JP7043548B2 - 乳癌検出のための試薬および方法 - Google Patents

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Description

相互参照
本出願は、全体として参照により本明細書に組み入れられる、2014年3月18日出願の米国特許仮出願第61/954914号の優先権を主張するものである。
背景
乳癌(BCa)の患者の場合、処置を最適化して長期生存に導くためには、早期に行う個別の診断が不可欠である。マンモグラフィーは、BCaを検出するための最も広範に用いられる方法であるが、乳房の密度が高いことが大きな原因で、マンモグラムのスクリーニングのおよそ20%が偽陰性と診断される。加えて、マンモグラムを得る女性10名中1名が、追加の造影を必要とする。その上、1000例のマンモグラムのスクリーニングのうち2~4例だけが癌と診断されることから、これらの女性の圧倒的多数は、BCaを有さないことになる。
それゆえ、BCaの早期診断およびモニタリングのための新規で低侵襲性の診断方策の開発が、臨床で緊急に求められている。
発明の概要
第一の態様において、本発明は、2~25種の抗体検出マーカからなる組成物であって、ANGPTL4、DKK1、EPHA2、LAMC2、SPON2、SSR2、GAL1、GFRA1、LRRC15、CD147、CD320、CDH3、LRP10、SPINT2、SUSD2、およびCST2からなる群から選択される少なくとも2種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、組成物を提供する。一実施形態において、組成物は、ANGPTL4、DKK1、EPHA2、GAL1、LAMC2、SPON2、CST2、SPINT2およびSSR2からなる群から選択される少なくとも2種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、組成物は、列挙された群のうちの少なくとも5種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、組成物は、MUC1およびGRNの一方または両方に対するヒト自己抗体を検出するための試薬をさらに含む。様々な実施形態において、組成物は、2~20種、4~10種、および5~10種の抗体検出マーカからなる。様々なさらなる実施形態において、組成物は、以下のマーカセット:
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、およびLRRC15;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、LRRC1、および5 MUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GRANULIN、およびLRRC15;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
DKK1、GAL1、およびLRRC15;
ANGPTL4、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
ANGPTL4、GAL1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
GAL1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、およびGFRA1;
DKK1、GAL1、およびGFRA1;ならびに
GAL1、GFRA1、およびMUC1、
のうちの1つ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、ヒト自己抗体を検出するための試薬は、少なくとも2種のタンパク質、またはその抗原性断片を含む。さらなる実施形態において、少なくとも2種のタンパク質、またはその抗原性断片は、ネイティブの細胞外ドメインおよび/もしくはネイティブの分泌タンパク質またはそれらの抗原性断片を含む。さらなる実施形態において、試薬は、検出可能に標識されている。別の実施形態において、試薬は、表面に固定されている。
別の態様において、本発明は、乳癌または疾患の再発を検出するための方法であって、乳癌または乳癌再発を有するリスクがある対象からの体液試料を、ANGPTL4、DKK1、EPHA2、LAMC2、SPON2、SSR2、GAL1、GFRA1、LRRC15、CD147、CD320、CDH3、LRP10、SPINT2、SUSD2、およびCST2のうちの1種または複数に対する自己抗体を検出するための1種または複数の試薬と接触させることを含み、1種または複数のタンパク質に対する自己抗体の存在が、対象が乳癌または乳癌再発を有する可能性と相関する、方法を提供する。別の実施形態において、試薬は、ANGPTL4、DKK1、EPHA2、GAL1、LAMC2、SPON2、CST2、SPINT2およびSSR2のうちの1種または複数に対する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、試薬は、列挙されたタンパク質の2種以上、または5種以上に対する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、試薬は、以下のマーカセット:
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、およびLRRC15;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、LRRC1、および5 MUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GRANULIN、およびLRRC15;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
DKK1、GAL1、およびLRRC15;
ANGPTL4、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
ANGPTL4、GAL1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
GAL1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、およびGFRA1;
DKK1、GAL1、およびGFRA1;ならびに
GAL1、GFRA1、およびMUC1、
のうちの1つ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、試薬は、ANGPTL4、DKK1、GAL1、MUC1、GFRA1、GRNおよびLRRC15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、1種または複数の試薬は、本発明の任意の実施形態または実施形態の組み合わせの組成物を含む。さらなる実施形態において、接触させることは、ELISAの使用を含む。別の実施形態において、体液試料は、対象からの血清試料を含む。さらなる実施形態において、方法は、対象を、乳癌または乳癌再発を有する可能性が高いと同定する。さらなる実施形態において、方法は、乳癌または乳癌再発を処置するのに十分な治療薬の量で対象を処置することをさらに含む。
さらなる態様において、本発明は、
(a)乳癌のリスクがある対象からの体液試料をテストすること、ならびに
(i)ANGPTL4、DKK1、GAL1、MUC1、GFRA1、GRNおよびLRRC15のうちの少なくとも1つに対する自己抗体を有する;ならびに/または
(ii)GFRA1、GRNおよび/もしくはLRRC15に対する自己抗体を有さない;
候補対象を同定すること;ならびに
(b)乳癌を処置するのに十分な治療薬の量で、候補対象を処置すること、
を含む、
乳癌の対象を処置する方法を提供する。
一実施形態において、接触させることは、縦断的アッセイスクリーニング(Longitudinal Assay Screening)の利用を含み、全ての標的バイオマーカが単一テストおよび希釈の中で検出および定量され得る。さらなる実施形態において、体液試料は、対象からの血液試料を含む。
抗原の立体配座は、抗体認識に影響を及ぼす。A.ネイティブの立体配座を有するように設計された抗原を用いるELISA分析。ウェルを抗ウサギIgGで、その後293T細胞内で産生されたHER-2-ECD-rFcタンパク質でコーティングした。ネイティブHER-2、3F32(青色)、ハーセプチン(緑色)または変性させたHER-2、3F27(赤色)に対して生成させた抗HER-2モノクローナル抗体の希釈系列を、ELISAで用いた。適切な二次抗体の添加後に、反応物を発色させた。O.D.は、反応物の吸光度値である。B.変性抗原を用いるELISA分析。ウェルを大腸菌内で産生された精製His-HER-2-ECDでコーティングして、3F32(青色)、ハーセプチン(緑色)または3F27(赤色)の希釈系列を添加した。二次抗体の添加後、反応物を発色させた。C.フローサイトメトリーを介するSKBR3細胞上のネイティブHER-2の検出。蛍光によって、SKBR3細胞表面のHER-2の抗体認識が示される。D.立体配座保有(conformationa-carrying)抗原ELISAの特異性を実証する結合競合アッセイ。ウェルを抗ウサギIgGで、その後、HER-2-ECD-rFcでプレコーティングした。精製HER-2-Fc(黒色)またはCD30-Fc(紫色)キメラタンパク質を系列希釈し、一定量のハーセプチンに添加した後、ウェルに添加した。反応物を、二次抗体とインキュベーションした後、発色させた。 乳癌患者の分類のためのROC曲線比較。7種の抗原(すなわち、ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、GRN、LRRC15およびMUC1)に対する自己抗体反応を、年齢、BMI、人種および現在の喫煙状態を含むロジスティック回帰モデルに加えた。ROC曲線を全ての対象(上図)について、そしてER陽性、浸潤性、最大腫瘍寸法>1cm、非浸潤性、リンパ節転移およびHER-2増幅(下図)を含む乳癌の特異的サブタイプにより決定した。
発明の詳細な説明
引用された参考資料は全て、全体として参照により本明細書に組み入れられる。
本出願において、他に断りがなければ、用いられる技術は、Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Sambrook, et al., 1989, Cold Spring Harbor Laboratory Press)、Gene Expression Technology (Methods in Enzymology, Vol. 185, edited by D. Goeddel, 1991. Academic Press, San Diego, CA)、Methods in Enzymology (M.P. Deutshcer, ed., (1990) Academic Press, Inc.)の中の“Guide to Protein Purification”; PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications (Innis, et al. 1990. Academic Press, San Diego, CA)、Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique, 2nd Ed. (R.I. Freshney. 1987. Liss, Inc. New York, NY)、Gene Transfer and Expression Protocols, pp. 109-128, ed. E.J. Murray, The Humana Press Inc., Clifton, N.J.)、およびthe Ambion 1998 Catalog (Ambion, Austin, TX)など、複数の周知の参考資料のいずれかに見出すことができる。
第一の態様において、本発明は、2~25の抗体検出マーカからなる組成物であって、ANGPTL4、DKK1、EPHA2、LAMC2、SPON2、SSR2、GAL1、GFRA1、LRRC15、CD147、CD320、CDH3、LRP10、SPINT2、SUSD2、およびCST2からなる群から選択される少なくとも2種のヒト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、組成物を提供する。本発明者らは、列挙されたタンパク質に対する自己抗体が、対象が乳癌(BCa)に罹患しているか否かの指標を提供することを、予想外に発見した。したがって本発明の組成物は、例えば対象からの試料中の抗体の検出によりBCa患者と健常患者とを識別する診断アッセイ、または処置後の乳癌患者における疾患再発を検出する診断アッセイにおいて用いられ得る。一実施形態において、組成物は、ANGPTL4、DKK1、EPHA2、GAL1、LAMC2、SPON2、CST2、SPINT2およびSSR2からなる群から選択される少なくとも2種のヒト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、組成物は、列挙された群における少なくとも3種、4種、5種、6種、7種、8種、9種、10種、11種、12種、13種、14種、15種、または16種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。様々なさらなる実施形態において、組成物は、2~24、2~23、2~22、2~21、2~20、2~19、2~18、2~17、2~16、2~15、2~14、2~13、2~12、2~11、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~25、3~24、3~23、3~22、3~21、3~20、3~19、3~18、3~17、3~16、3~15、3~14、3~13、3~12、3~11、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~25、4~24、4~23、4~22、4~21、4~20、4~19、4~18、4~17、4~16、4~15、4~14、4~13、4~14、4~13、4~12、4~11、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~25、5~24、5~23、5~22、5~21、5~20、5~19、5~18、5~17、5~16、5~15、5~14、5~13、5~12、5~11、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~25、6~24、6~23、6~22、6~21、6~20、6~19、6~18、6~17、6~16、6~15、6~14、6~13、6~12、6~11、6~10、6~9、6~8、6~7、7~25、7~24、7~23、7~22、7~21、7~20、7~19、7~18、7~17、7~16、7~15、7~14、7~13、7~12、7~11、7~10、7~9、7~8、8~25、8~24、8~23、8~22、8~21、8~20、8~19、8~18、8~17、8~16、8~15、8~14、8~13、8~12、8~11、8~10、8~9、9~25、9~24、9~23、9~22、9~21、9~20、9~19、9~18、9~17、9~16、9~15、9~14、9~13、9~12、9~11、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10~11、12、13、14、15、または16種の抗体検出試薬からなる。
当業者により理解される通り、組成物は、追加の抗体検出マーカと、組成物の意図する用途に適した対照と、を含み得る。
1つの非限定的実施形態において、組成物は、ムチン-1(MUC1)、HER-2(41)、IGFBP2、およびグラニュリン(GRN)の1つまたは両方に対する抗体を検出するための試薬をさらに含み得る。
さらなる実施形態において、組成物は、乳癌を診断する強い予測値を提供するために、以下の実施例(表5参照)に示される以下のマーカセット:
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、およびLRRC15;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、LRRC1、および5 MUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GRANULIN、およびLRRC15;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
DKK1、GAL1、およびLRRC15;
ANGPTL4、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
ANGPTL4、GAL1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
GAL1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、およびGFRA1;
DKK1、GAL1、およびGFRA1;ならびに
GAL1、GFRA1、およびMUC1、
の1つに対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む、または試薬からなる。
別の実施形態において、組成物は、ヒトANGPTL4、DKK1、GAL1、MUC1、GFRA1、GRNおよびLRRC15に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む、または試薬からなる。
抗体検出マーカは、列挙されたタンパク質、そのタンパク質の分泌型(そのタンパク質のネイティブ分泌形態など)、またはそのタンパク質の細胞外ドメインを非限定的に含む列挙されたタンパク質に対する抗体を検出するために用いられ得る任意の適切な試薬であり得る。分泌されたタンパク質は、腫瘍細胞からリンパ節へと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多量の高親和性抗体を生じる。膜表面タンパク質は、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一般に放出される。この放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へと移行される。したがって一実施形態において、抗体検出マーカは、列挙されたタンパク質の分泌部分または膜部分である。列挙されたヒトタンパク質の分泌部分または膜部分の例示的アミノ酸配列を、以下に示す。
ANGPTL4 (SEQ ID NO:1)
KSPRFASWDEMNVLAHGLLQLGQGLREHAERTRSQLSALERRLSACGSACQGTEGSTDLPLAPESRVDPEVLHSLQTQLKAQNSRIQQLFHKVAQQQRHLEKQHLRIQHLQSQFGLLDHKHLDHEVAKPARRKRLPEMAQPVDPAHNVSRLHRLPRDCQELFQVGERQSGLFEIQPQGSPPFLVNCKMTSDGGWTVIQRRHDGSVDFNRPWEAYKAGFGDPHGEFWLGLEKVHSITGDRNSRLAVQLRDWDGNAELLQFSVHLGGEDTAYSLQLTAPVAGQLGATTVPPSGLSVPFSTWDQDHDLRRDKNCAKSLSGGWWFGTCSHSNLNGQYFRSIPQQRQKLKKGIFWKTWRGRYYPLQATTMLIQPMAAEAAS
DKK1 (SEQ ID NO:2)
VSATLNSVLNSNAIKNLPPPLGGAAGHPGSAVSAAPGILYPGGNKYQTIDNYQPYPCAEDEECGTDEYCASPTRGGDAGVQICLACRKRRKRCMRHAMCCPGNYCKNGICVSSDQNHFRGEIEETITESFGNDHSTLDGYSRRTTLSSKMYHTKGQEGSVCLRSSDCASGLCCARHFWSKICKPVLKEGQVCTKHRRKGSHGLEIFQRCYCGEGLSCRIQKDHHQASNSSRLHTCQRH
EPHA2 (SEQ ID NO:3)
KEVVLLDFAAAGGELGWLTHPYGKGWDLMQNIMNDMPIYMYSVCNVMSGDQDNWLRTNWVYRGEAERIFIELKFTVRDCNSFPGGASSCKETFNLYYAESDLDYGTNFQKRLFTKIDTIAPDEITVSSDFEARHVKLNVEERSVGPLTRKGFYLAFQDIGACVALLSVRVYYKKCPELLQGLAHFPETIAGSDAPSLATVAGTCVDHAVVPPGGEEPRMHCAVDGEWLVPIGQCLCQAGYEKVEDACQACSPGFFKFEASESPCLECPEHTLPSPEGATSCECEEGFFRAPQDPASMPCTRPPSAPHYLTAVGMGAKVELRWTPPQDSGGREDIVYSVTCEQCWPESGECGPCEASVRYSEPPHGLTRTSVTVSDLEPHMNYTFTVEARNGVSGLVTSRSFRTASVSINQTEPPKVRLEGRSTTSLSVSWSIPPPQQSRVWKYEVTYRKKGDSNSYNVRRTEGFSVTLDDLAPDTTYLVQVQALTQEGQGAGSKVHEFQTLSPEGSGNL
LAMC2 (SEQ ID NO:4)
TSRREVCDCNGKSRQCIFDRELHRQTGNGFRCLNCNDNTDGIHCEKCKNGFYRHRERDRCLPCNCNSKGSLSARCDNSGRCSCKPGVTGARCDRCLPGFHMLTDAGCTQDQRLLDSKCDCDPAGIAGPCDAGRCVCKPAVTGERCDRCRSGYYNLDGGNPEGCTQCFCYGHSASCRSSAEYSVHKITSTFHQDVDGWKAVQRNGSPAKLQWSQRHQDVFSSAQRLDPVYFVAPAKFLGNQQVSYGQSLSFDYRVDRGGRHPSAHDVILEGAGLRITAPLMPLGKTLPCGLTKTYTFRLNEHPSNNWSPQLSYFEYRRLLRNLTALRIRATYGEYSTGYIDNVTLISARPVSGAPAPWVEQCICPVGYKGQFCQDCASGYKRDSARLGPFGTCIPCNCQGGGACDPDTGDCYSGDENPDIECADCPIGFYNDPHDPRSCKPCPCHNGFSCSVMPETEEVVCNNCPPGVTGARCELCADGYFGDPFGEHGPVRPCQPCQCNNNVDPSASGNCDRLTGRCLKCIHNTAGIYCDQCKAGYFGDPLAPNPADKCRACNCNPMGSEPVGCRSDGTCVCKPGFGGPNCEHGAFSCPACYNQVKIQMDQFMQQLQRMEALISKAQGGDGVVPDTELEGRMQQAEQALQDILRDAQISEGASRSLGLQLAKVRSQENSYQSRLDDLKMTVERVRALGSQYQNRVRDTHRLITQMQLSLAESEASLGNTNIPASDHYVGPNGFKSLAQEATRLAESHVESASNMEQLTRETEDYSKQALSLVRKALHEGVGSGSGSPDGAVVQGLVEKLEKTKSLAQQLTREATQAEIEADRSYQHSLRLLDSVSRLQGVSDQSFQVEEAKRIKQKADSLSSLVTRHMDEFKRTQKNLGNWKEEAQQLLQNGKSGREKSDQLLSRANLAKSRAQEALSMGNATFYEVESILKNLREFDLQVDNRKAEAEEAMKRLSYISQKVSDASDKTQQAERALGSAAADAQRAKNGAGEALEISSEIEQEIGSLNLEANVTADGALAMEKGLASLKSEMREVEGELERKELEFDTNMDAVQMVITEAQKVDTRAKNAGVTIQDTLNTLDGLLHLMGM
SPON2 (SEQ ID NO:5)
QPLGGESICSARAPAKYSITFTGKWSQTAFPKQYPLFRPPAQWSSLLGAAHSSDYSMWRKNQYVSNGLRDFAERGEAWALMKEIEAAGEALQSVHEVFSAPAVPSGTGQTSAELEVQRRHSLVSFVVRIVPSPDWFVGVDSLDLCDGDRWREQAALDLYPYDAGTDSGFTFSSPNFATIPQDTVTEITSSSPSHPANSFYYPRLKALPPIARVTLLRLRQSPRAFIPPAPVLPSRDNEIVDSASVPETPLDCEVSLWSSWGLCGGHCGRLGTKSRTRYVRVQPANNGSPCPELEEEAECVPDNCV
SSR2 (SEQ ID NO:6)
EEGARLLASKSLLNRYAVEGRDLTLQYNIYNVGSSAALDVELSDDSFPPEDFGIVSGMLNVKWDRIAPASNVSHTVVLRPLKAGYFNFTSATITYLAQEDGPVVIGSTSAPGQGGILAQREFDRRFSPH
GAL1 (SEQ ID NO:7)
LRVRGEVAPDAKSFVLNLGKDSNNLCLHFNPRFNAHGDANTIVCNSKDGGAWGTEQREAVFPFQPGSVAEVCITFDQANLTVKLPDGYEFKFPNRLNLEAINYMAADGDFKIKCVAFD
GFRA1 (SEQ ID NO:8)
DRLDCVKASDQCLKEQSCSTKYRTLRQCVAGKETNFSLASGLEAKDECRSAMEALKQKSLYNCRCKRGMKKEKNCLRIYWSMYQSLQGNDLLEDSPYEPVNSRLSDIFRVVPFISDVFQQVEHIPKGNNCLDAAKACNLDDICKKYRSAYITPCTTSVSNDVCNRRKCHKALRQFFDKVPAKHSYGMLFCSCRDIACTERRRQTIVPVCSYEEREKPNCLNLQDSCKTNYICRSRLADFFTNCQPESRSVSSCLKENYADCLLAYSGLIGTVMTPNYIDSSSLSVAPWCDCSNSGNDLEECLKFLNFFKDNTCLKNAIQAFGNGSDVTVWQPAFPVQTTTATTTTALRVKNKPLGPAGSENEIPTHVLPPCANLQAQKLKSNVSGNTHLCISNGNYEKEGLGASSHITTKSMAAPPSCGLSPLLVLVVTALSTLLSLTETS
LRRC15 (SEQ ID NO:9)
YHGCPSECTCSRASQVECTGARIVAVPTPLPWNAMSLQILNTHITELNESPFLNISALIALRIEKNELSRITPGAFRNLGSLRYLSLANNKLQVLPIGLFQGLDSLESLLLSSNQLLQIQPAHFSQCSNLKELQLHGNHLEYIPDGAFDHLVGLTKLNLGKNSLTHISPRVFQHLGNLQVLRLYENRLTDIPMGTFDGLVNLQELALQQNQIGLLSPGLFHNNHNLQRLYLSNNHISQLPPSVFMQLPQLNRLTLFGNSLKELSPGIFGPMPNLRELWLYDNHISSLPDNVFSNLRQLQVLILSRNQISFISPGAFNGLTELRELSLHTNALQDLDGNVFRMLANLQNISLQNNRLRQLPGNIFANVNGLMAIQLQNNQLENLPLGIFDHLGKLCELRLYDNPWRCDSDILPLRNWLLLNQPRLGTDTVPVCFSPANVRGQSLIIINVNVAVPSVHVPEVPSYPETPWYPDTPSYPDTTSVSSTTELTSPVEDYTDLTTIQVTDDRSVWGMTQAQSG
GRN (SEQ ID NO:10)
TRCPDGQFCPVACCLDPGGASYSCCRPLLDKWPTTLSRHLGGPCQVDAHCSAGHSCIFTVSGTSSCCPFPEAVACGDGHHCCPRGFHCSADGRSCFQRSGNNSVGAIQCPDSQFECPDFSTCCVMVDGSWGCCPMPQASCCEDRVHCCPHGAFCDLVHTRCITPTGTHPLAKKLPAQRTNRAVALSSSVMCPDARSRCPDGSTCCELPSGKYGCCPMPNATCCSDHLHCCPQDTVCDLIQSKCLSKENATTDLLTKLPAHTVGDVKCDMEVSCPDGYTCCRLQSGAWGCCPFTQAVCCEDHIHCCPAGFTCDTQKGTCEQGPHQVPWMEKAPAHLSLPDPQALKRDVPCDNVSSCPSSDTCCQLTSGEWGCCPIPEAVCCSDHQHCCPQGYTCVAEGQCQRGSEIVAGLEKMPARRASLSHPRDIGCDQHTSCPVGQTCCPSLGGSWACCQLPHAVCCEDRQHCCPAGYTCNVKARSCEKEVVSAQPATFLARSPHVGVKDVECGEGHFCHDNQTCCRDNRQGWACCPYRQGVCCADRRHCCPAGFRCAARGTKCLRREAPRWDAPLRDPALRQLL
MUC1 (SEQ ID NO:11)
APKPATVVTGSGHASSTPGGEKETSATQRSSVPSSTEKNAFNSSLEDPSTDYYQELQRDISEMFLQIYKQGGFLGLSNIKFRPGSVVVQLTLAFREGTINVHDVETQFNQYKTEAASRYNLTISDVSVSDVPFPFSAQSGAGVPG
CD147 (SEQ ID NO:12)
AAGTVFTTVEDLGSKILLTCSLNDSATEVTGHRWLKGGVVLKEDALPGQKTEFKVDSDDQWGEYSCVFLPEPMGTANIQLHGPPRVKAVKSSEHINEGETAMLVCKSESVPPVTDWAWYKITDSEDKALMNGSESRFFVSS
CD320 (SEQ ID NO:13)
AGPSSGSCPPTKFQCRTSGLCVPLTWRCDRDLDCSDGSDEEECRIEPCTQKGQCPPPPGLPCPCTGVSDCSGGTDKKLRNCSRLACLAGELRCTLSDDCIPLTWRCDGHPDCPDSSDELGCGTNEILPEGDATTMGPPVTLESVTSLRNATTMGPPVTLESVPSVGNATSSSAGDQSGSPTAYG
CDH3 (SEQ ID NO:14)
EPCRAVFREAEVTLEAGGAEQEPGQALGKVFMGCPGQEPALFSTDNDDFTVRNGETVQERRSLKERNPLKIFPSKRILRRHKRDWVVAPISVPENGKGPFPQRLNQLKSNKDRDTKIFYSITGPGADSPPEGVFAVEKETGWLLLNKPLDREEIAKYELFGHAVSENGASVEDPMNISIIVTDQNDHKPKFTQDTFRGSVLEGVLPGTSVMQMTATDEDDAIYTYNGVVAYSIHSQEPKDPHDLMFTIHRSTGTISVISSGLDREKVPEYTLTIQATDMDGDGSTTTAVAVVEILDANDNAPMFDPQKYEAHVPENAVGHEVQRLTVTDLDAPNSPAWRATYLIMGGDDGDHFTITTHPESNQGILTTRKGLDFEAKNQHTLYVEVTNEAPFVLKLPTSTATIVVHVEDVNEAPVFVPPSKVVEVQEGIPTGEPVCVYTAEDPDKENQKISYRILRDPAGWLAMDPDSGQVTAVGTLDREDEQFVRNNIYEVMVLAMDNGSPPTTGTGTLLLTLIDVNDHGPVPEPRQITICNQSPVRQVLNITDKDLSPHTSPFQAQLTDDSDIYWTAEVNEEGDTVVLSLKKFLKQDTYDVHLSLSDHGNKEQLTVIRATVCDCHGHVETCPGPWKGG
HER2 (SEQ ID NO:15)
TQVCTGTDMKLRLPASPETHLDMLRHLYQGCQVVQGNLELTYLPTNASLSFLQDIQEVQGYVLIAHNQVRQVPLQRLRIVRGTQLFEDNYALAVLDNGDPLNNTTPVTGASPGGLRELQLRSLTEILKGGVLIQRNPQLCYQDTILWKDIFHKNNQLALTLIDTNRSRACHPCSPMCKGSRCWGESSEDCQSLTRTVCAGGCARCKGPLPTDCCHEQCAAGCTGPKHSDCLACLHFNHSGICELHCPALVTYNTDTFESMPNPEGRYTFGASCVTACPYNYLSTDVGSCTLVCPLHNQEVTAEDGTQRCEKCSKPCARVCYGLGMEHLREVRAVTSANIQEFAGCKKIFGSLAFLPESFDGDPASNTAPLQPEQLQVFETLEEITGYLYISAWPDSLPDLSVFQNLQVIRGRILHNGAYSLTLQGLGISWLGLRSLRELGSGLALIHHNTHLCFVHTVPWDQLFRNPHQALLHTANRPEDECVGEGLACHQLCARGHCWGPGPTQCVNCSQFLRGQECVEECRVLQGLPREYVNARHCLPCHPECQPQNGSVTCFGPEADQCVACAHYKDPPFCVARCPSGVKPDLSYMPIWKFPDEEGACQPCPINCTHSCVDLDDKGCPAEQRASPLT
IGFBP2 (SEQ ID NO:6)
EVLFRCPPCTPERLAACGPPPVAPPAAVAAVAGGARMPCAELVREPGCGCCSVCARLEGEACGVYTPRCGQGLRCYPHPGSELPLQALVMGEGTCEKRRDAEYGASPEQVADNGDDHSEGGLVENHVDSTMNMLGGGGSAGRKPLKSGMKELAVFREKVTEQHRQMGKGGKHHLGLEEPKKLRPPPARTPCQQELDQVLERISTMRLPDERGPLEHLYSLHIPNCDKHGLYNLKQCKMSLNGQRGECWCVNPNTGKLIQGAPTIRGDPECHLFYNEQQEARGVHTQRMQ
LRP10 (SEQ ID NO:17)
HPDRIIFPNHACEDPPAVLLEVQGTLQRPLVRDSRTSPANCTWLILGSKEQTVTIRFQKLHLACGSERLTLRSPLQPLISLCEAPPSPLQLPGGNVTITYSYAGARAPMGQGFLLSYSQDWLMCLQEEFQCLNHRCVSAVQRCDGVDACGDGSDEAGCSSDPFPGLTPRPVPSLPCNVTLEDFYGVFSSPGYTHLASVSHPQSCHWLLDPHDGRRLAVRFTALDLGFGDAVHVYDGPGPPESSRLLRSLTHFSNGKAVTVETLSGQAVVSYHTVAWSNGRGFNATYHVRGYCLPWDRPCGLGSGLGAGEGLGERCYSEAQRCDGSWDCADGTDEEDCPGCPPGHFPCGAAGTSGATACYLPADRCNYQTFCADGADERRCRHCQPGNFRCRDEKCVYETWVCDGQPDCADGSDEWDCSYVLPRK
SPINT2 (SEQ ID NO:18)
ADRERSIHDFCLVSKVVGRCRASMPRWWYNVTDGSCQLFVYGGCDGNSNNYLTKEECLKKCATVTENATGDLATSRNAADSSVPSAPRRQDSEDHSSDMFNYEEYCTANAVTGPCRASFPRWYFDVERNSCNNFIYGGCRGNKNSYRSEEACMLRCFRQQENPPLPLGSKV
SUSD2 (SEQ ID NO:19)
QESCSMRCGALDGPCSCHPTCSGLGTCCLDFRDFCLEILPYSGSMMGGKDFVVRHFKMSSPTDASVICRFKDSIQTLGHVDSSGQVHCVSPLLYESGRIPFTVSLDNGHSFPRAGTWLAVHPNKVSMMEKSELVNETRWQYYGTANTSGNLSLTWHVKSLPTQTITIELWGYEETGMPYSQEWTAKWSYLYPLATHIPNSGSFTFTPKPAPPSYQRWRVGALRIIDSKNYAGQKDVQALWTNDHALAWHLSDDFREDPVAWARTQCQAWEELEDQLPNFLEELPDCPCTLTQARADSGRFFTDYGCDMEQGSVCTYHPGAVHCVRSVQASLRYGSGQQCCYTADGTQLLTADSSGGSTPDRGHDWGAPPFRTPPRVPSMSHWLYDVLSFYYCCLWAPDCPRYMQRRPSNDCRNYRPPRLASAFGDPHFVTFDGTNFTFNGRGEYVLLEAALTDLRVQARAQPGTMSNGTETRGTGLTAVAVQEGNSDVVEVRLANRTGGLEVLLNQEVLSFTEQSWMDLKGMFLSVAAGDRVSIMLASGAGLEVSVQGPFLSVSVLLPEKFLTHTHGLLGTLNNDPTDDFTLHSGRVLPPGTSPQELFLFGANWTVHNASSLLTYDSWFLVHNFLYQPKHDPTFEPLFPSETTLNPSLAQEAAKLCGDDHFCNFDVAATGSLSTGTATRVAHQLHQRRMQSLQPVVSCGWLAPPPNGQKEGNRYLAGSTIYFHCDNGYSLAGAETSTCQADGTWSSPTPKCQPGRSYA
CST2 (SEQ ID NO:20)
WSPQEEDRIIEGGIYDADLNDERVQRALHFVISEYNKATEDEYYRRLLRVLRAREQIVGGVNYFFDIEVGRTICTKSQPNLDTCAFHEQPELQKKQLCSFQIYEVPWEDRMSLVNSRCQEA。
さらなる実施形態において、抗体検出マーカは、先に開示されたものなど、即ちネイティブ形態であるタンパク質である。添付の実施例に開示される通り、本発明者らは、真核生物発現系を利用して、適切に折り畳まれていて自己抗体の検出に用いるための非連続エピトープを含む、立体配座保有腫瘍抗原を作製した。タンパク質は、任意の適切な形式で用いることができ、1つの非限定的実施形態において、タンパク質は、Fc融合タンパク質であり得る。
先の実施形態の全てにおいて、抗体検出試薬は、検出可能な標識で標識され得る。一実施形態において、ある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検出可能な標識と区別され得る。標識を検出する方法としては、分光技術、光化学技術、生化学技術、免疫化学技術、物理学的技術または化学的技術が挙げられるが、これらに限定されない。任意の適切な検出可能な標識が、用いられ得る。
組成物は、凍結して、凍結乾燥形態で、または溶液として保存できる。一実施形態において、組成物は、マイクロアレイまたはマイクロプレート形式などの、固体担体上に配置でき、この実施形態は、様々な検出アッセイにおいて組成物の使用を容易にする。例えば、抗IgGを用いてマイクロウェルプレートのウェルをプレコーティングでき、抗体検出試薬(本明細書で議論されるタンパク質など)を、プレコーティングされたウェルに添加できる。
第二の態様において、本発明は、乳癌または乳癌再発を検出するための方法であって、乳癌または乳癌再発を有するリスクのある対象からの体液試料を、ヒトANGPTL4、DKK1、EPHA2、LAMC2、SPON2、SSR2、GAL1、GFRA1、LRRC15、CD147、CD320、CDH3、LRP10、SPINT2、SUSD2、およびCST2の1種または複数に対する自己抗体を検出するための1種または複数の試薬と接触させることを含み、1種または複数のタンパク質に対する自己抗体の存在が、対象が乳癌または乳癌再発を有する可能性と相関する、方法を提供する。
一実施形態において、組成物は、ヒトANGPTL4、DKK1、EPHA2、GAL1、LAMC2、SPON2、CST2、SPINT2およびSSR2からなる群から選択される2種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。
当業者により理解される通り、方法は、追加の抗体検出マーカと、組成物の意図する用途に適した対照と、の使用を含み得る。1つの非限定的実施形態において、組成物は、ムチン-1(MUC1)、HER-2(41)、IGFBP2、およびグラニュリンの1つまたは両方に対する抗体を検出するための試薬をさらに含み得る。
本発明の方法の別の実施形態において、組成物は、以下のマーカセット:
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、およびLRRC15;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、LRRC1、および5 MUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、GRANULIN、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、GRANULIN、およびLRRC15;
ANGPTL4、DKK1、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
DKK1、GAL1、およびLRRC15;
ANGPTL4、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
ANGPTL4、GAL1、およびLRRC15;
DKK1、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
GAL1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
ANGPTL4、GAL1、およびGFRA1;
DKK1、GAL1、およびGFRA1;ならびに
GAL1、GFRA1、およびMUC1、
の1つに対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む、または試薬からなる。
別の実施形態において、組成物は、ANGPTL4、DKK1、GAL1、MUC1、GFRA1、GRNおよびLRRC15に対するヒト自己抗体を検出するための試薬を含む、または試薬からなる。
抗体検出マーカは、列挙されたタンパク質、そのタンパク質の分泌型(そのタンパク質のネイティブ分泌形態など)、またはそのタンパク質の細胞外ドメインを非限定的に含む列挙されたタンパク質に対する抗体を検出するために用いられ得る任意の適切な試薬であり得る。分泌されたタンパク質は、腫瘍細胞からリンパ節へと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多量の高親和性抗体を生じる。膜表面タンパク質は、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一般に放出される。この放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移行される。したがって一実施形態において、抗体検出マーカは、列挙されたタンパク質の分泌部分または膜部分である。列挙されたタンパク質の分泌部分または膜部分の例示的アミノ酸配列は、本明細書に開示される通りである。
別の実施形態において、抗体検出マーカは、本発明の組成物を含む、または組成物からなる。
接触させることは、体液試料中の自己抗体と、検出され得る結合複合体を形成する試薬との結合を促進するのに適した任意の条件下で実施され得る。適切なそのような条件は、当業者により、本明細書の教示に照らして、意図するアッセイに基づいて決定され得る。同様に、1回もしくは複数の洗浄、または未結合試薬を除去する他のステップなど、任意の適切な追加的ステップを複数の方法で用いることができる。
酵素免疫測定法(ELISA)、Luminexシステムなどのビーズに基づくアッセイの原理、Searchlight(登録商標)などの2Dアレイに基づくアッセイ原理、およびInanovate(登録商標)「縦アッセイスクリーニング」の原理を非限定的に含む任意の適切な検出技術を用いることができ、それらの技術は、1回のテストおよび希釈で、臨床上関連する濃度の患者試料由来の列挙された乳癌バイオマーカを全て定量することができる。一実施形態において、組成物は、マイクロアレイ、ガラススライド、膜、マイクロプレート形式またはビーズなどの固体担体上に配置され得る。実施形態は、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が、実施例で記載される。
同様に、対象由来の血清試料、血漿試料または血液試料を非限定的に含む任意の適切な体液を用いることができる。対象は、ヒト対象などの乳癌のリスクがある任意の対象であり得る。
さらなる実施形態において、方法は、対象を、乳癌を有する可能性があると同定し、方法は、乳癌を処置するのに十分な治療薬の量で対象を処置することをさらに含む。
先の実施形態のいずれかの非限定的な一実施形態において、ANGPTL4、DKK1、GAL1、およびMUC1自己抗体反応はBCaと相関し;GFRA1、GRNおよびLRRC15に対する自己抗体反応はBCaと逆相関する。
1つの具体的実施形態において、試薬はANGPTL4、DKK1、GAL1、MUC1、GRNおよびLRRC15を含み;GFRA1、GRNおよびLRRC15に対する自己抗体反応はBCaと逆相関する。実施例に詳述される通り、7種の抗原に対する自己抗体反応を、年齢、体格指数(BMI)、人種および現在の喫煙状態を含むベースモデルに加えた場合、アッセイは以下の診断能力を有した:c統計量(95%CI)、0.82(0.78~0.86);感度、73%;特異度、76%;およびPLR(95%CI)、3.04(2.34~3.94)。このモデルは、リスクの十分位数で較正され(ホスター・レメショウ、p=0.13)、エストロゲン受容体陽性、HER-2陽性、浸潤性、非浸潤性および腫瘍サイズ>1cmを含むBCaの特異的サブタイプにおいてうまく機能した。他の例示的マーカセットの診断能力を、表5に示す。
第三の態様において、本発明は、
(a)乳癌のリスクのある対象由来の体液試料をテストすること、ならびに
(i)ANGPTL4、DKK1、GAL1、MUC1、GFRA1、GRNおよびLRRC15の少なくとも1つに対する自己抗体を有する;ならびに/または
(b)GFRA1、GRNおよび/もしくはLRRC15に対する自己抗体を有さない;
候補対象を同定すること;ならびに
(b)乳癌を処置するのに十分な治療薬の量で、候補対象を処置すること、
を含む、
乳癌の対象を処置する方法を提供する。
実施例1
乳癌(BCa)患者は癌タンパク質に対する自己抗体反応を誘発し、これは腫瘍発生に関連する細胞変化を反映し増幅させる。血漿中の自己抗体の検出は、BCaの早期検出のために低侵襲性メカニズムを提供し得る。液性応答を誘発する癌タンパク質を同定するために、本発明者らは、細胞内タンパク質に比較して抗体反応を誘導する可能性が高い膜および分泌タンパク質をコードするBCa遺伝子に富むcDNAライブラリを作製した。患者の抗体により効率的に認識される立体配座保有抗原を作製するために、真核生物発現方策を確立した。BCa患者200名および同年齢の健常対照200名の血漿を、立体配座エピトープを有するように設計された20種の異なる抗原に対する自己抗体活性について、ELISAを用いて測定した。条件付きロジスティック回帰モデルを利用して、20種の異なる抗原に対する自己抗体反応の組み合わせを選択して、BCa患者を健常対照と分別した。最良の組み合わせは、ANGPTL4、DKK1、GAL1、MUC1、GFRA1、GRNおよびLRRC15を包含したが、GFRA1、GRNおよびLRRC15に対する自己抗体反応は、BCaと逆相関した。7種の抗原に対する自己抗体反応を、年齢、BMI、人種および現在の喫煙状態を含むベースモデルに加えた場合、アッセイは以下の診断能力を有した:c統計量(95%CI)、0.82(0.78~0.86);感度、73%;特異度、76%;およびPLR(95%CI)、3.04(2.34~3.94)。このモデルは、リスクの十分位数にわたって較正され(ホスマー・レメショウ、p=0.13)、エストロゲン受容体陽性、HER-2陽性、浸潤性、非浸潤性および腫瘍サイズ>1cmを含むBCaの特異的サブタイプにおいてうまく機能した。
緒言
乳癌(BCa)の患者の場合、処置を最適化して長期生存に導くためには、早期に行う個別の診断が不可欠である。マンモグラフィーは、BCaを検出するための最も広範に用いられる方法であるが、乳房の密度が高いことが大きな原因で、マンモグラフィーのスクリーニングのおよそ20%が偽陰性と診断される(1)。加えて、マンモグラムを得る女性10名中1名が、追加の造影を必要とする(2)。その上、1000例のマンモグラムのスクリーニングのうち2~4例だけが癌と診断されることから、これらの女性の圧倒的多数は、BCaを有さないことになる(3)。それゆえ、BCaを早期に診断およびモニタリングのための新規で低侵襲性の診断方策の開発が、臨床現場で緊急に求められている。
現在のところ、末梢循環中に分泌されて、BCaの診断のために血液検査により測定され得る、確立された腫瘍マーカは存在しない。現在、臨床現場で許容される腫瘍マーカは、組織に基づく予後マーカ、例えばエストロゲン受容体(ER)、HER-2増幅、21遺伝子Oncotype DXおよび70遺伝子MammaPringである(6~12)。全てが、評価用の腫瘍組織を獲得するために侵襲性の生検または外科的な手順を必要とし、患者に重い負担をかける。血清腫瘍マーカは、サンプリングのための低侵襲性の手順を可能にして、癌の早期診断に加え処置後の予後観察を促進する貴重なツールである(4、5)。しかし腫瘍細胞により産生される腫瘍マーカは通常、特に早期段階の疾患では、末梢循環中に比較的低濃度で有する。
本発明者らはここに、BCa患者において抗体反応を誘発する腫瘍抗原の候補物質を同定する分子的アプローチの使用を報告する。本発明者らは過去に、分泌および膜タンパク質をコードする膜結合ポリリボソーム(MAP)RNAからのBCa cDNAライブラリを作製して、正常組織由来のRNAを有するライブラリを差し引いた(29)。分泌されたタンパク質は、腫瘍細胞からリンパ節へとより容易に送達されて、そこで免疫細胞の相互作用が起こり多量の高親和性抗体を生じる。膜表面タンパク質は、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一般に放出される。この放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へと移行される(30、31)。その結果、膜結合ポリリボソームcDNAライブラリ(MAPcL)と称される、得られた差し引き後のライブラリは、BCaで非常に豊富であり患者において抗体反応を優先的に誘導するはずである膜および分泌TAAをコードするクローンに富む(29)。加えて本発明者らは、ネイティブの立体配座を有するように設計されるFc融合タンパク質として組換え抗原を生成するための方法を確立したが、これは患者における抗体反応を誘導し得る膜および分泌タンパク質の発現に必須である。
本発明者らは、TAAのパネルに対して自己抗体を検出することによりBCa患者と健常患者を識別するために立体配座保有抗原ELISAに基づく方策を開発した。20種の抗原を、MAPcL中で提示される最も豊富な遺伝子から選択し、Fc融合タンパク質を作製した。血液を、新たに診断されたBCa患者200名および同年齢の対照としての健常な女性200名から採取した。400の血漿試料を、20種の異なるMAPcL由来抗原に対する自己抗体の存在について、ELISAを用いてスクリーニングした。7種の抗原を患者の人口構成と組み合わせて、最良の陽性尤度比を得て、健常者およびBCa患者を識別した。
材料と方法
プラスミドの構築
MAPcL-ウサギFcタグ抗体の生成のために、2種の構築物:pSecTag2(Invitrogen、カリフォルニア州カールズバッド所在)およびpFUSE-rIgG-Fc1(InvivoGen、カリフォルニア州サンディアゴ所在)を、クローニングのための制限部位が利用可能であることから両者とも用いて、20種のMAPcL-rFc発現構築物を作製した。プライマー5’-CCGGATATCAGCAAGCCCACGTGCCCACC-3’(SEQ ID NO:21)および5’-AAGGAAAAAAGCGGCCGCTC-ATTTACCCGGAGAGCGGGAG-3’(SEQ ID NO:22)(Integrated DNA Technologies、アイオワ州コーラルビル所在)を用い、テンプレートとしてpFUSE-rIgG-Fc1を用いて、ウサギIgGのFc部分を増幅することにより、pSecTag2を修飾した。rFc PCR産物を、EcoRVおよびNotIで消化して、分泌のためのIgKシグナル配列を含むpSecTag2中に挿入した(pSecTag2-rFcと称する)。pFUSE-rIgG-Fc1は、IL2シグナル配列を含む。2種のプラスミド間でのシグナル配列の一貫性を維持するために、IgKリーダー配列を、テンプレートとしてpSecTag2を用いるPCRを介して増幅させた。その後、IL2リーダー配列を、IgKシグナル配列と交換して、pFUSE-IgK-rFcを作製した。
クローニング用のテンプレートとして用いられた20種のMAPcL遺伝子のアクセション番号および予測されるシグナル配列を、表1に示す。コードされるタンパク質それぞれのシグナル配列は、SignalPを用いて決定した(32、33)。タンパク質が膜貫通ドメインを含む場合、コードされた細胞外部分のみを含めた。膜貫通ドメインは、TMHMMデータベースを用いて予測した(34)。クローン化された断片によりコードされるアミノ酸番号を、表1に示す。ANGPTL4、CDH3、DKK1、SPON2、SSR2、CST2、GFRA1およびGAL1は、SfiIおよびKpnI制限部位を用いてpSecTag2-rFc中にカスタムクローニングした(Genscript、ニュージャージー州ピスカタウェイ所在)。EPHA2、IGFBP2およびLAMC2は、KpnIおよびBamHI制限部位を用いて、pSecTag2-rFc中にカスタムクローニングした。GRN、MUC1およびLRRC15は、 SfiIおよびBamHI制限部位を用いて、pSecTag2-rFc中にカスタムクローニングした。HER-2、LRP10、SPINT2およびSUSD2は、SfiIおよびXhoI制限部位を用いて、pFUSE-IgK-rFc中にクローニングした。CD147は、BamHIおよびSacIIを用いて、pFUSE-IgK-rFc中にクローニングした。CD320は、EcoRIおよびXhoI制限部位を用いて、pFUSE-IgK-rFc中にクローニングした。
Figure 0007043548000001
HisタグHER-2を作製するために、HER-2を、プライマー5’-CCCAAGCTTGCAGCACCCAAGTGTGCACCGGCAC-3’(SEQ ID NO:23)および5’-GTGCTCGAGTCACGTC-AGAGGGCTGGCTCTCTGCTCG-3’(SEQ ID NO:24)を用いるPCRにより増幅させた。産物をHindIIIおよびXhoIで消化して、pET-28a発現ベクター中にディレクショナルクローニングした。
細胞培養
293TおよびSKBR3細胞株を、10%FBS含有DMEM中で培養した。培養物を、加湿インキュベータ内に5%COと共に37℃で保持した。細胞株は全て、信頼性が証明されており、マイコプラズマ陰性であることが検査されている。
タンパク質生成
MAPcL-rFc融合タンパク質を、293T細胞内で産生した。手短に述べると、293T細胞を、製造業者の仕様に従ってEffectene(Qiagen、カリフォルニア州バレンシア所在)を用いてトランスフェクトした。トランスフェクトの間、細胞を2%FBS含有DMEM中で培養した。分泌された融合タンパク質を含む上清を採取し、遠心分離して細胞片を除去し、0.1%アジ化ナトリウムを補充した。His-HER-2を、大腸菌BL21(Invitrogen、カリフォルニア州カールズバッド所在)内で産生し、IMACアフィニティークロマトグラフィーを利用して精製した。
サンドイッチELSIA
マイクロプレート(Nalge Nunc、ニューヨーク州ロチェスター所在)を、リン酸緩衝生理食塩水で希釈された2μg/mlヤギ抗ウサギFc(Jackson Immunoresearch、ペンシルベニア州ウェストグローブ所在)で一晩コーティングした。rFc融合タンパク質を含む上清を、標準のブロッキング緩衝液(リン酸緩衝生理食塩水中の0.5%ウシ血清アルブミンおよび0.1%アジ化ナトリウム)で1:3に系列希釈した。プレートを1回洗浄し、系列希釈された上清をマイクロタイタープレートに移した。既知濃度のウサギIgGを同様に希釈して、培地中に存在する融合タンパク質量を定量するためにマイクロタイタープレートの1列に添加した。2時間インキュベートした後、プレートを2回洗浄し、0.05%Tween20を含む標準のブロッキング緩衝液で1:3000に希釈されたHRPコンジュゲートヤギ抗ウサギIgG(Jackson Immunoresearch、ペンシルベニア州ウェストグローブ所在)50μlを添加した。2時間のインキュベーションの後、プレートを4回洗浄して、100μl/ウェルのTMB基質(Pierce、イリノイ州ロックフォード所在)で発色させた。発色反応を50μl/ウェルの2N HSOで5分後に停止させて、吸光度を450nmで測定し、濃度を決定した。690nmでの吸光度を差し引いて、バックグランドシグナルを除去した。
立体配座HER-2タンパク質と変性HER-2タンパク質とで対比させた抗体認識
立体配座HER-2アッセイのために、マイクロタイタープレートをPBS中の2μg/mlヤギ抗ウサギFc(Jackson Immunoresearch、ペンシルベニア州ウェストグローブ所在)で一晩コーティングした。その後、HER-2-ECD-rFcを各ウェルに添加した(100μl/ウェル)。変性HER-2については、マイクロタイタープレートをPBS中の2μg/ml His-HER-2-ECDで一晩コーティングした。
3種のHER-2抗体:抗HER-2 3F27(US Biological、マサチューセッツ州スワンプスコット所在)、抗HER-2 3F32(US Biological、マサチューセッツ州スワンプスコット所在)およびハーセプチン(Genentech、カリフォルニア州サウスサンフランシスコ所在)をアッセイに用いた。各抗体を、0.05%Tween20を含む標準のブロッキング緩衝液で1μg/mlに希釈した。その後、抗体を系列希釈した。1回洗浄した後、50μl/ウェルの系列希釈された抗体をプレートに添加して、室温で2時間インキュベートした。プレートを3回洗浄して、種の適切なHRPコンジュゲート二次抗体を1:3000希釈で添加した。プレートを4回洗浄して、100μl/ウェルのTMB基質で5分間発色させた。発色を50μl/ウェルの2N HSOで停止させた。吸光度を450nmで測定し、690nmでの吸光度を差し引いて、バックグランドシグナルを考慮した。
同じ抗体を用いて、SKBR3 BCa細胞中のHER-2をフローサイトメトリーにより染色した。SKBR3細胞を、Cell Dissociation Solution Non-enzymatic 1x(Sigma、ミズーリ州セントルイス所在、カタログ番号C5914)を用いてディッシュから剥離した。2×10個の細胞を0.5μg/mlの各抗体と共に室温で1時間インキュベートした。その後、細胞を洗浄して、適切な種に合わせてPEコンジュゲート抗体の1:200希釈物を添加した。再度、細胞を洗浄して、FACS緩衝液(5%ウシ血清アルブミンおよび0.1%アジ化ナトリウムを含むPBS)に再懸濁させて、フローサイトメトリーで分析した。
ハーセプチン結合の競合
マイクロタイタープレートを、4μg/mlヤギ抗ウサギFcでコーティングして、一晩インキュベートした。1回洗浄した後、100μl/ウェルHER-2-ECD-rFcを各ウェルに添加して、一晩インキュベートした。HER-2-FcおよびCD30-Fcキメラタンパク質(R&D Systems、ミネソタ州ミネアポリス所在)を出発濃度10μg/mlから系列希釈した。 ハーセプチンをキメラタンパク質系列希釈物それぞれに、最終濃度10ng/mlになるように添加した。プレートを2回洗浄し、50μl/ウェルのキメラタンパク質/ハーセプチン混合物をプレートに適用した。その後、プレートを3回洗浄して、HRPヤギ抗ヒトIgGの1:3000希釈物を各ウェルに50μl/ウェル適用した。4回洗浄した後、100μl/ウェルのTMB基質を各ウェルに添加した。発色を50μl/ウェルの2N H2SO4で5分後に停止させた。吸光度を450nmで測定し、690nmでの吸光度を差し引いた。
患者
症例の組み入れ基準は、サウスダコタ州スーフォールズ所在のSanford Health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。患者に、乳房切除術、放射線療法、化学療法または他の処置の前に、1本の予備の10ml EDTA試験管に入れた血液を提供するよう依頼した。症例対象は、過去に任意の種類の癌の病歴を有する場合のみ、除外した。健常対照群の対象は、血液採取前6ヶ月以内に陰性のマンモグラムを有した。健常対象は、過去に任意の種類の癌または自己免疫疾患の病歴がある場合には、除外した。全ての患者が、記入されたインフォームドコンセントを提出し、Sanford Health IRBが、試験プロトコルを認可した。BCa患者200名の血液試料を、2009年10月8日~2012年4月17日に採取した。加えて、同年齢の健常対照の血液試料を、2009年10月16日~2011年1月19日に採取した。登録患者の特徴については、表2を参照されたい。
Figure 0007043548000002
血清採取
血液を10ml EDTA試験管に採取して、2000×gで10分間遠心分離した。血漿を試験管から取り出し、分注して、自己免疫の存在についてスクリーニングするまで-80℃で貯蔵した。
立体配座保有抗原ELISA
マイクロタイタープレート(Nalge Nunc、ニューヨーク州ロチェスター所在)を、リン酸緩衝生理食塩水中の4μg/mlヤギ抗ウサギFc(Jackson Immunoresearch、ペンシルベニア州ウェストグローブ所在)で一晩コーティングした。プレートを1回洗浄し、100μl/ウェルのMAPcL-rFc融合タンパク質を添加した。プレートを2時間インキュベートして、2回洗浄した。その後、プレートを50μl/ウェルの最適化されたブロッキング緩衝液(0.5%ウシ血清アルブミン、0.2%粉ミルク、0.1%ポリビニルピロリドン、20mM L-グルタミン、20mM L-アルギニン、0.1%アジ化ナトリウム、10%ヤギ血清、および0.05%Tween20を含むリン酸緩衝生理食塩水)でコーティングした。プレートを37℃で1時間インキュベートして、1回洗浄した。最適化されたブロッキング緩衝液で1:100に希釈された血清試料を添加して、室温で2時間インキュベートした。その後、プレートを3回洗浄して、0.05%Tween20を含む標準のブロッキング緩衝液で1:3000に希釈されたHRPコンジュゲートヤギ抗ウサギIgG(Jackson Immunoresearch、ペンシルベニア州ウェストグローブ所在)を用いて自己抗体を検出した。プレートを室温で1時間インキュベートし、4回洗浄して、100μl/ウェルのTMB基質(Pierce、イリノイ州ロックフォード所在)で15分間発色させた。発色を50μl/ウェルの2N HSOで停止させて、吸光度を450nmで測定した。690nmでの吸光度を差し引いて、バックグランドシグナルを除去した。各96ウェルプレートは、BCa対象からの試料14種、および正常マンモグラム対象からの試料14種を含んだ。各試料を、同じプレート内で三重測定した。各プレートの1列に、ELISAの陰性対照としてブロッキング緩衝液のみを加えた。
統計方法
貪欲なキャリパーマッチングアルゴリズム(35)を用い、アッセイデータを盲検として扱って、3年の年齢枠内に入るBCa患者200名に対して、対照を1:1で個別に適合させた。各対象で、三重測定の平均からブロッキング緩衝液の平均を差し引くことにより、抗原レベルを変換した。差が0未満であれば、0と設定し、二乗根をとって、より対称な分布を得た。
BCa患者と対照の間の人口構成および自己抗体反応の差を、それぞれ連続データおよび分類データについて二標本t検定およびカイ二乗検定を利用して検定した。各抗原への自己抗体反応を、年齢、BMI、人種、および現在の喫煙状態を既に含むロジスティック回帰モデルに加えることにより、c統計量(即ち、コンコーダンス指標、受信者操作特性(ROC)曲線下面積)の漸進的改善を検定した。確率の十分位数によって予測された症例数と観察された症例数を比較することによりカイ二乗検定された統計を構築する、ホスマー・レメショウ適合度検定を利用して、モデル較正を検定した(36)。
個々の抗原を評価した後、同年齢の階層での多変量条件付きロジスティック回帰解析を用いて、赤池情報量基準(37)を最小にする抗原サブセットを決定したが、モデルは全て、BMI、人種、および現在の喫煙状態に適合された。探索的サブグループ解析を実施して、多変量の抗原サブセットが特定のBCa型で異なって作用するか否かを決定した。多変量モデルを、以下のサブグループで検定した:浸潤性、非浸潤性、ER陽性、腫瘍最大寸法>1cm、リンパ節転移、およびHER-2陽性。基準レベルαは、ボンフェローニ補正を利用して≦0.05/20抗原=0.0025に設定した。SAS(登録商標)(ノースカロライナ州ケーリー所在)バージョン9.3ソフトウエアを、全ての解析に用いた。
結果
ネイティブ立体配座を有するように設計された腫瘍関連抗原の作製
患者において液性応答を誘発するTAAを同定するために、膜および分泌タンパク質をコードする候補遺伝子を、MAPcLに表された最も豊富な遺伝子から選択した。タンパク質上のエピトープの10%のみが直線の連続配列内にあるため(24)、本発明者らは、真核生物発現系を用いて、自己抗体の検出での使用のために、適切に折り畳まれていて非連続エピトープを含む立体配座保有腫瘍抗原を作製した。候補MAPcL遺伝子のシグナル配列を含まない細胞外ドメイン(ECD)または分泌タンパク質をコードする配列が、ウサギIgG(rFc)のFc領域の5’で、制限酵素クローニング部位に応じてpSecTag2-rFcベクターまたはpFUSE-IgK-rFc中にクローニングされた。ベクター内に含まれるIgKリーダー配列は、融合タンパク質を分泌するように指揮する。融合タンパク質をコードするベクターが、293T細胞に一過性にトランスフェクトされ、対応する融合タンパク質が培地に分泌される。分泌された融合タンパク質の生産が、サンドイッチELISAを利用して確認され、その濃度が、確定されたCD147-rFc標準への比較により決定された(データは示さない)。
生成されたMAPcL-rFcタンパク質がネイティブ立体配座へと折り畳まれるように設計されたことを実証するために、ELISA分析を、ネイティブ(モノクローナル抗体3F32およびハーセプチン)または変性(モノクローナル抗体3F27)HER-2タンパク質のいずれかに対して作製された市販の抗HER-2抗体を用いて実施した。HER-2のECDからなる2種の抗原(293T細胞内で産生された立体配座保有HER-2-ECD-rFcタンパク質、および細菌内で産生されてニッケルカラムで精製されたHis-HER-2-ECDタンパク質)を分析した。抗ネイティブHER-2抗体(3F32)は、293Tにおいて産生されたHER-2-ECD-rFcを認識したが(図1A)、細菌内で産生された精製His-HER-2-ECDタンパク質を検出できなかった(図1B)。同じく、ハーセプチンは細菌から精製された変性His-HER-2-ECDタンパク質を検出できなかった(図1B)。しかしHER-2-ECD-rFcタンパク質をELISA分析で抗原として用いた場合に、強力な応答がハーセプチンで観察された(図1A)。変性HER-2に対して生成された3F27抗体は、HER-2-ECD-rFcタンパク質を検出しなかったが(図1A)、この抗体は、細菌HER-2-ECDに対して強力な応答を有した(図1B)。
購入された抗体により、ネイティブエピトープと変性エピトープを対比させて特異的認識を確認するために、フローサイトメトリーを、HER-2増幅を有することが知られるBCa細胞株の非固定SKBR3細胞で実施した(38)。表面HER-2は、非固定SKBR3細胞上でネイティブの確定(confirmation)を保持するため、変性HER-2に対して特異的な抗HER-2 3F27抗体は、フローサイトメトリーによりSKBR3細胞の細胞膜上の表面HER-2を検出できなかった(図1C)。抗HER-2 3F32抗体およびハーセプチン(両者とも立体配座HER-2を認識する)をフローサイトメトリー分析に用いた場合に、蛍光の大きなシフトが観察されたことから、これらの抗体がSKBR3細胞の膜上に存在するHER-2を認識することが示された(図1C)。
結合競合アッセイを実施して、立体配座保有抗原ELISAがMAPcL抗原を特異的に認識していることを検証した。ウェルを抗ウサギIgGで、その後、HER-2-ECD-rFcでプレコーティングした。購入されたHER-2-FcおよびCD30-Fc精製キメラタンパク質(R&D Systems)を系列希釈して、各ウェル内の一定量のハーセプチンに添加した。HRPコンジュゲート二次抗ヒトIgG抗体の添加に続いて、反応物を発色させた。HER-2-ECD-rFcへのハーセプチン結合は、HER-2-Fcの添加により競合されたが、CD30-Fcタンパク質とは競合しなかった(図1D)。この結果から、ハーセプチンは立体配座保有融合タンパク質のHER-2-ECD部分に特異的に結合していることが示される。
立体配座保有抗原ELISAを用いる自己抗体についての患者のスクリーニング
それらのネイティブ立体配座を含むように設計された20種のMAPcL-rFc融合抗原を、rFc配列の5’に、ECDまたは分泌タンパク質をコードする配列をクローニングすることにより作製した(20種の抗原全ての同一性については表1を参照)。発現プラスミドを293T細胞に個別にトランスフェクトして、MAPcL-rFc融合タンパク質を培地に分泌させた。20種の融合タンパク質を、サンドイッチELISA分析により定量した(データは示さない)。患者から採取された血漿中の自己抗体を検出するために、立体配座保有抗原ELISAを、作製されたMAPcL-rFc抗原を用いて発色させた。MAPcL-rFc融合タンパク質を固定するために、抗ウサギIgGを用いて、96ウェルプレートのウェルをプレコートした。ネイティブ立体配座を有するように設計された作製MAPcL-rFc融合タンパク質を含む、トランスフェクト293T細胞からの培地を、プレコートされたウェルに添加した。プレートの変動性を低下させて、アッセイの反復可能性を上昇させるために、各患者からの血漿を用いる三重の試料を、96ウェルプレートに分配した。HRPコンジュゲート二次抗ヒトIgG抗体の添加後に、プレートを発色させて、各ウェルの吸光度を測定した。新たに診断されたBCa患者から採取された200の血漿試料、および同年齢の健常対象200名から得られた血漿を、立体配座保有ELISAを用いて20種の抗原に対する自己抗体反応性について評価した。
BCa患者200名および健常対照200名は、59(11)歳の平均(SD)年齢および自己認識による白色人種97%を有した(表2)。癌患者は、より過体重であり(29.7対27.1kg/m、p<0.0001)、異なる喫煙習慣を有したため(p=0.0014)、健常者に比較して癌対象で喫煙者がより多くを占めた(4%対11%)。BCa患者200名は、74%浸潤性、24%リンパ節転移、86%ER陽性、17%HER-2陽性および12%三種陰性BCaからなる疾患の異質性を表した(表2)。本発明者らは、個々の抗原に対する自己抗体反応の吸光度値を解析して、12種のTAA、即ちANGPTL4、DKK1、EPHA2、GAL1、HER-2、IGFBP2、LAMC2、MUC1、SPON2、CST2、SPINT2およびSSR2に対する自己抗体反応において、BCa患者と対照の間に有意なボンフェローニ補正有意差が存在することを決定した(表3)。より高レベルのこれらの自己抗体を、BCa患者で検出した。年齢、人種、BMIおよび現在の喫煙状態について調整されたロジスティック回帰モデルにおいて、MUC1(1.83)、DKK1(1.77)およびGAL1(1.75)(全てp<0.0001)に対する自己抗体反応は最大オッズ比(OR)を有し、その結果、患者はこれらの3種の抗体のいずれかに対する自己抗体反応の1SD増加あたり、約1.8倍のBCaを有する可能性を有した(表3)。12種の抗原のうち6種(即ち、GAL1、DKK1、MUC1、ANGPTL4、EPHA2およびIGFBP2)に対する自己抗体反応はまた、それぞれを年齢、BMI、人種および現在の喫煙状態(全てp<0.05)に関して調整されたベースのロジスティック回帰モデルに加えた場合に、ROC曲線下面積を増加させた。6種のモデルのうち5種は、確率の十分位数で良好に較正されたが(最小ホスマー・レメショウ p=0.13)、IGFBP2を含むモデルは、較正されなかった(p=0.016)。
Figure 0007043548000003
立体配座保有ELISAの予測能力を増大するために、個々の同年齢試験計画を組み入れてBMI、人種および現在の喫煙状態について補正している条件付きロジスティック回帰分析を用いて、抗原群に対する自己抗体反応を決定した。最良モデル適合を有する群(即ち、最小AIC)は、以下の7種の抗原に対する自己抗体反応を含んだ:ANGPTL4、DKK1、GAL1、MUC1、GFRA1、GRNおよびLRRC15(表4)。これらの7種のうち、ANGPTL4、DKK1、MUC1およびGAL1に対する自己抗体反応のみが、ベースモデルに加えられた場合に、個別にROC曲線下面積の有意な増加を示した(表3)。抗原群を含む完全に調整されたロジスティック回帰モデルにおいて、現在の喫煙は、一般的なBCaの最大OR(95%CI):OR=7.88(2.68~23.2)を有し、BMIもまた、1kg/m増加につき有意な危険因子:OR=1.09(1.04~1.13)であった(表4)。GAL1は、OR6.73(3.42~13.3)を有し、そのため患者は、GAL1に対する自己抗体反応1SD増加につき、BCaを有する可能性がほぼ7倍であった。GFRA1(OR=0.41)、GRN(OR=0.55)およびLRRC15(OR=0.32)に対する自己抗体反応は全て、他の抗原に対する反応に関して調整された場合、BCa罹患のオッズと逆の関連を有した(表4)。総括すると、7種の抗原の群に対する自己抗体反応は、ROC曲線下面積を0.64から0.82に増加させ(p<0.0001)、以下の診断値を有した:感度(72.9%)、特異度(76.0%)、および陽性尤度比(95%CI)3.04(2.34~3.94)(図2)。このモデルは、リスクの十分位数でも較正された(ホスマー・レメショウ、p=0.13)。
Figure 0007043548000004
BCaは異質性の疾患であるため、抗原の組み合わせに対する自己抗体反応が、全てのBCaサブタイプをまとめて分析するのと比べBCaのサブタイプを異なって分類し得る可能性がある。BCa試料を、個々のBCaサブタイプ:浸潤性、非浸潤性、ER陽性、腫瘍最大寸法>1cm、リンパ節転移およびHER-2陽性、に群分けした。各サブタイプ内で症例を対照から識別する能力を、年齢、BMI、人種および現在の喫煙状態に加え、7種の抗原の組み合わせに対する自己抗体反応を利用して検定した(図2)。7種の抗原の組み合わせのモデルは、BCaの全てのサブタイプにおいて同様に作用し、c統計量は、0.81~0.85であった。BCaサブタイプのうち、7種の抗原の組み合わせに対する自己抗体反応について分析した場合、非浸潤性腫瘍が最大のROC曲線下面積を有した(0.8520、p<0.0001)。このモデルは、非常に低いモデル確率を有する4種の予期せぬBCaのため、リンパ節転移を有するそれらの癌のみを考慮すると較正されなかった(ホスマー・レメショウ、p=0.0036)。
考察
BCaの早期検出により、医師は転移前の早期ステージの疾患を処置でき、それにより患者のより高い寛解率または長期生存が可能になる。患者の血中の腫瘍タンパク質に対して生成された自己抗体の存在を検出することが、BCa検出の理想的方法であろう。しかし、腫瘍抗原は、患者体内の特異的自己抗体反応が確認され得る前に同定される必要がある。本発明者らは、BCaにおいて高度に発現され免疫反応を誘発し得る、膜および分泌タンパク質をコードするライブラリを作成した。
本発明者らは、抗原の立体配座がアッセイにおける抗体結合親和性を変化させ、自己抗体の検出がエピトープの立体配座によって限定されることを示した(図1)。本発明者らは、安定な試料セット用いて、手術、化学療法または放射線処置の前に新たに診断されたBCa患者から採取された200の血漿試料からなる、立体配座保有ELISAを開発した。加えて、過去6ヶ月以内の確定した正常なマンモグラムにより規定された同年齢対象200名から、血漿を採取した(表2)。400の血漿試料の全てを、ネイティブ立体配座を含むように設計された20種のTAAに対する自己抗体反応について、ELISAを利用して個別にスクリーニングした。アッセイにおいて分析された20種のTAAのうち4種は、BCa患者において抗体反応を生成することが過去に報告されている:MUC1(39、40)、HER-2(41)、IGFBP2(15)およびGRN(42)。20種の抗原のうち12種に対する自己抗体の検出は、正常試料と癌試料とを識別するのに統計学的に有意であった(表3、太字)。しかし本発明者らは、アッセイにおいてGRNに対する有意な自己抗体反応を観察しなかった。12種の有意な抗原のうち9種は、過去にBCa自己抗体と関連づけられていなかった。我々の知る限りにおいて、これは、BCa患者でのANGPTL4、CST2、DKK1、EPHA2、GAL1、LAMC2、SPINT2、SPON2およびSSR2に対する自己抗体の検出についての最初の報告である(表3)。
1つの抗原のみと比較して自己抗体を検出するための抗原のパネルに対し血清をスクリーニングすることは、アッセイの感度を上昇させることが、過去に示されている(17)。この知見は、BCaが異質性疾患であり(43)、個々の患者の免疫系が異なるという事実と一致する。ANGPTL4、DKK1、GAL1、MUC1、GFRA1、GRNおよびLRRC15からなる7種のTAAの組み合わせは、最大の診断能力を有した(表4)。BCaの自己抗体を検出するのに用いられた、過去に公表された多重抗原パネルに比較して(17、44~46)、これらの7種のTAAの組み合わせは独特であり、本発明者らの試験は、BCaおよび健常試料の最大患者人口を含んでいる。興味深いことに、7種の抗原の組み合わせにおいて、抗原4種は、個別に統計学的有意差を有するが(表3)、抗原3種:GFRA1、GRNおよびLRRC15は、単独では統計学的に有意でなかった(表3)。しかしGFRA1、GRNおよびLRRC15は、BCaと逆に関連したことから、患者におけるより少量のこれらの自己抗体は、より高レベルの直接関連する自己抗体との組み合わせで、BCaを有する可能性を上昇させることが示される(表4)。7種の抗原を、現在の喫煙状態およびBMIの情報に加えた場合、アッセイの感度および特異度は、それぞれ72.9%および76.0%であった。立体配座保有ELISAでは、ROC曲線下面積(95%CI)は0.82(0.77~0.85)であり、陽性尤度比は3.04であった。BCaは異質性疾患であるため、患者を、ER陽性、HER-2陽性、非浸潤性、浸潤性、腫瘍サイズおよびリンパ球転移を含む腫瘍の特徴に群分けした。7種の抗原の組み合わせは、全ての群でよく機能した(図2)。これらの結果から、このアッセイが潜在的に臨床適用を有することが示唆される。病院で現在使用されているBCaのための血清再発マーカの1種は、ムチン関連抗原CA27.29である。CA27.29抗原は、MUCIを認識するモノクローナル抗体を用いて患者の血中で検出される。CA27.29腫瘍マーカは低感度であるため、このテストは、患者をBCa再発について追跡調査するために利用される(47)。伝統的なCA27.29腫瘍マーカに比較して、本明細書に記載された立体配座保有ELISAは、大きな有望性を示す。
現在のところ、マンモグラフィーはBCaスクリーニングの標準的方法である。しかし、マンモグラムを実施するのに必要な機器は高価であり、専門の医療の操作担当者を必要とし、医療サービスが不十分な地域に運搬することは困難である。BCaの早期検出のための血液検査を開発することが、スクリーニングへのアクセスを大きく進展させるであろう。採血は一般的な手順であり、血液は、分析用の臨床検査施設へ容易に郵送できる。本研究は、立体配座エピトープを含むように設計された抗原に対する自己抗体反応の組み合わせが、BCa検出の有望な方策になることを実証する。今後の研究では、さらなる抗原を同定して、アッセイの感度および特異度を病院向けへの変換のために改善することが焦点になるであろう。
Figure 0007043548000005
参考資料
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Claims (5)

  1. 乳癌の再発を検出するための方法であって、乳癌の再発のリスクがあり、かつ過去に浸潤性乳癌、非浸潤性乳癌、ER陽性乳癌、および/またはHER-2陽性乳癌を有した対象からの体液試料を、ANGPTL4、DKK1、GAL1、MUC1、GFRA1、GRANULINおよびLRRC15からなる群から選択される以上のタンパク質、またはその抗原性断片と接触させることを含み、前記以上のタンパク質に対する自己抗体の存在が、乳癌の再発と相関し、
    以上のタンパク質が、以下のタンパク質セット:
    ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
    ANGPTL4、DKK1、GAL1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
    ANGPTL4、DKK1、GAL1、およびLRRC15;
    ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
    DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、LRRC15、および MUC1;
    ANGPTL4、DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、およびLRRC15;
    DKK1、GAL1、GRANULIN、LRRC15、およびMUC1;
    DKK1、GAL1、GFRA1、GRANULIN、およびLRRC15;
    DKK1、GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
    ANGPTL4、DKK1、GAL1、GRANULIN、およびLRRC15;
    DKK1、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
    DKK1、GAL1、GRANULIN、およびLRRC15;
    ANGPTL4、DKK1、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
    DKK1、GAL1、およびLRRC15;
    ANGPTL4、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
    GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
    GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
    ANGPTL4、GAL1、およびLRRC15;
    DKK1、GAL1、LRRC15、およびMUC1;
    ANGPTL4、GAL1、GFRA1、およびLRRC15;
    GAL1、LRRC15、およびMUC1;
    ANGPTL4、GAL1、GFRA1、LRRC15、およびMUC1;
    ANGPTL4、GAL1、およびGFRA1;
    DKK1、GAL1、およびGFRA1;ならびに
    GAL1、GFRA1、およびMUC1、
    の1つ、またはその抗原性断片を含む、方法。
  2. 前記接触させることが、ELISAの使用を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記体液試料が、前記対象からの血清試料を含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記接触させることが、縦断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が単一テストおよび希釈の中で検出および定量され得る、請求項1~のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記体液試料が、前記対象からの血液試料を含む、請求項1~のいずれか1項に記載の方法。
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