JP2021073190A - 乳癌治療を監視するための試薬及び方法 - Google Patents

乳癌治療を監視するための試薬及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】乳癌治療を監視するための試薬及び方法を提供する。【解決手段】本明細書において、抗体検出マーカーの少なくとも1つがA1AT、LGALS3、及びCAPCからなる群から選択される、A1AT、ANGPTL4、LRP10、GFRA1、LGALS3、CST2、DKK1、CAPC、GRP78、及びGRNからなる群から選択される少なくとも2種類のタンパク質に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む組成物、並びに乳癌の治療の有効性及び乳癌再発の監視におけるそれらの使用を開示する。【選択図】図1

Description

相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2015年12月11日出願の米国仮特許出願第62/266189号の優先権を主張する。
米連邦政府の資金調達に関する声明:
本発明は、米国立衛生研究所によって授与された助成金番号P20GM103548の下で政府の支援によってなされたものである。米国政府は本発明において一定の権利を有する。
局所乳癌(BCa)と診断された女性の5年生存率は98.6%である。生存率は、所属リンパ節転移期では83.8%に低下し、遠隔転移期では23.3%に急落する[3]。最初の診断時に転移性BCaを有するのは米国女性の5%に過ぎない[4];しかしながら、ほとんどのBCa関連死は、原発腫瘍の診断ではなく、不治の転移性疾患によるものである[5]。残念なことに、患者が、息切れ、慢性的な咳、体重減少又は骨の疼痛などの症状を報告する場合には、BCaの再発が高い頻度で発見される。
一態様において、本発明は、少なくとも2種類の抗体検出マーカーを含む組成物を提供し、該抗体検出マーカーは、A1AT(α−1アンチトリプシン)(配列番号7)、ANGPTL4(アンジオポエチン様4)(配列番号1)、LRP10(LDL受容体関連タンパク質10)(配列番号5)、GFRA1(GDNFファミリー受容体α1)(配列番号3)、LGALS3(ガレクチン−3)(配列番号8)、CST2(シスタチンSA)(配列番号6)、DKK1(Dickkopf Wntシグナル伝達経路阻害剤1)(配列番号2)、CAPC(癌中のサイトケラチン関連タンパク質)(配列番号9)、GRP78(78kDaのグルコース調節タンパク質)(配列番号12)及びGRN(グラニュリン)(配列番号4)からなる群から選択される少なくとも2種類のタンパク質に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含み、該タンパク質の少なくとも1種類は、A1AT、LGALS3、及びCAPCからなる群から選択される。一実施形態において、該組成物は、A1AT、ANGPTL4、LRP10、GFRA1、LGALS3、CST2、DKK1、CAPC、GRP78、及びGRNからなる群から選択される少なくとも3種類のタンパク質に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む。別の実施形態において、該組成物は、列挙した群の少なくとも5、6、7、8、又は全9種類のタンパク質に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む。さらなる実施形態において、該組成物は、2〜1000の抗体検出マーカー、又は4〜500の抗体検出マーカーからなる。別の実施形態において、該組成物は、ANGPTL4、GFRA1、LGALS3、DKK1及びGRNの少なくとも2、3、4、又は全5種類に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む。さらなる実施形態において、該組成物はさらに、GAL1及びMUC1のうちの1種類又は両方に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む。一実施形態において、ヒト自己抗体を検出するための試薬は、少なくとも2種類のタンパク質、又はそれらの抗原性断片を含む。別の実施形態において、少なくとも2種類のタンパク質、又はそれらの抗原性断片は、天然の細胞外ドメイン及び/又は天然の分泌タンパク質又はその抗原性断片を含む。さらなる実施形態において、該試薬は、検出可能に標識されている。なおさらなる実施形態において、少なくとも2種類のタンパク質、又はそれらの抗原性断片は、Fcドメインを含むが、これに限定されない検出可能なドメインとの融合物として発現される。別の実施形態において、該試薬は、固体支持体の表面上に固定化される。
別の態様において、本発明は、乳癌治療を監視する方法であって、
(a)A1AT、ANGPTL4、LRP10、GFRA1、LGALS3、CST2、DKK1、CAPC、GRP78、及びGRNからなる群から選択される1以上のタンパク質に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けているか、又は受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
(b)体液試料中の1以上のタンパク質に対する自己抗体の量を決定すること、
を含み、
該対象からの同様の体液試料中の自己抗体のベースラインレベルなどの対照と比較して自己抗体の量が減少すれば、該対象における乳癌治療が有効であることを示す、方法を提供する。
別の態様において、本発明は、乳癌の再発の予後を診断する方法であって、
(a)A1AT、ANGPTL4、LRP10、GFRA1、LGALS3、CST2、DKK1、CAPC、GRP78、及びGRNからなる群から選択される1以上のタンパク質に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
(b)該体液試料中の1以上のタンパク質に対する自己抗体の量を決定すること、
を含み、
該対象からの同様の体液試料などの対照における自己抗体のベースラインレベルと比較して自己抗体の量が増加すれば、該対象における乳癌の再発の可能性を示す、方法を提供する。
様々な実施形態において、該試薬は、列挙したタンパク質のうちの3、4、5、6、7、8、又は全9種類の自己抗体を検出するための試薬を含む。別の実施形態において、該試薬は、本発明の任意の実施形態又は実施形態の組合せの組成物を含む。
一実施形態において、1以上の試薬は、ANGPTL4、GFRA1、LGALS3、DKK1及びGRNからなる群から選択される2、3、4、又は全5種類のタンパク質、又はそれらの抗原性断片を含む。
別の態様において、本発明は、乳癌治療を監視する方法であって、
(a)GRP78に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けているか、又は受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
(b)該体液試料中のGRP78に対する自己抗体の量を決定すること、
を含み、
該対象からの同様の体液試料中の自己抗体のベースラインレベルなどの対照と比較してGRP78に対する自己抗体の量が増加すれば、該対象における乳癌治療が有効であることを示す、方法を提供する。
さらなる態様において、本発明は、乳癌の再発の予後を診断する方法であって、
(a)GRP78に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
(b)体液試料中のGRP78に対する自己抗体の量を決定すること、
を含み、
該対象からの同様の体液試料などの対照におけるGRP78に対する自己抗体のベースラインレベルと比較して自己抗体の量が減少すれば、該対象における乳癌の再発の可能性を示す、方法を提供する。別の実施形態において、接触は、ELISAの使用を含む。さらなる実施形態において、体液試料は、対象からの血清試料を含む。一実施形態において、該対象は、本発明の方法を実施する前に原発腫瘍を除去する手術を受けている。別の実施形態において、該対象は、放射線療法と化学療法、又はホルモン療法と化学療法を受けているか、又は受けたことがある。さらなる実施形態において、接触は、全ての標的バイオマーカーを、単一の試験及び希釈で検出及び定量化することができる、長期的アッセイスクリーニング(Longitudinal Assay Screening)の使用を含む。なおさらなる実施形態において、該体液試料は、対象からの血液試料を含む。一実施形態において、対象からの同様の体液試料中の自己抗体のベースラインレベルと比較して自己抗体の量が減少していないと決定される場合、本方法はさらに、対象に投与される乳癌治療を変更することを含む。別の実施形態において、本方法は、乳癌の再発を検出するために使用される。
12ヶ月の経過観察後の治療計画に従って、11の腫瘍関連抗原に対する自己抗体レベルのベースラインからの観察された幾何平均変化(95%信頼区間を共に示す)。はp値<0.05を示す。手術のみ又は個々の療法(すなわち、ホルモン、放射線療法若しくは化学療法)について有意な変化は観察されなかった。 HERCEPTIN(登録商標)で治療したHER2陽性乳癌と診断された患者におけるERBB2−rFcに対する抗体反応。手術の直前、手術後6ヶ月及び12ヶ月の時点での長期的な3回の採血を行った。実線は、12ヶ月の来院時に、HERCEPTIN(登録商標)療法をまだ受けている患者を示し、破線は、12ヶ月の来院前に、HERCEPTIN(登録商標)療法を中止した患者を表す。明るい緑色の円は、ベースライン採血のみを実施した患者BC−166を表す。幾何平均値は、経時的に48、1206及び600であった。経過観察のレベルは、ベースラインよりも有意に大きかった(p<0.0001)が、6ヶ月及び12ヶ月のレベルに差はなかった(p=0.09)。 6ヶ月の経過観察後の治療計画に従って、11の腫瘍関連抗原に対する自己抗体レベルのベースラインからの観察された幾何平均変化(95%信頼区間を共に示す)。はp値<0.05を示す。手術のみ又は個々の療法(すなわち、ホルモン、放射線療法若しくは化学療法)について有意な変化は観察されなかった。
引用される全ての参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願の範囲内で、特に明記しない限り、利用する技術は、分子クローニング:実験室マニュアル(Molecular Cloning:A Laboratory Manual)(Sambrookら、1989,Cold Spring Harbor Laboratory Press)、遺伝子発現技術(酵素学における方法(Gene Expression Technology(Methods in Enzymology)),Vol.185,D.Goeddel(編)、1991.Academic Press,San Diego,CA)、酵素学における方法の中の「タンパク質精製ガイド(Guide to Protein Purification)」(M.P.Deutshcer(編)、(1990)Academic Press,Inc.);PCRプロトコル:方法と応用へのガイド(A Guide to Methods and Applications)(Innisら、1990.Academic Press,San Diego,CA),動物細胞の培養:基本技術のマニュアル(Culture of Animal Cells:A Manual of Basic Technique)、第2版(R.I.Freshney.1987.Liss,Inc.New York,NY),遺伝子導入と発現プロトコル(Gene Transfer and Expression Protocols),109−128ページ、E.J.Murray(編),The Humana Press Inc.,Clifton,N.J.)、及びAmbion社の1998カタログ(Ambion,Austin,TX)などのいくつかの周知の参考文献のいずれかに見出すことができる。
第1の態様において、本発明は、少なくとも2種類の抗体検出マーカーを含む組成物を提供し、該抗体検出マーカーは、A1AT(α−1アンチトリプシン)(配列番号7)、ANGPTL4(アンジオポエチン様4)(配列番号1)、LRP10(LDL受容体関連タンパク質10)(配列番号5)、GFRA1(GDNFファミリー受容体α1)(配列番号3)、LGALS3(ガレクチン−3)(配列番号8)、CST2(シスタチンSA)(配列番号6)、DKK1(Dickkopf Wntシグナル伝達経路阻害剤1)(配列番号2)、CAPC(癌におけるサイトケラチン関連タンパク質)(配列番号9)、GRP78(78kDaのグルコース調節タンパク質)(配列番号12)及びGRN(グラニュリン)(配列番号4)からなる群から選択される少なくとも2種類のタンパク質に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含み、該タンパク質の少なくとも1種類は、A1AT、LGALS3、及びCAPCからなる群から選択される。
発明者らは、予想外にも、列挙したタンパク質に対する自己抗体が、BCa、及び/又はBCaの再発について治療される対象に関する療法の有効性の指標を提供することを発見した。そのため、本発明の組成物は、例えば、乳癌の治療の有効性、及び/又は再発を監視するための診断アッセイで使用することができる。一実施形態において、該組成物は、A1AT、ANGPTL4、LRP10、GFRA1、LGALS3、CST2、DKK1、CAPC、GRP78、及びGRNからなる群から選択される少なくとも2種類のタンパク質に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む。
様々な実施形態において、該組成物は、列挙した群の少なくとも3、4、5、6、7、8、又は全9種類のタンパク質に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含むか、又はそれらからなる。様々なさらなる実施形態において、該組成物は、ANGPTL4、GFRA1、LGALS3、DKK1及びGRNのうちの2、3、4、又は全5種類に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含むか、又はそれらからなる。
さらなる実施形態において、該組成物はさらに、GAL1及びMUC1の1つ又は両方に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む。
様々なさらなる実施形態において、該組成物は、2〜1000、3〜1000、4〜1000、5〜1000、6〜1000、7〜1000、8〜1000、9〜1000、2〜500、3〜500、4〜500、5〜500、6〜500、7〜500、8〜500、9〜500、2〜100、3〜100、4〜100、5〜100、6〜100、7〜100、8〜100、9〜100、2〜50、3〜50、4〜50、5〜50、6〜50、7〜50、8〜50、9〜50、2〜25、3〜25、4〜25、5〜25、6〜25、7〜25、8〜25、又は9〜25の抗体検出試薬を含むか、又はそれらからなる。
当業者によって理解されるように、該組成物は、該組成物の意図される使用に適するように追加の抗体検出マーカー及び対照を含むことができる。
該抗体検出マーカーは、列挙したタンパク質、タンパク質の分泌型(タンパク質の天然の分泌型など)、又はタンパク質の細胞外ドメインを含むが、これらに限定されない列挙したタンパク質に対する抗体を検出するために使用することができる任意の適切な試薬であり得る。分泌タンパク質は、腫瘍細胞からリンパ節により容易に送達され、そこで免疫細胞の相互作用が生じ、大量の高親和性抗体を生じる。膜表面タンパク質は、一般に、メタロプロテイナーゼ依存性切断を介して腫瘍細胞から可溶性形態で放出される。排出されたタンパク質は、細胞内タンパク質よりも容易にリンパ節に転送される。そのため、一実施形態において、該抗体検出マーカーは、列挙したタンパク質の分泌部分又は膜部分であり得る。述べたように、列挙したヒトタンパク質の例示的なアミノ酸配列を、以下に示す:
シグナル配列を含まない完全長タンパク質:ANGPTL4、A1AT、CST2、DKK1、GFRA1、GRN、GRP78、GAL1、MUC1
シグナル配列を含まない細胞外ドメイン領域:CAPC、LRP10
全長(タンパク質において予測されるシグナル配列を含まない):LGALS3
ANGTPL4 (配列番号1)
KSPRFASWDEMNVLAHGLLQLGQGLREHAERTRSQLSALERRLSACGSACQGTEGSTDLPLAPESRVDPEVLHSLQTQLKAQNSRIQQLFHKVAQQQRHLEKQHLRIQHLQSQFGLLDHKHLDHEVAKPARRKRLPEMAQPVDPAHNVSRLHRLPRDCQELFQVGERQSGLFEIQPQGSPPFLVNCKMTSDGGWTVIQRRHDGSVDFNRPWEAYKAGFGDPHGEFWLGLEKVHSITGDRNSRLAVQLRDWDGNAELLQFSVHLGGEDTAYSLQLTAPVAGQLGATTVPPSGLSVPFSTWDQDHDLRRDKNCAKSLSGGWWFGTCSHSNLNGQYFRSIPQQRQKLKKGIFWKTWRGRYYPLQATTMLIQPMAAEAAS

DKK1 (配列番号2)
VSATLNSVLNSNAIKNLPPPLGGAAGHPGSAVSAAPGILYPGGNKYQTIDNYQPYPCAEDEECGTDEYCASPTRGGDAGVQICLACRKRRKRCMRHAMCCPGNYCKNGICVSSDQNHFRGEIEETITESFGNDHSTLDGYSRRTTLSSKMYHTKGQEGSVCLRSSDCASGLCCARHFWSKICKPVLKEGQVCTKHRRKGSHGLEIFQRCYCGEGLSCRIQKDHHQASNSSRLHTCQRH

GFRA1 (配列番号3)
DRLDCVKASDQCLKEQSCSTKYRTLRQCVAGKETNFSLASGLEAKDECRSAMEALKQKSLYNCRCKRGMKKEKNCLRIYWSMYQSLQGNDLLEDSPYEPVNSRLSDIFRVVPFISDVFQQVEHIPKGNNCLDAAKACNLDDICKKYRSAYITPCTTSVSNDVCNRRKCHKALRQFFDKVPAKHSYGMLFCSCRDIACTERRRQTIVPVCSYEEREKPNCLNLQDSCKTNYICRSRLADFFTNCQPESRSVSSCLKENYADCLLAYSGLIGTVMTPNYIDSSSLSVAPWCDCSNSGNDLEECLKFLNFFKDNTCLKNAIQAFGNGSDVTVWQPAFPVQTTTATTTTALRVKNKPLGPAGSENEIPTHVLPPCANLQAQKLKSNVSGNTHLCISNGNYEKEGLGASSHITTKSMAAPPSCGLSPLLVLVVTALSTLLSLTETS

GRN (配列番号4)
TRCPDGQFCPVACCLDPGGASYSCCRPLLDKWPTTLSRHLGGPCQVDAHCSAGHSCIFTVSGTSSCCPFPEAVACGDGHHCCPRGFHCSADGRSCFQRSGNNSVGAIQCPDSQFECPDFSTCCVMVDGSWGCCPMPQASCCEDRVHCCPHGAFCDLVHTRCITPTGTHPLAKKLPAQRTNRAVALSSSVMCPDARSRCPDGSTCCELPSGKYGCCPMPNATCCSDHLHCCPQDTVCDLIQSKCLSKENATTDLLTKLPAHTVGDVKCDMEVSCPDGYTCCRLQSGAWGCCPFTQAVCCEDHIHCCPAGFTCDTQKGTCEQGPHQVPWMEKAPAHLSLPDPQALKRDVPCDNVSSCPSSDTCCQLTSGEWGCCPIPEAVCCSDHQHCCPQGYTCVAEGQCQRGSEIVAGLEKMPARRASLSHPRDIGCDQHTSCPVGQTCCPSLGGSWACCQLPHAVCCEDRQHCCPAGYTCNVKARSCEKEVVSAQPATFLARSPHVGVKDVECGEGHFCHDNQTCCRDNRQGWACCPYRQGVCCADRRHCCPAGFRCAARGTKCLRREAPRWDAPLRDPALRQLL

LRP10 (配列番号5)
HPDRIIFPNHACEDPPAVLLEVQGTLQRPLVRDSRTSPANCTWLILGSKEQTVTIRFQKLHLACGSERLTLRSPLQPLISLCEAPPSPLQLPGGNVTITYSYAGARAPMGQGFLLSYSQDWLMCLQEEFQCLNHRCVSAVQRCDGVDACGDGSDEAGCSSDPFPGLTPRPVPSLPCNVTLEDFYGVFSSPGYTHLASVSHPQSCHWLLDPHDGRRLAVRFTALDLGFGDAVHVYDGPGPPESSRLLRSLTHFSNGKAVTVETLSGQAVVSYHTVAWSNGRGFNATYHVRGYCLPWDRPCGLGSGLGAGEGLGERCYSEAQRCDGSWDCADGTDEEDCPGCPPGHFPCGAAGTSGATACYLPADRCNYQTFCADGADERRCRHCQPGNFRCRDEKCVYETWVCDGQPDCADGSDEWDCSYVLPRK

CST2 (配列番号6)
WSPQEEDRIIEGGIYDADLNDERVQRALHFVISEYNKATEDEYYRRLLRVLRAREQIVGGVNYFFDIEVGRTICTKSQPNLDTCAFHEQPELQKKQLCSFQIYEVPWEDRMSLVNSRCQEA

A1AT (配列番号7)
EDPQGDAAQKTDTSHHDQDHPTFNKITPNLAEFAFSLYRQLAHQSNSTNIFFSPVSIATAFAMLSLGTKADTHDEILEGLNFNLTEIPEAQIHEGFQELLRTLNQPDSQLQLTTGNGLFLSEGLKLVDKFLEDVKKLYHSEAFTVNFGDTEEAKKQINDYVEKGTQGKIVDLVKELDRDTVFALVNYIFFKGKWERPFEVKDTEEEDFHVDQVTTVKVPMMKRLGMFNIQHCKKLSSWVLLMKYLGNATAIFFLPDEGKLQHLENELTHDIITKFLENEDRRSASLHLPKLSITGTYDLKSVLGQLGITKVFSNGADLSGVTEEAPLKLSKAVHKAVLTIDEKGTEAAGAMFLEAIPMSIPPEVKFNKPFVFLMIEQNTKSPLFMGKVVNPTQK

LGALS3 (配列番号8)
MADNFSLHDALSGSGNPNPQGWPGAWGNQPAGAGGYPGASYPGAYPGQAPPGAYPGQAPPGAYPGAPGAYPGAPAPGVYPGPPSGPGAYPSSGQPSATGAYPATGPYGAPAGPLIVPYNLPLPGGVVPRMLITILGTVKPNANRIALDFQRGNDVAFHFNPRFNENNRRVIVCNTKLDNNWGREERQSVFPFESGKPFKIQVLVEPDHFKVAVNDAHLLQYNHRVKKLNEISKLGISGDIDLTSASYTMI

CAPC (配列番号9)
QVSATASPSGSLGAPDCPEVCTCVPGGLASCSALSLPAVPPGLSLRLRALLLDHNRVRALPPGAFAGAGALQRLDLRENGLHSVHVRAFWGLGALQLLDLSANQLEALAPGTFAPLRALRNLSLAGNRLARLEPAALGALPLLRSLSLQDNELAALAPGLLGRLPALDALHLRGNPWGCGCALRPLCAWLRRHPLPASEAETVLCVWPGRLTLSPLTAFSDAAFSHCAQPLALRDLAV

GAL1 (配列番号10)
LRVRGEVAPDAKSFVLNLGKDSNNLCLHFNPRFNAHGDANTIVCNSKDGGAWGTEQREAVFPFQPGSVAEVCITFDQANLTVKLPDGYEFKFPNRLNLEAINYMAADGDFKIKCVAFD

MUC1 (配列番号11)
APKPATVVTGSGHASSTPGGEKETSATQRSSVPSSTEKNAFNSSLEDPSTDYYQELQRDISEMFLQIYKQGGFLGLSNIKFRPGSVVVQLTLAFREGTINVHDVETQFNQYKTEAASRYNLTISDVSVSDVPFPFSAQSGAGVPG

GRP78 (配列番号12)
EEEDKKEDVGTVVGIDLGTTYSCVGVFKNGRVEIIANDQGNRITPSYVAFTPEGERLIGDAAKNQLTSNPENTVFDAKRLIGRTWNDPSVQQDIKFLPFKVVEKKTKPYIQVDIGGGQTKTFAPEEISAMVLTKMKETAEAYLGKKVTHAVVTVPAYFNDAQRQATKDAGTIAGLNVMRIINEPTAAAIAYGLDKREGEKNILVFDLGGGTFDVSLLTIDNGVFEVVATNGDTHLGGEDFDQRVMEHFIKLYKKKTGKDVRKDNRAVQKLRREVEKAKRALSSQHQARIEIESFYEGEDFSETLTRAKFEELNMDLFRSTMKPVQKVLEDSDLKKSDIDEIVLVGGSTRIPKIQQLVKEFFNGKEPSRGINPDEAVAYGAAVQAGVLSGDQDTGDLVLLDVCPLTLGIETVGGVMTKLIPRNTVVPTKKSQIFSTASDNQPTVTIKVYEGERPLTKDNHLLGTFDLTGIPPAPRGVPQIEVTFEIDVNGILRVTAEDKGTGNKNKITITNDQNRLTPEEIERMVNDAEKFAEEDKKLKERIDTRNELESYAYSLKNQIGDKEKLGGKLSSEDKETMEKAVEEKIEWLESHQDADIEDFKAKKKELEEIVQPIISKLYGSAGPPPTGEEDTAEKDEL
さらなる実施形態において、該抗体検出マーカーは、その天然型である、上記に開示されたものなどのタンパク質である。添付の実施例に開示されているように、発明者らは、真核生物発現システムを利用して、適切に折り畳まれ、自己抗体の検出に使用するための非連続的なエピトープを含有する立体構造担持腫瘍抗原を生成した。別の実施形態において、該試薬は少なくとも2種類のタンパク質又はそれらの抗原性断片を含み、少なくとも2種類のタンパク質又はそれらの抗原性断片は、検出可能なドメインとの融合物として発現される。該タンパク質は、任意の適切な形式で使用することができる。非限定的な一実施形態において、該タンパク質は、表面に結合したFc融合タンパク質、又は分泌されたFc融合タンパク質であり得る。
上記実施形態の全てにおいて、該抗体検出試薬は、検出可能な標識で標識することができる。一実施形態において、1種類のタンパク質に対する自己抗体を検出するための試薬の検出可能な標識は、他のタンパク質に対する自己抗体を検出するための検出可能な標識と識別可能である。標識を検出する方法には、分光学的、光化学的、生化学的、免疫化学的、物理的又は化学的手法が含まれるが、これらに限定されない。任意の適切な検出可能な標識を使用することができる。
該組成物は、凍結して、凍結乾燥形態で、又は溶液として保存することができる。一実施形態において、該組成物は、固体支持体の表面上に配置することができる。任意の適切な固体支持体を使用することができる。このような支持体の例としては、マイクロアレイ、ビーズ、カラム、光ファイバー、ワイプ、ニトロセルロース、ナイロン、ガラス、石英、ジアゾ化膜(紙又はナイロン)、シリコーン、ポリホルムアルデヒド、セルロース、酢酸セルロース、紙、セラミックス、金属、メタロイド、半導体材料、コーティングされたビーズ、磁性粒子;ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリスチレンなどのプラスチック;ならびにタンパク質(例えば、ゼラチン)、リポ多糖類、ケイ酸塩、アガロース、ポリアクリルアミド、メチルメタクリレート(methylmethracrylate)ポリマーなどのゲル形成材料;ゾルゲル;多孔性ポリマーヒドロゲル;ナノ構造の表面;ナノチューブ(カーボンナノチューブなど)、及びナノ粒子(金ナノ粒子又は量子ドットなど)が挙げられるが、これらに限定されない。この実施形態は、様々な検出アッセイにおける組成物の使用を容易にする。例えば、抗IgGは、マイクロウェルプレートのウェルをプレコートするために使用することができ、抗体検出試薬(本明細書で論じるタンパク質など)を、プレコートウェルに添加することができる。
第2の態様において、本発明は、乳癌治療を監視する方法であって、
(a)A1AT、ANGPTL4、LRP10、GFRA1、LGALS3、CST2、DKK1、CAPC、GRP78、及びGRNからなる群から選択される1以上のタンパク質に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けているか、又は受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
(b)体液試料中の1以上のタンパク質に対する自己抗体の量を決定すること、
を含み、
該対象からの同様の体液試料などの対照における自己抗体のベースラインレベルと比較して自己抗体の量が減少すれば、該対象における乳癌治療が有効であることを示す、方法を提供する。
さらなる態様において、本発明は、乳癌の再発の予後を診断する方法であって、
(a)A1AT、ANGPTL4、LRP10、GFRA1、LGALS3、CST2、DKK1、CAPC、GRP78、及びGRNからなる群から選択される1以上のタンパク質に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
(b)該体液試料中の1以上のタンパク質に対する自己抗体の量を決定すること、
を含み、
該対象からの同様の体液試料などの対照における自己抗体のベースラインレベルと比較して自己抗体の量が増加すれば、該対象における乳癌の再発の可能性を示す、方法を提供する。
以下の実施例に開示されているように、ベースラインレベル(すなわち、乳癌治療開始前)と比較して、1以上の列挙したマーカーの自己抗体の量の経時的な減少は、好ましい治療応答を示すが、自己抗体のレベルの減少又は増加が無いことは、好ましくない治療応答を示す。本方法は、全ての要因に照らして主治医によって決定される乳癌治療開始後の任意の適切な時点で行うことができる。様々な非限定的な実施形態において、本方法は、治療の開始後少なくとも1週間、2週間、3週間、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月、5ヶ月、6ヶ月、7ヶ月、8ヶ月、9ヶ月、10ヶ月、11ヶ月、12ヶ月、18ヶ月、24ヶ月などの時点で行うことができる。当業者によって理解されるように、本方法は、主治医が適切と認めるような、所定の対象に対して任意の回数行うことができる。したがって、本方法は、治療の経過を監視するために、所定の対象について1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、又はそれより多くの回数行うことができる。非限定的な一実施形態において、本方法は、乳癌治療の開始後6ヶ月及び/又は12ヶ月の時点で実施される。当業者によって理解されるように、本方法は、治療中に行うことができ、また、乳癌再発の可能性を監視するために、治療終了後に行うことができる。
対象は、ヒト対象を含むがこれに限定されない、乳癌治療を受けている任意の適切な対象であり得る。本明細書では、「乳癌治療」は、原発性乳房腫瘍を除去する手術、放射線療法、化学療法、HERCEPTIN(登録商標)療法、及びホルモン療法のうちの1以上を含む。非限定的な一実施形態において、該対象は、原発性乳房腫瘍を除去する手術を受けており、放射線療法、化学療法、HERCEPTIN(登録商標)療法及び/又はホルモン療法から選択される追加の療法を受けている。9種類のTAA(すなわち、A1AT、ANGPTL4、CAPC、CST2、DKK1、GFRA1、GRN、LGALS3及びLRP10)に対する応答レベルのベースラインと12ヶ月の時点の間の有意な減少が、3つの治療群で観察された。放射線療法+化学療法、放射線療法+ホルモン療法、及び放射線療法+ホルモン療法+化学療法では、有意な9種類のTAAの平均幾何平均値がそれぞれ−11%、−13%、及び−18%減少した(図1)。DKK1に対する自己抗体が、放射線療法+化学療法群において有意に減少した。放射線療法+ホルモン療法群は、A1AT、CST2、GRN及びLRP10に対する自己抗体応答の有意な減少を含んた。放射線療法+ホルモン療法+化学療法群において、A1AT及びLRP10は、他の抗原及びレジメンと比較して自己抗体応答レベルの最大の減少(それぞれ−26%及び−28%)を有した。放射線療法+ホルモン療法+化学療法の3つの療法は、治療の任意の他の組み合わせよりもTAAに対する自己抗体応答を減少させるのに有効であった。この群は、全ての9種類のTAAに対する自己抗体応答の有意な減少を有した。
一実施形態において、1以上の試薬は、ANGPTL4、GFRA1、LGALS3、DKK1及びGRNからなる群から選択される2、3、4、若しくは全5種類のタンパク質又はそれらの抗原性断片を含む。
該抗体検出マーカーは、列挙したタンパク質、タンパク質の分泌型(タンパク質の天然の分泌型など)、又はタンパク質の細胞外ドメインを含むが、これらに限定されない列挙したタンパク質に対する抗体を検出するために使用することができる任意の適切な試薬であり得る。分泌タンパク質は、腫瘍細胞からリンパ節により容易に送達され、そこで免疫細胞の相互作用が起こり、大量の高親和性抗体を生じる。膜表面タンパク質は、一般に、メタロプロテイナーゼ依存性切断を介して腫瘍細胞から可溶性形態で放出される。排出されたタンパク質は、細胞内タンパク質よりもより容易にリンパ節に転送される。そのため、一実施形態において、該抗体検出マーカーは、列挙したタンパク質の分泌部分又は膜部分であり得る。列挙したタンパク質の分泌部分又は膜部分の例示的なアミノ酸配列は、本明細書に開示したとおりである。したがって、使用する試薬は、本発明の組成物の任意の実施形態の試薬、又はそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、A1AT、ANGPTL4、LRP10、GFRA1、LGALS3、CST2、DKK1、CAPC、GRP78、及びGRNからなる群から選択される1以上のタンパク質、その分泌部分、又はその膜部分に対する自己抗体を検出するための任意の適切な1以上の試薬であり得る。様々な非限定的な実施形態において、該試薬は、列挙した群内の少なくとも3、4、5、6、7、8、又は全9種類のタンパク質に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む。別の非限定的な実施形態において、該試薬は、列挙したタンパク質又はそれらの抗原性断片を含む。そのようなタンパク質は、天然型であり得る。別の実施形態において、該試薬は、少なくとも2種類のタンパク質又はそれらの抗原性断片を含み、少なくとも2種類のタンパク質又はそれらの抗原性断片は、検出可能なドメインとの融合物として発現される。該タンパク質は、任意の適切な形式で使用することができる。非限定的な一実施形態において、該タンパク質(複数可)は、表面に結合したFc融合タンパク質又は分泌Fc融合タンパク質であり得る。別の実施形態において、該試薬は、検出可能に標識することができる。別の実施形態において、該試薬は、固体支持体の表面に結合させることができる。
様々な実施形態において、該抗体検出マーカーの少なくとも1、2、3、4、又は5種類は、A1AT、GFRA1、LGALS3、CAPC、及びCST2からなる群から選択される。様々なさらなる実施形態において、該抗体検出マーカーの少なくとも1、2、3、4、又は5種類は、ANGPTL4、GFRA1、LGALS3、DKK1及びGRNからなる群から選択される。
以下の実施例に示すように、GRP78は、ホルモン療法+化学療法群で生じた、自己抗体応答の有意な増加を示す唯一のTAAであった。したがって、別の態様において、本発明は、乳癌治療を監視する方法であって、
(a)GRP78に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けているか、又は受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
(b)体液試料中のGRP78に対する自己抗体の量を決定すること、
を含み、
該対象からの同様の体液試料中の自己抗体のベースラインレベルなどの対照と比較してGRP78に対する自己抗体の量が増加すれば、該対象において乳癌治療が有効であることを示す、方法を提供する。
別の態様において、本発明は、乳癌の再発の予後を診断する方法であって、
(a)GRP78に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
(b)体液試料中のGRP78に対する自己抗体の量を決定すること、
を含み、
該対象からの類似の体液試料などの対照におけるGRP78に対する自己抗体のベースラインレベルと比較して自己抗体の量が減少すれば、該対象における乳癌の再発の可能性を示す、方法を提供する。
これらの態様のそれぞれの一実施形態において、該対象は、ホルモン療法及び化学療法を受けているか、又は受けたことがある。
当業者によって理解されるように、本方法は、該組成物の意図する使用に適切であるように、追加の抗体検出マーカー及び対照の使用を含むことができる。接触は、検出することができる結合複合体を形成するために、体液試料中の自己抗体と試薬との間の結合を促進するための任意の適切な条件下で行うことができる。適切なそのような条件は、本明細書の教示に照らして、意図したアッセイに基づいて、当業者によって決定することができる。同様に、未結合の試薬を除去するための1以上の洗浄又は他の工程などの方法において、任意の適切な追加の工程を使用することができる。
酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)、LUMIEX(登録商標)システムなどのビーズに基づくアッセイプラットフォーム、SEARCHLIGHT(登録商標)などの2−Dアレイに基づくアッセイプラットフォーム、並びに単一の試験及び希釈で、患者の試料からの全ての記載の乳癌バイオマーカーを臨床的に適切な濃度で定量することが可能であり得るINANOVATE(登録商標)「長期的アッセイスクリーニング」プラットフォームを含むが、これらに限定されない任意の適切な検出技術を使用することができる。一実施形態において、該組成物は、マイクロアレイ、スライドガラス、膜、マイクロプレートフォーマット又はビーズなどの固体支持体上に配置することができる。実施形態は、該組成物の使用を容易にする。例示的なそのようなアッセイを、実施例に提供する。
同様に、対象からの血清試料、血漿試料又は血液試料を含むが、これらに限定されない任意の適切な体液を使用することができる。「血漿試料」とは、血漿、血液の液体成分を意味し、例えば、血液細胞を除去するために、全血を遠心分離することによって調製される。血清試料は、血液凝固因子が除去されている血漿試料である。
一実施形態において、対象からの類似の体液試料中の自己抗体のベースラインレベルと比較して、自己抗体の量が減少していないと決定される場合、本方法はさらに、対象に投与される乳癌治療を変更することを含む。自己抗体が減少しないことは、対象にとって好ましくない治療アウトカムを示しているので、本実施形態は、より好ましい治療アウトカムを達成するために、主治医が適当と認めるように療法を変更すること(すなわち、投与量の増加、治療の変更など)を可能にする。
別の実施形態において、乳癌の再発を検出するために、任意の実施形態又は実施形態の組み合わせの方法を使用する。対象からの同様の体液試料中の自己抗体のベースラインレベルと比較して、自己抗体の量が減少していない(又は増加しない)と決定される場合、本方法は、乳癌再発の指標を提供する。患者の自己抗体レベルが、治療の過程で減少するという事実は、これらの自己抗体レベルの検出を再発の予後指標として使用できる可能性を支持する。癌が再発すると、自己抗体レベルが増加し、この増加をアッセイによって検出する。
実施例1:乳癌患者における治療モダリティに従う腫瘍関連抗原に対する長期的な自己抗体応答の減少
乳癌(BCa)の早期診断は、初期疾患の時点ならびに再発の両方で、疾患の生存率の延長に不可欠である(1、2)。局所BCaと診断された女性の5年生存率は98.6%である。生存率は、所属リンパ節転移期では83.8%に低下し、遠隔転移期にでは23.3%に急落する[3]。最初の診断時に転移性BCaを有するのは米国女性の5%に過ぎない[4];しかしながら、ほとんどのBCa関連死は、不治の転移性疾患によるものである[5]。残念なことに、患者が、息切れ、慢性的な咳、頭痛、体重減少又は骨の疼痛などの症状を報告する場合には、BCaの再発が高い頻度で発見される。患者が転移性BCaと診断されると、治療の意図はもはや治癒ではない。その代わりに、目標は、できるだけ長く疾患を制御することである(6、7)。現時点では、理学的検査の臨床所見のない無症候性患者に関して推奨される代替的スクリーニング方法はない(8)。転移が身体症状によって特定されるときには、患者の無病生存期間の見込みは大きく減少する。無症候性患者に関して再発を早期発見できないことは、転移性BCaを治癒することができない要因である。
原発性乳癌(BCa)腫瘍が早期発見されれば、医師は治癒する意図で患者を治療することができる。しかしながら、ほとんどのBCa関連死は、不治の転移性疾患によるものであり、原発腫瘍によるものではない。BCaの一次診断及び治療後に患者の自己抗体レベルにどのような変化が起こるかは現時点では不明である。LUMINEX(登録商標)マルチプレックスビーズアッセイは、単一の患者試料中の32の立体構造担持TAAに対する自己抗体応答の同時測定を可能にするために開発された。抗原は、BCaで高度に発現される膜タンパク質及び分泌タンパク質をコードし、患者において抗体応答を優先的に誘導するはずである膜結合ポリリボソームcDNAライブラリー(MAPcL)から選択した。不連続エピトープは、抗原が適切に折り畳まれたときに限って抗体認識のために提示されるので、膜タンパク質及び分泌タンパク質の立体構造は、特に重要である。発現構築物を、ウサギFC(rFC)に融合したTAAの細胞外部分をコードするように作製した。小胞体及びゴルジ体を介して処理され、翻訳後修飾により抗原を生成する立体構造担持抗原を生成する、真核生物発現系を開発した。
LUMINEX(登録商標)ビーズベースのマルチプレックス技術により、抗原バイオマーカーのパネルと患者の自己抗体との相互作用を測定することができ、単一の試験で全てのバイオマーカーの定量を可能にする。LUMINEX(登録商標)xMAP(登録商標)マイクロスフェア技術(Luminex,Austin,TX)は、マイクロスフェアと呼ばれる色分けされた5.6ミクロンのビーズに基づいている。これらのビーズは、領域毎に異なるレベルを有する2つの異なる蛍光色素で内部標識され、混合物中で異なる赤色/赤外発光スペクトルによって同定される。同時に、LUMINEX(登録商標)装置は、ビーズ上にあらかじめ負荷されたTAAによって捕捉される自己抗体の量を、個別の検出器チャネルにおける二次抗体の蛍光レベルとして測定する。LUMINEX(登録商標)ビーズは、マイクロプレートウェルの領域と比較して、捕捉抗体を固定化するための表面積がはるかに小さい。したがって、必要とされる患者試料の容量はより少なく、プラスチック表面への非特異的結合は減少した。
治療前、術後6ヶ月及び12ヶ月の時点で、200人のBCa患者から3つの一連の血液を採取した。これらの試料を、32のTAAに対する自己抗体応答についてアッセイし、経過観察時の試料中に存在するレベルを、手術時の自己抗体レベルと比較した。患者を、手術、化学療法、放射線療法、トラスツズマブ及びホルモン療法を含む治療レジメンに従って分類した。9種類のTAA(A1AT、ANGPTL4、CAPC、CST2、DKK1、GFRA1、GRN、LGALS3及びLRP10)に対する自己抗体応答は、放射線療法+化学療法、放射線療法+ホルモン療法、又は放射線療法+ホルモン療法+化学療法を含む治療レジメンによって、手術後12ヶ月の時点で有意に低下した。自己抗体レベルは、一般的に、術後6ヶ月よりも12ヶ月の時点でより低く、治療の過程にわたって患者の腫瘍負荷が減少することと一致する。その結果、このデータは、自己抗体レベルが転移に応答して増加し、この変化の検出を、再発の早期指標として用いることができることを示している。
材料及び方法
プラスミドの構築及びタンパク質生成
簡単に説明すると、膜貫通タンパク質の細胞外ドメイン又は分泌タンパク質及び細胞内タンパク質の全長配列を、pSecTag2−ウサギFc又はpFUSE−rFc1にクローニングした。これらのプラスミドは、分泌シグナル、並びにC末端ウサギFc(rFc)タグを含んでいた。TAA−rFCプラスミドを、EFFECTENE(商標)(Qiagen,Valencia,CA)により293T細胞にトランスフェクトし、コードされるタンパク質を細胞培養上清中に分泌させた。上清をトランスフェクション後に収集し、TAA−rFC含有量を、抗rFCサンドイッチELISAを用いて測定した。
磁気ビーズへの抗体の結合
ヤギ抗ウサギIgG Fc抗体(Jackson Immunoresearch,West Grove,PA)を、製造業者の指示に従って、xMAP(登録商標)AbCキット(Luminex,Austin,TX)を利用してLUMINEX(登録商標)ビーズに結合させた。簡単に説明すると、ビーズを、EDC(1−エチル−3−[3−ジメチルアミノプロピル]カルボジイミド塩酸塩)及びスルホ−NHS(N−ヒドロキシスルホスクシンイミド)で20分間活性化した。リン酸緩衝生理食塩水(PBS、pH7.4)で洗浄した後、抗rFC抗体を、1×10ビーズあたり20μgの濃度でビーズに添加し、遮光して2時間インキュベートした。ビーズを再び洗浄し、使用するまで4℃で遮光保存した。使用時に混合し、LUMINEX(登録商標)100/200装置(Millipore)によって、32個の異なる領域に区別することができる32LUMINEX(登録商標)ビーズ領域上で結合を行った。
腫瘍関連抗原ウサギFc融合タンパク質のビーズへの負荷
抗rFC抗体と結合させたビーズを、分泌されたTAA−rFC融合タンパク質を含有する細胞培養上清とのインキュベーションによって、各TAA−rFC融合タンパク質でコーティングした。32のTAA−rFC融合体のそれぞれを、1つのLUMINEX(登録商標)ビーズ領域に結合させた。ビーズを、40μg/10ビーズで融合タンパク質と4℃で一晩インキュベートした。ビーズを、使用するまで、4℃の暗所で、PBS−TBN緩衝液(0.1%ウシ血清アルブミン、0.02%Tween20及び0.05%アジ化ナトリウムを有するPBS)で保存した。
患者
症例の選択基準は、Sanford Health,Sioux Falls,SDで、BCa(任意の型)と新たに診断された30歳を超える女性であった。患者は、乳房切除術、乳腺腫瘤摘出、放射線療法、化学療法又は他の治療の前に、10mLのEDTA採血管を提供した。任意の種類の癌の既往歴を有する潜在的対象を除外した。200人のBCa患者からの血液試料を、2009年10月08日〜2012年4月17日の間収集した。試験に登録した患者を、術後1年間追跡調査し、血液は手術後6ヶ月及び12ヶ月の時点の腫瘍の経過観察来院時に採取した。経過観察中の血液を、2010年4月15日〜2013年8月27日の間採取した。全ての患者は書面によるインフォームドコンセントを提供し、Sanford Health IRBは、研究プロトコルを承認した。
血漿の収集及び保存
10mLのEDTA管を、採血後12時間以内に、10分間、2000×gで遠心分離した。血漿を上清として収集し、アリコートに入れ、自己抗体のアッセイまで−80℃で保存した。
マルチプレックス自己抗体ビーズアッセイ
血漿試料中の32のTAAに対する自己抗体を、マルチプレックスビーズアッセイを利用して、単一ウェル中で同時に測定した。それぞれ異なるTAA−rFC融合体でコーティングした32個の異なる領域からのxMAP(登録商標)LUMINEX(登録商標)磁気ビーズを合わせ、96ウェル丸底プレートのウェルに分配した。BCa患者からの血漿試料を、FACS緩衝液(5%ウシ胎児血清及び0.1%アジ化ナトリウムを含むPBS)で1:10に希釈し、希釈した血漿200μlを、単一ウェル中のビーズに添加した。試料を、氷上で2時間ビーズとインキュベートした。次いで、ビーズを磁気によって沈降させ、2回洗浄し、最後に吸引してビーズのみを残した。二次抗体として、R−フィコエリトリン(PE)標識ヤギ抗ヒトIgG(Jackson Immunoresearch,West Grove,PA)を、FACS緩衝液で1:200希釈し、200μlを各ウェルのビーズに添加した。氷上で1時間インキュベートした後、ビーズを2回洗浄した。各ウェル中のビーズを、FACS緩衝液200μlに再懸濁し、LUMINEX(登録商標)100/200装置にて分析し、各ビーズ領域について最低100事象の分析を行った。各プレートは、二次抗体のみの陰性対照、及び陽性対照としてビーズ負荷TAA−rFC融合体と反応するPEヤギ抗ウサギIgG(Jackson Immunoresearch,West Grove,PA)を含んでいた。全ての洗浄及び吸引の工程を、磁気機能を備えたBiotek ELx405マイクロプレートウォッシャーを用いて実施した。
統計的方法
各96ウェルプレートは、全ての自己抗体について陰性対照バックグラウンド及び陽性対照標準物質を有していた。加えて、各患者は、同じ96ウェルプレートで分析される自身のベースライン、6ヶ月及び12ヶ月の時点での試料を有していた。各自己抗体について、患者の蛍光強度(MFI)の中央値を、そのプレートのMFIバックグラウンドレベルを差し引き、次いで、全ての値を少なくとも1つにするために最小の定数だけシフトさせた。次いで、この値を、全8枚のプレートにわたる標準物質の平均MFIに対する標準物質のMFI比によって正規化した。最後に、これらの値を対数変換して、分散を安定化し、より対称的な分布にした。すなわち、自己抗体応答=LN[(自己抗体−バックグラウンド+定数)×(標準物質−バックグラウンド)/平均(標準物質−バックグラウンド)]。精度を測定するために、各TAAについてのアッセイ間のCVを、陽性対照及び陰性対照についてプレート間で計算した。
反復測定ANOVAを用いて、化合物の対称性の相関構造により、探索的分析として、経時的(すなわち、6ヶ月及び12ヶ月)に各自己抗体のベースラインからの幾何平均変化をモデル化した。このモデルは、経時的な放射線療法、ホルモン療法及び化学療法の指標変数における全ての交互作用を含んでいた。このアプローチは、一次分析で200人のうち183人のBCa患者を含み;その治療の一部としてトラスツズマブ(HERCEPTIN(登録商標))を与えた17人の患者は4つの群からなり、その平均応答プロファイルを調べることによって二次分析をした。陽性所見の数によって自己抗体をランク付けするために、6ヶ月及び12ヶ月の時点でHERCEPTIN(登録商標)を含まない全8つの治療の組み合わせについて、その時点での推定値及び95%信頼区間(CI)を計算した。各TAAは、試験した16(8つの治療の6ヶ月及び12ヶ月)の時点の推定値を有していたので、各TAAについて1つの偽陽性が予想された。したがって、3以上の陽性所見を有する自己抗体レベルについて、観察された幾何平均変化を提示した。統計的に有意であるとするために0.05未満のp値を使用し、SAS(Cary,NC)バージョン9.3を全ての分析に使用した。
結果
連続の血漿試料を200人の新たに診断されたBCa患者から収集した(13)。人口統計情報、腫瘍サイズ、腫瘍マーカーの状態、非侵襲性対侵襲性成分及びリンパ節転移を含む、この研究に登録した200人のBCa患者の特徴については、以前に発明者らの研究室によって記載されている(13)。血液を、治療前、原発腫瘍の外科的切除後6ヶ月及び12ヶ月の時点で採取した。治療の過程で癌抗原に対する患者の自己抗体応答を決定するために、20の以前に分析したTAA(13)及び12の新たに選択した癌抗原(表1)からなる32のTAA−rFC融合タンパク質を作製した。以前に開発した真核生物発現系(13)を用いて、マルチプレックスイムノアッセイのためのTAA−rFC立体構造担持抗原の全てを作製した。独自の赤色/赤外発光スペクトルからなるLUMINEX(登録商標)ビーズの32セットを、抗ウサギIgGでコーティングした。32のTAA−rFC融合タンパク質を、コーティングしたLUMINEX(登録商標)ビーズに結合させ、その後、治療前、手術後6ヶ月及び12ヶ月の時点で患者から得た血漿試料とインキュベートした。LUMINEX(登録商標)マルチプレックスビーズプラットフォームにより(治療開始前の)ベースラインで測定した32の自己抗体応答についてのアッセイ間の平均CVは、低い対照値及び高い対照値について、それぞれ11.1%及び11.4%であった(表2)。これに対し、ELISAプラットフォーム自己抗体アッセイのブロッキング緩衝液対照のアッセイ間の平均CVは12.4%であった(13)。LUMINEX(登録商標)マルチプレックスシステムは、アッセイスループットを大幅に増加させ、再現性をわずかに改善させた。
表1.rFC融合タンパク質の作製のための追加候補
Figure 2021073190
表2.ビーズプラットフォーム上の32のTAAについての陰性対照及び陽性対照のアッセイ間の変動係数

Figure 2021073190
各対象を、初期診断後12ヶ月の間に受けた治療に基づいて分類した。発明者らの研究に登録した登録BCa患者は全員、乳房腫瘍摘出手術又は乳房切除を含む、原発腫瘍を除去するための手術を受けた。手術に加えて、治療は、ホルモン療法、HERCEPTIN(登録商標)、放射線療法及び細胞毒性化学療法の組み合わせを含んでいた(表3)。72人の患者に、以下のレジメン:アドリアマイシン/シトキサン+タキソール=33人の患者;シトキサン+タキソール=22人の患者;アドリアマイシン/シトキサン=5人の患者;カルボプラチン+タキソール=6人の患者;アドリアマイシン+シトキサン/タキソール=3人の患者;アドリアマイシン/シトキサン+カルボプラチン/ジェムザール=1人の患者;カルボプラチン+タキソテール+ノバントロン=1人の患者;タキソール単独=1人の患者のうちの1つからなる細胞毒性化学療法を行った。治療に使用した細胞毒性化学療法薬のサブクラスに応じて患者を分析しなかった。患者が、上記の化学療法レジメンのいずれか1つを受けていた場合、患者はその化学療法治療群の一部であると考えられた。治療レジメンに基づいて、研究参加者を群分けすると、手術後に治療なしから、全ての治療モダリティの投与に及ぶ12の群が得られた(表3)。12群のうちの8群には、手術に加えて、少なくとも2つの療法の組み合わせを行った。3つの群には、手術に加えて単剤療法を行い、1つの群には手術のみを行った。
表3.治療モダリティ及び来院あたりの患者の採血の数
Figure 2021073190
一次探索的分析には、200人中183人の患者が含まれ、HERCEPTIN(登録商標)療法を受けていない8つの患者治療群を包含していた(表3)。反復測定ANOVAを用いて、6ヶ月及び12ヶ月の時点で各自己抗体のベースラインからの幾何平均の変化をモデル化し、このモデルは、経時的な放射線療法、ホルモン療法及び化学療法の指標変数における全ての交互作用を含んだ。ANOVAモデルが、16(8群×6ヶ月及び12ヶ月の時点の血液からなる2つの時点)の推定値のうち、1つの抗原について少なくとも3つの有意な変化を予測した場合は、ANOVAモデルをさらなる分析のために選択した。この変数選択基準を使用して、このモデルは、術後12ヶ月間の治療に応答して自己抗体シグナルを有意に調節した可能性がある11の抗原を特定した。さらなる研究のために選択したTAAには、A1AT、ANGPTL4、CAPC、CST2、DKK1、GFRA1、GRN、GRP78、LGALS3、LRP10及びNY−ESO−1が含まれた。
ベースラインからの実際の幾何平均変化を、6ヶ月及び12ヶ月の時点で11のTAAについて計算した(それぞれ図1及び3)。手術のみを受けたか、又は手術及び単一の単剤療法:ホルモン療法、化学療法又は放射線療法で治療した患者について、11の抗原に対する自己抗体応答に有意な変化は観察されなかった。12ヶ月の時点で、GRP78は、ホルモン療法+化学療法の群で生じた44%の自己抗体応答の有意な増加を示す唯一のTAAであった(図1)。NY−ESO−1は、反復測定ANOVAモデルにおいて応答レベルの有意な変化を有すると予測されたが、観察された変化は有意ではなかった(図1)。しかしながら、ベースラインと12ヶ月の時点との間で、11のTAA(すなわち、A1AT、ANGPTL4、CAPC、CST2、DKK1、GFRA1、GRN、LGALS3及びLRP10)のうちの9種類のTAAに対する応答レベルの有意な減少が、3つの治療群で観察された。放射線療法+化学療法、放射線療法+ホルモン療法、及び放射線療法+ホルモン療法+化学療法では、有意な9種類のTAAの平均幾何平均値がそれぞれ、−11%、−13%、及び−18%減少した(図1)。放射線療法+ホルモン療法+化学療法群において、A1AT及びLRP10は、他の抗原及びレジメンと比較して、自己抗体応答のレベルの最大の減少を示した(それぞれ、−26%及び−28%)。放射線療法+ホルモン療法+化学療法の3つの療法は、他のいかなる治療の組み合わせ対よりも、TAAに対する自己抗体応答を減少させるために有効であった。加えて、幾何平均応答の減少は、術後6ヶ月で−15%であったが、12ヶ月の時点では−18%のより大きな減少であった(図3)。自己抗体レベルは治療の過程で減少し、患者が最初の診断からさらに除外されるにつれて、経時的に減少し続けることは明らかである。
12の治療群のうち4群(合計17人の患者)を、以下:放射線療法+ホルモン療法+化学療法+HERCEPTIN(登録商標)=8人の患者;ホルモン療法+化学療法+HERCEPTIN(登録商標)=5人の患者;放射線療法+化学療法+HERCEPTIN(登録商標)=3人の患者;放射線療法+ホルモン療法+HERCEPTIN(登録商標)=1人の患者(表2)のようにHERCEPTIN(登録商標)療法で治療した。HERCEPTIN(登録商標)抗体療法は、一般的に、3週間ごとに1年間投与される(27)。発明者らは、LUMINEX(登録商標)ビーズベースアッセイを使用して、患者の血液中を循環するHERCEPTIN(登録商標)抗体がERBB2抗原に対するシグナルを生成していることを確認した。ERBB2抗体応答における幾何平均レベルは、ベースラインでの48の蛍光強度の中央値(MFI)から6ヶ月の時点での1206 MFIに増加し、その後、12ヶ月の時点で600 MFIに減少した(図2)。ベースラインと比較した変化は、6ヶ月及び12ヶ月の時点で有意であった(両方ともp<0.0001)が、6ヶ月と12ヶ月のレベル間に有意差はなかった(p=0.09)。ほとんどの患者は、6ヶ月の時点でERBB2に対して高い反応を有しており、患者がこの期間にHERCEPTIN(登録商標)療法を受けていたという事実と一致する。患者BC−166(図2、薄緑色の円)は、オフサイト医療センターで治療を受けたので、6ヶ月及び12ヶ月の採血は行われなかった。6人の患者(図2、破線)は、12ヶ月の来院に先立ってHERCEPTIN(登録商標)療法を中止した。対象BC−021は、ERBB2に対して非常に低い抗体応答を有しており、療法を中止する前に、2回の治療のみを受けたことと一致する。HERCEPTIN(登録商標)療法を中止した他の5人の患者については、12ヶ月の時点で採取された血液の抗ERBB2抗体応答は、患者の最後のHERCEPTIN(登録商標)注入からの月数に反比例した。患者BC−082は、6ヶ月の時点での来院後にHERCEPTIN(登録商標)の使用を中止し、12ヶ月の時点での来院までに、MFI値はベースラインに戻った。患者BC−149、BC−013及びBC−84は、4ヶ月間、治療から外され、それぞれ110 MFI、244 MFI及び994 MFIのレベルを有していた。患者BC−016は、最後のHERCEPTIN(登録商標)注入後3ヶ月の時点で最後の採血を行い、彼女の応答レベルは418 MFIであった。BC−013は、HERCEPTIN(登録商標)での治療前にERBB2に対する強い内因性の自己抗体応答を有しており、ベースラインの時点で高いシグナルを生じた(図2)。残りの10人の患者(BC−018、BC−019、BC−033、BC−038、BC−051、BC−054、BC−130、BC−158、BC−188及びBC−189)には、長期的な血液採取中にHERCEPTIN(登録商標)を投与し続け、ERBB2抗原に対する抗ERBB2抗体応答は、6ヶ月と12ヶ月の訪問の間で定常状態に達した(図2)。
考察
この研究は、術後、BCa患者で生じる自己抗体応答の長期的な変化に対して重要なデータを提供する。発明者らは、独自のマルチプレックスビーズアッセイと同時に、多くのTAAを評価することができた。加えて、病理及び治療情報の豊富なデータにより、本研究の知見を、各患者に投与される治療レジメンと関連付けることができる。発明者らの結果は、選択された9種類の抗原の組み合わせが、転移性疾患の早期発見に向けた自己抗体アッセイの開発に有望であることを示している。
本研究において採取した長期的な血液の分析から収集されたデータは、原発腫瘍を外科的に切除し、治療を開始した後に、TAAに対する自己抗体応答が時間の関数として減少することを示している(図1)。大きな腫瘍塊がないことは、おそらく、TAAに対する自己抗体生成の低減を説明する。癌細胞の大部分が除去されると、免疫系が曝露される癌抗原はより少なくなる。癌抗原への継続的な暴露がないために、免疫系は、自己抗体生成のレベルを低減させる。驚くべきことに、発明者らはまた、原発腫瘍の除去後に投与される治療がこれらの患者の自己抗体プロファイルに大きな影響を与えることを見出した。抗体応答における有意な変化は、6ヶ月の時点で検出することができ(表2)、術後12ヶ月の時点でより広範な減少を検出することができる(表3)。これらの試料に見られる変化は、その患者に投与される療法に起因するが、これらの療法は、BCaの各サブタイプの特徴の関数であることが認められている。
そのため、自己抗体応答レベルの最大減少を示した治療モダリティー群は、放射線療法+ホルモン療法;放射線療法+化学療法;及び放射線療法+ホルモン療法+化学療法であった(図1)。自己抗体応答レベルの有意な変化について、3つの最も影響を受けた群の共通因子は、放射線治療である。しかしながら、放射線治療のみでは、自己抗体の応答レベルを有意に減少させるのに十分ではない。全ての療法(手術、ホルモン療法、化学療法及び放射線療法)との組み合わせで治療した患者では、8つの個別の抗原について自己抗体応答レベルが有意に減少した(図1)。最後に、ホルモン療法+化学療法レジメンは、GRP78抗原に対する自己抗体応答の有意な変化を含んでいた。患者のこの群は放射線療法を受けず、GRP78に対する自己抗体応答は、減少ではなく、応答が手術後12ヶ月の時点で劇的に増加した(図1)ので、独自であった。
データの初回分析により、患者の群がERBB2抗原に対して高い応答を有していたことを明らかにした(図2)。さらなる評価の際に、発明者らは、患者から摘出した腫瘍ではHER2が増幅されていたことを決定し、患者をHERCEPTIN(登録商標)療法の候補とした。HERCEPTIN(登録商標)抗体は、天然のERBB2ポケット状結合領域を認識し、結合する(33、34)。発明者らの立体構造担持抗原の作製法を用いて、天然ERBB2タンパク質の立体構造を模倣するERBB2−rFC融合タンパク質を生成した(13)。発明者らのアッセイは、患者の末梢循環中に存在し、ビーズに結合したERBB2抗原に対するHERCEPTIN(登録商標)治療抗体の応答を測定していた(図2)。HERCEPTIN(登録商標)療法は、一般的に、注入によって3週間ごとに1年間投与される(27)ので、この応答は、発明者らのマルチプレックスビーズアッセイの「インビボヒトスパイク対照」として役立った。患者の循環中に存在するHERCEPTIN(登録商標)抗体は、患者のHERCEPTIN(登録商標)治療のタイミングに応じて、ERBB2−rFC融合タンパク質に対する高レベルの応答をもたらした。これまでに、第II相試験において、3週間毎に投与した場合、トラスツズマブの半減期が18〜27日であると決定された(35)。この時間の長さは、HER2増幅腫瘍を有する患者について、トラスツズマブ治療の間及び終了時に測定された抗ERBB2抗体応答のレベルと一致している。トラスツズマブ治療を終えた後3ヶ月及び4ヶ月の時点で最後の採血を行った患者については、ERBB2に対する抗体応答が劇的に減少した。1人の患者は、最後のトラスツズマブ注入後6ヶ月の時点で採血を行い、彼女の応答は治療前のレベルに戻っていた(図2)。
自己抗体応答が、治療の過程で有意に低下した、図2に報告する9種類の抗原(A1AT、ANGPTL4、CAPC、CST2、DKK1、GFRA1、GRN、LGALS3及びLRP10)のうち4つ:ANGPTL4、DKK1、GFRA1及びGRNは、BCaの存在を予測することが以前に判明した7種類の抗原の群にも存在していた(13)。

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Claims (28)

  1. 少なくとも2種類の抗体検出マーカーを含む組成物であって、前記抗体検出マーカーが、A1AT(α−1アンチトリプシン)(配列番号7)、ANGPTL4(アンジオポエチン様4)(配列番号1)、LRP10(LDL受容体関連タンパク質10)(配列番号5)、GFRA1(GDNFファミリー受容体α1)(配列番号3)、LGALS3(ガレクチン−3)(配列番号8)、CST2(シスタチンSA)(配列番号6)、DKK1(Dickkopf Wntシグナル伝達経路阻害剤1)(配列番号2)、CAPC(癌中のサイトケラチン関連タンパク質)(配列番号9)、GRP78(78kDaのグルコース調節タンパク質)(配列番号12)及びGRN(グラニュリン)(配列番号4)からなる群から選択される少なくとも2種類のタンパク質に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含み、前記タンパク質の少なくとも1種類は、A1AT、LGALS3、及びCAPCからなる群から選択される、組成物。
  2. A1AT、ANGPTL4、LRP10、GFRA1、LGALS3、CST2、DKK1、CAPC、GRP78、及びGRNからなる群から選択される少なくとも3種類のタンパク質に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記列挙した群における少なくとも5、6、7、8、又は全9種類のタンパク質に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 2〜1000の抗体検出マーカーからなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 4〜500の抗体検出マーカーからなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
  6. ANGPTL、GFRA1、LGALS3、DKK1及びGRNの少なくとも2種類に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. ANGPTL、GFRA1、LGALS3、DKK1及びGRNの少なくとも3、4、又は全5種類に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
  8. ヒト自己抗体を検出するための試薬が、少なくとも2種類のタンパク質、又はそれらの抗原性断片を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
  9. 前記少なくとも2種類のタンパク質又はそれらの抗原性断片が、天然の細胞外ドメイン及び/又は天然の分泌タンパク質若しくはその抗原性断片を含む、請求項8に記載の組成物。
  10. 前記試薬が、検出可能に標識されている、請求項1〜9種類のいずれか一項に記載の組成物。
  11. 前記少なくとも2種類のタンパク質、又はそれらの抗原性断片が、Fcドメインを含むが、これに限定されない検出可能なドメインとの融合物として発現される、請求項8〜10のいずれか一項に記載の組成物。
  12. 前記試薬が、固体支持体の表面上に固定化される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の組成物。
  13. 乳癌治療を監視する方法であって、
    (a)A1AT、ANGPTL4、LRP10、GFRA1、LGALS3、CST2、DKK1、CAPC、GRP78、及びGRNからなる群から選択される1以上のタンパク質に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けているか、又は受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
    (b)前記体液試料中の1以上のタンパク質に対する自己抗体の量を決定すること、
    を含み、
    前記対象からの同様の体液試料中の自己抗体のベースラインレベルなどの対照と比較して自己抗体の量が減少すれば、前記対象における乳癌治療が有効であることを示す、方法。
  14. 乳癌の再発の予後を診断する方法であって、
    (a)A1AT、ANGPTL4、LRP10、GFRA1、LGALS3、CST2、DKK1、CAPC、GRP78、及びGRNからなる群から選択される1以上のタンパク質に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
    (b)前記体液試料中の1以上のタンパク質に対する自己抗体の量を決定すること、
    を含み、
    前記対象からの同様の体液試料などの対照における自己抗体のベースラインレベルと比較して自己抗体の量が増加すれば、前記対象における乳癌の再発の可能性を示す、方法。
  15. 前記試薬が、前記列挙したタンパク質のうちの3以上に対する自己抗体を検出するための試薬を含む、請求項13〜14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記試薬が、前記列挙したタンパク質のうちの5、6、7、8、又は全9種類に対する自己抗体を検出するための試薬を含む、請求項12〜13のいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記1以上の試薬が、請求項1〜12のいずれか一項に記載の組成物を含む、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記1以上の試薬が、ANGPTL4、GFRA1、LGALS3、DKK1及びGRNからなる群から選択される少なくとも2種類のタンパク質、又はそれらの抗原性断片を含む、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記1以上の試薬が、ANGPTL4、GFRA1、LGALS3、DKK1及びGRNからなる群から選択される少なくとも3、4、又は全5種類のタンパク質、又はそれらの抗原性断片を含む、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。
  20. 乳癌治療を監視する方法であって、
    (a)GRP78(配列番号12)に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けているか、又は受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
    (b)前記体液試料中のGRP78に対する自己抗体の量を決定すること、
    を含み、
    前記対象からの同様の体液試料中の自己抗体のベースラインレベルなどの対照と比較してGRP78に対する自己抗体の量が増加すれば、前記対象における乳癌治療が有効であることを示す、方法。
  21. 乳癌の再発の予後を診断する方法であって、
    (a)GRP78(配列番号12)に対する自己抗体を検出するための1以上の試薬と、乳癌治療を受けたことのある対象からの体液試料とを接触させること;並びに
    (b)前記体液試料中のGRP78に対する自己抗体の量を決定すること、
    を含み、
    前記対象からの同様の体液試料などの対照におけるGRP78に対する自己抗体のベースラインレベルと比較して自己抗体の量が減少すれば、前記対象における乳癌の再発の可能性を示す、方法。
  22. 前記接触がELISAの使用を含む、請求項13〜21のいずれか一項に記載の方法。
  23. 前記体液試料が、前記対象からの血液試料、血漿試料、又は血清試料を含む、請求項13〜22のいずれか一項に記載の方法。
  24. 前記対象が前記原発腫瘍を除去する手術を受けたことがある、請求項13〜23のいずれか一項に記載の方法。
  25. 前記対象が、放射線療法及び化学療法を受けているか、又は受けたことがある、請求項13〜24のいずれか一項に記載の方法。
  26. 前記接触が、長期的アッセイスクリーニング(Longitudinal Assay Screening)の使用を含み、全ての標的バイオマーカーが、単一の試験及び希釈で検出並びに定量化することができる、請求項13〜25のいずれか一項に記載の方法。
  27. 前記対象が、ホルモン療法及び化学療法を受けているか、又は受けたことがある、請求項20〜24及び26のいずれか一項に記載の方法。
  28. 前記対象からの同様の体液試料中の自己抗体のベースラインレベルと比較して自己抗体の量が減少しないことが決定され、前記方法がさらに、前記対象に投与される乳癌治療を変更することを含む、請求項13〜27のいずれか一項に記載の方法。
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