KR102401657B1

KR102401657B1 - 동반진단용 암 조직 내 보체 c7 바이오마커 조성물 및 이의 용도

Info

Publication number: KR102401657B1
Application number: KR1020220039544A
Authority: KR
Inventors: 김승구; 김기태
Original assignee: 주식회사 마노바이오
Priority date: 2021-11-12
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2022-05-26
Also published as: WO2023085690A1

Abstract

본 발명은 동반진단용 조직 내 보체 C7(Complement Component 7) 바이오마커 조성물 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조직 내 보체 C7를 포함하는 면역항암제에 대한 치료 반응 예측을 위한 동반진단용 바이오마커 조성물, 및 이를 이용한 동반진단용 키트 및 면역항암제의 치료 반응성 예측에 대한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 암 조직 내 보체 C7 단백질 발현 정도가 높으면 면역항암제에 대한 치료 반응성이 높은 것을 확인하였으므로, 본 발명의 조직 내 보체 C7 바이오마커는 면역항암제 치료에 대한 적합한 환자군을 판별하는 동반진단 분석 및 키트에 효과적으로 적용할 수 있다.

Description

동반진단용 암 조직 내 보체 C7 바이오마커 조성물 및 이의 용도{Complement Component 7 Biomarker in Cancer Tissue for Companion Diagnosis and Use Thereof}

본 발명은 동반진단용 암 조직 내 보체 C7(Complement Component 7) 바이오마커 조성물 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 암 조직 내 보체 C7를 포함하는 면역항암제에 대한 치료 반응 예측을 위한 동반진단용 바이오마커 조성물, 및 이를 이용한 동반진단용 키트 및 면역항암제의 치료 반응성 예측에 대한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.

동반진단(Companion Diagnosis)은 환자의 특정 약물 치료에 대한 반응성을 미리 예측하기 위한 진단 기법으로, 미국, 유럽 및 기타 국가에서는 비소세포폐암(non-small cell lung cancer, NSCLC) 환자의 PD-1(programmed cell death protein-1)/PD-L1(programmed cell death ligand-1)의 면역관문억제제(immune checkpoint inhibitor, ICI)에 대한 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단(Companion diagnostics, CDx)의 적용을 승인하였다.

클론 22C3은 진행성 NSCLC 환자가 펨브롤리주맙으로 치료해야 하는지 여부를 평가하기 위한 CDx로 미국 FDA에 의해 승인되었으며, 클론 28-8은 환자가 화학요법 후 니볼루맙으로 치료해야 하는지 여부를 평가하기 위한 CDx로 권장되었다. 유럽에서 클론 22C3 분석은 더발루맙, 펨브롤리주맙 및 니볼루맙 치료를 위한 유럽 체외진단 의료기기(CE-IVD) 및 CDx로 지정되었으며, CE-IVD로 지정된 클론 SP263은 펨브롤리주맙 단독요법에 대한 CDx이다 (Rangachari D, et. al., J Thorac Oncol., 12:878~83, 2017).

PD-1/PD-L1 발현 수준을 CDx 도구로 사용하는 것은 여러 국가에서 승인되었지만, CDx에는 몇 가지 단점이 있다. 첫째, PD-1/PD-L1 발현에 의존하는 CDx는 암 유형에 따라 PD-1/PD-L1의 발현정도가 다르기 때문에 잘 알려진 진단법과 비교하여 때때로 낮은 수준의 효능이 관찰되었다 (Ilie M, et. al., Ann Oncol., 27:147~153, 2016).

둘째, 종양 내의 돌연변이, 미세환경 차이로 인해 바이오마커의 기능이 손상될 수 있으며, 특히, 종양 돌연변이 부담(tumor mutation burden, TMB)이 환자 생존 및 면역관문 억제제 치료 반응과 광범위하게 연관되어 있으며, 풍부한 TMB는 비소세포폐암 환자에서 PD-1/PD-L1 매개 동반 진단의 정확도에 영향을 미친다 (Paz-Ares L, et. al., Ann Oncol.,30:851~934, 2019).

마지막으로, 현재 사용하고 있는 CDx 과정은 자동 염색 장치와 같은 고가의 장비가 필요하기 때문에, 고가의 장비를 사용하지 않는 동반진단 마커에 대한 연구가 필요하다.

본 발명에서는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 보다 확실하게 예측할 수 있는 신규한 바이오마커인 보체 C7(Complement Component 7)을 선별하였으며, 조직 내 보체 C7 단백질 발현 정도가 높으면 면역항암제에 대한 치료 반응성이 높은 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 조직 내 보체 C7를 포함하는 면역항암제에 대한 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 바이오마커 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 조직 내 보체 C7 단백질 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 조성물 및 이를 포함하는 동반진단용 키트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조직 내 보체 C7를 이용한 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성 예측에 대한 정보를 제공하는 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해,

본 발명은 암 조직 내 보체 C7(Complement Component C7) 바이오마커를 포함하며,

상기 암 조직 내 보체 C7 바이오마커는, 면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 면역항암제에 대한 치료 반응성을 나타내는 반응군에서 암 조직 내 보체 C7 단백질 발현 수준이 증가하는 것을 특징으로 하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 바이오마커 조성물을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 면역항암제는 PD-1(Programmed Cell Death Protein 1) 면역관문 억제제, PD-L1(Programmed Death-Ligand 1) 면역관문 억제제 또는 4-1BB(CD137) 표적 면역항암제일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 있어서, 상기 PD-1 면역관문 억제제 또는 PD-L1 면역관문 억제제는 니볼루맙(nivolumab), 펨브로리주맙(pembrolizumab) 또는 아테졸리주맙(atezolizumab)일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일시예에 있어서, 상기 조성물은 혈액 내 보체 C7 바이오마커를 추가로 포함할 수 있으며,

면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 면역항암제에 대한 치료 반응성을 나타내는 반응군에서 조직 내 보체 C7 단백질 발현 수준이 증가할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일시예에 있어서, 상기 암은 폐암, 간암, 위암, 위와 위식도접합부 선암, 피부 흑색종, 두경부암, 골암, 췌장암, 피부암, 자궁암, 난소암, 직장암, 대장암, 결장암, 유방암, 자궁 육종, 나팔관 암종, 자궁내막 암종, 자궁경부 암종, 질 암종, 외음부 암종, 식도암, 후두 암, 소장암, 갑상선암, 부갑상선암, 연조직의 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 유년기의 고상 종양, 분화 림프종, 방광암, 신장암, 신장 세포 암종, 신장 골반 암종, 제1 중추신경계 림프종, 척수축 종양, 뇌간 신경교종 및 뇌하수체 선종으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 폐암, 더 바람직하게는 비소세포폐암일 수 있다.

다른 목적을 달성하기 위해,

본 발명은 상기 동반진단용 바이오마커 조성물의 단백질 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 동반진단용 조성물을 포함하는 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단키트를 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 보체 C7 단백질 발현 수준을 측정하는 제제는 보체 C7 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(Nanoparticles) 또는 압타머(Aptamer)일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 있어서, 상기 보체 C7의 단백질 발현 수준은 단백질 질량 분석, 단백질 칩 분석, 면역측정법, 리간드 바인딩 어세이, MALDI-TOF(Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, SELDI-TOF(Sulface Enhanced Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, 방사선 면역분석, 방사 면역확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 조직면역 염색, 보체 고정 분석법, 2차원 전기영동분석, 액상 크로마토그래피-질량분석(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS), LC-MS/MS(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry/ Mass Spectrometry), 웨스턴 블랏 및 ELISA(Enzyme Linked Immunosorbentassay)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방법으로 측정될 수 있다.

또 다른 목적을 달성하기 위해,

본 발명은 환자의 암 조직으로부터 상기 동반진단용 바이오마커 조성물의 단백질 발현 수준을 분석하는 단계를 포함하며,

면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 조직 내 보체 C7 단백질 발현 수준이 높으면, 면역항암제에 대한 치료 반응성이 높을 것으로 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 암 환자의 면역항암제에 대한 치료 반응성 예측에 대한 정보를 제공하는 방법을 제공한다.

본 발명에서는 암 조직 내 보체 C7 단백질 발현 정도가 높으면 면역항암제에 대한 치료 반응성이 높은 것을 확인하였으므로, 본 발명의 조직 내 보체 C7 바이오마커는 면역항암제 치료에 대한 적합한 환자군을 판별하는 동반진단 분석 및 키트에 효과적으로 적용할 수 있다.

도 1은 PD-1 차단에 따른 종양 조직 내 C7 단백질 축적 향상을 확인한 데이터이다.
도 1a는 MC38 대장암 세포 투여 및 항체치료를 위한 실험 계획을 나타낸 모식도이다. C57bl/6 마우스에 MC38 대장암 세포를 피하에 주사하고, 10일 후 암조직의 직경이 3-6 mm 가 되었을 때 마우스에 랫트 IgG 또는 항-PD-1 항체를 매일 하루 간격으로 5일 동안 주사하였다. 실험당 5 마리 마우스를 사용하였다.
도 1b는 랫트 IgG 또는 항-PD-1 항체 투여된 마우스의 MC38 종양 성장 속도를 나타낸 데이터이다.
도 1c는 18일째에 랫트 IgG 또는 항-PD-1 항체 투여된 마우스의 종양 조직 내 C7 단백질 수준을 면역조직화학(Immunohistochemistry, IHC)으로 분석한 결과의 실시 예이다.
도 2는 4-1BB 차단에 따른 종양 조직 내 C7 단백질 축적 향상을 확인한 데이터이다.
도 2a는 MC38 대장암 세포 투여 및 항체치료를 위한 실험 계획을 나타낸 모식도이다. C57bl/6 마우스에 MC38 대장암 세포를 피하에 주사하고, 10일 후 암조직의 직경이 3-6 mm 가 되었을 때 마우스에 랫트 IgG 또는 항-4-1BB 항체를 매일 하루 간격으로 5일 동안 주사하였다. 실험당 5 마리 마우스를 사용하였다.
도 2b는 랫트 IgG 또는 항-4-1BB 항체 투여된 마우스의 MC38 종양 성장 속도를 나타낸 데이터이다.
도 2c는 18일째에 랫트 IgG 또는 항-4-1BB 항체 투여된 마우스의 종양 조직 내 C7 단백질 수준을 면역조직화학(Immunohistochemistry, IHC)으로 분석한 결과의 실시 예이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

동반진단용 암 조직 내 보체 C7 바이오마커

상기 암 조직 내 보체 C7 바이오마커는, 면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 면역항암제에 대한 치료 반응성을 나타내는 반응군에서 단백질 발현 수준이 증가하는 것을 특징으로 하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 바이오마커 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서, "동반진단(Companion Diagnosis)"이란 환자의 특정 약물 치료에 대한 반응성을 미리 예측하기 위한 진단 기법을 의미한다.

본 발명에서, "동반진단용 바이오마커"란 환자의 특정 약물 치료에 대한 반응성을 미리 예측하기 위한 지표로서 단백질, DNA, RNA, 대사 물질 등을 포함할 수 있다. 즉 특정 질병이나 암의 경우 정상이나 병적인 상태를 구분할 수 있거나 치료 반응을 예측할 수 있고 객관적으로 측정할 수 있는 표지자를 의미한다.

본 발명에서, "면역항암제"는 바람직하게 면역관문을 조절할 수 있는 약제(예를들면, 항체)로, T 세포 활성 또는 억제에 관여하는 면역체크포인트 단백질(Immune Checkpoint Protein)을 조절하여 T 세포을 활성화시켜 암세포를 공격하는 약제로서, 면역관문 단백질을 억제하는 면역관문 억제제(immune checkpoint inhibitor) 및 T 세포에 직접적으로 작용해 T 세포를 강화하는 면역관문 활성제(immune checkpoint activator)로 나눌 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 면역항암제는 PD-1(Programmed Cell Death Protein 1) 표적 면역관문억제제는 니볼루맙(nivolumab) 또는 펨브로리주맙(pembrolizumab), PD-L1(Programmed Death-Ligand 1) 표적 면역관문억제제는 아테졸리주맙(atezolizumab)일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 4-1BB(CD137) 표적 면역항암제는 유토밀루맙(utomilumab), 우렐루맙(urelumab) 또는 EU101 일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 암은 폐암, 간암, 위암, 위와 위식도접합부 선암, 피부 흑색종, 두경부암, 골암, 췌장암, 피부암, 자궁암, 난소암, 직장암, 대장암, 결장암, 유방암, 자궁 육종, 나팔관 암종, 자궁내막 암종, 자궁경부 암종, 질 암종, 외음부 암종, 식도암, 후두 암, 소장암, 갑상선암, 부갑상선암, 연조직의 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 유년기의 고상 종양, 분화 림프종, 방광암, 신장암, 신장 세포 암종, 신장 골반 암종, 제1 중추신경계 림프종, 척수축 종양, 뇌간 신경교종 및 뇌하수체 선종으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다. 바람직하게 상기 암은 폐암일 수 있으며, 더 바람직하게 비소세포폐암일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 바이오마커 조성물은 혈액 내 보체 C7 바이오마커를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 혈액 내 보체 C7 바이오마커는, 면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 면역항암제에 대한 치료 반응성을 나타내는 반응군에서 단백질 발현 수준이 감소하는 것을 특징으로 한다.

즉, 면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해, 암 조직 내 보체 C7 단백질 발현 수준이 증가하고, 혈액 내 보체 C7 단백질 발현 수준이 감소하며, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성이 높을 것으로 예측할 수 있다.

본 발명의 구체적인 일구현예에서는, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 마우스 IgG 또는 항-PD-1 mAb를 MC38 종양 보유 B6 마우스에 주입하고, 혈액 및 종양 조직에서 종양 성장 속도와 보체 C7 단백질 발현 수준을 모니터링하였다. 그 결과, PD-1 차단은 MC38 종양 세포 성장을 유의하게 억제하였다(도 1b).

예상대로, 18일째에 얻은 종양 조직의 파라핀 절편을 항-C7 mAb로 염색했을 때, 보체 C7 침착 정도는 랫트 IgG 처리된 생쥐의 종양 세포와 비교하여 항 PD-1 처리된 생쥐의 종양 세포에서 향상되었다 (도 1c).

본 발명의 구체적인 다른 일구현예에서, 보체 C7 수준 확인을 통해 다른 면역항암제에 대한 치료 반응성도 예측할 수 있는지 확인하기 위해, 4-1BB 특이적 면역항암제인 항-4-1BB 항체를 MC38 종양 동물모델에 투여하였을 때, 조직 내 보체 C7 농도를 확인하였다. 그 결과, 면역항암제에 대한 반응성이 높을수록(종양 조직 크기가 억제될 수록) 조직 내 C7 단백질 축적량이 증가하는 것을 확인하였다 (도 2c). 즉, 면역항암제에 대한 치료 반응성은 종양 또는 암 조직 내 C7 단백질 염색정도(발현 수준)로 예측할 수 있는 것을 확인하였다.

면역항암제에 대한 동반진단용 조성물

본 발명은 다른 일관점에서, 암 조직 내 보체 C7 바이오마커의 단백질 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하며,

상기 암 조직 내 보체 C7 바이오마커는, 면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 면역항암제에 대한 치료 반응성을 나타내는 반응군에서 단백질 발현 수준이 증가하는 것을 특징으로 하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 조성물은 혈액 내 C7 바이오마커 단백질 발현 수준을 측정하는 제제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 혈액 내 C7 바이오마커는, 면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 면역항암제에 대한 치료 반응성을 나타내는 반응군에서 단백질 발현 수준이 감소하는 것을 특징으로 한다.

즉, 면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해, 암 조직 내 보체 C7 단백질 발현 수준이 증가하고, 혈액 내 보체 C7 단백질 발현 수준이 감소하면, 면역항암제에 대한 치료 반응성이 높을 것으로 예측할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 보체 C7 단백질 발현 수준을 측정하는 제제는 보체 C7 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(Nanoparticles) 또는 압타머(Aptamer)일 수 있으며, 해당 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적인 친화력(Affinity)을 가지는 모든 검출 수단을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(Nanoparticles) 또는 압타머(Aptamer)를 이용하지 않고 단백질 수준 자체를 측정할 수 있다.

상기 보체 C7의 단백질 수준은 정량 분석을 통해 측정할 수 있다. 나아가, 상기 보체 C7의 단백질 수준은 단백체 분석법을 통하여 정성 분석, 정량 분석 또는 정성 분석과 정량 분석을 함께 수행할 수도 있다.

본 발명에 따른 동반진단용 바이오마커 조성물에 관한 사항은 상술한 <동반진단용 암 조직 내 보체 C7 바이오마커>을 준용한다.

면역항암제에 대한 동반진단용 키트

본 발명 또 다른 일관점에서, 본 발명에 따른 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 조성물을 포함하는 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단키트를 제공한다.

본 발명에 따른 동반진단용 키트는 ELISA(Enzyme Linked Immunosorbentassay) 키트, 단백질 칩 키트, 래피드(Rapid) 키트 및 MRM(Multiple Reaction Monitoring) 키트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 키트인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 때 ELISA 키트, 단백질 칩 키트, 래피드(Rapid) 키트 및 MRM(Multiple Reaction Monitoring) 키트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 키트는 공지의 방법에 의해 수행되는 키트일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 동반진단용 키트는 분석 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성 성분 조성물, 용액 또는 장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 동반진단용 키트는 ELISA를 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 키트일 수 있다. 상기 ELISA 키트는 상기 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(Nanoparticles) 또는 압타머(Aptamer)를 포함할 수 있다. 상기 항체는 각 보체의 단백질에 대한 특이성 및 친화성이 높고 다른 단백질에 대한 교차 반응성이 거의 없는 항체로, 단클론 항체, 다클론 항체 또는 재조합 항체일 수 있다. 또한 ELISA 키트는 상기 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(Nanoparticles), 압타머(Aptamer) 또는 대조군 단백질에 특이적인 항체를 포함할 수 있다. 그 외 상기 ELISA 키트는 결합된 항체를 검출할 수 있는 시약, 예를 들면, 표지된 2차 항체, 발색단(Chromophores), 효소(예: 항체와 컨쥬게이트(Conjugate)되는 효소) 및 그의 기질 또는 상기 항체와 결합할 수 있는 다른 물질 등을 포함할 수 있다.

면역항암제에 대한 치료 반응성 예측에 대한 정보 제공 방법

본 발명은 또 다른 일관점에서, 암 조직으로부터 보체 C7 바이오마커의 단백질 발현 수준을 분석하는 단계를 포함하며,

면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 보체 C7 바이오마커의 단백질 발현 수준이 증가하면, 면역항암제에 대한 치료 반응성이 높을 것으로 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 암 환자의 면역항암제에 대한 치료 반응성 예측에 대한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 방법은 환자의 혈액 내 보체 C7 바이오마커의 단백질 발현 수준을 분석하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며,

면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 면역항암제에 대한 치료 반응성을 나타내는 반응군에서 조직 내 보체 C7 단백질 발현 수준이 높고, 혈액 내 보체 C7 단백질 발현 수준이 낮으면, 면역항암제에 대한 치료 반응성이 높을 것으로 정보를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 암 환자의 면역항암제에 대한 치료 반응성 예측에 대한 정보를 제공하는 방법에 관한 사항은 상술한 <동반진단용 암 조직 내 보체 C7 바이오마커>을 준용한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

동물모델에서 PD-1 차단에 따른 종양조직 내 보체 C7 수준 확인

본 발명에서는 종양 조직 내 암세포 사멸을 위한 보체 성분(C7 포함)이 집중된 결과일 수 있다고 가정하였다.

따라서, 본 발명에서는 도 1a의 모식도에 나타낸 바와 같이, 마우스 IgG 또는 항-PD-1 mAb를 MC38 종양 보유 B6 마우스에 주입하고, 종양 조직에서 종양 성장 속도와 보체 C7 단백질 발현 수준을 모니터링하였다.

1-1 : MC38 종양 모델 및 항체 치료

구체적으로, 6 ~ 8주령 C57BL/6 마우스는 오리엔트 바이오(Orient Bio, 한국)에서 구입하였다. 모든 마우스는 특이적 병원균이 없는 조건에서 사육되었다. 암컷 C57BL/6 마우스의 등에 5x10⁵ 개의 MC38 종양 세포를 피하 주사하고(s.c.), 10일째부터 5일마다 100 ㎍의 랫트 IgG 또는 항-PD-1 mAb를 투여하였다. 마우스는 종양 성장 속도를 평가하기 위해 지속적으로 모니터링하였다. (도 1a, 도 1b).

1-2 : 조직 면역 염색

C57BL/6 마우스에 MC38 종양세포를 주입하고, 종양세포 주입 후 10일째부터 5일 간격으로 랫트 IgG 또는 항-PD-1 mAb를 투여하였다.

항체 2차 주사 후 3일째에 마우스로부터 종양 조직을 채취하여 10% 포르말린 용액으로 고정하였다. 고정된 종양 조직을 파라핀 왁스에 포매하고 5mm 두께로 절단하였다. 조직절편을 항-C7 mAb(Abcam)로 염색하고, HRP-결합된 2차 Ab로 염색한 다음, DAB 발색원으로 착색하고, 헤마톡실린으로 대조 염색하였다.

그 결과, 18일째에 얻은 종양 조직의 파라핀 절편을 항-C7 mAb로 염색했을 때, 보체 C7 침착 정도는 랫트 IgG 처리된 생쥐의 종양 세포와 비교하여 항 PD-1 처리된 생쥐의 종양 세포에서 증가되었다. (도 1c). 이러한 결과는 종양 성장으로 인해 혈액 내 보체 C7 수준이 증가되었다가, PD-1 차단시(PD-1 면역관문억제제 투여) 혈액 내 보체 C7 소비를 통해 종양 조직에서 보체 C7 침착이 강화되었음을 의미한다.

동물모델에서 4-1BB 차단에 따른 종양조직 내 보체 C7 수준 확인

본 발명에서는 보체 C7 수준 확인을 통해 다른 면역항암제에 대한 치료 반응성도 예측할 수 있는지 확인하기 위해, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 수행하였다.

먼저, C57BL/6 마우스에 5x10⁵ 개의 MC38 종양 세포를 피하 주사하고, 10일 경과 후, 종양 조직의 직경이 3-6 mm 가 되었을 때 마우스의 복강에 200㎍의 랫트 IgG 또는 항-4-1BB 항체(BioXcell, 3H3)을 매일 하루 간격으로 5일간 투여하고 (도 2a), 혈액 및 종양 조직에서 종양 성장 속도 (도 2b) 와 조직 내 보체 C7 수준을 측정하였다. (도 2c).

MC38 종양 세포 피하 주사 이후 18일 경과 후 종양 조직을 적출하고 4% 포르말린으로 고정 후, 파라핀 블록을 제조하였다. 파라핀 블록을 5 마이크로미터 두께의 섹션으로 자른 후 보체 C7 항체로 염색하였다. (도 2c).

그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, 면역항암제에 대한 반응성이 높을수록(종양 조직 크기가 억제될 수록) 조직 내 보체 C7 단백질 축적량이 증가하는 것을 확인하였다. (도 2c). 즉, 면역항암제에 대한 치료 반응성은 종양 또는 암 조직 내 보체 C7 단백질 염색정도(발현 수준)으로 예측할 수 있는 것을 확인하였다.

Claims

암 조직 내 보체 C7(Complement Component C7) 바이오마커를 포함하며,
상기 암 조직 내 보체 C7 바이오마커는, 면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 면역항암제에 대한 치료 반응성을 나타내는 반응군에서 단백질 발현 수준이 증가하는 것을 특징으로 하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 바이오마커 조성물.
제1항에 있어서,
상기 면역항암제는 PD-1(Programmed Cell Death Protein 1) 면역관문 억제제, PD-L1(Programmed Death-Ligand 1) 면역관문 억제제 또는 4-1BB(CD137) 표적 면역항암제인 것을 특징으로 하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 바이오마커 조성물.
제2항에 있어서,
상기 PD-1 면역관문 억제제는 니볼루맙(nivolumab) 또는 펨브로리주맙(pembrolizumab)이며,
상기 PD-L1 면역관문 억제제는 아테졸리주맙(atezolizumab)이고,
상기 4-1BB(CD137) 표적 면역항암제는 유토밀루맙(utomilumab), 우렐루맙(urelumab) 또는 EU101인 것을 특징으로 하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 바이오마커 조성물.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 혈액 내 보체 C7 바이오마커를 추가로 포함할 수 있으며,
상기 혈액 내 보체 C7 바이오마커는, 면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 면역항암제에 대한 치료 반응성을 나타내는 반응군에서 단백질 발현 수준이 감소하는 것을 특징으로 하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 바이오마커 조성물.
제1항에 있어서,
상기 암은 폐암, 간암, 위암, 위와 위식도접합부 선암, 피부 흑색종, 두경부암, 골암, 췌장암, 피부암, 자궁암, 난소암, 직장암, 대장암, 결장암, 유방암, 자궁 육종, 나팔관 암종, 자궁내막 암종, 자궁경부 암종, 질 암종, 외음부 암종, 식도암, 후두 암, 소장암, 갑상선암, 부갑상선암, 연조직의 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 유년기의 고상 종양, 분화 림프종, 방광암, 신장암, 신장 세포 암종, 신장 골반 암종, 제1 중추신경계 림프종, 척수축 종양, 뇌간 신경교종 및 뇌하수체 선종으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 바이오마커 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 동반진단용 바이오마커 조성물의 단백질 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 조성물.
제6항에 있어서,
상기 보체 C7 단백질 발현 수준을 측정하는 제제는 보체 C7 단백질 또는 펩타이드 단편에 특이적으로 결합하는 항체, 상호작용 단백질, 리간드, 나노입자(Nanoparticles) 또는 압타머(Aptamer)인 것을 특징으로 하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 조성물.
제6항에 있어서,
상기 보체 C7의 단백질 발현 수준은 단백질 질량 분석, 단백질 칩 분석, 면역측정법, 리간드 바인딩 어세이, MALDI-TOF(Matrix Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, SELDI-TOF(Sulface Enhanced Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)분석, 방사선 면역분석, 방사 면역확산법, 오우크테로니 면역 확산법, 로케트 면역전기영동, 조직면역 염색, 보체 고정 분석법, 2차원 전기영동분석, 액상 크로마토그래피-질량분석(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, LC-MS), LC-MS/MS(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry/ Mass Spectrometry), 웨스턴 블랏 및 ELISA(Enzyme Linked Immunosorbentassay)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방법으로 측정하는 것을 특징으로 하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단용 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 동반진단용 바이오마커 조성물의 단백질 발현 수준을 측정하는 제제를 포함하는, 암에 대한 면역항암제의 치료 반응성을 예측하기 위한 동반진단키트.
환자의 암 조직으로부터 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 동반진단용 바이오마커 조성물의 단백질 발현 수준을 분석하는 단계를 포함하며,
면역항암제에 대한 치료 반응성 없는 비반응군에 비해 조직 내 보체 C7 단백질 발현 수준이 높으면, 면역항암제에 대한 치료 반응성이 높을 것으로 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 암 환자의 면역항암제에 대한 치료 반응성 예측에 대한 정보를 제공하는 방법.