KR102428863B1

KR102428863B1 - 자가면역 뇌염 발생 가능성 예측을 위한 정보 제공 방법

Info

Publication number: KR102428863B1
Application number: KR1020200100331A
Authority: KR
Inventors: 이순태; 장혜연
Original assignee: 서울대학교병원
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2022-08-03
Also published as: KR20220019973A; WO2022035091A1

Abstract

본 발명은 개체로부터 분리된 혈액샘플로부터 HLA 유전자형을 확인하는 단계; 및 유전자형이 HLA-B*27:05 또는 HLA-C*01:02이면 그 외 HLA 유전자형에 비해 뇌염 발생 가능성이 더 높다고 판단하는 단계;를 포함하는 아테졸리주맙 부작용인 자가면역 뇌염 발생 가능성 예측을 위한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.

Description

자가면역 뇌염 발생 가능성 예측을 위한 정보 제공 방법 {INFORMATION PROVIDING METHOD FOR PREDICTING OCCUR OF AUTOIMMUNE ENCEPHALITIS}

본 발명은 아테졸리주맙 부작용인 자가면역 뇌염 발생 가능성 예측에 필요한 정보 제공 방법에 관한 것이다.

면역 체크포인트(immune checkpoint)라고도 공지되어 있는 공동-억제 경로를 상향조절함으로써, 많은 종양이 면역 시스템 반응을 피할 수 있다. PDL-PD1 경로는 하나의 이러한 면역 체크포인트이다. 세포독성 T 세포(CD8-양성)가 종양 세포에 접근하면, 이들은 종양 세포의 표면에서 PD-L1 단백질 발현을 상향조절하는 인터페론-감마(IFNγ)를 분비한다. PD-L1은 T세포의 표면상에 나타나는 PD-1,B 7.1 쌍방과 상호작용함에 따라 T세포의 작용을 저해함에 따라 T세포가 활성화 되고 암세포를 효율적으로 방출해 공격하는 능력을 회복시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 종양 세포 막 상의 PD-L1 단백질과 T-세포 막 상의 PD1 단백질 사이의 상호작용은 T-세포 사멸 작용을 비활성화시켜 종양이 T-세포에 의해 제거되는 것을 방지한다. PDL-PD1 경로를 억제하는 것은, 예를 들어, 비-소세포 폐암, 흑색종 및 신장 세포 암종에서 종양 세포 성장을 억제하는데 효과적인 것으로 나타났다. 미국 FDA-승인된 PD1 및 PD-L1 억제제는 펨브롤리주맙 (KEYTRUDA®), 니볼루맙 (OPDIVO®), 두르발루맙 (MEDI4736), 아테졸리주맙 (TECENTRIQ®) 및 이필루무맙 (YERVOY®)등이 있으며, 이러한 면역 체크포인트 억제제를 사용한 후에 자가면역 뇌병증이 발생한 케이스들이 보고된 바 있다. (Kim et al. J Clin Neurol 2019;15(2):259-261 참조)

부작용의 하나로 알려진 뇌염은 뇌염은 정확한 진단과 적절한 치료가 신속하게 이뤄지지 않는 경우, 심각한 후유 장애를 남기게 되는 신경계 질환이다. 뇌염은 크게 감염성 뇌염과 자가면역성 뇌염으로 나눌 수 있다. 전체 뇌염 환자의 약 20~30%가 자가면역성 뇌염에 해당되며, 자가면역성 뇌염의 경우, 통상적으로 자가항체 검출을 통해 진단하게 되나, 원인 항체의 종류가 다양하고, 계속해서 새로운 항체가 발굴되고 있어, 기존의 항체 검사 키트만으로는 정확한 진단이 어려운 측면이 존재한다. 이처럼, 기존의 진단 방법으로는 감염성 뇌염 및 자가면역성 뇌염의 감별 및 정확한 진단을 하는데 어려움이 존재하여 보다 빠르고 정확한 뇌염 질환 관련 정보 제공 방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.

한국 공개특허 제2019-0094710호

본 발명은 아테졸리주맙 부작용인 뇌염 발생 가능성 예측에 필요한 정보 제공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

1. 개체로부터 분리된 시료에서 HLA 유전자형을 확인하는 단계를 포함하는 아테졸리주맙 부작용인 자가면역 뇌염 발생 가능성 예측을 위한 정보 제공 방법.

2. 위 1에 있어서, 상기 시료는 조직, 세포, 전혈, 혈장, 혈청 또는 혈액인, 아테졸리주맙 부작용인 자가면역 뇌염 발생 가능성 예측을 위한 정보 제공 방법.

3. 위 1에 있어서, 상기 유전자형이 HLA-B*27:05 또는 HLA-C*01:02이면 그 외 HLA 유전자형에 비해 뇌염 발생 가능성이 더 높다고 판단하는 단계를 포함하는, 아테졸리주맙 부작용인 자가면역 뇌염 발생 가능성 예측을 위한 정보 제공 방법.

본 발명은 면역 체크포인트 억제제 (PD-L1 억제제, 아테졸리주맙) 사용 이후의 자가 면역 뇌염 부작용 발생 가능성을 사전 진단하여, 부작용에 따른 면역 체크포인트 억제제의 사용 여부를 미리 판단할 수 있다.

도 1은 환자의 임상 과정 및 치료 결과에 대한 것이다. GCS = 글라스고 혼수 스케일 (Glasgow Coma Scale), IVIG = 면역글로블린정맥주사 (intravenous immunoglobulin), F = 여성 (female), M = 남성 (male).
도 2는 MRI의 병변에 관한 것으로, 상단에는 확산 가중치 이미지가, 중간에는 유체 감쇠 반전 복구 시퀀스, 하단에는 가돌리늄 강화 T1 가중 영상이다. 환자3의 척추 MRI는 T6~T9 수준에서 척수의 T2 고신호가 확인된다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 아테졸리주맙 부작용인 자가면역 뇌염 발생 가능성 예측에 필요한 정보 제공 방법을 제공한다.

본 발명의 방법은 개체에 아테졸리주맙 투여 후 부작용인 자가면역 뇌염이 발생할지 예측하는데 필요한 정보를 제공할 수 있다.

아테졸리주맙은 면역 체크포인트 억제제로서 면역 항암 치료에 사용될 수 있으나, 부작용으로 그 투여군 중 일부에서 자가면역 뇌염이 유발될 수 있다.

아테졸리주맙 투여 후 부작용인 자가면역 뇌염은 예를 들어 아테졸리주맙 투여 후 5 내지 15일 후에 열, 피로, 두통 등의 초기 증상을 나타내고, 15 내지 16일 후에 의식 감소를 나타내며, 발작, 전신 irAE(면역 관련 이상반응) 등을 나타내는 것일 수 있다.

뇌염은 정확한 진단과 적절한 치료가 신속하게 이뤄지지 않는 경우, 심각한 후유 장애를 남기게 되는 신경계 질환으로서, 본 발명의 방법은 아테졸리주맙이 투여 이전에, 그 투여에 따른 부작용인 자가면역 뇌염이 발생할지를 미리 예측할 수 있어, 아테졸리주맙을 투여할 지 여부를 결정하는데 필요한 정보를 제공하며, 아테졸리주맙 투여에 따른 자가면역 뇌염의 발생을 현저히 줄일 수 있다. 개체는 자가면역 뇌염 발생 가능성을 예측하고자 하는 개체로서, 인간을 포함하는 포유류 일 수 잇고, 구체적으로는 인간일 수 있으며, 보다 구체적으로는 한국인일 수 있다.

분리된 시료는 혈액, 혈청, 혈장, 타액, 소변 또는 임의의 다른 체액을 의미하나, 이로 제한하는 것은 아니다. 구체적으로는 혈액, 보다 구체적으로는 혈액으로부터 분리된 핵산 시료 추출물일 수 있다.

본 발명의 방법은 HLA 유전자형을 확인함으로써 아테졸리주맙의 부작용인 자가면역 뇌염 발생 예측에 필요한 정보를 제공할 수 있다.

HLA는 HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DRB1, HLA-DQB1의 유전자형을 나타내는 것이고, 각 유전자형 내에서 서브타입이 더 나누어진다. 본 발명의 방법은 HLA의 특정 유전자형 보유 여부를 확인하여 아테졸리주맙의 부작용인 자가면역 뇌염 발생 예측에 필요한 정보를 제공할 수 있다.

구체적으로, 개체의 HLA 유전자형이 HLA-B*27:05 또는 HLA-C*01:02일 경우에는, 그 외 HLA 유전자형을 갖는 개체에 비해 자가면역 뇌염 발생 가능성이 더 높다고 판단할 수 있다. 이에, 본 발명의 방법은 HLA 유전자형이 HLA-B*27:05 또는 HLA-C*01:02일 경우에는, 그 외 HLA 유전자형에 비해 자가면역 뇌염 발생 가능성이 더 높다고 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

HLA 유전자형의 확인 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 PCR-SSOP(Sequence-Specific Oligonucleotide Hybridization), reverse SSOP, SBT(Sequence-based Typing), SSP(sequence-specific priming) 등의 방법에 의할 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다.

실시예 1. 환자 특성 분석

(1) 실험방법- 환자군 선정

서울대학교 병원에서 뇌염 환자의 예상 코호트를 생성하고 2016년 8월부터 2019년 9월까지 PD-L1 억제제(atezolizumab)를 사용한 후 자가면역 뇌염 환자를 분석하였다. 자가면역성 뇌염 (S-T.L. 및 H.C.)의 두 전문 신경학자는 CNS-irAE의 아급성발달 및 자가면역 뇌염의 진단 기준에 기초하여 아테졸리주맙과 뇌염의 연관성을 확인하였다. 모든 환자들은 뇌 MRI 검사, 혈액 요소 질소, 크레아티닌, 전해질, 코발라민, 메틸말론산, 호모시스테인, 엽산, 젖산, 암모니아, 크레아티닌 인포키나제, 포르피리아 검사, 소변 분석, 간 기능 검사, 뇌척수액(CSF) 검사 등을 받았다. 이외에도 CSF 박테리아 및 곰팡이 배양균과 바이러스용 CSF 중합효소 연쇄반응(단순 바이러스 1, 2, 바리셀라-조스터 바이러스, 엡스타인-바르 바이러스, 시토메갈로바이러스, 인간 헤르페스바이러스 6, 8, 엔테로바이러스, 호흡기 바이러스, JC 바이러스)이 수행되었다. irAE를 통제하기 위한 면역요법을 적절한 지침에 따라 시행하고 환자의 AE 프레젠테이션에 따라 조정하였다. 결과는 증상 발생 후 1개월과 3개월 후에 수정된 Rankin 척도(mRS)로 측정되었다. 본 연구는 서울대병원 기관심사위원회의 승인을 얻어 헬싱키 선언의 원칙을 준수했다.

(2) 결과- 환자 특성 분석

연구 기간 동안 총 290 명의 환자가 아테졸리주맙을 투여 받았으며, 그 중 7 명은 아테졸리주맙 투여로 아 급성 뇌염이 발생했다. DNA 샘플을 이용할 수 없었기 때문에, (한 환자는 DNA 추출에 대한 기술적 실패로 인해, 다른 환자는 연구에 대한 동의를 제공하지 않음), 두 명의 환자는 본 HLA 연구에 등록할 수 없었다. 따라서, 총 5명의 환자가 이 분석에 등록되었고, 이들의 임상적 특징이 표 1 및 도 1에 요약되었다. 열, 피로 및 두통과 같은 초기 증상은 아테졸리주맙 투여 후 5~15일에 발생하고, 15~16 일에는 의식 감소로 진행된다. 두 환자는 발작이 있었다. 모든 환자는 또한 전신 irAE(면역 관련 이상반응)을 보였다. MRI 검사에서 신피질(환자 2, 3, 5)에서 뇌막염과 T2 고신호를 나타내는 확산성 leptomeningeal 향상을 보였다(도 2). CSF는 다형성과 단백질 발현 증가를 보여주었다. 면역 요법 치료 후에, 주로 스테로이드 (5일 동안 매일 메틸프레드니솔론 1g) 및 정맥 내 면역 글로불린 (IVIG, 5일에 걸쳐 2g / kg), 또는 일부 심각한 환자 (환자 2 및 3)에서 리툭시맙 및 토실리주맙으로 치료한 후, 의식은 2~6 일내 회복되었다. 그러나, mRS 점수에 의해 측정된 장애는 변하지 않았다.

실시예 2. HLA 유전자형 확인

(1) 실험방법- HLA 유전자형 확인 방법

우리는 환자의 혈액에서 유전체 DNA를 추출하고 HLA 유전자형 분석을 수행했다. 각 대상체의 HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DRB1, HLA-DQB1 유전자의 유전자형 DNA 염기서열 분석은 확립된 프로토콜에 따른 직접 DNA 염기서열 분석을 통해 분석되었다. (한국, Biowithus, 서울, Biowithus). 대상체를 4 자리 대립 유전자 수준에서 분석하였다. 한국인의 보고된 HLA 빈도가 대조군으로 사용되었다.

(2) 분석 방법- 통계 분석

통계 분석을 위해, 485명의 한국 일반 인구의 HLA 유전자형 대조군을 이용했다. 각 HLA 유형에 대해 95% 신뢰 구간의 교차비를 계산하였다. Fisher 추출 테스트를 사용하여 특정 HLA 유형 및 CNS-irAE와 환자를 연관시켰다. P-값에 각 HLA 유전자좌에서 검출된 대립 유전자의 수를 곱하여 다중 시험에 대한 교정을 수행하였다: HLA-B 대립유전자의 경우 44개, HLA-C 대립유전자의 경우 22개 등 각 HLA 로커스에서 검출된 대립유전자의 수를 곱하여 수행되었다(본페로니 방법). 통계 분석은 SPSS 버전 18(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 수행되었으며, 양면 P-값 0.05이하가 유의미한 것으로 간주되었다.

(3) 실험결과- CNS-irAEs를 가진 환자의 HLA 유전자형 확인

5 명 환자의 전체 HLA 유전자형을 분석하고 일반 한국인의 HLA 유전자형과 비교한 결과, CNS-irAE 환자에서 2 개의 HLA가 증가한 것을 확인하였다. 첫 번째 유전자형은 HLA-B*27:05으로, 이는 가장 심한 임상 표현형을 가진 3 명의 환자 (60 %, 환자 2, 3 및 4)에서 확인되었다. 한국인 인구에서 HLA-B27은 개인의 3.1%에 불과하고, HLA-B*27:05는 개인의 2.5 %에만 존재한다. Bonferroni 보정 후, HLA-B*27:05는 CNS-irAE와 유의한 관련이 있었다 (수정된 P<0.001, 교차비 59, 95 % CI = 9.0~386.9) (표 2). HLA-C1*01:02는 5 명 중 4 명 (80 %, 환자 2, 3, 4 및 5)에서도 발견되었다. HLA-C1*01:02는 한국인 인구의 18 %에 존재한다. Bonferroni 보정 후 HLA-C1*01:02와 CNS-irAE의 연관성은 유의하지 않았다. (수정 된 P = 0.088, 교차비 18.8, 95 % CI = 2.0-170.5).

실시예 3. HLA-B*27:05를 가진 환자의 임상적 표현형

HLA-B*27:05를 가진 3명의 환자 (환자 2, 3 및 4)는 심신변화를 동반한 뇌염이 발생했으며, 그 중 두 명은 중증으로 간주되어 정신 또는 골수염이 감소된 것으로 나타났다 (mRS = 4). 환자 2는 수막염, 변연 및 뇌간 뇌염, 뇌신경 마비 및 길랭-바레 증후군을 앓고 있었다. 이 환자는 발작으로 인해 중환자실 치료를 받았으며 MRI 검사결과 뇌간에서 T2 신호 변화가 여러 차례 나타났다. 스테로이드 및 IVIG는 치료에 충분하지 않아, 리툭시맙 및 토실리주맙이 첨가되었다. 그 환자는 장애가 유지되었으며, 암진행으로 7개월 후에 사망했다. 환자 3은 뇌염, 골수염 및 길랭-바레 증후군을 가졌다. 골수염은 T6~T9 수준을 포함하고, 그 환자는 스테로이드, IVIG 및 리툭시맙 치료 후에도 마비 상태가 유지되었다. 환자 4는 뇌염이 있었고, 스테로이드 및 IVIG 치료 5일 후에 개선되었다.

환자의 임상적 설명, 치료 결과 및 HLA과의 연관성

	환자 1	환자 2	환자 3	환자 4	환자 5
성별/나이	남/37	여/53	여/70	남/42	여/60
암의 종류	유방암	방광암	방광암	방광암	유방암
이전 화학요법	-	Gemcitabine, cisplatin, paclitaxel, pemetrexed	Bacillus Calmette-Guerin (BCG), gemcitabine, cisplatin	Gemcitabine, cisplatin	Doxobubicin, cyclophosphamide, palbociclib
복합 화학요법	Cobimetinib	-	-	Cobimetinib	Fulvestrant, ipatasertib
임상적 표현형	뇌염 (발열, 정신 변화)	뇌염 (발열, 발작, 뇌신경 마비), 축삭 길랭-바레 증후군 (사지 약점, 안면 마비)	뇌염 (발열, 발작, 정신 변화), 길랭-바레 증후군-운동 우세 (사지 약점, 안면 마비), 골수염 (요실금, 안장 마취)	뇌염 (발열, 정신 변화)	뇌염 (발열, 정신 변화)
전신 irAE	피부 발진, 간염, 폐렴	간염, 폐렴	피부 발진	설사	피부 발진, 간염, 점막염, 호산구 증가증
발작	(-)	(+)	(+)	(-)	(-)
뇌파 이상	미 수행	확산 둔화	확산 둔화	확산 둔화	확산 둔화
아테졸리 주맙에서 정신 변화까지 (day)	15	18	15	15	16
CSF 결과	고생식증 (WBC 54/μl, 폴리 51%, 림프 40%, 기타 7%), 고단백질 (111mg/dL)	고생식증 (WBC 222/μl, 폴리 38%, 림프 15%, 기타 47%), 고단백질 (1000mg/dL)	고생식증 (WBC 30/μl, 폴리 20%, 림프20%, 기타 60%), 고단백질(358mg/dL)	고생식증 (WBC 65/μl, 폴리 0%, 림프 11%, 기타 89%), 고단백질 (133 mg/dL)	고생식증 (WBC 135/μl, 폴리 5%,림프 50%, 기타 45%), 고단백질 (377 mg/dL)
MRI 결과	확산성 leptomeningeal 향상	Leptomeningeal 향상으로 변연 및 뇌간 영역에서 T2 높은 신호	백질의 T2 높은 신호 (오른쪽> 왼쪽) 및 T6~T9 척수	중대한 이상 없음	Leptomeningeal 향상 왼쪽 중앙 전두엽에 T2 높은 신호
irAE에 대한 면역 요법	스테로이드, 면역 글로불린	스테로이드, 면역 글로불린, 리툭시맙, 토실리주맙	스테로이드, 면역 글로불린, 리툭시맙	스테로이드, 면역 글로불린	스테로이드
의식 회복에 필요한 시간 (일)	2	6	4	5	2
초기 mRS	5	5	5	5	5
1개월의 mRS	2	5	5	2	2
3개월의 mRS	2	5	5	2	2
HLA-B*27:05	음성	양성	양성	양성	음성
HLA-C1*01:02	음성	양성	양성	양성	양성

건강한 대조군 대비 CNS-irAE환자에서 선택된 대립 유전자의 빈도 차이

HLA 대립 유전자 빈도	CNS-irAE 환자- no. (%)	건강한 대조군- no. (%)	OR(95% CI)	P	Pc
*HLA-B27:05**	3/5(66%)	12/485(2.5%)	59.1(9.0-386.9)	<0.001	<0.001
*HLA-C101:02**	4/5(80%)	89/485(18%)	18.8(2.0-170.5)	0.004	0.088

Claims

개체로부터 분리된 시료에서 HLA 유전자형을 확인하는 단계 및
상기 확인된 HLA 유전자형에 HLA-B*27:05 또는 HLA-C*01:02가 포함되는지 확인하는 단계를 포함하는 아테졸리주맙 부작용인 자가면역 뇌염 발생 가능성 예측을 위한 정보 제공 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 시료는 조직, 세포, 전혈, 혈장, 혈청 또는 혈액인, 아테졸리주맙 부작용인 자가면역 뇌염 발생 가능성 예측을 위한 정보 제공 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 확인된 HLA 유전자형에 HLA-B*27:05 또는 HLA-C*01:02가 포함되면 그렇지 않은 개체에 비해 뇌염 발생 가능성이 더 높다고 판단하는 단계를 더 포함하는, 아테졸리주맙 부작용인 자가면역 뇌염 발생 가능성 예측을 위한 정보 제공 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 확인된 HLA 유전자형에 HLA-B*27:05 또는 HLA-C*01:02가 포함되는지 확인하는 단계는 HLA-B*27:05가 포함되는지 확인하는 단계인, 아테졸리주맙 부작용인 자가면역 뇌염 발생 가능성 예측을 위한 정보 제공 방법.