KR20180069904A

KR20180069904A - 마커 분자를 기반으로 화학요법으로 치료되어야 하는 개체를 식별하는 방법 및 관련 용도

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Publication number: KR20180069904A
Application number: KR1020187014562A
Authority: KR
Inventors: 프리데만 크라우제; 핀첸트 롤니; 파시드 데이야니; 아힘 에쉐리히; 비르기트 베늘; 잉 허; 율리아 리들링거; 펠릭스 헤르트; 토마스 물레이
Original assignee: 에프. 호프만-라 로슈 아게
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2018-06-25
Also published as: JP7023841B2; WO2017068097A1; ES2856979T3; BR112018008014A2; US11402381B2; KR102561377B1; US20180231557A1; EP3365679B8; CN108369234B; EP3365679B1; JP2018533009A; EP3365679A1; CN108369234A

Abstract

본 발명은 마커 분자 시토케라틴-19 단편 (CYFRA 21-1) 및 암태아성 항원 (CEA) 을 기반으로 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종을 갖는 개체를 식별하는 방법뿐만 아니라 화학요법으로 치료되어야 하는 개체를 식별하기 위한 마커 분자의 용도에 관한 것이다.

Description

마커 분자를 기반으로 화학요법으로 치료되어야 하는 개체를 식별하는 방법 및 관련 용도

폐암은 전 세계적으로 가장 흔한 암으로 2012 년에는 약 180 만 건의 새로운 사례와 160 만 건의 사망이 발생했다. 폐암 치료는 암의 특정 세포 유형, 그것이 얼마나 퍼졌는지, 사람의 수행 상태에 따라 다르다. 일반적인 치료에는 완화 케어, 수술, 화학요법 및 방사선 치료가 포함된다. 폐암의 표적 치료는 진행성 폐암에 대하여 그 중요성이 커지고 있다. 성공적인 치료 후에, 재발에 대하여 환자를 주의 깊게 모니터링해야한다. 비-소세포 폐암 (non-small cell lung cancer: NSCLC) 의 예후 인자로는 폐 증상의 유무, 종양 크기, 세포 유형 (조직학), 확산 정도 (병기) 및 다중 림프절로의 전이 및 혈관 침범이 포함된다. 현재 NSCLC 에 대한 최상의 예후는 70% 이하의 5 년 생존율의 병기 IA 기 질환의 완전한 외과적 절제술로 달성된다. 그러나, 일부 환자는 화학요법의 이익을 추가로 누릴 수 있다.

조기 NSCLC 의 보조 화학요법 결정 및 환자 예후의 케어에 대하여 승인된 표준은 종양 크기이다. 그러나, 작은 종양을 갖는 일부 환자조차도 보조 화학요법이 필요할 수 있지만, 더 큰 II 기 종양을 갖는 환자는 수술만으로 치료될 수 있다 (Morgensztern D et al., 2015, J Clin Oncol 33 (suppl): Abstr 7520). 따라서, 치료의 임상 표준을 사용하면, 일부 환자는 불충분하게 치료를 받을 수 있고 다른 환자는 과잉 치료를 받을 수 있다.

따라서, 화학요법으로 치료되어야 하는 폐암종을 갖는 개체를 식별하기 위한 적절한 방법이 여전히 필요하다.

놀랍게도, 마커 시토케라틴-19 단편 (CYFRA 21-1) 및 암태아성 항원 (CEA) 에 대한 수준이 상승하는 경우 (고위험군), 폐암종 환자, 즉 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (non-small cell lung carcinoma subtype squamous cell carcinoma: SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기로 진단된 환자는 화학요법으로부터 큰 이익을 받는 반면, 상승하지 않은 수준을 갖는 환자 (저위험군) 는 화학요법으로부터 이익을 받지 못한다는 것이 밝혀졌다.

현재, I 기 또는 II 기 SCC-NSCLC 환자가 재발 위험을 줄이기 위해 보조 화학요법 (adjuvant chemotherapy: AC) 을 받아야 하는지 여부를 결정하는 혈액 바이오마커 기반 치료 기준은 없다. 이전의 간행물은 종양-마커-지수 (Tumor-Marker-Index: TMI) 가 AC 로부터 이익을 받을 수 있는 모든 NSCLC 환자에서 고위험군을 정의할 수 있다고 제안했다 (Muley T, 2010, Tumor Biology 31, Suppl. 1: S87). 본 발명의 실시예에 나타낸 바와 같이, 상이한 NSCLC 조직 아형을 구별하는 것이 중요하다. Cyfra21-1 과 CEA 의 마커 조합과 병기 정보 (I 기 또는 II 기) 는 SCC-NSCLC 에서 재발 없는 생존 (relapse-free survival: RFS) 을 확립하지만, 비-소세포 폐암종 아형 선암종에서 화학요법의 추가적인 이익은 없으며, 즉 마커는 해당 하위그룹을 예측하지 못한다. 본 발명의 혁신적인 발견은 SCC 조직학의 초점, T 병기의 추가 및 I 기 및 II 기 둘 모두에 대한 적용 가능성이며, 이들 모두는 상기 기재되어 있으며 종양 마커 지수만 기반으로 하는 방법과는 상이하다.

본 발명자들은 SCC-NSCLC 환자 (도 1A 참조) 및 선암종 NSCLC 환자 (도 3A 참조) 에서 현재의 치료 표준, 즉 T 병기만이 예후 또는 예측성이 아님을 보여줄 수 있었다. 도 2A 에 나타낸 바와 같이, 종양 병기만으로는 SCC-NSCLC 의 상이한 예후 그룹을 구별할 수 없고, T 병기만으로도 어느 그룹의 환자가 화학요법을 받아야 하는지를 예측할 수 없는데, 둘 모두의 그룹 (T1-2, NO 및 T3, NO 또는 T1-2, N1 로 지칭됨) 에서 RFS 는 화학요법으로 약간만 향상되었기 때문이다 (도 2A 참조). 이는 현재의 임상 표준이 SCC-NSCLC 에서 화학요법에 대한 환자 선택에 최적이 아니라는 것을 의미한다.

본 개시의 마커 조합 (Cyfra21-1 및 CEA) 을 기반으로, SCC-NSCLC I 기 또는 II 기로 진단된 개체는 상이한 재발 또는 재발 없는 생존 위험/확률의 2 개의 예후 그룹으로 분리될 수 있었다 (도 1B 참조). 도 2B 에 도시된 바와 같이, 저위험군 (각각, 실선 및 파선) 은 수술 후 화학요법을 필요로 하지 않지만, 고위험군은 보조 화학요법으로부터 명확하고 유의하게 이익을 볼 것이다 (점선 vs. 파선/점선). 실선 (화학요법을 받는 저위험 환자) 과 파선 (화학요법을 받지 않는 저위험 환자) 사이에는 유의한 차이가 없으며, 즉 보조 화학요법은 저위험 환자의 RFS 를 변화시키지 않지만, 점선 (화학요법을 받는 고위험 환자) 및 파선/점선 (화학요법을 받지 않는 고위험 환자) 사이에는 큰 차이가 있으며, 고위험군 환자에서 보조 화학요법을 추가했을 때 RFS 의 유의한 향상을 나타낸다.

SCC-NSCLC I 기 또는 II 기로 진단된 개체의 상기 그룹과는 달리, 비-소세포 폐암종 아형 선암종으로 진단된 개체는 화학요법으로부터의 부가적인 이익을 나타내지 않으며, 즉 마커는 해당 하위그룹을 예측하지 못한다. 도 3B 에 도시된 바와 같이, 저위험군 (각각, 실선 및 파선) 또는 고위험군 모두는 보조 화학요법으로부터 유의한 이익을 볼 수 없다 (점선 vs. 파선/점선). 실선 (화학요법을 받는 저위험 환자) 과 파선 (화학요법을 받지 않는 저위험 환자) 사이에는 유의한 차이가 없고, 점선 (화학요법을 받는 고위험 환자) 과 파선/점선 (화학요법을 받지 않는 고위험 환자) 사이에도 유의한 차이가 없으며, 즉 보조 화학요법은 두 위험군에서 RFS 를 변화시키지 않는다.

요약하면, 본 발명의 접근의 중요한 장점은 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) 의 수술 후 화학요법을 받아야 하는 환자 (고위험군) 와 그렇지 않은 환자 (저위험군) 를 식별할 수 있다는 사실이다.

따라서, 제 1 양태에서, 본 발명은

a) 개체로부터 수득한 샘플에서 마커 분자 시토케라틴-19 단편 (CYFRA 21-1) 및 태아성암 항원 (CEA) 의 양 또는 농도를 측정하는 단계,

b) 단계 (a) 에서 측정한 마커 분자의 양 또는 농도를 가중 계산하여 조합값을 수득하는 단계; 및

c) 단계 (b) 에서 수득한 마커에 대한 조합값을 기준 집단에서 설정한 조합값의 컷오프 값과 비교하여 화학요법으로 치료되어야 하는 대상을 식별하는 단계를 포함하며,

컷오프 값을 초과하는 조합값은 개체가 화학요법으로 치료되어야 하는 것을 나타내는, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법에 관한 것이다.

폐암은 또한 폐의 암종 또는 폐암종으로 알려져 있으며, 폐 조직에서 조절되지 않는 세포 성장을 특징으로 하는 악성 폐 종양이다. 치료를 받지 않으면, 이러한 성장은 인근 조직이나 신체의 다른 부분으로의 전이 과정에 의해 폐를 넘어 확산될 수 있다. 원발성 폐암으로 알려져 있는 폐에서 시작하는 대부분의 암은 상피 세포에서 유래하는 암종이다. 폐암의 주요 4 가지 조직학적 유형은 편평세포 암종, 선암종, 대세포 암종 및 소세포 암종 (SCLC) 이다. 처음 3 가지 아형은 일반적으로 비-소세포 암종 (NSCLC) 으로 지칭되며 폐암의 약 80% 를 차지한다. 폐 종양의 진단은 일반적으로 이미징 방법 및 생검 샘플 분석을 기반으로 한다. 2004 년 세계 보건기구 (WHO) 의 폐 종양 체계는 폐암 분류의 토대가 되었다. 이것은 폐암종 이종성의 인식, 일부 신경내분비 종양의 정기 진단을 위한 진단 면역조직화학 염색 (IHC) 기법의 도입, 태아 선암종, 낭성 점액 종양, 및 대세포 신경내분비 암종과 같은 새롭게 밝혀진 실체의 인식을 포함하는 수많은 개발을 통합했다.

2011 년에는, 국제폐암학회 재단 (International Association for the Study of Lung Cancer: IASLC), 미국흉부학회 (American Thoracic Society: ATS), 및 유럽호흡기학회 (European Respiratory Society: ERS) 를 대표하는 여러 학문 분야에 걸친 전문가 패널이 분류 시스템의 주요 개정을 제안했다. 이러한 변화는 주로 선암종의 분류 및 편평세포 암종과의 구별에 영향을 미친다. 종양학자 및 병리학자에 의한 종양 분류에 관한 현재의 국제 표준은 "WHO Classification of Tumours of the Lung, Pleura, Thymus and Heart" (Travis et al, 2015, WHO Classification of Tumours, Volume 7, fourth edition) 에 의해 제공된다. 본 발명의 문맥에서 의심스러운 경우, 상기 표준이 적용되어야 한다.

편평세포 폐암종은 예비 세포, 즉 폐의 주요 기도인 기관지 내막의 손상되거나 훼손된 세포를 대체하는 원형 세포로부터 형성된 비-소세포 폐암의 한 유형이다. 편평세포 종양은 통상적으로 폐의 중심부 또는 주요 기도 가지(airway branch) 중 하나에서 발생한다. 이들 종양은 큰 크기로 자라게 되면 폐에 공동(cavity)을 형성할 수 있다. 편평세포 암종은 모든 폐암의 25 내지 30% 를 차지하며, 뼈, 부신, 간, 소장 또는 뇌로 확산될 수 있다. 이러한 유형의 폐암의 진행성 단계에 대한 예후는 좋지 않다. 그러나, 초기에서 확인되고 제거되는 국소 폐암을 갖는 사람들의 경우 5-년 생존율은 35 내지 40% 일 수 있다. 이러한 5-년 생존율은 30 세 미만 환자의 경우 85% 에 이른다. 이러한 유형의 암은 거의 항상 흡연으로 인한 것이다. 2차 위험 인자는 나이, 가족력, 간접 흡연, 광물 및 금속 분진, 석면 또는 라돈에 대한 노출을 포함한다.

편평세포 암종의 조직학적 진단은 종양 세포 및/또는 세포간 데스모솜 ("세포간 브릿지" 로 지칭됨) 에 의한 케라틴 생성의 존재를 근거로 한다. 우세하게 스핀들되거나 (다형성 암종의 스핀들(spindle) 세포 변이체) 또는 말초 책상배열(peripheral palisading)의 특징적인 패턴을 갖는 일부 종양은 또한 편평세포 암종으로 분류될 수 있다. 역사적으로, 대부분의 편평세포 암종 (60 내지 80%) 은 편평상피화생, 형성이상, 제자리 암종 (편평세포 제자리 암종) 을 통해 기관기관지수(tracheobronchial tree)의 근위부에서 발생하였다. 소수의 경우는 말초적으로 발생하며 기관지 확장성 공동 또는 흉터와 관련될 수 있다. 중추 및 말초 편평세포 암종은 광범위 중부 괴사를 보여 공동화를 일으킬 수 있다. 중추, 잘 분화된 편평세포 암종의 작은 부분집합은 외장성, 기관지내, 유두 병변으로 발생한다. 편평세포 암종의 드문 변형을 갖는 환자는 전형적으로 기침, 재발성 객혈, 또는 기도 폐쇄로 인한 재발성 폐 감염을 나타낸다.

선암종은 현대 시리즈 중 가장 흔한 유형의 폐암으로 폐암의 약 절반을 차지한다. 이는 몸 전체의 점액-분비선에서 형성되는 폐암의 한 유형이다. 선암종은 보통 폐의 바깥 부분에서 발견되며, 다른 유형의 폐암보다 느리게 커지는 경향이 있고, 폐 외부로 확산되기 전에 발견될 가능성이 더 크다. 이는 현재 또는 과거 흡연자에게서 주로 발생하지만, 비흡연자에게서 나타나는 가장 흔한 유형의 폐암이기도 하다. 이는 남성보다 여성에게서 더 흔하며, 다른 유형의 폐암보다 젊은 사람들에게서 발생할 가능성이 더 크다. 선암종의 증가한 발병률은 1960 년대에 저타르 필터 담배의 도입으로 인한 것으로 생각되지만, 이러한 인과 관계는 증명되지 않았다.

현재, NSCLC 의 종양 병기 결정은 "폐암 병기 결정을 위한 개정 국제 시스템(The Revised International System for Staging Lung Cancer)" 을 기반으로 한다. 폐암은 5,000명이 넘는 환자를 대상으로 한 임상 데이터베이스의 정보를 고려하여 분류되었으며, 2010 년에 미국공동암위원회 (American Joint Committee on Cancer: AJCC) 와 국제암연맹 (Union Internationale Contre le Cancer) 에서 채택되었다.

T (원발성 종양) 분류는 다음과 같다:

- T1 = 크기가 3 cm 이하인 종양

- T2 = 크기가 3 초과 7 cm 인 종양

- T3 = 크기가 7 cm 초과인 종양 또는 동일한 엽(lobe) 내의 다수의 종양 결절

- T4 = 동일한 폐이지만 다른 엽 내의 다수의 종양 결절

N/M (전이) 분류는 다음과 같다:

- N0 = 국소 림프절 전이 없음

- N1 = 직접 확장에 의한 관여를 포함하여, 동측 기관지주위 및/또는 동측 폐문 림프절 및 폐내 절에 전이

- N2 = 동측 종격 및/또는 융골하(subcarinal) 림프절(들)에 전이

- N3 = 반대측 종격, 반대측 폐문, 동측 또는 반대측 사각근, 또는 쇄골상 림프절(들)에 전이

- M0 = 원격 전이 없음

- M1 = 원격 전이

종양 병기 I 기 내지 IV 기는 다음과 같이 상기 TNM 범주에 따라 분류된다:

병기 결정에 대한 보다 상세한 정보는 Edge SB, Byrd DR, Compton CC, et al., eds.: AJCC Cancer Staging Manual. 7th ed. New York, NY: Springer, 2010, pp 253-70 의 "Lung" 에서 수득할 수 있다.

본 발명의 방법은 SCC-NSCLC I 기 또는 II 기를 갖는 개체에 관한 것이다. SCC-NSCLC I 기 또는 II 기의 진단은 유능한 의사의 실력 내에 있다. 추가적인 수단으로, SCC-NSCLC 의 진단과 병기 결정에 대한 세부 사항이 본원에 제시된다.

본원에서 상세히 기재된 바와 같이, SCC-NSCLC I 기 또는 II 기를 갖는 개체의 집단은 마커 Cyfra21-1 및 CEA 의 수준에 따라 고위험군 (재발 위험 높음) 과 저위험군 (재발 위험 낮음) 으로 나누어질 수 있다 (도 1B 참조). 실시예 (예를 들어, 도 2B) 에 나타낸 바와 같이, 고위험군의 개체만 화학요법으로부터 이익을 받을 수 있다.

화학요법으로 치료되어야 하는 개체를 식별하기 위해, 개체로부터 수득된 샘플에서 마커 분자 Cyfra21-1 및 CEA 의 양 또는 농도를 측정한다.

Cyfra21-1 은 시토케라틴 계열에 속한다. 시토케라틴은 세포골격의 주요 성분인 상피 매개 필라멘트의 하위단위를 형성하는 구조 단백질이다. 40 내지 70 킬로달톤 (kD) 범위의 분자량을 갖는 20 개의 상이한 시토케라틴 폴리펩티드가 지금까지 확인되었다. 세포에 의해 합성되는 시토케라틴의 유형은 또한 성장 및 분화율의 영향을 받는다. 이들의 특정 분포 패턴으로 인해, 종양 병리학에서 분화 마커로 사용하기에 대단히 적합하다. CYFRA21-1 은 상피 세포에서의 세포골격의 일부인 시토케라틴 19 의 단편이며, 상피 기원의 종양에서 과발현된 방식으로 발견될 수 있다. 손상되지 않은 시토케라틴 폴리펩티드는 난용성이지만, 가용성 단편은 혈청에서 검출될 수 있다 (Bodenmueller et al., 1994, Int. J. Biol. Markers 9: 75-81). CYFRA21-1 은 비-소세포 폐암종 (NSCLC) 에 대한 잘 확립된 마커이다. CYFRA21-1 의 주요 표시는 비-소세포 폐암 (NSCLC) 의 진행 과정을 모니터링하는 것이다 (Sturgeon, 2001, Clinical Chemistry 48: 1151-1159). 1차 진단에서 높은 CYFRA21-1 혈청 수준은 비-소세포 폐암 환자의 불량한 예후 및 진행성 종양 단계를 나타낸다 (van der Gaast et al., 1994, Br. J. Cancer 69: 525-528). 정상 또는 약간만 상승한 값은 종양의 존재를 제외하지 않는다. 성공적인 치료는 CYFRA21-1 혈청 수준이 정상 범위로 급격히 떨어지는 것으로 입증된다. 일정한 CYFRA21-1 값 또는 CYFRA21-1 값의 약간의 또는 완만한 감소는 종양의 불완전한 제거 또는 상응하는 치료 및 예후 결과를 갖는 다중 종양의 존재를 나타낸다.

CEA 는 약 45-60% 의 다양한 탄수화물 성분을 갖는 단량체성 당단백질 (분자량 약 180,000 달톤) 이다. CEA 는 AFP 와 마찬가지로 배아 및 태아기에 생산되는 암태아성 항원의 그룹에 속한다. CEA 유전자 계열은 2 개 하위그룹의 약 17 개의 활성 유전자로 이루어진다. 제 1 그룹은 CEA 및 비-특이적 교차-반응 항원 (Non-specific Cross-reacting Antigens: NCA) 을 함유하며; 제 2 그룹은 임신-특이적 당단백질 (Pregnancy-Specific Glycoproteins: PSG) 을 함유한다. CEA 는 주로 태아 위장관 및 태아 혈청에서 발견된다. 또한, 건강한 성인의 장, 췌장 및 간 조직에서도 약간의 양이 발생한다. CEA 의 형성은 출생 후 억제되므로, 건강한 성인에게서는 혈청 CEA 값을 거의 측정할 수 없다. 결직장 선암종의 경우 높은 CEA 농도가 빈번히 발견된다 (Fateh-Modhadam, A. et al. (eds.), Tumormarker und ihr sinnvoller Einsatz, Juergen Hartmann Verlag GmbH, Marloffstein-Rathsberg (1993), ISBN-3-926725-07-9). 장, 췌장, 간, 및 폐의 양성 질환 (예를 들어, 간경화, 만성 간염, 췌장염, 궤양성 대장염, 크론병, 폐기종) 의 20-50% 에서 약간 내지 중간 정도의 CEA 상승 (드물게 > 10 ng/mL) 이 발생한다 (Fateh-Moghadam, A., et al., 상기 참조). 흡연자도 상승된 CEA 값을 갖는다. CEA 측정의 주요 표시는 결직장암 환자의 치료 관리와 후속 조치이다. CEA 측정은 일반인의 암 검진에는 권장되지 않는다. 정상 범위 내의 CEA 농도는 악성 질환의 존재 가능성을 제외하지 않는다.

화학요법으로 치료되어야 하는 개체를 식별하기 위해 개체로부터 샘플을 수득한다. 본 발명에 따른 개체는 임의의 인간 또는 비-인간 동물, 특히 포유동물일 수 있다. 따라서, 본원에 기재된 방법 및 용도는 사람 및 동물 질환 둘 모두에 적용 가능하다. 명백하게, 특히 관심이 있는 비-인간 포유동물은 가축, 애완 동물 및 상업적 가치가 있는 동물 (예를 들어, 말과 같은 가축) 또는 개인적 가치가 있는 동물 (예를 들어, 개, 고양이와 같은 애완 동물) 을 포함한다. 이 방법은 진단 방법이 일반적으로 사용되는 인간 대상에게 특히 바람직하다. 따라서, 특히 바람직한 구현예에서, 개체는 인간이다.

샘플은 본 발명에 따른 마커를 측정하기에 적합한 임의의 샘플일 수 있으며, 시험관 내에서 평가할 목적으로 수득한 생물학적 샘플을 의미한다. 이는 개체와 구체적으로 관련될 수 있고 개체에 관한 특정 정보를 결정, 계산 또는 추론할 수 있는 물질을 포함한다. 샘플은 환자로부터의 생물학적 물질의 전체 또는 일부로 구성될 수 있다 (예를 들어, 폐 생검으로부터 수득된 고체 조직 샘플). 샘플은 또한 개체에 대한 정보를 제공하는 샘플에서 수행되는 시험을 허용하는 방식으로 환자와 접촉한 물질일 수 있다 (예를 들어, 기관지 세척액). 샘플은 바람직하게는 임의의 체액을 포함할 수 있다. 예시적인 시험 샘플은 혈액, 혈청, 혈장, 소변, 타액, 및 예를 들어 기관지 내시경 또는 기관지 세척술로 수득한 폐로부터의 유체 (예컨대 상피세포주액) 를 포함한다. 샘플은 개체로부터 채취하여 즉시 사용되거나 또는 측정 단계 a) 전에 가공될 수 있다. 가공은 정제 (예를 들어, 원심 분리와 같은 분리), 농축, 희석, 세포 성분의 용해, 동결, 산성화, 보존 등을 포함할 수 있다. 바람직한 샘플은 전혈, 혈청, 혈장 또는 폐로부터의 상피세포주액이며, 혈장, 혈청 또는 전혈이 가장 편리한 유형의 샘플을 대표한다.

전형적으로, 혈액 관련 샘플은 본 발명과 관련하여 사용하기에 바람직한 시험 샘플이다. 이를 위해, 혈액은 정맥으로부터, 통상적으로 팔꿈치 안쪽이나 손등으로부터 채혈된다. 특히, 영유아 또는 어린이의 경우, 란셋(lancet)이라는 날카로운 도구를 사용하여 피부를 뚫어 피를 흘리게 할 수 있다. 혈액은 예를 들어 피펫 내로, 또는 슬라이드 또는 시험 스트립 상에 수집될 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에서, 개체로부터 수득된 샘플은 특히 혈청, 혈장 및 전혈로 이루어진 군으로부터 선택되는 혈액 샘플이다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 개체의 샘플은 진단 후, 그러나 치료 전에 채취된다. 치료는 개체의 마커 수준에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 치료 전 상태를 나타내는 마커 수준은 다소 영향을 받지 않으므로 화학요법으로 인한 개체의 이익을 더 잘 반영해야 한다. NSCLC I 기 및 I 기의 허용되는 표준 치료는 수술, 특히 SCC-NSCLC 의 외과적 절제술이다. 전형적인 예는 하엽 절제술보다 더 좋은 전체 또는 그 이상의 배엽 절제술이다. 따라서, 개체의 샘플은 바람직하게는 치료 전, 특히 수술 전, 특히 SCC-NSCLC 의 외과적 절제술 전에 채취될 수 있다. 샘플은 치료 21 일 전부터 치료 직전까지, 특히 치료 14 일 전부터 치료 직전까지, 특히 치료 7 일 전부터 치료 직전까지 채취될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 치료는 수술이다; 이 경우, 샘플은 수술 마취 유도 (즉, 전신 마취 상태가 되는 마취 초기에 약물 (조합) 투여 전) 21 일 전부터 그 직전까지, 특히 수술 마취 유도 14 일 전부터 그 직전까지, 특히 수술 마취 유도 7 일 전부터 그 직전까지 채취될 수 있다.

본 발명에 있어서, 마커의 양 또는 농도는 화학요법으로 치료되어야 하는 고위험 개체를 식별하기 위해 측정된다. 물질의 양은 원자, 분자, 전자 및 기타 입자와 같은 요소 입자(elementary entity)의 앙상블 크기를 측정하는 표준 정의량이다. 이는 때때로 화학량으로 지칭된다. 국제단위계 (SI) 는 존재하는 요소 입자의 수에 비례하는 물질의 양을 정의한다. 물질 양에 대한 SI 단위는 몰이다. 이는 단위 기호 mol 을 갖는다. 물질의 농도는 구성 성분의 양을 혼합물의 총 부피로 나눈 값이다. 몇 가지 유형의 수학적 설명이 질량 농도, 몰 농도, 수 농도 및 부피 농도로 구별될 수 있다. 용어 농도는 임의의 종류의 화학 혼합물에 적용될 수 있지만, 가장 빈번하게는 용액 중 용질 및 용매를 지칭한다. 몰 (양) 농도는 노르말 농도 및 삼투압 농도와 같은 변형을 갖는다.

마커 분자 (특히, Cyfra21-1 및 CEA) 를 측정하는 다양한 방법이 당업계에 공지되어 있으며, 이들 중 임의의 것이 사용될 수 있다.

바람직하게는, 마커(들)은 특이적 결합제의 사용에 의해 액체 샘플로부터 특이적으로 측정된다.

특이적 결합제는 예를 들어 마커에 대한 수용체 또는 마커에 대한 항체 또는 마커 단백질과 관련된 핵산에 상보적인 핵산 (예를 들어, 마커의 mRNA 또는 관련 부분에 상보적인 핵산) 이다. 바람직하게는, 마커 분자(들)은 단백질 수준에서 측정된다.

마커 폴리펩티드의 결합 파트너로서의 단백질을 결정하는 것은 단백질 또는 폴리펩티드와 특이적으로 상호 작용하는 단백질을 식별하고 수득하기 위한 다수의 공지된 방법 중 임의의 것 (예를 들어, U.S. Pat. No. 5,283,173 및 U.S. Pat. No. 5,468,614, 또는 등가물에 기재되어 있는 것과 같은 효모 2-하이브리드 스크리닝 시스템) 을 사용하여 수행될 수 있다. 특이적 결합제는 바람직하게는 적어도 그의 상응하는 표적 분자에 대해 10⁷ l/mol 의 친화도를 갖는다. 특이적 결합제는 바람직하게는 그의 표적 분자에 대해 10⁸ l/mol 또는 보다 더욱 바람직하게는 10⁹ l/mol 의 친화도를 갖는다. 당업자는 샘플에 존재하는 다른 생체분자가 마커에 특이적인 결합제에 유의하게 결합하지 않음을 나타내기 위해 특이성이라는 용어가 사용됨을 알 것이다. 바람직하게는, 표적 분자 이외의 생체분자에 대한 결합 수준은 각각 표적 분자에 대한 친화도의 단지 10% 이하, 더욱 바람직하게는 단지 5% 이하인 결합 친화도를 초래한다. 바람직한 특이적 결합제는 친화도뿐만 아니라 특이성에 대한 상기 최소 기준 모두를 충족시킬 것이다.

특이적인 결합제는 바람직하게는 마커, 특히 Cyfra21-1 또는 CEA 와 반응하는 항체이다. 용어 항체는 다중클론 항체, 단일클론 항체, 이러한 항체의 항원 결합 단편, 단쇄 항체뿐만 아니라 항체의 결합 도메인을 포함하는 유전 구조체를 지칭한다.

용어 "항체" 는 다중클론 항체, 단일클론 항체, 이들의 단편, 예컨대 F(ab')2 및 Fab 단편, 뿐만 아니라 Cyfra21-1 또는 CEA 폴리펩티드에 특이적으로 결합하는 분자인 임의의 자연 발생 또는 재조합으로 생산된 결합 파트너를 포함한다. 특정 결합제의 상기 기준을 유지하는 임의의 항체 단편이 사용될 수 있다. 항체는 예를 들어 Tijssen (Tijssen, P., Practice and theory of enzyme immunoassays, Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam (1990), 책 전체, 특히 43-78 페이지) 에 기재되어 있는 바와 같이 최신 절차에 의해 생성된다. 또한, 당업자는 항체의 특이적 단리에 사용될 수 있는 면역흡착제를 기반으로 하는 방법을 잘 알고 있다. 이들 수단에 의해 다중클론 항체의 품질 및 그에 따른 면역 분석법의 성능이 향상될 수 있다 (Tijssen, P., 상기 참조, pages 108-115).

본 발명에 개시된 업적에 있어 예를 들어 염소에서 키운 다클론 항체를 사용할 수 있다. 그러나, 명백하게 다른 종, 예를 들어, 랫트, 토끼 또는 기니피그로부터의 다클론 항체뿐만 아니라 단일클론 항체가 또한 사용될 수 있다. 단일클론 항체가 일정한 특성으로 필요한 임의의 양으로 생산될 수 있기 때문에, 임상적 기본(clinical routine)을 위한 분석법 개발에서 이상적인 도구를 대표한다.

측정을 위해, 개체로부터 수득된 샘플을 결합제 마커-복합체의 형성에 적절한 조건 하에서 해당 마커에 대한 특이적 결합제와 함께 인큐베이션한다. 당업자는 임의의 진보적인 노력 없이 이러한 적절한 인큐베이션 조건을 용이하게 식별할 수 있기 때문에 이러한 조건은 명시될 필요가 없다. 결합제 마커-복합체의 양이 측정되고 본 발명의 방법 및 용도에 사용된다. 당업자가 인식하는 바와 같이, 관련 교과서 (예를 들어, [Tijssen P., 상기], 또는 [Diamandis, E.P. and Christopoulos, T.K. (eds.), Immunoassay, Academic Press, Boston (1996)] 참조) 에 상세하게 모두 기재되어 있는 특이적 결합제 마커-복합체의 양을 측정하는 다수의 방법이 있다.

특히, 마커 (Cyfra21-1 및 CEA) 에 대한 단일클론 항체는 정량적 (마커의 양 또는 농도가 결정됨) 면역 측정법에 사용된다.

바람직하게는, 해당 마커는 샌드위치 유형 분석 포맷으로 검출된다. 이러한 분석에서, 제 1 특이적 결합제는 한쪽 면에서 해당 마커를 포획하는데 사용되고, 직접적으로 또는 간접적으로 검출 가능하게 표지된 제 2 특이적 결합제 (예를 들어, 제 2 항체) 는 다른 면에서 사용된다. 제 2 특이적 결합제는 효소, 염료, 방사성 핵종, 발광성 그룹, 형광성 그룹, 또는 비오틴 등과 같은 검출 가능한 리포터 잔기 또는 표지를 함유할 수 있다. 임의의 리포터 잔기 또는 표지는 이러한 신호가 세척 후에 지지체 상에 남아 있는 결합제의 양에 직접적으로 관련되거나 또는 비례하는 한, 본원에 개시된 방법에 사용될 수 있다. 이어서, 고체 지지체에 결합된 제 2 결합제의 양은 특이적 검출 가능한 리포터 잔기 또는 표지에 적합한 방법을 사용하여 측정된다. 방사성 그룹의 경우, 섬광 계수(scintillation counting) 또는 방사선 사진 촬영 방법(autoradiographic method)이 일반적으로 적합하다. 항체-효소 컨쥬게이트는 다양한 커플링 기법을 사용하여 제조될 수 있다 (예를 들어, Scouten, W. H., Methods in Enzymology 135:30-65, 1987 참조). 분광학 방법은 염료 (예를 들어, 효소 반응의 표색 생성물 포함), 발광 그룹 및 형광 그룹을 검출하는 데 사용될 수 있다. 비오틴은 다른 리포터 그룹 (일반적으로 방사성 또는 형광성 그룹 또는 효소) 에 커플링된 아비딘 또는 스트렙타비딘을 사용하여 검출될 수 있다. 효소 리포터 그룹은 일반적으로 기질의 첨가 (일반적으로 특정 기간 동안), 이어서 반응 생성물의 분광, 분광광도 또는 기타 분석에 의해 검출될 수 있다. 잘 알려져 있는 기법을 사용하여, 표준 및 표준 첨가가 샘플 내 항원의 수준을 측정하는 데 사용될 수 있다.

상기 기재한 바와 같이, Cyfra21-1 수준을 측정하는 다양한 방법이 있다. "CYFRA21-1" 에 대한 분석은 순환계에 존재하는 시토케라틴 19 의 가용성 단편을 특이적으로 측정한다. CYFRA21-1 의 측정은 전형적으로 2 개의 단일클론 항체를 기반으로 한다 (Bodenmueller et al., 1994, Int. J. Biol. Markers 9: 75-81). Cyfra21-1 의 측정을 위한 상업적으로 이용 가능한 제품은 Enzymum-Test CYFRA 21-1 (Boehringer Mannheim, Mannheim, Germany), 시토케라틴 19 단편 (CYFRA 21-1) 면역방사계측 어세이 키트 (Cisbo Assays, Codolet, France), 시토케라틴 단편 항원 21-1 을 위한 ELISA 키트 (Wuhan USCN Business Co., Ltd., China) 및 ARCHITECT Cyfra21-1 어세이 (Abbott, Wiesbaden, Germany) 를 포함한다. Roche Diagnostics, Germany 의 CYFRA21-1 어세이에서, 2 개의 특이적인 단일클론 항체 (KS 19.1 및 BM 19.21) 가 사용되고, 약 30,000 달톤의 분자량을 갖는 시토케라틴 19 의 가용성 단편이 측정된다. 바람직하게는, 제조사의 지시에 따라 Roche 제품 번호 11820966160 을 사용하여 Elecsys® 분석기 상에서 CYFRA21-1 이 측정된다.

또한 CEA 수준의 측정을 위해, 다양한 어세이가 존재한다. CEA 측정을 위해 상업적으로 이용 가능한 제품은 ADVIA Centaur® CEA 면역어세이 (Siemens Healthcare, Erlangen, Germany) 및 ARCHITECT CEA 어세이 (Abbott, Wiesbaden, Germany) 를 포함한다. 바람직하게는, CEA 는 CEA 의 정량적 측정을 위한 전기-화학발광 면역어세이 (electro-chemiluminescence immunoassay: ECLIA) 인 "Elecsys® CEA" (제품 번호: 11731629160, Roche Diagnostics, Ltd, Rotkreuz, Switzerland) 를 사용하여 측정된다.

마커 수준을 측정하는 단계는 다음과 같이 수행될 수 있다: 샘플 및 임의로 캘리브레이터 및/또는 대조군이 마커에 대한 작용제의 결합을 허용하는 조건 하에 결합제 (예를 들어, 고체 상에 고정될 수 있음) 와 접촉될 수 있다. 결합되지 않은 결합제는 분리 단계 (예를 들어, 하나 이상의 세척 단계) 에 의해 제거될 수 있다. 결합된 결합제를 검출하여 동일물의 결합 및 정량화를 허용하기 위해 제 2 작용제 (예를 들어, 표지된 작용제) 를 첨가할 수 있다. 결합되지 않은 제 2 작용제는 제거될 수 있다. 마커의 양에 비례하는 제 2 결합제의 양은 예를 들어 표지를 기반으로 정량화될 수 있다. 정량화는 예를 들어 측정값과 각 캘리브레이터에 대한 농도를 플로팅하여 각 분석에 대해 구성된 캘리브레이션 곡선을 기반으로 수행될 수 있다. 샘플에서의 마커의 농도 또는 양은 캘리브레이션 곡선에서 읽을 수 있다.

마커의 양 또는 농도를 측정한 후 (단계 a), 단계 (a) 에서 측정된 마커 분자의 양 또는 농도의 가중 계산에 의해 Cyfra21-1 및 CEA 의 값을 조합하여 조합값을 수득하고 (단계 b), 단계 (b) 에서 수득한 값을 기준 집단에서 설정한 조합값의 컷오프 값과 비교한다 (단계 c). "조합값을 ... 기준 집단에서 설정한 조합값의 컷오프 값과 비교" 라는 표현은 단지 당업자에게 명백한 것을 추가로 설명하기 위해 사용된다. 본 발명에 있어서, 외부 대조군이 기준 집단으로 사용된다. 외부 대조군의 경우, 개체로부터 유래된 샘플의 마커 값은 특정 조건을 갖는 것으로 알려진 개체의 집단 (특히 SCC-NSCLC I 기 또는 II 기로 진단된 환자의 고위험군 또는 저위험군) 에서 수득된 각각의 값과 비교된다. 바람직하게는, 기준 그룹은 치료 전, 특히 수술 전의 Cyfra 및 CEA 값이 알려진 SCC-NSCLC I 기 또는 II 기 환자들로 구성된다. 환자의 기준 집단은 하위그룹으로 나누어지고, 그 중 하나는 화학요법을 받고 다른 하나는 화학요법을 받지 않는다. 재발 없는 생존과 같은 화학요법으로부터의 이익은 공지되어 있어야 한다. 예를 들어, 환자 샘플의 마커 수준 (양 또는 농도) 은 고위험군 또는 저위험군 환자와 관련이 있는 것으로 알려져 있는 수준과 비교될 수 있다. 통상적으로 샘플의 마커 수준은 진단과 직접적으로 또는 간접적으로 연관성이 있으며, 마커 수준은 예를 들어 개체가 화학요법을 받아야 하는지 여부를 결정하는 데 사용된다. 설정된 마커에 대하여 적절한 대조군 또는 기준값을 선택하는 것은 의료진의 기술 내에 있다. 예시적인 집단은 실시예에 제시되어 있다. 당업자는 한 구현예에서 이러한 대조군이 고위험군 및 저위험군의 SCC-NSCLC I 기 또는 II 기 환자로 적절하게 분류되고 연령이 일치된 기준 집단으로부터 수득됨을 이해할 것이다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 대조군에서 설정된 절대 마커 값은 사용되는 어세이에 따라 다를 것이다. 바람직하게는, 적절한 기준 집단으로부터의 100 명 이상의 잘 특징 분석된 개체의 샘플이 대조 (기준) 값을 설정하는데 사용된다. 또한, 기준 집단은 적어도 20, 30, 50, 100, 200, 500 또는 1000 명의 개체로 이루어지도록 선택될 수 있다. 바람직하게는, 기준 집단은 SCC-NSCLC I 기 또는 II 기로 진단되며 비-소세포 암종 아형 선암종으로 진단된 개체는 포함하지 않는다.

기준 그룹 또는 기준 집단에서 측정된 Cyfra21-1 및 CEA 의 값은 예를 들어 중앙값 또는 컷오프 값을 설정하는 데 사용된다. 중앙값 또는 컷오프 값을 초과하는 값은 화학요법에 의한 치료를 나타내는 것으로 간주된다. 한 구현예에서, 중앙값 또는 고정된 컷오프 값이 설정된다. 이러한 중앙값 또는 컷오프 값은 관심 대상인 진단학적 질문과 일치하도록 선택된다. 바람직하게는, 컷오프는 기준 집단의 중앙값이다.

화학요법에 얼마나 많은 환자를 선택하고자 하는지에 따라 적합한 중앙값 또는 컷오프 값이 선택될 수 있다. 화학요법에 선택된 환자 수가 많을수록 화학요법으로부터 이익을 받게 될 환자의 화학요법을 거부할 위험이 줄어든다. 한편으로는, 화학요법으로부터 이익을 받지 않는 환자를 치료할 위험이 증가한다. 선택된 환자의 수가 적을 경우에도 마찬가지이다.

본원의 경우, 2 개의 마커, 즉 CEA 및 Cyfra21-1 이 본 발명의 방법에서 사용된다. 따라서, 조합값은 CEA 의 양/농도뿐만 아니라 Cyfra21-1 의 양/농도를 사용하여 계산된다. 조합값은 동일한 수학적 절차를 사용하여 수득된 기준의 조합값과 비교된다. 바람직한 구현예에서, 조합값은 샘플 내 마커 분자의 양 또는 농도의 가중 계산에 의해 수득된다. 이는 마커 중 하나가 다른 하나보다 높은 가중치를 부여 받음을 의미한다. CEA 의 수준 (양 또는 농도) ([CEA]) 및 Cyfra21.1 의 수준 (양 또는 농도) ([Cyfra21.1]) 를 기준으로 계산된 조합값 C 는 예를 들어 다음 등식에 의해 수득될 수 있다:

C = a * [CEA] + b * [Cyfra21.1]

식 중, a 및 b 는 가중 인자를 나타낸다. 바람직하게는, 가중 인자는 기 집단을 분석함으로써 수득된다. 적합한 절차는 실시예에 기재되어 있다.

예를 들어, Cyfra21-1 및 CEA 의 조합값은 기준 그룹의 각 샘플에 대하여 측정되고, 그 후 조합값의 적합한 컷오프 또는 중앙값은 Cox 의 비례 위험 회귀에 의해 계산될 수 있다. 적합한 코호트에서 적합한 결과 측정 (예를 들어, 재발 없는 생존) 을 종속 변수로 사용하고 Cyfra21-1 및 CEA 를 독립 변수로 사용하여 Cox 의 비례 위험 회귀 모델(Cox's proportional hazards regression model)을 계산할 수 있다.

코호트의 각 환자에 대한 조합값 C 를 계산하기 위해 Cyfra 및 CEA 에 대한 Cox 의 비례 위험 회귀 모델에 의해 산출된 회귀 계수를 가중 인자 a 및 b 로 사용할 수 있다. 이러한 조합된 C 값 (예를 들어, 코호트에서 C 의 중앙값) 에 대하여, 컷오프가 계산될 수 있다.

컷오프를 초과하는 C 값을 갖는 환자는 고위험군 환자 및 저위험군 환자로 간주되고, 컷오프 이하의 환자는 저위험군 환자로 간주된다. 그 다음, 위험군을 Kaplan-Meier 곡선으로 비교하여 설명할 수 있다.

Cox 의 비례 위험 회귀 (Cox, David R 1972 Journal of the Royal Statistical Society., Breslow, N. E. 1975 International Statistical Review) 는 생존 분석에서 생존 분포와 공변량의 관계를 조사하는 전형적인 방법이다. Cox 모델은 통상적으로 하기에 나타낸 위험 모델 공식으로 표현된다. 이 모델은 X 로 표시된 설명 변수 셋트의 주어진 사양을 갖는 개체의 시간 t 에서의 위험에 대한 표현을 제공한다. X 는 개체의 위험을 예측하기 위해 모델링되는 예측 변수의 집합을 나타낸다. Cox 모델 공식은 시간 t 에서의 위험이 2 가지 양의 곱이라고 말한다. h0(t) 는 기준선 위험 함수로 지칭된다. 두 번째 양은 β_iX_i 의 선형 합에 대한 지수 표현 e 이며, 여기서 합은 p 개의 설명 X 변수에 대한 것이다 (Gail, M. et al 1996 Statistics for Biology and Health).

환자 분류에는 Kaplan-Meier (KM) 생존 곡선이 포함될 수 있다. KM 곡선은 평생의 데이터로부터 생존 함수를 추정하는데 사용되는 비모수적 통계이다 (Kaplan, E. L.; Meier, P 1958 J. Amer . Statist . Assn). KM 곡선은 완만한 함수가 아니라 계단식 추정이다. X-축은 생존 기간의 연속 시간을 나타낸다. 주어진 집단의 구성원이 시간, t 를 초과하는 수명을 가질 누적 확률이 Y-축에 표시된다. 간격에 대한 누적 확률은 그 간격까지의 간격 생존율을 곱하여 계산된다 (Rich JT et al 2010 Otolaryngol Head Neck Surg). KM 곡선을 사용하여 실시예의 결과를 나타냈다 (도 1 내지 3 참조). 의학 통계학에서, KM 곡선은 전형적으로 Gene A 프로파일을 갖는 환자와 Gene B 프로파일을 갖는 환자의 범주로 환자를 그룹화하는 데 적용된다. 그래프에서, Gene B 를 갖는 환자는 Gene A 를 갖는 환자보다 훨씬 더 빨리 사망한다. 2 년 후, Gene A 환자의 약 80% 는 생존하지만, Gene B 를 갖는 환자의 절반 미만이 생존한다. 본 발명에서, KM 곡선을 사용하여 환자를 재발 고위험군과 재발 저위험 군으로 그룹화하였다.

Kaplan-Meier 추정량을 생성하려면, 각 환자 (또는 각 대상) 에 대해 적어도 2 가지 데이터가 필요하다: 마지막 관찰시 (사건 발생 또는 옳게-검열됨(right-censored)) 및 사건 발생시 (또는 검열시) 의 상태. 둘 이상의 그룹 간의 생존 함수를 비교하려면, 세 번째 데이터가 필요하다: 각 대상의 그룹 지정. 주어진 집단의 구성원이 시간, t 를 초과하는 수명을 가질 확률을 S(t) 라고 한다. 이 집단으로부터 크기가 N 인 샘플의 경우, N 샘플 구성원이 사망할 때까지 관측되는 시간은 다음과 같다:

각 t_i 에 해당하는 것은 n_i, 시간 t_i 직전의 "위험에 처해 있는(at risk)" 수, 및 d_i, 시간 t_i 에서의 사망 수이다.

Kaplan-Meier 추정량은 S(t) 의 비모수적 최대 우도 추정치이며, 이때 최대값은 사건 시간 t _i 에서 중단점이 있는 모든 구간적으로 일정한 생존 곡선의 셋트에서 취한다. 이는 하기 형태의 곱이다:

.

검열이 없을 때, n _i 는 시간 t _i 직전의 생존자 수이다. 검열이 있을 때, n _i 는 생존자 수에서 손실 수를 뺀 값이다 (검열된 경우). 여전히 관찰되고 있는 (검열되지 않음) 생존하는 경우는 (관찰된) 죽음의 "위험에 처해있는" 경우뿐이다. 다음와 같은 때때로 사용되는 대체 정의가 있다:

.

두 정의는 관찰되는 사건 시간에서만 다르다. 후자의 정의는 우-연속적이지만, 전자의 정의는 좌-연속적이다.

실패 시간을 측정하는 확률 변수를 T 라고 하고, 그 누적 분포 함수를 F(t) 라고 한다. 하기 참조:

.

따라서, 추정치를 F(t) 의 우-연속적 추정치와 양립 가능하게 하기 위해서는 우-연속적인 정의가 바람직할 수 있다.

Kaplan-Meier 추정량은 통계량이며, 여러 추정량이 분산을 근사하는 데 사용된다. 가장 일반적인 추정량 중 하나는 그린우드 공식(Greenwood's formula)이다:

.

일부 경우, 여러 Kaplan-Meier 곡선을 비교하고자 할 수 있다. 이는 로그 순위 시험 또는 Cox 의 비례 위험 시험을 포함하는 각종 방법으로 수행될 수 있다.

상기 통계적 방법은 단지 고위험군 환자를 식별하기 위한 통계적 방법의 예이다. 통계 전문가는 우세한 데이터를 분석하고 적합한 컷오프를 제공하는 데 적합한 방법을 알 것이다. 상기 기재한 바와 같이, 컷오프를 초과하는 값을 갖는 사람은 고위험군으로 식별된다.

고위험군으로 식별되어 화학요법으로 치료받아야 하는 사람은 저위험군으로 분류된 사람보다 재발 위험이 높다. 재발은 과거의 질병, 현재의 폐 선암종의 재발이다. 질환의 징후 및 증상은 완화 후에 돌아온다. 암 재발은 치료 후 및 암이 발견될 수 없는 기간 후 암이 돌아오는 것으로 정의된다. 동일한 암이 처음 발견되었던 곳과 동일한 장소 또는 매우 가까운 곳에서 다시 나타난다.

SCC-NSCLC 의 표준 치료법은 수술, 특히 절제술이다. "절제술" 은 손상된 장기 또는 구조의 일부 또는 전부를 외과적으로 제거, 특히 종양을 제거하는 것이다. 폐 절제술은 폐의 전부 또는 일부를 외과적으로 제거하는 것이다. 절제술의 유형은 종양 위치, 크기 및 유형뿐만 아니라 진단 전 전반적인 건강 및 폐 기능을 기반으로 할 것이다. 폐에는 오른쪽에 3 개의 엽이 있고, 왼쪽에 2 개의 엽이 있다. 통상적으로, 암 수술은 엽을 제거하는 것을 수반하는데, 이를 폐엽 절제술(lobectomy)이라고 한다. 쐐기 절제술 또는 구역 절제술은 엽보다 작은 폐의 영역, 일반적으로 종양과 그 주위의 건강한 폐 조직의 작은 영역을 제거하는 것을 지칭한다. 이는 초기 암에 사용되는 치료법이며 때때로 암이 의심되지만 입증되지 않은 폐의 일부를 제거하는 것이다. 폐엽 절제술에서, 외과 의사는 폐엽을 제거한다. 이는 모든 암 조직을 제거하고 암이 다시 돌아올 가능성을 줄이는 가장 좋은 기회이기 때문에, 폐암에 대해 수행되는 통상적인 수술이다. 편폐전적출술(pneumonectomy)은 폐 전체를 제거하는 것이다. 이 옵션은 종양이 특히 크거나, 도달하기 어렵거나 폐의 중앙 위치에 있는 경우 고려된다. 편폐전적출술로 인해 기능이 상당하게 상실될 수 있지만, 많은 사람들이 하나의 폐로만 잘 살고 있다. 현재, 절제술은 주로 폐엽 절제술, 편폐전적출술, 양엽절제술 (제거 또는 우측 폐 또는 좌측 폐) 및 쐐기 절제술이다.

본 발명에 따르면, 고위험 환자는 화학요법으로 치료되어야 한다. "화학요법"은 암에 대한 약물 치료이다. 이는 통상적으로 전체 신체에 영향을 미치며 순환하는 것을 의미하는 전신성이다. 약물은 혈류에 들어가 비정상적인 세포를 죽이거나 분열을 막는다. 이들은 종종 정맥 (IV) 주입으로, 카테터를 통해 정맥으로, 또는 구강으로 제공된다. 암의 유형, 병기 및 위치가 화학요법의 특정 의약(들), 강도 및 빈도를 결정할 것이다. 이는 수술이나 방사선과 병용될 수 있다. 화학요법은 수술 전에 (때때로 방사선 치료와 함께) 적용되어 종양을 축소시킬 수 있으며 (신보조(neoadjuvant) 요법), 수술 후에 (때때로 방사선 치료와 함께) 적용되어 남겨져 있는 임의의 암세포를 죽일 수 있으며 (보조 요법), 또는 더 진행된 암 또는 수술을 받기에 충분히 건강하지 않은 사람들을 위한 주요 치료로서 (때때로 방사선 치료와 함께) 적용될 수 있다. 통상적으로 치료 기간 (통상적으로 1 내지 3 일) 이어서 휴식 기간을 포함하는 주기로 제공되어 신체가 회복될 시간을 허용한다. 그러나, 일부 화학요법은 매일 제공된다. 주기는 일반적으로 약 3 내지 4 주 지속된다. 화학요법제의 예는 시스플라틴, 카보플라틴, 파클리탁셀 (Taxol^®), 알부민-결합 파클리탁셀 (nab-파클리탁셀, Abraxane^®), 도세탁셀 (Taxotere^®), 젬시타빈 (Gemzar^®), 비노렐빈 (Navelbine^®), 이리노테칸 (Camptosar^®), 에토포시드 (VP-16^®), 빈블라스틴 또는 페메트렉시드 (Alimta^®) 를 포함한다. 대개, NSCLC 치료는 2 가지 화학요법제의 조합을 사용한다. 연구는 제 3 의 약물을 추가하는 것이 이익을 그다지 추가하지 않으며 부작용을 더 일으키기 쉽다는 것을 보여 주었다. 단일-약물 화학요법은 때때로 전반적인 건강 상태가 좋지 않거나 노인과 같이 조합 화학요법을 잘 견딜 수 없는 사람들에게 사용된다. 조합이 사용되는 경우에는 종종 시스플라틴 또는 카보플라틴과 하나의 다른 약물을 포함한다. 때때로, 비노렐빈 또는 파클리탁셀과 젬시타빈과 같은 이들 약물을 포함하지 않는 조합이 사용될 수 있다. 특정 기준을 충족하는 진행성 폐암을 갖는 개체의 경우, 표적 치료 약물, 예컨대 베바시주맙 (Avastin^®) 또는 세툭시맙 (Erbitux^®) 이 또한 치료에 첨가될 수 있다. 현재 바람직한 보조 화학요법은 시스플라틴 또는 카보플라틴을 포함하며, 종종 비노렐빈, 도세탁셀, 에토포시드 또는 페메트렉시드와 병용된다. 본 발명에서, 화학요법은 바람직하게는 보조 화학요법이다. 보다 바람직하게는, 개체는 수술 후, 특히 SCC-NSCLC 의 외과적 절제술 후 화학요법으로 치료되어야 한다.

폐암의 추가 치료는 방사선 치료이다. 방사선 치료는 종종 화학요법과 함께 제공되며, 수술할 수 없는 NSCLC 환자의 치료 의도와 함께 사용될 수 있다. 이러한 고강도 방사선 치료의 형태를 급진적 방사선 치료라고 한다. 이 기법의 향상은 단기간 내에 높은 선량의 방사선 치료가 제공되는 지속적 과분획적 가속 방사선 치료 (continuous hyperfractionated accelerated radiotherapy: CHART) 이다. 수술 후 흉부 방사선 치료는 일반적으로 NSCLC 의 치유 의도 수술 후에 사용되어서는 안 된다. 암 성장이 기관지의 짧은 부분을 막는 경우, 통로를 열기 위해 근접 치료 (국소 방사선 치료) 를 기도 내부에 직접 제공할 수 있다. 외부 빔 방사선 치료와 비교하여, 근접 치료는 치료 시간을 줄이고 의료진에게 방사선 노출을 감소시킨다. 그러나, 근접 치료에 대한 증거는 외부 빔 방사선 치료에 대한 것보다 적다. 본 발명에서, 화학요법, 특히 보조 화학요법은 방사선 치료와 병용될 수 있다.

제 2 양태에서, 본 발명은 화학요법으로 치료되어야 하는 개체의 식별을 위한 마커 조합으로서의 CYFRA 21-1 및 CEA 의 용도에 관한 것으로서, 기준 집단 또는 기준 그룹에서 설정된 조합값의 컷-오프 값을 초과하는 개체로부터 수득된 샘플에서의 마커 조합의 조합값의 검출은 화학요법에 의한 치료를 나타내며, 조합값은 샘플에서 마커 분자의 양 또는 농도의 가중 계산에 의해 수득되며, 개체는 SCC-NSCLC I 기 또는 II 기로 진단된 개체이다.

본 발명에 따른 용도는 본 발명의 방법에 대해 특정된 바와 같이 추가로 정의될 수 있다. 특히, 본 개시의 제 2 양태에서 사용된 용어와 관련하여, 이는 본 개시의 제 1 양태에서 사용되는 용어, 예 및 특정 구현예를 언급하며, 이는 또한 본 개시의 제 2 양태에 적용 가능하다.

일반적으로, 본 개시는 본원에 기재된 특정 방법, 프로토콜 및 시약이 달라질 수 있기 때문에 이에 한정되지 않는다. 또한, 본원에서 사용된 용어는 단지 특정 구현예를 설명하기 위한 것이며, 본 개시의 범위를 제한하려는 것이 아니다. 본원 및 첨부된 청구범위에서 사용된 단수 형태는 문맥상 명확히 다르게 지시하지 않는 한 복수형을 포함한다. 유사하게, 단어 "포함하다", "함유하다" 및 "포함하다" 는 배타적으로보다는 포괄적으로 해석되어야 한다.

달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어 및 모든 두문자어는 본 개시의 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기재된 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 물질이 본원에 제시된 바와 같은 실시에서 사용될 수 있지만, 구체적인 방법 및 물질은 본원에 기재되어 있다.

하기 실시예에 의해 본 개시를 보다 상세하게 설명하지만, 실시예는 단지 설명의 목적으로 포함된 것이며, 달리 구체적으로 표시되지 않는 한 본 개시의 범위를 제한하려는 것이 아니다.

도 1 은 SCC-NSCLC I 기 및 II 기로 진단된 환자의 재발 없는 생존을 도시한다. 도 1A 에서, 환자는 본 발명의 기준에 따라 T1-2, N0 (화학요법이 권장되지 않음; 실선으로 표시) 및 T3, N0 또는 T1-2, N1 (보조 화학요법으로 치료 받음; 파선으로 표시) 으로 분류된 환자로 세분되었다. 선은 수술 후 시간에 따른 두 하위그룹의 재발 없는 생존을 나타낸다. 도 1B 에서, 환자의 샘플에서의 마커 Cyfra21-1 및 CEA 의 수준을 기반으로 환자를 분류하고, 재발 없는 생존을 시간에 따라 모니터링하였다. 마커 수준이 상승한 환자는 높은 재발 위험 (파선으로 표시) 을 갖고, 더 낮은 마커 수준의 환자는 낮은 재발 위험 (실선으로 표시) 을 갖는 것으로 밝혀졌다.
도 2 는 화학요법에 의한 치료에 따른 SCC - NSCLC 환자의 하위그룹에서의 재발 없는 생존의 비교를 도시한다. 도 1A (허용된 치료 기준에 따라 분류됨) 및 도 1B (본 발명에 따른 Cyfra21-1 및 CEA 수준을 기반으로 분류됨) 에 특정된 바와 같은 환자의 하위그룹을 시간에 따른 재발 없는 생존을 측정함으로써 보조 화학요법의 유효성에 대해 평가하였다. 도 2A 에 도시된 바와 같이, 현재의 치료 표준, 즉 T 병기만으로는, 화학요법은 재발 없는 생존을 유의하게 향상시키지 못한다. 도 2B 에 도시된 바와 같이, 저위험군 (실선 및 파선) 에서의 화학요법은 재발 없는 생존에 긍정적인 영향을 미치지 않지만, 고위험군 (점선 vs. 파선/점선) 에서는 화학요법에 의해 재발 없는 생존이 증가하며, 이는 본 발명에 따라 식별된 환자의 하위그룹이 보조 화학요법으로부터 명백하고 상당히 이익을 받는다는 것을 입증한다.
도 3 은 화학요법 치료에 따른 아데노 - NSCLC 환자의 하위그룹의 재발 없는 생존의 비교를 도시한다. 도 1A (허용된 치료 기준에 따라 분류됨) 및 도 1B (본 발명에 따른 Cyfra21-1 및 CEA 수준을 기반으로 분류됨) 에 특정된 바와 같은 환자의 하위그룹을 시간에 따른 재발 없는 생존을 측정함으로써 보조 화학요법의 유효성에 대해 평가하였다. 도 3A 에 도시된 바와 같이, 현재의 치료 표준, 즉 T 병기만으로는, 재발 없는 생존은 변하지 않았다. 도 3B 에 도시된 바와 같이, 실선 (화학요법을 받은 저위험군 환자) 과 파선 (화학요법을 받지 않은 저위험군 환자) 사이에는 유의한 차이가 없었으며, 점선 (화학요법을 받은 고위험군 환자) 과 파선/점선 (화학요법을 받지 않은 고위험군 환자) 사이에도 유의한 차이가 없었으며, 즉 보조 화학요법은 두 위험군에서 모두에서 재발 없는 생존을 변화시키지 않았다.

실시예

실시예 1: 기준 집단에서의 컷오프 값 및 가중 인자의 정의

실시예 1 은 Cyfra21-1 과 CEA 의 조합에 대한 가중 인자 및 조합값 C 에 대한 컷오프 값이 어떻게 적합한 기준 집단에서 수득되는지를 설명한다.

적합한 기준 집단은 기준선 (수술 전) 수준의 Cyfra21-1 및 CEA 가 알려져 있는 SCC-NSCLC 환자로 이루어져야 하며, 환자 중 일부는 화학요법을 받아야하고 적합한 결과 측정 (예를 들어, 재발 없는 생존) 이 가능해야 한다.

적합한 코호트에서, 적합한 결과 측정 (예를 들어, 재발 없는 생존) 을 종속 변수로 사용하고 Cyfra21-1 및 CEA 및 임의로 T-병기를 독립 변수로 사용하여 Cox 의 비례 위험 회귀 모델(Cox's proportional hazards regression model)을 계산할 수 있다.

그 다음, Cyfra21-1, CEA 및 임의로 T-병기에 대한 Cox 의 비례 위험 모델 회귀 모델에 의해 산출된 회귀 계수를 가중 인자로 사용하여 코호트의 각 환자에 대한 조합값 C 를 계산할 수 있다. 이들 조합된 C 값에 대하여, 예를 들어 코호트에서 C 값의 중앙값을 계산하여 컷오프를 정의할 수 있다.

컷오프를 초과하는 C 값을 갖는 환자는 고위험군 환자로 간주되고, 컷오프 이하의 값을 갖는 환자는 저위험군 환자로 간주될 것이다. 조합값과 컷오프의 계산을 위한 가중 인자가 설정되면, 이들 결과는 화학요법을 위한 새로운 환자를 선택하는데 사용될 수 있다.

실시예 2: I 기 및 II 기 SCC - NSCLC 환자의 다양한 하위그룹에서의 화학요법의 유효성 측정

I 기 및 II 기 SCC-NSCLC 환자 88 명의 집단을 사용하여 그들의 종양 단계 및 마커 수준에 따라 환자의 하위그룹을 식별하였다. 모든 하위그룹이 화학요법으로 치료되어야 하는지 여부를 명확히 하는 것이 목표였다.

모든 환자는 종양 절제술을 받았고, 이들 환자 중 21 명은 화학요법을 추가로 받았다. Cyfra21-1 및 CEA 의 농도는 절제술 전에 수집한 혈청 샘플에서 측정하였다.

화학요법에 환자를 선택하기 위해 오늘날 임상 실습에서 주로 사용되는 기준은 종양 크기를 기반으로 한다. 현재 코호트에서 화학요법에 환자를 선택하는 병기의 적합성을 평가하기 위해, T1-2,N0 기 환자는 저위험군으로 간주하였고, T3,N0 또는 T1-2,N1 기 환자는 고위험군으로 간주하였다. 병기에 따라 고위험군과 저위험군에서 화학요법을 받은 환자 또는 받지 않은 환자에 대하여 재발 없는 생존의 차이를 평가하였다 (표 1).

표 1: 병기에 따른 위험군

HR 저위험군: 화학요법 받음 vs. 화학요법 받지 않음 = 2.373 (p = 0.3905)

HR 고위험군: 화학요법 받음 vs. 화학요법 받지 않음 = 2.161 (p = 0.2211)

화학요법에 환자를 선택하는데 있어 Cyfra21-1 및 CEA 의 적합성을 평가하기 위해, 재발 없는 생존을 종속 변수로 하고 Cyfra21-1 및 CEA 를 독립 변수로 하여 본 발명의 집단에 대하여 Cox 의 비례 위험 회귀 모델을 설정하였다.

각 환자에 대한 조합값 C 는 하기에 의해 계산하였다:

C = b₁ * log₂(Cyfra21-1) + b₂ * log₂(CEA)

식 중, b₁, b₂ 는 Cox 의 비례 위험 회귀 모델로부터 유도된 회귀 계수이고, log₂(...) 는 밑이 2 인 로그를 나타낸다. 기재된 코호트에서, b₁ 은 0.459 였고, b₂ 는 0.017 이었다.

따라서, 집단 내의 각 환자에게 조합값 C 가 지정되었다. 이들 C 값의 중앙값을 컷오프로 정의하였다 (기재된 코호트에서 중앙값은 0.960 이었음). 컷오프를 초과하는 조합값 C 를 갖는 모든 환자를 고위험군 환자로 간주하였고, 컷오프 이하의 값을 갖는 환자를 저위험군 환자로 간주하였다.

화학요법을 받은 고위험군 환자는 화학요법을 받지 않은 고위험군 환자보다 유의하게 긴 재발 생존율을 보였다. 그러나, 저위험군에서는 화학요법의 유무에 관계없이 재발 없는 생존에 유의한 차이가 없었다. 이는 모든 고위험군 환자는 화학요법을 받아야 하는 반면 저위험군 환자는 화학요법을 받아서는 안 된다는 것을 의미한다.

각각 고위험군 또는 저위험군에서 화학요법을 받은 환자와 받지 않은 환자 사이의 재발 없는 생존의 차이는 위험 비 및 1, 2 및 3 년 후 재발 없는 생존율에 의해 추정되었다.

위험 비는 2원 인자 화학요법 예/아니오를 독립 변수로 사용하고 재발 없는 생존을 종속 변수로 사용하여 제 2 Cox 의 비례 위험 회귀 모델에 의해 계산하였다. Cox 의 비례 위험 회귀 모델은 고위험군 및 저위험군에서 개별적으로 계산하였다. 결과를 표 2 에 나타냈다.

표 2: Cyfra21-1 및 CEA 에 따른 위험군

HR 저위험군: 화학요법 받음 vs. 화학요법 받지 않음 = 0.876 (p = 0.8468)

HR 고위험군: 화학요법 받음 vs. 화학요법 받지 않음 = 3.984 (p = 0.0627).

실시예 3: 화학요법으로 치료되어야 하는 환자의 식별

새로운 환자의 경우 이 환자의 적절한 샘플에서 Cyfra21-1 및 CEA 를 측정하고 정의된 가중 인자를 기반으로 이 환자의 조합값 C 를 계산하였다. 환자의 조합값 C 가 이전에 정의된 컷오프를 초과하는 경우 이 환자를 화학요법에 선택하였다.

조합값 C 에 대한 가중 인자 및 컷오프는 이러한 가중 인자 및 이러한 컷오프 값을 독립적으로 설정하고자 한다면 실시예 1 에 기재되어 있는 임의의 적합한 코호트로부터 유도될 수 있거나, 실시예 2 에 주어진 가중 인자 및 컷오프 값을 사용할 수 있다.

Claims

a) 개체로부터 수득한 샘플에서 마커 분자 시토케라틴-19 단편 (CYFRA 21-1) 및 태아성암 항원 (CEA) 의 양 또는 농도를 측정하는 단계,
b) 단계 (a) 에서 측정한 마커 분자의 양 또는 농도를 가중 계산하여 조합값을 수득하는 단계, 및
c) 단계 (b) 에서 수득한 마커에 대한 조합값을 기준 집단에서 설정한 조합값의 컷오프 값과 비교하여 화학요법으로 치료되어야 하는 대상을 식별하는 단계를 포함하며,
컷오프 값을 초과하는 조합값은 개체가 화학요법으로 치료되어야 하는 것을 나타내는, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법.
제 1 항에 있어서, 개체의 샘플이 치료 전에 채취되는, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법.
제 2 항에 있어서, 치료가 수술, 특히 SCC-NSCLC 의 외과적 절제술인, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법.
제 3 항에 있어서, 개체의 샘플이 치료 21 일 전부터 직전까지, 특히 치료 14 일 전부터 24 시간 전까지, 특히 치료 7 일 전부터 2 일 전까지, 특히 수술 마취 유도 전에 채취되는, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 기준 집단이 SCC-NSCLC I 기 또는 II 기로 진단되고 비-소세포 폐암종 아형 선암종으로 진단된 개체는 포함하지 않는, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플이 특히 혈청, 혈장 및 전혈로 이루어진 군으로부터 선택되는 혈액 샘플인, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 마커 분자(들)이 단백질 수준에서 측정되는, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 화학요법이 보조 화학요법 인, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법.
제 8 항에 있어서, 개체가 수술 후, 특히 SCC-NSCLC 의 외과적 절제술 후 화학요법으로 치료되어야 하는, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 개체가 인간인, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 컷오프 값이 기준 집단의 중앙값인, 화학요법으로 치료되어야 하는 비-소세포 폐암종 아형 편평세포 암종 (SCC-NSCLC) I 기 또는 II 기를 갖는 개체를 식별하는 방법.
기준 집단에서 설정한 조합값의 컷오프 값을 초과하는 개체로부터 수득된 샘플에서의 마커 조합의 조합값의 검출이 화학요법으로의 치료를 나타내며, 조합값은 샘플에서의 마커 분자의 양 또는 농도의 가중 계산에 의해 수득되며, 개체는 SCC-NSCLC I 기 또는 II 기로 진단된 개체인, 화학요법으로 치료되어야 하는 개체의 식별을 위한 마커 조합으로서의 CYFRA 21-1 및 CEA 의 용도.
제 12 항에 있어서, 용도가 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 명시된 바와 같이 추가로 정의되는, CYFRA 21-1 및 CEA 의 용도.