KR102122601B1 - 암 항원 특이적 능동 면역요법으로의 치료 후 종양 항원에 대한 체액성 면역 반응 및 개선된 임상 결과와의 이의 연관성 - Google Patents
암 항원 특이적 능동 면역요법으로의 치료 후 종양 항원에 대한 체액성 면역 반응 및 개선된 임상 결과와의 이의 연관성 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 소정의 바이오마커를 이용하여 세포의 항원 특이적 능동 면역요법 (CASAI)에 대한 환자 반응을 측정함에 의해 치료 결과를 예측하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
Description
관련 출원의 전후-참조
본 출원은 2013년 9월 5일 출원된 미국 가특허 출원 61/874,279호 및 2013년 10월 17일 출원된 61/892,373호에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 이들 각각은 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로서 포함된다.
면역 시스템은 많은 상이한 세포 유형, 생체분자 및 기관으로 구성된다. 이는 림프구, 단핵구 및 다형핵 백혈구, 수많은 가용성 화학 매개물질 (사이토카인 및 성장 인자), 흉선, 출생후 골수, 림프절, 간 및 비장을 포함한다. 이러한 모든 성분은 박테리아, 바이러스, 진균 및 기생충, 및 종양 세포와 같은 미생물 침입자와 맞서 싸우는 복잡한 소통 시스템을 통해 협력한다. 더불어, 이러한 성분들은 외래 또는 달리 위협적인 특이적 분자 항원을 인지하고, 외래 항원을 함유하는 세포 또는 바이러스에 대한 면역 반응을 개시한다. 면역 시스템은 또한 미생물 또는 바이러스 침입자를 인지하는데 이용되는 동일한 메커니즘을 이용한 능동 감시를 통해 손상되거나 암성 세포를 제거하도록 기능한다. 면역 시스템은 엄격하게 외래는 아니지만, 표적 세포에서 비정상적으로 발현되거나 돌연변이된 항원을 통해 손상되거나 암성 세포를 인지한다.
인간 전립선 산 포스파타제 (PAP)는 전립선에서 우세하게 발현된다. 상승된 혈청 수준의 PAP가 종종 전립선암 또는 다른 전립선 질환을 지닌 환자에서 관찰되며, 가장 높은 혈청 수준의 PAP는 전이된 전립선암을 지닌 환자에서 발견되었다 (Kirchenbaum Annals. of the New York Academy of Sciences 1237 (2011) 64-70). PAP 발현은 또한 제한된 세트의 정상 비전립선 조직 (췌장 섬 세포 및 피부의 탈피지샘 단위 포함), 뿐만 아니라 다른 종양 환경 (유방 및 결장 포함)에서 매우 낮은 수준으로 관찰된다. 이러한 조직에서 PAP 발현의 수준은 전립선암 또는 다른 전립선 질환을 지닌 환자의 전립선에서 검출되는 것보다 크기가 적어도 1-2배 낮을 수 있다 (Graddis et al., Prostatic acid phosphatase expression in human tissues. Int J Clin Exp Pathol. 2011 March 31; 4(3): 295-306).
전립선 암 세포의 95% 이상은 PAP를 발현시키다. 따라서, 전립선 암에 대한 여러 면역요법 전략은 표적으로서 PAP를 이용하여 고안되었다. 예를 들어, 문헌[Cancer Biology and Therapy (March 2005, vol. 4, issue 3)]은 환자 자신의 면역 세포가 수집되고, PAP에 면역반응성이 되도록 자극된 다음, 정맥내 주사에 의해 환자에게 돌려보내지는 임상 연구로부터의 유망한 결과를 보고한다. 이러한 새로운 면역학적 접근법은 T 세포-매개된 면역성을 포함하는, PAP-특이적 면역성을 효과적으로 유도할 수 있는 방법에 의존한다.
효과적인 면역요법의 한 결과는 결과는 종양-관련 항원의 방출 및 이러한 항원에 특이적인 자가-반응성 T 및/또는 B 림프구의 프라이밍(priming)을 발생시킬 수 있는 면역요법에 대한 초기 반응 동안 종양 세포 사멸로부터 초래될 수 있는 항원 확산(antigen spread)일 수 있다. 항원 확산은 후속하여 더욱 효율적인 종양 사멸을 촉진시킬 수 있고 임상 반응자에서 더 높은 빈도로 발생할 수 있으므로, 임상 결과의 신규한, 메커니즘-기반 바이오마커의 식별을 위한 방안을 제공한다. 예컨대, 문헌[Ribas, A. et al., Determinant spreading and tumor responses after peptide-based 암 면역요법. Trends Immunol, 24, 58-61 (2003)]을 참조하라.
발명의 간단 개요
일부 구체예에서, 본 발명은 암 면역요법을 받은 환자의 치료 결과를 예측하거나 암 면역요법에 대한 유망한 표적을 식별하기 위해 항원 확산을 측정하기 위한 시스템, 방법 또는 조성물을 제공한다.
한 양태에서, 본 발명은 암 면역요법에 대한 암 환자의 치료 반응을 결정하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 i. 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 항체 수준을 수득하는 단계; ii. 암 환자를 면역요법 (예컨대, IL2, CTLA-4 억제제, 또는 IDO 억제제)으로 치료하는 단계; iii. 면역요법으로 치료한 후 환자 혈액 샘플로부터 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 치료후 항체 수준을 수득하는 단계; 및 iv. 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 및 치료후 항체 수준 간의 차이를 측정하는 단계로서, 기준선 수준에 비해 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 예보하는 것인 단계를 포함한다. 일부 경우에, 암은 전립선암이다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 ERAS, KRAS, KLK2, PSA, LGALS3, LGALS8, PSA, PSMA, 및 전립선 산 포스파타제 (PAP)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상 (예컨대, 2개 이상)의 항원을 포함한다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 ERAS, KRAS, KLK2, PSA, LGALS3, 및 LGALS8로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상 (예컨대, 2개 이상)의 항원이다.
힌 양태에서, 본 발명은 표적 암 항원을 이용한 암 항원 특이적 능동 면역요법 (CASAI) 치료에 대한 암 환자의 치료 반응을 결정하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 i. 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 항체 수준을 수득하는 단계; ii. 표적 암 항원을 이용하여 CASAI로 암 환자를 치료하는 단계; iii. CASAI로 치료한 후 환자 혈액 샘플로부터 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 치료후 항체 수준을 수득하는 단계; 및 iv. 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 및 치료후 항체 수준 간의 차이를 측정하는 단계로서, 기준선 수준에 비해 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 예보하는 것인 단계를 포함한다.
일부 구체예에서, 상기 방법은 i. 표적 암 항원 및 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 기준선 및 치료후 수준을 수득하는 단계; 및 ii. 표적 암 항원에 반응성인 기준선 및 치료후 수준 간의 차이를 측정하는 단계로서, 기준선 수준에 비해 표적 암 항원에 반응성인 치료후 항체 수준에서의 증가 및 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 치료후 항체 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 예보하는 것인 단계를 추가로 포함한다.
일부 경우에, 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가는 표적 암 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가에 비해 긍정적인 치료 반응을 더 잘 예보한다. 일부 경우에, 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가 및 표적 암 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가의 조합은 표적 암 항원 단독에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가에 비해 긍정적인 치료 반응을 더 잘 예보한다. 일부 경우에, 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가 및 표적 암 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가의 조합은 표적 암 항원 및 ERAS, KRAS, KLK2, PSA, LGALS3, 또는 LGALS8이 아닌 하나 이상의 다른 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가에 비해 긍정적인 치료 반응을 더 잘 예보한다.
한 양태에서, 본 발명은 표적 암 항원을 이용한 암 항원 특이적 능동 면역요법 (CASAI) 치료에 대한 암 환자의 치료 반응을 결정하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 : i. 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 항체 수준을 수득하는 단계로서, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원이 a. 표적 암 항원 및 하나 이상의 다른 바이오마커 항원을 포함하는 바이오마커 항원; 및 b. 표적 암 항원을 포함하지 않는 하나 이상의 바이오마커 항원으로 구성된 군으로부터 선택되는 단계; ii. 표적 암 항원을 이용하여 CASAI로 암 환자를 치료하는 단계; iii. CASAI로 치료한 후 환자 혈액 샘플로부터 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 치료후 항체 수준을 수득하는 단계; 및, iv. 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 및 치료후 수준 간의 차이를 측정하는 단계로서, 기준선 수준에 비해 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 예보하는 것인 단계를 포함한다.
일부 경우에, 적어도 2개의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 대한 기준선 및 치료후 반응성 항체 수준이 결정된다.
일부 경우에, 환자로부터의 기준선 반응성 항체 수준 또는 치료후 반응성 항체 수준은 반응성 IgG 수준이다.
일부 경우에, CASAI 치료는 생체외 조건하에 환자 혈액 세포를 활성화시키는 단계를 포함한다.
일부 경우에, CASAI 치료는 전립선 산 포스파타제 (PAP) 및 PAP 융합 단백질로 구성된 군으로부터 선택되는 표적 암 항원을 이용한다.
일부 경우에, CASAI 치료는 표적 암 항원으로서 PAP-GM-CSF를 이용한다.
일부 경우에, 환자는 전립선암, 흑색종, 신경교종, 방광암, 요로상피세포암, 신장암, 폐암, 유방암, 간암, 췌장암 및 결장직장암으로 구성된 군으로부터 선택되는 암으로 고통받고 있다. 일부 경우에, 환자는 전립선암으로 고통받고 있다.
일부 경우에, 반응성 항체 수준은 고체 지지체 표면 및 형광 또는 효소 표지를 이용하여 측정된다.
일부 경우에, CASAI는 면역조절제를 이용한다. 예를 들어, CASAI는 GM-CSF, 톨-유사 수용체 (TLR)-2, 3, 4, 5, 7, 8 또는 9의 효능제; 체크포인트 억제제; 사이토카인; 및 인터루킨 (IL)-12, IL-12p70, IL-10, IL-35, 형질전환 성장 인자 (TGF)β, 또는 인돌아민-피롤-2,3-디옥시게나제의 억제제로 구성된 군으로부터 선택되는 면역조절제를 이용할 수 있다. 사이토카인은 IL-1, IL-2, IL-4, IL-7, IL-12, IL-15, 및 IL-21로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. IL-12, IL-12p70, IL-10, IL-35, TGFβ, 또는 IDO의 억제제는 IL-12, IL-12p70, IL-10, IL-35, TGFβ, 또는 IDO에 결합하는 항체일 수 있다. 일부 경우에, 면역조절제는 CASAI 치료에 이용되는 표적 암 항원에 융합된다.
일부 경우에, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원은 PSA 및 하나 이상의 다른 바이오마커 항원이다. 예를 들어, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원은 PSA 및 KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 및 LGALS3 중 하나 이상일 수 있다.
일부 경우에, 표적 암 항원은 PSA가 아니고 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)은 PSA를 포함한다. 일부 경우에, 표적 암 항원은 PSA가 아니고 소정의 바이오마커 항원은 PSA이다. 일부 경우에, 표적 암 항원은 PAP가 아니고 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)은 PAP를 포함한다.
일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)은 ERAS 외에 KLK2, KRAS, PSA, LGALS3, 및 LGALS8로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 1, 2, 3, 4 또는 5개 마커를 포함한다. 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)은 KRAS 외에 KLK2, ERAS, PSA, LGALS3, 및 LGALS8로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 1, 2, 3, 4 또는 5개 마커를 포함한다. 여전히 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)은 LGALS3 외에 KLK2, KRAS, ERAS, PSA, 및 LGALS8로 구성된 군으로부터 선택되는 1, 2, 3, 4 또는 5개 마커를 포함한다. 또한 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)은 KLK2 외에 KRAS, ERAS, PSA, LGALS3, 및 LGALS8로 구성된 군으로부터 선택되는 1, 2, 3, 4 또는 5개 마커를 포함한다. 또한 다른 구체예에서, 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)은 LGALS8 외에 KLK2, KRAS, ERAS, PSA, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택되는 1, 2, 3, 4 또는 5개 마커를 포함한다. 또한 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)은 PSA 외에 KLK2, KRAS, ERAS, LGALS3, 및 LGALS8로 구성된 군으로부터 선택되는 1, 2, 3, 4 또는 5개 마커를 포함한다.
일부 구체예에서, 본 발명은 시푸류셀(sipuleucel)-T 치료를 받고 있는 전립선암 환자에서 치료 반응을 결정하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 i. 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 반응성인 항체의 기준선 수준을 수득하는 단계로서, 상기 소정의 바이오마커 항원이, 예를 들어, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, LGALS3, 및 PSA로 구성된 군으로부터 선택되는 단계; ii. PAP 아미노산 서열을 포함하는 단백질을 이용하여 생체외 활성화된 T 세포를 암 환자에 투여하는 단계; iii. 활성화된 T 세포로 치료한 후 환자 혈액 샘플로부터 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 반응성인 치료후 항체 수준을 수득하는 단계; 및, iv. 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 대한 기준선 및 치료후 반응성 항체 수준 간의 차이를 측정하는 단계로서, 기준선 수준에 비해 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 대한 항체 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 예보하는 것인 단계를 포함한다.
일부 경우에, 상기 방법은 i. 표적 암 항원 (예컨대, PAP를 포함하는 항원) 및 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 및 치료후 항체 수준을 수득하는 단계; 및 ii. 표적 암 항원에 반응성인 기준선 및 치료후 항체 수준 간의 차이를 측정하는 단계로서, 기준선 수준에 비해 표적 암 항원 (예컨대, PAP를 포함하는 항원)에 반응성인 치료후 항체 수준에서의 증가 및 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 치료후 항체 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 예보하는 것인 단계를 추가로 포함한다.
일부 경우에, 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가는 표적 암 항원 (예컨대, PAP를 포함하는 항원)에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가보다 긍정적인 치료 반응을 더 잘 예보한다. 일부 경우에, 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가 및 표적 암 항원 (예컨대, PAP를 포함하는 항원)에 대한 항체 수준에서의 치료후 증가의 조합은 표적 암 항원 단독 (예컨대, PAP를 포함하는 항원)에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가, 또는 표적 암 항원 (예컨대, PAP를 포함하는 항원) 및 ERAS, KRAS, KLK2, PSA, LGALS3, 또는 LGALS8이 아닌 하나 이상의 다른 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가보다 긍정적인 치료 반응을 더 잘 예보한다.
일부 경우에, PAP 아미노산 서열을 포함하는 단백질은 PAP-GM-CSF 융합 단백질이다.
일부 경우에, 환자로부터의 기준선 반응성 항체 수준 또는 치료후 반응성 항체 수준은 반응성 IgG 수준이다.
일부 경우에, 시푸류셀-T 치료는 생체외 치료이다.
일부 경우에, 반응성 항체 수준은 고체 지지체 표면 및 형광 또는 효소 표지를 이용하여 측정된다.
일부 경우에, 마커 중 하나는 ERAS이다. 다른 경우에, 마커 중 하나는 KLK2이다. 또한 다른 경우에, 마커 중 하나는 PSA이다.
일부 구체예에서, 본 발명은 환자 생존율이 개선된 암 치료를 위한 표적 항원을 식별하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 i. 하나 이상의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 기준선 수준을 수득하는 단계; ii. 암으로 고통받는 환자를 암 면역요법으로 치료하는 단계; iii. 암 면역요법으로 치료한 후 환자 혈액 샘플로부터 하나 이상의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준을 수득하는 단계; iv. 기준선 및 치료후 반응성 항체 수준을 비교하여 반응성 항체 수준이 증가된 하나 이상의 바이오마커 항원을 결정하는 단계; v. 하나 이상의 바이오마커 항원 반응성 항체 수준에서의 증가를 생존율의 증가와 관련시키는 단계; 및 vi. 반응성 항체 수준에서의 증가가 생존율과 관련되는 하나 이상의 바이오마커 항원을 환자 생존율이 개선된 암 치료를 위한 표적 항원으로서 식별하는 단계를 포함한다.
일부 구체예에서, 본 발명은 표적 암 항원을 이용한 암 항원 특이적 능동 면역요법 (CASAI) 치료에 대한 암 환자의 치료 반응을 결정하기 위한 시스템을 제공하고, 상기 시스템은 i. 프로세서(processor); ii. 인터커넥트(interconnect)를 통해 프로세서와 커플링된 메모리; iii. 인터커넥트와 커플링되고, a. 치료전 상호관련된 값의 세트를 나타내는 제 1 세트의 전자 데이터 신호를 수신하고 (각 값은 CASAI 치료 전에 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 항체 수준을 나타냄); b. 치료전 값의 세트에 상응하는 치료후 상호관련된 값의 세트를 나타내는 제 2 세트의 전자 데이터 신호를 수신하도록 (제 2 세트의 값은 각각 CASAI로 치료한 후 환자 혈액 샘플로부터 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준을 나타냄) 적합화된 통신 인터페이스, iv. 프로세서에 커플링되고, 치료전 값의 세트를 치료후 값의 세트와 비교하여, 치료후 값의 세트가 치료전 값의 세트로부터 변화되었는지를 결정하도록 구성된 비교 엔진; 및 v. 치료후 값의 세트가 치료전 값의 세트로부터 변화되었는지를 나타내는 출력 데이터 신호를 제공하도록 구성된 출력 모듈로서, 기준선 수준에 비해 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 증가가 긍정적인 치료 반응을 예보하는 것인 출력 모듈을 포함한다.
일부 구체예에서, 본 발명은 표적 암 항원을 이용한 암 항원 특이적 능동 면역요법 (CASAI) 치료에 대한 암 환자의 치료 반응을 결정하기 위한 시스템을 제공하고, 상기 시스템은 i. 프로세서; ii. 인터커넥트를 통해 프로세서와 커플링된 메모리; iii. 인터커넥트와 커플링되고, a. 치료전 상호관련된 값의 세트를 나타내는 제 1 세트의 전자 데이터 신호를 수신하고 (각 값은 CASAI 치료 전에 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 항체 수준을 나타내고, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원은 1. 표적 암 항원 및 하나 이상의 다른 소정의 바이오마커 항원을 포함하는 바이오마커 항원; 및 2. 표적 암 항원을 포함하지 않는 하나 이상의 바이오마커 항원으로 구성된 군으로부터 선택됨); b. 치료전 값의 세트에 상응하는 치료후 상호관련된 값의 세트를 나타내는 제 2 세트의 전자 데이터 신호를 수신하도록 (제 2 세트의 값은 각각 CASAI로 치료한 후 환자 혈액 샘플로부터 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준을 나타냄) 적합화된 통신 인터페이스 및; iv. 프로세서에 커플링되고, 치료전 값의 세트를 치료후 값의 세트와 비교하여, 치료후 값의 세트가 치료전 값의 세트로부터 변화되었는지를 결정하도록 구성된 비교 엔진; 및 v. 치료후 값의 세트가 치료전 값의 세트로부터 변화되었는지를 나타내는 출력 데이터 신호를 제공하도록 구성된 출력 모듈로서, 기준선 수준에 비해 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 증가가 긍정적인 치료 반응을 예보하는 것인 출력 모듈을 포함한다.
일부 경우에, 프로세서는 CASAI 치료 전에 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 반응성인 기준선 항체 수준을 나타내는 치료전 값의 세트로부터 환자에 대한 기준선 항체 수준으로서 기능하는 값의 참조 세트를 결정하도록 추가로 구성된다. 일부 경우에, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)은 ERAS, KRAS, KLK2, PSA, LGALS3, 및 LGALS8로 구성된 군으로부터 선택된다.
일부 경우에, iii. 시스템 통신 인터페이스는 c. CASAI 표적 항원에 반응성인 항체의 치료전 및 치료후 수준에 대한 값을 수신하도록 추가로 적합화되고; iv. 시스템 비교 엔진은 표적 항원에 반응성인 항체 수준에서의 증가의 존재, 부재 또는 증가 크기를 결정하기 위해 치료전 및 치료후 수준을 비교하도록 추가로 구성되며; v. 시스템 출력 모듈은 표적 항원에 반응성인 항체 수준에서의 증가의 존재, 부재 또는 증가 크기를 나타내는 출력 데이터 신호를 제공하도록 추가로 구성되고, 이 때 표적 암 항원에 반응성인 항체 수준에서의 증가와 함께 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 예보한다.
일부 경우에, CASAI 치료에 이용된 표적 암 항원은 PSA가 아니고, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)은 PSA를 포함한다. 일부 경우에, CASAI 치료에 이용된 표적 암 항원은 PSA이고 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원은 표적 바이오마커 항원 PSA 및 하나 이상의 다른 비-표적 소정의 바이오마커 항원을 포함한다.
일부 경우에, 반응성 항체 수준은 반응성 IgG 수준이다.
일부 경우에, 표적 암 항원은 PAP 또는 PAP 융합 단백질이다.
일부 구체예에서, 본 발명은 면역조절 치료를 받고 있는 전립선암 환자에서 치료 반응을 결정하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 i. 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 기준선 수준을 수득하는 단계로서, 상기 비-표적 소정의 바이오마커 항원이 ERAS, KRAS, KLK2, PSA, LGALS3, 및 LGALS8로 구성된 군으로부터 선택되는 단계; ii. 면역조절제 및 전립선 암 항원 (예컨대, PAP 또는 PSA)을 전립선 암 환자에 투여하는 단계; iii. 면역조절제로 치료한 후 환자 혈액 샘플로부터 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준을 수득하는 단계로서, 상기 비-표적 소정의 바이오마커 항원이 ERAS, KRAS, KLK2, PSA, LGALS3, 및 LGALS8로 구성된 군으로부터 선택되는 단계; 및 iv. 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 대한 기준선 및 치료후 반응성 항체 수준 간의 차이를 비교하는 단계로서, 기준선 수준에 비해 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 대한 항체 수준에서의 증가가 긍정적인 치료 반응을 예보하는 것인 단계를 포함한다.
일부 구체예에서, 상기 방법은 i. 표적 암 항원 및 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 기준선 및 치료후 수준을 수득하는 단계; 및 ii. 표적 암 항원에 반응성인 기준선 및 치료후 수준 간의 차이를 측정하는 단계로서, 기준선 수준에 비해 표적 암 항원에 반응성인 치료후 항체 수준에서의 증가 및 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 치료후 항체 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 예보하는 것인 단계를 추가로 포함한다.
일부 경우에, 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가는 표적 암 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가보다 긍정적인 치료 반응을 더 잘 예보한다. 일부 경우에, 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가 및 표적 암 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가의 조합은 표적 암 항원 단독에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가, 또는 표적 암 항원 및 ERAS, KRAS, KLK2, PSA, LGALS3, 또는 LGALS8이 아닌 하나 이상의 다른 바이오마커 항원에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가보다 긍정적인 치료 반응을 더 잘 예보한다.
도면의 간단한 설명
도 1: 화살표로 표시된 시점을 면역 모니터하는 연구 설계 (Kantoff et al., 2010). 시푸류셀-T의 3회 치료 사이클 (또는 용량) 및 치료를 완료한 후 치료후 후속 시점, 2주, 10주, 및 22주/진행후 추적이 각각 Wk 2, Wk-10, Wk-22/PPFU (진행후 추적)로 표시된다.
도 2: 프로토어레이(ProtoArray)를 이용한, IMPACT에서 이차 항원에 대한 혈청 IgG 반응의 식별을 위한 도식. 치료전 및 치료후 혈청 샘플 중의 IgG 수준을 비교하여 프로토어레이 상에서 특이적 단백질 (항원)에 대한 IgG 반응을 식별하였다 (치료전에 비해 치료후 혈청 IgG 수준에서의 평균 ≥2-배 증가, FDR ≤10%). IgG 반응이 관찰된 항원의 수 (y-축)가 3회의 치료후 시점, 즉 Wk-2, Wk-10, 및 Wk-22/PPFU에, (x-축) 시푸류셀-T 및 대조 아암의 환자에 대해 도시된다.
도 3: Luminex xMAP를 이용한 IMPACT로부터 환자에서 이차 항원에 대한 혈청 IgG 반응의 확인, 및 IgG 반응자들 사이의 중복 분석. (a) 치료한지 10주 후 Luminex xMAP를 이용하여, IMPACT에서 IgG 반응의 확인. 대조 및 시푸류셀-T 아암에서 치료전 및 치료후 혈청 IgG 수준의 Log2 (y-축)가 제시된다. 3개의 이차 항원 (PSA, KRAS, 및 LGALS3)에 대한 데이터가 제시된다. PAP (일차 항원)에 대한 IgG의 혈청 수준이 참조를 위해 제시된다. 자세한 내용은 표 4를 참조하라. (b) Venn 다이아그램을 이용하여 도시된 시푸류셀-T 아암으로부터 환자에서의 상이한 항원에 대한 IgG 반응의 중복. 10주에 상이한 항원에 대해 중복 IgG 반응을 지닌 환자의 수가 제시된다. 좌측: 중복은 PAP (일차 항원)에 대한 IgG 반응을 포함한다; 우측: 중복은 단지 이차 항원에 대한 IgG 반응을 포함한다. IgG 반응자들은 치료후 대 치료전 혈청 IgG 수준에서 ≥2-배 증가를 지니는 환자로서 정의된다. 대표적인 예가 본원에 기재된다.
도 4: IMPACT에서 시푸류셀-T 아암에서 명시된 이차 항원에 대한 IgG의 혈청 수준 (log 2 )에서의 치료후 변화와 OS의 관련성. PSA (좌측) 또는 LGALS3 (우측) 대 OS에 대한 IgG의 혈청 수준에 대한 카플란-마이어 플롯이 10주 대 치료전에 혈청 IgG 수준에서의 중간 배수-변화에 의해 분류된 환자에 의해 도시된다 (≥중간, 실선, <중간, 파선); 점선으로 된 수평선은 추정된 중간 OS를 나타낸다. 카플란-마이어 플롯 아래의 포레스트 플롯은 다변량 Cox 모델로부터 혈청 IgG 수준에서의 변화 (log2 규모)와 OS (기준선 PSA 및 LDH에 대해 조정됨)의 관련성에 대한 HR 및 95% CI를 도시한다 (자세한 내용은 표 8을 참조하라); 포레스트 플롯의 박스는 HR을 나타내고 휘스커는 95% CI를 나타낸다. 각각의 IgG에 대한 HR 및 p-값은 포레스트 플롯의 왼쪽에 있다. p-값은 3개의 유효 숫자로 제시된다. ** p≤0.01; * p≤0.05; ● p≤0.1.
도 5: IMPACT에서 시푸류셀-T 아암에서의 항-PSA 및 항-LGALS3 IgG 반응자 (R) 및 비-반응자 (NR) 및 대조 아암 (C)로부터의 환자에 대한 OS의 카플란-마이어 플롯. 2주 (좌측), 10주 (중앙) 및 22주 (우측)에 IgG 반응에 대한 데이터가 제시된다. 상부 패널: 항-PSA IgG; 하부 패널: 항-LGALS3 IgG. IgG 반응자는 치료전에 비해 치료후 혈청 IgG 수준에서 ≥2-배 증가를 갖는 환자로서 정의된다. 분석에서의 환자의 총 수는 각 플롯의 오른쪽 상단에 제공된다; R (IgG-반응자, 실선), NR (IgG 비-반응자, 파선), 및 C (대조군, 점선) 그룹의 환자의 수가 또한 제시된다. 자세한 내용은 표 8을 참조하라.
도 6: (a): 한 구체예에 따라 표적 암 항원으로의 암 항원 특이적 능동 면역요법 (CASAI) 치료에 대한 암 환자의 치료 반응을 결정하도록 구성된 관리 시스템의 예시적인 블록 다이아그램을 도시한다. (b): 한 구체예에 따라 표적 암 항원으로의 암 항원 특이적 능동 면역요법 (CASAI) 치료에 대한 암 환자의 치료 반응을 결정하기 위한 공정의 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 7은 기재된 구체예가 구현될 수 있는 데이터 프로세싱 시스템의 예시적인 블록 다이아그램을 도시한다.
발명의 상세한 설명
I. 도입
암 면역요법에 의한 종양 조직 파괴는 항원 확산, 결정인자 확산, 또는 에피토프 확산 (Vanderlugt et al., 2002)으로 언급되는 현상인 비-표적된 종양 관련 항원에 대한 면역 반응을 발생시킬 수 있다. 암 면역요법을 위한 방법 및 조성물은 하기에 추가로 상세하게 기재된다.
항원 확산의 정도가 암 면역요법으로의 치료후 생존 이익을 표시할 수 있음을 제안하는 소수의 환자에 의한 연구로부터의 보고가 있다 (Santegoets, 2011; Butterfield, et al., 2003; T.C. Harding MN, et al., 2008; Mittendorf, et al., 2006). 항원 확산의 정도를 측정하는 것은 (i) 면역 반응 및 생체내 작용 메커니즘을 이해하고, (ii) 효과적인 임상 반응의 치료후 바이오마커를 조기에 식별하고, 그리고 (iii) 그 자체가 미래 제품 개발을 위한 치료 표적이 될 수 있는 항원을 식별하는데 중요할 수 있다.
암 면역요법에 대한 초기 반응 동안 종양 세포 사멸 또는 조직 손상은 상기 요법에 의해 직접 표적화되지 않은 항원에 특이적인 자가-반응성 T 및/또는 B 림프구의 방출 및 프라이밍을 발생시킬 수 있다고 제안된다 (Vanderlugt et al., 2002). 확대된 면역 반응은 후속하여 면역요법에 의해 표적화된 종양 항원을 발현하지 않을 수 있는 것들을 포함하는 (Santegoets, 2011), 종양 세포의 더욱 효율적인 사멸을 촉진시킬 수 있다 (Hardwick, et al., 2011; Corbiere, et al., 2011). 이 분야의 초기 연구는 암 면역요법에 대한 확대된 항체 반응이 비-반응자에 비해 임상 반응자에서 더 높은 빈도로 관찰될 수 있음을 제안하였다 (Santegoets, 2011; Butterfield, et al., 2003; T.C. Harding MN, et al., 2008; Mittendorf, et al., 2006). 항원 확산 (즉, 면역요법에 함유되지 않은 항원/들에 대한 항체 반응)은 전립선암에 대해 PSA 면역요법과 같은 면역요법 치료 및 표적-특이적 암 백신 (Nesslinger, et al., 2010), 및 유방암에 대해 Her2/neu 백신화 (Disis, et al., 2004), 및 MAGE-A3 백신화 (Hardwick, et al., 2011; Corbiere, et al., 2011)에 반응하여 관찰되었다. 항원 확산은 또한 비-표적-특이적 면역조절제를 이용한 면역요법 치료에 반응하여 관찰되었다. 예를 들어, 면역 시스템 체크포인트를 억제하는, 면역조절제 항-CTLA4 (이필리무맙(ipilimumab))를 이용한 전립선암의 치료는 확대된 면역 반응을 발생시킬 수 있다 (Kwek, et al., 2012).
따라서, CASAI와 같은 면역요법, 암 세포 또는 그로부터 유래된 항원의 혼합물을 이용한 치료, 또는 면역조절제를 이용한 치료를 받고 있는 환자에서 항원 확산의 정도를 측정하는 방법 및 조성물이 본원에 제공된다. 치료에 대한 긍정적인 치료 반응을 예측하기 위한 방법 및 조성물이 또한 제공된다. 그러한 방법 및 조성물은 항원 확산의 측정을 활용하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 방법 및 조성물은 또한 본원에 제공된 바이오마커 항원과 같은, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준의 측정을 포함할 수 있다. 그러한 방법 및 조성물은 면역조절제를 이용한 암 치료, 암 세포 또는 그로부터 유래된 항원의 혼합물을 이용한 치료, 또는 CASAI에 반응하는, 본원에 제공된 바이오마커 항원과 같은, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준에서의 변화의 측정을 추가로 포함할 수 있다. 더욱이, 추가의 CASAI 요법의 개발을 위해 새로운 암 항원을 식별하기 위한 방법 및 조성물이 본원에 제공된다.
II. 정의
본원에서 이용된 약어는 화학 및 생물학 분야 내에서 이들의 통상적인 의미를 갖는다.
치료 반응을 결정하는 것과 관련하여 본원에서 사용되는 용어 "결정하는"은 암 항원 특이적 면역요법 (예컨대, CASAI)에 대한 환자의 치료 반응을 예측, 식별, 추정, 정량화, 계산 또는 달리 끌어내는 것을 의미한다. 일부 경우에, 결정이라 함은 긍정적인 치료 반응의 가능성에 관한 예후, 추정, 또는 예측을 제공하는 것을 의미한다 (예컨대, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 대한 반응성 항체에서의 증가에 기반). 일부 경우에, 긍정적인 치료 반응의 가능성은 상대적이다. 예를 들어, 가능성은 동일하거나 유사한 면역요법을 받은 환자의 일반적인 집단에 비해 증가하거나 감소할 수 있다. 일부 경우에, 가능성은 일치하는 집단, 예컨대 하나 이상의 유사한 위험 인자 (예컨대, 글리슨 점수(Gleason Score), PSA 수준, LDH, 골 병변, 또는 비스포스포네이트 사용)를 지닌 환자의 집단에 비해 증가하거나 감소한다. 일부 경우에, 가능성은 절대적이다.
본원에서 사용되는 용어 "항원"은 면역 반응을 일으키는 단백질, 합텐, 탄수화물, 지질 등과 같은 분자를 의미한다. 예를 들어, 항원은 T-세포 활성화, B-세포 활성화, 또는 T 및 B-세포 활성화를 일으킬 수 있다. 일반적으로 항원, 또는 이의 일부는 주조직적합성 복합체 (MHC)에 결합하고 항원 제시 세포에 의해 T-세포 수용체에 제시된다. 항원은 항체에 의해 인지되어 이에 결합할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "암 항원"은 암 세포에서 비정상적으로 발현되거나, 돌연변이되거나, 이에 특이적인 항원을 의미한다. 예시적인 암 항원은 비제한적으로 전립선 산 포스파타제 (PAP), 알파-태아단백질 (AFP), 발암배아성 항원 (CEA), CA-125, MUC-1, 상피 종양 항원 (ETA), 티로시나제, 흑색종 관련 항원 (MAGE), 카르보닉 안하이드라제 IX, HER-2/neu, 세포독성 T-림프구 항원 4, 전립선 특이적 항원 (PSA), B형 간염 표면 항원, 텔로머라제 역전사효소 (TERT), 서바이빈(survivin), EGFRvIII, 멜라닌세포 유래 펩티드, 다발성 흑색종-관련 펩티드, 및 자궁경부암 항원 HPV-16-E7을 포함한다. 암 항원은 또한 세포 면역요법 이후에, 또는 동안에 항원 확산으로 인한 상승된 면역 반응을 유도하는 것으로 본원에서 식별된 항원을 포함할 수 있다 (예컨대, PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 또는 LGALS3). 암 항원은 동종이형 또는 자가 종양 세포로부터 유래되거나 이를 함유하는 조성물을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 암 항원은 바이러스, 바이러스 유사 입자, 또는 지질막에 패키지된다. 일부 경우에, 암 항원은 하나 이상의 재조합 발현 카세트에 대해 인코딩된다.
본원에서 사용되는 용어 "면역조절제"는 면역 시스템을 조절하는 조성물 또는 제형을 의미한다. 면역조절제는 면역 시스템을 활성화 (예컨대, 애쥬번트 또는 활성화제)하거나, 면역 시스템을 하향조절하는 조성물 또는 제형을 포함할 수 있다. 애쥬번트는 알루미늄-기반 조성물, 뿐만 아니라 박테리아 또는 미코박테리아 세포벽 성분을 포함하는 조성물을 포함할 수 있다. 활성화제는 세포의 면역 반응을 자극하는 항원 제시 세포를 활성화시키는 분자를 포함할 수 있다. 활성화제는 비제한적으로 톨-유사 수용체 TLR-2, 3, 4, 6, 7, 8, 또는 9의 효능제, 과립구 대식세포 집락 자극인자 (GM-CSF); TNF; CD40L; CD28; FLT-3 리간드; 또는 사이토카인, 예컨대 IL-1, IL-2, IL-4, IL-7, IL-12, IL-15, 또는 IL-21을 포함할 수 있다. 활성화제는 면역 억제제의 활성을 억제하는 화합물, 예컨대 면역 억제제 IL-10, IL-35, TGFβ, IDO, 또는 사이클로포스파미드의 억제제, 또는 면역 체크포인트의 활성을 억제하는 화합물, 예컨대 CTLA4, PD-1, 또는 PD-L1에 대한 항체를 또한 포함할 수 있다. 활성화제는 또한 CD40, CD80, 또는 CD86과 같은 공자극성 분자를 포함할 수 있다. 면역조절제는 또한 면역 시스템을 하향조절하는 작용제, 예컨대 IL-12p70에 대한 항체, 톨-유사 수용체 TLR-2, 3, 4, 5, 6, 8, 또는 9의 길항제, 또는 사이클로포스파미드, 사이클로스포린 A 또는 FK506과 같은 면역 기능의 일반적인 억제제를 포함할 수 있다. 이러한 작용제 (예컨대, 애쥬번트, 활성화제, 또는 하향조절제)를 조합하여 최적 면역 반응을 형성할 수 있다.
면역조절제는 하나 이상의 암 항원에 물리적으로 연결된 융합 펩티드로서 제공될 수 있다. 일부 경우에, 암 항원 및 면역조절제는 환자로의 도입을 위해, 예컨대 암 항원-면역조절제 융합 단백질 또는 환자로부터 유래된 세포의 발현을 유도하기 위해 하나 이상의 발현 카세트 상에 존재한다. 다른 경우에, 면역조절제는 발현되거나 환자에 제공되거나 암 항원과 시간적 및/또는 공간적으로 근접하게 생체외에서 환자 세포와 접촉한다.
본원에서 사용되는 용어 "암 면역요법"은 환자에서 암 세포에 대한 면역 반응을 일으키거나 향상시키도록 설계된 임의의 요법을 의미한다. 예를 들어, 암 면역요법은 비제한적으로 암 항원 특이적 능동 면역요법, 면역조절제를 이용한 치료 (예컨대, 면역 억제제의 활성화제 또는 억제제 또는 체크포인트 억제제의 억제제), 또는 암 세포 또는 그로부터 유래된 항원의 혼합물을 이용한 치료 (예컨대, 암 세포주로부터 유래된 항원을 이용한 치료)를 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "암 항원 특이적 능동 면역요법" (CASAI)은 하나 이상의 표적 암 항원에 대한 환자의 면역화를 의미한다. CASAI는 T-세포, B-세포, NK 세포, 및/또는 항원 제시 세포와 같은 말초혈 단핵 세포가 환자로부터 제거되고 하나 이상의 표적 암 항원과 접촉하는 생체외 치료를 의미할 수 있다. 그 후 세포를 환자에 재도입시킬 수 있다. CASAI는 또한 표적 암 항원이 환자에 도입되고 그 안에서 면역 반응이 발생하는 생체내 CASAI를 의미할 수 있다. 일부 경우에, CASAI는 애쥬번트와 같은 면역조절제 또는 활성화제의 존재하에 또는 이와 융합된 하나 이상의 표적 암 항원을 이용한다. 예시적인 CASAI 방법은 하나 이상의 면역조절제, 예컨대 GM-CSF, TNF; CD40L; CD28; 또는 FLT-3 리간드; 톨-유사 수용체 TLR-2, 3, 4, 5, 6, 8, 또는 9의 효능제; 체크포인트 억제제, 예컨대 CTLA4, PD-1, 또는 PD-L1에 대한 항체; 사이토카인, 예컨대 IL-1, IL-4, IL-7, IL-12, IL-15 또는 IL-21; 또는 IL-10, IL-35, TGFβ, 또는 IDO의 억제제의 존재하에, 생체내 또는 생체외에서 환자의 항원 제시 세포를 하나 이상의 표적 암 항원과 접촉시키는 것을 포함한다. 예시적인 CASAI 방법은 또한 환자의 항원 제시 세포를, 생체내 또는 생체외에서, 면역조절제, 예컨대 GM-CSF, TNF; CD40L; CTLA4; CD28; FLT-3 리간드; 톨-유사 수용체 TLR-2, 3, 4, 5, 6, 8, 또는 9의 효능제; 체크포인트 억제제, 예컨대 CTLA4, PD-1, 또는 PD-L1에 대한 항체; 사이토카인, 예컨대 IL-1, IL-4, IL-7, IL-12, IL-15 또는 IL-21; 또는 면역 억제제, 예컨대 사이클로포스파미드, IL-10, IL-35, TGFβ, 또는 IDO의 억제제와 융합된 하나 이상의 암 항원과 접촉시키는 것을 포함한다. 예시적인 CASAI 방법은 또한 환자의 항원 제시 세포를, 생체내 또는 생체외에서, CD40, CD80, 또는 CD86과 같은 공동자극성 분자에 융합된 하나 이상의 암 항원과 접촉시키는 것을 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "세포 특이적 능동 면역요법"은 암 세포에 존재하는 하나 이상의 암 항원에 대한 면역 반응을 유도하고 환자 자신의 종양 세포의 면역 감시를 활성화 또는 증가시키기 위한, 동계 또는 동종이형 암 세포, 또는 그로부터 유래된 항원을 이용한 환자의 면역화 (예컨대, LnCAP 또는 PC-3 세포와 같은 암 세포주로부터 유래된 항원으로의 치료)를 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "면역 체크포인트 억제제", "체크포인트 억제제" 등은 면역 시스템의 대조 메커니즘의 활성을 억제하는 화합물을 의미한다. 면역 시스템 체크포인트, 또는 면역 체크포인트는 일반적으로 자가-관용성을 유지하거나 생리학적 면역 반응의 지속기간 및 크기를 조절하여 부수적인 조직 손상을 최소화하도록 작용하는 면역 시스템의 억제성 경로이다. 체크포인트 억제제는 경로에서 단백질의 활성을 억제함에 의해 면역 시스템 체크포인트를 억제할 수 있다. 면역 시스템 체크포인트 단백질은 비제한적으로 세포독성 T-림프구 항원 4 (CTLA4), 프로그램된 세포 사멸 1 단백질 (PD1), 및 프로그램된 세포 사멸 1 리간드 1 (PD-L1)을 포함한다. 이와 같이, 체크포인트 억제제는 CTLA4, PD1, 또는 PD-L1의 길항제를 포함한다. 예를 들어, CTLA4, PD-1, 또는 PD-L1에 결합하여 이들의 기능을 길항시키는 항체가 체크포인트 억제제이다. 게다가, 면역 시스템 체크포인트의 억제성 기능을 억제하는 임의의 분자 (예컨대, 펩티드, 핵산, 소분자 등)가 체크포인트 억제제이다.
본원에서 사용되는 용어 "바이오마커"는 유기체의 생물학적 상태의 지표를 나타낸다. 바이오마커의 수준은 유기체의 생물학적 상태를 결정하기 위해 측정될 수 있다. 예시적인 바이오마커는 대사산물 및 단백질, 탄수화물 및 지질과 같은 거대분자를 포함한다. 바이오마커는 질병, 예컨대 암의 존재, 또는 질병 또는 질환의 중증도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 바이오마커의 존재 또는 부재는 악성종양, 전이, 또는 이의 결여를 나타낼 수 있다. 일부 경우에, 하나 이상의 바이오마커, 또는 이의 조합물의 수준은 질병 예후, 치료 반응을 나타내거나, 치료 결과를 예보할 수 있다. 다른 경우에, 바이오마커는 항원이고, 하나 이상의 바이오마커 항원, 또는 이의 조합물에 반응성인 항체 (예컨대, IgA, IgD, IgE, IgG, IgM, 또는 이들의 하위부류, 예컨대 IgG1, IgG2, IgG3, 또는 IgG4)의 수준은 질병 예후, 치료 반응을 나타내거나, 치료 결과를 예보할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "소정의 바이오마커 항원"은 특정 생물학적 상태의 공지된 지표인 하나 이상의 바이오마커 항원, 또는 이의 조합물을 의미할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원은 질병 예후를 얻거나 치료 반응을 결정하기 위해 검출되고/거나 측정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원, 또는 이의 조합물에 반응성인 항체의 수준은 특정 생물학적 상태를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원, 또는 이의 조합물에 결합하는 반응성 항체 (예컨대, IgA, IgD, IgE, IgG, IgM, 또는 이의 하위부류, 예컨대 IgG1, IgG2, IgG3, 또는 IgG4)의 수준은 질병 예후를 얻거나 치료 반응을 결정하기 위해 검출되고/거나 측정될 수 있다.
소정의 바이오마커 항원은 비제한적으로 PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, LGALS8/PCTA-1, PAP, 또는 PAP-GM-CSF를, 개별적으로 또는 임의의 조합으로 포함한다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 ERAS, KRAS, KLK2, PSA, LGALS3, LGALS8 및 표적 암 항원으로 구성된 군으로부터 선택된다. 결과적으로, 일부 구체예에서, 개별적으로 또는 임의의 조합으로, PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, LGALS8, PAP, 또는 PAP-GM-CSF 중 하나 이상에 반응성인 항체의 수준은 질병 예후를 얻거나 치료 반응을 결정하기 위해 검출되고/거나 측정될 수 있다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준이 치료전 대조군에 비해 결정될 수 있다.
일부 구체예에서, 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준은 표적 암 항원이 아닌 하나 이상의 항원에 반응성인 항체를 포함한다. 유사하게, 일부 구체예에서, 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준은 표적 암 항원에 반응성인 항체를 포함하지 않는다. 이와 같이, 본원의 소정의 바이오마커 항원은 비-표적 소정의 바이오마커 항원을 포함한다.
본원에서 사용되는 "비-표적 소정의 바이오마커 항원"은 특정 피검체의 경우, 피검체에 투여된 CASAI 치료에 사용된 표적 암 항원이 아닌 소정의 바이오마커 항원을 의미한다. 따라서, 표적 암 항원이, 예컨대, 이용된 CASAI 치료에 따라, 달라질 수 있으므로, 비-표적 소정의 바이오마커 항원의 수 및 실체가 또한 달라질 수 있다. 일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 ERAS, KRAS, KLK2, PSA, LGALS3, 및 LGALS8로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 항원의 임의의 조합물이다. 결과적으로, 일부 구체예에서, 개별적으로 또는 임의의 조합으로, ERAS, KRAS, KLK2, PSA, LGALS3, 및 LGALS8 중 하나 이상에 반응성인 항체의 수준은 질병 예후를 얻거나 치료 반응을 결정하기 위해 검출되고/거나 측정될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, CASAI 치료는 표적 암 항원에 의해 수행되고 치료 결과 또는 치료 반응은 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준을 측정함에 의해 결정된다.
일부 경우에, 표적 암 항원에 반응성인 항체의 수준과 함께 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준은 질병 예후를 얻거나 치료 반응을 결정하기 위해 검출되고/거나 측정될 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, CASAI 치료는 표적 암 항원으로 수행되고 치료 결과 또는 치료 반응은 표적 암 항원 및 하나 이상의 다른 바이오마커 항원을 포함하는 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준을 측정함에 의해 결정된다.
본원에서 사용되는 용어 "반응성 항체"는 표적 암 항원, 또는 바이오마커 항원에 결합하는 항체를 의미한다. 예를 들어, PAP 반응성 항체는 PAP에 결합하는 항체를 의미한다. 더욱이, "~에 반응성인 항체 수준", "반응성 항체 수준", "~에 반응성인 항체의 수준" 등은 특이적 항원과 반응하거나 이에 결합하는 항체의 수준, 예컨대 혈청 농도를 의미한다. 예를 들어, "LGALS8에 반응성인 항체 수준"은 LGALS8에 결합하는 항체의 혈청 농도를 의미한다. 또 다른 예로서, LGALS8 또는 KRAS 중 하나 이상에 반응성인 항체 수준을 결정하는 것은 LGALS8에 결합하는 항체의 혈청 농도를 결정하거나, KRAS에 결합하는 항체의 혈청 농도를 결정하거나, LGALS8에 결합하는 항체의 혈청 농도 및 KRAS에 결합하는 항체의 혈청 농도 둘 모두를 결정하는 것을 의미한다. 항체 수준은 절대적 또는 상대적 기준으로 결정될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "기준선 항체 수준"은 암 면역요법 치료의 라운드의 시작 전에 측정되거나, 암 면역요법 치료의 라운드의 시작 전에 수득된 샘플로부터 측정된 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 특이적인 항체의 수준 또는 농도를 의미한다. 기준선 항체 수준은 기준선 IgA, IgD, IgE, IgG, 또는 IgM, 하나 이상의 면역글로불린 하위부류, 예컨대 IgG1, IgG2, IgG3, 또는 IgG4의 수준 또는 기준선 수준을 포함할 수 있다. 예를 들어, 환자는 암 요법의 필요성 및 치료의 개시 전에 그 환자에 대해 결정되거나, 치료의 개시 전에 수득된 샘플로부터 결정된 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 IgG의 기준선 수준으로서 확인될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 환자는 과거에 암 면역요법 치료 (예컨대, 면역조절제를 이용한 치료, 세포 특이적 능동 면역요법을 이용한 치료, 또는 CASAI 치료)를 받았을 수 있고, 기준선 항체 수준은 추가적인 치료의 개시 전에 결정될 수 있거나, 치료의 개시 전에 샘플로부터 결정될 수 있다.
대안적으로, "기준선 항체 수준"은 종양 세포를 공격하기 위해 면역 시스템이 활성화되지 않았거나, 최근 활성화된 적이 없는 환자가 지닐 것으로 예상되는 일반적으로 허용되는 수준 또는 범위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 기준선 항체 수준은 강력한 항-암 면역 반응을 표시하지 않거나 강력한 항-암 면역 반응의 결여를 표시하는 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 농도일 수 있다. 또 다른 예로서, 기준선 항체 수준은 암으로 고통받지 않는 개체에서 일반적으로 발견되는 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 농도일 수 있다. 결과적으로, 그러한 기준선 항체 수준은 책, 간행물, 저널 기사, 데이터베이스, 차트, 스프레드시트와 같은 참조 소스, 또는 월드-와이드 웹으로부터 수득될 수 있다. 일부 경우에, 기준선 항체 수준은 암으로 고통받지 않는 개체의 집단으로부터 결정될 수 있다.
하나 이상의 소정의 항원에 반응성인 기준선 항체 수준은 절대적 또는 상대적 기준으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 소정의 항원에 반응성인 기준선 항체 수준은 표준에 대해 비교될 수 있다. 일부 경우에, 하나 이상의 소정의 항원에 반응성인 기준선 항체 수준은 표준 이하, 표준 이상, 또는 표준보다 상당히 이하 또는 이상으로 결정될 수 있다. 일부 구체예에서, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 항체 수준은 소정의 바이오마커 항원이 자가-항원인 것처럼 낮을 것으로 예상된다.
본원에서 사용되는 용어 "치료후 항체 수준"은 암 면역요법 치료의 라운드의 시작 후에 결정되는 하나 이상의 바이오마커 항원에 특이적인 항체의 수준 또는 농도를 의미한다. 하나 이상의 소정의 항원에 반응성인 치료후 항체 수준은 절대적 또는 상대적 기준으로 결정될 수 있다. 치료후 항체 수준은 치료후 IgA, IgD, IgE, IgG, 또는 IgM, 하나 이상의 면역글로불린 하위부류, 예컨대 IgG1, IgG2, IgG3, 또는 IgG4의 수준 또는 치료후 수준을 포함한다. 예를 들어, 암 요법은 치료의 개시 후에 그 환자에 대해 결정된 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 대해 반응성인 IgG의 치료후 수준으로 환자에게 투여될 수 있다.
하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 치료후 항체 수준은 암 면역요법의 개시 후 임의의 시간에 수득될 수 있다. 예를 들어, 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 하나 이상의 치료후 수준은 암 면역요법 치료의 개시 이후 약 2일 후에 결정될 수 있다. 또 다른 예로서, 치료후 항체 수준은 암 면역요법 치료의 개시 이후 약 1주일 후에 결정될 수 있다. 또 다른 예로서, 치료후 항체 수준은 암 면역요법 치료의 개시 이후 적어도 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 또는 26주 또는 그 이후에 결정될 수 있다. 일부 경우에, 샘플을 저장한 후 분석하여 치료후 항체 수준을 결정할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "표적 암 항원"은 암 환자에 치료적으로 투여되는 항원을 의미할 수 있다. 일부 경우에, 표적 암 항원은 면역 시스템, 또는 이의 성분을 활성화시켜 항원을 인지하거나, 이에 결합하거나, 공격하거나, 식균시키거나, 포식하거나, 중화시킨다. 예를 들어, 환자는 치료에 반응하여 표적 암 항원에 결합하는 항체를 생성할 수 있다. 대안적으로, "표적 암 항원"은 암 환자에 치료적으로 투여되는 항체에 결합하는 항원을 의미할 수 있다.
III. 방법
일부 구체예에서, 본 발명은 CASAI 치료에 대한 암 환자의 치료 반응을 결정하는 방법을 제공한다. CASAI 치료는,
i. 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 반응성인 기준선 항체 수준을 수득하는 단계;
ii. 표적 암 항원을 이용하여 CASAI로 암 환자를 치료하는 단계;
iii. CASAI로 치료한 후 환자 혈액 샘플로부터 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 반응성인 치료후 항체 수준을 수득하는 단계; 및,
iv. 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 반응성인 기준선 및 치료후 항체 수준 간의 차이를 측정하는 단계로서, 기준선 수준에 비해 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 대한 항체 수준에서의 증가가 긍정적인 치료 반응을 예보하는 것인 단계를 포함한다.
일부 경우에, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원은 a) 표적 암 항원 및 하나 이상의 다른 소정의 바이오마커 항원을 포함하는 바이오마커 항원; 및 b) 표적 암 항원을 포함하지 않는 하나 이상의 바이오마커 항원으로 구성된 군으로부터 선택된다.
A. 기준선 항체 수준의 수득
기준선 항체 수준은 당 분야에 공지된 임의의 방식으로 수득될 수 있다. 예를 들어, 항체의 기준선 수준은 효소-결합 면역흡착 검정 (ELISA)에 의해 측정될 수 있다. 일부 경우에, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원은 고체 지지체 표면 상에 고정될 수 있고, 그로부터 유래된 혈액, 혈청, 또는 조성물을 고정된 바이오마커 항원과 접촉시켜 반응성 IgA, IgD, IgE, IgG, IgM, 또는 이의 하위부류, 예컨대 IgG1, IgG2, IgG3, 또는 IgG4와 같은 반응성 항체의 결합을 허용할 수 있다. 그 후 표면을 형광단 또는 효소, 예컨대 호스래디쉬 퍼옥시다제 또는 알칼리 포스파타제로 표지된 이차 항체와 접촉시킴에 의해 효소-표지된 이차 항체를 반응성 항체에 결합시킬 수 있다. 그 후 표면에 결합된 형광단 또는 효소의 양을 측정함에 의해 반응성 항체의 수준을 검출 또는 측정할 수 있다.
반응성 항체를 검출하기 위한 ELISA 포맷 상의 변동은 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 효소 이외의 검출가능한 표지, 예컨대 형광단, 방사성핵종, 또는 발색단이 이차 항체에 연결될 수 있다. 유사하게, 대안적인 이차 검출 시약이 이용될 수 있다. 예를 들어, 단백질 A, 단백질 G, 또는 IgG에 결합하는 임의의 다른 작용제를 이용하여 바이오마커 항원이 고정된 고체 지지체 표면 상에 결합된 반응성 IgG를 검출할 수 있다. 또 다른 예로서, 반응성 항체는 표지를 이용하지 않는 방식으로 검출되고 측정될 수 있다. 예를 들어, 바이오마커 항원은 고체 지지체 표면에 결합될 수 있고, 그로부터 유래된 혈액, 혈청 또는 조성물의 샘플은 고정된 바이오마커 항원 위로 통과할 수 있다. 그 후 바이오마커 항원에 대한 반응성 항체의 결합은 간섭계법에 의해 또는 표면 플라스몬 공명으로 인한 굴절률에서의 변화를 측정함에 의해 검출될 수 있다.
바이오마커 항원은 단일 웰, 예컨대 24, 48, 96, 또는 384 웰 플레이트에서 단일 바이오마커의 검출을 위해 고정될 수 있다. 대안적으로, 바이오마커 항원은, 예를 들어, Luminex xMAP 기법 (www.luminexcorp.com/TechnologiesScience/xMAPTechnology/)에서와 같이 형광 비드와 같은 비드 상에, 또는 예컨대 프로토어레이 플랫폼 (www.invitrogen.com/protoarray)에서와 같이 마이크로어레이로서 고정될 수 있다. 일부 경우에, 형광 비드는 스펙트럼에 의해 구별될 수 있는데, 이는 혈청에서 다수의 바이오마커 항원-반응성 항체 수준을 동시에 높은 처리량으로 모니터하기 위한 멀티플렉스 항원-커플링된 비드의 사용을 가능하게 한다. 바이오마커 항원은 지지체 표면으로의 비-특이적 흡착에 의해, 표면과의 화학 반응에 의해 (예컨대, 바이오마커 항원의 리신 또는 N-말단 일차 아민과의 반응), 또는 포획 항체와 같은 포획 시약의 사용에 의해 고정될 수 있다.
다른 구체예에서, 기준선 반응성 항체 수준은 표면 상에 바이오마커 항원을 고정시키지 않고 결정될 수 있다. 예를 들어, 혈청 중의 항체는 표면 상에 고정될 수 있고 하나 이상의 바이오마커 항원은 고정된 항체와 접촉할 수 있다. 반응성 항체를 통해 표면에 결합된 바이오마커 항원은 바이오마커 항원 또는 이차 검출 시약 (예컨대, 이차 항체)에 컨쥬게이션된 표지를 통해 검출될 수 있다. 대안적으로, 반응성 항체를 통해 표면에 결합된 바이오마커 항원은 예컨대 간섭계법을 통한 표지를 이용하지 않은 방식으로 또는 굴절률에서의 변화로서 검출될 수 있다. 표면에 결합된 바이오마커 항원의 수준은 반응성 항체의 수준에 비례한다.
또한 다른 구체예에서, 기준선 반응성 항체 수준은 반응성 항체가 바이오마커 항원에 결합함에 따라 크기에서의 변화를 관찰함에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 표지된 바이오마커 항원의 크기는 형광 이방성에 의해 또는 크기 배제 컬럼을 이용하여 측정될 수 있다. 바이오마커 항원은 그로부터 유래된 혈액, 혈청, 또는 조성물과 접촉할 수 있고 표지된 바이오마커 항원의 크기에서의 증가는 반응성 항체의 존재를 나타낼 수 있다.
일부 구체예에서, 하기 소정의 바이오마커 항원 중 하나 이상에 반응성인 항체의 기준선 수준이 결정된다: 개별적으로 또는 임의의 조합으로, PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, LGALS3, PAP, 또는 PAP-GM-CSF. 일부 경우에, 소정의 바이오마커는 PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, LGALS8, PAP, 및 PAP-GM-CSF로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상, 6개 이상, 7개 이상, 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개, 임의의 7개, 또는 8개의 바이오마커 항원이다.
일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 ERAS 및 PSA, LGALS3, KRAS, KLK2, LGALS8, PAP, 및 PAP-GM-CSF로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개, 또는 7개의 바이오마커 항원이다. 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 KRAS 및 PSA, LGALS3, ERAS, KLK2, LGALS8, PAP, 및 PAP-GM-CSF로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개, 또는 7개의 바이오마커 항원이다. 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 PSA 및 LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, LGALS8, PAP, 및 PAP-GM-CSF로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개, 또는 7개의 바이오마커 항원이다.
일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 KLK2 및 PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, LGALS8, PAP, 및 PAP-GM-CSF로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개, 또는 7개의 바이오마커 항원이다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 LGALS8 및 PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, PAP, 및 PAP-GM-CSF로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개, 또는 7개의 바이오마커 항원이다. 또한 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 LGALS3 및 PSA, LGALS8, KRAS, ERAS, KLK2, PAP, 및 PAP-GM-CSF로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개, 또는 7개의 바이오마커 항원이다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 PAP 또는 PAP-GM-CSF 및 PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 또는 모두를 포함한다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, 또는 LGALS8 중 임의의 하나 이상을 포함하지만, PAP, PAP를 함유하는 융합 단백질, 또는 PAP-GM-CSF를 함유하지 않는다.
일부 구체예에서, 표적 암 항원은 PSA이거나 PSA를 함유하고 소정의 바이오마커 항원은 표적 암 항원 (PSA) 및 하기 비-표적 소정의 바이오마커 항원: LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, 또는 LGALS8 중 하나 이상이다. 일부 경우에, 표적 암 항원은 PSA가 아니고 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 PSA 및 LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, 또는 LGALS8 중 하나 이상을 포함한다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 피검체의 CASAI 치료에 이용된 표적 암 항원 및 하기 비-표적 소정의 바이오마커 항원: PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, 또는 LGALS8 중 하나 이상을 포함한다.
일부 경우에, 하기 비-표적 소정의 바이오마커 항원 중 하나 이상에 반응성인 항체의 기준선 수준이 결정된다: 개별적으로 또는 임의의 조합으로, PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 또는 LGALS3. 일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커는 PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상, 6개, 또는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 또는 임의의 5개의 비-표적 소정의 바이오마커 항원이다.
일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 ERAS 및 PSA, KLK2, KRAS, LGALS8, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 또는 임의의 5개의 바이오마커 항원이다. 다른 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 KRAS 및 PSA, KLK2, ERAS, LGALS8, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 또는 임의의 5개의 바이오마커 항원이다. 일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 KLK2 및 PSA, ERAS, KRAS, LGALS8, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 또는 임의의 5개의 바이오마커 항원이다. 일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 LGALS3 및 PSA, KLK2, KRAS, LGALS8, 및 ERAS로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 또는 임의의 5개의 바이오마커 항원이다. 일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 LGALS8 및 PSA, KLK2, KRAS, ERAS, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 또는 임의의 5개의 바이오마커 항원이다. 일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 PSA 및 KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 또는 임의의 5개의 바이오마커 항원이다.
일부 경우에, 긍정적인 치료 결과의 예측은 CASAI 치료에 이용되는 암 항원에 대한 반응을 측정한다기보다 항원 확산을 측정함에 의해 결정된다. 그러한 경우에, 암 치료에 이용되는 암 항원은 기준선 반응성 항체 수준을 결정하기 위한 바이오마커 항원으로서 이용되지 않는다. 예를 들어, 일부 경우에, 표적 암 항원 (예컨대, PAP 또는 PAP-GM-CSF)에 반응성인 항체의 기준선 수준은 예측된 치료 반응을 수득하기 위해 측정되지 않거나, 이용되지 않거나, 요구되지 않는다.
B. CASAI, 세포 특이적 능동 면역요법, 또는 면역조절제를 이용한 암 환자의 치료
암 환자를 암 면역요법으로 치료하는 방법이 본원에 제공된다. 상기 치료는 생체내 또는 생체외에서 수행될 수 있다. 일반적으로, CASAI는 하나 이상의 암 항원에 대해 환자를 면역화시킴에 의해 수행된다. 이러한 면역화는 항원을 지니는 종양 세포를 공격하기 위해 면역 시스템을 유도한다. 본 발명의 방법은 임의의 암 유형의 치료, 임의의 암 유형에 대한 치료 결과의 에측, 또는 암 백신 항원으로서 사용하기에 적합한 추가적인 표적의 식별에 유용하다. 예를 들어, 본 발명은 전립선암, 흑색종, 신경교종, 방광암, 요로상피세포암, 폐암, 유방암, 또는 결장직장암으로 고통받는 환자에 유용할 수 있다.
생체내 CASAI는 하나 이상의 표적 암 항원이 환자 내부의 면역 반응을 자극하는데 이용되는 방법을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 표적 암 항원은 면역 반응을 자극하기 위해 환자에 주입될 수 있다. 일부 경우에, 표적 암 항원은 정제된 폴리펩티드이다. 예를 들어, 하나 이상의 정제된 표적 암 항원은 약학적 부형제와 혼합되어 환자에 주입될 수 있다. 일부 경우에, 폴리펩티드는 면역조절제, 예컨대 GM-CSF, TNF; CD40L; CTLA4; CD28; FLT-3 리간드; 톨-유사 수용체 TLR-2, 3, 4, 5, 6, 8, 또는 9의 효능제; 체크포인트 억제제, 예컨대 CTLA4, PD-1, 또는 PD-L1에 대한 항체; 사이토카인, 예컨대 IL-1, IL-4, IL-7, IL-12, IL-15 또는 IL-21; 또는 면역 억제제, 예컨대 IL-10, IL-35, TGFβ, 또는 IDO의 억제제에 융합되거나; 면역원성 담체 단백질, 예컨대 키홀 림펫 헤모시아닌 (KLH)에 컨쥬게이션된다. 일부 경우에, 폴리펩티드는 CD40, CD80, 또는 CD86과 같은 공동자극성 분자에 융합된다. 일부 경우에, 암 항원은 애쥬번트 또는 다른 면역조절제와 혼합되어 면역 반응을 향상시키기 위해 환자에 주입된다. 일부 구체예에서, 폴리펩티드 암 항원은 PAP 또는 PAP 융합 단백질이다. 일부 경우에, 폴리펩티드 암 항원은 GM-CSF에 융합된 PAP로 구성된 PAP 융합 단백질이다.
대안적으로, 일부 경우에, 표적 암 항원은 정제된 폴리펩티드가 아니다. 예를 들어, 암 항원은 하나 이상의 발현 카세트에 의해 인코딩될 수 있다. 그 후 발현 카세트를 체내에 도입시켜 면역 반응을 자극할 수 있다. 일부 경우에, 발현 카세트는 적절한 트랜스펙션 및 발현을 보장하기 위해 바이러스 벡터와 같은 벡터에 패키지된다. 일부 경우에, 벡터 자체가 암 항원이다. 예를 들어, 바이러스 (예컨대, HEV, HPV, HBV, HCV, 또는 그로부터 유래된 캡시드 단백질로부터 제조된 바이러스-유사 입자 (VLP))가 환자에 도입될 수 있다. 일부 경우에, 바이러스 또는 VLP는 종양 세포를 표적화한다 (예컨대, 이는 종양 세포에서 발견되거나 종양 세포 근처에서 발견되는 세포 표면 단백질에 결합한다). 벡터는 벡터를 구성한 세포에 대한 면역 반응을 유도할 수 있다. 일부 경우에, VLP는 캡시드 단백질, 또는 이의 일부, 및 표적 항원, 또는 이의 일부를 포함하는 캡시드 융합 단백질을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 바이러스 또는 다른 패키지는 면역조절제를 인코딩하는 추가적인 발현 카세트를 지닐 수 있다. 일부 구체예에서, 발현 카세트는 GM-CSF에 융합된 표적 암 항원, 예컨대 PAP-GM-CSF로 구성된 융합 단백질을 인코딩한다.
일부 경우에, CASAI 치료는 생체외 조건하에 수행된다. 생체외 CASAI는 항원 제시 세포 (APC)가 환자로부터 추출되고, 시험관내 항원과 접촉하여 활성화된 APC를 생성하고, 그 후 활성화된 APC가 환자에 재도입되는 방법을 포함한다. 일부 경우에, 항원 제시 세포는 강력한 면역 반응을 유도하기 위해 충분한 수의 세포를 제공하도록 시험관내 증식된다. 일부 경우에, 활성화된 APC를 이용하여 T-세포, B-세포, 또는 NK-세포를 시험관내 활성화시키고, 그 후 활성화된 APC, T-세포, B-세포, 및/또는 NK-세포를 환자에 재도입시킨다.
한 구체예에서, 본 발명은 (a) APC를 피검체로부터 분리시키는 단계; (b) APC를 시험관내에서 PAP에 공유 결합된 GM-CSF를 포함하는 단백질 컨쥬게이트에, APC를 활성화시키기에 효과적인 조건하에 노출시키는 단계; (c) 활성화된 APC를 피검체에 투여하는 단계; 및 (d) 단계 (a)-(c)를 적어도 1회 반복하는 단계로서, 각 사이클이 단계 (c)가 발생한지 적어도 10일 후에 시작하는 단계를 포함하는, 인간 피검체에서 세포독성 세포-매개 면역 반응을 유도하는 방법을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 단계 (a)-(c)는 1회 반복되며, 단계 (a)는 단계 (c)의 14일 후에 발생한다.
또 다른 구체예에서, 환자는 세포 특이적 능동 면역요법으로 치료될 수 있다. 예를 들어, 환자는 환자 자신의 종양 세포 또는 동종이형 종양 세포로부터 유래된 항원의 혼합물인 표적 암 항원으로 치료될 수 있다. 예를 들어, 종양 세포주 중 하나 이상, 예컨대 전립선 종양 LnCAP 또는 PC-3 세포주는 사멸될 수 있고, 항원 (예컨대, 단백질)의 혼합물이 그로부터 추출될 수 있다. 혼합물은 약학적 부형제와 혼합되어 환자에 도입될 수 있다. 일부 경우에, 혼합물은 또한 애쥬번트 또는 면역조절제와 조합된다. 일부 경우에, 동계 또는 동종이형 종양 세포를 이용한 치료는 환자의 암 세포에 대한 면역 반응 (예컨대, 인지, 결합, 공격, 식균, 아폽토시스(apoptosis) 또는 괴사의 유도, 또는 포식 등)을 자극할 수 있다. 일부 구체예에서, 환자 자신의 종양 세포 또는 동종이형 종양 세포로부터 유래된 항원의 혼합물을 이용한 치료의 결과로서 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에서의 증가는 긍정적인 치료 결과를 예보할 수 있다.
또한 다른 구체예에서, 환자는 면역조절제, 예컨대 본원에 기재된 하나 이상의 면역조절제로 치료될 수 있다. 일부 경우에, 면역 시스템을 활성화시키거나 면역 시스템의 억제제 (예컨대, 체크포인트)를 억제하는 면역조절제를 이용한 치료는 환자의 암 세포에 대한 증가된 면역 감시 또는 활성 (예컨대, 인지, 결합, 식균, 아폽토시스 또는 괴사의 유도, 포식 등)을 발생시킬 수 있다. 일부 경우에, 면역조절제를 이용한 치료의 결과로서 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에서의 증가는 긍정적인 치료 결과를 예보할 수 있다.
또한 다른 구체예에서, 암으로 고통받는 환자 또는 환자의 집단의 자가-항원 반응성 항체 수준이 측정되고 전체 생존율과 관련될 수 있다. 그 후 개선된 전체 생존율과 관련된 특정 바이오마커 항원 또는 바이오마커 항원의 그룹에 반응성인 항체의 수준은 그 항원 또는 항원의 그룹을 암 면역요법에 대한 표적 항원으로서 식별할 수 있다. 일부 경우에, 개선된 전체 생존율과 관련된 하나 이상의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준에서의 증가는 그러한 하나 이상의 바이오마커 항원을 암 면역요법에 대한 표적 항원으로서 식별할 수 있다. 일부 경우에, 하나 이상의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준에서의 증가는 치료전 수준으로부터 치료후 수준으로의 증가이다. 일부 경우에, 바이오마커 항원은, 개별적으로 또는 임의의 조합으로, PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, LGALS3, PAP, 또는 PAP-GM-CSF 중 임의의 하나 이상, 예컨대 본원에 기재된 임의의 상기 조합물이거나, 또는 이들을 포함한다. 일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 반응성 항체에서의 증가의 존재, 부재, 또는 증가 정도를 결정하기 위해 측정 및 비교된다. 일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은, 개별적으로 또는 임의의 조합으로, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, LGALS3, 또는 PSA 중 임의의 하나 이상, 예컨대 본원에 기재된 임의의 상기 조합물이거나, 또는 이들을 포함한다.
C. 기준선 항체 수준 및 CASAI 치료, 세포 특이적 능동 면역요법, 또는 면역조절제를 이용한 치료에 의해 유도된 항체 수준 간의 차이 측정
기준선 항체 수준 및 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 암 면역요법 치료에 의해 유도된 항체의 수준 간의 차이는 치료에 반응하는 환자를 식별하기 위해, 표적 암 항원으로서 이용하기에 적합한 추가적인 항원을 식별하기 위해, 또는 치료 결과를 예측하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, CASAI 치료, 세포 특이적 능동 면역요법, 또는 면역조절제를 이용한 치료에 반응하는 특정 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 대한 반응성 항체를 증가시키는 환자는 반응성 항체 수준이 치료에 의해 증가되지 않거나 실질적으로 증가되지 않은 환자에 비해 연장된 전체 생존율, 감소된 재발율, 종양 부하의 더 큰 감소, 또는 질병 진행의 결여를 나타낼 수 있다. 이와 같이, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 반응성인 항체의 수준이 치료에 반응하여 증가한 환자를 식별하는 것이 바람직할 수 있다.
소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료전 및 치료후 수준은 당 분야에 공지된 임의의 방법을 이용하여 결정될 수 있다. 치료전 항체 수준 (즉, 기준선 항체 수준)의 검출 및 측정이 상기에 기재되어 있다. 암 면역요법 치료 (예컨대, CASAI, 세포 특이적 능동 면역요법, 또는 면역조절제를 이용한 치료)에 의해 유도된 항체 수준을 검출하고 측정하기 위한 조성물 및 방법은, 치료가 완료된 후, 또는 치료의 라운드가 완료된 후를 포함하는, 치료가 시작된 후에 항체가 그로부터 유래된 혈액, 혈청, 또는 조성물로부터 수득되는 것을 제외하고는 동일하다. 일부 경우에, 혈액 또는 혈청은 치료 동안 수집되고 치료 결과를 예측하기 위해 기준선 항체 수준에 대한 비교에 이용된다. 혈액 또는 혈청은 치료의 시작 후 임의의 시점에 수집되고 반응성 항체에 대해 분석될 수 있다. 예를 들어, 혈액 또는 혈청은 치료 요법 1주 내, 또는 치료를 시작한지 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 또는 26주 또는 그 이후에 수집될 수 있다.
예를 들어, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, LGALS3, PAP, 또는 PAP-GM-CSF 중 하나 이상)에 반응성인 항체의 기준선 수준은 치료의 개시 전에 환자로부터 수득된 혈청을 이용하여 ELISA에 의해 결정될 수 있다. 또 다른 예로서, 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 또는 LGALS3 중 하나 이상)에 반응성인 항체의 기준선 수준은 치료의 개시 전에 환자로부터 수득된 혈청을 이용하여 ELISA에 의해 결정될 수 있다. 또한 다른 예로서, 표적 암 항원 및 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 또는 LGALS3 중 하나 이상)에 반응성인 항체의 기준선 수준은 치료의 개시 전에 환자로부터 수득된 혈청을 이용하여 ELISA에 의해 결정될 수 있다. 일부 경우에, 기준선 수준은 소정의 기준 또는 치료전 반응성 항체 수준에 대한 임계값일 수 있다.
그 후 환자는 암 면역요법 치료 (예컨대, CASAI 치료, 예컨대 시푸류셀-T 치료, 세포 특이적 능동 면역요법, 또는 면역조절제를 이용한 치료)를 받을 수 있고, 혈액 또는 혈청은 치료 요법의 개시 후에 수득될 수 있다. 그 후 이렇게 수득된 치료후 샘플 중 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 반응성인 항체의 혈청 농도를 결정하고 기준선 수준과 비교할 수 있다. 일부 경우에, 임계값 이상의 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준을 나타내는 환자를 치료에 반응성이고/거나 긍정적인 치료 결과를 나타낼 것 같은 환자로서 식별할 수 있다.
일부 경우에, 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원 (예컨대, 비-표적 소정의 바이오마커 항원)에 반응성인 항체의 기준선 수준 이상의 치료후 증가를 나타내는 환자를 치료에 반응성이고/거나 긍정적인 치료 결과를 나타낼 것 같은 환자로서 식별할 수 있다. 일부 경우에, 반응성 항체 수준에서의 증가는 연장된 전체 생존율, 감소된 재발율, 종양 부하에서의 더 큰 감소, 또는 질병 진행의 결여를 나타낼 수 있다. 일부 경우에, 환자는 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 기준선 값 이상의 측정된 증가 수준에 기반하여 비-반응자 및 반응자로 구분될 수 있다. 일부 경우에, 반응자는 비-반응자에 비해 더 나은 치료 결과 (예컨대, 완화 또는 비-진행의 높은 가능성)를 가질 것으로 예측된다.
일부 구체예에서, 하기 소정의 바이오마커 항원 중 하나 이상에 반응성인 항체의 수준의 암 면역요법 치료 유도된 상승 (예컨대, 기준선 수준에 비해)을 측정하기 위한 방법이 제공된다: PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, LGALS3, PAP, 및 PAP-GM-CSF. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 하나 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개, 임의의 7개, 또는 8개의 하기 바이오마커 항원: PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, LGALS8, PAP, 및 PAP-GM-CSF이다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 하나 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 또는 6개의 하기 비-표적 소정의 바이오마커 항원: PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, 및 LGALS8을 포함한다. 일부 경우에, 표적 암 항원 및 하기 비-표적 소정의 바이오마커 항원: PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 및LGALS3 중 하나 이상에 반응성인 항체의 수준의 암 면역요법 치료 유도된 상승 (예컨대, 기준선 수준에 비해)을 측정하기 위한 방법이 제공된다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 표적 암 항원 및 하나 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 또는 6개의 하기 비-표적 소정의 바이오마커 항원: PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, 및 LGALS8을 포함한다.
일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 ERAS 및 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개 또는 7개의 하기 바이오마커 항원: PSA, LGALS3, KRAS, KLK2, LGALS8, PAP, 또는 PAP-GM-CSF이다. 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 KRAS 및 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개 또는 7개의 하기 바이오마커 항원: PSA, LGALS3, ERAS, KLK2, LGALS8, PAP, 또는 PAP-GM-CSF이다. 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 KLK2 및 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개 또는 7개의 하기 바이오마커 항원: PSA, LGALS3, ERAS, KRAS, LGALS8, PAP, 또는 PAP-GM-CSF이다. 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 PSA 및 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개 또는 7개의 하기 바이오마커 항원: KRAS, LGALS3, ERAS, KLK2, LGALS8, PAP, 또는 PAP-GM-CSF이다. 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 LGALS3 및 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개 또는 7개의 하기 바이오마커 항원: PSA, KRAS, ERAS, KLK2, LGALS8, PAP, 또는 PAP-GM-CSF이다. 다른 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 LGALS8 및 임의의 하나, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 임의의 5개, 임의의 6개 또는 7개의 하기 바이오마커 항원: PSA, LGALS3, ERAS, KLK2, KRAS, PAP, 또는 PAP-GM-CSF이다.
일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 PSA이다. 일부 경우에, 표적 암 항원은 PSA가 아니고 소정의 바이오마커 항원은 PSA이거나 PSA를 포함한다. 일부 경우에, 표적 암 항원은 PSA이고 소정의 바이오마커 항원은 PSA 및 LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, LGALS8, PAP, 및 PAP-GM-CSF 중 하나 이상이다. 일부 경우에, 표적 암 항원은 PSA이고 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, LGALS8, PAP, 및 PAP-GM-CSF 중 하나 이상이다. 일부 경우에, 표적 암 항원은 PAP 또는 PAP-GM-CSF이고 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, 및 LGALS8 중 하나 이상이다.
일부 구체예에서, 하기 비-표적 소정의 바이오마커 항원 중 하나 이상에 반응성인 항체의 수준의 암 면역요법 치료 유도된 상승 (예컨대, 기준선 수준에 비해)을 측정하기 위한 방법이 제공된다: PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 또는 LGALS3. 일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 하나 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상, 6개, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 또는 임의의 5개의 하기 비-표적 소정의 바이오마커 항원: PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, 또는 LGALS8이다.
일부 경우에, 긍정적인 치료 결과의 예측은 CASAI 치료에 이용되는 표적 암 항원에 대한 반응을 측정하기보다 항원 확산을 측정함에 의해 결정된다. 일부 경우에, 따라서 암 치료에 이용되는 표적 암 항원은 기준선 항체 수준을 결정하기 위한 바이오마커로서 이용되지 않거나, 치료 결과를 예측하기 위한 바이오마커로서 이용되지 않거나, 다른 바이오마커와 함께 치료 반응을 예측하기 위한 바이오마커로만 이용된다. 예를 들어, 일부 경우에, 시푸류셀-T 치료에 의해 유도된 PAP 또는 PAP-GM-CSF에 반응성인 항체의 수준은 예측된 치료 반응을 수득하기 위해 측정되지 않거나, 기준선 IgG 수준과 비교되지 않거나, 이용되지 않는다. 예를 들어, 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 PSA, LGALS3, ERAS, KRAS, KLK2, 또는 LGALS8 중 임의의 하나 이상이거나 임의의 하나 이상을 포함하지만 표적 암 항원을 포함하지 않고, 예컨대, PAP, PAP를 함유하는 융합 단백질, 또는 PAP-GM-CSF를 포함하지 않는다. 또 다른 예로서, 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 PSA, LGALS3, ERAS, KRAS, KLK2, LGALS8 중 임의의 하나 이상이거나 임의의 하나 이상을 포함하지만, 표적 암 항원을 포함하지 않고, 예컨대, PAP, PAP를 함유하는 융합 단백질, 또는 PAP-GM-CSF를 포함하지 않는다.
대안적으로, 일부 경우에, 표적 암 항원에 대한 면역 반응은 하나 이상의 추가적인 소정의 바이오마커 항원과 함께 측정된다. 예를 들어, 소정의 바이오마커 항원은 표적 암 항원, 예컨대 PAP 또는 PAP-GM-CSF 및 임의의 하나 이상의 비-표적 암 항원, 예컨대 PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 또는 LGALS3이거나 이들을 포함할 수 있다.
치료에 반응하여 기준선 반응성 항체 수준에 비해 하나 이상의 바이오마커에 반응성인 IgG의 수준에서의 적어도 약 1.2-200-배의 증가는 긍정적인 치료 결과를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 기준선 값에 비해 적어도 약 1.2-배, 1.5-배, 1.75-배, 2-배, 2.5-배, 3-배, 4-배, 5-배, 7.5-배, 10-배, 15-배, 20-배, 25-배, 30-배, 40-배, 50-배, 또는 그 보다 높은 반응성 항체 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 결과를 나타낼 수 있다. 당업자는 상이한 항체 수준 검출 기법이 상이한 민감성 및 동적 범위를 나타내므로, 증가를 식별하기 위한 임계값은 항체 측정에 이용된 방법에 좌우될 수 있음을 인지할 것이다.
유사하게, 긍정적인 치료 결과를 예보하는 암 면역요법 치료에 반응하는 증가를 식별하기 위한 임계값은 바이오마커 항원에 의존적일 수 있다. 단지 예로서, 적어도 1.5-배의 한 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 결과를 예보할 수 있다. 그러나, 이러한 예에서, 상이한 바이오마커 항원에 반응성인 IgG의 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 결과를 예보하기 위해 적어도 2-배여야 한다. 유사하게, 긍정적인 치료 결과를 예보하는 암 면역요법에 대한 반응에서의 증가를 식별하기 위한 임계값은 측정되는 항체 아이소형(isotype)에 의존적일 수 있다.
일부 경우에, 하나 초과의 바이오마커에 대한 반응성 항체 수준의 증가를 측정하는 것은 방법의 예측 능력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 2개 이상의 소정의 바이오마커 반응성 항체 수준이 치료에 반응하여 상승한 환자는 단지 하나의 소정의 바이오마커 반응성 항체 수준이 상승한 환자 또는 아무런 반응을 나타내지 않은 환자에 비해 더 큰 정도의 항원 확산 또는 긍정적인 치료 결과를 가질 증가된 가능성을 제안할 수 있다. 예를 들어, ERAS 및 KLK2 둘 모두에 반응성인 항체가 치료에 반응하여 상승한 환자는 긍정적인 치료 결과의 증가된 가능성을 가질 것으로 식별될 수 있다. 유사하게, 추가적인 바이오마커 (예컨대, 2개 초과의 바이오마커, 3개 초과의 바이오마커, 4개 초과의 바이오마커, 5개 초과의 바이오마커 등)에 대한 반응성 항체 수준을 측정하여 방법의 예측 능력을 추가로 증가시킬 수 있다. 예를 들어, ERAS, KLK2, 및 KRAS에 반응성인 항체가 기준선 값에 비해 증가된 환자는 긍정적인 치료 결과의 증가된 가능성을 가질 것으로 식별될 수 있다. 또 다른 예로서, PSA 및 하나 이상의 추가적인 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체가 기준선 값에 비해 증가된 환자는 긍정적인 치료 결과의 증가된 가능성을 가질 것으로 식별될 수 있다
일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원 중 임의의 한 그룹에 반응성인 항체 수준에서의 치료후 증가는 긍정적인 치료 결과를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 기준선 수준에 비해 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10개의 상이한 소정의 바이오마커 항원 중 임의의 하나에 반응성인 항체 수준에서의 실질적인 (예컨대, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 7.5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 또는 50배 또는 그 초과) 증가를 나타내는 환자는 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다. 예를 들어, 환자가 기준선 수준에 비해 PSA, KLK2, ERAS, KRAS, LGALS8, 또는 LGALS3 중 어느 하나에 반응성인 항체의 증가를 나타낸다면 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다.
또한 다른 예로서, 환자가 PSA 및 KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 또는 LGALS3 중 어느 하나에 반응성인 항체의 기준선 수준에 비해 증가를 나타낸다면 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다. 또한 다른 예로서, 환자가 KLK2 및 PSA, KRAS, ERAS, LGALS8, 또는 LGALS3 중 어느 하나 이상에 반응성인 항체의 기준선 수준에 비해 증가를 나타낸다면 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다. 또한 다른 예로서, 환자가 KRAS 및 PSA, KLK2, ERAS, LGALS8, 또는 LGALS3 중 어느 하나 이상에 반응성인 항체의 기준선 수준에 비해 증가를 나타낸다면 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다. 또한 다른 예로서, 환자가 LGALS3 및 PSA, KRAS, ERAS, LGALS8, 또는 KLK2 중 어느 하나 이상에 반응성인 항체의 기준선 수준에 비해 증가를 나타낸다면 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다. 또한 다른 예로서, 환자가 LGALS8 및 PSA, KRAS, ERAS, KLK2, 또는 LGALS3 중 어느 하나 이상에 반응성인 항체의 기준선 수준에 비해 증가를 나타낸다면 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다. 또한 하나 이상의 예로서, 환자가 표적 암 항원 및 임의의 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원, 예컨대 PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 또는 LGALS3에 반응성인 항체의 기준선 수준에 비해 증가를 나타낸다면 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다.
유사하게, 개선된 예측 능력은 암 면역요법 치료에 반응하여 3, 4, 5, 6개 이상의 소정의 바이오마커 항원 중 적어도 임의의 2개에 반응성인 항체의 증가된 수준을 나타내는 환자를 식별함에 의해 수득될 수 있다. 예를 들어, 환자가 ERAS, KRAS, LGALS8, LGALS3, PSA, 또는 KLK2 중 적어도 2개에 반응성인 항체의 기준선 수준에 비해 증가를 나타내는 경우 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다. 또 다른 예로서, 환자가 ERAS, KRAS, LGALS8, LGALS3, PSA, 또는 KLK2 중 적어도 2개에 반응성인 IgG에서 기준선 수준에 비해 증가를 나타내는 경우 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다. 유사하게, 환자가 ERAS, KRAS, LGALS8, LGALS3, PSA, 또는 KLK2 중 적어도 3개에 반응성인 IgG에서 기준선 수준에 비해 증가를 나타내는 경우 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다.
또한 다른 예로서, 환자가 ERAS, KRAS, LGALS8, LGALS3, PSA, 또는KLK2 중 적어도 4개에 반응성인 항체의 기준선 수준에 비해 증가를 나타내는 경우 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다. 또한 다른 예로서, 환자가 PSA, ERAS, KRAS, LGALS8, KLK2, 또는 LGALS3 중 적어도 5개에 반응성인 항체의 기준선 수준에 비해 증가를 나타내는 경우 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다. 또한 다른 예로서, 환자가 하기 소정의 바이오마커 항원 PSA, ERAS, KRAS, LGALS8, KLK2, 및 LGALS3에 반응성인 항체의 기준선 수준에 비해 증가를 나타내는 경우 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다. 또한 다른 예로서, 환자가 표적 암 항원 및 하기 비-표적 소정의 바이오마커 항원: PSA, ERAS, KRAS, LGALS8, KLK2, 또는 LGALS3 중 적어도 하나, 2개, 3개, 4개, 5개 또는 6개 모두에 반응성인 항체의 기준선 수준에 비해 증가를 나타내는 경우 이들은 긍정적인 치료 결과를 가질 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있다.
일부 경우에, 표적 암 항원에 반응성인 항체의 수준은 이용되지 않거나, 치료 결과를 예측하기 위해 단지 하나 이상의 다른 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준과 함께 이용된다. 예를 들어, 일부 경우에, PAP, PAP-GM-CSF, 또는 둘 모두의 PAP 및 PAP-GM-CSF 반응성 항체 수준은 치료 결과를 예측하기 위해 측정되지 않거나 이용되지 않는다. 다른 경우에, 치료 결과를 예측하기 위해 PAP, PAP-GM-CSF, 또는 둘 모두의 PAP 및 PAP-GM-CSF 반응성 항체 수준이 측정되고 기준선 수준에 비교되며 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원 반응성 항체 수준이 또한 측정되고 기준선에 비교된다.
일부 구체예에서, 하나 이상의 바이오마커 항원 또는 이의 조합물에 반응성인 항체의 기준선 및 치료 유도된 수준을 측정하고, 그 정보를 치료 결과의 최종 예측에 도달하기 위해 환자 건강 또는 반응의 예측인자로서 식별된 다른 파라메터와 조합시킴에 의해 치료 결과, 또는 환자 반응을 예측하는 방법이 제공된다. 추가적인 파라메터는 비제한적으로 전반적인 환자 건강, 종양 크기, 종양 단계 또는 등급 (예컨대, 글리슨 점수, AJCC TNM 단계, Whitmore-Jewett 단계, Nottingham 등급 시스템); PSA 수준, 골 병변의 존재, 비스포스포네이트 사용, 락테이트 데하이드로게나제 수준, 적혈구 용적율, 연령, 영양, 이동성, 강도, 에너지, 신체 활동, 기분, 인지, 또는 특정 환자에서 동반 질환의 존재를 포함한다. 추가적인 파라메터는 또한 CASAI, 또는 세포 특이적 능동 면역요법, 치료에 사용된 표적 암 항원에 대한 면역 반응의 척도를 포함한다. 예를 들어, CD54 상향조절, 또는 치료에 사용된 표적 암 항원에 반응성인 항체의 수준, 예컨대, PAP-GM-CSF 반응성 IgG 수준 또는 PAP 반응성 IgG 수준.
당업자는 본원에 명확하게 교시된 것들 외에 반응성 항체 수준 및/또는 추가적인 파라메터의 추가적인 조합이 환자 치료 결과의 예측, 치료에 반응하는 환자의 식별, 또는 암 백신 항원으로서 사용하기에 적합한 항원의 식별에 유용할 수 있음을 이해할 것이다. 게다가, 본 발명은 명확하게 교시된 그러한 조합으로 제한되지 않음이 이해된다.
IV. 바이오마커 항원
환자에서 암 면역요법 치료의 치료 결과를 예측하는 바이오마커 항원이 본원에 제공된다. 예를 들어, 강력한 면역 반응이 CASAI 치료에 의해 내재 종양 세포에 대해 발생하는 환자는 항원 확산을 나타낼 수 있다. 그러한 환자는 이들의 혈청에서 CASAI 요법에 사용된 특이적 항원 (예컨대, PAP-GM-CSF) 및 종양에 존재하는 다른 항원과 같은 다른 결정인자 둘 모두에 반응성인 항체의 증가된 수준을 나타낼 수 있다. CASAI 요법에 사용된 항원 및/또는 종양에 존재하는 다른 항원에 반응성인 항체의 증가된 수준의 검출은 긍정적인 치료 반응을 지시할 수 있다. 유사하게, 그러한 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 높은 수준, 또는 기준선에 비해 증가된 수준은 면역조절제로 치료된 환자에서 긍정적인 치료 반응을 예보할 수 있다. 더욱이, 암 면역요법에 반응하여 증가하고 긍정적인 치료 반응과 관련되는 반응성 항체 수준은 그러한 반응성 항체에 결합된 바이오마커 항원이 동일하거나 상이한 환자에서 암 면역요법, 예컨대, CASAI에 대해 우수한 표적 암 항원임을 나타낼 수 있다.
바이오마커 항원은 환자가 암 면역요법 치료에 반응하여 반응성 IgG를 발생시키는 임의의 항원을 포함한다. 바이오마커 항원은 암 면역요법 치료에 반응하는 반응성 항체 수준에서의 변화가 치료 결과를 예측하게 하는 것들을 추가로 포함한다. 예를 들어, 바이오마커 항원은 임의의 내인성 또는 이종성 단백질 또는 다른 항원에 반응성인 항체의 기준선 수준을 수득하고; 환자를 당 분야에 공지된 임의의 암 면역요법 방법으로 치료하고, 치료에 반응하여 시험된 항원에 반응성인 항체 수준에서의 변화를 측정하고; 환자 치료 결과를 기록하고; 특정 바이오마커 항원 또는 바이오마커 항원의 조합물에 반응성인 항체 수준에서의 임의의 변화가 치료 결과를 예보하는지를 결정함에 의해 식별될 수 있다. 일부 경우에, 후보 바이오마커는, 예컨대, 단백질 마이크로어레이 또는 형광 비드 기법을 이용하여, 고처리량 방식으로 결정되고, ELISA와 같은 저처리량 검정을 이용하여 검증될 수 있다. 검증은 본원에 기재된 것들을 포함하는, 당 분야에 공지된 표준 통계 방법의 이용을 포함할 수 있다.
일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 확립된 암 경로 맵을 참조하여 선택된다. 예를 들어, KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)는 결장직장암, 췌장암, 신경교종, 갑상선암, 급성 골수 백혈병, 기저 세포 암종, 방광암, 전립선암, 자궁내막암, 소세포 폐암, 및 비소세포 폐암과 관련된 유전자의 리소스를 제공한다. 유사하게, Ingenuity는 다양한 유형의 암의 발생에 중요한 유전자 생성물을 식별하는 암 신호전달 경로의 데이터베이스를 제공한다. 이러한 맵 또는 경로에서 특정 암 경로와 관련된 것으로 식별되는 하나 이상의 유전자 생성물, 또는 이의 조합물을 그 암 유형에 대한 면역요법 치료에 대한 치료 반응을 모니터하거나 그로부터의 치료 결과를 예측하기 위한 바이오마커 항원으로서 이용할 수 있다.
대안적으로, 후보 바이오마커 항원은 암 세포의 mRNA 발현의 고처리량 측정을 이용하여 식별될 수 있다. 예를 들어, 문헌[Taylor et al., 2010]은 전립선 암 세포에서 과발현되는 유전자를 보고한다. 상응하는 유전자 생성물은 전립선 암에 대한 암 면역요법 치료에 반응하는 항체 수준에 비해, 이러한 후보 중 하나 이상, 또는 이의 조합물에 반응성인 기준선 항체 수준을 비교하기 위한 후보 표적으로서 이용될 수 있다.
본원에서 제공된 대로, 예측적인 비-표적 바이오마커 항원은, 개별적으로 또는 임의의 조합으로 하기 비-표적 소정의 바이오마커: PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 또는 LGALS3 중 하나 이상, 예컨대 본원에 기재된 임의의 상기 조합물을 포함한다. 그러한 항원은, 일부 경우에, 후보 항원 중 하나 이상의 반응성 항체 수준에서의 증가의 측정이 능동 면역요법에 대한 긍정적 반응을 예보할 수 있는지를 결정하기 위해 후보 항원의 세트를 시험함에 의해 식별된다. 예시적인 후보 항원 LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, 및 LGALS8의 간단한 설명 및 이들의 보고된 암에서의 역할이 본원에 제공된다:
LGALS3: 렉틴, 갈락토시드-결합, 가용성, 3 (갈렉틴-3): 다양하게 발현되는 다중기능성 렉틴인 LGALS3 (Newlaczyl, et al., 2011; Perillo, et al., 1998)은 세포 부착, 이동 (San, et al., 2000) 및 전립선암 진행 (Newlaczyl, et al., 2011; Califice, et al., 2004)에서 역할을 하는 것이 공지되어 있다. 이는 호르몬-내성 종양에서 발현이 감소되며 전립선 종양에서 고도로 발현된다 (Laderach, et al, 2013). LGALS3의 세포질/핵 발현 패턴에서의 변동은 전립선 암종 진행과 관련된다 (van den Brule, et al., 2000). LGALS3 녹다운(knock-down)은 누드 마우스의 전립선에서 감소된 세포 이동, 침습, 세포 증식, 및 종양 성장을 발생시킨다 (Wang, et. al., 2009). 이는 전-혈관형성 분자 및 혈관 내피 성장 인자 (VEGF)- 및 염기성 섬유모세포 성장 인자 (bFGF)-매개된 혈관형성 반응의 매개인자인 것으로 보고된다 (Markowska, et al., 2010). LGALS3은 K-Ras의 결합 파트너이고 K-Ras-매개된 신호전달을 활성화시킨다 (Elad, et al., 2004; Shalom-Feuerstein, et al., 2005). 이는 PTEN에 의해 조절되는 공정인, c-Abl에 의해 포스포릴화된다 (Balan, et al., 2012); LGALS3의 포스포릴화된 형태가 아닌 고유형태는 PSA에 의해 절단되어 (Balan, et al., 2012), 잠재적으로 수용체-매개된 신호전달을 변경시킨다.
KRAS: v-Ki-ras2 Kirsten 래트 육종 바이러스 종양유전자 호몰로그(homolog): K-Ras는 포유동물 Ras 단백질 패밀리의 구성원이다. K-Ras에서 종양형성 활성화 돌연변이 또는 K-Ras의 비정상적 발현은 전립선 암종을 포함하는 다양한 악성종양과 관련된다. 전이성 전립선 종양 중에서, 32%는 K-Ras 돌연변이 또는 과발현을 나타내고 (Taylor, et al., 2010) 90%는 Ras/Raf 신호전달 경로의 활성화를 나타낸다 (Taylor, et al., 2010).
ERAS: 배아 줄기-세포 발현된 Ras: E-Ras는 소 GTPase Ras 단백질 패밀리의 구성원이다. 초기에 단지 배아 줄기 (ES) 세포에서만 발견된, E-Ras는 기형종에 이식된 ES 세포의 형질전환에서 중요한 역할을 담당한다 (Takahashi, et al., 2003). 위 암종에서, 이는 종양의 약 40%에서 발현된다 (면역조직화학에 의해 결정됨); 발현은 간 (p<0.0001) 및 림프절 (p<0.05)로의 전이와 현저하게 연관되는 것으로 나타났다 (Kubota, et al., 2010). E-Ras는 전립선암에 관해 아직 특성화되지 않았다.
KLK2/hK2: 갈리크리엔(Kallikrien) 관련 펩티다제 2: KLK2는 전립선 조직에서 주로 발현되고 (Darson, et al., 1999) 전-전립선-특이적 항원 (PSA)이 이의 효소적으로 활성인 형태로 절단되는 원인이다 (Williams, et al., 2010). 이는 전립선 종양 세포에서 고도로 발현되고 전립선암 위험성 및 검출에 대한 마커일 수 있다 (Nam, et al., 2006; Nam, et al., 2003; Magklara, et al., 2000; Helo, et al., 2009; Raaijmakers, et al., 2007). PSA 및 KLK2 둘 모두는 전립선에서 동일한 분비성 상피 세포에 의해 생성되고, KLK2는 불충분하게 분화된 암 세포에서 고도로 발현된다 (Rittenhouse, et al., 1998).
1.1.9 LGALS8 (갈렉틴-8): 렉틴, 갈락토시드-결합, 가용성, 8 (갈렉틴-8, 전립선 암종 종양 항원 1 [PCTA-1]): LGALS8은 원래 표면 에피토프 맵핑 및 발현 클로닝에 의해 전립선 암종 종양 항원으로서 식별되었다 (Su, et al., 1996). 이는 전립선 종양의 모든 TNM (종양-결절 전이) 단계를 포함하는, 종양 조직에서 광범위하게 발현된다 (Laderach, et al., 2013). LGALS8에 대한 항체 반응은 GVAX 요법을 이용한 치료후 전이성 전립선암 환자에서 관찰되었다 (GM-CSF를 분비하도록 변형된, 2개의 동종이형 전립선 암종 세포주인 LNCaP 및 PC-3을 포함하는 전세포 전립선암 백신) (Nguyen, et al., 2010).
일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, LGALS3, PAP, 또는 PAP-GM-CSF 중 임의의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8개를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 PSA 및 KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, LGALS3, PAP, 또는 PAP-GM-CSF 중 임의의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7개를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 ERAS 및 PSA, KLK2, KRAS, LGALS8, LGALS3, PAP, PAP-GM-CSF 중 임의의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7개를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 KRAS 및 PSA, KLK2, ERAS, LGALS8, LGALS3, PAP, 또는 PAP-GM-CSF 중 임의의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7개를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 PSA, ERAS, KRAS, LGALS8, LGALS3, PSA, PAP, 또는 PAP-GM-CSF 중 적어도 2개를 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 소정의 바이오마커 항원은 비-표적 소정의 바이오마커 항원이다. 일부 경우에, 소정의 바이오마커 항원은 표적 암 항원 및 하나 이상의 비-표적 소정의 바이오마커 항원의 조합물이다. 일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 KLK2, KRAS, ERAS, PSA, LGALS3, 및 LGALS8로 구성된 군으로부터 선택된다. 일부 경우에, 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 하기 비-표적 소정의 바이오마커 항원: PSA, LGALS3, KRAS, ERAS, KLK2, 또는 LGALS8 중 하나 이상, 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상, 6개, 임의의 2개, 임의의 3개, 임의의 4개, 또는 임의의 5개이다.
V. 통계적 방법
(i.) CASAI 치료에 반응하는 환자를 식별하고, (ii.) 긍정적인 치료 결과를 예측하고, (iii.) 추가적인 CASAI 치료 방법에 유용한 바이오마커를 식별하고 확인하기 위한 통계적 방법이 본원에 제공된다. 예측된 치료 결과를 생성하기 위해 반응성 IgG 수준에서 측정된 변화를 이용하기 위한 통계적 방법이 또한 본원에 제공된다.
A. 바이오마커를 식별 및 검증하고 치료 결과를 예측하기 위한 통계적 방법
암 면역요법 치료에 반응하여 단백질 마이크로어레이 (예컨대, 프로토어레이) 또는 Luminex xMAP 플랫폼으로부터 측정된 반응성 항체 수준은 문헌 (Smyth, et al., 2004; Smyth GK, 2005)에 기재된 대로 페어드(paired) t-테스트 (파라메터 또는 비-파라메터) 또는 이의 변형 (예컨대 'Limma' R/바이오컨덕터에서 구현된 조정된 페어드 t-테스트)을 이용하여 기준선 항체 수준에 비교되어, t-통계 및 측정된 변화가 유의하다는 통계적 신뢰도를 나타내는 p 값을 생성할 수 있다. 일부 경우에, 그러한 테스트의 결과는 특정 임계값 또는 휴리스틱을 적용함에 의해, 예컨대, 임계 배경 수준을 초과하지 않거나, 통계적 신뢰도의 임계값을 충족하지 않는 (예컨대, 0.05 또는 그 미만의 p-값을 갖지 않음) 측정된 IgG 수준을 제거함에 의해 걸러질 수 있다. 유사하게, 충분히 주석이 달리지 않은 바이오마커 항원 (즉, 단백질 생성물 또는 유전자의 기능에 관한 정보가 거의 또는 전혀 없다)은 추가 후속으로부터 제거될 수 있다. 일부 경우에, Benjamini 및 Hochberg 절차가 p-값 및 추정된 오류 발견율 (FDR, 특정 p-값에서 추정된 오류 발견 퍼센트)의 여러-테스트 조정을 얻기 위해 통계적 신뢰도 측정에 대해 수행될 수 있다 (Benjamini, 1995).
일부 구체예에서, 하나 이상의 바이오마커 항원에 대한 치료전 및 치료후 반응성 IgG 수준의 신호 세기 (예컨대, log2)는 Luminex xMAP에 의해 수득되고 일측 페어드 Wilcoxon 서명된 순위 테스트를 이용하여 비교될 수 있다. 일부 경우에, 치료 이후 반응성 IgG 수준에서의 배수-변화를 일측 Wilcoxon 순위 합 테스트를 이용하여 비교할 수 있다. 일부 경우에, 항원 반응은 통계적으로 유의하지 않거나, 통계적으로 유의할 것 같지 않은 변화를 걸러내기 위한 특별 임계값을 이용하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 항원에 대한 "IgG 반응"은 치료전으로부터 치료후에 반응성 항체 수준에서의 적어도 약 1.2-배, 1.5-배, 2-배, 2.5-배, 3-배, 또는 그 초과의 증가로서 정의될 수 있다.
바이오마커 및 전체 생존율 (OS)과 같은 치료 결과 간의 연관성은 카플란-마이어 분석을 이용하여 관찰될 수 있다. 카플란-마이어 분석은 환자가 연구에서 빠지거나 상이한 길이의 시간 동안 연구될 때조차 시간 경과에 따라 생존율을 추정할 수 있다. 카플란-마이어 분석에서, 주어진 시점에 생존의 확률은 선행하는 시간 간격 각각의 생존의 누적 확률로부터 추정된다. 일부 경우에, 카플란-마이어 분석을 통해 제시된 생존의 누적 확률에 영향을 주는 변수를 클러스터링하여 임의의 특정 그룹 (예컨대, 바이오마커 반응성 IgG 수준에서 특정 변화를 갖는 그룹)이 더 큰 긍정적인 치료 결과와 연관이 있는지를 확인할 수 있다 (예컨대 더 긴 전체 생존율과 연관됨).
대안적으로 또는 추가로, 적절한 수의 데이터 포인트가 존재하는 경우, 반응성 항체 수준 또는 반응성 항체 수준의 조합 및 긍정적인 치료 결과 간의 연관성은 Cox 비례 위험 모델을 이용하여 조사될 수 있다. 일부 경우에, Cox 비례 위험 모델 분석은 모든 공지된 변수를 이용하여, 즉 "풀 모델(full model)" (예컨대, 반응성 항체 반응 (예컨대, 고, 저, 또는 반응 없음), PSA 수준, 락테이트 데하이드로게나제 수준, 골 병변, 글리슨 점수, 비스포스포네이트 사용 등)를 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 풀 모델은 귀무 가설을 거부하기 위한 p-값을 제공할 수 있다 (예컨대, 항체 반응이 증가된 전체 생존율과 관련이 없다는 가설을 거부하기 위한 p-값). 풀 모델은 또한 위험 비 추정치를 제공할 수 있다. 1 미만의 위험 비는 설명 변수 (예컨대, 치료에 대한 반응성 항체 반응)가 더 긴 전체 생존율과 관련됨을 나타낸다.
Cox 비례 위험 모델 분석은 또한 항체 반응 상태 없이, 즉, 항체 반응을 나타내는 변수 없이, 예후 및 임상 인자 (예컨대, PSA 수준, 락테이트 데하이드로게나제 수준, 글리슨 점수 등)를 포함하는 "기반 모델(base model)"을 이용하여 수행될 수 있다. 기반 모델을 1 자유도를 갖는 카이-제곱 통계를 이용하여 우도 비 테스트에 의해 풀 모델과 비교할 수 있다. 이는 설명 변수 (예컨대, 치료에 대한 반응성 항체 반응)가 예측된 결과에서의 통계적으로 유의한 개선을 제공하는지를 나타내는 p-값을 제공할 수 있다.
일부 구체예에서, 전체 생존율 (OS)과 함께, IgG-수준, 또는 IgG 반응에서의 치료전 및 치료후 변화 간의 연관성은 Cox 비례 위험 모델에 기초하여 양측 Wald 테스트를 이용하여 분석될 수 있다. 연관성은, 예를 들어, PSA 및 락테이트 데하이드로게나제 (LDH) 수준과 같은 기준선 위험 요인에 대해 조정된 일변량 또는 다변량 모델을 이용한, (i) 치료전으로부터 치료후의 혈청 IgG 수준에서의 배수-변화 (log2); 및 (ii) IgG 반응 상태 (예/아니오)를 이용하여 평가될 수 있다. 기준선 PSA (log10) 및 LDS (log10) 값은 암 항원 특이적 능동 면역요법 (CASAI)의 다른 분석에 이용된 모델링 접근법 이후에 다변량 모델에서의 이용을 위해 선택될 수 있다 (Kantoff, et al., 2010; Sheikh, et al., 2013).
VI. 시스템
상기 기재된 시스템 및 방법에 이용될 수 있는 일부 디바이스 (및 그러한 디바이스의 구성요소)의 설명이 하기에 제공된다. 이러한 디바이스는, 예를 들어, 상기 기재된 임의의 기능과 관련된 데이터를 통신, 처리, 및/또는 저장하기 위해 이용될 수 있다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 하기 기재되는 디바이스는 하기 기재된 구성요소의 일부만을 지닐 수 있거나, 추가적인 구성요소를 지닐 수 있다.
도 6a는 한 구체예에 따라, 표적 암 항원을 이용한 암 항원 특이적 능동 면역요법 (CASAI) 치료와 같은, 암 면역요법에 대한 암 환자의 치료 반응을 결정하도록 구성된 관리 시스템의 예시적인 블록 다이어그램을 도시한다. 예시된 구체예에서, 시스템(900)은 네트워크(910)를 통해 복수의 데이터 소스(905)에 커플링된 컴퓨터 시스템(915)을 포함한다. 본원에 기재된 기법은 임의의 특정 유형의 컴퓨터 시스템 또는 컴퓨터 네트워크에 제한되지 않는다. 예를 들어, 네트워크(915)는 근거리 네트워크 (LAN), 광역 네트워크 (WAN), 무선 네트워크, 버스 접속, 인터커넥트, 또는 전자 시스템에서 하나 이상의 전송 라인 또는 트레이스를 가로질러 데이터 또는 제어 정보를 통신하는 임의의 다른 수단일 수 있다. 예를 들어, 데이터 소스는 컴퓨터 시스템(915)과 직접 연결된 사용자 인터페이스에서 수동으로 수신될 수 있다. 다른 구체예가 가능하다.
컴퓨터 시스템(915)은 인터커넥트 버스(908)를 통해 함께 커플링된 프로세서(901) 및 시스템 메모리(904)를 포함한다. 다른 구체예에서, 프로세서(901) 및 시스템 메모리(904)는 직접 서로 연결될 수 있거나, 하나 이상의 중개 구성요소 또는 유닛을 통해 간접적으로 연결될 수 있다. 프로세서(901) 및 시스템 메모리(904)는 당 분야에 공지된 대로 임의의 범용 또는 특정 목적의 구성요소일 수 있고 임의의 특정 유형의 프로세서 또는 메모리 시스템에 제한되지 않는다. 시스템 메모리는 본원에 기재된 구체예에 사용되는 시스템을 저장하고 데이터를 제어하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 시스템(915)은 또한 데이터를 수신하기 위해 데이터베이스(935) (내부 또는 외부)와 커플링될 수 있다.
컴퓨터 시스템(915)은 통신 인터페이스(920)에서 다양한 소스로부터 입력 데이터(903)를 수신한다. 컴퓨터 시스템(915)은 수신된 데이터를 처리하여 출력 모듈(925)을 통해 생성된 데이터를 이의 출력부에서 제공한다. 바람직한 구체예에서, 컴퓨터 시스템은 기준선 항체 수준을 나타내는 제 1 세트의 데이터 값을 수신하고 이러한 값을 비교 엔진(930)에 제공한다. 컴퓨터 시스템은 치료후 항체 수준을 나타내는 제 2 세트의 데이터 값을 수신하고 이러한 값을 비교 엔진(930)에 제공할 수 있다. 비교 엔진(930)은 치료로 인한 항체 수준에서의 변화가 있었는지를 결정하기 위해 치료전 항체 수준을 치료후 수준과 비교하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 비교 엔진(930)은 제 1 세트의 데이터 값으로 수신된 기준선 항체 수준의 각각의 값을 제 2 세트의 데이터 값의 치료후 항체 수준의 상응하는 값과 비교하여 이들이 동일하거나 상이한지를 결정하도록 구성될 수 있다. 한 구체예에서, 비교 엔진(930)에 의해 두 값 사이에 차이가 결정되는 경우, 이를 나타내는 신호는 비교 엔진에 의해 확증될 수 있다. 유사하게, 대안적인 구체예에서, 두 값이 동일한 것으로 결정된 경우, 이를 나타내는 신호는 비교 엔진에 의해 확증될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 소정의 항원에 반응성인 치료후 항체 수준이 기준선 항체 수준 보다 크거나, 현저하게 크다고 결정된 경우, 신호는 비교 엔진에 의해 확증된다. 또한 다른 구체예에서, 소정의 항원에 반응성인 치료후 항체 수준이 기준선 항체 수준 보다 크다고 결정되지 않거나, 현저하게 크다고 결정되지 않은 경우, 신호는 비교 엔진에 의해 확증된다. 일부 경우에, 유의성에 대한 임계값은 통계적 값일 수 있고, 예컨대, 항체 수준은, 측정된 값이 명시된 t-값 또는 p 값, 예컨대, p≤0.05과 같은 통계적 컷오프를 만족하는 경우, 유의하게 큰 것이다. 다른 경우에, 유의성에 대한 임계값은 경험적으로 결정된 값에 기초할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 비교 엔진은 기준선 및 치료후 항체 수준이 약 1.1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3, 5, 7, 10-배 또는 그 초과만큼 상이한 경우 이들을 상이한 것으로 식별한다.
비교 엔진(930)은 특별히 설계된 컴퓨터 하드웨어 또는 회로 또는 특별히 설계된 소프트웨어 모듈 또는 구성요소에 의해 프로그램된 범용 컴퓨팅 하드웨어; 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 본원에 기재된 기법은 하드웨어 회로 또는 소프트웨어의 임의의 특수한 조합으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 비교 엔진(930)은 기성 비교기 회로 구성요소 또는 맞춤-설계된 비교기 회로를 포함할 수 있다. 비교기 회로는 당업자에 의해 널리 이해되는 바와 같이 둘 이상의 값을 비교하여 두 값이 동일한지 동일하지 않은지를 나타내를 결과를 출력하도록 구성된다. 대안적으로, 비교 기능은 메모리(904)에 저장된 소프트웨어에서 수행되고 프로세서(901)에 의해 실행될 수 있다.
도 6b는 한 구체예에 따라, 세포 특이적 능동 면역요법, 면역조절제를 이용한 치료, 또는 표적 암 항원을 이용한 (CASAI) 치료와 같은, 암 면역요법에 대한 암 환자의 치료 반응을 결정하기 위한 프로세스의 예시적인 플로우차트를 도시한다. 예시된 구체예에서, 프로세스(900)는 제 1 세트의 전자 데이터 신호가 컴퓨터 시스템의 통신 인터페이스에서 수신되는 작업(950)부터 시작된다. 제 1 세트의 전자 데이터 신호는 서로 관련된 치료전 값의 세트를 나타내고, 각각의 치료전 값은 치료 전에 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 항체 수준을 나타낸다. 한 구체예에서, 치료는 표적 암 항원을 이용한 CASAI이고, 소정의 바이오마커 항원은 (1) 표적 암 항원 및 하나 이상의 다른 소정의 바이오마커 항원을 포함하는 바이오마커 항원 또는 (2) 표적 암 항원을 포함하지 않는 바이오마커 항원으로부터 선택된다.
프로세스(900)는 작업(951)을 계속하는데, 여기서 대조 세트의 항체 수준 값은 CASAI 치료 전에 하나 이상의 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 기준선 항체 수준을 나타내는 치료전 값의 세트로부터 정의될 수 있다. 대조 세트의 항체 수준 값은 특정 환자에 대한 기준선 항체 수준으로서 기능할 수 있다. 한 구체예에서, 컴퓨터 시스템은 치료전으로부터 대조 세트의 값을 자동으로 결정한다. 다른 구체예에서, 대조 세트의 값은 시스템에 수동으로 입력될 수 있다 (예컨대, 의료 전문가에 의해). 예를 들어, 컴퓨터 시스템이 초기화되면, 예컨대, 시스템 메모리(904)로부터 또는 데이터베이스(935)에 대한 쿼리를 이용하여, 값의 치료전 세트를 검색하도록 시스템에 지시하고 이러한 값을 분석을 위해 비교 엔진(930)에 제공할 수 있다. 다른 구체예에서, 컴퓨터 시스템은 값의 치료전 세트로부터 값의 대조 세트의 결정을 수행하도록 추가적인 입력을 수신한다. 그 후 시스템은 치료후 값의 세트가 치료전 값의 세트로부터 변화되었는지를 나타내는 출력 데이터 신호의 세트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 치료전 값이 증가되었는지를 결정할 수 있다. 적어도 특정 구체예에서, 이들의 기준선 수준에 비해 소정의 바이오마커 항원 중 하나 이상에 반응성인 항체 수준에서의 증가는 치료에 대한 긍정적인 치료 반응을 예보할 수 있다. 다른 구체예에서, 이들의 기준선 수준에 비해 소정의 바이오마커 항원 중 하나 이상에 반응성인 항체 수준에서의 증가는 CASAI 치료에 사용하기에 적합한 표적 암 항원을 제공할 수 있다.
프로세스(900)는 치료전 값의 세트에 상응하는 치료후 값의 세트를 나타내는 전자 데이터 신호 통신 인터페이스의 제 2 세트를 수신함에 의해 계속되는데, 각각의 치료후 값은 암 면역요법으로 치료한 후에 환자 혈액 샘플로부터의 소정의 바이오마커 항원 중 하나 이상에 반응성인 항체 수준을 나타낸다. 그 후 치료전 값을 치료후 값과 비교하여 (작업(953)) 치료후 값의 세트가 치료전 값의 세트로부터 변화되었는지를 결정할 수 있다. 대안적으로, 대조 세트의 값이 작업(951)에서 결정되었으면, 대조 세트를 치료후 값과 비교할 수 있다. 그 후 시스템은 치료후 값의 세트가 치료전 값의 세트로부터 변화되었는지를 나타내는 출력 데이터 신호의 세트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 치료전 값이 증가하였는지를 결정할 수 있다. 다른 경우에, 시스템은, 예를 들어 통계적 컷오프를 이용하여, 치료전 값이 현저하게 증가되는지를 결정할 수 있다. 적어도 특정 구체예에서, 이들의 기준선 수준에 비해 소정의 바이오마커 항원 중 하나 이상에 반응성인 항체 수준에서의 증가는 치료에 대한 긍정적인 치료 반응을 예보할 수 있다. 일부 구체예에서, 이들의 기준선 수준에 비해 소정의 바이오마커 항원 중 하나 이상에 반응성인 항체 수준에서의 변화는 치료 결과를 예측하거나, 치료 반응의 척도를 제공하기 위해 방정싱 (1)에 본원에 기재된 Cox 비례 위험 모델과 같은 위험 모델로의 입력물일 수 있다. 일부 경우에, 비례적 위험의 계산은 기준선 및 치료후 반응성 항체 수준 간의 비교와 동일한 시스템 상에서 수행된다. 이는 한 예시적인 구체예에 따른 프로세스(900)를 완성시킨다.
도 6b에 예시된 특수한 작업들이 IT 환경에서 이벤트를 모니터하기 위한 프로세스의 특정 구체예를 도시함이 이해되어야 한다. 다른 순서의 작업들이 또한 대안적인 구체예에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 대안적인 구체예는 상기 개요된 작업들을 다른 순서로 수행할 수 있다. 더욱이, 개개의 작업들은 적절하고 추가적인 작업들이 특정 적용에 따라 부가되거나 제거될 수 있으므로 다양한 순서로 수행될 수 있는 다수의 서브-단계를 포함할 수 있다. 당업자는 많은 가능한 변경, 변형, 및 대안을 인지할 것이다.
도 7은 기재된 구체예가 구현될 수 있는 데이터 프로세싱 시스템의 예시적인 블록 다이어그램을 도시한다. 본 발명의 구체예는 휴대용 디바이스, 마이크로프로세서 시스템, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램될 수 있는 사용자 전자장치, 미니컴퓨터, 본체 컴퓨터 등과 같은 다양한 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다. 구체예는 또한 작업이 유선-기반 또는 무선 네트워크를 통해 연결된 원격 프로세싱 디바이스에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다.
도 7은 기재된 본 구체예에 이용될 수 있는 데이터 프로세싱 시스템의 한 예, 예컨대 데이터 프로세싱 시스템(1000)을 도시한다. 도 7은 데이터 프로세싱 시스템의 다양한 구성요소를 예시하지만, 그러한 자세한 내용이 본원에 기재된 기법에 적절하지 않아서 구성요소들을 서로 연결하는 방식 또는 임의의 특정 아키텍쳐를 나타내는 것은 아님에 주목하라. 또한 더 적은 구성요소 또는 아마도 더 많은 구성요소를 갖는 네트워크 컴퓨터 및 다른 데이터 프로세싱 시스템이 또한 이용될 수 있음을 이해할 것이다. 도 7의 데이터 프로세싱 시스템은, 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터 (PC), 워크스테이션, 태블릿, 스마트폰 또는 다른 휴대용 무선 디바이스, 또는 유사한 기능을 갖는 임의의 디바이스일 수 있다.
제시된 대로, 데이터 프로세싱 시스템(1001)은 마이크로프로세서(1003)에 커플링된 시스템 버스(1002), 읽기 전용 메모리(ROM)(1007), 휘발성 임의 접근 메모리(RAM)(1005), 뿐만 아니라 다른 비휘발성 메모리(1006)를 포함한다. 예시된 구체예에서, 마이크로프로세서(1003)는 캐시 메모리(1004)에 커플링된다. 시스템 버스(1002)는 이러한 다양한 구성요소들을 함께 서로 연결하고 또한 구성요소들(1003, 1007, 1005, 및 1006)을 디스플레이 제어기 및 디스플레이 디바이스(1008), 및 입력/출력 ("I/O") 디바이스(1010)와 같은 주변 디바이스에 서로 연결하도록 적합화될 수 있다. I/O 디바이스의 유형은 키보드, 모뎀, 네트워크 인터페이스, 프린터, 스캐너, 비데오 카메라, 또는 당 분야에 널리 공지된 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 전형적으로, I/O 디바이스(1010)는 I/O 제어기(1009)를 통해 시스템 버스(1002)에 커플링된다. 한 구체예에서, I/O 제어기(1009)는 USB 주변기기 또는 다른 유형의 버스 어댑터를 제어하기 위한 범용 직렬 버스 ("USB") 어댑터를 포함한다.
RAM(1005)은 메모리에서 데이터를 재생하거나 유지하기 위해 지속적으로 파워를 필요로 하는 동적 RAM ("DRAM")으로서 구현될 수 있다. 다른 비휘발성 메모리(1006)는 자기 하드 드라이브, 자기 광 드라이브, 광 드라이브, DVD RAM, 또는 파워가 시스템에서 제거된 후 데이터를 유지하는 다른 유형의 메모리 시스템일 수 있다. 도 7은 데이터 프로세싱 시스템의 나머지 구성요소에 커플링된 로컬 디바이스로서 비휘발성 메모리(1006)를 도시하지만, 기재된 기법은 모뎀 또는 이더넷 인터페이스 (도시되지 않음)와 같은 네트워크 인터페이스를 통해 데이터 프로세싱 시스템과 커플링된 네트워크 저장 디바이스와 같은, 시스템으로부터 원격인 비휘발성 메모리를 이용할 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다.
이러한 구체예를 염두에 두면, 기재된 기법의 양태가, 적어도 부분적으로, 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 이의 임의의 조합에서 구현될 수 있음이 이러한 설명으로부터 명백할 것이다. 구체예는 데이터 프로세싱 시스템에 저장된 데이터를 수반하는 다양한 컴퓨터-실행 기능을 이용할 수 있음이 또한 이해되어야 한다. 즉, 상기 기법은 메모리에 저장된 명령의 시퀀스를 실행하는 것에 대응하는 컴퓨터 또는 다른 데이터 프로세싱 시스템에서 수행될 수 있다. 다양한 구체예에서, 이러한 기법을 실행하기 위해, 하드와이어드 회로가 독립적으로, 또는 소프트웨어 명령과 함께 이용될 수 있다. 예를 들어, 기재된 기능은 작업을 수행하기 위한 하드와이어드 회로를 함유하는 특이적 하드웨어 구성요소에 의해, 또는 맞춤 하드웨어 구성요소 및 프로그램된 컴퓨터 구성요소의 임의의 조합에 의해 수행될 수 있다. 본원에 기재된 기법은 하드웨어 회로 및 소프트웨어의 임의의 특이적 조합에 제한되지 않는다.
본원의 구체예는 또한 컴퓨터 하드웨어 또는 컴퓨터 프로그램 제품에서 구현되는 컴퓨터-판독 저장 매체 상에 저장된 컴퓨터 코드의 형태일 수 있다. 컴퓨터-판독 매체는, 컴퓨터 또는 데이터 프로세싱 시스템, 예컨대 데이터 프로세싱 시스템(1000)에 의해 실행될 때, 본원에 기재된 기법에 따라 작업을 수행하기 위한 시스템을 발생시키도록 적합화된 컴퓨터 프로그램 코드를 저장하도록 적합화될 수 있다. 컴퓨터-판독 매체는 컴퓨터, 네트워크 디바이스, 태블릿, 스마트폰, 또는 유사한 기능을 가진 임의의 디바이스와 같은 데이터 프로세싱 디바이스가 접근할 수 있는 형태로 정보를 저장하는 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 컴퓨터-판독 매체의 예는 하드 드라이브, 플로피 디스크, DVD, CD-ROM, 자기-광 디스크, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 및 이의 등가물, 자기 또는 광학 카드, 또는 전자 데이터를 저장하기에 적합한 임의의 유형의 매체와 같은, 그 위에 정보를 저장할 수 있는 임의의 유형의 실체적인 제작 물품을 포함한다. 컴퓨터-판독 매체는 또한 네트워크-커플링된 컴퓨터 시스템 상에 분산될 수 있고, 분산된 방식으로 저장되거나 실행될 수 있다.
본 명세서에 인용된 모든 간행물 및 특허 출원은 각각의 개별적인 간행물 또는 특허 출원이 참조로서 포함된다고 구체적으로 및 개별적으로 지시된 바와 같이 본원에 참조로서 포함된다.
비록 상기 발명이 이해의 명확성을 목적으로 예시 및 예의 방식으로 일부 상세히 기재되었으나, 본 발명의 교시에 비추어 특정 변화 및 변형이 첨부된 청구항의 정신 또는 범위를 벗어나지 않으며 이에 대해 이루어질 수 있음이 당업자에게 용이하게 명백할 것이다.
실시예
하기 실시예는 단지 예시를 위해 제공되며 제한하려는 것이 아니다. 당업자는 본질적으로 유사한 결과를 제공하기 위해 변화되거나 변형될 수 있었던 결정적이지 않은 다양한 파라메터를 용이하게 인지할 것이다.
실시예 1: 환자의 시푸류셀-T 치료
PA2024는 시험용 세포 면역요법 시푸류셀-T를 위해 Dendreon Corporation (Seattle, Wash.)에 의해 제조된 PAP 및 GM-CSF 서열을 함유하는 독점적인 재조합 융합 단백질이다. PA2024는 바큘로바이러스/Sf21 시스템에서 발현된다.
모든 피검체 및 건강한 공여체 견본은 적절한 시험용 심사 위원회에 의해 승인된 연구자 후원 프로토콜에 따라 수집되었다. 사전 동의를 받은 후, 백혈구를 성분채집술에 의해 수집하고 운반 및/또는 처리를 위해 준비하였다. 피검체의 성분채집술 세포를 원심분리시켜 자가 혈장을 제거한 다음, 이것을 0.9% 소듐 클로라이드 USP 용액에 재현탁시키고 1.077 g/ml 중력의 부력 밀도 용액 (BDS)을 통해 통과시켰다. 계면 세포를 수집하고 0.9% 소듐 클로라이드 USP 용액에서 세척한 후, 이들을 이어서 BDS 1.065 g/ml 중력 분리 용액 상에서 통과시켰다. 그 후 밀도 용액을 통해 통과한 세포를 수집하고 0.9% 소듐 클로라이드 USP 용액에서 세척하였다. BDS65 세포로 명명된 이러한 세포를 AIM-V® 배양 배지에서 인간 GM-CSF에 융합된 인간 전립선 산 포스파타제를 포함하는 융합 단백질인 PA2024와 함께 최대 44시간 동안 배양시켰다. 그 후 배양된 세포를 배양 배지로 세척하고 락테이트화된 링거 용액에 재현탁시키고 피검체에 다시 재주입하였다. 이러한 공정을 3회 수행하였고, 성분채집술 및 배양의 각각의 사이클은 2주만큼 떨어져서 수행된다.
실시예 2: 단백질 마이크로어레이를 이용하여 시푸류셀-T 요법에 대한 체액 반응 프로파일링
A. 프로토어레이를 이용한 시푸류셀-T 치료후 IgG 반응의 발견을 위한 샘플
치료전 및 치료후 혈청 샘플은 동의를 받은 IMPACT (Kantoff et al., 2010; Sheikh et al., 2013)로부터의 총 224명의 환자로부터 이용가능하였다; 시푸류셀-T 아암의 155명 및 대조 아암의 69명. 혈청 샘플은 목표하는 질병 진행시까지만 환자로부터 수집되었다 (Kantoff et al., 2010); 결과적으로, 샘플은 이후 시점보다 이전 시점에 더 많은 환자로부터 이용가능하였다. IMPACT에서, 혈청 샘플의 쌍은 다음과 같이 평가될 수 있었다: (i) 치료전 및 2주, n=204 (142명 시푸류셀-T 및 62명 대조 환자); (ii) 치료전 및 10주, n=132 (93명 시푸류셀-T, 39명 대조); 및 (iii) 치료전 및 22주, n=76 (60명 시푸류셀-T, 16명 대조).
프로토어레이 분석시에, 치료전 및 3회 모두의 치료후 시점으로부터의 혈청 샘플이 IMPACT에서 47명의 시푸류셀-T 아암의 환자 및 대조 아암의 13명으로부터 이용가능하였다. 프로토어레이 분석은 대조 아암으로부터의 13명 모두의 환자로부터의 샘플, 및 시푸류셀-T 아암으로부터의 임의로 선택된 28명 환자의 서브세트 (각 시점으로부터의 약 25개 샘플의 성공적인 분석을 보장하기 위해)에 대해 수행되었다. 실패 검정 및 어레이 품질 대조를 제거한 후에, 프로토어레이 데이터는 하기 환자로부터 분석을 위해 이용가능하였다: (i) 치료전 및 2주, 25명 시푸류셀-T 및 12명 대조, (ii) 치료전 및 10주, 24명 시푸류셀-T 및 11명 대조, (iii) 치료전 및 22주, 24명 시푸류셀-T 및 13명 대조.
B. 단백질 마이크로어레이 프로파일링, 어레이 데이터 QC & 표준화
프로토어레이 v5.0 (Life Technologies Corporation) (Wolchock et al., 2009; Madan et al., 2010; Kantoff et al., 2010; Hodi et al, 2010; and Hoos et al., 2010)는 Invitrogen's UltimateTM ORF (개방형 해독틀) 수집, 또는 Protometrix에 의해 개발된 키나제 클론의 Gateway® 수집으로부터의 바큘로바이러스/Sf9 발현을 이용하여 발현된 단백질을 이용하였다. 모든 프로토어레이 검정은 제조사의 권장 프로토콜을 이용하여 Life Technologies Corporation에 의해 수행되었다. 마이크로어레이 슬라이드를 차단 완충제 (50 mM HEPES, 200 mM NaCl, 0.01% Triton X-100, 25% 글리세롤, 20 mM 환원된 글루타치온, 1.0 mM DTT, 1X 합성 블록(Synthetic Block))로 4℃에서 1시간 동안 차단시켰다. 차단 후, 어레이를 새롭게 제조된 PBST 완충제 (1X PBS, 0.1% Tween 20, 및 1X 합성 블록)로 1회 세정하였다. 그 후 어레이를 5 mL의 PBST 완충제에서 희석된 1:500 희석율의 각각이 혈청 샘플로 프로빙하였다. 어레이를 부드러운 교반과 함께 QuadriPERM 4-웰 트레이 (Greiner)에서 4℃로 90분 동안 인큐베이션시켰다. 인큐베이션 후, 슬라이드를 4-웰 트레이에서 5 ml PBST 완충제에서 5회 (세척 당 5분) 세척하였다. 1.0 μg/ml의 최종 농도로 5 ml PBST 완충제에서 희석된 Alexa Fluor®647-컨쥬게이션된 염소 항-인간 IgG 항체를 각 어레이에 첨가하고 부드러운 진탕과 함께 4℃에서 90분 동안 인큐베이션되게 하였다. 인큐베이션 후, 이차 항체를 제거하고 상기 기재된 대로 어레이를 세척하였다. 어레이는 2분 동안 200x 중력으로 플레이트 로터가 구비된 테이블 탑 원심분리기에서 회전시킴에 의해 건조되었고, 그 후 형광 마이크로어레이 Tecan PowerScanner를 이용하여 스캐닝되었다.
GenePix 6.0 소프트웨어를 이용하여 인간 단백질을 어레이 리스트 파일에서 130 μm (직경)의 고정된 피처 크기를 갖는 각각의 어레이 이미지로 맵핑하였다. 각 서브어레이에 인쇄된 AlexaFluor-컨쥬게이션 및 뮤린 항체로부터의 스폿을 이용하여 어레이를 정렬한 후, 피처에 가장 잘 맞도록 피처의 크기를 GenePix 소프트웨어에 의해 조정하였다. 어레이 상의 각 스폿에 대한 픽셀 세기가 소프트웨어로부터 결정되고 파일에 저장되었다. 어떤 단백질이 샘플과 상호작용하는지를 결정하기 위해 LifeTechnology ProtoArray Prospector 소프트웨어를 이용하여 모든 정량된 스폿 파일을 처리하였다. 소프트웨어는 마이크로어레이에 대한 적절한 대조 스폿을 이용하여 배경 보정 및 로버스트 선형 모델(Robust Linear Model) 표준화 (RLM)를 수행하였다 (Hoos et al., 2012).
분석에 앞서, 모든 샘플에 걸쳐 낮은 세기를 갖는 마이크로어레이 상의 신호 및 공지된 GenBank 식별자를 갖지 않은 표적 항원으로부터의 것들 (즉, 표적 단백질에 불충분하게 주석이 달리거나 주석이 달리지 않음)은 걸러졌다. 이에 의해 6,255개의 고유한 표적 항원에 해당하는, 프로토어레이 상의 7,221개 단백질 아이소형에 대한 IgG 측정이 남겨졌고, 이들 모두에 대한 후속 분석이 수행되었다.
C. 통계적 분석
통계적 분석은 'R' 컴퓨팅 환경에서 수행되었다 (cran.us.r-project.org/). 통계적 테스트는 달리 언급되지 않는 한 양측이다. 혈청 IgG 수준에서의 변화는 치료전에 대해 보고된다 (예컨대, "10주에 IgG 수준에서의 배수-변화"는 치료전 IgG 수준에 대한 10주에 IgG 수준의 비를 의미한다).
IgG의 수준에서의 치료전 내지 치료후 변화의 통계적 유의성을 평가하기 위해, 프로토어레이 검정으로부터의 표준화된 신호 세기 (log2)를 조정된 페어드 t-테스트 (limma, R/바이오컨덕터)를 이용하여 시험하였다 (Smyth GK, 2005). Benjamini 및 Hochberg 절차를 이용하여 p-값의 여러 테스트 조정을 수행하고 추정된 오류 발견율을 수득할 수 있다 (FDR, 특정 p-값에서 추정된 오류 발견 퍼센트)(Benjamini YH, 1995).
치료 후 IgG 수준에서의 증가를 평가하기 위해, Luminex xMAP으로부터의 치료전 및 치료후 신호 세기 (log2)를 일측 페어드 Wilcoxon 서명된 순위 테스트를 이용하여 비교할 수 있다. 치료 후 IgG 수준에서의 배수-변화가 대조 그룹에서보다 시푸류셀-T 그룹에서 더 높은지를 평가하기 위해, 두 그룹의 값을 일측 Wilcoxon 순위 합 테스트를 이용하여 비교하였다. 항원에 대한 'IgG 반응'은 치료전에 비해 치료후 신호 세기에서의 ≥2-배 증가로서 정의되었다 (특별 임계값).
D. 시푸류셀-T 유도된 체액 반응을 결정하기 위한 페어드 치료전/후 비교
치료에 반응하여 유도된 IgG 항체를 식별하기 위해, 단백질 마이크로어레이를 이용하여, 치료전 & 치료후 혈청 샘플을 마이크로어레이 데이터에 빈번하게 이용되는 (Smyth GK, 2004) 조정된 페어드 t-테스트 (Limma)를 이용하여 비교하였다. 페어드 분석 전에, (i) 3회의 치료후 시점에 걸쳐 시푸류셀-T 아암 샘플의 적어도 5%에서, 0.05의 p-값으로, 어레이의 배경 신호를 넘어 발현되지 않았고 (ii) 마이크로어레이 상에서 표적에 대해 공지된 Refseq 주석을 갖지 않는 (즉, 표적 단백질에 충분히 주석이 달리지 않음) 항체는 제거되었다. 이는 7,221개의 항체를 남겼고, 이들 모두에 대해 하류 분석이 수행되었다.
치료전 그룹에 비해, 시푸류셀-T 치료후 그룹에서 2-배 (Benjamini 및 Hochberg에서 FDR ≤ 10%로 추정됨) 만큼 상향조절된 항체의 수는 6, 14 및 26주에 각각 56, 162, 및 23이었다. 치료전 그룹에 비해, 시푸류셀-T 치료후 그룹에서 3-배 (Benjamini 및 Hochberg에서 FDR ≤ 10%로 추정됨) 만큼 상향조절된 항체의 수는 6, 14 및 26주에 각각 4, 7, 및 4였다. 플라시보 치료후 어떤 항체도 상향조절되지 않았다 (FDR ≤ 10%로 추정됨). 치료후 시점 각각에 대한 상위 30개 항체 표적 (치료전에 비해 치료후 최고 배수로 상향조절, FDR ≤ 10%로 추정됨)이 표 1에 제공된다. PAP (또는 ACPP)는 모든 치료후 시점에 상위 30개 항체 표적 중 하나이다. 여러 상위 표적은 전립선암 질병 진행에 직접적인 역할을 하는 것이 입증되었다 (예컨대 LGALS3 또는 갈렉틴-3 (Wang, et al., 2009; Merseburger, et al., 2008; van den Brule, et al., 2000), ECE1 또는 엔도텔린 전환 효소 1 (Whyteside, et al., 2010; Lambert, et al., 2008; Dawson, et al., 2006; Kopetz, et al., 2002), ANPEP 또는 아미노펩티다제 N (Guzman-Rojas, et al., 2012; Larkin, et al., 2012; Pasqualini, et al., 2000)).
표 1A: 상위 30개 WK6 상향조절된 항체 표적 (ACPP는 굵게 표시된다). 주어진 컬럼은 다음과 같다: 프로토어레이 스폿 위치 식별자; 유전자 기호; 유전자 명칭; 조정된 페어드 t 테스트에서 BASIM에 비해 치료후 전체 배수 변화; 페어드 t 테스트로부터 t-통계; 페어드 t 테스트에서 p-값 및 조정된 (여러 테스트 조정됨) p-값 (Benjamini 및 Hochberg); 및 항체가 적어도 1000 이상의 세기 차이로, 2-배 이상만큼 상향조절된 개체의 수.
표 1B: 상위 30개 WK10 상향조절된 항체 표적 (ACPP는 굵게 표시된다). 컬럼 정의에 대해서는 표 1A를 참조하라.
표 1C: 상위 30개 WK22 상향조절된 항체 표적 (ACPP는 굵게 표시된다). 컬럼 정의에 대해서는 표 1A를 참조하라.
상위 표적은 암/고환 항원의 공지된 패밀리 중에 있지 않다 (Scanlan, et al., 2004) (예컨대 NY-ESO-1, 또는 MAGE, GAGE, PAGE LAGE 패밀리). 이러한 관찰에 대한 여러 이유가 있을 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 표준 (호르몬 및 방사선 (Nesslinger, et al., 2007)) 뿐만 아니라 면역-요법 (Nesslinger, et al., 2010; Kwek, et al., 2012; Nguyen, et al., 2010)에 의해 유도된 자가-항체 반응의 연구는 요법후 유도된 면역 반응이 암 항원으로서 종래에 문헌에 특성규명되지 않은 표적에 대한 것일 수 있음을 밝혀내었다. 추가로, 대부분의 널리 공지된 암/고환 항원은 암 환자로부터의 cDNA 라이브러리 및 혈청 샘플을 이용하여 발견되었고 치료후 환경에서 발견되지 않았다. 암 환자의 스크리닝에 의해서 일반적으로 식별되지 않는, 신규한 항원에 대한 면역 반응이 치료 환경에서 발생하는 것 같다. 요법 이후의 반응은 치료에 의해 유도된 증대된 염증 상태에서 증가된 종양 세포 사멸과 관련하여 발생할 수 있고, 이는 전형적으로 자신으로서 인지하는 자가-항원에 대한 반응을 유도한다.
가장 일반적으로 언급되는 3개의 전립선 항원, 즉 PSA, PSMA 및 PSCA 중에서, PSMA 및 PSA가 프로토어레이에 존재하지 않았음을 주목하라. PSCA는 존재하지만, PSCA에 대한 항체는 시푸류셀-T 치료후 현저하게 상향조절되지 않았다.
E. 암 신호전달 경로 내에서 시푸류셀-T 치료후 항체 표적의 풍부화
시푸류셀-T 치료 후에 암-관련 신호전달 경로에서 표적에 대해 발생한 항체의 풍부화가 검출되었다. 그러한 풍부화는 치료후 종양 조직 파괴 및 암 항원에 대한 면역 반응의 프라이밍의 가설을 지지한다. KEGG (Kanehisa, et al., 2012) 및 Ingenuity (IPA) 지식 기반 (www.ingenuity.com/products/pathways_analysis.html; www.ingenuity.com/science/knowledge_base.html)을 이용하여 치료후 상향조절된 항체 표적의 상위 10% (배수-변화에 의해 약 720개 표적, FDR ≤ 10%) 내에서 암-관련 경로 내의 유전자 또는 표적의 풍부화를 조사하였다. 풍부화는 경험적으로 (KEGG 경로의 경우, 10,000 부트스트랩 샘플링) 또는 Fisher 정확성 테스트 (Ingenuity 지식 기반에서의 경로에 대해)를 이용하여 결정되었다. Fisher 정확성 테스트의 경우, 배경 세트 (또는 샘플링 '우주(universe)')는 프로토어레이 플랫폼 상에 제시된 표적 세트와 교차하는 IPA 지식 기반의 모든 유전자였다.
WK10 항체 표적을 KEGG 전립선암 경로 (경험적 p-값 0.003, 상위 10% 목록과 유사한 크기의 임의의 표적 목록의 10,000개 샘플링에 기반, 즉, 프로토어레로부터 약 720개), KEGG VEGF 신호전달 경로 (경험적 p-값 0.005) 및 KEGG mTOR 신호전달 경로 (경험적 p-값 0.006) 경로의 유전자에 대해 풍부화시켰다. VEGF 활성은 전립선암 성장 및 골모세포 골 전이와 관련된 것이 공지되어 있다 (Aragon-Ching JB, et al. 2010; Dai J, et al. 2004). PI3K/Akt/mTOR 신호전달은, 종종 PTEN의 손실을 통해, 전립선암의 30-50%로 상향조절되고 종양 단계, 등급, 및 생화학적 재발 위험의 증가와 연관된다 (Morgan, et al., 2009).
F. 시푸류셀-T 유도된 항체 표적은 전립선 종양 과발현된 유전자에 대한 풍부화를 나타낸다
전립선 종양 및 정상 조직에서 유전자 발현의 최대 보고된 연구에서 전립선 종양에서 과발현되는 것으로 보고된 유전자 (Ribas et al., 2009; Fox et al., 2011)를 조사하여 그러한 유전자에 의해 인코딩된 항원에 대한 반응성 IgG가 10주에 풍부화되었는지를 결정하였다. 정상 전립선 조직에 비해 전립선 종양 (원발성 및 전이성을 합침)의 적어도 33%에서 과발현된 유전자가 고려되었고, 이는 678개 유전자의 목록을 제공하였다. 이러한 678개 유전자 중에서, 152개는 프로토어레이 상에서 단백질 생성물로서 나타났다. 이러한 152개 단백질과 IMPACT에서 10주에 치료전 수준로부터 혈청 IgG 수준이 증가한 항원의 중복을 평가하였다. 100개의 표적 및 IgG를 가장 높게 유도시킨 50개가 이러한 152개 생성물과 중복되었다; 상위 100개 중 6개 표적 (p=0.012, 초기하 테스트(hypergeometric test)) 및 상위 50개 중 4개 표적 (p=0.013)이 전립선 종양에서 과발현된 유전자의 152개 생성물과 중복되었다.
실시예 3: 시푸류셀-T 치료후 관찰된 자가-항원에 대한 항체 반응의 검증
A. 배경
실시예 2에서, 프로토어레이 플랫폼을 이용하여 도 2에 도시된 대로 시푸류셀-T를 이용한 치료후 자가-항원에 대한 IgG 수준의 상승을 광범하게 평가하였다. 결과는 치료후 항체 반응이 전립선암 신호전달 경로에 수반된 표적 단백질일 수 있음을 나타내었다. 이러한 실시예는 독립적인 플랫폼을 이용한 프로토어레이 플랫폼을 이용하여 식별된 여러 항체 표적을 평가한다.
B. Luminex xMAP을 이용한 이차 항원에 대한 혈청 IgG 반응의 확인
프로토어레이를 이용하여 식별된 이차 항원의 서브세트에 대한 IgG 반응은 독립적인 분석 플랫폼인 Luminex xMAP를 이용하여 확인되었다 (Pickering, et al., 2002). 본 발명자들은 이의 낮은 샘플 부피 요건, 보고된 높은 민감성, 넓은 선형 범위, 및 멀티플렉스 IgG 검출 능력 때문에 Luminex xMAP을 선택하였다. IgG 반응이 프로토어레이에 의해 10주에 관찰되는 162개의 이차 항원으로부터, 확인을 위해 10개를 선택하였다 (표 2).
표 2: 프로토어레이를 이용하여 IMPACT로부터 환자에서 식별된 비-표적 항원 후보.
이러한 10개의 항원 중에서, 치료후 수준에서 최고-배수 증가를 나타낸 IgG에 상응하는 5개 (LGALS3, ANPEP, ECE1, FBXO6 및 CACNG1); LGALS3 (Newlaczyl, et al., 2011; Califice, et al., 2004; Laderach, et al., 2013), ANPEP (Fukusawa, et al., 2006; Larkin, et al., 2012; Sorensen, et al., 2013), ECE1 (Lambert, et al., 2008; Herrmann, et al., 2006; Nelson, et al., 1995; Nelson, et al., 2005)는 전립선 종양에서 높은 수준으로 발현되고 전립선암 발생에 기능적인 역할을 하는 것이 공지되어 있다. 본 발명자들은 암에서 보고된 기능적 관련성 및/또는 전립선 종양에서의 증가된 발현에 기뱐하여 나머지 5개 항원을 선택하였다; viz., KLK2 (Darson, et al., 1999; Williams, et al., 2010; Rittenhouse, et al., 1998), ERAS (Kubota, et al., 2010), KRAS (Taylor, et al., 2010), TSPAN13 (Arencibia, et al., 2009), 및 LGALS8 (Laderach, et al., 2013; Su, et al., 1996). 프로토어레이 데이터는 이러한 10개의 후보 이차 항원 대부분에 대한 IgG의 수준이 또한 이전 (2주) 및 이후 (22주) 시점에 상승하였음을 보고하였다 (표 3).
표 3. 프로토어레이에 의해 측정된 대로 IMPACT에서 2주 및 22주에 후보 항원에 대한 IgG의 수준에서의 증가.
항원은 하기 기준에 기반하여 프로토어레이 데이터 (실시예 2)로부터 선택되었다:
i. 시푸류셀-T 및 대조 아암으로부터의 환자의 비교에서, 비교를 위해 p≤0.01로, 대조군 (n=39) 보다 시푸류셀-T (n=93) 치료후 IgG 수준에서의 더 높은 배수-변화.
ii. 시푸류셀-T-치료된 환자 (n=93)에서, 치료전에 비해 치료후에 IgG 수준에서의 현저한 증가 (p≤0.01) 및 환자의 ≥10%가 IgG 반응을 나타냄 (치료전에 비해 치료후 IgG 수준에서의 ≥2-배 증가로서 정의됨).
하기 항원에 대한 IgG의 수준에서의 시푸류셀-T-유도된 증가는 Luminex xMAP에 의해 확인되었다: PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8 및 LGALS3 (표 4 및 도 3).
표 4. Luminex xMAP을 이용하여, IMPACT에서 10주에 후보 이차 항원에 대한 혈청 IgG 반응의 확인.
예상된 바와 같이, PAP 및 PA2024에 대한 IgG의 수준에서의 증가가 역시 확인되었다. 여러 항원, 예컨대, PSA, KLK2, KRAS, ERAS, 및 LGALS3에 대한 IgG 반응은 IMPACT로부터 시푸류셀-T-치료된 환자의 ≥25% (범위: 28-44%)에서 관찰되었다. 항-PSA, 항-KRAS, 또는 항-ERAS IgG 수준에서의 5-배 증가는 시푸류셀-T-치료된 환자의 ≥10% (범위: 12-15%)에서 관찰되었다. 이러한 항원에 대한 IgG의 수준은 대조 환자에서는 치료 후에 현저하게 상승하지 않았다 (p>0.01, 표 4).
IMPACT에서 10주 시점에 관찰된 이차 항원에 대한 IgG 반응이 다른 시점에서도 발생하였는지를 결정하기 위해, IMPACT의 다른 이용가능한 치료후 시점으로부터의 혈청 샘플 (2주 및 22주)을 조사하였다 (표 5A 및 5B를 참조하라).
표 5A. Luminex xMAP을 이용하여 IMPACT에서 2주에 후보 항원에 대한 IgG 반응의 평가.
표 5B. Luminex xMAP을 이용하여 IMPACT에서 22주에 후보 항원에 대한 IgG 반응의 평가.
IMPACT에서, PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8 및 LGALS3에 대해 IgG의 수준에서의 현저한 (p≤0.01) 증가는 2주 (n=142) 및 22주 (n=60)에 시푸류셀-T 그룹에서 관찰되었다.
C. 확인 검정을 위한 항원 소싱 및 준비
검증을 위한 항원은 Origene Technologies, Invitrogen 및 Sino Biological Inc.로부터 수득하였다. 각 공급업체에서 구매한 항원의 목록은 단백질 생성을 위해 이용된 클론 및 발현 세포주에 대한 정보와 함께, 표 6에 제공된다. 단백질 발현 시스템 또는 정제 태그에 대한 검정의 의존성을 평가할 목적으로, 다수의 발현 시스템 및 정제 태그를 이용하여 여러 단백질을 제조하였다 (viz., PAP, KRAS, ERAS, KLK2; 표 6).
표 6. Luminex xMAP 검정에 이용된 단백질 시약.
D. 혈청 샘플 평가
Luminex xMAP 검정을 위해, IMPACT 임상 연구로부터의 혈청 샘플의 쌍은 다음 환자로부터 이용할 수 있었다: (i) 치료전 및 2주, n=204 (142명 시푸류셀-T 및 62명 대조 환자); (ii) 치료전 및 10주, n=132 (93명 시푸류셀-T, 39명 대조군); 및 (iii) 치료전 및 22주, n=76 (60명 시푸류셀-T, 16명 대조군).
E. Luminex xMAP®을 이용한 치료후 혈청 IgG 반응의 평가
후보 항원에 대한 IgG 수준을 Luminex xMAP를 이용하여 Life Technologies Corporation에 의해 평가하였고, 이는 멀티플렉스 항원-컨쥬게이션된, 스펙트럼에 의해-구별가능한, 형광성을 이용한다 (Pickering, et al., 2002). IMPACT 환자로부터의 모든 이용가능한 치료전 및 치료후 혈청 샘플 쌍을 평가하였다. GST-태깅된 단백질을 비드에 결합된 항-GST 항체를 이용하여 비드에 컨쥬게이션하고, GST-태깅되지 않은 단백질을 비드에 직접 (공유적으로) 컨쥬게이션시켰다. 혈청 샘플 (30 mL)을 1:200 희석율로 프로파일링하였다. 단백질 신호 검정 및 대조 검정 (음성 및 양성)을 포획된 항원 및 실험 샘플을 이용하여 동시에 진행시켰다. BSA는 비드에 직접 포획되었고, 항-GST-컨쥬게이션된 비드 상에 포획된 GST는 음성 대조군으로서 이용되었다. 평가된 샘플에 걸쳐, BSA에 대한 IgG의 중간 형광 세기는 <100이었고 GST에 대해서는 <500이었는데, 이는 낮은 배경 신호를 나타낸다. 양성 대조군은 항-인간 IgG (검정된 샘플에서 혈청의 존재를 나타내기 위해) 및 인간 IgG (이차 항체의 존재를 나타내기 위해)를 포함하였다.
Luminex xMAP로부터의 모든 신호는 분석 전에 log2-변형되었다. 환자의 혈청 샘플 (n=120)의 서브세트를 초기에 삼중으로 검정하여 플랫폼의 기술적 재현성을 평가하였다. 배치 내에서, 삼중 샘플에 대한 변동의 중간 계수 (CV)는 모든 평가된 항원에 대해 낮았다 (<5%). 따라서, 남아 있는 혈청 샘플을 대조군과 함께, 단일 진행으로 검정하였다. 배치 효과를 피하기 위해, 환자로부터의 치료전 및 치료후 샘플을 동일한 다수의 항원-컨쥬게이션된 비드를 이용하여 진행시켰다.
F. IMPACT로부터의 시푸류셀-T 아암에서 혈청 IgG 반응자 간의 중복
시푸류셀-T-치료된 환자가 동일한 이차 항원에 대한 IgG 반응을 공유하였는지를 결정하기 위해, 본 발명자들은 IgG 반응자 간의 중복을 평가하였다 (대표적인 예에 대해서는 도 3b의 Venn 다이어그램, 및 자세한 내용에 대해서는 표 7을 참조하라). 이차 항원에 대한 IgG 반응을 갖는 시푸류셀-T 치료된 환자의 대부분은 PAP에 대한 IgG 반응을 갖는 환자와 중복되었다 (도 2B, 좌측). 현저한 중복이 또한 다수의 상이한 이차 항원에 대한 IgG 반응자들 간에 관찰되었다 (예컨대, ERAS 및 KLK2, 또는 LGALS3 및 KRAS, p≤0.01, 초기하 테스트). 예를 들어 (도 2B, 우측), PSA, ERAS, LGALS8 및 LGALS3에 대한 IgG 반응이 고려될 때, 시푸류셀-T-치료된 환자들 중 25% (23/93)는 동일한 항원들 중 3개 이상에 반응을 나타내었고, 9%는 이러한 항원들 중 4개 모두에 반응을 나타내었다. 이러한 경우에, 항원에 따라, IgG 반응의 소수 (≤30%)는 독특하였다 (즉, 다른 항원과 IgG 반응에 대해 중복되지 않음).
표 7. IMPACT의 시푸류셀-T 아암에서 10주에 상이한 항원들에 대해 IgG 반응자였던 환자의 수의 중복.
시푸류셀-T-유도된 IgG 반응은 치료후 시점에 걸쳐 대체로 일치하였다. 10주에 항원에 대해 IgG 반응을 갖는 IMPACT의 시푸류셀-T 아암으로부터의 환자는 빈번하게 이전 (2주) 및 이후 (22주) 시점에 동일한 항원에 대해 IgG 반응을 나타내었다 (p≤0.01, 초기하 테스트, 표 8 및 9).
표 8. 치료후 2주 및 10주 시점에 걸쳐 IgG 반응의 중복
표 9. 10주 및 22주 시점에 걸쳐 IgG 반응의 중복
G. IMPACT에서 혈청 IgG 수준에서의 시푸류셀-T 유도된 변화와 OS의 연관성
10주에 IgG 수준에서의 시푸류셀-T-유도된 변화와 OS의 연관성이 기준선 PSA 및 LDH 수준에 대해 조정된 다변량 Cox 모델을 이용하여 IMPACT에서 평가되었다. 항-PSA IgG (위험 비 [HR]=0.63, 95% CI 0.46, 0.86; p<0.01) 및 항-LGALS3 IgG (HR=0.60, 95% CI 0.38, 0.96; p=0.04)의 수준에서의 시푸류셀-T-유도된 변화는 개선된 OS와 상당히 관련되었다 (도 4, 표 10). 항-KLK2 IgG 및 항-ERAS IgG의 수준에서의 시푸류셀-T-유도된 변화는 개선된 OS와 관련이 있는 쪽으로의 경향을 나타내었다 (0.05 < p < 0.1).
표 10. 혈청 IgG 수준의 log2의 배수-변화와 OS의 연관성.
시푸류셀-T 아암에서, PSA (반응자 n=36, 비-반응자 n=57; HR=0.38, 95% CI 0.19, 0.80; p=0.01) 및 LGALS3 (반응자 n=26, 비-반응자 n=67; HR=0.25, 95% CI 0.09, 0.72; p=0.01)에 대한 IgG 반응 (10주에 ≥2배 증가)이 또한 개선된 OS와 현저하게 관련이 있었다 (표 11). 대조 아암의 환자에 비해, 항-PSA IgG 반응자인 시푸류셀-T 아암의 환자는 현저하게 개선된 OS를 나타낸 반면 (HR=0.27, 95% CI 0.12, 0.58; p<0.01; 도 4, 표 12), 항-PSA IgG 비-반응자인 시푸류셀-T 아암의 환자의 OS는 대조 아암의 환자의 것과 현저하게 다르지 않았다 (HR=0.71, 95% CI 0.41, 1.23; p=0.23). 유사하게, 항-LGALS3 IgG 반응자인 시푸류셀-T 아암의 환자는 대조 아암의 환자에 비해 현저하게 개선된 OS를 나타낸 반면 (HR=0.16, 95% CI 0.06, 0.49; p<0.01; 도 4), 항-LGALS3 IgG 비-반응자인 시푸류셀-T 아암의 환자의 OS는 대조 아암의 환자와 현저하게 다르지 않았다 (HR= 0.66, 95% CI 0.38, 1.12; p=0.12). 이러한 결과는 이차 항원에 대한 IgG의 수준에서의 비교적 온건한 증가 (≥2-배)가 이러한 IgG에서의 증가를 나타내지 않은 환자에 비해 시푸류셀-T 치료 후에 현저한 생존 혜택의 가능성이 있는 환자를 식별할 수 있음을 나타낸다.
표 11. IgG 반응 (치료후 혈청 IgG 수준에서의 ≥2-배 증가)과 OS의 연관성.
표 12. IMPACT에서 10주에 시푸류셀-T-치료된 IgG 반응자 및 IgG 비-반응자의 OS와 대조 환자의 OS의 비교
IMPACT에서 시푸류셀-T 아암으로부터의 환자 중에, 항-PA2024 및 항-PAP IgG 반응자는 대조 환자에 비해 개선된 OS를 나타낸 반면, 항-PA2024 및 항-PAP IgG 비-반응자는 그렇지 않았다 (표 12). 그러나, 항-PA2024 및 항-PAP IgG 반응자에서 관찰된 OS의 증가는 항-PSA 또는 항-LGALS3 IgG 반응자에서와 같이 현저하지 않았다. 상이한 방법을 이용한, IMPACT로부터의 이전의 분석 데이터는 PAP 또는 PA2024에 대한 집계된 체액 (IgG 및 IgM 합침) 및 세포 면역 반응이 개선된 OS와 관련되었음을 나타내었다 (Sheikh, et al., 2013).
IMPACT로부터 시푸류셀-T-치료된 환자에서, 2주에 PSA에 대한 IgG 반응은 개선된 OS와 현저하게 관련이 있었고 (반응자 n=35, 비-반응자 n=107; HR=0.42, 95% CI 0.22, 0.79; p<0.01; 도 5; 표 13), 2주에 LGALS3에 대한 IgG 반응은 개선된 OS와 관련이 있는 쪽으로의 경향을 나타내었다 (반응자 n=41, 비-반응자 n=101; HR=0.57, 95% CI 0.31, 1.02; p=0.06). 2주에 항-PSA 또는 항-LGALS3 IgG 반응자인 시푸류셀-T 아암의 환자 (상응하는 비-반응자 아님)는 대조 아암의 환자에 비해 현저하게 개선된 OS를 나타내었다 (p<0.01)(도 5; 표 14). 2주에 일차 항원 (PAP 또는 PA2024)에 대한 IgG 반응을 지닌 시푸류셀-T 아암의 환자가 역시 대조 아암의 환자에 비해 개선된 OS를 나타낸 반면 (p<0.05, 표 14), IgG 반응이 없는 환자의 OS는 대조 아암의 환자와 현저하게 다르지 않았다. 22주에 IgG 반응은 OS와 현저하게 관련이 없었다; 그러나 시푸류셀-T 아암에서, 항-PSA IgG 반응을 지닌 환자는 비-반응자에 비해 개선된 OS와 관련이 있는 쪽으로의 경향을 나타내었다 (반응자 n=18, 비-반응자 n=42; HR=0.35, 95% CI 0.12, 1.05; p=0.06, 표 13).
표 13. IgG 반응 (치료후 혈청 IgG 수준에서의 ≥2-배 증가)과 OS의 연관성.
표 14. IMPACT에서 2주 및 22주에 시푸류셀-T-치료된 IgG 반응자 및 IgG 비-반응자의 OS와 대조 환자의 OS의 비교
H. 결론
후보 항원 PSA, KRAS, ERAS, LGALS3, LGALS8, 및 KLK2에 대한 IgG의 평가는 시푸류셀-T 치료된 피검체에서 치료전 시점에 측정된 수준에 비해 치료후에 IgG 수준의 현저한 상승을 나타내었다. 평가를 위한 플라시보 치료된 피검체에서는 어떤 상승도 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 시푸류셀-T 치료후 이차 항원에 대한 항원 확산의 증거를 제공한다. IgG 반응이 관찰된 여러 항원은 전립선 종양 (KRAS, KLK2, LGALS8 및 LGALS3)에서 증가된 발현 또는 체세포 돌연변이를 나타내거나, 전립선 특이적 발현 (KLK2)을 지니거나, 전립선 종양 항원 (LGALS8)으로 공지되어 있다. 따라서, 상기 결과는 시푸류셀-T 요법후 전립선 종양에 대한 생체내 활성을 나타낸다. 더욱이, KRAS, ERAS, KLK2, LGALS3, LGALS8, 및 PSA는, 예를 들어, 전립선암에 대한 앞으로의 면역요법을 위한 유망한 표적을 나타낸다.
개개 항원들에 대해 IgG 반응을 갖는 피검체는 현저하게 중복되는데, 이는 여러 피검체가 다수의 항원에 대해 동시에 IgG 반응을 지녔음을 나타낸다. 여러 항원 (예컨대, PSA 및 LGALS3)에 대한 IgG 반응은 시푸류셀-T 치료된 피검체에서 OS와 관련이 있었다. 따라서, 상기 항원에 대한 IgG 반응은 시푸류셀-T에 대한 임상 반응자의 예측에 이용될 수 있다. 다수의 항원에 대한 IgG 반응이 OS와의 연관성을 증가시킬 수 있으므로, 다수의 항원에 대한 IgG는 시푸류셀-T 치료된 피검체에서 임상 결과를 평가하기 위한 효과적인 다변량 치료후 약동학적 바이오마커를 제공할 수 있다.
참고문헌
Claims (43)
- 하기의 단계를 포함하는, 과립구 대식세포 집락 자극인자 (GM-CSF) 서열에 융합된 전립선 산 포스파타제 (PAP) 서열을 포함하는 표적 암 항원을 이용한 암 항원 특이적 능동 면역요법 (CASAI) 치료에 대한 전립선 암 환자의 치료 반응을 결정하는 방법:
i. CASAI 치료전 환자의 혈액 샘플로부터 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 기준선 수준을 결정하는 단계, 여기서 상기 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 4개의 항원임;
ii. CASAI 치료후 환자의 혈액 샘플로부터 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준을 결정하는 단계; 및
iii. 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 기준선 및 치료후 수준 간의 차이를 결정하는 단계,
이때 각 기준선 수준에 비해 적어도 2개의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 나타냄. - 하기의 단계를 포함하는, 시푸류셀-T 치료를 받고 있는 전립선 암 환자에서 치료 반응을 결정하는 방법:
i. 시푸류셀-T 치료전 환자의 혈액 샘플로부터 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 기준선 수준을 결정하는 단계, 여기서 상기 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 4개의 항원이고, 시푸류셀-T 치료는 GM-CSF 서열에 융합된 PAP 서열을 포함하는 표적 암 항원을 이용하여 생체외 (ex vivo) 활성화된 T 세포를 환자에 투여하는 것을 포함함;
ii. 시푸류셀-T 치료후 환자의 혈액 샘플로부터 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준을 결정하는 단계; 및
iii. 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 기준선 및 치료후 수준 간의 차이를 결정하는 단계,
이때 각 기준선 수준에 비해 적어도 2개의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 나타냄. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 하기를 추가로 포함하는 방법:
iv. 표적 암 항원에 반응성인 항체의 기준선 수준 및 치료후 수준을 수득하는 단계; 및
v. 표적 암 항원에 반응성인 항체의 기준선 수준 및 치료후 수준 간의 차이를 측정하는 단계,
이때 각 기준선 수준에 비해 표적 암 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준 및 적어도 2개의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 나타냄. - 제 3항에 있어서, 각 기준선 수준에 비해 표적 암 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준 및 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준에서의 증가가 표적 암 항원 단독에 반응성인 항체의 수준에서의 증가에 비해 긍정적인 치료 반응을 더 잘 나타내는, 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
(a) 환자로부터의 기준선 항체 수준 또는 치료후 항체 수준이 반응성 IgG 수준이거나;
(b) 항체 수준이 고체 지지체 표면 및 형광 또는 효소 표지를 이용하여 측정되거나;
(c) 적어도 4개의 항원이 ERAS를 포함하거나;
(d) 적어도 4개의 항원이 KLK2를 포함하거나;
(e) 적어도 4개의 항원이 PSA를 포함하는, 방법. - 제 1항에 있어서,
(a) 적어도 4개의 항원이 PSA, 및 KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8 또는 LGALS3 중 하나 이상이거나;
(b) 적어도 4개의 항원이 ERAS 외에 KLK2, KRAS, LGALS8, LGALS3, 및 PSA로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 4개 마커를 포함하거나;
(c) 적어도 4개의 항원이 KRAS 외에 KLK2, ERAS, LGALS8, LGALS3, 및 PSA로 구성된 군으로부터 선택되는 임의의 4개 마커를 포함하는, 방법. - 제 1항에 있어서, CASAI 치료가 환자 혈액 세포를 생체외 조건하에 활성화시키는 단계를 포함하는, 방법.
- 제 1항에 있어서, CASAI가 면역조절제를 이용하는 방법.
- 제 8항에 있어서, CASAI가 GM-CSF; 톨-유사 수용체 (TLR)-2, 3, 4, 5, 7, 8 또는 9의 효능제; 체크포인트 억제제; 사이토카인; 및 인터루킨 (IL)-12, IL-12p70, IL-10, IL-35, 형질전환 성장 인자 (TGF)β, 또는 인돌아민-피롤-2,3-디옥시게나제 (IDO)의 억제제로 구성된 군으로부터 선택되는 면역조절제를 이용하는 방법.
- 제 9항에 있어서,
(a) 사이토카인이 IL-1, IL-2, IL-4, IL-7, IL-12, IL-15, 및 IL-21로 구성된 군으로부터 선택되고/되거나;
(b) IL-12, IL-12p70, IL-10, IL-35, TGFβ, 또는 IDO의 억제제가 IL-12, IL-12p70, IL-10, IL-35, TGFβ, 또는 IDO에 결합하는 항체인 방법. - 제 1항에 있어서, CASAI 치료가 환자의 혈액 단핵구 세포를 생체외에서 표적 암 항원과 접촉하는 단계를 포함하는, 방법.
- 하기를 포함하는, 과립구 대식세포 집락 자극인자 (GM-CSF) 서열에 융합된 전립선 산 포스파타제 (PAP) 서열을 포함하는 표적 암 항원을 이용한 암 항원 특이적 능동 면역요법 (CASAI) 치료에 대한 전립선 암 환자의 치료 반응을 결정하기 위한 시스템:
i. 프로세서;
ii. 인터커넥트를 통해 프로세서와 커플링된 메모리;
iii. 인터커넥트와 커플링되고, 하기에 적합화된 통신 인터페이스:
a. 치료전 상호관련된 값의 세트를 나타내는 제 1 세트의 전자 데이터 신호를 수신, 여기서 각 값은 CASAI 치료전 암 환자로부터 취한 혈액 샘플로부터 비-표적 소정의 바이오마커 항원의 하나에 반응성인 항체의 기준선 수준을 나타내고, 상기 비-표적 소정의 바이오마커 항원은 PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 4개의 항원임;
b. 치료전 값의 세트에 상응하는 치료후 상호관련된 값의 세트를 나타내는 제 2 세트의 전자 데이터 신호를 수신, 여기서 제 2 세트의 각 값은 CASAI 치료후 환자의 혈액 샘플로부터 비-표적 소정의 바이오마커 항원의 하나에 반응성인 항체의 치료후 수준을 나타냄;
iv. 프로세서에 커플링되고 치료전 값의 세트를 치료후 값의 세트와 비교하여, 치료후 값의 세트가 치료전 값의 세트로부터 변화되었는지를 결정하도록 구성된 비교 엔진; 및
v. 치료후 값의 세트가 치료전 값의 세트로부터 변화되었는지를 나타내는 출력 데이터 신호를 제공하도록 구성된 출력 모듈, 이때 각 기준선 수준에 비해 적어도 2개의 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 나타냄. - 제 12항에 있어서,
(a) 프로세서가 CASAI 치료전에 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 기준선 수준을 나타내는 치료전 값의 세트로부터 환자에 대한 기준선 항체 수준으로서 기능하는 값의 참조 세트를 결정하도록 추가로 구성되거나;
(b) 반응성 항체 수준이 반응성 IgG 수준인, 시스템. - 제 12항에 있어서,
iii. 통신 인터페이스가 치료전 및 치료후 상호관련된 값을 나타내는 전자 데이터 신호의 세트를 수신하도록 추가로 적합화되고, 치료전 값이 CASAI 치료 전에 표적 암 항원에 반응성인 항체의 기준선 수준을 나타내고, 치료후 값이 CASAI 치료후 표적 암 항원에 반응성인 항체의 수준을 나타내며;
iv. 비교 엔진이 표적 암 항원에 반응성인 항체의 수준의 치료전 및 치료후 값의 세트를 비교하여 표적 암 항원에 반응성인 항체의 수준의 치료후 값이 치료전 값으로부터 변화되었는지를 결정하도록 추가로 구성되고; 그리고
v. 출력 모듈이 표적 암 항원에 반응성인 항체의 수준의 치료후 값이 치료전 값으로부터 변화되었는지를 나타내는 출력 데이터 신호를 제공하도록 추가로 구성되며, 이때
기준선 수준에 비해 표적 암 항원에 반응성인 항체의 수준에서의 증가; 및
각 기준선 수준에 비해 비-표적 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 수준에서의 증가가
긍정적인 치료 반응을 나타내는, 시스템. - 하기의 단계를 포함하는, 과립구 대식세포 집락 자극인자 (GM-CSF) 서열에 융합된 전립선 산 포스파타제 (PAP) 서열을 포함하는 표적 암 항원을 이용한 면역조절 치료를 받고 있는 전립선 암 환자에서의 치료 반응을 결정하는 방법:
i. 면역조절 치료전 환자로부터 취한 혈액 샘플로부터 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 기준선 수준을 결정하는 단계, 여기서 상기 소정의 바이오마커 항원은 PSA, KLK2, KRAS, ERAS, LGALS8, 및 LGALS3으로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 4개의 항원임;
ii. 면역조절제 치료후 환자의 혈액 샘플로부터 소정의 바이오마커 항원에 반응성인 항체의 치료후 수준을 결정하는 단계; 및
iii. 소정의 바이오마커 항원에 대한 항체의 기준선 및 치료후 수준 간의 차이를 결정하는 단계,
이때 각 기준선 수준에 비해 적어도 2개의 소정의 바이오마커 항원에 대한 항체의 치료후 수준에서의 증가는 긍정적인 치료 반응을 나타냄. - 삭제
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