KR101796874B1 - Method for Detecting or Determining Level of PIVKAII Based on Multiple Reaction Monitoring - Google Patents

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Abstract

Disclosed in the present invention are a method for accurately quantifying DCP used as a marker for liver cancer using MRM technology based on liquid chromatography mass spectrometry, and a method for monitoring the early diagnosis and treatment prognosis of liver cancer using the same. The method according to the present invention can diagnose liver cancer rapidly, economically, and accurately compared to conventional immunoassay.

Description

다중동시정량법을 이용한 PIVKAⅡ의 정량 또는 검출 방법 {Method for Detecting or Determining Level of PIVKAII Based on Multiple Reaction Monitoring}(Method for Detecting or Determining Level of PIVKAII Based on Multiple Reaction Monitoring)

본원은 간암 진단에 필요한 정보를 제공하기 위한, PIVKAⅡ의 정량분석 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quantitative analysis method of PIVKAII for providing information necessary for diagnosis of liver cancer.

간암은 전세계에서 다섯번째로 흔한 암이며 암 관련 사망 중 3번째 주요 원인으로, 이중 간세포암(Hepatocellular carcinoma)이 원발(primary) 간암의 90% 이상을 차지한다(Ferrin, G.; Aguilar-Melero, P.; Rodriguez-Peralvarez, M.; Montero-Alvarez, J. L.; de la Mata, M. Hepatic medicine : evidence and research 2015, 7, 1-10). 비록 HCC에 대한 연구가 계속되고 있고 그 증상이 잘 알려져 있지만, 상기 질병을 초기 단계에 진단하는 것은 여전히 어렵고 진단후 생존율이 매우 낮으며( Xiao, J. F. et al., Journal of proteome research 2012, 11, 5914-5923). 종양의 완전한 제거를 위해서는 수술치료가 필요하지만 수술이 가능한 경우도 10-20% 정도로 낮아, 간암 발생빈도가 높은 위험인자를 가진 환자에서의 조기진단이 임상적으로 중요하다. Hepatocellular carcinoma is the fifth most common cancer in the world and the third leading cause of cancer-related deaths. Hepatocellular carcinoma accounts for more than 90% of primary liver cancers (Ferrin, G .; Aguilar-Melero, P .; Rodriguez-Peralvarez, M .; Montero-Alvarez, JL; de la Mata, M. Hepatic medicine: evidence and research 2015, 7 , 1-10). Although studies on HCC continue and the symptoms are well known, it is still difficult to diagnose the disease at an early stage and the survival rate after diagnosis is very low (Xiao, JF et al., Journal of proteome research 2012, 11 , 5914-5923). Although surgery is necessary for complete removal of the tumor, the possibility of surgery is as low as 10-20%, so early diagnosis in patients with high risk factors for liver cancer is clinically important.

간암의 진단 방법으로는 초음파촬영, 전산화단 층촬영 및 자기공명영상과 같은 영상진단법이 유용하지만, 크기가 작은 종양의 검출이 어렵고 비용이 많이 드는 단점이 있다. 알파태아단백(alpha-fetoprotein, AFP)은 간암의 진단에 사용되어 온 혈청 진단마커이지만, 민감도가 약 50-60%에 불과하고, 알코올간염, 바이러스간염 및 간경화와 같은 양성 간질환에서도 AFP의 양이 증가되어서 특이도가 40- 50%로 낮다. 또한 PIVKAII도 간암 진단에 사용되는 진단마커이다. Diagnostic methods such as ultrasound, computed tomography, and magnetic resonance imaging are useful for diagnosis of liver cancer, but it is difficult to detect small - sized tumors and it is costly. Although alpha-fetoprotein (AFP) is a diagnostic marker used for the diagnosis of liver cancer, sensitivity is only about 50-60%, and even in positive liver diseases such as alcoholic hepatitis, viral hepatitis and liver cirrhosis, And the specificity is as low as 40-50%. PIVKAII is also a diagnostic marker used in the diagnosis of liver cancer.

기존의 PIVKAII를 정량하기 위한 대부분의 분석법은 항체를 기반으로 하여 단백질 수준에서 단백질과 항체의 친화력(affinity)을 이용하여 정량하는 방법이다. 통상적인 PIVKAII 분석법은 MU-3 세포주에 의해 생산된 단일클론 항체를 사용하며 9-10개의 Glu잔기를 가진 PIVKAII를 주로 탐지한다. 그런데 PIVKAII 레벨은 또한 비타민 K 결핍증이 있어 와파린을 복용하고 있는 환자 혈청에서도 증가한다. Most of the existing methods for quantifying PIVKAII are based on antibodies and quantify using protein and antibody affinity at the protein level. A typical PIVKAII assay uses a monoclonal antibody produced by the MU-3 cell line and mainly detects PIVKAII with 9-10 Glu residues. However, PIVKAII levels are also elevated in patients with vitamin K deficiency and taking warfarin.

2-9개의 Glu 잔기를 함유하는 비타민 K 결핍에 의해 유도된 PIVKAII는 또한 MU-3 항체와 일부 반응하여, 비-HCC인 개인에게서도 PIVKAII가 상승되어 탐지된다. 따라서 MU-3 항체를 기초로 하는 현재의 분석 방법에 의해 불필요한 치료를 하게 되거나 잘못된 치료로 유도할 수도 있다. 또한 항체 기반의 분석법의 경우, 비-특이적으로 결합하는 항-시약 항체(anti- reagent antibody)로 인해 정량성이 떨어지며, 일정 농도 이상 측정물질(analyte)가 존재하는 경우, 신호강도가 떨어지는 현상(high dose hook effect)이 발생하는 문제점이 있다.PIVKAII induced by vitamin K deficiency containing 2-9 Glu residues also partially reacts with the MU-3 antibody, leading to elevated PIVKAII in individuals who are not HCC. Thus, current analysis methods based on MU-3 antibodies may lead to unnecessary treatment or induce false therapy. In addition, antibody-based assays are less quantitative due to non-specifically binding anti-reagent antibodies, and when there is an analyte at a certain concentration or more, (high dose hook effect) occurs.

대한민국 공개특허 제10-2014-0057495호는 ‘측정 시약에서의 비특이 반응의 억제 방법’에 관한 것으로, 특정한 2가 금속 이온을 첨가하여 PIVKAII 및 프로트롬빈에 각각 특이적으로 결합하는 모노클로날 항체의 비특이적인 응집 반응을 억제시킴으로써 시료 중 PIVKAII를 특이적으로 측정하는 방법이 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0057495 relates to a method for inhibiting a non-specific reaction in a measuring reagent, which comprises adding a specific divalent metal ion to a monoclonal antibody specifically binding to PIVKAII and prothrombin, Discloses a method of specifically measuring PIVKAII in a sample by inhibiting nonspecific aggregation reaction.

대한민국 공개특허 제10-2015-0041620호는 ‘PIVKA-Ⅱ 측정 방법, 측정 시약 및 측정 키트’에 관한 것으로, 프로트롬빈 프래그먼트 F1 및 F2, 및 항 PIVKAII 항체를 이용하여 검체 중 PIVKA-Ⅱ를 측정하는 방법이 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-0041620 relates to a method for measuring PIVKA-II, a measuring reagent and a measurement kit, and a method for measuring PIVKA-II in a sample using prothrombin fragments F1 and F2 and anti-PIVKAII antibody .

그런데 이러한 방법들은 항체를 기초로 한 면역분석법에 근거한 것이지만, 양질의 항체를 구할 수 없는 경우이거나, 시간과 비용 등의 측면에서 면역분석법을 보완할 수 있는 PIVKAII 정량방법이 필요하다.However, these methods are based on antibody-based immunoassays. However, a method for quantifying PIVKAII that can complement the immunoassay method in terms of time and cost is needed.

본원에서 다중동시정량법을 이용한 PIVKA-Ⅱ의 정량분석 방법을 제공하고자 한다.The present invention provides a method for quantitative analysis of PIVKA-II using multiple simultaneous quantitation methods.

한 양태에서 본원은 간세포암을 포함하는 간질환의 진단 또는 예후에 필요한 정보를 제공하기 위하여, 상기 진단이 필요한 검체를 제공하는 단계; 상기 검체를 단백질분해효소로 처리하여 상기 검체에 포함된 단백질을 절단하는 단계; 상기 검체에 내부표준물질을 혼합하는 단계; 상기 혼합물에서 PIVKAII 단백질의 대상 펩타이드 및 내부표준물질에 대하여 MRM(Multiple Reaction Monitoring) 분석을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 대상 펩타이드에 대한 MRM 분석결과를 상기 내부표준물질의 분석결과로 표준화(Normalize)하여 상기 검체 시료 중의 PIVKAII의 양을 검출하는 단계; 및 상기 검출결과를 대조군 시료의 결과와 비교하는 단계를 포함한다. In one aspect, the present invention provides a method for diagnosing hepatocellular carcinoma, comprising the steps of: providing a sample requiring diagnosis; Treating the specimen with a protease to cleave the protein contained in the specimen; Mixing the internal standard material with the specimen; And performing an MRM (Multiple Reaction Monitoring) analysis on a subject peptide of the PIVKAII protein and an internal standard substance in the mixture, and normalizing the result of the MRM analysis of the subject peptide to the result of the analysis of the internal standard substance, Detecting the amount of PIVKAII in the specimen sample; And comparing the detection result with a result of the control sample.

본원에 따른 방법은 MRM 분석을 위해 PIVKAII 단백질에 대하여 최적의 대상펩타이드를 선정하였으며, 일 구현예에서 대상펩타이드는 ERECVEETCSY (아미노산 단문자로 표시)이다. The method according to the present invention selects an optimal target peptide for the PIVKAII protein for MRM analysis, in one embodiment the target peptide is ERECVEETCSY (indicated by amino acid single letter).

본원에 따른 방법에서 상기 내부표준물질은 상기 대상 펩타이드와 동일한 아미노산 서열을 가지나, 내부표준물질을 구성하는 하나 이상의 아미노산의 질량이 상기 대상 펩타이드의 아미노산 질량과 상이한 펩타이드로 정량 및 검증을 위해 사용된다. In the method according to the present invention, the internal standard material has the same amino acid sequence as the subject peptide, but the mass of one or more amino acids constituting the internal standard is different from the amino acid mass of the subject peptide.

본원에 따른 방법은 특히 혈장, 혈청 또는 전혈을 사용하여 수행될 수 있어 편리성이 증대된다. The method according to the present invention can be carried out in particular using plasma, serum or whole blood, thus increasing convenience.

본원에서 PIVKAII의 양(농도 또는 레벨)이 정상검체, 만성 간염 검체 및 간경화 및 간암으로 진행될수록 증가하며, 따라서 대조군으로는 정상 검체, 만성 간염 검체, 및/또는 간경화 검체가 사용될 수 있으며, 또는 정상 검체, 만성 간염 검체, 및 간경화 검체 중 하나 이상의 사용될 수 있으며, 상기 대조군과의 비교하여, 상기 검체의 PIVKAII 양이 증가한 경우, 상기 검체를 간암으로 판별하는 단계를 추가로 포함한다.As the amount (concentration or level) of PIVKAII in the present invention increases with the progression to normal specimens, chronic hepatitis specimens and cirrhosis and liver cancer, a normal specimen, a chronic hepatitis specimen, and / or a cirrhotic specimen can be used as a control group, The method further comprises the step of discriminating the specimen as liver cancer when at least one of a specimen, a chronic hepatitis specimen, and a cirrhosis specimen can be used and the amount of PIVKAII of the specimen is increased as compared with the control specimen.

본원에 따른 방법에서 PIVKAII의 양을 결정하는 단계는 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 예를 들면 이미 알려진 농도의 PIVKAII 대상 펩타이드를 포함하는 검체를 이용한 표준농도곡선을 이용하여 결정될 수 있다. 또한 정량을 위해 내부표준물질을 이용하여 수득된 수치로 검체에서 수득한 수치를 노말라이즈한다. The step of determining the amount of PIVKAII in the method according to the present invention can be carried out in various ways, for example, using a standard concentration curve using a sample containing a known concentration of PIVKAII target peptide. The values obtained in the samples are normalized to the values obtained using internal standard materials for quantification.

본원에 따른 MRM 분석을 위해 대상펩타이드 및 내부표준물질의 전구펩타이드이온 Q1 값, 생성물 펩타이드 이온 Q3 값을 모니터링하고, 상기 Q1/Q3 transition에 대한 최적 CE (Collision Energy) 값이 사용되며, 최적의 CE는 디폴트 CE를 이용해서 결정될 수 있다. For the MRM analysis according to the present invention, the values of the precursor peptide ion Q1 and the product peptide ion Q3 of the target peptide and the internal standard substance are monitored, and an optimum CE (collision energy) value for the Q1 / Q3 transition is used. Can be determined using the default CE.

본원에 따른 방법에 사용될 수 있는 단백질 분해효소는 중성 pH에서 작용하는 중성 단백질분해효소로 예를 들면 카이모트립신, 트립신, Lyc-C, Asp-N 또는 Glu-c 중 하나 이상을 포함하나 이로 제한하는 것은 아니다. The proteolytic enzymes that can be used in the method according to the present invention are neutral proteases which function at neutral pH and include, but are not limited to, one or more of, for example, chymotrypsin, trypsin, Lyc-C, Asp-N or Glu- It is not.

본원에 따른 방법에서 예후 측정은 간암 치료 후 회복 여부를 판단하는 것을 포함한다. Prognostic measures in the method according to the present invention include determining whether the liver cancer has recovered after treatment.

본원에 따른 방법은 간암 진단 마커인 PIVKAII의 대상 펩타이드로 ERECVEETCSY를 선정하고, 이를 액체크로마토그래피 질량분석기반의 MRM(Multiple Reaction Monitoring)을 이용하여 PIVKAII를 정확하게 정량할 수 있다. The method according to the present invention can select the ERECVEETCSY as a target peptide of PIVKAII, which is a marker of liver cancer, and accurately quantify PIVKAII using MRM (Multiple Reaction Monitoring) based on liquid chromatography mass spectrometry.

본원에 따른 방법은 상기 정량이 필요한 다양한 질환의 진단에 사용될 수 있으며, 진단에 필요한 시간이 짧고, 여러 명의 환자를 동시에 스크리닝할 수 있음을 물론 높은 변별력으로 특히 간암 여부를 진단할 수 있다. 이는 기존의 PIVKAII 정량법에 비해 신속하고 경제적이며 정확성있게 간암을 진단할 수 있어 시간 및 비용 측면에서 잇점을 가진다.The method according to the present invention can be used for diagnosing various diseases requiring the above-mentioned quantitation, shortens the time required for diagnosis, can screen multiple patients at the same time, and diagnoses liver cancer particularly with high discriminating power. This is advantageous in terms of time and cost because it can diagnose hepatocellular carcinoma rapidly, economically and accurately compared to conventional PIVKAII assay.

도 1은 본원의 일 구현예에 따른 인간 혈청에 있는 PIVKAII 정량에 필요한 대리(surrogate) 펩타이드를 결정하는 도식도이다. (A) 실리코 다이제스쳔에서 얻은 모든 펩타이드로부터, 대리 펩타이드를 선택하기 위하여 기준에 의거하여 여과를 수행하였다. PIVKAII의 농도를 나타내는 한 개의 키모트립신 분해 펩타이드를 선택하였다. (B) Gla 도메인은 프로트롬빈의 N-말단 부위에 존재한다. 10개의 글루타메이트 잔기(Glu, E)를 함유하는 Gla 도메인에서, HCC 환자에서는 변이가 가능한 수 만큼의 Glu가 Gla로 전환하였다. 두 개의 트립신 분해 펩타이드(청색) 및 세 개의 키모트립신 분해 펩타이드(적색)을 MRM-MS 분석법을 사용하여 실험적으로 조사하였다.
도 2a 및 2b는 혼합(Pooled) 혈청에서 대상 PIVKAII 펩타이드에 대한 역 반응 커브를 나타낸 것이다. 다양한 농도(6.10 - 100,000 fmol)에서 혈청 기질 내로 스파이크된 heavy 펩타이드를 사용하여 MRM-MS 분석의 선형성(linearity)을 결정하였다. 선형성 및 정밀도(precision)를 위한 만족할 만한 농도에 대해 105 배에 걸친 농도 이상 범위까지 관찰하였다. 도 2a는 대수 플랏(logarithmic plot)으로 모든 전이 이온에 대한 5회 반복 실험 값의 평균으로 계산한 피크 면적을 나타낸다. 도 2b는 4개의 전이 이온중에서 상관관계(= 0.9842)가 좋게 나타난 b8 이온을 사용하여 PIVKAII 농도를 계산한 칼리브레이션 또는 농도 표준곡선이다. b8 이온의 LOD 및 LOQ는 각각 0.30 nM 및 0.63 nM로 계산되었다. 개별 농도 포인트는 5회 반복 실험의 평균으로 플랏하였다(검정색으로 나타나 있음); 에러 바는 5회의 표준편차(SD)이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른, 5개 환자군에서의 MRM-MS 분석법을 사용하여 PIVKAII 농도를 비교한 것으로, 도 3a는 PIVKAII 수준이 질환의 진행에 근거하여 상승되었다는 것을 나타내고, 이는 각 군 PIVKAII의 발현을 나타내는 데이터에 대한 통계적 평가를 뒷받침해준다. HCC 군 대 정상군, 만성 간염군 및 간 경화군에서의 PIVKAII의 발현은 상당히 달랐다(P < 0.0001). 그러나 HCC 및 회복군 사이에는 특별한 차이점이 관찰되지 않았다(P = 0.3901). 상자 경계, 25% 및 75% 사분위수; 중간 수평선, 평균; 수염, 사분범위 1.5배 이상 수치에 대한 사분위수 경계; 적색 아스트리스크, 이상값(outlier); 청색선, 평균치 연결선을 나타낸다. 도 3b는 HCC군 대 다른 군(정상 대조군, 만성 간염군, 간 경화군, 및 회복군) 참가자의 AUROC. HCC군 대 정상 대조군, 만성 간염군, 간 경화군, 및 회복군의 AUROC 값은 각각 0.870, 0.766, 0.740 및 0.706로 계산되었다. AUROC는 또한 95% 신뢰구간(CI)을 가진 것으로 나타났다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 면역분석 및 MRM-MS 분석 간의 PIVKAII 수준의 비교를 나타낸 것이다. 도 4a는 AUROC는 95% 신뢰구간을 가진 것으로 나타났다. 면역분석 및 MRM-MS 분석의 AUROC 수치는 각각 0.764, 0.706이었다. 도 4b는 MRM-MS(x축) 대 면역분석(y축)으로 측정된, HCC군 및 회복군에서의 PIVKAII 농도에 대한 데밍 회귀 분석. 실선 및 점선은 각각 균등선(y=x) 및 95% 제한선을 나타낸다. 도 4c는 Unity(회색 실선), 중위 차 (mean difference)(검정 실선) 및 95% limit agreement (검정 점선)를 나타내는 Bland-Altman 플랏으로 두 가지 방법이 mean 대하여 차이가 있으나 서로 연관성이 있음을 나타낸다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른, triple quardrupole 질량분석의 원리를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 간세포암 검체를 이용한 MRM 분석에서 Skyline software를 이용하여 대상 펩타이드(endogenous peptide) 및 내부표준물질(heavy labelled peptide) transition을 각각 peak area 로 환산한 후, heavy peptide area 값으로 노말라이즈하여 분석한 결과를 나타낸다.
도 7은 대상 펩타이드 선정, MRM-MS 분석 최적화 및 기존의 면역방법과의 비교를 포함하는 본원에서 수행된 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
1 is a schematic diagram for determining the surrogate peptide required for quantification of PIVKAII in human serum according to one embodiment of the present invention. From all the peptides obtained in (A) in silico digestes, filtration was performed according to the criteria to select the surrogate peptides. One chymotrypsin digesting peptide representing the concentration of PIVKAII was selected. (B) The Gla domain is present at the N-terminal part of the prothrombin. In the Gla domain containing 10 glutamate residues (Glu, E), as many as possible mutated Glu were converted to Gla in HCC patients. Two trypsin digesting peptides (blue) and three chymotrypsin digesting peptides (red) were investigated experimentally using the MRM-MS assay.
Figures 2a and 2b show the reverse reaction curves for the subject PIVKAII peptide in pooled serum. The linearity of the MRM-MS analysis was determined using heavy peptides spiked into the serum matrix at various concentrations (6.10 - 100,000 fmol). Over the range of concentrations over 10 5 times for satisfactory concentrations for linearity and precision were observed. Figure 2a shows the peak area calculated as the mean of 5 replicate experiments for all transition ions in a logarithmic plot. FIG. 2B is a calibrated or concentration standard curve in which the concentration of PIVKAII is calculated using b8 ions having a good correlation (= 0.9842) among the four transition ions. The LOD and LOQ of the b8 ion were calculated to be 0.30 nM and 0.63 nM, respectively. Individual concentration points were plated as an average of 5 replicates (shown in black); The error bar is 5 standard deviations (SD).
Figure 3 compares PIVKAII levels using the MRM-MS assay in a five-patient group, according to one embodiment of the present invention, wherein Figure 3A shows that PIVKAII levels were elevated based on disease progression, Supporting a statistical evaluation of data representing the expression of PIVKAII. The expression of PIVKAII in the HCC group versus normal group, chronic hepatitis group, and hepatocyte group was significantly different (P <0.0001). However, no significant difference was observed between the HCC and the recovery group (P = 0.3901). Box boundaries, 25% and 75% quartiles; Median horizon, mean; Beard, quartile boundary for numbers greater than 1.5 times the quadrant; Red Astris, outliers; Blue line, and average connecting line. Figure 3b shows the results of the AUCCs of participants in the HCC group versus the other groups (normal control, chronic hepatitis group, liver hardening group, and recovery group). The AUROC values of HCC group versus normal control group, chronic hepatitis group, liver hardening group and recovery group were calculated as 0.870, 0.766, 0.740 and 0.706, respectively. AUROC was also found to have a 95% confidence interval (CI).
Figure 4 shows a comparison of PIVKAII levels between an immunoassay and an MRM-MS assay according to one embodiment of the invention. Figure 4a shows that AUROC has a 95% confidence interval. The AUROC values of the immunoassay and MRM-MS analyzes were 0.764 and 0.706, respectively. Figure 4b is a Deming regression analysis of PIVKAII concentration in the HCC group and in the recovery group, as measured by MRM-MS (x-axis) versus immunoassay (y-axis). The solid and dashed lines represent the even line (y = x) and the 95% limit line, respectively. Figure 4c shows the Bland-Altman plot showing the Unity (gray solid line), the mean difference (black solid line), and the 95% limit agreement (black dotted lines) .
5 is a graphical representation of the principle of triple quadrupole mass spectrometry, in accordance with one embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows the results of MRM analysis using hepatocellular carcinoma samples according to one embodiment of the present invention. The transition between the endogenous peptide and the heavy labeled peptide was converted to a peak area using Skyline software, area value and shows the result of analysis by normalization.
Figure 7 is a schematic representation of the procedures performed here including selection of the subject peptide, MRM-MS analysis optimization and comparison with existing immunization methods.

본원은 간암 진단용 바이오마커로 알려진 PIVKAII를 액체 크로마토그래피 기반의 MRM(Multiple Reaction Monitoring Mass Spectrometry)를 이용하여 정확하게 정량할 수 있다는 발견에 근거한 것이다. The present invention is based on the discovery that PIVKAII, known as a biomarker for the diagnosis of liver cancer, can be accurately quantified using liquid chromatography-based MRM (Multiple Reaction Monitoring Mass Spectrometry).

이에 한 양태에서 본원은 간질환 진단에 필요한 정보를 제공하기 위하여, 간질환의 진단 또는 예후에 필요한 정보를 제공하기 위하여, 간질환의 진단이 필요한 검체를 제공하는 단계; 상기 검체를 단백질분해효소로 처리하여 상기 검체에 포함된 단백질을 절단하는 단계; 상기 검체에 내부표준물질을 혼합하는 단계; 상기 혼합물에서 PIVKAII 단백질의 대상 펩타이드 및 내부표준물질에 대하여 MRM(Multiple Reaction Monitoring) 분석을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 대상 펩타이드에 대한 MRM 분석결과를 상기 내부표준물질의 분석결과로 표준화(Normalize)하여 상기 검체 시료 중의 PIVKAII의 양을 검출하는 단계; 및 상기 검출결과를 대조군 시료의 결과와 비교하는 단계를 포함하며, 상기 대상 펩타이드는 ERECVEETCSY이며, 상기 내부표준물질은 상기 대상 펩타이드와 동일한 아미노산 서열을 가지나, 내부표준물질을 구성하는 하나 이상의 아미노산의 질량이 상기 대상 펩타이드의 아미노산 질량과 상이하며, 상기 MRM 분석은 전구펩타이드 이온 Q1 값, 생성물 펩타이드 이온 Q3 값 및 CE 값을 모니터링하는 것인, PIVKAII 단백질 검출 또는 정량 방법에 관한 것이다. In one embodiment, the present invention provides a method for diagnosing liver disease, comprising the steps of: providing a sample requiring diagnosis of liver disease to provide information necessary for diagnosis or prognosis of liver disease; Treating the specimen with a protease to cleave the protein contained in the specimen; Mixing the internal standard material with the specimen; And performing an MRM (Multiple Reaction Monitoring) analysis on a subject peptide of the PIVKAII protein and an internal standard substance in the mixture, and normalizing the result of the MRM analysis of the subject peptide to the result of the analysis of the internal standard substance, Detecting the amount of PIVKAII in the specimen sample; And comparing the result of the detection with a result of a control sample, wherein the subject peptide is ERECVEETCSY, the internal standard substance has the same amino acid sequence as the subject peptide, but the mass of one or more amino acids constituting the internal standard substance Is different from the amino acid mass of the subject peptide, and the MRM assay monitors the progenitor peptide ion Q1 value, the product peptide ion Q3 value, and the CE value.

본원에서 정량의 대상이 되는 PIVKAII(protein induced by vitamin K absence/antagonist-II)는 응고단백질인 프로트롬빈의 합성 과정에서 비정상적으로 생성되는 프로트롬빈 전구체로, DCP(Des-gamma carboxyprothrombin)라고도 불린다. 정상 상태에서는 간에서 프로트롬빈 전구체의 아미노말단의 10개의 글루탐산(Glu)이 비타민 K 의존 카르복실라아제에 의해 감마-카르복시글루탐산(Gla)으로 변환되나, 감마-글루타밀카르복실화의 손상으로 인해 10개의 Glu의 전부 또는 일부가 Gla로 변환되지 못한 경우 이상프로트롬빈이 혈액으로 분비되며, 이것을 PIVKAII 라고 한다. Gla로 전환되지 않은 Glu 잔기의 수가 달라짐에 따라, PIVKAII는 1 내지 10 범위내의 다양한 수의 Glu 잔기를 가진 혼합물로 존재하며 이러한 아미노산 잔기 차이에 근거하여 정상트롬빈과 구분할 수 있다. PIVKAII (protein induced by vitamin K absence / antagonist-II) is a prothrombin precursor abnormally produced during the synthesis of prothrombin, a coagulation protein, and is also called des-gamma carboxyprothrombin (DCP). In the steady state, 10 glutamic acid (Glu) at the amino terminal of the prothrombin precursor in the liver is converted to gamma-carboxyglutamic acid (Gla) by vitamin K-dependent carboxylase, but due to damage of gamma- glutamylcarboxylation, If all or a portion of the Glu are not converted to Gla, the abnormal prothrombin is secreted into the blood, which is called PIVKAII. As the number of Glu residues not converted to Gla varies, PIVKAII exists as a mixture with varying numbers of Glu residues ranging from 1 to 10 and can be distinguished from normal thrombin based on these amino acid residue differences.

본원에 따른 방법에서 바이오마커는 또는 진단 마커(diagnosis marker)는 간암 또는 간질환이 발생한 환자를, 정상군, 간염군, 간경화군, 또는 적절한 간암치료를 받은 환자(또는 회복군)와 구분하여 진단할 수 있는 물질로, 대조군 검체에 비하여 간암이 발생한 환자 유래의 시료 특히 혈액에서의 농도 변화를 나타내는 단백질, 또는 상기 단백질 유래의 펩타이드를 말하며, PIVKAII가 사용된다. In the method according to the present invention, the biomarker or the diagnosis marker distinguishes a patient suffering from liver cancer or liver disease from a normal group, a hepatitis group, a liver cirrhosis group, or a patient (or a recovery group) A sample derived from a patient suffering from liver cancer as compared with a control specimen, that is, a protein showing a concentration change in blood, or a peptide derived from the protein, and PIVKAII is used.

본원에 따른 방법에서 PIVKAII는 질량분석법 또는 질량 스펙트로메트리(Mass spectrometry) 기반의 기술을 이용하여 정량 또는 검출될 수 있으며, 예를 들면 (Kim, et al. 2010 J Proteome Res. 9: 689-99; Anderson, L et al. 2006. Mol Cell Proteomics 5: 573-88.)를 참조할 수 있다. In the method according to the present invention, PIVKAII can be quantified or detected using mass spectrometry or mass spectrometry based techniques, for example (Kim, et al. 2010 J Proteome Res. 9: 689-99 ; Anderson, L et al . 2006. Mol Cell Proteomics 5: 573-88.

본원에 따른 일 구현예에서는 표적화된 MS 기술인 MRM (Multiple Reaction Monitoring)이 사용된다. 특히 이온을 4개의 전극주로 구성되는 사중 양극에 유도하여 질량/전하 (m/z)비율에 따라 분석하는 방식의 예를 들면 Triple Quadrupole (Q1, Q2, Q3) LC-MS/MS (예를 들면 QTRAP®시스템)를 이용한 다중반응모니터링 (Multiple reaction monitoring, MRM) 기술이 사용된다. MRM은 생체 시료 중에 존재하는 미량의 바이오마커와 같은 표지 물질을 정량적으로 정확하게 다중 측정할 수 있는 MS 방법으로 특정 m/z의 펩타이드 만을 통과시켜서 필터 역할을 수행하는 제1 질량필터 (Q1)를 이용하여, 이온화원 (ionization source)에서 생성된 이온 단편(펩타이드)들 중 전구이온 또는 모이온을 선택적으로 충돌관(Q2)으로 전달한다. 이어 충돌관에 도달한 전구이온은 내부 충돌기체와 충돌하여, 쪼개져 다양한 길이의 펩타이드 단편인 산물이온 (Product ion) 또는 딸이온을 생성한 후 제2 질량 필터 (Q3)로 보내져 여기서 특정 m/z의 펩타이드 단편이 선별되고, 검출기에서 디지탈 시그널로 전환되어 피크 크로마토그램(peak chromatogram)으로 보여지게 된다(도 5). 이런 방식으로 목적하는 성분의 정보만을 검출할 있는 선택성 및 민감도가 높은 분석방법이다. 예를 들면 Gillette et al., 2013, Nature Methods 10:28-34에 기재된 것을 참조할 수 있다.In one embodiment according to the present application, a Multiple Reaction Monitoring (MRM), which is a targeted MS technology, is used. Particularly, for example, a triple quadrupole (Q1, Q2, Q3) LC-MS / MS (for example, a triple quadrupole Multiple reaction monitoring (MRM) technology using QTRAP® system is used. MRM is a MS method capable of quantitatively and precisely measuring multiple markers such as a small amount of biomarkers existing in a biological sample, and uses a first mass filter (Q1) that passes through only a specific m / z peptide and acts as a filter , And selectively transfers the precursor ion or the parent ion among the ion fragments (peptides) generated in the ionization source to the collision tube (Q2). The precursor ions reaching the collision tube collide with the internal collision gas and are split to produce product ions or daughter ions of various lengths, which are then sent to the second mass filter Q3 where a specific m / z Is selected and converted to a digital signal at the detector to be seen as a peak chromatogram (Figure 5). In this way, it is a selective and sensitive analytical method that can detect only the information of a desired component. See, for example, Gillette et al., 2013, Nature Methods 10: 28-34.

본원에 따른 방법에서 검체 시료의 PIVKAII의 MRM 분석을 위해 검체는 단백질 분해효소 (protenase, peptidase)로 처리되어 절단 또는 분해된다. 그 결과 전장 단백질이 잘려저 다양한 길이의 단편이 생성될 수 있다. 본원에 따른 방법에 사용되는 단백질 분해효소는 pH7-8에서 활성을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않는다. In the method according to the present invention, the sample is treated with proteinase (protease, peptidase) for cleavage or degradation for PIVKAII analysis of the sample. As a result, full-length proteins can be cleaved and fragments of various lengths can be generated. The proteolytic enzyme used in the method according to the present invention is not particularly limited as long as it has an activity at pH 7-8.

공지된 다양한 단백질 분해효소가 사용될 수 있으며, 예를 들면 MEROPS 데이터베이스 (http://merops.sanger.ac.uk/cgi-bin/pathway_index)에서 검색을 할 수 있으며, 시중에서 구입이 가능하다. 단백질 분해효소 다양한 기준으로 분류 될 수 있으며 예를 들면 촉매잔기 또는 활성을 갖는 적정 pH에 따라 분류될 수 있다. A variety of known proteolytic enzymes can be used, for example, searching in the MEROPS database (http://merops.sanger.ac.uk/cgi-bin/pathway_index) and commercially available. Proteolytic enzymes can be classified on a variety of criteria and can be classified, for example, according to the appropriate pH with catalytic residues or activity.

본원에 따른 일 구현예에서 본원에 따른 방법에 사용될 수 있는 단백질 분해효소는 중성(Neutral) pH에서 작용하는 중성 단백질분해효소이다. 이러한 단백질 분해효소는 예를 들면 카이모트립신, 트립신, Lys-C, Asp-N 및 Glu-C를 포함하나 이로 제한하는 것은 아니다. 카이모트립신은 소수성 잔기 (tryptophan, tyrosin, phenyalalnine, leucine, methionine)의 카복시 말단 측을 자르며, 트립신은 라이신 및 알지닌의 카복시 말단 측을 자르며 pH 7-8에서 활성을 가진다. Lys-C는 라이신 잔기의 카복시 말단 측을 자르며, pH 7-9에서 활성을 가지며, Asp-N는 아스파르트산의 아미노 말단 측을 자르며, pH 4-9에서 활성을 가진다. Glu-C는 아스파르트산 및 글루탐산의 카복시 말단 측을 잘라내고, pH 4-9에서 활성을 가진다. The proteolytic enzyme that may be used in the method according to the invention in one embodiment according to the present application is a neutral proteolytic enzyme that acts at a neutral pH. Such proteolytic enzymes include, but are not limited to, chymotrypsin, trypsin, Lys-C, Asp-N and Glu-C. Chymotrypsin cleaves the carboxy terminal side of hydrophobic residues (tryptophan, tyrosine, phenyalalnine, leucine, methionine), and trypsin cleaves carboxy terminal side of lysine and arginine and has activity at pH 7-8. Lys-C cleaves the carboxy terminal side of the lysine residue, has activity at pH 7-9, Asp-N cleaves the amino terminal side of aspartic acid, and has activity at pH 4-9. Glu-C cleaves the carboxy terminal side of aspartic acid and glutamic acid, and has activity at pH 4-9.

본원에 따른 방법에서, 검체 시료에서 PIVKAII의 대상 펩타이드에 대해 MRM 분석을 수행한다. In the method according to the invention, MRM analysis is performed on the subject peptide of PIVKAII in a sample of the sample.

대상 펩타이드는 분석 대상의 전체 단백질 서열 중, MRM 분석에 사용되는 일부 서열로, 단백질의 전체 서열 중 일정 조건 예를 들면 분석 대상 단백질에 대한 대표성, 변형가능 여부, MRM 분석에 적합한 길이 등과 같은 조건을 만족하는 최적의 대상 펩타이드가 선정될 수 있다. 예를 들면 아미노산의 길이가 6 - 30개의 길이를 가지는 펩타이드를 선별한다. 상기 범위보다 너무 길이가 짧으면 선택성이 떨어지고, 너무 길면 민감도가 떨어지게 된다. 아울러 메티오닌, 시스테인, 트립토판은 산화와 같이 화학적 변형이 쉬워, 선정시 제외시킨다. The target peptide is a partial sequence used for the MRM analysis among the entire protein sequence to be analyzed. The target peptide is a condition in which the entire sequence of the protein is represented by a certain condition, for example, The optimal target peptide to be satisfactory can be selected. For example, a peptide having a length of 6 to 30 amino acids is selected. If the length is shorter than the above range, the selectivity is deteriorated. If the length is too long, the sensitivity is lowered. In addition, methionine, cysteine, and tryptophan are easily excluded because they are easy to chemically modify, such as oxidation.

본원에 따른 일구현예에서는 도 1b에 기재된 바와 같이 Skyline software를 이용해서 프로트롬빈의 전체 서열을 키모트립신으로 in silico 로 자른 후 아미노산의 길이가 6 - 30 개 잔기로서 메티오닌 잔기를 포함하지 않는 펩타이드를 1차 선정하였다. 이 중에서 서열이 N 말단의 Gla 영역에 포함되어 있으면서 글루탐산 잔기를 포함하고 있는 3개 펩타이드를 선정하였고, Glu잔기가 Gla 잔기로 변형될 수 있는 모든 경우의 수의 펩타이드 서열을 생성하고 실제 간암환자에서의 면역반응법 분석을 통해 이미 알고 있는 PIVKAⅡ농도의 임상수치와 높은 연관성이 있는 펩타이드를 분석물질로 선정할 수 있다. In one embodiment according to the present invention, the entire sequence of prothrombin is cut into in silico with chymotrypsin using Skyline software as shown in Fig. 1B, and a peptide having 6 to 30 amino acid residues and no methionine residue is added to 1 The tea was selected. Of these, three peptides containing glutamic acid residues were selected, while the sequence was contained in the Gla region at the N-terminus, and all the peptide sequences of the Glu residues were transformed into Gla residues, , We can select peptides that are highly related to the known PIVKA II concentration.

본원에 따른 일 구현예에서 3개의 키모트립신 분해 펩타이드 즉 EEVRKGNL, ERECVEETCSY, 또는 ESSTATDVF갸 PIVKAII의 대상 펩타이드로 사용될 수 있다. 특히, 본원의 일 구현예에서 ERECVEETCSY가 PIVKAII의 대상 펩타이드로 사용하여, 이를 이용할 경우, 높은 정확도와 민감도로 간암의 진단이 가능하다. May be used as the subject peptide of three chymotrypsin digesting peptides, EEVRKGNL, ERECVEETCSY, or ESSTATDVF PIVKAII in one embodiment according to the present application. In particular, in one embodiment of the present invention, when ERECVEETCSY is used as a target peptide of PIVKAII, it is possible to diagnose liver cancer with high accuracy and sensitivity.

본원에 따른 방법에서는 내부표준물질 (heavy peptide)가 또한 사용된다. 모든 시료에 같은 양의 Heavy peptide를 넣어주기 때문에 전체 분석 결과에 대한 normalization 및 검출되는 대상 펩타이드가 실제 분석 대상 단백질유래인지 검증을 위한 것이다. 내부표준물질은 상술한 대상 펩타이드와 동일한 아미노산 서열을 가지나, 내부표준물질을 구성하는 하나 이상의 아미노산 질량이 상기 대상 펩타이드의 아미노산 질량과 상이하나, 서열이 서로 같기 때문에, 소수성이 서로 동일해서, LC-column (C18 resin) 상에서 동일한 retention time에 용출되므로, 이를 통해서 확인될 수 있다. In the method according to the invention, a heavy peptide is also used. The same amount of heavy peptide is added to all samples, so normalization of the whole assay results and verification of the target peptide to be detected are based on the actual analyte protein. The internal standard substance has the same amino acid sequence as the above-mentioned subject peptide, but the mass of at least one amino acid constituting the internal standard substance is different from the amino acid mass of the subject peptide, but since the sequences are the same, column (C18 resin) at the same retention time.

본원에 따른 일구현예에서 내부표준물질은 이를 구성하는 하나 이상의 아미노산은 방사성 동위원소 예를 들면 13C 또는 15N로 또는 이들의 혼합물에 의해 표지화될 수 있다. In one embodiment according to the present disclosure, the internal standard material may be labeled with one or more amino acids constituting it by a radioactive isotope such as 13 C or 15 N, or a mixture thereof.

본원에 따른 일 구현에에서 대상 펩타이드는 ERECVEETCSY, EEVRKGNL, 또는 ESSTATDVF이고, 내부표준물질은 이와 동일한 서열을 가지는 펩타이드로 하나 이상의 아미노산, 특히 C 말단의 Y 잔기의 탄소 또는 질소가 방사선 동위원소 13C 또는 15N로 표지화된다.In one embodiment according to the present target peptides ERECVEETCSY, EEVRKGNL, or ESSTATDVF, and the internal standard is this at least one amino acid in a peptide having the same sequence, in particular a carbon or nitrogen of the Y moiety of the C-term radioisotopes 13 C or 15 &lt; / RTI &gt;

본원에 따른 방법에 사용되는 다중동시정량법은 검체 내 PIVKAII의 대상 펩타이드에 대한 질량분석, 특정 펩타이드이온 검출, 표준내부물질을 사용, 이들 간의 상대적 농도변화의 비율을 계산하여, 생리 상태에서의 특정 단백질 또는 펩타이드의 양을 정량 분석할 수 있으며, 현재까지 PIVKAII에 적용된 적은 없다.The multiple simultaneous assays used in the method according to the present invention are based on mass spectrometry of the subject peptide of PIVKAII in a sample, detection of a specific peptide ion, using a standard internal substance, calculating the ratio of the relative concentration change between them, Or the amount of peptide can be quantitatively analyzed and has never been applied to PIVKAII until now.

본원에 따른 방법에서 MRM 분석은 내부표준물질 및 대상 펩타이드에 대하여 Q1 및 Q3 값을 모니터링하여 수행될 수 있으며, 가장 높은 시그널을 나타내는 Q1/Q3 transition 및 최적의 CE(Collison Energy) 값이 사용될 수 있다. MRM-MS에서 높은 민감도를 위해서는 transition 특이적으로 파라미터를 세밀하게 조절하는 것이 중요하며, 일 구현예에서 펩타이드 절편화 과정에서 적용되는 CE 값이 최적화 되며, 최적화 방법은 본원의 실시예의 기재를 참고하여 선정될 수 있다. In the method according to the present invention, the MRM analysis can be performed by monitoring the Q1 and Q3 values for the internal reference material and the target peptide, and the Q1 / Q3 transition and the optimal Collison Energy (CE) value representing the highest signal can be used . For high sensitivity in MRM-MS, it is important to fine-tune the parameters in a transition-specific manner. In one embodiment, the CE value applied in the peptide segmentation process is optimized, and the optimization method is described in detail in the description of the embodiments of the present invention Can be selected.

본원에 따른 일 구현예에서 내부표준물질 및 대상 펩타이드에 대하여 Q1 및 Q3 값, 및 각 transition에 대한 최적화된 CE는 다음의 표 1과 같다. 표 1의 수치 중에서 이 중 특히 검출 한계가 낮고, 정량 가능한 범위 내에서 선형성이 가장 높은 것을 기준으로 선정하여 사용될 수 있다. 본원의 일 구현예에서는 b8 ion이 사용된다. In one embodiment according to the present application, the Q1 and Q3 values for the internal reference material and the target peptide, and the optimized CE for each transition are shown in Table 1 below. Among the numerical values in Table 1, the detection limit is low and the linearity is the highest within a quantifiable range. In one embodiment of the invention, b8 ion is used.

[표 1][Table 1]

Figure 112016088389984-pat00001
Figure 112016088389984-pat00001

표 1에서 m/z는 Mass to charge ratio를 나타낸다. 굵게 표시된 Q3 (a)는 분석 시 내부표준 물질과 비교 시 간섭현상이 없고, 검출 한계가 낮으며, 정량 가능한 범위 내에서 선형성이 가장 높은 최적의 전이값으로 정량을 위해 사용되었다. In Table 1, m / z represents the mass to charge ratio. Q3 (a) in bold is used for quantitation as an optimal transition value with the highest linearity within the quantifiable range, with no interference, no detection limit, and no interference in comparison with the internal standard material in analysis.

이어 본원에 따른 방법에서, 대상 펩타이드에 대한 MRM 분석결과를 상기 내부표준물질의 분석결과로 정규화(Normalize)하여 상기 검체 시료 중의 PIVKAII의 양을 검출하는 단계를 포함한다. 도 5에 기재된 바와 같이 분석결과를 Skyline 등과 같은 소프트웨어를 사용하여 peak area를 도출한 후, 검체의 대상 펩타이드의 피크면적을 표준내부물질의 펩타이드의 피크 면적으로 나누어 계산할 수 있다. 본원에 따른 방법은 간질환의 진단에 사용될 수 있다. Next, in the method according to the present invention, the step of normalizing the result of the MRM analysis on the subject peptide with the result of the analysis of the internal standard material, and detecting the amount of PIVKAII in the specimen of the sample. As shown in FIG. 5, the analysis result can be calculated by deriving the peak area using software such as Skyline and dividing the peak area of the target peptide of the sample by the peak area of the peptide of the standard internal material. The method according to the present invention can be used for the diagnosis of liver disease.

또한 본원에 따른 방법에서 PIVKAII의 농도 또는 양을 결정하는 단계는 이미 알려진 농도의 PIVKAII 대상펩타이드를 사용하여 결정된 표준농도곡선을 이용하여 결정될 수 있으며, 예를 들면 본원 실시예에 기재된 방법을 참고할 수 있다. The concentration of PIVKAII in the method according to the invention or The step of determining the amount can be determined using a standard concentration curve determined using a known concentration of the PIVKAII target peptide, for example, the method described in this Example can be referred to.

본원에서 간질환은 만성간염, 간경변, 간경화 및 간암(또는 간암)을 포함한다. Liver diseases herein include chronic hepatitis, cirrhosis, cirrhosis and liver cancer (or liver cancer).

간암은 간세포가 지속적인 다양한 자극에 의해 자신의 고유 기능을 상실하고 암세포로 변신하여 끊임없는 자기 증식을 이루면서 주변 또는 먼 곳으로 퍼져 나가는 특징을 갖게 되는 종양을 말하며, 원발성 종양과 간에서 발생하여 다른 장기로 이전된 전이암 있다. 원발성 간암은 간세포의 이상으로 발생하는 간세포암과 담관세포의 이상으로 발생하는 담관암, 맥관육종을 포함하며, 90% 이상이 간세포암이다 Hepatocellular carcinoma is a tumor in which hepatocytes lose their inherent function by continuous and various stimuli, transform into cancer cells, and develop permanent autoprolines, spreading to nearby or distant sites. There is a metastatic cancer that has been transferred to. Primary liver cancer includes hepatocellular carcinoma (HCC) and hepatocellular carcinoma (HCC), and hepatocellular carcinoma

본원에 따른 일 구현예에서 간암은 조직 자체에서 발생하는 원발성 악성 종양이며, 간세포암 (Hepatocellular carcinoma, HCC)이다. 간세포암은 알콜 남용, 바이러스성 간염 및 대사성 간질환과 같은 위험인자를 갖는 환자에서 발생한다. In one embodiment according to the present application, the liver cancer is a primary malignant tumor originating in the tissue itself, and is hepatocellular carcinoma (HCC). Hepatocellular carcinoma occurs in patients with risk factors such as alcohol abuse, viral hepatitis and metabolic liver disease.

간세포암은 섬유성 스트로마가 없어 출혈과 세포괴사가 발생하며, 간문맥 시스템으로의 혈관침윤이 일어나며, 심한 경우 간파열 및 복강내혈액삼출로 이어질 수 있다. 이러한 간암은, 간에서 발생 된 만성 염증으로, 간조직이 재생결절화되고 섬유화되어 결국 간세포 손상, 반흔, 간기능 감소, 복수, 출열성 질환, 간성 혼수 증상을 나타내는 간경변증 또는 간경화증과 구별된다. 간암 환자의 경우 보통 간염 (inflammation) 및 간경화 (fibrosis)를 모두 가지고 있는데, 간염의 경우 약제에 의해 대부분의 간암 환자에서 없어지지만, 간경화 환자에서 90% 정도가 간암으로 진단되기 때문에 간경화증과 간암을 구별하는 것이 중요하다.Hepatocellular carcinoma does not have fibrous stroma, and hemorrhage and cell necrosis occur, resulting in vascular infiltration into the portal vein system. In severe cases, it may lead to liver rupture and intraperitoneal hemorrhage. Such liver cancer is distinguished from chronic inflammation caused by liver, regenerated nodule and fibrosis of liver tissue, resulting in hepatocyte injury, scarring, reduction of liver function, ascites, outbreak disease, liver cirrhosis or liver cirrhosis showing symptoms of hepatic coma. Hepatoma patients usually have both hepatitis (inflammation) and cirrhosis (fibrosis). In hepatitis cases, most hepatocellular carcinomas disappear by medication, but 90% of liver cirrhosis patients are diagnosed with liver cancer. It is important to do.

본원에서 용어 진단은 특정 질병 또는 질환에 대하여 검사 대상자의 질환에 대한 감수성(susceptibility)을 판정하는 것, 특정 질병 또는 질환을 현재 가지고 있는지 여부를 판정하는 것, 특정 질병 또는 질환에 걸린 대상자의 트랜지션성 암 상태의 동정, 암의 단계 또는 진행상태 판별 또는 치료에 대한 암의 반응성 결정을판정하는 것 또는 테라메트릭스(therametrics)(예컨대, 치료 효능에 대한 정보를 제공하기 위하여 객체의 상태를 모니터링 하는 것)을 포함한다.The term diagnosis is used herein to determine susceptibility to a subject's disease for a particular disease or disorder, to determine whether a particular disease or disorder is presently present, to determine whether the subject has a transient nature The determination of the cancer status, determination of the stage or progress of the cancer, or determination of the cancer's responsiveness to treatment, or therametrics (e. G., Monitoring the status of the object to provide information about the therapeutic efficacy) .

본원에서 예후 측정은 간질환으로 진단 후 치료를 받고 회복 여부를 판별하는 것을 포함하는 것이다.The prognostic measures herein include diagnosing a liver disease, treating it, and determining whether it is recovering.

본원에 따른 방법에서 간암 환자의 진단을 위해 대조군으로 사용될 수 있는 시료는 정상인, 간염, 간경화 및/또는 간암으로 치료 후 완치된 환자 (간경화 유지) 유래의 하나 이상의 시료가 사용될 수 있다. 이러한 대조군 환자와 비교하여, 간암 환자에서 본원에 따른 마커 PIVKAII의 발현량이 증가된다.Samples which can be used as a control for the diagnosis of a patient with liver cancer in the method according to the present invention may be one or more samples from a normal person, hepatitis, a patient who has been cured after treatment with liver cirrhosis and / or liver cancer (liver cirrhosis). Compared with these control patients, the expression level of the marker PIVKAII according to the present invention in liver cancer patients is increased.

본원에 따른 방법에 사용되는 마커 PIVKAII는 정상인 유래의 시료는 물론, 간염 및 간경화 환자와 비교하여 간암환자에서 그 발현량이 증가한다.The marker PIVKAII used in the method according to the present invention has an increased expression level in patients with liver cancer as compared with a sample derived from a normal person as well as a patient suffering from hepatitis and cirrhosis.

따라서 본원에 따른 방법에서 간암 진단은 간경화와 간암 환자를 구분할 수 있기 때문에 간경화에서 간암으로 진행되는 환자를 진단할 수 있어 특히 조기 진단에 유리하다. 이 경우, 대조군으로서 간경화 환자 유래의 시료를 포함할 수 있으며, 간경화 환자 유래의 시료는 간경화를 유지하는 간암 완치 환자를 포함하는 것이다. 또한 간암 치료 후 회복된 환자의 판별에도 유리하다. 이 경우, 동일 환자의 유래의 간암 시료가 대조군으로 사용될 수 있다.Therefore, in the method according to the present invention, the diagnosis of liver cancer can be distinguished from that of liver cancer, and thus it is advantageous for early diagnosis because it can diagnose patients progressing from liver cirrhosis to liver cancer. In this case, a sample derived from a patient with liver cirrhosis can be included as a control group, and a sample derived from a cirrhotic patient includes a patient with liver cancer who maintains liver cirrhosis. It is also advantageous to distinguish patients recovered after liver cancer treatment. In this case, a liver cancer sample derived from the same patient can be used as a control group.

본원에서 검체 또는 시료란 PIVKAII를 검출할 수 있는 조직, 세포, 혈액, 전혈, 혈청 또는 혈장 등으로 바람직하게는 전혈, 혈청 또는 혈장을 포함하며 이에 제한되지 않는다. 본원의 일 구현예에서 상기 시료는 혈액, 특히 혈청 시료이다. 시료로서 혈액을 이용하는 경우, 단백질 고갈 및 변성 후 단백질 분해 효소(예컨대, 키모트립신)로 분해하여 사용할 수 있다. Herein, the sample or the sample includes tissues, cells, blood, whole blood, serum or plasma capable of detecting PIVKAII, and preferably includes whole blood, serum or plasma. In one embodiment of the invention, the sample is blood, particularly a serum sample. When blood is used as a sample, it can be used after decomposition with proteolytic enzymes (for example, chymotrypsin) after protein depletion and denaturation.

본원 방법의 검체 또는 시료는 포유류 특히 인간으로부터 수득된다. 인간 대상체는 HCC가 발병했을 것으로 의심되는 사람, 간염, 간경화 환자, 또는 의심되지 않는 사람으로 HCC 진단여부가 필요한 사람을 포함한다. 일 구현예에서, 본 방법은 간질환 관련 증상 예를 들면 복부통증, 비대간, 복수, 황달, 근육쇠약, 간염 (예를 들면 HCV 감염), 또는 식도 정맥류 등과 같은 대상체가 HCC 여부를 결정하기 위한 다른 증상을 가진 대상체에게 수행될 수 있다.Samples or samples of the subject methods are obtained from mammals, especially humans. Human subjects include those suspected of having HCC, hepatitis, cirrhosis, or suspicious individuals who need to be diagnosed with HCC. In one embodiment, the method is used to determine whether a subject, such as a liver disease-related condition, such as abdominal pain, non-liver, ascites, jaundice, muscle weakness, hepatitis (e.g., HCV infection), or esophageal varices, May be performed on a subject having other symptoms.

다른 구현예에서는 외관상으로는 정상으로 HCC 증상을 나타내지 않는 대상체이다. 마커를 이용하여 결과를 수득한 후에, 대조군과의 결과 비교를 통해 대상체의 시료의 간암 여부를 판별한다. 대조군 또는 비교군으로는 음성 대조군으로 정상 시료, 또는 간암에 걸린 후 치료된 환자 유래의 시료, 양성대조군으로 본원에 따른 마커 이외에 방법으로 간암으로 판정된 환자 유래의 시료, 간경화 환자 유래의 시료, 간염 유래 환자의 시료일 수 있다.In other embodiments, it is a subject that does not exhibit normal HCC symptoms in appearance. After obtaining the results using the markers, the results of comparison with the control group are used to determine whether or not the sample is liver cancer. As a control group or a comparative group, a negative control sample or a sample derived from a patient who was treated after hepatocellular carcinoma, a positive control sample, a patient-derived sample judged to be liver cancer by a method other than the marker according to the present invention, It may be a sample of the originating patient.

본원에 따른 일 구현예에서는 정상인 유래의 시료, 간암으로 판정후 치료를 받은 환자 유래의 시료가 대조군으로 사용되어, 진단에 사용된다.In one embodiment according to the present invention, a sample derived from a healthy person, a sample derived from a patient who has been treated with a liver cancer, is used as a control and used for diagnosis.

본원에 따른 다른 구현예에서는 대조군으로 정상인 유래의 시료, 간염 환자 유래의 시료, 간경화 환자 유래의 시료 및/또는 간암 치료후 회복된 환자 시료가 사용되어, 진단에 사용된다. 예를 들면 본원에 따른 방법에 의하면 정상인 유래의 시료, 간염 환자 유래의 시료, 간경화 환자 유래의 시료 및 간암 환자의 시료에서 PIVKAII 농도가 질병진행 정도 (정상군 - 간염 - 간경화(회복군) - 간암)에 따라 순차적으로 증가하기 때문에, 상기 하나 이상의 대조군 시료와 검출대상 시료 수치를 비교하여 간암의 조기진단이 가능하다. In another embodiment according to the present application, as a control group, a sample derived from a normal person, a sample derived from a hepatitis patient, a sample derived from a liver cirrhosis patient and / or a patient sample recovered after the treatment of liver cancer are used for diagnosis. For example, according to the method according to the present invention, the PIVKAII concentration in a sample derived from a healthy person, a sample derived from a hepatitis patient, a sample derived from a liver cirrhosis patient, and a sample of a liver cancer patient is determined by the degree of disease progression (normal group - hepatitis - cirrhosis ), It is possible to perform early diagnosis of liver cancer by comparing the values of one or more control samples with those of detection target samples.

또 다른 구현예에서, 본 방법은 특정 기간 동안 예를 들어 1년에 걸쳐 수차례 수행될 수 있으며, 발현 패턴의 변화 추이 모니터링에 사용될 수 있다. 마커의 발현의 증가 또는 감소를 간질환 상태와 연관지을 수 있다. 동일 대상체에 대한 종전의 검사수치 또는 대조군의 수치와 비교하여, HCC 발병, 진행, 악화 또는 완화등의 판단에 사용될 수 있다. 시간의 경과에 따른 PIVKAII 변화를 근거로 간암 또는 중증 간암으로의 진행을 막기 위한 예방적 조치를 취할 수 있다. In another embodiment, the method can be performed several times over a period of time, for example over a period of time, and can be used to monitor changes in the pattern of expression. An increase or decrease in the expression of the marker may be associated with liver disease status. Can be used to judge the onset, progression, exacerbation or alleviation of HCC in comparison with the previous test value for the same subject or the value of the control group. Prophylactic measures can be taken to prevent progression to liver cancer or severe liver cancer based on changes in PIVKAII over time.

간질환 특히 간암의 확진을 위해, 본원에 따른 방법은 예를 들면 AFP 테스트, 초음파, 컴퓨터단층촬영 (computerized axial tomography (CT scan)) 또는 자기공명영상(magnetic resonance imaging (MRI)) 검사와 함께 사용될 수 있다.For confirmation of liver disease, particularly liver cancer, the method according to the present invention may be used in conjunction with, for example, AFP testing, ultrasound, computerized axial tomography (CT scan) or magnetic resonance imaging (MRI) .

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

실 시 예 Example

실험 재료 및 방법Materials and Methods

물질 및 시약Materials and reagents

HPLC 등급의 아세토나이트릴(ACN), 물 및 포름산(FA)는 피셔 사이언티픽(Loughborough, U.K.)에서 구입하였다. 암모늄 바이카보네이트(ABC) 용액은 iNtRON Biotechnology (Sungnam, Korea)에서 구입하였다. 디치오트레이톨(DTT)은 암레스코(Solon, OH, USA)에서 구입하였다. 아이오도아세트아미드(IAA)는 시그마-알드리치(St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다. 라피제스트(Rapigest) 계면활성제(SF)는 워터스사(Milford, MA, USA)에서 구입하였다. 시퀀싱 등급 키모트립신은 프로메가(Madison,WI, USA)에서 구입하였다. HPLC grade acetonitrile (ACN), water and formic acid (FA) were purchased from Loughborough, U.K. Ammonium bicarbonate (ABC) solution was purchased from iNtRON Biotechnology (Sungnam, Korea). Dithiothreitol (DTT) was purchased from Amesco (Solon, OH, USA). Iodoacetamide (IAA) was purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). Rapigest surfactant (SF) was purchased from Waters (Milford, MA, USA). Sequencing grade chymotrypsin was purchased from Promega (Madison, Wis., USA).

임상 시료Clinical sample

인간 혈청 샘플은 서울대학교병원의 임상시험심사위원회의 승인을 받았다(approval No. 0506-150-005). 시료 제공자를 모집하여 동의서를 받았다. 제공자인 환자의 임상 특징은 표 2에 기재되어 있다. 총 250명의 환자를 2007년 1월부터 2014년 4월까지 등록하였다. 정상 대조군 표본으로 50명의 건강한 지원자를 모집하였다. 정상 대조군 그룹의 모든 개체는 어떠한 암 진단도 받지 않은 것을 확인하였다. 만성 간염 그룹은 혈청 검사에서 B형 간염 표면 항원이 양성인 것으로 탐지되면, B형 간염 바이러스(HBV)에 감염된 환자인 것으로 진단하였다. 조직 검사 또는 간문맥 항진증을 임상적으로 발견함으로써 50명의 환자를 간경변인 것으로 진단하였고, 6개월 이내에 등록된 HCC를 배제하기 위하여 간경변 환자에게 적당한 영상 검사를 수행하였다. 조직학적 검사결과 또는 대한간암연구학회 가이드라인에 정의된 전형적 영상 특징을 근거로 하여 50명의 환자가 간암인 것으로 진단하였다. Human serum samples were approved by Seoul National University Hospital Clinical Trials Advisory Committee (approval No. 0506-150-005). The sample provider was recruited and the consent form was obtained. Clinical characteristics of the donor patient are listed in Table 2. A total of 250 patients were enrolled from January 2007 to April 2014. 50 healthy volunteers were recruited as normal controls. All subjects in the normal control group were confirmed to have not undergone any cancer diagnosis. The chronic hepatitis group was diagnosed to be infected with hepatitis B virus (HBV) if it was detected as positive for the hepatitis B surface antigen in the serum test. Fifty patients were diagnosed as cirrhosis by clinical examination of histologic examination or hepatic hypertrophy and appropriate imaging tests were performed on cirrhotic patients to rule out registered HCC within 6 months. Based on the histological results or the typical image characteristics defined in the guidelines of the Korean Liver Cancer Society, 50 patients were diagnosed as liver cancer.

부위국한 치료 (Locoregional therapy)를 성공적으로 받은 모든 HCC 환자를 또한 등록하여, 이들의 혈청 샘플을 모아 HCC 치료 전 그룹(HCC)와 치료 후 그룹(회복)으로 분류하였다. All HCC patients who successfully received Locoregional therapy were also enrolled and their serum samples collected and classified as HCC (HCC) and post-treatment (recovery) groups.

PIVKAIIPIVKAII 합성  synthesis 펩타이드Peptides 설계 design

티로신 (Tyr, Y) [(13C)9H9( 15N)O2, Δmass = +10 amu] 잔기에 표지된 PIVKAII에 대한 안정동위원소-표지된 내부 표준(SIS) 펩타이드(heavy 펩타이드) 및, 비-표지된 이의 대응 펩타이드(light 펩타이드)를 21st biochemical (Marlborough, MA)에서 합성하였다. 모세관 구역 전기영동(capillary zone electrophoresis)으로 측정한 순도는 ≥ 98 % 였다 ; 따라서, 펩타이드 피크 면적은 순도를 측정하기에는 정확하지 않았다. 매뉴얼에 따라 펩타이드를 가용화하여 이들의 예상되는 단동위 질량(monoisotopic mass)를 측정하였다. Stable isotope-labeled internal standard (SIS) peptides (heavy peptides) for PIVKAII labeled with tyrosine (Tyr, Y) [( 13 C) 9 H 9 ( 15 N) O 2 , Δmass = +10 amu] And non-labeled corresponding peptides (light peptides) were synthesized in a 21 st biochemical (Marlborough, MA). The purity measured by capillary zone electrophoresis was ≥ 98%; Thus, the peak area of the peptides was not accurate for measuring purity. The peptides were solubilized according to the manual and their expected monoisotopic mass was determined.

혈청 샘플 제조 및 Serum sample preparation and MRMMRM -MS 분석-MS analysis

혈청 샘플을 통계적으로 임의로 순서를 정하여 면역고갈(immunodepletion), 변성(denaturation), 키모트립신 다이제스쳔, 및 탈염(desalting)한 후, 역상 액체크로마토그래프(reversed-phase liquid chromatography)를 수행하였다. 두 개의 펌프로 구성된 1260 Capillary LC system (Agilent Technologies, Santa Clara, CA)에 결합되어 있고, Jetstream electrospray source를 탑재한 Agilent 6490 triple quadrupole (QqQ) mass spectrometer를 이용하여 모든 MRM-MS 분석을 수행하였다. 이동상 A [물 0.1% (v/v) 포름산] 및 B [아세토나이트릴 0.1% (v/v) 포름산]가 존재하는 역상 가드 컬럼(reversed-phase guard column)(12.5 mm ×2.1 mm i.d., 5.0 μm 입자 크기, Agilent Zorbax Eclipse plus-C18)을 이용하여 첫 디멘젼에서 분리를 수행하였다. 이동상 A [물 0.1% (v/v) 포름산] 및 B [아세토나이트릴 0.1% (v/v) 포름산]가 존재하는 역상 분석 컬럼(analytical column)(35.0 mm ×0.5 mm i.d., 3.5 μm 입자 크기, Agilent Zorbax SB-C18)을 이용하여 펩타이드를 분리하였다. 키모트립신 다이제스트의 10 마이크로리터를 컬럼에 주입하여 바이너리 그래디언트를 사용하여 분리하였다. Skyline 소프트웨어(McCoss Lab, University of Washington, USA)을 사용하여 모든 MRM-MS 원(raw) 데이터파일를 import하고 align하여 형상(feature)를 정량하였다.Serum samples were subjected to reversed-phase liquid chromatography after statistical randomization and immunodepletion, denaturation, chymotrypsin digestion, and desalting. All MRM-MS analyzes were performed using a Agilent 6490 triple quadrupole (QqQ) mass spectrometer coupled to a 1260 Capillary LC system (Agilent Technologies, Santa Clara, Calif.) With two pumps and equipped with a Jetstream electrospray source. A reversed-phase guard column (12.5 mm x 2.1 mm id, 5.0 mm) containing mobile phase A [water 0.1% (v / v) formic acid] and B [acetonitrile 0.1% (v / v) formic acid] lt; / RTI &gt; particle size, Agilent Zorbax Eclipse plus-C18). An analytical column (35.0 mm x 0.5 mm id, 3.5 μm particle size) containing mobile phase A [water 0.1% (v / v) formic acid] and B [acetonitrile 0.1% (v / v) formic acid] , Agilent Zorbax SB-C18). Ten microliters of the chymotrypsin digest was injected into the column and separated using a binary gradient. All MRM-MS raw data files were imported and aligned using Skyline software (McCoss Lab, University of Washington, USA) to quantify features.

데이터 분석Data Analysis

Skyline (McCoss Lab, University of Washington, USA)을 이용하여 raw data를 프로세싱하여 MRM-MS 기록(trace)을 가시적으로 검사하여, 전이(transition)의 피크 면적을 계산하였다. Savitzky-Golay 방법을 적용시켜 데이터 포인트를 완화시켰다(smoothen). 내부표준물질 펩타이드(내인성 펩타이드/상응하는 안정동위원소-표지된 합성(SIS) 펩타이드]에 대하여 표준화(normalized)된 피크 면적을 사용하여 검새사이의 대상 펩타이드의 상대적 농도(abundance)를 비교하였다. The raw data was processed using a Skyline (McCoss Lab, University of Washington, USA) to visually inspect MRM-MS traces and calculate the peak area of transitions. The Savitzky-Golay method was applied to smoothen data points (smoothen). The relative concentration (abundance) of the subject peptides between saliva was compared using a normalized peak area for internal standard peptide (endogenous peptide / corresponding stable isotope-labeled synthesis (SIS) peptide).

PIVKAII 펩타이드의 예측력(predictive ability)을 측정하고자, T-테스트 및 AUROC(Area under the receiver operating characteristic) 수치를 생성시켰다. MedCalc ver. 12.7 (MedCalc, Mariakerke, Belgium) 및 Graph Pad Prism ver. 6.0 (Graph PAD, San Diego, USA)를 사용하여 모든 통계 분석을 수행하였다. To determine the predictive ability of the PIVKAII peptide, T-test and Area under the receiver operating characteristic (AUROC) values were generated. Give MedCalc. 12.7 (MedCalc, Mariakerke, Belgium) and Graph Pad Prism ver. 6.0 (Graph PAD, San Diego, USA).

실시예 1. 모델링을 통한 PIVKAII를 대표하는 대상(surrogate) 펩타이드의 후보 선정Example 1. Selection of candidate surrogate peptides representing PIVKAII through modeling

PIVKAII 검출 및 정량을 위한 최적의 MRM-MS 분석법을 개발하기 위하여, 첫 단계로 정량분석을 위한 대리 펩티이드를 정하였다. 정상상태에서는 N-말단 Gla 도메인의 6, 7, 14, 16, 19, 20, 25, 26, 29 및 32 위치에서 10개의 Glu 잔기가 γ-글루타밀카로복실라아제에 의해 γ-카르복실화된 후에, 프로트롬빈은 활성형으로 전환된다(도 1a). 그런데 HCC 환자에서는, γ-글루타밀카로복실라아제가 손상되어 있어서 10개의 Glu 잔기가 Gla로 완전히 γ-카르복실화될 수 없다. HCC 환자에게서 우선적으로 합성되는 PIVKAII 변이는 Gla이 4개보다 적은 반면 양성 간질환시에 있는 PIVKAII 변이는 Gla이 5개보다 더 많다는 것이 알려져 있다(Naraki, T.; Kohno, N.; Saito, H.; Fujimoto, Y.; Ohhira, M.; Morita, T.; Kohgo, Y. Biochimica et biophysica acta 2002, 1586, 287-298). 본원에서는 HCC 환자를 진단하기 위하여 Gla 도메인에 있는 Glu 잔기를 함유하는 가장 대표적인 대리 펩타이드를 선택하고자 하였다. 우선, 프로트롬빈의 전체 시퀀스를 Skyline에 import하여 실리코(in silico)에서 단백질 가수 분해(proteolytic) 다이제스쳔을 수행하였다. Skyline은 다양한 효소를 지원하며, 본원에서는 트립신 및 키모트립신을 사용하여 분석하였다. 그 결과, Gla 도메인에 Glu 잔기를 합유하는 2개의 트립신 분해 펩타이드 즉 ANTFLEEVR 및 ECVEETCSYEEAFEALESSTATDVFWAK와 3개의 키모트립신 분해 펩타이드 즉 EEVRKGNL, ERECVEETCSY, 및 ESSTATDVF를 선택하였고 다음 실시예에서와 같이 추가분석하였다(도 1a 및 1b). To develop the optimal MRM-MS method for detection and quantification of PIVKAII, the first step was to define the surrogate peptides for quantitative analysis. In the steady state, 10 Glu residues at positions 6, 7, 14, 16, 19, 20, 25, 26, 29 and 32 of the N-terminal Gla domain were gamma-carboxylated by gamma-glutamylcarboxylase , Prothrombin is converted to the active form (Fig. 1A). However, in HCC patients, γ-glutamylcarboxylicase is damaged, so that 10 Glu residues can not be completely γ-carboxylated with Gla. It is known that PIVKAII mutations that are preferentially synthesized in HCC patients have less than 4 Gla, whereas PIVKAII mutations in positive epilepsy have more than 5 Gla (Naraki, T .; Kohno, N .; Saito, H. ; Fujimoto, Y .; Ohhira, M .; Morita, T .; Kohgo, Y. Biochimica et biophysica acta 2002, 1586 , 287-298). Here, we attempted to select the most representative surrogate peptide containing Glu residues in the Gla domain to diagnose HCC patients. First, the protein hydrolysis (proteolytic) chyeon digest was performed on the in silico (in silico) to import the entire sequence of prothrombin to Skyline. Skyline supports various enzymes and is analyzed using trypsin and chymotrypsin. As a result, two trypsin-degrading peptides, namely ANTFLEEVR and ECVEETCSYEEAFEALESSTATDVFWAK and three chymotrypsin digesting peptides, EEVRKGNL, ERECVEETCSY, and ESSTATDVF, which harbor the Glu residue in the Gla domain were selected and further analyzed as in the following examples 1b).

실시예Example 2.  2. PIVKAII를PIVKAII 대표하는 대상  A representative object 펩타이드Peptides (Surrogate Peptide)의 확정 (Surrogate Peptide)

상기 실시예 1에서 N-말단 Gla 도메인에 있는 Glu를 포함하는 세 개의 펩타이드를 키모트립신 분해 다이제스쳔에서 얻었으며, 트립신 분해 다이제스쳔에서는 두 개의 펩타이드를 얻었다(도 1b). 키모트립신 분해 및 트립신 분해 다이제스쳔에서 선택한 5개의 펩타이드에 대하여, 감마-카르복실화 형태를 Skyline 프로그램을 사용하여 실리코에서 모델링을 하였다. 그 결과, 트립신 분해 펩타이드 및 키모트립신 분해 펩타이드에 대해 대해 각각, N-말단 Gla 도메인에서 각 Gla를 Glu로 바꾼 68개 및 21개의 조합을 얻었다. 면역분석을 통해 미리 측정한 PIVKAII가 각각 고, 중 및 저 레벨인 세 개의 환자 혈청을 사용하여, Gla를 Glu로 전환한 모든 추정가능한 89개의 펩타이드 조합을 타겟으로 하여 MRM-MS 분석을 수행하였다(트립신 분해 및 크모트립신 분해 다이제스쳔 각각의 68개 및 21개 조합). 그 결과, 68개의 변형된 트립신 분해 펩타이드 중 어느 것도 예측된 질량 수치에서 주목할 만한 강도 시그널을 보여주지 않았다. 그 이유는 ANTFLEEVR 서열에서 나온 4개의 모델링된 펩타이드가 트립신 효율을 낮추는 ragged end(-RR 및 -RK)를 가지는 반면, ECVEETCSYEEAFEALESSTATDVFWAK 서열에서 나온 64개의 모델링된 펩타이드는 매우 길고 소수성인 서열을 가진다. 최종적으로, MRM-MS로부터 단 하나의 키모트립신 분해 펩타이드인 ERECVEETCSY만 탐지하였는데, 상기 펩타이드는 Glu 잔기 중 어느 것도 Gla로 전환되지 않았다(도 1b). 세 개의 서로다른 레벨의 환자 혈청 PIVKAII와 상기 펩타이드의 강도가 매우 일치하는 것으로 나타났다(데이타는 나타나 있지 않음). 이를 종합하면, 본원에서 선택된 키모트립신 분해 펩타이드(ERECVEETCSY)는 다음의 기준을 만족시킨다: (1) 길이는 6 및 30 개 잔기 범위에 포함; (2) 질량은 800m/z보다 큼(전자분무이온화-MS에 의한 검출을 촉진시키기 위함); (3) Met 잔기 없음(화학적 변형을 피하기 위함). 또한, 키모트립신 분해 펩타이드는, 그 서열이 Uniprot/Swiss-Prot 데이터베이스 검색결과 인간 단백질 데이터베이스에서 PIVKAII에만 존재하였다. 결과적으로, PIVKAII의 ERECVEETCSY를 인간 혈액 내의 PIVKAII 레벨을 정량하기 위한 대상 펩타이드로 결정하였다. In Example 1, three peptides containing Glu in the N-terminal Gla domain were obtained from chymotrypsin digestion digestion and two peptides from trypsin digested digestion were obtained (Fig. 1B). Against chymotrypsin and trypsin degradation decomposition digest five peptides selected from chyeon, gamma-carboxylation of the form was modeled in silico by using the Skyline program. As a result, for the trypsin-degrading peptide and the chymotrypsin-degrading peptide, 68 and 21 combinations were obtained in which each Gla was changed to Glu in the N-terminal Gla domain. MRM-MS analysis was performed targeting 89 potentially all possible peptide combinations that converted Gla to Glu using three pre-determined serum levels of PIVKAII from immunoassays, respectively (high, medium and low levels) Trypsin digestion and digestion of chymotrypsin digesta 68 and 21 combinations, respectively). As a result, none of the 68 modified trypsin degrading peptides showed noticeable intensity signals at the predicted mass values. This is because the four modeled peptides from the ANTFLEEVR sequence have ragged ends (-RR and -RK) that lower trypsin efficiency, whereas the 64 modeled peptides from the ECVEETCSYEEAFEALESSTATDVFWAK sequence have very long and hydrophobic sequences. Finally, only ERECVEETCSY, which is the only chymotrypsin digesting peptide from MRM-MS, was detected, and none of the Glu residues were converted to Gla (Fig. 1B). The intensity of the peptide with the three different levels of patient serum PIVKAII was found to be very consistent (data not shown). Taken together, the chymotrypsin digesting peptide (ERECVEETCSY) selected herein satisfies the following criteria: (1) the length is comprised between 6 and 30 residues; (2) the mass is greater than 800 m / z (to facilitate detection by electrospray ionization-MS); (3) No Met residue (to avoid chemical transformation). In addition, the sequence of the chymotrypsin-degrading peptide was found only in PIVKAII in the human protein database as a result of the Uniprot / Swiss-Prot database search. As a result, ERECVEETCSY of PIVKAII was determined as the target peptide for quantifying the level of PIVKAII in human blood.

대상 펩타이드의 전이 transition(Q1/Q3) 선정 결과, 대상 펩타이드와 표준내부물질(펩타이드, heavy-labeled 합성 펩타이드 간에는 Q1 값이 10.0 Da 차이가 나고, Q3 값은 동일함을 확인했다. 또한 PIVKAII의 최적화된 CE(collision Energy) 값을 선정하기 위해서 default CE 값에서 앞뒤로 2 V unit 으로 총 11 points 의 CE 값으로 각각 5번씩 반복 분석을 해서 피크 면적 값이 가장 높게 측정되는 CE 값을 선정했다. 선정된 선정한 CE값으로 분석 하였을 때, default 값에 비교한 강도 향상 비교 실험을 진행 하였다. PIVKAII의 정량을 위한 MRM-MS 분석 파라미터는 상기 표 1에 기재된 바와 같다. As a result of the transition transition (Q1 / Q3) of the target peptide, it was confirmed that the Q1 value was 10.0 Da and the Q3 value was the same between the target peptide and the standard internal substance (peptide and heavy-labeled synthetic peptide. In order to select the CE (collision energy) value, the CE value which is the highest peak area value was selected by repeatedly analyzing the CE value of 11 points from the default CE value backward and backward by 2 points As a result of the analysis of the selected CE value, a comparison of the intensity of the PIVKAII with that of the default value was carried out. The MRM-MS analysis parameters for the determination of PIVKAII are as shown in Table 1 above.

실시예 3. 인간 혈청 PIVKAII 펩타이드의 LOD 및 LOQ 결정_칼리브레이션 커브 작성Example 3 Determination of LOD and LOQ of Human Serum PIVKAII Peptide Calibration Curve

정량성을 확인하기 위해, 대상 펩타이드에 대한 heavy-labeled 합성펩타이드 (내부표준물질)의 선형성을 확인하는 실험을 진행했다. 먼저 상기 선정된 PIVKAII 펩타이드의 LOD(limit of detection) 및 LOQ(limit of quantification)를 결정하였다. 이를 위해 다이제스트된 혼합 (pooled) 혈청을 이용하여 역-교정(reverse calibration) 커브를 생성하였다. 200㎍의 다이제스트된 인간 혈청을 함유하고, 여기에 실시예 2에 결정한 일정한 농도의 대상 펩타이드 (light 펩타이드, 7.81 nM)와 연속희석하여 준비한 heavy 펩타이드를 0.06nM에서 1000.00nM까지(105배 차이)의 농도로 스파이킹(spiking)하여 역 교정 커브를 생성하였다. To confirm quantification, an experiment was conducted to confirm the linearity of the heavy-labeled synthetic peptide (internal standard) for the target peptide. First, the LOD (limit of detection) and the LOQ (limit of quantification) of the selected PIVKAII peptide were determined. For this purpose, reverse-calibrated curves were generated using digested pooled serum. (Light peptide, 7.81 nM) and a heavy peptide prepared by serial dilution with 0.08 nM to 1000.00 nM (10 5 -fold difference) of a constant concentration of the target peptide determined in Example 2 (light peptide, 7.81 nM) To produce a reverse calibration curve.

LC-MRM 분석은 다음과 같이 수행하였다. Liquid chromatography (LC) 는 Agilent 사의 1260 capillary LC system 을 사용하였고, 2-Dimension (2D) 로 peptide separation 을 진행했다. Guard column으로 Agilent Zorbax Eclipse plus-C18 (12.5 mm ×2.1 mm, 5 μm)을 사용하였고, analytical column으로 Agilent Zorbax Eclipse plus-C18 (35.0 mm ×0.5 mm, 3.5 μm)을 사용하였다. 펩타이드 시료는 10.0 μL 를 guard column을 통과하여, analytical column 으로 injection 되는 방법으로 주입하였으며, flow rate는 40L/min 으로 사용하였다. Column을 SolB (0.1% formic acid in acetonitrile)로 5min 간, 10%에서 60%까지, 1분간 90%의 농도 구배를 통해 peptide 를 용출하였다. Mass spectrometry 는 Agilent technology 사의 6490-Triple quadrupole(QQQ) 장비를 이용하여 실시예 2에서 선정된 전이에 대해 MRM mode 로 monitoring 하였다. 가스온도는 250℃, gas flow 는 15 L/min 으로 사용하였으며, nebulizer 는 30 psi, sheath gas temperature 는 350℃, sheath gas flow 는 12 L/min 으로 사용하였다. capillary voltage 및 nozzle voltage 는 각각 2500 V, 2000 V 로 사용하였다. Quadruple 1(Q1)과 Quadruple 3 (Q3)에서의 resolution 은 unit으로 설정하였으며, unscheduled MRM 방식으로 dwell time 은 total cycle time이 2 sec 정도가 되도록 설정해서, 모든 대상 펩타이드에 대해서 분석을 한 다음, 용출되는 retention time 을 선정하였고, 이를 근거로 window size 1 min 으로 scheduled MRM 으로 3번 반복 분석을 진행하였다. LC-MRM analysis was performed as follows. Liquid chromatography (LC) was performed using Agilent's 1260 capillary LC system and peptide separation was performed with 2-Dimension (2D). Agilent Zorbax Eclipse plus-C18 (12.5 mm × 2.1 mm, 5 μm) was used as a guard column and Agilent Zorbax Eclipse plus-C18 (35.0 mm × 0.5 mm, 3.5 μm) was used as an analytical column. 10.0 μL of the peptide sample was injected into the analytical column through the guard column, and the flow rate was 40 L / min. Columns were eluted with SolB (0.1% formic acid in acetonitrile) for 5 min, 10% to 60%, and 90% gradient for 1 min. Mass spectrometry was monitored in MRM mode for the transition selected in Example 2 using a 6490-Triple quadrupole (QQQ) instrument from Agilent Technologies. Gas temperature was 250 ℃, gas flow was 15 L / min, nebulizer was 30 psi, sheath gas temperature was 350 ℃ and sheath gas flow was 12 L / min. The capillary voltage and the nozzle voltage were 2500 V and 2000 V, respectively. The resolution in Quadruple 1 (Q1) and Quadruple 3 (Q3) was set as a unit, and the unscheduled MRM method was used. The dwell time was set so that the total cycle time was about 2 sec. Based on this, we performed 3 repeated analyzes with scheduled MRM for window size 1 min.

모든 칼리브레이션 포인트는 5중 분석하였다. 선형 회귀분석을 수행하기 위하여, heavy 펩타이드 대 light 펩타이드의 피크 면적 비를 펩타이드 농도에 대하여 플랏하였다. 5중 분석값 모두 상기 표 1의 4개의 전이에 대하여, 105배 차이가 나는 농도에 걸쳐 우수한 정확성을 나타냈고, 이는 내인성 단백질의 간섭을 받지 않고, PIVKAII를 정량할 수 있음을 나타내는 것이다(도 2a). All calibration points were analyzed in quintiles. To perform the linear regression analysis, the peak area ratio of the heavy peptide to the light peptide was plotted against the peptide concentration. All five assays showed good accuracy over a concentration of 10 5 fold difference over the four transitions in Table 1, indicating that PIVKAII can be quantified without interference from endogenous proteins 2a).

또한 heavy-labeled 합성펩타이드와 internal standard인 light 합성 펩타이드가 동일한 시간에 co-elution 되는 것을 확인하였고, 6개의 product ion type의 강도 또한 동일하게 확인되었으며, 4개 product ion 모두 0.24nM - 1000.00 nM에서 heavy-labeled 합성 peptide의 linearity(R2>0.99)가 있음을 확인하였다(도 2b). In addition, we confirmed that the heavy-labeled synthetic peptide and the light-synthesized peptide, the internal standard, co-elution at the same time, and the intensity of six product ion types was also confirmed. In all four product ions, 0.24nM - -labeled synthetic peptide (R 2 > 0.99) (Fig. 2B).

또한, LOD는 blank 시료의 피크 면적비의 평균값에 3배의 standard deviation를 더한 값으로 구하였다. 4개 transition에 대한 LOD는 304.21 - 360.16 fmol/mL 으로 확인하였다. LOQ는 blank의 피크 면적비의 평균값에 10배의 standard deviation을 더한 값으로 구하였다. 4개 전이에 대한 LOQ는 632.41 - 820.78 fmol/mL 로 확인하였다. 이 때, 5번 반복분석에 대한 LOQ를 초과하는 측정(n=5) 변동계수(CVs)는 20% 이하의 값을 가졌다. 정량을 위해 LOD 및 LOQ가 각각 0.30nM, 0.63nM인 b8 이온을 선택하였다(도 2b). b8 이온은 4개의 Q3 ion 중에 내부표준 물질과 비교 시 간섭현상이 없고, 검출 한계가 낮으며, 정량 가능한 범위 내에서 선형성이 가장 높은 (R^2=0.9842) 것으로 나타났다. The LOD was obtained by multiplying the average value of the peak area ratio of the blank sample by three times the standard deviation. The LOD for four transitions was confirmed to be 304.21 - 360.16 fmol / mL. The LOQ was obtained by multiplying the average value of the peak area ratio of the blank by 10 times the standard deviation. The LOQ for 4 transitions was 632.41 - 820.78 fmol / mL. At this time, the measurement (n = 5) coefficient of variation (CVs) exceeding LOQ for the 5th iteration analysis was less than 20%. For quantification, b8 ions with LOD and LOQ of 0.30 nM and 0.63 nM, respectively, were selected (Fig. 2B). The b8 ion had no interference, comparable detection limit, and linearity (R ^ 2 = 0.9842) within the quantifiable range as compared with the internal reference material among the four Q3 ions.

실시예Example 4. 임상 검체를 이용한  4. Clinical samples MRMMRM -MS 분석 -MS analysis

본 발명의 MRM-MS 방법을 이용한 PIVKAII 기반의 간질환 진단의 효능을 검증하기 위해, 임상 코호트에 대해 다음과 같은 분석을 수행하였다. 본원의 일 목적은 조기진단으로 이에 적용될 임상시료군으로 정상군, 간염환자군, 간경화군을 선정하였고, 치료 후의 PIVKAII 수치 감소를 확인하기 위해서 간암환자와 짝을 이룬 회복군 50명을 선정하였다. 즉, 정상 대조군(n=50), 만성 간염군(n=50), 간경화군(n=50), 간암군HCC(n=50) 및 회복군(HCC로부터 회복됨, n=50)을 포함하는 총 250개의 혈청 샘플을 모집하였다. 검체의 임상적 특징은 다음 표 2과 같다. To verify the efficacy of the PIVKAII-based diagnosis of liver disease using the MRM-MS method of the present invention, the following analysis was performed on the clinical cohort. The purpose of this study was to select the normal group, hepatitis group, and cirrhosis group to be applied to the early diagnosis and to select 50 patients who were paired with liver cancer patients to confirm the reduction of PIVKAII level after treatment. (N = 50), chronic hepatitis (n = 50), liver cirrhosis (n = 50), liver cancer HCC (n = 50) and recovery A total of 250 serum samples were collected. The clinical characteristics of the samples are shown in Table 2 below.

[표 2][Table 2]

Figure 112016088389984-pat00002
Figure 112016088389984-pat00002

실험은 다음과 같이 수행되었다. 상술한 개별 간암시료에 대해서 6-multiple affinity removal system (MARS), Agilent) 을 이용하여 혈액 검체에서 농도가 높은 6개 단백질을 제거(depletion) 하였다. 이어 상기 시료를 농축(Amicon, 3K) 하여 혈청 단백질을 제조하고 biocinchoninic acid (BCA) 분석으로 농도를 결정하여 200 μg을 분석에 사용하였다. 이어 여기에 0.1% Rapigest (Waters)/10mM DTT를 처리한 후 60℃에서 60분동안 반응하였다. 이어 최종농도가 20mM이 되도록 IAA(Iodoacetamine)를 처리하고 난 후, 30min 동안 상온에서 반응하였다. 이어 키모트립신을 1:100 (w/w)으로 처리하고 난 후, 37℃에서 4hr동안 반응을 진행하였다. 이어 포름산을 최종농도 1.0%가 되도록 처리 후, 15,000rpm 으로 1시간동안 원심분리하여 상층액을 취한 후 내부표준물질로 heavy-labeled 펩타이드를 7.81 fmol/μL가 되도록 첨가(spiking 하여) MRM 분석을 시행했다.The experiment was carried out as follows. Six of the high-density proteins in the blood samples were depleted using the 6-multiple affinity removal system (MARS), Agilent). Serum protein was prepared by enriching the samples (Amicon, 3K) and the concentration was determined by biocinchoninic acid (BCA) analysis. Then, 0.1% Rapigest (Waters) / 10 mM DTT was treated and reacted at 60 ° C for 60 minutes. IAA (Iodoacetamine) was then treated to a final concentration of 20 mM and then reacted at room temperature for 30 min. After the treatment of chymotrypsin with 1: 100 (w / w), the reaction was carried out at 37 ° C for 4 hours. Then, formic acid was treated to a final concentration of 1.0%, centrifuged at 15,000 rpm for 1 hour, and the supernatant was taken. Then, the heavy-labeled peptide was added to 7.81 fmol / did.

상기 각 시료의 MRM 분석 순서는 5개 그룹에 대해서 무작위로 정하여 분석을 진행했다. 각 시료는 3회 반복 분석 했고, 이를 통해서 얻어진 자료를 skyline software에 import 하여서 펩타이드 전이의 피크 면적 값으로 환산하였다. 상기 피크 면적값은 내부표준물질인 heavy-labeled 펩타이드의 면적값으로 표준화(normalization) 하여서 분석 했다 (도 6 참조). The order of the MRM analysis of each of the samples was determined randomly for the five groups. Each sample was analyzed three times, and the data obtained through this analysis were imported into the skyline software and converted to the peak area value of the peptide transfer. The peak area value was normalized to an area value of a heavy-labeled peptide as an internal standard substance (see FIG. 6).

이어 도 2b의 칼리브레이션 커브 및 상기 각 검체에 대한 피크 면적 비율을 이용하여 MRM-MS 분석에 의한 PIVKAII 농도를 계산하였다. The concentration of PIVKAII was calculated by MRM-MS analysis using the calibration curve of FIG. 2B and the peak area ratio for each sample.

T-테스트(독립 또는 대응)에서, 정상대조군(P < 0.0001), 만성 간염군(P < 0.0001) 및 간경화군 (P < 0.0001)과 각각 비교하였을 때 HCC군에서 PIVKAII 발현이 상당히 상승되었다. 즉 그룹간의 PIVKAII 유의미한 농도 차이를 확인하기 위해서 T-test 결과, HCC 그룹과 비교하였을 때, p value <0.0001로 유의미한 농도 차이가 있음을 확인했다. 또한 HCC 그룹과 회복군의 경우, p value < 0.05이며 HCC vs. 회복군 간 비교 시 AUC 0.706으로 회복군과 간암군간의 진단력은 크게 확인되므로 회복군과 간암군을 서로 구분 할 수 있다. 이를 통하여, 정상 그룹에서 만성 간염, 간경화 HCC 그룹으로 질병이 진행될수록 PIVKAII의 농도가 유의미하게 증가함을 보였다. PIVKAII expression was significantly elevated in the HCC group when compared to the normal control (P <0.0001), the chronic hepatitis group (P <0.0001) and the cirrhotic group (P <0.0001) In order to confirm the significant difference in PIVKAII between groups, T-test results showed that there was a significant difference in p value <0.0001 when compared with HCC group. In the HCC group and the recovery group, p value <0.05 and HCC vs. The AUC of 0.706 in the recovery group was significantly higher than that in the recovery group and the liver cancer group. The results showed that the PIVKAII concentration was significantly increased as the disease progressed from the normal group to the chronic hepatitis and cirrhosis HCC group.

진단 방법의 효율성을 판단하기 위해서 분석한 개별 시료를 대상으로 ROC (Receiver-Operating Characteristic) curve 를 그려서 AUC (Area Under Curve) 값을 확인하였다. 그 결과, HCC vs. normal control 비교 시, sensitivity 74.0%, specificity 86.0%로 AUC 값이 0.870 임을 확인하였고, HCC vs. chronic hepatitis 비교 시, sensitivity 66.0%, specificity 76.0%로 AUC 값이 0.766 임을 확인하였으며, HCC vs. liver cirrhosis 비교 시, sensitivity 78.0%, specivicity 62.0%로 AUC 값이 0.740인 것을 확인하였으며, HCC vs. recovery 비교 시, sensitivity 66.0%, specificity 72.0%로 AUC 값 0.706인 것을 최종 확인하였다(도 3b). 상기 코호트에서, 초기 단계 환자와 비교하여 HCC 환자에게서 PIVKAII가 상당히 상승되어 있었다. 이러한 결과는 환자 혈청의 PIVKAII 농도 결정 및 이에 기반한 간질환 진단에 있어 MRM-MS 분석이 상당히 유용한 것임을 나타내는 것이다. To determine the effectiveness of the diagnostic method, the receiver-operating characteristic (ROC) curve was drawn for individual samples analyzed to confirm the Area Under Curve (AUC) value. As a result, In normal control, the sensitivity was 74.0% and the specificity was 86.0%, confirming that the AUC value was 0.870. In the comparison of chronic hepatitis, the sensitivity was 66.0% and the specificity was 76.0%. In comparison of liver cirrhosis, sensitivity was 78.0% and specificity was 62.0%. In comparison of recovery, sensitivity was 66.0% and specificity was 72.0%, and the AUC value was 0.706 (Fig. 3B). In this cohort, PIVKAII was significantly elevated in HCC patients as compared with the early stage patients. These results indicate that MRM-MS analysis is useful for the determination of PIVKAII concentration in patient serum and diagnosis of liver disease based thereon.

실시예Example 5.  5. MRMMRM -MS 및 면역분석법 비교- Comparison of MS and immunoassay

본 발명은 임상 코호트 샘플에 대해 면역분석을 이용하지 않은 최초의 PIVKAII 측정에 대한 것이다. 본 발명자는 MRM-MS 분석법을 면역분석법과 비교하고자, HCC군(n=50) 및 회복군(n=50)으로 이루어진 동일한 혈청 샘플을 사용하여 MRM-MS로 측정한 PIVKAII 농도를 면역분석법으로 재-분석하였다. 0.764의 AUROC인 면역분석에서 PIVKAII는 82.0% 민감성 및 64.0% 특이성을 가지고, 0.706의 AUROC인 MRM-MS 분석에서는 66.0% 민감성 및 72.0% 특이성을 가지는 것으로 AUROC 분석에서 나타났다(도 4A). 두 방법에서 얻은 AUROC 수치는 Delong’test (P = 0.1681)에 근거하여 크게 다르지 않았다. 또한 상기 차이를 측정하기 위하여 데밍 회귀 플랏 및 Bland-Altman 플랏을 컨스트럭트하여 방법 비교 분석을 수행하였다. 데밍 회귀 플랏에서는 95% 신뢰 한계의 기울기 및 절편, 및 면역분석 및 MRM-MS사이에 0.912 R2인 높은 상관관계가 나타났다(도 4B). Bland-Altman 플랏에서는 연합(associated) 95% 신뢰구간 및 ±1.96SD의 허용한계(limit of agreement)로서, 측정 평균과 비교하여 플랏된 두 개의 상응하는 측정 사이에 차이가 있다고 나타났다(도 4C). 흥미롭게도, MRM-MS 분석법으로 측정된 PIVKAII 농도는 거의 2.24nM(log 2.24 = 0.35)로, 상기 수치는 면역분석법에 의한 것보다 훨씬 낮았다. The present invention is for the first PIVKAII measurement without immunoassay for clinical cohort samples. The present inventors measured the PIVKAII concentration measured by MRM-MS using the same serum sample composed of the HCC group (n = 50) and the recovery group (n = 50) by the immunoassay to compare the MRM- - analysis. In an immunoassay with an AUROC of 0.764, PIVKAII showed 82.0% sensitivity and 64.0% specificity, and AUROC analysis (Figure 4A) showed 66.0% sensitivity and 72.0% specificity in MRM-MS analysis with AUROC of 0.706. The AUROC values obtained from both methods were not significantly different based on Delong'test ( P = 0.1681). A method comparative analysis was also conducted by constructing a Deming Regression Plat and a Bland-Altman Platto to determine the difference. Deming regression plots showed a slope and slope of 95% confidence limits, and a high correlation of 0.912 R 2 between immunoassay and MRM-MS (FIG. 4B). The Bland-Altman plot showed an associated 95% confidence interval and a limit of agreement of +/- 1.96 SD, with a difference between the two corresponding measurements plated compared to the measured mean (FIG. 4C). Interestingly, the PIVKAII concentration measured by the MRM-MS method was almost 2.24 nM (log 2.24 = 0.35), which was much lower than that obtained by immunoassay.

결론적으로 HCC group 50명, Recovery group 50명을 대상으로 병원 임상영역에서 immunoassay로 PIVKAΙΙ 단백질 농도를 측정한 결과와 PIVKAΙΙ peptide 를 MRM 기술로 측정한 결과가 서로 연관성이 있는지 여부를 확인한 결과, PIVKA II 단백질의 chymotryptic peptide인 ERECVEETCSY인 의 경우에는 R^2 값이 0.912, 로 확인되었고, 이를 통해서 PIVKAΙΙ 단백질에 대한 Immunoassay data 와 MRM data 는 서로 강한 양의 상관 관계가 있음이 확인하였다.In conclusion, 50 patients in the HCC group and 50 patients in the recovery group were examined by immunoassay for the relationship between the PIVKAII protein concentration and the PIVKAII peptide measured by MRM. In the case of the chymotryptic peptide ERECVEETCSY, the R ^ 2 value was found to be 0.912, indicating that there was a strong positive correlation between the immunoassay data and MRM data for the PIVKAII protein.

PIVKAII는 HCC에서 분비되는 암-관련 단백질이며, HCC 진단에서 그의 유용성을 측정하는데 민감성이 있는 확실한 분석법이 필요하다. PIVKAII 측정은 지금까지 면역분석법으로 수행되어 왔다. 본 발명자는 최초로 인간 혈청 샘플에서 nM 수준에서 PIVKAII를 정량하기 위하여 MRM-MS 분석법에 근거한 민감성있고 정확한 플랫폼을 개발하였다. MRM-MS에 근거한 분석에서는 변성 상태 하에서 혈청에 있는 PIVKAII를 측정하는 반면, 항원에 기초한 분석에서는 항체 결합 효울 및 에피토프 활용성에 의거하여 PIVKAII를 측정한다. nM 수준에서 PIVKAII를 정량하는 것이 가능하였다(LOD = 0.30 nM, LOQ = 0.63 nM). 나아가 100개의 임상 시료(50개의 HCC군 및 50개의 회복군)에 대한 MRM-MS 분석 및 면역분석 사이에 PIVKAII 농도의 상관관계가 좋은 것으로 나타났는데(R = 0.912), 이는 MRM-MS분석이 신뢰할 수있다는 것을 입증하는 것이다. 이를 종합하여 보면, MRM-MS 분석법은 PIVKAII을 보완하는 측정방법의 역할을 할 수 있다. 나아가, MRM-MS는 항체를 기초로 한 면역분석법, 특히 민감성있는 면역분석에 대해 고-품질의 항체를 구할 수 없는 경우에 대한 대체 기술일 수 있다.PIVKAII is a cancer-associated protein secreted by HCC and requires a robust assay that is sensitive to its utility in the diagnosis of HCC. PIVKAII measurement has been performed by immunoassay to date. The inventor first developed a sensitive and accurate platform based on the MRM-MS method to quantify PIVKAII at the nM level in human serum samples. In the analysis based on MRM-MS, PIVKAII is measured in the serum under denaturing conditions, whereas in the antigen-based assay, PIVKAII is measured based on antibody binding efficiency and epitope availability. It was possible to quantify PIVKAII at the nM level (LOD = 0.30 nM, LOQ = 0.63 nM). Furthermore, the correlation of PIVKAII concentrations between MRM-MS and immunoassay for 100 clinical samples (50 HCC and 50 recovery groups) was good (R = 0.912), suggesting that MRM-MS analysis is reliable It is to prove that it can be. Taken together, the MRM-MS method can serve as a complementary measure to PIVKAII. Furthermore, MRM-MS can be an alternative technique for antibody-based immunoassays, particularly where high-quality antibodies can not be obtained for sensitive immunoassays.

종합하면, 도 7 에 본원에 따른 방법을 간략하게 도식적으로 나타냈다. 구체적으로 In silico digestion 방법을 이용하여 chymotrypsin으로 digestion 후, target peptide를 선정하여 실제 임상시료의 농도와 peak intensity 간에 서로 연관성이 있음을 확인하였다. MRM-MS에 필요한 parameters를 optmization 하여 개발한 최적 조건으로 5번 반복 분석 한 결과, 선정한 4개 transition 모두 0.24nM에서 1000.00 nM에서 선형성이 있음을 확인하였고, 5번 반복분석에 대한 CV(%)값이 모두 20% 이내인 것을 확인하였다. 이는 본 방법이 임상시료 내의 PIVKAII 농도 범위를 정량 가능 할 수 있음을 나타내는 것이다. In sum, The method according to the invention is schematically shown in Fig. After digestion with chymotrypsin using in silico digestion method, target peptide was selected and it was confirmed that there is a correlation between the concentration of the clinical sample and the peak intensity. As a result of 5 times repeated analysis with optimal conditions developed by optmization of the parameters required for MRM-MS, it was confirmed that linearity was observed at 0.24nM to 1000.00nM in all four selected transitions, and CV (%) value Were all within 20%. This indicates that the method can quantify the PIVKAII concentration range in a clinical sample.

실제 5 그룹의 임상 시료 분석을 통해서 HCC 그룹과 다른 그룹을 각각 비교하여 AUROC 값을 확인한 결과, normal control, chronic hepaititis, liver cirrhosis 순으로 질병이 진행 될수록 AUC 값이 감소하는 것을 확인하였고, 유의미하게 (P value <0.0001) 농도가 증가함을 확인하였다. 아울러 면역분석 결과와 비교 시, 두 assay 간의 R^2 값이 0.912로 높은 상관성을 나타냈으며, 이는 실제 임상 시료분석에서 본원에 따른 MRM-MS assay로 간암환자를 변별력있게 (AUC=0.706) 구분할 수 있음을 나타내는 것이다. The AUC values of the HCC group and the other groups were compared with those of the normal group, chronic hepaititis, and liver cirrhosis, and the AUC value decreased as the disease progressed. P value < 0.0001). In contrast to the immunoassay results, the R ^ 2 value between the two assays was as high as 0.912, indicating that the MRM-MS assay according to the present invention can discriminate patients with liver cancer (AUC = 0.706) .

이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, .

본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다. All technical terms used in the present invention are used in the sense that they are generally understood by those of ordinary skill in the relevant field of the present invention unless otherwise defined. The contents of all publications referred to herein are incorporated herein by reference.

Claims (9)

간암의 진단 또는 예후에 필요한 정보를 제공하기 위하여,
간질환의 진단이 필요한 검체를 제공하는 단계;
상기 검체를 단백질분해효소로 처리하여 상기 검체에 포함된 단백질을 절단하는 단계;
상기 검체에 내부표준물질을 혼합하는 단계;
상기 혼합물에서 PIVKAII 단백질의 대상 펩타이드 및 내부표준물질에 대하여 MRM(Multiple Reaction Monitoring) 분석을 수행하는 단계를 포함하며,
상기 대상 펩타이드에 대한 MRM 분석결과를 상기 내부표준물질의 분석결과로 표준화(Normalize)하여 상기 검체 시료 중의 PIVKAII의 양을 검출하는 단계; 및
상기 검출결과를 대조군 시료의 결과와 비교하는 단계를 포함하며,
상기 대상 펩타이드는 ERECVEETCSY이고,
상기 내부표준물질은 상기 대상 펩타이드와 동일한 아미노산 서열을 가지나, 내부표준물질을 구성하는 하나 이상의 아미노산의 질량이 상기 대상 펩타이드의 아미노산 질량과 상이하며, PIVKAII 단백질 검출 방법.
In order to provide information necessary for diagnosis or prognosis of liver cancer,
Providing a sample requiring diagnosis of liver disease;
Treating the specimen with a protease to cleave the protein contained in the specimen;
Mixing the internal standard material with the specimen;
Performing multiple reaction monitoring (MRM) analysis on the subject peptide of the PIVKAII protein and an internal standard substance in the mixture,
Detecting the amount of PIVKAII in the test sample by normalizing the result of the MRM analysis of the target peptide with the result of analysis of the internal standard material; And
And comparing the detection result with a result of a control sample,
The subject peptide is ERECVEETCSY,
Wherein the internal standard material has the same amino acid sequence as the subject peptide but the mass of one or more amino acids constituting the internal standard material is different from the amino acid mass of the subject peptide.
제 1항에 있어서,
상기 검체는 혈장, 혈청 또는 전혈인 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the specimen is plasma, serum or whole blood.
제 1 항에 있어서,
상기 대조군은 정상 검체, 만성 간염 검체, 또는 간경화 검체이며,
상기 대조군과의 비교하여, 상기 검체의 PIVKAII 양이 증가한 경우, 상기 검체를 간암으로 판별하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
The method according to claim 1,
The control group is a normal sample, a chronic hepatitis sample, or a liver cirrhosis sample,
Further comprising the step of determining the specimen as liver cancer when the amount of PIVKAII in the specimen is increased as compared with the control group.
제 1 항에 있어서,
상기 양을 결정하는 단계는 이미 알려진 농도의 PIVKAII 대상 펩타이드를 포함하는 검체를 이용한 표준농도곡선을 이용하여 결정하는 것인, 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of determining the amount is determined using a standard concentration curve with a sample containing a known concentration of PIVKAII subject peptide.
제 1 항에 있어서, 상기 MRM 분석은 전구펩타이드 이온 Q1 값, 생성물 펩타이드 이온 Q3 값을 모니터링하고, 상기 Q1/Q3에 대한 최적 CE (Collision Energy) 값이 사용되는 것인, 방법.
2. The method of claim 1, wherein the MRM assay monitors the value of the progenitor peptide ion Q1, the product peptide ion Q3, and the optimal collision energy (CE) value for the Q1 / Q3 is used.
제 5 항에 있어서,
상기 대상물질 및 내부표준물질에 대한 MRM 분석의 Q1, Q3 값, 상기 Q1 및 Q3에 대한 디폴트 CE, 및 최적 CE 값은 하기 표와 같은 것인, 방법.
Figure 112016088389984-pat00003

6. The method of claim 5,
Wherein the Q1 and Q3 values of the MRM analysis for the subject material and the internal reference material, the default CE for the Q1 and Q3, and the optimum CE value are as shown in the following table.
Figure 112016088389984-pat00003

제 1 항에 있어서,
상기 단백질 분해효소는 중성 pH에서 작용하는 중성 단백질분해효소인, 방법.
The method according to claim 1,
Wherein said proteolytic enzyme is a neutral proteolytic enzyme that acts at neutral pH.
제 7 항에 있어서,
상기 중성 단백질 분해효소는 카이모트립신, 트립신, Lyc-C, Asp-N 또는 Glu-c 중 하나 이상을 포함하는 것인, 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein said neutral protease comprises at least one of chymotrypsin, trypsin, Lyc-C, Asp-N or Glu-c.
제 1 항에 있어서,
상기 예후 측정은 간암 치료 후 회복 여부를 판단하는 것을 포함하는 것인 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the prognostic measure comprises determining whether the liver cancer has recovered after treatment.
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