KR20200026286A - 장기 기능 복구의 수술전 예측을 위한 검정 - Google Patents
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Abstract
유전자 발현은 대상체로부터 얻어진 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)의 샘플에서 측정되고, 장기 기능 복구를 예측하기 위해 사용된다. 기능 복구 가능성(FRP) 스코어는 장기 부전으로부터의 회복과 연관된 방향으로 본 명세서에서 동정된 유전자의 측정된 발현 수준을 반영하는 샘플에 대해 정해진다. 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)로의 대상체의 치료는 FRP 스코어가 기준값보다 낮을 때 권장되고, FRP 스코어가 기준값보다 더 높을 때, 대상체에 권장되는 발달된 심부전에 대한 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 또는 다른 중재를 포함하지만, 이로 제한되지 않는 치료법으로의 치료를 제공한다. 장기 부전에 대한 의학적 중재로부터 회복하는 대상체의 능력을 예측하는 FRP 스코어링 알고리즘을 개발하는 방법이 또한 기술되어 있다.
Description
본 출원은 2017년 7월 5일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/528,748호, 및 2017년 12월 6일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/595,383호의 이익을 주장하며, 이러한 문헌 각각의 전체 내용은 본 출원에 참고로 포함된다.
EFS
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목록에 대한 참조
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정부 지원의 인정
본 발명은 국립 보건원(National Institutes of Health)에 의해 수여된 HL120040 하에서 정부 지원으로 이루어졌다. 정부는 본 발명의 특정 권리를 갖는다.
미국에서, 6백만 명이 심부전(heart failure: HF)으로 영향을 받고 있다[Yancy 2013]. 3백만명은 감소된 박출률을 갖는 HF(HF with reduced ejection fraction: HFrEF) 및 보존된 박출률을 갖는 HF(HF with preserved ejection fraction: HFpEF) 각각에 영향을 받고 있다. 발전하는 HF의 평생 위험은 40세 이상의 남성 및 여성의 1/5이다. 사망률은 지수 진단의 시점으로부터 5년 이내에 대략 50%로 허용 가능하지 않게 높게 유지된다. 미국에서, 매년 추정된 300,000명의 사람은 발달된 심부전(advanced heart failure: AdHF)으로서 분류되는, 단계 D 심부전으로 진단되고 있다[Hunt 2009].
본 명세서에는 심혈관 질환을 치료하기 위한 방법 및 시스템이 기술되어 있다. 일부 실시형태에서, 본 명세서에는 그러한 개체에 대한 치료의 제공 후에 심혈관 질환을 갖는 개체의 예후를 예측하기 위한 방법 및 시스템이 기술되어 있다. 일부 실시형태에서, 개체에 대한 치료의 제공 후 개체의 예후는 스코어로 제공된다. 일부 실시형태에서, 개체에 대한 치료 양식은 개체의 예후에 대해 제공된 스코어를 기초로 하여 선택된다.
심혈관 질환을 갖는 환자의 큰 하위그룹은 심부전(HF)을 갖는 환자이다. 심부전(HF)은 전신 관류감소 및 신체의 대사 요구를 충족시키는 것에 대한 부전을 야기시키는 복잡한 임상 증후군이다. 이를 보완하기 위한 시도로서, 교감 신경계 및 레닌-안지오텐신-알도스테론의 만성 상향조절은 추가의 심근 손상, HF 진행 및 감소된 O2-전달을 초래한다. 이는 진행성 장기 기능장애, 면역계 활성화 및 심각한 대사 장애를 촉발시켜, 다른 만성 전신 질환과 유사한 환경을 생성시키고 심각하게 제한된 예후를 갖는 발전된 HF(AdHF)로서 제시된다.
일반적으로, AdHF를 갖는 환자는 최적 의학 관리(optimal medical management: OMM) 또는 완화/호스피스 치료(palliative/hospice care: PC) 대신에, 기계적 순환 보조(mechanical circulatory support: MCS) 수술, 심장 이식(heart transplant: HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(coronary artery bypass graft: CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(percutaneous coronary interventions: PCI), 대동맥판 치환(aortic valve replacement: AVR) 수술, 승모판 치환(mitral valve replacement: MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(trans-catheter aortic valve replacement: TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술과 같은 다양한 수술/중재 치료법으로 혜택을 받을 수 있다. 단계 C HF 지침-기반 의료 치료법이 잘 확립되어 있지만, 이러한 수술/중재 치료 중재의 생존 이점은 잘 확립되어 있지 않다.
본 발명자는 이러한 수술/중재 치료법 후 AdHF에서의 1년 생존이 기능성 회복 가능성(Functional Recovery Potential: FRP), HF 중증도, 2차 장기 기능장애, 동시이환, 허약함, 및 장애뿐만 아니라 생활 연령과 관련되어 있고, 분자 면역학적 바이오마커에 의해 진단될 수 있다고 가정하고 있다.
HF는 미국에서 2009년에 372억의 직접 및 간접 비용으로 추정되고, 2030년까지 970억까지 증가할 것으로 예상되는, 이의 엄청난 사회적 및 경제적 부담으로 인해 공중 보건의 주요 관심사이다[Roger 2012]. HF로 입원환 환자에서 생애 마지막 해 동안 모든 비용의 25%가 발생하지만[Orszag 2008, Zhang 2009], 더 많은 자원 지출은 낮은 사망률과 관련이 있다[Ong 2009]. 중요한 고려 사항은, 가장 비용-효율적인 방식으로 개인 이익을 맞추기 위하여, 이러한 AdHF 수술/중재 치료법 중 어느 것이 의료인에 의해 개체 AdHF-환자에게 권장되는가?이다.
상이한 AdHF-중재에 대하여, 1년 사망률은 10 내지 30%의 범위이다[Deng 2018]. 이러한 모호성은 HF 중증도 및 HF-관련 장기 기능장애(OD)의 진행성 임상 궤적에 맞춰진 현 임상 예측 툴을 사용하더라도, 임상 궤적의 예측불가능성을 시사한다. 이러한 모델은 뇌 나트륨이뇨 펩타이드(BNP) 측정(Troughton 2000, Gardner 2003, Doust 2003), 심부전 생존 스코어(HFSS)(Aaronson 1997), Seattle 심부전 모델(Levy 2006, Ketchum 2010), MAGGIC 스코어(Sartipy 2014), 허약함 스코어(Martinez-Selles 2009, Flint 2012), INTERMACS 스코어(Smits 2013, Kirklin 2014), UCLA 스코어(Chyu 2014), 순차적 장기 부전 평가(SOFA) 스코어(Vincent 1996), HeartMate II 위험 스코어(Cowger 2013), 말기 간 질환의 모델(Matthews 2010), INR을 제외한 말기 간 질환의 모델(MELD-XI) 스코어(Abe 2014) 및 우심실 부전 스코어(Kormos 2010)를 포함한다. 그러나, 가장 검증된 예측 툴은 가장 심하게 아픈 환자들 중에서 위험을 과소평가하는 경향을 갖는다[Sartipy 2014]. 단계 D HF 또는 AdHF-진행을 예측하는 불확정성은 개체 환자의 건강 및 건강관리 비용에 영향을 미친다.
심부전에 대한 상기 치료 옵션 각각과 관련된 위험의 개선된 예측이 필요하며, 궁극적으로, 다른 치료 옵션에 대해 하나의 치료 옵션을 선택할 때 개선된 위험 예측, 즉, AdHF-환자에서 상기 중재로부터 비교 생존 이익의 개선된 예측이 요구된다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에 기술된 물질 및 방법은 장기 기능 복구를 예측하기 위해 유전자 발현 프로파일을 이용함으로써 이러한 요구 사항 등을 해결한다. 본 명세서에는 예시적인 실시형태에서, 대상체로부터 얻어진 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)의 샘플에서 유전자 발현을 측정하는 방법이 기술된다. 본 방법은 또한, 발달된 장기 부전, 예를 들어, 발달된 심부전에 대한 치료 결과를 예측하는 방법으로서 및 이러한 장기 부전을 치료하는 방법 및/또는 이러한 치료를 최적화하는 방법으로서 구현될 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 방법은 (a) 샘플에서 적어도 8개의 유전자 세트의 발현 수준을 측정하는 단계로서, 적어도 8개의 유전자는 표 2 및 표 3에 나열된 것으로부터 선택되는 단계; (b) 샘플에 대해, 장기 부전으로부터의 회복과 연관된 방향으로 유전자의 측정된 발현 수준을 반영하는 기능 복구 가능성(FRP) 스코어를 정하는 단계로서, FRP 스코어는 기준값에 대한 유전자 세트의 측정된 발현 수준에 해당하는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 대상체는 심부전을 앓고 있다. 선택적으로, 본 방법은 (c) FRP 스코어가 기준값보다 낮을 때, 대상체를 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)로 치료하고, FRP 스코어가 기준값보다 높을 때, 대상체에, 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 치료를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 10 내지 75개의 유전자의 발현 수준이 측정된다. 대안적으로, 10 내지 30개의 유전자의 발현 수준이 측정된다. 다른 실시형태에서, 10 내지 15개의 유전자의 발현 수준이 측정된다. 일부 실시형태에서, 유전자 세트는 표 2에 나열된 유전자 중 적어도 10개, 표 3에 나열된 유전자 중 적어도 10개, 또는 표 4에 나열된 유전자 중 적어도 10개이거나, 표 1A 내지 표 1I 각각으로부터 선택된 하나의 유전자를 포함한다. 선택적으로, 본 방법은 하나 이상의 제어 유전자를 측정하는 것을 추가로 포함한다.
일부 실시형태에서, 기준값은 심부전 및/또는 주요 장기 기능장애로부터 회복하는 대상체에서 관찰된 유전자 세트의 발현 수준에 해당한다. 일 실시형태[Bondar 2017 참조]에서, 기준값은 1) 그룹 I(MCS-수술 전 -1일과 비교하여 MCS 수술 후 8일에 순차적 장기 부전 평가(SOFA) 스코어 및 INR을 제외한 말기 간 질환의 모델(MELD-XI) 스코어의 개선에 규정된 바와 같은, 양호한 기능 회복을 갖는 높은 FRP=17명 HF-환자) 대 그룹 II(이러한 임상 기준을 충족하지 못하는 낮은 FRP=12명 환자)로서 규정된 이분법적인 표현형 프레임워크를 생성시키고, 2) mRNA 전사체의 전체 세트(36,938)(20번째 내지 100번째 백분위수)를 필터링하고, 언페어드 Mann-Whitney 시험 및 Benjamini-Hochberg 보정 분석(FDR=0.1)으로의 통계 분석에 대한 적어도 2.0의 배수 변화(123개의 전사체)를 갖는 단지 얻어진 26,571개 독립체만알 잔류시키고, -1일 및 3일에 그룹 I과 그룹 II 간에 차별적으로 발현되는 것으로서 28개의 유전자를 식별하고, 그룹 I 대 그룹 II에서의 구성원에 의해 계층화된 총 29개로부터 20개의 샘플을 무작위적으로 선택함으로써 지지 벡터 머신(SVM) 알고리즘을 이용하여 모델을 구축한 후에, 식별된 28개의 유전자에 대한 GEP 값을 평균처리함으로써 구성된다. 모델을 시험하기 위하여, 나머지 9개의 샘플은 그룹 I 또는 그룹 II에서 구성원에 의해 계층화되었다. 93%의 평균 예측 정확도(범위: 78 내지 100%)는 계층화된 랜덤 선택 모델 구축 프로세서를 25회 재실행한 후 달성되었다. 이에 따라, 표 3에 나열된 28개의 유전자에서 유전자 발현의 미지 수준을 갖는 임의의 신규한 HF-환자의 혈액 샘플에 대하여, 28개의 유전자의 발현 값의 귀속(imputation)은 이러한 샘플이 93%의 정확도로 그룹 I 또는 그룹 II로 할당되는지의 여부를 이분법적 결정을 산출하고, 이에 따라, 이러한 신규한 HF-환자가 높은 FRP(그룹 I) 또는 낮은 FRP(그룹 II)를 갖는지의 여부를 예정된 HF-=중재 전에 93%의 정확도를 예측할 수 있다[도 8에서 2개의 환자 예 참조]. 이러한 정보가 이러한 환자의 의사에게 이용 가능한 다른 임상 데이터에 추가되는 경우에, 의사는 예정된 HF-중재를 받을 지의 여부에 대해 환자에게 보다 정확하게 통보된 제안을 만들 수 있다. 상기 실시예와 같은 일부 실시형태에서, 대상체는 HF를 앓고 있으며, 본 방법은 (c) FRP 스코어가 낮을 때, 대상체를 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)로 처리하고, FRP가 높을 때, 대상체에, 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술을 포함하지만 이로 제한되지 않는 치료를 제공하는 단계를 포함한다. 다른 실시형태에서, 10 내지 30개의 유전자의 발현 수준이 측정된다. 일부 실시형태에서, 유전자 세트는 표 2에 나열된 유전자 중 적어도 10개, 표 3에 나열된 유전자 중 적어도 10개, 또는 표 4A 및 표 4B에 나열된 유전자 중 적어도 10개이거나, 표 1A 내지 표 1I 각각으로부터 선택된 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 기준값은 심부전 및/또는 주요 장기 기능장애로부터 회복하는 대상체에서 관찰된 유전자 세트의 발현 수준에 해당한다. 선택적으로, 본 방법은 하나 이상의 제어 유전자를 측정하는 것을 추가로 포함한다.
하나의 예시적인 실시형태에서, FRP 스코어는 1(최소값) 내지 10(최대값)이며, 기준값은 5.5이다. 단계 (c)의 치료는 FRP 스코어가 5 이하일 때, 대상체를 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)로 치료하고, FRP 스코어가 6 내지 10일 때, 대상체를 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술로 치료하는 것을 포함한다. 일부 실시형태에서, 낮은 스코어는 "그룹 II"로 정해지며, 높은 스코어는 "그룹 I"로 정해진다. 일부 실시형태에서, 1 내지 4의 스코어는 그룹 II로 정해지며, 7 내지 10의 스코어는 그룹 I로 정해지며, 5 내지 6의 스코어는 덜 확실한 FRP 스코어에도 불구하고, 완화 처치를 지지하는 인자, 또는 공격적 치료를 선호하는 인자와 같은, 고려되는 추가적인 환경으로 평가되는, 불확정 구역으로 여겨진다.
일부 실시형태에서, 측정은 폴리머라제 연쇄 반응(polymerase chain reaction: PCR) 또는 차세대 시퀀싱(next generation sequencing: NGS)을 포함한다. 일부 실시형태에서, PCR은 GAPDH-f: CCACTCCTCCACCTTTGAC(서열번호: 1); GAPDH-r: ACCCTGTTGCTGTAGCCA(서열번호: 2); KIR2DL4-f: ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(서열번호: 3); KIR2DL4-r: ATCACAGCATGCAGGTGTCT(서열번호: 4); NAPSA-f: CAGGACACCTGGGTTCACAC(서열번호: 5); NAPSA-r: GGTTGGACTCGATGAAGAGG(서열번호: 6); BATF2-f: AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(서열번호: 7); BATF2-r: TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(서열번호: 8); ANKRD22-f: CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(서열번호: 9); ANKRD22-r: TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(서열번호: 10)로부터 선택된 하나 이상의 프라이머를 사용하여 수행된다.
일부 실시형태에서, 측정은 AdHF 중재로의 치료 전에 1일 내지 3일, 또는 72시간에 수행된다. 일 실시형태에서, 측정은 치료 전 1일에 수행된다. 일부 실시형태에서, 대상체는 감소된 박출률 또는 보존된 박출률을 갖는 심부전을 앓고 있다.
또한, 심부전을 앓고 있는 환자에서 AdHF 중재의 결과를 예측하는 방법이 제공된다. 본 방법은 통상적으로, 본 명세서에 기술된 바와 같은 샘플에서 유전자 발현을 측정하는 방법을 수행하는 것으로 포함하며, 여기서, FRP 스코어가 기준값보다 높을 때, 불량한 결과가 예측된다. 선택적으로, 본 방법은 FRP 스코어가 기준값보다 낮을 때, 대상체를 OMM, PC, MCS, HTx, 또는 다른 AdHF 중재로 치료하는 것을 추가로 포함한다.
추가적으로, 대상체에서 심부전의 진행을 모니터링하는 방법이 제공된다. 일 실시형태에서, 본 방법은 본 명세서에 기술된 바와 같은 샘플에서 유전자 발현을 측정하는 방법을 수행하는 것을 포함한다. 통상적인 실시형태에서, 진행은 FRP 스코어가 대상체로부터 얻어진 사전 측정에 비해 감소될 때 검출된다. 일 실시형태에서, 진행은 FRP 스코어가 사전 측정에 비해 2(1 내지 10의 스케일) 감소될 때 검출된다.
일부 실시형태에서, FRP 스코어는 AdHF 중재로 치료된 환자의 집단에서 관찰된 적어도 10개의 유전자의 수술전 및 수술후 발현 수준을 이용하여 표 3에 나열된 28개의 유전자 중 적어도 10개의 선형 판별 분석(LDA)을 기초로 하여 결정되며, 여기서, FRP 스코어는 선형 판별 분석에 따라 유전자 각각의 기여에 가중치를 제공함으로써 조정된다. 일부 실시형태에서, FRP 스코어는 표 4A 및 표 4B에 나열된 유전자 중 적어도 10개의 선형 판별 분석(LDA)을 기초로 하여 결정된다. 선형 판별 분석은 표 3에 나열된 유전자 중 10개 이하, 또는 최대 모두 28개의 발현 수준을 기초로 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 선형 판별 분석은 표 4A 및 표 4B에 나열된 유전자 중 10개 이하, 또는 최대 모두의 발현 수준을 기초로 한 것이다. 일부 실시형태에서, 분석은 표 2에 나열되거나 다른 곳에서 동정된 것과 같은 추가적인 유전자를 고려한다. 당업자는 분석이 더 큰 환자 집단으로부터의 추가적인 데이터를 이용하여 수행될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 일부 실시형태에서, 수술전 발현 수준은 치료 전 1일 내지 3일에 얻어진다. 일부 실시형태에서, 수술후 발현 수준은 치료 후 7 내지 10일, 및 통상적으로, 5 내지 40일에 얻어진다. 치료 예는 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
또한, 본 명세서에 기술된 방법을 수행하기 위한 컴퓨터-실행 가능한 명령어로 인코딩된 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체가 제공된다(도 2). 다른 실시형태에서, 본 발명은 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 실행할 때, 컴퓨팅 장치가 본 명세서에 기술된 방법 중 하나 이상을 수행하게 하는, 적어도 하나의 프로그램을 구현하는 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체를 제공한다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 프로그램은 적어도 하나의 프로세서가 방법(들)을 수행하게 하기 위한 알고리즘, 명령어 또는 코드를 함유한다. 마찬가지로, 본 발명은 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서로 하여금 본 명세서에 기술된 방법을 수행하게 하거나 이를 위해 적어도 하나의 프로세서에 지시하는, 컴퓨터-판독 가능한 알고리즘, 명령어 또는 코드를 저장하는 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체를 제공한다.
본 발명은 또한, 심부전으로부터 고통 당하는 대상체를 치료하는 방법을 제공한다. 일 실시형태에서, 본 방법은 (a) 샘플에서 적어도 8개의 유전자 세트의 발현 수준을 측정하는 단계로서, 적어도 8개의 유전자는 표 2 및 표 3에 나열된 것으로부터 선택되는 단계; (b) 샘플에, 장기 부전으로부터 회복과 연관된 방향으로 유전자의 측정된 발현 수준을 반영하는 기능 복구 가능성(FRP) 스코어 1(최소값) 내지 10(최대값)을 정하는 단계; 및 (c) FRP 스코어가 5 이하일 때, 대상체를 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)로 처리하고, FRT 스코어가 6 내지 10일 때, 치료를 위한 대상체에 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술을 제공하는 단계를 포함한다. 일 실시형태에서, 유전자 세트는 BATF2, AGRN, ANKRD22, DNM1P46, FRMD6, KIR2DL4, BCORP1, SAP25, NAPSA, HEXA-AS1, TIMP3 및 RHBDD3이다.
또한, 본 명세서에는 장기 부전에 대한 의학적 중재로부터 회복하는 대상체의 능력을 예측하는 기능 복구 가능성(FRP) 스코어링 알고리즘을 개발하는 방법이 기술되낟. 일 실시형태에서, 본 방법은 (a) 장기 부전에 대한 의학적 중재로 치료되는 환자의 집단으로부터 얻어진 PBMC 샘플에서 관찰된 적어도 10개의 유전자의 중재전 및 중재후 발현 수준을 사용하여 표 3에 나열된 28개의 유전자 중 적어도 10개 또는 표 4A 및 표 4B에 나열된 유전자 중 적어도 10개의 발현 수준을 얻는 단계; (b) PBMC 샘플을 그룹 I(중재후 개선) 또는 그룹 II(비-개선)로 분류하기 위해 (a)에서 얻어진 발현 수준의 선형 판별 수준을 수행하는 단계; (c) 샘플의 분류에 대한 유전자 발현 수준 각각의 효과 크기를 그룹 I 또는 그룹 II로 추정하는 단계; 및 (d) 효과 크기에 따라 유전자 각각의 기여에 가중치를 제공함으로써 FRP 스코어링 알고리즘을 조절하는 단계를 포함한다. 일 실시형태에서, 의학적 중재는 수술이다. 일부 실시형태에서, 수술은 장기 이식, 또는 순환 지원 또는 투석과 같은 장기에 대한 기계적 지원의 제공이다. 일부 실시형태에서, AdHF 중재는 비제한적으로, 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술의 치료를 포함한다.
또한, 본 명세서에는 (i) 개체로부터 샘플을 수용하는 단계; (ii) RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 적어도 하나의 유전자에 대해 샘플에서 유전자 발현 수준을 결정하는 단계; 및 (iii) 유전자 발현 수준을 기초로 하여 개체에 치료를 제공하는 단계를 포함하는, 개체를 치료하기 위한 방법이 제공된다. 일부 실시형태에서, 샘플은 혈액, 소변, 가래, 모발 또는 피부를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 예상된 발현 수준값에 대한 적어도 하나의 유전자 발현의 증가 또는 감소이다. 일부 실시형태에서, 결정되는 샘플에서 유전자 발현 수준은 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 2개의 유전자에 대한 것이다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 스코어를 정하며, 여기서, 치료는 스코어를 기초로 하여 결정된다. 일부 실시형태에서, 스코어는 기능 복구 가능성(FRP) 스코어를 포함한다. 일부 실시형태에서, 스코어는 복수의 개체의 공지된 유전자 발현 수준 및 공지된 FRP 스코어를 포함하는 데이터의 선형 판별 분석을 기초로 하여 결정된다. 일부 실시형태에서, 치료는 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술로부터 선택되지만, 이로 제한되지 않는다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 폴리머라제 연쇄 반응(PCR), 차세대 시퀀싱(NGS), 또는 다른 유전자 발현 프로파일링 검정 플랫폼, 예를 들어, Nanostring's NCounter 하이브리드화 플랫폼에 의해 결정된 수준이다. 일부 실시형태에서, PCR은 GAPDH-f: CCACTCCTCCACCTTTGAC(서열번호: 1); GAPDH-r: ACCCTGTTGCTGTAGCCA(서열번호: 2); KIR2DL4-f: ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(서열번호: 3); KIR2DL4-r: ATCACAGCATGCAGGTGTCT(서열번호: 4); NAPSA-f: CAGGACACCTGGGTTCACAC(서열번호: 5); NAPSA-r: GGTTGGACTCGATGAAGAGG(서열번호: 6); BATF2-f: AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(서열번호: 7); BATF2-r: TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(서열번호: 8); ANKRD22-f: CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(서열번호: 9); ANKRD22-r: TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(서열번호: 10)로부터 선택된 적어도 하나의 프라이머를 사용하여 수행된다.
또한, 본 명세서에는 (a) 개체에 의해 제공된 샘플을 수용하기 위한 샘플 수용기; (b) 실행 가능한 명령어를 수행하도록 구성된 운영 시스템 및 메모리를 포함하는 디지털 처리 장치;(c) 샘플을 기초로 하여 의료인에 대한 치료를 제공하기 위해 디지털 처리에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로서, (i) RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 적어도 하나의 유전자에 대한 샘플에서 유전자 발현 수준을 결정하도록 구성된 유전자 분석 모듈; (ii) 유전자 발현 수준을 기초로 하여 치료를 결정하도록 구성된 치료 결정 모듈; 및 (iii) 의료인에 대한 치료를 제공하도록 구성된 디스플레이 모듈을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 구현 시스템이 제공된다. 일부 실시형태에서, 샘플은 혈액, 소변, 가래, 모발 또는 피부를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 예상된 발현 수준값에 대한 적어도 하나의 유전자 발현의 증가 또는 감소이다. 일부 실시형태에서, 결정되는 샘플에서 유전자 발현 수준은 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 2개의 유전자에 대한 것이다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 스코어를 정하며, 여기서, 치료는 스코어를 기초로 하여 결정된다. 일부 실시형태에서, 스코어는 기능 복구 가능성(FRP) 스코어를 포함한다. 일부 실시형태에서, 스코어는 복수의 개체의 공지된 유전자 발현 수준 및 공지된 FRP 스코어를 포함하는 데이터의 선형 판별 분석을 기초로 하여 결정된다. 일부 실시형태에서, 치료는 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 폴리머라제 연쇄 반응(PCR), 차세대 시퀀싱(NGS), 또는 다른 유전자 발현 프로파일링 검정 플랫폼, 예를 들어, Nanostring's NCounter 하이브리드화 플랫폼에 의해 결정된 수준이다. 일부 실시형태에서, PCR은 GAPDH-f: CCACTCCTCCACCTTTGAC(서열번호: 1); GAPDH-r: ACCCTGTTGCTGTAGCCA(서열번호: 2); KIR2DL4-f: ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(서열번호: 3); KIR2DL4-r: ATCACAGCATGCAGGTGTCT(서열번호: 4); NAPSA-f: CAGGACACCTGGGTTCACAC(서열번호: 5); NAPSA-r: GGTTGGACTCGATGAAGAGG(서열번호: 6); BATF2-f: AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(서열번호: 7); BATF2-r: TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(서열번호: 8); ANKRD22-f: CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(서열번호: 9); ANKRD22-r: TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(서열번호: 10)로부터 선택된 적어도 하나의 프라이머를 사용하여 수행된다.
본 명세서에는 프로세서가 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 적어도 하나의 유전자에 대한 샘플에서 유전자 발현 수준을 결정하게 하기 위해, 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로 인코딩된 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체가 기술되고, 유전체 발현 수준을 기초로 하여 개체에 대한 치료 제안을 제공한다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 예상된 발현 수준 값에 대한 적어도 하나의 유전자 발현의 증가 또는 감소이다. 일부 실시형태에서, 결정되는 샘플에서 유전자 발현 수준은 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 2개의 유전자에 대한 것이다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 스코어로 정해지며, 여기서, 치료는 스코어를 기초로 하여 결정된다. 일부 실시형태에서, 스코어는 기능 복구 가능성(FRP) 스코어를 포함한다. 일부 실시형태에서, 스코어는 복수의 개체의 공지된 유전자 발현 수준 및 공지된 FRP 스코어를 포함하는 데이터의 선형 판별 분석을 기초로 하여 결정된다. 일부 실시형태에서, 치료는 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 폴리머라제 연쇄 반응(PCR), 차세대 시퀀싱(NGS) 또는 다른 플랫폼, 예를 들어, Nanostring's NCounter 하이브리드화 플랫폼에 의해 결정된 수준이다. 일부 실시형태에서, PCR은 GAPDH-f: CCACTCCTCCACCTTTGAC(서열번호: 1); GAPDH-r: ACCCTGTTGCTGTAGCCA(서열번호: 2); KIR2DL4-f: ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(서열번호: 3); KIR2DL4-r: ATCACAGCATGCAGGTGTCT(서열번호: 4); NAPSA-f: CAGGACACCTGGGTTCACAC(서열번호: 5); NAPSA-r: GGTTGGACTCGATGAAGAGG(서열번호: 6); BATF2-f: AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(서열번호: 7); BATF2-r: TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(서열번호: 8); ANKRD22-f: CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(서열번호: 9); ANKRD22-r: TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(서열번호: 10)로부터 선택된 적어도 하나의 프라이머를 사용하여 수행된다.
도 1a 및 도 1b는 본 명세서에 기술된 예시적인 방법 및 프레임워크의 개략적 예시를 도시한 것이다. 도 1a는 예시적인 예측 모델 및 이론적 프레임워크의 개략도를 도시한 것이다. 도 1b는 선택된 유전자의 유전자 발현 값으로부터 FRP 스코어를 결정하기 위한 예시적인 알고리즘을 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서에 기술된 바와 같이 방법을 구현하기 위해 사용될 수 있는 컴퓨터 시스템의 일 실시형태의 블록 다이어그램이다.
도 3A 및 도 3B는 장기 기능 및 결과를 예시한 것이다. 도 3A는 5개의 시점에 걸쳐 29명의 환자의 장기 기능 및 결과를 도시한 것이다. 도 3B는 MCS-수술을 받은 29명의 AdHF-환자로부터, -1일(TP1)에서 8일(TP5)까지 17명의 환자가 개선되었고(그룹 I, 우측위 사분면), 12명의 환자가 개선되지 않았음(그룹 II, 나머지 3개의 사분면)을 도시한 것이다. 각 큰 진한 불렛은 1년 내에 사망한 1명의 환자를 나타낸 것이다.
도 4는 그룹 I 대 그룹 II에서 Kaplan-Meier 1년 생존을 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 장기 기능 개선 및 생존 이익과 연관된 중요한 유전자의 중첩을 도시한 것이다. 도 5a 및 도 5b에서 지시된 컬러 범위는 청색(-2)에서 회색까지, 황색(0)까지, 오렌지색까지, 적색(1.1)까지의 범위에서 차등 발현에 해당한다. 도 5a는 -1일(TP1)에 중요한 유전자의 계층적 클러스터링을 도시한 것이다. 좌측: 그룹 I과 그룹 II 간에 차별적으로 발현되는, 28개의 유전자의 Volcano 플롯. 우측: 예측 시험에 대한 28개의 후보 유전자의 계층적 클러스터링은 그룹 I과 그룹 II 간에 차등 유전자 발현을 나타낸다. 도 5b는 생존 이익과 연관된 유전자의 계층적 클러스터링을 도시한 것이다. 좌측: 그룹 I과 그룹 II 간에 차별적으로 발현되는 105개의 유전자의 Volcano 플롯. 우측: 예측 시험을 위한 105개의 후보 유전자 중 17개의 계층적 클러스터링은 그룹 I=생존, 그룹 II=비-생존 간의 차등 유전자 발현을 나타낸다. 도 5c는 개선 그룹 및 1년 생존 결과 둘 모두로부터의 중첩 유전자를 도시한 것이다. 좌측: 벤다이어그램은 개선 스코어(적색; 좌측 원형)에 의한 비교에서 식별된 28개의 DEG를 도시한 것이며, 우측은 1년 생존(청색; 우측 원형)을 비교함으로써 식별된 105개의 DEG를 도시한 것이다. 12개의 DEG는 2개의 비교에서 공유될 수 있다. 우측: 12개의 중복 유전자.
도 6은 예시적인 예측 바이오마커 개발 근거를 도시한 것이다.
도 7은 생활 연령뿐만 아니라 개인 생물학적 연령(확립되고 검증된 HF-, OD-, 동시이환율-, 허약함- 및 장애-기기에 의해 측정 가능함)을 포함할 수 있는 임상 복합 파라미터인 FRP의 개념을 예시한 것으로서, 이는 AdHF-수술/중재 치료법과 같은 스트레스 요인에 대처하고 생존할 수 있는 AdHF를 갖는 사람의 즉각적인 잠재력을 나타내고, 분자 바이오마커에 의해 진단될 수 있다.
도 8은 FRP 스코어링의 임상 유용성을 예시한 개념 입증 연구에서 29명의 AdHF-환자로부터의 2가지 케이스 연구를 도시한 것이다. 지시된 컬러 범위는 청색(-2)에서 회색까지, 황색(0)까지, 오렌지색까지, 적색(1.1)까지의 범위의 차등 표현에 해당한다.
도 2는 본 명세서에 기술된 바와 같이 방법을 구현하기 위해 사용될 수 있는 컴퓨터 시스템의 일 실시형태의 블록 다이어그램이다.
도 3A 및 도 3B는 장기 기능 및 결과를 예시한 것이다. 도 3A는 5개의 시점에 걸쳐 29명의 환자의 장기 기능 및 결과를 도시한 것이다. 도 3B는 MCS-수술을 받은 29명의 AdHF-환자로부터, -1일(TP1)에서 8일(TP5)까지 17명의 환자가 개선되었고(그룹 I, 우측위 사분면), 12명의 환자가 개선되지 않았음(그룹 II, 나머지 3개의 사분면)을 도시한 것이다. 각 큰 진한 불렛은 1년 내에 사망한 1명의 환자를 나타낸 것이다.
도 4는 그룹 I 대 그룹 II에서 Kaplan-Meier 1년 생존을 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 장기 기능 개선 및 생존 이익과 연관된 중요한 유전자의 중첩을 도시한 것이다. 도 5a 및 도 5b에서 지시된 컬러 범위는 청색(-2)에서 회색까지, 황색(0)까지, 오렌지색까지, 적색(1.1)까지의 범위에서 차등 발현에 해당한다. 도 5a는 -1일(TP1)에 중요한 유전자의 계층적 클러스터링을 도시한 것이다. 좌측: 그룹 I과 그룹 II 간에 차별적으로 발현되는, 28개의 유전자의 Volcano 플롯. 우측: 예측 시험에 대한 28개의 후보 유전자의 계층적 클러스터링은 그룹 I과 그룹 II 간에 차등 유전자 발현을 나타낸다. 도 5b는 생존 이익과 연관된 유전자의 계층적 클러스터링을 도시한 것이다. 좌측: 그룹 I과 그룹 II 간에 차별적으로 발현되는 105개의 유전자의 Volcano 플롯. 우측: 예측 시험을 위한 105개의 후보 유전자 중 17개의 계층적 클러스터링은 그룹 I=생존, 그룹 II=비-생존 간의 차등 유전자 발현을 나타낸다. 도 5c는 개선 그룹 및 1년 생존 결과 둘 모두로부터의 중첩 유전자를 도시한 것이다. 좌측: 벤다이어그램은 개선 스코어(적색; 좌측 원형)에 의한 비교에서 식별된 28개의 DEG를 도시한 것이며, 우측은 1년 생존(청색; 우측 원형)을 비교함으로써 식별된 105개의 DEG를 도시한 것이다. 12개의 DEG는 2개의 비교에서 공유될 수 있다. 우측: 12개의 중복 유전자.
도 6은 예시적인 예측 바이오마커 개발 근거를 도시한 것이다.
도 7은 생활 연령뿐만 아니라 개인 생물학적 연령(확립되고 검증된 HF-, OD-, 동시이환율-, 허약함- 및 장애-기기에 의해 측정 가능함)을 포함할 수 있는 임상 복합 파라미터인 FRP의 개념을 예시한 것으로서, 이는 AdHF-수술/중재 치료법과 같은 스트레스 요인에 대처하고 생존할 수 있는 AdHF를 갖는 사람의 즉각적인 잠재력을 나타내고, 분자 바이오마커에 의해 진단될 수 있다.
도 8은 FRP 스코어링의 임상 유용성을 예시한 개념 입증 연구에서 29명의 AdHF-환자로부터의 2가지 케이스 연구를 도시한 것이다. 지시된 컬러 범위는 청색(-2)에서 회색까지, 황색(0)까지, 오렌지색까지, 적색(1.1)까지의 범위의 차등 표현에 해당한다.
본 명세서에는 특히, 심부전 및/또는 다중 장기 기능장애 증후군을 앓고 있는 개체에 대하여, AdHF-수술/중재 치료법 후 장기 기능을 회복하는 가능성을 개체가 갖는지의 여부를 예측하기 위한 유전자 발현 프로파일 검정 및 분류 시스템을 기초로 하여 개체에 대한 치료를 제공하기 위한 방법 및 시스템이 기술된다.
정의
본 출원에서 사용되는 모든 과학 용어 및 기술 용어는 달리 기술하지 않는 한, 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본 출원에서 사용되는 바와 같이, 하기 단어 또는 구는 기술된 의미를 갖는다.
본 명세서에서 사용되는 "AdHF 중재"는 발전된 심부전에 대한 치료를 지칭한다. AdHF 수술/중재 치료법의 예시적인 예는 기계적 순환 보조(MCS), 심장 이식(HTx), 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 및 성상 신경절절제술을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
유전자 발현 수준의 문맥에서 본 명세서에서 사용되는 "기준"은 건강한 지원자에서 또는 심부전 및/또는 주요 장기 기능장애로부터 회복하는 대상체에서 관찰된 것을 지칭한다. 일부 실시형태에서, 기준 그룹은 본 명세서에 기술된 바와 같이, 표준 또는 제어 유전자 세트이다.
본 명세서에서 사용되는 "표준 유전자"는 측정된 발현 수준이 개선되는 대상체와 샘플에 걸쳐 개선되지 않은 대상체를 작은 표준 편차로 구별하지 못하는 유전자를 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 단수 명사는 달리 명백하게 명시하지 않는 한, 적어도 하나를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 병태 또는 질환을 "치료하기" 위해 또는 "이에 대해 보호하기" 위해는 병태 또는 질환의 발병 또는 진행을 방해, 감소 또는 지연시키는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "약" 숫자는 그러한 숫자의 10% 미만에서 그러한 숫자의 10% 이상의 범위 및 숫자를 포함하는 범위를 지칭한다. "약" 범위는 그러한 범위의 하한치의 10% 미만 및 그러한 범위의 상한치를 10% 초과까지 이르는 것을 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "치료", "치료하는", "증상을 완화시키는", 등은 일부 경우에, 효과를 얻을 목적을 위해, 작용제를 투여하거나 절차를 수행하는 것을 지칭한다. 효과는 질환 또는 이의 증상을 완전히 또는 일부 예방하는 관점에서 예방적일 수 있고/거나, 질환 및/또는 질환의 증상을 일부 또는 완전한 치료를 달성한다는 측면에서 치료적일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "치료"는 포유동물, 특히, 인간에서 심장 병태, 예를 들어, 심부전의 치료를 포함할 수 있고, (a) 질환에 걸리기 쉽지만 이러한 병태를 갖는 것으로 아직 진단되지 않을 수 있는 대상체에서 발생하는 질환 또는 질환의 증상을 예방하고(예를 들어, 원발성 질환과 연관되거나 이에 의해 야기될 수 있는 질환을 포함함); (b) 질환을 억제하고, 즉, 이의 발달을 정지시키고; (c) 질환을 완화시키고, 즉, 질환의 퇴행을 야기시키는 것을 포함한다. 치료하는은 경감; 소멸; 증상의 감소 또는 환자에게 더 견딜 수 있는 질환 상태를 만드는 것; 퇴화 또는 감소의 속도를 늦추는 것; 또는 퇴화의 최종점을 덜 약화시키게 만드는 것과 같은, 임의의 객관적 또는 주관적 파라미터를 포함하는, 심장 질환의 치료 또는 완화 또는 예방에서의 임의의 성공 지표를 지칭할 수 있다. 증상의 치료 또는 완화는 전문에 의한 검사 결과를 포함하는, 하나 이상의 객관적 또는 주관적 파라미터를 기초로 한 것이다. 이에 따라, 용어 "치료하는"은 심장병 또는 다른 질환과 연관된 증상 또는 병태의 발달을 예방 또는 지연, 완화, 또는 정지 또는 억제하기 위해 본 발명의 화합물 또는 작용제의 투여를 포함한다. 용어 "치료 효과"는 대상체에서 질환, 질환의 증상, 또는 질환의 부작용의 감소, 제거, 또는 예방을 지칭한다. 일부 실시형태에서, 치료는 개체와 관련하여 행동 과정을 취하게 하는 것을 포함한다. 일부 실시형태에서, 개체와 관련하여 취해진 행동 과정은 개체 상에서 수행되는 의학적 절차를 포함하지 않는다. 일부 실시형태에서, 개체와 관련하여 취해진 행동 과정은 보수적 조치(conservative care)를 포함하거나, 추가적인 조치가 제공되지 않는다.
치료 방법
일부 실시형태에서, 심장병, 예를 들어, 심부전을 앓고 있는 개체를 치료하는 방법과 같은, 이를 필요로 하는 개체를 치료하는 방법이 제공된다. 일부 실시형태에서, 심부전 중재/수술 치료법을 필요로 하는 개체에서 치료 결과를 예측하는 방법이 제공된다. 일부 이러한 방법은 개체로부터의 생물학적 샘플로부터 유전자 발현 값을 얻는 것을 포함한다. 일부 실시형태에서, 본 명세서의 치료 방법은 (i) 개체로부터 샘플을 수용하는 단계; 및 (ii) 적어도 하나의 유전자에 대해 샘플에서 유전자 발현 수준을 결정하는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 본 명세서에서 치료 방법은 유전자 발현 수준을 기초로 하여 개체에 대한 치료를 제공하는 것을 포함한다. 일부 실시형태에서, 본 명세서의 방법은 유전자 발현 수준을 기초로 하여 개체에 대한 치료를 제안하는 것을 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자는 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시형태에서, 샘플에서 유전자 발현 수준은 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1의 적어도 2개의 유전자에 대해 결정된다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에서 제공된 치료 방법은 유전자 발현 수준을 기초로 하여 기능 복구 가능성(FRP) 스코어를 결정하는 것을 추가로 포함한다. 유전자의 측정된 발현 수준을 반영하는 샘플에 대한 기능 복구 가능성(FRP=회복력) 스코어 1(최소값) 내지 10(최대값). 일 실시형태에서, 개념 입증 연구(실시예 1)에서 예시된 바와 같이, FRP는 순차적 장기 부전 평가 스코어 및 INR 스코어를 제외한 말기 간질환의 모델(수술하기 하루 전 및 수술 후 8일에 측정됨)을 이용하여 규정된다: 그룹 I=개선(두 스코어 모두는 -1일에서 8일까지 개선됨) 및 그룹 II=개선되지 않음(하나 또는 두 스코어 모두는 -1일에서 8일까지 개선되지 않음). FRP는 1년 생존과 관련이 있다. 일부 실시형태에서, 본 방법은 (c) FRP 스코어가 5 이하일 때, 개체에 대한 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)의 치료를 선택하고, FRP 스코어가 6 내지 10일 때, 개체에 대한 AdHF 중재의 치료를 선택하는 단계를 추가로 포함한다. AdHF 중재를 포함하는 치료의 예는 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술, 및 성상 신경절절제술을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
도 1a는 예시적인 예측 모델 및 이론적 프레임워크를 예시한 것이다. 감소된 박출률을 갖는 심부전 악화(HFrEF; 좌측 패널)는 병든 근세포, 말초 혈액 단핵 세포(PBMC), 내피 세포(EC), 및 혈소판(PLT) 간에 복잡한 상호작용에 의해 매개된 신경-내분비-면역 활성화를 통해 진행성 노쇠함/장기 기능장애(OD)와 관련이 있다(중간 패널). 결과 및 비교 생존 이익 예측은 임상 예측 인자에 분자 면역학 바이오마커 또는 다차원 분자 바이오마커(MMB)를 첨가함으로써 개선된다(하부 우측 ROC 곡선에서 상향 화살표; 우측 패널). 도 1b는 본 명세서에 기술된 바와 같은 선택된 유전자의 유전자 발현 값으로부터 FRP 스코어를 결정하기 위한 예시적인 알고리즘을 도시한 것이다.
유전자 발현 프로파일링
일 실시형태에서, 본 발명은 심부전으로부터 고통 당하는 대상체로부터 얻어진 생물학적 샘플에서 유전자 발현을 측정하는 방법을 제공한다. 관련된 실시형태에서, 본 발명은 장기 부전으로부터 고통 당하는 대상체에 대한 위험을 감소시키고 이에 대한 치료 결과를 최적화하는 방법을 제공한다. 일 실시형태에서, 본 방법은 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)의 샘플에서 유전자 발현을 프로파일링하는 것을 포함한다. 본 방법의 통상적인 단계는 (a) 샘플에서 유전자 세트의 발현 수준을 측정하는 단계로서, 유전자 세트는 표 1A 내지 표 1I, 표 2, 표 3, 또는 표 4A 및 표 4B에 나열된 것으로부터, 및 이러한 유전자 발현 시험 결과를 기초로 하여 선택되는 단계; (b) 유전자의 측정된 발현 수준을 반영하는 샘플에 대한 임상적, 즉, 기능 복구 가능성(FRP=회복력) 스코어 1(최소값) 내지 10(최대값)을 정하는 단계를 포함한다. FRP는 순차적 장기 부전 평가 스코어 및 INR 스코어를 제외한 말기 간 질환의 모델(수술하기 하루 전 및 수술 후 8일에 측정됨)을 이용하여 규정된다: 그룹 I=개선(두 스코어 모두는 -1일에서 8일까지 개선됨) 및 그룹 II=개선되지 않음(하나 또는 두 스코어 모두는 -1일에서 8일까지 개선되지 않음). FRP는 1년 생존과 관련이 있다. 이에 따라, 일부 실시형태에서, 본 방법은 (c) FRP 스코어가 5 이하인 경우, 대상체에 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)를 갖는 치료를 제공하고, FRP 스코어가 6 내지 10인 경우, 대상체에 AdHF 중재로의 치료를 제공하는 것을 추가로 포함한다. AdHF 중재의 예는 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술, 및 성상 신경절절제술을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 예상된 발현 수준 값으로부터 다양하다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 다른 유전자, 예를 들어, 하우스키핑 유전자 또는 본 명세서에 예시된 다른 적절한 유전자에 대해 결정된다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 예상된 발현 수준 값에 비해 증가된다. 일부 실시형태에서, 유전자 발현 수준은 예상된 발현 수준 값에 비해 감소된다. 일부 경우에, 유전자 발현 수준은 스코어, 예를 들어, FRP 스코어를 정한다. 일부 실시형태에서, 본 명세서의 치료 방법은 스코어를 기초로 하여 결정된다. 일부 실시형태에서, 스코어는 복수의 개체의 공지된 유전자 발현 수준 및 공지된 FRP 스코어를 포함하는 데이터의 선형 판별 분석을 기초로 하여 결정된다.
발현 수준이 측정된 유전자 세트에 포함된 유전자의 수는 시험 개발의 반복 동안, 5 내지 100의 범위일 수 있다. 통상적인 실시형태에서, 적어도 8개의 유전자의 발현 수준이 측정된다. 일부 실시형태에서, 10 내지 75개의 유전자의 발현 수준이 측정된다. 다른 실시형태에서, 10 내지 20개, 또는 10 내지 30개의 유전자의 발현 수준이 측정된다. 일 실시형태에서, 10 내지 15개의 유전자의 발현 수준이 측정된다. 일부 예시적인 특정 실시형태에서, 유전자 세트는 표 2에 나열된 유전자 중 적어도 10개, 표 3에 나열된 유전자 중 적어도 10개, 또는 표 4A 또는 표 4B에 나열된 유전자 중 적어도 10개이거나, 표 1A 내지 표 1I 각각으로부터 선택된 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 표 1, 표 2, 표 3 및/또는 표 4에 나열된 모든 유전자가 측정된다. 일 실시형태에서, 표 1A 내지 표 1I 각각에서 적어도 하나의 유전자의 발현 수준이 측정된다.
통상적인 실시형태에서, 측정은 예를 들어, 차세대 시퀀싱(NGS), 폴리머라제 연쇄 반응(PCR), 유전자 어레이 기술, 또는 하이브리드화 플랫폼(예를 들어, 예컨대, NanoString nCounter 시스템)에 의한, 예를 들어, 임의의 하나의 RNA 정량화 또는 이의 조합을 포함한다. 일 실시형태에서, 측정은 NanoString NCounter 하이브리드화를 이용한다. 당업자는 이용될 수 있는 유전자 발현을 측정하는 대안적인 방법을 인식할 것이다. 마찬가지로, 증폭 방법이 프라이머의 사용을 필요로 하는 경우에, 당업자는 본 명세서에 기술된 예시적인 프라이머를 제공함으로써 또는 공개적으로 접근 가능한 데이터베이스를 통해 적절한 프라이머를 얻을 수 있다. 본 방법은 예를 들어, RT-PCR, RNA-Seq, DNA 마이크로어레이, 등을 포함하는, PCR과 같은, 유전자 발현을 검출하기 위한 기술을 이용하여 수행될 수 있다. 다른 검정은 당업자에게 이해되는 바와 같이, 이용될 수 있다.
본 명세서에 기술된 방법에서 사용하기 위해, 샘플의 예시적인 예는 혈액, 혈장, 혈청, 소변, 또는 가래, 및 다른 체액, 특히, PBMC를 함유하는 것을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. PBMC는 예를 들어, 정맥절개술을 통해 얻어진 정맥 혈액으로부터 단리될 수 있다. RNA는 본 명세서에 기술된 검정에서 사용하기 위한 PBMC로부터 단리될 수 있다. 일부 실시형태에서, 샘플은 혈액, 소변, 가래, 모발 또는 피부를 포함한다.
일 실시형태에서, 본 방법은 트레이닝 샘플로부터 PCR 데이터를 이용하여 경험적으로 선택되는 표준 유전자를 측정하는 것을 추가로 포함한다. 모든 샘플에 대해 작은 표준 편차로 개선된 대상체와 개선되지 않은 대상체 간에 구별되지 않는 유전자는 표준 유전자로서 고려된다. 상세하게, 표준 유전자는 문헌에서 하우스키핑 유전자로서 기술된 적어도 10개의 유전자를 포함한 200개 이상의 유전자 검정 세트로부터 선택된다. 최종 제어 유전자는 하기 기준을 이용하여 선택된다: 첫째로, 앰플리콘 검정은 매우 낮은 분산을 나타내야 한다. 둘째로, 이러한 것은 그룹 I 샘플과 그룹 II 샘플 간의 구별을 나타내지 않아야 한다. 셋째로, 본 발명자는 CT 의존 효율 변화를 조절하기 위해 통상적인 CP 튜브 샘플에서 CT 값의 범위를 포함하는 앰플리콘을 식별한다. 존재하는 RNA의 양을 정규화하기 위한 제어 유전자 세트의 사용은 여러 측정치로부터의 평균이 임의의 단일 측정치보다 더욱 강력할 것이고 또한 임의의 RNA 존재비 의존 효과를 고려할 것이라는 전제를 기초로 한다.
통상적인 실시형태에서, 측정은 MCS 또는 HTx 수술 또는 다른 AdHF 중재 하루 전에 수행된다. 일부 실시형태에서, 측정은 수술 또는 다른 중재 전 72시간 내에 수행된다. 이러한 방법은 관련된 시점에 개선 및 회복을 위한 대상체의 상태 및 전망에 대한 대상체의 치료를 조정하는 것을 용이하게 한다. FRP 스코어가 한 시점에 OMM 또는 PC로의 치료를 제안하는 대상체는 후속 시점에 다시 평가되고, 후속하여, MCS 또는 HTx 또는 다른 AdHF 중재로의 치료로 제안될 수 있다.
일부 실시형태에서, 대상체는 감소된 박출률을 갖는 심부전을 앓고 있다. 일부 실시형태에서, 대상체는 보존된 박출률을 갖는 심부전을 앓고 있다.
본 발명은 상술된 방법을 수행하는 것을 포함하는 심부전을 앓고 있는 환자에서 MCS 또는 HTx 또는 다른 AdHF 중재의 결과를 예측하는 방법으로서, FRP 스코어가 5 이하인 경우에 불량한 결과가 예측되는 방법을 제공한다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 방법은 FRP 스코어에 따라, OMM, PC, MCS, 또는 HTx 또는 다른 AdHF 중재로 대상체를 치료하는 것을 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, FRP 스코어가 1 내지 4인 경우에 불량한 결과가 예측되며, 7 내지 10의 스코어는 발달된 심부전 중재 후 회복을 예측하며, 5 내지 6의 스코어는 중간으로 여겨진다. 중간 경우에 대하여, 치료를 위한 의사-결정에 다른 인자가 도입될 수 있다. 일부 실시형태에서, 이러한 다른 인자는 더 큰 위험을 수용하려는 대상체의 의지 또는 덜 공격적인 치료에 대한 선호를 포함할 것이다.
또한, 본 명세서에는 개체를 치료하는 방법이 제공된다. 일부 실시형태에서, 치료 방법은 심장병, 예를 들어, 심부전 또는 울혈성 심부전에 대한 치료를 포함한다. 본 명세서에 제공된 치료 방법은 (i) 개체로부터 샘플을 수용하는 단계; (ii) 적어도 하나의 유전자에 대한 샘플에서의 유전자 발현 수준을 결정하는 단계; 및 유전자 발현 수준을 기초로 하여 개체에 치료를 제공하는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자는 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시형태에서, 샘플에서의 유전자 발현 수준은 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1 중 적어도 2개의 유전자에 대해 결정된다.
또한, 대상체에서 심부전의 진행을 모니터링하는 방법이 제공된다. 일 실시형태에서, 본 방법은 상술된 방법을 수행하는 것으로 포함하며, 여기서, FRP 스코어가 사전 측정에 비해 2 감소되는 경우에 진행이 검출되며, FRP 스코어가 사전 측정에 비해 2 증가되는 경우에 개선이 검출된다.
일부 실시형태에서, FRP는 발현 수준의 참조 그룹에 대한 유전자 세트의 측정된 발현 수준에 해당한다. 참조 그룹은 건강한 지원자에서, 또는 심부전 및/또는 주요 장기 기능장애로부터 회복하는 대상체에서 관찰된 유전자 세트의 발현 수준에 해당할 수 있다. 일부 실시형태에서, 참조 그룹은 상술된 바와 같이, 표준 또는 제어 유전자의 세트이다.
하기에는 발현 수준이 이러한 검정을 위해 측정될 수 있는 유전자의 리스트가 제공된다. 28개의 예측 유전자는 통합 시스템 생물학적 역할을 나타내는 WGCNA-유도 모듈에 의해 그룹화될 수 있다. 표 1A 내지 표 1I(또는 일괄적으로 "표 1"로서 지칭됨)는 8일 장기 기능 복구를 예측하는 데이터의 Mann-Whitney 시험 기반 평가를 이용하여 식별된 28개의 유전자를 나열한 것이다. 28개의 유전자의 전체 리스트는 표 3에서 하나의 그룹으로서 나타난다(표 5에서 공지된 유전자 기능 요약). 표 2는 발현이 데이터의 t-테스트 평가를 기초로 하여 8일 장기 기능 복구를 예측하는 71개의 유전자를 나열한 것이다. 표 4A는 표 3에 나열된 유전자 간에 중첩되고 8일에 장기 기능 복구를 예측하는 12개의 유전자, 및 발현이 1년 생존을 예측하는 유전자를 나열한 것이다. 표 4B는 발현이 1년 생존을 예측하는 유전자를 나열한 것이다.
유전자 시험 조합 옵션: 일 실시형태에서, 유전자는 표 1 내지 표 4로부터 선택된 적어도 하나의 유전자이다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 2개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 3개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 4개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 5개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 6개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 7개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 8개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 9개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 10개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 11개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 12개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 13개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 14개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 15개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 16개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 17개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 18개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 19개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 20개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 21개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 22개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 23개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 24개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 25개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 26개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 27개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 일 실시형태에서, 표 1, 2 및/또는 3의 적어도 28개 이상의 유전자는 조합으로 사용된다. 유전자의 조합의 예는 BATF2 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; AGRN 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; ANKRD22 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; DNM1P46 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; FRMD6 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; IL-17A 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; KIR2DL4 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; BCORP1 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; SAP25 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; NAPSA 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; HEXA-AS1 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; TIMP3 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; RHBDD3 및 표 1, 2, 또는 3으로부터 선택된 추가적인 유전자; 표 1, 2, 및 3으로부터 선택된 3개 이상의 유전자의 임의의 조합; 표 1, 2, 및 3의 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12개의 유전자의 임의의 조합을 포함한다. 일 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1로부터 선택된 2, 3, 4, 또는 5개의 유전자이다. 다른 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1로부터의 적어도 하나의 유전자, 및 표 2로부터의 적어도 하나의 유전자이다. 다른 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1로부터의 적어도 하나의 유전자, 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 유전자이다. 다른 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터의 적어도 하나의 유전자, 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 유전자이다. 다른 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1, 2 및 3으로부터의 적어도 하나의 유전자이다. 일 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1 내지 4 중 하나 이상에 나열된 모든 유전자 또는 유전자의 서브세트이다.
일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1A로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1B로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1C로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1D로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1E로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1F로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1G로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1H로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1I로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1A로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1B로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1C로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1D로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1E로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1F로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1G로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1H로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1A로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1B로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1C로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1D로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1E로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1F로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1G로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1H로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 및 표 1I로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 1A로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1B로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1C로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1D로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1E로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1F로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1G로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 표 1H로부터 선택된 적어도 하나의 유전자, 및/또는 표 1I로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다.
일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 3개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 4개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 5개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 6개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 7개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 8개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 9개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 10개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 11개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 12개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 13개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 14개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 15개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 16개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 17개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 18개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 19개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 20개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 21개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 22개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 23개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 24개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 25개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 26개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 27개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 2로부터 선택된 적어도 28개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 AGRN 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 RSG1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 LOC728431 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 PDZK1IP1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 NEGR1및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 HMCN1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 CKAP2L 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 ACVR1C 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 KCNH8 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 CCR8 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 TPRA1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 IGSF10 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 MME 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 ETV5 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 CXCL9 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 HBEGF 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 RANBP17 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 DDX43 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 C6orf164 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 GPR63 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 SLC22A1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 C7orf50 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 SAP25 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 NEFL 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 CDCA2 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 MFSD3 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 ALDH1A1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 OLFM1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 ANKRD22 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 FADS3 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 BATF2 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 SAC3D1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 FZD4 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 FITM1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 FRMD6 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 SPTBN5 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 RBPMS2 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 HEXA-AS1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 C15orf38 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 DNM1P46 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 CEMP1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 ST6GALNAC1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 CHMP6 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 ASPSCR1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 SKA1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 CD209 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 SNAPC2 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 AXL 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 NAPSB 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 NAPSA 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 KIR2DL1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 KIR2DL4 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 NLRP2 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 NTSR1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 SEPT5 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 RHBDD3 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 TIMP3 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 KAL1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 PRRG1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 XIST 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 RPS4Y1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 ZFY 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 PRKY 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 TTTY15 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 USP9Y 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 DDX3Y 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 UTY 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 BCORP1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 TXLNG2P 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 KDM5D 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 EIF1AY 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다.
일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 3개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 4개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 5개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 6개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 7개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 8개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 9개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 10개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 11개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 12개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 13개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 14개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 15개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 16개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 17개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 18개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 19개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 20개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 21개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 22개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 23개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 24개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 25개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 26개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 3으로부터 선택된 적어도 27개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 USP9Y 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 BATF2 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 AGRN 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 ANKRD22 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 HMCN1 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 ACVR1C 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 GPR63 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 DNM1P46 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 CKAP2L 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 FRMD6 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 KIR2DL4 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 IGSF10 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 BCORP1 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 SAP25 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 NAPSA 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 FITM1 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 SPTBN5 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 HEXA-AS1 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 SLC22A1 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 RSG1 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 TIMP3 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 TPRA1 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 CEMP1 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 ASPSCR1 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 MFSD3 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 NAPSB 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 NLRP2 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 RHBDD3 및 표 3으로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다.
일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4A로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4A로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4A로부터 선택된 적어도 3개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4A로부터 선택된 적어도 4개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4A로부터 선택된 적어도 5개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4A로부터 선택된 적어도 6개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4A로부터 선택된 적어도 7개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4A로부터 선택된 적어도 8개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4A로부터 선택된 적어도 9개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4A로부터 선택된 적어도 10개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4A로부터 선택된 적어도 11개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 BATF2 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 AGRN 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 ANKRD22 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 DNM1P46 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 FRMD6 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 KIR2DL4 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 BCORP1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 SAP25 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 NAPSA 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 HEXA-AS1 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 TIMP3 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 RHBDD3 및 표 2로부터의 적어도 하나의 추가적인 유전자를 포함한다.
일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 하나의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 2개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 3개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 4개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 5개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 6개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 7개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 8개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 9개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 10개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 11개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 12개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 13개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 14개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 15개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 16개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 17개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 18개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 19개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 20개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 21개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 22개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 23개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 24개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 25개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 26개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 27개의 유전자를 포함한다. 일부 실시형태에서, 유전자의 조합은 표 4B로부터 선택된 적어도 28개의 유전자를 포함한다.
표 1A (모듈 청색(대사)의 12개의 구성원; 우측 2개의 칼럼은 조절 방향을 지시함):
표 1B (모듈 흑색(이화 대사)의 2개의 구성원: 우측 2개의 칼럼은 조절 방향을 지시함):
표 1C (모듈 녹색(T 세포 조절)의 2개의 구성원; 우측 2개의 칼럼은 조절 방향을 지시함):
표 1D (모듈 분홍색(면역계 발달)의 2개의 구성원; 우측 2개의 칼럼은 조절 방향을 지시함):
표 1E (모듈 청록색(turquoise)(RNA 대사)의 2개의 구성원; 우측 2개의 칼럼은 조절 방향을 지시함):
표 1F (모듈 연녹색(*GO 생물학적 과정은 분류되지 않음); 우측 2개의 칼럼은 조절 방향을 지시함):
표 1G (모듈 청록색(선천 면역)의 1개의 구성원; 우측 2개의 칼럼은 조절 방향을 지시함):
표 1H (모듈 암적색(면역 과정)의 1개의 구성원; 우측 2개의 칼럼은 조절 방향을 지시함):
표 1I (모듈 회색(비클러스터링됨)의 4개의 구성원; 우측 2개의 칼럼은 조절 방향을 지시함):
표 2 (8일 장기 기능 복구를 예측하는 71개의 유전자의 UCLA t-테스트 기반 리스트)
표 3 (8일 장기 기능 복구를 예측하는 28개의 유전자의 UCLA Mann-Whitney-테스트 기반 리스트)
표 4A (8일 장기 기능 복구를 예측하고 1년 생존을 예측하는 28개의 유전자의 UCLA Mann-Whitney-테스트 기반 리스트의 12개의 유전자 중복 리스트
표 4B (1년 생존을 예측하는 105개의 유전자) *는 표 3에 나열된 유전자와의 중복을 지시함.
FRP 스코어링
본 명세서에 제공된 방법의 특정 실시형태에서, 기능성 회복 가능성(FRP) 스코어는 본 명세서의 표 1 내지 표 4에 기술된 정보로부터 얻어질 수 있는 것과 같이, AdHF 중재 후, 장기 기능 복구, 또는 "기능 회복"의 개선을 예측하는 AdHF 중재 전 -1일(또는 최대 72시간)에 유전자 발현 프로파일의 선형 판별 분석을 기초로 한다. FRP를 예측하는 것으로 나타난 예를 들어, 10 내지 20개의 유전자의 선택 서브세트인, 표 3에 나열된 모두 28개의 유전자를 사용하여 이러한 선형 판별 분석을 수행할 수 있다. 선형 판별 분석은 조합하여 기증 회복을 최적으로 예측하는 유전자 및/또는 메타유전자를 선택하기 위해, 임상의가 심장 이식 거부를 배제하는 것을 돕기 위한 FDA-허가 심혈관 시험관내 진단 다변수 지수 검정(IVDMIA) 시험에서 최초로 Allomap 시험[Deng et al. AJT 2006:6:150]의 개발로부터 구성된다. 예를 들어, 계획된 1000명 이상의 환자 FDA-승인 시험을 완료한 후, 더 많은 데이터가 수집되기 때문에, 기능성 회복 가능성(FRP)은 문헌[Deng, MC, A peripheral blood transcriptome biomarker test to diagnose the functional recovery potential in advanced heart failure. Biomark Med. 2018 May 8. doi: 10.2217/bmm-2018-0097]에 기술된 근거에 따라 추가로 개선될 수 있다. 이러한 추가 정제는 예를 들어, 유전자가 더 큰 예측 값을 갖는다는 것이 분석을 통해 나타남에 따라 FRP 스코어에 대한 개체 유전자의 기여에 가중치를 제공하는 것을 포함한다.
이에 따라, 본 발명은 장기 부전에 대한 의학적 중재로부터 회복하는 대상체의 능력을 예측하는 기능 복구 가능성(FRP) 스코어링 알고리즘을 개발하는 방법을 제공한다. 일 실시형태에서, 본 방법은 (a) 장기 부전에 대한 의학적 중재로 치료된 환자의 집단으로부터 얻어진 PBMC 샘플에서 관찰된 적어도 10개의 유전자의 중재전 및 중재후 발현 수준을 이용하여 표 3에 나열된 28개의 유전자 중 적어도 10개의 발현 수준을 얻는 단계; (b) PBMC 샘플을 그룹 I(중재후 개선) 또는 그룹 II(비-개선)로 분류하기 위해 (a)에서 얻어진 발현 수준의 선형 판별 분석을 수행하는 단계; (c) 샘플 분류화에 대한 유전자 발현 수준 각각의 효과 크기를 그룹 I 또는 그룹 II로 추정하는 단계; 및 (d) 효과 크기에 따라 유전자 각각의 기여에 가중치를 제공함으로써 FRP 스코어링 알고리즘을 조정하는 단계를 포함한다. 효과 크기의 추정은 예를 들어, 각 유전자에 대한 고유값을 결정하는 것을 포함할 수 있거나, 이는 정준 상관(canonical correlation)을 기초로 할 수 있다.
하기 실시예에 기술되고 문헌[Bondar, G. et al., PLoS One 2017 Dec 13; 12(12)]에 공개된 바와 같이, 수술후 그룹 I(기능 회복; 낮은 위험; 높은 FRP 스코어) 대 그룹 II(장기 기능이 회복되지 않음; 높은 위험; 낮은 FRP 스코어)를 예측하고 분류하기 위해 수술전 1일 환자 데이터를 이용하여 PBMC-GEP-예측 모델을 구성할 수 있다. 개념 입증 연구[Bondar, G. et al. 2017 cited above]에서, 그룹 I 대 그룹 II로 환자의 분류를 위해 가장 높은 정확도를 갖는 예측 모델을 달성하기 위하여, Strand NGS v2.9는 RNA-Seq 데이터의 정렬 및 분석을 위해 이용되었다. 정렬 후에, 노이즈 수준 이상으로 표현되는 유전자의 DESeq 정규화, 필터링 및 배수 변화 분석은 28개의 유전자에서 이루어졌다.
그룹 I과 그룹 II 간에 차별적으로 발현되는 28개의 PBMC-유전자는 비-파라미터 통계학에 의해 식별되었다(Benjamini-Hochberg 보정을 갖는 Mann-Whitney 시험). 본래 오류발견률(False Discovery Rate: FDR) 방법론이 유전체학 적용에 대해 너무 보수적이고 실질적인 영향력의 손실을 야기시키기 때문에, 본 발명자는 더욱 완화된 기준(FDR ≤ 0.1)을 이용하였다. 적어도 2.0의 배수 변화를 갖는 그러한 유전자만이 분석에서 포함되었다. 생물학적 유의성은 유전자 존재론, 경로 분석을 이용하고 GeneCards 데이터베이스를 통해 평가되었다. 28개의 유전자의 리스트는 이후에, 수술후 그룹 I 대 그룹 II를 분류하기 위한 모델을 구축하기 위해 사용되었다. 본 발명자는 지지 벡터 머신(support vector machine: SVM) 알고리즘을 이용하여 수술전 -1일 유전자 발현 데이터에 대해 이러한 예측 모델을 구조화하였다. 29개의 샘플로부터, 20개는 모델을 구축하기 위해 무작위적으로 선택되었으며, 그룹 I 또는 그룹 II의 구성원에 의해 계층화된, 나머지 9개의 샘플은 모델을 시험하기 위해 사용되었다. 예측 모델은 랜덤 샘플링으로 25회 반복 시험되었다. 이에 따라, 모델은 20×28 메트릭스로 구축되었다. 모델의 시험은 93% 정확도로 그룹 I 대 그룹 II 구성원의 예측을 나타내었다. 그룹 I에서 1년 생존은 15/17이며, 그룹 II에서 3/11이며, 이는 그룹 I에서 낮은 위험을 나타낸다(피셔의 정확 시험 p<0.005). 중요하게는, 시간-대-시간 Kaplan-Meier 생존 분석에서는, 그룹 II 대 그룹 I에서 유의미하게 상승된 사망 위험이 MCS-수술 후 1년 기간에 걸쳐 지속됨을 시사하였다(log 순위 p=0.00182).
예시적인 일 예에서, 대상체의 혈액 샘플은 표 4에 나열된 12개의 유전자의 발현 수준에 대해 검정된다. 유전자 발현의 양은 기준값에 대해 결정된다. 기준값은 표준 유전자(FRP와 관련되지 않는 것으로 알려진 것)의 수준이고/거나, 이는 건강한 개체 및/또는 심부전으로부터 회복하는 것으로 알려진 개체의 예시인 것으로 알려진 수준일 수 있다. 10-포인트 FRP 스케일의 중립 스코어는 5.5일 것이다. 유전자 발현에서 평균 배수-변화는 그러한 대상체에 대한 FRP 스코어에 도달하기 위해, 회복과 연관된 변화 방향에 있는지의 여부에 따라, 5.5로부터의 증가 또는 감소에 기여할 것이다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 첫 번째 7개의 유전자의 하향-조절은 심부전으로부터의 회복과 연관되며, 마지막 5개의 유전자의 상향-조절은 회복과 연관되어 있다. 선택적으로, 각 유전자의 발현 수준의 기여는 이의 예측값에 있어서 유전자 간의 차이를 조정하기 위해 선형 판별 분석을 기초로 하여 가중치를 적용한다.
당업자는 FRP 스케일이 다른 수치 범위를 기초로 하여 표현될 수 있고, 본 명세서에 기술된 10-포인트 스케일과 동일한 방식으로 운용한다는 것일 인지할 것이다. 예를 들어, FRP 스케일은 0 내지 5 포인트 범위, 0 내지 50 포인트 범위, 또는 0 내지 100 포인트 범위일 수 있다. 중립 중간점에 대한 편차는 여전히, 표 1 내지 표 4에 나열된 유전자의 상대적 발현 수준을 기초로 한 방식으로 계산될 수 있고, 적절한 가중치 및 기능 회복 예측으로 여겨지는 다른 파라미터를 고려하여 조정될 수 있다.
키트 및 검정 표준물
일부 실시형태에서, 본 발명은 표 1 내지 표 4에 제공된 유전자 중 하나 이상에 대한 유전자 발현을 측정하기 위한 키트를 제공한다. 일부 이러한 키트는 본 발명의 하나 이상의 유전자를 특이적으로 결합시키는 본 명세서에 기술된 시약 세트, 및 선택적으로, 본 발명의 시약을 함유한 하나 이상의 적합한 용기를 포함한다. 일부 실시형태에서, 본 명세서의 시약은 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 적어도 하나의 유전자에 특이적으로 결합한다. 시약은 프라이머 및 프로브를 포함하는, 본 발명의 하나 이상의 유전자 또는 유전자 산물을 특이적으로 결합시키는 분자를 포함한다. 시약은 선택적으로, 검출 가능한 라벨을 포함할 수 있다. 라벨은 형광, 발광, 효소, 발색 또는 방사성일 수 있다.
본 발명의 키트는 선택적으로, 검정 표준물 또는 검정 표준물 세트를 별도로 또는 다른 시약과 함께 포함한다. 검정 표준물은 건강한 개체를 나타내는 제공된 마커에 대해 기준 수준의 정상 발현을 제공함으로써 정상 제어로서 역할을 할 수 있다.
키트는 대안적인 유전자 발현 산물의 검출을 위한 프로브를 포함할 수 있다. 키트는 선택적으로, 완충제를 포함할 수 있다. 일부 실시형태가 NGS-플랫폼을 사용하지만, 다른 실시형태는 qPCR/Nanostring/Nanopore 기술을 이용한다.
일부 실시형태에서, 본 발명은 환자 혈액 샘플이 폴리머라제 연쇄 반응(PCR), 차세대 시퀀싱(NGS), 또는 표 1 내지 4에 제공된 유전자 중 하나 이상을 위한 다른 유전자 발현 프로파일링 검정을 이용한 검정을 위해 운송될 수 있는 하나 이상의 중앙 연구소의 설립을 제공한다.
컴퓨터 구현
본 명세서에는, 특정 양태에서, 본 명세서의 방법, 예를 들어, 치료 방법, 유전자 발현 프로파일링의 방법, 및 치료를 제안하는 방법에서 사용하기 위한 컴퓨터 구현 시스템이 제공된다(도 2). 일부 실시형태에서, 본 명세서에서 컴퓨터 구현 시스템은 (a) 개체에 의해 제공된 샘플을 수용하기 위한 샘플 수용기; (b) 실행 가능한 명령어 및 메모리를 수행하도록 구성된 운영 시스템을 포함하는 디지털 처리 장치; 및 (c) 샘플을 기초로 하여 의료인에 대한 치료를 제공하기 위해 디지털 처리 장치에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함한다. 일부 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은 (i) RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 적어도 하나의 유전자에 대한 샘플에서의 유전자 발현 수준을 결정하도록 구성된 유전자 분석 모듈; (ii) 유전자 발현 수준을 기초로 하여 치료를 결정하도록 구성된 치료 결정 모듈; 및 (iii) 의료인에게 치료를 제공하도록 구성된 디스플레이 모듈을 포함한다.
본 발명은 본 명세서에 기술된 방법을 수행하기 위해 컴퓨터-실행 가능한 명령어로 인코딩된 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체를 제공한다. 다른 실시형태에서, 본 발명은 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 때, 컴퓨팅 장치가 본 명세서에 기술된 방법 중 하나 이상을 수행하게 하는, 적어도 하나의 프로그램을 구현하는 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체를 제공한다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 프로그램은 적어도 하나의 프로세서가 방법(들)을 수행하게 하기 위한 알고리즘, 명령어 또는 코드를 포함한다. 마찬가지로, 본 발명은 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서가 본 명세서에 기술된 방법을 수행하게 하거나 이를 수행하도록 명령하는, 컴퓨터-판독 가능한 알고리즘, 명령어 또는 코드를 저장하는 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체를 제공한다.
당업자는 유전자 발현 프로파일의 분석, FRP 스코어의 생성, 및 결과의 예측을 포함하는 본 명세서에 기술된 방법의 다양한 실시형태가 예를 들어, 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 둘 모두의 조합(예를 들어, 펌웨어)에서 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 방법이 하드웨어 및/또는 소프트웨어에서 구현되는지의 여부는 전체 시스템에 부과되는 특정 적용 및 설계 제한에 따를 수 있다. 당업자는 예를 들어, 특정 적용 및 설계 제한에 따라 다양한 방식으로 본 방법을 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정은 본 개시내용의 범위에서 벗어나지 않는다.
본 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램/알고리즘은, 예를 들어, 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 어플리케이션-특정 집적 회로(ASIC), 필드-프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그래밍 가능 논리 장치, 이산 게이트(discrete gate) 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 부품, 또는 본 명세서에 기술된 기능 및 단계를 수행하도록 설계된 이의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로, 프로세서는 임의의 통상적인 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 상태 기계일 수 있다. 프로세서는 또한, 컴퓨팅 장치의 조합, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 함께 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다.
본 방법의 단계, 또는 본 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램/알고리즘은 하드웨어에서 직접적으로, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합(예를 들어, 펌웨어)에서 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 예를 들어, RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 드라이브, 고체-상태 드라이브, 분리성 디스크(disk 또는 disc), CD-ROM, 또는 당해 분야에 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 있을 수 있다. 예시적인 저장 매체는, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고, 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 연결된다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 예를 들어, 사용자 단말기에 있을 수 있는, 예를 들어, ASIC에 있을 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 예를 들어, 사용자 단말기에서 별도의 부품으로서 존재할 수 있다.
하나 이상의 예시적인 설계에서, 본 명세서에 기술된 방법을 수행하기 위한 기능은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합에서 구현될 수 있다. 소프트웨어에서 구현되는 경우에, 기능은 컴퓨터-판독 가능한 매체에 명령어 또는 코드로서 저장되거나 전송될 수 있다. 컴퓨터-판독 가능한 매체는 비제한적으로, 한 곳에서 다른 곳으로 컴퓨터 프로그램/알고리즘의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는, 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함한다. 저장 매체는 범용 또는 특수-목적 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 비제한적인 예로서, 컴퓨터-판독 가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장 장치, 자성 디스크 저장 장치 또는 다른 자성 저장 장치, 또는 명령어/코드 및/또는 데이터 구조 형태로 컴퓨터 프로그램/알고리즘을 지니거나 저장하기 위해 사용될 수 있고 범용 또는 특수-목적 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 연결은 컴퓨터-판독 가능한 매체로 간주된다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트로부터 전송된 경우에, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어, 디지털 가입자 회선(DSL), 또는 적외선, 라디오파 또는 마이크로파와 같은 무선 기술을 이용한 서버 또는 다른 원격 소스는 컴퓨터-판독 가능한 매체이다. 디스크(disc 및 disk)는 비제한적으로, 컴팩트 디스크(CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다기능 디스크(DVD), 블루-레이 디스크, 하드 디스크 및 플로피 디스크를 포함하며, 여기서, 디스크는 일반적으로, 레이저를 이용하여 광학적으로 데이터를 재생하며, 디스크는 일반적으로, 자성으로 데이터를 재생한다. 상기의 조합은 또한, 컴퓨터-판독 가능한 매체의 범위 내에 포함된다.
본 명세서에 기술된 방법은 자동화될 수 있다. 이에 따라, 일부 실시형태에서, 본 방법은 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컴퓨터 시스템(예를 들어, 서버, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱, 태블릿 또는 스마트폰)으로 구현된다. 컴퓨터 시스템은 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 방법을 수행하기 위해 알고리즘, 명령어 또는 코드로 구성되거나 제공될 수 있다. 컴퓨터 시스템은 대상체로부터 생물학적 샘플의 분석의 결과를 포함하는, 본 방법에 관한 임의의 또는 모든 양태에 대한 정보를 포함한 리포트를 생성시킬 수 있다. 본 개시내용은 또한, 본 방법을 수행하기 위해 컴퓨터-실행 가능한 명령어로 인코딩된 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체를 제공한다.
도 2는 본 명세서에 기술된 바와 같은 방법을 구현하기 위해 이용될 수 있는 컴퓨터 시스템(200)의 일 실시형태의 블록 다이어그램이다. 시스템(200)은 주요 하위시스템, 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(210), 메모리 하위시스템(212), 데이터 저장 하위시스템(214), 입력 장치 인터페이스(216), 출력 장치 인터페이스(218), 및 네트워크 인터페이스(220)를 상호연결시키는 버스(208)를 포함한다. 프로세서(들)(210)는 시스템(200)에 대해 다수의 처리 기능을 수행하고, 버스(208)를 통해 다수의 주변 장치와 통신한다.
메모리 하위시스템(212)은 예를 들어, 코드/명령어/알고리즘, 및 본 방법의 다양한 양태를 구현시키는 데이터를 저장하기 위해 사용되는 RAM 232 및 ROM 234를 포함할 수 있다. 데이터 저장 하위시스템(214)은 프로그램 코드/명령어/알고리즘 및 본 방법의 다양한 양태를 구현하는 데이터를 위한 비-휘발성 저장소를 제공하고, 예를 들어, 하드 디스크 드라이브(242), 고체-상태 드라이브(244), 및 다른 저장 장치(246)(예를 들어, CD-ROM 드라이브, 광드라이브, 이동식 매체 드라이브, 등)를 포함할 수 있다. 메모리 하위시스템(212) 및/또는 데이터 저장 하위시스템(214)은 예를 들어, 대상체의 유전자 발현 프로파일 및 FRP 스코어, 및 특정 AdHF 또는 다른 중재로 그러한 대상체의 치료의 치료 결과를 저장하기 위해 이용될 수 있다. 본 방법의 특정 양태를 구현하기 위한 코드/명령어/알고리즘은 메모리 하위시스템(212)에 작동 가능하게 배치되거나 데이터 저장 하위시스템(214)에 저장될 수 있다.
입력 장치 인터페이스(216)는 다양한 입력 장치, 예를 들어, 키보드(252), 포인팅 장치(254)(예를 들어, 마우스, 트랙볼, 스캐너, 펜, 태블릿, 터치 패드 또는 터치 스크린), 및 다른 입력 장치(들)(256)와의 인터페이스를 제공한다. 출력 장치 인터페이스(218)는 다양한 출력 장치, 예를 들어, 디스플레이(262)(예를 들어, CRT 또는 LCD) 및 다른 출력 장치(들)(264)와의 인터페이스를 제공한다. 네트워크 인터페이스(220)는 시스템(200)을 연결시키는 네트워크에 연결된 다른 컴퓨터 시스템과 소통하기 위해 컴퓨터 시스템(200)을 위한 인터페이스를 제공한다.
다른 장치 및/또는 하위시스템은 또한, 컴퓨터 시스템(200)에 연결될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 모든 장치 및 하위시스템이 본 명세서에 기술된 방법을 실행하기 위해 존재하는 것이 필수적인 것은 아니다. 또한, 장치 및 하위시스템은 도 2에 도시된 것과는 상이한 구성으로 상호연결될 수 있다.
실시예
하기 실시예에는 본 발명을 예시하고 이를 제조하고 사용하는 당업자를 돕기 위해 제시된다. 실시예는 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 달리 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
실시예
1: 기계적 순환 보조를 진행 중인
발달된
심부전 환자에서
PBMC
유전자 발현 프로파일, 조기 수술후 장기 기능 복구 가능성, 및 장기 생존 간의 연관성
본 실시예는, 수술전 PBMC-GEP가 장기 기능 스코어의 조기 변화를 예측하고 MCS 이식 후 AdHF 환자에서 장기간의 결과와 상관 관계가 있다. 이에 따라, 유전자 발현은 그 자체가 결과 예측에 적합하고, 더 큰 경도 코호트(longitudinal cohort)에서 추가 연구를 보증한다.
심부전(HF)은 산소화된 혈액의 수요 및 공급과 신체의 장기의 연속적인 부전 간에 미스매칭을 야기시키는 임의의 구조적 또는 기능적 심혈관 장애로 인한 복잡한 임상 증후군이다. 미국에서, 약 6백만명의 사람이 HF에 영향을 받는다[1]. 3백만명의 사림이 감소된 박출률(HFrEF)을 갖는 HF에 영향을 받는다[2]. 40세 이상의 남성 및 여성에 대한 발달하는 HF의 수명 위험은 5명 중 1명이다. 사망률은 최초 진단 후 5년 내에 대략 50%로 허용 가능하지 않게 높게 유지된다. 단계 D, 또는 발달된 심부전(AdHF)은 실제 난치성의 HF를 갖는 환자를 지정한다(미국에서 한 해에 300,000명으로 추정됨)[2].
AdHF 환자는 하기 치료 옵션으로부터 이익을 얻을 수 있다: 최적 의학 관리(OMM) 또는 완화/호스피스 치료(PC, n = 300,000), 기계적 순환 보조(MCS, n = 30,000) 또는 심장 이식(HTx, n = 3,000)[3]. 본래 이식하기까지의 브리지(bridge-to-transplant) 또는 회복하기까지의 브리지(bridge-to-recovery)로서 AdHF를 갖는 환자에게 사용되는 MCS 장치는 현재 궁극적인(평생) 치료법으로서 점점 더 사용되고 있고, 1:10의 배수로 HTx를 능가할 가능성을 갖는데, 이는 현재 1년에 대략 80%의 개선된 생존율을 나타낸다[4].
이러한 성공으로 인하여, 임상 프로파일을 요구하면서 대상 MCS는 환자에게 점점 더 많이 제공되고 있다. MCS-수술 후, 사망을 포함하는 부작용의 위험에 대한 환자간 변동성이 상당하다. 수술 전 개체 AdHF-환자에 대한 이러한 위험을 수술전에 예측하는 능력 및 연관된 장기 생존 예후에 대한 이러한 위험에 대한 영향은 임상 결정 및 관리의 매우 중요한 성분일 것이다. 현재, 본 발명자는 위험 예측을 위한 본 발명자의 임상 전문지식 및 입증된 임상 툴[4-18]을 가지고 있다.
그러나, 본 발명자의 임상 전문 지식 및 검증된 툴에도 불구하고, 이러한 위험을 평가하는 것이 쉽지 않고, 이에 따라, 치료법이 장기 생존과 관련하여 개체 환자에게 가장 효과적이라는 것에 대해 권고하고 있다. 종종, 노인 및 연약한 AdHF 환자는, OMM에서 잘 수행되지 않는 경우에, 또한, MCS-수술 후 장기 기능장애(OD) 및 사망의 위험이 증가한다. 현재 위험 예측의 어려움에 대한 이유 중 하나는 영양 실조, 면역 기능 장애, 및 빈약한 감염 대체 가능성을 종종 앓는 개체 AdHF 환자에서 취약성 및 OD 정도를 평가하는 것이 어렵다는 것이다.
수술전 HF-관련 면역학적 손상은, 연령 증가, T 세포 및 선천성 면역 세포 기능 장애, 허약함, 말기 분화된 T 세포의 수 증가, 면역 노화(부족한 복제 능력), 및 면역 소진(손상된 항원 반응) 간의 공지된 연관성으로 인하여, MCS 및 HTx 후 불량한 경과의 성분이다[19-23]. 다중-장기 기능장애 증후군(MOD)은 이환율 및 사망률의 주요 원인 중 하나이다. 이는 대단히 비정상적인 면역 활성화와 연관되어 있다[4-18, 24-26].
현재 확립된 임상 스코어링 및 예측 툴 중 어느 것도 면역 기능 파라미터를 통합하지 않는다. 이러한 것은 중증 환자들 간에 위험을 추정하는데 있어서 부정확한 경향을 가져서[11, 12], 개체 환자에 대한 최상의 생존 추정치와 함께 치료 권고를 매우 어렵게 만든다. 본 발명의 중심 가설은, MCS- 또는 HTx-수술 후 OD 및 환자 사망이 선천성 및 후천성 면역 세포 기능장애로부터 형성된 것이다. 이에 따라, 본 발명자의 목표는 수술전 시험을 개발하기 위해 백혈구 면역-생물학 정보를 이용하는 것으로서, 이는 개체 AdHF 환자에서 수술후 결과를 정밀하게 예측할 것이다. 본 발명자는 PBMC 데이터를 해석하고 예측 백혈구 바이오마커를 개발하기 위해 정량적 평가 툴로서 널리 허용되는 순차적 장기 부전 평가(SOFA)[27] 및 INR없는 말기 간 질환 모델(MELD-XI)[24, 28, 29] 스코어를 사용하였다.
이러한 목표를 달성하기 위하여, 본 발명자는 MCS-수술을 받은 AdHF 환자에서, HF-관련 수술전 말초 혈액 단핵 세포(PBMC) 유전자 발현 프로파일(GEP)이 1년 생존을 위한 대용품으로서 조기 수술후 장기 기능 상태의 변화와 상호관련이 있고 이를 예측한다는 가설을 세웠다.
본 발명자의 이전 연구에서, 본 발명자는 MCS-수술 후 PBMC GEP 시간 코스 분석에 대해 보고하였다[30-32]. 본 명세서에서, 본 발명자는, MCS 이식을 받은 AdHF 환자에서, 수술전 차등 PBMC-GEP는 장기 치사 위험에 대한 대리 지표로서 수술 직후 내지 수술 후 8일까지의 스코어 차로서 규정된, 조기 수술후 SOFA 및 MELD-XI 스코어 변화와 연관되고, 이의 예측이다.
이러한 발견은 MCS-수술과 같은, 스트레스 요인에 노출된 후에 개선할 사람의 정량화 가능한 가능성으로서 나타낸, 기능성 회복 가능성(FRP)을 개발하는 개념을 지지한다.
방법 및 설계
연구 설계
MCS-관련 수술전 MOD의 가장 시급한 임상 문제를 해결하기 위하여[4, 33, 34], 본 발명자는 MCS-수술만을 받은 AdHF-환자의 대조 집단에 대한 이러한 분석을 기초로 하여 선택하였다. 본 발명자는 UCLA 의료 기관 감사 위원회 1승인된 프로토콜 번호 12-000351로 2012년 8월에서 2014년 사이에 UCLS 의료 센터에서 MCS-수술을 받은 29명의 AdHF 환자로 연구를 수행하였다. 각 참여자로부터 서면 동의를 얻었다.
임상 관리
모든 연구 참여자는 UCLA 통합 AdHF 프로그램에 조회되었고, OMM, MCS, 및 HTx를 포함하는 다양한 치료 옵션에 대해 평가되었다. 모든 환자는 HF 치료법에 대해 최적화되었고, MCS-요법에 동의하였고, 다분야 심장 이식 선별 위원회의 권고를 기초로 하여, 확립된 지침[35, 36]에 따라 MCS-치료법을 받았다.
마취 유도 후에, 환자를 삽관하고, 심폐 바이패스에 배치시켰다. MCS-장치의 타입은 심부전 증후군의 급성 및 중증도뿐만 아니라 환자의 특징에 따라 선택되었다[37]. 좌심실 지지를 위해, 환자는 Heartmate II(HeartMate II® 펌프는 무밸브, 회전식, 연속 흐름 펌프임) 또는 HVAD(HeartWare® HVAD 펌프는 무밸브, 원심분리식, 연속 흐름 펌프임) 중 어느 하나를 받았다. 두심실 지지를 위하여, 환자는 Centrimag-BVAD(Centrimag® 펌프는 신체 외부에 있는 무밸브, 원심분리식, 연속 흐름 펌프임), PVAD 두심실 보조 장치(BVAD)(Thoratec® Paracorporeal Ventricular 보조 장치 (PVAD) 펌프는 각각 2개의 기계적 틸팅 디스크 밸브를 포함함) 또는 t-TAH(Temporary Total Artificial Heart는 부실한 심장을 대체하기 위해 사용되는 2개의 인공 심실로 이루어짐)를 받았다.
심혈관 수축성 및 혈관활성 약물의 다양한 조합은 개체 요건에 대해 조정된, 수술후 환자의 혈액역학을 지지하기 위해 사용되었다. 또한, 다른 임시 장기 시스템 지지(예를 들어, 기계적 환기, 혈액투석, 수혈, 및 항생제 치료법)가 요망되는 경우에 투여될 수 있다.
임상 표현형
모든 환자에 대한 인구 통계학적 변수를 얻었다. 12개의 별개의 파라미터를 일일 기준으로, 혈청 비리루빈, 혈청 크레아틴, 백혈구 총수, 혈소판 총수, 폐포산소압, 흡기된 산소의 분율(FiO2), 평균 전신 동맥압(MAP), INR(프로트롬빈 시간에 대한, 국제 표준화 비율), 혈당, 심박동수, 호흡률, 온도, 및 글라스고 코마 스케일(Glasgow Coma Scale; GCS)을 포함하는, 환자 코호트의 시간-의존 임상 표현에 대해 수집하였다.
이러한 파라미터들의 조합을 이용하여, 본 발명자는 또한, 2개의 검증되고 일반적으로 사용된 복합 OD 스코어, SOFA[27], 및 MELD-XI[24]를 계산하였다. SOFA 스코어는 6개의 주요 장기 시스템(심혈관, 호흡, 신경계, 신장, 간, 및 응고)에 걸쳐 장기 부전의 정도를 평가하는 검증되고 널리 허용된 수단이다. MELD-XI 스코어는 단지 빌리루빈 및 크레아티닌 수준을 이용하고 INR을 제거하는 MELD 스코어의 검증이며, 이는 통상적으로, 항응고가 필요한 경우 이러한 환자에서 해석되지 않을 수 있다.
본 발명자는 또한, 수술전 HF-중증도 평가를 위한 MCS 치료법[4]의 환자 선택 및 타이밍을 개선시키기 위해 개발된, 기계적 보조 순환 지원(INTERMACS) 스코어링 시스템을 위한 기관간 레지스트리를 사용하였다. 더 높은 INTERMACS 위험 카테고리는 더 나쁜 생존의 예측 인자로 간주된다. INTERMACS가 MOD의 임상 결과 및 위험을 식별하지만, 이는 질환의 근본적인 면역 메커니즘에 대한 통찰력을 제공하지 않는다.
임상 결과 파라미터
MCS를 받은 AdHF 환자에 대한 가장 중요한 임상 결과 파라미터 중 하나는 수술 후 1일에서 8일전까지 장기 기능 개선의 가능성이다.
임상 유용성 관점으로부터, 본 발명자는 AdHF-환자에게 OMM 또는 MCS에 대한 단기 및 장기 결과[38, 39]의 가장 정밀한 예측을 제공하는 것을 목표로 한다. 다수의 AdHF 환자가 다양한 회복 가능성을 갖기 때문에, 본 발명자는 단기 개선 기준, 즉, 장기 생존에 대한 대리 결과 파라미터로서 수술후 8일을 선택한다. 이러한 이유로, 본 발명자는 본 발명자의 바이오마커를 개발하기 위해 정적 수술전 장기 기능 중증도 스코어를 사용하지 않기 위해 선택한다. 가장 논리적인 임상 파라미터는 장기 기능 개선에 대한 가능성으로서, 본 발명자는 단기 기능성 회복 가능성(FRP)으로 명명한다. 이러한 파라미터는 환자가 매우 아픈 경우에도, MCS와 같은 공격적인 치료법으로부터 혜택을 받는 환자를 식별할 수 있다.
이에 따라, 환자를 2개의 장기 부전 위험 계층으로 분리하였다: 그룹 I = 개선(SOFA 및 MELD-XI 스코어 둘 모두는 -1일에서 8일에 개선됨) 및 그룹 II = 개선되지 않음(SOFA 및/또는 MELD-XI 스코어(들)는 -1일 내지 8일에 개선되지 않음). 다시 말해서, MCS-수술이 합병증 없이 혈역학적 상황을 개선하는 경우에, 환자의 장기 기능은 수술후 5일까지 및 명확하게, 수술후 8일까지 회복될 것으로 예상되며, 이는 -1일에서 8일까지, SOFA 및 MELD-XI 스코어의 일치하는 개선에 반영되어야 한다. 한편, SOFA 또는 MELD-XI, 또는 둘 모두의 스코어가 -1일에서 8일까지 개선되지 않는 경우에, 본 발명자는 이러한 문제가 장기 생존에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있다고 가정한다.
PBMC 샘플 처리 & GEP 프로토콜.
PBMC 샘플을 수술전 1일(-1일)에 수집하였다. 임상 데이터를 -1일 및 수술후 8일에 수집하였다. 본 발명자는 혼합된 PBMC 집단에 초점을 맞추기 위하여, 본 발명의 성공적인 Allomap™ 바이오마커 시험 개발 경험[40-43]을 기초로 하여 선택하였다.
8㎖의 혈액을 CPT 튜브(Becton Dickinson, 뉴저지주 프랭클린 레이크스 소재)내로 인출하였다. 각 샘플로부터의 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)를 정맥절개술 2시간 내에 정제하였다. 수집된 혈액을 혼합하고, 실온(22℃)에서 3000 RPM에서 20분 동안 원심분리하였다. 2㎖의 혈장을, 세포 층을 에펜도르프 튜브(Sigma-Aldrich, 미주리주 세인트루이스 소재)로 분배하지 않으면서 분리하고, 추가 실험을 위해 -80℃에서 저장하였다. 세포 층을 수집하고, 15㎖ 원추형 튜브로 옮기고, 차가운 포스페이트 완충제 염수(PBS)(Sigma-Aldrich, 미주리주 세인트루이스 소재)에서 재현탁시키고, 4℃에서 1135 RPM에서 20분 동안 원심분리하였다. 상청액을 흡인하고 폐기하였다. 세포 펠릿을 차가운 PBS에 재현탁시키고, 에펜도르프 튜브로 옮기고, 4℃에서 5.6 RPM에서 20분 동안 원심분리하였다. 상청액을 폐기하였다. 펠릿을 0.5㎖ RNA 보호 세포 시약(Qiagen, 캘리포니아 발렌시아 소재)에 재현탁시키고, -80℃에서 냉동시켰다.
PBMC 전사체 RNA 시퀀싱.
모든 샘플을 Genomics & Bioinformatics에 대한 UCLA Technology Center에서 차세대 RNA 시퀀싱 전사체 분석을 이용하여 처리하였다. 간단하게, RNA를 RNeasy Mini Kit(Qiagen, 캘리포니아 발렌시아 소재)를 이용하여 PBMC로부터 단리하였다. 전체 RNA의 품질을 NanoDrop® ND-1000 분광계(NanoDrop Technologies, 델라웨어 윌밍턴 소재) 및 Agilent 2100 Bioanalyzer(Agilent Technologies, 캘리포니아주 팰로앨토 소재)를 이용하여 50 ng/㎕ 이상의 농도, 260/280 ~ 2.0의 순도, 9.0 초과의 무결성-RIN 및 9.5 초과의 평균으로 평가하였다. 이후에, mRNA 라이브러리를 제조업체 설명서(Illumina, 캘리포니아주 샌디에고 소재)에 따라 Illumina TruSeq RNA 키트로 제조하였다. 라이브러리 구성은 폴리A mRNA의 랜덤 단편화, 이후에, 랜덤 폴리머를 사용한 cDNA 생산으로 이루어진다. cDNA 라이브러리를 Qubit를 이용하여 정량화하고, 크기 분포를 Bioanalyzer 2100(Agilent Technologies, 캘리포니아주 팰로앨토 소재)로 체크하였다. 라이브러리를 HiSeq 2500에서 시퀀싱하였다. 대략 725K 내지 825K 클러스터/mm2를 수득하기 위해 클러스터를 생산하였다. 클러스터 밀도 및 품질을 제1 염기 첨가 파라미터가 평가된 후의 실행 동안 결정하였다. 본 발명자는 참조 게놈으로 cDNA 서열을 정렬하기 위해 단일 단부 시퀀싱 실행을 수행하였다. 생성된 FASTQ 파일을 AdHF Research Data Center로 옮겼으며, 여기에서, Avadis NGS 1.5(Agilent(캘리포니아주 팰로앨토 소재) 및 Strand Scientific(캘리포니아 소재))를 이용하여 참조 게놈에 원시(raw) RNA-Seq FASTQ 리드(read)를 정렬하였다. RNA 추출, 정량 및 품질 평가 후에, 전체 mRNA를 증폭시키고, 전체-게놈 Illumina HiSeq 2500에서 시퀀싱하였다. 이후에, 데이터를 NGS Strand/Avadis(v2.1 Oct 10, 2014)를 이용하여 DeSeq 정규화하였다. 배치 효과는 R의 ComBat 알고리즘을 이용하여 제거되었다[44].
통계 분석
전사체 분석
본 발명자는, 환자가 장기 생존 결과를 위한 마커로서 조기 수술후 장기 기능 개선과 연관되기 때문에, 29명의 환자의 GEP에서 수술전 차별적으로 발현된 유전자(differentially expressed gene: DEG)를 발견하는데 관심을 가졌다. 그룹 I과 그룹 II 사이에서 차별적으로 발현된 PBMC-유전자를 비-파라미터 통계학(Benjamini-Hochberg 상호작용을 갖는 Mann-Whitney 시험)에 의해 식별하였다. 본래 오류발견률(FDR) 방법[45]이 유전체학 적용을 위해 너무 보존적이고 실질적으로 검정력(power)의 실질적인 손실을 야기시키기 때문에[46], 본 발명자는 독립체가 추가로 조사하기 위한 탐색 가이드로서 더욱 완화된 기준(FDR ≤ 0.1) 값을 이용하였다. 적어도 2.0의 배수 변화를 갖는 그러한 유전자만이 분석에서 포함되었다. 유전자 온톨로지(ontology), 경로 분석을 이용하고, GeneCards 데이터베이스를 통해 생물학적 유의성을 평가하였다.
예측 모델 구축 및 시험
수술후 그룹 I 대 그룹 II를 분류하기 위하여, 본 발명자는 지지 벡터 머신(SVM) 알고리즘을 이용하여 수술전 1일 유전자 발현에 대한 PBMC-GEP 예측 모델을 구축하였다. 29개의 샘플로부터, 모델을 구축하기 위해 20개를 무작위로 선택하고, 그룹 I 또는 그룹 II에서 구성원으로 계층화된, 나머지 9개의 샘플을 모델을 시험하기 위해 사용하였다. 예측 모델을 랜덤 샘플링으로 25회 반복 시험하였다.
정량적 실시간 폴리머라제 연쇄 반응(RT-qPCR) 검증.
NGS 데이터를 그룹 I(n = 3) 및 그룹 II(n = 3)에 걸쳐 얻어진 6개의 샘플의 PBMC로부터 얻어진 정량적 PCR에 의해 검증하였다. PBMC로부터의 전체 RNA를 RNeasy Mini Kit(Qiagen, 캘리포니아 발렌시아 소재)를 이용하여 정제하였다. CDNA를 RT-qPCR(BioRad, 캘리포니아주 헤라클레스 소재)를 위한 iScript 수퍼믹서로 합성하였다. RT-qPCR 분석을 7500 Fast Real-time PCR 시스템(Applied Biosystems, 캘리포니아주 포스터 시티 소재) 상에서 iTaq SYBR 그린 수퍼믹스(BioRad, 캘리포니아주 헤라클레스 소재)로 수행하였다. GAPDH 수준을 RT-qPCR을 위한 내부 대조군으로서 이용하였다. 사용되는 프라이머 쌍의 서열은 하기와 같았다: GAPDH-f: CCACTCCTCCACCTTTGAC(서열번호: 1); GAPDH-r: ACCCTGTTGCTGTAGCCA(서열번호: 2); KIR2DL4-f: ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(서열번호: 3); KIR2DL4-r: ATCACAGCATGCAGGTGTCT(서열번호: 4); NAPSA-f: CAGGACACCTGGGTTCACAC(서열번호: 5); NAPSA-r: GGTTGGACTCGATGAAGAGG(서열번호: 6); BATF2-f: AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(서열번호: 7); BATF2-r: TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(서열번호: 8); ANKRD22-f: CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(서열번호: 9); ANKRD22-r: TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(서열번호: 10).
결과
임상 프로파일 및 결과
수술전, 수술간 및 수술후 임상 프로파일 및 장기 생존.
29명의 환자로부터, 17명은 INTERMACS 클래스 1 내지 2(중대한 심장성 쇼크 또는 근수축성 지지에 대한 점진적인 감소의 상태)에서 수술전이었으며, 나머지 12명의 환자는 INTERMACS 클래스 3 내지 4(근수축제 의존 또는 휴지 증상)이었다[4]. 환자의 특징은 문헌[Bondar, G. et al., 2017, PLoS ONE 12(12): e0189420]의 표 1에 나타나 있다. 각 그룹에 대한 SOFA 및 MELD-XI OD 궤도는 도 3A에 요약되어 있다. 개선 양의 측면에서 동일한 데이터는 도 3B에 도시되어 있다. 그룹 I에서 1년 생존은 15/17이었으며, 그룹 II에서 3/11이었으며, 그룹 I에서 더 낮은 위험을 나타낸다(피셔 정확 시험 p<0.005). 중요하게, 시간-대-사건 Kaplan-Meier 생존 분석에서는, 그룹 II 대 그룹 I에서 사망의 유의미하게 상승된 위험이 MCS-수술 후 1년 기간에 걸쳐 지속되었다는 것을 시사하였다(log 순위 p = 0.00182; 도 4).
수술전 임상 변수(즉, INTERMACS 클래스, SOFA 중간 스코어, MELD-XI 중간 스코어, 및 Seattle 심부전 모델, 호흡률 배제) 또는 수술중/수술후 임상 변수 간의 보정은 그룹 I 대 그룹 II 구성원 또는 1년 생존 상태를 예측하지 못하였다. 본 발명자는 심초음파검사 기준에 의해 규정된, 수술전 우심실 기능을 2개의 그룹으로 그룹화하였다: 정상 내지 약간 감소된 우심실 기능(n = 12) 및 중간 내지 심각하게 감소된 우심실 기능(n = 17). 수술후 그룹 I 대 II 구성원에 대한 카이-제곱 p-값은 유의미하지 않았다(p = 0.42). 본 발명자는 수술전 근수축제 지지 수준을 하기 카테고리로 그룹화하였다: 근수축제 없음(n = 7), 1 근수축제(n = 3), 2 근수축제(n = 11), ≥3 근수축제 또는 MCS(예를 들어, VA ECMO)(n = 8). 수술후 그룹 I 대 II 구성원에 대한 카이-제곱 p-값은 유의미하지 않았다(p = 0.61). 추가적인 수술전 임상 정보 데이터(즉, 빌리루빈, 크레아티닌, 국제 표준화된 비율, 백혈구, 심박동수, 및 글르코오스 수준, 모든 비-유의미한 카이-제곱 p-값)(호흡률, p = 0.03)ms 또한 표 1에 요약되어 있다. 29명의 환자는 MCS 수술 전날에 임상적 감염 에피소드를 갖지 않았다.
수술중 중간 심폐 바이패스(CPB) 시간은 107분이었다(25%/75%: 75분/145분). 본 q라명자는 환자 CPB 시간을 2개의 그룹으로 분류하였다: CPB가 없거나(예를 들어, 최소 침습적 LVAD-배치) 또는 중간 시간보다 더 짧은 CPB 시간을 갖는 환자(n = 15) 및 중간 시간과 동일하거나 이보다 긴 CPB를 갖는 환자(n = 14). 그룹 I 대 그룹 II 구성원에 대한 카이-제곱 p-값은 유의미하지 않았다(p = 0.51). 추가적으로, 주요 수술중 출혈이 없는 그룹(n = 20)은 주요 출혈이 있는 그러한 환자(n = 9)와 비교되었다. 출혈 중증도는 수술후 최초 8일 동안 임의의 24시간 기간 당 4 RBC 이상으로서 INTERMACS 기준에 따라 규정되었다. 수술후 그룹 I 대 그룹 II 구성원에 대한 카이-제곱 p-값은 유의미하지 않았다(p = 0.06).
수술후 사망한 11명의 환자로부터, 9명의 환자는 MOD로부터 사망하였고, 1명의 환자는 휘장 출혈로 사망하였고, 1명의 환자는 패혈증으로부터 사망하였다.
수술전 PBMC-전사체와 임상 결과 간의 보정
PBMC-전사체 및 임상 코스.
MCS-수술을 받은 29명의 환자로부터, 17명은 그룹 I에 속하고, 12명은 그룹 II에 속하였다. 28명의 MCS-수술 환자는 수술후 8일에 생존하였다. 본 발명자의 연구가 수술전 PBMC-전사체가 수술후 임상 결과를 어떻게 예측할 수 있는지를 조사하기 때문에, 본 발명자는 본 발명자의 분석을, 수술전 -1일 PBMC 데이터와 수술전 -1일에서 수술후 8일까지의 임상 데이터의 변화의 관계로 제한하였다. 이러한 프로젝트는 PBMC GEP와 임상 파라미터 간의 수술후 보정을 특징분석하는 이전에 공개된 연구[30, 31]뿐만 아니라 PBMC GEP 모듈 고유게놈(eigengenome)과 임상 파라미터 간의 보정의 본 발명자의 시간-코스 분석[32]을 기초로 한 것이다.
수술전 PBMC-전사체 및 조기 수술후 장기 기능 변화.
장기 기능 변화와 관련된 -1일 전사체를 식별하기 위하여, 전체 세트의 mRNA 전사체(36,938)를 필터링하였다(20 내지 100번째 백분위수)[44]. 최종 26,571개의 독립체 중에서, 적어도 2.0의 배수 변화를 갖는 것만(123개의 전사체)이 언페어링된 Mann-Whitney 시험 및 Benjamini-Hochberg 보정 분석(FDR = 0.1)으로의 통계 분석을 위해 유지되었다. 이러한 필터링 단계 후에, 28개의 유전자는 -1일에 2개의 그룹 간에 차별적으로 발현되는 것으로서 식별되었다(도 5a, 표 5).
수술전 PBMC-전사체 및 1년 결과.
29명의 환자로부터 18명은 1년 후에 생존하였지만, 11/29명은 1년 동안 사망하였다. 사망 원인은 문헌[Bondar, G. et al. 2017]의 표 1에 요약되어 있다. 수술전 GEP는 1년 생존자와 비-생존자에서 상이하였다. 필터링된 25,319개의 독립체를 2.0 배수 변화 기준을 이용하여 분석하였다. 177개의 차별적으로 발현되는 유전자를 Benjamini-Hochberg 보정과 함께 언페어링된 Mann-Whitney 시험에 의해 분석하여, 105개의 전사체를 형성하였다(FDR = 0.1). 계층적 클러스터링을 1년 생존 환자에 대해 105개의 차별적으로 발현된 유전자(표 4B 및 문헌[Bondar et al 2017]에서 상응하는 105개의 유전자)에 대해 이용하였다(도 5b). 이러한 유전자로부터, 12개는 8일 장기 기능 개선과 상관관계를 갖는 28개의 유전자와 중첩한다(도 5c, 표 5).
수술후 8일에 2개의 그룹(그룹 I 대 그룹 II 구성원) 간에 차별적으로 발현되는 28개의 유전자로부터, 12개의 유전자는 1년 생존 상태와 중첩되었다(청색 열).
표 5: 28개의 유전자 분류인자의 공지된 기능
PBMC-GEP 예측 모델 개발
임상 프로파일 및 결과 보정.
INTERMACS [4] 클래스, SOFA 중간 스코어, MELD-XI 중간 스코어, 및 Seattle 심부전 모델(SHFM) 및 수술중/수술후 임상 변수(호흡률을 제외함)를 포함하는 수술전 임상 변수는 그룹 I 대 그룹 II 구성원 및 1년 생존 상태를 예측하지 못한다. 8일에, 17명의 환자는 장기 기능 개선을 가졌지만(그룹 I), 12명의 환자는 장기 기능 개선을 가지지 않으며(그룹 II), 1명은 수술후 3일에 사망하였다. INTERMACS 클래스 1 내지 2에서 9명의 환자는 수술전에 8일에 개선되었지만, 8명의 환자는 개선되지 않았다(피셔 정확 시험 p<0.005). INTERMACS 클래스 3 내지 4에서 8명의 환자는 개선되었지만, 4명은 개선되지 않았다(도 6). 치명적인 AdHF 환자에서 OD와 관련하여 임상 스코어의 비효율[10]은 본 발명자의 수술전 바이오마커 예측 시험 개발의 근거를 지지한다.
조기 수술후 장기 기능 변화의 예측.
본 발명자는 그룹 I 대 그룹 II에서의 구성원에 의해 계층화된, 총 29개로부터 20개의 샘플을 무작위적으로 선택함으로써 SVM 알고리즘을 이용하여 모델을 구축하였다. 모델을 시험하기 위하여, 나머지 9개의 샘플은 그룹 I 또는 그룹 II에서의 구성원에 의해 계층화되었다. 93%의 평균 예측 정확도(범위: 78 내지 100%)는 모델 구축 공정을 25회 실행한 후에 달성되었다(표 6).
표 6: 장기 기능 개선 그룹 I 대 II의 예측.
29개의 샘플로부터, 20개가 무작위적으로 선택되었고, 그룹 I 또는 그룹 II에서의 구성원에 의해 계층화되고, 모델을 구축하기 위해 이용되었고, 나머지 9개의 샘플은 모델을 시험하기 위해 사용되었다.
RT-qPCR 검증.
이러한 연구에서 NGS 결과를 검증하기 위하여, 본 발명자는 (그룹 I과 그룹 II 발현 수준 간의 통계학적 유의성 및 보정에 의해) 4개의 가장 높은 순위의 유전자를 검정하기 위해 제한된 RT-qPCR 실험을 수행하였다. 결과에서는 4개의 유전자로부터 2개(KIR2DL4, BATF2)가 NGS와 RT-qPCR 발현 수준 간에 일치하게 연관됨을 나타내었으며, 이는 그룹 I에서 하향조절 및 그룹 II에서 상향조절을 나타내었다. 이에 따라, 그러한 2개의 유전자는 예후 시험 개발에 대한 후보물이 될 수 있다. ANKRD22 및 NAPSA 발현 수준의 RT-qPCR 결과는 NGS 결과에 대한 모호한 관계를 도시한 것이었다. 본 발명자는 방법에서 이러한 차이에 대한 불일치의 결과로 본다. 이러한 결과는 Allomap™ 시험 개발 동안 내부 검증과 일치하며, 여기서, 고속대량 처리 기술(high-throughput technology)에 의해 발견된 252개의 후보 유전자로부터 68개는 RT-qPCR을 이용한 일치하는 발현 변화에 의해 확인되었다. 이에 따라, 이러한 68개의 유전자는 추가 Allomap™ 시험 개발을 위해 유지되었다.
도 3A 내지 도 3B는 장기 기능 및 결과를 예시한 것이다. 도 3A는 5개의 시점에 걸쳐 29명의 환자의 장기 기능 및 결과를 도시한 것이다. 29명의 MCS-수술을 받은 AdHF-환자로부터, 17명 환자는 수술전 -1일(TP1)에서 8일(TP5)까지 장기 기능 개선을 가지며(그룹 I), 12명의 환자는 장기 기능 개선을 가지지 않았다(그룹 II). 각 검정색 선은 1명의 1년 생존자를 나타내며, 각 적색 선은 1명의 1년 비-생존자를 나타낸다. 각 그룹에서, 비-생존자는 적색으로 도시되어 있다. 도 3B에는, MCS-수술을 받은 29명의 AdHF-환자로부터, -1일(TP1)에서 8일(TP5)까지, 17명의 환자가 개선되었으며(그룹 I, 우측위 사분면), 12명의 환자는 개선되지 않았음(그룹 II. 나머지 3개의 사분면)을 도시한 것이다. 각 큰 진한 불렛은 1년 내에 사망한 한 명의 환자를 나타낸다. 스코어 개선의 부재는 1년 생존의 감소와 연관도어 있다.
도 4는 그룹 I 대 그룹 II에서의 Kaplan-Meier 1년 생존을 도시한 것이다. 개선된 17명의 환자(그룹 I=기능 회복=장기 기능 개선=낮은 위험) 대 개선되지 않은 11명의 환자(그룹 II=기능 미회복=장기 기능 미개선=높은 위험)에서, 시간-대-사건 Kaplan-Meier 생존 분석에서는, 그룹 II에서 사망의 유의미하게 상승된 위험(log 순위 시험 p=0.00182)이 MCS-수술 후 1년 기간에 걸쳐 지속되었음을 시사하였다.
도 5a 내지 도 5c는 장기 기능 개선 및 생존 이익과 연관된 중요한 유전자의 중첩을 도시한 것이다. 도 5a는 중요한 유전자 -1일(TP1)의 계층적 클러스터링을 도시한 것이다. 좌측: 그룹 I과 그룹 II 간에 차별적으로 발현된, 28개의 유전자의 Volcano 플롯. 우측: 예측 시험을 위한 28개의 후보 유전자의 계층적 클러스터링은 그룹 I과 그룹 II 간에 차별적 유전자 발현을 나타낸다. 도 5b는 생존 이익과 연관된 유전자의 계층적 클러스터링을 도시한 것이다. 좌측: 그룹 I과 그룹 II 간에 차별적으로 발현된, 105개의 유전자의 Volcano 플롯. 우측: 예측 시험에 대한 105개의 후보 유전자 중 17의 계층적 클러스터링은 그룹 I=생존, 그룹 II=비-생존 간에 차별적 유전자 발현을 나타낸다. 도 5c는 개선 그룹 및 1년 생존 결과 둘 모두로부터의 중첩 유전자를 도시한 것이다. 좌측: Venn-Diagram은 개선 스코어(적색)에 의한 비교에서 식별된 28개의 DEG를 나타내며, 우측은 1년 생존(블루)을 비교함으로써 식별된 105개의 DEG를 나타낸 것이다. 12개의 DEG는 2개의 비교에 걸쳐 공유되었다. 우측: 12개의 중첩 유전자.
도 6은 예시적인 예측 바이오마커 개발 근거를 도시한 것이다. 수술전 임상 심부전/장기 기능 중증도 스코어(INTERMACS 클래스, SOFA 중간 스코어, MELD-XI 중간 스코어) 및 인구 통계(연령, 성별)는 수술후 장기 기능 개선(ROC, 95% 신뢰 구간) 및 장기간 생존(Cox 비례 위험 모델, 95% 신뢰 구간)을 신뢰성 있게 차별하지 않았다. 대조적으로, PBMC-GEP는 수술후 장기 기능 개선 및 장기간 생존과 상관관련이 있다.
논의
본 발명자는 MCS 이식을 받은 후 AdHF 환자에서, 수술전 차등 PBMC-GEP가 조기 수술후 SOFA 및 MEDL-XI 스코어 변화와 관련이 있고 이를 예측한다는 본 발명자의 가설을 지지할 데이터를 제시한다. 본 발명자는 장기 치사 위험에 대한 대리 지표로서 수술전 1일에서 수술후 8일 사이의 스코어의 차이로서 이러한 임상 파라미터를 규정하였다. 본 발명자의 연구는, 수술전 PBMC GEP로부터 유도된 28개의 유전자 세트가 SOFA 및 MELD-XI 스코어의 조기 수술후 개선 또는 비-개선을 예측하는 것을 나타낸다. 28개의 수술전 유전자로부터, 하기 12개의 유전자는 조기 수술후 장기 기능 개선 및 1년 생존자 상태를 구별하는데 이의 중첩으로 인해 특정의 생물학적 관심이 있다.
중복하는 유전자의 잠재적인 생물학적 영향
SOFA 스코어 및 MELD-XI 스코어 및 1년 비-생존자에서 상향-조절된 유전자의 가상 메커니즘.
BATF2는 다양한 면역 기능을 조절하고 면역 세포의 발달 및 분화를 조절하는 전사 인자의 한 부류에 속한다. 기능 연구는 Th2 세포 기능 및 T 림프구의 계통 발달을 조절하는데 BATF2에 대한 주요 역할을 나타내었다. 감염 후에, BATF2는 면역계에서 CD8 (+) 흉선 통상적 수지상 세포의 발달 및 분화에 참여한다[47]. BATF2는 사이토카인 및 케모카인의 발현을 변경함으로써 IFN 신호전달 및 면역 반응의 양성 조절에 관여된 중요한 성분을 담당한다. 이에 따라, 이는 가능하게 염증 과정에서 균형을 유지한다. BATF2는 전통적인 대식세포 활성화에서 유전자 조절 및 이펙터 기능에 대한 필수 전사 인자이다[48]. AGRIN은 유비쿼터스 역할을 갖는 유전자이고, 세포외 기질(ECM)에서 진화적으로 보존된다[49]. 이의 세포내 과정은 증식, 아폽토시스, 이동, 운동성, 자가포식, 혈관신생, 종양생성, 및 면역학적 반응을 포함한다[50, 51]. AGRIN은 림프구와의 면역학적 시냅스 형성에서 α/β-디스트로글리칸 수용체와 상호작용하고, 활성화[52]뿐만 아니라 α-디스트로글리칸 의존 방식으로 다운스트림에 생존하는 단핵구 세포를 유지하는 데 도움을 준다[53]. AGRIN LG3 도메인은 조기 파열된 태아 막의 검출을 위한 바이오마커로서 사용되었다[54]. 단백질의 지질 병형에 관여된 ANKR22[55]는 암 면역치료법에 대한 환자 반응을 식별하기 위하여 여러 타입의 암에 대한 가능한 바이오마커로서 특허를 받았다[56, 57]. FRMD6은 다양한 복잡한 질환, 예를 들어, 천식, 알츠하이머병, 및 폐암에 연관되었다. 이는 세포 증식 및 아폽토시스 둘 모두를 조절하는데 중요한 역할을 하며, 여기서, 종양 억제제 성질을 갖는 것으로 사료된다. FRMD6은 비타민 D가 면역 세포의 증식을 억제하는 과정을 매개하는데 도움을 줄 수 있다[58, 59]. FRMD6의 상향조절은 대장암에서 진단 마커로서 제안되었다[59]. KIR2DL4는 자연 킬러(NK) 세포 및 T 세포의 서브세트에 의해 발현된 막관통 당단백질에 대해 코딩한다. KIR2DL4는 NK 세포의 활성을 억제하고, 세자리 증후군에서 이러한 T 세퐁서 활성화 유도 세포사를 감소시킬 수 있다[60], [61, 62]. KIR2DL4는 인간 백혈구 항원 G를 인지하고 NK-세포 활성화를 매개하는 KIR 패닐리의 유니버셜 구성원이고[63], 신생물 NK-세포 증식의 유용한 진단 바이오마커로서 제안되었다[64].
SOFA 스코어 및 MELD-XI 스코어의 비-개선 및 1년 비-생존자에서 하향-조절된 유전자의 가상 메커니즘.
SAP25는 전골수구 백혈병(PML) 핵체에 위치된 핵세포질 차단 단백질의 구성원이다. PML 핵체는 유전자 조절, 아폽토시스, 서열, DNA 복구, 및 항바이러스 반응과 같은 다양한 세포 기능에 연관되어 있다[65], [66, 67]. NAPSA는 프로냅신 유전자인데, 이는 1차 폐암을 위한 마커로서 상당한 진단적 가치를 가질 수 있다. NAPSA는 불량하게 분화된 유두 갑상선 암종 및 악성 암종의 하위세트에서 검출되었다[68]. TIMP3은 세포외 기질-결합된 단백질로서, 이는 기질 조성물을 조절하고 종양 성장에 영향을 미친다. TIMP3은 침입 및 혈관형성의 메커니즘에 의해 암에서 종양 비활성화를 억제한다[69]. TIMP-3 하향조절은 덜 침습성 및/또는 정상 폐 및 간 세포와 비교하여, 공격적인 비-소세포 폐암 및 간암종 세포와 연관된다[70]. 이는 VEGF 수용체-2에 대한 VEGFdml 결합을 차단하고, 다운스트림 신호전달을 억제하고 혈관신생을 방지함으로써 혈관 내피 성장 인자(VEGF)를 매개한다. 이러한 억제 성질은 이러한 분자에 대한 신규한 기능을 나타내는, 이의 매트릭스 메탈로프로테아제(MMP)-억제 활성에 독립적인 것으로 보인다. RHBDD3은 Toll-유사 수용체에 의해 촉발된, 수지상 세포(DC)의 활성화 및 인터루킨 6(IL-6)의 생산을 억제하는 프로테아제의 롬보이드 패밀리의 구성원이다. 롬보이드 단백질은 표피 성장 인자, 미토콘드리아 항상성 및 기생충 침입에 대한 수용체를 통한 신호전달에 관여된다[71, 72]. RHBDD3은 DC의 활성화를 부정적으로 제어하고, DC에 의해 IL-6의 생산을 억제함으로써 조절 T 세포 및 TH17 세포의 균형을 유지하며, 이에 따라, 자가면역 질환의 예방에 기여한다[72].
요약하면, 본 발명의 중심 가설은 MCS- 또는 HTx-수술 후 OD 및 사망이 선천성 및 후천성 면역 세포 기능 장애로부터 발생한다는 것이다. 이에 따라, 백혈구 면역-생물학 정보는 수술전 시험을 개발하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 개체 AdHF-환자에서 수술후 결과를 더욱 정밀하게 예측한다. 이러한 임상 목표를 충족하기 위하여, 본 발명자는 신규한 개념의 FRP를 개발하였는데, 이는 주요 예후 정보가 수술전 OD의 절대 크기보다 평형을 수술후 회복시킬 수 있는 수술전 가능성이라는 본 발명자의 평가를 기초로 한 것이다. 이러한 임상 환경에서, 본 발명자는 12개의 중첩 유전자의 잠재적인 생물학적 역할을 하기와 같이 해석한다: 본 발명자는 BATF2가 그룹 I 환자와 비교하여 그룹 II AdHF-환자에서 만성적으로 더 활성화된다고 가장한다. BATF2 활성화는 OD에 의해 야기된 세포 괴사-매개 손상을 복구하기 위한 이의 시도에 기인한 것이다. 이러한 과-활성화는 후천성 면역 세포의 소진으로 이어지는데, 이는 그룹 II 환자에서 연장된 시간-코스-대-사망을 설명할 수 있다(도 4). 이러한 가설에 대한 지지를 얻기 위하여, 본 발명자는 연구 프로토콜에 다중 흐름 세포계측 마커, 무세포 메틸화된 DNA, 및 미토콘드리아 DNA를 도입한 연구를 개시하였다. RHBDD3에 대하여, 류머티스성 관절염, 궤양성 대장염 및 크론병을 갖는 환자에서 이의 하향 조절[72]은 자가-면역 침략을 예방하는데 도움이 될 수 있다. 그러나, MCS-수술 받은 AdHF-환자에서 이의 하향-조절은 IL6-경로에 대한 더 낮은 억제 효과를 통해 적절치 않은 선천성 면역 반응 및 적절치 않은 후천성 면역-부전을 악화시킬 수 있다[73]. 또한, ANKRD22, FRMD6, 및 KIR3DL2와 같은 유전자의 상향조절, 및 TIMP3, SAP25, NAPSA, 및 TIMP와 같은, 유전자의 하향-조절이 암에서 나쁜 예후와 관련이 있고, 또한 AdHF에서 나쁜 예후와 연관되는 것을 나타내는 것이 관심사이다. 이는 두 임상 증후군 모두에서 공통 경로에 대한 의문을 제기한다.
건강 시스템 영향 관점.
본 발명자의 데이터는, OD의 정적 중증도보다 오히려, 수술전 동적 회복 가능성이 수술 후 평형을 회복시키는데 중요한 예후 성질임을 시사한다. 이는 또한, 수술후 조기 회복 및 잠재적으로 양호한 장기 예후의 높은 기회를 가질 수 있는 AdHF-환자를 식별하기 위한 수술전 혈액 샘플의 가능성을 제시한다. 수술전 혈액 시험 결과가 높은 FRP를 예측하는 경우에(그룹 I), 이러한 데이터는 수술을 받으라는 권고로 이어질 수 있다. 수술전 혈액 시험이 낮은 FRP를 제시한 경우에(그룹 II), 건강관리 팀은 그러한 시간에 수술의 잠재적으로 유해한 권고를 피할 수 있다. 미국에서, 본 발명자는 AdHF 및 MCS에 대한 가능한 후보자를 갖는 매년 30,000 내지 60,000명 개인으로부터, 적어도 7,500 내지 15,000명이 MCS 수술로부터 혜택을 받기에 너무 아픈 경우에 시험 결과를 기초로 하여 수술을 받는 것이 도움이 되지 않을 것으로 추정된다. HF가 2009년에 미국에서 372억 달러의 추정 비용과 2030년까지 970억 달러까지 증가할 것으로 예상되는 막대한 사회적 및 경제적 부담으로 인해 주요 공중 보건 문제가 되기 때문에, 본 발명자의 제안된 예측 시험은 동시에, 개체 환자의 개인 혜택을 맞춤화할 수 있고, 또한, 미국 건강관리에서 비용 효율성을 향상시킬 수 있을 것이다.
AdHF 평가 시점에 임상 의사-결정 과제는 종종 현대 의학과 인정 있는 임종 관리 중에서 선택하는데 정점을 둔다. 이러한 궁극적인 시나리오는 의학적으로, 윤리적으로, 및 경제적으로 요구되고 있다. 이러한 것은 개인화된 정밀 의학 연구가 사회가 본 발명자에게 맡길 최고의 인간적 기대에 부응할 수 있도록 제공해야 하는 최상의 증거-기반 의사 결정 지지를 받을 만하다.
제한.
첫 번째로, 이러한 원리 증명 연구에서 본 발명자의 결과 파라미터는 이분법적인 종점을 이용하였다(수술후 8일에 장기 기능의 개선 대 비-개선). 더 큰 코호트를 포함하기 위한 본 연구의 계획된 확장에서, 본 발명자는 정량적인 연속 변수로서 결과 파라미터를 처리할 것이다. 두 번째로, 본 발명자는 본 발명자의 분석 내에 다중시스템 수준 단백질 마커를 도입하지 않았다. 프로젝트의 계획된 확장에서, 본 발명자는 멀티플렉스 유세포분석 및 사이토카인 파라미터를 포함할 것이다. 세 번째로, 본 연구는 작은 샘플 크기를 갖는다. 이는 그룹 I 대 그룹 II 비교에 대한 내재된 제한을 제기한다. 로지스틱 회귀/Cox-PH 모델은 샘플 크기 제약으로 인해 각각 단지 하나의 예측 변수만으로 구성되었다. 본 발명자는 또한, 95% 신뢰 구간으로 이러한 모델로부터의 계수/정확도 측정치를 보고하였는데, 이는 샘플 크기의 함수로서 파라미터 추정치에 대한 본 발명자의 불확실성을 적절하게 반영한 것이다. 네 번째로, RT-qPCR 검증은 시험을 완료하기 위해 필요한 생물학적 물질의 부족에 의해 제한되었다. 본 발명자는 후속 연구에서 모든 후보 유전자를 포함하기 위해 이러한 검증을 확장할 것이다. 다섯 번째로, 바이오마커 개발에서와 같이, 일반적으로, 많은 결과는 운영자/연구자-의존 결정의 결과이었다. 여섯 번째로, 본 발명자가 MCS-관련 수술전 MOD의 문제를 해결하기 위해 MCS-수술만을 받은 AdHF-환자에 대한 본 발명자의 분석을 기초로 하여 선택하지만[4, 33, 34], 본 발명자는 MCS-수술 중재 대 일반적인 심장 수술과 관련된 PBMC-생물학의 양태를 해결하지 못한다는 것을 인정한다. 이러한 질문을 해결하기 위하여, 본 발명자는 동일한 연구 프로토콜을 사용하여, OMM, HTx, 관상 동맥 바이패스 수술, 경피적 관상동맥 중재술, 판막 교체, 판막 수리, 부정맥 중재를 받은 AdHF-코호트 및 건강한 지원자를 시험하는 후속 프로젝트를 개시하였다. 이러한 결과는 별도로 보고될 것이다.
결론
MCS 이식을 받은 AdHF 환자에서, 수술 1주 내에 OD의 수술후 임상 개선이 감소된 장기 사망률과 연관되어 있으며, 개선되지 않은 환자와 상이한 PBMC GEP는 이미 수술전에 존재하고, 결과 예측에 적합할 수 있다. 환자 결과를 개선하기 위한 근본적인 메커니즘 및 예후적 의미는 더 큰 경도 코호트에서 추가 연구를 한다.
참고문헌
실시예 2: 발달된 심부전에서 기능성 회복 가능성을 진단하기 위한 말초 혈액 전사체 바이오마커 시험
이러한 실시예는 기능성 회복 가능성(FRP)의 사용에 의해 얻어진 결과 예측을 예시하는데, 이는 생활 연령, 및 1차 및 2차 장기 부전, 동반 병태, 허약, 장애를 포함하는 다수의 다른 인자를 기초로 한 스트레스 요인으로부터 회복할 가능성을 지칭한다.
심부전(HF)은 전신 저관류 및 부전이 신체의 대사 요구를 충족시키는 것을 야기시키는 임의의 구조적 또는 기능적 심혈관 장애의 결과로 나타나는 복잡한 임상 증후군이다. HF는 다양한 심근 손상 메커니즘에 의해 개시된다. 보상된 상태를 유지하기 위해 만성 신경호르몬 상향조절에도 불구하고, 추가 심근 손상이 HF 진행으로 이어져서, 전신 이화작용/신진대사 불균형, 2차 장기 기능장애, 심장 악액질, 철분 결핍 빈혈 및 허약을 초래한다[3]. 이는 신장, 간, 골수, 뇌 및 대사의 진행성 기능장애와 일하는 면역 시스템 활성화를 촉발시켜, 심각하게 제한된 예후를 갖는 발전된 HF(AdHF)로서 임상적으로 제시되는, 전신 질환과 유사한 환경을 생성시킨다[4-6]. 결과는 HF-중증도, 및 생활 연령(CA)에 의존적이며, 다수의 다른 인자는 "개인 생물학적 연령(PBA)"으로 공동으로 불리린다. 임의의 제공된 CA에서, 건강한 결과에서와 큰 생물학적 차이 및 큰 이질성이 존재한다[7,8]. 이러한 불일치는 기능성 회복 가능성(FRP), 또는 유사한 용어로 또는 기능성 회복(FR)의 가능성으로 불리는 스트레스 요인으로부터 회복할 개별 사람의 가능성의 차이에 관한 것이다. 본 발명자의 중심 가정은, FRP가 CA뿐만 아니라 PBA(1차 및 2차 장기 부전, 동반 병태, 허약, 장애)를 포함하는 임상 복합물을 통합한다는 것이다(도 7).
낮은 FRP를 갖는 AdHF 환자는 기계적 순환 보조(MCS) 또는 심장 이식(HTx)과 같은 AdHF-치료법 후 사망에 대한 위험이 증가될 수 있다. 실시예 1에 기술된 바와 같이, 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)의 수술전 차등 유전자 발현 프로파일(GEP)은 MCS를 받은 AdHF 환자에서 수술후 조기 결과를 예측한다. 본 발명자는 수술전부터 수술후 8일까지 순차적 장기 부전 평가(SOFA) 및 INR을 제외한 말기 간 질환의 모델(MELD-XI) 스코어의 변화로서 FRP 결과를 정의하였으며, 이는 장기 사망률과 상호연관되어 있다[9].
FRP는 일반화 가능하고 임상적으로 유용한 개념으로서, 1) 스트레스 요인 노출 후, 기능적 삶으로 되돌아 갈 사람의 가능성으로서 규정되고; 2) 장기 생물학적-정신적-사회적 중재에 의해 조정되고; 3) CA 및 PBA 데이터를 통합하는 일반적인 임상 프레임워크 내에서 특성화되고; 4) 정량적으로 기술되고; 5) 장기 결과 예측을 위한 대리 지표로서 사용되고; 6) 사전-스트레스 요인 분자 데이터로부터 진단될 수 있다. 임상 적 접촉에서 이러한 분자 데이터의 통합은 공유된 의사-결정 공정에서 의사-결정의 품질을 개선시키고 환자 경험을 취적화하는 가치-기반 건강관리 목표를 달성하는 것을 도울 수 있어서, 이환율 및 사망률 결과를 최소화하고 건강 시스템 비용-효율성을 최대화할 수 있다. 본 실시예에서, 본 발명자는 HF 의학에서 FRP의 생의학적 기초 및 잠재적인 임상적 유용성을 논의한다.
고위험 AdHF 환자에서의 AdHF 결과
지난 50년 동안, HF 결과는 의학적 관리로 개선되었다[1,2,10]. 그러나, 단계 D, 또는 AdHF를 갖는 환자는 종종, 지침 지시 의학적 치료법(GDMT)에 의한 최적 의학 관리(OMM)를 견디지 못할 수 있고, 덜 발달된 질환을 갖는 환자와 동일한 혜택을 유도하지 못할 수 있다[11]. 고령의 환자는 ?은 환자와 동일한 혜택을 유도할 수 없다[12].
바이오마커-가이딩된 치료법이 GDMT 단독에 비해 결과를 개선시킬 수 있다고 제안되었다[13]. 본 발명자는 AdHF-수술/중재 치료법 후에 장기 결과를 예측하는데 임상의를 돕기 위한 바이오마커를 기술한다.
혈관재생을 받은 AdHF 환자에서의 결과
고위험 경피적 관상 동맥 중재(PCI)를 받은 AdHF 환자에 대하여, HF 집단에서 PCI의 혜택 또는 유해는 무작위화된 시험의 결여로 인해 알려져 있지 않다[14].
고위험 관상 동맥 바이패스 수술(CABG)을 받은 AdHF 환자에 대하여, 상이한 연령 그룹에서의 효능과 관련한 제한된 정보가 존재한다. 허혈성 심부전을 위한 외과적 치료(STICH) 연구 시험에서, 35% 미만의 좌심실 박출률(LVEF)을 갖는 총 1,212명의 환자는 CABG 플러스 의학적 치료법 또는 희학적 치료법 단독을 받도록 무작위적으로 정해졌다[15,16]. 허혈성 심부전 연장 연구(STICHES) 시험에 대한 외과적 치료에서, 추적 관찰의 중간 기간은 9.8년이었다. 더 젊은 환자와 비교하여 고령의 환자에서 GDMT와 비교하여 CABG를 갖는 모든-원인 사망률의 더 작은 감소에 대한 경향이 존재하며, 이는 상이한 연령 그룹에서 CABG의 효능의 개선된 이해가 요구됨을 시사한다[14, 17]. 이러한 결과는 최근 HF 시험과 일치한다[12]. 고령의 그룹에는 환자가 거의 없기 때문에, 실제 장기 혜택은 훨씬 더 낮을 수 있다. 즉, 감소된 박출률을 갖는 심부전(HFrEF)을 갖는 67세가 넘는 환자에서 GDMT와 CABG 간에 균형이 존재한다[14](표 7).
판막 중재를 받은 AdHF 환자에서의 결과
카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR)을 받은 AdHF 환자. 초기 TAVR 경험[18, 19] 후에(표 7), 1년 추적 관찰에서 US 임상 실무에서의 사망률은 23.7%였다. "특히 TAVR에 대해 고려되는 환자의 그룹의 기존 동반 병태를 고려할 때, 절차의 전체 위험 및 혜택에 대한 더 나은 예측에 초점을 맞추는 것이 중요하다"[20](표 7). TAVR 결과에 대한 전신 리뷰에서, 사망의 46.4% 및 51.6%는 최초 30일 내에 그리고 후에 각각 비-심혈관 원인과 관련이 있다[21]. 중간 위험 TAVR 시험[22]에서(표 7), 환자 포함에 대한 지침은 30일에 4 내지 8%의 사망률을 예측하기 위해 공존하는 질환의 존재를 기초로 하여, 흉부 외과 학회(STS) 위험 스코어[102] 및 EuroSCORE[103]이었다[23]. 주요 결과는, TVAR이 2년의 결과(임의의 원인 또는 손상 뇌졸중으로부터의 사망)과 관련하여 수술보다 열등하지 않음을 나타내었다.
2017년 권고에 따르면, 심각한 대동맥 판막 협착증의 자연 병력과 연관된 사망 위험 및 이환율은 치료 권장 기준으로서 대동맥판 치환과 관련된 위험에 대해 가중치가 제공되어야 한다[24, 25]. TAVR은 기존 동반 병태가 저지되는 환자에서 대동맥 협착증(AS)의 교정으로부터 기대되는 혜택이 권고되지 않는다[26].
MitraClip을 받은 AdHF 환자. 기능성 승모판 역류(FMR)의 외과적 복구 후 전체 사망률은 20% 내지 50%의 범위이다[27-29]. 승모판 클립 치료법은 FMR을 갖는 선택된 고위험 환자에 대한 새로운 옵션이다[30,31]. EVEREST II 시험의 한 분야인 고위험 연구는 수술전 사망률에 대한 수술 위험이 STS 계산기를 이용하여, 12% 이상인 것으로 추정되는 3+ 내지 4+ MR을 갖는 증상이 있는 환자에게 등록하였다[32, 33]. 잠재적 자격 기준은 포셀린 대동맥, 이동 상향 대동맥 아테롬, 종격동후 방사선, 40% 미만의 좌심실 박출률(LVEF)을 갖는 기능성 MR, 40% 미만의 LVEF를 갖는 75세 이상의 연령, 특허 바이패스 이식(들)을 갖는 이전 중간 흉골절개술, 2회 초과의 이전 흉부 수술, 간경화증, 또는 3 이상의 하기 STS 고위험 기준을 갖는 고위험 환자를 포함하였다: 2.5 ㎎/㎗ 초과의 크레아티닌 수준, 이전 흉부 수술, 75세 이상의 연령, 또는 35% 미만의 LVEF[34](표 7). 증상이 있는 MR을 갖는 환자의 상당한 수는 광범위한 동반 병태 또는 수술에 대한 불확실한 징후를 나타내고, 수술에 대해 높은 수술 위험, 수술 불가능 또는 지시되지 않는 것으로 규정되고, 증상이 심각한 MR을 갖는 환자의 대략 절반은 수술을 받지 않을 수 있다. 최근 승모판 클립-메타-분석(Mitra-Clip-meta-analysis)에서, 1년 사망률은 16%(408/2498)로서, FMR 대 퇴행성 승모판 역류(DMR)를 갖는 환자에서의 그룹에서 유사하였다. 저자는 초기 단계에서 더 나은 환자 선택 및 경피적 에지-대-에지 복구를 수행하는 것이 발전된 LV 리모델링, 심각한 MR 이상, 및 절차로부터 덜 혜택을 받는 여러 동반 병태를 갖는 그러한 환자의 치료를 피할 수 있다고 결론지었다[35](표 7).
2017년 미국 심장병 학회(ACC)/미국 심장 협회(AHA) 권고에 따르면, 카테터 경우 승모판 수리는 수복 절차에 대해 유리한 해부학적 구조 및 적절한 수명 기대치를 갖지만, 심각한 동반 병태으로 인해 금지적 수술 위험을 가지고 HF에 대한 최적의 GDMT에도 불구하고 심각한 증상을 남기는, 만성의 심각한 1차 MR(단계 D)을 갖는 심각한 증상의 환자(뉴욕 심장 협회(NYHA) 클래스 III 내지 IV)에 대해 고려될 수 있다[24].
심실 빈박성 부정맥(VT) 중재를 받은 AdHF 환자에서의 결과
체내 제세동기(ICD) 장치 치료법을 받은 AdHF 환자. 단계 D 심부전을 갖는 환자는 심실 빈박성 부정맥으로부터 갑작스런 심장 사망(SCD)의 위험을 증가시키며, 이에 따라, 항-부정맥 장치 치료법은 이의 관리의 통합 부분이다. 갑작스런 심장 사망의 1차 예방을 위한 ICD의 도입은 심근 경색(MI)의 병력 및 30% 초과의 EF를 갖는 환자에서 20개월 동안 31%의 사망률의 감소로 큰 이점이 있는 것으로 증명되었다[36]. 또한, 병인 및 경미하거나 중간 정도의 증상에 관계없이 35% 초과의 EF를 갖는 환자에서, ICD 이식은 5년에 걸쳐 사망률을 23%까지 감소시킨다[40][Bardy 2005].
ACC/AHA 심부전 지침은 30% 미만의 박출률 및 NYHA 클래스 I 증상을 갖는 모든 환자에서, 및 35% 미만의 EF 및 NYHA 클래스 II 및 III 증상을 갖는 환자에서 ICD 이식을 권고하였다[2]. 그러나, 이러한 치료법은 1년 초과의 예상된 생존을 갖는 환자에 대해 유보되는데, 이는 ICD를 받은 매우 발달된 질환을 갖는 환자들 중 일부를 배제한다. ICD가 예정된 팔십대의 환자에서, 시술을 고려하기 전에 현재의 임상 상태, 동반 병태, 및 일반적인 허약에 대해 신중히 고려되어야 한다[38]. Goldenberg 등은 ICD 치료법으로부터 심부전의 중증도와 사망률 혜택 간의 U자형 관계를 강조하였다[39].
BVPM-장치 치료법을 받은 AdHF 환자. 넓은 QRS 복합 및 좌각 블록(LBBB) 패턴을 갖는 환자에서 심장 재동기화 치료법(CRT)은 심실 수축 및 EF의 개선, 2차 승모판 역류의 감소, 리모델링의 반전 및 사망률의 감소를 야기시켰다. 그러나, 이러한 요법을 받은 개체의 대략 30%는 이의 증상의 악화시키거나 혜택을 경험하지 않는다[40]. ICD와 유사하게, 단계 D HF를 갖는 환자는 종종 CRT로부터 혜택을 받기에 너무 아픈 것으로 여겨지며, 이에 따라, 이의 치료는 발전된 치료법(MCS 및 Htx) 또는 완화 처리로 제한된다[2].
VT-절제 치료법을 받은 AdHF 환자. 심실성 빈맥(VT)-절제 치료법은 미국에서, 상게하게, 연령 및 동시이환율 부담을 포함하는 임상 위험 프로파일이 나쁜 환자에서 증가하였다[41]. 현대 레지스트리에서, 구조적 심장병을 갖는 환자에서 VT의 카테터 절제는 1년에 15%의 전체 이식 및/또는 사망률을 갖는, VT 재발로부터 70% 자유를 야기시킨다. 사망하거나 이식을 받은 환자가 고령이고, 고지혈증, 당뇨병, 심방 세동, 만성 신장 질환, 발달된 심부전, ICD, CRT, 낮은 EF, 뇌우(ES), 쇼크, 아미오다론, 및 2 이상의 부정맥치료 약물의 더 높은 비율을 갖는다. Cox 다중 회귀 허약 분석에서, 이식 또는 사망은 고령, NYHA 클래스 III 및 IV, 만성 신장 질환, 뇌우, 및 혈역학적 지지 장치의 사용과 연관되었다[42](표 7). VT 절제를 받은 2.061명의 환자의 국제 심실성 빈맥 센터 공동 연구 그룹 레지스트리는 VT가 재발된 및 재발되지 않은 70세 이상의 생존을 분석하였다. 681명의 환자 중에, 프리젠테이션에서 92%는 남자이며, 71%는 허혈성 VT를 가지며, 42%는 VT 스톰을 갖는다. LVEF는 30±11%였다. 70세 미만의 환자와 비교하여, 70세 이상의 환자는 더 높은 1년 사망률을 갖는다(15% 대 11%; P=0.002)[43](표 7). 뇌우를 갖는 환자는 연약하고, 나이가 많고, LVEF가 낮고, 더욱 발달된 심부전 상태, 및 더 많은 동반 이환을 갖기 때문에 가장 높은 위험의 VT 집단 중에 속한다. 포괄적인 방법은 부정맥 절제뿐만 아니라, 발달된 심부전, 고혈압, 고지혈증, 심방 세동, 당뇨병, 및 만성 신장병과 같은 동반 병태의 주의 깊은 치료가 포함되어야 한다[44]. VT 절제의 주요 과제는 유도된 부정맥의 혈역학적 편협성으로서, 유도된 부정맥의 10% 만이 안정적이다[45]. 체외막 산소화(ECMO)는 이러한 시나리오에서 점점 더 많이 사용될 것이다[46]. 과제는 중재후 VA-ECMO에서 환자를 끓을 수 없는 엄청나게 고위험을 예측하는 것이다.
MCS/
HTx를
받은
AdHF
환자에서의
결과
MCS를 받은 AdHF 환자. 대상(평생) 치료법으로서 더 많이 사용되고 있는, 본래 브리지-대-이식 또는 브리지-대-회복으로서 AdHF를 갖는 환자를 위해 사용되는 MCS 장치는 1:10의 인자만큼 HTx를 능가할 가능성을 갖는다[47]. 이러한 성공으로 인하여, 대상 MCS는 임상 프로파일에 도전하면서 점차 제공되고 있다. 부작용의 위험에 대한 유의미한 환자-대-환자 가변성이 존재한다. 전체 생존은 1년에 80% 초과 및 2년에 70% 계속 존재한다[48](표 7).
심장 이식을 받은 AdHF 환자. 1967년에 최초로 소개된 후에, 심장 이식(HTx)은 단계 D HF를 갖는 선택 환자에서 탁월한 생존 이점을 제공하고, 치료의 금 본위(gold standard)를 유지한다. 단계 D HF는 난치성 HF로서 규정되고, 종종 하기 파라미터가 동반된다: 작년에 HF에 대한 반복된(2회 초과) 입원 또는 응급실 방문, 신장 기능 악화, 10% 초과의 의도되지 않은 체중 감소(심장 악액질), 저혈압 및/또는 신장 기능 악화로 인한 의학적 치료법에 대한 편협성, 지속적인 호흡곤란/피로, 저나트륨혈증 및 이뇨제 사용 증가(>160 mg/d 및/또는 보충 메톨라존 치료법의 사용) 및 빈번한 ICD 쇼크.
매년, 미국에서 대략 3,000 HTx가 수행되며, 공여자의 수는 수십 년 동안 꾸준하게 유지되었다. 면역억제 치료법의 발전에 따른 현재 이식 생존율은 1년, 3년, 5년 각각에서 성인의 85 내지 90%, 75 내지 80%, 및 70 내지 75%이며, 중간 생존은 11 내지 13년이다. 국제적으로, 성인 심장 이식 후 동시대 중간 생존은 10.7세이다[49](표 7).
ACC/AHA 지침은 GDMT, 장치 및 수술 관리에도 불구하고 단계 D HF를 갖는 조심스럽게 선택된 환자에서만 심장 이식에 대한 클래스 I 징후를 지정한다. 사망의 주요 누적 원인은 이식 실패, 감염, 암 및 여러 장기 부전이다.
표 7: 포함 기준, 샘플 크기 및 주요 결과를 갖는 AdHF-중재 연구의 요약: 상이한 중재에 걸쳐, 1년 사망률은 10 내지 30%의 범위이다. 약어: CABG - 관상 동맥 바이패스 수술; GDMT - 지침 유도 의학적 치료법; LVEF - 좌심실 박출률; HTx - 심장 이식; MCS - 기계적 순환 보조; STS - 흉부 외과 학회; TAVR - 카테터 경유 대동맥 판막 교체; VT - 심실성 빈맥; Y - 년
성과 예측 바이오마커 프로토타입
실시예 1에 기술된 본 발명자의 원리 증명 결과 예측 바이오마커 프로토타입 연구에서, 본 발명의 중심 사정은, MCS- 또는 HTx-수술 후 OD 및 환자 사망이 선천성 및 후천성 면역 세포 기능 장애로부터 발생한다는 것이다. 이에 따라, 본 발명자의 목표는 개체 AdHF 환자에서 수술후 결과를 정확하게 예측하는, 수술전 시험을 개발하기 위해 백혈구 면역-생물학 정보를 이용하는 것이다. 본 발명자는 PBMC 데이터를 해석하고 예측 백혈구 바이오마커를 개발하기 위해 정량적 평가 툴로서 널리 허용되는 SOFA[72] 및 MELD-XI[67,73,74] 스코어를 사용하였다. 본 발명자는 상세하게, MCS를 받은 AdHF 환자에 대한 가장 유의미한 임상 결과 파라미터가 수술전 1일에서 수술후 8일까지 장기 기능 개선의 가능성이라는 가설을 세웠다. 이에 따라, 환자는 2개의 장기 부전 위험 계층으로 그룹화되었다: 그룹 I= 개선(SOFA 및 MELD-XI 스코어 둘 모두는 -1일에서 8일까지 개선됨) 및 그룹 II= 비-개선(SOFA 및/또는 MELD-XI 스코어(들)는 -1일에서 8일까지 개선되지 않음). 다시 말해서, MCS-수술이 합병증이 없는 혈역학적 상황을 개선시키는 경우에, 환자의 장기 기능은 수술후 5일까지 및 명확하게 수술후 8일까지 회복할 것으로 예상되며, 이는 -1일에서 8일까지 SOFA 및 MELD-XI 스코어의 일치하는 개선에 반영되어야 한다. 한편, SOFA 또는 MELD-XI, 또는 둘 모두의 스코어가 -1일에서 8일까지 개선되지 않는 경우에, 본 발명자는 이러한 문제가 장기 생존에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있다는 가설을 세운다. 본 발명자는, MCS-수술을 받은 AdHF 환자에서, HF-관련 수술전 PBMC GEP가 1년 생존에 대한 대리자로서 조기 수술후 장기 기능 상태의 변화와 상관관계가 있고 이의 변화를 예측한다고 가설을 세웠다. 본 발명자의 연구는 수술전 PBMC GEP로부터 유래된 28개의 식별된 유전자[201]의 세트가 SOFA 및 MELD-XI 스코어의 수술후 조기 개선 또는 비-개선을 예측함을 나타내었다. 28개의 수술전 유전자로부터, 12개의 유전자는 수술후 조기 장기 기능 개선 뿐만 아니라 1년 생존자 상태의 분화에서의 중복으로 인해 특이적인 생물학적 관심이 있었다[9].
본 발명자의 데이터는 "OD의 중증도"의 정적 파라미터보다 중재전 동적 회복 가능성이 수술 후 평형을 회복시키는데 중요한 예후 성질이라는 것을 시사한다. 이는 또한, 수술후 조기 회복 및 잠재적으로 양호한 장기 예후의 높은 기회를 가질 수 있는 AdHF-환자를 식별하기 위해 수술전 혈액 샘플을 이용하는 가능성을 제시한다. 수술전 혈액 시험결과가 높은 FRP(그룹 I)를 예측하는 경우에, 이러한 데이터는 수술을 받아야 한다는 권고를 초래할 수 있다. 수술전 혈액 시험이 낮은 FRP(그룹 II)를 제안하는 경우에, 건강관리 팀은 그러한 시점에 수술의 잠재적으로 유해한 권고를 피할 수 있다. 미국에서, 본 발명자는, AdHF 및 MCS 및 다른 AdHF-수술/중재 치료법에 대한 잠재적 후보자가 매년 30,000 내지 60,000명의 개체로부터, 적어도 7,500 내지 15,000명이 시험 시점에 너무 아픈 경우에 시험 결과를 기초로 하여 중재를 받는데 혜택을 받지 않을 수 있다는 것을 추정한다. HF가 2009년에 372억 달러의 추정 비용과 2030년까지 970억 달러까지 증가할 것으로 예상되는 막대한 사회적 및 경제적 부담으로 인해 주요 공중 보건 문제가 되기 때문에, 본 발명자의 제안된 예측 시험은 동시에 첨단 현대 의학을 개체 환자의 요구에 맞출 수 있게 할 것이며, 즉, 개인 이환률 및 사망률 혜택과 개인 경험을 최적화하고 또한, 미국 건강관리에서 비용-효율성을 향상시킬 것이다. 이러한 개념은 고가치-건강관리의 발전 및 저가치-건강관리의 감소에 기여할 것이다.
환자는 최상의 단기, 중기 및 장기 결과를 가진 치료 옵션을 선택하는 것이 중요하다. 이를 위하여, 의사는 환자의 중재전 데이터로부터 다양한 옵션의 결과가 무엇인지를 예측할 수 있어야 한다. 가장 먼저, 이러한 것은 모든 입수 가능한 중재전 데이터가 이의 장기 결과 예측 능력에 대해 분석되어야 함을 의미한다. 현재 확립된 임상 스코어링 및 예측 툴 중 어느 것도 면역 기능 파라미터를 통합하지 않는다[53-59,61-69,72-74,162,163]. 이러한 것은 중증 환자의 위험을 추정하는데 있어서 부정확하게 교정되는 경향이 있어서[60,61], 개체 환자에 대한 최상의 생존 추정치와 함께 치료 권고를 매우 어렵게 만든다. 이에 따라, 본 발명자는 중재전 데이터로부터 장기 기능의 회복 및 허약함 역전을 예측하고, 또한 1년 생존을 예측하는 분자 혈액 시험을 개발하려고 한다. 이러한 정보는 개체 환자 및 의사에 대한 하기 과제를 해결하는데 도움이 될 것이다: 본 발명자는 AdHF에 대한 수술/중재 치료법을 받기 전 1 내지 3(7)일에 얻은 PBMC GEP 샘플을 기초로 한, 분자 혈액 시험을 기술하는데, 이는 임상의가 FRP를 더욱 정밀하게 진단하는 데 도움을 줄 수 있고, 즉, FR을 1년 생존을 위한 대리 지표로서 예측하고, 가장 의미있는 치료 옵션을 선택하기 위해 공유 의사 결정 과정에서 환자 및 임상의를 도울 수 있다.
임상 타당성 연구
본 발명자는 4가지의 주요 HF-메커니즘(허혈성, 과부하, 부정맥, 불쾌감)에 대해 계층화된 1,000명 이상의 AdHF 환자로의 FDA-승인 중추적 시험을 완료할 계획이다. 미래의 장기 기능 복구 및 허약성 반전, FDA-승인 및 임상 시행의 가능성을 진단하는 프레임워크에서 시험을 개발하는 임상 타당성 연구를 완료한 후에, 본 발명자는 AlloMAPTM 시험 개발에서 수행한 것처럼 순 건강 결과의 최상의 현 임상 예측 툴에 시험 정보를 부가하는 영향을 시험하는, 임상 유용성 시험을 수행할 계획이다[164-166]. 본 발명자는 FDA-승인된 시험관내 진단 다변량 지수 검정[167]을 위해 이미 사용된 나노스트링 플랫폼을 이용하여 이러한 시험을 상업적으로 이용할 수 있도록 계획한다.
공유 의사-결정의 실무에서의 바이오마커
여러 분야의 심장 팀이 전문 지식을 제공하여 개체 환자의 예상되는 혜택에 대한 최상의 권고를 하는 것이 중요하다[168]. 이러한 팀은 예상되는 혜택이 위험을 능가하지 않는 환자에서 이용 가능한 가장 공격적인 옵션을 추구하지 않기로 한 결정에 익숙해야 하는 것이 중요하다. 특정 AdHF-수술/중재 치료법을 제공하지 않기로 한 결정은 포기한 치료와 동일하지 않아야 한다[169]. 공유 의사-결정은 환자 및 제공자 둘 모두가 정보를 공유하고, 합의를 향해 노력하고, 환자의 선호도에 따라 행동 과정[170]에 대한 합의에 도달해야 한다[171-173]. 본 발명자가 장치를 개선시키기 위해 기술 혁신을 진행함에 따라, 본 발명자는 또한, 공유 의사 결정을 가능하게 하고 환자의 목표 및 복지를 증진시킬 수 있는 케어의 프레임워크 내에서 책임감 있게 사용해야 한다[169].
미래 관점
본 발명자는 분자 시험 정밀 의학 결과를 그 효과를 최대화하기 위해 접하게 되는 고품질 관계 의학[174]으로 조정할 것이다. AdHF 평가 시에 임상 의사-결정 과제는 종종, 현대 의학이 제공해야 하는 모든 것과 라이프 케어(life care)의 자비로운 종료 사이의 선택에서 절정을 이룬다. 이러한 궁극적인 시나리오는 의학적으로, 윤리적으로, 및 경제적으로 요구된다. 사회가 본 발명자에게 맡겨야 할 가장 높은 인본주의적 기대에 부응하기 위해 개인화된 정밀 의학 연구가 제공해야 하는 최상의 증거 기반 의사 결정 지원이 요구된다.
향후 10년에 걸쳐, 현대 의학의 의미있는 실무의 이러한 비전은 분자 정밀 의학의 요소를 관계 의학과 점점 더 통합하여, 낮은 가치의 건강관리보다 높은 가치의 건강관리를 증진시킬 것이다. 모네터리 모두는 미국-건강관리 시스템에서 구현되었고, 이미 시행되고 있다. 이러한 목표를 달성하기 위하여, 미래 세대의 건강관리 전문가는 이러한 목표를 달성할 수 있는 실무를 추구하도록 훈련될 것이다.
본 실시예에서 인용된 참고문헌은 문헌[Deng, M.C., 2018 Biomarkers in Medicine Vol. 12(6)]에서 확인될 수 있다.
실시예
3: 케이스 연구는
FRP 스코어링의
예측 값을 나타냄
본 실시예는 FRP 스코어링의 예측 값을 이용하여 달성된 장점을 나타낸다. 개념 입증 연구에서 29명의 AdHF-환자로부터의 2가지 케이스 연구는 FRP 스코어링의 임상 유용성을 예시한다. 케이스 연구 #1(도 8): MH, 1942년에 출생하고, 결혼하고, 1970년대에 확장성 심근병증으로 진단되고 1990년대에 "심장 마비"에 걸렸고, 이식형 제세동기(Implantable Cardioverter-Defibrillator: ICD) 이식 및 두심실 페이스메이커 이식(BVPM) 1999를 받은 된 69세 여성은 미지의 유의성의 단클론성 감마블로불린병증(MGUS) 및 당뇨병(DM) 및 갑상선 기능 저하증의 병력을 갖는다. 2012년에, 환자는 심정지를 앓았고, 신장 기능 장애를 일으켰고, 심부전 역보상으로 12개월만에 3회 입원하였다. 2012년 7월에, 환자는 심인성 쇼크 및 다중 장기 기능장애(간, 신장, 폐, 면역계)로 UCLA에 입원하였다. AdHF-팀은 불확실했지만, 환자가 수명이 다되어 가고 있음을 느꼈고, MCS 또는 HTx와 같은 발달된 심부전 치료법에 대해 평가하기 위해 환자의 장기 기능장애를 역전시킬 기회가 매우 적었다. 이러한 평가와 상반되게, 회복된 환자는 결국 6주 후에 평가되었고, 대상 Heartmate II 좌심실 보조 장치(LVAD) 이식을 받았고, 5년 이상 동안 환자의 남편과 매우 활동적인 삶을 살았다. 환자의 수술전 PBMC-GEP(도면에서 좌측 화살표)는 93%의 정확도, 즉, 높은 FRP 및 이에 따라, 높은 장기(1년) 생존 가능성과 함께 나타낼 것이고, 환자에게 이전 LVAD-수술 시점을 권고하는 선제적 전략을 지지할 것이다. 그러나, 이러한 환자의 시험 결과는 공유 의사-결정의 시점에 입수 가능하지 않았다.
케이스 연구 #2(도 8): DB, 1933년에 출생하고 결혼하고 3명의 자녀를 두고, 바이오의학 회사 Ex-CEO인 80세 남자는 1993년에 LAD-PTCA 1993/1997, CABG 2001, ICD 2002, 및 BVPM 2003을 받은 큰 심근 경색(MI)을 앓았다. 2013년에, 환자의 심폐 운동 용량은 10 ㎖/kg/분까지 감소되었으며, 환자는 AdHF-치료법 옵션에 대해 평가되었다. 환자의 HTx 후보자(허약/80세)가 아니기 때문에, 환자는 UCLA에서 목적-MCS를 제공하였다. 환자는 10% 뇌졸중 위험의 공포로 LVAD-수술을 거절하였다. 2014년 7월에, 환자는 대동맥내 벌룬 펌프(IABP)를 통해 외부 병원으로부터 UCLA로 옮겨졌으며, 이는 시간 낭비, 임박한 신장 및 간 부전, 뿐만 아니라, 폐렴으로 인해 더욱 악태성이 되었다. 환자가 현재 목적-LVAD 이식을 요구했지만, AdHF-팀은 불확실하지만, 환자가 수술하기에 너무 아플 수 있다고 느꼈다. 궁극적으로, 팀은 승인하고, 대상 Heartmate II LVAD를 이식하였고, 환자는 흉부종양 집중 치료실(CTICU)에서 6주 후에 인공 호흡기 및 다중 장기 부전에 대한 투석시에 사망하였다. 환자의 수술전 PBMC-GEP(도면에서 우측 화살표)는 93%의 정확도, 즉, 낮은 FRP 및 이에 따라, 낮은 장기(1년) 생존 가능성으로 지시될 것이고, 환자의 가족과 관련하여 위엄있는 죽어가는 과정을 허용하도록 퇴원을 권유하는 완화 전략을 지지할 것이다. 그러나, 이러한 환자의 FRP 시험 결과는 공유의 의사-결정의 시점에 입수 가능하지 않았다.
실시예
4: 심부전의 치료
개체는 호흡 곤란, 과도한 피로감, 및 다리 부기를 포함하는 심부전의 임상 증상을 나타낸다. 개체가 심장초음파 검사, 혈액 검사, 심전도 검사, 및 흉부 방사선 검사를 포함하는 진단 검사를 통해 심부전이 있다고 결정된다. 혈액 샘플은 개체로부터 얻어지며, PBMC는 혈액 샘플로부터 단리된다. RNA는 단리된 PBMC로부터 단리되고, RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY, 및 FITM1의 유전자 발현을 측정하기 위해 나노스트링 분석으로 처리된다. 유전자 발현 수준은 이러한 유전자 각각에 대해 상승되거나 감소되는 것으로 결정되며, FRP 스코어는 이러한 유전자 발현 수준을 기초로 하여 계산된다. 개체가 5 미만의 FRP 스코어를 가지고, 이에 따라, 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)로 지칭된다는 것으로 결정된다.
제2 개체는 심부전의 임상 증상을 나타내며, 진단 시험은 개체가 심부전을 가짐을 확인한다. 혈액 샘플은 개체로부터 얻어지며, PBMC는 혈액 샘플로부터 단리된다. RNA는 RBMC로부터 단리되고, RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY, 및 FITM1의 유전자 발현을 측정하기 위해 나노스트링 분석으로 처리된다. 유전자 발현 수준은 이러한 유전자 각각에 대해 상승되거나 감소되는 것으로 결정되며, FRP 스코어는 이러한 유전자 발현 수준을 기초로 하여 계산된다. 개체가 7의 FRP 스코어를 가지고, 이에 따라, 기계적 순환 보조(MCS) 수술로의 치료로 지칭된다는 것으로 결정된다. 개체는 수술에서 생존하고, 심부전의 증상은 감소된다.
실시예 5: 발달된 심부전에서 기능성 회복 가능성의 연령-관련 예측인자의 시스템 생물학적 식별
본 실시예는 FRP가 추가적인 임상 및 연령-관련 전사체 데이터에 의해 개선될 수 있다는 것을 나타낸다. 본 실시예에서는, AdHF 환자에서, 생활 연령과 관련된 유전자를 포함하는 임상 및 게놈 파라미터를 도입하는 수술전 데이터로부터 얻어진 모델이 MCS 수술 후 그룹 I/II 결과를 예측하는 능력을 가짐을 나타낸다. 이는 장기 결과와 상호관련이 있어서, 수술로부터 회복을 넘어서는 예측 결과를 제공한다.
기계적 순환 보조(MCS) 수술을 받은 29명의 환자에서의 연구로부터, FRP는 환자를 2개의 임상적으로 관련된 장기 부전 위험 계층으로 그룹화함으로써 규정된다: 그룹 I=개선(SOFA 및 MELD-XI 스코어 둘 모두는 -1일에서 8일까지 개선됨) 및 그룹 II= 비-개선(SOFA 및/또는 MELD-XI 스코어(들)는 -1일에서 8일까지 개선되지 않음). 말초 혈액 단핵 세포(PBMC) 샘플을 수술 전 1일(-1일)에 수집하였다. 임상 데이터를 -1일 및 수술후 8일에 수집하였다. 정제된 mRNA를 전체-게놈 차세대 시퀀싱(NGS) 분석으로 처리하였다. 보정 분석을 NGS Strand를 이용하여 수행하였다. 연령(60 y): 연령 A(<60y, n=13), 연령 B(≥60y, n=16)에 의해 2개의 그룹이 생성되었다. 모델은 하기 전략을 이용하여 구축되었다: 단계 1: 다변수 로지스틱 회귀를 이용한 임상 모델 , 단계 2: 지지 벡터 머신을 이용한 전사체 모델 (그룹 I/그룹 II 간에 차별적으로 발현되는 28개의 유전자 전사체(단계 2A) 및 생물학적 연령을 기초로 하여 12개의 유전자(단계 2B)), 및 단계 3: 조합 모델 . 이러한 모델 예측은 임상 및 전사체 모델을 최적화하기 위해 제안되었다.
MCS-수술을 받은 29명의 AdHF-환자로부터, 17명의 환자는 개선되었으며(그룹 I) 12명의 환자는 개선되지 않았다(그룹 II). 고령의 환자는 그룹 II에서 더욱 가능성이 높았다: 즉 연령 B=10/16(62%) 및 연령 A=2/13(15%). 그룹 연령 I에서 1년 생존은 10/13(77%)이었으며, 그룹 연령 II에서 8/15(53%)이었다.
임상 모델 은, 입력으로서 모든 임상 파라미터를 이용하여, 그룹 I 대 그룹 II를 예측하기 위해 최상의 임상 조합(교차 검증 정확도 82%)으로서 호흡률, 생활 연령 및 백혈구 카운트를 식별하였다. 28개의 이전에 식별된 유전자(단계 2A)(정확도 93%)로 이루어지고 12개의 연령-관련 유전자를 첨가하는(단계 2B)(고령의 남성 환자의 하위-코호트 분석으로부터 유도됨) 전사체 모델 은 예측 모델의 정확도를 94%까지 증가시켰다. 예측의 정확도를 최적화하기 위하여, 임상 및 전사체 모델은 조합 모델 (정확도 96%)를 생성하기 위해 조합되었다.
문헌[Bondar et al., 2017, PLoS One Dec 13;12(12)](본 명세서의 표 1 참조)에는 인구 통계 및 중요한 임상 데이터가 요약되어 있으며, 이는 연령 그룹화에 의해 분류될 수 있다. NICM = 비허혈성 확장성 심근병증, PPCM = 말초 심근병증, ICM = 허혈성 심근병증, ChemoCM = 화학요법-유도된 심근병증, HM II = Heartmate II, CMAG = Centrimag, LVAD = 좌심실 보조 장치, RVAD = 우심실 보조 장치, BVAD = 두심실 보조 장치, HVAD = Heartware LVAD, TAH = 인공 심장, ECMO = 체외막 산소공급기, GROUP: 수술전 -1일(TP1)에서 수술후 8일(TP5)까지 SOFA-스코어 및 MELD-XI 스코어의 장기 기능 변화(그룹 I=백색 열=개선 대 그룹 II=회색 열=비-개선.
도 3A는 개체 환자의 장기 기능 개선 및 1년 생존 궤도를 요약한다(상기 실시예 1에서 추가로 논의됨). 5개의 시점(TP)에 걸쳐 SOFA 및 MELD-XI는 연령에 따라 그룹화되었다(연령 A, <60y, 연령 B, ≥60y). 각 검정색 선은 1명의 1년 생존자를 나타내며, 각 적색 선은 1명의 1년 비-생존자를 나타낸다. 도 4는 연령 B 대 연령 A에서 Kaplan-Meier 1년 생존을 도시한 것이다. 시간-대-사건 Kaplan-Meier 생존 분석은 더 고령의 환자(연령 B)에서 상승된 사망 위험의 경향(log 순위 시험 p=0.12)이 MCS-수술 후 3 내지 6개월 기간에 걸쳐 지속되었다는 것을 시사하였다.
표 8은 FRP의 예측에서 임상 파라미터의 역할을 요약한 것이다. RR-호흡률; HR-심박동수; WBC-백혈구; CB-혈청 크레아티닌(㎎/㎗); 및 AIC-Akaike 정보 기준. 샘플의 총수는 29개였다. 다변수 회귀 분석 모델은 24개의 샘플에 대해 구축되었고, 나머지 5개의 샘플에 대해 시험되었다.
표 8: 다변량 로지스틱 회귀를 이용한 그룹 I 대 II 구성원 예측을 위한 임상 모델 구축
예측 모델은 조합 모델을 이용하여 향상되었다. 임상 및 전사체 모델을 최적화하기 위해, 본 발명자는 호흡률, 생활 연령, 및 백혈구, 그룹 I/II(Bondar 2017)와 연관된 28개의 유전자 및 생물학적 연령과 연관된 12개의 유전자를 조합하였다. 이러한 모델은 96%까지 그룹 I/II 예측의 정확도를 증가시켰다.
실시예 6: 집중 시험 및 할당 치료 요법
보존된 혈액 샘플은 심부전으로 진단된 개체를 치료하는 임상의로부터 받는다. RNA는 혈액으로부터 단리되고, RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY, 및 FITM1의 유전자 발현을 측정하기 위해 나노스트링 분석으로 처리된다. 유전자 발현 수준은 이러한 유전자 각각에 대해 상승되거나 감소되는 것으로 결정되며, FRP 스코어는 이러한 유전자 발현 수준을 기초로 하여 계산된다. 5 미만의 FRP 스코어는 임상의에게 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)에 대한 권고가 보고한다.
다른 보존된 혈액 샘플은 심부전으로 진단된 개체를 치료하는 임상의로부터 받는다. RNA는 혈액으로부터 단리되고, RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY, 및 FITM1의 유전자 발현을 측정하기 위해 나노스트링 분석으로 처리된다. 유전자 발현 수준은 이러한 유전자 각각에 대해 상승되거나 감소된다는 것으로 결정되며, FRP 스코어는 이러한 유전자 발현 수준을 기초로 하여 계산된다. 7의 FRP 스코어는 기계적 순환 보조(MCS) 수술로의 치료를 위한 권고와 함께 임상의에게 보고된다.
실시예 7: 심부전을 위한 치료 요법을 결정하기 위한 키트
개체는 호흡 곤란, 과도한 피로감, 및 다리 부기를 포함하는 심부전의 임상 증상을 나타낸다. 심장초음파 검사, 혈액 검사, 심전도 검사 및 흉부 방사선 검사를 포함하는 진단 검사를 통해 개체가 심부전을 갖는다고 결정되었다. 혈액 샘플은 개체로부터 얻어지며, PBMC는 혈액 샘플로부터 단리된다. RNA를 단리시키기 위해 얻어진 키트는 단리된 PBMC이다. 키트는 또한, RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY, 및 FITM1의 유전자 발현을 측정하기 위해 나노스트링 분석을 위한 시약을 함유한다. 키트는 유전자 발현 수준이 이러한 유전자 각각에 대해 상승되거나 감소되었는지를 결정하기 위한 소프트웨어를 포함하며, FRP 스코어는 이러한 유전자 발현 수준을 기초로 하여 소프트웨어에 의해 계산된다. 소프트웨어는 5 미만의 FRP 스코어를 개체에 정하고, 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)를 권장한다.
제2 개체는 심부전의 임상 증상을 나타내며, 진단 시험은 개체가 심부전을 갖는지를 확인시킨다. 혈액 샘플은 개체로부터 얻어지며, PBMC는 혈액 샘플로부터 단리된다. RNA를 단리시키기 위해 얻어진 키트는 단리된 PBMC이다. 키트는 또한, RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY, 및 FITM1의 유전자 발현을 측정하기 위해 나노스트링 분석을 위한 시약을 함유한다. 키트는 유전자 발현 수준이 이러한 유전자 각각에 대해 상승되고 감소되는지를 결정하기 위한 소프트웨어를 포함하며, FRP 스코어는 이러한 유전자 발현 수준을 기초로 하여 소프트웨어에 의해 계산된다. 소프트웨어는 개체에 7의 FRP 스코어를 정하고, 기계적 순환 보조(MCS) 수술로의 치료를 권장한다. 개체는 수술에서 생존하며, 심부전의 증상이 감소된다.
본 출원 전반에 걸쳐, 다양한 간행물이 참조된다. 이러한 간행물의 개시내용 전문이, 본 발명이 속하는 기술 상태를 더욱 충분히 기술하기 위해 본 출원에 참고로 포함된다.
당업자는, 상기 설명에 개시된 개념 및 특정 실시형태가 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 실시형태를 변형시키거나 설계하기 위한 기초로서 용이하게 이용될 수 있음을 인식할 것이다. 당업자는 이러한 균등한 실시형태가 첨부된 청구범위에 기술된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는다는 것을 인식할 것이다.
SEQUENCE LISTING
<110> The Regents of the University of California
<120> ASSAY FOR PRE-OPERATIVE PREDICTION OF ORGAN FUNCTION RECOVERY
<130> WO2019/010339
<140> PCT/US2018/040961
<141> 2018-07-05
<150> US 62/528,748
<151> 2017-07-05
<150> US 62/595,383
<151> 2017-12-06
<160> 10
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> primer
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ccactcctcc acctttgac 19
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<211> 18
<212> DNA
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<220>
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tgataggctg cttggcagat 20
Claims (59)
- 대상체로부터 얻어진 말초 혈액 단핵 세포(peripheral blood mononuclear cell: PBMC)의 샘플에서 유전자 발현을 측정하는 방법으로서,
(a) 상기 샘플에서 적어도 8개의 유전자 세트의 발현 수준을 측정하는 단계로서, 상기 적어도 8개의 유전자는 표 2 및 표 3에 나열된 것으로부터 선택되는 단계;
(b) 상기 샘플에, 장기 부전으로부터 회복과 연관된 방향으로 상기 유전자의 측정된 발현 수준을 반영하는 기능 복구 가능성(Function Recovery Potential: FRP) 스코어를 정하는 단계로서, 상기 FRP 스코어는 기준값에 대한 상기 유전자 세트의 측정된 발현 수준에 해당하는 단계를 포함하는, 유전자 발현을 측정하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 대상체는 심부전을 앓고 있고, 상기 방법은,
(c) 상기 FRP 스코어가 상기 기준값보다 낮을 때, 상기 대상체를 최적 의학 관리(optimal medical management: OMM) 및/또는 완화 처치(palliative care: PC)로 치료하고, 상기 FRP 스코어가 상기 기준값보다 높을 때, 상기 대상체에 기계적 순환 보조(mechanical circulatory support: MCS) 수술, 심장 이식(heart transplant: HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(coronary artery bypass graft: CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(percutaneous coronary interventions: PCI), 대동맥판 치환(aortic valve replacement: AVR) 수술, 승모판 치환(mitral valve replacement: MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(trans-catheter aortic valve replacement: TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술로의 치료를 적용하는 단계를 추가로 포함하는, 유전자 발현을 측정하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 10 내지 75개의 유전자의 발현 수준이 측정되는, 유전자 발현을 측정하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 10 내지 30개의 유전자의 발현 수준이 측정되는, 유전자 발현을 측정하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 10 내지 15개의 유전자의 발현 수준이 측정되는, 유전자 발현을 측정하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유전자 세트는 표 2에 나열된 적어도 10개의 유전자, 표 3에 나열된 적어도 10개의 유전자, 또는 표 4에 나열된 적어도 10개의 유전자이거나, 표 1A 내지 표 1I 각각으로부터 선택된 하나의 유전자를 포함하는, 유전자 발현을 측정하는 방법.
- 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 FRP 스코어는 1(최소값) 내지 10(최대값)이며, 상기 기준값이 5.5이며, 상기 단계 (c)의 치료가 상기 FRP 스코어가 5 이하일 때, 상기 대상체를 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)로 치료하고, 상기 FRP 스코어가 6 내지 10일 때, 상기 대상체를 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술로 치료하는 것을 포함하는, 유전자 발현을 측정하는 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정은 폴리머라제 연쇄 반응(polymerase chain reaction: PCR), 차세대 시퀀싱(next generation sequencing: NGS), 또는 다른 유전자 발현 프로파일링 검정을 포함하는, 유전자 발현을 측정하는 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 제어 유전자를 측정하는 것을 추가로 포함하는, 유전자 발현을 측정하는 방법.
- 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정이 AdHF 중재로의 치료 전 1일 내지 3일에 수행되는, 유전자 발현을 측정하는 방법.
- 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체는 감소된 박출률 또는 보존된 박출률을 지닌 심부전을 앓고 있는, 유전자 발현을 측정하는 방법.
- 심부전을 앓고 있는 환자에서 AdHF 중재의 결과를 예측하는 방법으로서, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 것을 포함하며, 상기 FRP 스코어가 상기 기준값보다 높을 때, 불량한 결과가 예측되는, AdHF 중재의 결과를 예측하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 FRP 스코어가 상기 기준값보다 낮을 때, 상기 대상체를 OMM, PC, MCS, HTx, 또는 다른 AdHF 중재로 치료하는 것을 추가로 포함하는, AdHF 중재의 결과를 예측하는 방법.
- 대상체에서 심부전의 진행을 모니터링하는 방법으로서, 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 것을 포함하며, 상기 FRP 스코어가 사전 측정에 비해 2 감소될 때, 진행(progression)이 검출되는, 심부전의 진행을 모니터링하는 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준값은 심부전 및/또는 주요 장기 기능장애로부터 회복하는 대상체에서 관찰된 상기 유전자 세트의 발현 수준에 해당하는, 심부전의 진행을 모니터링하는 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 FRP 스코어는 AdHF 중재로 치료된 환자의 집단에서 관찰된 상기 적어도 10개의 유전자의 수술전 및 수술후 발현 수준을 이용하여 표 3에서 나열된 28개의 유전자 중 적어도 10개의 선형 판별 분석을 기초로 하여 결정되며, 상기 FRP 스코어는 상기 선형 판별 분석에 따라 상기 유전자 각각의 기여에 가중치를 제공함으로써 조정되는, 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 수술전 발현 수준은 치료 전 1일 내지 3일에 얻어지는, 방법.
- 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 수술후 발현 수준은 치료 후 8일에 얻어지는, 방법.
- 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 치료는 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술인, 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 PCR은 GAPDH-f: CCACTCCTCCACCTTTGAC(서열번호: 1); GAPDH-r: ACCCTGTTGCTGTAGCCA(서열번호: 2); KIR2DL4-f: ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(서열번호: 3); KIR2DL4-r: ATCACAGCATGCAGGTGTCT(서열번호: 4); NAPSA-f: CAGGACACCTGGGTTCACAC(서열번호: 5); NAPSA-r: GGTTGGACTCGATGAAGAGG(서열번호: 6); BATF2-f: AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(서열번호: 7); BATF2-r: TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(서열번호: 8); ANKRD22-f: CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(서열번호: 9); ANKRD22-r: TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(서열번호: 10)로부터 선택된 하나 이상의 프라이머를 사용하여 수행되는, 유전자 발현을 측정하는 방법.
- 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 컴퓨터-실행 가능한 명령어로 인코딩된, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체.
- 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 장치가 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 하는, 적어도 하나의 프로그램을 구현하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체.
- 제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로그램은 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 방법을 수행하게 하기 위한 알고리즘, 명령어 또는 코드를 함유하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체.
- 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 실행할 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 상기 방법을 수행하게 하거나, 이를 수행하도록 상기 적어도 하나의 프로세서를 지시하는 컴퓨터-판독 가능한 알고리즘, 명령어 또는 코드를 저장하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체.
- 심부전을 앓고 있는 대상체를 치료하는 방법으로서,
(a) 상기 샘플에서 적어도 8개의 유전자 세트의 발현 수준을 측정하는 단계로서, 상기 적어도 8개의 유전자는 표 2 및 표 3에 나열된 것으로부터 선택되는 단계;
(b) 상기 샘플에 대해 장기 부전으로부터의 회복과 연관된 방향으로 상기 유전자의 측정된 발현 수준을 반영하는 스코어 1(최소값) 내지 10(최대값)의 기능 복구 가능성(FRP)을 정하는 단계; 및
(c) 상기 FRP 스코어가 5 이하일 때, 상기 대상체를 최적 의학 관리(OMM) 및/또는 완화 처치(PC)로 치료하고, 상기 FRP 스코어가 6 내지 10일 때, 상기 대상체에 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술로의 치료를 적용하는 단계를 포함하는, 심부전을 앓고 있는 대상체를 치료하는 방법. - 제25항에 있어서, 상기 유전자 세트는 BATF2, AGRN, ANKRD22, DNM1P46, FRMD6, KIR2DL4, BCORP1, SAP25, NAPSA, HEXA-AS1, TIMP3 및 RHBDD3인, 심부전을 앓고 있는 대상체를 치료하는 방법.
- 장기 부전에 대한 의학적 중재로부터 회복하는 대상체의 능력을 예측하는 기능 복구 가능성(FRP) 스코어링 알고리즘을 개발하는 방법으로서,
(a) 장기 부전에 대한 의학적 중재로 치료된 환자의 집단으로부터 얻어진 PBMC 샘플에서 관찰된 적어도 10개의 유전자의 중재전 및 중재후 발현 수준을 이용하여 표 3에 나열된 28개의 유전자 중 적어도 10개의 발현 수준을 얻는 단계;
(b) 상기 PBMC 샘플을 그룹 I(중재후 개선) 또는 그룹 II(비-개선)로 분류하기 위해 (a)에서 얻어진 상기 발현 수준의 선형 판별 수준을 수행하는 단계;
(c) 그룹 I 또는 그룹 II로의 샘플의 분류에 대해 상기 유전자 발현 수준 각각의 효과 크기를 추정하는 단계;
(d) 상기 효과 크기에 따라 상기 유전자 각각의 기여에 가중치를 제공함으로써 FRP 스코어링 알고리즘을 조정하는 단계를 포함하는, 기능 복구 가능성 스코어링 알고리즘을 개발하는 방법. - 제27항에 있어서, 상기 의학적 중재는 수술인, 기능 복구 가능성 스코어링 알고리즘을 개발하는 방법.
- 제27항에 있어서, 상기 의학적 중재는 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술로의 치료인, 기능 복구 가능성 스코어링 알고리즘을 개발하는 방법.
- 개체를 치료하는 방법으로서,
(i) 상기 개체로부터 샘플을 수용하는 단계;
(ii) RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 적어도 하나의 유전자에 대한 상기 샘플에서의 유전자 발현 수준을 결정하는 단계; 및
(iii) 상기 유전자 발현 수준을 기초로 하여 상기 개체에 대한 치료를 제공하는 단계를 포함하는, 개체를 치료하는 방법. - 제30항에 있어서, 상기 샘플은 혈액, 소변, 가래, 모발 또는 피부를 포함하는, 개체를 치료하는 방법.
- 제30항에 있어서, 상기 유전자 발현 수준은 예상된 발현 수준 값에 대한 상기 적어도 하나의 유전자 발현의 증가 또는 감소인, 개체를 치료하는 방법.
- 제30항에 있어서, 결정되는 상기 샘플에서의 상기 유전자 발현 수준은 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 2개의 유전자에 대한 것인, 개체를 치료하는 방법.
- 제30항에 있어서, 상기 유전자 발현 수준은 스코어로 정해지며, 상기 치료는 상기 스코어를 기초로 하여 결정되는, 개체를 치료하는 방법.
- 제34항에 있어서, 상기 스코어는 기능 복구 가능성(FRP) 스코어를 포함하는, 개체를 치료하는 방법.
- 제35항에 있어서, 상기 스코어는 복수의 개체의 공지된 유전자 발현 수준 및 공지된 FRP 스코어를 포함하는 데이터의 선형 판별 분석을 기초로 하여 결정되는, 개체를 치료하는 방법.
- 제36항에 있어서, 상기 치료는 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술로부터 선택되는, 개체를 치료하는 방법.
- 제37항에 있어서, 상기 유전자 발현 수준은 폴리머라제 연쇄 반응(PCR), 차세대 시퀀싱(NGS), 또는 다른 유전자 발현 검정 플랫폼에 의해 결정된 수준인, 개체를 치료하는 방법.
- 제38항에 있어서, 상기 PCR은 GAPDH-f: CCACTCCTCCACCTTTGAC(서열번호: 1); GAPDH-r: ACCCTGTTGCTGTAGCCA(서열번호: 2); KIR2DL4-f: ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(서열번호: 3); KIR2DL4-r: ATCACAGCATGCAGGTGTCT(서열번호: 4); NAPSA-f: CAGGACACCTGGGTTCACAC(서열번호: 5); NAPSA-r: GGTTGGACTCGATGAAGAGG(서열번호: 6); BATF2-f: AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(서열번호: 7); BATF2-r: TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(서열번호: 8); ANKRD22-f: CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(서열번호: 9); ANKRD22-r: TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(서열번호: 10)로부터 선택된 적어도 하나의 프라이머를 사용하여 수행되는, 개체를 치료하는 방법.
- 컴퓨터 구현 시스템으로서,
(a) 개체에 의해 제공된 샘플을 수용하기 위한 샘플 수용기;
(b) 실행 가능한 명령어를 수행하도록 구성된 운영 시스템 및 메모리를 포함하는 디지털 처리 장치;
(c) 상기 샘플을 기초로 하여 의료인에 대한 치료를 제공하기 위한 상기 디지털 처리 장치에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함하되, 상기 컴퓨터 프로그램은,
(i) RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 적어도 하나의 유전자에 대한 상기 샘플에서의 유전자 발현 수준을 결정하도록 구성된 유전자 분석 모듈;
(ii) 상기 유전자 발현 수준을 기초로 하여 치료를 결정하도록 구성된 치료 결정 모듈; 및
(iii) 상기 의료인에 대한 치료를 제공하도록 구성된 디스플레이 모듈을 포함하는, 컴퓨터 구현 시스템. - 제40항에 있어서, 상기 샘플은 혈액, 소변, 가래, 모발 또는 피부를 포함하는, 컴퓨터 구현 시스템.
- 제40항에 있어서, 상기 유전자 발현 수준은 예상된 발현 수준 값에 대한 상기 적어도 하나의 유전자 발현의 증가 또는 감소인, 컴퓨터 구현 시스템.
- 제40항에 있어서, 결정되는 상기 샘플에서의 상기 유전자 발현 수준은 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 2개의 유전자에 대한 것인, 컴퓨터 구현 시스템.
- 제40항에 있어서, 상기 유전자 발현 수준은 스코어로 정해지며, 상기 치료가 상기 스코어를 기초로 하여 결정되는, 컴퓨터 구현 시스템.
- 제44항에 있어서, 상기 스코어는 기능 복구 가능성(FRP) 스코어를 포함하는, 컴퓨터 구현 시스템.
- 제45항에 있어서, 상기 스코어는 복수의 개체의 공지된 유전자 발현 수준 및 공지된 FRP 스코어를 포함하는 데이터의 선형 판별 분석을 기초로 하여 결정되는, 컴퓨터 구현 시스템.
- 제46항에 있어서, 상기 치료는 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술로부터 선택된, 컴퓨터 구현 시스템.
- 제47항에 있어서, 상기 유전자 발현 수준은 폴리머라제 연쇄 반응(PCR), 차세대 시퀀싱(NGS), 또는 다른 유전자 발현 프로파일링 플랫폼에 의해 결정된 수준인 시스템.
- 제48항에 있어서, 상기 PCR은 GAPDH-f: CCACTCCTCCACCTTTGAC(서열번호: 1); GAPDH-r: ACCCTGTTGCTGTAGCCA(서열번호: 2); KIR2DL4-f: ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(서열번호: 3); KIR2DL4-r: ATCACAGCATGCAGGTGTCT(서열번호: 4); NAPSA-f: CAGGACACCTGGGTTCACAC(서열번호: 5); NAPSA-r: GGTTGGACTCGATGAAGAGG(서열번호: 6); BATF2-f: AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(서열번호: 7); BATF2-r: TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(서열번호: 8); ANKRD22-f: CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(서열번호: 9); ANKRD22-r: TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(서열번호: 10)로부터 선택된 적어도 하나의 프라이머를 사용하여 수행되는, 컴퓨터 구현 시스템.
- 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로 인코딩된 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체로서, 상기 명령어는, 상기 프로세서로 하여금,
(i) RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 적어도 하나의 유전자에 대한 샘플에서의 유전자 발현 수준을 결정하게 하고; 그리고
(ii) 상기 유전자 발현 수준을 기초로 한 상기 개체에 대한 치료 제안을 제공하게 하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체. - 제50항에 있어서, 상기 샘플은 혈액, 소변, 가래, 모발 또는 피부를 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체.
- 제50항에 있어서, 상기 유전자 발현 수준은 예상된 발현 수준 값에 대한 상기 적어도 하나의 유전자 발현의 증가 또는 감소인, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체.
- 제50항에 있어서, 결정되는 상기 샘플에서의 상기 유전자 발현 수준은 RSG1, TPRA1, SAP25, MFSD3, FITM1, SPTBN5, CEMP1, ASPSCR1, NAPSB, NAPSA, NLRP2, RHBDD3, FRMD6, TIMP3, ACVR1C, DNM1P46, KIR2DL4, USP9Y, ANKRD22, BCORP1, HMCN1, GPR63, BATF2, SLC22A1, AGRN, CKAP2L, IGSF10, HEXA-AS1, LOC728431, PDZK1IP1, NEGR1, KCNH8, CCR8, MME, ETV5, CXCL9, HBEGF, RANBP17, DDX43, C6orf164, C7orf50, NEFL, CDCA2, ALDH1A1, OLFM1, FADS3, SAC3D1, FZD4, RBPMS2, C15orf38, ST6GALNAC1, CHMP6, SKA1, CD209, SNAPC2, AXL, KIR2DL1, NTSR1, SEPT5, KAL1, PRRG1, XIST, RPS4Y1, ZFY, PRKY, TTTY15, DDX3Y, UTY, TXLNG2P, KDM5D, EIF1AY 또는 FITM1을 포함하는 2개의 유전자에 대한 것인, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체.
- 제50항에 있어서, 상기 유전자 발현 수준은 스코어로 정해지며, 상기 치료는 상기 스코어를 기초로 하여 결정되는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체.
- 제50항에 있어서, 상기 스코어는 기능 복구 가능성(FRP) 스코어를 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체.
- 제55항에 있어서, 상기 스코어는 복수의 개체의 공지된 유전자 발현 수준 및 공지된 FRP 스코어를 포함하는 데이터의 선형 판별 분석을 기초로 하여 결정되는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체.
- 제56항에 있어서, 상기 치료는 기계적 순환 보조(MCS) 수술, 심장 이식(HTx) 수술, 관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI), 대동맥판 치환(AVR) 수술, 승모판 치환(MVR) 수술, 카테터 경유 대동맥판 치환(TAVR), 카테터 경유 승모판 클립, 심실성 빈맥 절제술 또는 성상 신경절절제술로부터 선택되는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체.
- 제57항에 있어서, 상기 유전자 발현 수준은 폴리머라제 연쇄 반응(PCR), 차세대 시퀀싱(NGS), 또는 다른 유전자 발현 프로파일링 검정에 의해 결정되는 수준인, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체.
- 제58항에 있어서, 상기 PCR은 GAPDH-f: CCACTCCTCCACCTTTGAC(서열번호: 1); GAPDH-r: ACCCTGTTGCTGTAGCCA(서열번호: 2); KIR2DL4-f: ACCCACTGCCTGTTTCTGTC(서열번호: 3); KIR2DL4-r: ATCACAGCATGCAGGTGTCT(서열번호: 4); NAPSA-f: CAGGACACCTGGGTTCACAC(서열번호: 5); NAPSA-r: GGTTGGACTCGATGAAGAGG(서열번호: 6); BATF2-f: AAAGGCAGCTGAAGAAGCAG(서열번호: 7); BATF2-r: TCTTTTTCCAGAGACTCGTGC(서열번호: 8); ANKRD22-f: CTCAGCCAGGAAGGATTTTG(서열번호: 9); ANKRD22-r: TGATAGGCTGCTTGGCAGAT(서열번호: 10)로부터 선택된 적어도 하나의 프라이머를 사용하여 수행되는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체.
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