JP5634360B2 - 乳癌の予後診断方法およびキット - Google Patents

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Description

本発明は、乳癌の予後診断のための方法およびキット、またはその一部に関する。特に、本方法は、乳癌患者の生存可能性および/または乳癌の治療中またはすでに治療を受けた患者における疾病の再発の可能性および/または癌の転移特性を示す遺伝子発現パターンを同定することを包含する。
乳癌は、英国、米国およびデンマークにおいて最も一般的に見られる女性の癌である。また、工業化された世界において、女性に影響を与える最も一般的な癌の形態でもある。乳癌の発生率は徐々に増加してきており、米国においては、癌による二番目に多い死亡原因ともなっている。実際のところ、1997年には、米国においては推定181,000件の新しい報告がされており、毎年、40,000人が乳癌で死亡していると推定される。この状態に対抗するために行われてきた世界的な努力にも拘わらず、早期の検出と新しい治療法により生存率はここ20〜30年のあいだに辛うじて向上してきているが、乳癌の発生率には僅かな変化しか見られない。
殆どの乳癌について腫瘍発生機構はあまり知られていないが、女性を進行性乳癌にかかりやすくする要因は多く存在する。そうした要因としては、出産歴、月経状態、腫瘍の異型度、ER状態、腫瘍の大きさおよび診断および手術のときのリンパ節の障害が挙げられる。さらに、予後は、マンモグラフィまたは他のX線撮影法を用いて、様々な程度まで判定することができる。しかしながら、マンモグラムに危険を伴わないわけではなく、検査中に用いられる放射線のイオン化特性により、乳腫瘍が誘起されることもある。加えて、このような方法は費用が高く、また、技術者によって結果の解釈が異なることもある。たとえば、ある研究では、放射線技師のグループによって解釈された一連のマンモグラムの約3分の1において、大きな臨床的な意見の相違が認められた。さらに、多くの女性が、マンモグラムを受けることを痛い経験として感じている。
疾病の予後診断の臨床的実施は、その後に行うべき治療を決定することから、重要である。正確な予後診断により、癌専門医は、たとえば、ホルモン療法または化学療法のいずれを行った方がよいかを選んだり、癌の最も侵攻性の高い場合にのみ手術を勧めることができるようになる。
しかしながら、非常に早期の段階の疾病を示す患者 (patient)の数は増えてきているため、乳癌においては、早期診断が通常的な特徴となってきている。そのため、癌の結果を評価する従来の方法がより困難となってきており、患者の反応の良し悪しには、癌の種類だけではなく、治療のタイミングも鍵となることは、ますます明白になってきている。たとえば、多くの患者が、現在、しばしば毒性のある副作用を引き起こす不要な治療を受けていたり、癌が実際は予測よりも進んでいるにもかかわらず、温存治療の方針が示されていたりする。したがって、適切かつ正確な予後診断を早期に行うことが極めて肝要であると考えられる。
これまで、臨床情報だけに基づいた予後診断のための満足な予測セットは同定されていなかった。その結果、研究の方向性は、癌を診断および予後診断できることよりも、分子サインの考察に変わってきた。WO02/103320は、その発現が臨床予後診断に関連づけられた何千もの遺伝的マーカーを開示しており、それらの遺伝マーカーは、予後の良い患者と予後の良くない患者とを見分けるために用いることができる。発現の判定方法には、患者から採取した組織の試験試料の発現パターンを、良好な予後を示す患者から採取した組織の試料の発現パターン、および既知の予後の良くない患者から採取した試料の発現パターンと比較することと、試験試料が、これらの試料のいずれに、より類似しているかを判定することとが含まれる。
この方法は、予後診断の伝統的な臨床方法よりも進歩したものではあるが、多くの欠点も有している。たとえば、何百もの遺伝子マーカーを解析するには相当の時間がかかり、本質的に実用的ではない。さらに、良好な予後マーカーのいくつかと不良な予後マーカーのいくつかを発現する試料が、一方または他方のいずれの選択肢の予後診断を与えるかが明確でない。このような方法の複雑さ故に、他方の群よりも一方の群に属する遺伝子を多く発現するために患者が間違った予後群に入れられてしまうという意味で不正確となるか、または、明確な答えを提供することができないことがある。前述したように、適切かつ有効な治療のためには、早期かつ正確な予後診断が極めて重要である。したがって、より簡単で、より明確な分子サインが必要であることは明らかである。
よって、我々は、比較的容易に実施でき、効率的に実行でき、疾病の起こりそうな結果を正確に示す、所与の乳癌の予後を判定するための方法を開発した。我々の方法は、少ないが高い指示性を有し、したがって所与の癌の起こりうる結果を判定する際に特に正確なマーカー試料を使用する。さらに、我々の方法は、次の3つの要素に分割することができる。第1の要素は、乳癌の診察に来た個体の生存可能性を予測することであり、第2の要素は、乳癌の診察に来た個体における癌の再発の可能性を予測することであり、第3の要素は、癌の転移特性を予測することである。当業者には明らかであるように、第2の要素は、乳癌の診察に来た患者(patient)の無発症生存可能性を示し、第3の要素は、疾病の侵攻性を示す。まとめると、我々は、所与の乳癌の予後の判定するときに関連性を有する複数の分子サインを同定した。各分子サインは、その発現レベルが穏やかな予後(後述)の患者からの組織に関して高いか低いかのいずれかであり、所与の結果を示す、複数の遺伝的マーカーからなる。これに加えて、我々は、どの遺伝マーカーが所与の疾病の結果に対して最良の指標となるか、すなわち、分子サインの予測能力に最も寄与するかを同定するために、各分子サインについて分析した。このマーカーのサブセットは、正確な分子サインとして、まとめて知られる。
たとえば、高発現が低生存率と相関する2組の分子マーカーからなる第1の分子サインが提供され、第1の組は、本願においては、第1の一次分子サイン[組(A)](AMF、ATF4、Cyr61、ER、マトリプターゼ(Matriptase)2、MET、MLN64、MMP7、ネクチン(Nectin)4、PAR1A、Psoriason、Pttg1、Rho−C、Scotin、SDF1、SEMP1、SPF45、SST1、ST15、TACC2、TBD10、TCF2、TEM6、TEM7R、ZO−3)と総称される、低生存率の最も統計的に有意な指標である分子マーカーを含み、第2の組は、前記のものに加えて、第1の二次分子サイン[組(B)](バシジン(Basigin)、ベータカテニン(Beta−catenin)、BMP1、BMP10、カルパイン・ラージ(Calpain large)、CD44、CX43、サイクリン(cyclin)D2、EHMS、FAK、FAP、GIRK、HAVR1、アイソトポ(Isotopo)3、JAK1、LOX12、NET−2、PAR1A2、PTHrP、Rho−G、S100A4、SPARC、TCF3、VECAD、Vilip、Wave2)と総称される分子マーカーのうちの少なくとも1つを含む。
上記および下記を参照願う。マーカーは、www.NCBI.LM.NIH.govデータベース上で完全な素性が入手できる命名済タンパク質が参照されるか、または当業者に周知である。
本文中で用いる高または低発現とは、穏やかな予後を示すと推定される患者、すなわち標準予後指数であるノッティンガム予後指数(NPI)が3.4〜5.4である患者における同一マーカーの発現レベルのことをいうが、ここで、NPI=0.2×腫瘍サイズ+腫瘍グレード+結節状態であり、NPI(低)は、3.4未満であり、86%の患者が15年間生き延び、NPI(中)は、3.4〜5.4であり、42%の患者が15年間生き延び、NPI(高)は、5.4を超えるものであり、13%の患者しか15年間生き延びられない。
さらに、低発現が低生存率と相関する2組の分子マーカーからなる第2の分子サインが提供され、その第1の組は、本願においては、第2の一次分子サイン[組(C)](ARP2、Atf−3、HuR、MEN1、パラセリン(Paracellin)、PTP−RKラディキシン(Radixin)、RHO8/gdiG−Ratio)と総称される低生存率の最も統計的に有意な指標である分子マーカーを含み、第2の組は、前記のものに加えて、第2の二次分子サイン[組(D)](aMOT、Atf−1、Claudin−1、IL22R、Rock2、Veg1)と総称される分子マーカーのうちの少なくとも1つを含む。
さらに、高発現が低い癌無発症生存率と相関する2組の分子マーカーからなる第3の分子サインが提供され、その第1の組は、本願においては、第3の一次分子サイン[組(E)](AAMP、AMFR、Bmp8、BMP9、ベータカテニン(Beta−catenin)、CAR、Creb12、DRIM、EHMS、エンドムスチン(Endomuscin)2、FAK、FAP、アイソトポ(Isotopo)1、Kiss1/ck19、Notch1、PAR1A、Par1A2、PLC−デルタ(delta)、Psoriasin、PTTG1、RhoC、Rock1、SDF1、SST1、ST15、TEM6、TEM7R)と総称される、低い癌無発症生存率の最も統計的に有意な指標である分子マーカーを含み、第2の組は、前記のものに加えて、第3の二次分子サイン[組(F)](アンジオテンシン(Angiotensin)2R1、ATF4、Bmp10、CASM、カセプシン(cathepsin)S、CX43、エラスターゼ(Elastase)PMN、GIRK、HAVR1、HIN、アイソトポ(Isotopo)3、Kiss1、LOX12、NOS3、PMSA、S100A4、SEMP1、TACC2、ユビキチン(Ubiquitin)、WISP2)と総称される分子マーカーのうちの少なくとも1つを含む。
さらに、低発現が低い癌無発症生存率と相関する2組の分子マーカーからなる第4の分子サインが提供され、その第1の組は、本願においては、第4の一次分子サイン[組(G)](Bmp3、IL22R、IL24、JAK1、PTP−RK、Rho8/GdiG、Snail、WASP)と総称される、低い癌無発症生存率の最も統計的に有意な指標である分子マーカーを含み、第2の組は、前記のものに加えて、第4の二次分子サイン[組(H)](ATF3、Bmp4、BMPR1A、MEN1、パラセリン(Paracellin))と総称される、分子マーカーのうちの少なくとも1つを含む。
さらに、高発現が転移性癌と相関する2組の分子マーカーからなる第5の分子サインが提供され、その第1の組は、本願においては、第5の一次分子サイン[組(I)](BAF57、BNDF、CAR1、CASM、カセプシン(Cathepsin)−L、Creb1/2、CXCR10、DRIM、HERG、IL7R、IL−11、Kiss1、MKK1、PMNエラスターゼ(elastase)、PTTP1、SDF5、TACC2、ユビキチン(Ubiquitin)、VIPR1、VUDP)と総称される、転移性癌の最も統計的に有意な指標である分子マーカーを含み、第2の組は、前記のものに加えて、第5の二次分子サイン[組(J)](アンジオモチン(Angiomotin)、BMP7、サイクリン(cyclin)D1、DNAリガーゼ(ligase)−1、IGFBP7、LYVE1、NET2、RHO8、SRBC、Stath4、トランスグルタミナーゼ(TGAse)−3、ビンクリン(Vinculin)、WAVE2)と総称される、分子マーカーのうちの少なくとも1つを含む。
最後に、さらに、低発現が転移性癌と相関する2組の分子マーカーからなる第6の分子サインが提供され、第1の組は、本願においては、第6の一次分子サイン[組(K)](パラセリン(Paracellin))と総称される、転移性癌の最も統計的に有意な指標である分子マーカーを含み、第2の組は、前記のものに加えて、第6の二次分子サイン[組(L)](ALCAM、Eplin、ERベータ(beta)、Glypic3、JAK1、MAGI−1、PEDF、PKC−イータ(eta)、Stathlin、WWOX)と総称される分子マーカーのうちの少なくとも1つを含む。
したがって、我々は、乳癌の予後診断における用途を有する、12組の(6組の一次と6組の二次)分子マーカーからなる少なくとも6つの分子サインを決定した。これらのサインの解明には、10年以上の研究が伴い、この間に我々は数百の乳癌組織の試料とさらに数百単位の遺伝的分子マーカーを体系的かつ注意深く調べてきた。しかしながら、この大きな労力を要する作業を終えたところで、我々は驚くべきことに、所与の乳癌組織の試料に対する正確な予後診断を行うためには、少数の遺伝子しか調べる必要はないことを見いだした。さらに驚くべきことに、我々の分子サインの予測結果に最も寄与する分子マーカーを同定することにより、この数をさらに減らすことができた。たとえば、転移性癌に関連する分子サインの場合、20または21遺伝子しか調べる必要がない。このことは、我々の方法が迅速な適用性をもち、臨床状況において迅速かつ常套的に実施可能であることを意味する。実際、我々が提案するのは、我々の方法が乳癌患者の標準的な治療形態の一部を成すことにより、関係する癌専門医が早期段階において特定の疾病の結果を判断し、それに応じた治療を行えるようにすることである。このように、たとえば、低生存率または結節転移の指標となるサインを示す個体の場合(すなわち、癌が広がっている可能性のある)、迅速かつ攻撃的な形の治療を処方する必要がある。同様に、個体が低い無病生存率の指標となるサインを示す場合、したがって、疾病の再発の可能性がより高い場合には、より頻繁な追跡訪問と検査が必要となる場合もある。反対に、個体が、転移が無いことの指標となるサインを示す場合には、癌専門医は、侵襲性と攻撃性のより少ない治療を処方して、患者を、不要な苦痛と望ましくない副作用から救うようにすることができる。したがって、我々の方法は、個体が各々の遺伝的構成に合わせられた治療を受けられるようにするだけでなく、必要な状態にある者だけに攻撃的な治療を処方することにより、治療中の患者の生活の質を改善することもできる。
したがって、本発明の1つの態様において、哺乳類乳癌の予後の判定方法が提供され、該方法は、
(a)組(A)内の分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定するために、個体からの乳癌組織の試料を検査することと、
(b)該マーカーについて高レベルの発現が測定される場合、
(c)組織の試料を採取した個体の生存可能性が低いと結論づけることを含む。
本発明のさらなる好ましい実施形態において、前記方法は、その(a)の部分において、当該遺伝子が高い発現レベルを有するかどうかを判定するために、組(B)内の少なくとも1つの分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定することと、および/または当該遺伝子が抑制発現されているかを判定するために、組(C)内の分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定することと、および/または、当該遺伝子が抑制発現されているかを判定するために、組(D)内の少なくとも1つの分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定することと、上記発現パターンが確認された場合に、当該個体の生存可能性が低いと結論づけることをさらに含む。
本発明のさらなる態様において、哺乳類乳癌の予後の判定方法が提供され、該方法は、
(a)組(C)内の分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定するために、個体からの乳癌組織の試料を検査することと、
(b)該マーカーについて低レベルの発現が測定される場合、
(c)組織の試料を採取した個体の生存可能性が低いと結論づけることを含む。
本発明のさらなる好ましい実施形態において、前記方法は、その(a)の部分において、当該遺伝子が抑制発現されているか否かを判定するために、組(D)内の少なくとも1つの分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定することと、されている場合、当該個体の生存可能性が低いと結論づけることを、付加的にまたは代替的に含む。
本発明の本態様のさらなる好ましい実施形態において、前記方法は、その(a)の部分において、当該遺伝子が過剰発現されているか否かを判定するために、組(A)内の遺伝子および/または組(B)内の少なくとも1つの遺伝子の発現レベルを測定することと、されている場合、当該個体の生存可能性が低いと結論づけることをさらに含む。
本発明のさらなる態様において、哺乳類乳癌の予後の判定方法が提供され、該方法は、
(a)組(E)内の分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定するために、個体からの乳癌組織の試料を検査することと、
(b)該マーカーについて高レベルの発現が測定される場合、
(c)組織の試料を採取した個体の癌再発可能性が高いと結論づけることを含む。
本文中で用いる癌再発という用語は、胸部内での局所的または遠隔部位における癌の再発、または転移を含む。
本発明のさらなる好ましい実施形態において、前記方法は、その(a)の部分において、当該遺伝子が高い発現レベルを有するかどうかを判定するために、組(F)内の少なくとも1つの分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定することと、および/または当該遺伝子が抑制発現されているかを判定するために、組(G)内の分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定すること、および/または、当該遺伝子が抑制発現されているかを判定するために、組(H)内の少なくとも1つの分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定することと、上記発現パターンが確認された場合に、当該個体の癌再発可能性が高いと結論づけることをさらに含む。
本発明のさらなる態様において、哺乳類乳癌の予後の判定方法が提供され、該方法は、
(a)組(G)内の分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定するために、個体からの乳癌組織の試料を検査することと、
(b)該マーカーについて低レベルの発現が測定される場合、
(c)組織の試料を採取した個体の癌再発可能性が高いと結論づけることを含む。
本発明のさらなる好ましい実施形態において、前記方法は、その(a)の部分において、当該遺伝子が抑制発現されているか否かを判定するために、組(H)内の少なくとも1つの分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定することと、されている場合、当該個体の癌再発可能性が高いと結論づけることを、付加的にまたは代替的に含む。
本発明の本態様のさらなる好ましい実施形態において、前記方法は、その(a)の部分において、当該遺伝子が過剰発現されているか否かを判定するために、組(E)内の遺伝子および/または組(F)内の少なくとも1つの遺伝子の発現レベルを測定することと、されている場合、当該個体の癌再発可能性が高いと結論づけることをさらに含む。
本発明のさらなる態様において、哺乳類乳癌の予後の判定方法が提供され、該方法は、
(a)組(I)内の分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定するために、個体からの乳癌組織の試料を検査することと、
(b)該マーカーについて高レベルの発現が測定される場合、
(c)組織の試料を採取した個体が転移型の癌を有すると結論づけることを含む。
本発明のさらなる好ましい実施形態において、前記方法は、その(a)の部分において、当該遺伝子が高い発現レベルを有するかどうかを判定するために、組(J)内の少なくとも1つの分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定することと、および/または当該遺伝子が抑制発現されているかを判定するために、組(K)内の分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定することと、および/または、当該遺伝子が抑制発現されているかを判定するために、組(L)内の少なくとも1つの分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定することと、上記発現パターンが確認された場合に、当該個体が転移型の癌を有すると結論づけることをさらに含む。
本発明のさらなる態様において、哺乳類乳癌の予後の判定方法が提供され、該方法は、
(a)組(K)内の分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定するために、個体からの乳癌組織の試料を検査することと、
(b)該マーカーについて低レベルの発現が測定される場合、
(c)組織の試料を採取した個体が転移型の癌を有すると結論づけることを含む。
本発明のさらなる好ましい実施形態において、前記方法は、その(a)の部分において、当該遺伝子が抑制発現されているか否かを判定するために、組(L)内の少なくとも1つの分子マーカーをコードする遺伝子の発現レベルを測定することと、されている場合、当該個体が転移型の癌を有すると結論づけることを付加的にまたは代替的に含む。
本発明の本態様のさらなる好ましい実施形態において、前記方法は、その(a)の部分において、当該遺伝子が過剰発現されているか否かを判定するために、組(I)内の遺伝子および/または組(J)内の少なくとも1つの遺伝子の発現レベルを測定することと、されている場合、当該個体が転移型の癌を有すると結論づけることをさらに含む。
本発明のさらなる態様において、前記すべての方法の任意の組み合わせが提供される。
本発明の上記方法のそれぞれにおいて、分析は、理想的にはヒト乳癌組織、さらに好ましくは女性のヒト乳癌組織に対して行われる。
本発明の上記方法のそれぞれにおいて、分析される組織の試料は、理想的にはRNAの存在、好ましくは全RNA、さらにより好ましくはmRNAの量について分析される。RNA含量を測定するために利用できる技術は周知であり、実際のところ、臨床診断分野の当業者によって常套的に実施されているものであることが当業者には明らかである。
本発明の代替実施形態において、本方法は、分子マーカーのそれぞれによってコードされるタンパク質を分析することを包含し、したがって、典型的には、限定されるものではないが、当該タンパク質に結合する物質を使用して該タンパク質を同定することを包含する。一般的な物質は抗体であり、特に理想的には、有益には適切なタグによって標識され、結合した抗体の存在を判定できるようにしたモノクローナル抗体である。タンパク質同定のための分析の技術は、当業者によって周知であり、実際のところ、臨床診断の分野の従事者によって日常的に使用されているものである。
さらに、本発明の方法は、選択されたマーカーをその同定前に増幅することを含んでもよく、この場合、典型的には、増幅は、該マーカーの存在と、増幅度を考慮した量とを決定する前に該マーカーを増幅させるために、関心のある分子マーカーに特異的なオリゴヌクレオチドプローブを用いたPCR反応によって行われる。
本発明を行うさらなる好ましい方法において、所与の分子マーカーの発現レベルは、対照試料を考慮して決定され、対照試料は、癌を有さない乳房組織の試料であるか、ここで同定されるように穏やかな予後を示す患者に由来する試料である。より理想的には、乳房組織のこの試料は、この疾病を示さない個体から採取される。あるいは、対照は、正常な個体における各関連遺伝子の発現の、認識されている標準である。
遺伝子発現のレベルは、Jiangら2003aまたはParrおよびJiang、2004に開示される方法を用いて、リアルタイム定量的PCRによって測定してもよい。
生存可能性は、患者が今後10年間に生存するであろう可能性を意味する。再発可能性は、癌が10年以内に再発する可能性を意味する。転移型癌とは、その癌が元の器官または組織から、体の他の部位に広がるであろうことを意味する。
本発明のさらなる態様によれば、前記方法の任意の1つ以上を実施するキットが提供され、前記キットは、
(a)前記方法において記載される分子マーカーの少なくとも1組を検出する複数のプローブと、
(b)随意で、前記プローブの使用に関する試薬および説明書とを含む。
本発明のさらなる好ましい態様において、哺乳類の乳癌の予後を判定するキットが提供され、該キットは、
(a)組(A)内の各遺伝子からの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブと、
(b)随意で、前記各遺伝子の発現レベルを測定するか、または決定方法を示す試薬および説明書とを含む。
本発明のさらなる実施形態において、前記キットは、
(a)組(C)内の各遺伝子からの少なくとも1つの転写産物、および/または組(B)または(D)内の少なくとも1つの遺伝子からの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブと、
(b)随意で、前記各遺伝子の発現レベルを測定するか、または決定方法を示す試薬および説明書とをさらに含む。
本発明のさらなる好ましい態様において、哺乳類の乳癌の予後を判定するキットが提供され、該キットは、
(a)組(E)内の各遺伝子からの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブと、
(b)随意で、前記各遺伝子の発現レベルを測定するか、または決定方法を示す試薬および説明書とを含む。
本発明のさらなる実施形態において、前記キットは、
(a)組(G)内の各遺伝子からの少なくとも1つの転写産物、および/または、組(F)または(H)内の少なくとも1つの遺伝子からの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブと、
(b)随意で、前記各遺伝子の発現レベルを測定するか、または決定方法を示す試薬および説明書とをさらに含む。
本発明のさらなる好ましい態様において、哺乳類の乳癌の予後を判定するキットが提供され、該キットは、
(a)組(I)内の各遺伝子からの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブと、
(b)随意で、前記各遺伝子の発現レベルを測定するか、または決定方法を示す試薬および説明書とを含む。
本発明のさらなる実施形態において、前記キットは、
(a)組(K)内の各遺伝子からの少なくとも1つの転写産物、および/または、組(J)または(L)内の少なくとも1つの遺伝子からの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブと、
(b)随意で、前記各遺伝子の発現レベルを測定するか、または決定方法を示す試薬および説明書とをさらに含む。
本発明のさらなる態様によれば、前記分子マーカーを同定するために、前記プローブの組の任意の選択された組み合わせを含むキットが提供される。
本発明のさらなる態様によれば、前記分子マーカーの組の任意の1つ以上の発現レベルを同定するために、前記プローブの組の任意の1つ以上を含むマイクロアレイが提供される。
本発明の別の態様において、生存可能性、および/または、乳癌の再発、および/または、患者内の癌の転移性を判定するキットが提供され、該キットは、
(a)上記方法に記載の分子マーカーの少なくとも1組を同定するための複数のプローブを含む少なくとも1つのマイクロアレイと、随意で、
(b)前記マーカーの正常な発現レベルを示す内部標準において、同じ分子マーカーの組を同定するための複数のプローブを含む第2のマイクロアレイとを含む。
本発明は、上述のようなマイクロアレイまたはプローブ組をも提供する。
図1は、表1中のすべてのマーカーに対するカプランマイヤー生存曲線を示す。 図2は、表1において「*」で示したマーカーに対するカプランマイヤー生存曲線を示す。 図3は、表2中のすべてのマーカーに対するカプランマイヤー生存曲線を示す。 図4は、表2において「*」で示したマーカーに対するカプランマイヤー生存曲線を示す。
本発明は、表1〜3および図1〜4を参照して、以下の実施例によって説明する。
組織と細胞
乳房腫瘍組織および関連する正常組織は、外科手術後に迅速に回収し、使用まで冷凍した。これは、地元の倫理委員会の承認の下に、主に1991〜1994年の間に行い、限られた数のものについては、1995〜1996年の間に行った。本解析は、2004年6月における10年間の追跡の中央値(median)に基づいている。本研究では、乳癌組織(n=120)と正常なバックグラウンド組織(n=32)とを用いた。ヒト乳癌細胞系列MCF−7および MDA MB 231、ヒト線維芽細胞系列MRC−5は、the European Collection of Animal Cell Cultures(ECACC, Salisbury, England)から購入した。ヒト臍静脈内皮細胞(HUVEC)は、TCS Biologicals(Oxford, England)より購入した。外科手術の最中および後の病状についての情報、臨床情報、患者の臨床結果は、外科手術の直後または追跡のときに得た。
組織処理
乳房組織は凍結切片化した。切片は、常套的組織学に供する部分と、免疫組織化学に供する部分と、RNAの調製に供する部分との3つの部分に分割した。
細胞および組織からのRNA抽出およびcDNA合成
組織の凍結切片は、5〜10μmの厚みに裁断し、免疫組織化学および常套的組織学のために保存した(Jiang et al, 2003a)。さらに15〜20枚の切片を手持ち式ホモジナイザーを用いて氷冷RNA抽出溶液中でホモジナイズした。RNAの濃度は、UV分光光度計を用いて決定した。逆転写は、AbGene(商標)によって供給されるアンカードオリゴdtプライマー付のRTキットを用いて、1μgの全RNAを用いて、96ウェルプレート中で行った。cDNAの質は、β−アクチンプライマーを用いて確認した。RNA抽出キットおよびRTキットは、AbGene Ltd(Surry, England, UK)より得た。PCRプライマーは、Beacon Designer(California, USA)を用いて設計し、合成はInvitrogen(商標)Ltd(Paisley, Scotland, UK)で行われた。分子生物学グレードアガロースおよびDNAラダーは、Invitrogenより得た。常套的なPCRおよび定量的PCR用のマスターミックスはAbGeneより得た。
遺伝的マーカーの定量分析
上記調製したcDNAのCCNファミリーメンバーの転写産物のレベルは、以前に報告された方法(Jiang et al, 2003aおよび2003b)に修正を加えたAmplifuor(商標)技術(Nazarenko et al, 1997)に基づいて、リアルタイム定量的PCRを用いて決定した。すなわち、Beacon Designerソフトウェア(バージョン2、California, USA)を用いてPCRプライマー対を設計した。プライマーの1つに対して、(我々の研究室では常套的にアンチセンスプライマーに対して)、ユニバーサルZプローブ(Nazarenko et al, 1997)(Intergen Inc., England, UK)に相補的なZ配列(5’actgaacctgaccgtaca’3)として知られる付加的配列を加えた。βアクチン検出用のTaqman(商標)検出キットは、Perkin−Elmer(商標)より購入した。
反応は、ホットスタートQ−マスターミックス(Abgene)、10pmolの特異的順方向プライマー、1pmolのZ配列を有した逆方向プライマー、10pmolのFAM−標識プローブ(Intergen Inc.)、および約50ng(RT反応における出発RNAから計算)RNAからのcDNAを用いて行った。反応は、96反応のリアルタイム検出を可能にする光学ユニットを備えたIcyclerIQ(商標)(Bio−Rad(商標))を用いて、94℃12時間、94℃15秒間と55℃40秒間と72℃20秒間からなるサイクルを50サイクル(Jiang et al, 2003b、2003c、ParrおよびJiang、2004)の条件で行った。転写産物のレベルは、試料を用いて同時に増幅させた内部標準(Jiang et al, 2003a)から得た。結果は、等量のRNAに基づいた転写産物の濃度、または標的/CK19比の二通りの方法で示す。
分子の適時免役組織化学的染色
乳房腫瘍およびバックグラウンド組織の凍結切片は、クリオスタットを用いて6μmの厚みに裁断した(Jiang et al, 2003c)。切片をスーパーフロストプラス顕微鏡スライド上に載せ、風乾し、50%アセトンと50%メタノールの混合物中で固定した。次に切片を「Optimax」洗浄バッファ中に5〜10分間放置して再水和させた。切片を0.6%BSAブロッキング溶液中で20分間インキュベートし、一次抗体を用いて検証した。よく洗浄した後、切片を二次ビオチン化抗体(マルチリンクブタ抗ヤギ/マウス/ウサギ免疫グロブリン、Dako Inc.)中で30分間インキュベートした。洗浄に続いて、Avidin Biotin Complex(Vector Laboratories)を切片に塗布し、よく洗浄した。Diaminobenzidine chromogen(Vector Labs)を切片に加えて、5分間暗中でインキュベートした。その後切片をGill’s Haematoxylin中で対比染色して、キシレン中で洗浄する前にメタノールのグレードを上げながら再水和させて、カバースリップを被せた。それぞれのタンパク質の細胞質染色は、我々が以前に開示(Davies et al, 2000、King et al,2004)したOptimas6.0ソフトウェアを用いて定量化し、本願では相対染色強度として示す。
統計的解析
統計的解析は、Mann−WhitneyUテストとKruskal−Wallisテストとを用いて行った。生存率解析は、カプランマイヤー生存曲線と単変量解析(SPSS11)を用いて行った。
結果
スクリーニング対象分子
我々は453の分子について、10年間の追跡を含む完全な臨床情報に対しての定量化を行った。生存率および疾病の再発の発生に対する解析に続いて、我々は3つのサイン、すなわち生存分子サインおよび発症予測分子サインおよび転移性分子サインを開発した。
生存の分子サイン
表1に示すように、51個の分子が低生存率との正相関を有し、14個の分子が低生存率との逆相関を有することが判明した。図1は、本願で「良好なサイン」(表1の左列の分子に高い発現が見られず、表1の右列の分子に抑制発現が見られない)と称されるものを有する個体の92.2%が、148.9ヶ月まで生き延びると予測されるが、本願で「不良なサイン」(表1の左列の分子に高い発現が見られ、表1の右列の分子に抑制発現が見られる)と呼ぶものを有する個体の8.3%しか、40ヶ月まで生き延びられないと予測されることを示す。この結果は、p値が0.00001未満であり、統計的に有意である。
カプランマイヤー生存曲線と単変量解析を用いて、統計的精度に最も寄与する分子を同定することにより、我々は分子サインを絞り込んだ(表1において*で識別される)。我々は、低生存率と正の相関性を有する25個と、低生存率と負の相関性を有する8個との合計33個の一次分子マーカーが、統計的有意性の大部分を占めることを発見した。図2は、第1の一次および第2の一次分子サインを用いた予測生存曲線を示しており、良好なサインを有する個体の93.2%が、149.69ヶ月まで生き延びると予測され、不良なサインを有する個体のわずか14.4%しか、52.3ヶ月まで生き延びないと予測される(p<0.000001)。
無発症予測分子サイン
表2に示すように、48個の分子が発症の発生(再発および転移)との正相関を有し、13個の分子が発症の発生との逆相関を有することが判明した。図3は、本願で「良好なサイン」(表2の左列の分子に高い発現が見られず、表2の右列の分子に抑制発現が見られない)と称されるものを有する個体のうちの94.5%が、150.4ヶ月まで疾病の再発がない(すなわち、無疾病生存)と予測されるが、一方で、本願で「不良なサイン」(表2の左列の分子に高い発現が見られ、表2の右列の分子に抑制発現が見られる)と称されるものを有する個体のうち34.5%だけしか、72.4ヶ月まで無疾病で生きられないと予測されることを示す(p<0.00001)。
上記生存率サインと同様に、我々は本サインについても絞り込みを行い、再発と正の相関性を有する28個と、再発と負の相関性を有する8個との合計36個の一次分子マーカー(表2において*で識別)が、統計的有意性の大部分を占めることを発見した。図4は、本願で「良好なサイン」と称されるものを有する個体のうちの91.7%が、148.4ヶ月まで疾病の再発がないと予測されるが、本願で「不良なサイン」と称されるものを有する個体のわずか5.88%しか、44.2ヶ月まで無疾病で生きられないと予測されることを示す。(p<0.000001)。
結節転移の分子サイン
表3に示すように、37個の分子が結節転移との正相関を有し、10個の分子が結節転移との逆相関を有することが判明した。これらの37個の分子の組み合わせでは、不良なサインを示した(すなわち、表3の左列の分子に高い発現が見られ、表3の右列の分子に抑制発現が見られる)腫瘍の91%が、結節転移に進展した。さらに、良好なサインを示した(すなわち、表3の左列の分子に高い発現が見られず、表3の右列の分子に抑制発現が見られない)腫瘍の88.9%に、一切の結節転移が認められなかった。(p=0.00024)。
上述のように、我々は組み合わせを絞り込むことによりこのサインを修正し、結節転移と正の相関性を有する20組と、結節転移と負の相関性を有する1組との合計21組の一次遺伝子(表3において*で識別)が、よく予測していたことを発見した。不良なサインを有する腫瘍の89.1%が結節転移を有し、良好なサインを有する腫瘍の86.8%が結節転移を全く有しなかった(p=0.000025)。
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Claims (13)

  1. 哺乳類乳癌の予後の判定を助ける方法であって、
    (a)第1の分子マーカーのセットであるAAMP、AMFR、Bmp8、BMP9、ベータカテニン、CAR、Creb12、DRIM、EHMS、エンドムスチン2、FAK、FAP、アイソトポ1、Notch1、PAR1A、Par1A2、PLC−デルタ、Psoriasin、PTTG1、RhoC、Rock1、SDF1、SST1、ST15、TEM6、およびTEM7Rをコードする遺伝子の発現レベル並びにck19をコードする遺伝子の発現レベルに対するKiss1をコードする遺伝子の発現レベルの比と、
    第2の分子マーカーのセットであるBmp3、IL22R、IL24、JAK1、PTP−RK、Snail、およびWASPをコードする遺伝子の発現レベル並びにgdiGをコードする遺伝子の発現レベルに対するRHO8をコードする遺伝子の発現レベルの比とを測定するために、個体からの乳癌組織の試料を検査することと、
    (b)第1の分子マーカーのセットについて穏やかな予後であると推定される患者における同一マーカーの発現レベルよりも高レベルの発現が測定される場合、且つ第2の分子マーカーのセットについて穏やかな予後であると推定される患者における同一マーカーの発現レベルよりも低レベルの発現が測定される場合、
    (c)前記組織の試料を採取した前記個体について癌が再発する可能性が高く、44.2ヶ月後まで再発しないで生きることができる確率が5.88%のみしかないと予測することを含む方法。
  2. (a)の部分は、分子マーカーであるアンジオテンシン2R1、ATF4、Bmp10、CASM、カセプシンS、CX43、エラスターゼPMN、GIRK、HAVR1、HIN、アイソトポ3、Kiss1、LOX12、NOS3、PMSA、S100A4、SEMP1、TACC2、ユビキチン、WISP2のうちの少なくとも1つをコードする遺伝子の発現レベルを第1の分子マーカーとして測定することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3. (a)の部分は、分子マーカーであるATF3、Bmp4、BMPR1A、MEN1、パラセリンのうちの少なくとも1つをコードする遺伝子の発現レベルを第2の分子マーカーとして測定することをさらに含む、請求項に記載の方法。
  4. 前記発現のレベルは、RNAまたはmRNAの存在を分析することにより決定される、請求項1から3のいずれか1つに記載の方法。
  5. 所与の分子マーカーの発現レベルは、対照試料を考慮して決定されるとともに、前記対照試料は、癌を有しない乳房組織の試料、癌が存在しない個体から採取した乳房組織の試料、または、健常な個体における各関連分子マーカーの認識されている標準の発現レベルのいずれかである、請求項1から4のいずれか1つに記載の方法。
  6. 哺乳類の乳癌の予後を判定するキットであって、
    (a)AMFR、AAMP、ベータカテニン、Bmp8、BMP9、CAR、Creb12、DRIM、EHMS、エンドムスチン2、FAK、FAP、アイソトポ1、Kiss1、ck19、Notch1、PAR1A、Par1A2、PLC−デルタ、Psoriasin、PTTG1、RhoC、Rock1、SDF1、ST15、SST1、TEM6、およびTEM7Rからなる第1のマーカーのセット内の全遺伝子からの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブと、
    (b)Bmp3、IL22R、IL24、JAK1、PTP−RK、Rho8、GdiG、Snail、およびWASPからなる第2のマーカーのセット内の全遺伝子からの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブと、
    (c)随意で、前記各遺伝子の発現レベルを測定するか、または測定方法を示す、試薬および説明書とを含むキット。
  7. 前記キットは、
    (a)アンジオテンシン2R1、ATF4、Bmp10、CASM、カセプシンS、CX43、エラスターゼPMN、GIRK、HAVR1、HIN、アイソトポ3、Kiss1、LOX12、NOS3、PMSA、S100A4、SEMP1、TACC2、ユビキチン、WISP2からなるマーカー組内の少なくとも1つの遺伝子による少なくとも1つの転写産物、および/またはATF3、Bmp4、BMPR1A、MEN1、パラセリンからなるマーカー組内の少なくとも1つからの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブと、
    (b)随意で、前記各遺伝子の発現レベルを測定するか、または測定方法を示す、試薬および説明書とをさらに含むことを特徴とする請求項6に記載のキット。
  8. 乳癌の再発を判定するキットであって、
    (a)AMFR、AAMP、ベータカテニン、Bmp8、BMP9、CAR、Creb12、DRIM、EHMS、エンドムスチン2、FAK、FAP、アイソトポ1、Kiss1、ck19、Notch1、PAR1A、Par1A2、PLC−デルタ、Psoriasin、PTTG1、RhoC、Rock1、SDF1、ST15、SST1、TEM6、およびTEM7Rからなる第1のマーカーのセットを含む分子マーカーの組およびBmp3、IL22R、IL24、JAK1、PTP−RK、Rho8、GdiG、Snail、およびWASPからなる第2のマーカーのセットを含む分子マーカーの組を同定するための少なくとも1組のプローブからなる少なくとも1つのマイクロアレイと、随意で、
    (b)癌を有しない個体または穏やかな予後を有する患者のいずれかにおける前記マーカーの発現レベルを示す内部標準において、同じ分子マーカーの組を同定するための複数のプローブからなる第2のマイクロアレイとを含むキット。
  9. アンジオテンシン2R1、ATF4、Bmp10、CASM、カセプシンS、CX43、エラスターゼPMN、GIRK、HAVR1、HIN、アイソトポ3、Kiss1、LOX12、NOS3、PMSA、S100A4、SEMP1、TACC2、ユビキチン、およびWISP2の少なくとも1つ、および/またはATF3、Bmp4、BMPR1A、MEN1、パラセリンの少なくとも1つを同定するための少なくとも1組のプローブをさらに含む少なくとも1つのマイクロアレイをさらに有する請求項8に記載のキット。
  10. AMFR、AAMP、ベータカテニン、Bmp8、BMP9、CAR、Creb12、DRIM、EHMS、エンドムスチン2、FAK、FAP、アイソトポ1、Kiss1、ck19、Notch1、PAR1A、Par1A2、PLC−デルタ、Psoriasin、PTTG1、RhoC、Rock1、SDF1、ST15、SST1、TEM6、およびTEM7Rからなる第1のマーカーのセットを含む分子マーカーの組、およびBmp3、IL22R、IL24、JAK1、PTP−RK、Rho8、GdiG、Snail、およびWASPからなる第2のマーカーのセットを含む分子マーカーの組を同定するための少なくとも1組のプローブを含む乳癌の再発を判定するためのマイクロアレイ。
  11. アンジオテンシン2R1、ATF4、Bmp10、CASM、カセプシンS、CX43、エラスターゼPMN、GIRK、HAVR1、HIN、アイソトポ3、Kiss1、LOX12、NOS3、PMSA、S100A4、SEMP1、TACC2、ユビキチン、およびWISP2の少なくとも1つ、および/またはATF3、Bmp4、BMPR1A、MEN1、パラセリンの少なくとも1つを同定するための少なくとも1組のプローブをさらに含む請求項10に記載のマイクロアレイ。
  12. AMFR、AAMP、ベータカテニン、Bmp8、BMP9、CAR、Creb12、DRIM、EHMS、エンドムスチン2、FAK、FAP、アイソトポ1、Kiss1、ck19、Notch1、PAR1A、Par1A2、PLC−デルタ、Psoriasin、PTTG1、RhoC、Rock1、SDF1、ST15、SST1、TEM6、およびTEM7Rからなる第1のマーカーのセット内の全遺伝子からの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブと、
    Bmp3、IL22R、IL24、JAK1、PTP−RK、Rho8、GdiG、Snail、およびWASPからなる第2のマーカーのセット内の全遺伝子からの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブと、を含むプローブ組。
  13. アンジオテンシン2R1、ATF4、Bmp10、CASM、カセプシンS、CX43、エラスターゼPMN、GIRK、HAVR1、HIN、アイソトポ3、Kiss1、LOX12、NOS3、PMSA、S100A4、SEMP1、TACC2、ユビキチン、WISP2からなるマーカー組内の少なくとも1つの遺伝子による少なくとも1つの転写産物、および/またはATF3、Bmp4、BMPR1A、MEN1、パラセリンからなるマーカー組内の少なくとも1つからの少なくとも1つの転写産物を同定する複数のプローブをさらに含む請求項12に記載のプローブ組。


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