドが、約30、約60又は約100ヌクレオチドまでの長さである、請求項23から28のいずれか一項に記載のキット。
  30. 前記オリゴヌクレオチドプローブが標識されている、請求項26から29のいずれか一項に記載のキット。
  31. 前記標識が放射性、蛍光、化学発光、親和性又は酵素標識である、請求項30に記載のキット。
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