詳細な説明
用語および定義
本開示がより容易に理解されるように、特定の用語を最初に定義する。以下の用語およびその他の用語のさらなる定義は明細書全体にわたって記載されている。
本開示の広い範囲を記載する数値範囲およびパラメータは近似値であるにもかかわらず、具体例に記載される数値は可能な限り正確に報告されている。しかし、数値には、それぞれの試験測定で見出された標準偏差から必然的に生じる特定の誤差が本質的に含まれる。さらに、本明細書に開示される全ての範囲は、その中に包括されるありとあらゆる下位範囲を包含すると理解される。例えば、述べられた範囲の「1~10」は、最小値1と最大値10の間の(最大値と最小値を含む)ありとあらゆる下位範囲を含むとみなされるべきである;つまり、全ての下位範囲は1またはそれを超える最小値(例、1~6.1)で始まり、10またはそれ未満の最大値(例、5.5~10)で終わる。さらに、「本明細書に組み込まれる」として言及されるいずれの参考文献も、その全文が組み込まれていると理解されるべきである。
さらに留意されたいのは、本明細書において、単数形「a」、「an」および「the」には、1つの指示対象に明示的かつ明確に限定されている場合を除いて、複数の指示対象が含まれることである。用語「および/または」は、少なくともどちらか一方をさすために通常使用される。一部の例では、用語「および/または」は、用語「または」と同義的に使用される。用語「含む」は、「含むがこれらに限定されない」という語句を意味するために本明細書において使用され、これと同義的に使用される。用語「例えば~など」は、語句「例えば~などであるがこれらに限定されない」という語句を意味するために本明細書において使用され、これと同義的に使用される。
別に定義されない限り、本明細書において使用される全ての技術用語および科学用語は、当業者が一般に理解する意味と同じ意味を有する。専門家は、当分野の定義および用語に関して、特にCurrent Protocols in Molecular Biology(Ausubel)を対象とする。
抗体: 本明細書において、用語「抗体」とは、免疫グロブリン遺伝子または免疫グロブリン遺伝子の断片を実質的にコードする1または複数のポリペプチドからなるポリペプチドをさす。認識された免疫グロブリン遺伝子には、κ、λ、α、γ、δ、εおよびμの定常領域遺伝子、ならびに種々の免疫グロブリン可変領域遺伝子が含まれる。軽鎖は一般にκかまたはλに分類される。重鎖は一般にγ、μ、α、δ、またはεに分類され、これは次に免疫グロブリンのクラス、IgG、IgM、IgA、IgDおよびIgEをそれぞれ定義する。典型的な免疫グロブリン(抗体)の構造単位は四量体を含むことが公知である。各四量体は、2つの同一のポリペプチド鎖対からなり、各対は1つの「軽」鎖(約25kD)と1つの「重」鎖(約50~70kD)を有する。各鎖のN末端は、主に抗原認識を担う約100~110またはそれを超えるアミノ酸の可変領域を定義する。用語「軽鎖可変鎖」(VL)および「重鎖可変鎖」(VH)とは、それぞれ、これらの軽鎖および重鎖をさす。抗体は、特定の抗原に特異的であり得る。抗体またはその抗原は、分析物または結合パートナーのいずれかであり得る。抗体は、無傷の免疫グロブリンとして、または様々なペプチダーゼによる消化によって産生された多数の十分に特徴付けられた断片として存在する。したがって、例えば、ペプシンは、それ自体がジスルフィド結合によってVH-CH1に連結された軽鎖であるFabの二量体である、F(ab)’2を産生するために、ヒンジ領域のジスルフィド結合の下で抗体を消化する。F(ab)’2は、穏和な条件下で還元されてヒンジ領域のジスルフィド結合を切断し、それにより(Fab’)2二量体はFab’モノマーに変換され得る。Fab’モノマーは、本質的に、ヒンジ領域の一部分を有するFabである(その他の抗体断片のより詳細な説明については、Fundamental Immunology,W.E.Paul,ed.,Raven Press,N.Y.(1993)を参照)。様々な抗体断片が無傷の抗体の消化に関して定義されているが、当業者であれば、そのようなFab’断片が、化学的にまたは組換えDNA法を利用することによって新規に合成され得ることを理解する。したがって、用語「抗体」は、本明細書において、全抗体の修飾によって作製されたかまたは組換えDNA法を使用して新規に合成された抗体断片も含む。一部の実施形態では、抗体は一本鎖抗体、例えば重鎖可変鎖と軽鎖可変鎖が(直接またはペプチドリンカーを介して)一緒に結合し、連続したポリペプチドを形成する単鎖Fv(scFv)抗体である。単鎖Fv(「scFv」)ポリペプチドは、共有結合により結合したVH::VLヘテロ二量体であり、直接結合しているかまたはペプチドをコードするリンカーによって結合しているVH-およびVL-をコードする配列を含む核酸から発現され得る。(例えば、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、Hustonら、(1988)Proc.Nat.Acad.Sci.USA,85:5879-5883を参照)。自然に凝集したが化学的に分離された軽および重ポリペプチド鎖を、抗体V領域から、抗原結合部位の構造と実質的に類似した三次元構造に折り畳まれたscFv分子に変換するための構造は、いくつか存在する。例えば、米国特許第5,091,513号および同第5,132,405号および同第4,956,778号を参照されたい。
用語「抗体」には、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、合成抗体およびキメラ抗体、例えば、コンビナトリアル変異誘発およびファージディスプレイによって生成されたものが含まれる。用語「抗体」には、抗体のミメティクスまたはペプチド模倣体も含まれる。ペプチド模倣体は、ペプチドおよびタンパク質に基づくか、またはそれに由来する化合物である。本開示のペプチド模倣体は、一般に非天然アミノ酸を使用する既知ペプチド配列の構造修飾、立体配座の制限、等配電子置換などによって得ることができる。
対立遺伝子: 本明細書において使用される、用語「対立遺伝子」とは、同じ遺伝子座(例、遺伝子)のヌクレオチド配列の異なるバージョンをさす。
対立遺伝子特異的プライマー伸長(ASPE): 本明細書において、用語「対立遺伝子特異的プライマー伸長(ASPE)」とは、対応するDNA配列とハイブリダイズし、かかるプライマーの3’末端ヌクレオチドの成功したハイブリダイゼーションに応じて伸長されるプライマーを用いる変異検出方法をさす。一般に、標的配列との完全な一致を形成する3’末端ヌクレオチドを有する伸長プライマーを伸長させて伸長産物を形成する。改変されたヌクレオチドは、伸長産物に組み込まれることができ、そのようなヌクレオチドは検出目的で伸長産物を効果的に標識することができる。代わりに、伸長プライマーは、標的配列とミスマッチを形成する3’末端ヌクレオチドを代わりに含むことがある。この場合、伸長に使用されるポリメラーゼが不注意にエキソヌクレアーゼ活性を有していない限り、プライマー伸長は起こらない。
増幅: 本明細書において、用語「増幅」とは、標的核酸をコピーし、それによって選択された核酸配列のコピー数を増加させるための当分野で公知の方法をさす。増幅は、指数関数的であっても直線的であってもよい。標的核酸は、DNAかまたはRNAのいずれかであってよい。一般に、この方法で増幅された配列は、「アンプリコン」を含む。増幅は様々な方法で達成されてよく、それにはポリメラーゼ連鎖反応(「PCR」)、転写に基づく増幅、等温増幅、ローリングサークル増幅などが含まれるがこれらに限定されない。増幅は、二本鎖アンプリコンを生成するために、プライマー対の各プライマーの比較的類似した量で実行されてよい。しかし、当技術分野で周知のように非対称PCRを用いて主にまたは排他的に一本鎖産物を増幅させてもよい(例えば、Poddar、Molec.And Cell.Probes 14:25-32(2000))。これは、プライマーの各対を使用して、対の一方のプライマーの濃度をもう一方のプライマーと比べて大幅に低下させることによって実現され得る(例えば、100倍の差)。非対称PCRによる増幅は、通常、線形である。当業者であれば、異なる増幅方法を一緒に使用してよいことを理解する。
動物: 本明細書において、用語「動物」とは、動物界のあらゆるメンバーをさす。一部の実施形態では、「動物」とは、あらゆる発生達段階のヒトをさす。一部の実施形態では、「動物」とは、あらゆる発生達段階の非ヒト動物をさす。特定の実施形態では、非ヒト動物は、哺乳動物(例えば、げっ歯類、マウス、ラット、ウサギ、サル、イヌ、ネコ、ヒツジ、ウシ、霊長類、および/またはブタ)である。一部の実施形態では、動物には、哺乳動物、鳥類、爬虫類、両生類、魚類、昆虫、および/または蠕虫が含まれるがこれに限定されない。一部の実施形態では、動物は、トランスジェニック動物、遺伝子改変動物、および/またはクローンであってよい。
およそ: 本明細書において、関心対象の1または複数の値に適用される、用語「およそ」または「約」とは、述べられた基準値に類似する値をさす。特定の実施形態では、用語「およそ」または「約」とは、述べられた基準値のいずれの(より大きいまたはより小さい)方向にも25%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、またはそれ未満に入る値の範囲を、特に明記しない限り、または文脈から明白な場合を除いて(そのような数が可能な値である100%を超えない限り)さす。用語「約」は、装置の固有の誤差の変動、値を決定するために用いられている方法、または試料間に存在する変動が値に含まれることを示すために使用される。
関心対象の症状群または疾患に関連している: 本明細書において、「関心対象の症状群または疾患に関連している」とは、非症候性または非疾患対照よりも関心対象の症状群または疾患を有する患者にバリアントが多く見出されることを意味する。一般に、そのような関連の統計的有意性は、複数の患者をアッセイすることによって決定することができる。
生物学的試料:本明細書において、用語「生物学的試料」または「試料」は、生物学的起源から得たあらゆる試料を包含する。生物学的試料には、限定されない例として、血液、羊水、血清、血漿、液体または組織生検、尿、糞便、上皮試料、皮膚試料、頬スワブ、精子、羊水、培養細胞、骨髄試料および/または絨毛膜絨毛が含まれ得る。簡便な生体試料は、例えば、頬側口腔の表面から細胞を擦り取ることによって得ることができる。生体試料という用語は、本明細書に記載の検出のために核酸またはタンパク質を放出するか、またはそれらを利用可能にするように処理されている試料を包含する。生物学的試料という用語には、試料(例えば、血漿または羊水)中に存在し得る無細胞核酸も含まれる。例えば、生体試料には、生体試料中の細胞からのRNAの逆転写によって得られたcDNAが含まれてよい。生体試料は、胎児、若年成人、成人などの人生の段階から得られてもよい。固定または凍結された組織も使用されてよい。
バイオマーカー: 本明細書において、用語「バイオマーカー」または「マーカー」とは、単独でまたは他のバイオマーカーと組み合わせて、関心対象の疾患または症状群を診断するため、あるいはその診断または予後を助け;関心対象の疾患または症状群の進行をモニターし;かつ/あるいは関心対象の症状群または疾患の治療の有効性をモニターするために使用されることのできる、1または複数の核酸、ポリペプチドおよび/またはその他の生体分子(例えば、コレステロール、脂質)をさす。
結合剤: 本明細書において、用語「結合剤」とは、第2の(すなわち異なる)関心対象分子と特異的かつ選択的に結合することのできる分子をさす。相互作用は、例えば、水素結合、ファンデルワールス相互作用、または静電もしくは疎水性相互作用の結果として非共有結合性であってもよいし、あるいはそれは共有結合性であってもよい。用語「可溶性結合剤」とは、固体支持体に結合していない(すなわち共有結合または非共有結合している)結合剤をさす。
保因者: 用語「保因者」とは、症状はないが、その子供に受け継がれる変異を保有している人をさす。一般に、常染色体劣性遺伝障害に関して、保因者は、突然変異を引き起こす疾患を含む1つの対立遺伝子と、正常または疾患に関連しない2番目の対立遺伝子を有する。
コード配列と非コード配列: 本明細書において、用語「コード配列」とは、転写および/または翻訳されて、ポリペプチドまたはその断片のmRNAおよび/あるいはポリペプチドまたはその断片を生成することができる核酸またはその相補体の配列、あるいはその一部をさす。コード配列は、ゲノムDNAまたは未成熟一次RNA転写物にエクソンを含み、それらは細胞の生化学的機構により一緒に接続されて成熟mRNAをもたらす。アンチセンス鎖はそのような核酸の相補体であり、コードされる配列はそこから推定することができる。本明細書において、用語「非コード配列」とは、インビボでアミノ酸に転写されない核酸またはその相補体の配列またはその一部、あるいはtRNAがアミノ酸を配置するよう相互作用しないかまたは配置しようとしない配列をさす。非コード配列には、ゲノムDNAまたは未成熟一次RNA転写物中の両方のイントロン配列、および遺伝子付随配列、例えばプロモーター、エンハンサー、サイレンサー等が含まれる。
相補体: 本明細書において、用語「相補体」、「相補的」および「相補性」とは、ワトソン/クリックの対合規則に従うヌクレオチド配列の対合をさす。例えば、配列5’-GCGGTCCCA-3’は、5’-TGGGACCGC-3’の相補的配列を有する。相補的配列は、DNA配列と相補的なRNAの配列でもあり得る。天然の核酸に一般に見出されない特定の塩基が、イノシン、7-デアザグアニン、ロックド核酸(LNA)およびペプチド核酸(PNA)をはじめとするがこれらに限定されない相補的核酸の中に含まれていることがある。相補性は完全である必要はない;安定した二本鎖が、ミスマッチ塩基対、変性したまたはマッチしていない塩基を含有していることもある。核酸技術の当業者は、例えば、オリゴヌクレオチドの長さ、オリゴヌクレオチドの塩基組成および配列、イオン強度ならびにミスマッチ塩基対の発生率をはじめとする多数の変数を考慮して、二本鎖安定性を経験的に決定することができる。
保存された: 本明細書において、用語「保存された残基」とは、同じ構造および/または機能を有する複数のタンパク質の中で同じであるアミノ酸をさす。保存された残基の領域はタンパク質の構造または機能に重要であり得る。したがって、三次元タンパク質において特定される隣接する保存された残基は、タンパク質の構造または機能に重要であり得る。保存された残基、または3D構造の保存された領域を見つけるために、異なる種からの、または同じ種の個体からの同じまたは類似のタンパク質の配列の比較を行うことができる。
対照: 本明細書において、用語「対照」は、結果を比較する標準物質であるという、その技術分野で理解されている意味を有する。一般に、対照は、かかる変数について結論を出すために変数を分離することによって実験の整合性を増大させるために使用される。一部の実施形態では、対照は、比較基準を得るために試験反応またはアッセイと同時に実施される反応またはアッセイである。一つの実験では、「試験」(すなわち試験される変数)が適用される。第2の実験では、「対照」、すなわち試験される変数は適用されない。一部の実施形態では、対照は歴史的対照である(すなわち、以前に実施された試験またはアッセイ、あるいは、以前に公知の量または結果の対照)。一部の実施形態では、対照は、印刷されたかまたはそうではなく保存された記録であるか、またはそれを含む。対照は、陽性対照であっても陰性対照であってもよい。
バイオマーカーの「対照」または「所定の基準」とは、健康な被験体におけるバイオマーカーの発現のレベル、または同じ被験体からの非罹患組織もしくは非症候性組織における前記バイオマーカーの発現レベルをさす。所与バイオマーカーの対照または所定の基準発現レベルまたはタンパク質の量は、日常的な実験のみを使用する、前向きおよび/または後ろ向きの統計研究によって確立され得る。そのような所定の基準発現レベルおよび/またはタンパク質レベル(量)は、当業者によって周知の方法を使用して決定することができる。陽性対照は、所定量の測定されるシグナルを提供する試料(または試薬)である。
粗製の: 本明細書において、用語「粗製の」は、生体試料に関連して使用される場合、実質的に未精製状態である試料をさす。例えば、粗製試料は、細胞溶解物または生検組織試料であり得る。粗製試料は、溶解状態で存在してもよいし、乾燥製剤として存在してもよい。
欠失: 本明細書において、用語「欠失」は、天然に存在する核酸から1または複数のヌクレオチドを除去する突然変異を包含する。
関心対象の疾患または症状群:本明細書において使用される、関心対象の疾患または症状群は頭頸部癌であり、一部の実施形態では、より具体的にはHNSCCである。
検出: 本明細書において、用語「検出」、「検出された」または「検出すること」には、「測定」、「測定された」または「測定すること」が含まれ、逆もまた同じである。
検出可能部分: 本明細書において、用語「検出可能部分」または「検出可能生体分子」または「レポーター」とは、定量的アッセイで測定され得る分子をさす。例えば、検出可能部分は、基質を測定され得る生成物(例えば、可視生成物)に変換するために使用されてよい酵素を含むことがある。または、検出可能部分は、定量化され得る放射性同位元素であってよい。または、検出可能部分は、フルオロフォアであってよい。または、検出可能部分は、発光分子であってよい。または、その他の検出可能な分子が使用されてもよい。
エピジェネティック: 本明細書において使用される、エピジェネティックな要素は、基本的なDNA配列の変化以外の機構によって遺伝子発現を変化させ得る。そのような要素には、パラミューテーション、インプリンティング、遺伝子サイレンシング、X染色体不活性化、位置効果、再プログラミング、トランスベクション、母性効果、ヒストン修飾、およびヘテロクロマチンを調節する要素が含まれ得る。
エピトープ: 本明細書において、用語「エピトープ」とは、特定の抗体または抗体様タンパク質に接触する分子または分子化合物(例えば、ポリペプチドまたはタンパク質複合体)の断片または部分をさす。
エクソン: 本明細書において、エクソンは、RNAのその他の部分(例えば、イントロンとして公知の介在領域)がRNAスプライシングによって除去された後に、成熟RNAまたは処理済みRNAの状態で見出される核酸配列である。したがって、エクソン配列は、通常、タンパク質またはタンパク質の部分をコードする。イントロンは、RNAスプライシングによって周囲のエクソン配列から除去されるRNAの部分である。
発現および発現RNA: 本明細書において、発現RNAは、タンパク質またはポリペプチドをコードするRNA(「コーディングRNA」)、転写されているが翻訳されていない任意のその他のRNA(「ノンコーディングRNA」)である。用語「発現」は、本明細書において、DNAからポリペプチドが生成されるプロセスを意味するために使用される。このプロセスは、遺伝子のmRNAへの転写およびこのmRNAのポリペプチドへの翻訳を伴う。使用される文脈に応じて、「発現」はRNA、タンパク質、またはその両方の産生をさすことがある。
タンパク質の量および/または本開示のバイオマーカーの発現の測定は、転写された分子またはその対応するタンパク質の発現を検出するための幅広い種類の周知の方法のいずれかによって評価され得る。そのような方法の限定されない例としては、分泌タンパク質の検出のための免疫学的方法、タンパク質精製法、タンパク質機能または活性アッセイ、核酸ハイブリダイゼーション法、核酸逆転写法、および核酸増幅法が挙げられる。特定の実施形態では、マーカー遺伝子の発現は、マーカー遺伝子に対応するタンパク質、例えば、マーカー遺伝子に対応するオープンリーディングフレームによってコードされるタンパク質、またはその通常の翻訳後修飾のすべてまたは一部を受けたタンパク質などと特異的に結合する抗体(例えば、放射標識、発色団標識、フルオロフォア標識、または酵素標識抗体)、抗体誘導体(例えば、基質と、またはタンパク質-リガンド対のタンパク質またはリガンドと結合した抗体複合{例えば、ビオチン-ストレプトアビジン})、あるいは抗体断片(例、一本鎖抗体、単離された抗体超可変ドメインなど)を使用して評価される。特定の実施形態では、試薬は、検出可能な物質で直接にまたは間接的に標識されてよい。検出可能な物質は、例えば放射性同位元素、蛍光化合物、酵素、および酵素補因子からなる群から、例えば選択されてよい。抗体を標識する方法は、当技術分野で周知である。
別の実施形態では、マーカー遺伝子の発現は、試料中の細胞からmRNA/cDNA(すなわち、転写ポリヌクレオチド)を調製すること、ならびにマーカー遺伝子およびその断片を含むポリヌクレオチドの相補体である基準ポリヌクレオチドとmRNA/cDNAをハイブリダイズさせることによって評価される。cDNAは、必要に応じて、基準ポリヌクレオチドとのハイブリダイゼーションの前に、多様なポリメラーゼ連鎖反応法のいずれかを使用して増幅させることができる;好ましくは、それは増幅されない。
家族歴: 本明細書において、用語「家族歴」とは、一般に、両親および兄弟姉妹を含む個体の肉親に関連するイベントの発生(例えば、疾患関連障害または突然変異保因者)をさす。家族歴には、祖父母およびその他の親類も含まれてよい。
フランキング: 本明細書において、用語「フランキング」は、プライマーが、標的上で増幅させようとする関心対象領域に隣接している標的核酸とハイブリダイズすることを意味する。好ましいプライマーは、ヌクレオチドが適したDNAポリメラーゼによってプライマーの3’末端に付加されるように、標的二本鎖DNA分子の各鎖に1つずつ、関心対象領域から5’(上流)にハイブリダイズするプライマーの対であることを当業者は理解するであろう。例えば、変異配列に隣接するプライマーは、実際には変異配列にアニールするのではなく、変異配列に隣接する配列にアニールする。一部の例では、エクソンをフランクするプライマーは、通常、エクソン配列にアニールするのではなく、エクソンに隣接する配列(例えば、イントロン配列)にアニールするように設計されている。しかし、一部の例では、増幅プライマーは、エクソン配列にアニールするように設計されていることがある。
遺伝子: 本明細書において、遺伝子は遺伝の単位である。一般に、遺伝子はタンパク質または機能RNAをコードするDNAの一部である。遺伝子は、遺伝の単位に対応するゲノム配列の配置可能な領域である。遺伝子は、調節領域、転写領域、およびまたはその他の機能配列領域に関連し得る。
遺伝子型: 本明細書において、用語「遺伝子型」とは、生物の遺伝子構成をさす。より具体的には、この用語は、個体に存在する対立遺伝子の同一性をさす。個体またはDNA試料の「遺伝子型判定」とは、既知の多型部位で個体が所有する2つの対立遺伝子の性質を、ヌクレオチド塩基に関して特定することをさす。
遺伝子調節エレメント: 本明細書において、遺伝子調節エレメントまたは調節配列は、転写因子などの調節タンパク質が結合して遺伝子発現を調節するDNAのセグメントである。そのような調節領域は、多くの場合、調節される遺伝子の上流にある。
健康な個体: 本明細書において、用語「健康な個体」または「対照」とは、関心対象の症状群および/または疾患と診断されていない被験体をさす。
ヘテロ接合: 本明細書において、用語「ヘテロ接合」または「HET」とは、同じ遺伝子の2つの異なる対立遺伝子を保有する個体をさす。本明細書において、用語「ヘテロ接合」は、「複合ヘテロ接合」または「複合ヘテロ接合変異体」を包含する。 本明細書において、用語「複合ヘテロ接合」とは、2つの異なる対立遺伝子を保有する個体をさす。本明細書において、用語「複合ヘテロ接合変異体」とは、対立遺伝子の2つの異なるコピーを保有する個体をさし、そのような対立遺伝子は遺伝子の変異形として特徴付けられる。
ホモ接合: 本明細書において、用語「ホモ接合」は、同じ対立遺伝子の2つのコピーを保有する個体をさす。本明細書において、用語「ホモ接合変異体」は、同じ対立遺伝子の2つのコピーを保有する個体をさし、そのような対立遺伝子は遺伝子の変異形として特徴付けられる。
ハウスキーピング遺伝子または標準化遺伝子:本明細書において、「ハウスキーピング遺伝子」は、すべての細胞型の維持に必要な基本的な機能を提供するため、一般にすべての細胞で構成的に発現する遺伝子である。ハウスキーピング遺伝子または「標準化遺伝子」は、試料間の変動による変動を説明するために、関心対象の遺伝子と同時に測定される。そのような試料間変動は、限定されるものではないが、RNA単離、逆転写、PCR効率などの実験変数の変動を反映し得る。標準化には、関心対象の遺伝子とハウスキーピング遺伝子との比率を報告することが含まれる。例えば、Bustin,S.A.ら、2009.The MIQE guidelines:minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments.Clin Chem,Apr;55(4):611-622を参照されたい。
ハイブリダイズ: 本明細書において、用語「ハイブリダイズする」または「ハイブリダイゼーション」とは、2つの相補的な核酸鎖が適切にストリンジェントな条件下で互いとアニールするプロセスをさす。ハイブリダイゼーションに適したオリゴヌクレオチドまたはプローブは、一般に10~100ヌクレオチド長(例えば、18~50、12~70、10~30、10~24、18~36ヌクレオチド長)を含有する。核酸ハイブリダイゼーション技術は当技術分野で周知である。当業者は、少なくとも望ましいレベルの相補性を有する配列が安定にハイブリダイズし、一方、より低い相補性を有する配列がそうしないようにハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーをどのように推定し調整するかを理解している。ハイブリダイゼーション条件およびパラメータの例については、例えば、Sambrookら、1989,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Second Edition,Cold Spring Harbor Press,Plainview,N.Y.;Ausubel,F.M.ら、1994,Current Protocols in Molecular Biology.John Wiley & Sons,Secaucus,N.J.
を参照されたい。
同一性または同一パーセント: 本明細書において、用語「同一性」または「同一パーセント」とは、2つのアミノ酸配列間または2つの核酸配列間の配列同一性をさす。同一性パーセントは、2つの配列を整列させることによって決定することができ、比較される配列によって共有される位置の同一残基(すなわちアミノ酸またはヌクレオチド)の数をさす。配列アライメントおよび比較は、当技術分野において標準的なアルゴリズムを使用して(例えば、Smith and Waterman,1981,Adv.Appl.Math.2:482-489;Needleman and Wunsch,1970,J.Mol.Biol.48:443-453;Pearson and Lipman,1988,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,85:2444-2448)、またはBLASTおよびFASTAとして公開されているこれらのアルゴリズムのコンピュータ版によって(Wisconsin Genetics Software Package Release 7.0,Genetics Computer Group,575 Science Drive,Madison,WI)実行されてよい。また、メリーランド州ベセスダの米国国立衛生研究所を通じて利用可能なENTREZを配列比較に使用してもよい。その他の例では、市販のソフトウェア、例えばGenomeQuestなどを使用して同一性パーセントを決定してもよい。BLASTおよびギャップ付きBLASTプログラムを利用する場合、それぞれのプログラムのデフォルトパラメータ(例えば、BLASTN;米国国立バイオテクノロジー情報センターのインターネットサイトで入手可能)を使用することができる。一実施形態では、2つの配列の同一性パーセントは、それが2つの配列間の単一のアミノ酸ミスマッチであるかのように各アミノ酸ギャップが重みづけされるように、ギャップウェイトが1のGCGを使用して決定することができる。または、GCG(Accelrys、カリフォルニア州サンディエゴ)配列アライメントソフトウェアパッケージの一部である、ALIGNプログラム(バージョン2.0)を使用してもよい。
本明細書において使用される、それと少なくとも90%同一という用語には、指示された配列と90~100%の同一性の範囲にある配列が含まれ、その間の全ての範囲が含まれる。したがって、それと少なくとも90%同一という用語には、指示された配列に対して91、91.5、92、92.5、93、93.5、94、 94.5、95、95.5、96、96.5、97、97.5、98、98.5、99、99.5パーセント同一である配列が含まれる。同様に、「少なくとも70%同一」という用語には、70~100%同一の範囲の配列が含まれ、その間の全ての範囲が含まれる。同一性パーセントの決定は、本明細書に記載されるアルゴリズムを使用して決定される。
挿入または付加: 本明細書において、用語「挿入」または「付加」とは、天然に存在する分子と比較して、それぞれ1または複数のアミノ酸残基またはヌクレオチドの付加をもたらすアミノ酸またはヌクレオチド配列の変化をさす。
インビトロ: 本明細書において、用語「インビトロ」は、多細胞生物内ではなく、人工環境、例えば試験管または反応容器、細胞培養などで発生するイベントをさす。
インビボ: 本明細書において、用語「インビボ」とは、ヒトまたは非ヒト動物などの多細胞生物内で発生するイベントをさす。
単離された: 本明細書において、用語「単離された」とは、(1)最初に作成された時に関連付けられていた要素(自然界にあろうと、かつ/または実験環境にあろうと)の少なくとも一部から分離された物質および/または実体、ならびに/あるいは(2)人の手によって生成、調製、および/または製造された物質および/または実体をさす。単離された物質および/または実体は、最初に関連付けられていたその他の要素の少なくとも約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、約98%、約99%、実質的に100%、または100%から分離されていてよい。一部の実施形態では、単離された薬剤は、約80%、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%よりも高く、実質的に100%、または100%純粋である。本明細書において、物質は、その他の要素を実質的に含まない場合に「純粋」である。本明細書において、用語「単離された細胞」とは、多細胞生物に含まれていない細胞をさす。
標識された: 用語「標識された」および「検出可能な薬剤または部分で標識された」は、本明細書において同義的に使用されて、実体(例えば、核酸プローブ、抗体など)が、例えば別の実体(例えば、核酸、ポリペプチド等)と結合した後にラベルの検出(例えば、放射能などの視覚化された検出)によって測定され得ることを明示する。検出可能な薬剤または部分は、測定されることができ、その強度が結合した実体の量に関連する(例えば比例する)シグナルを生成するように選択されてよい。タンパク質およびペプチドを標識および/または検出するための幅広い種類の系が当技術分野で公知である。標識されたタンパク質およびペプチドは、分光学的、光化学的、生化学的、免疫化学的、電気的、光学的、化学的または他の手段により検出可能な標識の組み込みまたは結合によって調製することができる。標識または標識部分は、直接に検出可能であってもよいし(すなわち、検出可能になるためにさらなる反応または操作を必要としない、例えば、フルオロフォアは直接検出可能である)、間接的に検出可能であってもよい(すなわち、検出可能な別の実体との反応または結合によって検出可能になる、例えば、ハプテンは、フルオロフォアなどのレポーターを含む適切な抗体との反応後の免疫染色によって検出可能である)。適した検出可能な薬剤としては、放射性ヌクレオチド、フルオロフォア、化学発光剤、微粒子、酵素、比色ラベル、磁気ラベル、ハプテン、分子ビーコン、アプタマービーコンなどが挙げられるがこれに限定されない。
マイクロRNA: 本明細書において使用されるマイクロRNAは、マイクロRNA(miRNA)は、遺伝子発現の転写後調節に関与する、短い(20~24ヌクレオチド)非コードRNAである。マイクロRNAは、mRNAの安定性および翻訳の両方に影響を与える可能性がある。例えば、マイクロRNAは、標的mRNAの3’UTRで相補的配列と結合し、遺伝子サイレンシングを引き起こすことができる。miRNAは、RNAポリメラーゼIIによって、タンパク質をコードするかまたはコードしないかのいずれかであり得る、キャップされポリアデニル化された一次転写産物(pri-miRNA)の一部として転写される。一次転写産物は、DroshaリボヌクレアーゼIII酵素によって切断されて、およそ70ヌクレオチドのステムループ前駆体miRNA(pre-miRNA)を生成することができ、このmiRNAは細胞質ダイサーリボヌクレアーゼによってさらに切断されて、成熟miRNAおよびアンチセンス miRNAスター(miRNA*)産物を生成することができる。成熟miRNAは、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)に組み込まれることができ、RISCは、miRNAとの不完全な塩基対形成を通じて標的mRNAを認識することができ、最も一般的には、標的mRNAの翻訳阻害または不安定化をもたらす。
マルチプレックスPCR: 本明細書において、用語「マルチプレックスPCR」とは、別個のプライマー対を使用して各々プライミングされた2またはそれを超える領域の同時増幅をさす。
マルチプレックスASPE: 本明細書において、用語「マルチプレックスASPE」とは、遺伝子多型を検出するためにマルチプレックスPCRと対立遺伝子特異的プライマー伸長(ASPE)を組み合わせたアッセイをさす。一般に、マルチプレックスPCRは、ASPEプライマーの標的配列として機能するDNAの領域を最初に増幅するために使用される。対立遺伝子特異的プライマー伸長の定義を参照されたい。
突然変異および/またはバリアント: 本明細書において、突然変異およびバリアントという用語は、核酸またはタンパク質配列の変化を記述するために同義的に使用される。用語「変異体」とは、本明細書において、変異しているか、または潜在的に機能しない形態の遺伝子をさす。
核酸: 本明細書において、「核酸」は、デオキシリボ核酸(DNA)またはリボ核酸(RNA)などのポリヌクレオチドである。この用語は、一本鎖核酸、二本鎖核酸、ならびにヌクレオチドまたはヌクレオシド類似体から作成されたRNAおよびDNAを含むために使用される。
取得するまたは取得: 本明細書において、用語「取得する」または「取得」には、直接手に入れることまたは間接的に(すなわち、第三者から)受け取ることが含まれる。
ポリペプチドまたはタンパク質: 本明細書において、用語「ポリペプチド」および/または「タンパク質」とは、特定の長さではなく、アミノ酸のポリマーをさす。したがって、ペプチド、オリゴペプチドおよびタンパク質は、ポリペプチドおよび/またはタンパク質の定義の中に含まれる。「ポリペプチド」および「タンパク質」 は、部分的または全長タンパク質を含み得るタンパク質分子を記述するために本明細書において同義的に使用される。用語「ペプチド」は、文脈がそうでないことを示していない限り、全長よりも短いタンパク質または非常に短いタンパク質を示すために使用される。
当技術分野で公知のように、「タンパク質」、「ペプチド」、「ポリペプチド」および「オリゴペプチド」は、そのα炭素が、1つのアミノ酸のα炭素のカルボキシル基と、もう1つのアミノ酸のα炭素のアミノ基との間の縮合反応によって形成されたペプチド結合によって連結されている、アミノ酸(一般にL-アミノ酸)の鎖である。一般に、タンパク質を構成しているアミノ酸は、順番に番号が付けられていて、アミノ末端残基から始まり、タンパク質のカルボキシ末端残基の方向に向かって増加している。アミノ酸残基の略語は、20個の一般的なL-アミノ酸の1つをさすために当技術分野で使用される標準的な3文字および/または1文字のコードである。
本明細書において、ポリペプチドまたはタンパク質の「ドメイン」は、独立した単位を含むポリペプチドまたはタンパク質に沿った領域を含む。ドメインは、構造、配列および/または生物活性に関して定義され得る。一実施形態では、ポリペプチドドメインは、タンパク質の残部から実質的に独立した方法で折り畳まれるタンパク質の領域を含み得る。ドメインは、これらに限定されないが、PFAM、PRODOM、PROSITE、BLOCKS、PRINTS、SBASE、ISREC PROFILES、SAMRT、およびPROCLASSなどのドメインデータベースを使用して特定されてよい。
プライマー: 本明細書において、用語「プライマー」とは、核酸試料中の相補的配列とハイブリダイズする能力がある短い一本鎖オリゴヌクレオチドをさす。一般に、プライマーは、鋳型依存性のDNA合成の開始点として機能する。デオキシリボヌクレオチドは、DNAポリメラーゼによってプライマーに付加され得る。一部の実施形態では、プライマーへのそのようなデオキシリボヌクレオチドの付加も、プライマー伸長として公知である。本明細書において、プライマーという用語には、ペプチド核酸プライマー、ロックド核酸プライマー、ホスホロチオエート修飾プライマー、標識されたプライマーなどをはじめとする、合成され得る全ての形態のプライマーが含まれる。PCR反応のための「プライマー対」または「プライマーセット」とは、一般に「フォワードプライマー」および「リバースプライマー」を含むプライマーのセットをさす。本明細書において、「フォワードプライマー」とは、dsDNAのアンチセンス鎖にアニールするプライマーをさす。「リバースプライマー」は、dsDNAのセンス鎖にアニールする。
遺伝子多型: 本明細書において、用語「遺伝子多型」とは、遺伝子またはその部分の2以上の形態の共存をさす。
部分および断片: 本明細書において使用される、用語「部分」および「断片」は、ポリペプチド、核酸、またはその他の分子構築物をさすために同義的に使用される。
試料:本明細書において、用語「試料」とは、個体または被験体または患者から得られる材料を指す。試料は、すべての体液(例えば、全血、血漿、血清、唾液、眼の水晶体液、汗、尿、乳など)、組織または抽出物、細胞、無細胞核酸、ホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)組織などを含む、あらゆる生物学的起源に由来し得る。
センス鎖とアンチセンス鎖: 本明細書において、用語「センス鎖」とは、機能タンパク質のコード配列の少なくとも一部分を含む二本鎖DNA(dsDNA)の鎖をさす。本明細書において、用語「アンチセンス鎖」とは、センス鎖の逆相補鎖であるdsDNAの鎖をさす。
有意差: 本明細書において、用語「有意差」は、十分に当業者の知識の範囲内であり、各々の特定バイオマーカーを参照して経験的に決定される。例えば、健康な被験体と比較した、関心対象の疾患または症状群を有する被験体におけるバイオマーカーの発現の有意差は、統計学的に有意なタンパク質量の差である。
類似またはホモログ: 本明細書において、アミノ酸またはヌクレオチド配列に言及する際の用語「類似」または「ホモログ」は、野生型アミノ酸配列とある程度の相同性または同一性を有するポリペプチドを意味する。相同性の比較は、目で、またはより一般的には、容易に入手可能な配列比較プログラムの助けを借りて行うことができる。これらの市販のコンピュータプログラムは、2つまたはそれを超える配列間の相同性パーセントを計算することができる(例えば、Wilbur,W.J.and Lipman,D.J.,1983,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,80:726-730)。例えば、相同配列は、代替実施形態において、互いに少なくとも70%同一、75%同一、80%同一、85%同一、90%同一、95%同一、97%同一、または98%同一であるアミノ酸配列を含むと解釈され得る。
特異的: 本明細書において、用語「特異的」とは、オリゴヌクレオチドプライマーに関連して使用される場合に、適切なハイブリダイゼーションまたは洗浄条件下で、関心対象の標的とハイブリダイズする能力があり、関心対象でない核酸と実質的にハイブリダイズしないオリゴヌクレオチドまたはプライマーをさす。より高いレベルの配列同一性が好ましく、それには、少なくとも60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、99%、または100%の配列同一性が含まれる。一部の実施形態では、特異的オリゴヌクレオチドまたはプライマーは、オリゴヌクレオチドと核酸を整列させた場合、ハイブリダイズまたは増幅させる核酸の一部分と少なくとも4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、35、40、45、50、55、60、65、70塩基またはそれを超える配列同一性を含む。
当技術分野で公知のように、核酸配列を互いにハイブリダイズさせるための条件は、低ストリンジェンシーから高ストリンジェンシーまでの範囲として記載され得る。一般に、高度にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件とは、高温の低塩緩衝液でハイブリッドを洗浄することをさす。ハイブリダイゼーションは、0.5M NaHPO4、7%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)などの当技術分野で標準的なハイブリダイゼーション溶液を使用して、65℃で結合したDNAを濾過し、0.25M NaHPO4、3.5% SDSで洗浄し、それに続いてプローブの長さに応じて、0.1×SSC/0.1% SDSで室温から68℃の範囲の温度で洗浄することであり得る(例えば、Ausubel,F.M.ら、Short Protocols in Molecular Biology,4th Ed.,Chapter 2,John Wiley & Sons,N.Y.参照)。例えば、高ストリンジェンシー洗浄は、6×SSC/0.05%ピロリン酸ナトリウム中で、14塩基のオリゴヌクレオチドプローブについて37℃で、または17塩基のオリゴヌクレオチドプローブについて48℃で、または20塩基のオリゴヌクレオチドプローブについて55℃で、または25塩基のオリゴヌクレオチドプローブについて60℃で、または約250ヌクレオチド長のヌクレオチドプローブについて65℃で洗浄することを含む。核酸プローブは、例えば、[γ-32P]ATPによる末端標識によって放射性ヌクレオチドで、またはランダムプライマー標識によって[α-32P]dCTPなどの放射標識ヌクレオチドの組み込みによって、標識されてよい。代わりに、プローブは、ビオチン化またはフルオレセイン標識ヌクレオチドの組み込みによって標識され、プローブはストレプトアビジンまたは抗フルオレセイン抗体を使用して検出されてよい。
siRNA: 本明細書において、siRNA(低分子阻害RNA)は、約20の相補的ヌクレオチドからなる本質的に二本鎖のRNA分子である。siRNAは、より大きな二本鎖(ds)RNA分子の分解によって作成される。siRNAは、siRNAとmRNAとの相互作用によってその対応するmRNAを本質的に2つに分割し、mRNAの分解を引き起こすことによって遺伝子発現を抑制し得る。また、siRNAは、DNAと相互作用して、クロマチンのサイレンシングとヘテロクロマチンの拡大を促進することもできる。
被験体: 本明細書において、用語「被験体」とは、ヒトまたは任意の非ヒト動物をさす。被験体は患者であり得、これは疾患の診断または治療のために医療提供者を受診するヒトをさす。ヒトには、出生前および出生後の形が含まれる。また、本明細書において、用語「個体」、「被験体」または「患者」には、全ての温血動物が含まれる。一実施形態では、被験体はヒトである。一実施形態では、個体は、HNSCCを発症するリスクが増大している被験体である。
実質的に: 本明細書において、用語「実質的に」とは、関心対象の特徴または特性の全体またはほぼ全体の範囲または程度を示す定性的な状態をさす。生物学分野の当業者は、生物学的および化学的現象が、仮にあるとしてもめったに完了することはなく、かつ/または完全に進行することはなく、または絶対的な結果を達成するかまたは回避することはめったにないことを理解するであろう。そのため、用語「実質的に」は、本明細書において、多くの生物学的および化学的現象に固有の、潜在的な完全性の欠如を捕らえるために使用される。
実質的に相補的な: 本明細書において、用語「実質的に相補的な」とは、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズすることのできる2つの配列をさす。当業者は、実質的に相補的な配列は、その全長にわたってハイブリダイズする必要がないことを理解するであろう。一部の実施形態では、「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」とは、少なくとも以下と同程度にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件をさす:50%ホルムアミド、5XSSC、50mM NaH2PO4、pH6.8、0.5%SDS、0.1mg/mL超音波処理サケ精子DNA、および5XDenhart’s溶液中42℃で一晩のハイブリダイゼーション;2XSSC、0.1%SDSを用いる45℃での洗浄;および0.2XSSC、0.1% SDSを用いる45℃での洗浄。一部の実施形態では、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、20の近接するヌクレオチドの範囲で2塩基よりも多く異なる2つの核酸のハイブリダイゼーションを可能にさせるべきではない。
置換: 本明細書において、天然に存在する分子と比較して、用語「置換」とは、1または複数のアミノ酸またはヌクレオチドの、それぞれ異なるアミノ酸またはヌクレオチド
による置換をさす。
~に罹患している: 疾患、障害、および/または状態「に罹患している」個体は、疾患、障害、および/または状態と診断されているかまたはその1または複数の症状を示している。
罹患しやすい: 疾患、障害、および/または状態に「罹患しやすい」個体は、疾患、障害、および/または状態と診断されていない。一部の実施形態では、疾患、障害、および/または状態に罹患しやすい個体は、疾患、障害、および/または状態の症状を示していない可能性がある。一部の実施形態では、疾患、障害、および/または状態に罹患しやすい個体は、疾患、障害、および/または状態を発症するであろう。一部の実施形態では、疾患、障害、および/または状態に罹患しやすい個体は、疾患、障害、および/または状態を発症しないであろう。
固体支持体: 用語「固体支持体」または「支持体」は、生体分子がその上に結合され得る基板を提供する構造を意味する。例えば、固体支持体は、アッセイのウェル(すなわち、マイクロタイタープレートなど)であってもよいし、固体支持体は、アレイ上の位置、またはビーズなどの可動支持体であってもよい。
上流および下流: 本明細書において、用語「上流」とは、分子がタンパク質である場合には2番目の残基のN末端である残基、または分子が核酸である場合には2番目の残基の5’にある残基をさす。また、本明細書において、用語「下流」とは、分子がタンパク質である場合には2番目の残基のC末端である残基、または分子が核酸である場合には2番目の残基の3’にある残基をさす。本明細書に開示されるタンパク質、ポリペプチドおよびペプチド配列は全て、N末端のアミノ酸からC末端の酸まで記載され、本明細書に開示される核酸配列は全て、分子の5’末端から分子の3’末端まで記載されている。
概要
本明細書の開示は、関心対象の疾患および/または症状群の遺伝子に関連し、関心対象の遺伝子および/または症状群に関連する障害のより正確な診断に使用され得る、特定の遺伝子において識別された新規な変異を提供する。
一部の実施形態では、試料は核酸を含有する。一部の実施形態では、試験ステップは塩基配列決定を含む。一部の実施形態では、試験ステップはハイブリダイゼーションを含む。一部の実施形態では、ハイブリダイゼーションは、関心対象のバイオマーカーの領域に特異的な1または複数のオリゴヌクレオチドプローブを使用して実施される。一部の実施形態では、突然変異の検出のために、ハイブリダイゼーションは、1つのヌクレオチドのミスマッチも認めないほど十分にストリンジェントな条件下で実施される。一部の実施形態では、ハイブリダイゼーションはマイクロアレイを用いて実施される。一部の実施形態では、試験ステップは制限酵素消化を含む。一部の実施形態では、試験ステップはPCR増幅を含む。一部の実施形態では、試験ステップは逆転写酵素PCR(rtPCR)を含む。一部の実施形態では、PCR増幅は、デジタルPCR増幅である。一部の実施形態では、試験ステップはプライマー伸長を含む。一部の実施形態では、プライマー伸長は一塩基プライマー伸長である。一部の実施形態では、試験ステップは、マルチプレックス対立遺伝子特異的プライマー伸長(ASPE)を実施することを含む。
一部の実施形態では、試料はタンパク質を含有する。一部の実施形態では、試験ステップはアミノ酸塩基配列決定を含む。一部の実施形態では、試験ステップは、関心対象のバイオマーカーを特異的に認識する1または複数の抗体を使用するイムノアッセイを実施することを含む。一部の実施形態では、試験ステップは、プロテアーゼ消化(例えば、トリプシン消化)を含む。一部の実施形態では、試験ステップは、2Dゲル電気泳動を実施することをさらに含む。
一部の実施形態では、試験ステップは、質量分析を使用して1または複数のバイオマーカーの存在を決定することを含む。一部の実施形態では、質量分析フォーマットは、マトリックス支援レーザー脱離/イオン化、飛行時間型(MALDI-TOF)、エレクトロスプレー(ES)、IR-MALDI、イオンサイクロトロン共鳴(ICR)、フーリエ変換、およびそれらの組み合わせの中から選択される。
一部の実施形態では、試料は、細胞、組織(例えば、FFPE組織)、全血、口腔洗浄薬、血漿、血清、尿、便、唾液、臍帯血、絨毛膜試料、絨毛膜試料培養、羊水、羊水培養、経頸管洗浄液、またはそれらの組み合わせから得られる。特定の実施形態では、試料は、液体または組織生検のいずれかであってよい。一部の実施形態では、試料は、血液、血漿、血清または羊水などの生物学的試料に存在し得る無細胞核酸(例えば、DNA)を含む。
一部の実施形態では、試験ステップは、バイオマーカーの所定の位置でのヌクレオチドおよび/またはアミノ酸の同一性を決定することを含む。一部の実施形態では、変異の存在は、所定の位置のヌクレオチドおよび/またはアミノ酸の同一性を対照と比較することにより決定される。
実施形態では、この方法は、複数の個体においてアッセイ(例えば、核酸塩基配列決定法)を実施して、関連の統計的有意性を決定することを含み得る。
別の態様では、本開示は、これらに限定されないが、バイオマーカー(例えば、DNA配列、mRNA、タンパク質中の突然変異)に特異的に結合する核酸プローブ、あるいはバイオマーカーに特異的に結合する1または複数のプローブを含有するアレイなどの関心対象のバイオマーカーを検出するための試薬を提供する。一部の実施形態では、本開示は、バイオマーカーに特異的に結合する抗体を提供する。一部の実施形態では、本開示は、1または複数のそのような試薬を含むキットを提供する。一部の実施形態では、1または複数の試薬は、マイクロアレイの形態で提供される。一部の実施形態では、キットは、プライマー伸長のための試薬をさらに含む。一部の実施形態では、キットは、健康な個体を示す対照をさらに含む。一部の実施形態では、キットは、関心対象のバイオマーカーに基づいて、個体が関心対象の症状群または疾患を有するかどうかを決定する方法に関する説明書をさらに含む。
一部の例では、1または複数のバイオマーカーの量は、特定の実施形態では、(a)前記1または複数のバイオマーカーによって調節されるポリペプチドまたはタンパク質の量を検出すること;(b)前記バイオマーカーを調節するポリペプチドまたはタンパク質の量を検出すること;あるいは(c)バイオマーカーの代謝産物の量を検出すること、によって検出され得る。
さらに別の態様では、本明細書の開示は、バイオマーカーの検出に対応する情報をコードするコンピュータ可読媒体を提供する。
HNSCCを診断するための方法および組成物
本開示の実施形態は、HNSCCの存在またはこれを発症するリスクの増加を診断するための方法および組成物を含む。本開示の方法および組成物を使用して、被験体から遺伝情報を得るかまたは提供し、その被験体またはその他の被験体に関して、HNSCCの存在またはそれを発症するリスクの増加を客観的に診断することができる。本方法および組成物は、多様な方法で具体化され得る。
一実施形態では、個体から試料を得るステップと;試料において表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子の発現量を測定するステップとを含む、個体において頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)に関連するバイオマーカーを検出する方法が開示される。一実施形態では、個体から試料を得るステップと;試料において以下の遺伝子:CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1およびHSD17B6の少なくとも1つの発現量を測定するステップとを含む、個体においてHNSCCに関連するバイオマーカーを検出する方法が開示される。一実施形態では、個体から試料を得るステップ;および少なくとも1つのヒトパピローマウイルス(HPV)E6またはE7遺伝子の発現量を測定するステップを含む、個体においてHNSCCに関連するバイオマーカーを検出する方法が開示される。あるいは遺伝子の様々な組合せが評価されてよい。これらの遺伝子のいずれかの発現の測定値は、特定の実施形態では、対照値と比較され得る。様々な実施形態では、個体における遺伝子の発現と対照値との間の差異は、その個体がHNSCCを有し得る(すなわち、存在の診断である)か、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す。対照値は、正常(非癌性組織)の1つまたは複数の試料に由来し得るか、または正常(非癌性)母集団に由来し得る。さらに、かつ/または代わりに、本方法には、少なくとも1つの標準化(例えば、ハウスキーピング)遺伝子の測定が含まれ得る。一実施形態では、標準化遺伝子は、KHDRBS1であってよい。その他の実施形態では、RPL30または他の標準化遺伝子が使用され得る。
さらに、かつ/または代わりに、個体から試料を得ることと;試料において表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子を含む遺伝子からの発現産物の量を測定することと;試料における表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子の発現を発現の対照値と比較することとを含む、個体において頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)に対する易罹患性を検出する方法が開示される。様々な実施形態では、個体における遺伝子の発現と対照値との間の差異は、その個体がHNSCCを有し得る(すなわち、存在の診断である)か、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す。対照値は、正常(非癌性組織)の1つまたは複数の試料に由来し得るか、または正常(非癌性)母集団に由来し得る。さらに、かつ/または代わりに、本方法には、少なくとも1つの標準化(例えば、ハウスキーピング)遺伝子の測定が含まれ得る。一実施形態では、標準化遺伝子は、KHDRBS1であってよい。その他の実施形態では、RPL30または他の標準化遺伝子が使用され得る。
さらに、かつ/または代わりに、個体から試料を得ることと;試料においてCAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つを含む少なくとも1つの遺伝子からの少なくとも1つの発現産物の量を測定することと;試料におけるCAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つの発現を、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の各々の発現の対照値と比較することとを含む、個体においてHNSCCに対する易罹患性を検出する方法が開示される。さらに、かつ/または代わりに、個体から試料を得ることと;試料におけるHPV E6および/またはHPV E7の少なくとも1つを含む遺伝子からの少なくとも1つの発現産物の量を測定することと;試料におけるHPV E6および/またはHPV E7発現産物の少なくとも1つの発現をHPV E6および/またはHPV E7の各々の発現の対照値と比較することとを含む、個体においてHNSCCに対する易罹患性を検出する方法が開示される。様々な実施形態では、個体における遺伝子の発現と対照値との間の差異は、その個体がHNSCCを有し得る(すなわち、存在の診断である)か、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す。対照値は、正常(非癌性組織)の1つまたは複数の試料に由来し得るか、または正常(非癌性)母集団に由来し得る。さらに、かつ/または代わりに、本方法には、少なくとも1つの標準化(例えば、ハウスキーピング)遺伝子の測定が含まれ得る。一実施形態では、標準化遺伝子は、KHDRBS1であってよい。その他の実施形態では、RPL30または他の標準化遺伝子が使用され得る。
特定の実施形態では、測定することは、RNA(例えば、mRNA)を測定することを含む。または、測定することは、イムノアッセイを含み得る。
場合によっては、バイオマーカーの数を増やすと、この方法の統計的検出力が向上する。例えば、特定の実施形態では、この方法は、少なくとも2、3、4、5つまたはそれを超えるバイオマーカーの発現を測定することを含み得る。一部の例では、少なくとも4つのバイオマーカーが測定される。
多様な試料がアッセイされてよい。特定の実施形態では、試料は、血清、血漿、唾液または組織(例えば、FFPE組織)を含む。
開示される方法には、頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)において発現が増加または減少しているが、正常対照と比較してHNSCC疾患では発現していない少なくとも1つのマーカーを識別することを含む、個体において、HNSCCに関連するマーカーを識別する方法も含まれる。本明細書において開示されるように、そのような方法には、正常組織と比較してHNSCCにおける差次的発現を示すマーカーの統計的評価が含まれ得る。または、この方法には、他の生物学的基準に基づいて、正常と比較してHNSCCを判別するバイオマーカー(例えば、変異遺伝子、コピー数の相違および転座、DNAメチル化、および/またはマイクロRNA)が含まれ得る。または、バイオマーカーの他の生物学的態様が評価されてもよい。
本明細書に開示されるように、多様な方法を使用して関心対象のバイオマーカーを測定することができる。一実施形態では、測定することは、mRNAの測定を含む。一実施形態では、測定は、ペプチドまたはポリペプチドバイオマーカーを測定することを含む。例えば、一実施形態では、測定は、イムノアッセイを含む。または、測定は、フローサイトメトリーを含み得る。または、本明細書において詳細に考察されるように、核酸法を使用してもよい。
さらに他の実施形態では、HNSCCを処置する方法が開示される。処置する方法は、個体から試料を得ることと;試料において表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子を含む遺伝子からの発現産物の量を測定することと;試料における表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子の発現を発現の対照値と比較することと;個体における遺伝子発現と対照値との間の差異が、個体がHNSCCを有し得る(すなわち、存在の診断である)か、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す場合に、個体をHNSCCについて処置することとを含み得る。対照値は、正常(非癌性組織)の1つまたは複数の試料に由来し得るか、または正常(非癌性)母集団に由来し得る。さらに、かつ/または代わりに、本方法には、少なくとも1つの標準化(例えば、ハウスキーピング)遺伝子の測定が含まれ得る。一実施形態では、標準化遺伝子は、KHDRBS1であってよい。その他の実施形態では、RPL30または他の標準化遺伝子が使用され得る。
例えば、特定の実施形態では、処置する方法は、個体から試料を得ることと;試料においてCAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つを含む少なくとも1つの遺伝子からの少なくとも1つの発現産物の量を測定することと;試料におけるCAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つの発現をCAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の各々の発現の対照値と比較することと;個体における遺伝子発現と対照値との間の差異が、個体がHNSCCを有し得る(すなわち、存在の診断である)か、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す場合に、個体をHNSCCについて処置することとを含み得る。
処置する方法は、試料においてHPV E6および/またはHPV E7の少なくとも1つを含む遺伝子からの少なくとも1つの発現産物の量を測定することと;試料におけるHPV E6および/またはHPV E7発現産物の少なくとも1つの発現をHPV E6および/またはHPV E7の各々の発現の対照値と比較することと;個体における遺伝子発現と対照値との間の差異が、個体がHNSCCを有し得る(すなわち、存在の診断である)か、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す場合に、個体をHNSCCについて処置することをさらに含み得る。
処置する方法の様々な実施形態では、対照値は、正常(非癌性組織)の1または複数の試料に由来し得るか、または正常な(非癌性)母集団から誘導され得る。さらに、かつ/または代わりに、本方法には、少なくとも1つの標準化(例えば、ハウスキーピング)遺伝子の測定が含まれ得る。一実施形態では、標準化遺伝子は、KHDRBS1であってよい。その他の実施形態では、RPL30または他の標準化遺伝子が使用され得る。
上記のように、さらに他の実施形態は、個体においてHNSCCに関連するバイオマーカーを検出するための組成物を含む。特定の実施形態では、組成物は、生物学的試料中の少なくとも1つの開示されるバイオマーカーのレベルを定量化する試薬を含む。例えば、本明細書において詳細に記載されるように、組成物は、mRNAを測定するための試薬を含み得る。または、組成物は、ペプチドまたはポリペプチドのバイオマーカーを測定するための試薬を含み得る。一実施形態では、組成物は、イムノアッセイを実施するための試薬を含む。または、組成物は、フローサイトメトリーを実施するための試薬を含んでよい。または、本明細書に詳細に記載されるように、組成物は、特定の配列の存在および/または核酸の発現レベルを決定するための試薬を含んでよい。本明細書に詳細に記載されるように、試薬は、検出可能部分で標識され得る。
したがって、本開示の他の態様は、表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子の発現レベルを定量化する試薬を含む、個体においてHNSCCに関連するバイオマーカーを検出するための組成物を含む。さらに、かつ/または代わりに、本開示の他の態様は、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つの発現レベルを定量化する試薬を含む、個体においてHNSCCに関連するバイオマーカーを検出するための組成物を含む。さらに、かつ/または代わりに、本開示の態様は、HPV E6および/またはHPV E7の少なくとも1つの発現レベルを定量化する試薬を含む、個体においてHNSCCに関連するバイオマーカーを検出するための組成物を含む。さらに、かつ/または代わりに、本組成物には、少なくとも1つの標準化(例えば、ハウスキーピング)遺伝子を検出するための試薬が含まれ得る。一実施形態では、標準化遺伝子は、KHDRBS1であってよい。その他の実施形態では、RPL30または他の標準化遺伝子が使用され得る。例えば、一部の実施形態では、試薬はmRNAを検出する。または、試薬はタンパク質を検出し得る。
したがって、組成物は、特定の実施形態では、これらの遺伝子のいずれか1つのプライマー(例えばプライマー対)および/またはプローブを含むことができ、該プライマーおよび/またはプローブは、本明細書に記載される検出可能部分で標識される。さらに、かつ/または代わりに、プライマーおよび/またはプローブは、プライマーおよび/またはプローブが表面に固定化されるアレイも含み得る。他の実施形態では、試薬は、開示される遺伝子から発現したペプチドおよび/またはタンパク質を測定するための試薬を含み得る。例えば、組成物は、イムノアッセイを実行するための試薬を含み得る。一部の実施形態では、これらの試薬は、本明細書に詳細に記載されるアレイを含み得る。本明細書に詳細に記載されるように、試薬は、検出可能部分で標識され得る。
その他の実施形態は、本明細書に開示される方法を実行する、かつ/または本明細書に開示される組成物を使用するためのシステムを含む。例えば、本開示の他の態様は、本開示の組成物を含むキット、または本開示の方法を実行するためのキットを含む。例えば、他の実施形態には、少なくとも一部の本明細書に開示される組成物および/または本明細書に開示される方法を実行するための試薬を含有するキットなどのシステムが含まれる。そのようなシステムまたはキットには、方法を実行するための、かつ/または本開示の組成物を使用するための説明書および/またはその他の情報を含むコンピュータ可読媒体が含まれ得る。
本明細書に開示される方法、組成物またはシステムのいずれにも、様々な種類の試料が使用され得る。特定の実施形態では、試料は、血清、血漿、唾液または組織(例えば、FFPE組織)を含む。または、他の試料種が使用されてよい。
ペプチド、ポリペプチドおよびタンパク質アッセイ
特定の実施形態では、関心対象のバイオマーカーは、タンパク質レベル(またはペプチドまたはポリペプチドレベル)で検出される、つまり、遺伝子産物が分析される。例えば、タンパク質またはその断片は、アミノ酸塩基配列決定法、あるいは、関心対象のバイオマーカー上に存在する1または複数のエピトープを特異的に認識するかまたは一部の例では関心対象の突然変異に特異的な1または複数の抗体を使用するイムノアッセイによって分析され得る。タンパク質は、プロテアーゼ消化(例えば、トリプシン消化)によって分析され得、一部の実施形態では、消化されたタンパク質産物は2Dゲル電気泳動によってさらに分析され得る。
抗体に基づく検出方法
関心対象のバイオマーカーを認識する特異的抗体は、当分野で公知の多様な方法のいずれかで用いることができる。特定のエピトープ、ポリペプチド、および/または タンパク質に対する抗体は、当分野で公知の多様な方法のいずれかを使用して生成することができる。例えば、それに対する抗体が望まれるエピトープ、ポリペプチド、またはタンパク質を産生し、動物、一般に哺乳動物(例えばロバ、マウス、ウサギ、ウマ、ニワトリなど)に注射し、動物によって産生された抗体を動物から収集することができる。モノクローナル抗体は、不死化細胞株で関心対象の抗体を発現するハイブリドーマを生成することによっても生成することができる。
一部の実施形態では、抗体は、本明細書に記載される検出可能部分で標識される。
抗体検出方法は当技術分野で周知であり、それには酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)およびウェスタンブロットが挙げられるがこれらに限定されない。一部のそのような方法は、アレイ形式で実施するのに適している。
例えば、一部の実施形態では、関心対象のバイオマーカーは、バイオマーカーを特異的に認識する第1の抗体(または抗体断片)を使用して検出される。抗体は、検出可能部分(例えば、化学発光分子)、酵素、または第2の結合剤(例えば、ストレプトアビジン)で標識されてよい。または、当技術分野で公知のように第2の抗体を使用して第1の抗体を検出してもよい。
特定の実施形態では、この方法は、捕捉支持体を追加することをさらに含んでよく、捕捉支持体は、バイオマーカーを捕捉支持体上に固定化するようにバイオマーカーを認識し結合する、少なくとも1つの捕捉支持体結合剤を含む。この方法は、特定の実施形態では、捕捉支持体上の複数の結合剤分子および/またはバイオマーカーの少なくとも一部を特異的に認識し結合することができる第2の結合剤を追加することをさらに含んでよい。一実施形態では、捕捉支持体上の複数の結合剤分子および/またはバイオマーカーの少なくとも一部を特異的に認識し結合することができる結合剤は、可溶性結合剤(例えば、二次抗体)である。酵素の基質を添加して、形成された生成物の量を定量化することによって、関心対象のバイオマーカーの結合が測定されるように、第2の結合剤を(例えば、酵素で)標識してもよい。
一実施形態では、捕捉固体支持体は、アッセイウェル(すなわちマイクロタイタープレートなど)であってよい。または、捕捉固体支持体は、アレイ上の位置、またはビーズなどの可動支持体であってよい。または捕捉支持体はフィルターであり得る。
一部の例では、バイオマーカーは、第1の結合剤(例えば、バイオマーカーに特異的であり、検出可能部分で標識された一次抗体)および第2の結合剤(例えば、一次抗体を認識する二次抗体または第2の一次抗体)と複合体化させることができ、第2の結合剤は第3の結合剤(例えば、ビオチン)と複合体を形成し、第3の結合剤は次に、捕捉支持体と連結された第3の結合剤を認識する試薬(例えば、ストレプトアビジン)を有する捕捉支持体(例えば、磁性ビーズ)と相互作用することができる。複合体(標識された一次抗体:バイオマーカー:第2の一次抗体-ビオチン:ストレプトアビジン-ビーズ)は、次に、複合体の量を測定するために、磁石(例えば、磁気プローブ)を使用して捕捉される。
多様な結合剤を本開示の方法で使用してよい。例えば、捕捉支持体、または第2の抗体に結合した結合剤は、バイオマーカーを認識する抗体かまたは抗体断片のいずれかであってよい。または、結合剤は、非タンパク質標的に結合するタンパク質(すなわち、小分子バイオマーカーに特異的に結合するタンパク質、またはタンパク質に結合する受容体など)を含んでよい。
特定の実施形態では、固体支持体は、不動態化剤で処理されてよい。例えば、特定の実施形態では、関心対象のバイオマーカーは、不動態化された表面(すなわち、非特異的結合を減らすように処理された表面)で捕捉され得る。そのような不動態化剤の1つがBSAである。さらに、かつ/または代わりに、使用される結合剤が抗体である場合、固体支持体は、プロテインA、プロテインG、プロテインA/G、プロテインL、または結合剤(例えば、抗体)と高い親和性で結合する別の薬剤でコーティングされていてよい。これらのタンパク質は、抗体のFcドメインに結合する、したがって関心対象の1または複数のタンパク質を認識する抗体の結合を方向付けることができる。
核酸アッセイ
特定の実施形態では、本明細書に開示されるバイオマーカーは、核酸レベルで検出される。一実施形態では、本開示は、被験体において関心対象の症状群または疾患(例えば、HNSCC)の存在またはこれを発症するリスクの増加を診断するための方法を含む。
この方法は、被験体由来の組織または体液試料から核酸を取得するステップ、およびアッセイを行って関心対象の遺伝子の過剰発現があるかどうかを識別するステップを含み得る。例えば、特定の遺伝子産物の過剰発現は、逆転写酵素PCR(RT-PCR)を用いて定量化され得る。または、ドロップレットデジタルPCR(ddPCR)が使用され得る。
または、この方法は、被験体由来の組織または体液試料から核酸を取得するステップ、およびアッセイを行って被験体の核酸にバリアント配列(すなわち、突然変異)があるかどうかを識別するステップを含み得る。特定の実施形態では、この方法は、バリアントを、関心対象の症状群または疾患に関連する既知のバリアントと比較すること、およびバリアントが、関心対象の症状群または疾患に関連していると以前に識別されたバリアントであるかどうかを決定することを含み得る。または、この方法は、バリアントを以前に特徴付けられていない新しいバリアントとして識別することを含み得る。このバリアントが新しいバリアントである場合、この方法は、突然変異が、遺伝子の発現および/または遺伝子にコードされるタンパク質の機能に有害であると予期されるかどうかを決定するための分析を実施することをさらに含み得る。本方法は、バリアントプロファイル(すなわち、被験体において識別された突然変異の編集)を使用して、関心対象の症候群または疾患の存在、または関心対象の症候群または疾患を発症するリスクの増加を診断することをさらに含み得る。
核酸分析は、ゲノムDNA、メッセンジャーRNA、および/またはcDNAで実施することができる。また、様々な実施形態において、核酸は、遺伝子、RNA、エクソン、イントロン、遺伝子調節エレメント、発現したRNA、siRNA、またはエピジェネティック要素を含む。また、スプライス部位、転写因子結合、A-I編集部位、マイクロRNA結合部位、および機能的RNA構造部位を含む調節エレメントが、突然変異(すなわち、バリアント)について評価され得る。したがって、本開示の方法および組成物の各々について、バリアントは、以下のうちの少なくとも1つを包含する核酸配列を含み得る:(1)A-to-I編集部位;(2)スプライス部位;(3)保存された機能的RNA構造;(4)有効な転写因子 結合部位(TFBS);(5)マイクロRNA(miRNA)結合部位;(6)ポリアデニル化部位;(7)既知の調節エレメント;(8)miRNA遺伝子;(9)ROIにコードされた核小体低分子RNA遺伝子;および/または(10)胎盤哺乳動物全体の超保存エレメント。
多くの実施形態において、核酸は生体試料から抽出される。一部の実施形態では、核酸は増幅されずに分析される。一部の実施形態では、核酸は、当技術分野で公知の技術(例えばポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用して増幅されるcDNAの生成など)を使用して増幅され、増幅された核酸は、その後の分析に使用される。プライマー対の複数のセットを使用して数個のアンプリコン(例えば、異なるゲノム領域由来のもの)を一度に増幅する、マルチプレックスPCRを用いてよい。例えば、核酸は、塩基配列決定、ハイブリダイゼーション、PCR増幅、制限酵素消化、プライマー伸長、例えば一塩基プライマー伸長またはマルチプレックス対立遺伝子特異的プライマー伸長(ASPE)など、あるいはDNA塩基配列決定によって分析され得る。一部の実施形態では、核酸は、野生型対立遺伝子の増幅産物のサイズが突然変異対立遺伝子のサイズと異なるように増幅される。したがって、特定の突然変異対立遺伝子の有無は、例えば電気泳動ゲル上で、増幅産物のサイズの違いを検出することにより決定することができる。例えば、遺伝子領域の削除または挿入は、サイズに基づくアプローチの使用に特に適していることがある。
特定の例となる核酸分析法は、下に詳細に説明されている。
mRNAの分析
特定の実施形態では、mRNAは、当技術分野で公知の方法および/または市販の試薬および/またはキットを使用して、リアルタイムおよび/または逆転写酵素PCRを使用して分析される。「リアルタイムPCR」またはrPCRは、PCRの開始前の鋳型核酸の量に比例する、PCRの各サイクル中に生成された生成物を検出および測定するための方法である。増幅曲線などの得られた情報を使用して、標的核酸の存在を決定し、かつ/または標的核酸配列の初期量を定量化することができる。用語「リアルタイムPCR」は、PCR反応全体を通して、またはリアルタイムで、PCR産物の検出を可能にするPCR技術のサブセットを表すために使用される。
一部の例では、rPCRは、リアルタイム逆転写酵素(RT)PCR(rRT-PCR)である。または、ドロップレットデジタルPCRが使用され得る。逆転写酵素PCRは、出発物質がRNAおよび/またはmRNAである場合に使用される。RNAは最初に逆転写酵素によって相補的DNA(cDNA)に転写される。rRT-PCRでは、次にcDNAをqPCR反応の鋳型として使用する。rRT-PCRは、逆転写酵素をDNAポリメラーゼとともに使用して、単一のチューブおよびバッファー内で逆転写とPCRを組み合わせる一段階法で実行することができる。一段階rRT-PCRでは、RNA標的とDNA標的の両方が、配列特異的標的を用いて増幅される。用語「定量的PCR」は、最初に存在する標的核酸配列の定量的または半定量的決定を可能にするすべてのPCRに基づく技術を包含する。
リアルタイムPCR(rPCR)の原理は、一般に、例えば、Heldら、“Real Time Quantitative PCR” Genome Research 6:986-994(1996)に記載される。一般に、rPCRは各増幅サイクルでシグナルを測定する。一部のrPCR技術は、あらゆる増殖サイクルの完了時にシグナルを発するフルオロフォアに依存している。そのようなフルオロフォアの例は、二本鎖DNAに結合すると、所定の波長で蛍光を発する蛍光色素、例えばSYBRグリーンなどである。したがって、各増幅サイクル中の二本鎖DNAの増加は、PCR産物の蓄積による蛍光強度の増加につながる。rPCRでの検出に使用されるフルオロフォアの別の例は、この文書の他所に記載される、配列特異的蛍光レポータープローブである。そのようなプローブの例は、TAQMAN(登録商標)プローブである。配列特異的レポータープローブの使用は、標的配列の高い特異度での検出をもたらし、非特異的DNA増幅が存在する場合でも定量化を可能にする。蛍光プローブは、異なる色で標識した特定のプローブに基づく、同じ反応で数個の遺伝子を検出するためのマルチプレックスアッセイでも使用することができる。例えば、マルチプレックスアッセイは、限定されるものではないが、FAM、JA270、CY5.5、およびHEXをはじめとする多様なフルオロフォアで標識した数個の配列特異的プローブを同じPCR反応混合物中で使用することができる。
rPCRは、PCR反応の過程での、蛍光などの測定可能なパラメータの検出に依存する。測定可能なパラメータの量は、PCR産物の量に比例し、それにより、PCR産物の増加を「リアルタイム」で観察することができる。一部のrPCR法は、PCR反応の観察可能な進行状況に基づく、入力DNA鋳型の定量化を可能にする。データの分析および処理は、以下で考察される。核酸増幅アッセイの文脈における「成長曲線」または「増幅曲線」は、関数のグラフであり、独立変数は増幅サイクルの数であり、従属変数は、増幅の各サイクルで測定される増幅依存の測定可能なパラメータ、例えばフルオロフォアによって放出される蛍光などである。上で考察されるように、増幅された標的核酸の量は、フルオロフォア標識プローブを使用して検出することができる。一般に、増幅依存性の測定可能なパラメータは、ハイブリダイゼーション時に、または核酸ポリメラーゼのヌクレアーゼ活性によるプローブの加水分解時に、プローブによって放出される蛍光の量である。蛍光発光の増加はリアルタイムで測定され、標的核酸増幅の増加に直接関連している。一部の例では、蛍光の変化(dRn)は、式dRn=Rn+-Rn-を使用して計算され、Rn+は各時点での生成物の蛍光発光であり、Rn-はベースラインの蛍光発光である。dRn値は、サイクル数に対してプロットされ、増幅プロットになる。典型的なポリメラーゼ連鎖反応では、成長曲線には、指数関数的な成長のセグメントとそれに続くプラトーが含まれており、その結果、線形スケールを使用すると、S字型の増幅プロットが得られる。成長曲線は、「クロスポイント」値または「Cp」値を特徴とする。これは、「閾値」または「サイクル閾値」(Ct)とも呼ばれ、所定の大きさの測定可能なパラメータが達成されるサイクル数である。例えば、フルオロフォア標識プローブを用いる場合、閾値(Ct)は蛍光発光(dRn)が選択された閾値を超える時点のPCRサイクル数であり、それは一般にベースラインの標準偏差の10倍である(ただし、この閾値レベルは所望に応じて変更することができる)。Ct値が低いほど増幅の完了がより速く、Ct値が高いほど増幅の完了がより遅くなる。増幅の効率が類似している場合、Ct値が低いほど標的核酸の出発量が多いことを反映し、Ct値が高いほど標的核酸の出発量が少ないことを反映している。既知濃度の対照核酸を使用して、「標準曲線」または対照核酸の様々な既知濃度での「対照」Ct値のセットを生成する場合、標的核酸と対照核酸のCt値を比較することにより、試料中の標的核酸の絶対量を決定することが可能になる。
対立遺伝子特異的増幅
一部の実施形態では、例えば、関心対象の疾患および/または症状群のバイオマーカーが突然変異である場合、バイオマーカーは、対立遺伝子特異的増幅アッセイを使用して検出される。このアプローチは、特異的対立遺伝子のPCR増幅(PASA)(Sarkarら、1990 Anal.Biochem.186:64-68)、対立遺伝子特異的増幅(ASA)(Okayamaら、1989 J.Lab.Clin.Med.114:105-113)、対立遺伝子特異的 PCR(ASPCR)(Wuら、1989 Proc.Natl.Acad.Sci.USA.86:2757-2760)、および増幅不応性変異系(ARMS)(Newtonら、1989 Nucleic Acids Res.17:2503-2516)と様々に呼ばれる。これらの参考文献の各々の内容全体は本明細書に組み込まれる。この方法は、一塩基置換ならびに微小欠失/挿入に適用可能である。
例えば、PCRに基づく増幅方法に関して、増幅プライマーは、異なる対立遺伝子間(例えば、野生型対立遺伝子と突然変異対立遺伝子間)を区別することができるように設計され得る。したがって、増幅産物の有無を用いて、遺伝子突然変異が所与核酸試料に存在するかどうかを決定することができる。一部の実施形態では、対立遺伝子特異的プライマーは、増幅産物の存在が遺伝子の突然変異を示すように設計され得る。一部の実施形態では、対立遺伝子特異的プライマーは、増幅産物の不在が遺伝子の突然変異を示すように設計され得る。
一部の実施形態では、2つの相補的な反応が使用される。一つの反応は、野生型対立遺伝子に特異的なプライマーを用い(「野生型特異的反応」)、もう一方の反応は、突然変異対立遺伝子のプライマーを用いる(「変異特異的反応」)。2つの反応は、共通の第2プライマーを使用してもよい。特定の対立遺伝子(例えば、野生型 対立遺伝子または突然変異対立遺伝子)に特異的なPCRプライマーは、通常、標的の1つの対立遺伝子バリアントと完全に一致するが、他の対立遺伝子バリアント(例えば、突然変異対立遺伝子または野生型対立遺伝子)とは一致しない。ミスマッチは、プライマーの3’末端に/その近くに位置することがあり、完全に一致した対立遺伝子の優先的な増幅を導く。増幅産物が一方または両方の反応から検出され得るかどうかは、突然変異対立遺伝子の有無を示す。野生型特異的反応のみから増幅産物が検出されると、野生型対立遺伝子のみの存在(例えば、野生型対立遺伝子のホモ接合性)が示される。変異特異的反応のみから増幅産物が検出されると、変異対立遺伝子のみの存在(例えば、突然変異対立遺伝子のホモ接合性)が示される。両方の反応から増幅産物が検出されると(例えば、ヘテロ接合体)を示す。本明細書において、このアプローチは、「対立遺伝子特異的増幅(ASA)」とも呼ばれる。
対立遺伝子特異的増幅はまた、ジャンクションを横切って部分的にハイブリダイズするプライマーを使用することによって、重複、挿入、または転位を検出するために使用することができる。ジャンクションのオーバーラップの範囲は、特異的増幅を可能にするために変えることができる。
増幅産物は、当分野で公知の方法によって検査することができ、それには、サイズによって核酸を分離するためにゲルを通して(例えば、電気泳動により)移動した核酸のバンドを(例えば、1または複数の色素で)視覚化することが含まれる。
対立遺伝子特異的プライマー伸長
一部の実施形態では、遺伝子の突然変異を検出するために対立遺伝子特異的プライマー伸長(ASPE)アプローチが使用される。ASPEは、対立遺伝子を(例えば、突然変異対立遺伝子と野生型対立遺伝子を)区別することができる対立遺伝子特異的プライマーを伸長反応に用いるので、伸長産物は、特定の対立遺伝子(例えば、突然変異対立遺伝子または野生型対立遺伝子)の存在下でのみ得られる。伸長生成物は、例えば標識されたデオキシリボヌクレオチドを伸長反応に用いることによって検出可能であり得るか、または検出可能にすることができる。多様な標識のいずれも、これらの方法での使用に適合し、それには放射性標識、蛍光標識、化学発光標識、酵素標識などが含まれるがこれに限定されない。ヌクレオチドは実体で標識されていて、この実体は次に、検出可能な標識、例えばストレプトアビジン結合蛍光色素に結合され得るビオチン分子によって(直接または間接的に)結合され得る。一部の実施形態では、反応は多重に、例えば同じ伸長反応で多くの対立遺伝子特異的プライマーを使用して、行われる。
一部の実施形態では、伸長産物は、数ある中でも固体または半固体の支持体、例えばビーズ、マトリックス、ゲルなどにハイブリダイズされている。例えば、伸長産物は特定の核酸配列(例えば、対立遺伝子特異的プライマーの一部として含まれる)でタグ付けされてよく、固体支持体に「抗タグ」(例えば、伸長産物中のタグに相補的な核酸配列)を取り付けてもよい。伸長産物は、固体支持体上で捕捉され、検出され得る。例えば、ビーズは選別されて検出され得る。
単一ヌクレオチドプライマー伸長
一部の実施形態では、プライマーが1つのヌクレオチドだけを伸長させるように設計されている、単一ヌクレオチドプライマー伸長(SNuPE)アッセイが使用される。そのような方法において、プライマーの3’末端のすぐ下流のヌクレオチドの同一性は既知であり、野生型対立遺伝子と比較して突然変異対立遺伝子が異なる。SNuPEは、唯一の特定の種類のデオキシヌクレオチドが標識されている(例えば、標識dATP、標識dCTP、標識dGTP、または標識dTTP)伸長反応を使用して実施することができる。したがって、検出可能な伸長産物の存在は、関心対象の位置(例えば、プライマーの3’末端のすぐ下流の位置)のヌクレオチドの同一性の指標として使用することができ、したがって、その位置での突然変異の有無の指標として使用することができる。SNuPEは、米国特許第5,888,819号;米国特許第5,846,710号;米国特許第6,280,947号;米国特許第6,482,595号;米国特許第6,503,718号;米国特許第6,919,174号;Piggee,C.ら、Journal of Chromatography A 781 (1997),p.367-375(“Capillary Electrophoresis for the Detection of Known Point Mutations by Single-Nucleotide Primer Extension and Laser-Induced Fluorescence Detection”);Hoogendoorn,B.ら、Human Genetics(1999)104:89-93,(“Genotyping Single Nucleotide Polymorphism by Primer Extension and High Performance Liquid Chromatography”)に記載されるように実施することができ、その各々の内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
一部の実施形態では、突然変異の有無を正確かつ迅速に検出するために、プライマー伸長を質量分析と組み合わせることができる。Haffらに対する米国特許第5,885,775号(質量分析法による一塩基多型分析の分析);Kosterに対する米国特許第7,501,251号(質量分析に基づくDNA診断)を参照されたい;これらの両方の教示は、参照により本明細書に組み込まれる。適した質量分析フォーマットとしては、マトリックス支援レーザー脱離/イオン化、飛行時間型(MALDI-TOF)、エレクトロスプレー(ES)、IR-MALDI、イオンサイクロトロン共鳴(ICR)、フーリエ変換、およびそれらの組み合わせが挙げられるがこれに限定されない。
オリゴヌクレオチド連結アッセイ
一部の実施形態では、オリゴヌクレオチド連結アッセイ(「OLA」または「OL」)が使用される。OLAは、標的分子の一本鎖の隣接配列にハイブリダイズできるように設計された2つのオリゴヌクレオチドを用いる。一般に、一方のオリゴヌクレオチドはビオチン化されていて、もう一方は、例えば、ストレプトアビジン結合蛍光部分で検出可能に標識されている。正確な相補的配列が標的分子に見出されると、オリゴヌクレオチドは、それらの末端が隣接するようにハイブリダイズし、捕捉され検出され得るライゲーション基質を作成する。例えば、Nickersonら、(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.87:8923-8927,Landegren,U.ら、(1988)Science 241:1077-1080および米国特許第4,998,617号を参照されたい。その内容全体は参照により全文が本明細書に組み込まれる。
ハイブリダイゼーションアプローチ
一部の実施形態では、核酸は、関心対象のバイオマーカーに特異的な1または複数のオリゴヌクレオチドプローブを使用し、単一ヌクレオチドのミスマッチを許容しないほど十分にストリンジェントな条件下で、ハイブリダイゼーションによって分析される。特定の実施形態では、適した核酸プローブは、正常な遺伝子と変異遺伝子を区別することができる。したがって、例えば、当業者は、本発明のプローブを使用して、特定の対立遺伝子について個体がホモ接合かヘテロ接合かを決定することができる。
核酸ハイブリダイゼーション技術は当技術分野で周知である。当業者は、少なくとも望ましいレベルの相補性を有する配列が安定にハイブリダイズし、一方、より低い相補性を有する配列がそうしないようにハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーをどのように推定し調整するかを理解している。ハイブリダイゼーション条件およびパラメータの例については、例えば、Sambrookら、1989,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Second Edition,Cold Spring Harbor Press,Plainview,N.Y.;Ausubel,F.M.ら、1994,Current Protocols in Molecular Biology.John Wiley & Sons,Secaucus,N.J.を参照されたい。
一部の実施形態では、変異体または野生型配列にハイブリダイズするプローブ分子は、液相またはより好ましくは固相ハイブリダイゼーションにより増幅産物中のそのような配列を検出するために使用することができる。固相ハイブリダイゼーションは、例えば、プローブをマイクロチップに接着することにより達成することができる。
核酸プローブは、リボ核酸および/またはデオキシリボ核酸を含み得る。一部の実施形態では、提供される核酸プローブは、オリゴヌクレオチド(すなわち「オリゴヌクレオチドプローブ」)である。一般に、オリゴヌクレオチドプローブは、関心対象の遺伝子の相同領域に特異的に結合するのに十分な長さであるが、プローブと試験される核酸試料との間の1ヌクレオチドの違いがハイブリダイゼーションを中断するほど短い。一般に、オリゴヌクレオチドプローブのサイズは、およそ10から100ヌクレオチドまで変動する。一部の実施形態では、オリゴヌクレオチドプローブは、15~90、15~80、15~70、15~60、15~50、15~40、15~35、15~30、18~30、または18~26ヌクレオチド長である。当業者に理解されるように、オリゴヌクレオチドプローブの最適な長さは、オリゴヌクレオチドプローブが用いられ得る特定の方法および/または条件に依存し得る。
一部の実施形態では、核酸プローブは、例えば、核酸増幅および/または伸長反応の、プライマーとして有用である。例えば、特定の実施形態では、バリアントについて評価される遺伝子配列は、エクソン配列を含む。特定の実施形態では、エクソン配列および追加のフランキング配列(例えば、UTRおよび/またはイントロン配列の約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55またはそれを超えるヌクレオチド)がアッセイで分析される。または、イントロン配列または他の非コード領域は、潜在的に有害な突然変異について評価され得る。または、これらの配列の部分を使用してもよい。そのようなバリアント遺伝子配列には、本明細書に記載される突然変異の少なくとも1つを有する配列が含まれ得る配列。
本開示のその他の実施形態は、関心対象の症状群および/または疾患に関連する突然変異を含有する単離された遺伝子配列を提供する。そのような遺伝子配列は、被験体に関してHNSCCの存在またはそれを発症するリスクの増加を客観的に診断するために使用され得る。特定の実施形態では、単離された核酸は、非バリアント配列またはいずれか1つまたはそれらの組合せのバリアント配列を含有し得る。例えば、特定の実施形態では、遺伝子配列は、エクソン配列を含む。特定の実施形態では、エクソン配列および追加のフランキング配列(例えば、UTRおよび/またはイントロン配列の約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55またはそれを超えるヌクレオチド)がアッセイで分析される。または、イントロン配列またはその他の非コード領域を使用してもよい。または、これらの配列の部分を使用してもよい。特定の実施形態では、遺伝子配列は、本明細書に開示されるバイオマーカー遺伝子の少なくとも1つからのエクソン配列を含む。
一部の実施形態では、核酸プローブは、本明細書に記載される検出可能部分で標識される。
アレイ
本明細書において言及される様々な方法は、単一の実験でバイオマーカーのセットを分析および/または検出することを可能にするアレイとしての使用に適合させることができる。例えば、バイオマーカーを含む複数の突然変異を同時に分析することができる。特に、核酸試薬(例えば、プローブ、プライマー、オリゴヌクレオチドなど)の使用を伴う方法は、アレイに基づくプラットフォーム(例えば、マイクロアレイ)への適合に特に適している。一部の実施形態では、アレイは関心対象のバイオマーカーにおける突然変異を検出するのに特異的な1または複数のプローブを含有する。
一実施形態では、開示される複数のバイオマーカーのパネルが使用される。一実施形態では、本開示は、表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子、および/またはCAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つ、および/またはHPV E6およびE7遺伝子の少なくとも1つの発現レベルを定量化する試薬を含む、個体において頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)に関連するバイオマーカーを検出するための組成物を含む。さらに、かつ/または代わりに、本組成物には、少なくとも1つの標準化(例えば、ハウスキーピング)遺伝子が含まれ得る。一実施形態では、標準化遺伝子は、KHDRBS1および/またはRPL30または他の標準化遺伝子であってよい。この組成物は、特定の実施形態では、これらの遺伝子のいずれか1つのプライマーおよび/またはプローブを含むことができ、該プライマーおよび/またはプローブは、本明細書に記載される検出可能部分で標識される。
DNA塩基配列決定
特定の実施形態では、関心対象のバイオマーカーの診断は、塩基配列決定によって、核酸または核酸のパネルの配列、ゲノム位置または配置、および/またはゲノムコピー数の変動を検出することによって行われる。
一部の実施形態では、この方法は、少なくとも1つの遺伝子の試料核酸配列を取得するために、被験体由来の組織または体液試料から核酸を取得し、核酸の少なくとも一部分を配列決定することを含み得る。特定の実施形態では、この方法は、バリアントをHNSCCに関連する既知のバリアントと比較し、そのバリアントがHNSCCに関連すると以前に識別されたバリアントであるかどうかを判定することを含み得る。または、この方法は、バリアントを以前に特徴付けられていない新しいバリアントとして識別することを含み得る。バリアントが新しいバリアントである場合、または一部の例では以前に特徴付けた(すなわち識別した)バリアントの場合には、この方法は、突然変異が遺伝子の発現および/または遺伝子によってコードされるタンパク質の機能に有害であると予測されるかどうかを決定するための分析を実施することをさらに含み得る。この方法は、バリアントプロファイル(すなわち、被験体において識別されたバリアントの編集)を使用して、HNSCCの存在またはHNSCCを発症するリスクの増加を診断することをさらに含み得る。
例えば、特定の実施形態では、次世代(超並列シークエンシング)を使用してよい。または、サンガー塩基配列決定法を使用してもよい。または、次世代(超並列シークエンシング)とサンガー塩基配列決定法の組合せを使用してもよい。さらに、かつ/または代わりに、塩基配列決定は、少なくとも1つの単一分子合成時解読法を含む。したがって、特定の実施形態では、複数のDNA試料がプール内で分析されて、変動を示す試料が識別される。さらに、かつ/または代わりに、特定の実施形態では、複数のDNA試料が複数のプールで分析されて、少なくとも2つのプールにおいて同じ変動を示す個々の試料が識別される。
塩基配列決定を実施する従来の方法の一つは、Sangerら、1977,Proc Natl Acad Sci U S A,74:5463-67に記載されるように、連鎖停止とゲル分離によるものである。別の従来の塩基配列決定法は、核酸断片の化学分解を伴う。Maxamら、1977,Proc.Natl.Acad.Sci.,74:560-564を参照されたい。また、ハイブリダイゼーションによる塩基配列決定に基づく方法が開発された。例えば、Harrisら、米国特許出願公開第20090156412号を参照されたい。これらの参考文献の各々は、参照により本明細書に全文が組み込まれる。
その他の実施形態では、核酸の塩基配列決定は、PCRなどの方法による増幅による、単一分子または単一分子に由来するほぼ同一の分子の群の超並列シークエンシング(「次世代シークエンシング」としても公知)によって達成される。超並列シークエンシングは、例えばLapidusら、米国特許第7,169,560号、Quakeら、米国特許第6,818,395号、Harris、米国特許第7,282,337号およびBraslavskyら、PNAS(USA),100:3960-3964(2003)に示されており、その各々の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
次世代シーケンシングでは、分析に十分な量の核酸を取得するために、PCRまたは全ゲノム増幅が核酸に実行され得る。次世代シーケンシングの一部の形式において、この方法は増幅されていないDNAからDNA配列を評価することが可能であるため、増幅は必要ではない。決定されると、試験試料由来の核酸の配列および/またはゲノム配置および/またはゲノムコピー数は、試料が採取された時にHNSCCに罹患していることが分からなかった1または複数の個体から得た標準参照と比較される。試験試料および標準参照由来の核酸の、配列および/またはゲノム配置および/またはゲノム配置および/またはコピー数の間の全ての違いは、バリアントとみなされる。
次世代(超並列シークエンシング)では、関心対象の全ての領域が一緒に配列決定され、読み取られた各配列の起源が参照配列との比較(アラインメント)によって決定される。関心対象の領域は、1つの反応で一緒に濃縮することも、別々に濃縮した後に塩基配列決定の前に組み合わせることもできる。特定の実施形態では、そして本明細書の実施例でより詳細に記載されるように、アッセイに含まれる遺伝子のコーディングエクソンに由来するDNA配列は、無作為に断片化されたゲノムDNAの特異的RNAプローブへのバルクハイブリダイゼーションによって濃縮される。同じアダプター配列は全ての断片の末端に結合し、1つの反応で1つのプライマー対を用いるPCRによる、全てのハイブリダイゼーションで捕捉された断片の濃縮を可能にする。ハイブリダイゼーションによってあまり効率的に捕捉されなかった領域は、特異的プライマーを用いるPCRによって増幅される。さらに、特異的プライマーを用いるPCRは、同様の配列(「偽エクソン」)がゲノムの他の場所に存在するエクソンを増幅するために使用され得る。
超並列シークエンシングが使用される特定の実施形態では、PCR産物は連結されてDNAの長いストレッチを形成し、それは短い断片にせん断される(例えば、音響エネルギーによる)。このステップにより、断片の末端が関心対象の領域全体に確実に分散される。その後、dAヌクレオチドのストレッチを各断片の3’末端に付加する、これにより、断片はオリゴ(dT)プライマーでコーティングされた平面に結合することができる(「フローセル」)。次に、各断片は、蛍光標識されたヌクレオチドを有するオリゴ(dT)プライマーを伸長させることによって配列決定することができる。各シークエンシングサイクルの間、1種類のヌクレオチド(A、G、T、またはC)のみが追加され、鎖終結ヌクレオチドを用いて1つのヌクレオチドのみが組み込まれる。例えば、1回目のシークエンシングサイクルの間に、蛍光標識されたdCTPが付加され得る。このヌクレオチドは、次のヌクレオチドとしてCを必要とする、成長する相補的なDNA鎖にのみ組み込まれる。各シークエンシングサイクルの後、フローセルの画像を撮影して、どの断片が伸長したかを決定する。Cを組み込んだDNA鎖は光を発し、一方でCを組み込まなかったDNA鎖は暗く見える。連鎖停止を逆転させて、成長するDNA鎖を再び伸長可能にし、このプロセスを合計120サイクル繰り返す。画像は、一般に「読み取りデータ」と呼ばれる塩基の文字列に変換され、各断片の3’末端の25~60塩基を再現する。次に、読み取りデータを、分析されたDNAの参照配列と比較する。25塩基の任意の文字列は、通常、ヒトゲノムで1回だけ発生するため、ほとんどの読み取りデータは、ヒトゲノムの特定の1つの場所に「アライン」することができる。最後に、各ゲノム領域のコンセンサス配列が利用可能な読み取りデータから構築され、その位置での参照の正確な配列と比較され得る。コンセンサス配列と参照との差を配列バリアントと呼ぶ。
検出可能部分
特定の実施形態では、本発明に従って使用される、かつ/または本発明により提供される特定の分子(例えば、核酸プローブ、抗体など)は、1または複数の検出可能な実体または部分を含む、すなわち、そのような分子はそのような実体または部分で「標識」されている。
幅広い種類の検出可能な薬剤のいずれかを本開示の実践に使用することができる。適した検出可能な薬剤としては、これらに限定されないが:様々なリガンド、放射性核種;蛍光色素;化学発光剤(例えばなど、例えば、アクリジニウムエステル、安定化ジオキセタンなど);生物発光剤;スペクトル分解可能な無機蛍光半導体ナノ結晶(すなわち、量子ドット);微粒子;金属ナノ粒子(例えば、金、銀、銅、白金など);ナノクラスター;常磁性金属イオン;酵素;比色標識(例えば、色素、コロイド金など);ビオチン;ジオキシゲニン;ハプテン;およびそれに対する抗血清またはモノクローナル抗体が入手可能なタンパク質が挙げられる。
一部の実施形態では、検出可能部分はビオチンである。ビオチンはアビジン(例えばストレプトアビジンなど)と結合することができ、それは一般にそれ自体が検出可能なその他の部分(例えば、蛍光部分)に(直接または間接的に)結合する。
以下に、使用され得る一部の検出可能部分の一部の限定されない例を記載する。
蛍光色素
特定の実施形態では、検出可能部分は蛍光色素である。幅広い種類の化学構造および物理的特性をもつ多数の既知の蛍光色素が、本開示の実践での使用に適している。蛍光検出可能部分は、レーザーによって刺激され、放射光が検出器によって捕捉される。検出器は、電荷結合素子(CCD)またはその強度を記録する共焦点顕微鏡であり得る。
適した蛍光色素としては、これらに限定されないが、フルオレセインおよびフルオレセイン色素(例えば、フルオレセインイソチオシアニンまたはFITC、ナフトフルオレセイン、4’,5’-ジクロロ-2’,7’-ジメトキシフルオレセイン、6-カルボキシフルオレセインまたはFAMなど)、ヘキサクロロフルオレセイン(HEX)、カルボシアニン、メロシアニン、スチリル色素、オキソノール色素、フィコエリトリン、エリスロシン、エオシン、ローダミン色素(例えば、カルボキシテトラメチルローダミンまたはTAMRA、カルボキシローダミン6G、カルボキシ-X-ローダミン(ROX)、リサミン ローダミンB、ローダミン 6G、ローダミングリーン、ローダミンレッド、テトラメチルローダミン(TMR)など)、クマリンおよびクマリン色素(例えば、メトキシクマリン、ジアルキルアミノクマリン、ヒドロキシクマリン、アミノメチルクマリン(AMCA)など)、Q-DOTS.オレゴングリーン色素(例えば、オレゴングリーン488、オレゴングリーン500、オレゴングリーン514など)、テキサスレッド、テキサスレッド-X、SPECTRUM RED、SPECTRUM GREEN、シアニン色素(例えば、CY-3、CY-5、CY-3.5、CY-5.5など)、ALEXA FLUOR色素(例えば、ALEXA FLUOR 350、ALEXA FLUOR 488、ALEXA FLUOR 532、ALEXA FLUOR 546、ALEXA FLUOR 568、ALEXA FLUOR 594、ALEXA FLUOR 633、ALEXA FLUOR 660、ALEXA FLUOR 680など)、BODIPY色素(例えば、BODIPY FL、BODIPY R6G、BODIPY TMR、BODIPY TR、BODIPY 530/550、BODIPY 558/568、BODIPY 564/570、BODIPY 576/589、BODIPY 581/591、BODIPY 630/650、BODIPY 650/665など)、IRDyes(例えば、IRD40、IRD 700、IRD 800など)などが挙げられる。蛍光色素をタンパク質およびペプチドなどのその他の化学物質と結合するのに適した蛍光色素および方法のより多くの例としては、例えば、「The Handbook of Fluorescent Probes and Research Products」第9版、Molecular Probes,Inc.,オレゴン州ユージーンを参照されたい。蛍光標識剤の好ましい特性としては、高いモル吸収係数、高い蛍光量子収率、および光安定性が挙げられる。一部の実施形態では、標識フルオロフォアは、スペクトルの紫外域(すなわち400nm未満)ではなく可視域(すなわち400~750nmの間)で吸収および発光波長を示す。
検出可能部分には、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)におけるものなどの複数の化学物質が含まれ得る。共鳴伝達は、発光強度の全体的な向上をもたらす。例えば、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、Juら(1995)Proc.Nat’l Acad.Sci.(USA)92:4347を参照されたい。共鳴エネルギー移動を達成するために、第1の蛍光分子(「ドナー」蛍光体)は光を吸収し、それを励起電子の共鳴を通じて第2の蛍光分子(「アクセプター」蛍光体)に移動させる。一つのアプローチでは、ドナー色素とアクセプター色素の両方を一緒に連結してオリゴプライマーに結合させることができる。ドナー色素とアクセプター色素を核酸と連結するための方法は、例えば、Leeらに対する米国特許第5,945,526号に記載されており、その内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。使用することのできるドナー/アクセプター色素対としては、例えば、フルオレセイン/テトラメチルローダミン、IAEDANS/フルオレセイン、EDANS/DABCYL、フルオレセイン/フルオレセイン、BODIPY FL/BODIPY FL、およびフルオレセイン/QSY7色素が挙げられる。例えば、Leeらに対する米国特許第5,945,526号を参照されたい。これらの色素の多くは、例としてMolecular Probes Inc.(オレゴン州ユージーン)より市販もされている。適したドナーフルオロフォアとしては、6-カルボキシフルオレセイン(FAM)、テトラクロロ-6-カルボキシフルオレセイン(TET)、2’-クロロ-7’-フェニル-1,4-ジクロロ-6-カルボキシフルオレセイン(VIC)などが挙げられる。
酵素
特定の実施形態では、検出可能部分は酵素である。適した酵素の例としては、これらに限定されないが、ELISAで使用される酵素、例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ、β-ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリホスファターゼなどが挙げられる。その他の例としては、β-グルクロニダーゼ、β-D-グルコシダーゼ、ウレアーゼ、グルコースオキシダーゼなどが挙げられる。酵素は、カルボジイミド、ジイソシアネート、グルタルアルデヒドなどのリンカー基を使用して分子に結合させることができる。
放射性同位元素
特定の実施形態では、検出可能部分は放射性同位元素である。例えば、分子は同位体標識されていてよく(すなわち、通常自然界に見出される原子量または質量数とは異なる原子量または質量数を有する原子で置き換えられた1または複数の原子を含んでよく)、あるいは同位元素は分子に接着していてよい。分子に組み込むことのできる同位元素の限定されない例としては、水素、炭素、フッ素、リン、銅、ガリウム、イットリウム、テクネチウム、インジウム、ヨウ素、レニウム、タリウム、ビスマス、アスタチン、サマリウム、およびルテチウムの同位元素(すなわち3H、13C、14C、18F、19F、32P、35S、64Cu、67Cu、67Ga、90Y、99mTc、111In、125I、123I、129I、131I、135I、186Re、187Re、201T1、212Bi、213Bi、21lAt、153Sm、177Lu)が挙げられる。
デンドリマー
一部の実施形態では、シグナル増幅は、標識されたデンドリマーを検出可能部分として使用して達成され(例えば、Physiol Genomics 3:93-99、2000参照)、その内容全体は参照により全文が本明細書に組み込まれる。蛍光標識されたデンドリマーは、Genisphere(ニュージャージー州モントベール)より入手可能である。これらは当分野で公知の方法によってオリゴヌクレオチドプライマーに化学的に結合させることができる。
システム
特定の実施形態では、本開示は、本明細書に開示される方法を実行するための、かつ/または本明細書に記載される組成物を使用するためのシステムを提供する。特定の実施形態では、システムはキットを含み得る。または、システムは、本明細書に開示される方法を実行するためのコンピュータ化された指示および/または試薬を含み得る。
キット
特定の実施形態では、本開示は、本明細書に開示される方法および組成物に従って用いるキットを提供する。一般に、キットは、関心対象のバイオマーカーを検出する1または複数の試薬を含む。適した試薬には、核酸プローブおよび/または抗体またはその断片が含まれ得る。一部の実施形態では、適した試薬は、マイクロアレイなどのアレイまたは突然変異パネルの形態で提供される。キットは、関心対象のバイオマーカー(すなわち、遺伝子)の陽性対照として機能する試薬をさらに含み得る。
一実施形態では、開示される複数のバイオマーカーのパネルが使用される。一実施形態では、本開示は、表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子、および/またはCAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つ、および/またはHPV E6およびE7遺伝子の少なくとも1つの発現レベルを定量化する試薬を含む、個体において頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)に関連するバイオマーカーを検出するためのキットを含む。さらに、かつ/または代わりに、キットは、少なくとも1つの標準化(例えば、ハウスキーピング)遺伝子および/またはそのようなハウスキーピング遺伝子を検出するための試薬を含み得る。一実施形態では、標準化遺伝子は、KHDRBS1および/またはRPL30または他の標準化遺伝子であってよい。一部の実施形態では、キットは、開示されるバイオマーカーおよび/または標準化遺伝子のいずれかの陽性対照を含み得る。
一部の実施形態では、提供されるキットは、本明細書に記載される様々な検出方法(例えば、RT-PCR、塩基配列決定法、ハイブリダイゼーション、プライマー伸長、マルチプレックスASPE、イムノアッセイなど)を実行するための試薬をさらに含む。例えば、キットは、例えば、RT-PCR、プライマー指向性増幅を介して核酸を増幅するため、ELISA実験を実行するためなどに、本明細書に記載される方法で用いる緩衝液、酵素、および/または試薬を必要に応じて含んでよい。このキットは、特定の実施形態では、これらの遺伝子のいずれか1つのプライマーおよび/またはプローブを含んでよく、該プライマーおよび/またはプローブは、本明細書に記載される検出可能部分で標識される。
一部の実施形態では、提供されるキットは、健康な個体を示す対照、例えば、関心対象の疾患および/または症状群を有していない個体由来の核酸および/またはタンパク質試料をさらに含む。あるいは、キットは、測定される既知量の1つの(またはそれを超える)バイオマーカー遺伝子を含む陽性対照を含み得る。キットには、個体が関心対象の疾患および/または症状群を有しているか、または関心対象の疾患および/または症状群を発症するリスクがあるかを決定する方法についての説明書も含まれてよい。
一部の実施形態では、関心対象のバイオマーカーに対応する情報をコードするコンピュータ可読媒体が提供される。そのようなコンピュータ可読媒体は、本発明のキットに含められてよい。
HNSCCマーカーを識別する方法
データマイニング
本開示の特定の実施形態では、バイオマーカーは、データマイニングアプローチを用いて識別される。例えば、一部の例では公共データベース(例えば、PubMed、癌ゲノムアトラス(TCGA))を、特定の疾患に(直接または間接的に)関連付けられていることが示された遺伝子および/または正常組織と比較して癌において差次的に発現した遺伝子について検索することができる。次に、そのような遺伝子をバイオマーカーとして評価することができる。
分子
特定の実施形態では、本開示は、関心対象の症状群または疾患のバイオマーカー(すなわち、統計的に有意な方法でHNSCCに関連付けられている核酸配列中のバリアント)を識別する方法を含む。例えば、関心対象の遺伝子および潜在的な標準化遺伝子は、頭頸部癌を有する患者から単離された組織試料での遺伝子発現をランダムフォレスト分析(例えば、L.Breiman,”Random Forests”Machine Learning,2001,45:5-32参照)を使用して、本明細書で詳細に考察されるように評価することにより識別され得る。この手法において、ランダムフォレストは、各ツリーが独立にサンプリングされたランダムベクトルの値に依存し、フォレスト内のすべてのツリーに対して同じ分布を有するような、ツリー予測子の組合せである。
あるいは、新しいマーカーについてアッセイされる遺伝子および/またはゲノム領域は、関心対象の症状群および/または疾患に対する遺伝的連鎖および/または生物学的因果関係を示す生化学経路におけるそれらの重要性に基づいて選択され得る。または、マーカーについてアッセイされる遺伝子および/またはゲノム領域は、家族においてHNSCCの遺伝に遺伝的に関係があるDNA領域との遺伝的連鎖に基づいて選択され得る。または、マーカーについてアッセイされる遺伝子および/またはゲノム領域は、まだ評価されていない染色体の特定の領域を網羅するために系統的に評価され得る。
その他の実施形態では、新しいマーカーについて評価される遺伝子またはゲノム領域は、関心対象の症状群および/または疾患(例えば、HNSCC)の発症に関連している可能性のある生化学経路の一部であり得る。バリアントおよび/またはバリアントの組合せが、1または複数の以下の方法に基づいて、その臨床的有意性について評価され得る。バリアントおよび/またはバリアントの組合せが、関心対象の症状群および/または疾患を有さない被験体よりも、それを有する被験体由来の核酸において、より頻繁に発生することが報告されているかまたは公知である場合、それは関心対象の症状群および/または疾患に少なくとも潜在的に罹患しやすいとみなされる。バリアントおよび/またはバリアントの組合せが、関心対象の症状群および/または疾患を有する個体に排他的にまたは優先的に伝達されることが報告されているかまたは公知である場合、それは関心対象の症状群および/または疾患に少なくとも潜在的に罹患しやすいとみなされる。逆に、バリアントが両方の集団に同様の頻度で見出されるならば、関心対象の症状群および/または疾患の発症に関連している可能性は低い。
バリアントまたはバリアントの組合せが、タンパク質または生物学的系の機能を測定するために適切な実験モデル系においてこのタンパク質またはこの生物学的系の機能に全体的に有害な影響を及ぼすことが報告されているかまたは公知である場合、さらに、このバリアントまたはバリアントの組合せが、関心対象の症状群および/または疾患に関連していることが公知の1または複数の遺伝子に影響を及ぼす場合、それは関心対象の症状群および/または疾患に少なくとも潜在的に罹患しやすいとみなされる。例えば、バリアントまたはバリアントの組合せが、タンパク質または遺伝子発現に全体的に有害な影響を及ぼす(すなわち、ナンセンス変異、フレームシフト変異、またはスプライス部位変異、さらにはミスセンス変異をもたらす)ことがタンパク質または核酸の配列および/または構造への予測される作用に基づいて予測されている場合、さらに、このバリアントまたはバリアントの組合せが、関心対象の症状群および/または疾患に関連していることが公知の1または複数の遺伝子に影響を及ぼす場合、それは関心対象の症状群および/または疾患に少なくとも潜在的に罹患しやすいとみなされる。
また、特定の実施形態では、バリアントの総数が重要であり得る。試験試料において、個別にまたは組み合わせて、少なくとも関心対象の症状群および/または疾患に関連している可能性があると評価される、1つまたは数個のバリアントが検出される場合、その遺伝物質においてこのバリアントまたはこれらのバリアントが検出された個体は、関心対象の症状群および/または疾患に罹患しているかまたはそれを発症するリスクが高いと診断され得る。
例えば、本明細書の開示は、被験体においてHNSCCの存在またはそれを発症するリスクの増加を診断するための方法を提供する。そのような方法には、組織または体液の試料由来の核酸を得ることが含まれ得る。この方法は、正常組織と癌組織の両方における少なくとも1つの遺伝子の発現を決定して、関心対象の潜在的なバイオマーカーを識別することを含み得る。この方法には、核酸配列またはゲノム配置またはコピー数に1または複数のバリアントがあるかどうかを検出するために、核酸を配列決定することまたは検出する核酸のゲノム配置またはコピー数を決定することがさらに含まれ得る。この方法には、1または複数のバリアントの臨床的有意性を評価するステップがさらに含まれ得る。そのような分析には、罹患集団(すなわち、疾患を有する被験体)におけるバリアント配列の関連の程度の評価が含まれてよい。そのような分析には、突然変異が遺伝子発現および/またはタンパク質機能に及ぼし得る影響の程度の分析も含まれてよい。この方法には、評価に基づいてHNSCCの存在またはそれを発症するリスクの増加を診断することも含まれてよい。
以下の実施例は、本開示の特定の態様を説明する働きをする。これらの実施例は、決して限定を意図するものではない。
実施例1-潜在的なHNSCCマーカーの文献に基づく識別
予備文献検索を実行してHNSCCに関連するマーカーを識別した。表1は、見つかったマーカーの種類およびマーカーの数を示し、表2は、識別された潜在的なバイオマーカーを示す。
この最初の検索に基づいて、差次的な遺伝子発現に関連するマーカーを追跡することが決定された。
実施例2-TCGAデータベースを使用するバイオマーカーの識別
癌ゲノムアトラス(TCGA)データベースのデータを、HNSCCにおいて差次的発現を示すマーカーを識別するために使用した。TCGAデータベース(RNASeqV2)には、差次的発現に使用可能な18,379個の遺伝子に関するデータが含まれる。データには、臨床情報(例えば、年齢、喫煙、ステージ、処置および生存);コピー数;メチル化;遺伝子発現;突然変異、マイクロRNA発現に関する情報が含まれる。
HNSCCデータは、4つの腫瘍部位由来の530の試料からなる:口腔n=320;60.4%)、中咽頭(n=82;15.5%)、喉頭(n=117;22.1%)および下咽頭(n=10;1.5%)。追加の44試料は、隣接する正常組織に由来する。合計530試料のうち、70はヒトパピローマウイルス(HPV)陽性であり、279はHPV陰性であり、181は、不明または未決定のHPVステータスを有する。
ランダムフォレスト分析を実行して、正常試料からHNSCCを分類するための強い予測子である遺伝子を識別した。この分析では、報告価値のあるデータをもつ試料の50%を有し、発現の変化が2倍未満(Wilcox試験、調整済みp値<0.001)の遺伝子は破棄された。分析の各ラウンドでは、試料の75%がトレーニングセットとして使用され、試料の25%が試験セットとして使用された。データはカッパに最適化され、10倍交差検証が実行された(10回繰り返され、性能が平均された)。上位20の強い予測が識別され、プロセス全体が4回繰り返された。各実行から得られた遺伝子リストを表3に示し、36個の特有の遺伝子の組合せを表4に示す。表3のデータは、最高ランク(20)から最低(1)の順に示される。
次に、4つの分析の各々から上位4つの遺伝子が選択されて、表5にリストされている8つの特有の遺伝子の初期候補リストが得られた。
個々の遺伝子のいくつかの統計分析の結果(すなわち、精度、カッパ、感度および特異度)も、特異度の順に記載されて図1に示される。
実施例3-遺伝子パネル
分析を実行して、遺伝子パネルの使用がアッセイ性能を改善すると予想されるかどうかを決定した。図2に示されるように、4つまたは5つの遺伝子パネルの使用は、遺伝子性能を著しく改善するはずである。パネルは、最も情報価値のあるマーカー(CAB39L)を次に最も情報価値のあるマーカー(ADAM12)に加えて2マーカーパネルを形成した後、次に最も情報価値のあるマーカー(NRG2)を追加して3マーカーパネルを形成することによって構築された。次に、他の6つのマーカーを各々追加し、予測された性能を評価した(図2、上の表)。結果は、CAB39L、ADAM12、NRG2およびGRIN2Dの4つのマーカーパネルが、最高レベルの精度、カッパ値、感度、および特異度を提供することを示した。5遺伝子パネルの結果を下の表(図2)に示す。4~5個を超える遺伝子の追加による改善は最小であることがわかった(例えば、図2のグラフ)。それでも、上位4~5個のマーカーの1つであると識別されたマーカーの1つに技術的な課題がある場合に、そのようなパネルは有用であり得る。
実施例4-腫瘍部位別の遺伝子発現
ほとんどのHNSCCは、口腔(口)かまたは中咽頭(咽頭)のいずれかに見られる。全HNSCCデータセットを使用して開発された同じ遺伝子パネルが、口腔または中咽頭のHNSCCを正常組織から区別するためにも使用できるかどうかを判断するための分析が実施された。結果は図3および図4に、8つのマーカー、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2(図3);ならびにCOL13A1、GRIN2D、LOXL2およびHSD17B6(図4)について示し;口腔および中咽頭を含むTCGAデータセットをTCGA試料の過半数(合計530の試料のうち、HNSCC口腔(320)と正常な中咽頭(82)=402(402/530=76%)、および、44の試料合計のうち、正常な口腔(30)と中咽頭(3)=33(33/44=75%))として使用する。
両方の部位、そして喉頭に関して、マーカーは正常組織と癌組織で非常に異なるレベルの発現を示すことがわかった。図3および図4において、x軸の左端の3つのデータセット(喉頭、口腔、中咽頭)は正常組織の発現レベルであり、x軸の右端の4つのデータセット(下咽頭、喉頭、口腔、中咽頭)は、下咽頭のデータを組み合せた、癌組織の発現レベルである。類似した分布が正常部位とHNSCC部位にあったことがわかる(すなわち、正常のレベルは組織に関係なく類似しており、HNSCCのレベルは組織に関係なく類似していた)。例えば、CAB39Lは、喉頭、口腔、中咽頭について正常組織よりもHNSCCでそれぞれ有意に低いレベルで発現しているのに対し、ADAM12は、正常組織よりもHNSCCで有意に高いレベルで発現することがわかる。口腔および中咽頭由来の試料と比較した、すべてのHNSCC試料のマーカーによる結果を示すデータの統計編集を図5に示す。すべての試料を口腔および中咽頭と比較すると、精度、感度、および特異度の変化は最小であった。8つのマーカーすべてについて、試料セットは約25%減少し、遺伝子発現レベルの中央値の変化は最小であり、分布には有意差がある(HNSCCと正常)。どちらのセットでも、マン-ホイットニーのp値は0.0001未満であった。
実施例5-発現における重複率と比較した倍率発現中央値についてのTCGA遺伝子セットの差次的発現の分析。
図6A上部のグラフは、ランダムフォレスト分析によって最初に選択された表4の36個の遺伝子由来のマーカーが、マーカーのランクの中央値(区別する能力)と比較した4つのランダムフォレスト分析の繰り返しから識別された回数を示す。ランダムフォレスト分析からマーカーが繰り返し識別された回数の増加に伴い、ランクの中央値が増加する傾向があることがわかる。グラフの下の4つの表は、ランダムフォレスト分析からマーカーが繰り返し識別された回数によってグループ化されたマーカーとランクの中央値を一覧表にしたものである。グラフと表を合わせると、ランダムフォレスト分析から識別された表4の36個の遺伝子の優先順位付けを、最初は繰り返された回数で、次にランクの中央値で、可能にすることのできる測定値が得られる。
図6Bの左側のグラフは、TCGA HNSCC遺伝子セット全体と比較した、本開示の特定の選択されたHNSCCマーカーの差次的発現の分析を示す。x軸は、発現の倍率変化中央値を、遺伝子発現の増加(データポイントが0の右側)または遺伝子発現の減少(データポイントが0の左側)のいずれかとして示す。y軸は、HNSCCと正常組織における遺伝子発現における重複率を示す。開示された表4のマーカー(n=36)は、遺伝子発現の大幅な増加または減少のいずれかを示し、データベース中の他の遺伝子と比較して非常に低い重複率を示すことがわかる。TCGA HNSCC遺伝子セット全体は、表される試料の80%を超える遺伝子を使用したRNASeqデータである(すなわち、HNSCCおよび正常な試料に対して、18,379の遺伝子のうち16,161(88%)に報告価値があった)。x軸は、倍率変化中央値(=HNSCC/正常)を示す。HNSCCでは正常と比較して8,352個(52%)の遺伝子が増加し、7,809個(48%)の遺伝子が減少し、1,387個の遺伝子(8.6%)が2倍超増加し、1,701個(10.5%)が2倍超減少したことが見出された。HNSCCにおける遺伝子発現の増加の場合、カットオフはHNSCCの5パーセンタイルおよび正常の95パーセンタイルである(例えば、図6B、GRIN2Dについての挿入図)。
図6Bのグラフを横切る点線は、ランダムフォレスト分析から4回繰り返された9つのマーカーの発現における重複率が20%未満(0~19%の範囲)であったことを示す(すなわち、これらのマーカーは点線の下にある)。さらに、図6Bのグラフを横切る点線は、表4の36個の特有のマーカーのうち23個、つまり23/36=64%は、マーカーが点線の下に集まるため、発現における重複率が20%未満であることを示す。表6には、ランダムフォレスト分析によって識別されない発現における重複率が20%以下である、45個の追加遺伝子が記載されている。図6Bで識別されたGLT25D1などの発現における重複率が20%以下である遺伝子は、HNSCCの正常試料からの分類に役立つ追加のバイオマーカーと見なすことができる。
図6Bのデータは、図7および図8のデータと比較することができる。図7は、TCGA HNSCC RNASeqデータからの倍率発現中央値と発現における重複率の同様の分析を示し、この例は、グラフ上で強調表示された文献検索によって識別された組織マーカーおよび唾液マーカーを示す。上および下のパネルは、組織(上のパネル)と唾液(下のパネル)の両方で識別されたマーカーの結果を示す。図7の特定の文献マーカーは差次的発現のいくつかの証拠を示すが、ほんの一部のマーカーのみが低い重複率で高レベルの差次的発現を示す。この分析に基づいて、マーカーMAL、MMP1、CEP55、CENPA、AURKAおよびFOXM1は、最も情報価値のある追加のバイオマーカーであると思われ、開示される方法および組成物に含められ得る。
図8は、TCGA HNSCC RNASeqデータからの倍率発現中央値と発現における重複率の分析の同様の分析を示し、この例は、文献検索によって識別された組織(上のパネル)および唾液(下のパネル)で使用された標準化マーカーを示す。これらのマーカーは発現にほとんど変化を示さず、HNSCCと正常とに有意な重複があることがわかる。理想的な標準化マーカーは、最小の変動、および関心対象の遺伝子パネルと同様の発現レベルを有する必要がある。
実施例6-潜在的な標準化遺伝子またはハウスキーピング遺伝子の識別
TGCAデータベースを分析して、3つの判定基準を使用して潜在的な標準化遺伝子を識別した。(1)HNSCCと正常組織との間の発現の変化倍率の最小中央値;(2)HNSCCと正常の両方での最小四分位範囲(IQR)(IQRは、75四分位の遺伝子発現/25四分位の遺伝子発現として定義される);および(3)潜在的な候補遺伝子発現と標準化遺伝子の間の実験的比較を容易にするための、関心対象の遺伝子パネルに近い発現レベルの中央値。
分析を図9Aに要約する。左のパネルは、HNSCCと正常における遺伝子発現の倍率変化中央値(x軸)の、正常細胞と癌細胞の両方に対する平均IQR(=[HNSCC I.Q.R.+正常I.Q.R]/2)(Y軸)に対するプロットを示す。この図では、x軸の正の数は、正常と比較して癌細胞における遺伝子発現の増加に対応し、負の数は、正常と比較して癌細胞における遺伝子発現の減少に対応する。合計16,161個の遺伝子からのデータを分析した(左パネル)。これは、TCGAデータベースで正常とHNSCCの両方のデータを有するすべての遺伝子に一致し、したがって、TCGAデータベースの遺伝子の総数の88%(16,151/18,379)に一致する。この場合もやはり、HNSCCでは正常と比較して8,352個(52%)の遺伝子が増加し、7,809個(48%)の遺伝子が減少し、1,387個の遺伝子(8.6%)が2倍超増加し、1,701個(10.5%)が2倍超減少したことが見出された。
最も関心のある潜在的な標準化遺伝子は、倍率変化(x軸)が0、平均IQRが1(プロット上の円で囲まれた領域)の遺伝子である。中央のプロットは、倍率変化中央値が2未満、平均IQRが2未満の遺伝子のデータを示す(n=7,949遺伝子)。右のパネルは、7,949個の候補標準化遺伝子の遺伝子発現のデータを示す。発現中央値の遺伝子が最も関心が高いと考えられた。この分析に基づいて、KHDRBS1(KHドメインを含有する、RNA結合、シグナル伝達関連タンパク質1)が関心対象の標準化遺伝子として識別された。いくつかの他のより一般的な標準化遺伝子、例えばRPLPO、RPL10、RPL30、GAPDHなどが中央のパネルで識別される。KHDRBS1についてのTCGAデータベースのデータを以下の表6に示す。図9Bは、KHDRBS1が多くの癌型にわたって同様の特徴(低倍率変化の発現および低IQR)を示したことを示す。
発現の平均レベル11.60~11.90は、1.52(HNSCCではNRG2)~11.44(正常ではSH3BGRL2)の範囲の提案されたパネルマーカーよりも高い。それでも、これは癌特異的マーカーの範囲内であるので、良好な標準化遺伝子であるはずである。実質的に分解されたRNAを含み得るFFPE試料には、100bp未満のアンプリコン長が好ましいことに注意すること。
これらのデータは、周知のハウスキーピング(標準化遺伝子)GAPDHのデータと比較され得る(表7)。16.3~16.50の発現の中央値は、上で考察された候補パネルで最高レベルの発現を示す遺伝子(SH3BGRL2)よりも約30倍高い。したがって、GAPDHは、上で考察された本開示のHNSCCパネルのマーカーとしてあまり有用ではない可能性がある。
実施例7-発現アッセイの評価
TCGAデータベースのデータから決定された発現レベル(遺伝子発現のRNASeq評価)を、ドロップレットデジタルPCR(ddPCR)を使用して測定した発現レベルと比較する実験を行った。結果を図10に示す。この図は、舌扁平上皮癌(SCC)および正常組織(口腔粘膜)における、ddPCRによるADAM12およびSH3BGRL2のddPCR分析の再現性を示すデータを示す(図10の上の表)。正常組織と比較した、癌におけるADAM12およびSH3BGRL2の遺伝子発現レベルに関するddPCRデータ(下の表)とTCGA RNASeqデータ(中央の表)の比較も示す。両方の手法で測定すると、正常と比較して癌でのADAM12の発現が大幅に増加し、正常と比較して癌でのSH3BGRL2の発現が大幅に減少していることがわかる。これらの実験では、同じ試料からの2つのアリコートを分析した。頬側試料に関して、試料のうちの1つに、低すぎて正確に測定できない発現レベルがあった。ddPCR値は一般にTCGA RNASeqデータよりも低かったが、傾向は両方のマーカーで同じであった(図10を参照)。再現性は1コピー/μLまで良好であった。
図11は、3つのホルマリン固定パラフィン包埋患者試料(DA1081983;DR1041686;DA0063595)と、細胞培養癌組織に由来する1つのURNA対照試料のさらなるデジタルPCRデータを示す。URNAは、Agilent(カタログ番号740000)から取得可能なユニバーサルヒト参照RNAである。これは、標準的なデータセット比較の一貫した対照として機能する10のヒト癌細胞株で構成されている。二通りかまたは三通りのいずれかのサンプリングが本開示の実施形態に従って実行された。この場合もやはり、正常と比較して、癌におけるSH3BGRL2発現の実質的な減少があることが見出された。URNA対照からの1uLあたりのコピー数は、おそらく単離されたRNAのインタクトな性質のために、FFPE試料由来の架橋された、そしておそらく断片化されたRNAと比較して、はるかに大きいことがわかる。
図12は、ddPCRと、マーカーSH3BGRL2(FAMで標識)およびKHDRBS1(HEXで標識)を使用したRNA滴定実験を示す。この実験では、FFPE試料からRNAを単離し(またはURNAを陽性対照として使用し)、2または10倍に希釈した。標準的な技術を使用してcDNAを生成し、ddPCRを使用して、バイオマーカーSH3BGRL2(FAMで標識された増幅配列)またはハウスキーピング遺伝子KHDRBS1(HEXで標識)の存在を検出した。3つの試料(#1、#3、または#5)の結果を示す。非常に希薄な試料(すなわち、1コピー/μLに近づくか、またはそれ未満)を除いて、様々な濃度のマーカーとハウスキーピング遺伝子の比率間には良好な相関関係があることがわかる。これは、このアッセイ手法を使用して測定できる試料濃度の範囲が適切であることを示している。
図13は、陽性対照であるURNAと比較した、FFPE試料中のバイオマーカーSH3BGRL2およびハウスキーピングRNA KHDRBS1の相対的な存在量(左パネル)、正常細胞およびURNAと比較した、癌細胞におけるバイオマーカーSH3BGRL2/KHDRBS1の比率(中央パネル)、および、RNASeqを使用して測定した、癌および正常細胞におけるSH3BGRL2に対するKHDRBS1の相対量(右パネル)を示す。この場合もやはり、バイオマーカーの測定方法に関係なく、バイオマーカーに一貫したパターンが見られる(絶対値は異なる場合がある)。
図14は、シングルプレックスアッセイとして測定されたSH3BGRL2の測定を示す(すなわち、SH3BGRL2とKHDRBS1の両方が測定されたデュプレックス反応と比べて、PCRによって生成されたSH3BGRL2-FAMのみを、正常または癌由来の試料のいずれかで測定した)。結果は、全体的に非常に類似している。
実施例8-ddPCRによるFFPE組織試料における差次的発現
図15は、22個の良性および8個の頭頸部癌腫FFPE試料からの5つのバイオマーカーとハウスキーピング遺伝子KHDRBS1の測定を示す。RNAは、Roche High Pure FFPET RNA Isolation Kitを基本的に製造プロトコルに従って使用して、FFPE組織から抽出した。5つのパネルは、22個の良性、8個の頭頸部癌腫FFPE試料由来の5つのバイオマーカー(SH3BGRL2、KRT4、EMP1、LOXL2およびADAM12)とハウスキーピング遺伝子KHDRBS1のデュプレックスddPCRからのコピー数/μLを示す。KHDRBS1は、すべての試料とすべてのアッセイにわたって非常に類似した分布パターンおよびコピー数/μLを示した。対照的に、バイオマーカーは、>3-log10コピー数/μLで様々な分布を示した。1つのHNSCC試料が、すべてのアッセイにわたってバイオマーカーとKHDRBS1の両方で「コールなし」となった。
図16の左のグラフは、KHDRBS1に標準化された5つのバイオマーカーの発現を示す。バイオマーカーコピー数/uLをハウスキーピング遺伝子KHDRBS1のコピー数/uLでデュプレックスddPCR反応から除算すると、各試料のバイオマーカーの標準化または比率が得られる。図16の右のグラフは、HNSCC TCGAデータセットからの同じバイオマーカーのRNASeq発現データである。表は、TCGAデータと比較した、ddPCR実験からの各バイオマーカーの発現の倍率変化中央値を示す。両方のデータセットは、癌で下方制御された同じ遺伝子(SH3BGRL2、KRT4およびEMP1)と、癌で上方制御された同じ遺伝子(LOXL2およびADAM12)を示す。ddPCRの結果はTCGAデータセットと一致しているが、変化の大きさは異なる。
図17、ddPCRスコアは、(上方制御された遺伝子の合計ログ)-(下方制御された遺伝子の合計ログ)の差を求めることによって癌を正常な試料から分離するために開発され、バイオマーカーを加えると、式は(logLOXL2+logADAM12)-(logSH3BGRL2+logEMP1+logKRT4)になる。左側のパネルは、正常な試料のddPCRスコアの横にプロットされた癌試料のddPCRスコアを示す。ddPCRカットオフスコア>0.24である場合、アッセイの特異度は95.4%、感度は85.7%である 右側のプロットは、受信者オペレーター特性(ROC)分析を示し、AUCは0.961、p=0.0003である。ddPCRからの特異度はTCGAデータセット(図2を参照)と同様であるが、感度は、おそらく試料サイズおよび遺伝子選択の違いに起因して、ddPCRからのほうがTCGAよりも低い。
実施例9-FFPE HNSCC組織試料におけるHPV16 E6およびE7発現
図18は、E6およびE7 HPV16発現と、FFPE HNSCC組織試料からのp16との間の相関を示す。上の表は、4つのp16陽性試料から取得した、HPV16 E6、E7およびハウスキーピング遺伝子KHDRBS1のddPCRコピー数/uLを示す。下の表は、10のp16陰性試料と、HPV16 E6、E7、ハウスキーピング遺伝子KHDRBS1のddPCRコピー数/uLの結果を示す。右側のプロットは、4つのp16陽性試料について、バイオマーカーの標準化されたddPCR比率をハウスキーピング遺伝子KHDRBS1で除算したものを示す。HPV16 E6とE7の両方の報告価値のあるコピー数/uLが「コールなし」よりも大きい試料の2つは、E6より約5倍大きいE7の標準化されたddPCR発現を示した。さらに、すべてのp16陰性試料も、調製および複製の両方で、ddPCRによるE6およびE7発現が陰性(コールなし)であった。IHCによるp16と、ddPCRによるE6またはE7発現との間には、非常に良好な全体的な一致がある(コーエンのカッパ=0.81)。
実施例10-RNAの単離および唾液試料における遺伝子発現
場合によっては、唾液を生物学的試料として使用することができる。図19は、唾液からのRNAの収量を示す。唾液試料は、DNA Genotek CP-190ヒトRNA収集装置を使用して収集された。試料収集の後、各試料を完全に混合し、50℃で2時間インキュベートし、処理されるまで試料を-20℃で保管した。処理する唾液の各アリコートに、試料量の1/10のDNA Genotek中和剤溶液(カタログ番号RELONN-5)を加えた。Roche High Pure RNAパラフィンキット(カタログ番号03 270 289 001)を使用してRNAを精製した。左側の表は、15の唾液RNA試料と、250μLの唾液試料調製から計算した、μg RNA/2mL唾液と、各唾液試料からのA260/A280比を示す。単離されたRNAのμgの中央値は5.8μgであり、A260/A280比の中央値は2.05であった。右側の散布図は、同じデータを箱ひげ形式で示し、ひげは最大と最小で、75パーセンタイルおよび25パーセンタイルの周りのボックスと中央値を通る線で示される。
図20は、図19の15の唾液RNA試料からの5つのバイオマーカーとハウスキーピング(HK)遺伝子RPL30の測定を示す。左のパネルは、15の唾液試料からの5つのバイオマーカー(LOXL2、SH3BGRL2、CRISP3、EMP1、およびKRT4)とハウスキーピング遺伝子RPL30のデュプレックスddPCRからのコピー数/μLを示す。バイオマーカーの分布は、0.38から650コピー/μLの範囲であった。右側のパネルは、各デュプレックスddPCRのハウスキーピング遺伝子であるべきである。ハウスキーピング遺伝子(RPL30)は平均して8~170コピー/μLであり、CV%は5種類のデュプレックスddPCR反応全体で6~27%であった。1つの試料は平均して1.3コピー/μL、CV%は57%であった。
図21は、TCGA RNASeqと比較した、唾液からの標準化されたddPCRを示す。左のグラフは、ハウスキーピング遺伝子RPL30に標準化されたバイオマーカーの発現を示す。バイオマーカーのコピー数/μLをハウスキーピング遺伝子RPL30のコピー数/μLでデュプレックスddPCR反応から除算すると、各試料のバイオマーカーの標準化または比率が得られる。HK遺伝子の平均が1.3コピー/uLである1つの試料、およびバイオマーカーが「コールなし」または1コピー/uL未満の試料は除外される。標準化されたddPCR発現の範囲は0.018~9.7=540倍であった。図21の右のグラフは、HNSCCデータセット中の「正常」からの同じバイオマーカーのRNASeq発現データである。表は、TCGAデータと比較したddPCR実験からの各バイオマーカーのLOXL2に対する発現の倍率増加中央値を示す。ddPCRによる唾液からの発現の倍率増加中央値は、TCGA(組織)データセットに類似する傾向があるが、変化の大きさは様々である。
実施例11-実施形態
本開示には、限定されるものではないが、以下の実施形態が含まれる。
A.1 個体において頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)に関連するバイオマーカーを検出する方法であって、
個体から試料を得るステップと;
表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子を含む遺伝子からの発現産物の量を測定するステップと
を含む、方法。
A.2 遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つを含む、前述の段落のいずれかに記載の方法。
A.3 遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1およびHSD17B6の少なくとも4つを含む、前述の段落のいずれかに記載の方法。
A.4 HPV E6遺伝子および/またはHPV E7遺伝子のうちの少なくとも1つからの発現産物の量を測定することをさらに含む、前述の段落のいずれかに記載の方法。
A.5 遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1およびHSD17B6の少なくとも4つ、ならびにHPV E6および/またはHPV E7遺伝子の少なくとも1つからの発現産物からなる、前述の段落のいずれかに記載の方法。
A.6 KHDRBS1、またはRPL30などの標準化遺伝子、または別の標準化遺伝子の量を測定することをさらに含む、前述の段落のいずれかに記載の方法。
A.7 測定するステップが、mRNAを測定することを含む、前述の段落のいずれかに記載の方法。
A.8 測定するステップが、イムノアッセイを含む、前述の段落のいずれかに記載の方法。
A.9 遺伝子のうちの少なくとも4つの発現を測定することを含む、前述の段落のいずれかに記載の方法。
A.10 試料が、血清、組織、FFPE、唾液または血漿を含む、前述の段落のいずれかに記載の方法。
A.11 発現レベルを正常な集団からの対照値と比較することを含む、前述の段落のいずれかに記載の方法。
A.12 個体における遺伝子発現と対照値との間の差異が、個体がHNSCCを有する可能性がある(すなわち、診断である)、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す、前述の段落のいずれかに記載の方法。
B.1 頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)において発現が増加または減少しているが、正常対照と比較してHNSCC疾患では発現していない少なくとも1つのマーカーを識別することを含む、個体においてHNSCCに関連するマーカーを識別する方法。
B.2 遺伝子が表4および/または表6中の遺伝子の1つの少なくとも1つ、および/またはCAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つを含む、B.1に記載の方法。
B.3 遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1およびHSD17B6の少なくとも4つを含む、B.1~B.2のいずれかに記載の方法。
B.4 HPV E6遺伝子および/またはHPV E7遺伝子のうちの少なくとも1つからの発現産物の量を測定することをさらに含む、B.1~B.3のいずれかに記載の方法。
B.5 遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1およびHSD17B6の少なくとも4つ、ならびにHPV E6および/またはHPV E7遺伝子の少なくとも1つからの発現産物からなる、B.1~B.4のいずれかに記載の方法。
B.6 KHDRBS1、またはRPL30などの標準化遺伝子、または別の標準化遺伝子の量を測定することをさらに含む、B.1~B.5のいずれかに記載の方法。
B.7 測定するステップが、mRNAを測定することを含む、B.1~B.6のいずれかに記載の方法。
B.8 測定するステップが、イムノアッセイを含む、B.1~B.7のいずれかに記載の方法。
B.9 遺伝子のうちの少なくとも4つの発現を測定することを含む、B.1~B.8のいずれかに記載の方法。
B.10 試料が、血清、組織、FFPE、唾液または血漿を含む、B.1~B.9のいずれかに記載の方法。
B.11 個体における遺伝子発現と対照値との間の差異が、個体がHNSCCを有する可能性がある(すなわち、診断である)、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す、B.1~B.10のいずれかに記載の方法。
C.1 個体から試料を得ることと;
表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子からの少なくとも1つの発現産物の量を測定することと;
試料における表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子の発現と、遺伝子の発現産物の対照値を比較することと
を含む、個体において頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)に対する易罹患性を検出する方法。
C.2 遺伝子がCAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つを含む、C.1に記載の方法。
C.3 遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1およびHSD17B6の少なくとも4つを含む、C.1~C.2のいずれかに記載の方法。
C.4 HPV E6遺伝子および/またはHPV E7遺伝子のうちの少なくとも1つからの発現産物の量を測定することをさらに含む、C.1~C.3のいずれかに記載の方法。
C.5 遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1およびHSD17B6の少なくとも4つ、ならびにHPV E6および/またはHPV E7遺伝子の少なくとも1つからの発現産物からなる、C.1~C.4のいずれかに記載の方法。
C.6 KHDRBS1、またはRPL30などの標準化遺伝子、または別の標準化遺伝子の量を測定することをさらに含む、C.1~C.5のいずれかに記載の方法。
C.7 測定するステップが、mRNAを測定することを含む、C.1~C.6のいずれかに記載の方法。
C.8 測定するステップが、イムノアッセイを含む、C.1~C.7のいずれかに記載の方法。
C.9 遺伝子のうちの少なくとも4つの発現を測定することを含む、C.1~C.8のいずれかに記載の方法。
C.10 試料が、血清、組織、FFPE、唾液または血漿を含む、C.1~C.9のいずれかに記載の方法。
C.11 個体における遺伝子発現と対照値との間の差異が、個体がHNSCCを有する可能性がある、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す、C.1~C.10のいずれかに記載の方法。
D.1 表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子の発現レベルを定量化する試薬を含む、個体において頭頸部扁平上皮癌(HNSCC)に関連するバイオマーカーを検出するための組成物。
D.2 少なくとも1つの遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つを含む、任意のD.1に記載の組成物。
D.3 少なくとも1つの遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも4つを含む、D.1~D.2に記載の組成物。
D.4 少なくとも1つのHPV E6および/またはE7の発現レベルを定量化する少なくとも1つの試薬をさらに含む、D.1~D.3のいずれかに記載の組成物。
D.5 少なくとも1つの遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも4つと、少なくとも1つのHPV E6および/またはE7からなる、D.1~D.4のいずれかに記載の組成物。
D.6 KHDRBS1、またはRPL30などの少なくとも1つの標準化遺伝子、または別の標準化遺伝子を測定するための少なくとも1つの試薬をさらに含む、D.1~D.5のいずれかに記載の組成物。
D.7 試薬がmRNAを検出する、D.1~D.6のいずれかに記載の組成物。
D.8 試薬がタンパク質を検出する、D.1~D.7のいずれかに記載の組成物。
D.9 試薬が、これらの遺伝子のいずれか1つの少なくとも1つのプライマーおよび/またはプローブを含み、少なくとも1つのプライマーおよび/またはプローブが検出可能部分で標識される、D.1~D.8のいずれかに記載の組成物。
D.10 個体における遺伝子発現と対照値との間の差異が、個体がHNSCCを有する可能性がある(すなわち、診断である)、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す、D.1~D.9のいずれかに記載の組成物。
E.1 前述の段落のいずれかに記載の組成物を含むキット。
E.2 少なくとも1つの遺伝子を測定するための、かつ/または値が対照値と異なるかどうかを決定するための説明書をさらに含む、E.1に記載のキット。
E.3 KHDRBS1、またはRPL30などの少なくとも1つの標準化遺伝子、または別の標準化遺伝子の少なくとも1つの陽性対照を含む、E.1~E.2のいずれかに記載のキット。
E.4 表4および/または表6中の遺伝子のいずれか1つの少なくとも1つの陽性対照をさらに含む、E.1~E.3のいずれかに記載のキット。
E.5 少なくとも1つの遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つを含む、E.1~E.4のいずれかに記載のキット。
E.6 少なくとも1つの遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも4つを含む、E.1~E.5のいずれかに記載のキット。
E.7 少なくとも1つの遺伝子が、少なくとも1つのHPV E6および/またはE7を含む、E.1~E.6のいずれかに記載のキット。
E.8 少なくとも1つの遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも4つと、少なくとも1つのHPV E6および/またはE7からなる、E.1~E.7のいずれかに記載のキット。
E.9 試薬が、これらの遺伝子のいずれか1つの少なくとも1つのプライマーおよび/またはプローブを含み、少なくとも1つのプライマーおよび/またはプローブが検出可能部分で標識される、E.1~E.8のいずれかに記載のキット。
E.10 個体における遺伝子発現と対照値との間の差異が、個体がHNSCCを有する可能性がある、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す、E.1~E.9のいずれかに記載のキット。
F.1 個体から試料を得ることと;
試料において表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子を含む遺伝子からの発現産物の量を測定することと;
試料における表4および/または表6中の少なくとも1つの遺伝子の発現を発現の対照値と比較することと;
個体における遺伝子発現と対照値との間の差異が、個体がHNSCCを有し得る(すなわち、存在の診断である)か、またはHNSCCを発症しやすい(すなわち、リスクが高い)ことを示す場合に、個体をHNSCCについて処置することと
を含む、HNSCCを処置する方法。
F.2 遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1またはHSD17B6の少なくとも1つを含む、F.1に記載の方法。
F.3 遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1およびHSD17B6の少なくとも4つを含む、F.1~F.2に記載の方法。
F.4 HPV E6遺伝子および/またはHPV E7遺伝子のうちの少なくとも1つからの発現産物の量を測定することをさらに含む、F.1~F.3のいずれかに記載の方法。
F.5 遺伝子が、CAB39L、ADAM12、SH3BGRL2、NRG2、COL13A1、GRIN2D、LOXL2、KRT4、EMP1およびHSD17B6の少なくとも4つ、ならびにHPV E6および/またはHPV E7遺伝子の少なくとも1つからの発現産物からなる、F.1~F.4のいずれかに記載の方法。
F.6 KHDRBS1、またはRPL30などの標準化遺伝子、または別の標準化遺伝子の量を測定することをさらに含む、F.1~F.5のいずれかに記載の方法。
F.7 測定するステップが、mRNAを測定することを含む、F.1~F.6のいずれかに記載の方法。
F.8 測定するステップが、イムノアッセイを含む、F.1~F.7のいずれかに記載の方法。
F.9 遺伝子のうちの少なくとも4つの発現を測定することを含む、F.1~F.8のいずれかに記載の方法。
F.10 試料が、血清、組織、FFPE、唾液または血漿を含む、F.1~F.9のいずれかに記載の方法。
F.11 発現レベルを正常な集団からの対照値と比較することを含む、F.1~F.10のいずれかに記載の方法。
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