KR20210033402A - Method for predicting the response to anticancer immunotherapy using dna methylation aberration and tumor mutational burden - Google Patents

Method for predicting the response to anticancer immunotherapy using dna methylation aberration and tumor mutational burden Download PDF

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KR20210033402A KR1020200063883A KR20200063883A KR20210033402A KR 20210033402 A KR20210033402 A KR 20210033402A KR 1020200063883 A KR1020200063883 A KR 1020200063883A KR 20200063883 A KR20200063883 A KR 20200063883A KR 20210033402 A KR20210033402 A KR 20210033402A
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Abstract

The present invention relates to an information providing method for predicting immunotherapy responsiveness, comprising the steps of: obtaining information about a global DNA methylation level detected from a sample of a cancer patient; obtaining information about a tumor mutation burden from the sample; and evaluating the responsiveness to immunotherapy based on the information on the global DNA methylation level and the information on the tumor mutation burden.

Description

DNA 메틸화 변이 및 종양 변이 부담을 이용한 면역항암치료 반응성 예측방법{METHOD FOR PREDICTING THE RESPONSE TO ANTICANCER IMMUNOTHERAPY USING DNA METHYLATION ABERRATION AND TUMOR MUTATIONAL BURDEN}Method for predicting the reactivity of immunotherapy using DNA methylation mutation and tumor mutation burden{METHOD FOR PREDICTING THE RESPONSE TO ANTICANCER IMMUNOTHERAPY USING DNA METHYLATION ABERRATION AND TUMOR MUTATIONAL BURDEN}

본 발명은 DNA 메틸화 변이 및 종양 변이 부담을 이용한 면역항암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법 및 예측장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 LINE-1 인자(Long Interspersed Nuclear Element-1) 기반으로 측정되는 글로벌 DNA 메틸화 수준 정보 및 종양 변이 부담을 이용한 암 환자의 면역치료에 대한 반응성 예측을 위한 정보제공 방법 및 예측장치에 관한 것이다.The present invention relates to an information providing method and a predicting device for predicting immune chemotherapy responsiveness using DNA methylation mutation and tumor mutation burden, and more specifically, to a global measured based on LINE-1 factor (Long Interspersed Nuclear Element-1). The present invention relates to a method and a prediction device for providing information for predicting responsiveness to immunotherapy in cancer patients using DNA methylation level information and tumor mutation burden.

암은 전 세계에서 가장 높은 사망원인 중 하나로서, 조기진단 여부에 따라 완치율이 결정되는 경우가 많아 건강검진 등을 통한 암의 조기진단이 중요하게 여겨지고 있다. 일반적으로 건강검진 시 많이 이용되는 암 검사는 혈액 내 단백질 종양 표지자(marker) 검사이며, 그 밖에 내시경, 조직검사 등을 통해 암 발생 여부를 확인할 수 있다.Cancer is one of the highest causes of death in the world, and the cure rate is often determined depending on whether or not it is diagnosed early, so early diagnosis of cancer through health check-ups is considered important. In general, a cancer test that is widely used in health checkups is a protein tumor marker test in the blood, and in addition, the occurrence of cancer can be confirmed through an endoscopy, a biopsy, and the like.

암을 일으키는 유전체의 비정상적인 변이에는 3 종류가 알려져 있는데, 염색체의 일부분이 통째로 바뀌거나, 염기서열이 1-2 군데 바뀌는 염색체의 순서나 염기서열의 변화 외에 염색질의 변화(chromatin modification)인 후성적 변화가 그 원인일 수 있다(Sticker T, Catenacci DV, Seiwert TY. Molecular profiling of cancer - the future of personalized cancer medicine: a primer on cancer biology and the tools necessary to bring molecular testing to the clinic. Semin Oncol 2011 38(2): 173-85). 일반적으로 염색체의 일부 또는 몇 군데가 바뀌는 변이는 유전적(genetic) 원인일 수 있으며, 방사선과 같은 돌연변이 유발요인에 의해 체세포에서 국소적으로 일어날 수도 있다. 후성적 유전체 변화 중에서 가장 대표적인 암 세포에서의 DNA 메틸화 변화는 정확한 원인이 밝혀져 있지는 않지만 식생활이나 환경적 요인이 그 원인일 것으로 생각되고 있다. 특히 이러한 후성적 유전체 변화는 암이 발생한 조직의 유전체에서 많이 발견되고 있어 이를 이용한 진단법 개발 등의 임상적용에 대한 관심이 높아지고 있다.There are three types of abnormal mutations in the genome that cause cancer.Epigenetic change, which is a change in chromatin, in addition to changes in the sequence or nucleotide sequence of chromosomes in which a part of the chromosome is changed entirely or the nucleotide sequence is changed in 1-2 places. (Sticker T, Catenacci DV, Seiwert TY. Molecular profiling of cancer-the future of personalized cancer medicine: a primer on cancer biology and the tools necessary to bring molecular testing to the clinic. Semin Oncol 2011 38( 2): 173-85). In general, mutations in which a part or several parts of a chromosome are changed may be a genetic cause, and may occur locally in somatic cells by a mutagenic factor such as radiation. The exact cause of DNA methylation changes in cancer cells, the most representative of epigenetic changes, is thought to be due to dietary habits or environmental factors. In particular, since such epigenetic changes are found in a large number of genomes of cancerous tissues, interest in clinical applications such as the development of diagnostic methods using the same is increasing.

DNA 메틸화(DNA methylation)는 시토신 피리미딘 고리의 5번째 탄소에 메틸기(-CH3)가 공유결합으로 첨가되는 현상으로, DNA 메틸화는 정상적인 개체의 발생에서도 유전체 각인, X 염색체 불활성화 등 다양한 생명현상에서 중요한 역할을 하고 있다.DNA methylation is a phenomenon in which a methyl group (-CH3) is covalently added to the fifth carbon of the cytosine pyrimidine ring. It is playing an important role.

암 조직에서는 정상 세포와는 다른 두 종류의 DNA 메틸화 현상이 나타나는데, 유전체 전반에 걸친 글로벌 저메틸화(hypomethylation) 현상과 유전자 발현 조절부위에 위치한 CpG island의 고메틸화(hypermethylation) 현상이 그것이다. 저메틸화 현상은 주로 유전자와 유전자 사이의 지역(intergenic region)에서 나타나며, 이는 염색체를 불안정하게 만들어 세포분열 과정에서 염색체의 재조합, 전이, 결실, 재배열 등을 일으키는 것으로 추측되고 있다. 특히 LINE-1과 같은 전위인자(transposon)들이 정상적으로는 메틸화되어 발현이 저해되어 있다가 암에서의 저메틸화 현상에 의해 발현이 되어 유전체 곳곳으로 전이되어 염색체 불안정성의 한 가지 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 여기서, 암 조직에서의 DNA 메틸화 변화는 후성적(epigenetic)인 것으로 여겨지고 있는데, 이러한 후성적인 변화는 세포 분열 이후에도 유지되기 때문에 저메틸화 및 고메틸화는 전위인자 및 CpG island 주변에 위치한 유전자의 발현에 지속적인 영향을 주게 된다. 실제로 암 억제 유전자(tumor suppressor), 세포주기조절 유전자, DNA 수리 관련 유전자, 세포 접착 관련 유전자 등이 암 조직에서 DNA 메틸화에 의해 발현이 억제됨으로써 이들 유전자가 고장 난 것과 같은 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다(McCabe MT, Brandes JC, Vertino PM. Cancer DNA methylation: molecular mechanisms and clinical implications. Clin Cancer Res. 2009 15(12): 3927-37). 이들 유전자의 발현이 억제됨으로써 세포는 비정상적으로 증식하며, 유전적 안정성을 유지하지 못하게 되어 추가적인 돌연변이를 유발하여 암을 진행시키는데 중요한 역할을 하게 된다.In cancer tissues, two kinds of DNA methylation phenomena appear different from those of normal cells: global hypomethylation across the genome and hypermethylation of CpG islands located in the gene expression regulatory region. Hypomethylation occurs mainly in genes and intergenic regions, which destabilizes chromosomes and is presumed to cause recombination, transfer, deletion, and rearrangement of chromosomes during cell division. In particular, it is known that transposons such as LINE-1 are normally methylated, inhibiting their expression, and then expressed by hypomethylation in cancer and metastasized throughout the genome, causing one cause of chromosomal instability. Here, DNA methylation changes in cancer tissues are considered to be epigenetic.Since these epigenetic changes are maintained even after cell division, hypomethylation and hypermethylation are consistent with the expression of translocation factors and genes located around CpG islands. Will have an effect. In fact, it is known that cancer suppressors, cell cycle regulating genes, DNA repair-related genes, and cell adhesion-related genes are suppressed by DNA methylation in cancer tissues, thereby exhibiting the same effect as when these genes are broken ( McCabe MT, Brandes JC, Vertino PM.Cancer DNA methylation: molecular mechanisms and clinical implications.Clin Cancer Res. 2009 15(12): 3927-37). By suppressing the expression of these genes, the cells proliferate abnormally and cannot maintain genetic stability, causing additional mutations to play an important role in progressing cancer.

한편, CTLA-4, PD-1/PD-L1 면역관문 억제제 등의 면역항암제는 암세포나 암 관련 유전자를 표적으로 작용하는 기존 항암제와 달리 체내 면역체계를 활성화해 면역세포가 암세포를 공격하도록 돕는다. 면역항암제는 높은 가격에 비해 완치에 가까운 효과를 보는 환자는 소수에 불과해 면역치료에 적합한 환자군을 선별하는 것이 중요하나, 치료 반응성을 예측하는 인자에 대한 지식은 매우 제한적이며, 면역 치료 반응성과 DNA 메틸화 변이의 상관관계에 대한 연구는 전무한 실정이다.On the other hand, immune anticancer drugs such as CTLA-4 and PD-1/PD-L1 immune checkpoint inhibitors help immune cells attack cancer cells by activating the body's immune system unlike existing anticancer drugs that target cancer cells or cancer-related genes. It is important to select a patient group suitable for immunotherapy as only a small number of patients with anticancer drugs have a cure effect compared to their high price, but knowledge of factors predicting treatment responsiveness is very limited, and immunotherapy responsiveness and DNA methylation There is no research on the correlation of mutations.

대한민국 공개특허 제10-2018-0054867호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0054867

본 발명의 목적은 암 환자의 샘플로부터 검출된 글로벌 DNA 메틸화 수준에 관한 정보를 획득하는 단계, 상기 샘플로부터 종양 변이 부담(mutation burden)에 관한 정보를 획득하는 단계 및 상기 글로벌 DNA 메틸화 수준에 관한 정보 및 종양 변이 부담에 관한 정보를 기반으로 면역항암 치료에 대한 반응성을 평가하는 단계를 포함하는, 면역항암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to obtain information on a global DNA methylation level detected from a sample of a cancer patient, obtaining information on a tumor mutation burden from the sample, and information on the global DNA methylation level And it provides a method of providing information for predicting the responsiveness of the immune chemotherapy treatment, comprising the step of evaluating the responsiveness to the immuno-chemotherapy based on the information on the tumor mutation burden.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 암 환자의 샘플로부터 검출된 글로벌 DNA 메틸화 수준에 관한 정보를 획득하는 단계, 상기 샘플로부터 종양 변이 부담(mutation burden)에 관한 정보를 획득하는 단계 및 상기 글로벌 DNA 메틸화 수준에 관한 정보 및 종양 변이 부담에 관한 정보를 기반으로 면역항암 치료에 대한 반응성을 평가하는 단계를 포함하는, 면역항암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, obtaining information on a global DNA methylation level detected from a sample of a cancer patient, obtaining information on a tumor mutation burden from the sample, and the global DNA methylation A method of providing information for predicting responsiveness to immuno-chemo-cancer therapy is provided, comprising the step of evaluating responsiveness to immuno-cancer therapy based on information on the level and information on the burden of tumor mutations.

일 측에 따르면, 상기 글로벌 DNA 메틸화 수준은 수많은 LINE-1 인자들에 일어나는 메틸화의 평균값을 이용하여 측정되는 것일 수 있다.According to one side, the global DNA methylation level may be measured using an average value of methylation occurring in a number of LINE-1 factors.

일 측에 따르면, 상기 LINE-1 인자는 L1HS 또는 L1PA일 수 있다.According to one side, the LINE-1 factor may be L1HS or L1PA.

일 측에 따르면, 상기 LINE-1 인자는 진화적 신생 LINE-1 family에 해당하며, 진화적 신생 LINE-1 family를 선별하는 기준으로는 RepeatMasker 데이터베이스(http://www.repeatmasker.org)에서 제공되는 DNA 서열을 사용할 수 있다.According to one side, the LINE-1 factor corresponds to the evolutionary new LINE-1 family, and the criteria for selecting the evolutionary new LINE-1 family are provided by the RepeatMasker database (http://www.repeatmasker.org). DNA sequences that can be used can be used.

일 측에 따르면, 상기 면역항암 치료에 대한 반응성을 평가하는 단계는, 상기 글로벌 DNA 메틸화 수준이 낮은 경우 면역항암 치료에 대한 저항성이 높은 것으로 판단할 수 있다.According to one side, in the step of evaluating the reactivity to the immuno-chemotherapy, when the global DNA methylation level is low, it may be determined that resistance to the immuno-chemotherapy is high.

일 측에 따르면, 상기 샘플은 암 조직, 전혈, 혈청, 타액, 객담, 뇌척수액 또는 소변일 수 있다.According to one side, the sample may be cancer tissue, whole blood, serum, saliva, sputum, cerebrospinal fluid, or urine.

일 측에 따르면, 상기 암은 흑색종, 방광암, 식도암, 신경교종, 부신암, 육종, 갑상선암, 결장직장암, 전립선암, 두경부암, 요로상피암, 위암, 췌장암, 간암, 고환암, 난소암, 자궁내막암, 자궁경부암, 뇌암, 유방암, 신장암 또는 폐암일 수 있다.According to one side, the cancer is melanoma, bladder cancer, esophageal cancer, glioma, adrenal cancer, sarcoma, thyroid cancer, colorectal cancer, prostate cancer, head and neck cancer, urinary tract cancer, gastric cancer, pancreatic cancer, liver cancer, testicular cancer, ovarian cancer, endometrial cancer. It may be cancer, cervical cancer, brain cancer, breast cancer, kidney cancer or lung cancer.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 면역항암 치료 반응성 예측 장치에 있어서, 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 환자의 샘플로부터 검출된 글로벌 DNA 메틸화 수준에 관한 정보를 획득하고, 상기 샘플로부터 종양 변이 부담(mutation burden)에 관한 정보를 획득하고, 상기 글로벌 DNA 메틸화 수준 및 종양 변이 부담에 관한 정보를 기반으로 면역항암 치료에 대한 반응성을 평가하는, 면역항암 치료 반응성 예측 장치가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, in the immuno-anticancer treatment responsiveness prediction apparatus, comprising a processor, the processor, obtaining information on a global DNA methylation level detected from a sample of a patient, and obtaining a tumor from the sample. An apparatus for predicting responsiveness to immuno-cancer treatment is provided, which acquires information on a mutation burden and evaluates responsiveness to immuno-cancer treatment based on the information on the global DNA methylation level and the tumor mutation burden.

본 발명에 따른 면역항암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법 및 예측 장치는 암 환자의 글로벌 DNA 메틸화 정보, 종양 변이 부담 정보, 염색체 이수성 정보 또는 이들의 조합을 기반으로 하여 환자의 면역항암 치료에 대한 저항성을 예측할 수 있으며, 높은 신뢰도로 신속하고 간단하게 면역항암 치료 반응성에 관련된 정보를 제공할 수 있다.The method and prediction apparatus for providing information for predicting the responsiveness of immune chemotherapy according to the present invention is based on the global DNA methylation information, tumor mutation burden information, chromosomal aneuploidy information, or a combination thereof of the patient's resistance to immune chemotherapy. Can be predicted, and can provide information related to the responsiveness of immune chemotherapy quickly and simply with high reliability.

따라서, 본 발명의 면역항암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법 및 예측 장치를 이용하는 경우 암 치료, 특히 면역치료를 진행하기 전에 치료 효과 및 예후가 좋을 것으로 예측되는 환자군을 선별하는데 효과적으로 이용될 수 있다.Therefore, when the information providing method and the predicting device for predicting the responsiveness of the immuno-anticancer treatment of the present invention are used, it can be effectively used to select a patient group predicted to have a good therapeutic effect and prognosis before proceeding with cancer treatment, particularly immunotherapy.

그러나 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, the effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 21종의 암에 대한 세포 증식 마커(a), 종양 변이 부담(b), 염색체 이수성 수준(c) 및 종양 침투 CD8+ T 세포 마커(d)와 글로벌 DNA 메틸화 수준의 상관관계를 나타낸 것이다.
도 2a 및 2b는 글로벌 저메틸화가 종양 변이 부담이나 염색체 이수성 과의 연관성과는 상관없이 암의 면역성 저하와 연관된다는 것으로서, 도 2a는 글로벌 메틸화 수준이 암 조직에 침투해 있는 다양한 면역세포의 활성과 양의 상관관계 (빨간색 히트맵)를 보임을 나타내며, 도 2b는 글로벌 메틸화 수준이 암세포 내에서 발현되는 면역 유전자 (hallmark immune gene set)들과는 양의 상관관계 (빨간색 히트맵), 세포분열 유전자 (hallmark proliferation gene set)들과는 음의 상관관계 (파란색 히트맵)를 가짐을 보여준다.
도 3a는 DNA 복제가 늦게 일어나는 지역 (late-replicating region)에 있는 유전자들의 발현량이 글로벌 메틸화가 높은 환자 샘플과 낮은 환자 샘플 사이에서 어떻게 차이나는지를 각 암종에 따라 보여주는 것으로서 여러 암종에서 글로벌 메틸화가 낮은 환자에서 유전자의 발현이 낮음을 확인할 수 있다.
도 3b는 DNA 복제가 늦게 일어나는 지역에 있는 유전자들의 프로모터에 존재하는 CpG island들 중 정상세포에 비해 과메틸화 (hypermethylation)된 것들의 개수를 글로벌 메틸화가 높은 환자 샘플과 낮은 환자 샘플 사이에서 각 암종에 따라 비교한 것으로서 여러 암종에서 글로벌 메틸화가 낮은 환자에서 CpG island 과메틸화가 더 많이 일어남을 확인할 수 있다.
도 3c는 세포분열에 해당하는 유전자들은 일찍 복제되는 지역 (early replication)에 더 밀집되어 있으며 반대로 면역반응에 관련하는 유전자들은 늦게 복제되는 지역에 밀집되어 있음을 통계적으로 보여주고 있다.
도 4a는 폐암 코호트 샘플 (n = 141)의 글로벌 메틸화 수준에 따른 DNA 메틸화 양상을 CpG island (CGI), shore, shelf 및 open sea 부위로 나누어 살펴본 것이다.
도 4b는 상기 샘플들에서 글로벌 메틸화 수준에 따라 CGI 및 open sea 지역의 메틸화, 종양 변이 부담, 염색체 이수성 수준이 각각 정량적으로 어떻게 차이나는지를 보여준다.
도 5a는 폐암 코호트 샘플에서 Cox 비례 위험 모형을 이용하여 분석한 글로벌 메틸화 수준에 따른 생존율로서 두 코호트를 합한 경우(combined cohort), IDIBELL 코호트, SMC 코호트 각각에 대한 결과를 보여준다.
도 5b는 폐암 코호트 샘플에서 Cox 비례 위험 모형을 이용하여 분석한 종양 변이 부담에 따른 생존율로서 두 코호트를 합한 경우(combined cohort), IDIBELL 코호트, SMC 코호트 각각에 대한 결과를 보여준다.
도 6은 흑색종 코호트 샘플에서 Cox 비례 위험 모형을 이용하여 분석한 글로벌 메틸화 수준 및 종양 변이 부담에 따른 생존율을 비교하여 나타내고 있다.
Figure 1 shows the correlation between the cell proliferation marker (a), tumor mutation burden (b), chromosomal aneuploidy level (c) and tumor penetrating CD8+ T cell marker (d) and the global DNA methylation level for 21 types of cancer. .
2A and 2B show that global hypomethylation is associated with decreased immunity of cancer regardless of the association with tumor mutation burden or chromosomal aneuploidy. FIG. 2A shows that the global methylation level is related to the activity of various immune cells infiltrating cancer tissues. It shows a positive correlation (red heat map), and Figure 2b shows that the global methylation level is positively correlated with the hallmark immune gene set expressed in cancer cells (red heat map), and the cell division gene (hallmark). proliferation gene sets) have a negative correlation (blue heatmap).
Figure 3a shows how the expression levels of genes in the late-replicating region of DNA replication are different between a patient sample with high global methylation and a patient sample with low global methylation, according to each carcinoma, with low global methylation in several carcinomas. It can be seen that the gene expression is low in the patient.
Figure 3b shows the number of hypermethylated CpG islands present in the promoters of genes in regions where DNA replication is slow compared to normal cells in each carcinoma between patient samples with high global methylation and low patient samples. As a result, it can be confirmed that CpG island hypermethylation occurs more in patients with low global methylation in several carcinomas.
FIG. 3C statistically shows that genes corresponding to cell division are more concentrated in regions where early replication is replicated, and, on the contrary, genes related to immune response are concentrated in regions where genes are reproduced late.
Figure 4a is a view of the DNA methylation pattern according to the global methylation level of the lung cancer cohort sample (n = 141) divided into CpG island (CGI), shore, shelf and open sea sites.
Figure 4b shows how the methylation of the CGI and open sea regions, the burden of tumor mutation, and the level of chromosomal aneuploidy differ quantitatively according to the global methylation level in the samples.
5A shows the survival rate according to the global methylation level analyzed using the Cox proportional hazard model in the lung cancer cohort sample, when the two cohorts are combined (combined cohort), the IDIBELL cohort, and the results for each of the SMC cohorts.
Figure 5b shows the results of the combined cohort, the IDIBELL cohort, and the SMC cohort as the survival rate according to the tumor mutation burden analyzed using the Cox proportional risk model in the lung cancer cohort sample.
6 shows the comparison of the survival rate according to the global methylation level and tumor mutation burden analyzed using the Cox proportional risk model in melanoma cohort samples.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It is to be understood that all changes, equivalents, or substitutes to the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 글로벌 DNA 메틸화가 변이된 종양의 면역 회피 반응 및 면역치료에 대한 저항성과 관련되는 것을 발견하여 완성된 것으로, 면역항암 치료 반응성 및 예후를 예측하는 데 활용할 수 있는 새로운 마커로서 글로벌 DNA 메틸화의 용도를 제공하고자 한다. The present invention was completed by discovering that global DNA methylation is related to immune evasion response and resistance to immunotherapy of mutated tumors, and as a new marker that can be used to predict the responsiveness and prognosis of immune chemotherapy, I want to provide a use.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 암 환자의 샘플로부터 검출된 글로벌 DNA 메틸화 수준에 관한 정보를 획득하는 단계, 상기 샘플로부터 종양 변이 부담(mutation burden)에 관한 정보를 획득하는 단계 및 상기 글로벌 DNA 메틸화 수준에 관한 정보 및 종양 변이 부담에 관한 정보를 기반으로 면역항암 치료에 대한 반응성을 평가하는 단계를 포함하는, 면역항암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법이 제공된다.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, obtaining information on a global DNA methylation level detected from a sample of a cancer patient, obtaining information on a tumor mutation burden from the sample, and the global A method of providing information for predicting responsiveness to immuno-chemo-cancer treatment is provided, comprising the step of evaluating responsiveness to immuno-cancer treatment based on information on the level of DNA methylation and information on the burden of tumor mutations.

본 발명에서 용어 "면역항암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법"은 진단을 위한 예비적 단계로서 면역항암의 진단을 위하여 필요한 객관적인 기초정보를 제공하는 것이며 의사의 임상학적 판단 또는 소견은 제외된다.In the present invention, the term "method of providing information for predicting immune chemotherapy responsiveness" is a preliminary step for diagnosis and provides objective basic information necessary for the diagnosis of immune chemo-cancer, and clinical judgment or findings of a doctor are excluded.

본 발명에서 용어, "메틸화(methylation)"는 DNA를 구성하는 시토신 피리미딘 고리의 5번째 탄소에 메틸기(-CH3)가 공유결합으로 부착되는 현상을 의미한다. 보다 구체적으로, 본 발명의 "글로벌 DNA 메틸화"는 LINE-1 CpG 부위의 시토신에서 일어나는 메틸화를 의미한다. 메틸화가 일어나는 경우 그에 따라 전사인자의 결합이 방해를 받게 되어 특정 유전자 발현이 억제되고, 반대로 탈메틸화(demethylation) 또는 저메틸화(hypomethylation)가 일어나는 경우에는 특정 유전자 발현이 증가할 수 있다.In the present invention, the term "methylation" refers to a phenomenon in which a methyl group (-CH3) is covalently attached to the 5th carbon of the cytosine pyrimidine ring constituting DNA. More specifically, "global DNA methylation" of the present invention refers to methylation occurring in the cytosine of the LINE-1 CpG site. When methylation occurs, the binding of transcription factors is thereby inhibited, thereby inhibiting the expression of a specific gene. Conversely, when demethylation or hypomethylation occurs, the expression of a specific gene may increase.

본 발명에서, 상기 글로벌 DNA 메틸화 수준은 복수의 LINE-1 인자에서 발생하는 메틸화의 평균값으로 측정되는 것을 의미하며, 상기 LINE-1 인자는 진화적 신생 LINE-1 family에 해당하는 L1HS 또는 L1PA일 수 있다.In the present invention, the global DNA methylation level is meant to be measured as an average value of methylation occurring in a plurality of LINE-1 factors, and the LINE-1 factor may be L1HS or L1PA corresponding to the evolutionary newborn LINE-1 family. have.

한편, 상기 메틸화의 평균값은 마이크로 어레이, 메틸화 특이적 PCR(methylation-specific polymerase chain reaction, MSP), 실시간 메틸화 특이적 PCR(real time methylation-specific polymerase chain reaction), 메틸화 DNA 특이적 결합 단백질을 이용한 PCR, 파이로시퀀싱, MS-HRM (Methylation-Sensitive High-Resolution Melting Analysis, 메틸화 특이- 고해상도 융해곡선 분석과 메틸화 민감성 제한 효소를 사용한 메틸화 여부 측정, DNA 칩 및 바이설파이트 시퀀싱과 같은 자동염기분석 등의 방법으로 측정할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the average value of methylation is a microarray, methylation-specific polymerase chain reaction (MSP), real time methylation-specific polymerase chain reaction (PCR), and PCR using methylated DNA-specific binding protein. , Pyrosequencing, MS-HRM (Methylation-Sensitive High-Resolution Melting Analysis, methylation specific-high resolution melting curve analysis and methylation determination using methylation-sensitive restriction enzymes, DNA chip and automatic base analysis such as bisulfite sequencing, etc. It can be measured by a method, but is not limited thereto.

한편, 메틸화 부위는 CGI를 기준으로 떨어진 거리에 따라 shelf, shore, open sea로 분류할 수 있는데, CGI로부터 2 kb 내에 있는 경우 shore, shore 로부터 2 kb 까지를 shelf라 하며, CGI로부터 4 kb 이상 떨어진 지역을 open sea로 나타낸다.On the other hand, the methylation site can be classified into shelf, shore, and open sea according to the distance from CGI. If it is within 2 kb from CGI, up to 2 kb from shore and shore is called shelf, and 4 kb or more away from CGI. The area is represented by the open sea.

본 발명에서, 상기 면역항암 치료에 대한 반응성을 평가하는 단계는, 상기 글로벌 DNA 메틸화 수준이 낮은 경우 면역항암 치료에 대한 저항성이 높은 것으로 판단할 수 있다. 구체적으로, 낮은 글로벌 DNA 메틸화 수준을 가질수록 암 조직에 침투한 면역세포의 활성이 저해되어 있고, 암세포 내에서 발현되는 면역반응 유전자의 발현량이 감소되기 때문이다. 또한, 하기 실시예에 나타낸 바와 같이 면역치료 코호트 암 환자의 생존률이 통계학적으로 유의하게 감소하고, 이는 종양 변이 부담 및 염색체 이수성 정보와는 독립적으로 작용하는 변수로 나타나며, 실제로 많이 사용되고 있는 예측 인자인 종양 변이 부담보다 높은 정확도를 여러 코호트에서 일관적으로 보임을 확인하였는 바, 본 발명의 방법을 통해 방 매우 효과적으로 암 치료에 대한 반응성을 예측할 수 있다.In the present invention, in the step of evaluating the responsiveness to the immuno-anticancer treatment, when the global DNA methylation level is low, it may be determined that resistance to the immuno-anti-cancer treatment is high. Specifically, this is because the lower the global DNA methylation level, the more inhibited the activity of immune cells infiltrating cancer tissues, and the expression level of immune response genes expressed in cancer cells decreases. In addition, as shown in the following examples, the survival rate of immunotherapy cohort cancer patients is statistically significantly reduced, which appears as a variable that acts independently of tumor mutation burden and chromosomal aneuploidy information, and is a predictor that is actually widely used. It was confirmed that the accuracy higher than that of the tumor mutation burden was consistently shown in several cohorts, and the responsiveness to cancer treatment can be predicted very effectively through the method of the present invention.

상기 면역항암치료는, 면역 체크포인트 억제제(immune checkpoint inhibitor), 면역세포치료제(immune cell therapy), 치료용 항체(therapeutic antibody) 등을 포함할 수 있다. 면역 체크포인트 억제제는 T 세포 억제에 관여하는 면역 체크포인트 단백질의 활성화를 차단하여 T 세포를 활성화시켜 암세포를 공격하는 약제로서, CTLA-4, PD-1, PD-L1 억제제 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The immune chemotherapy may include an immune checkpoint inhibitor, an immune cell therapy, a therapeutic antibody, and the like. Immune checkpoint inhibitors are drugs that attack cancer cells by activating T cells by blocking the activation of immune checkpoint proteins involved in T cell suppression, and may be CTLA-4, PD-1, PD-L1 inhibitors, etc., but are limited thereto. It is not.

본 발명에서, 상기 샘플은 조직, 전혈, 혈청, 타액, 객담, 뇌척수액 또는 소변일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the sample may be tissue, whole blood, serum, saliva, sputum, cerebrospinal fluid, or urine, but is not limited thereto.

또한, 상기 암은 흑색종, 방광암, 식도암, 신경교종, 부신암, 육종, 갑상선암, 결장직장암, 전립선암, 두경부암, 요로상피암, 위암, 췌장암, 간암, 고환암, 난소암, 자궁내막암, 자궁경부암, 뇌암, 유방암, 신장암 또는 폐암일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the cancer is melanoma, bladder cancer, esophageal cancer, glioma, adrenal cancer, sarcoma, thyroid cancer, colorectal cancer, prostate cancer, head and neck cancer, urothelial cancer, gastric cancer, pancreatic cancer, liver cancer, testicular cancer, ovarian cancer, endometrial cancer, uterus It may be cervical cancer, brain cancer, breast cancer, kidney cancer, or lung cancer, but is not limited thereto.

한편, 본 발명에서 용어, "종양 변이 부담(Tumor Mutation Burden, TMB)"은 돌연변이의 개수를 정량적으로 표현하는 수치로서, 암 조직의 시퀀싱 결과에서 mega base 당 관찰되는 돌연변이의 개수를 의미한다.Meanwhile, in the present invention, the term "Tumor Mutation Burden (TMB)" is a numerical value expressing the number of mutations quantitatively, and refers to the number of mutations observed per mega base in the sequencing result of cancer tissues.

본 발명에서 용어, "염색체 이수성(Aneuploidy)"은 세포, 개체 또는 계통에서 하나의 세포당 염색체 수가 기본수의 정수배가 되지 않고, 정수배에 대하여 1 내지 여러 개가 많거나 혹은 적은 상태인 것, 즉 불완전한 구성을 한 유전체를 포함한 상태를 의미한다. 본 발명에서 염색체 이수성 수치는 CNV(Copy number variations)로부터 도출할 수 있는데, 이는 임계값±0.2(LUAD 및 LUSC의 평균값)을 log2 비율(종상 대 정상)에 적용하여 염색체 팔의 적어도 10% 또는 염색체의 5%에 영향을 미치는 중복/결실을 검출하여 절대 세그먼트 log2 비율의 총 합으로 구한 것이다.In the present invention, the term "chromosome aneuploidy" means that the number of chromosomes per cell in a cell, individual or lineage is not an integral multiple of the base number, and 1 to several are in a state in which there are many or fewer, that is, incomplete It refers to the state including the composed dielectric. In the present invention, the chromosomal aneuploidy value can be derived from CNV (Copy number variations), which is at least 10% of the chromosomal arm or chromosomal arm by applying a threshold value ±0.2 (average value of LUAD and LUSC) to a log2 ratio (normal versus normal). It is calculated as the sum of the absolute segment log2 ratio by detecting the redundancy/deletion affecting 5% of.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 면역항암 치료 반응성 예측 장치에 있어서, 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 환자의 샘플로부터 검출된 글로벌 DNA 메틸화 수준에 관한 정보를 획득하고, 상기 샘플로부터 종양 변이 부담(mutation burden)에 관한 정보를 획득하고, 상기 글로벌 DNA 메틸화 수준 및 종양 변이 부담에 관한 정보를 기반으로 면역항암 치료에 대한 반응성을 평가하는 면역항암 치료 반응성 예측 장치가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, in the immuno-anticancer treatment responsiveness prediction apparatus, comprising a processor, the processor, obtaining information on a global DNA methylation level detected from a sample of a patient, and obtaining a tumor from the sample. A device for predicting responsiveness to immuno-chemo-cancer treatment is provided for obtaining information on a mutation burden and evaluating the responsiveness to immuno-cancer treatment based on the global DNA methylation level and the information on the tumor mutation burden.

상기 암 치료 반응성 예측 장치에서, 글로벌 DNA 메틸화 수준의 측정, LINE-1 인자, 암 치료, 샘플 및 암종에 대한 설명은 전술한 바와 같다.In the cancer treatment responsiveness prediction device, the measurement of the global DNA methylation level, the LINE-1 factor, the cancer treatment, the sample and the description of the carcinoma are as described above.

이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments are presented to aid in understanding the present invention. However, the following examples are provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the examples.

실시예 1. 글로벌 DNA 메틸화와 면역 회피의 상관관계 도출Example 1. Derivation of the correlation between global DNA methylation and immune evasion

1-1. 대상 데이터의 선정1-1. Selection of target data

분석을 위해 The Cancer Genome Atlas (TCGA)에서 생성된 DNA 메틸화(Infinium Methylation 450k technology 기반), mRNA 발현 및 유전자 돌연변이 데이터를 내려 받았다(https://gdc.cancer.gov/about-data/publications/pancanatlas). 모든 분자 데이터와 연령 정보가 포함된 100 이상의 환자 샘플이 있는 암 유형으로서 방광암(BLCA), 유방 선암(BRCA), 자궁 경부암, 편평 상피 세포암, 자궁 경부 선암(CESC), 결장직장암(CRC), 식도암(ESCA), 두경부 편평 상피세포암(HNSC), 투명 세포형 신세포암(KIRC), 유두상 신세포암(KIRP), 저등급 신경교종(LGG), 간세포암(LIHC), 폐 선암(LUAD), 폐 편평 상피 세포암(LUSC), 췌장암(PAAD), 부신암(PCPG), 전립선암(PRAD), 육종(SARC), 피부 흑색종(SKCM), 위 선암(STAD), 고환암(TGCT), 갑상선암(THCA) 및 자궁내막암(UCEC)의 21가지 종류의 암을 선정하였고, 이는 6968개의 샘플이 포함되었다. 염색체 이수성 수준은 Taylor et al.(Cancer Cell 33, 676-689.e3 (2018))의 도표로부터 얻었다.For analysis, DNA methylation (based on Infinium Methylation 450k technology), mRNA expression, and gene mutation data generated by The Cancer Genome Atlas (TCGA) were downloaded ( https://gdc.cancer.gov/about-data/publications/pancanatlas) (https://gdc.cancer.gov/about-data/publications/pancanatlas) ). Bladder cancer (BLCA), breast adenocarcinoma (BRCA), cervical cancer, squamous cell carcinoma, cervical adenocarcinoma (CESC), colorectal cancer (CRC), as cancer types with over 100 patient samples with all molecular data and age information. Esophageal cancer (ESCA), head and neck squamous cell carcinoma (HNSC), clear cell renal cell carcinoma (KIRC), papillary renal cell carcinoma (KIRP), low-grade glioma (LGG), hepatocellular carcinoma (LIHC), lung adenocarcinoma ( LUAD), lung squamous cell carcinoma (LUSC), pancreatic cancer (PAAD), adrenal cancer (PCPG), prostate cancer (PRAD), sarcoma (SARC), cutaneous melanoma (SKCM), gastric adenocarcinoma (STAD), testicular cancer (TGCT) ), thyroid cancer (THCA) and endometrial cancer (UCEC) were selected for 21 types of cancer, which included 6968 samples. Chromosome aneuploidy levels were obtained from plots by Taylor et al. (Cancer Cell 33, 676-689.e3 (2018)).

1-2. 글로벌 메틸화 수준의 측정1-2. Measurement of global methylation levels

글로벌 메틸화 수준을 측정하기 위해, Infinium Methylation 450k microarray의 각 프로브(probe) 서열의 90% (45 bp) 이상이 RepeatMasker 데이터베이스(www.repeatmasker.org)에서 제공하는 young LINE-1 서브 패밀리(L1HS 및 L1PA)에 맵핑되는 프로브를 선정하였다. 각 종양 샘플에서 선택된 프로브의 평균 베타 값을 평균화하여 글로벌 메틸화 수준의 추정치로 이용하였다.To measure global methylation levels, at least 90% (45 bp) of each probe sequence in the Infinium Methylation 450k microarray is the young LINE-1 subfamily (L1HS and L1PA) provided by the RepeatMasker database (www.repeatmasker.org). ) Was selected. The average beta values of the selected probes in each tumor sample were averaged and used as an estimate of the global methylation level.

실시예 2. 글로벌 DNA 메틸화 수준 상관관계 도출Example 2. Derivation of global DNA methylation level correlation

상기 실시예 1에서 얻어진 값을 이용하여, 21종류의 암에 대해 글로벌 DNA 메틸화 수준과 세포 증식 마커, 종양 변이 부담, 염색체 이수성 및 종양 침투 CD8+ T 세포 마커의 상관관계를 도출하여 그 결과를 도 1에 나타냈다. 세포 증식 마커란 세포분열 및 cell cycle에 관여하는 유전자들을, CD8+ T 세포 마커란 CD8+ T cell에서 특이적으로 발현되는 유전자들을 의미하여, 주어진 암 조직 전사체 데이터에서 이들 유전자의 발현량을 마커의 활성으로 사용하였다. 각 마커들의 정의는 기존 문헌 (Immunity 48, 812-830.e14 (2018))을 따랐다. 암 종류별로 각각의 중앙값을 구하고, 통계학적 유의성은 스피어만 상관(Separman's correlation)을 이용하여 검증되었다.Using the values obtained in Example 1, correlations between global DNA methylation levels, cell proliferation markers, tumor mutation burden, chromosomal aneuploidy, and tumor penetrating CD8+ T cell markers were derived for 21 types of cancer, and the results are shown in FIG. Shown in. Cell proliferation markers refer to genes involved in cell division and cell cycle, and CD8+ T cell markers refer to genes specifically expressed in CD8+ T cells. Was used as. The definition of each marker followed the existing literature (Immunity 48, 812-830.e14 (2018)). Median values were calculated for each cancer type, and statistical significance was verified using Separman's correlation.

도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, DNA 메틸화 수준이 증가함에 따라 세포 증식 마커 발현, 종양 변이 부담 및 염색체 이수성은 감소하는 경향, 종양 침투 CD8+ T 세포 마커 발현은 증가하는 경향을 나타냈다. 이를 통해, 세포 분열이 일어남에 따라 점진적으로 DNA 메틸화 수준이 감소하고 (demethylation 혹은 methylation loss), 종양 변이 부담과 염색체 이수성 등 DNA 상의 변이도 증가하는 양의 상관관계가 존재한다는 기존 사실을 확인할 수 있었다. 그러나, 본 발명에서 확인한 새로운 사실은 이러한 지표들과 면역 반응 간에 상관관계가 존재한다는 것이다.As can be seen in FIG. 1, as the DNA methylation level increases, cell proliferation marker expression, tumor mutation burden, and chromosomal aneuploidy tend to decrease, and tumor infiltrating CD8+ T cell marker expression tends to increase. Through this, it was confirmed that there is a positive correlation that the level of DNA methylation gradually decreases as cell division occurs (demethylation or methylation loss), and there is a positive correlation between the burden of tumor mutation and the increase in DNA mutations such as chromosomal aneuploidy. However, a new fact identified in the present invention is that there is a correlation between these indicators and the immune response.

상기 얽혀 있는 상관관계를 풀기 위해, 암 종류별로 각 유전자에 대한 mRNA 발현 수준을 반응 변수로 이용하고, 글로벌 메틸화, 종양 변이 부담, 염색체 이수성, 종양 순도, 나이 및 종양 기수를 예측 변수로 하여 선형 회귀 모델을 적용하였다.In order to solve the entangled correlation, the mRNA expression level for each gene for each cancer type is used as a response variable, and a linear regression is made using global methylation, tumor mutation burden, chromosome aneuploidy, tumor purity, age and tumor base as predictor variables. The model was applied.

다음의 공식을 이용한 회귀모델은 R의 lm 함수를 이용하여 작성되었다:A regression model using the following formula was created using R's lm function:

유전자 Y의 mRNA 발현 ~ β1*글로벌 메틸화 수준+β2*종양 변이 부담+β3*염색체 이수성 수준+β4*종양 순도+β5*나이+β6*종양 기수MRNA expression of gene Y ~ β 1 *Global methylation level+β 2 *Tumor mutation burden+β 3 *Chromosomal aneuploidy level+β 4 *Tumor purity+β 5 *Age+β 6 *Tumor base

암 종류별로 세 가지 예측 변수(글로벌 메틸화 수준, 종양 변이 부담 및 염색체 이수성)에 대해 유의한 회귀 계수를 갖는 유전자들 (Benjamini and Hochberg FDR<0.05)의 기능을 파악하기 위해 Gene Set Enrichment Analysis (GSEA; Subramanian, A. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 15545-15550 (2005)))를 수행하여 유의한 NES(Normalized Enrichment Scores)(FER<0.25)를 갖는 셀은 색조를 조정하여 GSEA NESs 히트맵을 도 2a, 2b에 나타냈다.Gene Set Enrichment Analysis (GSEA; Subramanian, A. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 15545-15550 (2005))) and cells with significant NES (Normalized Enrichment Scores) (FER<0.25) were The GSEA NESs heat map is shown in Figs. 2A and 2B.

그 결과, 도 2a 및 2b에 나타낸 바와 같이, 글로벌 메틸화 수준이 낮을수록, 종양 변이 부담과 염색체 이수성과는 상관없이 독립적으로, 암 조직에 침투해 있는 다양한 면역세포의 활성도 떨어져 있고, 암세포 내에서 발현되는 면역 유전자들의 발현량도 낮아져 있음을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Figs. 2a and 2b, as the global methylation level is lower, the activity of various immune cells infiltrating cancer tissues independently, regardless of tumor mutation burden and chromosomal aneuploidy, decreases, and is expressed in cancer cells. It was confirmed that the expression level of the immune genes was also lowered.

실시예 3. 글로벌 DNA 메틸화와 면역 유전자의 발현 관계 Example 3. Relationship between global DNA methylation and expression of immune genes

상기 실시예 2에서 나타난 바와 같이, 세포 분열이 일어남에 따라 점진적으로 DNA 메틸화 수준이 감소하고 이에 따라 암세포 내에서 발현되는 면역 유전자들의 발현량이 낮아지는데, 세포 분열에 따른 메틸의 감소는 주로 DNA 복제가 늦게 일어나는 지역 (late-replicating region)에서 일어난다는 것이 알려져 있다. 실제로 글로벌 메틸화가 높은 환자 샘플과 낮은 환자 샘플 사이에서 DNA 복제가 늦게 일어나는 지역의 유전자 발현량에 어떠한 차이가 있는지 암종에 따라 비교하였다. 그 결과, 도 3a에 나타난 바와 같이 여러 암종에서 글로벌 메틸화가 낮은 환자의 유전자 발현이 낮은 것을 확인할 수 있었다.As shown in Example 2, the level of DNA methylation gradually decreases as cell division occurs, and accordingly, the amount of expression of immune genes expressed in cancer cells decreases.However, the decrease in methylation due to cell division is mainly due to DNA replication. It is known to occur in the late-replicating region. In fact, the differences in gene expression levels in regions where DNA replication occurs late between patient samples with high and low global methylation were compared according to carcinoma. As a result, it was confirmed that the gene expression of patients with low global methylation in several carcinomas was low, as shown in FIG. 3A.

또한, 암의 전반적인 메틸화의 변화는 LINE과 같은 전위인자에서는 저메틸화가 일어나는 반면, 유전자 프로모터에 존재하는 CpG island들에서는 반대로 과메틸화가 동반된다는 것이 알려져 있다. 실제로 글로벌 메틸화가 높은 환자 샘플과 낮은 환자 샘플 사이에서 DNA 복제가 늦게 일어나는 지역에 있는 유전자들의 프로모터에 존재하는 CpG island들의 과메틸화되는 정도를 암종에 따라 비교하였다. 그 결과, 도 3b에 나타난 바와 같이 여러 암종에서 글로벌 메틸화가 낮은 환자에서 CpG island 과메틸화가 더 많이 일어남을 확인할 수 있었다.In addition, it is known that the overall change in methylation of cancer is hypomethylated in translocation factors such as LINE, whereas hypermethylation is concomitant in the CpG islands present in the gene promoter. In fact, the degree of hypermethylation of CpG islands in the promoters of genes in regions where DNA replication occurs late between patient samples with high and low global methylation was compared according to carcinoma. As a result, it was confirmed that CpG island hypermethylation more occurred in patients with low global methylation in various carcinomas as shown in FIG. 3B.

상기 실시예 2의 결과로 나타난 글로벌 메틸화 감소에 따른 면역 유전자의 발현량 감소는, 늦게 복제되는 지역에서의 상기 변화와 일치해야 함을 추론할 수 있는데, 실제로 도 3c에서 보여지는 바와 같이 세포분열에 관여하는 유전자들은 일찍 복제되는 지역에 더 밀집되어 있는 반면, 면역반응에 관련하는 유전자들은 늦게 복제되는 지역에 밀집되어 있음을 통계적으로 확인할 수 있었다.It can be inferred that the decrease in the expression level of the immune gene due to the decrease in global methylation as a result of Example 2 should be consistent with the change in the late replication region. It could be statistically confirmed that the genes involved were more concentrated in the regions where they were replicated earlier, while the genes involved in the immune response were concentrated in the regions where they were lately replicated.

실시예 4. 글로벌 DNA 메틸화와 면역치료 반응성의 상관관계Example 4. Correlation between global DNA methylation and immunotherapy responsiveness

4-1. 폐암 체크포인트 억제제에 대한 환자 코호트4-1. Patient Cohort for Lung Cancer Checkpoint Inhibitors

Samsung Medical Center (SMC)에서 2014년부터 2017년까지 항PD-1/PD-L1으로 치료받은 60명의 진행성 비소세포 폐암 환자를 대상으로 본 연구에 등록하였다. Sixty patients with advanced non-small cell lung cancer who were treated with anti-PD-1/PD-L1 from 2014 to 2017 at Samsung Medical Center (SMC) were enrolled in this study.

Sample IDSample ID Mutation burdenMutation burden Global methylation levelGlobal methylation level Aneuploidy levelAneuploidy level PFSPFS PD_Event.1_Censoring.0PD_Event.1_Censoring.0 Clinical benefitClinical benefit 33 241241 0.4622182820.462218282 9963319.5319963319.531 28.128.1 1One DCBDCB 2020 119119 0.4978867140.497886714 00 1.1333333331.133333333 1One NDBNDB 258258 7878 0.4147709540.414770954 141952144.3141952144.3 3.9666666673.966666667 1One NDBNDB 325325 289289 0.3577621760.357762176 373215792.9373215792.9 3.8666666673.866666667 00 nana 378378 169169 0.4142965760.414296576 102187138.2102187138.2 13.7333333313.73333333 00 DCBDCB 488488 493493 0.4343169520.434316952 535751134.6535751134.6 1.61.6 1One NDBNDB 541541 240240 0.3625462250.362546225 349091677.2349091677.2 1.21.2 1One NDBNDB 573573 478478 0.4105975930.410597593 114018200.9114018200.9 1.51.5 1One NDBNDB 618618 194194 0.3492182090.349218209 263496773.3263496773.3 1.3666666671.366666667 1One NDBNDB 658658 156156 0.4037802920.403780292 141510150.7141510150.7 1.0666666671.066666667 1One NDBNDB 678678 731731 0.3962342140.396234214 191366708.2191366708.2 22.4333333322.43333333 00 DCBDCB 700700 102102 0.4286940230.428694023 17433991.6817433991.68 1.3666666671.366666667 1One NDBNDB 720720 461461 0.2947035920.294703592 307380376.1307380376.1 4.0666666674.066666667 1One NDBNDB 756756 831831 0.2800308770.280030877 658988768.2658988768.2 1.51.5 1One NDBNDB 825825 284284 0.2517129720.251712972 784194239.2784194239.2 1.4333333331.433333333 1One NDBNDB 830830 307307 0.4795842840.479584284 00 2.9333333332.933333333 1One NDBNDB 947947 548548 0.3870890230.387089023 58799436.6958799436.69 20.620.6 00 DCBDCB 990990 5959 0.3259086080.325908608 285011126.5285011126.5 3.1666666673.166666667 1One NDBNDB 10171017 122122 0.4175384880.417538488 286678444.4286678444.4 1.2666666671.266666667 1One NDBNDB 10661066 6262 0.3959297180.395929718 48979857.7648979857.76 0.7666666670.766666667 1One NDBNDB 10791079 154154 0.3926722760.392672276 128159753.6128159753.6 5.85.8 1One NDBNDB 11041104 17561756 0.2931490310.293149031 895819215895819215 0.9666666670.966666667 1One NDBNDB 11451145 238238 0.4211313620.421131362 5860926.4725860926.472 2.4333333332.433333333 1One NDBNDB 11551155 362362 0.3354387970.335438797 443235770.9443235770.9 1.1333333331.133333333 1One NDBNDB 11641164 236236 0.2938885150.293888515 520968472.1520968472.1 0.3666666670.366666667 1One NDBNDB 12031203 193193 0.359713630.35971363 437223965.6437223965.6 0.8333333330.833333333 1One NDBNDB 12081208 351351 0.3497417380.349741738 927702954.8927702954.8 0.9333333330.933333333 1One NDBNDB 12501250 511511 0.3274359450.327435945 861780460861780460 0.9333333330.933333333 1One NDBNDB 12971297 584584 0.4160169840.416016984 68793176.2768793176.27 10.510.5 1One DCBDCB 13221322 263263 0.4434274730.443427473 227632642227632642 1.11.1 1One NDBNDB 13271327 585585 0.426781560.42678156 99766614.3299766614.32 6.8333333336.833333333 00 DCBDCB 13371337 578578 0.3296617040.329661704 436129375.2436129375.2 2.1666666672.166666667 1One NDBNDB 13521352 18581858 0.220544740.22054474 553574113.5553574113.5 8.3333333338.333333333 00 DCBDCB 13581358 439439 0.3777595170.377759517 649708156.1649708156.1 8.5666666678.566666667 1One DCBDCB 14011401 5858 0.4366722310.436672231 17494258.7817494258.78 0.9333333330.933333333 1One NDBNDB 14121412 294294 0.2644433550.264443355 545902993.4545902993.4 0.10.1 1One NDBNDB 14251425 341341 0.3035008010.303500801 346192818.8346192818.8 1.9666666671.966666667 1One NDBNDB 14431443 423423 0.2701588640.270158864 836459992.2836459992.2 1.7666666671.766666667 1One NDBNDB 14561456 237237 0.4079395940.407939594 76492185.0176492185.01 7.57.5 00 DCBDCB 14901490 248248 0.3153269360.315326936 403292217.7403292217.7 0.90.9 1One NDBNDB 15081508 2222 0.4154871360.415487136 7542228.4117542228.411 2.1666666672.166666667 1One NDBNDB 15101510 364364 0.3770902950.377090295 465391056.4465391056.4 10.810.8 00 DCBDCB 15281528 190190 0.3647902010.364790201 374128096.1374128096.1 9.39.3 00 DCBDCB 15541554 4949 0.4004256520.400425652 5947504.6865947504.686 1.2333333331.233333333 1One NDBNDB 15891589 681681 0.3283777870.328377787 297587719.9297587719.9 3.9666666673.966666667 1One NDBNDB 16191619 1515 0.4552542260.455254226 7041421.9737041421.973 2.7333333332.733333333 1One NDBNDB 16371637 344344 0.3943351990.394335199 265842882.3265842882.3 2.62.6 1One NDBNDB 17081708 365365 0.4509118620.450911862 2076055.0892076055.089 5.65.6 1One DCBDCB 17111711 440440 0.4212403920.421240392 401532642.4401532642.4 nana nana nana 17511751 448448 0.3901493990.390149399 225455169.6225455169.6 4.8333333334.833333333 1One NDBNDB 17781778 473473 0.3710842920.371084292 128523671.2128523671.2 0.7666666670.766666667 1One NDBNDB 18091809 214214 0.3247721860.324772186 400743320.7400743320.7 1.4666666671.466666667 1One NDBNDB 18731873 503503 0.3077583270.307758327 486476347.6486476347.6 1.2333333331.233333333 1One NDBNDB 18831883 335335 0.4139975370.413997537 199412472199412472 4.3666666674.366666667 1One DCBDCB 19601960 70307030 0.4133895220.413389522 349177478.5349177478.5 1.1666666671.166666667 1One NDBNDB 21072107 796796 0.3127095320.312709532 716225322716225322 6.4666666676.466666667 00 DCBDCB 21262126 392392 0.4153881930.415388193 145048834.8145048834.8 2.12.1 1One NDBNDB 21322132 285285 0.3770432320.377043232 235992924.3235992924.3 1.2333333331.233333333 1One NDBNDB 21332133 706706 0.3811389660.381138966 93298957.6593298957.65 3.7666666673.766666667 1One NDBNDB 23172317 795795 0.3231396450.323139645 495812412.5495812412.5 0.7666666670.766666667 1One NDBNDB

임상 반응은 Solid Tumors(RECIST) 버전 1.1의 응답 평가 기준에 의해 최소 6 개월간의 추적 관찰을 통해 평가되었다. 면역치료에 대한 반응은 durable clinical benefit(DCB, responder) 또는 non-durable benefit (NDB, non-responder)으로 분류되었다. 6개월 이상 지속된 부분적 반응(PR) 또는 안정적 질병(SD)은 DCB/responder로 간주되었다. 6개월 미만 지속된 진행성 질환(PD) 또는 SD는 NDB/non-responder로 간주되었다. 무진행 생존율 (PFS)은 치료 시작일부터 진행 날짜 또는 사망일 중 빠른 날짜까지 계산하여 구했다. 환자가 진행 없이 살아 있는 경우 PFS에 대한 마지막 추적 관찰 날짜에 검열되었다.Clinical response was assessed through a minimum follow-up of 6 months according to the response evaluation criteria of Solid Tumors (RECIST) version 1.1. Responses to immunotherapy were classified as either a durable clinical benefit (DCB, responder) or a non-durable benefit (NDB, non-responder). Partial response (PR) or stable disease (SD) lasting longer than 6 months was considered DCB/responder. Progressive disease (PD) or SD lasting less than 6 months was considered an NDB/non-responder. Progression-free survival (PFS) was calculated from the start of treatment to the date of progression or death, whichever is earlier. If the patient was alive without progression, it was censored on the date of the last follow-up for PFS.

IDIBELL 코호트라고 명명한, 동일한 종류의 폐암 샘플 81개에 대한 메틸화 데이터는 다음 문헌에서 제공되는 것을 사용하였다. Davalos, V. et al. Epigenetic prediction of response to anti-PD-1 treatment in non-small-cell lung cancer: a multicentre, retrospective analysis. Lancet Respir. Med. 6, 771-781 (2018).Methylation data for 81 samples of lung cancer of the same type, designated IDIBELL cohort, were used as provided in the following literature. Davalos, V. et al. Epigenetic prediction of response to anti-PD-1 treatment in non-small-cell lung cancer: a multicentre, retrospective analysis. Lancet Respir. Med. 6, 771-781 (2018).

4-2. SMC 샘플에 대한 메틸화 및 종양 변이 부담 분석4-2. Methylation and tumor mutation burden analysis for SMC samples

종양 샘플은 항 PD1/PD-L1 치료 전에 얻고, 포르말린 고정 후 파라핀에 내장하거나 신선한 상태로 보관했다. 전체 exome 시퀀싱을 위한 라이브러리 준비를 위해 AllPrep DNA/RNA Mini Kit (Qiagen, 80204), AllPrep DNA/RNA Micro Kit (Qiagen, 80284) 또는 QlAamp DNA FFPE Tissue Kit (Qiagen, 56404)를 이용하여 DNA를 준비하였다. 라이브러리 준비는 지침에 따라 SureSelectXT Human All Exon V5 (Agilent, 5190-6209)를 사용하여 수행했다. 연결된 DNA는 SureSelectXT Human All Exon V5의 whole exome baits를 사용하여 혼성화한 다음, 라이브러리를 Qubit 및 2200 Tapestation에 의해 정량하고, 2X100 bp의 짝지어진 단부를 Illumina HiSeq 2500 플랫폼에서 시퀀싱하였다.Tumor samples were obtained before anti-PD1/PD-L1 treatment, and after formalin fixation, they were embedded in paraffin or stored fresh. DNA was prepared using the AllPrep DNA/RNA Mini Kit (Qiagen, 80204), AllPrep DNA/RNA Micro Kit (Qiagen, 80284), or QlAamp DNA FFPE Tissue Kit (Qiagen, 56404) to prepare the library for whole exome sequencing. . Library preparation was performed using SureSelectXT Human All Exon V5 (Agilent, 5190-6209) according to the instructions. The ligated DNA was hybridized using whole exome baits of SureSelectXT Human All Exon V5, then the library was quantified by Qubit and 2200 Tapestation, and the mated ends of 2X100 bp were sequenced on the Illumina HiSeq 2500 platform.

정상 샘플의 대상 범위는 50X, 종양 샘플은 100X으로 하고, 체세포 변이체를 도출하기 위해 Strelka2 54를 사용하고, 종양에서 적어도 10 및 5 회의 판독에 의해 커버되는 단일 뉴클레오티드 변이체 (SNV) 및 indel을 각각 선택하였다. 또한, dbSNP 150에 존재하는 일반적인 생식세포 변이체를 추가로 필터링하고, ANNOVAR를 사용하여 체세포 변이체에 주석을 달았다.Target range for normal sample is 50X, tumor sample is 100X, Strelka2 54 is used to derive somatic variants, and single nucleotide variants (SNV) and indels covered by at least 10 and 5 reads in the tumor, respectively, are selected. I did. In addition, general germ cell variants present in dbSNP 150 were further filtered, and somatic cell variants were annotated using ANNOVAR.

다음으로, 메틸화 분석은 Infinium Methylation EPlC BeadChIP Kit (Illumina, WG-317-1002)의 지침에 따라 수행되었다. 미가공 메틸화 값은 베타값으로 사전처리한 다음, 상기 실시예 1-2의 "글로벌 메틸화 수준의 측정"에서 설명한대로 처리하였다.Next, methylation analysis was performed according to the guidelines of Infinium Methylation EPlC BeadChIP Kit (Illumina, WG-317-1002). The crude methylation value was pretreated with a beta value, and then treated as described in "Measurement of Global Methylation Level" in Example 1-2 above.

4-3. 글로벌 DNA 메틸화 수준의 체크포인트 억제제에 대한 영향 평가4-3. Assessment of the impact of global DNA methylation levels on checkpoint inhibitors

상기와 같은 과정을 통해 측정된 글로벌 DNA 메틸화 수준의 중앙값을 기준으로 high, low group으로 나누어 체크포인트 억제제에 대한 영향을 평가하였다.The effect on the checkpoint inhibitor was evaluated by dividing it into high and low groups based on the median global DNA methylation level measured through the above process.

그 결과, low group에서 주로 open sea 지역에 저메틸화가 나타나고 반면 CpG island 및 그 주변 지역에서는 고메틸화 현상이 나타남을 알 수 있었으며(도 4a 및 4b), 상기 TCGA 실시예의 도 1에서 관찰한 바와 같이 low group에서 종양 변이 부담과 염색체 이수성 역시 증가되어 있음을 확인할 수 있었다.As a result, it can be seen that hypomethylation occurs mainly in the open sea region in the low group, whereas high methylation occurs in the CpG island and the surrounding region (Figs. 4a and 4b), as observed in Fig. 1 of the TCGA example. In the low group, tumor mutation burden and chromosomal aneuploidy were also increased.

중요한 것은 체크포인트 치료 후의 생존율이 변이 그룹에서 더 낮은 것을 알 수 있었다. 도 5의 a, b에서 확인할 수 있는 바와 같이, 종양 변이 부담은 생존율에 유의미한 상관관계를 나타내지 않았으나, 글로벌 DNA 메틸화를 예측 변수로 이용하는 경우에는 낮은 그룹에서 생존율이 유의미하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다.Importantly, it was found that the survival rate after checkpoint treatment was lower in the mutant group. As can be seen from a and b of FIG. 5, the burden of tumor mutation did not show a significant correlation with the survival rate, but when using global DNA methylation as a predictor variable, it was confirmed that the survival rate significantly decreased in the low group.

이상의 결과는 암 환자의 면역치료에 대한 반응성, 나아가 예후 예측에 글로벌 DNA 메틸화 수준이 유의미한 마커로 이용될 수 있고, 기존에 알려진 종양 변이 부담 보다도 암 치료 반응성의 예측 인자로서의 정확도가 더 높다는 것을 시사한다.The above results suggest that the global DNA methylation level can be used as a significant marker for predicting the responsiveness to immunotherapy and further prognosis of cancer patients, and that the accuracy as a predictor of cancer treatment responsiveness is higher than the previously known tumor mutation burden. .

실시예 5. 글로벌 DNA 메틸화와 흑색종에 대한 면역치료 반응성의 상관관계 Example 5. Correlation between global DNA methylation and immunotherapy responsiveness to melanoma

추가로, 면역 체크포인트 억제제(lpilimumab, Yervoy, 또는 Pembrolizumab)를 투여 받은 흑색종 환자 15명의 무진행 생존 데이터를 Ock et.al(Nat. Commun. 8, 1050 (2017))로부터 얻었다. 또한 다른 종류의 면역치료를 받은 25명의 환자 데이터를 GDC legacy archive (https://portal.gdc.cancer.gov/legacy-archive)로부터 획득하였다. 이들의 메틸화 및 돌연변이 데이터는 상기 실시예 1-1에서와 같이 TCGA로부터 획득하였다. 상기 실시예 3에 기재된 것과 마찬가지의 방법으로 글로벌 DNA 메틸화 환자 생존 간의 상관관계를 평가하였다. In addition, progression-free survival data of 15 melanoma patients who received immune checkpoint inhibitors (lpilimumab, Yervoy, or Pembrolizumab) were obtained from Ock et.al ( Nat. Commun. 8, 1050 (2017)). In addition, data of 25 patients who received other types of immunotherapy were obtained from the GDC legacy archive (https://portal.gdc.cancer.gov/legacy-archive). Their methylation and mutation data were obtained from TCGA as in Example 1-1 above. The correlation between global DNA methylation patient survival was evaluated in the same manner as described in Example 3 above.

그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 글로벌 DNA 메틸화 수준이 낮은 경우 무진행 생존율이 감소하는 양상이 나타났으나, 종양 변이 부담의 경우 무진행 생존율에 대한 유의한 상관관계가 확인되지 않았다.As a result, as shown in FIG. 6, when the global DNA methylation level is low, progression-free survival rate decreased, but in the case of tumor mutation burden, a significant correlation with progression-free survival rate was not confirmed.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, a person of ordinary skill in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the following claims.

Claims (8)

암 환자의 샘플로부터 검출된 글로벌 DNA 메틸화 수준에 관한 정보를 획득하는 단계;
상기 샘플로부터 종양 변이 부담(mutation burden)에 관한 정보를 획득하는 단계; 및
상기 글로벌 DNA 메틸화 수준에 관한 정보 및 종양 변이 부담에 관한 정보를 기반으로 면역항암 치료에 대한 반응성을 평가하는 단계;
를 포함하는, 면역항암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법.
Obtaining information on the level of global DNA methylation detected from the sample of the cancer patient;
Obtaining information on a tumor mutation burden from the sample; And
Evaluating responsiveness to immuno-cancer treatment based on the information on the global DNA methylation level and the burden on tumor mutations;
Comprising, the method for providing information for predicting the responsiveness of immuno-anticancer treatment.
제1항에 있어서,
상기 글로벌 DNA 메틸화 수준은 복수의 LINE-1(Long Interspersed Nuclear Element-1) 인자에서 발생하는 메틸화의 평균값으로 측정되는 것인, 면역항암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법.
The method of claim 1,
The global DNA methylation level is measured as an average value of methylation occurring in a plurality of LINE-1 (Long Interspersed Nuclear Element-1) factors.
제2항에 있어서,
상기 LNIE-1 인자는 L1HS 또는 L1PA인, 면역항암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법.
The method of claim 2,
The LNIE-1 factor is L1HS or L1PA, a method for providing information for predicting immune anticancer treatment responsiveness.
제1항에 있어서,
상기 면역항암 치료에 대한 반응성을 평가하는 단계는, 상기 글로벌 DNA 메틸화 수준이 낮은 경우 면역항암 치료에 대한 저항성이 높은 것으로 판단하는, 면역항암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법.
The method of claim 1,
The step of evaluating the responsiveness to the immuno-anticancer treatment comprises determining that resistance to the immuno-anti-cancer treatment is high when the global DNA methylation level is low.
제1항에 있어서,
상기 샘플은 조직, 전혈, 혈청, 타액, 객담, 뇌척수액 또는 소변인, 암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법.
The method of claim 1,
The sample is tissue, whole blood, serum, saliva, sputum, cerebrospinal fluid or urine, a method of providing information for predicting cancer treatment responsiveness.
제1항에 있어서,
상기 암은 흑색종, 방광암, 식도암, 신경교종, 부신암, 육종, 갑상선암, 결장직장암, 전립선암, 두경부암, 요로상피암, 위암, 췌장암, 간암, 고환암, 난소암, 자궁내막암, 자궁경부암, 뇌암, 유방암, 신장암 또는 폐암인, 암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법.
The method of claim 1,
The cancer is melanoma, bladder cancer, esophageal cancer, glioma, adrenal cancer, sarcoma, thyroid cancer, colorectal cancer, prostate cancer, head and neck cancer, urinary tract cancer, gastric cancer, pancreatic cancer, liver cancer, testicular cancer, ovarian cancer, endometrial cancer, cervical cancer, Brain cancer, breast cancer, kidney cancer or lung cancer, a method of providing information for predicting cancer treatment responsiveness.
제1항에 있어서,
상기 암은 흑색종, 방광암, 식도암, 신경교종, 부신암, 육종, 갑상선암, 결장직장암, 전립선암, 두경부암, 요로상피암, 위암, 췌장암, 간암, 고환암, 난소암, 자궁내막암, 자궁경부암, 뇌암, 유방암, 신장암 또는 폐암인, 암 치료 반응성 예측을 위한 정보제공 방법.
The method of claim 1,
The cancer is melanoma, bladder cancer, esophageal cancer, glioma, adrenal cancer, sarcoma, thyroid cancer, colorectal cancer, prostate cancer, head and neck cancer, urinary tract cancer, gastric cancer, pancreatic cancer, liver cancer, testicular cancer, ovarian cancer, endometrial cancer, cervical cancer, Brain cancer, breast cancer, kidney cancer or lung cancer, a method of providing information for predicting cancer treatment responsiveness.
면역항암 치료 반응성 예측 장치에 있어서,
프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
환자의 샘플로부터 검출된 글로벌 DNA 메틸화 수준에 관한 정보를 획득하고,
상기 샘플로부터 종양 변이 부담(mutation burden)에 관한 정보를 획득하고,
상기 글로벌 DNA 메틸화 수준 및 종양 변이 부담에 관한 정보를 기반으로 면역항암 치료에 대한 반응성을 평가하는 면역항암 치료 반응성 예측 장치.
In the immune chemotherapy responsiveness prediction device,
Including a processor, the processor,
Obtaining information on the level of global DNA methylation detected from the patient's sample,
Obtaining information on the tumor mutation burden from the sample,
Immuno-chemo-treatment response prediction device for evaluating the responsiveness to immuno-cancer treatment based on the information on the global DNA methylation level and tumor mutation burden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180054867A (en) 2015-10-02 2018-05-24 율리우스-막시밀리안스 우니버지태트 뷔르츠부르크 GDF-15 as a diagnostic marker for predicting the clinical course of treatment with immune checkpoint blockers

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ann Oncol, 30(1): 44-56 (2018.11.05.)* *
iScience, 4: 312-325 (2018.06.28.)* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023055128A1 (en) * 2021-09-29 2023-04-06 (주)펜타메딕스 Method for predicting response to cancer immunotherapy by using dna methylation aberration in line-1

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