JP2018523488A - 自己免疫疾患の治療及び診断のために組み合わせて使用するための組成物及び方法 - Google Patents

自己免疫疾患の治療及び診断のために組み合わせて使用するための組成物及び方法 Download PDF

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Abstract

本開示は、一緒に受け継がれ、遺伝子が共有されている、小児自己免疫障害を含む複数の自己免疫障害のための新規な遺伝子標的、診断方法、及び治療的処置レジメンを提供する。本開示は、例えば、1つ又は複数の自己免疫疾患の診断又は感受性の決定を行う方法、並びに患者が特定の遺伝子における遺伝子改変を有するかどうかを決定することに基づいて1つ又は複数の自己免疫疾患を有する患者の治療プロトコールを決定する方法を提供する。【選択図】なし

Description

優先出願
本出願は、2015年8月21日に出願された米国仮出願第62/208383号及び2016年4月8日に出願された同第62/320400号に対する優先権を主張し、これらは、その全内容が本明細書に参照により援用される。
付与に関する陳述
本発明は、National Institutes of Healthにより、付与番号DP3DK085708、RC1AR058606、U01HG006830、CA127334、及びR01−HG006849で資金提供を受けている。したがって、米国政府は、本発明に権利を有する。
本発明は、遺伝学、自己免疫、及び個別化された医薬の分野に関する。より具体的には、本発明は、小児自己免疫障害を含む、複数の自己免疫障害のための新規な遺伝子標的、診断方法、及び治療的処置レジメンを提供する。
いくつかの刊行物及び特許文献が、本発明が属する技術分野の状況を説明するために本明細書全体を通じて引用される。これらの引用のそれぞれは、全体が記載されているかのように、本明細書に参照により援用される。本明細書に含まれるある特定の図面及び表のカラー版はまた、オンライン公開刊行日が2015年8月24日のY.R.Liら、Nature Medicine:10.1038「バックスラッシュ」nm.3933及びこの刊行物の補足材料に公開されており、それらの図面及び表は、本明細書に参照により援用される。
自己免疫疾患は、西半球に居住している個体の最大7〜10%が罹患しており、慢性的な病的状態及び身体障害の大きな原因となっている。自己免疫疾患は併存性及び家系内集積性の割合が高いことから、強力な遺伝的素因が、自己免疫疾患の感受性の根底にある可能性が示唆される。自己免疫性甲状腺炎(AITD)、乾癬(PSOR)、若年性特発性関節炎(JIA)、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、関節リウマチ(RA)、セリアック病(CEL)、炎症性腸疾患(IBD、クローン病(CD)及び潰瘍性大腸炎(UC)を含む)、並びに多発性硬化症(MS)の全ゲノム相関解析(GWAS)及び免疫に焦点を当てた微細マッピング研究により、ゲノム全体にわたり自己免疫疾患に関連する単一ヌクレオチド多型(SNP)が数百個特定された10。これらの研究及びそれに続くメタ解析により、全ゲノムで有意な(GWS)(PGWS<5×10−8)すべての自己免疫疾患関連性の半数以上が、少なくとも2つの異なる自己免疫疾患で共有されていることが示された11、12。しかしながら、異質疾患に適用した場合には、以下の理由から、古典的なメタ解析手法では限界がある:1)疾患関連変異体が形質によって示す効果量、又は効果の方向さえも可変である場合には、検出力が限定されるため、2)研究全体での表現型の異質性及び対象動員のバイアスにより影響を受ける可能性があるため、3)候補リスト又は単一疾患の研究からこれまでに発見されている遺伝子座を試験する場合が多く、そのため、特に、変異体がよりまれなものであるか又は効果量が小さいことに起因して、新規な相関性を特定する機会を失ってしまうため、4)集団層別化及び曖昧な関係性に関しては完全に調整されないため、並びに5)複数のジェノタイピングプラットフォームの使用又は研究の場所によって発生するアーチファクトを含み得るため。
いくつかの研究は、限られた方法ではあるが、複数の疾患から得られた症例ジェノタイプを統合し13〜15、CLEC16A(T1Dにおいて初めて発見され16、続いてMS17、RA18、19、CD20、PBC21、JIA19、及びAA22で発見された)などのいくつかの遺伝子座が、複数の自己免疫疾患にわたる独立したGWAS研究で浮上しているが、1つの疾患と関連する遺伝子変異体が、他の自己免疫疾患のリスクとどの程度関係している可能性があるかについては、体系的に試験されてはいない。この情報を有することにより、そのような障害の治療のための新しい治療の道筋が提供されるであろうことは明らかである。
本発明によると、例えば、小児自己免疫疾患(pAID)を含む、自己免疫疾患(AID)の診断及び治療のための新規な遺伝子マーカーが提供される。本明細書に考察される自己免疫疾患としては、例えば、強直性脊椎炎(AS)、乾癬(PS又はPSOR)、セリアック病(CEL)、全身性紅斑性狼瘡(SLE)、分類不能型免疫不全(CVID)、炎症性腸疾患(IBD)、潰瘍性大腸炎(UC)、I型糖尿病(T1D)、若年性特発性関節炎(JIA)、クローン病(CD)、円形脱毛症(AA)、多発性硬化症(MS)、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、関節リウマチ(RA)、シェーグレン症候群(SJO)、全身性硬化症(SSC)、脊椎関節症(SPA)、白斑(VIT)、喘息、又は甲状腺炎(AITD、THY、又はTH)、並びにいくつかのその他のもののうちの1つ又は複数が挙げられる。
例えば、患者における1つ又は複数の自己免疫障害(AID)を診断するための方法であって、a)患者から生物学的試料を得ることと、b)試料から得られた核酸をアッセイして、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することであって、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が、患者における1つ又は複数のAIDの存在と相関する、ことと、c)遺伝子改変がIL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数に存在する場合に、患者を1つ又は複数のAIDと診断することとを含む方法が、本明細書に含まれる。
一部の実施態様において、本方法は、遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、§EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、例えば、少なくとも15個、例えば、少なくとも20個、例えば、少なくとも25個、例えば、少なくとも30個、例えば、少なくとも35個、例えば、少なくとも40個、又はそれぞれに存在するかどうかを決定することを含む。一部の実施態様において、AIDは、強直性脊椎炎(AS)、乾癬(PS又はPSOR)、セリアック病(CEL)、全身性紅斑性狼瘡(SLE)、分類不能型免疫不全(CVID)、炎症性腸疾患(IBD)、潰瘍性大腸炎(UC)、I型糖尿病(T1D)、若年性特発性関節炎(JIA)、クローン病(CD)、円形脱毛症(AA)、多発性硬化症(MS)、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、関節リウマチ(RA)、シェーグレン症候群(SJO)、全身性硬化症(SSC)、脊椎関節症(SPA)、白斑(VIT)、喘息、又は甲状腺炎(AITD、THY、又はTH)のうちの1つ又は複数である。
一部の実施態様において、患者は、小児患者であり、一方で他の場合には、患者は、成人患者である。一部の実施態様において、遺伝子改変は、単一ヌクレオチド変異体(SNV)である。遺伝子改変はまた、例えば、挿入、欠失、転位、又はコピー数変異(CNV)であってもよい。
一部の実施態様において、本方法は、遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、INS、NOD2、DAG1、SMAD3、ATG16L1、ZNF365、PTGER4、NKX2−3、ANKRD55、IL12B、LRRK2、IL5、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含む。一部の実施態様において、本方法は、遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、INS、NOD2、DAG1、SMAD3、ATG16L1、ZNF365、PTGER4、NKX2−3、ANKRD55、IL12B、LRRK2、IL5、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、例えば、少なくとも15個、例えば、少なくとも20個、又はそれぞれに存在するかどうかを決定することを含む。一部の実施態様において、本方法は、遺伝子改変が、LPHN2、TNM3、ANKRD30A、ADCY7、及びCD40LGのうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含む。
一部の実施態様において、本方法は、遺伝子改変が、IL23R、TNM3、LRRK2、SBK1、IL2RA、ZMIZ1、IL21、及びCARD9のうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL23R、TNM3、LRRK2、SBK1、IL2RA、ZMIZ1、IL21、及びCARD9のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がASに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、CRB1、GPR35、CYTL3、IL12B、8q24.23、JAK2、FNBP1、及びSMAD3のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、本方法は、IL23R、PTPN22、TNM3、DAG1、ATG16L1、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL23R、PTPN22、TNM3、DAG1、ATG16L1、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がPSに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、IL10、TSSC1、IL5、IL2RA、ADCY7、FUT2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、本方法は、TNM3、DAG1、SBK1、IL2RA、C40LG、ZMIZ1、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、TNM3、DAG1、SBK1、IL2RA、C40LG、ZMIZ1、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がCELに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、IL18R1、CYTL1、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、IKZF3、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、本方法は、PTPN22及びTNM3のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTPN22及びTNM3のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、患者がSLEに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、IL10、TSSC1、GPR35、JAK2、ZNF365、TYK2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、本方法は、LPHN2、TNM3、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、LPHN2、TNM3、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がCVIDに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、EFNB2及びIKZF3のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、本方法は、IL23R、LPHN2、DAG1、PTGER4、SBK1、TNFSF15、CD40LG、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL23R、LPHN2、DAG1、PTGER4、SBK1、TNFSF15、CD40LG、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がUCに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、IL10、TSSC1、IL18R1、GPR35、CYTL1、IL12B、JAK2、NKX2、SMAD3、ATXN2L、IKZF3、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、本方法は、PTPN22、INS、SUOX、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTPN22、INS、SUOX、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がT1Dに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、CYTL1、8q24.23、TYK2、及びFUT2のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、本方法は、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がJIAに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、CYTL1、ERAP2、8q24.23、LURAP1L、FNBP1、EFNB2、IKZF3、TYK2、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、本方法は、IL23R、PTPN22、DAG1、ATG16L1、PTGER4、ANKRD55、LRRK2、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL23R、PTPN22、DAG1、ATG16L1、PTGER4、ANKRD55、LRRK2、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がCDに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、CYTL1、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、FNBP1、ZNF365、NKX2、SMAD3、ATXN2L、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、本方法は、IL2RA及びIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL2RA及びIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、患者がAAに罹患していることを示す。一部の実施態様において、本方法は、PTGER4、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTGER4、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がMSに罹患していることを示す。一部の実施態様において、本方法は、IL2A又はIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL2A又はIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、患者がPSCに罹患していることを示す。一部の実施態様において、本方法は、PTPN22、ANKRD55、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTPN22、ANKRD55、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がRAに罹患していることを示す。
一部の実施態様において、本方法は、PTPN22及びIL2RAのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTPN22及びIL2RAのうちの一方又は両方における遺伝子改変は、患者がVITに罹患していることを示す。一部の実施態様において、本方法は、PTPN22、TNM3、SBK1、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTPN22、TNM3、SBK1、IL2RA、及びIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、患者がTHYに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、IL18R1、CYTL1、FNBP1、IKZF3、TYK2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
前述の実施態様のうちのいずれにおいても、本方法は、本方法において特定された遺伝子改変(複数可)に基づいてAIDに提案される治療(複数可)を含む報告書を提供することをさらに含み得る。前述の実施態様のいずれにおいても、本方法は、患者における遺伝子改変の決定後に、診断を受けた患者に、有効量の治療薬を投与すること、例えば、遺伝子改変(複数可)を有する遺伝子(複数可)の相互作用ネットワーク内のタンパク質を標的とする分子を用いた治療を施すことをさらに含み得る。そのような実施態様において、診断を受けた患者に、有効量の表11及び12に列挙されている1つ又は複数の医薬品が処方され得る。例えば、これらの表は、特定の遺伝子又は遺伝子経路と関連する薬物を列挙しており、本明細書における遺伝子改変により、これらの経路のうちの1つ又は複数における欠損が判明し得、これを、その経路を標的とし、患者における遺伝子改変の作用に対抗する薬物によって治療することができる。上述の実施態様のいずれにおいても、遺伝子改変は、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数において、本明細書に、例えば、表2a、2b、2c、又は2eに列挙されている対応する染色体領域及び単一ヌクレオチド多型(SNP)位置に見出され得る。
これらの同じ一般的方法工程及び上述の任意選択の実施態様はまた、現時点で特定のAIDを有していない対象が、今後、1つ又は複数の自己免疫障害(AID)を発症しやすいかどうかを決定するために用いることもできる。同じ一般的方法工程を、別の代替法として、1つ又は複数のAIDを有するとすでに診断されている患者において、その患者がさらに別のAIDを発症しやすいかどうかを決定するため、又はそれらの特定のセットの遺伝子改変に基づいて、その患者にとって可能な治療を決定するために、遺伝子改変を決定するのに適用することもできる。上述のように、そのような方法は、a)対象から生物学的試料を得ることと、b)試料から得られた核酸をアッセイして、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が、核酸に存在するかどうかを決定することであって、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、対象における1つ又は複数のAIDの存在と相関する、ことと、c)遺伝子改変がIL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数に存在する場合に、対象が、1つ又は複数のAIDを発症しやすいと決定することとを含む。この方法を実行する同じ任意選択的手法はまた、本明細書において、患者を診断する方法にあるように適用される。
すなわち、一部の実施態様において、感受性の改変を評価するための方法は、遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、§EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、例えば、少なくとも15個、例えば、少なくとも20個、例えば、少なくとも25個、例えば、少なくとも30個、例えば、少なくとも35個、例えば、少なくとも40個、又はそれぞれに存在するかどうかを決定することを含む。一部の実施態様において、AIDは、強直性脊椎炎(AS)、乾癬(PS又はPSOR)、セリアック病(CEL)、全身性紅斑性狼瘡(SLE)、分類不能型免疫不全(CVID)、炎症性腸疾患(IBD)、潰瘍性大腸炎(UC)、I型糖尿病(T1D)、若年性特発性関節炎(JIA)、クローン病(CD)、円形脱毛症(AA)、多発性硬化症(MS)、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、関節リウマチ(RA)、シェーグレン症候群(SJO)、全身性硬化症(SSC)、脊椎関節症(SPA)、白斑(VIT)、喘息、又は甲状腺炎(AITD、THY、又はTH)のうちの1つ又は複数である。
一部の実施態様において、患者は、小児患者であり、一方で他の場合には、患者は、成人患者である。一部の実施態様において、遺伝子改変は、単一ヌクレオチド変異体(SNV)である。遺伝子改変はまた、例えば、挿入、欠失、転位、又はコピー数変異(CNV)であってもよい。
一部の実施態様において、感受性の改変を検出するための方法は、遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、INS、NOD2、DAG1、SMAD3、ATG16L1、ZNF365、PTGER4、NKX2−3、ANKRD55、IL12B、LRRK2、IL5、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含む。一部の実施態様において、本方法は、遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、INS、NOD2、DAG1、SMAD3、ATG16L1、ZNF365、PTGER4、NKX2−3、ANKRD55、IL12B、LRRK2、IL5、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、例えば、少なくとも15個、例えば、少なくとも20個、又はそれぞれに存在するかどうかを決定することを含む。一部の実施態様において、本方法は、遺伝子改変が、LPHN2、TNM3、ANKRD30A、ADCY7、及びCD40LGのうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含む。
一部の実施態様において、感受性の改変を検出するための方法は、遺伝子改変が、IL23R、TNM3、LRRK2、SBK1、IL2RA、ZMIZ1、IL21、及びCARD9のうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL23R、TNM3、LRRK2、SBK1、IL2RA、ZMIZ1、IL21、及びCARD9のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がASに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、CRB1、GPR35、CYTL3、IL12B、8q24.23、JAK2、FNBP1、及びSMAD3のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、感受性の改変を検出するための方法は、IL23R、PTPN22、TNM3、DAG1、ATG16L1、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL23R、PTPN22、TNM3、DAG1、ATG16L1、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がPSに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、IL10、TSSC1、IL5、IL2RA、ADCY7、FUT2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、感受性の改変を検出するための方法は、TNM3、DAG1、SBK1、IL2RA、C40LG、ZMIZ1、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、TNM3、DAG1、SBK1、IL2RA、C40LG、ZMIZ1、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がCELに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、IL18R1、CYTL1、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、IKZF3、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、本方法は、PTPN22及びTNM3のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTPN22及びTNM3のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、患者がSLEに対するリスクが改変された状態にあることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、IL10、TSSC1、GPR35、JAK2、ZNF365、TYK2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、本方法は、LPHN2、TNM3、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、LPHN2、TNM3、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がCVIDに対するリスクが改変された状態にあることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、EFNB2及びIKZF3のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、感受性の改変を検出するための方法は、IL23R、LPHN2、DAG1、PTGER4、SBK1、TNFSF15、CD40LG、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL23R、LPHN2、DAG1、PTGER4、SBK1、TNFSF15、CD40LG、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がUCに対するリスクが改変された状態にあることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、IL10、TSSC1、IL18R1、GPR35、CYTL1、IL12B、JAK2、NKX2、SMAD3、ATXN2L、IKZF3、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、感受性の改変を検出するための方法は、PTPN22、INS、SUOX、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTPN22、INS、SUOX、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がT1Dに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、CYTL1、8q24.23、TYK2、及びFUT2のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、感受性の改変を検出するための方法は、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がJIAに対するリスクが改変された状態にあることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、CYTL1、ERAP2、8q24.23、LURAP1L、FNBP1、EFNB2、IKZF3、TYK2、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、感受性の改変を検出するための方法は、IL23R、PTPN22、DAG1、ATG16L1、PTGER4、ANKRD55、LRRK2、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL23R、PTPN22、DAG1、ATG16L1、PTGER4、ANKRD55、LRRK2、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がCDに対するリスクが改変された状態にあることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、CYTL1、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、FNBP1、ZNF365、NKX2、SMAD3、ATXN2L、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
一部の実施態様において、感受性の改変を検出するための方法は、IL2RA及びIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL2RA及びIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、患者がAAに罹患していることを示す。一部の実施態様において、本方法は、PTGER4、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTGER4、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がMSに罹患していることを示す。一部の実施態様において、本方法は、IL2A又はIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、IL2A又はIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、患者がPSCに対するリスクが改変された状態にあることを示す。一部の実施態様において、本方法は、PTPN22、ANKRD55、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTPN22、ANKRD55、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がRAに罹患していることを示す。
一部の実施態様において、感受性の改変を検出するための方法は、PTPN22及びIL2RAのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTPN22及びIL2RAのうちの一方又は両方における遺伝子改変は、患者がVITに対するリスクが改変された状態にあることを示す。一部の実施態様において、本方法は、PTPN22、TNM3、SBK1、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、ここで、PTPN22、TNM3、SBK1、IL2RA、及びIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、患者がTHYに罹患していることを示す。一部のそのような実施態様において、本方法は、IL18R1、CYTL1、FNBP1、IKZF3、TYK2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む。
前述の実施態様のうちのいずれにおいても、本方法は、本方法において特定された遺伝子改変(複数可)に基づいてAIDに提案される治療(複数可)を含む報告書を提供することをさらに含み得る。前述の実施態様のいずれにおいても、本方法は、患者における遺伝子改変の決定後に、診断を受けた患者に、有効量の治療薬を投与すること、例えば、遺伝子改変(複数可)を有する遺伝子(複数可)の相互作用ネットワーク内のタンパク質を標的とする分子を用いた治療を施すことをさらに含み得る。そのような実施態様において、診断を受けた患者に、有効量の表11及び12に列挙されている1つ又は複数の医薬品が処方され得る。例えば、これらの表は、特定の遺伝子又は遺伝子経路と関連する薬物を列挙しており、本明細書における遺伝子改変により、これらの経路のうちの1つ又は複数における欠損が判明し得、これを、その経路を標的とし、患者における遺伝子改変の作用に対抗する薬物によって治療することができる。
上述の実施態様のいずれにおいても、遺伝子改変は、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数において、本明細書に、例えば、表2a、2b、2c、又は2eに列挙されている対応する染色体領域及び単一ヌクレオチド多型(SNP)位置に見出され得る。
さらに、1つ又は複数のAIDを有する患者を治療する方法であって、上述の方法のうちのいずれかの方法に従って、遺伝子改変が患者に存在するかどうかを決定することと、決定された遺伝子改変(複数可)の特定に基づいて、患者に、有効量の表11及び12に列挙されている1つ又は複数の医薬品を投与すること、すなわち、特定の遺伝子又はネットワークを標的とする薬物を、その遺伝子又はネットワークに影響を及ぼす遺伝子改変を有する患者とマッチングさせることとを含む、方法が、本明細書に含まれる。
本開示はまた、対象における遺伝子改変を検出するためのシステムであって、以下の遺伝子:IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、少なくとも15個、少なくとも20個、少なくとも25個、少なくとも30個、少なくとも35個、少なくとも40個、又はそれぞれにおける単一ヌクレオチド変異(SNV)に特異的であり、それを決定することができるプローブを含むシステムも含む。一部の実施態様において、システムは、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、少なくとも15個、少なくとも20個、少なくとも25個、少なくとも30個、少なくとも35個、少なくとも40個、又はそれぞれにおけるコピー数変異(CNV)を決定することができる。一部の実施態様において、このシステムは、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数におけるSNVが、表2a、2b、2c、又は2eに列挙されている対応する染色体領域及びSNP位置にあることを決定することができる。一部の実施態様において、プローブは、固体支持マトリックス、例えば、チップに含まれる。
本開示はまた、患者における1つ又は複数の自己免疫障害(AID)を治療するための方法であって、a)患者から得られた生物学的試料からジェノタイプ配列情報を取得することと、b)
rs2066363 1p31.1 LPHN2(該pAIDは、CVID及びJIAから選択される);
rs7660520 4q35.1 TNM3(該pAIDは、THY、AS、CEL、SLE、CVID、及びJIAから選択される);
rs7100025 10p11.21 ANKRD30A(該pAIDは、JIAである);
rs77150043 16q12.1 ADCY7(該pAIDは、PS及びCDである);
rs2807264 Xq26.3 CD40LG(該pAIDは、CEL、UC、及びCDである)
から選択される、染色体領域及び関連する遺伝子における少なくとも1つの遺伝子改変の存在を検出することであって、該遺伝子改変のうちの該1つ又は複数の検出が、該遺伝子改変を有さないコントロール患者と比較して、1つ又は複数のAIDを発症するリスクの改変と相関する、ことと、c)示されるpAID関連遺伝子又はその相互作用ネットワークを標的とする、有効量の、表11及び12に列挙されている1つ又は複数の医薬品で患者を治療することとを含む方法も含む。そのような方法は、
rs11580078 1p31.3 IL23R;
rs6679677 1p13.2 PTPN22;
rs36001488 2q37.1 ATG16L1;
rs4625 3p21.31 DAG1;
rs62324212 4q27 IL21;
rs7725052 5p13.1 PTGER4;
rs7731626 5q11.2 ANKRD55;
rs11741255 5q31.1 IL5;
rs755374 5q33.3 IL12B;
rs4246905 9q32 TNFSF15;
rs11145763 9q34.3 CARD9;
rs706778 10p15.1 IL2RA;
rs10822050 10q21.2 ZNF365;
rs1250563 10q22.3 ZMIZ1;
rs1332099 10q24.2 NKX2−3;
rs17885785 11p15.5 INS;
rs17466626 12q12 LRRK2;
rs1689510 12q13.2 SUOX;
rs72743477 15q22.33 SMAD3;
rs12598357 16p11.2 SBK1;
rs117372389 16q12.1 NOD2;及び
rs2836882 21q22.2 PSMG1
の検出をさらに含んでもよい。
一部の実施態様において、2つ以上の薬剤が、患者に投与される。一部の実施態様において、疾患は、JIAであり、該薬物の標的は、ANKRD30Aである。一部の実施態様において、該遺伝子改変の存在を検出する工程は、特異的ハイブリダイゼーションの検出、対立遺伝子サイズの測定、制限断片長多型分析、対立遺伝子特異的ハイブリダイゼーション分析、単一塩基プライマー伸長反応、及び増幅されたポリヌクレオチドの配列決定からなる群から選択されるプロセスを行うことによって、ポリヌクレオチド試料を分析して、該遺伝子改変の存在を決定する工程をさらに含む。一部の実施態様において、ジェノタイプ配列情報は、DNAから取得され、一部の場合においては、それは、RNAから取得される。
患者における1つ又は複数のAID、例えば、1つ又は複数のpAIDを治療するための別の例示的な方法は、患者から得られた生物学的試料からジェノタイプ配列情報を取得することと、rs2066363(1p31.1上のLPHN2におけるもの、該AIDは、CVID及びJIAから選択される)、rs7660520(4q35.1上のTNM3におけるもの、該AIDは、THY、AS、CEL、SLE、CVID、及びJIAから選択される)、rs7100025(10p11.21上のANKRD30Aにおけるもの、該AIDは、JIAである)、rs77150043(16q12.1上のADCY7におけるもの、該AIDは、PS及びCDである)、rs2807264(Xq26.3上のCD40LGにおけるもの、該AIDは、CEL、UC、及びCDである)から選択される、染色体領域及び関連する遺伝子における少なくとも1つのAID関連単一ヌクレオチド多型(SNP)の存在を検出することであって、該1つ又は複数のSNPの検出は、該SNPを有さないコントロール患者と比較して、1つ又は複数のpAIDを発症するリスクの改変と相関する、こととを含む。本方法はさらに、改変されたAID傾向を有する患者を、示されているAID関連遺伝子を標的とすることが既知である表11又は表12に列挙されている1つ又は複数の医薬品で治療し、それによって、1つ又は複数のAIDの症状を低減するか又は発症を阻害することを伴い得る。本方法はさらに、rs11580078(1p31.3上のIL23Rにおけるもの)、rs6679677(1p13.2上のPTPN22におけるもの)、rs36001488(2q37.1上のATG16L1におけるもの)、rs4625(3p21.31上のDAG1におけるもの)、rs62324212(4q27上のIL21におけるもの)、rs7725052(5p13.1上のPTGER4におけるもの)、rs7731626(5q11.2上のANKRD55におけるもの)、rs11741255(5q31.1上のIL5におけるもの)、rs755374(5q33.3上のIL12Bにおけるもの)、rs4246905(9q32上のTNFSF15におけるもの)、rs11145763(9q34.3上のCARD9におけるもの)、rs706778(10p15.1上のIL2RAにおけるもの)、rs10822050(10q21.2上のZNF365におけるもの)、rs1250563(10q22.3上のZMIZ1におけるもの)、rs1332099(10q24.2上のNKX2−3におけるもの)、rs17885785(11p15.5上のINSにおけるもの)、rs17466626(12q12上のLRRK2におけるもの)、rs1689510(12q13.2上のSUOXにおけるもの)、rs72743477(15q22.33上のSMAD3におけるもの)、rs12598357(16p11.2上のSBK1におけるもの)、rs117372389(16q12.1上のNOD2におけるもの)、及びrs2836882(21q22.2上のPSMG1におけるもの)の検出、並びに該患者をAID関連遺伝子の活性を調節する1つ又は複数の医薬品で治療することをさらに含み得る。表1、補足の表1c、又は表11に列挙されているSNPを含む核酸もまた、検出することができ、そのようなSNPを有する患者は、示された薬剤で治療される。本発明のSNPを含む核酸は、特異的ハイブリダイゼーションを介した検出、対立遺伝子サイズの測定、制限断片長多型分析、対立遺伝子特異的ハイブリダイゼーション分析、単一塩基プライマー伸長反応、及び増幅されたポリヌクレオチドの配列決定を含むがこれらに限定されない、様々な異なる手法で、検出することができる。本発明のある特定の実施態様において、ジェノタイプ情報は、固体支持マトリックス、例えば、チップ、又はそれ以外ではコンピュータにおいて、提供される。任意のそのような実施態様において、患者は、小児患者であっても成人患者であってもよい。
本開示のさらに別の態様において、免疫シグナル伝達及び異常な自己免疫細胞表現型を改変する薬剤を特定するための方法が、提供される。例示的な方法は、AIDと関連し、表1、補足の表1c、及び表11に記載されている、少なくとも1つのSNPを含む核酸を発現する細胞を提供することと、SNPを含む核酸に対応する同種野生型配列を発現する細胞を提供することと、上述の細胞を、試験剤と接触させ、該薬剤が、工程a)の細胞の免疫シグナル伝達及び/又は異常な自己免疫表現型を、工程b)のものと比較して、改変するかどうかを分析し、それによって、AID関連SNPを含む核酸によってコードされるタンパク質の自己免疫機能を調節する薬剤を特定することとを含む。例えば、本開示はまた、免疫シグナル伝達及び異常な自己免疫表現型を改変する薬剤を特定するための方法であって、a)前述の特許請求の範囲のいずれか一項において特許請求された少なくとも1つの遺伝子改変を含む少なくとも1つの核酸を発現する細胞を提供することと、b)a)の遺伝子改変に対応する同種野生型配列を発現する細胞を提供することと、c)a)の細胞及びb)の細胞を、試験剤と接触させることと、d)該薬剤が、工程a)の細胞の免疫シグナル伝達及び/又は異常な自己免疫表現型を、工程b)のものと比較して、改変するかどうかを分析することとを含む方法も含む。本明細書に開示される方法を実施するための宿主細胞、ベクター、及びキットもまた、本発明の範囲内である。
10個のpAID症例コホート及び特定された上位のpAID関連性遺伝子座:研究した10種類の小児自己免疫疾患。自己免疫性甲状腺炎(THY)、強直性脊椎炎(AS)、乾癬(PS)、セリアック病(CEL)、全身性紅斑性狼瘡(SLE)、1型糖尿病(T1D)、若年性特発性関節炎(JIA)、分類不能型免疫不全症(CVID)、潰瘍性大腸炎(UC)、及びクローン病(CD)。 10個のpAID症例コホート及び特定された上位のpAID関連性遺伝子座:逆カイ二乗メタ解析を行うことによって特定した上位のpAID関連シグナル。上位27個の遺伝子座(少なくとも1つの「リード」SNPがGWS:PMETA<5×10−8に達した)に、候補遺伝子座の名称(HGNC ID)をアノテーションした。 10個のpAID症例コホート及び特定された上位のpAID関連性遺伝子座:新規なpAID関連遺伝子座及び確立されているpAID関連遺伝子座。(左上)rs706778(chr10p15.1)は、既知のDNAse Iピークであり、IL2RAにおけるイントロンSNPであり、THY、AS、PS、CEL、T1D、及びJIAと関連している。(右上)rs755374(chr5q33.3)は、IL12Bの上流の遺伝子間のSNPであり、AS、CEL、UC、及びCDと関連している。(左下)CD40LGの近傍にマッピングするrs2807264(chrXq26.3)は、CEL、UC、及びCDと関連しており、これもSMAD3のイントロンの位置にマッピングするchr15q22.33(rs72743477)は、UC、CD、及びASと関連している。(右下)。SNPは、ペア毎のLD(r)に基づいて、遺伝子座内の最も強く関連している「リード」SNPに関して、網掛けで示す。関連するpAIDは、左上部に示される。 10個のpAID症例コホート及び特定された上位のpAID関連性遺伝子座:「多面的」候補遺伝子は、pAIDにわたって多面的な効果量及び方向を有する。一部の「多面的」SNPは、疾患全体で一貫した効果方向を有するが(IL21)、多数の遺伝子座(例えば、PTPN22及びCLEC16A)については、候補SNPは、疾患によって可変の効果方向を有し得る。楔形の半径部分は、各pAIDに対するZスコア(ベータ/標準誤差)の絶対値に対応し、一方で網掛けは、SNPが、各疾患に対して保護的であるか(灰色の網掛け)、又はリスク関連であるか(網掛けなし)を示す。 10個のpAID症例コホート及び特定された上位のpAID関連性遺伝子座:主成分分析(PCA)に基づいた、含まれているコホートの遺伝子から推測される祖先の推定。PCA結果は、ジェノタイピングした研究コホート及びHapMap 3基準パネルデータセット(左、中央)から、又はこれまでの単独のもの(右)から、上位2つの主成分とともに、重複するSNPを使用して、全ゲノムSNPジェノタイプから得た。 10個のpAID症例コホート及び特定された上位のpAID関連性遺伝子座:ゲノム全体でのプールのカイ二乗メタ解析から得られた結果の円形プロット。外側から内側の方向で:染色体番号、染色体上のCNVホットスポット、有意な形質/疾患関連SNP(TAS)、各染色体を区別するように異なって網掛けしたSNP密度、dbSNP SNP密度、1KGP、HapMap、OMIM遺伝子分布、変異体分布(DGV)、遺伝子関連データベース(GAD)からのアノテーションが付いた変異体。アノテーション方法の詳細については、インターネットサイト:「jjwanglab」ドット「org」/「gwasrap」を参照されたい。 図1G:効果量及び対立遺伝子頻度によるpAID関連SNPの分布。モデル検索の結果に基づいて各SNPと関連していると特定された疾患の数に基づく、27個又は46個のGWS又はGWMリードSNPの効果量の分布(左)。上位46個のGWM SNPを、関連するpAIDの数によって群分けし、サブタイプモデル検索によって特定された疾患の組合せを使用してロジスティック回帰分析によって得られた予測効果量の規模により分配した。図1H:Ensemble Variant Effect Predictorによって報告された27個のGWSリードSNPの転写産物の結果。各遺伝子座について、パーセンテージの計算における冗長性を回避するために、最も有意なP値に達した上位のSNPのみを使用した。 10個のpAID症例コホート及び特定された上位のpAID関連性遺伝子座:上位27個のGWS SNPに対する実験的及び予測によるアノテーションの分布及びエンリッチメント。27個のSNPのうちでアノテーションがキュレーションされたSNP(又はLDプロキシ)の数を、1KGP−RPから得られたシミュレーションしたSNPセットの並べ替え検定に基づくエンリッチメントP値とともに示す。アノテーション頻度を使用して、ヒストグラムによって示されるように、各アノテーションカテゴリーにおいてゲノムから得られたランダムな100個のSNPのセット10,000個と比較して、pAID SNPの相対的なエンリッチメントを計算した。 pAIDにわたって異質な効果方向を有する多面的遺伝子座:10種類のpAIDにわたって逆の効果方向を有するとして特定され、(図2A)に詳細が示される、SNPの疾患特異的Zスコア(ベータ/標準誤差)。図形マーカー(各疾患で異なる形状を有する)は、示されているSNPが、モデル検索の結果に基づいてリード関連性を共有するとして特定されたpAIDの群と比較して、逆方向の効果を有する疾患を示す(黒色のひし形)。 pAIDにわたって異質な効果方向を有する多面的遺伝子座:疾患特異的効果量に基づくリード遺伝子座にわたるpAIDのクラスタリング。モデル検索分析によって最も強力な関連性検定統計量をもたらしたとして特定された疾患の組合せに基づいて、27個のリード遺伝子座に関して、各疾患におけるロジスティック回帰分析から得られた、正規化された有向zスコア(ベータ/標準誤差)に基づく10種類のpAIDにわたる凝集型階層クラスタリング。 pAIDにわたって異質な効果方向を有する多面的遺伝子座:拡張MHCにわたるSNPあり若しくはなしのいずれかで共通のコントロールを使用して、10回の疾患特異的症例−コントロールpAIDのGWASから得られた要約レベル結果のQQプロット。拡張MHC SNPが含まれている。 pAIDにわたって異質な効果方向を有する多面的遺伝子座:プールの逆カイ二乗メタ解析を使用して、10回の疾患特異的症例−コントロールpAIDのGWASから得られた要約レベル結果のQQプロット。拡張MHC SNPが除外されている。 既存の予測データセット及び実験データセットを使用したpAID関連遺伝子座の統合されたアノテーション:メタ解析でGWSに達した27個の遺伝子座の生物学的アノテーション、機能的アノテーション、及び文献によるアノテーション。遺伝子座(リードSNP及び候補遺伝子の名称によって特定される)を、カラム毎に組織化し、ここで、網掛け部分は、関連するpAIDを示し、機能的アノテーションは、表の上部に見出され、底部の網掛けのバーは、メタ解析のPmeta値を示す。各遺伝子座について、リードSNP及びプロキシSNP(r>0.8)が、アノテーションプロトコールに含まれている。詳細については、方法を参照されたい。略語:cpg:CpGアイランド、dgv:コピー数可変領域、dnase:DNAse過感受性I部位、eqtl:発現定量的痕跡のある遺伝子座、gad:既知の遺伝子関連性、gerp:保存された位置、mir:miRNA、sift:SIFTにおける機能的突然変異、tfbs:転写因子結合部位。 既存の予測データセット及び実験データセットを使用したpAID関連遺伝子座の統合されたアノテーション:上位27個のGWS SNPに対する実験的アノテーション及び予測によるアノテーションの分布及びエンリッチメント。アノテーション頻度を使用して、ヒストグラムによって示されるように、各アノテーションカテゴリーにおいてゲノムから得られたランダムな100個のSNPのセット10,000個と比較して、pAID SNPの相対的なエンリッチメントを計算した(黒色のバー)。 既存の予測データセット及び実験データセットを使用したpAID関連遺伝子座の統合されたアノテーション:T1D及びJIAに関して、拡張MHCにわたる疾患特異的なGWASの結果。疾患特異的症例−コントロールGWASにより得られた要約レベルの関連性は、マーカー全体で得られた上位のシグナルが、T1D(a)及びJIA(b)に観察された拡張MHC分析にマッピングすることを示す。網掛けのスケールは、p値に基づく(最も有意:上部の濃い灰色から、最も有意性が低い:白色)。 既存の予測データセット及び実験データセットを使用したpAID関連遺伝子座の統合されたアノテーション:各pAIDからの上位MHC領域シグナルと他のpAIDとの関連性。10種類のpAIDのそれぞれからのP値を、それぞれのpAIDのリードシグナルであると特定された10個のSNP(1つ目のカラムにアノテーションされている)の表にした。 組織特異的遺伝子セットのエンリッチメント解析(TGSEA)により、小児及び成人の自己免疫データセットを使用して、免疫細胞及び組織にわたって自己免疫に関連する遺伝子発現パターンを特定する。図4A:ヒト組織全体にわたる自己免疫に関連する遺伝子の発現エンリッチメント。拡張MHCあり(円形)又はなし(三角形)のいずれかでの(明確さのために、それぞれ、(+)又は(−)でもプロットにおいてラベル付けされている)pAID関連遺伝子(中央)の126個の組織にわたるTGSEAエンリッチメントスコア(ES)の値の分布。pAID遺伝子セットの結果を、クローン病(左)及び統合失調症(右)と関連することが既知の遺伝子で観察されたものと比較する。組織/細胞型を、免疫又は非免疫として分類し、ES検定統計量の規模に基づいて、各パネルにおいて左から右に順位付けする。図4B:多様なマウス免疫細胞型にわたるpAID関連遺伝子の発現のエンリッチメント。MHC内の遺伝子を含むか(濃い網掛けのピークが5と10の間にある)又はMHC内の遺伝子を除外したか(薄い網掛けのピークが4と6の間にある)のいずれかでのマウス免疫細胞型にわたるpAID関連遺伝子のES値の分布。結果を、NHGRI GWASカタログから得られたクローン病「CD」と関連する遺伝子(およそ4と12の間の緩やかなピーク)、統合失調症「Schizo」と関連する遺伝子(約2〜3にある薄い網掛けの鋭く高いピーク)、LDLコレステロール「LDL」と関連する遺伝子(0と2の間の中程度の網掛けの鋭く高いピーク)、又は体格指数「BMI」と関連する遺伝子(約2〜3に位置するSchizoのピークとLDLのピークと重複する小さなピーク)と比較した。 組織特異的遺伝子セットのエンリッチメント解析(TGSEA)により、小児及び成人の自己免疫データセットを使用して、免疫細胞及び組織にわたって自己免疫に関連する遺伝子発現パターンを特定する:マウス免疫細胞にわたって3種類以上の自己免疫疾患と関連する「多面的」候補遺伝子の発現に基づく階層クラスタリング。箱は、本文中で考察される特定の疾患関連性についてエンリッチな遺伝子クラスターを示す。 組織特異的遺伝子セットのエンリッチメント解析(TGSEA)により、小児及び成人の自己免疫データセットを使用して、免疫細胞及び組織にわたって自己免疫に関連する遺伝子発現パターンを特定する:PMETA<1×10−6に達した46個のGWM又はGWSのリードSNPに関する機能的アノテーション、制御性アノテーション、保存的アノテーション、及び文献に報告されているアノテーション。各SNPについて、関連するpAIDの網掛け及び底部の網掛けバーは、特定の疾患組合せとの関連性の強度(PMETA値)を示す。図面の右側は、モデル検索に基づいて、各リードSNPと関連していると特定されたpAIDに対応する。略語:cpg:CPGアイランド、dgv:コピー数可変領域、dnase:DNAse過感受性I部位、eqtl:発現定量的痕跡のある遺伝子座、gad:既知の遺伝子関連性、gerp:保存された位置、mir:miRNA、sift:SIFTにおける機能的突然変異、tfbs:転写因子結合部位。 10種類のpAIDにわたって共有されている遺伝子変異体により、自己免疫疾患ネットワークが明らかとなる。図5A:拡張MHC内のSNPを含む全ゲノムのペア毎の共有試験によるpAID遺伝子共有の定量化。ペア毎のpAID GPS試験の相関性プロット。円形の網掛けの濃さ及び円形のサイズは、GPS試験P値の底を10とする負の対数として、相関性の強度に比例する。 図5B:遺伝子座特異的なペア毎の共有による自己免疫疾患遺伝子共有の定量化。無向加重ネットワーク(UWN)グラフで、LPS試験により得られた結果を示す。エッジのサイズは、LPS検定統計量の大きさを表し、17種類の自己免疫疾患のそれぞれに関してラベル付けしたノードは、力の方向を示すレイアウトに基づいて配置されている。示されているエッジは、ボンフェローニの調整を行った後に有意なペアを表す(Padj<0.05)。 10種類のpAIDにわたって共有されている遺伝子変異体により、自己免疫疾患ネットワークが明らかとなる:STRINGにおける上位のpAID関連タンパク質候補のタンパク質−タンパク質の相互作用ネットワーク分析。上位46個のGWM(P<1×10−6)シグナルにわたって観察されたタンパク質相互作用の作用図であり、46個中44個は、対応するタンパク質にマッピング可能であった。図は、STRING DBホモサピエンスデータベースによって生成された既知及び予測のタンパク質相互作用の結果に基づいて生成されている。示されているプロットは、分子の作用(刺激性、抑制性、又は結合)が矢印によって図示される「作用」図の結果である。 10種類のpAIDにわたって共有されている遺伝子変異体により、自己免疫疾患ネットワークが明らかとなる。図5D:pAID関連遺伝子は、ヒト免疫組織においてエンリッチである(KS検定)。拡張MHC「拡張MHC」あり(円形)又はなし(三角形)でpAID関連遺伝子(中央)に対する片側コルモゴロフ−スミルノフ(KS)検定統計量から得られた、126個の組織にわたるTGSEAエンリッチメントスコア(ES)の値の分布。NHGRI GWASカタログから得られた既知のクローン病(左)及び統合失調症(右)の遺伝子が、基準プロファイルとして含まれる。組織/細胞型を、免疫又は非免疫として分類し、KS検定統計量の規模に基づいて、各パネルにおいて左から右に順位付けする。図5E:細胞系統及び発生段階に基づいた免疫細胞にわたるpAID関連遺伝子転写産物の差次的エンリッチメント。拡張MHC領域を含むか(左)又は拡張MHC領域を含まない(右)のいずれかで、細胞系統及び発生段階によって分類した場合の、すべてのImmGen細胞型にわたって試験したpAID関連遺伝子又は成人/一般的自己免疫疾患関連遺伝子(データセット内の残りの転写産物と比較)のES値の分布。成人コホートからの遺伝子は、Immunochipコンソーシアムデータベース(immunobase「ドット」orgで入手可能)において示されているこれまでに報告されている関連遺伝子から得られた。 STRINGにおけるタンパク質−タンパク質相互作用ネットワーク分析。webgestaltにおいてPPI分析モジュールを使用してpAIDメタ解析によって特定された、(左)27個のGWS(P<1×10−8)遺伝子座、(中央)46個のGWM(P<1×10−6)シグナル、及び(右)JAK2シグナル伝達カスケード内の相互作用するタンパク質に観察されたタンパク質相互作用を裏付ける図。図は、STRING DBホモサピエンスデータベースを使用して特定された既知及び予測のタンパク質−タンパク質相互作用の結果に基づいて生成されている。プロットは、各線が、PPIデータの1つの源を示すように、「裏付け」図の結果を示す。 DAPPLEにおけるタンパク質−タンパク質相互作用ネットワーク分析。タンパク質ネットワーク相互作用ツールDappleを使用して特定された相互作用。入力シードは、46個の候補GWM遺伝子座(リードSNPの200キロベース上流及び下流を含む)である。シードスコアPdappleを使用して、ネットワークプロットにおけるタンパク質ノードを色分けした。 pAID関連遺伝子がエンリッチな生物学的経路。最も有意にエンリッチな経路を特定する。GBATから得られた入力遺伝子リストを使用して、pAIDにおいて重要な候補生物学的経路又は生物学的プロセスを特定した。これらの経路は、それぞれのデータベースによってわずかに異なって命名されている対応する経路を直接的に比較し、メタ解析できるように、手作業でアノテーションした。各データポイントは、DAVID(FDR、白色の円形)、IPA(BH、黒色の四角形)、又はGSEA(BH、黒色の円形)により得られた検定統計量(P値又はq値)を、所与の「共有されている」経路のアノテーションデータベースとともに示す(x軸で全体的なフィッシャーのメタ解析P値により順位付け)。範囲プロットを、y軸でフィッシャーのメタ解析−log10(P値)によって結合する。共通の経路(3つすべてのデータベースで発見された)を一番上にアノテーションする。 1つ又は複数のpAIDにわたって観察された効果の方向(DoE)が、モデル検索によって特定された疾患組合せのものと逆方向である、上位9個のリードSNP。略語:SNP:rsID dbSNP 138、遺伝子:候補遺伝子の名称(HGNC)、領域:細胞遺伝学的バンド、A1:ロジスティック回帰において使用した代替的な対立遺伝子、pAIDs_モデル:モデル検索に基づいてこのSNPと関連しているpAID(複数可)、BETA(SE)_モデル:モデル検索において特定された疾患からの症例を組み合わせたロジスティック回帰に基づくSNPの効果量及び標準誤差、pAID:サブタイプ検索によって特定された疾患群のものとは逆の効果方向を示す疾患、BETA(SE):zスコア又は逆の効果方向を有することが見出された疾患に対するSNPの効果量及び標準誤差、P値:疾患特異的GWASのP値。 拡張MHC内のSNPを含むか(上部)又は拡張MHC内のSNPを含まない(下部)、全ゲノムのペアによる共有検定による、pAID遺伝子共有の定量化。ペア毎のpAID GPS試験の相関性プロット。円形の網掛けの濃さ及び円形のサイズは、GPS試験P値の底を10とする負の対数として、相関性の強度に比例する。 無向加重ネットワーク(UWN)グラフで、LPS試験により得られた結果を示す。エッジのサイズは、LPS検定統計量の大きさを表し、17種類の自己免疫疾患のそれぞれに関してラベル付けしたノードは、力の方向を示すレイアウト(方法)に基づいて配置されている。エッジは、LPS検定に基づいて少なくとも名目上の有意性(P<0.05)に達したペア毎の関係性を図示するエッジが示されている。
前述のように、本明細書に含まれるある特定の図面のカラー版はまた、オンライン公開刊行日が2015年8月24日のY.R. Liら、Nature Medicine:10.1038「バックスラッシュ」nm.3933及びこの刊行物の補足材料に公開されており、それらの図面は、本明細書に参照により援用される。
全ゲノム相関解析(GWAS)により、臨床的に異なる疾患群及び自己免疫疾患にわたって共有されている関連性を含む、複数の感受性遺伝子が特定されている。本発明者らは、6,035人の症例及び10,718人の共通した集団に基づくコントロールを含む症例−コントロール研究において、発症が小児期の自己免疫疾患(pAID)10種類にわたって、逆カイ二乗メタ解析を行った。1つ又は複数のpAIDと関連している27個の全ゲノムで有意な遺伝子座が特定され、コンピュータで再現された自己免疫関連遺伝子(IL2RAを含む)、並びにLPHN2、TNM3、ANKRD30A、ADCY7、及びCD40LGを含む新規な候補遺伝子座(確立された免疫調節機能を有する)にマッピングした。pAID関連SNPは、DNAse過感受性部位、発現定量的形質遺伝子座、マイクロRNA結合部位、及びコーディング変異体に機能的にエンリッチである。生物学的に相関性のあるpAID関連候補遺伝子セットもまた、免疫細胞発現プロファイリングに基づいて特定されており、これは、遺伝子が共通していることの根拠を示す。ネットワーク及びタンパク質の相互作用分析により、Tヘルパー1型(T1)/T2/T17、JAK−STAT、インターフェロン、及びインターロイキンのシグナル伝達経路の役割が複数の自己免疫疾患に集中していることが示された。
定義
本発明の目的で、「1つの(a)」又は「1つの(an)」実体は、その実体の1つ又は複数を指し、例えば、「1つのcDNA」は、1つ若しくは複数のcDNA、又は少なくとも1つのcDNAを指す。したがって、「1つの(a)」又は「1つの(an)」、「1つ又は複数」、及び「少なくとも1つの」という用語は、本明細書において互換可能に使用することができる。また、「含む(comprising)」、「含む(including)」、及び「有する」という用語が、互換可能に使用され得ることにも留意されたい。さらに、「からなる群から選択される」化合物は、続くリスト内の化合物のうちの1つ又は複数を指し、これには、化合物のうちの2つ以上の混合物(すなわち、組合せ)も含まれる。本発明によると、単離された、又は生物学的に純粋な分子は、その天然の環境から取り出された化合物である。そのため、「単離された」及び「生物学的に純粋な」とは、必ずしも、化合物が精製されている程度を反映するわけではない。本発明の単離された化合物は、その天然の供給源から得ることができるか、実験室での合成技法を使用して生成することができるか、又は任意のそのような合成経路によって生成することができる。
「自己免疫疾患」は、本明細書においてAIDと略され、強直性脊椎炎(AS)、乾癬(PS又はPSOR)、セリアック病(CEL)、全身性紅斑性狼瘡(SLE)、分類不能型免疫不全(CVID)、炎症性腸疾患(IBD)、潰瘍性大腸炎(UC)、I型糖尿病(T1D)、若年性特発性関節炎(JIA)、クローン病(CD)、円形脱毛症(AA)、多発性硬化症(MS)、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、関節リウマチ(RA)、シェーグレン症候群(SJO)、全身性硬化症(SSC)、脊椎関節症(SPA)、白斑(VIT)、喘息、又は甲状腺炎(AITD、THY、又はTH)のうちの1つ又は複数が含まれるが、これらに限定されない。「小児自己免疫疾患」は、本明細書においてpAIDと略され、「小児対象」における上述の疾患のそれぞれを含むがこれらに限定されず、この小児対象は、本明細書において、18歳未満の対象として定義される。対照的に、「成人」対象は、18歳以上である。
「単一ヌクレオチド変異(SNV)」は、本明細書において「単一ヌクレオチド多型(SNP)」とも互換可能に称され、DNAにおける単一の塩基がその位置の通常の塩基とは異なる変化を指す。これらの単一の塩基の変化は、SNP又は「スニップ」と呼ばれることが多い。ヒトゲノムでは、数百万のSNPが分類登録されている。鎌状細胞をもたらすものなど、一部のSNPは、疾患に関与している。他のSNPは、ゲノムにおける通常の変異である。
「AID関連SNP又はAID関連特異的マーカー」又は「AID関連マーカー」は、AIDを発症するリスクの増大と関連し、AIDを有さない正常対象においては低い頻度で見出されるか又は通常見出されない、SNP又はマーカーである。このようなマーカーには、核酸、それによってコードされるタンパク質、又は他の小分子が含まれ得るがこれらに限定されない。一部の事例において、SNP又はマーカーは、AID関連SNP又はAID関連マーカーである。
本明細書において使用される「遺伝子改変」という用語は、野生型から又は1つ若しくは複数の核酸分子の基準配列からの変化を指す。遺伝子改変には、塩基対置換、既知の配列の核酸分子からの少なくとも1つのヌクレオチドの付加及び欠失が含まれるがこれらに限定されない。「遺伝子改変」という用語はまた、タンパク質にも適用され得、アミノ酸置換、挿入、及び欠失を含むがこれらに限定されない。「対立遺伝子変異」は、野生型又は基準の対立遺伝子とは異なる対立遺伝子、すなわち、野生型又は基準の対立遺伝子と比較して、遺伝子改変を有する対立遺伝子が存在することを指す。
「連鎖」は、複数の遺伝子、対立遺伝子、遺伝子座、又は遺伝子マーカーが、同じ染色体上でのそれらの位置の結果として一緒に受け継がれる傾向を説明し、2つの遺伝子、対立遺伝子、遺伝子座、又は遺伝子マーカー間の組換えパーセント(組換え割合、すなわちθとも呼ばれる)で測定される。2つの遺伝子座が染色体上で物理的に近くにあるほど、組換え割合は低くなる。通常、疾患を引き起こしている遺伝子内の多型部位を、疾患との連鎖に関して試験すると、組換え割合はゼロとなり、疾患と疾患を引き起こしている遺伝子とが、常に一緒に受け継がれることを示す。まれな事例では、ある遺伝子が非常に大きなゲノムセグメントに及んでいる場合、その遺伝子の一方の末端の多型部位と、他方の末端の病因的突然変異との間で組換えを観察する可能性もあり得る。しかしながら、病因的突然変異が疾患との連鎖に関して試験されている多型である場合、組換えは観察されない。
「センチモルガン」は、2つの遺伝子マーカー、対立遺伝子、遺伝子、又は遺伝子座の間の連鎖を表す遺伝的距離の単位であり、任意の減数分裂事象に関して2つのマーカー又は遺伝子座の間の組換えの確率1%に相当する。
「連鎖不平衡」又は「対立遺伝子相関」は、集団内の任意の特定の対立遺伝子の頻度に関して、染色体上の位置が近傍にある、特定の対立遺伝子、遺伝子座、遺伝子、又は遺伝子マーカーと、ある特定の対立遺伝子、遺伝子座、遺伝子、又は遺伝子マーカーとに、偶然に予想されるよりも高い頻度での優先的な相関性があることを意味する。
本明細書において使用される「固体マトリックス」又は「個体支持マトリックス」という用語は、ビーズ、微小粒子、マイクロアレイ、微量滴定ウェル若しくは試験管の表面、ディップスティック、又はフィルタなど、任意の形式を指す。マトリックスの材料は、ポリスチレン、セルロース、ラテックス、ニトロセルロース、ナイロン、ポリアクリルアミド、デキストラン、又はアガロースであり得る。一部の実施態様において、マトリックスは、チップの形態であってもよい。
特定のヌクレオチド又はアミノ酸に言及する場合の「から本質的になる」という語句は、所与の配列番号の特性を有する配列を意味する。例えば、アミノ酸配列に言及して使用される場合、この語句は、その配列自体、並びにその配列の機能的特性及び新規な特性に影響を及ぼさないであろう分子修飾形態を含む。
本明細書において使用される「標的核酸」は、複合核酸混合物中に存在する核酸の既定の領域を指し、ここで、既定の野生型領域は、少なくとも1つの既知のヌクレオチド変異を含み、この変異はpAIDと関連している場合もあればしていない場合もある。核酸分子は、cDNAクローニング若しくはサブトラクティブハイブリダイゼーションによって天然源から単離され得るか、又は手作業で合成され得る。核酸分子は、トリエステル合成法によって手作業で合成され得るか、又は自動DNA合成装置を使用して合成され得る。
本発明において使用される核酸に関して、「単離核酸」という用語が用いられることがある。この用語は、DNAに適用される場合、DNA分子が由来する生物体の天然に存在するゲノムにおいてそのDNA分子が直接連続している(5’方向及び3’方向に)配列から分離された、DNA分子を指す。例えば、「単離核酸」は、ベクター、例えば、プラスミドベクター若しくはウイルスベクターに挿入されているか、又は原核生物若しくは真核生物のゲノムDNAに組み込まれている、DNA分子を含み得る。「単離核酸分子」はまた、cDNA分子を含み得る。ベクターに挿入された単離核酸分子はまた、本明細書において、組換え核酸分子と称されることもある。
RNA分子に関して、「単離核酸」という用語は、主として、上記に定義された単離DNA分子によってコードされるRNA分子を指す。あるいは、この用語は、あるRNA分子がその天然の状態で関連しているであろうRNA分子(すなわち、細胞若しくは組織中の)から十分に分離されており、結果として、「実質的に純粋な」形態で存在する、RNA分子を指し得る。
核酸に関する「多く含む」という用語の使用は、目的の細胞又は溶液中に存在する全DNA又は全RNAのうち、特定のDNA又はRNA配列が、正常な細胞又は配列が得られた細胞においてよりも、有意に高い割合(2〜5倍)を占めることを意味する。これは、ある人物が、存在する他のDNA若しくはRNAの量を優先的に低減することによって、又は特定のDNA配列若しくはRNA配列の量を優先的に増大することによって、又はこれら2つの組合せによって、引き起こすことができる。しかしながら、「多く含む」は他のDNA配列又はRNA配列が存在しないことを示すものではなく、単に目的の配列の相対量が有意に増大していることに留意されたい。
一部の目的では、ヌクレオチド配列が精製された形態であることも有利である。核酸に関する「精製された」という用語は、絶対的な純度(均一な調製物など)を必要とするものではなく、配列が、天然の環境よりも相対的に純粋であるという示度を表す(天然のレベルと比較して、このレベルは、例えば、mg/ml単位で、少なくとも2〜5倍高くあるべきである)。cDNAライブラリーから単離した個々のクローンを、電気泳動的均一性まで精製してもよい。これらのクローンから得られる特許請求されるDNA分子は、全DNA又は全RNAから直接得ることができる。cDNAクローンは、天然に存在するのではなく、むしろ部分的に精製された天然に存在する物質(メッセンジャーRNA)の操作によって得ることが好ましい。mRNAからのcDNAライブラリーの構築は、合成物質(cDNA)の作製を伴い、純粋な個々のcDNAクローンは、そのcDNAライブラリーを有する細胞をクローニングにより選択することによって、合成ライブラリーから単離することができる。したがって、このプロセスは、mRNAからのcDNAライブラリーの構築及び異なるcDNAクローンの単離を含み、天然のメッセージのおよそ10−6倍の精製物をもたらす。したがって、少なくとも1桁分、好ましくは2桁分又は3桁分、より好ましくは4桁分又は5桁分の精製が、明示的に企図される。したがって、「実質的に純粋」という用語は、ある調製物が目的の化合物(例えば、核酸、オリゴヌクレオチドなど)を少なくとも50〜60重量%含むことを指す。調製物は、目的の化合物を少なくとも75重量%含むことが好ましく、90〜99重量%含むことが最も好ましい。純度は、目的の化合物に適した方法によって測定される。
「相補的」という用語は、2つのヌクレオチドが互いに複数の良好な相互作用を形成し得ることを指す。例えば、アデニンはチミンに対して相補的であるが、これは、これらが2つの水素結合を形成し得るためである。同様に、グアニンとシトシンは、3つの水素結合を形成できるため、相補的である。したがって、核酸配列が以下の塩基配列、チミン、アデニン、グアニン、及びシトシンを含む場合、この核酸分子の「相補体」は、チミンの場所にアデニン、アデニンの場所にチミン、グアニンの場所にシトシン、及びシトシンの場所にグアニンを含む分子となる。相補体は、親核酸分子と最適な相互作用を形成する核酸配列を含むため、そのような相補体は、親分子に高い親和性で結合することができる。
一本鎖核酸、特にオリゴヌクレオチドに関して、「特異的にハイブリダイズする」という用語は、当技術分野で一般的に使用される所定の条件下においてそのようなハイブリダイゼーションを可能にするのに十分に相補的な(「実質的に相補的な」と称されることもある)配列の2つの一本鎖ヌクレオチド分子間における結合を指す。具体的には、この用語は、オリゴヌクレオチドと、本発明の一本鎖DNA又はRNA分子内に含まれる実質的に相補的な配列とのハイブリダイゼーションを指すが、オリゴヌクレオチドと非相補的な配列の一本鎖核酸とのハイブリダイゼーションは実質的に除外される。例えば、特異的ハイブリダイゼーションは、ある配列が、任意のpAID特異的マーカー核酸にハイブリダイズするが、他のヌクレオチドにはハイブリダイズしないことを指し得る。また、「特異的にハイブリダイズする」ポリヌクレオチドは、気道、結腸、免疫細胞、樹状細胞、又は他の組織特異的マーカー、例えば、本明細書に含まれている表に示されるpAID特異的マーカーにのみハイブリダイズし得る。様々な相補性の一本鎖核酸分子の特異的ハイブリダイゼーションを可能にする適切な条件は、当技術分野で周知である。
例えば、指定された配列相同性の核酸分子間でのハイブリダイゼーションを達成するのに必要なストリンジェンシー条件を計算するための一般的な式を、以下に記載する(Sambrookら、Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory (1989))。
=81.5℃+16.6Log[Na+]+0.41(%G+C)−0.63(ホルムアミド%)−600/二重鎖の塩基数
上記の式の例として、[Na+]=[0.368]、50%ホルムアミド、GC含量42%、及び平均プローブサイズ200塩基を使用すると、Tは57℃となる。DNA二重鎖のTは、相同性が1%減少するごとに1〜1.5℃低下する。したがって、約75%を上回る配列同一性を有する標的は、42℃のハイブリダイゼーション温度を使用すると観察されるであろう。
ハイブリダイゼーション及び洗浄のストリンジェンシーは、主として、溶液の塩濃度及び温度に依存する。一般に、プローブとその標的とのアニーリング率を最大化するために、ハイブリダイゼーションは、通常、そのハイブリッドの計算されたTよりも20〜25℃低い、塩及び温度条件で行われる。洗浄条件は、標的に対するプローブの同一性の度合いにとって可能な限りストリンジェントであるべきである。一般に、洗浄条件は、ハイブリッドのTよりもおよそ12〜20℃低くなるように選択される。本発明の核酸に関しては、中等度のストリンジェンシーのハイブリダイゼーションは、6×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%SDS、及び100μg/mlの変性サケ精子DNA、42℃におけるハイブリダイゼーション、並びに2×SSC及び0.5%SDS中において55℃で15分間の洗浄として定義される。高いストリンジェンシーのハイブリダイゼーションは、6×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%SDS、及び100μg/mlの変性サケ精子DNA、42℃におけるハイブリダイゼーション、並びに1×SSC及び0.5%SDS中において65℃で15分間の洗浄として定義される。非常に高いストリンジェンシーのハイブリダイゼーションは、6×SSC、5×デンハルト溶液、0.5%SDS、及び100μg/mlの変性サケ精子DNA、42℃におけるハイブリダイゼーション、並びに0.1×SSC及び0.5%SDS中において65℃で15分間の洗浄として定義される。
本明細書において使用される「オリゴヌクレオチド」という用語は、リボヌクレオチド又はデオキシリボヌクレオチドを2つ以上、好ましくは3つを上回って含む、核酸分子として定義される。オリゴヌクレオチドの厳密なサイズは、様々な要因に依存し、オリゴヌクレオチドの具体的な用途及び使用に依存するであろう。プローブ及びプライマーを含め、オリゴヌクレオチドは、3ヌクレオチドから核酸分子の完全長までの任意の長さであってよく、3からポリヌクレオチドの完全長までの連続する核酸のうちの可能な数すべてを明示的に含む。好ましくは、オリゴヌクレオチドは、少なくとも約10ヌクレオチド長であり、より好ましくは少なくとも15ヌクレオチド長であり、より好ましくは少なくとも約20ヌクレオチド長である。
本明細書において使用される「プローブ」という用語は、精製された制限酵素消化物のように天然に存在するか、又は合成で生成されたかに関係なく、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、又はRNA若しくはDNAのいずれかである核酸を指し、これは、プローブに相補的な配列を有する核酸とアニーリングするか又は特異的にハイブリダイズすることができる。プローブは、一本鎖又は二本鎖のいずれであってもよい。プローブの厳密な長さは、温度、プローブ源、及び方法の用途を含む、多数の要因に依存するであろう。例えば、診断用途については、標的配列の複雑さに応じて、オリゴヌクレオチドプローブは、典型的に、15〜25、又はそれ以上のヌクレオチドを含むが、プローブが含むヌクレオチドはより少数であっても多数であってもよい。本明細書におけるプローブは、特定の標的核酸配列の様々な鎖に相補的となるように選択される。これは、プローブが、所定の条件セット下において、そのそれぞれの標的鎖に「特異的にハイブリダイズする」か又はアニーリングすることができるように、十分に相補的でなければならないことを意味する。したがって、プローブ配列は、必ずしも標的の厳密な相補的配列を反映するものではない。例えば、非相補的ヌクレオチド断片が、プローブの5’末端又は3’末端に結合し、プローブ配列の残りの部分が標的鎖に相補的であってもよい。あるいは、非相補的塩基又はより長い配列が、プローブに散在していてもよいが、ただし、プローブ配列が、標的核酸の配列と特異的にアニーリングするのに十分な相補性を有することを条件とする。
本明細書において使用される「プライマー」という用語は、適切な環境におかれたときに、鋳型依存的核酸合成の開始剤として機能的に作用することができる、RNA又はDNAのいずれか、一本鎖又は二本鎖のいずれか、生物系に由来するか、制限酵素消化によって生成されたか、又は合成で産生されたかのいずれのオリゴヌクレオチドを指す。適切な核酸鋳型、核酸の好適なヌクレオシド三リン酸前駆体、ポリメラーゼ酵素、好適な補助因子及び条件、例えば、好適な温度及びpHが提示されると、プライマーは、ポリメラーゼの作用又は同様の活性によるヌクレオチドの付加によってその3’末端が伸長されて、プライマー伸長産物を得ることができる。プライマーは、具体的な条件及び用途要件に応じて、長さが多様であり得る。例えば、診断用途では、オリゴヌクレオチドプライマーは、典型的に、15〜25又はそれ以上のヌクレオチド長である。プライマーは、所望される伸長産物の合成を開始するために、すなわち、ポリメラーゼ又は同様の酵素による合成の開始に使用するのに適した並列位置にプライマーの3’ヒドロキシル部分を提供するのに十分な様式で、所望される鋳型鎖とアニーリングすることができるように、所望される鋳型に対して十分な相補性のものでなければならない。プライマー配列が、所望される鋳型の厳密な相補体を表すことは、必須ではない。例えば、非相補的ヌクレオチド配列が、それ以外は相補的なプライマーの5’末端に付加されてもよい。あるいは、非相補的塩基が、オリゴヌクレオチドプライマー配列内に散在していてもよいが、ただし、プライマー配列が、伸長産物の合成のための鋳型−プライマー複合体を機能的に提供するのに十分な、所望される鋳型鎖の配列との相補性を有することを条件とする。
ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、米国特許第4683195号、同第4800195号、及び同第4965188号に記載されており、これらの全開示が、本明細書に参照により援用される。
「siRNA」という用語は、標的とされる遺伝子の配列との相同性を有する低分子干渉RNA(siRNA)を提供することによる、配列特異的転写後遺伝子サイレンシング又は遺伝子ノックダウンのためのRNA干渉プロセスに関与する分子を指す。低分子干渉RNA(siRNA)は、インビトロで合成され得るか、又はリボヌクレアーゼIII切断によってより長いdsRNAから生成され得、配列特異的mRNA分解の媒介因子である。好ましくは、本発明のsiRNAは、適切に保護されたリボヌクレオシドホスホラミダイト及び従来的なDNA/RNA合成装置を使用して化学的に合成される。siRNAは、2つの別個の相補的RNA分子として合成することもでき、又は2つの相補的な領域を有する単一のRNA分子として合成することもできる。合成RNA分子又は合成試薬の供給業者としては、Applied Biosystems(Foster City、CA、USA)、Proligo(Hamburg、Germany)、Dharmacon Research(Lafayette、Colo.、USA)、Pierce Chemical(Perbio Science、Rockford、Ill.、USAの一部)、Glen Research(Sterling、Va.、USA)、ChemGenes(Ashland、Mass.、USA)、及びCruachem(Glasgow、UK)が挙げられる。mRNAを阻害するための具体的なsiRNAコンストラクトは、例えば、15〜35ヌクレオチド長であり得、より典型的には約21ヌクレオチド長であり得る。
「ベクター」という用語は、細胞に感染させるか、トランスフェクトするか、又は形質転換することができ、独立してか又は宿主細胞のゲノム内で複製することができる、一本鎖又は二本鎖の環状核酸分子を指す。環状二本鎖核酸分子を、切断し、それによって、制限酵素で処理して線状化することができる。各種のベクター、制限酵素、及び制限酵素によって標的とされるヌクレオチド配列に関する情報は、当業者であれば容易に入手可能であり、これらとしては、任意のレプリコン、例えば、プラスミド、コスミド、バクミド、ファージ、又はウイルスが挙げられ、別の遺伝子配列又はエレメント(DNA又はRNAのいずれか)がこれらに結合して、結合した配列又はエレメントの複製物がもたらされ得る。本発明の核酸分子は、ベクターを制限酵素で切断することによって、又は2つの部分を一緒にライゲーションすることによって、ベクターに挿入され得る。重複又は欠失を含む遺伝子領域をクローニングする際、当業者であれば、罹患領域の上流及び下流にある好適な長さの隣接する配列が、クローニングプロセスに利用されることを十分に認識している。そのようなベクターは、例えば、そのような改変がコードされるタンパク質に対して有する影響を研究するための細胞株において、有用性を有するであろう。
当業者であれば、発現コンストラクトを原核生物体又は真核生物体に形質転換、トランスフェクション、又は形質導入するのを容易にするための多数の技法が利用可能である。「形質転換」、「トランスフェクション」、及び「形質導入」という用語は、核酸及び/又は発現コンストラクトを細胞又は宿主生物体に挿入する方法を指す。これらの方法には、宿主細胞外膜又は細胞壁に目的の核酸分子が透過するように高濃度の塩、電界、又は界面活性剤で細胞を処理すること、マイクロインジェクション、PEG−融合などといった、様々な技法が含まれる。
「プロモーターエレメント」という用語は、適切な細胞内に入ると、転写因子及び/又はポリメラーゼ結合、並びに続いてベクターDNAの部分のmRNAへの転写を促進することができる、ベクターに組み込まれているヌクレオチド配列を説明する。一実施態様において、本発明のプロモーターエレメントは、pAID特異的マーカー核酸分子の5’末端よりも前にあり、結果として、その後のものがmRNAに転写される。次いで、宿主細胞の機序により、mRNAがポリペプチドに翻訳される。
当業者であれば、核酸ベクターが、プロモーターエレメント及びpAID特異的マーカーコード核酸以外の核酸エレメントを含み得ることを理解するであろう。これらの他の核酸エレメントとしては、複製開始点、リボソーム結合部位、薬物耐性酵素又はアミノ酸代謝酵素をコードする核酸配列、及び分泌シグナル、局在化シグナル、又はポリペプチド精製に有用なシグナルをコードする核酸配列が挙げられるがこれらに限定されない。
「レプリコン」は、主にそれ自体の制御下において複製することができる、任意の遺伝子エレメント、例えば、プラスミド、コスミド、バクミド、プラスチド、ファージ、又はウイルスである。レプリコンは、RNA又はDNAのいずれであってもよく、一本鎖であっても二本鎖であってもよい。
「発現オペロン」は、プロモーター、エンハンサー、翻訳開始シグナル(例えば、ATG又はAUGコドン)、ポリアデニル化シグナル、終結因子などの転写及び翻訳制御配列を有し得、宿主細胞又は生物体においてポリペプチドコード配列の発現を促進する、核酸断片を指す。
本明細書に使用されるとき、「レポーター」、「レポーター系」、「レポーター遺伝子」、又は「レポーター遺伝子産物」という用語は、核酸が、発現されるとレポーターシグナルを生じる産物をコードする遺伝子を含み、これを、例えば、生物アッセイ、イムノアッセイ、ラジオイムノアッセイ、又は比色法、蛍光法、化学発光法、若しくは他の方法によって容易に測定することができる、動作性遺伝子系を意味するものとする。核酸は、RNA又はDNA、線形又は環状、一本鎖又は二本鎖、アンチセンス極性又はセンス極性のいずれであってもよく、レポーター遺伝子産物の発現に必要な制御エレメントに動作的に連結されている。必要とされる制御エレメントは、レポーター系の性質、及びレポーター遺伝子がDNAの形態であるかRNAの形態であるかに応じて多様であるが、限定することなく、プロモーター、エンハンサー、翻訳制御配列、ポリA付加シグナル、転写終結シグナルなどのエレメントを挙げることができる。
導入された核酸は、レシピエント細胞又は生物体の核酸に組み込まれる(共有結合で連結される)場合もあれば、そうでない場合もある。例えば、細菌細胞、酵母細胞、植物細胞、及び哺乳動物細胞において、導入された核酸は、エピソームエレメント又はプラスミドなどの独立したレプリコンとして、維持されてもよい。あるいは、導入された核酸は、レシピエント細胞又は生物体の核酸に組み込まれ、その細胞又は生物体において安定に維持され、さらに、レシピエント細胞又は生物体の子孫細胞又は生物体に継代されるか受け継がれてもよい。最終的には、導入された核酸は、レシピエント細胞又は宿主生物体に一過性に存在するだけであってもよい。
「選択可能なマーカー遺伝子」という用語は、発現されると、形質転換された細胞に、選択可能な表現型、例えば抗生物質耐性を与える、遺伝子を指す。
「動作可能に連結された」という用語は、コード配列の発現に必要な調節配列が、コード配列の発現を達成できるように、DNA分子内でコード配列に対して適切な位置にあることを意味する。この同じ定義は、発現ベクターにおける転写ユニット及び他の転写制御エレメント(例えば、エンハンサー)の配置に適用される。
「組換え生物体」及び「トランスジェニック生物体」という用語は、新しい組合せの遺伝子又は核酸分子を有する生物体を指す。新しい組合せの遺伝子又は核酸分子は、当業者であれば利用できる多様な核酸操作技法を使用して、生物体に導入することができる。「生物体」という用語は、少なくとも1つの細胞を含む任意の生命体に関する。生物体は、1つの真核細胞ほどに単純であってもよく、哺乳動物のように複雑であってもよい。したがって、「組換え生物体」という語句は、組換え細胞、並びに真核生物体及び原核生物体を包含する。
「単離されたタンパク質」又は「単離され精製されたタンパク質」という用語が、本明細書においてしばしば使用される。この用語は、主として、本発明の単離核酸分子の発現によって産生されたタンパク質を指す。あるいは、この用語は、あるタンパク質が、天然に関連しているであろう他のタンパク質から、「実質的に純粋な」形態で存在するように、十分に分離されていることを指し得る。「単離された」とは、他の化合物若しくは物質との人工的混合物若しくは合成混合物を除外することを意味するものでも、基本的な活性を妨害しない不純物の存在、例えば、不完全な精製、安定剤の添加、又は例えば免疫原性調製物若しくは薬学的に許容される調製物への調合に起因して存在し得る不純物の存在を除外することを意味するものでもない。
「特異的結合対」は、互いに対して特定の特異性を有し、通常の条件下において、他の分子よりも優先的に互いに結合する、特異的結合メンバー(sbm)及び結合パートナー(bp)を含む。特異的結合対の例としては、抗原と抗体、リガンドと受容体、及び相補的なヌクレオチド配列がある。当業者であれば、他の多数の例を把握している。さらに、「特異的結合対」という用語はまた、特異的結合メンバー及び結合パートナーのうちの一方又は両方が、より大きな分子の一部を成す場合にも適用可能である。特異的結合対が核酸配列を含む実施態様において、それらは、アッセイの条件下において互いにハイブリダイズする長さ、好ましくは、10ヌクレオチド長より長い、より好ましくは15又は20ヌクレオチド長より長いものであろう。
本明細書に言及される「患者」又は「対象」とは、成人(18歳以上)又は小児対象(18歳未満)のいずれであってもよい。これらの2つの用語は、概して、本明細書において互換可能に使用される。患者又は対象は、1つ又は複数のAIDと診断された個体、AIDの治療を受けている個体、又は疾病の症状に起因して病状の診断を求めている個体であってもよく、並びにAIDと診断されていない個体であってもよい。例えば、1つ又は複数のAIDを発症することに対する感受性を決定するための方法が行われる場合、試験されている対象は、現時点でいずれのAIDの症状も示していないもの、例えば、健常な対象であってもよい。
「試料」又は「患者試料」又は「生物学的試料」は、一般に、特定の分子、例えば、AID特異的マーカー分子、例えば、下記に提供される表に示されるマーカーに関して試験することができる試料を指す。試料としては、細胞、体液、例えば、血液、血清、血漿、尿、唾液、涙、胸膜液などを挙げることができるが、これらに限定されない。
「薬剤」及び「試験化合物」という用語は、本明細書において互換可能に使用され、化学的化合物、化学的化合物の混合物、生体高分子、又は生物学的物質、例えば、細菌、植物、真菌、若しくは動物(特に哺乳動物)の細胞若しくは組織などから作製された抽出物を指す。生体高分子としては、siRNA、shRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ペプチド、ペプチド/DNA複合体、及び本明細書に記載されるSNPを含む核酸又はそれらによってコードされるタンパク質の活性を調節する能力を呈する任意の核酸に基づく分子が挙げられる。薬剤は、本明細書において後述されるスクリーニングアッセイを含め、可能性のある生物活性に関して評価される。
本明細書において方法に言及するときに使用される「診断する」という用語、及び「診断」又は「診断すること」などの類似の用語は、例えば、例として臨床的観察、症状の分析、若しくは他の試験と併せてAIDの診断に役立つよう設計されているか、又はそのような他の要因若しくは試験に基づいて行われた診断を確認するように設計されている、方法を包含する。例えば、本明細書における方法を、症状の分析及び他の試験と併せて使用して、医師が、対象がAIDに罹患しているかどうかを決定し、罹患している場合には、対象がどのAID又は組合せのAIDに罹患しているかを決定することに役立ち得るデータを得ることができる。
1つ又は複数のAIDを発症することに対する感受性を決定するための方法もまた、本明細書に包含される。その文脈では、AIDを発症することに対する「感受性」とは、例えば、対象が、AIDを発症する可能性が集団全体よりも高いことを意味する。例えば、本明細書に記載される遺伝子改変は、対象が今後のある時点においてAIDを発症することに対するリスク因子であり得る。
本明細書において使用される「治療」には、ヒトを含む哺乳動物における疾患(本明細書において「障害」又は「状態」とも称される)のための治療薬の投与又は適用が含まれ、疾患若しくは疾患の進行を阻害すること、疾患若しくはその進行を阻害若しくは遅延すること、その発達を停止させること、疾患を部分的若しくは完全に軽減すること、疾患の1つ若しくは複数の症状を部分的若しくは完全に軽減すること、又は消失、欠落、若しくは欠損した機能を回復若しくは修復すること、又は不十分なプロセスを刺激することが含まれる。
「有効量」又は「治療有効量」という用語は、1つ又は複数の症状の部分的又は完全な軽減など、対象における疾患又は障害の治療に有効な薬物の量を指す。一部の実施態様において、有効量は、所望される治療的結果又は予防的結果を達成するために、必要とされる投薬量及び期間で、有効な量を指す。
遺伝子、例えば、本明細書における遺伝子改変を有する遺伝子と関連する「相互作用ネットワーク」とは、その遺伝子、並びにタンパク質産物が問題の遺伝子のタンパク質産物に直接的又は間接的に結合するか、それを活性化するか、又は脱活性化する遺伝子を意味する。例えば、ネットワークには、問題の遺伝子のタンパク質産物に結合するタンパク質をコードする遺伝子が含まれる。ネットワークにはまた、問題の遺伝子のタンパク質産物の発現、プロセシング、分泌、又は生物学的機能を調節するが、そのタンパク質産物には直接結合しないタンパク質をコードする遺伝子も含まれる。
AIDの診断及び治療にAID関連SNVを使用する方法
遺伝子改変を検出する方法
一部の実施態様において、1つ又は複数の遺伝子における遺伝子改変は、核酸レベルで検出することができる。血液、尿、血清、胃洗浄、CNS流体、任意の種類の細胞(例えば、脳細胞、白血球、単核細胞)又は身体組織を含むがこれらに限定されない、任意の生物学的試料を使用することができる。DNAを抽出することができる任意の生物源材料を使用することができる。試料は、新たに採取してもよく、又は試料は、任意の用途/目的のために以前に採取され、遺伝子改変に関して試験するときまで保管されていてもよい。以前に異なる目的で精製されたDNAもまた、使用され得る。
定量的ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、微小液滴PCR、及びTaqMan(登録商標)プローブ(すなわち、定量的PCRの特異性を増大させるように設計された加水分解プローブ)といった標準的な分子生物学的手法を、例えば、配列決定と併せて使用して、ある遺伝子における遺伝子改変を評価することができる。蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)プローブもまた、遺伝子改変を評価するために使用することができる。
以下のものを含め、遺伝子改変を決定するための様々な方法が公知である。
単一ヌクレオチド変異(SNV)/単一ヌクレオチド多型(SNP)ジェノタイピング
患者がある遺伝子に遺伝子改変を有するかどうかを決定することは、Illumina又はAffymetrixから市販のものなどのSNV/SNPジェノタイピングアレイを使用して、SNV/SNPジェノタイピングによって行うことができる。上述のように、「単一ヌクレオチド変異(SNV)」は、本明細書において「単一ヌクレオチド多型(SNP)」とも互換可能に称され、DNAにおける単一の塩基がその位置の通常の塩基とは異なる変化を指す。
SNVジェノタイピングにおいて、SNVは、相補的DNAプローブをSNV部位にハイブリダイズすることによって決定することができる。様々な試料スループット、多重鎖形成能力、及び化学的性質に対応するために、広範なプラットフォームをSNVジェノタイピングツールとともに使用することができる。高密度SNVアレイでは、何十万ものプローブが、1つの小さなチップに並べられており、結果として、標的DNAをチップ上で処理するときに多数のSNVを同時に探索することができる。アレイにおいて試料中の標的DNAとプローブ(又は冗長なプローブ)とのハイブリダイゼーションの量を決定することにより、特異的なSNV対立遺伝子を決定することができる。SNVジェノタイピングにアレイを使用することにより、大規模なSNV検索が可能となる。
SNVを分析した後にCNVを分析する場合、CNVデータが得られるように、コンピュータプログラムを使用してSNVデータを操作する必要がある。そのため、PennCNV又は類似のプログラムを使用して、ゲノム全体のシグナルパターンを検出し、コピー数の変化を有する連続的な遺伝子マーカーを特定することができる。(Wang K.及びBucan M.(June 2008) Cold Spring Harb Protoc Vol. 3(6); doi10: 1101/pdb.top46を参照されたい)。PennCNVは、キロベースの分解能でのCNV検出を可能にする。(Wang Kら(Nov 2007) Genome Res. 17(11): 1665-74を参照されたい)。
CNV分析において、SNVジェノタイピングデータを、正常な2倍体DNAの挙動と比較する。このソフトウェアは、SNVジェノタイピングデータを使用して、シグナル強度データ及びSNV対立遺伝子比の分布を決定し、次いで、これらのデータを使用して、CNVの存在を示す正常な2倍体状態のDNAからの逸脱を特定する。これは、部分的には、SNVの2つの対立遺伝子の全シグナル強度の正規化された値である対数R比(LRR)を使用することによって行われる(Wang 2008)。ソフトウェアが、強度(LRR)が0を下回る傾向にある近接するSNVの領域を検出した場合、これは、CNV欠失を示す。ソフトウェアが、代わりに、強度(LRR)が0を上回る傾向にある近接するSNVの領域を検出した場合、これは、CNV重複を示す。2倍体DNAの挙動と比較してLRRに変化が観察されなかった場合、配列は、正常な2倍体状態にあり、CNVは存在していない。ソフトウェアは、対立遺伝子がCNV欠失又は重複により失われたか又は増えた場合に変化する、2つの対立遺伝子の対立遺伝子強度比の正規化された値である、B対立遺伝子頻度(BAF)も使用する。例えば、CNV欠失は、LRR値の減少、及びBAF値におけるヘテロ接合体の欠如の両方によって示される。対照的に、CNV重複は、LRR値の増大、及びヘテロ接合型ジェノタイプBAFクラスターが2つの異なるクラスターに別れることの両方によって示される。ソフトウェアは、LRR及びBAFの計算を自動で行って、全ゲノムSNVデータのCNV欠失及び重複を検出する。強度とジェノタイプデータを同時に分析することにより、正常な2倍体状態が正確に定まり、CNVが決定される。
Illumina、Affymetrix、及びAgilentなどのアレイプラットフォームを、SNVジェノタイピングに使用することができる。カスタムアレイもまた、本明細書に記載されるデータに基づいて設計し、使用することができる
比較ゲノムハイブリダイゼーション
比較ゲノムハイブリダイゼーション(CGH)は、遺伝子改変を評価するために使用することができる別の方法である。CGHは、競合的蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)を使用して、遺伝子改変を基準試料と比較して分析するための分子細胞遺伝学的方法である。DNAを、患者及び基準源から単離し、DNAの変性後に、蛍光分子(すなわち、フルオロフォア)で独立して標識する。フルオロフォアと得られた試料とのハイブリダイゼーションを、各染色体の長さにわたって比較して、2つの源の間での染色体の相違を特定する。色の不一致は、特定の領域における試験試料内の物質の増減を示し、一方で色の一致は、特定の領域において試験試料と基準試料との間でコピー数などの遺伝子改変に相違がないことを示す。
配列決定方法
全ゲノム配列決定、全エクソーム配列決定、又は標的化配列決定もまた、複数の遺伝子における遺伝子改変を分析するために使用することができる。全ゲノム配列決定(全長ゲノム配列決定、完全ゲノム配列決定、又はゲノム全体配列決定としても知られている)は、タンパク質をコードする遺伝子又はコードしない遺伝子を含め、種の全ゲノムを配列決定することを含む。全エクソーム配列決定は、対照的に、ゲノム内のタンパク質をコードする遺伝子のみ(ゲノムのおよそ1%)の配列決定である。標的化配列決定は、ゲノムの選択された部分のみの配列決定を含む。
対象から精製されたDNAに全ゲノム配列決定、全エクソーム配列決定、又は標的化配列決定を行うための広範な技法が、当業者には公知であろう。同様の技法を、異なる種類の配列決定に使用することができる。全ゲノム配列決定に使用される技法としては、ナノポア技術、フルオロフォア技術、DNAナノボール技術、及びピロ配列決定(すなわち、合成による配列決定)が挙げられる。特に、次世代シーケンシング(NGS)は、DNAの小さな断片数百個を並行して配列決定し、続いて、それらの断片からの配列決定データをつなぎ合わせるためにバイオインフォマティクス分析を使用することを伴う。
全エクソーム配列決定は、全ゲノム配列決定ほど多くの量のDNAを配列決定する必要がないため、広範な技法を使用することができる。全エクソーム配列決定の方法としては、ポリメラーゼ連鎖反応法、NGS法、分子反転プローブ、マイクロアレイを使用したハイブリッド捕捉、溶液中捕捉、及び古典的なサンガー配列決定が挙げられる。標的化配列決定により、全ゲノムではなく特定の遺伝子の配列データを提供することが可能であり、目的の配列決定する遺伝子の物質を含む特別なマイクロアレイを含む、他の種類の配列決定に使用される技法のうちのいずれかを使用することができる。ゲノムマッピング技術を使用する独自の手法、例えば、BioNano又はOpGenのものなども、遺伝子改変を評価するために使用することができる。
下記の表に列挙されているものを含むがこれらに限定されないAID関連SNVを含む核酸は、本発明により様々な目的で使用することができる。AID関連SNVを含むDNA、RNA、又はそれらの断片は、AID特異的マーカーの存在及び/又は発現を検出するためのプローブとして使用することができる。AID特異的マーカー核酸がそのようなアッセイのプローブとして利用され得る方法としては、(1)in situハイブリダイゼーション、(2)サザンハイブリダイゼーション、(3)ノーザンハイブリダイゼーション、及び(4)ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)などの様々な増幅反応が挙げられるが、これらに限定されない。
さらに、AID関連SNV又はそれによってコードされるタンパク質を検出するためのアッセイは、体液(血液、尿、血清、胃洗浄を含む)、任意の種類の細胞(脳細胞、白血球、単核球など)、又は身体組織を含むがこれらに限定されない、任意の種類の生物学的試料に行うことができる。
前述の考察から、本発明のAID関連SNVを含む核酸、それを発現するベクター、AID SNVを含むマーカータンパク質、及び抗AID特異的マーカー抗体を使用して、身体組織、細胞、又は流体におけるAID関連SNVを検出し、AIDの発症に関与する遺伝子及びタンパク質の相互作用を評価する目的でAID SNVを含むマーカータンパク質の発現を改変させることができることが理解できる。
AID関連SNVに関してスクリーニングするためのほとんど実施態様において、試料中のAID関連SNVを含む核酸を、まず、例えば、PCRを使用して増幅させて、試料中に存在する他の配列と比較して鋳型の量を増大させる。これにより、標的配列が試料中に存在する場合、それを高い感度で検出することが可能となる。この最初の工程は、当技術分野でますます重要となってきている高感度アレイ技法を使用することによって、回避することができる。
あるいは、新しい検出技術により、この制限を克服し、1μg程度の少量の全RNAを含有する少量の試料の分析が可能となり得る。共鳴光散乱(RLS)技術を使用することで、従来的な蛍光技法とは対照的に、複数回の読取りにより、ビオチン標識しハイブリダイズした標的及び抗ビオチン抗体を使用して、少量のmRNAを検出することができる。PCR増幅に対する別の代替法は、シグナル対ノイズ比を増大させ、バックグラウンド干渉を減少させるための平面導波管技法(PWG)を含む。いずれの技法も、Qiagen Inc.(USA)から市販されている。
このように、前述の技法のいずれかを使用して、AID関連SNVマーカーの発現を検出又は定量化することができ、したがって、AIDを診断することができる。
特定の遺伝子改変と1つ又は複数のAIDとの関連性
以下の実施例、図面、及び表に記載されているように、小児対象における本発明者らの研究により、27個の全ゲノムで有意な(GWS)遺伝子座が特定され、ここで、遺伝子改変は、1つ又は複数のpAIDの存在と関連している。加えて、特定のpAIDとの関連性において、少なくとも全ゲノムでのわずかな有意性(GWM)に達した遺伝子座が46個あった。したがって、本開示は、例えば、それらの遺伝子改変を有するAID患者に適した治療を決定することに役立てるため、又は患者における1つ若しくは複数のAIDを診断するため、又は対象が今後1つ若しくは複数のAIDを発症しやすいかかどうかを決定するために、これらのGWS及びGWM遺伝子座におけるSNVなどの遺伝子改変を特定する方法を包含する。
例えば、強直性脊椎炎(AS)を有する対象を含む一部の実施態様において、AS患者から生物学的試料を得ること、及びIL23R、TNM3、LRRK2、SBK1、IL2RA、ZMIZ1、IL21、又はCARD9のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、ASを診断するため、又は対象がASを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びIL23R、TNM3、LRRK2、SBK1、IL2RA、ZMIZ1、IL21、又はCARD9のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、例えば、CRB1、GPR35、CYTL3、IL12B、8q24.23、JAK2、FNBP1、又はSMAD3のうちの1つ又は複数における遺伝子改変もまた、評価される。(表2bを参照されたい)。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、AS患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、AS患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。例えば、その薬物は、遺伝子改変を補う様式で経路に影響を及ぼすために、その遺伝子の経路を標的とし得る。
同様に、乾癬(PS)を有する対象を含む一部の実施態様において、PS患者から生物学的試料を得ること、及びIL23R、PTPN22、TNM3、DAG1、ATG16L1、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、又はZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、PSを診断するため、又は対象がPSを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びIL23R、PTPN22、TNM3、DAG1、ATG16L1、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、又はZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、例えば、IL10、TSSC1、IL5、IL2RA、ADCY7、FUT2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変もまた、評価される。(表2bを参照されたい)。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、PS患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、PS患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
セリアック病(CEL)を有する対象を含む一部の実施態様において、CEL患者から生物学的試料を得ること、及びTNM3、DAG1、SBK1、IL2RA、C40LG、ZMIZ1、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、CELを診断するため、又は対象がCELを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びTNM3、DAG1、SBK1、IL2RA、C40LG、ZMIZ1、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、例えば、IL18R1、CYTL1、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、IKZF3、CD40LG、又はRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変もまた、評価される。(表2bを参照されたい)。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、CEL患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、CEL患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
全身性紅斑性狼瘡(SLE)を有する対象を含む一部の実施態様において、SLE患者から生物学的試料を得ること、及びPTPN22又はTNM3の一方又は両方における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、SLEを診断するため、又は対象がSLEを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びPTPN22又はTNM3のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、例えば、IL10、TSSC1、GPR35、JAK2、ZNF365、TYK2、又はTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変もまた、評価される。(表2bを参照されたい)。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、SLE患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、SLE患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
分類不能型免疫不全症(CVID)を有する患者を含む一部の実施態様において、CVID患者から生物学的試料を得ること、及びLPHN2、TNM3、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、CVIDを診断するため、又は対象がCVIDを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びLPHN2、TNM3、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、例えば、EFNB2又はIKZF3のうちの一方又は両方における遺伝子改変もまた、評価される。(表2bを参照されたい)。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、CVID患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、CVID患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
潰瘍性大腸炎(UC)を有する対象を含む一部の実施態様において、UC患者から生物学的試料を得ること、及びIL23R、LPHN2、DAG1、PTGER4、SBK1、TNFSF15、CD40LG、IL21、CARD9、又はPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、UCを診断するため、又は対象がUCを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びIL23R、LPHN2、DAG1、PTGER4、SBK1、TNFSF15、CD40LG、IL21、CARD9、又はPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、例えば、IL10、TSSC1、IL18R1、GPR35、CYTL1、IL12B、JAK2、NKX2、SMAD3、ATXN2L、IKZF3、又はTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変もまた、評価される。(表2bを参照されたい)。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、UC患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、UC患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
1型糖尿病(T1D)を有する対象を含む一部の実施態様において、T1D患者から生物学的試料を得ること、及びPTPN22、INS、SUOX、IL2RA、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、T1Dを診断するため、又は対象がT1Dを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びPTPN22、INS、SUOX、IL2RA、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、例えば、CYTL1、8q24.23、TYK2、又はFUT2のうちの1つ又は複数における遺伝子改変もまた、評価される。(表2bを参照されたい)。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、T1D患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、T1D患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
若年性特発性関節炎(JIA)を有する対象を含む一部の実施態様において、JIA患者から生物学的試料を得ること、及びLPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、JIAを診断するため、又は対象がJIAを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を取得すること、及びLPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、例えば、CYTL1、ERAP2、8q24.23、LURAP1L、FNBP1、EFNB2、IKZF3、TYK2、又はRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変もまた、評価される。(表2bを参照されたい)。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、JIA患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、JIA患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
クローン病(CD)を有する対象を含む一部の実施態様において、CD患者から生物学的試料を得ること、及びIL23R、PTPN22、DAG1、ATG16L1、PTGER4、ANKRD55、LRRK2、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、又はPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、CDを診断するため、又は対象がCDを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びIL23R、PTPN22、DAG1、ATG16L1、PTGER4、ANKRD55、LRRK2、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、又はPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、例えば、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、CYTL1、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、FNBP1、ZNF365、NKX2、SMAD3、ATXN2L、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、又はRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変もまた、評価される。(表2bを参照されたい)。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、CD患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、CD患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
円形脱毛症(AA)を有する対象を含む一部の実施態様において、AA患者から生物学的試料を得ること、及びIL2RA又はIL21の一方又は両方における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、AAを診断するため、又は対象がAAを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びIL2RA又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、AA患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、AA患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
多発性硬化症(MS)を有する対象を含む一部の実施態様において、MS患者から生物学的試料を得ること、及びPTGER4、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、又はZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、MSを診断するため、又は対象がMSを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びPTGER4、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、又はZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、MS患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、MS患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
原発性硬化性胆管炎(PSC)を有する対象を含む一部の実施態様において、PSC患者から生物学的試料を得ること、及びIL2A又はIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、PSCを診断するため、又は対象がPSCを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びIL2A又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、PSC患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、PSC患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
関節リウマチ(RA)を有する対象を含む一部の実施態様において、RA患者から生物学的試料を得ること、及びPTPN22、ANKRD55、IL2RA、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、RAを診断するため、又は対象がRAを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びPTPN22、ANKRD55、IL2RA、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、RA患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、RA患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
白斑(VIT)を有する対象を含む一部の実施態様において、VIT患者から生物学的試料を得ること、及びPTPN22又はIL2RAのうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、VITを診断するため、又は対象がVITを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びPTPN22又はIL2RAのうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、VIT患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、VIT患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
甲状腺炎(THY)を有する対象を含む一部の実施態様において、THY患者から生物学的試料を得ること、及びPTPN22、TNM3、SBK1、IL2RA、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、SNVなどの遺伝子改変の存在を検出する方法が、提供される。(補足の表1bを参照されたい)。あるいは、一部の実施態様において、THYを診断するため、又は対象がTHYを発症する傾向を有するかどうかを決定するために、対象から生物学的試料を得ること、及びPTPN22、TNM3、SBK1、IL2RA、又はIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変の存在を検出することを含む、方法が提供される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、例えば、IL18R1、CYTL1、FNBP1、IKZF3、TYK2、又はTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変もまた評価される。(表2bを参照されたい)。一部の実施態様において、検出された遺伝子改変を使用して、THY患者の治療選択肢を決定し、例えば、改変された遺伝子の経路内の遺伝子を標的とする薬物が投与される。(本明細書において特定された特定の遺伝子を標的とする薬剤については、表11及び12を参照されたい)。したがって、一部の実施態様において、THY患者には、遺伝子改変が見出された遺伝子を標的とする薬物が投与される。
一部の実施態様において、AS、PS、CEL、SLE、CVID、UC、T1D、JIA、CD、AA、MS、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、RA、シェーグレン症候群(SJO)、全身性硬化症(SSC)、白斑(VIT)、又はTHYのうちの1つ又は複数と診断された小児患者又は成人患者から得られた試料を、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、INS、NOD2、DAG1、SMAD3、ATG16L1、ZNF365、PTGER4、NKX2又は3、ANKRD55、IL12B、LRRK2、IL5、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、又はPSMG1のうちの1つ又は複数におけるSNVなどの遺伝子改変に関して評価してもよい。(補足の表1bを参照されたい)。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、上述の遺伝子のうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、少なくとも15個、又は少なくとも20個が、遺伝子改変に関して評価される。一部の実施態様において、小児対象又は成人対象から得られた試料は、1つ若しくは複数のAIDを診断するため、又はAIDの発症に対する感受性を決定するために、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、INS、NOD2、DAG1、SMAD3、ATG16L1、ZNF365、PTGER4、NKX2又は3、ANKRD55、IL12B、LRRK2、IL5、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、又はPSMG1のうちの1つ又は複数におけるSNVなどの遺伝子改変に関して評価してもよい。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、上述の遺伝子のうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、少なくとも15個、又は少なくとも20個が、遺伝子改変に関して評価される。
一部の実施態様において、AS、PS、CEL、SLE、CVID、UC、T1D、JIA、CD、AA、MS、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、RA、シェーグレン症候群(SJO)、全身性硬化症(SSC)、白斑(VIT)、又はTHYのうちの1つ又は複数と診断された小児患者又は成人患者から得られた試料を、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、又はRBMXのうちの1つ又は複数におけるSNVなどの遺伝子改変に関して評価してもよい。(補足の表1bを参照されたい)。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、上述の遺伝子のうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、少なくとも15個、少なくとも20個、少なくとも25個、少なくとも30個、少なくとも35個、又は少なくとも40個が、遺伝子改変に関して評価される。一部の実施態様において、小児対象又は成人対象から得られた試料は、AIDを診断するため、又はAIDの発症に対する感受性を決定するために、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、又はRBMXのうちの1つ又は複数におけるSNVなどの遺伝子改変に関して評価してもよい。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、上述の遺伝子のうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、少なくとも15個、少なくとも20個、少なくとも25個、少なくとも30個、少なくとも35個、又は少なくとも40個が、遺伝子改変に関して評価される。
上述の実施態様のうちのいくつかにおいて、AS、PS、CEL、SLE、CVID、US、T1D、JIA、CD、AA、MS、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、RA、シェーグレン症候群(SJO)、全身性硬化症(SSC)、白斑(VIT)、又はTHYのうちの1つ又は複数と診断された小児患者又は成人患者から得られた試料を、LPHN2、TNM3、ANKRD30A、ADCY7、又はCD40LGのうちの1つ又は複数におけるSNVなどの遺伝子改変に関して評価してもよい。(補足の表1b及び1cを参照されたい)。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。一部の実施態様において、小児対象又は成人対象から得られた試料は、AIDの発症に対する感受性を決定するために、LPHN2、TNM3、ANKRD30A、ADCY7、又はCD40LGのうちの1つ又は複数におけるSNVなどの遺伝子改変に関して評価してもよい。一部の実施態様において、これらの遺伝子のすべてにおける遺伝子改変が評価される。一部の実施態様において、これらの遺伝子のうちの1つ又は複数は評価されない。
一部の実施態様において、UC又はPSCのいずれかを診断するため、その治療を決定するため、又はそれに対する感受性を決定するために、以下の遺伝子:ICAM1、CD40、JAK2、TYK2、及びIL12Bのうちの少なくとも1つ、例えば、2つ、3つ、4つ、又はすべてにおける遺伝子改変もまた、評価される。一部の実施態様において、MS又はCELのいずれかを診断するため、その治療を決定するため、又はそれに対する感受性を決定するために、以下の遺伝子:IL19、IL20、STAT5A、及びIL2RAのうちの少なくとも1つ、2つ、3つ、又はすべてにおける遺伝子改変が、評価される。一部の実施態様において、SLE又はPSCのいずれかを診断するため、その治療を決定するため、又はそれに対する感受性を決定するために、以下の遺伝子:ILF3、CENPO、MEDI、及びNCDA3のうちの少なくとも1つ、2つ、3つ、又はすべてにおける遺伝子改変が、評価される。これらの遺伝子は、例えば、上述のこれらの疾患と関連するものに加えて、スクリーニングされ得る。
遺伝子改変を有する対象の治療
一部の実施態様において、上述の遺伝子における1つ又は複数の遺伝子改変を有することが判明したAID患者は、改変された遺伝子の産物が含まれる経路を標的とする特定の治療法へと誘導され得る。本明細書における一部の実施態様は、まず、上述の遺伝子改変のうちの1つ若しくは複数に関して調べることによって患者におけるAIDを診断するか、又はこれまでに診断されているAID患者が、上述の遺伝子改変のうちの1つ若しくは複数を有するかどうかを決定し、次いで、そのような改変が存在する場合に、改変された遺伝子(1つ又は複数)の産物と関連する経路を標的とする特定の治療薬に関する情報を含む報告書を提供することを含む。一部の実施態様において、本方法は、そのような治療薬を患者に投与することを含む。
例えば、本明細書における表11及び12は、特定の遺伝子又は経路を標的とする、米国市場で販売されているか、又は前臨床若しくは臨床開発中である、分子を列挙する。
例えば、AID患者が、CD40経路など、特定の経路内の遺伝子における遺伝子改変、例えば、CD40LGにおける改変を有することが判明した場合、この患者は、その経路を標的とする治療薬、例えば、CD40阻害剤、例えば、抗CD40抗体、抗CD40LG抗体、又はCD40経路分子のその他の阻害剤を用いた治療へと誘導され得る。AID患者が、例えば、JAK−STAT経路内の遺伝子に、遺伝子改変を有することが判明した場合、この患者は、JAK−STAT経路を標的とする治療薬を用いた治療へと誘導され得る。AID患者が、例えば、TNFスーパーファミリー、例えば、TNFSF15に、遺伝子改変を有することが判明した場合、この患者は、TNFスーパーファミリーメンバー経路を標的とする治療薬、例えば、TNFSF15を含む経路を標的とする治療薬を用いた治療へと誘導され得る。
AID患者が、例えば、LRRK2に、遺伝子改変を有することが判明した場合、この患者は、LRRK2を標的とする治療薬、例えば、表12に列挙されているものなどへと誘導され得る。AID患者が、例えば、IL−21に、遺伝子改変を有すること判明したが判明した場合、この患者は、IL−21を標的とする治療薬、例えば、表12に列挙されているものなどへと誘導され得る。AID患者が、例えば、ADCY7に、遺伝子改変を有することが判明した場合、この患者は、ADCY7を標的とする治療薬、例えば、表12に列挙されているものなどへと誘導され得る。AID患者が、例えば、SMAD3に、遺伝子改変を有することが判明した場合、この患者は、SMAD3を標的とする治療薬、例えば、表12に列挙されているものなどへと誘導され得る。AID患者が、例えば、NOD2に、遺伝子改変を有することが判明した場合、この患者は、NOD2を標的とする治療薬、例えば、表12に列挙されているものなどへと誘導され得る。AID患者が、例えば、IL2RAに、遺伝子改変を有することが判明した場合、この患者は、IL2RAを標的とする治療薬、例えば、表12に列挙されているものなどへと誘導され得る。
さらに、本明細書に記載される遺伝子のうちのいくつかは、IL5、IL23R、INS、IL12B、ADCY7、IL2RA、及びTNFSF15など、IL3、IL5、及び/又はGM−CSFシグナル伝達経路に関与するタンパク質をコードする。したがって、AID患者が、これらの遺伝子のうちの1つにおける遺伝子改変を有することが判明した場合、この患者は、これらの経路を標的とする治療薬へと誘導され得る。
それ以外の場合では、患者は、遺伝子改変を有する遺伝子の相互作用ネットワーク内にある分子を標的とする治療へと誘導され得る。これは、改変された遺伝子(若しくはその遺伝子産物)自体を標的とする治療であってもよく、又は改変された遺伝子の産物に結合する分子を標的とする治療であってもよく、又は改変された遺伝子の産物を上方制御若しくは下方制御する治療であってもよく、改変された遺伝子の産物と相互作用する(例えば、結合するか、活性化するか、若しくは脱活性化する)タンパク質を上方制御若しくは下方制御する治療であってもよい。
下記の実施例1に記載されるように、本発明者らは、一般的な遺伝的病因を通じた様々なpAIDとの関連性も発見した。例えば、いくつかの遺伝子改変、例えば、LPHN2、TNM3、及びIL21における改変は、J1Aを有する対象とCVIDを有する対象との間で共有されている場合がある。LPHN2における改変は、PSCを有する対象においても観察されており、したがって、本方法は、J1A、CVID、及び/又はPSCを有する対象で、これらの他のAIDのうちの1つを発症するリスクにあるものを特定するために使用することができる。IL2RA及びIL21におけるものなどの改変は、J1Aを有する対象と、T1Dを有する対象と、CELを有する対象との間で共有されている場合がある。改変は、例えばIL21におけるものがT1Dを有する対象とUCを有する対象との間で、DAG1、IL12B、SBK1、CD40LG、及びIL21におけるものなどはCELとUCとの間で、共有されている場合がある。IL21におけるものなどの改変は、J1Aを有する対象とUCを有する対象との間で共有されている場合がある。これらの事例では、これらの遺伝子における遺伝子改変を評価する方法は、対象が、別のAID、例えば、同じ遺伝子改変と関連するものを発症しやすいかどうかを決定するために、これらの疾患のうちの1つであると診断された患者において行われ得る。
キット及び製品
本開示は、例えば、上述の遺伝子のうちの1つ又は複数における遺伝子改変に関して対象を試験するために使用することができる、キット及び製品も包含する。例えば、一部の実施態様において、遺伝子改変を特定するために必要な試薬、例えば、上述の遺伝子のうちの1つ又は複数におけるSNV及び/又はCNVを認識することができる特定のポリヌクレオチド配列、例えば、SNV及び/又はCNVを検出するためのプローブとして作用し得るAID関連SNV特異的マーカーポリヌクレオチドを含有する、固体支持マトリックスが使用され得る。一部の実施態様において、固体支持マトリックスは、チップの形態であってもよい。AID関連SNV特異的マーカーポリヌクレオチド又はGene Chipなどの固体支持マトリックスに固定された1つ若しくは複数のそのようなマーカーを含む、前述のものの製品のいずれも、キットに組み込むことができる。キットはまた、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド、ペプチド、抗体、標識、マーカー、若しくはレポーターなどの分子、薬学的に許容される担体、生理学的に許容される担体、使用のための説明書、容器、投与のための器、アッセイ基板、又はそれらの任意の組合せも含み得、キットはまた、使用のための説明書も含み得る。
一部の実施態様において、そのような固体支持体又はキットは、本明細書に開示される方法のうちの1つ又は複数を実行するためのシステムの一部であってもよい。例えば、本明細書に考察される1つ又は複数の遺伝子改変の存在を決定するために必要とされる試薬を有する固体支持体又はキットを、本明細書の方法のこの部分に使用してもよい。
治療剤の開発のためにAID関連SNVを使用する方法
本明細書において特定されたSNVは、AIDの病因と関連しているため、そのようなSNVを含む遺伝子及びそれらがコードする産物の活性を調節する薬剤を特定するための方法により、この状態の治療に有効な治療剤の生成がもたらされ得る。
本明細書に記載される染色体領域は、それらの活性を調節する治療剤の合理的な設計に好適な標的を提供するタンパク質コード領域を含む。これらの領域に対応する小ペプチド分子を使用することで、コードされるタンパク質の活性を効果的に調節することができる治療剤の設計に役立ち得る。
分子モデル化により、機能に必要な構造又は重要なアミノ酸残基に基づいて、SNVを含む核酸によってコードされるタンパク質の活性部位に結合する能力を有する特異的な有機分子の特定が容易となり得る。コンビナトリアル化学の手法を使用して、最も高い活性を有する分子を特定することができ、次いで、これらの分子の繰り返しが、さらなるサイクルのスクリーニングに展開され得る。ある特定の実施態様においては、候補薬物を、合成化合物又は天然化合物の大きなライブラリーからスクリーニングすることができる。1つの例は、ヒトによって使用することができるFDAに認可された化合物ライブラリーである。加えて、化合物ライブラリーは、Maybridge Chemical Co.(Trevillet、Cornwall、UK)、Comgenex(Princeton、NJ)、Microsource(New Milford、CT)、Aldrich(Milwaukee、WI)、AKos Consulting and Solutions GmbH(Basel、Switzerland)、Ambinter(Paris、France)、Asinex(Moscow、Russia)、Aurora(Graz、Austria)、BioFocus DPI,Switzerland,Bionet(Camelford、UK)、ChemBridge(San Diego、CA)、ChemDiv(San Diego、CA)、Chemical Block Lt(Moscow、Russia)、ChemStar(Moscow、Russia)、Exclusive Chemistry,Ltd(Obninsk、Russia)、Enamine(Kiev、Ukraine)、Evotec(Hamburg、Germany)、Indofine(Hillsborough、NJ)、Interbioscreen(Moscow、Russia)、Interchim(Montlucon、France)、Life Chemicals,Inc.(Orange、CT)、Microchemistry Ltd.(Moscow、Russia)、Otava(Toronto、ON)、PharmEx Ltd.(Moscow、Russia)、Princeton Biomolecular(Monmouth Junction、NJ)、Scientific Exchange(Center Ossipee、NH)、Specs(Delft、Netherlands)、TimTec(Newark、DE)、Toronto Research Corp.(North York ON)、UkrOrgSynthesis(Kiev、Ukraine)、Vitas−M(Moscow、Russia)、Zelinsky Institute(Moscow、Russia)、及びBicoll(Shanghai、China)を含むがこれらに限定されない、多数の企業から市販されている。
細菌抽出物、真菌抽出物、植物抽出物、及び動物抽出物の形態の天然化合物のライブラリーは、市販されているか、又は当該技術分野で周知の方法によって容易に調製することができる。天然源、例えば、動物、細菌、真菌、葉及び樹皮を含む植物源、並びに海洋試料から単離された化合物が、有用な可能性のある医薬品の存在に関して、候補としてアッセイされ得ることが提案される。スクリーニングしようとする医薬品は、化学的組成物又は人工化合物に由来するか又はそれらから合成されてもよいことを理解されたい。いくつかの市販ライブラリーを、スクリーニングに使用することができる。
薬物スクリーニングアッセイに用いられるポリペプチド又は断片は、溶液中で遊離しているか、固体支持体又は細胞内に固定されているかのいずれであってもよい。薬物スクリーニングの1つの方法は、ポリペプチド又は断片を発現する組換えポリヌクレオチドが安定に形質転換されている真核生物宿主細胞又は原核生物宿主細胞を、好ましくは競合的結合アッセイにおいて、利用する。このような細胞は、生きた状態又は固定された形式のいずれかで、標準的な結合アッセイに使用することができる。例えば、ポリペプチド若しくは断片と試験されている薬剤との間における複合体の形成を決定してもよく、又はポリペプチド若しくは断片と既知の基質との間における複合体の形成が、試験されている薬剤によって妨害される程度を試験してもよい。
薬物スクリーニングの別の技法では、コードされるポリペプチドに対して好適な結合親和性を有する化合物のハイスループットスクリーニングが得られ、これは、1984年9月13日に公開されたGeysenのPCT公開出願第84/03564号に詳述されている。簡単に述べると、多数の異なる小ペプチド試験化合物、例えば、上述のものを、固体基板、例えば、プラスチックピン又は何らかの他の表面上に合成する。ペプチド試験化合物を、標的ポリペプチドと反応させ、洗浄する。結合したポリペプチドを、次いで、当技術分野で周知の方法によって検出する。
薬物スクリーニングのためのさらなる技法は、機能していないか又は改変されたAID関連遺伝子を有する宿主真核細胞株又は細胞(気道平滑筋細胞、免疫細胞、樹状細胞、結腸細胞など)の使用を伴う。これらの宿主細胞株又は細胞は、ポリペプチドレベルで欠損している。宿主細胞株又は細胞を、薬物化合物の存在下において増殖させる。
本発明における使用が企図される宿主細胞としては、細菌細胞、真菌細胞、昆虫細胞、及び任意の好適な種類の哺乳動物細胞が挙げられるがこれらに限定されない。AID関連SNVコードDNA分子は、そのような発現によって付与される細胞の表現型を評価するために、単独でそのような宿主細胞に導入してもよく、又は組み合わせて導入してもよい。DNA分子を導入するための方法もまた、当業者には周知である。そのような方法は、Ausubelら(編)、Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons,NY,N.Y. 1995に記載されており、この開示は、本明細書に参照により援用される。
本発明の新規なDNA配列を発現するように修飾することができる広範な発現ベクターが、利用可能である。本明細書に例示される具体的なベクターは、単なる例示であり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。発現方法は、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual又はCurrent Protocols in Molecular Biology 16.3−17.44(1989)に記載されている。サッカロミセス属における発現方法もまた、Current Protocols in Molecular Biology(1989)に記載されている。
本発明を実施する際に使用するのに好適なベクターとしては、原核生物ベクター、例えば、pNHベクター(Stratagene Inc., 11099 N. Torrey Pines Rd., La Jolla, Calif. 92037)、pETベクター(Novogen Inc., 565 Science Dr., Madison, Wis. 53711)、及びpGEXベクター(Pharmacia LKB Biotechnology Inc., Piscataway, N.J. 08854)が挙げられる。本発明を実施する際に有用な真核生物ベクターの例としては、pRc/CMVベクター、pRc/RSVベクター、及びpREPベクター(Invitrogen、11588 Sorrento Valley Rd.,San Diego、Calif.92121);pcDNA3.1/V5&His(Invitrogen);並びに酵母ベクター、例えば、YRP17、YIP5、及びYEP24(New England Biolabs、Beverly、Mass.)、並びにpRS403及びpRS413 Stratagene Inc.);レトロウイルスベクター、例えばPLNCX及びpLPCX(Clontech);並びにアデノウイルスベクター及びアデノ随伴ウイルスベクターが挙げられる。
本発明の発現ベクターにおいて使用するためのプロモーターとしては、原核細胞又は真核細胞において動作可能なプロモーターが挙げられる。原核細胞において動作可能なプロモーターとしては、ラクトース(lac)制御エレメント、バクテリオファージラムダ(pL)制御エレメント、アラビノース制御エレメント、トリプトファン(trp)制御エレメント、バクテリオファージT7制御エレメント、及びそれらのハイブリッドが挙げられる。真核細胞において動作可能なプロモーターとしては、エプスタイン・バーウイルスプロモーター、アデノウイルスプロモーター、SV40プロモーター、ラウス肉腫ウイルスプロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、並びにサッカロミセス属プロモーター、例えばgal4誘導性プロモーター及びPGK構成的プロモーターが挙げられる。加えて、本発明のベクターは、形質転換された宿主細胞の選択を容易にする多数の様々なマーカーのうちのいずれか1つを含んでもよい。このようなマーカーとしては、温度感受性と関連する遺伝子、薬物耐性と関連する遺伝子、宿主生物体の表現型特性と関連する酵素が挙げられる。
本発明のAID関連SNV又はその機能的断片を発現する宿主細胞は、AIDの発症を調節する能力に関して可能性のある化合物又は薬剤をスクリーニングするシステムを提供する。したがって、一実施態様において、本発明の核酸分子は、AIDと関連する異常なサイトカインシグナル伝達及び/又は異常な気管支収縮の態様を調節する薬剤を特定するためのアッセイにおいて使用するための組換え細胞株を作成するのに使用することができる。SNVを含む核酸によってコードされるタンパク質の機能を調節することができる化合物をスクリーニングするための方法もまた、本明細書において提供される。
別の手法は、SNVを含む核酸によってコードされるポリペプチドの断片をファージ表面に発現するように操作されたファージディスプレイライブラリーの使用を伴う。このようなライブラリーを、次いで、コンビナトリアル化学ライブラリーと、発現されたペプチドと化学ライブラリーの構成成分との間の結合親和性を検出することができる条件下において、接触させる。米国特許第6057098号及び同第5965456号は、そのようなアッセイを行うための方法及び装置を示す。
合理的な薬物設計の目標は、例えばより活性若しくは安定な形態のポリペプチドであるか、又は例えばインビボでポリペプチドの機能を増強若しくは妨害する、薬物を得るために、目的の生物学的に活性なポリペプチド又はそれらが相互作用する小分子(例えば、アゴニスト、アンタゴニスト、阻害剤)の構造的類似体を生成することである。Hodgson(1991)Bio/Technology 9:19−21を参照されたい。上述の1つの手法において、目的のタンパク質、又は例えばタンパク質−基質複合体の3次元構造は、x線結晶構造解析によって、核磁気共鳴によって、コンピュータでのモデル化によって、又は最も典型的には手法の組合せによって、解明される。それほど頻繁ではないが、相同なタンパク質の構造に基づくモデル化によって、ポリペプチドの構造に関する有用な情報が得られる場合もある。合理的な薬物設計の例は、HIVプロテアーゼ阻害剤の開発である(Ericksonら(1990) Science 249:527-533)。加えて、ペプチドは、アラニンスキャニングによって分析してもよい(Wells, (1991) Meth. Enzym. 202:390-411)。この技法においては、アミノ酸残基を、Alaで置き換え、ペプチドの活性に対するその影響を決定する。ペプチドのアミノ酸残基のそれぞれを、この様式で分析して、ペプチド内の重要な領域を決定する。
機能的アッセイによって選択された標的特異的抗体を単離し、次いで、その結晶構造を解明することもまた、可能である。原理としては、この手法により、その後の薬物設計の基礎となり得る薬学的コア(pharmacore)が得られる。
機能的な薬理学的に活性な抗体に対する抗イディオタイプ抗体(抗−id)を生成することによって、タンパク質の結晶構造解析をまとめて回避することができる。鏡像の鏡像として、抗−idの結合部位は、元々の分子の類似体となることが予測されるであろう。次いで、抗−idを使用して、化学的又は生物学的に産生されたペプチド集団の集団から、ペプチドを特定し、単離することができる。次いで、選択されたペプチドが、薬学的コアとして機能するであろう。
このように、例えば、向上したポリペプチド活性若しくは安定性を有する薬物、又はポリペプチド活性の阻害剤、アゴニスト、アンタゴニストなどとして作用する薬物を設計することができる。本明細書に記載されるSNVを含む核酸配列が利用可能であることにより、十分な量のコードされたポリペプチドを、x線結晶構造解析などの解析研究を行うために利用することができるようになり得る。加えて、本明細書に提供されるタンパク質配列に関する情報により、x線結晶構造解析の代わりに、又はそれに加えて、コンピュータモデル化技法を用いるものが導かれるであろう。
別の実施態様において、AID関連SNVを含む核酸が利用可能であることにより、本発明のAID関連SNVを保有する研究室マウス株の産生が可能となる。本発明のAID関連SNVを発現するトランスジェニックマウスは、SNVを含む核酸によってコードされるタンパク質の、AIDの発症及び進行における役割を調べるためのモデル系を提供し得る。研究室マウスに導入遺伝子を導入する方法は、当業者には公知である。3つの一般的な方法としては、1.初期胚に目的の外来遺伝子をコードするレトロウイルスベクターを組み込むこと、2.DNAを新たな受精卵の前核に注入すること、及び3.遺伝子操作した胚性幹細胞を初期胚に組み込むことが挙げられる。上述のトランスジェニックマウスの産生により、標的タンパク質がAID表現型と関連する様々なプロセスにおいて果たす役割の分子的解明が促進されるであろう。そのようなマウスは、全動物モデルにおいて推定上の治療薬を研究するためのインビボスクリーニングツールを提供するものであり、本発明に包含される。
「動物」という用語は、ヒトを除き、すべての脊椎動物を含んで本明細書に使用される。これにはまた、胚段階及び胎児段階を含む、すべての発達段階における個々の動物も含まれる。「トランスジェニック動物」は、細胞以下のレベルで入念な遺伝子操作によって、例えば、標的化された組換え又はマイクロインジェクション、又は組換えウイルスでの感染によって、直接的又は間接的に、遺伝情報が改変又は受容された1つ又は複数の細胞を含む任意の動物である。「トランスジェニック動物」という用語は、古典的な異種交配又はインビトロでの受精を包含することを意味するのではなく、むしろ、1つ又は複数の細胞が組換えDNA分子によって改変されているか、又はそれを受容した、動物を包含することを意味する。この分子は、定義された遺伝子座を特異的に標的とし得るか、染色体内にランダムに組み込まれ得るか、又は染色体外でDNAを複製し得る。「生殖細胞株トランスジェニック動物」という用語は、遺伝子改変又は遺伝情報が、生殖細胞株に導入されており、それによって、遺伝情報を子孫に伝える能力を付与したトランスジェニック動物を指す。そのような子孫が、実際に、その改変又は遺伝情報のうちの一部又はすべてを有する場合、それらも、トランスジェニック動物である。
遺伝情報の改変は、レシピエントが属する動物種にとって外来のものであり得るか、若しくは特定の個々のレシピエントにとってのみ外来であり得るか、又はレシピエントが既に有している遺伝情報であり得る。最後の事例では、改変又は導入された遺伝子は、本来の遺伝子とは異なって発現され得る。そのような改変されたか又は外来の遺伝情報は、AID関連SNVを含むヌクレオチド配列の導入を含むであろう。
標的遺伝子を改変するために使用されるDNAは、ゲノム源からの単離、単離したmRNA鋳型からのcDNAの調製、直接合成、又はこれらの組合せを含むがこれらに限定されない、様々な技法によって得ることができる。
導入遺伝子を導入するのに好ましい種類の標的細胞は、胚性幹細胞(ES)である。ES細胞は、インビトロで培養された着床前の胚から得ることができる(Evansら(1981) Nature 292:154-156;Bradleyら(1984) Nature 309:255-258;Gosslerら(1986) Proc. Natl. Acad. Sci. 83:9065-9069)。導入遺伝子は、DNAトランスフェクション又はレトロウイルス媒介型形質導入などの標準的な技法によって、ES細胞に効率的に導入することができる。結果として得られた形質転換ES細胞を、次いで、非ヒト動物に由来する胚盤胞と合わせることができる。導入されたES細胞が、次いで、胚にコロニー形成し、結果として得られるキメラ動物の生殖系列に寄与する。
個々の遺伝子及びそれらの発現産物の寄与を決定する問題に対する1つの手法は、単離されたAID関連SNV遺伝子を、分化全能性ES細胞(上述のものなど)において野生型遺伝子を選択的に不活性化するための挿入カセットとして使用し、次いで、トランスジェニックマウスを生成することである。遺伝子標的化トランスジェニックマウスの生成において遺伝子標的化ES細胞を使用することは、説明されており、他の箇所で考察されている(Frohmanら(1989) Cell 56:145-147;Bradleyら(1992) Bio/Technology 10:534-539)。
標的化相同組換えを使用して特定の変化を染色体対立遺伝子に挿入することによって、任意の遺伝子領域を不活性化するか又は所望される突然変異に改変するための技法が、利用可能である。しかしながら、ほぼ100%の頻度で生じる相同的染色体外組換えと比較して、相同的プラスミド−染色体組換えは、当初、10−6〜10−3の頻度でしか検出されないことが報告されていた。非相同的プラスミド−染色体の相互作用は、同等の相同的挿入よりも10倍から10倍高いレベルでより頻繁に生じる。
マウスES細胞におけるこの低い割合の標的化組換えに対処するために、まれな相同組換え体を検出又は選択するための様々な戦略が開発されている。相同的改変事象を検出するための1つの手法では、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用して、相同的挿入のための形質転換体細胞のプールをスクリーニングし、続いて個々のクローンをスクリーニングする。あるいは、相同的挿入が生じた場合にのみ活性となるマーカー遺伝子を構築し、これらの組換え体を直接選択することができる、陽性遺伝子選択手法が開発されている。改変の直接的な選択が存在しない遺伝子のために開発された陽性−陰性選択(PNS)法が、相同的組換え体を選択するために開発された最も強力な手法のうちの1つである。PNS法は、マーカー遺伝子がそれ自体のプロモーターを有するため、高いレベルで発現されない遺伝子を標的とするのにより効率的である。非相同的組換え体は、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(HSV−TK)遺伝子を使用し、ガンシクロビル(GANC)又は(1−(2−デオキシ−2−フルオロ−B−Dアラビノフルラノシル)−5−ヨードウラシル(FIAU)などの効果的なヘルペス薬により非相同的挿入に対して選択を行うことによって、選択される。この対抗選択によって、生存している形質転換体中の相同的組換え体の数が増大し得る。AID関連SNVを含む核酸を標的化挿入カセットとして用いることで、例えば、AID関連SNV核酸によってコードされるポリペプチドに免疫学的に特異的な抗体に対する免疫反応性の獲得によって可視化されるように、挿入の成功を検出するための手段が得られ、所望されるジェノタイプを有するES細胞のスクリーニング/選択が容易となる。
本明細書に使用されるとき、ノックイン動物とは、内因性マウス遺伝子が、例えば、本発明のヒトAID関連SNVを含む遺伝子と置き換えられているものである。このようなノックイン動物は、pAIDの発症を研究するための理想的なモデル系を提供する。
本明細書に使用されるとき、AID関連SNVを含む核酸、その断片、又はAID関連SNV融合タンパク質の発現は、AID関連SNVのすべて又は一部分をコードする核酸配列が、特定の組織又は細胞型においてコードされるタンパク質の発現を誘導する制御配列(例えば、プロモーター及び/又はエンハンサー)に動作可能に連結されているベクターを使用して、「組織特異的様式」又は「細胞型特異的様式」で標的とすることができる。このような制御エレメントは、インビトロ及びインビボの両方の用途に有利に使用され得る。組織特異的タンパク質を誘導するためのプロモーターは、当技術分野で周知であり、本明細書に記載されている。
本発明のAID関連SNVをコードする核酸配列は、トランスジェニック動物における発現のために、様々な異なるプロモーター配列に動作可能に連結され得る。このようなプロモーターとしては、米国特許第5877399号及びBorcheltらGenet.Anal.13(6)(1996)p159−163に記載されているハムスター及びマウスプリオンプロモーター(MoPrP)などのプリオン遺伝子プロモーター;米国特許第5612486号及び同第5387742号に記載されているラットニューロン特異的エノラーゼプロモーター;米国特許第5811633号に記載されている血小板由来成長因子B遺伝子プロモーター;米国特許第5849999号に記載されている脳特異的ジストロフィンプロモーター;Thy−1プロモーター;PGKプロモーター;並びに気道平滑筋細胞における導入遺伝子の発現のためのCMVプロモーターが挙げられるがこれらに限定されない。
本発明のトランスジェニックマウスの使用方法もまた、本明細書に提供される。AID関連SNVを含む核酸又はそのコードされたタンパク質が導入されているトランスジェニックマウスは、例えば、治療剤をスクリーニングしてAIDの発症を調節することができるものを特定するためのスクリーニング方法を開発するのに有用である。
薬剤及びさらなる治療方法
本明細書に記載されるAID関連SNVがAID表現型の調節に果たす役割を解明することにより、pAIDを含むAIDの治療及び診断に有用なさらなる薬学的組成物の開発が促進され得る。また、そのような情報により、AIDの治療のために、既存の医薬品を新たに組み合わせて使用することも可能となる。これらの組成物は、上述の物質のうちのいずれかに加えて、薬学的に許容される賦形剤、担体、バッファー、安定剤、又は当業者に周知の他の材料を含み得る。そのような材料は、非毒性であり、活性成分の有効性を妨害しないものとする。担体又は他の材料の厳密な性質は、投与の経路、例えば、経口、静脈内、皮膚若しくは皮下、鼻腔内、エアロゾル、筋肉内、及び腹腔内の経路に依存し得る。
本発明は、哺乳動物におけるAIDを治療する方法を含む。好ましくは、哺乳動物は、ヒトである。例示的な方法は、哺乳動物に、薬学的に有効な量のAID siRNAを投与することを含む。siRNAは、AID関連mRNAの発現を阻害し得る。
AID mRNAの発現を阻害することを目的とした特定のsiRNA調製物、並びに送達方法が、AIDを治療するための新規な治療法として提供される。AID核酸を対象とするsiRNAオリゴヌクレオチドは、AID遺伝子をコードする核酸と特異的にハイブリダイズし、AID遺伝子の発現を妨害する。siRNAは、以下に記載されるように、担体を用いて全身的又は局所的のいずれかで患者にインビボで送達することができる。本発明の組成物は、単独で使用してもよく、又は組成物の有効性を増強するための他の薬剤若しくはタンパク質をコードする遺伝子と組み合わせて使用してもよい。
「膜透過性ペプチド配列」は、AID阻害剤が細胞膜を越えて透過及び進入するのを促進することができるペプチド配列を指す。例示的なペプチドとしては、本明細書に例証されるKarposi線維芽細胞増殖因子、HIV tatペプチド(Vivesら、J Biol. Chem., 272:16010-16017, 1997)、プロタミン由来の非毒性膜輸送ペプチド(Parkら、FASEB J. 19(11):1555-7, 2005)、CHARIOT(登録商標)送達試薬(活性モチーフ、米国特許第6841535号)、及び抗微生物ペプチドブフォリン2が挙げられるがこれらに限定されない。
本発明の一実施態様において、siRNAは、治療上の利益のために送達される。AIDを治療するために本発明のsiRNAをインビボ投与するには、ネイキッドsiRNA送達、siRNAコンジュゲーション及び送達、リポソーム担体媒介型送達、ポリマー担体送達、ナノ粒子組成物、プラスミドに基づく方法、及びウイルスの使用を含むがこれらに限定されない、いくつかの手段が存在する。
本発明のsiRNA組成物は、対象への投与のためのリポソームを含む送達ビヒクル、担体、及び希釈剤、並びにそれらの塩を含み得、かつ/又は薬学的に許容される製剤で存在し得る。これは、siRNAが細胞膜を越え、分解を回避するのを可能にするために必要であり得る。核酸分子の送達のための方法は、Akhtarら、1992,Trends Cell Bio.,2,139;Delivery Strategies for Antisense Oligonucleotide Therapeutics,Akhtar(編),1995,Maurerら、1999,Mol.Membr.Biol.,16,129−140;Hofland及びHuang,1999,Handb.Exp.Pharmacol.,137,165−192に説明されており、Leeら、2000,ACS Symp.Ser.,752,184−192;Beigelmanらの米国特許第6395713号及びSullivanらのPCT国際公開第94/02595号は、核酸分子の送達のための一般的な方法をさらに説明している。これらのプロトコールは、実質的にあらゆる核酸分子の送達に利用することができる。
siRNAを患者に投与する頻度はまた、治療しようとするAIDの種類及び重症度、投与の経路、個体の年齢及び全体的な健康状態、siRNAの性質などを含むがこれらに限定されない、複数の要因に応じて多様であろう。siRNAを患者に投与する頻度は、およそ数カ月に1回から、およそ1カ月に1回、およそ1週間に1回、およそ1日に1回、およそ1日に数回まで、多様であり得る。
本発明の方法において有用な薬学的組成物は、非経口、経口の個体製剤及び液体製剤、点眼薬、坐薬、エアロゾル、局所、又は他の類似の製剤で、全身投与され得る。適切なsiRNAに加えて、これらの薬学的組成物は、薬学的に許容される担体及び薬物投与を増強させ容易にすることが知られている他の成分を含有してもよい。したがって、このような組成物は、任意選択的に、アジュバント、例えば、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムの水性懸濁液、並びに/又は生理食塩水などの他の薬学的に許容される担体を含有してもよい。ナノ粒子、リポソーム、放出型赤血球(resealed erythrocyte)、及び免疫学に基づく系などの他の可能性のある製剤もまた、本発明の方法に従って患者に適切なsiRNAを投与するために使用することができる。siRNAを送達するのにナノ粒子を使用すること、並びに使用することができる細胞膜透過性ペプチド担体は、Crombezら、Biochemical Society Transactions v35:p44(2007)に説明されている。
以下の実施例は、本発明のある特定の実施態様を例示するために提供される。これらは、決して本発明を制限することを意図するものではない。
実施例I
pAIDの遺伝子マーカーの特定
自己免疫疾患は西半球に居住している個体の7〜10%が罹患しており、慢性的な病的状態及び身体障害の大きな原因となっている。自己免疫疾患全体にわたって家系内集積性及び併存性の割合が高いことから、遺伝的素因が疾患の感受性の根底にあることが示唆される。自己免疫性甲状腺炎(AITD)、乾癬(PSOR)、若年性特発性関節炎(JIA)、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、関節リウマチ(RA)、セリアック病(CEL)、炎症性腸疾患(IBD、クローン病(CD)及び潰瘍性大腸炎(UC)を含む)、並びに多発性硬化症(MS)10、11のGWAS及び免疫に焦点を当てた微細マッピング研究により、ゲノム全体にわたり自己免疫疾患に関連する単一ヌクレオチド多型(SNV)が数百個特定された12〜14。ある特定の全自己免疫遺伝子座におけるSNVの関連性、例えば、PTPN22 c.1858C>T(rs2476601)は、複数の自己免疫疾患にわたる独立したGWASにおいて明らかであり15〜18、一方でその他のものは、大規模なメタ解析(例えば、CEL/RA、T1D/CD)又は1つの疾患に由来する既知の遺伝子座を別のもの(例えば、SLE)において調べることを通じて明らかとなった19。これらの研究により、全ゲノムで有意な(GWS)自己免疫疾患関連性の半数以上が、少なくとも2つの異なる自己免疫疾患で共有されていることが示されている20、21。しかしながら、共有されている共通の遺伝子変異が、発症が小児期の異なる自己免疫疾患(pAID)のリスクに同様に影響を及ぼす程度、並びにこれらの作用が異質であるかどうかについては、複数の疾患にわたって同時にジェノタイプレベルで体系的に試験されてはいない。
pAIDの根底にある共有されている遺伝的病因を特定するため、及びそのような関連性がどのようにしてpAID感受性に共同して影響を及ぼすか又は別個に影響を及ぼすかを例証するために、10種類の一般的なpAIDにわたって、修正型異質感受性GWAS(hsGWAS)を行った。pAIDを異質表現型としてモデリングし、10種類のpAIDのそれぞれを、疾患サブタイプとして割り当てた。疾患モデル−検索23、領域的インピュテーション、及び疾患モデル特異的関連性試験を組み合わせることにより、表現型の異質性及び遺伝子の異質性に関して、複数の自己免疫疾患にわたって共有されているリスク変異体を特定する検出力を最大化することができる。The Children’s Hospital of Philadelphia(CHOP)において同等のプラットフォームですべてにジェノタイピングを行った16,000人を上回る症例−コントロール個体を含む我々の研究は、現在までに行われたpAID遺伝子相関性研究で最も大規模なものに相当する。
多数のpAIDにわたる複数回の独立したGWAS研究において、100個を上回る自己免疫疾患遺伝子座が報告されている。THY、CEL、及びT1DなどのいくつかのpAIDは、高い割合の疾患併存を呈し、一方でCD及びUCなどのその他のものは、明らかな家系内集積性を有するという臨床的観察と一致して、報告されたすべてのGWS関連性の約半数が、独立して、少なくとも1つの他の自己免疫疾患において報告されている。
メタ解析は、主として、既知の遺伝子座又は候補の遺伝子座に焦点を当てているため、様々な自己免疫疾患にわたる実際の遺伝子共有を把握するためには、バイアスのない全ゲノム手法が必要である。しかしながら、一部の研究は、pAIDに関する本分析において我々が報告したものと同様に、遺伝子発見の研究力を高めるために遺伝的相関性を使用し、同時に、成人に罹患する複数の自己免疫疾患にわたる遺伝子の重複を調査している60〜65。実際、ほとんどのpAIDが、比較的まれであることを考慮して、遺伝子重複が予測される複数の疾患を組み合わせることにより、サンプルサイズを増大させて、発見及び再現の両方に対処し、かつ古典的なGWASにおいて直接的に症例を統合することによるものよりも検出力が一層高い、直感的な手法を提示する。
結果
10種類の小児自己免疫疾患にわたって共有されている遺伝的リスク関連性
10種類の臨床的に異なるpAIDにわたって6,035人の小児症例(補足の表1a)及び自己免疫/免疫媒介性障害の病歴のない10,718人の集団に基づくコントロール対象にわたる組合せコホートに、全ゲノムインピュテーションを行った。全染色体フェージングを行い、1,000 Genomes Project Phase I Integrated普遍的基準パネル(1KGP−RP)を、以前に記載されているようにインピュテーションに使用した(SHAPEIT及びIMPUTE2)22、23。自己申告で祖先がヨーロッパ系であり、主成分分析(図1E)によってそれが確認された個体のみを含んだ(方法を参照されたい)。まれな(マイナー対立遺伝子頻度[MAF]が1%未満)SNV及びインピュテーションが上手くいかなかった(INFO<0.8)SNVを除外し、合計7,347,414個の変異体が残った。
10種類のpAID症例のそれぞれから得た症例試料及び共通のコントロールを使用して、全ゲノム症例−コントロール相関性試験を行い、追加のロジスティック回帰を、SNPTESTv2.5を使用して適用した24。ゲノムインフレーションの痕跡はなかった。共有されているpAID関連遺伝子座を特定するために、サンプルサイズのばらつき及び10種類のpAIDで共通コントロールの使用を考慮して、逆カイ二乗メタ解析を行った25。少なくとも1つのリードSNPが慣例的に定義されているGWS閾値(P<5×10−8)に達する1Mb枠内でrが0.05を上回る関連SNPからなる27個の連鎖不平衡(LD)独立性遺伝子座を特定した。図1C及び図1Fを参照されたい。さらに19個の遺伝子座が、PMETA<1×10−6以下のわずかに有意(GWM)の閾値に達し、そのうちの12個が、これまで報告されていたものにマッピングし、7個が推定上の新規な自己免疫遺伝子座にマッピングした(図1及び補足の表2a)。
CD40LG(PMETA<8.38×10−11)、LPHN2(PMETA<8.38×10−11)、TNM3(PMETA<8.38×10−11)、ANKRD30A(PMETA<8.38×10−11)、及びADCY7(PMETA<5.99×10−9)を含む、5個の新規なGWS遺伝子座を特定した。それぞれのリード関連性遺伝子座について、1,023個すべての固有な疾患の組合せ(例えば、1つの疾患:T1D、2つの疾患:T1D及びSLE、又は4つの疾患:UC、CD、CEL、及びSLE)を列挙し、相関性試験を行って最大のロジスティック回帰Zスコアが得られる疾患の組合せを特定することによって、関連性シグナルに寄与する対応するpAIDの組合せを特定した(方法を参照されたい)26。ANKRD30Aを除いて、残り4個の推定上の新規な遺伝子座は、共同して、少なくとも2つ以上のpAIDと関連していた。例えば、CD40LGは、CEL、CD、及びUCで共有されていた(図1及び表1)。27個のGWSリードSNPのうち、22個は、我々の分析によって特定された関連pAID(すなわち、対応する成人表現型)の少なくとも1つに関して、GWSとしてこれまでに報告されていた(補足の表1b)12、27。IL21のアンチセンスRNA 1におけるイントロンSNPにマッピングし、IL21のすぐ上流にある、最も広く共有されている遺伝子座chr4q27:rs62324212は、10種類すべての疾患にわたって共有されていたが、そのうちの3つは新規である(THY|AS|CVID)。成人発症型又は全般型自己免疫疾患においてこれまでに判明しているGWS遺伝子座うち、50%を上回るものについて、発症が小児期の自己免疫疾患の新規な関連性を少なくとも1つ特定した(表2d及び表2c)。
いくつかのpAIDは、HLA−DRB1をコードする遺伝子座又はその近傍にマッピングする疾患特異的シグナルと有意に関連している。しかしながら、それぞれT1D及びJIAと関連する2つの最も有意なLD独立型変異体ですら、疾患特異的であり(図3C)、所与の疾患と関連する変異体が異なることを示唆する。これらの関連するシグナルのうちのいくつかは、少なくとも1つの他の自己免疫疾患によって共有されているが、疾患のいずれかと関連する単一のシグナルが、すべての他の疾患にわたって共有される事例はなく、MHCにわたるシグナル共有の複雑さがさらに強調される(図3D)。
疾患特異的再現及び交差自己免疫再現によるpAID関連遺伝子座の裏付け
報告された関連性が、独立したデータセットにおいて再現され得るかどうかを試験するために、コンピュータによる分析を行った。疾患特異的再現の3つの事例を含め、5個の推定上の新規なGWS遺伝子座のうちの4個に、名目上有意な再現による裏付けを観察した(補足の表1d)。再現された遺伝子座の中でもとりわけ、CD40LGの70Kb上流にマッピングするchrXq26.3(rs2807264)は、UC(P<4.66×10−5)及びCD(P<5.81×10−4)の両方において疾患特異的な再現、並びにAS(P<9.54×10−3)における交差自己免疫再現を観察したため、注目に値する。rs2807264は、我々の分析では、小児ASと関連しているとして特定されてはいないが、成人発症型ASが、生物学的に、独立した遺伝的病因を有する異なる疾患であり得ることは十分に文書化されている28、29。第3の疾患特異的再現(P<5.99×10−6)は、CDにおいて、ADCY7のイントロン位置にマッピングするchr16q12.1(rs77150043)シグナルについて特定された。この後者の例及びUCにおけるCD40LG遺伝子座の再現は、156回の試験に、非常に保守的なボンフェローニの調整を行った後ですら、いずれも有意であった(P<3.21×10−4)。さらに、名目上有意な全自己免疫再現シグナル(P<1.69×10−2)が、UCにおいてLPHN2の近傍のchr1p31.1(rs2066363)において観察され、再現シグナル(P<3.65×10−3)はまた、PSにおいてchr4q35.1遺伝子座(rs77150043)で観察された(補足の表1d及び表2e)。
pAID関連SNPの共有及び疾患特異的リスクに対する一部のSNPの双方向効果
27個のGWS遺伝子座のうち、81%(22個)が、複数のpAID間で共有されているという根拠を示した。これらは、77個の固有なSNP−pAIDの組合せにマッピングし、そのうちの44個は、GWSであるか又はそれに近いことが報告されていたが(P<1×10−6)、一方で33個は、新規な疾患関連シグナルを表す可能性がある(表1及び補足の表1)。PTPN22 c.1858C>T(rs2476601)は、T1Dのリスクを増大するが、この変異体は、CDに関しては保護的である17、30〜32。モデルのpAIDの組合せによって共有されているリスク対立遺伝子が、別のpAIDに対する保護と関連していた他の8個の事例を特定した(P<0.05)(図2A及び図7A)。
表1 pAID全体で逆カイ二乗メタ解析を使用して、共通のコントロールの使用に関して調整した後に、GWS(PMETA<5×10−8)に達する27個の独立した遺伝子座
CHR:染色体、SNP:dbSNP rsID、POS(Mb):hg19における位置、REGION:細胞遺伝学的バンド、A1:代替的な対立遺伝子、MAF:マイナー対立遺伝子頻度(コントロール)、GENE:候補遺伝子の名称(HNGC)、PMETA:メタ解析のP値、既知のP:公開されている相関研究からの最も低いP値。「新規」は、今回の研究で初めてGWSに達した新しい遺伝子座(太字)を表す。pAID:遺伝子座と関連付けられたpAID。(#)は、SNP−疾患の関連性がこれまでに報告されているかどうかを示す。
我々の結果を実験的及び予測的な生物学的データと統合するために、SNPアノテーションを4つのカテゴリーにキュレーションした:1)機能性:エクソンにあるか若しくは転写に影響を及ぼす変異体、miRNA標的、又はタグコピー数多型領域、2)制御性:転写因子(TF)結合部位、及びDNase過感受性部位、若しくはeQTL SNP、3)保存型:進化上拘束される位置若しくはCpGアイランドを有する変異体、又は4)これまでの文献による裏付け:自己免疫疾患若しくは自己免疫機能と関連することがこれまでに報告されている遺伝子若しくは遺伝子座。実際には、GWSリードSNP又はそれらの近傍のLDプロキシ(上流又は下流500Kb以内、1KGP−RPに基づいてr>0.8である)のうち100%が、これらのカテゴリーのうちの1つ又は複数に属する(図3A)。いずれにせよ、27個のGWS SNPのうちの大半が、転写結果を付与せず(51%は、イントロン変異体であり、28%は、遺伝子間又は上流/下流の遺伝子変異体である)、これらのSNPのうちの多くが、実際に因果関係のある変異体をタグ付けるか、又は制御機序及び/若しくはエピジェネティック機序を通じて疾患リスクに影響を及ぼすかのいずれかであることを示唆する(図3B)。
pAID関連SNPのセットが、特定のアノテーションカテゴリーに関してエンリッチであったかどうかを決定するために、それらのアノテーションの割合を、各カテゴリーについて、1KGP−RPから得られたMAFが0.01を上回るSNPのセットを10,000回シミュレーションしたものと比較した。pAID関連SNPが、生物学的疾患関連性の他の発見の中でもとりわけ、CpGアイランド(Pperm<1.0×10−4)、転写因子結合部位(Pperm<3.4×10−3)、及びmiRNA結合部位(Pperm<1.0×10−4)でエンリッチであることを見出した(図1H及び1I)。
候補pAID遺伝子は、免疫細胞型及び組織にわたって発現プロファイルを共有している
近年の研究は、遺伝子に基づく関連性試験(GBAT)により、遺伝子発見の検出力を高めることができることを示している33〜35。全ゲノムの要約レベルのPMETA値を使用して、GBAT(VEGAS33)を行った。ゲノム内の〜17,500個のタンパク質コーディング遺伝子に対するボンフェローニの調整に基づいて182個の有意なpAID関連遺伝子(シミュレーションに基づくPsim<2.80×10−6)を特定した(表3a)。この遺伝子セットの生物学的関連性を例証するために、12,000個の遺伝子及び126個の組織/細胞型からなるヒト遺伝子発現マイクロアレイデータセットにおいて、それらの転写物のレベルを試験した36。pAID関連遺伝子の発現の分布は、片側ウィルコクソン順位和検定(P<1.66×10−10)に基づいて、非免疫組織又は細胞型(ES−NI=2.10)と比べて、免疫組織又は細胞型(ES−I=4.05)において著しく高かった。すべての拡張MHC遺伝子を除外した場合も、pAID関連遺伝子の平均発現は、非免疫細胞/組織(ES−NI=0.648)と比べて、免疫細胞/組織(ES−I=1.043)で有意に高いままであった(P<1.27×10−7)。pAID関連遺伝子転写産物が免疫特異的にエンリッチであることは、成人コホートで観察されたものと同等であり12、比較してみると、統合失調症関連遺伝子は、このようなエンリッチメントを全く示さなかった(図4A)。同様の結果が、コルモゴロフ−スミルノフ(KS)検定を使用して観察された(図5D)。
フローサイトメトリーによって単離された200個を上回るマウス免疫細胞型を含む全トランスクリプトームデータセットにわたって、pAID遺伝子の発現を試験した(ImmGen37、方法及び表3cを参照されたい)。pAIDと関連する遺伝子は、免疫細胞型にわたって差次的な発現を呈し(図5E)、非免疫形質と関連する遺伝子と比較してより高く発現したが、これは、ヒト組織データで観察された結果と同様であった(図4B)。これらの「多面的」遺伝子の発現レベルは、免疫細胞型全体で多様に変化するため、凝集型階層クラスタリングを行って、同様のプロファイルを共有する遺伝子のセットを特定した。同じクラスターに属する(したがって、同様の発現プロファイルを共有する)遺伝子は、特定の自己免疫疾患又は複数の自己免疫疾患との関連性がエンリッチであることが見出された(図4Cのアノテーション付きクラスターを参照されたい)。例えば、免疫エフェクター細胞の活性化及び増殖における既知の役割を有するICAM1、CD40、JAK2、TYK2、及びIL12Bを含むクラスター1の遺伝子は、PSC、UCとの関連性に関してエンリッチであり、両方の疾患と関連しており(P<6.82×10−4、片側フィッシャー直接検定)、これらの遺伝子の発現は、CD11bリンパ系樹状細胞の小サブセットで最も高かった。これらの発見は、PSCと診断された患者の80%ほどが、UCと診断されており、PSCのリスクがUCを有する患者においておよそ600倍高いという臨床観察と一致する38、39。クラスター2の遺伝子には、IL19、IL20、STAT5A、及びIL2RAを含め、エフェクターT細胞の活性化、分化、及び増殖を制御する、いくつかのサイトカイン及びサイトカイン応答因子のメンバーが含まれ、これらのすべてが、成熟したナチュラルキラー(NK)細胞、NK−T細胞、及びT細胞、並びに好中球にわたってより広範囲に発現していた。この遺伝子クラスターは、MS(P<9.8×10−4)との関連性に関してエンリッチであり、CEL(P<0.062)、及び両方の疾患(P<3.41×10−4)ではわずかにエンリッチである。ILF3、CENPO、MED1、及びNCOA3を含む、核酸結合タンパク質をコードする遺伝子は、クラスター3でエンリッチである。このクラスターの遺伝子は、共同してSLE及びPS(P<0.03)と関連しており、B細胞40、41及びT細胞42〜44のクローン選択における早い時点での欠損が、それぞれ、これらの疾患の病因において重要な役割を果たし得ることを示した実験データ及び臨床データと一致している。
pAIDにわたる遺伝的リスク因子共有の定量化
pAIDにわたる全ゲノムのペア毎の関連性シグナル共有を特異的に試験するための新規な方法(GPS試験)を開発した(方法を参照されたい)。ジェノタイピングしたpAIDコホートからのデータのみを、この分析に使用した。45個のペア毎の組合せについてボンフェローニの調整を行った後、GPS試験により、自己免疫疾患に関するこれまでの報告において認められているいくつかのpAIDペアの間での共有の根拠が特定され、これには、T1D−CEL(Pgps<3.44×10−5)、T1D−THY(Pgps<2.03×10−3)、UC−CD(Pgps<2.36×10−3)、及びAS−PS(Pgps<8.15×10−3)が含まれた。さらに、JIA−CVID(Pgps<6.88×10−5)について、強力なGPSスコアを特定した。興味深いことに、JIA−CVID間の相関性(Pgps<7.30×10−5)及びUC−CD間の相関性(Pgps<7.32×10−4)は、MHC領域内のマーカーを除外した後の方が、より有意であった(図7B)。
最後に、immunobase(www.immunobase.org)を使用して、全範囲の自己免疫疾患にわたる共有の根拠について試験した27。この研究に固有な10個のコホート以外の自己免疫疾患を含む、SJO−SS間(P<1.30×10−28)及びPBC−SJO間(P<3.86×10−12)のものなどのいくつかの新規なペア毎の関係性とともに、UC−CD間(P<2.15×10−4)及びJIA−CVID間(P<1.44×10−6)における有意な関連性を特定した。153のペア毎での試験にボンフェローニの調整を行った後に有意であった関係性を、無向加重ネットワークを使用してプロットした(図5B及び表4)。まとめると、これらの結果は、様々な自己免疫疾患の間での遺伝子共有を裏付けるものであり、共有されているシグナルをさらに精査することにより、標的化された治療的介入が、CD40L/CD40、JAK−STAT、及びTH−TH/TH17−インターロイキンのシグナル伝達経路など、複数のレベルで適用されることを潜在的に可能にすることができる。
考察
この研究の主要な目標は、pAID全体で共有されている遺伝的病因を特定し、それらが、どのようにしてpAID感受性に共同して影響を及ぼすか及び別個に影響を及ぼすかを例証することであった。
特に、ある特定のpAID(例えば、THY、CEL、及びT1D)は、双子において高い割合の併存性及びコンコーダンスを呈し、その他のもの(例えば、CD及びUC)は家系内に集積しているため、共有されている遺伝的病因に関する知識は、共通した治療機序を突き止めるのに役立ち得る9、19、45、46。したがって、遺伝子標的(複数可)を共有する患者を特定すること、並びに患者の疾患分類とは独立して、そのような遺伝子標的の活性に影響を及ぼし得る治療剤を特定し、それによって、新しい治療法を、初めから又は薬効再評価のいずれかによって開発すること、及び突然変異が陽性の患者に対する研究を通じて開発することが、とりわけ、主な目的である。疾患の症状を緩和するか、又はpAIDに進行するのを阻害するように、相乗的に作用し得る治療薬の組合せを特定することが、目標である。
特定された27個のpAID GWS関連性遺伝子座のうち、81%が、少なくとも2つのpAIDによって共有されていた(表1及び補足の表1)。さらに、エキソサイトーシスを制御するGタンパク質共役受容体のラトロフィリンサブファミリーのメンバーをコードする遺伝子であるLPHN2の近傍にマッピングするchr1p31.1(rs2066363)を含め、27個の遺伝子座のうち5個は、これまでにGWSレベルで自己免疫疾患との関連性が報告されていなかった新規なシグナルである。このシグナルはJIA及びCVIDと関連していたが、日本人コホートにおけるPBCのマイクロサテライト研究により、LPHN2を含む100Kbの領域に対する関連シグナルが特定された47。この遺伝子座における名目上有意な再現による裏付けが、IBDコンソーシアムからの成人UCコホートにおいて特定された。JIA及びCVIDのいずれも、TNM3のすぐ下流に存在するchr4q35.1遺伝子座(rs7660520)と関連する6種類のpAID(THY|AS|CEL|SLE|CVID|JIA)に含まれる。広範なpAIDとの関連性の観察は、血清好酸球数48及びIgGグリコシル化率と相関性があるTNM3 SNPにおけるeQTLシグナルと関係している可能性があり、IgGグリコシル化率については、自己免疫疾患リスクの感受性における、IgGグリコシル化関連SNPの多面的役割を示す画期的研究によって報告されている49。3つ目の新規な関連性は、CD8+T細胞クローンによって認識される抗原をコードする遺伝子である転写因子ANKRD30Aにマッピングするchr10p11.21(rs7100025)の近傍で特定された50。炎症性疾患PS及びCDと関連する4つ目のシグナルは、chr16q12.1(rs77150043)の近傍におけるものであった。ADCY7におけるこのイントロンSNPは、アデニル酸シクラーゼ(AC)酵素ファミリーのメンバーをコードし、末梢白血球、脾臓、胸腺、及び肺組織において強力に発現され51、これは、マウスのデータにより裏付けられる52。CD40LGの近傍にマッピングし、CEL|UC|CDと関連している、5つ目の新規なシグナルであるrs34030418は、有名なTNFスーパーファミリー受容体CD40のリガンドである53、54。CD40リガンドは、CD40受容体をコードする遺伝子座が、RA及びMSにおいて確立されているGWAS遺伝子座であるため、特に有力な候補であり、細胞培養物及び動物モデルにおいて機能的に研究がなされており、近年の大規模なRA薬物スクリーニングの取組みの焦点となっていた55
GWS候補SNPのセットは、miRNA及び転写因子(TF)結合部位に関してエンリッチである。GBATを使用して遺伝子セットエンリッチメント解析56を行って、2つの周知のmiRNAファミリーmiR−22及びmiR−135aを上位候補として含む、39個の有意な(PBH<0.05)miRNAを特定した(表5a)。後者は、モデル系において、インスリンシグナル伝達及びグルコース取込みの制御因子である、IRS2を標的とすることが示されている57。候補遺伝子は、多数のTFの標的でエンリッチであり、最も有力なものはSP1(PBH<2.30×10−12)、NFAT(PBH<8.54×10−9)、及びNFKB(PBH<1.03×10−8)である。表5bを参照されたい。
GBATを使用し、DAVID58、GSEA36、IPA59、及びPathway Commons60を使用して、サイトカインシグナル伝達、抗原プロセシング及び提示、T細胞活性化、JAK−STAT活性化、並びにTh、Th、及びTh17関連サイトカインシグナル伝達において作用するタンパク質の強力なエンリッチメントを特定した(表6)。これらの中でも、JAK2シグナル伝達が特に有力であり(PBH<6.93×10−5、図6B)、これは、既知のPPIのエンリッチメント(PSTRING<1×10−20)と一致している(図6)。さらに、依然として十分に確立されていない疾患ペア(例えば、JIA|CVID)に関して遺伝的感受性が共有されていることを裏付ける証拠を発見した。CVIDが、実際には、古典的な自己免疫疾患というよりは、複雑な免疫不全の群を代表することを考慮すると、JIAとCVIDとの関連性は、注目に値する。CVIDと、すべての他のpAIDとの間の重複を、GPS(Padj<3.10×10−3)ネットワーク分析試験及びLPS(Padj<1.47×10−8)ネットワーク分析試験を使用して試験したときに、CVIDとJIAとの間の相互作用の過剰な現れが一貫して観察された(図5及び図7B)。我々の結果は、特定された27個のGWS遺伝子座のうちの70%(19個)が、少なくとも3つの自己免疫疾患によって共有されており(表1)、これには、これまでに報告されているもの(例えば、IL2RA[6]、IL12B[4])及び新規なシグナル(例えば、TNM3[6]、CD40LG[3])の両方が含まれた。さらに、TGSEAを使用することにより、予測していたTγδ、TCD4、及びNK−T細胞におけるCEL及びSLEと関連する遺伝子のエンリッチメントを強調するだけでなく、成熟した樹状細胞のセットにおいてPSC及びUCと関連する遺伝子の興味深い共同的エンリッチメントも特定された(図4C)。
pAIDにおける共有されているリスク因子の多くは、確立されている治療上の標的であるタンパク質、例えば、抗CD40L抗体及び抗CD40抗体をコードする遺伝子に影響を及ぼし54、55、本明細書において特定されたいくつかの遺伝子は、多様な生物学的作用を有し、現在臨床開発中である。結果として、薬物再展開手法により、pAIDにおける実現可能な選択肢が提示され得、その場合、これらの遺伝子ネットワーク及び経路は、優先的な様式で標的とされるであろう。
方法
罹患した対象及びコントロールを、これまでの研究61、62、63、64、65、66、67、68、69、70に記載されているように直接的に、又はThe Children’s Hospital of Philadelphia(CHOP)においてゲノムバイオレポジトリーの非特定化試料及び関連する電子医療記録(EMR)からのいずれかで、特定した。含まれたIBD、T1D、及びCVIDの症例の大部分(80%を上回る)は、これまでの刊行物に記載されている。
それぞれの研究集団の詳細について、以下に概要を説明する。各疾患コホートの有資格専門医師との相談の下、フェノムワイド関連研究(PheWAS)ICD−9コードマッピング表61、62、63、70を使用して確立された表現型マッピングに基づいて、これまでに説明されているアルゴリズムを用いて、EMR検索を行った。すべてのDNA試料は、CHOPの応用遺伝学センター(Center for Applied Genomics、CAG)において、品質管理(QC)に関して評価し、Illumina HumanHap550又はHumanHap610プラットフォームにおいてジェノタイピングした。下記の患者数は、採用したサンプルサイズの総数を指し、ここから、遺伝子解析に含めるのに必要なQC基準を通過しなかった(例えば、関係性又は低いジェノタイピング率のため)非適格試料又は遺伝子型を除外した。
IBDコホートは、年齢が2歳から17歳で祖先がヨーロッパ系であり、CDを有する1,931人及びUCを有する865人を含む、生検によって証明された疾患を有する2,796人の個体を含み、分類されないIBDを有するすべての患者は除外した。罹患した個体は、地理的に異なる4つの国の複数のセンターから採用し、これまでに報告されているように、標準的なIBD診断基準に従って、19歳の誕生日の前に診断を受けている63、65
T1Dコホートは、モントリオール、トロント、オタワ、及びウィニペグの小児糖尿病診療所で集めた267人の独立したカナダ人のT1D患者、並びに2006年9月からCHOPで募集された203人のT1D患者を含め、3人家族の核家族(罹患した子供1人と2人の親)からの1,120人の対象からなっていた。すべての患者は、自己申告で白色人種であり、年齢が3歳から17歳であり、発症時の中央値年齢は7.9歳であった。すべての患者は、診断されて以来、インスリンで治療を受けている。疾患の診断は、何らかの研究室での試験ではなく、これらの診療所の基準に基づいて行われた。
JIAコホートは、米国、オーストラリア、及びノルウェーで募集され、関節炎の発症時年齢が16歳未満の1,123人の患者が含まれた。JIAの診断及びJIAのサブタイプは、International League of Associations for Rheumatology(ILAR)の改正された基準71に従って決定され、ILAR基準から適合されたアルゴリズムに基づくツールであるJIA Calculator72(http://www.jra−research.org/JIAcalc/)を使用して確認した。標準的なQC手順及び祖先が非ヨーロッパ系のものを除外する前は、JIAコホートには、Texas Scottish Rite Hospital for Children(Dallas、Texas、USA)及びChildren’s Mercy Hospitals and Clinics(Kansas City、Missouri、USA)からの自己申告で祖先がヨーロッパ系の464人の対象;CHOPからの196人の対象;Murdoch Children’s Research Institute(Royal Children’s Hospital、Melbourne、Australia)からの221人の対象;並びにOslo University Hospital(Oslo、Norway)からの504人の対象が含まれた。
CVID研究集団は、Mount Sinai School of Medicine(MSSM、New York、New York、USA)からの223人の患者、University of Oxford(London、England)からの76人の患者、CHOPからの47人の患者、University of South Florida(USF;Tampa、Florida、USA)からの27人の患者からなっていた。各症例における診断は、これまでに説明されているように、ESID−PAGID診断基準に対して検証した73。CVIDの診断は、若年の成人(20歳〜40歳)で行われることが最も一般的であるが、CHOP及びUSFの対象のすべては、小児期に発症した疾患を有しており、一方でMSSM及びOxfordからの対象の大部分は、若年成人期で発症していた。成人で発症するCVIDを有する個体の数が非常に少なく(示されたすべての症例の5%未満)、本明細書において研究された10種類すべての疾患が、小児期での発症を示し得ることを認識し、このコホートの材料をpAIDと称することとした。
小児対象の残り(THY、AS、PSOR、CEL、及びSLE;表現型の略語の完全なリストは、表に示されている)の試料は、CHOPのバイオレポジトリーに由来するものであったが、これらには、CHOPにおいてCAGにより募集され、採用された50,000人超の小児患者が含まれる(表には、CAG小児バイオバンク内のジェノタイピングされた対象の詳細が含まれる)。これらの個体は、THY、SPA、PSOR、CEL、及びSLEの診断について診断の時点で年齢が1歳から17歳の範囲であることが確認されており、専門家によって確認される、これらのそれぞれの障害の臨床基準を満たすことが要求された。EMR検索時に、少なくとも2回以上の個別の通院(そのうち少なくとも1回が指定のICD−9診断コード(複数可)によるもの)があったことが確認された患者のみに、臨床確認を求めた。これまでに特定されており、PheWAS又はEMRに基づくGWASに使用されている、広範な有資格医師によって認められているICD−9コードを使用した62、63
年齢及び性別が一致しているコントロール対象を、CHOP−CAGバイオバンクから特定し、自己免疫又は免疫不全の障害に関する任意のICD−9コード61(http://icd9.chrisendres.com/)を有する任意の患者は除外して、選択した。CHOP及び他の共同センターの研究倫理委員会がこの研究を承認しており、書面での告知に基づく同意をすべての対象(又はそれらの法的後見人)から得た。これまでに説明されているように、標準的な方法を使用して、ジェノタイピングの前後にゲノムDNAの抽出及び試料のQCを行った64。すべての試料は、CAGにおいて、HumanHap550及び610 BeadChipアレイ(Illumina、CA)でジェノタイピングを行った。集団層別化による交絡を最小限に抑えるために、この研究には、祖先がヨーロッパ系の個体(自己申告祖先及び主成分分析(PCA)の両方によって決定される)のみを含んだ。PCAの詳細を、以下に示す。
ジェノタイピング、インピュテーション、関連性試験、及びQC。
疾患特異的QC。
各疾患特異的コホートから得られたジェノタイピング結果を、共通のコントロールから得られたデータと統合した後、Infinium HumanHap550及び610の両方のBeadChipアレイプラットフォームで共通しているSNPからジェノタイピング結果を抽出し、ジェノタイピングQCを行った。ジェノタイピング率が低い(95%未満)SNP若しくはMAFが低い(0.01未満)SNP、又は予測されたハーディ・ワインベルグ平衡(HWE;P<1×10−6)から著しく逸脱しているSNPを除外した。全体的なジェノタイピング決定率が低い(95%未満)試料又はPCAによりヨーロッパ系祖先から外れることが決定された(EIGENSTRATによって特定される標準偏差が6.074を上回る)試料を除外した。加えて、同型性(identity−by−state)分析(PI_HAT>0.1875)により決定された関係性のある個体の各ペアは一方を除外し、可能な場合には症例を優先的に保持した。
統合されたコホートのQC。
研究コホート全体にわたって全ゲノムインピュテーションの準備を整えるために、10種類のpAIDにわたる症例試料を、共通のコントロール試料と組み合わせた。ジェノタイピング及び試料のQCを、上述のものと同じ基準で繰り返し、個別のコホートのQC及び統合コホートのQCを通過した〜486,000個の共通のSNPの最終的なセットが残った。ここでも、同型性分析を行って、関係性のある試料を除去した(異なる疾患研究に動員されている可能性のある関係対象を除外するため)。さらに、PCAを繰り返し、集団から外れるものを除去した。上述のすべてのQC基準を適用した後の最終的なコホートには、合計で、10種類のpAIDを示す6,035人の患者及び10,718人の集団一致コントロールが含まれた。
統合されたQCのため、10種類すべての疾患に特異的なGWASの合計と比較して、統合されたコホートにおける最終的な症例及びコントロールの数は、「すべての症例及びコントロールの合計」よりも少なかったことに留意されたい(補足の表1a)。加えて、重複する試料の存在による交絡の可能性を回避するために、2種類以上のpAIDの診断基準に適合する個体は、サンプルサイズが小さい方の(又は最も小さい)疾患コホートに割り当てた。2回含まれた対象は存在しなかった。研究コホート内で合計160人の対象が、2種類以上の疾患の基準を満たしていたが、報告した合計6,035人の固有な対象に数えたのは1回だけであった。
全ゲノムフェージング及びインピュテーション
全染色体プレフェージングにはSHAPEIT75を使用し、1KGP−RPへのインピュテーションにはIMPUTE2(参考文献76)を使用した(https://mathgen.stats.ox.ac.uk/impute/impute_v2.html、2014年6月、ハプロタイプリリース)。いずれの場合も、ソフトウェアの開発者らが推奨するパラメーター及び他の文献に記載されているパラメーター75、76、77を使用した。ゲノム全体にわたり、5Mbの領域毎にインピュテーションを行い、続いて、関連性試験のためにデータを統合した。インピュテーションの前に、すべてのSNPを、上述の基準を使用してフィルタリングした。
インピュテーションの精度を検証するために、インピュテーション後に、名目上有意なP値に達していたSNPをランダムに選択して検証した。商用に設計されたジェノタイピングプローブは、容易に入手できなかったため、2つの別個の96ウェルプレートで、インピュテーションしたSNPマーカーの周辺の200塩基対の領域を増幅させ、配列決定するようなプライマーを設計することによって、サンガー配列決定を行った。SeqTrace78を使用して、手作業で配列及びクロマトグラムを可視化し、試験した。これにより得られた結果を、補足の表1eに提示し、これにより、99%を上回る平均インピュテーション精度が示される。
さらに、IBD対象及びCVID対象のサブセットを、続いて、Immunochip(Illumina)プラットフォームでジェノタイピングした。試料及びマーカーのQCを上述のように行った後、Immunochipで直接ジェノタイピングしたすべてのpAID GWASインピュテーションSNPのジェノタイプコンコーダンスを比較した。結果を、補足の表1fに示す。
疾患特異的関連性試験。
インピュテーション後のジェノタイプ確率を使用し、SNPTESTソフトウェア(v2.5)を用いて、全ゲノム関連試験を行った24。ロジスティック回帰を使用して、オッズ比及びベータ、95%信頼区間、並びに傾向のP値を、ジェノタイプ(0、1、又は2個のマイナー対立遺伝子)に関する補助的なコーディングを使用して推定した。常染色体領域については、スコア検定を使用し、一方でChrX上の領域については、ChrX特異的SNPTEST法Newmlを使用した。関連性試験の直後にQCを行い、INFOスコアが0.80未満のSNP、HWEのPが1×10−6未満のSNP、及びMAFが0.01未満(全体)のSNPをすべて除外した。
すべての分析において、性別及びEIGENSTRATのPCAから導出される最初の10個の主成分に条件付けを行うことによって、性別及び祖先の両方に関して調整を行った79。すべてのコホートのλGC値は、許容限界の範囲内であり、症例のサンプルサイズが最も大きいコホート、すなわち、CDに最も高い値が観察され(λGC<1.07)、これは、このデータセットに関してこれまでに報告されたことと一致する65。実際に、個別の研究において本分析に含まれたすべての非CHOP症例について、CHOPコントロールを使用したことはこれまでに報告しており、これらの個別の症例−コントロール分析では、ゲノムインフレーションが十分に制御されていたことが示されている61、62、63、64、65、66、67、68、69、70。図2C−1において、それぞれの独立したコホートについてのQQプロットを提供する。
共有されているpAID関連性遺伝子座を特定するためのメタ解析
pAID全体にわたり共有されている関連性遺伝子座を特定するために、10種類すべての個別の疾患特異的分析での関連性試験の後のQCを通過したマーカーを抜き出した後に、研究コホートのそれぞれから要約レベルで検定統計量のメタ解析を行った。共通のコントロール集団又はプールのコントロール集団を使用することによる交絡を調整するために、これまでに公開されている方法を使用して、逆加重χメタ解析を行った80
メタ解析(PLINK)の結果をLDでクランピングし、従来的な全ゲノム有意閾値PMETA<5×10−8に達している27個のLDから独立した関連性(r<0.05、リード又は最も強く関連しているSNPの上流又は下流500kB以内)を特定した。計算したメタ解析λGCは、1.09未満であったことを観察した。近年、de Bakker及び同僚らによって考察されており、いくつかの大規模なGWASの刊行物に示されているように、λGCは、サンプルサイズと関係している81。Yangらによって考察されているように、λGCは、母集団構造に起因する分散の相対的寄与及びサンプリング分散に対する真の関連性に基づく。母集団構造又は系統誤差が存在しなければ、インフレーションは、依然として、遺伝性、遺伝子アーキテクチャ、及び研究のサンプルサイズに依存するであろう82。Bakkerらの推奨に基づいて、この研究が、1,000人の症例及び1,000人のコントロールのみを含んでいた場合に予測されたであろうλGCを補間することによって、サンプルサイズに関して調整したλ1000を計算した。これはメタ解析結果にのみ行ったが、これは、症例数及びコントロール数がいずれも1,000を著しく上回っていたためである(補足の表1a)。
リードシグナルと関連するpAIDを特定するためのモデル検索
メタ解析により、少なくとも1つのpAIDと有意に関連しているSNPを特定した。各SNPが、どのpAIDと最も強力に関連しているかを決定するために、モデル又は「疾患組合せ」検索を実行した。各pAID関連遺伝子座におけるリードSNPについて、対応する症例をメガ解析で統合した場合に、最も大きな関連性検定統計量が得られるpAID疾患組合せを検索した。
それぞれの特定された関連性シグナルに寄与する可能性が最も高い疾患表現型を特定するために、R統計ソフトウェアパッケージASSET83において実装される「h型」法を適用して、網羅的な疾患サブタイプモデル検索を行った。ASSETは、ジェノタイプレベルの関連性検定のための方法(この研究で使用したh型)、及び異なる表現型にわたってSNP効果の異質性を可能にする要約レベルの修正型固定効果メタ解析アプローチ(「h形質」)の両方を提供することに留意されたい。いずれの方法も、共同して考えられる表現型のすべての組合せを網羅的に列挙し、したがって、rが、症例に割り当てられた疾患サブタイプの合計数(例えば、1種類から10種類のpAID)であり、nが疾患サブタイプの合計数(例えば、10種類のpAID)である場合の、合計を試験する。この場合、10種類の疾患のうちのn個にわたってすべての可能性のあるrを考えるため、これは、2−1(又はここでは1,023個の固有な組合せ)となることに留意されたい。ASSETアルゴリズムは、ロジスティック回帰を使用して各pAID症例の組合せを反復的に試験して、ジェノタイプ数と症例の状態との間に関連性があるかどうかを決定する。試験したそれぞれのSNPに関して、「最適な」サブタイプモデルは、ロジスティック回帰分析において共通のコントロールに対して試験した場合に、DLM法を使用してすべてのサブタイプ組合せにわたって複数回の試験について補正した後に最良の検定統計量をもたらしたpAIDの組合せである。
逆方向の効果を示すリード関連変異体の特定。
上位46個の関連する遺伝子座(PMETA<1×10−6)のそれぞれについて、リードSNPが、サブタイプモデル検索によって特定された疾患組合せに対して報告されたものとは逆の効果方向を有しており、対応する関連性P値が、少なくとも名目上の有意性(P<0.05)に達した、遺伝子座を特定した(ロジスティック回帰のベータに基づいて)。9個の事例を特定した。
候補遺伝子の優先順位付け。
リードSNPを候補遺伝子にアノテーションを行うために、以下の様式で、候補遺伝子へのマッピングを系統的に優先順位付けした。
1.SNP又は遺伝子座が、これまでに、自己免疫疾患において全ゲノム有意性で報告されていた場合、利用可能な場合には、GWASカタログ84又はImmunoBase83において特定されている候補遺伝子符号を提供した。
2.SNPが、コーディングとしてアノテーションが付いているか、又はコーディングDNA配列内に含まれる(すなわち、イントロン性又はUTR内にある)場合、この遺伝子は、変異体効果予測因子(VEP)によって特定されたものであると報告した85
3.SNPが、上流、下流、又は遺伝子間にある場合、この遺伝子は、ネットワークツールDAPPLEを用いて特定された最良の候補遺伝子を使用することによって優先順位付けした86
4.上述のもののいずれも実行可能ではなかった場合、観察されたLDブロック、並びにdbSNP又はGWASカタログに提示されている自己免疫疾患又は他の免疫関連表現型とのこれまでの関連性シグナルの根拠に基づいて、最も「可能性の高い」遺伝子を手作業でキュレーションした。
公的に入手できるリソースを使用した機能的又は生物学的アノテーション及びエンリッチメント解析。
公的に入手可能な機能的及び生物学的データベース及びリソースを使用して、リードpAID関連SNPにアノテーションを行った。インピュテーションした各遺伝子座の上位リードSNP、加えて、1KGP−RPに基づいてそのほぼ完全なプロキシ(上流又は下流500kB以内で、r>0.8として定義)のいずれも、考慮した。
以下のリソースからのアノテーション、発現、相互作用、及びネットワークデータを含んだ。
1.ゲノムマッピング及びアノテーション:SNAP87、SNP−Nexus88、Ensemble89、及びUCSC90
2.制御性アノテーション:EnCODE(TF結合部位及びDNase過感受性部位)91、GTex92(eQTL)、及び公開されているリンパ芽球細胞株eQTLデータセット93
3.機能的アノテーション:SIFT94、Polyphen95、miRNA標的部位多型96、97
4.保存的又は進化的予測:GERP98、PHAST++99、CpGアイランド100
5.文献検索:GAD101、NHGRI GWASカタログ102、dbGAP103、又は文献による裏付けについては公開されているImmunochipの研究104(http://www.immunobase.org)。
6.遺伝子発現及びエンリッチメント解析:ImmGen102(マウス)及び126個の組織にわたる全トランスクリプトーム解析104(ヒト)。
7.タンパク質−タンパク質の相互作用(PPI)データベース:DAPPLE86、STRING105
8.経路に基づく及び遺伝子セットのエンリッチメント解析:Gene Ontogeny106、Webgestalt107、Wikipathways108、IPA109、DAVID110、GSEA111、及びPathways Commons112
9.遺伝子ネットワーク分析及び可視化:候補病因遺伝子の順位付けのためのDAPPLE86及びVEP85、並びに共関連性(coassociation)に関するPubMedデータベースのテキストマイニングについてはGrail113
27個のリードSNPに関して機能的及び生物学的アノテーション(カテゴリー1〜5)を図3aに示す。アノテーションはまた、46個のGWM遺伝子座については、図4Dに提供されている。以下のアノテーション型を使用した。
1.制御性:EnCODEコンセンサスTF結合部位(T)、DNase I過感受性部位(S)、又は公開されているeQTLシグナル(E)
2.機能的:PolyPhen又はSIFTにおける既知の突然変異(A)、実験的に検証(miRBASE 18.0)及び予測(mirSNP)したmiRNA標的部位(R)、又はゲノム変異体のデータベース(DGV)によって報告されている共通のコピー数変異領域を含む領域をタグするSNP(V)
3.保存的:GERP++/phastConに基づく保存されたヌクレオチド配列(C)、又はエピジェネティックメチル化パターンと相関する既知のCpGアイランド(M)
4.文献による裏付け:候補研究により公開されている免疫疾患若しくは炎症性疾患又は免疫関連末端表現型との関連性、又はGenetic Association Database、NHGRI GWASカタログ、dbGAP、若しくはImmunochip研究において分類登録されているGWAS(L)。
27個のGWS pAID関連SNPが、所与のアノテーション型がエンリッチであったかどうかを決定することに加えて、Monte Carloシミュレーションを行って、1KGP−RPにおけるすべてのSNPから、SNP(MAF>0.01、ヨーロッパ系)を10,000回再サンプリングした。27個のリードSNPに関しては、100個のランダムにサンプリングしたSNPのそれぞれのセットについて、まず、ヨーロッパ系集団においてMAFが0.01を上回るSNPのみをフィルタリングした1KGP−RPデータセット内で、強いLD(すなわち、上流又は下流500kB以内のrが0.8を上回るLDプロキシ)の近傍のすべてのSNPを特定した。次いで、元々のSNP及び任意のプロキシSNPのそれぞれに、上述のようにそれぞれの主要なアノテーションカテゴリーに関してアノテーションを行った。任意の所与のカテゴリーについて、リードSNP又はそのプロキシのうちのいずれかにアノテーションが付いた場合には、リードSNPがアノテーションされたとして記されるように、所与のリードに対して特定されたすべてのプロキシの情報は、非表示にした。次いで、各セットにおいて100個のSNPのアノテーションの頻度を計算した。100個のSNPのセットを10,000回サンプリングし、アノテーションを行った後、各アノテーション型の並べ替えによって導出したアノテーション割合の分布を使用して、エンリッチメントP値を計算した。ここで、Nは、並べ替え回数であり、fは、pAIDセット内のアノテーションが付いたSNPの割合であり、Fは、ヨーロッパ系でMAFが0.01を上回るというマーカーのみを使用して1KGP−RPから再サンプリングした100個のSNP10,000セット全体でアノテーションが付いたSNPの割合の分布である。
効果量及び関連性の方向に基づく階層クラスタリング
ベータが効果量であると定義される、10回の疾患特異的GWASのそれぞれにおいてロジスティック回帰分析により得られた有向Zスコアを使用して、上位27個の独立した遺伝子座にわたって凝集型階層クラスタリングを行った。標準化及び正規化したZスコアを、凝集型階層クラスタリングへの入力として使用した。ウォード最小分散法を使用して、比較的一貫した遺伝子及び遺伝子座のクラスターサイズを特定した。
遺伝子に基づく関連性試験。
pAID全体にわたる遺伝子重複に対する関心を考慮して、遺伝子座及び表現型の異種性に非感受性である、疾患非特定様式で、pAIDと関連する遺伝子の特定を試みた。セットに基づく方法であるVEGAS114を使用して、GBATを行った。入力としては、ゲノムにわたる10種類のpAIDに対するプールの逆χメタ解析から得られた名目上のPMETA値を、VEGASの入力要約統計量として使用し、どの特定の疾患がモデル検索分析で特定されたかは考慮しなかった。SNPを遺伝子領域に割り当て、10回のシミュレーションを行って、VEGASの文書に記載されているように、遺伝子に基づくP値を推測した。試験したおよそ17,500個の遺伝子に対するボンフェローニの調整に基づいて、有意な候補遺伝子を特定するためのPsim<2.8×10−6と、0.0205未満のq値に相当する偽発見率(FDR)という2つの閾値を使用したが、後者は経路及び遺伝子セットのエンリッチメント解析にのみ使用した。
組織特異的遺伝子セットのエンリッチメント解析。
ほとんど例外なく、自己免疫疾患において病因的役割を有することが知られているほとんどの遺伝子は、免疫組織又は免疫関連組織において、分子プロセス又は細胞内プロセスを制御することが示されている。候補のpAID関連遺伝子が、自己免疫疾患の生物学的様態と関連している場合、これらの遺伝子の発現は、平均して、免疫組織又は免疫関連組織全体で(非免疫関連組織における発現と比較して)高くなることが予測されるであろう。したがって、GBATによって特定された候補pAID関連遺伝子の発現を、様々な組織における非候補遺伝子のものと比較した。
多数の免疫組織及び免疫細胞を含む、126個の組織及び/又は細胞型にわたって12,000個を上回る固有な遺伝子の要約レベルの正規化された遺伝子発現レベルからなる公的に入手可能なデータセットを使用して、広範なヒト組織においてトランスクリプトームの発現をキュレーションした104。処理済みのデータセット「平均発現データマトリックス」をダウンロードした。
126個の固有な組織にわたって、GBATによって特定されたpAID関連遺伝子の転写産物の発現の中央値又は累積分布が、それぞれ、片側ウィルコクソン順位検定又は片側コルモゴロフ−スミルノフ(KS)検定を使用して、データセット内の残りの転写産物のものよりも高かったかどうか試験した。組織特異的な遺伝子発現ES値を計算したが、これは、pAID関連遺伝子の転写産物発現における相対的なエンリッチメントを、データセット内の残りの遺伝子の転写産物のものと比較することによって得られる−log10(P値)である。この試験は、組織毎に行って、KSのES値セット及びウィルコクソンのES値セットを得た。この組織毎の分析は、(1)GBATにより得られたpAID関連遺伝子の全セットに対して行い、(2)遺伝子が拡張MHC(chr6:25〜34Mb)にわたる場合は除外した。
126個すべての組織型について、図4a及び5D及び5Eに示されるように、ウィルコクソン検定又はKS検定のいずれかにより得られたES値を、それぞれの検定統計量について降順でプロットすることによって、二次的な免疫対非免疫の比較分析を行った。これらの図面において、各点は、単一の組織を表し、以前に示したように、免疫(赤色)又は非免疫(青色)のいずれかでその分類に従って色付けされている86
全体的なES値が、非免疫組織よりも、免疫組織において高いかどうかを正式に試験するために、組織毎のES値のベクトルに対してウィルコクソン順位和検定及びKS検定の両方を行って、免疫組織に由来するものと非免疫組織に由来するものとを比較した。免疫組織全体で観察されたエンリッチメントが、特異的なものであり、GWASにより特定されたいずれのシグナルにとっても一般的なものではなかったことが判明した。一方がCDに関し、もう一方が統合失調症に関する、2つの候補遺伝子セットにおいて、NHGRI GWASカタログからこれらの2つの表現型に関連するすべての遺伝子を特定することによって、この分析を繰り返した。
免疫細胞遺伝子セットのエンリッチメント解析。
免疫系の細胞は、機能及び遺伝子発現が極めて多様である。pAID関連遺伝子の発現をより正確に評価するために、特定の免疫細胞サブタイプにわたって、並びに異なる発症時点において、pAID候補遺伝子のmRNA発現を試験した。
ImmGenは、公的に入手可能な高品質なマウス遺伝子発現データセットを提供している。ImmGenのデータセットは、FACSによって分類され、少なくとも3重にアッセイされた、異なる系統にわたる複数の発生段階の226個のマウス免疫細胞型からなる。標準的なQC及び分位点正規化法を、ImmGenによって説明されているように、データセットに適用した102。全転写産物セットは、ヒト基準ゲノムのhg18/build36においてアノテーションが付いている遺伝子に基づいて、ヒトトランスクリプトームにおいて14,624個のホモログにマッピングしたが、この基準ゲノムは、遺伝子発現データを照合するために使用した。
細胞型のうちの一部は、遺伝子改変動物に由来しており、それらの細胞型の分析により得られる結果は解釈が困難であることが予測されたため、それらの細胞株は分析から除外した。分析に使用した細胞型の完全なリスト、及びカテゴリー別分析で各細胞型を割り当てたカテゴリーは、表3cに示される。このデータセットを使用した後続の分析には、合計176個の固有な細胞株が残った。
ヒトデータセットと同様に、pAID関連候補遺伝子転写産物の発現を、試験したそれぞれの免疫細胞型のデータセット内のアッセイした残りの転写産物のものと比較することによって、ES値を計算した。相対的な遺伝子発現のES値の分布を、試験した利用可能な細胞型のすべてからのES値の範囲にわたる密度プロットとして、プロットした。GBATによって特定された候補pAID遺伝子の完全なセットを使用して得られた結果、又は拡張MHC内の遺伝子を除外した場合に得られた結果を、比較した。これが、単純に、選択のバイアスによる結果ではなかったことを確認するために(GWASは、サンプリングが良好であるかジェノタイピングが密であるゲノムにわたる領域又は遺伝子に対してバイアスがかかっている可能性があるため)、結果を、CD、統合失調症、体格指数、及びLDLコレステロールについてGWASカタログ(上述)からキュレーションした遺伝子リストを用いて得られたものと比較した。
pAID関連候補遺伝子が、一部の免疫細胞型において、他のものよりも高いレベルで(トランスクリプトーム内の残りの遺伝子と比べて)発現するかどうかを決定するために、ImmGenによって提供されている表面マーカー発現及び組織単離の詳細に従って、免疫細胞型を定義した。一部のカテゴリーは、発生段階又は系統に基づいて、サブカテゴリー(例えば、B細胞及びT細胞)にさらに分割し、合計で16個の重複しない細胞型カテゴリーにした。細胞型カテゴリーにわたって結果を比較するために、各細胞型のES値の順位の分布をプロットし、各細胞型が属するカテゴリーに応じて結果をビニングした(ここでも、拡張MHC領域あり又はなしのいずれかで分析を行った)。
特定の免疫細胞型にわたる多面的自己免疫疾患関連遺伝子の発現プロファイリング。
サブタイプモデル検索、これまでに公開されているImmunochip微細マッピング研究、又はそれらの組合せにおいて、少なくとも3種類の自己免疫疾患で特定された遺伝子(例えば、JIA及びUCと関連していると特定されたが、これまでにImmunochip分析により円形脱毛症の候補遺伝子と特定されている)の発現をプロファイリングした。217個の多面的な候補遺伝子を特定し、そのうちの191個が、ImmGenデータセット内の固有の遺伝子転写物にマッピングできた。
176個すべての免疫細胞型にわたってウォード最小分散法を使用して、191個の候補遺伝子転写産物からの遺伝子発現レベルのマトリクスを用いた凝集型階層クラスタリングを行った。系統樹に示されている遺伝子及び細胞型は、教師なしの階層クラスタリング分析の結果に基づくものであり、4つの主要な細胞群及び6つの主要な遺伝子群を表す。
類似の免疫細胞発現プロファイルに基づいてクラスタリングされた遺伝子が、同じ疾患(複数可)と関連する可能性があるかどうかを試験した。具体的には、ある遺伝子のセットがクラスターi(C)に分類される1つ以上の自己免疫疾患と関連すると考え、帰無下において観察される予測確率値が、超幾何分布によって得られるように、これらの遺伝子が疾患j(D)とも関連する可能性の増大が存在する(すなわち、このクラスター内に見出されない遺伝子と比較して、そうなる可能性が偶然に予測されるよりも高い)かどうかを求めた。細胞数には小さいものもあり、aがb、c、又はdよりも大きくなる事例を特定することのみが関心対象であったため、片側フィッシャー直接検定を使用した。まず、すべての特定されたクラスターにわたって18種類の自己免疫疾患のそれぞれについて試験し、名目上の有意性及びボンフェローニの調整を行った後の有意性を、それぞれ、P<0.05及びP<5.6×10−4とした。少なくとも2つの疾患が名目上の有意性又はわずかな有意性に達したすべてのクラスターについて、P<0.05において、両方の疾患と関連する遺伝子の過剰な現れがあったかどうかについても試験した。
PPI及びネットワーク分析。
DAPPLE86:27個のGWS又は46個のGWM候補領域のいずれかのセットにおいて、PPIを特定した。入力シードは、各候補領域内で最も有意に関連しているSNP(hg19に基づく)の上流及び下流100kBの配列として定義した。他の入力パラメーターとしては、制御領域の長さ50kB、共通の相互作用因子の結合度のカットオフが2、及び以下に指定される既知の遺伝子:IL23R、PTPN22、INS、NOD2、DAG1、SMAD3、ATG16L1、ZNF365、PTGER4、NKX2−3、ANKRD55、及びIL12Bが含まれた。エンリッチメントネットワーク統計量を正確に計算するために、並べ替えを10,000回行った。シードスコアPdappleを使用して、ネットワークプロットにおけるタンパク質ノードを色分けした。
STRING105:ホモサピエンスのPPIデータベースを使用して、次の3つのリストのうちの1つを照合した:(1)GWS遺伝子座、(2)GWS及びGWM遺伝子座、又は(3)JAK−STAT経路において重要なタンパク質にエンリッチであることが示されたGBATによって特定された遺伝子のリスト。PPIエンリッチメントの根拠を、ヒトゲノムにおける残りの遺伝子に予測される結果と比較して、これらの照合に基づいて評価し、報告した。直接的に接続されたタンパク質候補のネットワークプロットを生成した(図6A〜6Cは、「根拠」プロットのオプションを示す)。
経路及び遺伝子セットのエンリッチメント解析。
Webgestalt107:経路及び遺伝子セットの分析については、ウェブに基づくツールであるWebgestaltを使用して、共有されているTF結合、miRNA標的結合部位、並びに特定のGene Ontology及びPathway Commonsのカテゴリーにおけるエンリッチメントの根拠を試験した。この分析の入力としては、GBATからのすべてのリード遺伝子(FDR<2%)が含まれた(一貫性のため、以下の他の経路アノテーションデータベースに関するものに類似)。
DAVID110:有意な遺伝子の機能的アノテーション解析のためにバイオインフォマティクスのウェブツールDAVID(v6.7、http://david.abcc.ncifcrf.govで入手可能)を使用した。遺伝子に基づく関連性分析であるVEGASにおいてFDRが2%未満の有意な遺伝子を、DAVIDの入力として使用した。DAVIDにより、超幾何学的試験に基づく機能的アノテーションタームの過剰な現れの分析を行い、複数の試験について調整した。この分析の結果を、他の方法によって得られた結果と比較するために、BioCarta、KEGG経路、及びGO_BP_FATを、遺伝子セットの定義ファイルとして使用した。
IPA109:IPAソフトウェア(http://www.ingenuity.com/)を、カノニカル経路及びネットワーク分析に使用した。VEGASの出力が有意であったすべての遺伝子(FDR<2%)をIPA分析で入力した。IPAコア分析において、直接的及び間接的の両方の関係性を含む、Ingenuity Knowledge Base(Genes Only)を基準セットとして選択した。ヒトにおける関係性及び実験で観察された関係性のみのフィルタリング設定を使用した。カノニカル経路に関する情報は、IPA出力から得られた。
GSEA115、116:すべての遺伝子を使用してVEGASによって得られた−log(P値)に基づいて生成した事前に順位付けした遺伝子のリストを入力として使用して、GSEAソフトウェア(http://www.broadinstitute.org/gsea)を用いて遺伝子セットのエンリッチメント解析を行った。分析には以下の設定を選択した:並べ替えの回数5,000回、エンリッチメント統計量は加重、遺伝子セットの最大数500、遺伝子セットの最小数15、及び正規化あり。
疾患間の遺伝子共有分析。
任意の2種類の自己免疫疾患間において、遺伝的リスク感受性における重複の程度を試験するために、以下の統計学的尺度を開発及び/又は実装して、疾患間の遺伝子共有を定量化した。
1.LPS試験。2種類のpAIDが偶然に生じることが予測されるであろうものよりも多くの共通の遺伝子座を共有しているかどうかを評価するために最適化されている。スコアは、遺伝子座の多くが疾患特異的である場合、疾患ペアに「ペナルティを付与する」。この試験は、疾患が共通した特定の候補遺伝子又は関連遺伝子座を共有するかどうかに関するデータが判明している場合にのみ有用である。
2.GPS試験。任意の2つのpAIDにわたって観察された全ゲノムの関連性検定統計量のセット間の相関性を評価するために最適化されている。この試験は、選択される遺伝子セットから独立しており、したがって、入力データの有意性「閾値」を定義するために何らかの任意法を使用する必要がないため、有益である。
LPS分析。
任意の2つの疾患DとDとの間の類似性を、DとDとが独立した遺伝的リスク関連性(すなわち、遺伝子座、SNP、又は候補遺伝子)を共有する程度に基づいて定量化するために、以下のモデルを考察した。
所定のGWAS有意性閾値(例えば、GWS又はGWM)に達したとして特定された、候補遺伝子、関連遺伝子座、又はLD独立性SNP nのリストを、共有が予測又は仮定される疾患のセット(すなわち、この研究におけるすべての自己免疫疾患及びImmunoBaseによって分類されているImmunochipでの研究で報告されたもの83)に関して、1つ又は複数のSNPにわたり、nから開始した。
任意の2つの疾患D及びDについて、所与の候補遺伝子又はSNP xを、次の4つの方式のうちの1つに固有に分類することができる:D及びDと関連している(n11)、Dのみと関連している(n12)若しくはDのみと関連している(n21)、又はDともDとも関連していない(n22)。上位の関連性の任意の所与のリスト(すなわち、n)については、4つの可能性のある分類全体での分布を、以下のように表にすることができる。
ここで、n11+n12+n21+n22=nとなり、D(関連あり)又は(関連なし)は、それぞれ、SNP xが、そのマーカーと関連しているか関連していないかを意味する。
このリストnからのSNP xが、D又はDのいずれかと関連している確率Pは、任意の2つのpAID D及びDに関して、以下のように表すことができる。
したがって、xが実際に2つの異なる疾患サブタイプと関連しているはずである頻度は、n(P)により得られ、重複する関連性が観察される数は、n11によって表される。したがって、帰無仮説Hにおいて、所与の疾患ペアD及びDに関して、D及びDの両方によって共有されている予測された関連の数と試験したすべてのものに観察された関連の数(n)との間の差の分散は、正規分布に従うはずである。
片側Z検定を使用して、D及びDが、偶然によるものよりも多くの関連性を共有することはないという帰無仮説の下で正規分布を想定して、重複の程度が予測されたものよりも有意に大きかったかを試験した。ボンフェローニの調整を使用して、45個のペアでの疾患−組合せ試験に関して補正を行った。
GPS分析。
GPS試験は、2つのpAIDが、遺伝的に関係しているかどうかを決定する。i番目のSNPについて、SNPが、実際に1つの疾患と関連している場合にはX=1となり、そうでなければX=0となる。同様に、Yは、SNPがそのペアの他方の疾患と関連しているかどうかの指標として定義される。したがって、(X,Y)=(1,1)を有するSNPが偶然に生じることが予測されるであろうものよりも多い場合、これらの疾患が、遺伝的に関係していると考えることができる。これは、X及びYの独立性を試験することを意味する。
しかしながら、X及びYを直接的に観察するのではなく、代わりに、2種類の疾患で2回のGWAS研究から得られるP値U及びVを観察する。X=1である場合、P値Uは、小さくなる傾向にあり、そうでなければUは均一に分布し、同じことが、Y及びVにも当てはまる。U及びVが独立している場合、X及びYも同様に独立しているはずである。したがって、P値が依存しているかどうかを試験することによって、遺伝的関係性を試験することができる。
ほとんどの既存の方法は、U及びVを使用して遺伝子共有を試験するために、全ゲノムデータセットの有用性を利用しない可能性がある。この制限に対処するために、遺伝子関係性を検出するための新規な閾値なしの方法を開発した。検定統計量は、
によって定義され、式中、nは、SNPの合計数であり、Fuv(u,v)は、経験的な二変量分布関数(U,V)であり、F(u)及びF(v)は、それぞれ、経験的な一変量分布関数U及びVである。直感的に、Dの分子は、U及びVが、実際に独立していれば、それらの二変量分布は、一変量分布の積に等しくなるという事実より証明される。Dの分母は、試験が、非常に弱い相関性であってもそれを検出することができるようにする。遺伝子共有が存在しないという帰無仮説の下において、Dが、標準的なランダム指数変数の逆平方根に近似して分布することを示すことができる。これにより、P値を計算するための分析式が得られる。有意性の閾値は必要ないことに留意されたい。
Dの漸近帰無分布は、ゲノムにわたって試験した遺伝子マーカーが、統計学的に独立しているという仮定の下で導出される。したがって、試験を適用する前に、疾患の各ペアに関してSNPを減らした。各疾患ペアに対して逆χメタ解析を行い、得られたP値を、上流及び下流500kBの領域内でr<0.5の閾値を使用して、減らした。これにより、分析した各疾患ペアで約800,000個のSNPが残った。よりストリンジェントなr閾値(例えば、r<0.3又は0.2)を使用することで、同等の結果が得られた。
遺伝子座特異的共有試験により得られた結果の無向加重環状ネットワーク可視化
グラフの図において、自己免疫疾患(ノード)間のペアでの関係性は、エッジによって表され、これらの重みは、LPS検定統計量の規模によって決定される(R統計ソフトウェアパッケージ、qグラフ)。特に、エッジの幅及び密度は、検定統計量を標準的に変換したものであり、色は、検定統計量の方向が正の方向(青色、予測したよりも共有が多いことを意味する)か負の方向(赤色、予測したよりも共有が少ないことを意味する)かを示す。グラフは、45個のペア毎の相互作用から構築されているが、簡素性及び可視化の改善のために、ボンフェローニの調整後又は名目上の(図7)有意性閾値(P<0.05)に達したペア毎の相互作用を表すエッジのみを示した。ノードは、フルシャーマン・レインゴールドのアルゴリズムに基づき、力の方向を示すレイアウトに基づいて配置されている。
これまでに公開されている自己免疫疾患コホートデータセットを使用した新規なpAID関連遺伝子座のコンピュータによる再現。
再現セットI:以下のデータセットを、第1の再現セットで使用した:CASP117、CIDRセリアック病118、NIDDKクローン病119、Wellcome Trust Case Control Consortium(WT)クローン病及び1型糖尿病120、WT潰瘍性大腸炎121、並びにWT強直性脊椎炎122。これらのデータセットは、dbGaP又はWellcome Trust Case Control Consortiumを通じて入手した。検出力を最大化するために、7つの利用可能なデータセットのすべてにおいて、12個の有意なSNPのそれぞれの再現を探求した。すべての結果は、表2eに要約する。
各データセットを、次のように厳しいQCフィルタリングに供した:遺伝子データに基づいて関係性があるとみられる個体、10%を上回る欠落データがある個体、報告された性別がX染色体に対して観察されたヘテロ接合体率と一致しない個体、並びに祖先がヨーロッパ系でない個体を除外した。
さらに、10%を上回る欠落がある変異体、HWEに存在しない変異体、表現型と有意に相関する欠落がある変異体、及びMAFが0.005未満の変異体を除外した。元々のデータセットで観察されていなかった、再現しようとしている変異体に、IMPUTE2(参考文献123)及び1KGP−RPハプロタイプデータ124を使用して、インピュテーションを行った。これらの研究のほとんどによってこれまでに考察されていたX染色体にわたるマーカーを、XWASツールセット125、126を使用して再度分析した。
再現−関連性分析を、PLINKで実装されるロジスティック回帰によって行った127。EIGENSOFT128を使用して計算した上位10個の主成分を、CASPを除くすべてのデータセットの共変量として追加した。ここで、集団層別化は観察されなかった。
再現セットII:第2の再現セットは、以下のデータセットからなっていた:関節リウマチメタ解析129、IBDG潰瘍性大腸炎メタ解析130、IBDGクローン病メタ解析131、全身性紅斑性狼瘡GWAS132、及びSLEGEN133。これらのデータセットからの個体は、祖先がヨーロッパ系のものであった。元々の研究からの要約統計量は、公的に入手可能であり、これを、再現分析に使用した。QC手順及び関連性分析に関する詳細は、元々の研究から得ることができる129、130、131、132、133
再現セットI及びIIのLDに基づく再現:LDにあったSNPにおける再現をさらに評価し、有意なSNPは発見セットにあった。各関連SNPについて、元々のSNPから500kb以内のLDのSNPのリスト(r>0.5)は、1KGP−RPを使用してSNAP87から得た。
本文及び方法において記載され、参照される表のリスト
補足の表1:10個の研究コホート及び小児自己免疫疾患と関連付けられた27個のGWS遺伝子座。
(a)10個のpAIDコホート及び共通のコントロール。女性対象と男性対象との比(F:M)、並びに各コホートの、主要組織適合領域(MHC)領域内のマーカーあり及びなし(exMHC)のいずれかで計算した逆カイ二乗メタ解析から得られたゲノムインフレーション因子(λGC)。λGCは、1000人の症例及び1000人のコントロールの予測研究コホートに合わせて調整(λ1000)。
(b)27個のGWS候補遺伝子と関連する自己免疫疾患。新規な遺伝子座は、アスタリスクで示す。赤色の長方形は、独立したデータセットにおけるコンピュータでの再現の事例を示す。
(c)5個の推定上の新規なGWS遺伝子座のコンピュータによる再現。略語:CHR:染色体、SNP:rsID dbSNP 138、位置:hg19における位置、遺伝子:候補遺伝子の名称(HGNC)、領域:細胞遺伝学的バンド、P_META:疾患特異的GWASロジスティック回帰P値、P_REP:指定のデータセットにおける疾患特異的再現P値、AI−D:再現コホートの自己免疫疾患
(d)27個のGWS遺伝子座のセットのそれぞれのカテゴリーにわたる重要な属性を表にする要約統計量(詳細は本文を参照されたい)。略語:Num:数、prev:以前
(e)ランダムに選択した5個のインピュテーションSNPのサンガー検証の結果
(f)Immunochipでジェノタイピングした選択された試料のインピュテーションコンコーダンス
補足の表1a:10個のpAIDコホート及びこの研究で特定された27個の全ゲノムで有意な遺伝子座
補足の表1b:10個のpAIDコホート及びこの研究で特定された27個の全ゲノムで有意な遺伝子座
補足の表1c:10個のpAIDコホート及びこの研究で特定された27個の全ゲノムで有意な遺伝子座
補足の表1d:10個のpAIDコホート及びこの研究で特定された27個の全ゲノムで有意な遺伝子座
補足の表1e:ランダムな試料にわたってサンガー配列決定によって評価したインピュテーションしたSNPのインピュテーションコンコーダンス
補足の表1f:immunochipプラットフォームでも直接的にジェノタイピングした試料のインピュテーションコンコーダンス;CVID(269人の対象)
**全重複SNPは、マイナー対立遺伝子頻度が0.01を上回り、個別の欠落が0.05未満であり、ジェノタイピング率が0.95を上回り、ハーディ・ワインベルグが1e-06を上回るSNPを保つように、プラットフォーム及び試料の両方に関してQCフィルタリングした後のものであることに留意されたい。
***インピュテーションのカラムは、分析から、両方のプラットフォームにおいて直接ジェノタイピングしたSNPは除外するが、これは、ichipジェノタイプでインピュテーションコンコーダンスを厳密に評価するためである。
表2a:GWM有意性(PMETA<1×10−6)に達した46個のpAID関連遺伝子座。表内の略語:CHR:染色体、SNP:dbSNP rsID、位置(Mb):hg19における位置、領域:細胞遺伝学的バンド、A1:代替的な対立遺伝子、MAF:マイナー対立遺伝子頻度(すべて、症例、又はコントロール;症例は、pAIDのカラムに示されている疾患からの対象を指す)、遺伝子:候補遺伝子の名称(HNGC)、PMETA:リードSNP(複数可)のメタ解析P値、既知のP:GWASカタログ又は公開されているImmunochip研究におけるアノテーションに基づくすべての公開されている自己免疫疾患のGWASによるこれまでに報告されている最も低いP値、「新規」は、今回の研究で始めてGWSに達した新しい遺伝子座(太字)を表す。pAID:モデル検索に基づいて遺伝子座と関連していることが特定されたpAIDの組合せ。(#)は、SNPが、GWSで所与の疾患と関連しているとこれまでに報告されているかどうかを示す。

表2a:GWM有意性(P_META<1×10-6)に達した46個のpAID関連遺伝子座
表2b: GWASカタログ及びImmunochipデータセットにおいてこれまでに報告されている上位46個の遺伝子座との関連性。
表2c:pAIDにわたる効果方向の異質性の根拠を伴うリード遺伝子座の詳細な情報。略語:SNP:rsID dbSNP 138、遺伝子:候補遺伝子の名称(HGNC)、領域:細胞遺伝学的バンド、A1:ロジスティック回帰において使用した代替的な対立遺伝子、pAIDs_モデル:モデル検索に基づいてこのSNPと関連しているpAID(複数可)、BETA(SE)_モデル:モデル検索において特定された疾患からの症例を組み合わせたロジスティック回帰に基づくSNPの効果量及び標準誤差、pAID:サブタイプ検索によって特定された疾患群のものとは逆の効果方向を示す疾患、BETA(SE):逆の効果方向を有することが見出された疾患に対するSNPの効果量及び標準誤差、P値:疾患特異的GWASのP値。
表2c
表2d: 27個のGWS及び46個のGWMリード遺伝子座のセットに関して表にした重要な要約の属性
表2e: PMETA<1×10-6に達した12個の推定上新規なpAID関連遺伝子座のコンピュータによる再現の結果。
表3a:遺伝子に基づく関連性試験(GBAT)によって特定された有意に関連している遺伝子。略語:CHR:染色体、nSNP:この遺伝子にマッピングするSNPの数、開始/終了:build hg19における遺伝子の開始又は終了位置、遺伝子:候補遺伝子の名称(HGNC)、PGBAT:シミュレーションに基づく遺伝子関連性試験のP値、PBest SNP:この遺伝子にマッピングするSNPの最も有意なメタ解析P値、データセット:Best.SNP:最も低いP値を有する領域内のリードSNP、検定:GBATの検定統計量、q値:FDR q値。
表3a
表3b: pAIDと関連する遺伝子の発現は、免疫組織においてエンリッチである。pAID関連遺伝子セットに対するTGSEAウィルコクソン順位和検定の結果の平均ES値及びP値。
表3c: 含まれた細胞系統及び発生段階毎のImmGen(マウス)細胞株。
表4a: 全ゲノムでのペア毎の共有分析によって特定された有意なpAIDペア。
表4b: 遺伝子座特異的なペア毎の共有分析によって特定された有意な自己免疫疾患ペア。
**MHC全体での利用可能なデータが限られていたため、拡張MHC内の候補遺伝子は、この分析には含めなかったことに留意されたい。
表5: マイクロRNA標的(a)及び転写因子(b)のコンセンサス結合部位標的遺伝子セットのエンリッチメント解析。
表6a: PPI及び生物学的経路(wikipathways及びpathways commons)遺伝子セットのエンリッチメント解析。
表6b: pAID関連候補遺伝子がエンリッチであったWikipathwaysモジュール
表6c: pAID 関連候補遺伝子がエンリッチであったPathways commonsモジュール
表7a及び表7b: Dapple(a)及びString(b)におけるPPI分析から得られたネットワーク統計量。Dappleについては、連結性のネットワーク統計量の尺度に関して、予測数(予測されたもの)、観察数(観察されたもの)、及び並べ替えにより導出されたP値を提供する。Stringについては、(A)GWS遺伝子座、(B)GWS及びGWM遺伝子座、並びに(C)JAK-STAT経路内のものと重複するpAID候補遺伝子によってコードされる、候補タンパク質の観察(観察された)相互作用及び予測(予測された)相互作用、並びにエンリッチメントP値(ゲノムバックグラウンドに対する)を示す。
表7c: DAVID、IPA、及びGSEAで共有されているpAID遺伝子がエンリッチな有意な経路及び生物学的プロセス。GBATによって特定された候補pAID関連遺伝子の有意なエンリッチメントを示す生物学的経路。点数は、それぞれ個別の経路データベース分析法のP値に対応し、順位でプロットされており、縦軸の値が3つの経路データベースのフィッシャーメタ解析スコアに対応する灰色の境界線で囲まれている。
表8: 表現型略語のリスト。
表9a: この研究に適格なCHOPのバイオレポジトリーでジェノタイピングした対象
表9b: CHOP EMRに基づいて最初に対象をフィルタリングするために使用したICD9の診断及び検索ターム
注意:ICD9コードを、患者診断によるEPIC-SQL症例特定に使用した[%=ワイルドカード(0以上の文字)、_=ワイルドカード(1文字)]
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実施例II
AIDの治療に有効な治療薬を特定するためのスクリーニングアッセイ
本明細書において上述の情報は、1つ又は複数の自己免疫疾患(pAIDを含む)の発症しやすさの増大に関する患者の診断、及び治療的介入に、臨床的に応用することができる。本発明の実施態様は、本明細書に記載された情報を患者に対して臨床的に応用することを含む。マイクロアレイを含む診断用組成物、及び方法は、AIDを発症する可能性を評価するために、患者に由来する核酸において本明細書に記載されるSNPを特定するように設計することができる。これは、患者がクリニックに到着した後に生じ得る。患者を採血し、本明細書に記載される診断方法を使用して、臨床医は、実施例Iに記載されるように単一ヌクレオチド多型などの遺伝子改変を検出することができる。患者試料から得られた情報は、任意選択的に、評価の前に増幅させてもよく、これを、AIDの発症しやすさが増大若しくは減少した患者を診断するために使用してもよく、又はこれまでにAIDと診断されている患者における治療を導くために使用してもよい。本発明の診断方法を行うためのキットもまた、本明細書に提供される。このようなキットは、本明細書に提供されるSNV/SNPのうちの少なくとも1つを含むマイクロアレイ、並びに上述のように患者試料を評価するのに必要な試薬を含み得る。
AIDに関与する遺伝子の同一性及び患者の結果は、どの変異体が存在しているかを示し、また、これらを使用して、AIDを発症するリスクを有するもの又はそのリスクが改変されているものを特定することができる。本明細書に提供される情報により、疾患が進行している中、これまで可能であったものよりも早期な治療的介入が可能となり得る。さらに、本明細書において上述のように、補足の表1bに列挙され、本明細書の表に示されている遺伝子は、全ゲノム有意性(GWS)のレベルで、1つ又は複数のpAIDと関連することが示されたが、一方で、追加のセット(表2b)は、全ゲノムでわずかな有意性(GWM)のレベルで1つ又は複数のpAIDと関連することが示され、これらの遺伝子は、したがって、自己免疫障害の治療に有効な新しい治療剤の開発の新規な標的をもたらし得る。
実施例III
AIDと関連する症状を緩和するための試験及び治療方法
AID(pAIDを含む)を有する個体を治療するため、例えば、疾患の兆候又は症状を緩和するために、本明細書の表に開示される遺伝子を標的とする好適な薬剤を、患者に治療的利点を提供するために組み合わせて投与することができる。このような薬剤は、有効量で投与すべきである。
まず、生物学的試料又はジェノタイピング情報が、患者から得られるであろう。試料中に存在する核酸から収集した遺伝情報が、次いで、1つ又は複数のAIDの発症と関連する核酸を含む、AID SNV/SNPの存在又は不在に関して評価されるであろう。AIDの存在を示すこれらのSNVの存在は、罹患遺伝子の同時特定と合わせて、どの治療剤が適しているかに関する指針を臨床医に提供する。全治療用量(1回、又は2つ以上の標的を調節する場合には複数回用量)は、単回用量として対象に投与してもよく、又は複数/別個の用量をより長い期間にわたって、例えば、1日投薬量の投与を可能にするように1日の期間にわたって、若しくは所望される期間にわたって用量を投与するようにより長期間にわたって、投与する、分割治療プロトコルを使用して投与してもよい。当業者であれば、対象において有効な用量を得るために必要なAID剤の量が、対象の年齢、体重、及び一般的な健康状態、並びに投与経路及び施される処置の回数を含む、多数の要因に依存することを理解するであろう。これらの要因を考慮して、当業者であれば、AIDを有する個体を治療するのに有効な用量を得ることができるように、具体的な用量を調整するであろう。
AID治療剤(複数可)の有効用量は、投与様式、及び治療を受ける個体の体重に依存するであろう。本明細書に記載されている投薬量は、一般に、平均的な成人用のものであるが、小児の処置用に調整することができる。用量は、一般に、約0.001mg〜約1000mgの範囲となろう。
AIDを罹患している個体、特に、その疾患のより重度の形態を罹患している個体において、AID治療剤の投与は、例えば、そのような疾患を治療するための従来的な薬剤と組み合わせて投与した場合に、特に有用であり得る。当業者であれば、AID治療剤(複数可)を、単独又は組み合わせて投与し、肺、腸、甲状腺、炎症性機能判定、放射線学、免疫学的アッセイなどの常套的な方法、又は示される場合には組織病理学的方法を使用して、そのような治療の有効性を監視するであろう。AIDの治療のための他の従来的な薬剤としては、ステロイド、又は疾患に伴う症状を緩和する他の薬剤の投与が挙げられる。
薬学的調製物の投与は、好ましくは、「有効量」で行われ、これは、個体に利益を示すのに十分なものである。この量は、患者における少なくとも1つのAIDの症状を予防、緩和、減少、又はそれ以外ではその重症度を低減する。
本発明の好ましい実施態様において、本実施例において開示される医薬品をコンビナトリアル手法で使用する、AIDの相乗的な治療のための方法が、提供される。有利なことに、本発明の相乗的方法によって、哺乳動物宿主におけるAIDの発症が低減されるか、又はAIDの症状が低減される。加えて、2つ以上のAID障害の同時治療に好適な治療レジメンも提供される。表において示されるように、ある特定の遺伝子は、1つを上回るpAIDにおいて、自己免疫表現型を調節するとみられる。さらに、ある特定の患者は、診療所において1つを上回るAIDを呈することも知られている。本明細書に提供される情報は、臨床医をAIDの管理のための新しい治療様式で誘導する。
FDAに認可されている医薬品の安全かつ有効な投与のための方法は、当業者には公知である。加えて、それらの投与は、標準的な文献に記載されている。例えば、多数の抗炎症剤の投与は、“Physicians’ Desk Reference”(PDR)、例えば、1996年版(Medical Economics Company、Montvale、NJ 07645−1742、USA)に記載されており、その開示は、本明細書に参照により援用される。
本発明はまた、AIDの治療に有用な薬学的組成物も包含し、これは、薬学的に許容される担体又は希釈剤あり又はなしで、治療的有効量の本発明の組合せ薬を投与することを含む。本発明の相乗的薬学的組成物は、以下の表に列挙されている薬剤のうちの2つ以上と、薬学的に許容される担体とを含む。本発明の組成物は、さらに、1つ又は複数の薬学的に許容される追加の成分、例えば、ミョウバン、安定剤、抗微生物剤、バッファー、着色剤、香味剤、アジュバントなどを含んでもよい。本発明の抗AID組成物は、経口で投与されてもよく、又は静脈内、筋肉内、腹腔内、皮下、直腸、及び局所の投与経路を含め、非経口で投与されてもよい。
特定の状況にとって適切な投薬量の決定は、当業者の技能の範囲内である。一般に、治療は、化合物の最適用量よりも低い、より少量の投薬量で開始される。その後、投薬量を、その状況下において最適な効果が達成されるまで、少量ずつ増加させる。便宜上、一日の総投薬量を、所望される場合、その日の間で少量ずつ分割して投与してもよい。間欠的療法(例えば、3週間のうち1週間、又は4週間のうち3週間)もまた、使用され得る。
ある特定のAIDは、上記に列挙されている複数の化合物で効果的に治療することができる。そのような3重及び4重の組合せにより、さらなる有効性をもたらすことができる。そのような3重及び4重の組合せで使用する場合、投薬量は、公知のプロトコールに従って決定され得る。
本発明の組合せはまた、治療されている状態に対する具体的な有用性により選択された他の治療剤と共投与されてもよい。本発明の組合せは、代替として、複数の組合せ製剤が不適切な場合には、既知の薬学的に許容される薬剤(複数可)と逐次的に使用することもできる。
また、一般に、上記に列挙されている化合物は、同じ薬学的組成物で投与する必要はなく、物理的特性及び化学的特性が異なるため、異なる経路で投与しなければならない場合がある。例えば、第1の化合物は、良好な血中レベルをもたらし、維持するために、経口で投与され得るが、一方で、第2の化合物は、静脈内投与してもよい。可能である場合に、同じ薬学的組成物での投与様式及び投与の妥当性の決定は、十分に、熟練した臨床医の知識の範囲内である。初回の投与は、当技術分野で公知の確立されたプロトコールに従って行われ得、次いで、観察された作用に基づいて、投薬量、投与様式、及び投与時間が、熟練した臨床医によって修正され得る。
実施例Iにおいて上述のように、全ゲノム相関解析(GWAS)により、自己免疫疾患と関連する感受性遺伝子が数百個特定されており、一部は、臨床的に異なる疾患群にわたって共有されている。小児自己免疫疾患(pAID)の遺伝子構造を調査するために、5,200人の症例及び11,000人のコントロールを含むネスト型症例−コントロール研究において、10種類のpAIDにわたる異質感受性GWAS(hsGWAS)を行った(表10)。確立された免疫制御性を有する遺伝子(例えば、CD40LG;P<3.08×10−11及びNFATC3;P<1.18×10−8)を含む、86個の独立したpAID関連遺伝子座(P<5×10−8)を特定した(本明細書における以下の表を参照されたい)。それらのうち、97%が、機能的(n=30)、制御性(n=55)、保存的(n=30)、又は文献に報告されている(n=40)データによって裏付けられ、特定の免疫細胞系統で疾患特異的な遺伝子発現パターンを示した。複数のコンピュータでの解析手法を統合することにより、高度に共有されている自己免疫シグナル(例えば、IL2−IL21 P<6.24×10−12)、並びにpAIDの生物学的様態に関与する有望な薬理学的標的の中でもとりわけ、JAK−STAT、自然、及びTH1−TH2/TH17媒介型T細胞シグナル伝達の集中的な役割が特定された。利用可能な薬物が判明している標的を、表11及び12に示す。以下の表11及び12に示されているように、これらの薬物を組み合わせて、pAIDを相乗的に治療するか、又は複数のpAID(2〜5種類の別個のpAID)の症状若しくは進行を同時に低減することができる。表11の一番端のカラムの番号は、表10に列挙されているpAIDのサブタイプに対応している。
表10: 10個の小児自己免疫疾患コホートのコホート特性
a)pAIDの略称は、表1B、1C、及び2Aに対応しており、相互参照される
b)症例数は、すべてのQC及びフィルタリングを行った後のそれぞれのpAIDコホートからのものである
c)コントロールは、EMRの記録に基づいて、すべての免疫媒介型(自己免疫、免疫不全、及び炎症性)疾患にわたってICD9コードでの診断を示さないことを確認した
d)ゲノムインフレーション(λ)は、単一の疾患症例−(共通の)コントロール関連性分析の要約統計量に基づいて計算した
e)10回のそれぞれの古典的GWAS研究にわたる平均λ
f)1000症例−100コントロールのコホートサイズに関して調整、MHCを除く。補足の方法を参照されたい
表11(一番端のカラムに列挙されている数字は、上記の表10に列挙されているpAIDに対応する。)
表12: 特定の遺伝子と関連している開発中のある特定の分子
本発明の好ましい実施態様のうちのある特定のものが、上記に説明され、具体的に例示されているが、本発明がそのような実施態様に制限されることが意図されるものではない。以下の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、そこに様々な修正がなされてもよい。

Claims (89)

  1. 患者における1つ又は複数の自己免疫障害(AID)を診断するための方法であって、
    a)前記患者から生物学的試料を得ることと、
    b)前記試料から得られた核酸をアッセイして、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することであって、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が、前記患者における1つ又は複数のAIDの存在と相関する、ことと、
    c)遺伝子改変がIL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数に存在する場合に、前記患者が1つ又は複数のAIDを有すると診断することと
    を含む方法。
  2. 遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、§EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、例えば、少なくとも15個、例えば、少なくとも20個、例えば、少なくとも25個、例えば、少なくとも30個、例えば、少なくとも35個、例えば、少なくとも40個、又はそれぞれに存在するかどうかを決定することを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記AIDが、強直性脊椎炎(AS)、乾癬(PS又はPSOR)、セリアック病(CEL)、全身性紅斑性狼瘡(SLE)、分類不能型免疫不全(CVID)、炎症性腸疾患(IBD)、潰瘍性大腸炎(UC)、I型糖尿病(T1D)、若年性特発性関節炎(JIA)、クローン病(CD)、円形脱毛症(AA)、多発性硬化症(MS)、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、関節リウマチ(RA)、シェーグレン症候群(SJO)、全身性硬化症(SSC)、脊椎関節症(SPA)、白斑(VIT)、喘息、又は甲状腺炎(AITD、THY、又はTH)のうちの1つ又は複数である、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記患者が、小児患者である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記患者が、成人患者である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記遺伝子改変が、単一ヌクレオチド変異体(SNV)である、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、INS、NOD2、DAG1、SMAD3、ATG16L1、ZNF365、PTGER4、NKX2−3、ANKRD55、IL12B、LRRK2、IL5、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、INS、NOD2、DAG1、SMAD3、ATG16L1、ZNF365、PTGER4、NKX2−3、ANKRD55、IL12B、LRRK2、IL5、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、例えば、少なくとも15個、例えば、少なくとも20個、又はそれぞれに存在するかどうかを決定することを含む、請求項7に記載の方法。
  9. 遺伝子改変が、LPHN2、TNM3、ANKRD30A、ADCY7、及びCD40LGのうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含む、請求項7又は8に記載の方法。
  10. 遺伝子改変が、IL23R、TNM3、LRRK2、SBK1、IL2RA、ZMIZ1、IL21、及びCARD9のうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含み、IL23R、TNM3、LRRK2、SBK1、IL2RA、ZMIZ1、IL21、及びCARD9のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記患者がASに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. CRB1、GPR35、CYTL3、IL12B、8q24.23、JAK2、FNBP1、及びSMAD3のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項10に記載の方法。
  12. IL23R、PTPN22、TNM3、DAG1、ATG16L1、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、IL23R、PTPN22、TNM3、DAG1、ATG16L1、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記患者がPSに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  13. IL10、TSSC1、IL5、IL2RA、ADCY7、FUT2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
  14. TNM3、DAG1、SBK1、IL2RA、C40LG、ZMIZ1、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、TNM3、DAG1、SBK1、IL2RA、C40LG、ZMIZ1、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記患者がCELに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  15. IL18R1、CYTL1、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、IKZF3、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項14に記載の方法。
  16. PTPN22及びTNM3のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTPN22及びTNM3のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、前記患者がSLEに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  17. IL10、TSSC1、GPR35、JAK2、ZNF365、TYK2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
  18. LPHN2、TNM3、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、LPHN2、TNM3、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記患者がCVIDに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  19. EFNB2及びIKZF3のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項18に記載の方法。
  20. IL23R、LPHN2、DAG1、PTGER4、SBK1、TNFSF15、CD40LG、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、IL23R、LPHN2、DAG1、PTGER4、SBK1、TNFSF15、CD40LG、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記患者がUCに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  21. IL10、TSSC1、IL18R1、GPR35、CYTL1、IL12B、JAK2、NKX2、SMAD3、ATXN2L、IKZF3、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項20に記載の方法。
  22. PTPN22、INS、SUOX、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTPN22、INS、SUOX、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記患者がT1Dに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  23. CYTL1、8q24.23、TYK2、及びFUT2のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項22に記載の方法。
  24. LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記患者がJIAに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  25. CYTL1、ERAP2、8q24.23、LURAP1L、FNBP1、EFNB2、IKZF3、TYK2、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項24に記載の方法。
  26. IL23R、PTPN22、DAG1、ATG16L1、PTGER4、ANKRD55、LRRK2、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、IL23R、PTPN22、DAG1、ATG16L1、PTGER4、ANKRD55、LRRK2、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記患者がCDに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  27. CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、CYTL1、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、FNBP1、ZNF365、NKX2、SMAD3、ATXN2L、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項26に記載の方法。
  28. IL2RA及びIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、IL2RA及びIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、前記患者がAAに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  29. PTGER4、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTGER4、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記患者がMSに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  30. IL2A又はIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、IL2A又はIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、前記患者がPSCに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  31. PTPN22、ANKRD55、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTPN22、ANKRD55、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記患者がRAに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  32. PTPN22及びIL2RAのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTPN22及びIL2RAのうちの一方又は両方における遺伝子改変は、前記患者がVITに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  33. PTPN22、TNM3、SBK1、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTPN22、TNM3、SBK1、IL2RA、及びIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、前記患者がTHYに罹患していることを示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  34. IL18R1、CYTL1、FNBP1、IKZF3、TYK2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項33に記載の方法。
  35. 前記方法において特定された前記遺伝子改変(複数可)に基づいて前記AIDに提案される治療(複数可)を含む報告書を提供することをさらに含む、請求項1から34のいずれか一項に記載の方法。
  36. 前記患者における遺伝子改変の決定後に、前記診断を受けた患者に、有効量の治療薬を投与すること、例えば、前記遺伝子改変(複数可)を有する遺伝子(複数可)の相互作用ネットワーク内のタンパク質を標的とする分子を用いた治療を施すことをさらに含む、請求項1から35のいずれか一項に記載の方法。
  37. 前記診断を受けた患者に、有効量の表11及び12に列挙されている1つ又は複数の医薬品が処方される、請求項36に記載の方法。
  38. IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が、表2a、2b、2c、又は2eに列挙されている対応する染色体領域及び単一ヌクレオチド多型(SNP)位置にある、請求項1から37のいずれか一項に記載の方法。
  39. 対象が、1つ又は複数の自己免疫障害(AID)を発症しやすいかどうかを決定するための方法であって、
    a)前記対象から生物学的試料を得ることと、
    b)前記試料から得られた核酸をアッセイして、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が、前記核酸に存在するかどうかを決定することであって、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が、対象における1つ又は複数のAIDの存在と相関する、ことと、
    c)遺伝子改変がIL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数に存在する場合に、前記対象が、1つ又は複数のAIDを発症しやすいと決定することと
    を含む、方法。
  40. 遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、§EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、例えば、少なくとも15個、例えば、少なくとも20個、例えば、少なくとも25個、例えば、少なくとも30個、例えば、少なくとも35個、例えば、少なくとも40個、又はそれぞれに存在するかどうかを決定することを含む、請求項39に記載の方法。
  41. 前記AIDが、強直性脊椎炎(AS)、乾癬(PS又はPSOR)、セリアック病(CEL)、全身性紅斑性狼瘡(SLE)、分類不能型免疫不全(CVID)、炎症性腸疾患(IBD)、潰瘍性大腸炎(UC)、I型糖尿病(T1D)、若年性特発性関節炎(JIA)、クローン病(CD)、円形脱毛症(AA)、多発性硬化症(MS)、原発性胆汁性肝硬変(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、関節リウマチ(RA)、シェーグレン症候群(SJO)、全身性硬化症(SSC)、脊椎関節症(SPA)、白斑(VIT)、喘息、又は甲状腺炎(AITD、THY、又はTH)のうちの1つ又は複数である、請求項39又は40に記載の方法。
  42. 前記対象が、小児対象である、請求項39から41のいずれか一項に記載の方法。
  43. 前記対象が、成人である、請求項39から41のいずれか一項に記載の方法。
  44. 前記遺伝子改変が、単一ヌクレオチド変異体(SNV)である、請求項39から43のいずれか一項に記載の方法。
  45. 遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、INS、NOD2、DAG1、SMAD3、ATG16L1、ZNF365、PTGER4、NKX2−3、ANKRD55、IL12B、LRRK2、IL5、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含む、請求項39から44のいずれか一項に記載の方法。
  46. 遺伝子改変が、IL23R、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、INS、NOD2、DAG1、SMAD3、ATG16L1、ZNF365、PTGER4、NKX2−3、ANKRD55、IL12B、LRRK2、IL5、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、例えば、少なくとも15個、例えば、少なくとも20個、又はそれぞれに存在するかどうかを決定することを含む、請求項45に記載の方法。
  47. 遺伝子改変が、LPHN2、TNM3、ANKRD30A、ADCY7、及びCD40LGのうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含む、請求項45又は46に記載の方法。
  48. 遺伝子改変が、IL23R、TNM3、LRRK2、SBK1、IL2RA、ZMIZ1、IL21、及びCARD9のうちの1つ又は複数に存在するかどうかを決定することを含み、IL23R、TNM3、LRRK2、SBK1、IL2RA、ZMIZ1、IL21、及びCARD9のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記対象がASを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  49. CRB1、GPR35、CYTL3、IL12B、8q24.23、JAK2、FNBP1、及びSMAD3のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項48に記載の方法。
  50. IL23R、PTPN22、TNM3、DAG1、ATG16L1、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、IL23R、PTPN22、TNM3、DAG1、ATG16L1、SUOX、SBK1、ADCY7、IL2RA、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記対象がPSを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  51. IL10、TSSC1、IL5、IL2RA、ADCY7、FUT2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項50に記載の方法。
  52. TNM3、DAG1、SBK1、IL2RA、C40LG、ZMIZ1、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、TNM3、DAG1、SBK1、IL2RA、C40LG、ZMIZ1、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記対象がCELを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  53. IL18R1、CYTL1、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、IKZF3、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項52に記載の方法。
  54. PTPN22及びTNM3のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTPN22及びTNM3のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、前記対象がSLEを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  55. IL10、TSSC1、GPR35、JAK2、ZNF365、TYK2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項54に記載の方法。
  56. LPHN2、TNM3、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、LPHN2、TNM3、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記対象がCVIDを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  57. EFNB2及びIKZF3のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項56に記載の方法。
  58. IL23R、LPHN2、DAG1、PTGER4、SBK1、TNFSF15、CD40LG、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、IL23R、LPHN2、DAG1、PTGER4、SBK1、TNFSF15、CD40LG、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記対象がUCを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  59. IL10、TSSC1、IL18R1、GPR35、CYTL1、IL12B、JAK2、NKX2、SMAD3、ATXN2L、IKZF3、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項58に記載の方法。
  60. PTPN22、INS、SUOX、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTPN22、INS、SUOX、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記対象がT1Dを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  61. CYTL1、8q24.23、TYK2、及びFUT2のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項60に記載の方法。
  62. LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、LPHN2、PTPN22、TNM3、ANKRD30A、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記対象がJIAを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  63. CYTL1、ERAP2、8q24.23、LURAP1L、FNBP1、EFNB2、IKZF3、TYK2、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項62に記載の方法。
  64. IL23R、PTPN22、DAG1、ATG16L1、PTGER4、ANKRD55、LRRK2、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、IL23R、PTPN22、DAG1、ATG16L1、PTGER4、ANKRD55、LRRK2、SBK1、ADCY7、IL2RA、TNFSF15、CD40LG、ZMIZ1、IL21、CARD9、及びPSMG1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記対象がCDを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  65. CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、CYTL1、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、FNBP1、ZNF365、NKX2、SMAD3、ATXN2L、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項64に記載の方法。
  66. IL2RA及びIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、IL2RA及びIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、前記対象がAAを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  67. PTGER4、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTGER4、ANKRD55、IL2RA、CD40LG、及びZMIZ1のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記対象がMSを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  68. IL2A又はIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、IL2A又はIL21のうちの一方又は両方における遺伝子改変は、前記対象がPSCを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  69. PTPN22、ANKRD55、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTPN22、ANKRD55、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、患者がRAに罹患していることを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  70. PTPN22及びIL2RAのうちの一方又は両方における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTPN22及びIL2RAのうちの一方又は両方における遺伝子改変は、前記対象がVITを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  71. PTPN22、TNM3、SBK1、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することを含み、PTPN22、TNM3、SBK1、IL2RA、及びIL21のうちの1つ又は複数における遺伝子改変は、前記対象がTHYを発症しやすいことを示す、請求項39から47のいずれか一項に記載の方法。
  72. IL18R1、CYTL1、FNBP1、IKZF3、TYK2、及びTNFRSF6Bのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が存在するかどうかを決定することをさらに含む、請求項71に記載の方法。
  73. 前記方法において同定された前記遺伝子改変(複数可)に基づいて前記AIDに提案される治療(複数可)、例えば、前記遺伝子改変(複数可)を有する遺伝子(複数可)の相互作用ネットワーク内のタンパク質を標的とする分子を用いた治療を含む、報告書を提供することをさらに含む、請求項39から72のいずれか一項に記載の方法。
  74. 前記対象における遺伝子改変の決定後に、前記対象に、有効量の治療薬を投与することをさらに含む、請求項39から73のいずれか一項に記載の方法。
  75. 前記対象に、有効量の表11及び12に列挙されている1つ又は複数の医薬品が処方される、請求項74に記載の方法。
  76. IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数における遺伝子改変が、表2a、2b、2c、又は2eに列挙されている対応する染色体領域及び単一ヌクレオチド多型(SNP)位置にある、請求項39から75のいずれか一項に記載の方法。
  77. 1つ又は複数のAIDを有する患者を治療する方法であって、請求項1から35のいずれか一項に記載の方法に従って、遺伝子改変が前記患者に存在するかどうかを決定することと、決定された前記遺伝子改変(複数可)の特定に基づいて、前記患者に、有効量の表11及び12に列挙されている1つ又は複数の医薬品を投与することを含む、方法。
  78. 対象における遺伝子改変を検出するためのシステムであって、以下の遺伝子:IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、少なくとも15個、少なくとも20個、少なくとも25個、少なくとも30個、少なくとも35個、少なくとも40個、又はそれぞれにおける単一ヌクレオチド変異(SNV)に特異的であり、それを決定することができるプローブを含むシステム。
  79. IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの少なくとも5個、例えば、少なくとも10個、少なくとも15個、少なくとも20個、少なくとも25個、少なくとも30個、少なくとも35個、少なくとも40個、又はそれぞれにおけるコピー数変異(CNV)を決定することができる、請求項78に記載のシステム。
  80. IL23R、LPHN2、PTPN22、TNFSF18、CRB1、IL10、TSSC1、IL18R1、ATG16L1、GPR35、DAG1、CYTL1、IL21、TNM3、PTGER4、ANKRD55、ERAP2、IL5、IL12B、8q24.23、JAK2、LURAP1L、TNFSF15、FNBP1、CARD9、IL2RA、ANKRD30A、ZNF365、ZMIZ1、NKX2−3、INS、LRRK2、SUOX、EFNB2、SMAD3、SBK1、ATXN2L、ADCY7、NOD2、IKZF3、TYK2、FUT2、TNFRSF6B、PSMG1、CD40LG、及びRBMXのうちの1つ又は複数におけるSNVが、表2a、2b、2c、又は2eに列挙されている対応する染色体領域及びSNP位置にあることを決定することができる、請求項78又は79に記載のシステム。
  81. 前記プローブが、固体支持マトリックス、例えばチップ上に含まれる、請求項78から80のいずれか一項に記載のシステム。
  82. 患者における1つ又は複数の自己免疫障害(AID)を治療するための方法であって、
    a)患者から得られた生物学的試料からジェノタイプ配列情報を取得することと、
    b)
    rs2066363 1p31.1 LPHN2(前記pAIDは、CVID及びJIAから選択される);
    rs7660520 4q35.1 TNM3(前記pAIDは、THY、AS、CEL、SLE、CVID、及びJIAから選択される);
    rs7100025 10p11.21 ANKRD30A(前記pAIDは、JIAである);
    rs77150043 16q12.1 ADCY7(前記pAIDは、PS及びCDである);
    rs2807264 Xq26.3 CD40LG(前記pAIDは、CEL、UC、及びCDである)
    から選択される染色体領域及び関連する遺伝子における少なくとも1つの遺伝子改変の存在を検出することであって、前記遺伝子改変のうちの前記1つ又は複数の検出が、前記遺伝子改変を有さないコントロール患者と比較して、1つ又は複数のAIDを発症するリスクの変化と相関する、ことと、
    c)示されたpAID関連遺伝子又はその相互作用ネットワークを標的とする、有効量の表11及び12に列挙されている1つ又は複数の医薬品で前記患者を治療することと
    を含む方法。
  83. rs11580078 1p31.3 IL23R;
    rs6679677 1p13.2 PTPN22;
    rs36001488 2q37.1 ATG16L1;
    rs4625 3p21.31 DAG1;
    rs62324212 4q27 IL21;
    rs7725052 5p13.1 PTGER4;
    rs7731626 5q11.2 ANKRD55;
    rs11741255 5q31.1 IL5;
    rs755374 5q33.3 IL12B;
    rs4246905 9q32 TNFSF15;
    rs11145763 9q34.3 CARD9;
    rs706778 10p15.1 IL2RA;
    rs10822050 10q21.2 ZNF365;
    rs1250563 10q22.3 ZMIZ1;
    rs1332099 10q24.2 NKX2−3;
    rs17885785 11p15.5 INS;
    rs17466626 12q12 LRRK2;
    rs1689510 12q13.2 SUOX;
    rs72743477 15q22.33 SMAD3;
    rs12598357 16p11.2 SBK1;
    rs117372389 16q12.1 NOD2;及び
    rs2836882 21q22.2 PSMG1
    の検出をさらに含む、請求項82に記載の方法。
  84. 2つ以上の薬剤が投与される、請求項82又は83に記載の方法。
  85. 前記疾患が、JIAであり、前記薬物の標的が、ANKRD30Aである、請求項82又は83に記載の方法。
  86. 前記遺伝子改変の存在を検出する工程が、特異的ハイブリダイゼーションの検出、対立遺伝子サイズの測定、制限断片長多型分析、対立遺伝子特異的ハイブリダイゼーション分析、単一塩基プライマー伸長反応、及び増幅されたポリヌクレオチドの配列決定からなる群から選択されるプロセスを行うことによって、ポリヌクレオチド試料を分析して、前記遺伝子改変の存在を決定する工程をさらに含む、請求項82から85のいずれか一項に記載の方法。
  87. 前記ジェノタイプ配列情報が、DNAから取得される、請求項82から86のいずれか一項に記載の方法。
  88. 前記ジェノタイプ配列情報が、RNAから取得される、請求項82から86のいずれか一項に記載の方法。
  89. 免疫シグナル伝達及び異常な自己免疫表現型を改変する薬剤を特定するための方法であって、
    a)請求項1から88のいずれか一項に記載の少なくとも1つの遺伝子改変を含む少なくとも1つの核酸を発現する細胞を提供することと、
    b)a)の遺伝子改変に対応する同種野生型配列を発現する細胞を提供することと、
    c)a)の細胞及びb)の細胞を、試験剤と接触させることと、
    d)前記薬剤が、工程b)の細胞と比較して、工程a)の細胞の免疫シグナル伝達及び/又は異常な自己免疫表現型を改変するかどうかを分析することと
    を含む方法。
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