JP2021018124A - 乳がんに関するペプチドマーカー - Google Patents

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Abstract

【課題】乳がんの診断のための新規なマーカーペプチドの提供。【解決手段】被験者における乳がんの検出方法は、被験者の生物試料中の、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチドを測定することを含む。【選択図】 なし

Description

本発明は、ペプチドマーカーを用いた乳がんの検出方法に関し、より詳細には、ペプチドマーカーを用いた乳がんの判定、治療薬が奏効する乳がん患者(リスポンダー)の判定(コンパニオン診断法)、予防効果の判定、治療効果の判定、早期診断のための検査方法、早期治療のための検査方法、及び物質のスクリーニング方法に関する。
乳がんは日本人に多いがんの一つであり、2018年の乳がん罹患数予測は86,500死亡数は女性14,800人であり、女性ではがん死亡全体の約9%を占める。(国立がん研究センター 2018年09月15日)。
乳がんを罹患しているか調べるための手段(乳がん検診)には、(1)問診・視触診、(2)マンモグラフィ検診、(3)超音波検診(エコー)などの下記の種類がある。
しかし、(1)問診・視触診は乳がんの早期発見は困難であり、腫瘍が一定以上の大きさがないと判別が困難である。(2)マンモグラフィ検診は、乳腺が発達した若い女性では、乳腺とがんの区別が困難であるとの問題があり、若い女性への適用には不向きである。さらに、痛みを伴うこと、被曝を伴うことなどの問題もある。(3)超音波検診(エコー)は、実施にあたり診断を行う医師の高い技術が必要である。また、微細石灰化は発見が困難である。
このような状況で、侵襲度の低い血液一滴から簡便で高性能な乳がんの検出方法が提供されれば、既存の検出法の問題点が解決され、乳がんの予防医療と早期治療に貢献し、さらに治療効果(予後)と治療法選択のレスポンダー選択を行うことが可能となる。
ペプチドーム解析は、内在性の20 kDa以下の低分子タンパク質およびペプチドに対する系統的・包括的な分析法である。ペプチドーム解析は、翻訳後の修飾(リン酸化、糖鎖形成など)も加えたゲノムと、トランスクリプトームから集められた情報をすべて含み、構造や物理化学的性質およびそれらの機能を含む生体システム内のすべてのタンパク質に関する大規模解析で、遺伝的・エピジェネティック的特徴を統合することにより、蛋白質生産と分解の動的変化を検知する。また、タンパク質の濃度およびそれらの翻訳後修飾の両方ともに、疾病進行中に変わる可能性があり、疾病にかかるかのリスクを明白に示し、かつ治療効果のモニタリングにも役立つ。
出願人であるプロトセラ社は、一次元電気泳動から質量分析(MALDI-TOF-MS)に至る工程を簡略化し、大量検体の高速処理が可能なMALDI-TOF-MS用の新しい測定板(BLOTCHIP(登録商標))を開発した(非特許文献1)。BLOTCHIP(登録商標)-MS法は、タンパク質に吸着したペプチドと遊離ペプチドの総量を測定できる唯一の方法で、吸着ペプチドはSDS存在下の電気泳動でタンパク質から離れ、遊離ペプチドと一緒にBLOTCHIP(登録商標)に電気転写される。その後、BLOTCHIP(登録商標)上の吸着ペプチドと遊離ペプチドをMALDI-TOF-MSで測定する。すなわち、タンパク質の除去や酵素消化等の前処理が不要で、従来は検出できなかった低濃度(フェムトモル〜ピコモル)で、MALDI- TOF(/TOF)による分子量1〜20 kDa領域ペプチドの一括探索と定量・配列解析まで対応できることになる。
Tanaka K.ら、Biochem. Biophys. Res. Commun. 379, 110-114. (2009)
本発明の目的は、被験者の生物試料中のバイオマーカーペプチドの測定により乳がんを検出することにある。更に、治療法を選択する前に、該治療法によく応答する患者(レスポンダー)を検出することにある。さらに、治療薬を投与された患者の生物試料中のバイオマーカーペプチドの測定により、治療法の効果(予後)を検出することにある。
本発明者らは、上記の目的を達成すべく、乳がんの患者の血清サンプルを調べたところ、7種類のバイオマーカー候補ペプチドを発見し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、以下の態様が提供される。
項1、被験者の生物試料中の、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチドを測定することを含む、該被験者における乳がんの検出方法。
項2、前記生物試料が血液、血漿、血清、唾液、尿、髄液、骨髄液、胸水、腹水、関節液、汗、涙液、眼房水、硝子体液及びリンパ液からなる群より選択される体液からなる、項1に記載の方法。
項3、生体試料を質量分析にかけることを含む、項1又は2に記載の方法。
項4、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択されるペプチドを特異的に認識する抗体を用いる、項1又は2に記載の方法。
項5、前記乳がんの検出は、乳がんの判定、乳がんの予防効果の判定、乳がんの治療効果の判定、治療薬が奏効する乳がん患者の判定、個々の乳がん患者に奏効する治療薬の判定、乳がんの診断のための検査方法、又は乳がんの治療のための検査方法である項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
項6、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチド又はそれらのフラグメントイオンが安定同位体で標識された内部標準品を備える乳がんの検出キット。
項7、安定同位体で標識された、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチド又はそれらのフラグメントイオンを含む乳がんの検出剤。
項8、被験者における乳がんの罹患可能性を判定するための、コンピュータにより実行される方法であって、被験者の生物試料中の、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチドについての定量的データを取得する工程と、
前記取得したデータを、前記1種又は2種以上のペプチドの関数である多変量ロジスティック回帰モデルに適用し、被験者における乳がんの罹患可能性の予測値を求める
工程とを含む方法。
項9、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチドの、乳がんを検出するためのマーカーとしての使用方法。
項10、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチドの、治療薬への乳がん患者の応答性を検出するマーカーとしての使用方法。
項11、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドのいずれかのペプチド。
本発明によれば、乳がんを早期の段階から迅速かつ極めて高い信頼性で判定できるため、該疾患の判定、治療薬が奏効する乳がん患者(リスポンダー)の判定(コンパニオン診断法)、予防効果の判定、治療効果の判定、早期診断、早期治療のための検査方法、及び物質のスクリーニング方法が可能となる。
本発明の好ましい実施態様では、従来の検査法では困難であった、ステージ0の診断も可能となる。従って、乳がんを早期の段階から迅速かつ極めて高い信頼性で判定できるため、該疾患の判定、治療薬が奏効する乳がん患者(リスポンダー)の判定(コンパニオン診断法)、予防効果の判定、治療効果の判定、早期診断、早期治療のための検査方法、及び物質のスクリーニング方法が可能となる。
ステージ0の10年生存率はほぼ100%であり、「女性に取り、乳がんは病気ではなくなる」時代の到来も期待できる。
簡便な試験であるため、家族性又は遺伝性など乳がん発症リスクが高いと考えられる女性に対しては、短いスパンで検査を行うことで早期発見を図ることも可能となる。
また、すでに販売されているプロトキー大腸がんリスク検査(プロトセラ社)と同様に、乳がん検診でも治療効果の判定に使用する方法の確立が期待できる。すなわち、経時的な検診により、リスク値が上昇した時点で早期乳がん(ステージ0)を発見し、摘除後のリスク値が低下するようなフローが想定される。さらに、乳がん術後の再発診断や、再発治療中の効果判定も可能になることも期待できる。
さらに、乳がんの治療法選択時(例えば、手術、乳房再建、放射線治療、薬物療法、ホルモン療法(内分泌療法)、化学療法(殺細胞性抗がん剤)、再発、転移などの際)のレスポンダー選択検査法として、コンパニオン診断が可能になることも期待される。
回帰モデルによる乳がん各ステージ(ステージ0〜III)の予測確率を示す箱ひげ図。
本発明は、新規かつ有用な乳がんの検出マーカーペプチド(以下、包括して「本発明のペプチド」という場合もある)を提供する。
なお、本明細書において、乳がんの「検出」には、乳がんの判定、治療薬が奏効する乳がん患者(リスポンダー)の判定(コンパニオン診断法)、乳がんの予防効果の判定、乳がんの治療効果の判定、乳がんの診断(特には早期診断)のための検査方法、及び乳がんの治療(特には早期治療)のための検査方法が含まれる。乳がんの「判定」には、乳がんの有無を判定することのみならず、予防的に乳がんの罹患可能性を判定することや、治療後の乳がんの予後を予測すること、及び乳がんの治療薬の治療効果を判定することが含まれる。物質のスクリーニング方法には、乳がんの「検出」、「判定」及び「治療」に有用な物質のスクリーニング方法が含まれる。
本明細書において、「罹患」には「発症」が含まれる。
本明細書において、「治療」とは、疾患もしくは症状の治癒又は改善、或いは症状の抑制を意味し「予防」を含む。「予防」とは、疾患又は症状の発現を未然に防ぐことを意味する。
本明細書において、「ペプチド」とは、2個以上50個以下のアミノ酸が結合して形成された分子を指す。
本発明は、被験者の生物試料中の、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチドを測定することを含む、該被験者における乳がんの検出方法を包含する。
配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチドはフィブリノーゲンα鎖(アイソフォーム1、別途明記されていない限り以下同じ。)の部分配列である。配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチドはフィブリノーゲンα鎖の部分配列である。配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチドは、α−2−HS−糖タンパク質の部分配列である。配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチドは、フィブリノーゲンα鎖の部分配列である。配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチドはフィブリノーゲンα鎖の部分配列である。配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチドはフィブリノーゲンα鎖アイソフォーム2の部分配列である。配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドはα−2−HS−糖タンパク質の部分配列である。本発明が包含するペプチドとそれを使用した検査、判定、診断、診察、物質スクリーニング法は、乳がんの検出に適応可能である。
本発明の被験者における乳がんの検出方法に用いられるペプチドは、被験者の生物試料中に見出される、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドである。これらのペプチドの測定値は乳がんの罹患と相関する。配列番号1〜7のアミノ酸配列は以下の表1に示す通りである。
Figure 2021018124
本明細書において、「配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド」と言う場合、別途明記されていない限り、そのようなペプチドには、各アミノ酸が非修飾である配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチドのみならず、アミノ酸の種類を維持したまま1又は複数のアミノ酸が修飾されている、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチドも含まれる。そのような修飾には、酸素原子の結合による酸化、リン酸化、N−アセチル化、S−システイン化等が含まれる。「配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド」、「配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド」、「配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド」「配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド」、「配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド」、及び「配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチド」も同様に、別途明記されていない限り、各アミノ酸が非修飾又は修飾されているペプチドを包含するものとする。
本明細書において、アミノ酸配列中に含まれるアミノ酸残基を単に「アミノ酸」と記載する場合がある。
なお、非修飾のアミノ酸とは、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシンロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、及びバリンの遺伝情報によりコードされるタンパク質を構成する20種類のアミノ酸を指す。修飾されたアミノ酸とは、上記のアミノ酸がタンパク質合成後に化学的に修飾を受けたアミノ酸を指す。
修飾されているアミノ酸の個数は限定されない。例えば、1〜5個程度、好ましくは1〜3個程度、より好ましくは1個又は2個程度、さらに好ましくは1個とすることができる。
本発明のペプチドの特定のアミノ酸の修飾の例としては、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチドの9番目(フィブリノーゲンα鎖のN末端から536番目)のメチオニンの酸素による酸化(メチオニンスルホキシド(methionine sulfoxide))、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチドの18番目(α−2−HS−糖タンパク質のN末端から358番目)の酸化(システイン酸(cysteic acid))、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチドの9番目(フィブリノーゲンα鎖のN末端から536番目)のメチオニンの酸素による酸化(メチオニンスルホキシド(methionine sulfoxide))、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチドの28番目(フィブリノーゲンα鎖アイソフォーム2のN末端から603番目)のメチオニンの酸素による酸化(メチオニンスルホキシド(methionine sulfoxide))、配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドの18番目(α−2−HS−糖タンパク質のN末端から358番目)のS−システイン化(シスチン)が挙げられる。このような場合も、配列番号1〜7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドである限り、本発明の範囲に包含される。無論、配列番号1〜7(例えば配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド)においてすべてのアミノ酸が非修飾体であるペプチドも本発明に包含される。なお、配列番号1〜7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドの上記修飾体は、質量分析にて非修飾体と区別が可能であり、疾患の検出、判定及び治療等に、修飾ペプチド又は非修飾ペプチドのいずれを適切な状況で使用することも本発明の範囲に包含される。
本発明は、被験者の生物試料中の、上記の7個の本発明のペプチドのうちの1種、又は2種以上を測定することを含む、該被験者における乳がんの検出又は判定方法を包含する。
さらに好ましい一つの実施形態では、被験者における乳がんの検出又は判定方法は、被験者の生物試料中の、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される2種、3種、4種、5種、6種、又は7種、好ましくは3種、4種、5種、6種、又は7種、より好ましくは4種、5種、又は6種のペプチドを測定することを含む。
配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から複数のアミノ酸から複数のペプチドを選択する場合、同じアミノ酸配列を有するが、1又は複数の修飾ペプチド及び非修飾ペプチドの組み合わせ、又は異なる修飾を有する複数の修飾ペプチドの組み合わせを選択することができる。例えば、配列番号3で表されるアミノ酸配列において18番目のCys(システイン)が酸化されたアミノ酸(システイン酸)であるアミノ酸配列を有するペプチド、及び非修飾の配列番号3で表されるアミノ酸配列を有するペプチドを組み合わせて使用することができる。
被験者には、乳がんに罹患していると疑われる患者が含まれ、「乳がんに罹患していると疑われる患者」は、被検者本人が主観的に疑いを抱く者(何らかの自覚症状がある者に限らず、単に予防検診の受診を希望する者を含む)であってもよいし、何らかの客観的な根拠に基づいて乳がんと判定又は診断された者(例えば、従来公知の臨床検査(例、乳房に関する問診、視診及び触診、マンモグラフィ検査、超音波(エコー)検査、血液検査、及び「臨床・病理 乳癌取扱い規約 第18版」(日本乳癌学会編集)及び/又は診察の結果、乳がんの合理的な罹患可能性があると医師が判断した者)であってもよい。「ペプチドを測定する」とはペプチドの濃度、量、又はシグナル強度を測定することを指す。
被験試料となる被検者由来の生体試料は特に限定されないが、被検者への侵襲が少ないものであることが好ましく、例えば、血液、血漿、血清、唾液、尿、涙液、汗など生体から容易に採取できるものや、髄液、骨髄液、胸水、腹水、関節液、眼房水、硝子体液、リンパ液など比較的容易に採取されるものが挙げられる。一実施形態では、生物試料が血液、血漿、血清、唾液、尿、髄液、骨髄液、胸水、腹水、関節液、涙液、汗眼房水、硝子体液及びリンパ液からなる群より選択される体液からなる。血清や血漿を用いる場合、常法に従って被検者から採血し、前処理を施さず直接、又は液性成分を分離することにより分析にかける被験試料を調製することができる。検出対象である本発明のペプチドは必要に応じて、抗体カラム、その他の吸着剤カラム、又はスピンカラムなどを用いて、予め高分子量の蛋白質画分などを分離除去しておくこともできる。
生体試料中の、本発明のペプチドの検出は、例えば、生体試料を各種の分子量測定法、例えば、ゲル電気泳動や、各種の分離精製法(例:イオン交換クロマトグラフィ、疎水性クロマトグラフィ、アフィニティークロマトグラフィ、逆相クロマトグラフィなど)、表面プラズモン共鳴法、イオン化法(例:電子衝撃イオン化法、フィールドディソープション法、二次イオン化法、高速原子衝突法、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)法、エレクトロスプレーイオン化法など)、及び質量分析計(例:二重収束質量分析計、四重極型分析計、飛行時間型質量分析計、フーリエ変換質量分析計、イオンサイクロトロン質量分析計、免疫質量分析計、安定同位体ペプチドを内部標準にした質量分析計、安定同位体標識フラグメントイオンを内部標準品にしたMS-MS質量分析計、免疫顕微鏡計、質量顕微計など)を組み合わせる方法等に供し、該ペプチドの分子量と一致するバンドもしくは該ペプチドのフラグメントイオン、スポット、あるいはピークを検出することにより行うことができるが、これらに限定されない。
本発明のペプチドを精製してそれらを認識する抗体を作製し、ELISA, RIA,イムノクロマト法、表面プラズモン共鳴法、ウェスタンブロッティング、免疫質量分析法や各種イムノアッセイ、免疫顕微鏡法により該ペプチドを検出する方法もまた、好ましく用いられ得る。さらに上記方法のハイブリッド型検出法も有効である。
本発明の検出又は判定方法における特に好ましい測定法の1つは、飛行時間型質量分析に使用するプレートの表面に被験試料を接触させ、該プレート表面に捕捉された成分の質量を飛行時間型質量分析計で測定する方法が挙げられる。飛行時間型質量分析計に適合可能なプレートは、検出対象である本発明のペプチドを効率よく吸着し得る表面構造(例:官能基付加ガラス、Si、Ge、GaAs、GaP、SiO2、SiN4、改質シリコン、種々のゲル又はポリマーのコーティング)を有している限り、いかなるものであってもよい。
好ましい実施態様においては、質量分析用プレートとして用いられる支持体は、ポリビニリデンジフロリド(PVDF)、ニトロセルロース又はシリカゲル、特に好ましくはPVDFで薄層コーティングされた基材である(WO 2004/031759を参照)。かかる基材は、質量分析用プレートにおいて使用されているものであれば、特に限定されず、例えば、絶縁体、金属、導電性ポリマー、それらの複合体などが挙げられる。かかるPVDFで薄層コーティングされた質量分析用プレートとして、好ましくは株式会社プロトセラ社のブロットチップ(BLOTCHIP,登録商標)などが挙げられる。代わりに、質量分析用プレートは、支持体表面を塗布、噴霧、蒸着、浸漬、印刷、スパッタリング等の公知の手段でコーティングすることにより、公知の方法により調製することもできる。また、質量分析用プレート上の分子を質量分析する方法自体は公知である(例えばWO 2004/031759)。WO 2004/031759に記載の方法を、必要に応じて適宜改変して使用することができる。
被験試料の質量分析用プレート(支持体)への移行は、被験試料となる被検者由来の生体試料を未処理のままで、あるいは抗体カラムその他の方法で高分子タンパク質を除去、濃縮した後に、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動もしくは等電点電気泳動に付し、泳動後ゲルをプレートと接触させて転写(ブロッティング)することにより行われる。転写の方法自体は公知であり、好ましくは電気転写が用いられる。電気転写時に使用する緩衝液としては、pH 7〜9、低塩濃度の公知の緩衝液を用いることが好ましい(例えばトリス緩衝液、リン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、酢酸緩衝液など)。
上記の方法により支持体表面上に捕捉された被験試料中の分子を質量分析することにより、分子量に関する情報から、標的分子である本発明のペプチドの存在及び量を同定することができる。質量分析装置からの情報を、任意のプログラムを用いて、非罹患がん患者、処置後の患者(フォローアップ)、もしくは健常人由来の生体試料における質量分析データと比較して、示差的な(differential)情報として出力させることも可能である。そのようなプログラムは周知であり、また、当業者は、公知の情報処理技術を用いて、容易にそのようなプログラムを構築もしくは改変することができることが理解されよう。
高精度な質量分析結果を得るためには、高速液体クロマトグラフィに接続した三連四重極型等の質量分析装置を用いて分析する。標的分子の安定同位体標識ペプチドを合成して、それを既知量の内部標準品として被験試料に混合し、逆相固相担体等でペプチド画分の粗精製を実施する。高速液体クロマトグラフィに導入後、分離された各ペプチドは質量分析装置内でイオン化され、その後コリジョンセル内で断片化、得られたペプチドフラグメントをmultiple reaction monitoring法により定量する。この際、安定同位体標識ペプチドを内部標準として用いることでCV値が5%以下の実測データを取得できる。安定同位体標識ペプチドは、Cambridge Isotope Laboratory(MA, USA)より購入した安定同位体標識アミノ酸(アミノ酸a(13C6,15N2)は、安定同位体炭素(原子量13)6個と、安定同位体窒素(原子量15)2個で置換された質量数が元のアミノ酸より8原子量増加したアミノ酸aを例示)を元のアミノ酸の配列位置に置換して既存の合成法(たとえばF-mocによる固相反応)により得られる。質量分析は株式会社プロトセラ社のBLOTCHIP(登録商標)システムでも実施可能であり、これらの方法は抗体を使用しない検出装置として臨床使用できる。
上記の質量分析による検出において、タンデム質量分析(MS/MS)法を用いてペプチドを同定することができ、かかる同定法としては、MS/MSスペクトルを解析してアミノ酸配列を決定するde novo sequencing法と、MS/MSスペクトル中に含まれる部分的な配列情報(質量タグ)を用いてデータベース検索を行い、ペプチドを同定する方法等が挙げられる。また、MS/MS法を用いることにより、直接本発明のペプチドのアミノ酸配列を同定し、該配列情報に基づいて該ペプチドの全部もしくは一部を合成し、これを以下の抗体に対する抗原として利用することもできる。
本発明のペプチドの測定は、それに対する抗体を用いて行うこともできる。よって、本発明は、ペプチドを特異的に認識する抗体を用いた乳がんの検出又は判定方法、かかる抗体を含む乳がんの検出又は判定剤、ならびにかかる抗体を含む乳がんの検出又は判定キットを含む。かかる方法は、最適化されたイムノアッセイ系を構築してこれをキット化すれば、上記質量分析装置のような特殊な装置を使用することなく、高感度かつ高精度に該ペプチドを検出することができる点で、特に有用である。
本発明のペプチドに対する抗体は、例えば、本発明のペプチドを、これを発現する患者由来の生体試料から単離及び精製し、該ペプチドを抗原として動物を免疫することにより調製することができる。あるいは、得られるペプチドの量が少量である場合は、RT-PCRによる該ペプチドをコードするcDNA断片の増幅等の周知の遺伝子工学的手法によりペプチドを大量に調製することができ、あるいはかかるcDNAを鋳型として、無細胞転写・翻訳系を用いて本発明のペプチドを取得することもできる。さらに有機合成法により大量に調製することも可能である。
本発明のペプチドに対する抗体(以下、「本発明の抗体」と称する場合がある)は、ポリクローナル抗体又はモノクローナル抗体のいずれであってもよく、周知の免疫学的手法により作製することができる。また、該抗体は完全抗体分子だけでなくそのフラグメントをも包含し、例えば、Fab、F(ab')2、ScFv、及びminibody等が挙げられる。
例えば、ポリクローナル抗体は、本発明のペプチドを抗原として、市販のアジュバント(例えば、完全又は不完全フロイントアジュバント)とともに、動物の皮下あるいは腹腔内に2〜3週間おきに2〜4回程度投与し、最終免疫後に全血を採取して抗血清を精製することにより取得できる。抗原を投与する動物としては、ラット、マウス、ウサギ、ヤギ、ヒツジ、ウマ、モルモット、ハムスターなど、目的の抗体を得ることができる哺乳動物が挙げられる。
また、モノクローナル抗体は、細胞融合法により作成することができる。モノクローナル抗体を調製するための技法の説明は、Stites et al, Basic and Clinical Immunology. (Lang Medical Publications Los Altos. CA. 4th Edition) and references therein, 、in particular Koehler, G. & Milstein, C. Nature 256, 495-497 (1975).に見出され得る。例えば、本発明のペプチドを市販のアジュバントと共にマウスに2〜4回皮下あるいは腹腔内に投与し、最終投与後に脾臓あるいはリンパ節を採取し、白血球を採取する。この白血球と骨髄腫細胞(例えば、NS-1, P3X63Ag8など)を細胞融合して該ペプチドに対するモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを得る。所望のモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマは、周知のEIA又はRIA法等を用いて抗原と特異的に結合する抗体を、培養上清中から検出することにより選択できる。モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマの培養は、インビトロ、又はマウスもしくはラット、このましくはマウス腹水中等のインビボで行うことができ、抗体はそれぞれハイブリドーマの培養上清及び動物の腹水から取得することができる。
抗体を用いる本発明の検出又は判定方法は、特に制限されるべきものではなく、被験試料中の抗原量に対応した抗体、抗原もしくは抗体−抗原複合体の量を化学的又は物理的手段により検出し、これを既知量の抗原を含む標準液を用いて作製した標準曲線より算出する測定法であれば、いずれの測定法を用いてもよい。例えば、ネフロメトリー、競合法、イムノメトリック法及びサンドイッチ法等が好適に用いられる。測定に際し、抗体又は抗原は、放射性同位元素、酵素、蛍光物質、又は発光物質等の標識剤と結合され得る。さらに、抗体あるいは抗原と標識剤との結合にビオチン-アビジン系を用いることもできる。これら個々の免疫学的測定法は、当業者の通常の技能により、本発明の定量方法に適用可能である。
本発明のペプチドはタンパク質分解産物からなるため、未分解のタンパク質や、切断部位が共通の類似ペプチド等様々な分子が測定値に影響を与える可能性がある。そこで、第1工程において、生体試料を抗体により免疫アフィニティ精製し、抗体に結合したフラクションを、第2工程において質量分析に付し、精緻な分子量を基準に同定、定量する、いわゆる免疫質量分析法を利用することができる(例えば、Rapid Commun. Mass Spectrom. 2007, 21: 352-358を参照)。免疫質量分析法によれば、未分解のタンパク質も類似ペプチドも、質量分析計で完全に分離され、バイオマーカーの正確な分子量を基準に高い特異度と感度で定量が可能となる。
あるいは、本発明の抗体を用いる別の本発明の検出又は判定方法として、該抗体を上記したような質量分析計に適合し得るチップの表面上に固定化し、該チップ上の該抗体に被検試料を接触させ、該抗体に捕捉された生体試料成分を質量分析にかけ、該抗体が認識するマーカーペプチドの分子量に相当するピークを検出する方法が挙げられる。
上記のいずれかの方法により測定された被検者由来試料中の本発明のペプチドのレベルが、非乳がん患者、処置後の患者もしくは健常人由来の対照試料中の該ペプチドレベルに比べて有意に変動している場合、該被検者は乳がんに罹患している可能性が高いと判定することができる。
本発明のペプチドは、それぞれ単独でも乳がんの検出マーカーとして利用することができるが、2種以上を組み合わせることにより、感度(有病正診率)及び特異度(無病正診率)をより高めることができる。
2種以上のペプチドをマーカーとして用いる場合の検出手法としては、例えば、(1) 測定対象であるすべてのペプチドについてレベルが有意に変動する場合に乳がんに罹患していると判定し、いずれかのペプチドについてレベルが有意に変動しない場合に乳がんに罹患していないと判定する方法、(2) 測定対象であるすべてのペプチドについてレベルが有意に変動しない場合に乳がんに罹患していないと判定し、いずれかのペプチドについてレベルが有意に変動した場合に乳がんに罹患していると判定する方法、(3) 測定対象であるn個のペプチドのうち、例えば、2〜(n-1)個以上のペプチドについて、レベルが有意に変動する場合に乳がんに罹患していると判定する方法、さらに各ペプチド間で重みを持たせる方法、ならびに(4) バギング法、ブースティング法、ランダムフォレスト法などの機械学習法、などが考えられるが、特には複数のマーカーペプチドを1つのマーカーセットとして取り扱うことが出来る解析手法である多変量ロジスティック回帰分析を用いることが好ましい。この場合、マーカーとして用いるペプチドの数は特に限定されないが、好ましくは2種以上である。
一つの実施形態において、上記の解析に用いられるペプチドは、配列番号1〜7で表されるアミノ酸配列からなる7種のペプチドのうちの少なくとも1種であり、好ましくは2種以上である。
本発明では、質量分析により特定された候補ペプチドの多変量ロジスティック回帰モデルを最尤法により構築したところ、ROCの曲線下面積(AUC)が高い(例えば、複数のマーカーペプチドで0.85を超える)極めて信頼性の高い乳がんの検出又は判定が可能であることを見出した。
検出又は測定されるペプチドの数は、本発明の検査方法におけるAUCが或る閾値を超える値となる数であることが好ましい。通常、閾値は0.9である。例えば、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチドの血中濃度の関数であるロジスティック回帰モデルによれば、特異度に対して感度をプロットしたROCの曲線下面積(AUC)が0.85を超え(特には0.9を超え)、極めて高い精度で乳がんを検出することができる。
従って、本発明の検出又は判定方法の好ましい一つの実施形態では、被験者における乳がんの検出又は判定方法は、被験者の生物試料中の、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号4の4種のペプチドを測定する。
本発明の検出方法は、患者から時系列で生体試料を採取し、各試料における本発明のペプチドの発現の経時変化を調べることにより行うこともできる。生体試料の採取間隔は特に限定されないが、患者のQOLを損なわない範囲でできるだけ頻繁にサンプリングすることが望ましく、例えば、血漿もしくは血清を試料として用いる場合、約1日〜約1年の間で採血を行うことが好ましい。本発明のペプチドは、乳がんが改善するに従って血清又は血漿中レベルが変化(上昇又は低下)する傾向にある。従って、これらのマーカーのレベルが経時的に変化(上昇又は低下、健常者の血清又は血漿中レベルに近づく変化)た場合には、該患者における乳がんが改善している可能性が高いと判定することができる。
さらに、上記時系列的なサンプリングによる乳がんの検出方法は、前回サンプリングと当回サンプリングとの間に、被検者である患者に対して該疾患の治療措置が講じられた場合に、当該措置による治療効果を評価するのに用いることができる。即ち、治療の前後にサンプリングした試料について、治療後の状態が治療前の状態と比較してペプチドの低下(病態の改善)が認められると判定された場合に、当該治療の効果があったと評価することができる。一方、治療後の状態が治療前の状態と比較してペプチドの低下(病態の改善)が認められない、あるいはさらに悪化していると判定された場合には、当該治療の効果がなかったと評価することができる。
さらに、上記時系列的なサンプリングによる乳がんの検出のための検査方法は、健康食品等の摂取、禁煙、運動療法、有害環境からの隔離等、乳がんの罹患リスク低減措置後の予防効果を評価するのに用いることができる。即ち、罹患リスクの低減措置の施行の前後にサンプリングした試料について、施行後の状態が施行前の状態と比較してペプチドの上昇(病態の発症もしくは進行)が認められないと判定された場合に、当該措置の施行の効果があったと評価することができる。一方、治療後の状態が治療前の状態と比較してペプチドの低下(病態の改善)が認められない、あるいはさらに病態が悪化していると判定された場合には、当該措置の施行の効果がなかったと評価することができる。
従って、本発明のペプチドならびに方法は、乳がんを診断又は検出するマーカーのみならず、乳がんの予後を予測するマーカー、ならびに治療効果判定のマーカーともなり得る。すなわち、本発明のペプチドならびに方法は、乳がんの治療の創薬標的分子のスクリーニングに、及び/又は患者(リスポンダー)の選別もしくは治療薬の投与量(用量)の調節のためのコンパニオン診断薬として使用することができる。
治療効果判定となる乳がんの治療方法としては、例えば、手術、乳房再建、放射線治療、薬物療法、ホルモン療法(内分泌療法)、化学療法などが挙げられる。薬物療法には、トラスツズマブなどの分子標的治療薬を用いた療法などが含まれる。
また、本発明のペプチドならびに方法は、物質のスクリーニング方法に使用できる。この場合の物質には、乳がんを未病段階で防止する健康食品、特定保健用食品(トクホ製品)、機能性表示食品などの食品類、乳がんを診断又は検出するマーカー類、及び罹患後の乳がんを治療する治療薬等の医薬品類が含まれる。
一実施形態において、本発明は、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種、2種、3種、4種、5種、6種、又は7種のペプチドに対する抗体を含む乳がんの検出キットを包含する。本発明の乳がんの検出キットの好ましい実施形態として、配列番号1で表されるアミノ酸配列において9番目のメチオニンが酸化されたアミノ酸(メチオニンスルホキシド)であるアミノ酸配列を有するペプチド、非修飾の配列番号2で表されるアミノ酸配列を有するペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列において18番目のCys(システイン)が酸化されたアミノ酸(システイン酸)であるアミノ酸配列を有するペプチド、及び非修飾の配列番号3で表されるアミノ酸配列を有するペプチドの4種のペプチドに対する抗体を含む乳がんの検出キットが挙げられる。
別の実施形態において、本発明は、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種、2種、3種、4種、5種、6種、又は7種のペプチドに対する抗体を検出試薬として含む乳がんの検出剤を包含する。本発明の乳がんの検出剤の好ましい実施形態として、配列番号1で表されるアミノ酸配列において9番目のメチオニンが酸化されたアミノ酸(メチオニンスルホキシド)であるアミノ酸配列を有するペプチド、非修飾の配列番号2で表されるアミノ酸配列を有するペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列において18番目のCys(システイン)が酸化されたアミノ酸(システイン酸)であるアミノ酸配列を有するペプチド、及び非修飾の配列番号3で表されるアミノ酸配列を有するペプチドの4種のペプチドに対する抗体を含む乳がんの検出剤が挙げられる。
また別の実施形態において、本発明は、被験者における乳がんの罹患可能性を判定するための、コンピュータにより実行される方法であって、被験者の生物試料中の、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種、2種、3種、4種、5種、6種、又は7種のペプチドについての定量的データを取得する工程と、前記取得したデータを、前記複数種のペプチドの関数である多変量ロジスティック回帰モデルに適用し、被験者における乳がんの罹患可能性の予測値を求める工程とを含む方法を包含する。ここで、ペプチドの定量的データとは、例えば質量分析やペプチドに対する抗体を用いて測定されたペプチドの発現量、血中濃度等の定量的な測定値を指す。本発明の被験者における乳がんの罹患可能性を判定するための、コンピュータにより実行される方法の好ましい実施形態として、被験者の生物試料中の、配列番号1で表されるアミノ酸配列において9番目のメチオニンが酸化されたアミノ酸(メチオニンスルホキシド)であるアミノ酸配列を有するペプチド、非修飾の配列番号2で表されるアミノ酸配列を有するペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列において18番目のCys(システイン)が酸化されたアミノ酸(システイン酸)であるアミノ酸配列を有するペプチド、及び非修飾の配列番号3で表されるアミノ酸配列を有するペプチドについての定量的データを取得する工程と、前記取得したデータを、前記4種のペプチドの関数である多変量ロジスティック回帰モデルに適用し、被験者における乳がんの罹患可能性の予測値を求める工程とを含む方法が挙げられる。
上記コンピュータにより実行される方法は、予測値を求めた後で、該予測値に基づいて被験者における乳がんの罹患可能性を判定する工程をさらに含んでもよい。例えば求めた予測値が或る閾値を超えた場合に、その被験者を乳がんに罹患していると判定する。通常、閾値は0.5であり、好ましくは0.1以下である。
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明がこれらに限定されないことは言うまでもない。
本明細書中に引用されているすべての特許出願及び文献の開示は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。
1.患者及び血液採取
京都府立医科大学にて、乳がんに罹患した患者(n=75名)及び健常者(n=68)から血液を採取し、血清を得た。具体的には、22G針を用いて患者の橈骨静脈より静脈血を採取し、血液採取管に入れた。それらの試料をを室温で1時間静置し、3,000rpmで10分間室温にて遠心分離し、血清を得た。上清を使用するまで-80℃で分けて保存した。
乳がん患者の内訳は、ステージ0(St.0)が17名、ステージI(St. I)が32名、ステージII(St. II)が20名、ステージIII(St. III)が6名であった。患者群の年齢平均(平均±標準偏差(S.D.))は59.6±13.4であった。ステージ分類は、「臨床・病理 乳癌取扱い規約 第18版」(日本乳癌学会編集)を診断基準として用いた。
健常者群の年齢平均(平均±標準偏差)は61.1±13.5であった。
Figure 2021018124
2.BLOTCHIP(登録商標)による質量分析
血清中の質量分析によるペプチド解析を、ペプチドームプロファイリングの迅速定量法である、ワンステップの直接転写技術のBLOTCHIP(登録商標)質量分析により行った(Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009;379(1):110-4)。
まず、血清サンプルをドデシル硫酸ナトリウム(SDS)ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)に供し、ペプチドをタンパク質と分離した。次に、ゲル中のペプチドをBLOTCHIP(登録商標)(株式会社プロトセラ、尼崎市所在)に電気転写した。転写終了後、チップの表面を超純水でリンスし、BLOTCHIP(登録商標)に直接マトリックス(α-シアノ-4-ヒドロキシ桂皮酸, Sigma-Aldrich Co., アメリカ合衆国ミズーリ州)を塗布後ultraflextreme TOF/TOF mass spectrometer (Bruker Daltonics社製、アメリカ州マサチューセッツ州)のリニアモードで、Proteomics 11:2727-2737.に記載された通りに質量分析を行い、ペプチドプロファイルを得た。
3.統計解析
サンプルはBLOTCHIP(登録商標)質量分析により4回繰り返し解析した。より統計学的に有意なピークを見出すために、4つのデータを独立データとして使用し、解析ソフトClinProTools 2.2 (Bruker Daltonics社製)を使用してマンホイットニーのU検定のp値を計算し、p値が0.05以下の場合に有意差ありとみなした。
統計解析ソフトR(R Core Team (2013). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL http://www.R-project.org/.)によりウィルコクソン検定のp値を計算するために、一つのサンプル当たりの4つのデータの平均値を用いてペプチドの診断性能を評価し、診断性能の高い有用なバイオマーカーペプチドを発見した。モデルの構築には統計解析ソフトR(R Core Team (2013)を使用した。
構築したモデルの診断能の評価のためにROC分析を実施した。Rのパッケージである”Epi パッケージ“(A package for statistical analysis in epidemiology、Version 1.149、http://cran.r-project.org/web/packages/Epi/index.html)を用いた。AUCはROC曲線から計算した。診断のための最適カットオフ値は、Cancer 1950;3:32-5のYouden’s indexに従って決定した。
4.ペプチドの同定
各標的ペプチドを含む血清を、その同定のために採取した。ペプチドは、Sep-Pak C18固相抽出カートリッジ(Waters Corporation、アメリカ合衆国マサチューセッツ州ミルフォード)を用いて、0.1%トリフルオロ酢酸を含む水に80%v/v アセトニトリル(ACN)で抽出した。溶出液をCC-105 遠心濃縮器(株式会社トミー精工, 東京)を用いて100μL以下に濃縮した。次に溶液を0.065% TFAを含む2%v/v ACN水溶液400μL(溶離液Aと称する)に希釈し、C18シリカカラム(COSMOSIL(登録商標) 5C18-AR-II)(ナカライテスク株式会社、京都)を装備したAEKTA精製装置(GE Healthcare UK Ltd, 英国バッキンガムシャー州)にかけた。溶出液を、溶離液Aに対し0.05% TFAを含む80%v/v ACNの水溶液で1.0mL/分の流速で0-100%の線形勾配により22個の画分(各1mL)に分けた。各画分をCC-105遠心濃縮器で10μL以下に濃縮し、ペプチドの配列をMALDI-TOF/TOF(ultraflextreme TOF/TOF)及びLC-MS/MS(Q-Exactive;Thermo Fisher Scientific Inc, アメリカ合衆国マサチューセッツ州ワルサム)を用いて分析した。
(結果)
1.乳がん患者の血清のペプチド解析
血清のペプチド解析をBLOTCHIP(登録商標)質量分析により行った。各ペプチドームプロファイルより得られた質量スペクトルのデータをデータベースに保存した。すべてのMS測定が完了した後、解析ソフトClinProTools3.0を用いて、乳がん患者群と健常者群の2群間でのディファレンシャル解析を行い、ピークごとに2群間で統計的に有意差があるか検討を行った。
2.同定されたペプチド
上記で有意差のあったピークについて、逆相クロマトグラフィで部分的に精製した血清ペプチドによりMALDI-TOF/TOF及びLC-MS/MSペプチド配列決定分析を行い、8個のペプチドを同定した(以下、ペプチド#1〜#8と記載する場合がある。)(表3)。
1番目のペプチド(#1)は、配列番号1で表されるアミノ酸配列において9番目のMet(メチオニン)の位置で酸化されていた(methionine sulfoxide)。3番目のペプチド(#3)は、配列番号3で表されるアミノ酸配列において18番目のCys(システイン)の位置で酸化されていた(cysteic acid)。5番目のペプチド(#5)は、配列番号4で表されるアミノ酸配列において9番目のMet(メチオニン)の位置で酸化されていた(methionine sulfoxide)。7番目のペプチド(#7)は、配列番号6で表されるアミノ酸配列において28番目のMet(メチオニン)の位置で酸化されていた(methionine sulfoxide)。8番目のペプチド(#8)は、配列番号7のアミノ酸配列において18番目のCys(システイン)の位置でS−システイン化されていた。
2番目のペプチド(#2)は、非修飾の配列番号2で表されるアミノ酸配列であった。4番目のペプチド(#4)は、非修飾の配列番号3で表されるアミノ酸配列であった。6番目のペプチド(#6)は、非修飾の配列番号5で表されるアミノ酸配列であった。
ペプチド#1〜#8の質量分析による見かけの分子量[M+H]は、それぞれ約5078.36、約1465.66、約2787.51、約2739.52、約5206.44、約2659.26、約5917.69、及び約2858.53であった。
Figure 2021018124
3.各ペプチドの変化率と診断性能
同定した8種のペプチドについて、乳がん群と健常者群との2群間で統計的に有意差があるか検討を行った。具体敵意は、各ペプチドについて曲線下面積(AUC)、感度(Sensitivity)、特異度(Specificity)及びカットオフの算出、並びに、試料中の含有量の変化率(乳がん患者の試料中の含有量/健常者の試料中の含有量)を算出した。
結果を表4に示す。全てのペプチドについてp値が有意であることを確認した。各ペプチドは、乳がんマーカーとして様々な感度と特異度を持ち、診断性能を示すAUCは0.60〜0.79であった。
マーカリストには、疾患により含有量が増加するペプチド(ペプチド#1、ペプチド#6、ペプチド#7)及び含有量が減少するペプチド(ペプチド#2、ペプチド#3、ペプチド#4、ペプチド#5、ペプチド#8)があった。最も含有量の変化率の大きいペプチド(ペプチド#1)では変化率が2倍近くあった。
Figure 2021018124
4.多変量ロジスティック回帰分析
同定した8つのペプチドのうち、ペプチド#1、ペプチド#2、ペプチド#3、及びペプチド#4の組み合わせ(マルチマーカーセット[#1-4])を選択し、乳がん罹患の予測確率(Risk Index)を計算するための回帰モデル方程式を、多変量ロジスティック回帰分析により得た。
得られた方程式を下記に示す。
Figure 2021018124
なお、[#1]〜[#4]は各ペプチドの血中濃度を表す。
各係数を下記の表に示す。
Figure 2021018124
上記回帰モデルの、各ステージ及び診断性能を表6に示す。表中、「CL」は上記健常者群68名、「St0」は上記ステージ0の乳がん患者17名、「St1」は上記ステージIの乳がん患者32名、「St2」は上記ステージIIの乳がん患者20名、「St3」は上記ステージIIIの乳がん患者6名、「all BC」は上記全乳がん患者75名を指す。
Figure 2021018124
多変量ロジスティック回帰モデルによる乳がん各ステージ(ステージ0〜III)の予測確率を箱ひげ図で図1に示す。図1から明らかなように、比較的早期のステージから感度が高く、ステージ0〜IIIのすべてにおいて高いAUCを示す。このことは、上記回帰モデルがリスクの早期発見という点で優れていることを示す。
以上の結果から、これらのペプチドマーカーの血中濃度から多変量ロジスティック回帰モデルで得られた予測値が、乳がんの判定、治療薬が奏効する乳がん患者(リスポンサー)の判定及び個々の乳がん患者に奏効する治療薬の判定(コンパニオン診断法)、予防効果の判定、治療効果の判定、早期診断のための検査方法、早期治療のための検査方法、及び物質のスクリーニング方法に有用であることが示唆された。

Claims (11)

  1. 被験者の生物試料中の、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチドを測定することを含む、該被験者における乳がんの検出方法。
  2. 前記生物試料が血液、血漿、血清、唾液、尿、髄液、骨髄液、胸水、腹水、関節液、汗、涙液、眼房水、硝子体液及びリンパ液からなる群より選択される体液からなる、請求項1に記載の方法。
  3. 生体試料を質量分析にかけることを含む、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択されるペプチドを特異的に認識する抗体を用いる、請求項1又は2に記載の方法。
  5. 前記乳がんの検出は、乳がんの判定、乳がんの予防効果の判定、乳がんの治療効果の判定、治療薬が奏効する乳がん患者の判定、個々の乳がん患者に奏効する治療薬の判定、乳がんの診断のための検査方法、又は乳がんの治療のための検査方法である請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチド又はそれらのフラグメントイオンが安定同位体で標識された内部標準品を備える乳がんの検出キット。
  7. 安定同位体で標識された、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチド又はそれらのフラグメントイオンを含む乳がんの検出剤。
  8. 被験者における乳がんの罹患可能性を判定するための、コンピュータにより実行される方法であって、被験者の生物試料中の、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチドについての定量的データを取得する工程と、
    前記取得したデータを、前記1種又は2種以上のペプチドの関数である多変量ロジスティック回帰モデルに適用し、被験者における乳がんの罹患可能性の予測値を求める
    工程とを含む方法。
  9. 配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチドの、乳がんを検出するためのマーカーとしての使用方法。
  10. 配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドからなる群から選択される1種又は2種以上のペプチドの、治療薬への乳がん患者の応答性を検出するマーカーとしての使用方法。
  11. 配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号3で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号4で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド、及び配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチドのいずれかのペプチド。
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