JP2018155752A - がんを診断および処置する方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】転移性がんの早期検出または診断のための有望な方法またはキットを提供する。【解決手段】対象の血液試料、組織液試料または検査試料中のPD−L1+循環腫瘍細胞を検出することを含む、再発性または転移性がんを発症する危険性を有する対象を同定する方法が開示される。また、対象の血液試料、組織液試料または検査試料中のPD−L1+循環腫瘍細胞を検出することにより、一以上の循環腫瘍細胞を有する対象を同定すること、および該対象の治療を行うことを含む、がんを処置する方法が開示される。【選択図】なし

Description

本発明は、がんを診断および処置する方法に関する。
循環系における循環腫瘍細胞(CTC)の存在は、転移の仲介において積極的な役割を果たす(非特許文献1)。CTC数の計測は、転移性大腸がん(mCRC)患者にとっての予後指標として報告された(非特許文献2)。ほとんどの以前の研究では、CTC数は前腕の静脈穿刺により採取された血液から計測された(非特許文献3、4)。ニボルマブ(Nivolumab)(PD−1阻害剤)処置から6ヶ月経った非小細胞肺がん患者では、PD−L1を発現している循環腫瘍細胞の存在が、治療逃避または予後不良に相当することが示唆された(非特許文献5)。
現在までのところ、転移性がんの早期検出または診断のための有望な方法またはキットは無い。
Pantel,K.,C.Alix−PanabieresおよびS.Riethdorf,Nat Rev Clin Oncol,2009.6(6):p.339−51. Cohen,S.J.ら,J Clin Oncol,2008.26(19):p.3213−21. Thorsteinsson,M.,G.SoletormosおよびP.Jess,Anticancer Res,2011.31(2):p.613−7. Sastre,J.ら,Ann Oncol,2008.19(5):p.935−8. Nicolazzo,C.ら,Sci Rep.2016Aug24;6:31726.
本発明は、消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がん患者において、消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんの治療前、または治癒的切除手術中における、PD−L1を発現している循環腫瘍細胞(「PD−L1循環腫瘍細胞」と呼ばれる)の存在/レベルが、がんの転移または患者の予後と相関するという予期せぬ知見に基づく。
従って、一態様において、本発明は、対象の血液試料、組織液試料または検査試料(specimen)中のPD−L1循環腫瘍細胞を検出することを含む、再発性または転移性がんを発症する危険性を有する対象を同定するための方法であって、ここで、一以上のPD−L1循環腫瘍細胞の存在は、該対象が再発性または転移性がんを発症する危険性を有する事を示し、該対象は消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんを有し、該血液試料、該組織液試料または該検査試料は、該消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんの治療前、または治癒的切除手術中の該対象に由来する、方法を提供する。
本発明の一実施形態において、該がんは、消化管がん、とりわけ大腸がんである。別の実施形態において、該がんは、頭頸部扁平上皮細胞がんである。
別の態様において、本発明は、がんを処置する方法であって、(a)対象の血液試料、組織液試料または、検査試料中のPD−L1循環腫瘍細胞を検出することによって、一以上のPD−L1循環腫瘍細胞を有する対象を同定すること、ここで、該対象は、消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんを有し、該血液試料、該組織液試料または該検査試料は、該消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんの治療前、または治癒的切除手術中の該対象に由来する、および(b)該対象の治療を行うことを含む方法を提供する。
さらなる態様において、本発明は、患者の血液試料、組織液試料または検査試料中のPD−L1循環腫瘍細胞を検出することを含む、消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がん患者の予後を予測する方法であって、ここで、一以上のPD−L1循環腫瘍細胞の存在は、該患者の予後不良または全生存率を示し、該血液試料、該組織液試料または該検査試料は、該消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんの治療前、または治癒的切除手術中の該対象に由来する、方法を提供する。
本発明の特定の好ましい実施形態によれば、前述の処置は免疫療法である。一部の他の実施形態において、該対象は化学療法または標的療法と併用して免疫療法を受ける。
本発明の特定の実施形態によれば、該がんは再発性または転移性がんである。
本発明の一実施形態において、該がんは消化管がん、とりわけ大腸がんである。別の実施形態において、該がんは頭頸部扁平上皮細胞がんである。
前述の一般的な説明と後述の詳細な説明は、ともに例示的かつ説明的であるのみであり、本発明を限定するものではないことが理解されるべきである。
本発明の後述の詳細な説明のみならず、前述の概要は、添付した図面と併せて読むとより理解されるだろう。本発明を説明するために、目下好ましい具体例を図面で示す。
MiSelect R Systemを用いた循環腫瘍細胞(CTC)数の計測のための試料調製を説明する図である。
典型的なCTC画像である。
末梢血(PB)と腸間膜静脈血(MVB)中のCTC数の比較を示す図である。
図4Aは、種々のステージの大腸がん(CRC)患者のPB中のCTC数計測結果を示す。図4Bは、種々のステージの大腸がん(CRC)患者のMVB中のCTC数計測結果を示す。
CTC上のPD−L1発現の不均一性を示す図である。
PBおよびMVB中のPD−L1CTC数を示す図である。
種々のステージのMVB中のPD−L1CTC数を示す図である。
種々のステージのPD−L1CTCの出現頻度を示す図である。
CTC上のPD−L1発現の不均一性を示す図である。
本発明の詳細な記載
一態様において、本発明は、対象の血液試料、組織液試料または検査試料中のPD−L1循環腫瘍細胞を検出することを含む、再発性または転移性がんを発症する危険性を有する対象を同定する方法であって、ここで、PD−L1循環腫瘍細胞の存在は、該対象が再発性または転移性がんを発症する危険性を有することを示し、該対象は、消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんを有し、該血液試料、該組織液試料または該検査試料は、消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんの治療前、または治癒的切除手術中の該対象に由来する、方法を提供する。
本発明によれば、PD−L1循環腫瘍細胞のレベルが高い程、再発性または転移性がんを発症する危険性が高いことを示す。
本発明の一実施形態において、該がんは消化管がん、とりわけ大腸がんである。消化管がんに関して、該血液試料は好ましくは、腸間膜静脈血試料である。該腸間膜静脈血試料は、該消化管がんの治癒的切除手術中に採取されてもよい。該消化管がんは、食道がん、胃がん、消化管間質腫瘍、膵臓がん、肝臓がん、胆嚢がん、大腸がんおよび肛門がんを包含するが、この限りではない。本発明の特定の例において、該がんは大腸がんである。
別の実施形態において、該がんは、頭頸部扁平上皮細胞がんである。
別の態様において、本発明は、がんを処置する方法であって、(a)血液試料、組織液試料または検査試料中のPD−L1循環腫瘍細胞を検出することで、PD−L1循環腫瘍細胞を有する対象を同定すること、ここで、該対象は、消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんを有し、該血液試料、該組織液試料または該検査試料は、該消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんの治療前、または治癒的切除手術中の該対象に由来する、および(b)該対象の治療を行うことを含む方法を提供する。
さらに別の態様において、本発明は、患者の血液試料、組織液試料または、検査試料中のPD−L1循環腫瘍細胞を検出することを含む、消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんを有する患者の予後を予測する方法であって、ここで、一以上のPD−L1循環腫瘍細胞の存在が、患者の悪い予後または全生存率の指標となり、該血液試料、該組織液試料または該検査試料は、該消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんの治療前、または治癒的切除手術中の該患者に由来する、方法を提供する。
本発明によると、該PD−L1循環腫瘍細胞のレベルが高い程、該患者の予後不良が示される。
該処置は、免疫療法、化学療法、放射線療法、ホルモン療法、およびそれらを組み合わせた方法を包含するが、この限りではない。
本発明の特定の好ましい実施形態によれば、前述の処置は免疫療法である。一部の他の実施形態において、該対象は化学療法または標的療法と併用して免疫療法を受ける。
本発明の特定の実施形態によれば、該がんは再発性または転移性がんである。
本発明の一実施形態において、該がんは消化管がん、とりわけ大腸がんである。別の実施形態において、該がんは頭頸部扁平上皮細胞がんである。
消化管がんに関して、該血液試料は好ましくは、腸間膜静脈血試料である。該腸間膜静脈血試料は、該消化管がんの治癒的切除手術中に採取されてもよい。
本発明の特定の実施形態において、該がんは消化管がんであり、限定するものではないが、食道がん、胃がん、消化管間質腫瘍、膵臓がん、肝臓がん、胆嚢がん、大腸がんおよび肛門がんを包含する。本発明の特定の例において、該がんは大腸がんである。
本発明の一部の他の実施形態において、該がんは頭頸部扁平上皮細胞がんである。
本発明は、限定よりむしろ実証することを目的として提供される以下の実施例によってさらに説明される。
材料および方法
1.患者特性
2016年4月から2017年9月までの間に台北栄民総医院で治癒的切除手術を受けた総勢116名の患者が登録された。2016年10月から2017年9月までの間に台北栄民総医院で免疫療法を受けた26名のHNSCC患者、9名のHCC患者、5名のUC患者、および2名のRCC患者もまた登録された。登録手続きは、台北栄民総医院の内部審査委員会により承認を受けた手順書に従って行われた。全患者は書面によるインフォームド・コンセントを与えた。結腸内視鏡検査を受ける前の、または大腸がん(CRC)の疑いがあるが臨床病期は明らかでない患者が採用された。組織学的な診断がされた管状腺腫を有する6名の患者もまた登録された。評価可能な患者の平均(±標準偏差)年齢は、63.6±12.5歳(中央値,64)であった(以下の表1を参照)。原発腫瘍の病期分類は、切除した原発腫瘍の組織学的検査により確認された。組織学的検査に基づき、該対象は116名のCRC患者より構成された(それぞれ、ステージI24名、ステージII38名、ステージIII42名、ステージIV12名)。
Figure 2018155752
2.血液試料採取
CTC分析のための血液試料は、腫瘍の治癒的切除の前にCRC患者から得られた。CRCを有する患者の肘正中静脈からの血液のサンプリングは手術前に行なわれた。手術中、腸間膜静脈血試料は、結腸の患部の主要なドレナージ静脈、例えば、S字結腸または直腸のがんであれば下腸間膜静脈より、あるいは、腫瘍が結腸の右側に位置する場合には回結腸静脈より、採取された。機械的操作によってCTCが遊離する可能性を最小限にするために、結腸内視鏡検査は、手術の少なくとも1日前に設定された。外科的アプローチでは、まず血管制御、すなわち、初めの栄養動脈の結紮、続く腸間膜静脈のカニューレ挿入および採血が必要であった。腫瘍は、手術の終盤まで手つかずのままにされた。CTC分析のための末梢血(PB)試料および腸間膜静脈血(MVB)試料は、116名の患者から得られた。CTC分析のための血液試料は、薬物投与の前に他のがん患者からも得られた。
3.CTC計測およびCTC上のPD−L1発現試験
試料調製を図1に示す。KEDTAチューブより、血液4mLのアリコート2つをそれぞれラベルされた50mLコニカル遠心チューブ2本に移す。試料をSelectKitのソーティング試薬(PE標識抗EpCAM抗体)とともに、室温で20分間インキュベートする。染色後、各4mLの血液を2mLのアリコート2つに分け、それらをそれぞれラベルされた50mLコニカル遠心チューブ2本に入れ、24mLのISOTON Diluentを各チューブに加える。該試料を、スイングバケット遠心分離機を用いて、ブレーキをオフにした状態で、800×gで丸10分間、室温で遠心分離する。遠心分離後、各チューブの上清24mLを取り除き、CTC分析のために、2mLのアリコート2つを4mLのアリコートに回収後、試料を混合する。試料調製の1時間以内にMiSelect R System上で処理する。
SelectChip Dualを備えたMiSelect R System(MiCareo Taiwan株式会社)は、CTCを選別および濃縮することができる。CTCを含有するアリコートがSelectChipに回収されると、オンチップ濾過システムによって、血液細胞、とりわけRBCがCTCから取り除かれる。CTCの濃縮後、SelectKitのFixation and Staining Reagent(固定および染色試薬)が自動的に加えられてCTCが同定および計測される。抗panCK APCは細胞内タンパク質であるサイトケラチンを特異的に標的とし、DAPIは細胞核を染色し、抗CD45 FITCは白血球に特異的である。その形態学的な特徴が腫瘍細胞のものと一致し、その表現型EpCAM、CK、PAPIおよびCD45を示す場合、事象は腫瘍細胞として分類される。
CTC数は、操作者によって計測および分析され、直接記録されるだろう。CTCのさらなる免疫染色のために、MiSelect R System上でCTCを標識するためのSelectChip中に抗PD−L1が自動的に注入されるだろう。さらなる分析のために、CTCの各バイオマーカーの蛍光画像が撮られ、該バイオマーカーの強度が記録されるだろう。
4.統計解析
全てのデータはSSPSソフトウェア(V19.0)およびGraphPad Prism(V5.0)を用いて統計的に解析された。連続変数分布は、中央値およびレンジとして記載された。群間の違いを評価するために、マン・ホイットニーのU検定およびウィルコクソンの符号順位検定を適宜行った。全てのP値は両側検定によった。0.05より小さいP値が統計的な差を示した。
結果
1.PBおよびMVB中のCTCの発生率(prevalence)
CTCは無傷の核を有し、EpCAMおよびサイトケラチンを発現しているがCD45を発現しない細胞として定義された。典型的なCTC画像を図2に示す。該EpCAMの発現は、同じCRC患者内でも、CTC間で不均一性を示した。CTCはPB中にはほとんど見られなかったが(全血液8mLあたり平均,0.17±0.89;レンジ=0−8,n=116)、MVB中にはより豊富であった(全血液8mLあたり平均,7.1±48.1;レンジ=0−515,n=116)(図3;p<0.001)。
2.CTC数および検出率の分布
CRC患者のCTC数を以下の表2および図4に示す。CTC数は、PB中において、非転移性のCRCには0から8の範囲に、転移性のCRCには0から4の範囲にあった。MVB中では、CTC数は、非転移性のCRCには0から515の範囲に、転移性のCRCには0から20の範囲にあった。CTCの全検出率は、PBおよびMVB中に、それぞれ6%および40.5%であった。各サブグループ内では、該検出率は該サブグループの状態の重篤度に伴って増加した。MVB中では、CTCの検出率は、ステージI、II、IIIおよびIVでは、それぞれ20.8%、42.1%、45.2%および58.3%であった。加えて、CTCの量は、初期ステージよりも後期ステージにおいて顕著により高かった(図4)。
Figure 2018155752
3.CTC数と臨床病理学的特性との関係
CTC数(存在または非存在)と種々の臨床的および病理学的パラメーターとの間の二変量関係を調査した。結果を以下の表3に示す。臨床病期(TNM)は、MVB中のCTC数と正の相関関係にあり(表2)、手術前の血清中のCEAレベルと腫瘍浸潤の深達度(pT)は、MVB中のCTCレベルと正の相関関係にあった。CTC数と、肝臓または肺転移の存在、原発性CRC分化、組織構造、結節状態(N)、リンパ節/静脈への浸潤/神経周囲の浸潤、がん腫周囲の炎症性変化、がん組織の浸潤様式、および手術前の血清中のCA−19−9レベルとの間には関係は見られなかった。
Figure 2018155752
4.CRC患者におけるCTC上のPD−L1バイオマーカー評価
PBやMVBから単離されたCTCを、PD−L1タンパク質発現について調べた。該PD−L1バイオマーカー発現は、患者間で、および同じ血液試料内で、単離されたCTCの間で不均一性を示した(図5)。PB中のCTCのPD−L1状態は、検出可能なCTCを有する8名の患者において評価された(以下の表4を参照)。MVB中のCTCのPD−L1状態は、検出可能なCTCを有する47名の患者において評価された。これらの47名の患者の間で、31名(65.9%)がPD−L1CTCを有する部分母集団であった(以下の図6および表5を参照)。PD−L1CTC数は、1から33まで(中央値=3)であり、PD−L1CTCのフラクションは、検出可能なCTCの総数の16から100%までの範囲にあった。PD−L1CTC数は、ステージに伴って徐々に増加し(図7)、CTCの間でのPD−L1CTCの頻度もまたステージに伴って増加した(図8)。
Figure 2018155752
Figure 2018155752
Figure 2018155752
5.PD−L1CTC数とCRC患者の臨床病理学的特性との関係
PD−L1CTC数(存在または非存在)と種々の臨床的および病理学的パラメーターとの間の二変量関係を調査した。結果を以下の表6と表7に示す。臨床病期(TNM)は、MVB中のPD−L1CTC数と正の相関関係にあり(表6)、手術前の血清中のCEAレベル、腫瘍浸潤の深達度(pT)、結節状態(N)は、MVB中のPD−L1CTCレベルと正の相関関係にあった。加えて、原発性CRCのリンパ管浸潤および静脈浸潤は、MVB中のPD−L1CTCレベルと相関関係にあった(表7)。PD−L1CTC数と、原発性CRC分化、神経周囲の浸潤、がん腫周囲の炎症性変化、がん組織の浸潤様式および手術前の血清中のCA−19−9レベルとの間には関係は見られなかった。
Figure 2018155752
Figure 2018155752
6.他のがん患者におけるCTC上のPD−L1バイオマーカー評価
頭頸部扁平上皮細胞がん(HNSCC)、肝細胞がん(HCC)、子宮がん(UC)を有する患者において、CTCの全検出率はそれぞれ31%、55%および40%であった(以下の表8を参照)。HNSCC、HCCおよびUC患者より単離したCTCをPD−L1タンパク質発現について試験した。PD−L1バイオマーカー発現は、患者間で、および同じ血液試料内で、単離されたCTCの間で不均一性を示した(図9)。CTCのPD−L1の状態は、検出可能なCTCを有する患者において評価された。これらの患者間では、HNSCCの100%、HCCの50%およびUCの100%が、PD−L1CTCを有する部分母集団であった(表8)。PD−L1CTCの存在は、HNSCC患者における疾患の進行と有意に相関関係にあった(以下の表9を参照)。
Figure 2018155752
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Claims (15)

  1. 対象の血液試料、組織液試料または検査試料中のPD−L1循環腫瘍細胞を検出することを含む、再発性または転移性がんを発症する危険性を有する対象を同定する方法であって、ここで、一以上のPD−L1循環腫瘍細胞の存在は、該対象が再発性または転移性がんを発症する危険性を有することを示し、該対象は消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんを有し、該血液試料、該組織液試料または該検査試料は、該消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんの治療前、または治癒的切除手術中の該対象に由来する、方法。
  2. がんを処置する方法であって、対象の血液試料、組織液試料または検査試料中のPD−L1循環腫瘍細胞を検出することにより、PD−L1循環腫瘍細胞を有する対象を同定すること、ここで、該対象は消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんを有し、該血液試料、該組織液試料または該検査試料は、該消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんの治療前、または治癒的切除手術中の該対象に由来する、および該対象を治療することを含む方法。
  3. 該がんが再発性または転移性がんである、請求項2に記載の方法。
  4. 該処置が免疫療法を含む、請求項2に記載の方法。
  5. 該処置が免疫療法を含む、請求項3に記載の方法。
  6. 該がんが消化管がんである、請求項1に記載の方法。
  7. 該がんが消化管がんである、請求項2に記載の方法。
  8. 該消化管がんが大腸がんである、請求項6に記載の方法。
  9. 該消化管がんが大腸がんである、請求項7に記載の方法。
  10. 該血液試料が腸間膜静脈血試料である、請求項6に記載の方法。
  11. 該血液試料が腸間膜静脈血試料である、請求項7に記載の方法。
  12. 患者の血液試料、組織液試料または検査試料中のPD−L1循環腫瘍細胞を検出することを含む、消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんを有する患者の予後を予測する方法であって、ここで、一以上のPD−L1循環腫瘍細胞の存在は、該患者の予後不良を示し、該組織液試料または該検査試料は、該消化管がんまたは頭頸部扁平上皮細胞がんの治療前、または治癒的切除手術中の該患者に由来する、方法。
  13. 該患者が消化管がんを有する、請求項12に記載の方法。
  14. 該消化管がんが大腸がんである、請求項13に記載の方法。
  15. 該血液試料が腸間膜静脈血試料である、請求項13に記載の方法。
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