KR20210049117A - 기관지 전암성 병변 중증도 및 진행과 관련된 방법 - Google Patents

기관지 전암성 병변 중증도 및 진행과 관련된 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210049117A
KR20210049117A KR1020217007147A KR20217007147A KR20210049117A KR 20210049117 A KR20210049117 A KR 20210049117A KR 1020217007147 A KR1020217007147 A KR 1020217007147A KR 20217007147 A KR20217007147 A KR 20217007147A KR 20210049117 A KR20210049117 A KR 20210049117A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inhibitors
gene
module
expression
level
Prior art date
Application number
KR1020217007147A
Other languages
English (en)
Inventor
제니퍼 이. 비엔-에벨
에브럼 이. 스피라
마크 렌버그
메리 이. 레이드
사라 마질리
Original Assignee
트르스티스 오브 보스톤 유니버시티
헬스 리서치 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 트르스티스 오브 보스톤 유니버시티, 헬스 리서치 인코포레이티드 filed Critical 트르스티스 오브 보스톤 유니버시티
Publication of KR20210049117A publication Critical patent/KR20210049117A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
    • G16B25/00—ICT specially adapted for hybridisation; ICT specially adapted for gene or protein expression
    • G16B25/10—Gene or protein expression profiling; Expression-ratio estimation or normalisation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K45/00—Medicinal preparations containing active ingredients not provided for in groups A61K31/00 - A61K41/00
    • A61K45/06—Mixtures of active ingredients without chemical characterisation, e.g. antiphlogistics and cardiaca
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00—Drugs for disorders of the respiratory system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6883—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
    • C12Q1/6886—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material for cancer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • G01N33/502—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics for testing non-proliferative effects
    • G01N33/5023—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics for testing non-proliferative effects on expression patterns
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5091—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing the pathological state of an organism
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/574—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/574—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
    • G01N33/57407—Specifically defined cancers
    • G01N33/57423—Specifically defined cancers of lung
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
    • G16B20/00—ICT specially adapted for functional genomics or proteomics, e.g. genotype-phenotype associations
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
    • G16B40/00—ICT specially adapted for biostatistics; ICT specially adapted for bioinformatics-related machine learning or data mining, e.g. knowledge discovery or pattern finding
    • G16B40/20—Supervised data analysis
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
    • G16B40/00—ICT specially adapted for biostatistics; ICT specially adapted for bioinformatics-related machine learning or data mining, e.g. knowledge discovery or pattern finding
    • G16B40/30—Unsupervised data analysis
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/10—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to drugs or medications, e.g. for ensuring correct administration to patients
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/112—Disease subtyping, staging or classification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/158—Expression markers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)

Abstract

본 명세서에서 기재된 기술은, 예를 들어, 본 명세서에서 기재된 하나 이상의 바이오마커를 사용하여 병변 하위 유형을 결정함으로써, 기관지 전암성 병변을 치료 및 진단하는 방법에 관한 것이다.

Description

기관지 전암성 병변 중증도 및 진행과 관련된 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 35 U.S.C. §119 (e)하에 2018 년 8 월 20 일자로 출원된 미국 가출원 제 62/765,264 호의 이익을 주장하며, 그의 전문은 본 명세서에 참조로 포함된다.
정부 지원
본 발명은 국립 보건원이 수여한 계약 번호 CA196408에 따른 정부 지원에 의해 이루어졌다. 정부는 발명에 대한 특정 권리를 가지고 있다.
기술 분야
본 명세서에서 기술된 기술은 기관지 전암성 병변(bronchial premalignant lesion)에 대한 치료, 진단 및 치료 모니터링에 관한 것이다.
폐 편평세포암은 기관지 전암성 병변으로 알려진 기도내의 비-암성 병변으로부터 발병한다. 지속성 또는 진행성 이형성 기관지 전암성 병변의 존재는 병변 부위 (편평 세포 폐암의 전조로 추정되는 곳)와 폐의 다른 부위에서 폐암 위험 증가의 지표이다. 모든 기관지 전암성 병변이 침습성 암으로 진행되는 것은 아니며, 진행하는 병변은 다양한 결과와 함께 다양한 속도로 진행된다. 현재 클리닉에는 어떤 병변이 암으로 진행되고 어떤 병변이 진행되지 않을 것인지를 식별할 수 있는 도구가 없다. 또한, 기관지 전암성 병변을 검출하는 현재 기술은 자가 형광 및 백색광 기관지경 검사를 통해 이루어진다. 기관지경 검사 절차는 침습적이며, 병변의 시각화가 필요하므로 작은 기관지경 전암성 병변을 검출하는데 있어서 단지 중간 정도로 민감하고 특이적이다. 마지막으로, 지금까지 기관지 전암성 병변에 대한 유일한 치료법은 수술 또는 기관지경 검사를 통해 병변을 제거하는 것이다.
본 발명자들은 1) 기관지 전암성 병변의 존재에 대한 테스트 (그 일부는 기관지경 검사(bronchoscopy)를 필요로 하지 않고, 기도의 다른 부위에서 정상 조직이 대상체의 기관지 전암성 병변의 존재를 나타내는 바이오마커를 표시한다는 놀라운 발견을 이용함), 2) 기관지 전암성 병변이 암으로 진행될 가능성이 있는지의 여부를 결정하는 방법, 3) 기관지 전암성 병변을 특징 짓는 근본적인 분자 변화를 표적으로 하는 기관지 전암성 병변에 대한 새로운 치료법을 개발하였다.
따라서, 본 명세서에서 제공되는 한 양태는 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법으로서 상기 방법은: (i) 중심 기도(central airway)를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차(bronchoscopy-based procedure) 및 흉부 CT 스캔 둘 다; (ii) 적어도 6 개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차와 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는 (iii) 적어도 하나의 항-증식성 약물 중의 하나 이상을, (a) 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및 (b) 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준 중의 적어도 하나를 갖는 것으로 결정된 대상체에게 투여하는 것을 포함한다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 한 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 5 유전자는 RACGAP1 및 TPX2로 이루어진 군으로부터 선택되며; 적어도 하나의 모듈 6 유전자는 NEK11 및 IFT88로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 대상체는 적어도 하나의 모듈 7 또는 모듈 4 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 추가로 결정된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 7 또는 모듈 4 유전자는 COX6A1; COX7A2; RPL26; 및 RPL23으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 표 15의 유전자 각각의 발현 수준이 결정된다. 특허 청구 범위의 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 항-증식성 약물은 아세틸콜린 수용체 길항제; 아세틸콜린에스테라제 억제제; 아데노신 수용체 길항제; 아드레날린성 수용체 길항제; AKT 억제제; 안지오텐신 수용체 길항제; 아폽토시스 자극제; 오로라(Aurora) 키나제 억제제; CDK 억제제; 사이클로옥시게나제 억제제; 사이토카인 생산 억제제; 데하이드로게나제 억제제; DNA 단백질 키나제 억제제; 초점 접착 억제제(focal adhesion inhibitors); 도파민 수용체 길항제; EGFR 억제제; ERK1 및 ERK2 인산화 억제제; 에스트로겐 수용체 효능제; EZH2 억제제; FLT3 억제제; 글루코코르티코이드 수용체 효능제; 글루타메이트 수용체 길항제; HDAC 억제제; 히스타민 수용체 길항제; 히스톤 라이신 메틸트랜스퍼라제 억제제; HSP 억제제; IKK 억제제; 이온 채널 길항제; JAK 억제제; JNK 억제제; KIT 억제제; 류신 풍부 반복 키나제 억제제; MDM 억제제; 매개자(mediator) 방출 억제제; MEK 억제제; MTOR 억제제; 모노아민 옥시다제 억제제; NFkB 경로 억제제; 뉴클레오포스민 억제제; PARP 억제제; PPAR 수용체 효능제; PI3K 억제제; 티로신키나제 억제제; 포스포다이에스테라제 억제제; 단백질 키나제 억제제; RAF 억제제; RNA 중합효소 억제제; 토포아이소머라제 억제제; RNA 합성 억제제; SIRT 억제제; 나트륨 채널 차단제; VEGFR 억제제; 및 비타민 D 수용체 효능제로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 항-증식성 약물은 흡입-제형 또는 국소 제형으로서 투여된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 항-증식성 약물은 기관지경 검사-기반 절차 동안 투여된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 항-증식성 약물은 전신으로 투여된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 항-증식성 약물은 기관지경 검사-기반 절차 동안 투여되고 전신으로 투여된다.
본 명세서에서 제공된 또 다른 양태는 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 (i) 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다; (ii) 적어도 6 개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차와 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는 (iii) 적어도 하나의 항-증식성 약물 중 적어도 하나를, (a) 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및 (b) 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준 중 적어도 하나를 갖는 것으로 결정된 대상체에게 투여하는 것을 포함하며, 여기서 상기 대상체는 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준 및/또는 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 추가로 결정된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 한 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준 및/또는 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 결정된 대상체는:
i. 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다;
ii. 적어도 6개월마다, 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는
iii. 적어도 하나의 면역 자극 약물; 중 적어도 하나가 실시/투여된다.
또한, 또 다른 양태에서, 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법이 본 명세서에서 제공되며, 상기 방법은 (i) 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다; (ii) 적어도 6개월마다, 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는 (iii) 적어도 하나의 면역 자극 약물; 중 적어도 하나를, 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준 및/또는 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 결정된 대상체에게 투여하는 것을 포함한다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 한 실시형태에서, 모듈 9 유전자는 EPSTI1; UBE2L6; B2M 및 TAP1으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 적어도 하나의 유전자 모듈 9 유전자는 표 16으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 모듈 10 유전자는 CACNB3 및 MAPK10으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 적어도 하나의 면역 자극 약물은 면역-체크포인트 억제제 (예를 들어, PD-1, PD-L1, CTLA4, 및 LAG3에 대한 억제제); 인터페론 신호전달을 자극하는 약물 (예를 들어, 인터페론 신호전달을 개선하는 항-바이러스 약물); DNA 합성 억제제; IMDH 억제제; CDK 억제제; 리보뉴클레오타이드 리덕타제 억제제; 다이하이드로폴레이트 리덕타제 억제제; 토포아이소머라제 억제제; FLT3 억제제; IGF-1 억제제; MEK 억제제; 오로라 키나제 억제제; PKC 억제제; RAF 억제제; PDFGR/KIT 억제제; VEGFR 억제제; SRC 억제제; 레티노이드 수용체 효능제; HDAC 억제제; DNA 메틸트랜스퍼라제 억제제; 및 EZH2 억제제로 이루어진 군에서 선택된다.
본 명세서에서 제공된 또 다른 양태는 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 (i) 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다; (ii) 적어도 6개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는 (iii) 적어도 하나의 항-염증성 약물; 중 적어도 하나를, (a) 비-염증성 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 2 유전자의 증가된 발현 수준; 및 (b) 비-염증성 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준; 중 적어도 하나를 갖는 것으로 결정된 대상체에게 투여하는 것을 포함한다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 한 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 모듈 2 유전자는 MSANTD2, CCNL2 및 LUC7L로 이루어진 군으로부터 선택되며; 상기 적어도 하나의 모듈 6 유전자는 NEK11 및 IFT88로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 상기대상체는 적어도 하나의 모듈 7 유전자, 모듈 1 유전자 또는 모듈 8 유전자의 증가된 발현 수준 및/또는 적어도 하나의 모듈 4 유전자 또는 하나의 모듈 5 유전자의 감소된 발현 수준을 갖는 것으로 추가로 결정된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 모듈 7 유전자는 RPL26 및 RPL23으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 1 유전자는 KIRREL; PHLDB1; 및 MARVELD1으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 8 유전자는 DOC2; CD53; 및 LAPTM으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 4 유전자는 COX6A1 및 COX7A2로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 하나 이상의 모듈 5 유전자는 RACGAP1 및 TPX2로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 표 15의 유전자 각각의 발현 수준이 결정된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 적어도 하나의 항-염증성 약물은 아세틸콜린 수용체 길항제; 아세틸콜린에스테라제 억제제; 아데노신 수용체 길항제; 아드레날린성 수용체 길항제; 안지오텐신 수용체 길항제; 항-IL1B 항체; 아폽토시스 자극제; 오로라 키나제 억제제; CDK 억제제; 사이클로옥시게나제 억제제; 사이토카인 생산 억제제; 데하이드로게나제 억제제; 도파민 수용체 길항제; EGFR 억제제; ERK1 및 ERK2 인산화 억제제; 에스트로겐 수용체 효능제; FLT3 억제제; 글루코코르티코이드 수용체 효능제; 글루타메이트 수용체 길항제; HDAC 억제제; 히스타민 수용체 길항제; 히스톤 라이신 메틸트랜스퍼라제 억제제; HSP 억제제; IKK 억제제; 이온 채널 길항제; KIT 억제제; 류신 풍부 반복 키나제 억제제; MEK 억제제; MDM 억제제; 포스포다이에스테라제 억제제; 모노아민 옥시다제 억제제; MTOR 억제제; NFkB 경로 억제제; 뉴클레오포스민 억제제; PARP 억제제; PI3K 억제제; PPAR 수용체 효능제; 단백질 합성 억제제 (예를 들어, 클로람페니콜); RAF 억제제; SIRT 억제제; 나트륨 채널 차단제; TGF 베타 수용체 억제제; 토포아이소머라제 억제제; 티로신키나제 억제제; VEGFR 억제제; 및 비타민 D 수용체 효능제로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 항-염증성 약물은 기관지경 검사-기반 절차 동안 투여된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 항-염증성 약물은 전신으로 투여된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 항-염증성 약물은 기관지경 검사-기반 절차 동안 동안 투여되고 전신으로 투여된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 적어도 하나의 유전자는 표 14로부터 선택된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 표 14의 유전자 각각의 발현 수준이 결정된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 이에 의해 폐암 폐 편평세포 암종의 발병이 예방, 지체 또는 지연된다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 폐암은 폐 편평세포 암종이다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 발현 수준은 대상체로부터 수득한 기관지내 생검, 기관지내 브러싱(brushing) 샘플, 대기도(large airway) 생검, 대기도 브러싱 샘플, 비강 상피 세포, 가래, 또는 혈액의 발현 수준이다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 발현 수준은 우측 또는 좌측 주간 기관지로부터 수득된 기관지 브러싱에서의 발현 수준이다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 생검 또는 브러싱 샘플은 형태학적으로 정상 조직 또는 세포를 포함한다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 생검 또는 브러싱 샘플은 형태학적으로 정상 조직 또는 세포로 이루어진다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 발현 수준은 기관지 전암성 병변 세포를 포함하는 샘플 내의 발현 수준이다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 발현 수준은 형태학적으로 정상 세포를 포함하는 샘플 내의 발현 수준이다.
본 양태 및 본 명세서에서 제공된 모든 다른 양태의 또 다른 실시형태에서, 대상체는 흡연자 또는 과거 흡연자이다.
도 1A 내지 1E는 기관지내 생검이 임상 및 분자 표현형과 관련된 4 개의 별개의 분자 하위 유형으로 분류되는 것을 보여준다. (도 1A) 9 유전자 공동 발현 모듈로 편성된 유전자 (n = 3,936)를 사용하여 합의 클러스터링 (consensus clustering)으로 190 개의 DC 생검 전체에 걸쳐 4 개의 분자 하위 유형 (증식성, 염증성, 분비성 및 정상 유사)을 발견하였다. 적외선 열지도는 3,936 개의 유전자 및 190 개의 DC 생검 전체에 걸쳐 z-점수 정규화된 유전자 발현의 준감독 계층 클러스터링을 보여준다. 상부 막대는 증식성 (n = 52 개 샘플), 염증성 (n = 37 개 샘플), 분비성 (n = 61 개 샘플) 및 정상 유사 (n = 40 개 샘플)의 4 개의 분자 하위 유형을 나타낸다. 전체 도면에 걸쳐, 4 개의 분자 하위 유형은 4 개의 회색 음영으로 표시되며, 이는 상기 문장에서 주어진 순서에 따라 밝기가 증가한다. 적외선 열지도의 왼쪽에는 모듈 유전자 전체에 걸쳐 계산된 첫 번째 주성분의 평균이 각각의 하위 유형에 대해 도시된다. 적외선 열지도의 오른쪽에는 각각의 모듈에 대한 풍부한 생물학적 경로의 요약이 나열된다. (도 1B) 분자 하위 유형과 흡연 상태, 생검 조직학적 등급 및 예측된 LUSC 종양 분자 하위 유형 사이에 유의한 연관성 (Fisher's Exact Test에 의한 p <0.01)을 나타내는 버블도. 열은 4 개의 분자 하위 유형 (증식성, 염증성, 분비성 및 정상 유사)을 나타내며, 원의 직경은 행의 표현형을 갖는 각각의 하위 유형내의 샘플 수에 비례한다. (도 1C) 정상 또는 과형성 조직학을 갖는 생검에서 MKI67의 발현값의 박스형 도표 (각각 증식성, 염증성, 분비성 및 정상 유사 하위 유형에서 n = 8, 16, 26, 18). 증식성 하위 유형의 MKI67 발현 수준은 비-증식성 하위 유형 샘플 (FDR = 3.4e-10)보다 상당히 더 크다. (도 1D) 이형성 조직학을 가진 생검에서 MKI67의 발현값의 박스형 도표 (각각 증식성, 염증성, 분비성 및 정상 하위 유형에서 n = 33, 11, 19, 9). 증식성 하위 유형의 MKI67 발현 수준은 비-증식성 하위 유형 샘플 (FDR = 3.1e-8)보다 상당히 크다. (도 1E) 상응하는 마커 유전자의 발현과 일치하여 증식성 하위 유형에서 증가된 MKI67 및 KRT5 염색 및 감소된 TUB1A1 염색을 입증하는 면역 형광 염색. 증식성 및 염증성 하위 유형에 대해 표시된 대표적인 샘플은 이형성 조직학을 가지고 있는 반면에, 분비성 및 정상 유사 하위 유형에 대해 표시된 샘플은 정상적인 조직학을 가지고 있다 (배율 200X).
도 2A 내지 도 2D는 분자 하위 유형과의 표현형 연관성이 독립적인 샘플 세트에서 확인된다는 것을 보여준다. (도 2A) 190 개의 DC 생검 및 3,936 개의 유전자를 사용하여 22-유전자에 가장 가까운 중심 분자 하위 유형 분류자를 구축하였다. 22 개의 분류자 유전자 및 190 개의 DC 생검 훈련 샘플 전체에 걸쳐 z-점수 정규화된 유전자 발현의 준감독 계층 클러스터링. (도 2B) 105 개의 VC 생검의 분자 하위 유형을 예측하기 위하여 22-유전자에 가장 가까운 중심 분자 하위 유형 분류자를 사용하였다. 22 개의 유전자 및 105 개의 VC 전체에 걸친 z-점수 정규화된 유전자 발현의 준감독 계층 클러스터링이 도식된다. 적외선 열지도의 횡은 유전자 명칭과 모듈 구성원을 제공하고, 열의 색상 막대는 분자 하위 유형 구성원을 표시한다. (도 2C) VC 분자 하위 유형과 흡연 상태, 생검 조직학적 등급 및 예측된 LUSC 종양 분자 하위 유형 사이에 유의한 연관성 (Fisher's Exact Test에 의한 p <0.01)을 보여주는 버블도. 열은 4 개의 분자 하위 유형 (증식성, 염증성, 분비성 및 정상)을 나타내며, 원의 반경은 행의 표현형을 갖는 각 하위 유형내의 샘플 수에 비례한다. (도 2D) VC 분자 하위 유형과 흡연 상태, 생검 조직학적 등급 및 예측된 LUSC 종양 분자 하위 유형 간에 유의한 연관성 (Fisher's Exact Test에 의한 p <0.01)을 보여주는 버블도. 열은 4 개의 분자 하위 유형 (증식성, 염증성, 분비성 및 정상 유사)을 나타내며, 원의 반경은 행의 표현형을 가진 각 하위 유형 내의 샘플 수에 비례한다.
도 3A 내지 도 3C는 기관지내 생검과 동시에 샘플링된 정상으로 나타나는 상피로부터 대기도 브러시내의 분자 하위 유형 분류자의 성능을 보여준다. (도 3A) DC (왼쪽) 및 VC (오른쪽) 코호트는 브러시가 샘플링될 때 증식성 하위 유형의 분류가 있는 하나 이상의 생검 (y 축)을 갖는 증식성 하위 유형에 대해 양성일 것으로 예측되는 브러시 (y 축)의 수를 나타낸다. (도 3B) 각 코호트 (x 축)에 대한 4 개의 분자 하위 유형 전체에 걸쳐 모듈 4, 5, 6 및 7 (y 축)에 대한 PC1의 박스형 도표. 별표 (＊)는 다른 모든 샘플과 비교하여 증식성 하위 유형 간의 유의한 차이를 나타낸다 (FDR <0.05). (도 3C) 각 코호트 (x 축)에 대한 4 개의 분자 하위 유형 전체에 걸쳐 모듈 4, 5, 6 및 7 (y 축)에 대한 PC1의 상자형 도표. 별표 (＊)는 다른 모든 샘플과 비교하여 증식성 하위 유형 간의 유의한 차이를 나타낸다 (FDR <0.05).
도 4A 내지 4H는 인터페론 신호 전달 및 항원 처리가 강화된 모듈이 증식성 하위 유형에서 생검 진행/지속, 및 선천성 및 적응성 면역 세포의 고갈과 관련되어 있음을 입증한다. (도 4A 및 도 4F) 증식성 하위 유형 내의 DC 생검중에서 모듈 9 유전자의 메타 유전자 발현 (진행성/지속성 대 퇴행성 생검들 사이의 p = 0.002). 생검 진행/퇴행은 생검의 조직학 및 향후 동일한 폐 해부학적 위치에 대해 기록된 최악의 조직학을 기초로 하여 각각의 생검에 대해 정의되었다. 정상, 과형성 및 화생 사이의 조직학적 변화는 "정상 안정"으로 분류되었으며, 조직학적 이형성 등급의 감소, 또는 이형성 조직학으로부터 정상/과형성/화생으로의 변화는 "퇴행성"으로 분류되었으며, 미래의 조직학적 데이터의 부족은 "알려지지 않음"으로 분류되었으며, 그 밖의 모든 것은 “진행성/지속성”으로 분류되었다. (도 4B 및 4G) 진행성/지속성 및 퇴행성 생검 사이의 CD68과 CD163, CD68, CD163, CD4 및 CD8 양성 염색된 세포의 백분율에 대한 박스형 도표 (모든 비교에 대한 p <0.001). x 축 표지는 상자형 도표에 묘사된 각각의 염색 및 결과 그룹에 대해 (P) 대상체 전체에 걸쳐 열거된 영역 (R)의 수를 나타낸다. 생검은 그의 임상 결과가 모듈 9 점수와 일치하는 경우에 분석에 포함되었다. (도 4B) 증식성 하위 유형내의 VC 생검들 중 모듈 9 유전자의 메타 유전자 발현 (진행성/지속성 대 퇴행성 생검 사이의 p = 0.03). (도 4C) 상부: 모듈 9의 112 개 유전자와 DC 생검 (왼쪽) 및 VC 생검 (오른쪽) 전체에 걸쳐 Z-점수 정규화된 유전자 발현. 각각의 적외선 열지도는 모듈 9 GSVA 점수에 따라 감독된다. 상부 막대는 생검의 조직학적 등급과 진행 상태를 나타낸다. 하부: DC 생검 (왼쪽) 및 VC 생검 (오른쪽) 전체에 걸쳐 상대적으로 풍부한 면역 세포 유형을 나타내는 x세포(xCell) 결과. 표시된 면역 세포 유형은 병변 진행성/지속성과 유의하게 연관된다 (상피 세포 함량의 차이를 조절한 후 DC 및 VC 모두에서 FDR <0.05). (도 4D) 점선이 상피와 간질 구획의 분리를 나타내는 대표적인 조직학. 상부 패널: 중증 진행성 이형성증은 M2 대식세포 (화살표로 표시된 이중 양성 세포를 염색하는 CD68/163) 및 CD8 T 세포 (샘플은 도 4C에서 *P에 해당한다) 발현의 현저한 감소로 입증된 면역 세포의 존재를 감소시켰다 하부 패널: 중등도의 퇴행성 이형성증은 M2 대식세포 (화살표로 표시된 이중 양성 세포를 염색하는 CD68/163) 및 CD8 T 세포 (샘플은 도 4C에서 *R에 해당한다)를 포함한 면역 세포의 존재를 증가시켰다. (도 4E 및 도 4H) 진행성/지속성과 퇴행성 생검들 사이의 CD68과 CD163, CD68, CD163, CD4 및 CD8 양성 염색 세포의 백분율의 상자형 도표 (모든 비교에 대한 p <0.001). x 축 표지는 상자형 도표에 묘사된 각각의 염색 및 결과 그룹에 대해 (P) 대상체 전체에 걸쳐 열거된 영역 (R)의 수를 나타낸다. 생검은 그의 임상 결과가 모듈 9 점수와 일치하는 경우에 분석에 포함되었다.
도 5는 발견 코호트 및 검증 코호트 모두에서 샘플에 대한 배치 정보 (Batch Information) 및 정렬 통계를 도시한다. 발견 코호트 및 검증 코호트 간의 통계 테스트는 분류별 변수에 대한 Fisher's Exact Test와 연속 변수에 대한 Student's T-Test를 사용하여 수행되었다. 분류별 변수에 대해서는 백분율이 기록되며, 연속 변수에 대해서는 평균 및 표준 편차가 기록된다.
도 6은 유전자 모듈의 요약을 도시한다. 모듈 번호, 모듈내의 유전자 수, 생물학적 경로 및 모듈과 관련된 유전자 선택, 및 분자 하위 유형들 간의 모듈에 대한 GSVA 점수 차이에 대한 FDR 값이 기록된다.
도 7은 면역 형광 연구에 사용된 샘플 목록을 나타낸다.
도 8은 대상체와 대상체 간의 분자 하위 유형의 분포를 나타낸다. 열은 4 개의 분자 하위 유형 (증식성, 염증성, 분비성 및 정상 유사)을 나타내며, 원의 반경은 각각의 하위 유형내의 샘플 수에 비례한다.
도 9는 분자 하위 유형 전체에 걸쳐 증식, 기저 세포 및 섬모 세포 마커의 면역 형광 염색 정량의 그래프를 나타낸다. 각각의 분자 하위 유형 (증식성 n = 4, 염증성 n = 3, 분비성 n = 1, 정상 유사 n = 1)으로부터 대표적인 샘플들 전체에 걸쳐 KI67 (증식), KRT5 (기저 세포) 및 TUB1A1 (섬모 세포)의 면역 형광 염색 정량의 박스형 도표. KI67 및 KRT5 염색은 증식성 하위 유형의 샘플에서 유의하게 더 높다 (각각 증식성 하위 유형과 다른 하위 유형 간의 샘플 차이에 대한 p = 0.02 및 p = 0.01). TUB1A1은 증식성 및 염증성 하위 유형의 샘플에서 더 낮았지만, 통계적 유의성에는 도달하지 못하였다 (증식성과 염증성 하위 유형 대 염증성과 분비성 하위 유형 간의 샘플 차이에 대한 p = 0.07).
도 10A 내지 도 10H는 분자 하위 유형에 의한 발견 코호트 및 검증 코호트 전체에 걸쳐 선별 유전자 및 세포 유형 디컨볼루션 (Deconvolution) 결과의 박스형 도표를 나타낸다. (도 10A 내지 도 10D) 발견 코호트 생검. (도 10E 내지 도 10H) 검증 코호트 생검. (도 10A) 및 (도 10E)는 분자 하위 유형 전체에 걸쳐 TCGA에 의해 식별된 LUSC 드라이버 유전자의 유전자 발현 수준의 박스형 도표를 나타낸다. (도 10B) 및 (도 10F)는 분자 하위 유형 전체에 걸쳐 세포 유형 마커 유전자의 유전자 발현 수준의 박스형 도표를 나타낸다. (도 10C) 및 (도 10G)는 분자 하위 유형 전체에 걸쳐 Dvorak et al.등의 유전자 세트를 사용하여 계산된 GSVA 점수의 박스형 도표를 나타낸다. (도 10D) 및 (도 10H)는 분자 하위 유형 전체에 걸쳐 ESTIMATE 알고리즘 점수의 박스형 도표를 나타낸다. ESTIMATE 알고리즘은 각각의 샘플에서 기질 (StromalScore), 면역 (ImmuneScore) 및 상피 (ESTIMATEScore) 세포 분율을 평가한다. 높은 면역 및 기질 점수는 기질 및 면역 세포의 높은 분율을 나타내는 반면에, 낮은 상피 점수는 상피 세포의 높은 분율을 나타낸다.
도 11은 발견 및 검증 코호트 생검에서 22-유전자 분자 하위 유형 분류자의 적외선 열지도를 나타낸다. 22 개의 분류자 유전자 및 190 개의 DC 생검 훈련 샘플 (왼쪽) 및 105 개의 VC 생검 (오른쪽) 전체에 걸쳐 z-점수 정규화된 잔류 유전자 발현의 준감독 계층 클러스터링. 적외선 열지도의 행은 유전자 모듈 구성원을 나타낸다. 첫 번째 열의 색상 막대는 DC내의 분자 하위 유형 구성원을 나타내고 22-유전자는 VC내의 하위 유형 구성원을 예측한다. 두 번째 열의 색상 막대는 VC 전체에 걸쳐 합의 클러스터링을 수행함으로써 유도된 22-유전자 분류자 및 분자 하위 유형을 사용하여 DC에서 올바른 예측과 잘못된 예측을 나타낸다.
도 12는 발견 및 검증 코호트 생검에서 분자 하위 유형 전체에 걸쳐 유전자 모듈 거동의 그래프를 나타낸다. 모듈 유전자 전체에 걸쳐 계산된 첫 번째 주성분의 평균은 각 분자 하위 유형에 대해 도시된다.
도 13은 모듈 9와 2 개의 셀 유형 디콘볼루션 분석 간의 일치를 나타낸다. 상부: 모듈 9내의 112 개 유전자 및 DC 생검 (왼쪽) 및 VC 생검 (오른쪽) 전체에 걸쳐 z-점수 정규화된 유전자 발현의 계층 클러스터링. 각각의 적외선 열지도는 모듈 9 GSVA 점수에 따라서 감독된다. 상부 막대는 생검들의 조직학적 등급 및 그들의 진행 상태를 나타낸다. Bindea et al.에 의해 기술된 유전자 세트에 대한 x세포 결과 (중간) 및 GSVA 점수. (하부)는 DC 생검 (왼쪽) 및 VC 생검 (오른쪽) 전체에 걸쳐 상대적으로 풍부한 면역 세포 유형을 나타낸다. 표시된 면역 세포 유형은 병변 진행/지속 (DC 및 VC 모두에서 FDR <0.05)과 상당히 관련되어 있다.
도 14는 기관지내 생검에 의해 샘플링된 부위의 위치에 대한 기관기관지 지도를나타낸다.
도 15는 4 개의 분자 하위 유형 전체에 걸쳐 발견 코호트 기관지내 생검 중 대상체의 분포를 나타낸다. 9 개의 유전자 공동 발현 모듈로 편성된 유전자 (n = 3,936)를 사용하여 합의 클러스터링으로 190 개의 발견 코호트 (DC) 생검 전체에 걸쳐 4 개의 분자 하위 유형 (증식성, 염증성, 분비성 및 정상 유사)을 발견하였다. 적외선 열지도는 3,936 개의 유전자 및 190 개의 DC 생검 전체에 걸쳐 z-점수 정규화된 유전자 발현의 준감독 계층 클러스터링을 보여준다. 상부 색상 막대는 샘플이 유도된 대상체 및 분자 하위 유형 구성원을 나타낸다: 증식성 (n = 52 개 샘플), 염증성 (n = 37 개 샘플), 분비성 (n = 61 개 샘플) 및 정상 유사 (n = 40 개 샘플). 적외선 열지도의 왼쪽에는 각각의 하위 유형에 대한 평균 모듈 GSVA 점수가 도시된다.
도 16은 기관지경 검사 절차 전체에 걸쳐 각각의 대상체에 대한 분자 하위 유형 분포를 도시한다. 막대 그래프는 각 대상체 및 각 기관지경 검사 절차에 대해 샘플링된 생검들의 수 및 그의 대응 분자 하위 유형을 보여준다. y-축은 대상체의 수, 및 대상체가 폐 편평세포 암종 (LUSC) 또는 다른 유형의 폐암 (기타)의 과거 이력이 있었는지 여부를 나타낸다. 발견 코호트에는 대상체 1 내지 32가 포함되고, 검증 코호트에는 대상체 33 내지 52가 포함된다. 폐암의 과거 이력을 기반으로 한 대상체 내에서 하위 유형 분류의 다양성 차이는 검출되지 않았다 (폐암 이력이 있는 환자 = 1.12, n = 32 대 폐암 이력이 없는 환자 = 1.25, n = 17에서 하위 유형 분류의 평균 섀넌 엔트로피 (Shannon entropy); Wilcoxon Rank Sum 테스트 p-값 = 0.43).
본 명세서에서 기술된 바와 같이, 본 발명자들은 대상체의 기도에 있는 전암성 병변이 5 가지 유형, 즉, 정상 유사, 분비성, 염증성, 진행 증식성 및 지속적 증식성 중 하나로 특성화될 수 있음을 발견했다. 전암성 병변을 이러한 유형 중 하나로 식별하면 다른 유형의 병변이 다른 치료에 반응하고 다른 치료 및 모니터링 체계가 필요하기 때문에 대상체의 보다 효과적인 치료가 가능하다. 따라서, 본 명세서에서는 대상체에서 기관지 전암성 병변의 치료와 관련된 치료 방법을 제공한다. 이러한 방법은 병변 유형에 대한 분석, 테스트 및/또는 식별, 및 해당 병변 유형에 적합한 치료 요법의 투여를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "전암성 병변"이란 전구체이거나 또는 암에 대한 전구체일 수 있는 상피 병변 또는 이형성증을 말한다. 기저막은 암과는 달리 전이성 확산의 가능성없이 온전하다. 기관지 전암성 병변은 대상체의 기관지 상피에 존재하는 전암성 병변이다. 기관지 전암성 병변은 전형적으로 작아서 기존의 백색광 기관지경 검사를 사용하여 보기가 어려울 수 있다.
기관지 전암성 병변은 본 명세서에서 기재된 5 가지 표현형 중 하나, 즉, 진행 증식성, 지속적 증식성, 분비성, 염증성 및 정상 유사를 나타낼 수 있다. 하위 유형의 명칭은 하위 유형을 서로 구별하는 분자 경로 활성의 핵심 차이점을 참조한다. 병변의 상이한 표현형은 본 명세서에서 기재된 유전자 발현 패턴의 사용에 의해 서로 구별될 수 있고 정상 조직과 구별될 수 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 상세히 설명된 바와 같이, 본 명세서에서 식별된 유전자 발현 패턴은 10 개의 유전자 모듈과 관련되며, 여기서 각각의 모듈은 상이한 기관지 전암성 병변 하위 유형 전체에 걸쳐 유사한 발현 패턴을 갖는 유전자 그룹이다. 각각의 모듈의 ID, 예를 들어, 각각의 모듈을 구성하는 유전자는 본 명세서의 표 13에 제공되어 있다. 간단히 말해서, 증식성 병변 (진행 및 지속적 모두)은 모듈 4, 5 및 7 발현을 증가시키고 모듈 6 발현을 감소시킴으로써 구별된다. 진행 증식성 병변은 모듈 9 발현을 감소시키고/감소시키거나 모듈 10 발현들 증가시킨다는 점에서 지속적 증식성 병변과 구별될 수 있다. 분비성 병변은 모듈 6 발현의 증가 및 모듈 1 발현의 감소 및 선택적으로 모듈 8 발현의 증가 및 모듈 2, 5 및 7 발현의 감소로 구별된다. 정상 유사 하위 유형은 모듈 6 발현의 증가 및 모듈 9 발현의 감소 및 선택적으로 모듈 1 발현의 증가 및 모듈 8 발현의 감소로 구별된다.
폐암 위험이 있거나 또는 기관지 전암성 병변이 있는 것으로 식별된 대상체에 대한 표준 치료는 폐암에 대한 매년 스크리닝 (예를 들어, 기관지경 검사 및/또는 흉부 CT 스캔)이다. 대상체가 증식성 기관지 전암성 병변을 가지고 있으면, 이러한 치료는 더 이상 충족하지 않으므로, 대상체는 더욱 공격적으로 치료받아야 한다. 따라서, 임의의 실시형태의 한 양태에서, 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법이 본 명세서에서 제공되며, 상기 방법은: i) 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차와 흉부 CT 스캔 둘 다; ii) 적어도 6 개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차와 흉부 CT 스캔 중 적어도 하나; 및/또는 iii) 적어도 하나의 항-증식성 약물 중의 하나 이상을, a) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및 b) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준 중의 적어도 하나를 갖는 것으로 결정된 대상체에게 투여하는 것을 포함한다. 임의의 실시형태의 한 양태에서, 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법이 본 명세서에서 제공되며, 상기 방법은 a) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및 b) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준 중 적어도 하나를 갖는 대상체를 결정하고, 상기 대상체에게, i) 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다; ii) 적어도 6 개월마다 (예를 들어, 적어도 1, 2, 3, 4, 5 또는 6 개월마다), 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차와 흉부 CT 스캔 중 적어도 하나; 및/또는 iii) 적어도 하나의 항-증식성 약물 중 적어도 하나를 투여하는 것을 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 참조 수준은 비-증식성 참조 수준이다.
일부 실시형태에서, 대상체가 a) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및 b) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준 중 적어도 하나를 갖지 않는 것으로 결정되면, 대상체에게는 항-증식성 약물이 투여되지 않고 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및/또는 흉부 CT 스캔이 매 6 개월 이내의 빈도 (예를 들어, 매 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12 개월 이내의 빈도)로 실시된다. 일부 실시형태에서, 대상체가 a) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및 b) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준을 갖지 않는 것으로 결정되면, 대상체에게는 항-증식성 약물이 투여되지 않고 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및/또는 흉부 CT 스캔이 매 6 개월 이내의 빈도 (예를 들어, 매 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12 개월 이내의 빈도)로 실시된다.
기관지 브러싱 샘플에서 모듈 5 및 6 유전자 발현은 증식성 하위 유형 병변에 걸린 대상체를 식별하기에 충분하다. 이렇게 하면 실제 병변을 시각화 및/또는 샘플링 할 필요가 없다. 따라서, 임의의 실시형태의 한 양태에서, 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법이 본 명세서에서 제공되며, 상기 방법은 i) 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다; ii) 적어도 6개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 적어도 하나; 및/또는 (iii) 적어도 하나의 항-염증성 약물; 중 적어도 하나를, a) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및 b) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준을 기관지 브러싱 샘플내에 갖는 것으로 결정된 대상체에게 투여하는 것을 포함한다. 임의의 실시형태의 한 양태에서, 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법이 본 명세서에서 제공되며, 상기 방법은 a) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및 b) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준을 대상체로부터 수득한 기관지 브러싱 샘플내에 갖는 대상체를 결정하고, i) 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다; ii) 적어도 6개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 적어도 하나; 및/또는 iii) 적어도 하나의 항-염증성 약물; 중 적어도 하나를, 대상체에게 투여하는 것을 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 참조 수준은 비-증식성 참조 수준이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 기관지 브러싱은 우측 또는 좌측 주간 기관지의 형태학적 정상 위치로부터 취해진다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 기관지 브러싱은 우측 또는 좌측 주간 기관지의 시각적 정상 위치로부터 취해진다.
모듈 5 및 6 유전자는 표 13에 제공된다. 하나 이상의 모듈 5 유전자 및/또는 모듈 6 유전자는 표 13에 나열된 모듈 5 및 6 유전자 중 임의의 하나 이상일 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 5 유전자 또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 2 개 이상의 모듈 5 유전자 또는 2 개 이상의 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13의 각 모듈 5 유전자 또는 각 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 5 유전자 및 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 2 개 이상의 모듈 5 유전자 및 2 개 이상의 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13의 각 모듈 5 유전자 및 각 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 5 유전자는 RACGAP1 또는 TPX2를 포함하거나 또는 RACGAP1 또는 TPX2이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 5 유전자는 RACGAP1 및 TPX2를 포함하거나 또는 RACGAP1 및 TPX2이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 6 유전자는 NEK11 또는 IFT88이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 6 유전자는 NEK11 및 IFT88이거나 또는 이를 포함한다.
증식성 하위 유형은 모듈 7 및/또는 4의 증가된 발현에 의해 추가로 구별된다. 따라서, 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체는 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 7 또는 모듈 4 유전자의 발현 수준이 증가된 것으로 추가로 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체는 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 7 및 적어도 하나의 모듈 4 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 추가로 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 참조 수준은 비-증식성 참조 수준이다.
모듈 4 및 모듈 7 유전자는 표 13에 제공되어 있다. 적어도 하나의 모듈 4 유전자 및/또는 모듈 7 유전자는 표 13에 나열된 모듈 4 및 7 유전자 중 어느 하나 이상일 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 4 유전자 또는 적어도 하나의 모듈 7 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 2 개 이상의 모듈 4 유전자 또는 2 개 이상의 모듈 7 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13의 각 모듈 4 유전자 또는 각 모듈 7 유전자의 발현 수준이 결정된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 4 유전자 및 적어도 하나의 모듈 7 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 2 개 이상의 모듈 4 유전자 및 2 개 이상의 모듈 7 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13의 각 모듈 4 유전자 및 각 모듈 7 유전자의 발현 수준이 결정된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 4 유전자는 COX6A1 또는 COX7A2이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 4 유전자는 COX6A1 및 COX7A2이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 7 유전자는 RPL26 또는 RPL23이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 7 유전자는 RPL26 및 RPL23이거나 또는 이를 포함한다.
대상체가 진행 증식성 기관지 전암성 병변을 갖는 경우, 증식성 기관지 전암성 병변에 대해 제공된 치료를 넘어선 공격적인 치료가 지시될 수 있다. 따라서, 임의의 실시형태의 한 양태에서, 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법이 본 명세서에서 제공되며, 상기 방법은 i) 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다; ii) 적어도 6 개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차와 흉부 CT 스캔 중 적어도 하나; iii) 적어도 하나의 면역 자극 약물; 및/또는 iv) 적어도 하나의 면역 자극 약물과 적어도 하나의 항-증식성 약물 중 적어도 하나를, 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준; 및/또는 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 결정된 대상체에게 투여하는 것을 포함한다. 임의의 실시형태의 한 양태에서, 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법이 본 명세서에서 제공되며, 상기 방법은 a) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준; 및/또는 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 대상체를 결정하고, b) i) 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다; ii) 적어도 6개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 적어도 하나; iii) 적어도 하나의 면역 자극 약물; 및/또는 iv) 적어도 하나의 면역 자극 약물과 적어도 하나의 항-염증성 약물 중 적어도 하나를, 대상체에게 투여하는 것을 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 참조 수준은 비-증식성 참조 수준이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 기관지경 검사-기반 절차는 비정상 조직을 제거하기위한 병변의 생검을 추가로 포함한다.
일부 실시형태에서, 대상체가 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준을 갖지 않고/않거나 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 10의 증가된 발현 수준을 갖지 않는 것으로 결정되면, 대상체에게는 i) 면역 자극 약물이 투여되지 않으며, ii) 면역 자극 약물과 항-증식성 약물이 모두 투여되지 않으며, iii) 기관지경 검사-기반 절차 및/또는 흉부 CT 스캔이 매 6 개월 이내의 빈도 (예를 들어, 매 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12 개월 이내의 빈도)로 실시되며, 및/또는 iv) 비정상적인 조직을 제거하기 위해 생검 병변에 기관지경 검사-기반 절차가 실시되지 않는다.
모듈 9 유전자는 표 13에 제공된다. 적어도 하나의 모듈 9 유전자는 표 13에 나열된 모듈 9 유전자 중 어느 하나 이상일 수 있다. 모듈 9 유전자는 표 16에 제공된다. 적어도 하나의 모듈 9 유전자는 표 16에 나열된 모듈 9 유전자 중 어느 하나 이상일 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 2 개 이상의 모듈 9 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13의 각 모듈 9 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 16의 각 모듈 9 유전자의 발현 수준이 결정된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 9 유전자는 EPSTI1; UBE2L6; B2M 및/또는 TAP1이거나 또는 이를 포함하다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 9 유전자는 EPSTI1; UBE2L6; B2M; 및 TAP1이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 9 유전자는 다음을 포함하거나 또는 다음 중 어느 한 쌍의 조합이다:
EPSTI1 및 UBE2L6
EPSTI1 및 B2M
EPSTI1 및 TAP1
UBE2L6 및 B2M
UBE2L6 및 TAP1
B2M 및 TAP1
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 9 유전자는 다음을 포함하거나 또는 다음 중 어느 3 원의 조합이다:
EPSTI1; UBE2L6; 및 B2M
EPSTI1; UBE2L6; 및 TAP1
EPSTI1; B2M; 및 TAP1
TAP1; UBE2L6; 및 B2M
모듈 10 유전자는 표 13에 제공된다. 적어도 하나의 모듈 10 유전자는 표 13에 나열된 모듈 9 유전자 중 어느 하나 이상일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 모듈 10 유전자 모두의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 10 유전자는 CACNB3 또는 MAPK10이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 10 유전자는 CACNB3 및 MAPK10이거나 또는 이를 포함한다.
대상체가 염증성 기관지 전암성 병변을 갖는 경우 공격적 및/또는 항-염증성 치료가 유익할 수 있다. 따라서, 임의의 실시형태의 한 양태에서, 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법이 본 명세서에서 제공되며, 상기 방법은 i) 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다; ii) 적어도 6개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 적어도 하나; 및/또는 (iii) 적어도 하나의 항-염증성 약물; 중 적어도 하나를, a) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 2 유전자의 증가된 발현 수준; 및 b) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준; 중 적어도 하나를 갖는 것으로 결정된 대상체에게 투여함을 포함한다. 임의의 실시형태의 한 양태에서, 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법이 본 명세서에서 제공되며, 상기 방법은 a) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 2 유전자의 증가된 발현 수준; 및/또는 b) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준의 적어도 하나를 갖는 대상체를 결정하고, i) 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다; ii) 적어도 6개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 적어도 하나; 및/또는 iii) 적어도 하나의 항-염증성 약물 중 적어도 하나를, 대상체에게 투여하는 것을 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 참조 수준은 비-염증성 참조 수준이다.
일부 실시형태에서, 대상체가 a) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 2 유전자의 증가된 발현 수준; 및 b) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준 중 적어도 하나를 갖지 않는 것으로 결정되면, 대상체에게는 항-염증성 약물이 투여되지 않으며 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및/또는 흉부 CT 스캔이 매 6 개월 이내의 빈도 (예를 들어, 매 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12 개월 이내의 빈도)로 실시된다. 일부 실시형태에서, 대상체가 a) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 2 유전자의 증가된 발현 수준; 및 b) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준을 갖지 않는 것으로 결정되면, 대상체에게는 항-염증성 약물을 투여되지 않으며 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및/또는 흉부 CT 스캔이 매 6 개월 이내의 빈도 (예를 들어, 매 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12 개월 이내의 빈도)로 실시된다.
모듈 2 및 6 유전자는 표 13에 제공된다. 적어도 하나의 모듈 2 유전자 및/또는 모듈 6 유전자는 표 13에 나열된 모듈 5 및 6 유전자 중 어느 하나 이상일 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 2 유전자 또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 2 개 이상의 모듈 2 유전자 또는 2 개 이상의 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13의 각 모듈 2 유전자 또는 각 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 2 유전자 및 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 2 개 이상의 모듈 2 유전자 및 2 개 이상의 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13의 각 모듈 2 유전자 및 각 모듈 6 유전자의 발현 수준이 결정된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 2 유전자는 MSANTD2, CCNL2 또는 LUC7L이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 2 유전자는 MSANTD2 및 LUC7L이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 2 유전자는 MSANTD2 및 CCNL2이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 2 유전자는 CCNL2 및 LUC7L이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 2 유전자는 MSANTD2, CCNL2 및 LUC7L이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 6 유전자는 NEK11 또는 IFT88이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 6 유전자는 NEK11 및 IFT88이거나또는 이를 포함한다.
염증성 하위 유형은 모듈 7, 1 및/또는 8의 증가된 발현 및/또는 모듈 4 및/또는 5의 감소된 발현에 의해 추가로 구별된다. 따라서, 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체는 i) 참조 수준에 비해 적어도 하나의 모듈 7, 모듈 1 및/또는 모듈 8 유전자의 증가된 발현 수준, 및 ii) 참조 수준에 비해 적어도 하나의 모듈 4 또는 모듈 5 유전자의 감소된 발현 수준 중 적어도 하나를 갖는 것으로 추가로 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체는 i) 적어도 하나의 모듈 7, 모듈 1 및/또는 모듈 8 유전자의 증가된 발현 수준, 및 ii) 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 4 또는 모듈 5 유전자의 감소된 발현 수준 중 적어도 하나를 갖는 것으로 추가로 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 참조 수준은 비-염증성 참조 수준이다.
모듈 7, 1, 8, 4 및 5 유전자는 표 13에 제공된다. 적어도 하나의 모듈 7, 1, 8, 4 및/또는 5 유전자는 표 13에 열거된 모듈 7, 1, 8, 4 및/또는 5 유전자 중 어느 하나 이상일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13의 각 모듈 7, 1, 8, 4 및/또는 5 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13의 각 모듈 7, 1, 8, 4 및 5 유전자의 발현 수준이 결정된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 4 유전자는 COX6A1 또는 COX7A2이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 4 유전자는 COX6A1 및 COX7A2이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 7 유전자는 RPL26 또는 RPL23이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 7 유전자는 RPL26 및 RPL23이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 5 유전자는 RACGAP1 또는 TPX2이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 5 유전자는 RACGAP1 및 TPX2이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 1 유전자는 KIRREL; PHLDB1; 또는 MARVELD1이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 1 유전자는 PHLDB1 및 MARVELD1이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 1 유전자는 KIRREL 및 PHLDB1이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 1 유전자는 KIRREL 및 MARVELD1이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 1 유전자는 KIRREL; PHLDB1; 및 MARVELD1이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 8 유전자는 DCO2; CD53; 또는 LAPTM이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 8 유전자는 CD53 및 LAPTM이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 8 유전자는 DCO2 및 CD53이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 8 유전자는 DCO2 및 LAPTM이거나 또는 이를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 모듈 8 유전자는 DCO2; CD53; 및 LAPTM을 포함하거나 또는 이를 포함한다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 15의 유전자 각각의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 기관지 브러싱 샘플에서 표 15의 유전자 각각의 발현 수준이 결정된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 14의 유전자 각각의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 기관지 브러싱 샘플에서 표 14의 유전자 각각의 발현 수준이 결정된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 방법은 SOX2, NFE2L2, PIK3CA (편평 암 마커 유전자임), KRT5, MUC5AC, TUB1A1, SCGB1A1 및 FOXK1 (상피 마커 유전자임) 유전자 중 임의의 발현 수준을 결정하는 것을 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 유전자 발현 수준은 상이한 하위 유형의 전암성 병변을 갖는 대상체에서 조절 (예를 들어, 증가 또는 감소)될 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 상기 방법은 본 명세서에 기재된 바와 같은 발현 수준 (들)을 갖는 것으로 이전에 결정된 대상체에게 본 명세서에 기재된 치료를 실시하는 것을 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 치료가 필요한 대상체에게 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있으며, 상기 방법은 a) 먼저, 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 유전자 발현 수준을 결정하고; b) 그 다음, 본 명세서에서 기술된 방식으로 참조에 비해 발현 수준이 조절된 경우, 본 명세서에 기술된 바와 같은 치료를 대상체에게 실시하는 것을 포함한다. 임의의 실시형태의 한 양태에서, 치료를 필요로 하는 대상체에게 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있으며, 상기 방법은 a) 대상체가 본 명세서에 기재된 바와 같은 발현 수준의 조절을 갖는지 여부를 결정하고, b) 결정된 발현의 특정 조절을 위해 본 명세서에 기술된 적절한 치료를 대상체에게 실시하도록 지시하거나 또는 명령하는 것을 포함한다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체가 발현 수준의 조절을 갖는지 여부를 결정하는 단계는 i) 대상체로부터 샘플을 획득하거나 또는 획득하였고, ii) 대상체의 발현 수준을 결정/측정하기 위하여 대상체로부터 획득한 샘플에 대한 분석을 수행하거나 수행하였음을 포함할 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체가 발현 수준의 조절을 갖는지 여부를 결정하는 단계는 대상체의 발현 수준을 결정/측정하기 위해 대상체로부터 수득한 샘플에 대한 분석을 수행하거나 또는 수행한 것을 포함할 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체가 발현 수준의 조절을 갖는지 여부를 결정하는 단계는 대상체의 발현 수준을 결정/측정하기 위해 대상체로부터 수득한 샘플에 대한 분석을 주문하거나 요청하는 것을 포함할 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체가 발현 수준의 조절을 갖는지 여부를 결정하는 단계는 대상체의 발현 수준을 결정/측정하기 위해 대상체로부터 수득한 샘플에 대한 분석 결과를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체가 발현 수준의 조절을 갖는지 여부를 결정하는 단계는 대상체를 발현 수준의 조절을 갖는 대상체로서 식별하는 보고, 결과 또는 다른 수단을 수신하는 것을 포함할 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체에게 특정 치료를 실시하도록 지시 또는 명령하는 단계는 분석 결과의 보고서를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체에게 특정 치료를 실시하도록 지시 또는 명령하는 단계는 분석 결과의 관점으로부터 분석 결과 및/또는 치료 권고의 보고서를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 예를 들어, 발현 생성물 (본 명세서에 기재된 유전자 중 하나의 핵산 또는 폴리펩티드) 또는 돌연변이의 표적 수준의 측정 및/또는 표적 수준 또는 표적 존재의 검출은 형질 변환을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "형질 변환하는" 또는 "형질 변환"이란 목적물 또는 물질, 예를 들어, 생물학적 샘플, 핵산 또는 단백질을 다른 물질로 변경하는 것을 말한다. 형질 변환은 물리적, 생물학적 또는 화학적 변환일 수 있다. 예시적인 물리적 형질 변환으로는 생물학적 샘플의 전-처리, 예를 들어, 차등 원심 분리에 의한 전혈에서 혈청으로의 전-처리를 들 수 있지만 이에 제한되어 있지 않다. 생물학적/화학적 형질 변환은 반응에서 하나 이상의 효소 및/또는 화학 시약의 작용을 수반할 수 있다. 예를 들어, DNA 샘플은 하나 이상의 제한 효소에 의해 단편으로 분해될 수 있거나, 또는 외인성 분자가 리가제 (ligase)로 단편화된 DNA 샘플에 부착될 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, DNA 샘플은, 예를 들어, 중합 효소 연쇄 반응 (PCR)에 의해 효소 복제를 받을 수 있다.
표적 분자, 예를 들어, mRNA 또는 폴리펩티드의 형질 변환, 측정 및/또는 검출은 대상체로부터 수득한 샘플을 표적에 특이적인 시약 (예를 들어, 검출 시약), 예를 들어, 표적-특이적 시약과 접촉시키는 것을 포함할 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표적-특이적 시약은 검출 가능하게 표지된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표적-특이적 시약은 검출 가능한 신호를 생성할 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표적-특이적 시약은 표적 분자가 존재할 때 검출 가능한 신호를 생성한다.
유전자 발현 산물을 측정하는 방법은 당업자에게 알려져 있다. 예를 들어, 단백질 수준과 같은 유전자 발현 산물을 측정하는 이러한 방법으로는 ELISA (효소 연결 면역 흡착 분석), 웨스턴 블롯 (western blot), 면역 침전 및 항체 또는 단백질 결합제와 같은 검출 시약을 사용하는 면역 형광을 들 수 있다. 대안적으로, 펩티드는 표지된 항-펩티드 항체 및 다른 유형의 검출제를 대상체에게 도입함으로써 대상체에서 검출될 수 있다. 예를 들어, 항체는 표준 영상화 기술에 의해 대상체의 존재와 위치가 검출되는 검출 가능한 마커로 표지될 수 있다.
예를 들어, 본 명세서에 기술된 다양한 표적에 대한 항체는 상업적으로 이용 가능하며 단백질 발현 수준을 측정하기 위해 본 발명의 목적으로 사용될 수 있다. 대안적으로, 본 명세서에 기재된 표적에 대한 아미노산 서열은 공지되어 있으며 NCBI 웹사이트에서 공개적으로 이용 가능하므로, 당업자들이라면 본 명세서에 기재된 방법의 목적에 대해 관심있는 이러한 폴리펩티드에 대한 그들 자신의 항체를 생성할 수 있다.
본 명세서에 기재된 폴리펩티드의 아미노산 서열은 인간, 마우스 및 쥐와 같은 상이한 종에 대한 NCBI 및 ENSBL 수탁 번호가 할당되어 있다. 본 명세서에 기재된 임의의 유전자에 대한 서열은 당업자에 의해 데이터베이스로부터 쉽게 검색될 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 유전자, 전사체 또는 폴리펩티드의 서열은 본 출원의 출원일부로 NCBI 또는 ENSMBL 데이터베이스에서 이용 가능한 서열이다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 면역 조직 화학 ("IHC") 및 면역 세포 화학 ("ICC") 기술이 사용될 수 있다. IHC는 조직 절편에 면역 화학을 적용하는 반면에, ICC는, 예를 들어, 액체-기반 제제와 같은 특정 세포학적 제제를 거친 후 세포 또는 조직 임프린트 (imprint)에 대한 면역 화학을 적용한다. 면역 화학은 항체 사용을 기반으로 하는 기술 군이며, 여기서 항체는 세포 내부 또는 표면에 있는 분자를 특이적으로 표적화 하는데 사용된다. 항체는 전형적으로 표적 분자와 마주치면 생화학 반응을 받으며, 이에 따라 색상이 변하는 마커를 함유한다. 일부 예를 들면, 신호 증폭은 특정 프로토콜에 통합될 수 있으며, 여기서 마커 염색 또는 마커 신호를 포함하는 이차 항체가 일차 특이적 항체의 적용을 따른다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 검정은 웨스턴 블롯 분석일 수 있다. 택일적으로, 단백질은 2 차원 겔 전기 영동 시스템으로 분리할 수 있다. 2 차원 겔 전기 영동은 당업계에 널리 알려져 있으며, 통상적으로 1 차원을 따라서 등전 집속한 다음 2 차원을 따라서 SDS-PAGE 전기 영동을 수반한다. 이러한 방법은 또한 상당한 양의 세포 물질을 필요로 한다. 2D SDS-PAGE 겔의 분석은 겔에서 단백질 반점의 강도를 결정함으로써 수행되거나 또는 면역 검출을 사용하여 수행될 수 있다. 다른 실시형태에서, 단백질 샘플은 질량 분광법에 의해 분석된다.
면역학적 테스트는 본 명세서에 기술된 방법 및 분석과 함께 사용될 수 있으며, 예를 들어, 웨스턴 블롯, 방사성 면역 분석 (RIA), ELISA (효소 결합 면역 흡착 분석), "샌드위치" 면역 분석, 면역 침전 분석, 면역 확산 분석, 응집 분석, 예를 들어, 라텍스 응집, 보체-고정화 분석, 면역 방사선 분석, 형광 면역 분석, 예를 들어, FIA (형광 결합 면역 분석), 화학 발광 면역 분석 (CLIA), 전기 화학 발광 면역 분석 (ECLIA), 계수 면역 분석 (CIA), 측면 흐름 테스트 또는 면역 분석 (LFIA), 자기 면역 분석 (MIA), 및 단백질 A 면역 분석과 같은 기술을 사용하는 경쟁 및 비-경쟁 분석 시스템을 포함한다. 이러한 분석을 수행하는 방법은 적절한 항체 시약이 이용 가능하다는 조건하에 당업계에 공지되어 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 면역 분석은 정량적 또는 반-정량적 면역 분석일 수 있다.
면역 분석은 항체 또는 그의 항원에 대한 항체의 상호 작용을 이용하여 생물학적 샘플, 전형적으로 혈액 또는 혈청과 같은 유체 샘플내의 물질의 농도를 측정하는 생화학적 테스트이다. 상기 분석은 항체와 그의 항원의 높은 특이적 결합의 이점을 취한다. 본 명세서에 기술된 방법 및 분석의 경우, 각각의 단백질 또는 단백질 단편, 또는 단리된 펩티드, 또는 본 명세서에 기술된 융합 단백질과 표적 폴리펩티드의 특이적 결합은 표적 단백질/펩티드 복합체를 형성하기 위한 면역 분석에서 발생한다. 그 다음, 복합체는 당업계에 공지된 다양한 방법에 의해 검출된다. 면역 분석은 종종 검출 항체의 사용을 수반한다.
ELISA, 효소 면역 분석 또는 EIA라고도 하는 효소 결합 면역 흡착 분석은 샘플 내에서 항체 또는 항원의 존재를 검출하기 위해 주로 면역학에서 사용되는 생화학적 기술이다. ELISA는 의학 및 식물 병리학에서 진단 도구뿐만 아니라 다양한 산업에서 품질 관리 검사로서 사용되었다.
하나의 실시형태에서, 특정 원하는 항원 (예를 들어, 본 명세서에 기재된 임의의 표적)에 대한 특이성을 갖는 적어도 하나의 항체를 수반하는 ELISA가 또한 수행될 수 있다. 공지된 양의 샘플 및/또는 항원은 고형 지지체 (일반적으로 폴리스티렌 마이크로 역가 플레이트)상에 고정된다. 고정화는 비-특이적 (예: 표면에 대한 흡착에 의해)이거나 또는 특이적 (예: 표면에 고정된 다른 항체를 사용하여 항원 또는 1 차 항체를 포획하는 경우)일 수 있다. 항원이 고정된 후 검출 항체가 추가되어 항원과 복합체를 형성한다. 검출 항체는 효소에 공유 결합될 수 있거나, 생체 접합을 통해 효소에 연결된 2 차 항체에 의해 자체적으로 검출될 수 있다. 각 단계 사이에 플레이트를 일반적으로 순한 세제 용액으로 세척하여 특이적으로 결합되지 않은 단백질이나 항체를 제거한다. 최종 세척 단계 후, 샘플내의 항원의 양을 나타내는 시각적 신호를 발생하고자 효소 기질을 추가함으로써 플레이트를 발현시킨다. 이전의 ELISA는 발색 기질을 사용하지만, 최신 분석은 훨씬 더 높은 감도를 가진 형광 기질을 사용한다.
또 다른 실시형태에서, 경쟁 ELISA가 사용된다. 표적 폴리펩티드 또는 이의 단편에 대한 정제된 항체는 다중-웰 플레이트의 고체상에 코팅, 즉, 고체 표면에 접합된다. 고형 지지체상에 접합되지 않은 정제된 항체의 두 번째 배치도 필요하다. 이러한 비-접합 정제된 항체는 검출 목적으로 표지되며, 예를 들어, 양고추냉이 과산화 효소로 표지되어 검출 가능한 신호를 생성한다. 대상체로부터의 샘플 (예: 혈액 샘플)은 양고추냉이 과산화 효소 표지된 항체와 함께 공지된 양의 원하는 항원 (예: 표적 폴리펩티드를 포함하는 샘플의 공지된 부피 또는 농도)과 혼합하고, 그 다음, 혼합물은 경쟁적인 조합을 형성하기 위해 코팅된 웰에 추가된다. 배양 후 샘플 내에서 폴리펩티드 수준이 높으면 표지된 항체 시약-항원의 복합체가 형성된다. 이 복합체는 용액 내에서 유리되어 씻어낼 수 있다. 웰을 씻으면 복합체가 제거된다. 그 다음, 양고추냉이 과산화 효소-접합된 항체를 웰에 위치시키기 위하여 웰은 TMB (3, 3', 5, 5'-테트라메틸벤지덴) 발색 기질과 함께 배양된. 샘플 내에서 표적 폴리펩티드 수준이 높으면 색상 변화가 없거나 색상 변화가 거의 없다. 샘플에 존재하는 표적 폴리펩티드가 거의 없거나 전혀 없으면, 다른 복합체가 고형 지지체 결합 항체 시약-표적 폴리펩티드의 복합체에 형성된다. 이러한 복합체는 플레이트에 고정되며, 세척 단계에서 세척되지 않는다. 이후 TMB와 함께 배양하면 상당한 색상 변화가 발생한다. 이러한 경쟁 ELSA 테스트는 특이적이고 민감하며 재현 가능하고 운용하기가 용이하다.
당업자에게 널리 알려진 다른 다른 형태의 ELISA가 있다. ELISA에 대해 당업계에서 알려진 표준 기술은 문헌 ["Methods in Immunodiagnosis", 2nd Edition, Rose and Bigazzi, eds. John Wiley & Sons, 1980; 및 Oellerich, M. 1984, J. Clin. Chem. Clin. Biochem. 22: 895-904]에 기재되어 있으며, 이들 참고 문헌은 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
하나의 실시형태에서, 샘플내의 폴리펩티드의 수준은 면역 크로마토그래피 분석으로도 알려진 측면 흐름 면역 분석 테스트 (LFIA) 또는 스트립 테스트에 의해 검출될 수 있다. LFIA는 유체 샘플에서 항원, 예를 들어, 폴리펩티드의 존재 (또는 부재)를 감지하기 위한 간단한 장치이다. 현재에는 가정 테스팅, 현장 테스팅 또는 실험실 용도와 같은 의료 진단용으로 사용되는 많은 LFIA 테스트가 있다. LFIA 테스트는 테스트 샘플이 모세관 작용을 통해 고체 기질을 따라서 흐르는 면역 분석의 한 형태이다. 샘플이 테스트 스트립에 적용된 후, 그것은 샘플과 혼합하고 다른 항체 또는 항원으로 전처리된 라인 또는 구역과 만나는 기질을 통과하는 마이크로 입자에 결합된 착색 시약 (일반적으로 테스트 표적 항원에 특이적인 항체를 포함함)을 만난다. 샘플에 존재하는 표적 폴리펩티드의 수준에 따라서, 착색 시약을 포획하여 테스트 라인 또는 구역에서 결합할 수 있다. LFIA는 기본적으로 테스트 스트립 형식 또는 딥스틱 형식 (dipstick format)에 맞게 단일 축을 따라서 작동하도록 조정된 면역 분석이다. 스트립 테스트는 매우 다재 다능하며, 소변, 혈액, 물 및/또는 균질화된 조직 샘플 등과 같은 유체 샘플로부터 방대한 범위의 항원을 검출하기 위하여 당업자에 의해 용이하게 변경될 수 있다. 스트립 테스트는 딥스틱 테스트로도 알려져 있으며, 테스트되는 유체 샘플에 "딥핑"의 문자적인 동작에서 따온 이름이다. LFIA 스트립 테스트는 사용하기 용이하며 최소의 교육을 필요로 하며 현장에서 사용할 POCT (point-of-care test) 진단의 구성 요소로서 쉽게 포함될 수 있다. LFIA 테스트는 경쟁 또는 샌드위치 분석으로 운영될 수 있다. 샌드위치 LFIA는 샌드위치 ELISA와 유사하다. 샘플은 먼저 표적 항원으로 상승된 항체로 표지되는 착색 입자를 만난다. 테스트 라인은 항원에 대한 다른 에피토프에 결합할 수 있을지라도 동일한 표적에 대한 항체도 함유한다. 테스트 라인은 양성 샘플에서 착색 밴드로 표시된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 측면 흐름 면역 분석은 이중 항체 샌드위치 분석, 경쟁 분석, 정량 분석 또는 그의 변형일 수 있다. 경쟁 LFIA는 경쟁 ELISA와 유사하다. 샘플은 먼저 표적 항원 또는 유사체로 표지된 착색 입자를 만난다. 테스트 라인은 표적/그의 유사체에 대한 항체를 함유한다. 샘플에서 비-표지된 항원은 항체에 대한 결합 부위를 차단하여 착색 입자의 흡수를 방지한다. 테스트 라인은 음성 샘플에서 착색 밴드로 표시된다. 측면 흐름 기술에는 여러 가지의 변형이 있다. 다중 포획 영역을 적용하여 다중 테스트를 생성하는 것도 가능하다.
"딥 스틱"또는 LFIA 테스트 스트립 및 기타 고형 지지체의 사용은 다수의 항원 바이오마커에 대한 면역 분석의 맥락에서 당업계에 설명되어 있다. 미국 특허 제 4,943,522 호; 제 6,485,982 호; 제 6,187,598 호; 제 5,770,460 호; 제 5,622,871 호; 제 6,565,808 호, 미국 특허 출원 제 10/278,676 호; 제 09/579,673 호; 및 제 10/717,082 호 (그 전체가 본 명세서에 참고로 포함됨)는 이러한 측면 흐름 테스트 장치의 비-제한적인 예시가 기재되어 있다. 면역 화학적 분석을 통해 가용성 항원을 검출하기 위한 "딥 스틱"기술의 사용을 설명하는 특허의 예로는 미국 특허 제 4,444,880 호; 제 4,305,924 호; 및 제 4,135,884 호를 들 수 있으며, 이는 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함되어 있다. 상기 3 개의 특허의 장치 및 방법은 스틱 상에서 성분-항원 복합체의 검출전에 "딥 스틱"에 고정된 성분에 결합하는 가용성 항원을 함유하는 용액에 노출되는 "딥 스틱"의 고체 표면에 고정된 첫 번째 성분을 광범위하게 설명한다. 본 명세서에서 기재된 항체 시약의 사용에 의해 폴리펩티드를 검출하기 위하여 이러한 "딥 스틱" 기술의 교시를 변경하는 것은 당업자의 기술 내에 있다.
샘플에서 폴리펩티드의 수준을 검출하기 위하여 다른 기술을 사용할 수 있다. 이러한 기술 중 하나는 웨스턴 블로팅 (Western blotting)을 적용한 도트 블롯이다 (Towbin et al., Proc. Nat. Acad. Sci. 76: 4350 (1979)). 웨스턴 블롯에서 폴리펩티드 또는 이의 단편은 세정제 및 가열에 의해 해리될 수 있으며, 니트로셀룰로오스 또는 PVDF 멤브레인과 같은 고형 지지체로 전달되기 전에 SDS-PAGE 겔 상에서 분리될 수 있다. 멤브레인은 표적 폴리펩티드 또는 이의 단편에 특이적인 항체 시약과 함께 배양된다. 그 다음, 멤브레인을 세척하여 비-결합된 단백질 및 비-특이적 결합을 가진 단백질을 제거한다. 검출 가능하게 표지된 효소-결합 2 차 또는 검출 항체를 사용하여 테스트된 샘플에서 폴리펩티드의 양을 검출하고 평가할 수 있다. 도트 블롯은 단백질 샘플을 지지체의 한정된 영역에 고정한 다음, 웨스턴 블롯에서와 같이 항체 및 표지된 2 차 항체로 검침된다. 2 개의 형식 모두에서 검출 가능한 표지의 신호 강도는 존재하는 효소의 양에 상응하며, 따라서 폴리펩티드의 양에 상응한다. 수준은, 예를 들어, 밀도계로 정량화 할 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표적의 수준은 비-제한적인 예시로서 웨스턴 블롯; 면역 침전; 효소-결합 면역 흡착 분석 (ELISA); 방 사면역학적 분석 (RIA); 샌드위치 분석; 형광 핵산 혼성화 (fluorescence in situ hybridization; FISH); 면역 조직학적 염색; 방사선 면역 측정법; 면역 형광 분석; 질량 분광법 및/또는 면역 전기 영동 분석에 의해 측정될 수 있다.
특정 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 유전자 발현 산물은 본 명세서에 기재된 유전자의 메신저 RNA (mRNA) 발현 수준을 결정함으로써 대신하여 결정될 수 있다. 이러한 분자는 혈액 샘플과 같은 생물학적 샘플로부터 단리, 유도 또는 증폭될 수 있다. mRNA 발현의 검출 기술은 당업자에게 알려져 있으며, PCR 절차, RT-PCR, 정량적 RT-PCR 노던 블롯 (Northern blot) 분석, 차등 유전자 발현, RNAse 보호 분석, 마이크로어레이 (microarray) 기반 분석, 차세대 서열 분석, 혼성화 방법 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되어 있지 않다.
일반적으로, PCR 절차는 (i) 핵산 샘플 또는 라이브러리내의 특정 유전자 또는 서열에 대한 프라이머의 서열-특이적 혼성화, (ii) 열 안정성 DNA 중합효소를 사용하여 어닐링 (annealing), 신장 및 변성의 다중 순환을 수반하는 후속적인 증폭, 및 (iii) 정확한 크기의 밴드에 대한 PCR 생성물의 스크리닝으로 구성된 유전자 증폭 방법을 설명한다. 사용된 프라이머는 중합의 개시를 제공하기에 충분한 길이 및 적절한 서열의 올리고뉴클레오티드이다. 즉, 각각의 프라이머는 증폭될 게놈 유전자좌의 가닥에 대해 상보적이 되도록 특별히 설계되었다. 대안적인 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 유전자 발현 산물의 mRNA 수준은 역전사 (RT) PCR 및 정량적 RT-PCR (QRT-PCR) 또는 실시간 PCR 방법에 의해 결정될 수 있다. RT-PCR 및 QRT-PCR의 방법은 당업계에 널리 알려져 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, mRNA의 수준은 정량적 서열분석 기술, 예를 들어, 정량 차세대 서열 기술에 의해 측정될 수 있다. 핵산 서열의 서열화 방법은 당업계에 널리 알려져 있다. 간단히 말해서, 대상체로부터 수득한 샘플은 표적 유전자 서열 옆에 배치된 단일 가닥 핵산 서열에 특이적으로 혼성화 하는 하나 이상의 프라이머와 접촉되어 상보적인 가닥이 합성될 수 있다. 일부 차세대 기술에서는 어댑터 (이중 또는 단일 가닥)가 샘플내의 핵산 분자에 결찰되며, 합성은 어댑터 또는 어댑터 호환성의 프라이머로부터 진행된다. 일부 3 세대 기술에서는 서열은, 예를 들어, 프로브의 혼성화 위치와 패턴을 결정하거나 또는 센서를 통과할 때 단일 분자의 하나 이상의 특성 (예를 들어, 핵산 분자가 나노 포어 (nanopore)를 통과할 때 전기장의 변조)을 측정함으로써 결정될 수 있다. 예시적인 서열 분석 방법으로는 생어 (Sanger) 서열 분석, 디데옥시 연쇄 종결 반응, 높은 처리량의 서열 분석, 차세대 서열 분석, 454 서열 분석, SOLiD 서열 분석, 폴로니 (polony) 서열 분석, 일루미나 서열 분석, 이온 토렌트 (Ion Torrent) 서열 분석, 혼성화에 의한 서열 분석, 나노 포어 서열 분석, 헬리스코프 (Helioscope) 서열 분석, 단일 분자 실시간 서열 분석, RNAP 서열 분석 등을 들 수 있지만, 이에 제한되어 있지 않다. 이들 서열 분석 방법을 수행하기 위한 방법 및 프로토콜은 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 문헌[“Next Generation Genome Sequencing” Ed. Michal Janitz, Wiley-VCH; " High-Throughput Next Generation Sequencing" Eds. Kwon and Ricke, Humanna Press, 2011; 및 Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (4 ed.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., USA (2012)]을 참조 바라며; 이들 문헌은 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.
본 명세서에 기재된 유전자의 핵산 서열은 인간, 마우스 및 쥐와 같은 상이한 종에 대한 NCBI 및 ENSBL 수탁 번호가 할당되어 있다. 본 명세서에 기재된 임의의 유전자에 대한 서열은 당업자에 의해 어느 하나의 데이터베이스로부터 쉽게 검색될 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 유전자, 전사체 또는 폴리펩티드의 서열은 본 출원의 출원일자로 NCBI 또는 ENSMBL 데이터베이스에서 이용 가능한 서열이다. 따라서, 숙련된 기술자라면 각각의 유전자의 mRNA 수준을 결정하기 위하여 공지된 서열을 기반으로 하여 적절한 프라이머를 설계할 수 있다.
핵산 및 리보핵산 (RNA) 분자는 당업계에 널리 알려진 다수의 임의의 절차를 사용하여 특정 생물학적 샘플로부터 단리될 수 있으며, 특정 분리 절차는 특정 생물학적 샘플에 적합하도록 선택된다. 예를 들어, 동결-해동 및 알칼리 용해 절차는 고체 물질로부터 핵산 분자를 얻는데 유용할 수 있으며; 가열 및 알칼리 용해 절차는 소변으로부터 핵산 분자를 얻는데 유용할 수 있으며; 단백질 분해효소(proteinase) K 추출은 혈액으로부터 핵산을 얻기 위해 사용될 수 있다 (Roiff, A et al., PCR: Clinical Diagnostics and Research, Springer (1994)).
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 하나 이상의 시약 (예를 들어, 항체 시약 및/또는 핵산 프로브)은 검출 가능한 표지를 포함할 수 있고/있거나 검출 가능한 신호를 생성하는 능력 (예를 들어, 화합물을 검출 가능한 생성물로 전환시키는 촉매 반응에 의해)을 포함할 수 있다. 검출 가능한 표지는, 예를 들어, 광 흡수 염료, 형광 염료 또는 방사성 표지를 포함할 수 있다. 검출 가능한 표지, 이들을 검출하는 방법 및 이들을 시약 (예를 들어, 항체 및 핵산 프로브)에 통합하는 방법은 당업계에 널리 알려져 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 검출 가능한 표지는 분광, 광화학, 생화학, 면역 화학, 전자기, 방사선 화학 또는 화학적 수단, 예컨대, 형광, 화학 형광 또는 화학 발광, 또는 임의의 다른 적절한 수단에 의해 검출될 수 있는 표지를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기재된 방법에서 사용되는 검출 가능한 표지는 1 차 표지 (여기서, 상기 표지는 직접 검출 가능하거나 직접 검출 가능한 잔기를 생성하는 잔기를 포함함) 또는 2 차 표지 (여기서, 상기 검출 가능한 표지는 검출 가능한 신호를 생성하기 위해 다른 잔기 (예를 들어, 2 차 및 3 차 항체를 사용하는 면역학적 표지화에서 일반적인 것들)에 결합함)일 수 있다. 검출 가능한 표지는 공유 또는 비-공유 수단으로 시약에 연결될 수 있다. 대안적으로, 검출 가능한 표지는 리간드-수용체 결합쌍 배열 또는 다른 이러한 특정 인식 분자를 통해 시약에 대한 결합을 달성하는 분자를 직접 표지함으로써 연결될 수 있다. 검출 가능한 표지는 방사성 동위 원소, 생물 발광 화합물, 발색단, 항체, 화학 발광 화합물, 형광 화합물, 금속 킬레이트 및 효소를 포함할 수 있지만 이에 제한되어 있지 않다.
다른 실시형태에서, 검출 시약은 형광 화합물로 표지된다. 형광 표지 시약이 적절한 파장의 빛에 노출되면, 형광으로 인해 그의 존재를 감지할 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 검출 가능한 표지는 형광 염료 분자, 또는 플루오레세인, 피코에리트린, 피코시아닌, o-프탈알데히드, 플루오레스카민, Cy3TM, Cy5TM, 알로피코시아닌, 텍사스 레드, 페리데닌 클로로필, 시아닌, 피코에리트린-Cy5TM, 녹색 형광 단백질, 로다민, 플루오레세인 이소티오시아네이트 (FITC) 및 오레곤 그린TM, 과 같은 텐덤 접합체, 로다민과 유도체 (예: 텍사스 레드 및 테트라로다민 이소티오시아네이트 (TRITC)), 비오틴, 피코에리트린, AMCA, CyDyesTM, 6-카복시피오레세인 (일반적으로 약어 FAM 및 F로 알려짐), 6-카복시-2', 4', 7', 4,7-헥사클로로피오레세인 (HEX), 6-카복시-4', 5'-디클로로-2', 7'-디메톡시피오레세인 (JOE 또는 J), N, N, N', N'-테트라메틸-6-카복시로다민 (TAMRA 또는 T), 6-카복시-X-로다민 (ROX 또는 R), 5-카복시로다민-6G (R6G5 또는 G5), 6-카복시로다민-6G (R6G6 또는 G6) 및 로다민 110을 포함하는 형광단 (이에 제항되어 있지 않음); 시아닌 염료, 예를 들어, Cy3, Cy5 및 Cy7 염료; 쿠마린, 예를 들어, 움벨리페론 (umbelliferone); 벤즈이미드 염료, 예를 들어, Hoechst 33258; 페난트리딘 염료, 예를 들어, 텍사스 레드; 에티듐 염료; 아크리딘 염료; 카르바졸 염료; 페녹사진 염료; 포르피린 염료; 폴리메틴 염료, 예를 들어, Cy3, Cy5 등과 같은 시아닌 염료; BODIPY 염료 및 퀴놀린 염료일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 검출 가능한 표지는 3H, 125I, 35S, 14C, 32P 및 33P를 포함 (이에 제한되어 있지 않음)하는 방사성 표지일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 검출 가능한 표지는 양고추냉이 퍼옥시다제 및 알칼리성 포스파타제를 포함 (이에 제한되어 있지 않음)하는 효소일 수 있다. 효소 표지는, 예를 들어, 화학 발광 신호, 색상 신호 또는 형광 신호를 생성할 수 있다. 항체 시약을 검출 가능한 표지화 하기 위해 사용하는 것으로 고려된 효소로는 말레이트 데하이드로게나제, 포도상 구균 뉴클레아제, 델타-V-스테로이드 아이소머라제, 효모 알코올 데하이드로게나제, 알파-글리세로포스페이트 데하이드로게나제, 트리오스 포스페이트 아이소머라제, 양고추냉이 퍼옥시다제, 알칼리성 포스파타제, 아스파라기나제, 포도당 산화 효소, 베타-갈락토시다제, 리보뉴클레아제, 우레아제, 카탈라제, 포도당-VI-포스페이트 데하이드로게나제, 글루코아밀라아제, 및 아세틸콜린에스테라아제를 들 수 있지만, 이에 제한되어 있지 않다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 검출 가능한 표지는 루시게닌, 루미놀, 루시페린, 이소루미놀, 열성 아크리디늄 에스테르, 이미다졸, 아크리디늄 염 및 옥살레이트 에스테르를 포함 (이에 제한되지 않음)하는 화학 발광 표지이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 검출 가능한 표지는 콜로이드성 금 또는 착색 유리 또는 플라스틱 (예를 들어, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 및 라텍스) 비드를 포함 (이에 제한되지 않음)하는 스펙트럼 비색계 표지일 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 검출 시약은 또한 c-Myc, HA, VSV-G, HSV, FLAG, V5, HIS 또는 비오틴과 같은 검출 가능한 태그로 표지될 수 있다. 예를 들어, 비오틴-스트렙타비딘 계통과 같은 다른 검출 시스템도 사용할 수 있다. 이러한 계통에서, 관심 대상의 바이오마커와 면역 반응성 (즉, 바이오마커에 대해 특이적인)인 항체는 비오틴화된다. 바이오마커에 결합되는 비오틴화된 항체의 양은 스트렙타비딘-퍼옥시다제 접합체 및 발색성 기질을 사용하여 결정된다. 이러한 스트렙타비딘-퍼옥시다제 검출 키트는, 예를 들면, 캐나다, 카핀테리아 (Carpinteria)의 DAKO로부터 상업적으로 입수할 수 있다. 시약은 또한 152Eu와 같은 형광 방출 금속 또는 다른 란탄족 계열을 사용하여 검출 가능하게 표지될 수 있다. 이러한 금속은 디에틸렌트리아민펜타아세트산 (DTPA) 또는 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA)과 같은 금속 킬레이트기를 사용하여 시약에 부착될 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 발현 수준은 대상체로부터 수득한 샘플에서의 수준이다. 본 명세서에 사용된 용어 "샘플" 또는 "테스트 샘플"은 생물학적 유기체, 예를 들어, 대상체로부터의 혈액 또는 조직 샘플로부터 취하거나 단리된 샘플을 의미한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 발명은 생물학적 샘플의 몇 가지 예들을 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 생물학적 샘플은 세포, 조직, 또는 말초 혈액 또는 체액이다. 예시적인 생물학적 샘플로는 생검, 종양 샘플, 생체액 샘플; 혈액; 혈청; 혈장; 뇨; 정액; 점액; 조직 생검; 장기 생검; 활액; 담즙; 뇌척수액; 점막 분비액; 유출액; 땀; 타액; 및/또는 조직 샘플 등을 들 수 있지만, 이에 제한되어 있지 않다. 상기 용어는 또한 상기 언급된 샘플의 혼합물을 포함한다. 용어 "시험 샘플"은 또한 미처리되거나 전처리된 (또는 미리 가공된) 생물학적 샘플을 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 시험 샘플은 대상체로부터의 세포를 포함할 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체로부터 수득한 샘플은 생검 샘플일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체로부터 수득한 샘플은 혈액 또는 혈청 샘플일 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 상기 샘플은 대상체로부터 수득한 기관지내 생검, 기관지 브러싱 샘플, 기관지 생검, 기관지내 브러싱 샘플, 대기도 생검, 대기도 브러싱 샘플, 코 상피 세포, 가래, 및/또는 혈액이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 샘플은 우측 또는 좌측 주간 기관지로부터 얻은 기관지 브러싱이다. 테스트 샘플은 대상체로부터 샘플을 제거하여 얻을 수 있지만, 이전에 단리된 샘플 (예를 들어, 이전 시점에서 단리되고 동일하거나 다른 사람에 의해 단리된 샘플)을 사용하여 얻을 수도 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 시험 샘플은 미처리된 시험 샘플일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "미처리된 시험 샘플"이라는 문구는 용액 내에서의 희석 및/또는 현탁을 제외하곤 이전에 어떠한 샘플 전처리도 없었던 시험 샘플을 의미한다. 시험 샘플을 처리하기 위한 예시적인 방법으로는 원심 분리, 여과, 초음파 처리, 균질화, 가열, 동결과 해동, 및 이들의 조합을 들 수 있지만, 이에 제한되어 있지 않다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 시험 샘플은 동결된 시험 샘플, 예를, 들어 동결된 조직일 수 있다. 동결된 샘플은 본 명세서에 기술된 방법, 검정 및 시스템을 사용하기 전에 해동될 수 있다. 해동 후, 동결된 샘플은 본 명세서에 기술된 방법, 검정 및 시스템에 적용되기 전에 원심 분리될 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 시험 샘플은, 예를 들어, 정화된 테스트 샘플을 포함하는 상청액의 원심 분리 및 수거에 의해 정화된 테스트 샘플이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 시험 샘플은 전처리된 시험 샘플, 예를 들어, 원심 분리, 여과, 해동, 정제 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 처리로부터 생성된 상청액 또는 여과액일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 시험 샘플은 화학적 및/또는 생물학적 시약으로 처리될 수 있다. 처리하는 동안 생체 분자 (예: 핵산 및 단백질)를 포함하여 시료의 안정성을 보호 및/또는 유지하기 위하여 화학적 및/또는 생물학적 시약을 사용할 수 있다. 한 가지 예시적인 시약은 일반적으로 처리 중에 단백질의 안정성을 보호하거나 유지하는데 사용되는 프로테아제 억제제이다. 숙련된 기술자는 본 명세서에 기술된 발현 생성물의 수준을 결정하는데 필요한 생물학적 샘플의 전처리에 적합한 방법 및 공정을 잘 알고 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 방법, 검정 및 시스템은 대상체로부터 시험 샘플을 획득하거나 획득하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체는 인간 대상체일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체는 본 명세서의 다른 부분에 기재된 바와 같이 전암성 병변에 대한 치료를 필요로 하는 (예를 들어, 걸린 것으로 진단된) 대상체 또는 기관지 전암성 병변의 발생 위험이 있거나 증가된 위험에 있는 대상체일 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 생검 또는 브러싱 샘플은 형태학적으로 정상인 조직 또는 세포를 포함하며, 예를 들어, 조직 또는 세포는 병변으로부터 야기됨이 없이 그들의 생체내 위치에 대한 정상 형태를 나타낸다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 생검 또는 브러싱 샘플은 형태학적으로 정상적인 조직 또는 세포로 필수적으로 구성된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 생검 또는 브러싱 샘플은 형태학적으로 정상적인 조직 또는 세포로 구성된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 생검 또는 브러싱 샘플은 시각적으로 정상인 조직 또는 세포를 포함하며, 예를 들어, 조직 또는 세포는 병변으로부터 야기됨이 없이 인간의 육안으로는 그들의 생체내 위치에서 정상적인 모습을 갖는다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 생검 또는 브러싱 샘플은 시각적으로 정상인 조직 또는 세포로 필수적으로 구성된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 생검 또는 브러싱 샘플은 시각적으로 정상인 조직 또는 세포로 구성된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 생검 또는 브러싱 샘플은 기관지 전암성 병변 세포를 포함한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 생검 또는 브러싱 샘플은 기관지 전암성 병변 세포로 필수적으로 구성된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 생검 또는 브러싱 샘플은 기관지 전암성 병변 세포로 구성된다.
참조 수준보다 낮은 수준은 참조 수준에 비해 적어도 약 10 %, 적어도 약 20 %, 적어도 약 50 %, 적어도 약 60 %, 적어도 약 80 %, 적어도 약 90 % 또는 그 이하 낮은 수준일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 참조 수준보다 낮은 수준은 참조 수준보다 통계적으로 유의하게 낮은 수준일 수 있다.
참조 수준보다 높은 수준은 참조 수준에 비해 적어도 약 10 %, 적어도 약 20 %, 적어도 약 50 %, 적어도 약 60 %, 적어도 약 80 %, 적어도 약 90 %, 적어도 약 100 %, 적어도 약 200 %, 적어도 약 300 %, 적어도 약 500 % 또는 그 이상 높은 수준일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 참조 수준보다 높은 수준은 참조 수준보다 통계적으로 유의하게 큰 수준일 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 상기 참조는 기관지 전암성 병변의 신호 또는징후를 갖지 않고 및/또는 나타내지 않는 것으로 진단되거나 또는 진단되지 않은 대상체 집단에서의 표적 분자의 수준일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 참조는 또한 대조군 샘플, 대조군 개체의 풀링된 (pooled) 샘플에서 표적 분자의 발현 수준 또는 이를 기초로 한 수치 또는 범위일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 참조는 초기 시점에서 동일한 대상체로부터 수득한 샘플에서 표적 분자의 수준일 수 있으며, 예를 들어, 본 명세서에 기재된 방법은 대상체의 민감도 또는 주어진 요법에 대한 반응이 시간이 지남에 따라 변하는지 또는 병변의 하위 유형이 변하는지를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 200 개 이하의 다른 유전자의 발현 산물 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 100 개 이하의 다른 유전자의 발현 산물의 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 20 개 이하의 다른 유전자의 발현 산물 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 10 개 이하의 다른 유전자의 발현 산물 수준이 결정된다.
전술한 양태의 일부 실시형태에서, 주어진 유전자의 발현 수준은 하나 이상의 참조 유전자 또는 참조 단백질의 발현 수준과 관련하여 정규화될 수 있다.
일부 실시형태에서, 참조 수준은 유사한 세포 유형의 샘플, 샘플 유형, 샘플 처리, 및/또는 발현 수준이 결정되는 샘플/대상체와 유사한 연령, 성별 및 기타 인구 통계학적 매개 변수의 대상체로부터 얻은 샘플에서의 수준일 수 있다. 일부 실시형태에서, 시험 샘플 및 대조군 참조 샘플은 동일한 유형, 즉, 동일한 생물학적 공급원으로부터 수득되고 동일한 조성, 예를 들어, 동일한 수와 유형의 세포를 포함하는 동일한 유형으로 되어있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 참조 수준은 비-증식성 참조 수준, 예를 들어, 증식성 병변을 포함하지 않는 조직 또는 세포에서의 수준 또는 증식성 병변이 없는 대상체로부터 조직 또는 세포의 수준일 수 있다. 예를 들어, 상기 수준은 염증성, 분비성 또는 정상-유사 병변 하위 유형에서의 수준 또는 그의 평균 또는 풀링에서의 수준일 수 있다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 방법은 기관지 전암성 병변을 갖거나 갖는 것으로 진단된 대상체를 치료하는 것에 관한 것이다. 기관지 전암성 병변을 가진 대상체는 기관지 전암성 병변을 진단하는 현재의 방법을 사용하여 의사에 의해 식별될 수 있다. 예를 들어, 기관지 전암성 병변의 진단에 도움이 될 수 있는 테스트로는 기관지경 검사, 자가 형광 기관지경 검사 등을 들 수 있지만, 이에 국한되어 있지 않다. 기관지 전암성 병변의 가족력이나 기관지 전암성 병변의 위험 인자에 대한 노출 (예: 담배 연기)도 대상체가 기관지 전암성 병변에 걸릴 가능성이 있는지를 결정하거나 또는 기관지 전암성 병변을 진단하는데 도움이 될 수 있다.
본 명세서에 기재된 조성물 및 방법은 기관지 전암성 병변을 갖거나 갖는 것으로 진단된 대상체에게 투여 및 실시될 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 방법은 기관지 전암성 병변의 증상을 완화시키기 위해 본 명세서에 기재된 유효량의 조성물을 대상체에게 투여하는 것을 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "기관지 전암성 병변의 증상 완화"는 기관지 전암성 병변과 관련된 임의의 상태 또는 증상을 개선하는 것이다. 동등한 미처리된 대조군과 비교하여, 이러한 감소율은 임의의 표준 기술로 측정했을 때 적어도 5 %, 10 %, 20 %, 40 %, 50 %, 60 %, 80 %, 90 %, 95 %, 99 % 또는 그 이상이다. 본 명세서에 기재된 조성물을 대상체에게 투여하기 위한 다양한 수단은 당업자에게 공지되어 있다. 이러한 방법으로는 경구, 비경구, 정맥내, 근육내, 피하, 경피, 기도 (에어로졸), 폐, 피부, 국소, 주사 또는 종양내 투여를 들 수 있지만, 이에 제한되어 있지 않다. 투여는 신체의 일부 또는 전신 투여일 수 있다.
본 명세서에 기재된 방법은 폐암, 예를 들어, 폐 편평세포 암종의 발병을 예방, 지체 또는 지연시킬 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 방법에 따라서 치료되는 대상체는 폐암에 걸린 대상체가 아니다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 방법에 따라서 치료되는 대상체는 폐암이 없는 대상체이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 방법에 따라서 치료되는 대상체는 폐암을 앓지 않고 있거나 앓은 적이 없는 대상체이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 방법에 따라서 치료되는 대상체는 폐암의 위험이 있는 대상체이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체는 기관지 전암성 병변을 갖는 대상체이다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체는 흡연자이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체는 과거 흡연자다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 대상체는 비-흡연자이다.
본 명세서에서 기재된 치료제, 예를 들어, 항-증식성 약물, 항-염증성 약물 또는 면역 자극 약물은 전신, 흡입, 및/또는 대상체 기도의 임의의 부위 (코 및 입을 포함함)에 국소 투여될 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 치료제, 예를 들어, 항-증식성 약물, 항-염증성 약물 또는 면역 자극 약물은 i) 전신적으로 및 ii) 기관지경 검사 또는 브러싱 수집 동안 대상체의 기도의 임의의 부위 (코와 입 포함)에 흡입 또는 국소 투여될 수 있다.
항-증식성 약물은 세포 성장 및/또는 분열을 억제하는 약물, 예를 들어, 세포 증식 억제제이며, 이러한 억제는 관련 맥락에서 화합물의 1 차 활성이다. 항-증식성 약물의 비-제한적인 실례로는 CDK 억제제 (예를 들어, 푸르발라놀-a, 팔보시클립, 리보시클립, 아베마시클립 및 올로무신 II); HDAC 억제제 (예를 들어, THM-I-94, 보리노스타트, 기비노스타트); PARP 억제제 (예를 들어, AG-14361, 올라파립, 루카파립, 니라파립, 탈라조파립, 벨리파립, 파미파립, CEP 9722, E7016, 이니파립, 3-아미노베나즈미드); JAK 억제제 (예를 들어, JAK3-억제제-VI, 룩솔리티닙, 토파시티닙, 오클라시티닙, 바리시티닙, 페피시티닙, 필고티닙, 세르둘라티닙, 간도티닙, 레스타우르티닙, 모멜로티닙, 파크리티닙, PF-04965842, 우파다시티닙, 페드라티닙, 쿠쿠르빈타신, CHZ868); JNK 억제제 (예를 들어, ZG-10, AS-601245, AM-111); MTOR 억제제 (예를 들어, AZD-8055, PI-103, 라파마이신, 템시롤리무스, 에베롤리무스, 리다포롤리무스, 라팔로그, 시롤리무스); FLT3 억제제 (예를 들어, 레스타우르티닙, TG-101348, 길테리티닙, 퀴자르티닙, 미도스타우린, 소라페닙, 수니티닙); PI3K 억제제 (예를 들어, GDC-0941, PI-828, 워르트마닌, LY294002, 히비스콘 C, 이델라리십, 코판리십, 두벨리십, 알펠리십, 타셀리십, 페리포신, 부팔리십, 움부렐시십, PX-866, 닥톨리십, CUDC-907, 복스탈리십, ME-401 , IPI-549, SF1126, PR6530, INK1117, 픽틸리십, XL147, 팔모이드 529, GSK1059615, ZSTK474, PWT33597, IC87114, TG100-115, CAL263, RP6503, PI-103, GNE-477, AEZS-136); AKT 억제제 (예를 들어, A-443644, 피르비늄-파모에이트, VQD-002, 페리포신, 밀테포신, MK-2206, AZD5363, 이파타세리티브); 티로신 키나제 억제제 (예를 들어, 아미노푸르발라놀-a, SU-11652, 이마티닙, 게피티닙, 에를로티닙, 수니티닙, 아다보세르팁, 라파티닙); 단백질 키나제 억제제 (예를 들어, HG-5-113-01, 아다보세르팁, 아파티닙, 악시티닙, 보순티닙, 세툭시맙, 콘비메티닙, 크리조티닙, 카보잔티닙, 다사티닙, 엔트렉티닙, 에르다피티닙, 에를로티닙, 포스타마티닙, 게피티닙, 이부르티닙, 이마티닙, 라파티닙, 렌바티닙, 무브리티닙, 닐로티닙, 파조파닙, 페갑타닙, 룩솔리티닙, 소라페닙, 수니티닙, SU6656, 반데타닙, 베무라페닙); RNA 중합효소 억제제 (예를 들어, 닥티노마이신, 트립톨리드); 토포아이소머라제 억제제 (예를 들어, 피도루비신, 독소루비신, 캄포테신, 인데노시오퀴놀린, 인도테칸, 임디미테칸, 암사크린, 에토포사이드, 테니포사이드, ICRF-193, 제니스테인); HSP 억제제 (예를 들어, HSP90-억제제, 17-N-알릴아미노-17-데메톡시겔다나마이신 (17AAG), 가미트리닙); DNA 단백질 키나제 억제제 (예를 들어, PIK-75); 초점 접착 키나제 억제제 (예를 들어, PF-562271, PF573,228, PF-271, NVP-226, Y15, PND-1186, GSK2256098, VS-6062, VS-6063, VS-4718); RNA 합성 억제제 (다우노루비신); 매개자 방출 억제제 (예를 들어, ER-27319); 및 EZH2 억제제 (DZNep, EPZ005687, EI1, GSK126, UNC1999, EPZ-6438, 타제페토스테토)를 들 수 있다. 항-증식성 약물의 추가적인 비-제한적 실례로는 아세틸콜린 수용체 길항제 (예를 들어, 클로자핀, 퀘티아핀, 아트로핀, 벤즈트로핀, 비페리덴, 클로르페니라민, 시탈로프람, 다이사이클로민, 디멘티드리네이트, 디펜히드라민, 독세핀, 독실라민, 글리코피롤레이트, 글리코피로늄, 하이오시아민, 이프라드로피움, 오르페나드린, 옥시트로피움, 옥시부티닌, 프로메타진, 프로판텔린 브로마이드, 스코폴아민, 솔리페나신, 솔리페나신, 톨테로딘, 티오트로피움, 트리헥시페니딜, 트로픽아미드, 투보쿠라린, 메카밀아민, 헥사메토늄, 독사큐리움, 덱스트로메토르판, 부프리오피온); 아세틸콜린에스테라제 억제제 (예를 들어, 피소스티그민, 네오스티그민, 피리도스티그민, 암베노늄, 데메카륨, 리바스티그민, 페난트렌 유도체, 갈란타민, 알파-피넨-비경쟁 가역적, 피페리딘, 도네페질, 타크린, 에드로포늄, 후페르진 A, 라도스티길, 언게르민, 락투코피크린, 및 아코티아미드); 아데노신 수용체 길항제 (예: 테오필린 및 테오브로민); 아드레날린성 수용체 길항제 (예: 펜톨아민, 페녹시벤즈아민, 프로프라놀롤, 네비빌롤, 아테놀롤, 옥스프레놀롤, 메토프롤롤, 티몰롤, 핀돌롤, 나돌롤, 핀돌롤, 에스몰롤, 아세부톨롤, 소탈롤, 탈리놀롤, 베타솔롤, 라베탈롤 및 카르베딜롤); 안지오텐신 수용체 길항제 (예를 들어, 칸데사르탄, 에프로사르탄, 이르베사르탄, 로사르탄, 올메사르탄, 텔미사르탄, 발사르탄); 아폽토시스 자극제 (예: 아시아틱 산, 글리코데옥시코 산); 사이클로옥시게나제 억제제 (예: 셀레콕시브, 로페콕시브); 사이토카인 생산 억제제 (예를 들어, 시롤리무스, 바실릭시맙, 다클리주맙); 데하이드로게나제 억제제 ((예: 마이코페놀레이트-모페틸, 마이코페놀 산); 도파민 수용체 길항제 (예: 벤페리돌, 클로르프로마진, 클로펜틱솔, 드로페리돌, 할로페리돌, 플루페나진, 플루펜틱솔, 플루스피릴렌, 펜플루리돌, 페라진, 페르페나진, 피모자이드, 스피페론, 설피리드, 티오리다진, 아미설프리드, 아세아나핀, 아리프리프라졸, 클로자핀, 록사자핀, 네모나프리드, 올란자핀, 퀘티아핀, 팔리페리돈, 레목시프리드, 리스페리돈, 티아프리드, 지프라시돈, 돔페리돈, 브로모프리드, 메토클로프라미드, 에티클로프리드, 나파도트라이드, 라클로프리드); EGFR 억제제 (예를 들어, 제피티닙, 엘로티닙, 이아파티닙, 오시머티닙, 세툭시맙, 네라티닙, 프나이투무맙, 반데타닙, 네시투무맙, 다코미티닙); ERK1 및 ERK2 인산화 억제제 (예: RAF, RAS 또는 MEK 억제제); 에스트로겐 수용체 효능제 (예를 들어, 에티닐에스트라디올, 디에틸스틸베스트롤, 식물 에스트로겐, 타목시펜, 클로미펜, 랄록시펜); 글루타메이트 수용체 길항제 (예를 들어, AP5, 바르비투레이트, 덱스트로메토르판, 덱스트로르판, 디조클리핀, 이보가인, 이펜프로딜, 케타민, 키누렌산, 메만틴, 페람파넬, 펜시클리딘); 히스타민 수용체 길항제 (예를 들어, 시메티딘, 라니티딘, 파모티딘, 니자티딘, 록사티딘, 라푸티딘); 히스톤 라이신 메틸트랜스퍼라제 억제제 (EPZ004777, EPZ5676, BIX01294); IKK 억제제 (예를 들어, 쿠쿠민, 엠벨린, 아우라노핀, 부테인, IMD 0354, IKK 16, SC514, BAY 11-7082, MRT67307, BMS-345541, 암렉사녹스, MLN120B); 이온 채널 길항제 (예: 에라스틴); 류신 풍부 반복 키나제 억제제 (예: MLi-2, PF-06447475, GSK2578215, LRKK2-IN1, HG 10/102/01, CZC-25146); MDM 억제제 (예를 들어, 테노빈-2,이다사누틀린, SP141 MI-773, RO8994, AMG232, 뉴틀린-3); 모노아민 옥시다제 억제제 (예를 들어, 히드라진, 이소카르복사지드, 니알라미드, 페넬진, 히드라카르바진, 트릴시프로민, 베페멜란, 모클로베마이드, 피린돌, 톨록사톤, 라사길린, 셀레길린, 사피나미드); 뉴클레오포스민 억제제 (예를 들어, EAPB0503, NSC348884, Rev37-47 CIGB-300, 아브레인빌라미드, 데겔린, EPTG, YTR107); PPAR 수용체 효능제 (예: 클로피브레이트, 젬피브로질, 시프로피브레이트, 베자피브레이트, 페노피브레이트, 티아졸리딘디온, BW501516, 알레글리타자르, 무라글리티자르, 테사글리차르); 포스포다이에스테라제 억제제 (예를 들어, 빈포세틴, ENHA, BAY 60-7550, 옥신돌, PDP, IBMX, 아미노필린, 프락산틴, 펜톡시필린, 테오브로민, 이남리논, 밀리논, 에녹시몬, 아나그렐리드, 실로스타졸, 피모벤단); SIRT 억제제 (예: (s) -2-펜틸-6-클로로, 8-보르모-크로만-4-온, 3'-페네틸옥시-2-아닐리노벤즈 아미드); 나트륨 채널 차단제 (예: 프로카인아미드, 퀴니딘, 디소피라미드, 리도카인, 멕실레틴, 토카이니드, 페니토인, 엔카이니드, 플레카이니드, 모리시진, 프로파페논); 및 비타민 D 수용체 효능제 (예: EB 1089, BXL-01-0029, 엘로칼시톨)을 들 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 임의의 맥락에서 항-염증 활성이 결여된 항-증식성 약물로는 JAK 억제제, JNK 억제제, AKT 억제제, 단백질 키나제 억제제, RNA 중합효소 억제제, HSP 억제제, DNA 단백질 키나제 억제제, 초점 접착 억제제, RNA 합성 억제제 및 매개자 방출 억제제를 들 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "항-염증성"이란 염증을 감소시키거나 억제할 수 있는 화합물을 말하며, 항-염증성은 관련 맥락에서 화합물의 주요 활성이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "항-염증성 약물"또는 "항-염증제"는 염증을 감소시키거나 억제하는데 사용될 수 있는 임의의 화합물 (이의 유사체, 유도체, 전구 약물 및 약제학적 염을 포함함)을 기술하기 위하여 사용된다. 항-염증제의 비-제한적인 실례로는 NFkB 경로 억제제 (예를 들어, 9-메틸-5H-6-티아-4,5-디아자-크리센-6,6-디옥사이드, 데노수맙, 디설피람, 올메사르탄, 디티오카르바메이트, 아나타빈, BAY 11-7082, 팔미토일에탄올아미드, 이구아티모드); 단백질 합성 억제제 (예: 클로람페니콜); 항-IL1B 항체 (예: 카나키누맙); 글루코코르티코이드 수용체 효능제 (예: 덱사메타손, 미페프리스톤,); 및 TGF 베타 수용체 억제제 (예: LY-364947, GW-755.55, LY-2109761, 갈루니세르티브, SB431542, SB-525334)를 들 수 있다. 항-증식성 약물의 추가적인 비-제한적 실례로는 아세틸콜린 수용체 길항제; 아세틸콜린에스테라제 억제제; 아데노신 수용체 길항제; 아드레날린성 수용체 길항제; 안지오텐신 수용체 길항제; 아폽토시스 자극제; 사이클로옥시게나제 억제제; 사이토카인 생산 억제제; 데하이드로게나제 억제제; 도파민 수용체 길항제; EGFR 억제제; ERK1 및 ERK2 인산화 억제제; 에스트로겐 수용체 효능제; 글루타메이트 수용체 길항제; 히스타민 수용체 길항제; 히스톤 라이신 메틸트랜스퍼라제 억제제; IKK 억제제; 이온 채널 길항제; 류신 풍부 반복 키나제 억제제; MDM 억제제; 모노아민 옥시다제 억제제; 뉴클레오포스민 억제제; PPAR 수용체 효능제; 포스포다이에스테라제 억제제; SIRT 억제제; 나트륨 채널 차단제; 및 비타민 D 수용체 효능제를 들 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 임의의 맥락에서 항-증식 활성이 결여된 항-염증성 약물은 단백질 합성 억제제 및 TGF 베타 수용체 억제제를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 단일 화합물은, 예를 들어, 맥락에 따라서 다중 활성을 나타낼 수 있는 것으로 주목된다. 맥락에 따라서 주로 항-염증 활성 및/또는 항-증식 활성을 나타낼 수 있는 제제 (예를 들어, 대상체 또는 세포가 상기 제제로 실시되는/제제와 접촉되는)의 비-제한적 실례로는 아세틸콜린 수용체 길항제, 아세틸콜린에스테라제 억제제, 아데노신 수용체 길항제, 아드레날린성 수용체 길항제, 안지오텐신 수용체 길항제, 아폽토시스 자극제, 오로라 키나제 억제제, CDK 억제제, 사이클로옥시게나제 억제제, 사이토카인 생성 억제제, 데하이드로게나제 억제제, 도파민 수용체 길항제, EGFR 수용체 길항제, ERK1 및 ERK2 인산화 억제제, 에스트로겐 수용체 효능제, FLT3 억제제, 글루코코르티코이드 수용체 효능제, 글루타메이트 수용체 길항제, HDAC 억제제, 히스타민 수용체 길항제, 히스톤 라이신 메틸트랜스퍼라제 억제제, HSP 억제제, IKK 억제제, 이온 채널 길항제, KIT 억제제, 류신 풍부 반복 키나제 억제제, MEK 억제제, MDM 억제제, 포스포다이에스테라제 억제제, 모노아민 옥시다제 억제제, MTOR 억제제, NFkB 경로 억제제, 뉴클레오포스민 억제제, PARP 억제제, PI3K 억제제, PPAR 수용체 효능제, RAF 억제제, SIRT 억제제, 나트륨 채널 차단제, 토포아이소머라제 억제제, 티로신 키나제 억제제, VEGFR 억제제 및 비타민 D 수용체 효능제를 들 수 있다.
면역-자극 약물은 바람직하게는 암 또는 이형성 세포에 대한 면역계의 활성을 증가시키는 약물이며, 상기 약물은 관련 맥락에서 화합물의 1 차 활성이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "면역-자극 약물" 또는 "항-염증제"는 면역계를 자극하는데 사용될 수 있는 임의의 화합물 (이의 유사체, 유도체, 전구 약물 및 제약학적 염을 포함함)을 기술하는데 사용된다. 면역-자극 약물의 비-제한적인 실례로는 면역-체크 포인트 억제제 (예: PD-1, PD-L1, CTLA4 및 LAG3에 대한 억제제); 인터페론 신호 전달을 자극하는 약물 (예: 페긴트론, 페가시스, 레페론 A, 유니페론, 멀티페론, 레비프, 아보넥스, 신노벡스, 베타세론, 액티뮨, 레이페론, 페게트론과 같은 인터페론 신호 전달을 개선하는 항-바이러스 약물); DNA 합성 억제제 (예: TAS-102, NC-6004, 간시클로비르); CDK 억제제 (예: 푸르발라놀-a, 팔보시클립, 리보시클립, 아베마시클립 및 올로무신 II); 리보뉴클레오타이드 리덕타제 억제제 (예를 들어, 모텍사핀, 하이드록시우레아, 플루다라빈, 클라드리빈, 젬시타빈, 테자시타빈, 트리아핀, 갈륨 말톨레이트, 갈륨 니트레이트); 디하이드로폴레이트 리덕타제 억제제 (예를 들어, 메토트렉세이트, 피리트렉삼, 사이클로구아닐, JPC-2056); 토포아이소머라제 억제제 (예를 들어, 피도루비신, 독소루비신, 캄포테신, 인데노시오퀴놀린, 인도테칸, 이미디미테칸, 암사크린, 에토포사이드, 테니포사이드, ICRF-193, 제니스테인); FLT3 억제제 (예: 레스타우티닙, TG-101348, 길테리티닙, 퀴자르티닙, 미도스타우린, 소라페닙, 수니티닙); IGF-1 억제제; MEK 억제제 (예를 들어, 트라메티닙, 코비메티닙, 비니메티닙, 셀루메티닙, PD-325901, TAK-733); 오로라 키나제 억제제 (예: ZM447439, 헤스페리딘, VX-680); PKC 억제제 (예를 들어, 루복시스타우린, 켈레리트린, 미야베놀 C, 미리시트린, 고시폴, 베르바스코사이드, BIM-1, 브리오스테이트 1, 타목시펜); RAF 억제제 (예를 들어, 베무라페닙, GDC-0879, PLX-4720, 소라페닙, 다브라페닙, LGX818); PDFGR/KIT 억제제 (예를 들어, 이마티닙, 수니티닙, 소라페닙, 파조파닙, 닐로티닙, 모테사닙, 리니페닙); VEGFR 억제제 (예를 들어, 악시티닙, 카보잔티닙, 렌바티닙, 파조파닙, 반데타닙); SRC 억제제 (예를 들어, KX2-391, 보스티닙, 사라카티닙, PP1, PP2, 퀘르세틴, 다스타비닙); 레티노이드 수용체 효능제 (예: 알리트레티노인, 이소레티노인); HDAC 억제제 (예: THM-I-94, 보리노스타트, 기비노스타트); DNA 메틸트랜스퍼라제 억제제 (예: 아자시티딘, 데시타빈, 제우블라린); 및 EZH2 억제제 (DZNep, EPZ005687, EI1, GSK126, UNC1999, EPZ-6438, 테제메스타트)를 들 수 있다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 임의의 맥락에서 항-증식성/염증 활성이 결여된 면역-자극 약물로는 면역-체크 포인트 억제제 (예를 들어, PD-1, PD-L1, CTLA4 및 LAG3에 대한 억제제); 인터페론 신호 전달을 자극하는 약물 (예: 인터페론 신호 전달을 개선하는 항-바이러스 약물); DNA 합성 억제제; IMDH 억제제; 리보뉴클레오타이드 리덕타제 억제제; 디하이드로폴레이트 리덕타제 억제제; SRC 억제제; 레티노이드 수용체 효능제; HDAC 억제제; 및 DNA 메틸트랜스퍼라제 억제제를 들 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "유효량"이란 질환 또는 장애의 적어도 하나 이상의 증상을 완화시키는데 필요한 조성물의 양을 말하며, 원하는 효과를 제공하기에 충분한 양의 약학적 조성물에 관한 것이다. 따라서 용어 "치료적 유효량"이란 전형적인 대상체에게 투여될 때 특정 치료 효과를 제공하기에 충분한 조성물의 양을 말한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 유효량은 다양한 맥락에서 또한 질환의 증상의 발달을 지연시키거나, 증상 질환의 과정을 변경 (예를 들어, 질환 증상의 진행을 늦추는 것이지만, 이에 제한되지 않음)시키거나, 또는 질병의 증상을 되돌리는데 충분한 양을 포함할 것이다. 따라서, 정확한 "유효량"을 지정하는 것은 일반적으로 실행 가능하지 않다. 그러나, 임의의 주어진 경우에 대해 적절한 "유효량"은 일상적인 실험만을 사용하여 당업자에 의해 결정될 수 있다.
유효량, 독성 및 치료 효능은, 예를 들어, LD50 (집단의 50 %에 치명적인 용량) 및 ED50 (집단 50 %에 대해 치료적으로 효과적인 용량)을 결정하기 위한 세포 배양 또는 실험 동물의 표준 제약 절차에 의해 결정될 수 있다. 투여량은 사용되는 투여 형태 및 사용되는 투여 경로에 따라 달라질 수 있다. 독성 효과와 치료 효과 사이의 용량 비율은 치료 지수이며, LD50/ED50의 비율로 표현할 수 있다. 큰 치료 지수를 나타내는 조성물 및 방법이 바람직하다. 치료적 유효 용량은 초기에 세포 배양 분석에서 추정할 수 있다. 또한, 용량은 세포 배양에서 결정되는 바와 같이 IC50 (즉, 증상의 최대 절반 억제를 달성하는 활성 성분의 농도)을 포함하는 순환 혈장 농도 범위를 달성하기 위하여 동물 모델 또는 적절한 동물 모델에서 제형화 될 수 있다. 예를 들어, 고성능 액체 크로마토그래피로 혈장내의 수준을 측정할 수 있다. 임의의 특정 투여량의 효과는 다른 것 중에서도 적합한 생물학적 검정, 예를 들어, 본 명세서에 기재된 바와 같이 유전자 발현에 대한 검정에 의해 모니터링될 수 있다. 투여량은 의사가 결정하며, 필요에 따라서 관찰한 치료 효과에 맞게 조정할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 기술은 본 명세서에 기재된 약물 및 임의로 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약학적 조성물에 관한 것이다. 일부 실시형태에서, 약학적 조성물의 활성 성분은 본 명세서에 기재된 약물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 약학적 조성물의 활성 성분은 본 명세서에 기재된 약물로 필수적으로 구성된다. 일부 실시형태에서, 약학적 조성물의 활성 성분은 본 명세서에 기재된 약물로 구성된다. 약학적으로 허용되는 담체 및 희석제는 식염수, 완충 수용액, 용매 및/또는 분산 매질을 포함한다. 이러한 담체 및 희석제의 사용은 당업계에 널리 알려져 있다. 약학적으로 허용되는 담체로서 작용할 수 있는 물질의 일부 비-제한적인 실례로는 (1) 락토오스, 글루코오스 및 수크로오스와 같은 당; (2) 옥수수 전분 및 감자 전분과 같은 전분; (3) 셀룰로오스 및 그의 유도체, 예컨대, 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 미정 질 셀룰로오스 및 셀룰로오스 아세테이트; (4) 분말화된 트라가칸트; (5) 맥아; (6) 젤라틴; (7) 마그네슘 스테아레이트, 나트륨 라우릴 설페이트 및 탈크와 같은 윤활제; (8) 코코아 버터 및 좌약 왁스와 같은 부형제; (9) 땅콩유, 면실유, 홍화유, 참기름, 올리브유, 옥수수유 및 대두유와 같은 오일; (10) 프로필렌 글리콜과 같은 글리콜; (11) 글리세린, 소르비톨, 만니톨 및 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)과 같은 폴리올; (12) 에틸 올레이트 및 에틸 라우레이트와 같은 에스테르; (13) 한천; (14) 수산화 마그네슘 및 수산화 알루미늄과 같은 완충제; (15) 알긴산; (16) 발열원이 없는 물; (17) 등장성 식염수; (18) 링거 용액; (19) 에틸 알코올; (20) pH 완충 용액; (21) 폴리에스테르, 폴리카보네이트 및/또는 폴리안하이드라이드; (22) 폴리펩티드 및 아미노산과 같은 증량제; (23) 혈청 알부민, HDL 및 LDL과 같은 혈청 성분; (22) 에탄올과 같은 C2-C12 알코올; 및 (23) 약학적 제제에 사용되는 기타 무독성 양립성 물질을 들 수 있다. 습윤제, 착색제, 이형제, 코팅제, 감미제, 향미제, 방향제, 방부제 및 항산화제도 제형에 존재할 수 있다. "부형제", "담체", "약학적으로 허용되는 담체"등과 같은 용어는 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다. 일부 실시형태에서, 담체는 활성제의 분해를 억제한다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 약물을 포함하는 약학적 조성물은 비경구 용량 형태일 수 있다. 비경구 용량 형태의 투여는 전형적으로 오염 물질에 대한 환자의 자연적 방어를 회피하기 때문에, 비경구 투여량 형태는 바람직하게는 멸균되거나 또는 환자에게 투여하기 전에 멸균될 수 있다. 비경구 투여량 형태의 실례로는 주사용 용액, 주사를 위해 약학적으로 허용되는 비히클에 용해되거나 또는 현탁될 준비가 되어있는 건조 제품, 주사용으로 준비가 되어 있는 현탁액, 및 에멀젼을 들 수 있지만, 이에 제한되어 있지 않다. 또한, 제어된 방출의 비경구 투여량 형태가 환자의 치료를 위해 준비될 수 있으며, 이것은 DUROS® 유형의 투여량 형태 및 용량 덤핑을 포함되지만, 이에 제한되지 않는다.
명세서 내에서 개시된 바와 같은 약물의 비경구 투여량 형태를 제공하는데 사용될 수 있는 적합한 비히클은 당업자에게 널리 알려져 있다. 이의 실례로는 제한없이 멸균수; 주사액 USP; 생리 식염수; 포도당 용액; 염화나트륨 주사액, 링거 주사액, 덱스트로스 주사액, 덱스트로스와 염화나트륨 주사액 및 젖산 링거 주사액과 같은 수성 비히클 (이에 제한되지 않음); 에틸 알코올, 폴리에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜과 같은 수-혼화성 비히클 (이에 제한되지 않음); 및 옥수수유, 면실유, 땅콩유, 참기름, 에틸 올레이트, 이소프로필 미리스테이트 및 벤질 벤조에이트와 같은 비-수성 비히클 (이에 제한되지 않음)을 들 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 약물의 약학적으로 허용되는 염의 용해도를 변경 또는 변성시키는 화합물은 또한 종래의 제어된 방출의 비경구 투여량 형태를 포함하는 본 개시 내용의 비경구 투여량 형태에 혼입될 수 있다.
약물을 포함하는 약학적 조성물은 또한 경구 투여에 적합하도록 제형화 될 수 있으며, 예를 들어, 정제 (새김이 있는 정제 (scored tablet) 또는 코팅된 정제를 포함하지만, 이에 제한되지 않음), 알약, 당의정, 캡슐, 씹을 수 있는 정제, 분말 패킷, 카시에 (cachet), 트로키 (troche), 웨이퍼, 에어로졸 스프레이, 또는 액체 (수성 액체, 비-수성 액체, 수-중-유적형 에멀젼 또는 유-중-수적형 에멀젼내의 엘릭시르, 용액 또는 현탁액을 포함하지만 이에 제한되지 않음)와 같은 개별 투여량 형태로 제형화 될 수 있다. 이러한 조성물은 개시된 화합물의 예정된 양의 약학적으로 허용되는 염을 함유하며, 당업자에게 널리 알려진 약제 방법에 의해 제조될 수 있다. 일반적으로 문헌 [Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 21st Ed., Lippincott, Williams 및 Wilkins, Philadelphia PA. (2005)]을 참조하길 바란다.
통상적인 투여량 형태는 일반적으로 제형으로부터 신속 또는 즉각적인 약물 방출을 제공한다. 약물의 약리학 및 약동학에 따라서, 기존의 투여량 형태를 사용하면 환자의 혈액 및 기타 조직에서 약물의 농도가 크게 변동될 수 있다. 이러한 변동은 투여 빈도, 작용 개시, 효능 기간, 치료 혈액 수준의 유지, 독성, 부작용 등과 같은 다수의 매개 변수에 영향을 미칠 수 있다. 유리하게는, 제어된 방출 제형은 약물의 작용 개시, 작용 기간, 치료창 내 혈장 수준 및 최고 혈중 수준을 제어하는데 사용될 수 있다. 특히, 약물의 과소 투여량 (즉, 최소 치료 수준 미만) 및 약물의 독성 수준 초과로 인해 발생할 수 있는 잠재적인 부작용 및 안전성 문제를 최소화하면서 약물의 최대 효과를 달성하도록 제어 또는 연장 방출 투여량 형태 또는 제형을 사용할 수 있다. 일부 실시형태에서, 약물은 서방성 제형으로 투여될 수 있다.
제어된 방출 의약품은 비-제어 방출 대응물에 의해 달성되는 것보다 약물 요법을 향상시키는 공통 목표를 가지고 있다. 이상적으로, 의학적 치료에서 최적으로 설계된 제어 방출 제제의 사용은 최소 시간으로 상태를 치료하거나 제어하느데 사용되는 최소의 약물질을 특징으로 한다. 제어 방출 제형의 장점으로는 1) 약물의 연장된 활성; 2) 투여 빈도의 감소; 3) 환자의 순응도 증가; 4) 더 적은 총 약물의 사용; 5) 국소적 또는 전신적 부작용의 감소; 6) 약물 축적 최소화; 7) 혈중 농도 변동의 감소; 8) 치료 효능의 개선; 9) 약물 활성의 강화 또는 손실의 감소; 및 10) 질병 또는 상태의 제어 속도 개선을 들 수 있다. Kim, Cherng-ju, Controlled Release Dosage Form Design, 2 (Technomic Publishing, Lancaster, Pa .: 2000).
대부분의 제어 방출 제형은 원하는 치료 효과를 즉시 생성하는 약물 (활성 성분)의 양을 초기에 방출하며, 연장된 기간에 걸쳐 치료 또는 예방 효과의 수준을 유지하기 위하여 다른 양의 약물을 점진적이면서 지속적으로 방출하도록 설계되어 있다. 이러한 일정 수준의 약물을 체내에서 유지하려면 약물은 체내에서 대사되고 배설되는 약물의 양을 대체할 속도로 투여량 형태로부터 방출되어야 한다. 활성 성분의 제어 방출은 pH, 이온 강도, 삼투압, 온도, 효소, 물 및 기타 생리학적 조건 또는 화합물을 포함 (이에 제한되지 않음)하는 다양한 조건에 의해 자극될 수 있다.
공지된 각종 제어 방출 또는 연장 방출의 투여량 형태, 제형 및 장치는 본 개시 내용의 염 및 조성물과 함께 사용하기 위하여 개조될 수 있다. 그 실례로는 미국 특허 제 3,845,770 호; 제 3,916,899 호; 제 3,536,809 호; 제 3,598,123 호; 제 4,008,719 호; 제 5674,533 호; 제 5,059,595 호; 제 5,591,767 호; 제 5,120,548 호; 제 5,073,543 호; 제 5,639,476 호; 제 5,354,556 호; 제 5,733,566 호; 및 6,365,185 B1 호에 기재된 것들을 포함하지만 이에 제한되어 있지 않으며, 이들 각각은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다. 이러한 투여량 형태는, 예를 들어, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스, 기타 중합체 매트릭스, 겔, 투과성 멤브레인, 삼투압 시스템 (예: OROS® (미국 캘리포니아 마운틴 뷰의 Alza Corporation)) 또는 이들의 조합을 사용하여 하나 이상의 성분들의 느린 또는 제어 방출을 수행하여 다양한 비율로 원하는 방출 프로파일을 제공하는데 사용될 수 있다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 약물은 단일 요법으로서 투여되며, 예를 들어, 기관지 전암성 병변에 대한 또 다른 치료는 대상체에게 실시되지 않는다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 방법은, 예를 들어, 조합 요법의 일부로서 대상체에게 두 번째 제제를 투여하고/하거나 치료를 실시하는 것을 추가로 포함할 수 있다.
특정 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 약물을 포함하는 조성물의 유효 용량은 환자에게 1 회 투여될 수 있다. 특정 실시형태에서, 약물을 포함하는 조성물의 유효 요량은 환자에게 반복적으로 투여될 수 있다. 전신 투여를 위하여, 대상체에게는, 예를 들어, 0.1 mg/kg, 0.5 mg/kg, 1.0 mg/kg, 2.0 mg/kg, 2.5 mg/kg, 5 mg/kg, 10 mg/kg, 15 mg/kg, 20 mg/kg, 25 mg/kg, 30 mg/kg, 40 mg/kg, 50 mg/kg 또는 그 이상과 같은, 약물을 포함하는 조성물의 치료량이 투여될 수 있다.
일부 실시형태에서, 초기 치료 요법 후, 치료는 덜 빈번하게 실시될 수 있다. 예를 들어, 3 개월 간 격주로 치료한 후 6 개월 또는 1 년 이상 한 달에 한 번 치료를 반복할 수 있다. 본 명세서에서 기술된 방법에 따른 치료는 마커의 수준 또는 상태의 증상을, 예를 들어, 적어도 10 %, 적어도 15 %, 적어도 20 %, 적어도 25 %, 적어도 30 %, 적어도 40 %, 적어도 50 %, 적어도 60 %, 적어도 70 %, 적어도 80 % 또는 적어도 90 %, 또는 그 이상만큼 감소시킬 수 있다.
본 명세서에 기재된 바와 같은 조성물의 투여량은 의사에 의해 결정될 수 있으며, 필요에 따라서, 관찰된 치료 효과에 적합하도록 조정될 수 있다. 치료 기간 및 빈도와 관련하여, 숙련된 임상의는 치료의 이점을 제공하는 시기를 결정하고 투여량을 늘리거나 줄일지 투여 빈도를 늘리거나 줄일지 치료를 중단해야 할지 치료를 재개해야 할지 또는 치료 요법에 대한 다른 변경을 해야 할지를 결정하기 위하여 대상체를 모니터링하는 것이 일반적이다. 복용량 일정은 활성 성분에 대한 대상체의 민감도와 같은 다수의 임상적 요인에 따라 일주일에 한 번에서 매일까지 다양할 수 있다. 원하는 용량 또는 활성화의 양은 한 번에 투여되거나 또는 하위 용량, 예를 들어, 2 내지 4 회의 하위 용량으로 분할될 수 있으며, 일정 기간에 걸쳐, 예를 들어, 하루 또는 다른 적절한 일정을 통해 적절한 간격으로 투여될 수 있다. 일부 실시형태에서, 투여는 만성, 예를 들어, 수주 또는 수개월에 걸쳐 매일 1 회 이상의 용량일 수 있고/있거나 매일 치료될 수 있다. 용량 및/또는 치료 일정의 실례는 1 주, 2 주, 3 주, 4 주, 1 개월, 2 개월, 3 개월, 4 개월, 5 개월, 6 개월 또는 그 이상에 걸쳐 매일, 1 일 2 회, 1 일 3 회, 1 일 4 회 또는 그 이상 투여이다. 본 명세서에 기재된 약물을 포함하는 조성물은 5 분, 10 분, 15 분, 20 분 또는 25 분 동안과 같은 일정 기간에 걸쳐 투여될 수 있다.
본 명세서에 기술된 방법에 따른 약물의 투여를 위한 투여량 범위는, 예를 들어, 약물의 형태, 그의 효능, 및 본 명세서에 기술된 상태의 증상, 마커 또는 지표가 감소 (예를 들어, 병변 크기에 대한 원하는 감소율 (%))되기를 원하는 정도 또는, 예를 들어, 병변의 하위 유형 변화가 유도되기를 원하는 정도에 따라서 달라진다. 투여량은 부작용을 일으킬 정도로 많아서는 안된다. 일반적으로, 투여량은 환자의 연령, 상태 및 성별에 따라 달라질 것이며 당업자에 의해 결정될 수 있다. 투여량은 합병증이 발생할 경우 개인 의사에 의해 조정될 수도 있다.
예를 들어, 본 명세서에 기술된 상태를 치료하거나 또는 본 명세서에 기술된 반응 (예를 들어, 병변 크기의 감소)을 유도하기 위한 약물의 효능은 숙련된 임상의에 의해 결정될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기술된 상태의 신호 또는 증상 중 하나 이상이 유익한 방식으로 변경되거나 다른 임상적으로 허용되는 증상이 개선되거나 또는 심지어 좋아지거나 또는 원하는 반응이, 예를 들어, 본 명세서에 기술된 방법에 따라 치료 후 적어도 10 %만큼 유도된다면, 치료는 본 명세서에서 사용되는 용어로서 "유효한 치료"로 간주된다. 예를 들어, 마커, 지표, 증상, 및/또는 본 명세서에서 기술된 방법에 따라서 치료된 상태의 발생률을 측정함으로써 또는 적절한 다른 측정 가능한 매개 변수에 의해 효능을 평가할 수 있다. 효능은 또한 입원에 의해 평가되는 바와 같이 개인이 악화되지 않거나 또는 의학적 개입의 필요성 (즉, 질병의 진행이 중단됨)에 의해 측정될 수 있다. 이들 지표를 측정하는 방법은 당업자에게 공지되어 있고/있거나 본 명세서에 설명되어 있다. 치료는 개인 또는 동물 (일부 비-제한적인 예는 인간 또는 동물을 포함함)의 질병 치료를 포함하며, (1) 질병의 억제, 예를 들어, 증상 (예: 통증 또는 염증)의 악화 예방; 또는 (2) 질병의 중증도 (예: 증상의 퇴행)의 완화를 포함한다. 질병을 치료하기 위한 유효량이란 이를 필요로 하는 대상체에게 투여될 때 그 용어가 그 질병에 대해 본 명세서에 정의된 바와 같이 효과적인 치료를 얻기에 충분한 양을 의미한다. 제제의 효능은 상태 또는 원하는 반응의 물리적 지표를 평가하여 결정할 수 있다. 이러한 매개 변수 중 임의의 하나 또는 매개 변수의 임의의 조합을 측정함으로써 투여 및/또는 치료의 효능을 모니터링하는 것은 당업자의 능력 내에 있다. 효능은 본 명세서에 기술된 상태의 동물 모델, 예를 들어, 기관지 전암성 병변에 걸린 마우스 모델의 치료에서 평가될 수 있다. 실험 동물 모델을 사용하는 경우, 마커에서 통계적으로 유의한 변화, 예를 들어, 병변 크기 또는 유전자 발현이 관찰될 때 치료 효과가 입증된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "기관지경 검사-기반 절차"란 기관지 및/또는 폐의 검사를 허용하는 임의의 내시경 기술을 의미한다. 기관지경 검사-기반 절차로는 백색광 기관지경 검사, 자가 형광 기관지경 검사, 가요성 기관지경 검사, 경질 기관지경 검사, 기관지 폐포 세척 등을 들 수 있다. 기관지경 검사-기반 절차에는 생검, 브러싱 또는 조직 샘플링이 추가로 포함될 수 있다.
치료 방법이외에도, 본 명세서에 기재된 방법 및 바이오마커 시그니처는 대상체에서 폐암의 위험을 예측하고/하거나 치료의 효능 또는 추가 치료의 필요성을 결정하는 방법에 적용될 수 있다. 예를 들어, 증식성 또는 염증성 하위 유형으로부터 정상 유사 또는 분비 하위 유형으로의 전이는 치료가 효과적이었거나 또는 치료가 중단될 수 있음을 나타낸다.
임의의 실시형태의 한 양태에서, 대상체에서 폐암으로 진행될 위험 또는 가능성을을 예측하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있으며, 상기 방법은 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 5 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하며, 여기서, 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및/또는 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준은 폐암으로 진행될 위험 또는 가능성의 증가를 나타낸다. 임의의 실시형태의 한 양태에서, 대상체에서 폐암으로 진행될 위험 또는 가능성을 예측하는 방법이 본 명세서에 기술되어 있으며, 상기 방법은 제 1 시점에서 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 5 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하고, 후속적인 제 2 시점에서 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 5 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하며, 여기서, 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및/또는 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준은 폐암으로 진행될 위험 또는 가능성의 증가를 나타낸다.
임의의 실시형태의 한 양태에서, 대상체에서 폐암으로의 진행될 위험 또는 가능성을 예측하는 방법이 본 명세서에 기술되며, 상기 방법은 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 9 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하며, 여기서, 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준; 및/또는 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준은 폐암으로 진행될 위험 또는 가능성의 증가를 나타낸다. 임의의 실시형태의 한 양태에서, 대상체에서 폐암으로 진행될 위험 또는 가능성을 예측하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있으며, 상기 방법은 제 1 시점에서 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 10 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 발현 수준을 검출하고, 후속적인 제 2 시점에서 대상체로부터 얻은 샘플에서 적어도 하나의 모듈 9 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하며, 여기서, 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준; 및/또는 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준은 폐암으로 진행될 위험 또는 가능성의 증가를 나타낸다.
임의의 실시형태의 한 양태에서, 대상체에서 폐암으로의 진행될 위험 또는 가능성을 예측하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있으며, 상기 방법은 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 2 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하며, 여기서, 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 2 유전자의 증가된 발현 수준; 및/또는 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준은 폐암으로 진행될 위험 또는 가능성의 증가를 나타낸다. 임의의 실시형태의 한 양태에서, 대상체에서 폐암으로의 진행될 위험 또는 가능성을 예측하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있으며, 상기 방법은 제 1 시점에서 대상체로부터 얻은 샘플에서 적어도 하나의 모듈 2 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하고, 후속적인 제 2 시점에서 대상체로부터 얻은 샘플에서 적어도 하나의 모듈 2 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하며, 여기서, 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 2 유전자의 증가된 발현 수준; 및/또는 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준은 폐암으로 진행될 위험 또는 가능성의 증가를 나타낸다.
임의의 실시형태의 한 양태에서, 치료 효능을 결정하는 방법이 본 명세서에 기술되어 있으며, 상기 방법은 제 1 시점에서 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 5 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하고, 치료 또는 후보자 치료를 실시하고, 후속적인 제 2 시점에서 대상체로부터 얻은 샘플에서 적어도 하나의 모듈 5 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하며, 여기서, 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 감소된 발현 수준; 및/또는 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 증가된 발현 수준은 치료가 효과적임을 나타낸다.
임의의 실시형태의 한 양태에서, 치료 효능을 결정하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있으며, 상기 방법은 제 1 시점에서 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 10 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 발현 수준을 검출하고, 치료 또는 후보자 치료를 실시하고, 후속적인 제 2 시점에서 대상체로부터 얻은 샘플에서 적어도 하나의 모듈 9 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하며, 여기서, 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 감소된 발현 수준; 및/또는 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 증가된 발현 수준은 치료가 효과적임을 나타낸다.
임의의 실시형태의 한 양태에서, 치료 효능을 결정하는 방법이 본 명세서에 기술되며, 상기 방법은 제 1 시점에서 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 2 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하고, 치료 또는 후보자 치료를 실시하고, 후속적인 제 2 시점에서 대상체로부터 얻은 샘플에서 적어도 하나의 모듈 2 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하며, 여기서, 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 2 유전자의 증가된 발현 수준; 및/또는 시간이 지남에 따라 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준은 치료가 효과적임을 나타낸다.
임의의 실시형태의 한 양태에서, 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 5 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있으며, 여기서 1,000 개 이하 (예를 들어, 500, 400, 300, 200 또는 100 개 이하)의 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 실시형태의 한 양태에서, 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 9 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있으며, 여기서, 1,000 개 이하 (예를 들어, 500, 400, 300, 200 또는 100 개 이하)의 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 실시형태의 한 양태에서, 대상체로부터 수득한 샘플에서 적어도 하나의 모듈 2 유전자 및/또는 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 발현 수준을 검출하는 단계를 포함하는 방법이 본 명세서에 기재되어 있으며, 여기서, 1,000 개 이하 (예를 들어, 500, 400, 300, 200 또는 100 개 이하)의 유전자의 발현 수준이 결정된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 상기 샘플은 기관지 브러싱 샘플이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 유전자는 표 14 또는 표 15로부터 선택된다.
표 13.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
Figure pct00028
Figure pct00029
Figure pct00030
Figure pct00031
Figure pct00032
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
Figure pct00041
Figure pct00042
Figure pct00043
Figure pct00044
Figure pct00045
Figure pct00046
Figure pct00047
Figure pct00048
Figure pct00049
Figure pct00050
Figure pct00051
Figure pct00052
Figure pct00053
Figure pct00054
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
Figure pct00058
Figure pct00059
Figure pct00060
Figure pct00061
Figure pct00062
Figure pct00063
Figure pct00064
Figure pct00065
Figure pct00066
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
Figure pct00070
Figure pct00071
Figure pct00072
Figure pct00073
Figure pct00074
Figure pct00075
Figure pct00076
Figure pct00077
Figure pct00078
Figure pct00079
Figure pct00080
Figure pct00081
Figure pct00082
Figure pct00083
Figure pct00084
Figure pct00085
Figure pct00086
Figure pct00087
Figure pct00088
Figure pct00089
Figure pct00090
Figure pct00091
Figure pct00092
Figure pct00093
Figure pct00094
Figure pct00095
Figure pct00096
Figure pct00097
Figure pct00098
Figure pct00099
Figure pct00100
Figure pct00101
Figure pct00102
표 14. 검증 코호트 (기관지내 생검)에서 분자 하위 유형을 예측하기 위하여 3,936 개 중에서 선택된 22 개의 유전자
Figure pct00103
표 15. 기관지 브러시에서 증식성 하위 유형을 예측하기 위하여 22 개의 유전자 (표 14) 중에서 선택된 8 개의 유전자
Figure pct00104
표 16. 증식성 하위 유형으로 분류된 기관지내 생검에서 진행/지속 대 퇴행을 예측하기 위해 사용된 112 개의 유전자. 진행/퇴행과 관련된 모듈 9의 유전자. 이들 유전자는 표 13에 포함되어 있다.
Figure pct00105
Figure pct00106
Figure pct00107
본 명세서에 기재된 방법은 적어도 하나의 유전자의 발현 수준을 결정하는 것에 관한 것이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 유전자는 표 13, 표 14, 표 15 및/또는 표 16으로부터 선택된 하나 이상의 유전자일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13, 표 14 및 표 16의 유전자 목록은 조직학에서 정상에서부터 전암성에 이르는 기관지내 생검 샘플과 관련이 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 샘플이 기관지내 생검 샘플인 경우, 하나 이상의 유전자는 표 13, 표 14 및/또는 표 16으로부터 선택된다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 15는 정상 기관지 브러싱에 관련되어 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 샘플이 기관지 브러싱 샘플 (예를 들어, 정상 조직)인 경우, 하나 이상의 유전자가 표 15로부터 선택된다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13 또는 표 16으로부터 선택된 하나 이상의 유전자는 B2M, HLA-DRA, HLA-DRB1 또는 HLA-DPA1이 아니다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 표 13 또는 표 16으로부터 선택된 하나 이상의 유전자가 B2M, HLA-DRA, HLA-DRB1 및/또는 HLA-DPA1을 포함하는 경우, 하나 이상의 추가적인 유전자가 표 13 또는 표 16으로부터 선택된다.
편의상, 명세서, 실시예 및 첨부된 청구 범위에서 사용된 일부 용어 및 구문의 의미가 하기에 제공된다. 달리 명시되지 않거나 또는 문맥에서 암시하지 않는 한, 다음과 같은 용어 및 구문에는 하기에 제공되는 의미가 포함된다. 정의는 특정 실시형태를 설명하는 것을 돕기 위해 제공되며, 본 발명의 범위가 특허 청구 범위에 의해서만 제한되기 때문에 청구된 발명을 제한하려는 것이 아니다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 당업계의 용어 용법과 본 명세서에 제공된 그의 정의 사이에 명백한 불일치가 있는 경우에는 명세서에 제공된 정의가 우선한다.
편의상, 본 명세서, 실시예 및 첨부된 특허 청구 범위에서 사용된 특정 용어들은 본 문에서 수집된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "암"은 일반적으로 비정상 세포가 통제없이 분열하여 인근 조직을 침범할 수 있는 질병 또는 상태의 부류에 관련되어 있다. 암세포는 혈액과 림프계를 통해 신체의 다른 부위로 퍼질 수도 있다. 암에는 몇 가지 주요 유형이 있다. 암종은 피부 또는 내부 장기를 감싸거나 덮는 조직에서 시작되는 암이다. 육종은 뼈, 연골, 지방, 근육, 혈관 또는 기타 연결 또는 지지 조직에서 시작되는 암이다. 백혈병은 골수와 같은 조혈 조직에서 시작하고 많은 수의 비정상 혈액 세포의 생성을 야기하여 혈액으로 들어가는 암이다. 림프종 및 다발성 골수종은 면역계의 세포에서 시작되는 암이다. 중추 신경계 암은 뇌와 척수의 조직에서 시작되는 암이다.
임의의 양태의 일부 실시형태에서, 암은 원발성 암이다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 암은 악성암이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "악성"이란 종양 세포 그룹이 제어되지 않은 성장 (즉, 정상 한계를 초과하는 분열), 침습 (즉, 인접한 조직에 대한 침입 및 파괴) 및 전이 (즉, 림프 또는 혈액을 통해 신체의 다른 위치로 퍼짐) 중 하나 이상을 나타내는 암을 말한다. 본 명세서에 사용된 용어 "전이"는 신체의 한 부위에서 다른 부위로 암이 퍼지는 것을 의미한다. 전이된 세포에 의해 형성된 종양을 "전이성 종양"또는 "전이"라고 한다. 전이성 종양은 원래 (원발성) 종양과 유사한 세포를 함유한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "양성" 또는 "비-악성"이란 더 크게 성장할 수는 있지만 신체의 다른 부위로 퍼지지 않는 종양을 의미한다. 양성 종양은 자체 제한적이며, 전형적으로 침습하거나 전이하지 않는다.
"암세포" 또는 "종양 세포"란 암 성장 또는 암 조직의 개별 세포를 말한다. 종양은 일반적으로 양성, 전암성 또는 악성일 수 있는 세포의 비정상적인 성장에 의해 형성된 부종 또는 병변을 의미한다. 대부분의 암세포는 종양을 형성하지만 일부 (예: 백혈병)는 반드시 종양을 형성하지는 않는다. 종양을 형성하는 암세포의 경우, 용어 암 (세포) 및 종양 (세포)은 서로 교환적으로 사용된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "신생물"이란 조직의 임의의 새로운 비정상적인 성장, 예를 들어, 성장이 정상 조직의 성장을 초과하여 조정되지 않는 비정상적인 조직 덩어리를 지칭한다. 따라서, 신생물은 양성 신생물, 전암성 신생물 또는 악성 신생물일 수 있다.
암 또는 종양이 있는 대상체는 대상체의 신체에 존재하는 객관적으로 측정할 수 있는 암세포를 갖는 대상체이다. 이러한 정의에는 악성, 활발한 증식성 암 뿐만 아니라 잠재적으로 휴면 상태인 종양 또는 미세 전이가 포함된다. 원래의 부위에서 이동하여 다른 중요한 기관에 씨를 맺는 암은 궁극적으로 영향을 받은 기관의 기능 저하를 통해 대상체의 사망으로 이어질 수 있다.
암의 실례로는 암종, 림프종, 모세포종, 육종, 백혈병, 기저 세포 암종, 담도암; 방광암; 골암; 뇌 및 CNS 암; 유방암; 복막암; 자궁 경부암; 융모 암종; 결장암 및 직장암; 결합 조직암; 소화기 계통의 암; 자궁 내막암; 식도암; 안암; 뇌 및 경부암; 위암 (위장암을 포함함); 교모세포종 (GBM); 간 암종; 간종; 상피내 신생물; 신장암; 후두암; 백혈병; 간암; 폐암 (예를 들어, 소세포 폐암, 비-소세포 폐암, 폐 선암종 및 폐 편평 암종); 호지킨 및 비-호지킨 림프종을 포함한 림프종; 흑색종; 골수종; 신경 모세포종; 구강암 (예: 입술, 혀, 입 및 인두); 난소암; 췌장암; 전립선암; 망막 모세포종; 횡문근 육종; 직장암; 호흡기 계통의 암; 침샘 암종; 육종; 피부암; 편평 세포암; 위암; 고환암; 갑상선암; 자궁암 또는 자궁내막 암; 비뇨기 계통의 암; 외음부암; 그리고, 다른 암종 및 육종; 그리고, B-세포 림프종 (저급/여포성 비-호지킨 림프종 (NHL); 소 림프구성 (SL) NHL; 중급/여포성 NHL; 중급 확산 NHL; 고급 면역 모세포 NHL; 고급 림프 모세포 NHL; 고급 비-절단 소세포 NHL; 대형 부피질병 NHL; 맨틀 세포 림프종; AIDS-관련 림프종; 및 Waldenstrom의 거대 글로불린 혈증을 포함); 만성 림프구성 백혈병 (CLL); 급성 림프모구성 백혈병 (ALL); 털이 많은 세포 백혈병; 만성 골수 모세포 백혈병; 및 이식 후 림프 증식성 장애 (PTLD), 그리고, 파코 마토스, 부종 (예: 뇌종양과 관련된 것과 같은) 및 메이그 증후군과 관련된 비정상적인 혈관 증식을 들 수 있다
"암 세포"는 생체내, 생체외 또는 조직 배양에서 암성, 전암성 또는 형질변환 세포로서, 반드시 새로운 유전 물질의 흡수를 수반하지 않는 자발적이거나 유도된 표현형 변화를 갖는다. 형질변환 바이러스에 의한 감염과 새로운 게놈 핵산의 혼입 또는 외인성 핵산의 흡수로 인해 형질변환이 일어날 수 있을지라도, 형질변환은 자발적으로 또는 발암 물질에 노출된 후 발생하여 내인성 유전자를 돌연변이시킬 수도 있다. 형질 변환/암은, 예를 들어, 형태학적 변화, 세포의 불멸화, 비정상적인 성장 제어, 병소 형성, 고정 독립성, 악성 종양, 접촉 억제의 상실 및 성장 밀도 제한, 성장 인자 또는 혈청 독립성, 종양 특이적 마커, 침습성 또는 전이, 및 누드 마우스와 같은 적합한 동물 숙주에서의 종양 성장과 관련되어 있다.
용어 "감소하다", "감소된", “감소” 또는 "억제하다"란 모두 본 명세서에서 통계적으로 유의한 양만큼 감소를 의미하는 것으로 사용된다. 일부 실시형태에서, "감소하다", "감소" 또는 "억제하다"란 전형적으로 참조 수준과 비교하여 적어도 10 % 만큼 감소 (예를 들어, 주어진 치료제 또는 제제의 부재)한 것을 의미하며, 예를 들어, 약 10 % 이상, 약 20 % 이상, 약 25 % 이상, 약 30 % 이상, 약 35 % 이상, 약 40 % 이상, 약 45 % 이상, 약 50 % 이상, 약 55 % 이상, 약 60 % 이상, 약 65 % 이상, 약 70 % 이상, 약 75 % 이상, 약 80 % 이상, 약 85 % 이상, 약 90 % 이상, 약 95 % 이상, 약 98 % 이상, 약 99 % 이상, 또는 그 이상 만큼 감소함을 포함한다. 본 명세서에 사용된 "감소"또는 "억제"는 참조 수준과 비교하여 완전한 억제 또는 감소를 포함하지 않는다. "완전한 억제"는 참조 수준과 비교하여 100 % 억제이다. 감소는 바람직하게는 주어진 장애가 없이 개인에 대해 정상 범위 내에서 허용되는 수준으로 내려갈 수 있다.
용어 "증가된", "증가하다", "향상하다" 또는 "활성화하다"란 모두 정적으로 유의한 양만큼 증가하다는 것을 의미하는 것으로 본 명세서에서 사용된다. 일부 실시형태에서, 용어 "증가된", "증가하다", "향상하다"또는 "활성화하다"는 참조 수준과 비교하여 적어도 10 %의 증가를 의미하며, 예를 들어, 참조 수준과 비교하여 적어도 약 20 %, 또는 적어도 약 30 %, 또는 적어도 약 40 %, 또는 적어도 약 50 %, 또는 적어도 약 60 %, 또는 적어도 약 70 %, 또는 적어도 약 80 %, 또는 적어도 약 90 %, 또는 100 %의 증가 또는 10 내지 100 % 사이의 임의의 증가를 포함하거나, 또는 참조수준과 비교하여 약 2 배 이상, 또는 약 3 배 이상, 또는 약 4 배 이상, 또는 약 5 배 이상, 또는 약 10 배 이상의 증가, 또는 2 배 내지 10 배 이상의 임의의 증가를 포함한다. 마커 또는 증상의 맥락에서 "증가"는 이러한 수준의 통계적으로 유의한 증가이다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "대상체"는 인간 또는 동물을 의미한다. 보편적으로, 동물은 영장류, 설치류, 가축 또는 게임 동물과 같은 척추 동물이다. 영장류에는 침팬지, 사이노몰로거스 원숭이, 거미 원숭이, 및 마카크 (예: 붉은털 원숭이)가 포함된다. 설치류에는 생쥐, 쥐, 마멋, 흰족제비, 토끼 및 햄스터가 포함된다. 가축 및 게임 동물에는 소, 말, 돼지, 사슴, 들소, 버팔로, 고양이과 종, 예를 들어, 집 고양이, 개과 종, 예를 들어, 개, 여우, 늑대, 조류 종, 예를 들어, 닭, 에뮤, 타조, 및 물고기, 예를 들어, 송어, 메기 및 연어가 포함된다. 일부 실시형태에서, 대상체는 포유 동물, 예를 들어 영장류, 예를 들어 인간이다. 용어 "개체", "환자"및 "대상체"는 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다.
바람직하게는, 대상체는 포유 동물이다. 포유 동물은 인간, 비-인간 영장류, 마우스, 쥐, 개, 고양이, 말 또는 소일 수 있지만, 이러한 예에 제한되지 않는다. 인간 이외의 포유류는 기관지 전암성 병변의 동물 모델을 나타내는 대상체로서 유리하게 사용될 수 있다. 대상체는 남성 또는 여성일 수 있다.
대상체는 치료가 필요한 상태 (예: 기관지 전암성 병변) 또는 이러한 상태와 관련된 하나 이상의 합병증을 앓고 있거나 앓고있는 것으로 이전에 진단되었거나 식별된 사람일 수 있으며, 선택적으로 이미 기관지 전암성 병변 또는 기관지 전암성 병변과 관련된 하나 이상의 합병증에 대한 치료를 받고 있는 사람일 수 있다. 대안적으로, 대상체는 또한 기관지 전암성 병변 또는 기관지 전암성 병변과 관련된 하나 이상의 합병증을 갖는 것으로 이전에 진단되지 않은 사람일 수 있다. 예를 들어, 대상체는 기관지 전암성 병변에 대해 하나 이상의 위험 인자를 나타내는 사람 또는 기관지 전암성 병변과 관련된 하나 이상의 합병증을 나타내는 사람 또는 위험 인자를 나타내지 않는 대상체일 수 있다.
특정 상태에 대한 치료가 "필요한 대상체"는 그러한 상태를 갖고 있는 것으로 진단되거나 또는 그러한 상태가 발병할 위험이 있는 대상체일 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "단백질" 및 "폴리펩티드"는 인접한 잔기의 알파-아미노와 카복시 그룹 사이의 펩티드 결합에 의해 서로 연결된 일련의 아미노산 잔기를 지정하기 위하여 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다. 용어 "단백질" 및 "폴리펩티드"란 크기 또는 기능에 관계없이 변성된 아미노산 (예를 들어, 인산화, 글리케이트화, 글리코실화 등) 및 아미노산 유사체를 포함하는 아미노산의 중합체를 말한다. "단백질" 및 "폴리펩티드"는 종종 비교적 큰 폴리펩티드를 지칭하는데 사용되는 반면에, 용어 "펩티드"는 종종 작은 폴리펩티드를 지칭하는데 사용되지만, 당업계에서 이들 용어의 사용은 중복된다. 용어 "단백질" 및 "폴리펩티드"는 유전자 산물 및 이의 단편을 언급할 때 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다. 따라서, 예시적인 폴리펩티드 또는 단백질은 유전자 산물, 자연 발생 단백질, 상동체, 오르소로그 (ortholog), 파랄로그 (paralog), 단편, 및 전술한 것의 다른 등가물, 변이체, 단편 및 유사체를 포함한다.
본 명세서에 기재된 다양한 실시형태에서, 임의의 기술된 특정 폴리펩티드의 변이체 (자연 발생 또는 기타), 대립 유전자, 상동체, 보존적으로 변성된 변이체 및/또는 보존적 치환 변이체가 포함되는 것이 추가로 고려된다. 아미노산 서열과 관련하여, 당업자라면 암호화된 서열에서 단일 아미노산 또는 적은 비율의 아미노산을 변경하는 핵산, 펩티드, 폴리펩티드 또는 단백질 서열에 대한 개별 치환, 결실 또는 추가가 "보존적으로 변성된 변이체"이며 여기서 변경에 의해 화학적으로 유사한 아미노산으로 아미노산이 치환되고 폴리펩티드의 원하는 활성을 유지한다는 것을 인정할 것이다. 이러한 보존적으로 변성된 변이체는 기술 내용과 일치하는 다형성 변이체, 종간 상동체 및 대립 유전자에 부가되며 배제되지 않는다.
주어진 아미노산은 유사한 물리 화학적 특성을 갖는 잔기로 대체될 수 있으며, 예를 들어, 하나의 지방족 잔기를 다른 잔기로 치환 (예를 들어, Ile, Val, Leu 또는 Ala를 서로 대체함)하거나 또는 하나의 극성 잔기를 다른 잔기로 치환 (예를 들어, Lys와 Arg, Glu와 Asp 또는 Gln과 Asn 간의 치환)할 수 있다. 이러한 다른 보존적 치환, 예를 들어, 유사한 소수성 특성을 갖는 전체 영역의 치환은 널리 알려져 있다. 보존적 아미노산 치환을 포함하는 폴리펩티드는 원하는 활성, 예를 들어, 천연 또는 참조 폴리펩티드의 활성 및 특이성이 유지된다는 것을 확인하기 위하여 본 명세서에 기술된 검정들 중 어느 하나로 테스트될 수 있다.
아미노산은 문헌 [A.L. Lehninger, in Biochemistry, second ed., pp. 73-75, Worth Publishers, New York (1975)]에서 측쇄의 물성의 유사성에 따라서: (1) 비-극성: Ala (A), Val (V), Leu (L), Ile (I), Pro (P), Phe (F), Trp (W), Met (M); (2) 비-하전된 극성: Gly (G), Ser (S), Thr (T), Cys (C), Tyr (Y), Asn (N), Gln (Q); (3) 산성: Asp (D), Glu (E); (4) 염기성: Lys (K), Arg (R), His (H)로 그룹화 될 수 있다. 대안적으로, 자연 발생 잔기는 일반적인 측쇄의 물성에 따라서: (1) 소수성: Norleucine, Met, Ala, Val, Leu, Ile; (2) 중성의 친수성: Cys, Ser, Thr, Asn, Gln; (3) 산성: Asp, Glu; (4) 염기성: His, Lys, Arg; (5) 쇄 배향에 영향을 미치는 잔기: Gly, Pro; (6) 방향족: Trp, Tyr, Phe 그룹으로 나눌 수 있다. 비-보존적 치환은 이러한 부류 중 하나의 멤버를 다른 부류로 교환하는 것을 수반한다. 특정한 보존적 치환은, 예를 들어, Ala를 Gly 또는 Ser으로; Arg를 Lys로; Asn을 Gln 또는 His로; Asp를 Glu로; Cys를 Ser으로; Gln을 Asn으로; Glu를 Asp로; Gly를 Ala 또는 Pro로; His를 Asn 또는 Gln으로; Ile를 Leu 또는 Val으로; Leu를 Ile 또는 Val로; Lys를 Arg, Gln 또는 Glu로; Met를 Leu, Tyr 또는 Ile로; Phe를 Met, Leu 또는 Tyr로; Ser을 Thr로; Thr을 Ser로; Trp를 Tyr로; Tyr을 Trp로; 및/또는 Phe를 Val, Ile 또는 Leu로 치환하는 것을 포함한다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 폴리펩티드 (또는 이러한 폴리펩티드를 암호화하는 핵산)는 본 명세서에 기재된 아미노산 서열 중 하나의 기능성 단편일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "기능성 단편"은 하기 본 명세서에 기재된 검정에 따라서 야생형 참조 폴리펩티드 활성의 50 % 이상을 보유하는 펩티드의 단편 또는 세그먼트이다. 기능성 단편은 본 명세서에 개시된 서열의 보존적 치환을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 폴리펩티드는 본 명세서에 기재된 서열의 변이체일 수 있다. 일부 실시형태에서, 변이체는 보존적으로 변성된 변이체이다. 보존적 치환 변이체는, 예를 들어, 천연 뉴클레오타이드 서열의 돌연변이에 의해 수득할 수 있다. 본 명세서에서 언급되는 "변이체"는 천연 또는 참조 폴리펩티드와 실질적으로 상동성이지만 하나 또는 복수의 결실, 삽입 또는 치환으로 인해 천연 또는 참조 폴리펩티드의 아미노산 서열과 상이한 아미노산 서열을 갖는 폴리펩티드이다. 변이 폴리펩티드-암호화 DNA 서열은 천연 또는 참조 DNA 서열과 비교할 때 뉴클레오티드의 하나 이상의 추가, 결실 또는 치환을 포함하지만 활성을 유지하는 변이 단백질 또는 이의 단편을 암호화하는 서열을 포함한다. 폭넓은 각종 PCR-기반 부위-특이적 돌연변이 유발 접근법은 당업계에 공지되어 있으며 통상의 숙련가에 의해 적용될 수 있다.
변이 아미노산 또는 DNA 서열은 천연 또는 참조 서열과 90 % 이상, 91 % 이상, 92 % 이상, 93 % 이상, 94 % 이상, 95 % 이상, 96 % 이상, 97 % 이상, 98 % 이상, 99 % 이상 또는 그 이상 동일할 수 있다. 예를 들어, 전 세계의 웹에서 이러한 목적을 위해 일반적으로 사용되는 무료로 이용 가능한 컴퓨터 프로그램 (예: BLASTp 또는 BLASTn을 기본 설정함)을 사용하여 2 개의 서열들을 비교함으로써 천연 서열과 돌연변이 서열 간의 상동성 정도 (동일성 %)를 결정할 수 있다.
천연 아미노산 서열의 변경은 당업자에게 공지된 많은 기술 중 임의의 기술에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 돌연변이 서열을 함유하는 올리고뉴클레오티드를 합성함으로써 특정 유전자좌에서 돌연변이를 도입할 수 있으며, 이것은 천연 서열의 단편에 대한 결찰을 가능하게 하는 제한 부위가 측면에 위치한다. 결찰 후, 결과의 재구성된 서열은 원하는 아미노산 삽입, 치환 또는 결실을 갖는 유사체를 암호화한다. 대안적으로, 올리고뉴클레오타이드-지향된 부위-특이적 돌연변이 유발 절차를 이용하여 필요한 치환, 결실 또는 삽입에 따라서 변경된 특정 코돈을 갖는 변경된 뉴클레오티드 서열을 제공할 수 있다. 이러한 변경을 하기 위한 기술은 매우 잘 확립되어 있으며, 예를 들어, 문헌 [Walder et al. (유전자 42: 133, 1986); Bauer et al. (유전자 37: 73, 1985); Craik (BioTechniques, January 1985, 12-19); Smith et al. (Genetic Engineering: Principles and Methods, Plenum Press, 1981); 및 미국 특허 제 4,518,584 호 및 제 4,737,462 호]에 의해 기술된 것들을 포함하며, 상기 문헌은 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함되어 있다. 폴리펩티드의 적절한 형태를 유지하는데 수반되지 않는 임의의 시스테인 잔기는 분자의 산화 안정성을 개선하고 비정상적인 가교 결합을 방지하기 위해 일반적으로 세린으로 치환될 수도 있다. 반대로, 시스테인 결합 (들)을 폴리펩티드에 첨가하여 안정성을 개선하거나 또는 올리고머화를 촉진할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "핵산"또는 "핵산 서열"이란 리보 핵산, 데옥시리보 핵산 또는 이의 유사체의 단위를 혼입한 임의의 분자, 바람직하게는 중합체 분자를 말한다. 핵산은 단일 가닥 또는 이중 가닥일 수 있다. 단일 가닥 핵산은 변성된 이중 가닥 DNA의 하나의 핵산 가닥일 수 있다. 택일적으로, 그것은 이중 가닥 DNA로부터 파생되지 않은 단일 가닥 핵산일 수 있다. 하나의 양태에서, 핵산은 DNA일 수 있다. 또 다른 양태에서, 핵산은 RNA일 수 있다. 적합한 DNA는, 예를 들어, 게놈 DNA 또는 cDNA를 포함할 수 있다. 적합한 RNA는, 예를 들어, mRNA를 포함할 수 있다.
용어 "발현"이란 RNA 및 단백질을 생산하고 적절한 경우 단백질을 분비하는데 수반되는 세포 과정을 의미하고, 적용되는 경우, 예를 들어, 전사, 전사 처리, 번역 및 단백질 폴딩, 변성 및 처리를 포함하며, 이에 제한되어 있지 않다. 발현은 본 발명의 핵산 단편 또는 단편들로부터 유래된 센스 (mRNA) 또는 안티센스 RNA의 전사 및 안정한 축적 및/또는 mRNA의 폴리펩티드로의 번역을 의미할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 바이오마커 (들), 표적 (들) 또는 유전자/폴리펩티드의 발현은 조직-특이적이다. 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 바이오마커 (들), 표적 (들) 또는 유전자/폴리펩티드의 발현은 글로벌하다. 일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 바이오마커 (들), 표적 (들) 또는 유전자/폴리펩티드의 발현은 전신적이다.
"발현 산물"은 유전자로부터 전사된 RNA 및 유전자로부터 전사된 mRNA의 번역에 의해 수득한 폴리펩티드를 포함한다. 용어 "유전자"는 적절한 조절 서열에 운용 가능하게 연결될 때 시험관내 또는 생체내에서 RNA로 전사 (DNA)되는 핵산 서열을 의미한다. 유전자는 코딩 영역 앞뒤의 영역, 예를 들어, 5' 미번역된 (5'UTR) 또는 "리더" 서열 및 3'UTR 또는 "트레일러" 서열, 및 개별 코딩 세그먼트들 (엑손) 사이의 중간 서열들 (인트론)을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
본 발명의 맥락에서 "마커"는 대조군 대상체 (예: 건강한 대상체)로부터 채취한 비교 가능한 샘플과 비교하여 특정 하위 유형의 기관지 전암성 병변을 갖는 대상체로부터 채취한 샘플에 차별적으로 존재하는 발현 산물, 예를 들어, 핵산 또는 폴리펩티드를 지칭한다. 용어 "바이오마커"는 용어 "마커"와 상호 교환적으로 사용된다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 방법은 적어도 하나의 마커의 수준을 측정, 검출 또는 결정하는 것에 과한 것이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "검출하는" 또는 "측정하는"이란, 예를 들어, 샘플내에서 분석 물질의 존재를 나타내는 프로브, 표지 또는 표적 분자로부터 신호를 관찰하는 것을 의미한다. 특정 표지 잔기를 검출하기 위하여 당업계에 공지된 임의의 방법이 검출용으로 사용될 수 있다. 예시적인 검출 방법으로는 분광, 형광, 광화학, 생화학, 면역 화학, 전기, 광학 또는 화학적 방법을 들 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 측정은 정량적 관찰일 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "치료하다", "치료", "치료하는" 또는 "개선"은 대상체가 질병 또는 장애와 관련된 상태, 예를 들어, 기관지 전암성 병변의 진행 또는 중증도를 역전, 완화, 개선, 억제, 지연 또는 중지시키는 치료적 치료를 지칭한다. 용어 "치료하는"은 기관지 전암성 병변과 관련된 상태, 질환 또는 장애의 적어도 하나의 부작용 또는 증상을 감소 또는 완화시키는 것을 포함한다. 하나 이상의 증상 또는 임상 마커가 감소되면 치료는 일반적으로 "효과적"이다. 대안적으로, 치료는 질병의 진행이 감소되거나 중단되면 "효과적"이다. 즉, "치료"에는 증상 또는 마커의 개선뿐만 아니라, 치료하지 않았을 때 예상되는 것과 비교하여 증상의 중단, 최소한의 지연, 진행 또는 악화도 포함된다. 유익하거나 또는 원하는 임상 결과에는 검출 가능 여부에 관계없이, 하나 이상의 증상 (들)의 완화, 질병 정도의 감소, 질병의 안정화된 (즉, 악화되지 않은) 상태, 질병 진행의 지체 또는 지연, 질병 상태의 개선 또는 경감, 차도 (부분적으로 또는 전체적으로) 및/또는 사망률 감소가 포함된다. 질병의 "치료"라는 용어는 또한 질병의 증상 또는 부작용의 완화 (완화 치료 포함)를 제공하는 것을 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "약학적 조성물"이란 약학적으로 허용되는 담체, 예를 들어, 제약 산업에서 일반적으로 사용되는 단체와 조합된 활성제를 말한다. 본 명세서에서 사용된 "약학적으로 허용되는"이라는 문구는 합리적인 이익/위험 비율과 같은 정도의 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응 또는 기타 문제 또는 합병증 없이, 건전한 의학적 판단 범위 내에서 인간 및 동물의 조직과 접촉하여 사용하기에 적합한 화합물, 물질, 조성물 및/또는 투여량 형태를 말한다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 약학적으로 허용되는 담체는 물 이외의 담체일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 약학적으로 허용되는 담체는 크림, 에멀젼, 겔, 리포솜, 나노 입자 및/또는 연고일 수 있다. 임의의 양태의 일부 실시형태에서, 약학적으로 허용되는 담체는 인공 또는 조작된 담체, 예를 들어, 활성 성분이 자연에서 발생하는 것으로 밝혀지지 않은 담체일 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "투여"란 원하는 부위에서 제제를 적어도 부분적으로 전달하는 방법 또는 경로에 의해 본 명세서에 개시된 바와 같은 화합물을 대상체에 배치하는 것을 말한다. 본 명세서에 개시된 화합물을 포함하는 약학적 조성물은 대상체의 효과적인 치료를 하는 임의의 적절한 경로에 의해 투여될 수 있다. 일부 실시형태에서, 투여는 물리적 인간 활동, 예를 들어, 주사, 섭취 행위, 적용 행위, 및/또는 전달 장치 또는 기계의 조작을 포함한다. 이러한 활동은, 예를 들어, 의료 전문가 및/또는 치료중인 대상체에 의해 수행될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "접촉"이란 제제를 하나 이상의 세포에 전달하거나 노출하기 위한 임의의 적합한 수단을 의미한다. 예시적인 전달 방법에는 세포 배양 배지로의 직접 전달, 관류, 주사, 또는 당업자에게 잘 알려진 다른 전달 방법이 포함되며, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시형태에서, 접촉은 물리적 인간 활동, 예를 들어, 주사; 조제, 혼합 및/또는 디캔팅의 행위; 및/또는 전달 장치 또는 기계의 조작을 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "억제제"란 표적 분자의 발현 및/또는 활성 또는 활성 또는 과정을, 예를 들어, 적어도 10 % 이상, 예를 들어, 10 % 이상, 50 % 이상, 70 % 이상, 80 % 이상, 90 % 이상, 95 % 이상 또는 98 % 이상만큼 감소시킬 수 있는 제제를 말한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "약물", "화합물" 또는 "제제"란 상호 교환적으로 사용되며, 분자 및/또는 조성물을 지칭한다. 화합물/제제는 화학적 화합물 및 화학적 화합물의 혼합물, 예를 들어, 작은 유기 또는 무기 분자; 사카린; 올리고당류; 다당류; 생물학적 거대 분자, 예를 들어, 펩티드, 단백질 및 펩티드 유사체와 유도체; 펩티도미메틱; 핵산; 핵산 유사체와 유도체; 박테리아, 식물, 균류, 또는 동물 세포 또는 조직과 같은 생물학적 물질로부터 제조한 추출물; 자연 발생 또는 합성 조성물; 펩티드; 앱타머; 및 항체와 인트라바디, 또는 이의 단편을 포함하지만, 이에 제한되어 있지 않다. 일부 실시형태에서, 본 명세서에 사용된 "약물"은, 예를 들어, FDA에 의해 의료용으로 승인된 제제를 지칭한다.
용어 "통계적으로 유의미한" 또는 "유의한"이란 통계적으로 유의미함을 말하며, 일반적으로 2 개의 표준 편차 (2SD) 또는 그 이상의 차이를 의미한다.
운용 실시예 이외에도 또는 달리 나타낸 경우를 제외하곤, 본 명세서에 사용된 성분 또는 반응 조건의 양을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 있어서 용어 "약"에 의해 변경되는 것으로 이해되어야 한다. 백분율과 관련하여 사용되는 용어 "약"은 ± 1 %를 의미할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "포함하는"이란 제시 및 정의된 요소에 추가하여 다른 요소가 또한 존재할 수 있음을 의미한다. "포함하는"의 사용은 제한이 아닌 포함을 나타낸다.
용어 "이루어지는"이란 본 명세서에 기술된 바와 같은 조성물, 방법 및 이들 각각의 구성 요소를 지칭하며, 이는 실시형태의 설명에서 인용되지 않은 임의의 요소를 배제한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "필수적으로 구성되는"이란 주어진 실시형태에 대해 필요한 요소를 지칭한다. 상기 용어는 본 발명의 실시형태의 기본적인 및 신규한 또는 기능적인 특성 (들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 부가적인 요소의 존재를 허용한다.
단수 용어 "a", "an" 및 "the"는 문맥에서 달리 명시되지 않는 한 복수 대상을 포함한다. 유사하게, "또는"이라는 단어는 문맥에서 달리 명시되지 않는 한 "및"을 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에 기재된 것들과 유사하거나 동등한 방법 및 물질이 본 개시 내용의 실시 또는 테스팅에 사용될 수 있을지라도, 적합한 방법 및 물질은 아래에 기재되어 있다. 약어 "예 (e.g.)"는 라틴어 exempli gratia로부터 유래한 것으로, 본 명세서에서는 비-제한적인 실례를 나타내기 위하여 사용된다. 따라서 약어 "e.g."는 "예를 들어"라는 용어와 동의어이다.
본 명세서에 개시된 본 발명의 대안적인 요소 또는 실시형태의 그룹은 제한적으로 해석되어서는 안된다. 각각의 그룹 구성원은 개별적으로 또는 그룹의 다른 구성원 또는 본 명세서에서 발견되는 다른 요소와 임의의 조합으로 언급되고 청구될 수 있다. 그룹의 하나 이상의 구성원은 편의성 및/또는 특허 가능성의 이유로 그룹에 포함되거나 또는 그룹으로부터 삭제될 수 있다. 이러한 포함 또는 삭제가 일어나면 명세서는 본 문에서 변경된 그룹을 함유하는 것으로 간주되어 첨부된 특허 청구 범위에 사용된 모든 마커쉬 (Markush) 그룹의 작성 기재를 충족한다.
본 명세서에서 달리 정의되지 않는 한, 본 출원과 관련하여 사용되는 과학적 및 기술적 용어들은 본 개시 내용이 속하는 기술 분야에서 통상적인 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가져야 한다. 본 발명은 본 명세서에 기재된 특정 방법론, 프로토콜 및 시약 등에 제한되지 않으며 그 자체로 다양하게 변화될 수 있음을 이해해야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정 실시형태를 설명하기 위한 것이지, 특허 청구 범위에 의해서만 정의되는 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니다. 면역학 및 분자 생물학에서 일반적인 용어들의 정의는 문헌 [The Merck Manual of Diagnosis and Therapy, 20th Edition, published by Merck Sharp & Dohme Corp., 2018 (ISBN 0911910190, 978-0911910421); Robert S. Porter et al. (eds.), The Encyclopedia of Molecular Cell Biology and Molecular Medicine, published by Blackwell Science Ltd., 1999-2012 (ISBN 9783527600908); and Robert A. Meyers (ed.), Molecular Biology and Biotechnology: a Comprehensive Desk Reference, published by VCH Publishers, Inc., 1995 (ISBN 1-56081-569-8); Immunology by Werner Luttmann, published by Elsevier, 2006; Janeway's Immunobiology, Kenneth Murphy, Allan Mowat, Casey Weaver (eds.), W. W. Norton & Company, 2016 (ISBN 0815345054, 978-0815345053); Lewin's Genes XI, published by Jones & Bartlett Publishers, 2014 (ISBN-1449659055); Michael Richard Green and Joseph Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 4th ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., USA (2012) (ISBN 1936113414); Davis et al., Basic Methods in Molecular Biology, Elsevier Science Publishing, Inc., New York, USA (2012) (ISBN 044460149X); Laboratory Methods in Enzymology: DNA, Jon Lorsch (ed.) Elsevier, 2013 (ISBN 0124199542); Current Protocols in Molecular Biology (CPMB), Frederick M. Ausubel (ed.), John Wiley and Sons, 2014 (ISBN 047150338X, 9780471503385), Current Protocols in Protein Science (CPPS), John E. Coligan (ed.), John Wiley and Sons, Inc., 2005; and Current Protocols in Immunology (CPI) (John E. Coligan, ADA M Kruisbeek, David H Margulies, Ethan M Shevach, Warren Strobe, (eds.) John Wiley and Sons, Inc., 2003 (ISBN 0471142735, 9780471142737)에서 나타나 있으며, 이들의 내용은 모두 그 전체가 본 명세서에서 참고로 포함되어 있다.
다른 용어들은 본 발명의 다양한 양태의 설명 내에서 본 명세서에서 정의되어 있다.
본 출원 전 반야에 걸쳐 인용된 참조 문헌들, 허여된 특허들, 공개된 특허 출원들, 및 동시 계류중인 특허 출원들을 포함하는 모든 특허들 및 기타 간행물들은, 예를 들어, 본 명세서에 기재된 기술과 관련하여 사용될 수 있는 그러한 공보들에 기재된 방법론을 기술하고 공개할 목적으로 본 명세서에서 참고로 명확하게 포함되어 있다. 이러한 간행물들은 본 출원의 출원일 이전에 공개된 것에 대해서만 제공된다. 이와 관련하여, 어떠한 것도 발명자들이 선행 발명 또는 다른 이유에 의해 상기 공개를 선행할 자격이 없음을 인정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 이들 문서의 내용에 대한 날짜 또는 표현에 관한 모든 진술은 출원인이 입수할 수 있는 정보를 기반으로 하며 이들 문서의 날짜 또는 내용의 정확성에 대한 인정을 구성하지 않는다.
본 개시 내용의 실시형태들의 설명은 철저한 규명을 요하거나 또는 개시 내용을 기술된 정확한 형태로 제한하려는 의도가 아니다. 본 개시 내용의 특정 실시형태 및 그에 대한 실례들은 예시 목적으로 본 명세서에 기재되어 있지만, 관련 기술 분야의 숙련자라면 인식할 수 있는 바와 같이 본 개시 내용의 범위 내에서 다양한 균등적 변경이 가능하다. 예를 들어, 방법 단계 또는 기능들이 주어진 순서로 제시되지만, 대안적인 실시형태들은 다른 순서로 기능을 수행할 수 있거나 또는 기능들을 실질적으로 동시에 수행할 수 있다. 본 명세서에서 제공된 개시 내용의 교시는 적절한 다른 절차 또는 방법에 적용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 다양한 실시형태들은 추가적인 실시형태를 제공하기 위하여 결합될 수 있다. 본 개시 내용의 양태는, 필요에 따라서, 본 개시 내용의 추가적인 실시형태를 제공하기 위하여 상기 참고 문헌 및 출원의 조성, 기능 및 개념을 사용하도록 변경될 수 있다. 이들 변경 및 다른 변경은 상세한 설명에 비추어 볼 때 본 개시 내용에 가해질 수 있다. 그러한 모든 변경은 첨부된 특허 청구 범위내에 포함되도록 의도되어 있다.
전술한 실시형태들 중 임의의 특정 요소들은 다른 실시형태들의 요소들을 조합하거나 또는 대체할 수 있다. 더욱이, 본 개시 내용의 특정 실시형태와 관련된 이점들이 이들 실시형태의 맥락에서 기재되었지만, 다른 실시형태들도 상기 이점들을 나타낼 수 있으며, 모든 실시형태가 본 개시 내용의 범위내에 속하기 위하여 반드시 상기 이점들을 나타낼 필요는 없다.
본 명세서에 기재된 기술은 추가로 제한하는 것으로 해석되어서는 안되는 하기의 실시예들에 의해 추가로 입증된다.
본 명세서에 기재된 기술의 일부 실시형태는 아래 번호 매겨진 단락 중 임의의 단락에 따라 정의될 수 있다:
1. 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법으로서,
i. 중심 기도(central airway)를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차(bronchoscopy-based procedure) 및 흉부 CT 스캔 둘 다;
ii. 적어도 6개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는
iii. 적어도 하나의 항-증식성 약물; 중 적어도 하나를,
비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및
비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준; 중 적어도 하나를 갖는 것으로 결정된 대상체에게
투여하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 단락 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 5 유전자가,
RACGAP1 및 TPX2로 이루어진 군에서 선택되고;
상기 적어도 하나 이상의 모듈 6 유전자가,
NEK11 및 IFT88으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
3. 단락 1 내지 단락 2 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 대상체가 적어도 하나의 모듈 7 또는 모듈 4 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 추가로 결정되는, 방법.
4. 단락 3에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 7 또는 모듈 4 유전자가,
COX6A1; COX7A2; RPL26; 및 RPL23으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
5. 단락 1 내지 단락 4 중 어느 한 단락에 있어서, 표 15의 각 유전자의 발현 수준이 결정되는, 방법.
6. 단락 1 내지 단락 5 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 적어도 하나의 항-증식성 약물이,
아세틸콜린 수용체 길항제; 아세틸콜린에스테라제 억제제; 아데노신 수용체 길항제; 아드레날린성 수용체 길항제; AKT 억제제; 안지오텐신 수용체 길항제; 아폽토시스 자극제; 오로라(Aurora) 키나제 억제제; CDK 억제제; 사이클로옥시게나제 억제제; 사이토카인 생산 억제제; 데하이드로게나제 억제제; DNA 단백질 키나제 억제제; 초점 접착 억제제(focal adhesion inhibitors); 도파민 수용체 길항제; EGFR 억제제; ERK1 및 ERK2 인산화 억제제; 에스트로겐 수용체 효능제; EZH2 억제제; FLT3 억제제; 글루코코르티코이드 수용체 효능제; 글루타메이트 수용체 길항제; HDAC 억제제; 히스타민 수용체 길항제; 히스톤 라이신 메틸트랜스퍼라제 억제제; HSP 억제제; IKK 억제제; 이온 채널 길항제; JAK 억제제; JNK 억제제; KIT 억제제; 류신 풍부 반복 키나제 억제제; MDM 억제제; 매개자(mediator) 방출 억제제; MEK 억제제; MTOR 억제제; 모노아민 옥시다제 억제제; NFkB 경로 억제제; 뉴클레오포스민 억제제; PARP 억제제; PPAR 수용체 효능제; PI3K 억제제; 티로신키나제 억제제; 포스포다이에스테라제 억제제; 단백질 키나제 억제제; RAF 억제제; RNA 중합효소 억제제; 토포아이소머라제 억제제; RNA 합성 억제제; SIRT 억제제; 나트륨 채널 차단제; VEGFR 억제제; 및 비타민 D 수용체 효능제로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
7. 단락 1 내지 단락 6 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 항-증식성 약물이 흡입-제형 또는 국소 제형으로서 투여되는, 방법.
8. 단락 1 내지 단락 7 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 항-증식성 약물이 기관지경 검사-기반 절차 동안 투여되는, 방법.
9. 단락 1 내지 단락 8 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 항-증식성 약물이 전신으로 투여되는, 방법.
10. 단락 1 내지 단락 9 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 항-증식성 약물이 기관지경 검사-기반 절차 동안 투여되고 전신으로 투여되는, 방법.
11. 단락 1 내지 단락 10 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 대상체가 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준 및/또는 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 추가로 결정되는, 방법.
12. 단락 11에 있어서, 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준 및/또는 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 결정된 상기 대상체에게,
i. 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다;
ii. 적어도 6개월마다, 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는
iii. 적어도 하나의 면역 자극제; 중 적어도 하나가 투여되는, 방법.
13. 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법으로서,
i. 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다;
ii. 적어도 6개월마다, 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는
iii. 적어도 하나의 면역-자극 약물; 중 적어도 하나를,
비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준 및/또는 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 결정된 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
14. 단락 11 내지 단락 13 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 모듈 9 유전자가,
EPSTI1; UBE2L6; B2M 및 TAP1으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
15. 단락 11 내지 단락 14 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 적어도 하나의 유전자 모듈 9 유전자가 표 16에서 선택되는, 방법.
16. 단락 11 내지 단락 15 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 모듈 10 유전자가,
CACNB3 및 MAPK10으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
17. 단락 11 내지 단락 16 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 적어도 하나의 면역-자극 약물이,
면역-체크포인트 억제제(예를 들어, PD-1, PD-L1, CTLA4, 및 LAG3에 대한 억제제); 인터페론 신호전달을 자극하는 약물(예를 들어, 인터페론 신호전달을 개선하는 항-바이러스 약물); DNA 합성 억제제; IMDH 억제제; CDK 억제제; 리보뉴클레오타이드 리덕타제 억제제; 다이하이드로폴레이트 리덕타제 억제제; 토포아이소머라 제 억제제; FLT3 억제제; IGF-1 억제제; MEK 억제제; 오로라 키나제 억제제; PKC 억제제; RAF 억제제; PDFGR/KIT 억제제; VEGFR 억제제; SRC 억제제; 레티노이드 수용체 효능제; HDAC 억제제; DNA 메틸트랜스퍼라제 억제제; 및 EZH2 억제제로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
18. 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법으로서,
i. 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다;
ii. 적어도 6개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경 검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는
iii. 적어도 하나의 항-염증성 약물; 중 적어도 하나를,
비-염증성 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 2 유전자의 증가된 발현 수준; 및
비-염증성 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준; 중 적어도 하나를 갖는 것으로 결정된 대상체에게
투여하는 단계를 포함하는, 방법.
19. 단락 17에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 2 유전자가,
MSANTD2, CCNL2 및 LUC7L로 이루어진 군으로부터 선택되고;
상기 적어도 하나의 모듈 6 유전자가,
NEK11 및 IFT88으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
20. 단락 17 내지 단락 18 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 대상체가 적어도 하나의 모듈 7 유전자, 모듈 1 유전자 또는 모듈 8 유전자의 증가된 발현 수준 및/또는 적어도 하나의 모듈 4 유전자 또는 하나의 모듈 5 유전자의 감소된 발현 수준을 갖는 것으로 추가로 결정되는, 방법.
21. 단락 19에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 7 유전자가 RPL26 및 RPL23로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
22. 단락 19에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 1 유전자가 KIRREL; PHLDB1; 및 MARVELD1으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
23. 단락 19에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 8 유전자가 DOC2; CD53; 및 LAPTM으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
24. 단락 19에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 4 유전자가 COX6A1 및 COX7A2로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
25. 단락 19에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 5 유전자가 RACGAP1 및 TPX2로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
26. 단락 17 내지 단락 24 중 어느 한 단락에 있어서, 표 15의 각 유전자의 발현 수준이 결정되는, 방법.
27. 단락 17 내지 단락 25 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 적어도 하나의 항-염증성 약물이,
아세틸콜린 수용체 길항제; 아세틸콜린에스테라제 억제제; 아데노신 수용체 길항제; 아드레날린성 수용체 길항제; 안지오텐신 수용체 길항제; 항-IL1B 항체; 아폽토시스 자극제; 오로라 키나제 억제제; CDK 억제제; 사이클로옥시게나제 억제제; 사이토카인 생산 억제제; 데하이드로게나제 억제제; 도파민 수용체 길항제; EGFR 억제제; ERK1 및 ERK2 인산화 억제제; 에스트로겐 수용체 효능제; FLT3 억제제; 글루코코르티코이드 수용체 효능제; 글루타메이트 수용체 길항제; HDAC 억제제; 히스타민 수용체 길항제; 히스톤 라이신 메틸트랜스퍼라제 억제제; HSP 억제제; IKK 억제제; 이온 채널 길항제; KIT 억제제; 류신 풍부 반복 키나제 억제제; MEK 억제제; MDM 억제제; 포스포다이에스테라제 억제제; 모노아민 옥시다제 억제제; MTOR 억제제; NFkB 경로 억제제; 뉴클레오포스민 억제제; PARP 억제제; PI3K 억제제; PPAR 수용체 효능제; 단백질 합성 억제제(예를 들어, 클로람페니콜); RAF 억제제; SIRT 억제제; 나트륨 채널 차단제; TGF 베타 수용체 억제제; 토포아이소머라제 억제제; 티로신키나제 억제제; VEGFR 억제제; 및 비타민 D 수용체 효능제로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
28. 단락 17 내지 단락 26 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 항-염증성 약물이 기관지경 검사-기반 절차 동안 투여되는, 방법.
29. 단락 17 내지 단락 27 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 항-염증성 약물이 전신으로 투여되는, 방법.
30. 단락 17 내지 단락 28 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 항-염증성 약물이 기관지경 검사-기반 절차 동안 투여되고 전신으로 투여되는, 방법.
31. 단락 1 내지 단락 29 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 적어도 하나의 유전자가 표 14에서 선택되는, 방법.
32. 단락 1 내지 단락 30 중 어느 한 단락에 있어서, 표 14의 각 유전자의 발현 수준이 결정되는, 방법.
33. 단락 1 내지 단락 31 중 어느 한 단락에 있어서, 폐암 폐 편평세포 암종의 발병이 예방, 지체, 또는 지연되는, 방법.
34. 단락 1 내지 단락 32 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 폐암이 폐 편평세포 암종인, 방법.
35. 단락 1 내지 단락 33 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 발현 수준이 상기 대상체로부터 수득한 기관지내 생검, 기관지내 브러싱 샘플, 대기도 생검, 대기도 브러싱 샘플, 비강 상피 세포, 가래, 또는 혈액 중의 발현 수준인, 방법.
36. 단락 1 내지 단락 34 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 발현 수준이 우측 또는 좌측 주간 기관지(mainstem bronchus)로부터 수득한 기관지 브러싱 중의 발현 수준인, 방법.
37. 단락 34항 내지 단락 35 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 생검 또는 브러싱 샘플이 형태학적으로 정상 조직 또는 세포를 포함하는, 방법.
38. 단락 34 내지 단락 35 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 생검 또는 브러싱 샘플이 형태학적으로 정상적인 조직 또는 세포로 이루어진, 방법.
39 단락 1 내지 단락 34 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 발현 수준이 기관지 전암성 병변 세포를 포함하는 샘플 중의 발현 수준인, 방법.
40. 단락 1 내지 단락 35 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 발현 수준이 형태학적으로 정상 세포를 포함하는 샘플 중의 발현 수준인, 방법.
41. 단락 1 내지 단락 36 중 어느 한 단락에 있어서, 상기 대상체가 흡연자 또는 과거(former) 흡연자인, 방법.
실시예
실시예 1: 분자 하위 유형은 기관지 전암성 병변의 진행과 관련된 면역의 변경을 나타낸다.
본 명세서에는 폐암 위험 바이오마커 및 차단 전략을 개발하는데 활용될 수 있는 진행성/지속성 기관지 이형성증과 관련된 상피 및 면역 변경이 식별된 기관지 전암성 병변 및 기도 손상 부위의 분자 특성화가 기재되어 있다.
기관지 전암성 병변 (PML)은 폐 편평세포 암종의 전구체이지만, 다양한 결과를 가지며 침습성 암으로 진행할 위험이 가장 높은 PML을 식별하고 치료하는 수단이 부족하다. RNA-Seq에 의해 고위험 흡연자로부터 수득한 PML의 기관지내 생검을 프로파일링하여 상피 및 면역 과정의 차이가 있는 4 가지 PML 하위 유형을 식별하였다. 하나의 분자 하위 유형 (증식성)은 이형성 병변이 풍부하고 대사 및 세포주기 경로의 상향 조절 및 섬모 과정의 하향 조절을 나타낸다. 정상으로 보이는 관련 없는 대기도 브러싱으로부터 RNA-Seq 프로파일은 높은 특이성의 증식성 병변을 가진 대상체를 식별할 수 있다. 인터페론 신호 전달 및 항원 처리/제시 경로의 발현은 진행성/지속적 증식성 병변에서 감소하며, 면역 형광은 이러한 병변에서 선천성 및 적응성 면역 세포의 고갈을 나타낸다. PML 또는 관련 없는 기도에서 측정된 분자 바이오마커는 조직 병리학적 등급을 향상시킬 수 있으며, 면역 예방 전략이 PML의 폐암으로의 진행을 차단하는데 효과적일 수 있음을 나타낸다.
개론
폐암 (LC)은 결장 직장암, 췌장암, 유방암 및 전립선암을 합친 것보다 매년 약 160,000 명의 미국인 생명을 앗아가는 암 사망의 주요 원인이다. 사망률을 낮추기 위해서는 질병을 가장 초기에 그리고 잠재적으로 가장 치료 가능한 단계에서 진단하여 암 발생을 차단하는 혁신적인 전략이 필요하다. National Lung Screening Trial (1)의 결과를 기반으로 한 최근의 발전은 고위험 개체의 컴퓨터 단층 촬영 (CT) 스크리닝이 사망률을 크게 감소시킴에 따라 초기 LC 검출의 환경을 극적으로 변화시키고 있다. 이러한 진전에도 불구하고, 바이오마커는 자격 기준이 미국에서 LC로 진단된 개체의 27 % 미만을 차지함에 따라 LC 스트리닝을 위한 개체를 선택하는데 필요하며 (2), 스크리닝이 매우 높은 위양성율 (> 90 %)을 가짐에 따라 양성 또는 암성 불확정 폐 결절을 구분하는데 필요하다. 또한, 이러한 고위험군에서 LC가 발생하기 전에 LC를 "차단"하기 위하여 질병 과정의 초기에 개인화 치료법을 개발해야 하는 필요성이 긴급하지만 충족되지 않고 있다.
LC 위험 바이오마커 및 LC 차단 전략의 개발은 호흡 상피에서 발생하는 폐 발암에서 수반되는 최초의 분자 변경에 대한 자세한 이해를 필요로 한다 (3, 4). 담배 연기에 노출되면 전암성 병변 (PML) 및 LC가 발병하는 "위험한" 기도로 이어질 수 있는 각종 게놈 변경을 유도함으로써 전체 호흡 기관에 손상 부위를 일으킬 수 있다. 폐 편평세포 암종 (LUSC)은 기관지 기도의 상피층에서 발생하며, 종종 정상 상피로부터 과형성증, 편평 상피화생, 이형성증 (경증, 중등도 및 중증), 전암상태 (CIS)로, 마지막으로 침습성 및 전이성 LUSC로의 단계적 조직학적 진행을 통해 PML의 발병에 의해 선행된다 (5). 실제로, 많은 이형성 병변이 다양한 결과를 나타낼 지라도, 고 등급의 지속성 또는 진행성 이형성증 (중등도 또는 중증)의 존재는 병변 부위 (편평세포 폐암의 추정된 전구체임)와 폐의 다른 곳에서 증가된 LC 위험의 지표이다 (6). 그러나, 현재 PML을 식별하기 위한 유효한 수단은 침습성 암종으로 진행될 위험이 가장 높다 (7). 질병 진행 마커의 개발은 고위험 환자를 식별하고, 새로운 폐암 화학 예방제를 제안하며, 폐암 예방 시험에서 결과를 모니터링하기 위한 분자 바이오마커를 제공할 것이다.
본 명세서에서는 상피 세포와 면역 세포의 혼합물을 포함하는 기관지 생검의 분자 특성화가 고-등급 조직학 및 전암성 병변 진행과 관련된 전사체 변경을 식별할 수 있게 할 것이라고 가정한다. 이러한 연구에서는 mRNA 서열 분석을 사용하여 자가 형광 기관지경 검사 및 흉부 CT에 의해 폐암 검사를 받는 고위험 흡연자로부터 일련의 기관지경 검사를 통해 수득한 기관지내 생검 및 브러싱을 프로파일링하였다. 기관지 생검을 사용하여 임상 표현형 및 생물학적 과정과 관련된 4 개의 분자 하위 유형을 식별하였다. 하나의 하위 유형 (증식성 하위 유형)은 이형성 조직학, 높은 기저 세포 및 낮은 섬모 세포 신호를 갖는 생검 및 증식-관련 경로의 발현이 풍부하다. 인터페론 신호 전달 및 T 세포 매개 면역에서 수반된 유전자는 퇴행성 병변과 비교하여 증식성 하위 유형 내에서 진행성/지속성 병변들 사이에서 하향 조절되었으며, 이들 경로는 선천성 및 적응성 면역 세포 유형 모두의 감소와 상관 관계가 있었다. 고-등급/진행성 질환 그룹으로의 생검의 분자 분류를 사용하여 환자를 예방 시험으로 계층화하고 치료 효과를 모니터링할 수 있다. 그 결과는 또한 특정 암-관련 경로 또는 면역 체계를 표적으로 하는 맞춤형 폐암 화학 예방이 잠재적인 치료 이점을 가질 수 있음을 나타낸다.
결과
대상체 집단
이러한 연구에서는 mRNA 서열 분석을 사용하여 뉴욕, 버팔로의 Roswell Park Comprehensive Cancer Center (Roswell)에서 자가 형광 기관지경 검사 및 흉부 CT에 의한 폐암 검사를 받는 고위험 흡연자의 일련의 기관지경 검사를 통해 수득한 기관지내 생검 및 브러싱을 프로파일링하였다. 발견 코호트 (Discovery Cohort) 샘플을 2010 년과 2012 년 사이의 Roswell 대상체 (DC; n = 29 환자, n = 191 생검, n = 91 브러시)로부터 수득하였으며, 검증 코호트 (Validation Cohort) 샘플을 2012 년과 2015 년 사이에서 수득하였다 (VC; n = 20 환자, n = 111 생검 및 49 브러시). 대상체들은 주로 노인 흡연자이며, 이들 중 많은 사람들은 폐암, 만성 폐쇄성 폐 질환 (COPD) 및 폐암 발병 위험이 높은 직업적 노출의 병력이 있다. 기본적인 방문시에 보고된 성별, 연령, 흡연 상태 (전부 또는 전혀 없음), 팩-이어 (pack-year), 폐암의 과거 병력, COPD 상태 및 직업적 노출과 같은 기준선에서 보고된 임상 특성은 2 개의 코호트들 간에 유의한 차이가 없었다 (표 1). 몇 개의 품질 계량을 기반으로 샘플을 필터링한 후, DC는 190 개의 생검과 89 개의 브러시를 가진 반면에, VC는 105 개의 생검과 48 개의 브러시를 가졌다. 대상체들의 94 %는 기관지내 생검을 통해 2 회 이상 샘플링된 적어도 하나의 폐 해부학적 위치를 가졌다. DC 및 VC는 이형성증의 조직학적 등급이 37.9 % 및 35.2 % 또는 그 이상의 생검을 함유했으며, 23.1 % 및 19.0 %는 각각 진행성/지속성 이형성증을 가졌다 (표 2). 흡연 상태는 기준선에서만 사용할 수 있었기 때문에 이전에 기재된 흡연-관련 서명 (8)을 사용하여 각 샘플의 흡연 상태를 예측한 바, VC (36.2 %)에 비하여 DC가 현재 흡연자 (62.6 %)인 것으로 예상되는 더 높은 비율의 생검을 가졌음을 발견하였다. 하나의 시점 당 하나의 브러시만 수집하기 때문에, 2 개의 코호트 간의 기관지 브러싱 중에서 흡연 상태는 유의한 차이가 없다. 예측된 흡연 상태는 DC 및 VC 대상체의 63 % 및 70 % 각각에 대해 모든 절차에 걸쳐 일관적이었다. RNA 서열 분석 품질 관점에서, DC는 생검들 중에서 전체 판독, 고유 매핑 판독율 (%) 및 중간 전사체 무결성 점수가 VC보다 훨씬 더 많았지만, 코호트 간의 이러한 차이는 브러시에 반영되지 않았다 (도 5).
발견 코호트 내의 LUSC PML은 별개의 분자 하위 유형으로 나뉜다.
기관지내 생검을 사용하여 LUSC PML 조직학적 중증도와 관련된 유전자 발현 차이를 식별하기 위하여, 발견-기반 접근법을 사용하여 뚜렷한 유전자 공동 발현 패턴 (유전자 모듈)을 기반으로 신생 분자 하위 유형을 식별하였다. 상기 접근법은 생검내에 조직학적 이질성이 있고 mRNA-Seq를 통해 프로파일링된 생검에 인접한 생검을 사용하여 병리학적 분석이 수행되었다는 점을 고려하여 선택되었다. 먼저, 서로 다른 LUSC 데이터 세트 전체에 걸쳐 존재하는 유전자 모듈 세트를 선택하고자 하였다. 가중 유전자 공동 발현 네트워크 분석 (WGCNA) (9)을 사용하여 DC 생검 (n = 190 샘플, n = 16653 유전자, n = 15 유전자 모듈), DC 브러시 (n = 89 샘플, n = 16058 유전자, n = 47 유전자 모듈), TCGA 편평세포 암종 (LUSC) 종양 (10) (n = 471 샘플, n = 17887 유전자, n = 55 유전자 모듈), 및 n-니트로소트리스-(2-클로로에틸)우레아 (NTCU) (n = 25 샘플, n = 14897 유전자, n = 40 유전자 모듈)로 처리된 마우스의 기관기관지 샘플에서 유전자 모듈을 얻었다. 각각 4 개의 데이터 세트 내에서 적어도 하나의 다른 비-DC 생검 모듈과 고도로 상관된 (절대 피어슨 상관 계수 r> 0.85) DC 생검 유전자 모듈을 선택하였다. 선택된 모듈내의 유전자는 각각의 유전자가 또한 상관된 비-DC 생검 모듈 중 적어도 하나에 존재한다는 것을 요구함으로써 필터링되었으며, 결과적으로 총 3,936 개의 유전자로 구성된 9 개의 유전자 모듈 세트를 생성하였다 (도 6). 이러한 유전자 모듈은 합의 클러스터링을 통해 DC 생검 내에서 다음과 같은 4 개의 분자 하위 유형을 식별하였다: 증식성 (암청색, n = 52 샘플, 27.4 %), 염증성 (암녹색, n = 37 샘플, 19.5 %), 분비성 (담청색, n = 61 샘플, 32.1 %) 및 정상 유사 (연두색, n = 40 샘플, 21.1 %) (도 1A, 표 3).
각각의 분자 하위 유형을 특성화하기 위하여, 첫 번째 초점은 유전자 모듈 발현 패턴이 각각의 PML 하위 유형을 정의함에 따라 각각의 유전자 모듈을 포함하는 유전자에서 과도하게 표현되는 생물학적 경로를 식별하는 것이었다. 각각의 유전자 모듈은 별개의 상피 및 면역 생물학적 과정과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다 (도 1A, 도 6 및 표 5). 증식성 하위 유형은 특히 에너지 대사 및 세포주기 경로에 관여하는 증가된 유전자 발현을 특징으로 한다 (모듈 4 및 5). 분비성 및 정상 유사 하위 유형은 모두 섬모-관련 경로에서 증가된 유전자 발현을 가졌지만 (모듈 6), 정상 유사 하위 유형은 특히 염증, 림프구 및 백혈구 조절, 및 항원 처리 및 제시 경로와 관련되는 감소된 유전자 발현을 가졌다 (모듈 8 및 9). 분비성 하위 유형은 단백질 번역과 관련된 감소된 유전자 발현을 나타내는 반면에 (모듈 7), RNA 처리 유전자는 염증성 하위 유형에서 더 높게 발현된다 (모듈 2).
분자 하위 유형은 임상 표현형과의 연관성 및 확립된 LUSC 종양 분자 하위 유형 (11, 12)에 의해 추가로 특성화되었다. 샘플 흡연 상태, 샘플이 유래된 대상체 및 샘플 조직학은 하위 유형과 상당한 연관성을 입증하였다 (p <0.01, 도 1B, 표 6, 도 8). 증식성 및 분비성 하위 유형은 현재 흡연자에 대해 강화되며, 이러한 연관성은 대상체의 79 %가 연구 내내 흡연 상태를 유지함에 따라 대상체 농축을 유도한다. 또한, 증식성 하위 유형은 이형성 조직학을 갖는 생검에 대해 강화된다 (도 1B). 증식성 하위 유형은 증식 마커 MKI67을 포함하여 세포주기 과정에 관여하는 높은 유전자 발현을 가지며, 이는 다른 하위 유형의 샘플과 비교하여 하위 유형의 샘플들 중에서 상당히 상향 조절되어 있다 (FDR = 1.0e-30, 모든 유전자에 걸쳐 증식성 대 비-증식성 하위 유형의 샘플들 간의 차등 발현 분석을 기반으로 한 선형 모델). 상기 유전자는 정상/과형성 조직학을 갖는 샘플 (FDR = 3.4e-10, 선형 모델) 및 이형성 조직학을 갖는 샘플 (FDR = 3.1e-8, 선형 모델) 내의 증식성 하위 유형에서 유의하게 상향 조절된 상태로 유지되었으며, 이러한 관찰은 대표적인 샘플에서 단백질 발현의 증가에 의해 뒷받침된다 (p = 0.02) (도 1C 내지 도 1E 및 도 9). 증식성 하위 유형 샘플은 또한 LUSC-클래식 (Classical) 하위 유형과 높은 일치성을 나타냈다 (도 1B). TCGA LUSC 종양에서, LUSC-클래식 하위 유형은 KEAP1 및 NFE2L2의 변경 및 과발현뿐만 아니라 SOX2, TP63 및 PIK3CA의 과발현을 갖는 3q26의 증폭과 관련이 있었다 (11). 유사하게, 본 원의 증식성 PML은 KEAP1, NFE2L2, TP63 및 PIK3CA의 발현을 증가시켰다 (각각 FDR = 1.4e-6, 4.5e-12, 1.4e-9 및 0.03, 선형 모델) (도 10A). 또한, LUSC-클래식 하위 유형은 에너지 대사에 수반되는 증가된 유전자 발현과 관련이 있는 것으로 밝혀졌으며, 본 원의 증식성 하위 유형은 부분적으로 산화 인산화 및 전자 운반쇄와 관련된 유전자에 대해 강화된 모듈 4의 높은 발현에 의해 정의된다. 대조적으로, 염증성 및 분비성 PML 하위 유형은 LUSC-분비성 하위 유형에 대한 강화를 입증한다. LUSC-분비성 하위 유형은 면역 반응과 관련된 과정과 연관되어 있으며, 염증성 및 분비성 PML은 이러한 동일한 경로에서 유전자에 대해 강화된 가장 높은 모듈 8 발현을 갖는다.
마지막으로, 다수의 표준 세포 유형 마커의 발현을 평가함으로써 상피 및 면역 세포 유형의 조성 차이에 의해 PML 분자 하위 유형이 유도되는 정도를 조사하였다. 염증성 및 분비성 하위 유형은 LUSC-분비성 하위 유형의 농축과 일치하는 백혈구 마커 PTPRC (CD45)의 높은 발현 수준을 갖는다 (도 10B, 각각 FDR = 0.12 및 0.01의 선형 모델). 섬모 세포 마커 TUB1A1 발현은 모듈 6에서 강화된 거동 및 경로와 일치하게 염증성 및 증식성 하위 유형이 감소하며 (각각 FDR = 1.1e-4 및 3.5e-19의 선형 모델), 이것은 대표적인 조직학적 샘플에서 아세틸화된 α- 튜불린 염색의 감소의 감소에 의해서도 나타난다 (도 1E, 도 9). 증식성 하위 유형은 대표적인 조직학 샘플에서 단백질 발현과 밀접하게 연관성이 있는 고-등급 조직학으로 병변의 농축을 나타내는 기저 세포 마커 (KRT5)의 가장 높은 발현 (FDR = 2.4e-15, l 선형 모델)을 갖는다 (p = 0.01) (도 1E, 도 9, 도 10B, 표 7). 부가적으로, 고블릿 (goblet) 상피 세포의 마커인 MUC5AC의 유전자 발현은 현재 흡연자 (증식성 및 분비성)에 대해 강화된 하위 유형에서 증가되지만, 분비 하위 유형에서 가장 현저하게 증가된다 (FDR = 3.4e-5, 선형 모델). 대조적으로, 클럽 세포의 마커인 SCGB1A1의 유전자 발현은 증식성 하위 유형에서 가장 낮다 (FDR = 6.1e-5, 선형 모델). 정상 유사 하위 유형은 모든 상피 세포 유형의 발현에 의해 지원되며, CD45의 가장 낮은 발현을 갖는다 (FDR = 7.6e-4, 선형 모델). 이들 마커 유전자의 발현 수준은 상피 및 면역 세포 함량을 조사하기 위한 세포 유형 디콘볼루션 방법 (deconvolution method)과 일치한다 (도 10C 내지 도 10D). 이들 특성화의 요약은 흡연 및 PML 조직학에 의해 조절되는 상피 및 면역 세포 관련 경로를 강조하며, 증식성 및 세포주기 관련 경로를 발현하는 고-등급 PML의 하위 세트로서 증식성 하위 유형을 식별한다.
분자 하위 유형과의 표현형 연관성은 검증 코호트에서 확인된다.
다음으로, DC 생검-유래된 분자 하위 유형에서 포착된 이질성이 VC에서 재현할 수 있는지를 결정하는 것이 필요했다. 9 유전자 모듈 각각을 대표하는 유전자를 선택함으로써 22-유전자와 가장 가까운 중심 분자 하위 유형 예측자를 개발하였다. 예측 인자는 DC 생검 (훈련 세트, 도 2A 및 도 11) 전체에 걸쳐 84.7 %의 정확성을 가지며, 오분류 확률은 증식성에서 하위 유형이 5/52 (9.6 %), 염증성에서 7/37 (18.9 %), 분비성에서 9/61 (14.8 %), 및 정상 유사에서 8/40 (20 %)이다. 22-유전자 분류기를 사용하여 105 VC 생검의 분자 하위 유형을 예측하였다 (도 2B). VC 하위 유형 예측은 DC 하위 유형과 비교하여 예측된 VC 하위 유형들 간의 9 모듈 (각각의 모듈에 대한 전체 유전자 세트를 사용함) 각각에 대한 메타 유전자 점수의 일치를 조사함으로써 평가되었다. 하위 유형 전체에 걸친 주성분 1 (PC1)의 평균 거동은 몇 몇 예외 (즉, 가장 적은 유전자를 가진 모듈 3)를 제외하고는 매우 유사하였다 (도 12). 추가로, DC 하위 유형을 도출하는데 사용된 동일한 방법론을 이용하여 VC 생검에서 유도된 하위 유형과 22-유전자 분류기로부터의 VC 하위 유형 예측을 비교한 바 상당한 일치를 발견하였다 (p = 1.0e-7, 예측들 간에 가장 큰 일치를 갖는 증식성 하위 유형, 도 11).
(22-유전자 분류기를 통해) VC 하위 유형과 VC 생검 전체에 걸친 임상 및 분자 표현형 사이의 통계적 연관성은 DC 생검 전체에 걸쳐 관측된 것과 유사하다 (도 2C, 표 6, 도 8 및 도 10A 내지 도 10H). 간단히 말해서, 증식성 하위 유형은 현재 흡연자, 이형성 조직학이 있는 생검 및 LUSC-클래식 종양 하위 유형에 대해 강화된다 (도 2C, 표 6). VC 생검 전체에 걸친 상피 및 백혈구 마커 유전자 발현은 LUSC-분비성 하위 유형의 농축과 일치하는 염증성 하위 유형 (FDR = 0.002)에서 더 높은 수준의 백혈구 마커 PTPRC (CD45 발현)를 나타낸다 (도 10F).
염증성 및 증식성 하위 유형은 모듈 6 (각각, FOXJ1 FDR = 0.0005와 FDR = 2.62e-6 및 모듈 6 FDR = 5.73e-6와 FDR = 4.34e-10)과 일치하는 감소된 섬모 세포 마커 발현 (FOXJ1)을 갖는다. 증식성 하위 유형은 고-등급 조직학과 관련된 특성을 발현하는 병변의 농축을 나타내는 기저 세포 마커 KRT5 (FDR = 1.67e-7), 증식 마커 MKI67 (FDR = 3.03e-10) 및 세포주기 관련 모듈 5 (FDR = 1.23e-18)의 가장 높은 발현을 갖는다. 클럽 세포의 마커인 SCGB1A1의 유전자 발현은 증식성 하위 유형 (FDR = 1.8e-4)에서 가장 낮다. 고블릿 상피 세포의 마커인 MUC5AC의 유전자 발현은 현재 흡연자에서 증가했으며, DC 생검에서 분비성 하위 유형에서 가장 유의하게 증가하였다. 그러나, VC 생검에서는 현재 흡연자가 분비성 하위 유형으로 강화되지 않기 때문에 이러한 경향이 보존되지 않는다. 이러한 마커 유전자의 발현 수준은 상피 및 면역 세포 함량을 조사하기 위한 다른 디콘볼루션 방법과 일치한다 (도 10E 내지 도 10H).
정상적으로 보이는 기도 부위 브러시는 생검 분자 하위 유형을 반영한다.
이전에, 정상으로 보이는 주간 기관지 부위로부터의 기관지 브러시가 PML의 존재를 예측할 수 있는 것으로 밝혀졌지만 (13); 그 연구에는 동일한 대상체로부터의 생검과 브러시가 부족하였다. 상기 DC 및 VC 생검에서, 증식성 하위 유형은 대사 및 증식 경로를 발현하는 이형성 조직학에 대해 강화된 PML의 뚜렷한 하위 유형을 나타낸다. 증식성 하위 유형으로 분류된 생검은 면밀한 모니터링과 개입이 필요한 PML 그룹을 나타낼 수 있다. 결과적으로, 브러시를 사용하여 증식성 하위 유형 생검의 존재를 예측할 수 있는지 여부를 조사하고자 하였다. 증식성 하위 유형은 모듈 4, 5, 6 및 7의 거동 (표 3)에 의해 정의되며, 따라서 이들 모듈에 해당하는 8 개 유전자 (22-유전자 예측 인자)의 하위 세트를 사용하여 DC 및 VC 생검 및 브러시 전체에 걸쳐 증식성 하위 유형의 존재를 예측하였다. 브러시에서 증식성 하위 유형의 예측은 특이적이지만 (각각 DC 및 VC 생검에서 91 % 및 92 %), 민감성이지 않으므로 (각각 DC 및 VC 생검에서 39 % 및 32 %), 동일한 시점에서 검출된 적어도 하나의 증식성 PML의 존재를 나타낸다 (도 3A). 브러시에서 증식 하위 유형을 예측하는데 있어서 분류기의 성능을 이해하기 위하여, DC 및 VC 브러시에서 증식 하위 유형을 정의하는 모듈 4, 5, 6 및 7에 대해 유전자 세트 변이 분석 (GSVA) (14) 점수를 검사하였다 (도 3B). DC 및 VC 브러시에서, GSVA 점수는 모듈 5 및 6에 대해서만 다른 모든 샘플에 비해 증식성 하위 유형에서 유의하게 달랐으며 (FDR <0.05), 이에 따라 브러시에서 증식성 하위 유형 분류에 가장 크게 기여할 가능성이 높다. 모듈 5는 세포주기 및 증식과 관련된 유전자를 함유하며, 모듈 6은 섬모 조립 및 조직과 관련된 유전자를 함유한다. 브러시에서 모듈 5 및 6의 하향 조절은 특히 증식성 하위 유형 PML의 존재를 예측하지만, 기도 손상 부위에 이들 신호가 없다고 해서 증식성 하위 유형 PML이 발생하는 것은 아니다.
면역 관련 유전자는 증식성 하위 유형의 진행성/지속성 및 퇴행성 PML을 분리한다.
기관지 PML에 대한 이전 연구는 고-등급 병변 (현재 흡연자에게서 더 자주 발생)이 침습성 암종으로 진행될 가능성이 더 높은 것으로 제시되어 있다 (6). 따라서, 분자 변경은 적절한 차단 전략을 식별하는데 임상적으로 관련되어 있을 수 있으므로, 증식성 하위 유형 DC 생검 중에서 후속 PML 진행/지속 (n = 15) 대 퇴행 (n = 15)과 관련된 분자 변경을 식별하고자 하였다. 9 개 모듈 각각에 대해 모든 DC 생검에서 계산된 GSVA 점수를 사용하여 증식성 하위 유형에 속하는 샘플에서 진행성/지속성 대 퇴행성 질환 간에 통계적으로 다른 점수를 계산하였다 (도 7). 모듈 9에 대한 DC 생검 GSVA 모듈 점수는 진행성/지속성 증식 PML에 비해 퇴행성 증식성 PML (p = 0.002, 선형 모델, 도 4A)에서 유의하게 더 높았다. 낮은 모듈 9 점수와 진행/지속 사이의 연관성은 VC 생검에서 반복된다 (n = 7 진행성/지속성 및 n = 13 퇴행성 생검; p = 0.03, 선형 모델, 도 4B). 수신자 운용 특성 (ROC) 밑의 부위에 의해 측정된 퇴행성 대 진행성/지속성 생검을 구별하는 모듈 9 GSVA 점수의 능력은 DC 및 VC 생검에서 각각 0.809 및 0.802이었다.
모듈 9내의 유전자는 인터페론 신호 전달 및 항원 처리 및 제시에 수반된 단백질을 암호화하는 다수의 유전자를 포함하며 (SP100, CIITA, CXCL10, SOCS1, GBP1, GBP4, B2M, TAP1, TAPBP, TRIM 14, TRIM21, TRIM22, STAT1, PML, OAS2, OAS3, MX1, ADAR, ISG15, IFI35, IFIT3, IFI27, PSMB8, PSMB9, BST2, IRF1, IRF9, CD74, PSME1, PSME2, HLA-DQA1/DPA1/DPB1/DRA/DQB2/DRB1/DQB1/DMA/DMB/DOA, HLA-A/B/C/E/F), 억제 수용체 LAG3를 포함한다. 그 결과, 선천성 또는 적응성 면역 세포의 유무가 증식성 하위 유형 내에서 모듈 9 발현과 관련이 있는지 여부를 평가하고자 하였다. 면역 세포 유형의 잠재적 존재를 분리하기 위한 노력의 일환으로, DC 및 VC 생검에 대해 별도로, 이전에 기술한 면역 세포 서명 (15) 및 xCell 알고리즘 (16)을 사용한 64 개의 다른 세포 유형에 대한 점수를 이용하여 GSVA 점수를 생성하였다. DC 및 VC 생검 (도 13)과 8 개의 세포 유형 간에 공동인 세포 유형 점수와 모듈 9 사이에서 유의한 연관성 (FDR <0.05)을 확인하였으며, 여기서, 8 개의 세포 유형은 수지상 세포, 활성화된 수지상 세포, 형질 세포양 수지상 세포, 대식세포, M1 대식세포, CD8+ 이펙터 기억 T 세포, CD8+중앙 기억 T 세포, 및 T 조절 세포를 포함한다 (도 4C). 종합하면, 증식성 하위 유형의 진행성/지속성 생검은 선천성 및 적응성 면역 세포 집단 모두에서 감소된 신호와 상관 관계가 있는 퇴행성 생검과 비교하여 모듈 9의 하향 조절된 발현을 갖는다.
면역 형광은 증식성 PML에서 대식세포 및 T 세포의 진행-관련 조절을 나타낸다.
모듈 9와 관련된 면역 세포 유형과 증식성 하위 유형에서 PML의 조직학적 진행/지속 사이의 관계를 확인하기 위하여, 대식세포/단핵구 (n = 16 대상체로부터 나열된 n = 52 영역), CD4 (n = 17 대상체로부터 나열된 n = 50 영역) 및 CD8 T 세포 (n = 16 대상체로부터 나열된 n = 47 영역)의 면역 형광 염색을 수행하였다 (표 7). 결과는 증식성 하위 유형 내에서 분석된 모든 대상체 전체에 걸쳐, 그리고 병변 결과 (진행/지속 대 퇴행)가 모듈 9 GSVA 점수 (일치 세트로 표시됨)와 일치하는 대상체의 하위 세트 전체에 걸쳐 분석되었다. M1 유형 대식세포를 시사하는 판 대식세포 (및 종양 관련 대식세포) 마커인 CD68의 염색은 진행성/지속성 병변에서 증가하였다 (일치하는 세트에서 p <<0.001). 대조적으로, M2 유형 대식세포를 시사하는 것으로 생각되는 CD68과 조합된 CD163의 염색은 증식성 하위 유형에서 진행성/지속성 병변들 사이에서 감소하였다 (각각, 모든 대상체를 사용하여 p <<0.001 및 일치하는 세트에서 p = 0.0007, 선형 모델) (도 4D 내지 도 4E). 추가적으로, CD4 T 세포는 증가되었으며 (일치 세트에서 p <<0.001, 선형 모델), CD8 T 세포는 진행/지속하는 PML에서 감소되었다 (일치 세트에서 p <<0.001). 흥미롭게도, 진행성/지속성 병변 중에서 CD8 T 세포는 뚜렷한 국소화 패턴을 보인 반면에 (일치 집합에서 p = 0.07, 선형 모델), CD8 T 세포는 모두 이형성증이 존재하는 부위의 상피안에 내재되었다 (도 4D). 면역 형광 결과는 모듈 9 점수에 관계없이 병변 결과만 사용한 경우 CD163을 제외하곤 유의미하지 않았다.
토론
폐 편평세포 암종 (LUSC)은 두 번째로 흔한 형태의 폐암이며, 기관지기도의 상피층에서 발생한다. 그것은 종종 폐 편평 전암성 병변 (PML)의 발생이 선행된다. 이형성 지속성 및/또는 진행성 PML의 존재는 LUSC에 대한 위험 증가의 지표이다 (6). 그러나, 현재 침습성 암으로 진행될 위험이 가장 높은 PML을 식별하기 위한 효과적인 수단은 부족하다 (7). 질병 진행을 예측하는 지표의 개발은 LUSC 발병 위험이 가장 높은 환자를 식별하고 LUSC 화학 예방에 이용할 수 있는 생물학적 경로를 식별하는데 중요한다. 이러한 목표를 향해, 흉부 컴퓨터 단층 촬영 (CT) 및 자가 형광 기관지경 검사에 의해 종 방향 폐암 스크리닝을 받는 대상체로부터 수득한 RNA-Seq 기관지 브러시 및 기관지내 생검을 통한 프로파일링이 본 명세서에 기술되어 있다. 전사적으로 구별되는 4 개의 생검 그룹이 식별되며, 이들 중 하나는 증식성으로 표지되고 고-등급 이형성증과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 증식성 PML을 갖는 환자는 비-연관된 대기도 상피 세포로부터 측정된 유전자 발현을 통해 식별될 수도 있다. 지속성/진행성 증식성 PML은 인터페론 신호 전달 및 항원 처리/제시 경로와 관련되는 감소된 유전자 발현을 특징으로 한다는 것이 추가로 발견되었다. 이러한 유전자 발현 발견과 일치하여, 면역 형광에 의해 CD68+/CD163+ 대식세포 및 CD8 T 세포에 대해 진행성/지속성 증식성 PML이 고갈되는 것으로 밝혀졌다. 종합적으로, 이러한 데이터는 기도 유전자 발현을 기반으로 침습성 폐암 발병의 위험이 있는 진행성/지속성 LUSC PML에 걸린 환자의 하위 세트를 식별하는 잠재성 및 퇴행과 관련된 면역 반응을 증가시킴으로써 이들 환자의 진행 위험을 감소시키는 잠재성을 모두 나타낸다.
이전의 연구는 기관지 이형성증과 관련된 다양한 게놈 변경을 나타낸다. 상피 세포의 EGFR 및 Ki67 염색의 증가된 발현은 조직학적 중증도 및 후속 조직학적 진행의 증가와 관련이 있다 (6, 17). TP53, CCND1, CCNE1, BAX 및 BCL2의 변경된 단백질 수준은 조직학적 등급과 무관하게 CIS 또는 폐암 발생과 관련이 있다 (18). 폐암에서 빈번하게 검출되는 영역 (3p, 5q, 9p, 13q, 17p)에서 말단 소립 단축 및 유지 (19) 및 이형 접합의 손실은 초기 과형성/화생 병변에서 관찰되었으며 (20-22), 고-등급 이형성증의 크기 및 빈도를 증가시키는 것으로 밝혀졌다. SOX2, TP63, EGFR, MYC, CEP3 및 CEP5를 함유하는 유전자좌에서의 게놈 이득은 또한 고-등급 이형성증의 진행과 관련이 있다 (23). PML 조직학적 등급 및 진행과 관련된 수많은 게놈 변경에도 불구하고, PML의 병리학적 분류를 보완하는 포괄적인 PML 분자 분류계통이 부족하다. 4 개의 별개의 분자 PML 하위 유형 (증식성, 염증성, 분비성 및 정상 유사)의 식별로 이어지는 비-통제된 클래스 발견 접근법의 사용.
PML 하위 유형을 분화시키는 전사 패턴은 강건하며, 발견 코호트에서 식별된 22-유전자 패널을 사용하여 독립적인 검증 코호트에서 상이한 분자 하위 유형들을 구별할 수 있다. 흥미롭게도, 과거 폐암 병력이 기도 유전자 발현에 영향을 미칠 수 있고 대상체의 약 2/3가 과거 폐암 병력을 가지고 있지만, 폐암 병력과 분자 하위 유형 사이의 유의한 연관성이 검출되지 않았으며 폐암 병력이 있거나 또는 병력이 없는 대상체로부터 수집된 생검들 간의 분자 하위 유형들의 유사한 다양성이 있었다. 증식성 하위 유형은 현재 흡연자의 이형성 PML이 풍부하며 대사 (OXPHOS/ETC/TCA) 및 세포주기 경로의 상향 조절 및 섬모 관련 경로의 하향 조절을 특징으로 한다. 이전 연구는 이형성 병변을 갖는 대상체의 기도 (13)에서, LUSC 종양에 인접한 PML (24)에서, 그리고 폐암 위험이 높은 흡연자 (25)에서 대사 경로의 증가뿐만 아니라, 폐암 화학 예방의 종점 (26, 27)으로서 활용된 증식의 증가를 (상기 언급된 바와 같은 Ki67 수준을 통해) 나타낸다. 증식성 병변이 있는 환자의 식별은 고-위험 대상체를 대상으로 하는 폐암 화학 예방 시험을 강화하거나 또는 더욱 빈번한 폐암 스크리닝으로 혜택을 받을 환자를 식별하는데 유용하다. 염증성 하위 유형은 과거 흡연자로부터의 PML에 의해 우세하게 되지만, 흥미롭게도 섬모 관련 경로의 발현이 비슷하게 감소함에도 불구하고 비정상적인 상피를 암시하는 이형성증에 대해 유의하게 강화되지 않는다. 염증성 하위 유형은 또한 염증과 림프구 및 백혈구의 조절에 관여하는 유전자에 대해 강화되는 증가된 유전자 모듈 발현을 보여준다 (모듈 8). 이러한 유전자 모듈은 현재 흡연자의 병변에 의해 우세하게 되고 고블릿 세포 마커의 증가된 발현을 나타내는 분비성 병변에서도 상승한다. 흥미롭게도, IL1B는 염증 관련 유전자 모듈의 일부이며, IL1B의 억제가 최근에 폐암 발병률을 감소시키는 것으로 나타났기 때문에 큰 관심을 끌고 있다 (28).
본 원의 이전 연구는 기관지경 검사 동안 주간 기관지를 브러싱하여 수득한 세포를 프로파일링함으로써 정상으로 보이는 기도 상피의 유전자 발현 변경을 광범위하게 연구하였다 (8, 29, 35). 이러한 연구의 일환으로, 기관지 이형성증의 존재를 반영하는 유전자 발현 변경이 기술되었다 (31). 현재의 연구에서, 처음으로 동일한 절차를 통해 기관지 브러시와 기관지내 생검을 모두 수집하여 증식성 하위 유형 PML의 존재를 나타내는 정상적으로 보이는 기도로부터 기관지 브러싱의 유전자 발현 차이를 식별할 수 있었다. 발견 및 검증 코호트 모두에서, (PML 생검 유전자 발현을 기반으로) 증식성 하위 유형 PML을 식별하는데 사용된 예측자를 정상으로 보이는 기도 브러싱의 유전자 발현 데이터에 적용함으로써 매우 특이적 (91 %)이지만 민감하지 않은 (31 내지 38 %) 증식성 하위 유형을 예측하였다. 증식성으로 분류된 브러시는 세포주기 경로의 발현이 증가하고 섬모 관련 유전자의 발현이 감소하여 정상 상피보다 편평 상피 화생과 더욱 유사함을 시사한다. 잠재적으로, 환자의 일부는 이러한 유형의 고-등급 PML의 존재에 대한 마커 역할을 하는 광범위한 기도 손상을 갖고 있을 수 있으며, 따라서 민감도는 그다지 높지 않지만 특이성은 높아진다. 다른 경우에 있어서, 이러한 증식성 PML을 유발하는 손상 영역은 더욱 국소적일 수 있으며, 따라서 민감도 감소에 기여하는 브러시로 검출하는 것이 잠재적으로 더욱 어려울 수 있다. 이러한 발견은 전체 기도 상피에 걸친 변화를 표적으로 하는 치료제가 일부 대상체에서 필요할 수도 있는 반면에 어떤 경우에는 더 많은 부위-특이적 절제 (예: 광역학적 요법)가 더욱 효과적일 수 있음을 나타낸다. 미래 연구의 또 다른 가능성과 영역은 증식성 하위 유형 브러시가 LUSC 병변의 예측자라는 것이다.
PML의 분자 프로파일링 및 유전자 공동 발현 모듈의 식별은 또한 후속 PML 진행의 분자 결정자를 식별할 기회를 제공한다. 분자 하위 유형을 정의하는데 사용된 9 개의 유전자 공동 발현 모듈 중 하나는 DC 및 VC 코호트 모두에서 증식성 하위 유형 내에서 퇴행하는 생검에 비해 진행되거나 지속되는 생검들 사이에서 현저하게 상이하였다. 이러한 모듈에는 인터페론 신호 전달과 항원 처리 및 제시와 관련된 지속성/진행성 생검에서 발현이 감소하는 유전자가 함유되어 있다. 이러한 유전자 발현 변화는 계산 예측을 통해 선천성 및 적응성 면역 세포의 감소와 상관 관계가 있었다. FFPE 생검 구간의 면역 형광 염색에 의해, 모듈 9 GSVA 점수가 낮은 진행성/지속성 증식성 병변은 CD163+대식세포 및 CD8+T 세포가 더 적고 CD8+T 세포가 뚜렷한 국소화 패턴을 갖는 것으로 확인되었다. 이러한 병변은 또한 더 많은 수의 CD4+T 세포를 함유했으며, 이러한 세포가 면역 억제 환경을 촉진하는 T 조절 세포인지를 평가하는 것이 향후 연구에서 중요할 것이다.
분극화된 표현형 (전-염증으로서 M1 또는 항-염증으로서 M2)을 갖는 종양 관련 대식세포의 존재는 폐암 예후와 관련이 있다. CD163의 발현으로 표시되는 M2 대식세포의 존재는 더욱 악화되는 생존과 관련이 있다. 그러나, 폐 PML의 맥락에서 이러한 관계는 널리 연구되지 않았다. 퇴행성 증식성 PML이 더 많은 CD163+세포를 가지며 IFNg 신호 전달에 관여하는 증가된 유전자 발현이 구강 편평세포 암종에 선행하는 PML에서 관찰된 것과 일치한다는 것이 현재 밝혀졌으며, 여기서, 활성 IFNg 신호 전달을 갖는 CD163+대식세포의 존재는 더욱 좋은 결과와 관련되어 있다 (36). 또한, 증식성 하위 유형내의 진행성/지속성 병변에서 더 적은 CD8+T 세포, 및 HLA 클래스 I 유전자와 B2M의 낮은 발현이 관찰되었다. 적절한 T 세포 매개 면역 감시의 장애는 여러 연구에서 기술되어 있으며, 이러한 연구는 폐 종양에서 B2M (37, 38) 및 인터페론 신호 전달 (39)의 하향 조절 또는 손실을 포함하여 손상된 HLA 클래스 I 항원 처리 및 제시가 체크 포인트 억제제에 대한 반응 및 후천적 내성에 영향을 미친다는 것을 보여준다. HLA-I 복합체가 결여된 폐 종양은 세포 독성 CD8+림프구 침윤이 낮았으며 이는 또한 PD-L1의 낮은 수준과 관련이 있었다. 또한, 연구에서는 T 조절 마커 (FOXP3, CD25)를 발현하는 증가된 CD4+T 세포를 갖는 종양이 있는 LC 환자의 생존뿐만 아니라 체크 포인트 억제제의 효능에 부정적인 영향을 끼쳐서 CD8+T 세포 (40, 41)의 모집 및 이펙터 기능을 저해하는 면역 억제 상태를 제안하였다. 여기서 프로파일링된 PML에 대한 향후 DNA 서열 분석 데이터는 B2M의 이형 접합 또는 동형 접합 손실 또는 인터페론 및 항원 처리 및 제시 경로에서 다른 유전자의 돌연변이를 나타낼 수 있다. 그러나, 후천적 내성의 경우에도 돌연변이 및 카피 수 변화는 모든 대상체에 걸쳐 이들 경로의 하향 조절을 설명할 수 없었으며, 이는 다른 후성적 변경 또는 신호 전달 경로가 역할을 할 수 있음을 시사한다. 실제로, 후성적 요법, 특히 DNA 메틸트랜스퍼라제 억제제 (42)는 면역 체크 포인트 요법에 대한 반응을 향상시키고 HLA 클래스 I 유전자 (HLA-B 및 HLA-C), B2M, CD58, TAP1, 면역-프로테아좀 하위 유닛 PSMB9와 PSMB8, 및 전사 인자 IRF9를 포함한 증식성 하위 유형 내의 진행성/지속성 병변에서 하향 조절된 많은 유전자를 상향 조절하는 것으로 나타났다. 이러한 PML 하위 세트에서 선천적인 적응성 면역 하향 조절의 메커니즘을 밝히는 것은 잠재적인 면역 예방 요법을 식별하는데 중요하다.
본 데이터는 병변 미세 환경에서 침윤성 면역 세포가 부족한 결과로 야기되는 후속 LUSC 전암성 병변 진행을 예측할 수 있는 하위 유형-특이적 전사체 변경이 있음을 나타낸다. 이러한 데이터는 PML 하위 유형을 결정하고 면역 침윤을 평가하기 위한 바이오마커가 보다 집중적인 임상 관리를 필요로 하는 공격적인 PML의 검출에 유용할 수 있으며 이러한 PML에서 변경된 유전자가 폐 화학 예방 후보로 작용할 수 있음을 시사한다. 이러한 바이오마커는 PML 조직에서 직접 측정하거나 또는 현재 데이터에 표시된 바와 같이 기관지 기도 상피와 같은 대리 조직에서 측정할 수 있다. 대리 조직에서 측정된 공격적인 PML 거동을 예측하는 바이오마커의 이점은 이러한 바이오마커가 기관지경 검사 중에 직접 관찰되지 않은 PML의 거동을 예측할 수 있다는 잠재성이다.
물질 및 방법
대상체 집단 및 샘플 수집
기관지 생검 및 브러싱은 백색광 및 자가 형광 기관지경 검사 및 로스웰 (Roswell)에서 컴퓨터 단층 촬영에 의해 대략 1 년 간격으로 폐암 스크리닝을 받는 고위험 대상체로부터 획득되었다. 기관지경 검사에는 성대, 기관, 주 용골 및 기관지 벽에 외상을 일으킴이 없이 볼 수 있는 하위 분절 기관지 구멍의 시각화가 포함되었다. 비정상적이고 의심스러운 모든 부위를 두 번 생검하고 폐 해부학적 위치를 기록한다 (도 14, 표 8). 하나의 생검은 일상적인 병리학적 평가에 사용되었으며, 다른 하나는 분자 프로파일링에 사용되었다. 또한, 연구를 위해 왼쪽 또는 오른쪽 주간 기관지의 정상으로 보이는 영역으로부터 브러싱을 수득하였다. 생검을 평가하는데 사용되는 형태학적 기준은 세계 보건기구 (WHO) 지침 (43)에 따른다. 선별 검사 자격은 이전의 호기 소화성 암 병력과 등록 당시 질병이 없었거나 50 세 이상의 연령, 또는 현재 또는 이전에 연간 20 갑의 최소 흡연 노출 경력, 및 중등도 만성 폐쇄성 폐 질환 (COPD)을 포함하는 적어도 하나의 추가 위험 요소 (강제 호기량 (FEV1) <70 %로 정의됨)를 포함하며, 이들은 석면 관련 폐 질환 또는 강력한 폐암 가족력 (적어도 1 ~ 2 명의 1 급 친척)이 있는 것으로 확인되었다. 모든 연구 표본은 RNA Allprotect (Qiagen)에 보관되었으며, -80 ℃에서 저장되었다.
일련의 기관지경 검사를 통해 반복된 위치에서 생검을 수집한 대상체를 선택하였다. 그러나, RNA 분리 후, 3 명의 대상체의 샘플은 단일 생검을 받았고 1 명의 대상체는 단일 브러싱을 받았다. mRNA 서열 분석은 2010 년과 2012 년 사이에 수집된 기관지내 생검 및 브러시로 구성된 샘플의 발견 코호트 (DC)에서 수행되었다 (n = 30 대상체, n = 197 생검 및 n = 91 브러싱). mRNA 서열 분석은 2012 년과 2015 년 사이에 수집된 기관지내 생검 및 브러시로 구성된 샘플의 검증 코호트 (VC)에서 수행되었다 (n = 20 대상체, n = 111 생검 및 n = 49 브러싱). 브러시 조직학은 동시에 관찰된 최악의 생검 조직학으로 정의되었다. 생검 진행/퇴행은 생검의 조직학 및 향후 동일한 폐 해부학적 위치에 대해 기록된 최악의 조직학을 기반으로 각각의 생검에 대해 정의되었다. 정상, 과형성증, 화생 간의 조직학적 변화는 "정상 안정"으로 분류되었고, 조직학적 이형성 등급의 감소 또는 이형성 조직으로부터 정상/과형성증/화생으로의 변화는 "퇴행성"으로 분류되었으며, 미래 조직학적 데이터 부족은 "알려지지 않음"으로 분류되었고, 그 밖의 모든 것은 “진행성/지속성”으로 분류되었다. Boston University Medical Center 및 로스웰의 기관 검토위원회는 연구를 승인했으며, 모든 대상체는 서면 동의서를 제공하였다.
RNA-Seq 라이브러리 제조, 서열 분석 및 데이터 처리
miRNeasy™ Mini Kit 또는 AllPrep™DNA/RNA/miRNA Universal Kit (Qiagen)를 사용하여 기관지내 생검 및 기관지 브러싱으로부터 총 RNA를 추출하였다. Illumina TruSeq™RNA Kit v2를 사용하여 총 RNA 샘플로부터 서열 분석 라이브러리를 제조하고, Illumina TruSeq™Paired-End Cluster Kit를 사용하여 4 개 그룹으로 멀티플렉싱하였다. 각각의 샘플을 Illumina HiSeq™2500에서 서열 분석하여 쌍을 이룬 말단 100-뉴클레오티드 판독을 생성하였다. Illumina CASAVA™1.8.2 또는 BaseSpace를 사용하여 역 다중화 및 FASTQ 파일 생성을 수행하였다. hg19 및 2-pass STAR (44) 정렬을 사용하여 샘플을 정렬하였다. 유전자 및 전사체 수준 계수를 Ensembl™v74 주석을 사용하여 RSEM (45)으로 계산하였다. 품질 계량을 STAR 및 RSeQC에 의해 계산하였다 (46). 성별 주석이 CYorf15A (ENSG00000131002), DDX3Y (ENSG00000067048), KDM5D (ENSG00000012817), RPS4Y1 (ENSG00000129824), USP9Y (ENSG00000114374) 및 UTY (ENSG00000183878) (n = 4 개 샘플)에서 유전자 발현과 상관 관계가 없는 샘플은 제외하였다. 환자 내 샘플 관련성을 Peddy™소프트웨어를 사용하여 확인하였다 (47).
높은 비율의 이형 접합성을 갖는 샘플 (중간값보다 3 표준 편차 이상) 또는 동일한 환자의 샘플과 관련성이 낮은 샘플 (중간값보다 3 표준 편차 이하)을 추가 분석으로부터 제거하였다 (n = 11 샘플, 2 브러시 및 9 생검). 후속적으로, 샘플을 조직 유형 (생검 또는 브러시)에 의해 발견 및 검증 코호트 (위에 설명된 대로) 별로 구분하였다. 후속 샘플 및 유전자 필터링을 다음과 같이 각 세트에서 개별적으로 수행하였다: 첫째, EdgeR™ (48)을 사용하여 정규화된 데이터 (TMM을 사용하여 정규화된 라이브러리 크기, M-값의 트림된 평균, 및 계산된 백만 당 log2 카운트)를 계산하고, 사 분위수 범위가 0이거나 샘플 전체의 합계가 1 이하인 유전자를 제외하였다. 다음 기준 중 하나 이상에 대한 평균으로부터 2 표준 편차보다 큰 값을 기준으로 한 샘플을 제외하였다: 1) 모든 필터링된 유전자 전체에 걸쳐 계산된 다른 모든 샘플과의 평균 피어슨 상관 관계, 2) 필터링된 유전자 발현 매트릭스를 사용하여 계산된 1 차 또는 2 차 주성분, 3) 전사 무결성 번호 (RSeQC에 의해 계산된 TIN). 샘플의 필터링 후, 고품질 샘플의 최종 세트에 대해 상기 기재된 대로 유전자 필터링을 다시 계산하였다. 데이터는 수탁 GSE109743을 사용하여 NCBI의 유전자 발현 옴니버스로부터 입수할 수 있다.
분자 하위 유형의 유도
DC 생검 (n = 190 샘플, n = 16653 유전자) 및 브러시 (n = 89 샘플, n = 16058 유전자)를 사용하여 분자 하위 유형을 유도하였다. 다음과 같은 2 개의 추가 RNA-Seq 데이터 세트를 분자 하위 유형을 유도하는 동안 사용하였다: TCGA 편평세포 암종 (LUSC) 종양 (10) (n = 471 샘플, n = 17887 유전자) 및 n-니트로소트리스-(2-클로로에틸)우레아 (NTCU) (n = 25 샘플, n = 14897 유전자)로 처리된 마우스의 기관기관지 샘플의 데이터 세트. 마우스는 조직학적으로나 분자적으로 인간 병변과 유사하고 LUSC로 진행하는 병변을 발생시키며, 샘플은 다양한 조직학 (정상, 경증 이형성증, 중등도 이형성증, 중증 이형성증, 상피내 암종 (CIS) 및 LUSC 종양)을 나타낸다. 마우스 데이터는 수탁 ID GSE111091을 사용하는 NCBI의 유전자 발현 옴니버스로부터 유용할 수 있다. TCGA LUSC 종양 및 마우스 조직으로부터의 샘플 및 유전자 필터링은 본 명세서의 다른 곳에서 기술된 바와 같이 처리되었다.
가중 상관 네트워크 분석 (9) (WGCNA)을 기본 매개 변수와 함께 사용하여 전술한 4 개의 데이터 세트 전체에 걸쳐 유전자 공동 발현 모듈을 도출하였다. RNA 품질 (중간값 TIN) 및 배치 (일루미나 플로우 셀)를 조정하는 잔류 유전자 발현값을 생검 및 브러시 데이터 세트에 대한 WGCNA의 입력으로 사용하였다. 마우스 데이터 세트의 경우, RNA 품질 (중간값 TIN), 마우스 균주 및 샘플 유형 (미세 해부 레이저 캡처 대 전체 조직)을 조정하는 잔류 유전자 발현값을 WGCNA의 입력으로 사용하였다. Log2 counts per million (cpm) 값은 LUSC 종양 샘플에 대한 WGCNA의 입력으로 사용하였다. 유전자 세트를 각 데이터 세트의 각 공동 발현 모듈에 대해 생성한 다음 조합하여 4 개의 데이터 세트 각각으로부터 산출된 유전자 세트의 개요서를 만들었다. 개요서에서 각 유전자 세트에 대한 첫 번째 주성분 (PC1)을 각각의 z-점수 정규화된 데이터 세트 전체에 걸쳐 계산하였다. 각 데이터 세트에 대하여, 개요서에서 모든 유전자 세트에 걸친 PC1 값의 피어슨 상관 행렬을 계산하고, 임계값을 다음과 같이 설정하였다: r> 0.85는 1로 설정하고 r ≤ 0.85는 0으로 설정하였다. 4 개의 행렬을 연속적으로 합산하고, 모든 데이터 세트에 걸쳐 다른 비-생검 유래 유전자 세트와 상관 관계가 있는 생검 공동 발현 모듈로부터 유래된 유전자 세트를 유지하였다 (n = 9 모듈 유지됨). 유지된 생검 모듈을 정의하는 유전자는 생검 모듈 및 적어도 하나의 상관된 유전자 세트에 존재할 필요가 있었다.
상기 필터링 과정은 생검 데이터에서 분자 하위 유형을 정의하는데 사용되는 감소된 유전자 세트 (n = 3,936)를 산출하였다. 발견 생검에 대한 감소된 유전자 세트 전체에 걸친 잔류 유전자 발현값은 합의 클러스터링을 위한 입력으로 사용하였다 (49). k (그룹 수)를 10으로 설정하고 반복 횟수를 1000으로 설정하고 하위 샘플링을 80 %로 설정하고 클러스터링 알고리즘을 중간 정도로 분할하고 거리 계량을 피어슨 상관 관계로 설정하여 합의 클러스터링을 수행하였다. k에 대한 최적값은 각각의 k에 대한 합의 행렬을 기반으로 계산된 누적 분포 함수에서 상대적 면적 변화를 기초로 하여 4이었다.
분자 하위 유형 예측자
필터링된 유전자 전체에 걸친 DC 생검을 사용하여 분자 하위 유형 예측자를 유도하였다. 첫 번째로, 각각의 유전자와 모듈 고유 유전자 (9 모듈 각각에 대한 PC1) 사이에 피어슨 상관 관계 계량을 결정하였다. 상관관계 값이 할당된 모듈에 대해 가장 높으면 유전자를 모듈의 일부로서 유지하였다. 유지된 유전자와 모듈 고유 유전자의 평균 피어슨 상관 관계를 계산하였으며, 예측자에 대한 각각의 모듈로부터 선택한 유전자의 수는 이러한 계량에 반비례하였다. 두 번째로, 모듈 고유 유전자와 가장 높은 상관 관계가 있는 유전자를 선택하여 예측자에서 모듈을 표시하였다. DC 생검 데이터 전체에 걸친 이러한 분석으로부터 얻은 22 개의 유전자를 사용하여 임계치가 0인 pamr 패키지로 가장 가까운 중심 예측자를 훈련시키고, VC 생검 전체에 걸쳐 분자 하위 유형을 예측하였다. 이러한 테스트 세트의 분자 하위 유형을 예측하기 전에, 훈련 및 테스트 세트를 전투 (50)로 조정하고, 조합된 훈련 및 테스트 데이터 전체에 걸쳐 z-점수를 정규화 하였다. 상기 기술된 방법을 사용하여, VC 생검 전체 걸친 합의 클러스터링으로 분자 하위 유형을 유도하고, 이를 예측된 하위 유형과 비교하였다.
유전자 모듈 및 분자 하위 유형과 관련된 생물학적 과정의 확인
DC에서 분자 하위 유형을 발견하기 위하여 사용된 9 개의 모듈 각각에서 강화된 생물학적 과정 및 경로를 EnrichR (51)을 사용하여 식별하였다. 각각의 모듈을 모듈 고유 유전자와 양성 또는 음성적으로 상관 관계가 있는 유전자로 분리하고, Ensembl ID를 biomaRt를 사용하여 유전자 기호로 변환하고, 다음과 같은 데이터베이스를 쿼리하였다: GO Biological Process 2015, KEGG 2016, WikiPathways 2016, TargetScan microRNA, Transcription Factor PPI, TRANSFAC and JASPAR PWM, OMIM Disease, Reactome 2016, and Biocarta 2016. FDR <0.05인 과정/경로는 상당히 강화된 것으로 간주하였다. DC 생검 분자 하위 유형에 대한 각 유전자 모듈의 기여도는 림마 (limma)를 통한 무작위 효과로 환자와의 선형 혼합 효과 모델을 사용하여 각 모듈에 대한 GSVA (14) 점수가 분자 하위 유형과 유의하게 연관 (FDR <0.05)되었는지를 테스트함으로써 평가되었다.
분자 하위 유형과의 임상 및 생물학적 표현형 연관성의 식별
DC 생검에서 분자 하위 유형은 림마를 통한 무작위 효과로 환자와의 선형 혼합 효과 모델을 사용하여 각 모듈에 대한 GSVA (14) 점수가 다른 모든 샘플에 비해 특정 분자에서 유의하게 상향 또는 하향 조절 (FDR <0.05) 되었는지 여부를 계산함으로써 각 유전자 모듈의 거동에 따라서 주석을 달았다. 또한, 각 하위 유형과의 연관성에 대해 t-통계로 순위를 매긴 유전자를 사용하여 각 하위 유형과 관련된 생물학적 경로 및 전사 인자를 GSEA (52) 및 mSigDB (53) 유전자 세트로 식별하였다. 순위 목록을 림마 (54) 및 edgeR (48) 패키지로 생성하여 하위 유형 구성원과 관련된 차별적으로 발현된 유전자를 식별하였다.
각각의 선형 모델은 붐 (voom)-형질 변환된 (55) 데이터를 사용했으며, 공변량으로서 관심 대상의 하위 유형, 배치 및 RNA 품질 (TIN)에 구성원, 및 무작위 효과로서 환자를 포함하였다. 순위 목록 (FDR <0.05)에서 강화된 경로를 사용하여 분자 하위 유형에 주석을 달았다. 개별 유전자에 대한 FDR 값은 정상/과형성 조직학 또는 이형성 조직학의 샘플만을 사용하여 이러한 분석 또는 유사 모델로부터 유도하였다.
DC 및 VC 생검의 경우, 잔류 유전자 발현값을 사용하여 흡연 상태, LUSC 종양 하위 유형 및 각 샘플에 대한 상피 및 면역 세포의 상대적 풍부도를 예측하였다. 흡연 상태 (현재 대 이전/전혀 없음)를 상기 기술된 바와 같이 각 샘플에 대해 예측하였다 (13). 흡연 상태는 샘플링된 모든 생검 및 브러시 전체에 걸친 예측 점수 (현재 예측의 경우 >0 및 이전/전혀 없음 예측의 경우 <0)의 평균을 계산하여 각 대상체에 대한 각 시점에서 결정하였다. LUSC 종양 하위 유형은 LUSC 분자 하위 유형 (12)을 예측하는 유전자 전체에 걸쳐 상기 기술한 바와 같이 (11) 결정하였다. ESTIMATE 알고리즘 (56)을 사용하여 상대 상피, 기질 및 면역 세포 함량을 추론하였다. Bindea et al.의 면역 세포 유형 특정 서명 (15) 및 Dvorak et al.의 상피 세포 유형 특정 서명 (50)을 사용하여 각각의 서명에 대한 샘플 전체에 걸쳐 GSVA (14) 점수를 생성하였다. 또한, log RPKM 값을 사용하여 계산된 잔류 유전자 발현값을 xCell (16)에 입력하여 64 개의 서로 다른 세포 유형의 상대적 풍부도를 추론하였다. 생검 조직학, 대상체, 이전 폐암 병력, 성별, 및 생검 진행/퇴행 상태와 같은 부가적인 임상 변수들과 함께 상기 범주의 표현형을 Fisher's Exact Test를 사용하여 분자 하위 유형과 연관시켰다. 연속 변수는 림마를 통한 선형 모델을 사용하여 분자 하위 유형과 연관시켰다.
병변 결과와 관련된 분자 변경을 특성화하기 위하여, 선형 혼합 효과 모델을 사용하여, 환자와 각 분자 하위 유형 내에서 진행성/지속성 대 퇴행성 병변들 간의 모듈 GSVA 점수 차이를 림마를 통한 무작위 효과로 평가하였다. 상피 세포 함량을 보정하는 선형 혼합 효과 모델 ('Epithelial' in xCell and 'Normal mucosa in 'Bindea et al.) 및 환자를 통해 무작위 효과로서 증식성 하위 유형에서 진행성/지속성 대 퇴행성 병변간의 면역 세포 함량 (xCell 및 Bindea et al.에 대해서는 별도)의 차이를 측정하였다. 발견 및 검증 코호트 모두내의 증식성 하위 유형에서 진행성/지속성 대 퇴행성 병변들 간에 유의하게 다른 (FDR <0.05) 세포 유형에 집중했다.
생검과 브러시 간의 관계
증식성 하위 유형의 생검의 존재와 관련하여 브러시의 예측 성능을 정량화 하는 것이 요구되었다. 22-유전자 분자 하위 유형 예측자의 하위 세트를 사용하여 DC와 VC 브러시 및 생검 전체에 걸쳐 증식성 하위 유형의 존재 또는 부재를 예측하였다. 특히, 모듈 4 내지 7 (증식성 하위 유형에서 상당히 상향 또는 하향 조절됨)에 해당하는 8 개의 유전자 (22 개 중)를 사용하여 샘플을 증식성으로 분류하거나 또는 분자 하위 유형 예측자에 대해 상기 기술된 것과 동일한 방법론을 이용하지 않았다. 민감도 및 특이성 성능 계량을 DC 또는 VC 브러시에서 증식성 하위 유형 예측의 능력을 기반으로 계산하여 증식성 하위 유형의 적어도 하나의 생검의 존재를 나타냈다. 브러시에서 증식성 하위 유형 예측을 추가로 이해하기 위하여, DC 생검 (상기 방법을 기반으로)에서 증식성 하위 유형을 정의하는 모듈의 거동을 DC 및 VC 브러시 전체에 걸쳐 분석하였다.
면역 형광 염색 및 정량화
표준 포르말린 고정 및 내재 기술을 로스웰에서 사용되었으며, 로스웰에서 일상적인 병리학적 평가에 사용된 FFPE 샘플로부터 5 마이크론 구간을 절단하였다 (표 7). 염색 전에, 샘플을 크실렌으로 탈-왁싱하고, 등급화된 일련의 에탄올 용액을 통해 재수화하였다. AR 또는 시트레이트 완충액을 항원 검색에 사용하고, 조직을 4 ℃에서 밤새 1 차 항체와 함께 배양하고, 실온에서 1 시간 동안 형광 접합체 (Invitrogen Alexa Fluor 488, 594, 647)를 갖는 2 차 항체로 조사하였다. 면역 염색은 표 9에 목록된 1 차 항체를 사용하여 수행하였다. 채점을 위해 아페리오 (Aperio) 슬라이드 스캐너와 추가 이미지를 캡처하기 위해 Carl Zeiss Axio (20x 및 40x 대물 렌즈) 및 Carl Zeiss LSM 710 NLO 공초점 현미경을 사용하여 이미징을 수행하였다. 면역 형광 염색의 열거를 위해 Definiens Tissue Studio (Definiens Inc.)를 사용하여 디지털 슬라이드를 분석하였다. 면역 형광의 열거는 DAPI 양성 세포를 포함하는 각각의 염색에 점수를 매겼다. 열거는 각각의 생검에 대해 슬라이드 (1 내지 5 개 영역/생검)상에 존재하는 다른 영역 (조직의 독립적인 영역)에서 수행하였다. 각각의 영역에 대해, 양성으로 염색된 세포의 수를 DAPI 양성 세포의 총 수로 나누어서 주어진 단백질에 대한 양성 염색 세포의 백분율을 계산하였다. lme4 R 패키지를 통한 이항 혼합 효과 모델을 사용하여, 각 영역에서 염색된 총 세포를 가중치로 사용하고 무작위 효과로서 슬라이드 수를 조정함으로써 진행성/지속성 대 퇴행성 생검들 사이에서 각 영역내에 주어진 단백질에 대해 양성으로 염색된 세포의 백분율 차이를 평가하였다. 모델을 증식성 하위 유형으로부터 샘플 전체에 걸쳐 사용하였으며, 여기서, 생검 결과 (진행성/지속성 대 퇴행성)는 Module 9 GSVA 점수와 일치한다 (0 미만의 점수는 진행/지속과 관련되어 있으며 0 보다 큰 점수는 퇴행과 관련이 있다). 각각의 영역에는 또한 뚜렷한 CD8 T 세포 국소화 패턴을 갖는 것에 대해 양성 또는 음성으로 정성적으로 점수를 매겼으며, 여기서, 세포는 줄 지어서 상피에 내재되어 있다.
참고 문헌
1. National Lung Screening Trial Research Team, D. R. Aberle, A. M. Adams, C. D. Berg, W. C. Black, J. D. Clapp, R. M. Fagerstrom, I. F. Gareen, C. Gatsonis, P. M. Marcus, J. D. Sicks, Reduced lung-cancer mortality with low-dose computed tomographic screening, N. Engl. J. Med. 365, 395-409 (2011).
2. P. F. Pinsky, C. D. Berg, Applying the National Lung Screening Trial eligibility criteria to the US population: what percent of the population and of incident lung cancers would be covered? J Med Screen 19, 154-156 (2012).
3. J. D. Campbell, S. A. Mazzilli, M. E. Reid, S. S. Dhillon, S. Platero, J. Beane, A. E. Spira, The Case for a Pre-Cancer Genome Atlas (PCGA), Cancer Prev Res (Phila) 9, 119-124 (2016).
4. J. Beane, J. D. Campbell, J. Lel, J. Vick, A. Spira, Genomic approaches to accelerate cancer interception, Lancet Oncol. 18, e494-e502 (2017).
5. O. AUERBACH, A. P. STOUT, E. C. HAMMOND, L. GARFINKEL, Changes in bronchial epithelium in relation to cigarette smoking and in relation to lung cancer, N. Engl. J. Med. 265, 253-267 (1961).
6. D. T. Merrick, D. Gao, Y. E. Miller, R. L. Keith, A. E. Baron, W. Feser, T. C. Kennedy, P. J. Blatchford, S. Braudrick, F. R. Hirsch, L. Heasley, P. A. Bunn, W. A. Franklin, Persistence of Bronchial Dysplasia Is Associated with Development of Invasive Squamous Cell Carcinoma, Cancer Prevention Research 9, 96-104 (2016).
7. T. Ishizumi, A. McWilliams, C. MacAulay, A. Gazdar, S. Lam, Natural history of bronchial preinvasive lesions, Cancer Metastasis Rev. 29, 5-14 (2010).
8. J. Beane, P. Sebastiani, G. Liu, J. S. Brody, M. E. Lenburg, A. Spira, Reversible and permanent effects of tobacco smoke exposure on airway epithelial gene expression, Genome Biol. 8, R201 (2007).
9. P. Langfelder, S. Horvath, WGCNA: an R package for weighted correlation network analysis, BMC Bioinformatics 9, 559 (2008).
10. J. D. Campbell, A. Alexandrov, J. Kim, J. Wala, A. H. Berger, C. S. Pedamallu, S. A. Shukla, G. Guo, A. N. Brooks, B. A. Murray, M. Imielinski, X. Hu, S. Ling, R. Akbani, M. Rosenberg, C. Cibulskis, A. Ramachandran, E. A. Collisson, D. J. Kwiatkowski, M. S. Lawrence, J. N. Weinstein, R. G. W. Verhaak, C. J. Wu, P. S. Hammerman, A. D. Cherniack, G. Getz, Cancer Genome Atlas Research Network, M. N. Artyomov, R. Schreiber, R. Govindan, M. Meyerson, Distinct patterns of somatic genome alterations in lung adenocarcinomas and squamous cell carcinomas, Nature Publishing Group 48, 607-616 (2016).
11. Cancer Genome Atlas Research Network, Comprehensive genomic characterization of squamous cell lung cancers, Nature 489, 519-525 (2012).
12. M. D. Wilkerson, X. Yin, K. A. Hoadley, Y. Liu, M. C. Hayward, C. R. Cabanski, K. Muldrew, C. R. Miller, S. H. Randell, M. A. Socinski, A. M. Parsons, W. K. Funkhouser, C. B. Lee, P. J. Roberts, L. Thorne, P. S. Bernard, C. M. Perou, D. N. Hayes, Lung squamous cell carcinoma mRNA expression subtypes are reproducible, clinically important, and correspond to normal cell types, Clin. Cancer Res. 16, 4864-4875 (2010).
13. J. Beane, S. A. Mazzilli, A. M. Tassinari, G. Liu, X. Zhang, H. Liu, A. Dy Buncio, S. S. Dhillon, S. J. Platero, M. E. Lenburg, M. E. Reid, S. Lam, A. E. Spira, Detecting the Presence and Progression of Premalignant Lung Lesions via Airway Gene Expression, Clin. Cancer Res., clincanres.2540.2016 (2017).
14. S. Hanzelmann, R. Castelo, J. Guinney, GSVA: gene set variation analysis for microarray and RNA-seq data, BMC Bioinformatics 14, 7 (2013).
15. G. Bindea, B. Mlecnik, M. Tosolini, A. Kirilovsky, M. Waldner, A. C. Obenauf, H. Angell, T. Fredriksen, L. Lafontaine, A. Berger, P. Bruneval, W. H. Fridman, C. Becker, F. Pages, M. R. Speicher, Z. Trajanoski, J. Galon, Spatiotemporal dynamics of intratumoral immune cells reveal the immune landscape in human cancer, Immunity 39, 782-795 (2013).
16. D. Aran, Z. Hu, A. J. Butte, xCell: digitally portraying the tissue cellular heterogeneity landscape, Genome Biol. 18, 220 (2017).
17. D. T. Merrick, J. Kittelson, R. Winterhalder, G. Kotantoulas, S. Ingeberg, R. L. Keith, T. C. Kennedy, Y. E. Miller, W. A. Franklin, F. R. Hirsch, Analysis of c-ErbB1/epidermal growth factor receptor and c-ErbB2/HER-2 expression in bronchial dysplasia: evaluation of potential targets for chemoprevention of lung cancer, Clin. Cancer Res. 12, 2281-2288 (2006).
18. M. Jeanmart, S. Lantuejoul, F. Fievet, D. Moro, N. Sturm, C. Brambilla, E. Brambilla, Value of immunohistochemical markers in preinvasive bronchial lesions in risk assessment of lung cancer, Clin. Cancer Res. 9, 2195-2203 (2003).
19. S. Lantuejoul, C. Raynaud, D. Salameire, S. Gazzeri, D. Moro-Sibilot, J.-C. Soria, C. Brambilla, E. Brambilla, Telomere maintenance and DNA damage responses during lung carcinogenesis, Clin. Cancer Res. 16, 2979-2988 (2010).
20. I. I. Wistuba, C. Behrens, S. Milchgrub, D. Bryant, J. Hung, J. D. Minna, A. F. Gazdar, Sequential molecular abnormalities are involved in the multistage development of squamous cell lung carcinoma, Oncogene 18, 643-650 (1999).
21. I. I. Wistuba, C. Behrens, A. K. Virmani, G. Mele, S. Milchgrub, L. Girard, J. W. Fondon, H. R. Garner, B. McKay, F. Latif, M. I. Lerman, S. Lam, A. F. Gazdar, J. D. Minna, High resolution chromosome 3p allelotyping of human lung cancer and preneoplastic/preinvasive bronchial epithelium reveals multiple, discontinuous sites of 3p allele loss and three regions of frequent breakpoints, Cancer Res. 60, 1949-1960 (2000).
22. I. Nakachi, J. L. Rice, C. D. Coldren, M. G. Edwards, R. S. Stearman, S. C. Glidewell, M. Varella-Garcia, W. A. Franklin, R. L. Keith, M. T. Lewis, B. Gao, D. T. Merrick, Y. E. Miller, M. W. Geraci, Application of SNP microarrays to the genome-wide analysis of chromosomal instability in premalignant airway lesions, Cancer Prev Res (Phila) 7, 255-265 (2014).
23. P. P. Massion, Y. Zou, H. Uner, P. Kiatsimkul, H. J. Wolf, A. E. Baron, T. Byers, S. Jonsson, S. Lam, F. R. Hirsch, Y. E. Miller, W. A. Franklin, M. Varella-Garcia, Recurrent genomic gains in preinvasive lesions as a biomarker of risk for lung cancer, PLoS ONE 4, e5611 (2009).
24. A. C. Gower, A. Spira, M. E. Lenburg, Discovering biological connections between experimental conditions based on common patterns of differential gene expression, BMC Bioinformatics 12, 381 (2011).
25. S. M. J. Rahman, X. Ji, L. J. Zimmerman, M. Li, B. K. Harris, M. D. Hoeksema, I. A. Trenary, Y. Zou, J. Qian, R. J. C. Slebos, J. Beane, A. Spira, Y. Shyr, R. Eisenberg, D. C. Liebler, J. D. Young, P. P. Massion, The airway epithelium undergoes metabolic reprogramming in individuals at high risk for lung cancer, JCI Insight 1, e88814 (2016).
26. R. L. Keith, P. J. Blatchford, J. Kittelson, J. D. Minna, K. Kelly, P. P. Massion, W. A. Franklin, J. Mao, D. O. Wilson, D. T. Merrick, F. R. Hirsch, T. C. Kennedy, P. A. Bunn, M. W. Geraci, Y. E. Miller, Oral iloprost improves endobronchial dysplasia in former smokers, Cancer Prev Res (Phila) 4, 793- 802 (2011).
27. S. Lam, S. J. Mandrekar, Y. Gesthalter, K. L. Allen Ziegler, D. K. Seisler, D. E. Midthun, J. T. Mao, M. C. Aubry, A. McWilliams, D. D. Sin, T. Shaipanich, G. Liu, E. Johnson, A. Bild, M. E. Lenburg, D. N. Ionescu, J. Mayo, J. E. Yi, H. Tazelaar, W. S. Harmsen, J. Smith, A. E. Spira, J. Beane, P. J. Limburg, E. Szabo, Cancer Prevention Network, A Randomized Phase IIb Trial of myo-Inositol in Smokers with Bronchial Dysplasia, Cancer Prev Res (Phila) 9, 906-914 (2016).
28. P. M. Ridker, J. G. MacFadyen, T. Thuren, B. M. Everett, P. Libby, R. J. Glynn, CANTOS Trial Group, Effect of interleukin-1βinhibition with canakinumab on incident lung cancer in patients with atherosclerosis: exploratory results from a randomised, double-blind, placebo-controlled trial, Lancet 390, 1833-1842 (2017).
29. A. Spira, J. Beane, V. Shah, G. Liu, F. Schembri, X. Yang, J. Palma, J. S. Brody, Effects of cigarette smoke on the human airway epithelial cell transcriptome, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 10143-10148 (2004).
30. K. Steiling, M. van den Berge, K. Hijazi, R. Florido, J. Campbell, G. Liu, J. Xiao, X. Zhang, G. Duclos, E. Drizik, H. Si, C. Perdomo, C. Dumont, H. O. Coxson, Y. O. Alekseyev, D. Sin, P. Pare, J. C. Hogg, A. McWilliams, P. S. Hiemstra, P. J. Sterk, W. Timens, J. T. Chang, P. Sebastiani, G. T. O'Connor, A. H. Bild, D. S. Postma, S. Lam, A. Spira, M. E. Lenburg, A dynamic bronchial airway gene expression signature of chronic obstructive pulmonary disease and lung function impairment, Am. J. Respir. Crit. Care Med. 187, 933-942 (2013).
31. J. Beane, S. A. Mazzilli, A. M. Tassinari, G. Liu, X. Zhang, H. Liu, A. Dy Buncio, S. S. Dhillon, S. Platero, M. Lenburg, M. E. Reid, S. Lam, A. Spira, Detecting the Presence and Progression of Premalignant Lung Lesions via Airway Gene Expression, Clinical Cancer Research.
32. A. Spira, J. E. Beane, V. Shah, K. Steiling, G. Liu, F. Schembri, S. Gilman, Y.-M. Dumas, P. Calner, P. Sebastiani, S. Sridhar, J. Beamis, C. Lamb, T. Anderson, N. Gerry, J. Keane, M. E. Lenburg, J. S. Brody, Airway epithelial gene expression in the diagnostic evaluation of smokers with suspect lung cancer, Nat. Med. 13, 361-366 (2007).
33. D. H. Whitney, M. R. Elashoff, K. Porta Smith, A. C. Gower, A. Vachani, J. S. Ferguson, G. A. Silvestri, J. S. Brody, M. E. Lenburg, A. Spira, Derivation of a bronchial genomic classifier for lung cancer in a prospective study of patients undergoing diagnostic bronchoscopy, BMC Med Genomics 8, 18 (2015).
34. G. A. Silvestri, A. Vachani, D. Whitney, M. Elashoff, K. Porta Smith, J. S. Ferguson, E. Parsons, N. Mitra, J. Brody, M. E. Lenburg, A. Spira, AEGIS Study Team, A Bronchial Genomic Classifier for the Diagnostic Evaluation of Lung Cancer, N. Engl. J. Med. (2015), doi:10.1056/NEJMoa1504601.
35. J. Beane, P. Sebastiani, T. H. Whitfield, K. Steiling, Y.-M. Dumas, M. E. Lenburg, A. Spira, A prediction model for lung cancer diagnosis that integrates genomic and clinical features, Cancer Prev Res (Phila) 1, 56-64 (2008).
36. S. Wang, M. Sun, C. Gu, X. Wang, D. Chen, E. Zhao, X. Jiao, J. Zheng, Expression of CD163, interleukin-10, and interferon-gamma in oral squamous cell carcinoma: mutual relationships and prognostic implications, Eur. J. Oral Sci. 122, 202-209 (2014).
37. S. Gettinger, J. Choi, K. Hastings, A. Truini, I. Datar, R. Sowell, A. Wurtz, W. Dong, G. Cai, M. A. Melnick, V. Y. Du, J. Schlessinger, S. B. Goldberg, A. Chiang, M. F. Sanmamed, I. Melero, J. Agorreta, L. M. Montuenga, R. Lifton, S. Ferrone, P. Kavathas, D. L. Rimm, S. M. Kaech, K. Schalper, R. S. Herbst, K. Politi, Impaired HLA Class I Antigen Processing and Presentation as a Mechanism of Acquired Resistance to Immune Checkpoint Inhibitors in Lung Cancer, Cancer Discov 7, 1420-1435 (2017).
38. C. Pereira, P. Gimenez-Xavier, E. Pros, M. J. Pajares, M. Moro, A. Gomez, A. Navarro, E. Condom, S. Moran, G. Gomez-Lopez, O. Gra
Figure pct00108
a, M. Rubio-Camarillo, A. Martinez-Mart
Figure pct00109
, J. Yokota, J. Carretero, J. M. Galbis, E. Nadal, D. Pisano, G. Sozzi, E. Felip, L. M. Montuenga, L. Roz, A. Villanueva, M. Sanchez-Cespedes, Genomic Profiling of Patient-Derived Xenografts for Lung Cancer Identifies B2M Inactivation Impairing Immunorecognition, Clin. Cancer Res. 23, 3203-3213 (2017).
39. J. Gao, L. Z. Shi, H. Zhao, J. Chen, L. Xiong, Q. He, T. Chen, J. Roszik, C. Bernatchez, S. E. Woodman, P.-L. Chen, P. Hwu, J. P. Allison, A. Futreal, J. A. Wargo, P. Sharma, Loss of IFN-γPathway Genes in Tumor Cells as a Mechanism of Resistance to Anti-CTLA-4 Therapy, Cell 167, 397-404.e9 (2016).
40. A. Kotsakis, F. Koinis, A. Katsarou, M. Gioulbasani, D. Aggouraki, N. Kentepozidis, V. Georgoulias, E.-K. Vetsika, Prognostic value of circulating regulatory T cell subsets in untreated non-small cell lung cancer patients, Sci Rep 6, 39247 (2016).
41. S.-P. Wu, R.-Q. Liao, H.-Y. Tu, W.-J. Wang, Z.-Y. Dong, S.-M. Huang, W.-B. Guo, L.-Y. Gou, H.-W. Sun, Q. Zhang, Z. Xie, L.-X. Yan, J. Su, J.-J. Yang, W.-Z. Zhong, X.-C. Zhang, Y.-L. Wu, Stromal PD-L1-Positive Regulatory T cells and PD-1-Positive CD8-Positive T cells Define the Response of Different Subsets of Non-Small Cell Lung Cancer to PD-1/PD-L1 Blockade Immunotherapy, J Thorac Oncol 13, 521-532 (2018).
42. H. Li, K. B. Chiappinelli, A. A. Guzzetta, H. Easwaran, R.-W. C. Yen, R. Vatapalli, M. J. Topper, J. Luo, R. M. Connolly, N. S. Azad, V. Stearns, D. M. Pardoll, N. Davidson, P. A. Jones, D. J. Slamon, S. B. Baylin, C. A. Zahnow, N. Ahuja, Immune regulation by low doses of the DNA methyltransferase inhibitor 5-azacitidine in common human epithelial cancers, Oncotarget 5, 587-598 (2014).
43. International Agency for Research on Cancer, Who Classification of Tumours of the Lung, Pleura, Thymus and Heart (World Health Organization, 2015).
44. A. Dobin, C. A. Davis, F. Schlesinger, J. Drenkow, C. Zaleski, S. Jha, P. Batut, M. Chaisson, T. R. Gingeras, STAR: ultrafast universal RNA-seq aligner, Bioinformatics 29, 15-21 (2013).
45. B. Li, C. N. Dewey, RSEM: accurate transcript quantification from RNA-Seq data with or without a reference genome, BMC Bioinformatics 12, 323 (2011).
46. L. Wang, S. Wang, W. Li, RSeQC: quality control of RNA-seq experiments, Bioinformatics 28, 2184-2185 (2012).
47. B. S. Pedersen, A. R. Quinlan, Who's Who? Detecting and Resolving Sample Anomalies in Human DNA Sequencing Studies with Peddy, Am. J. Hum. Genet. 100, 406-413 (2017).
48. M. D. Robinson, D. J. McCarthy, G. K. Smyth, edgeR: a Bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data, Bioinformatics 26, 139-140 (2010).
49. M. D. Wilkerson, D. N. Hayes, ConsensusClusterPlus: a class discovery tool with confidence assessments and item tracking, Bioinformatics 26, 1572-1573 (2010).
50. J. T. Leek, W. E. Johnson, H. S. Parker, A. E. Jaffe, J. D. Storey, The sva package for removing batch effects and other unwanted variation in high-throughput experiments, Bioinformatics 28, 882- 883 (2012).
51. E. Y. Chen, C. M. Tan, Y. Kou, Q. Duan, Z. Wang, G. V. Meirelles, N. R. Clark, A. Ma'ayan, Enrichr: interactive and collaborative HTML5 gene list enrichment analysis tool, BMC Bioinformatics 14, 128 (2013).
52. A. Subramanian, P. Tamayo, V. K. Mootha, S. Mukherjee, B. L. Ebert, M. A. Gillette, A. Paulovich, S. L. Pomeroy, T. R. Golub, E. S. Lander, J. P. Mesirov, Gene set enrichment analysis: a knowledge-based approach for interpreting genome-wide expression profiles, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 15545-15550 (2005).
53. A. Liberzon, C. Birger, H. Thorvaldsdottir, M. Ghandi, J. P. Mesirov, P. Tamayo, The Molecular Signatures Database (MSigDB) hallmark gene set collection, Cell Syst 1, 417-425 (2015).
54. M. E. Ritchie, B. Phipson, D. Wu, Y. Hu, C. W. Law, W. Shi, G. K. Smyth, limma power differential expression analyses for RNA-sequencing and microarray studies, Nucleic Acids Res. 43, e47 (2015).
55. C. W. Law, Y. Chen, W. Shi, G. K. Smyth, Voom: precision weights unlock linear model analysis tools for RNA-seq read counts, Genome Biol. 15, R29 (2014).
56. K. Yoshihara, M. Shahmoradgoli, E. Mart
Figure pct00110
nez, R. Vegesna, H. Kim, W. Torres-Garcia, V. Trevi
Figure pct00111
o, H. Shen, P. W. Laird, D. A. Levine, S. L. Carter, G. Getz, K. Stemke-Hale, G. B. Mills, R. G. W. Verhaak, Inferring tumour purity and stromal and immune cell admixture from expression data, Nat Commun 4, 2612 (2013).
표 1. 발견 및 검증 코호트 모두에서 대상체에 대한 인구 통계학적 및 임상적 주석. 발견 및 검증 코호트 간의 통계 테스트는 분류별 변수들에 대한 Fisher's Exact Test 및 연속적인 변수들에 대한 Student's T-Test를 사용하여 수행하였다. 분류별 변수는 백분율로서 보고되며 연속적인 변수는 평균 및 표준 편차로서보고된다.
Figure pct00112
Figure pct00113
표 2. 발견 및 검증 코호트 모두에서 샘플에 대한 임상적 주석. 생검 또는 브러시 내에서 발견 및 검증 코호트 간의 통계 테스트는 Fisher's Exact Test를 사용하여 수행하였으며, 백분율로서 보고된다.
Figure pct00114
Figure pct00115
표 3. 발견 코호트에서 분자 하위 유형 특성의 요약. 각각의 분자 하위 유형에 대하여, 9 개의 유전자 모듈, 임상 특성, 표준 세포 유형 상피 및 백혈구 유전자 마커, 경로 각각과 상당한 연관성이 보고된다.
Figure pct00116
Figure pct00117
Figure pct00118
실시예 2: 실시예 1에 대한 보충 물질
재료 및 방법
N-니트로소트리스-(2-클로로에틸)우레아 (NTCU) 마우스 샘플 수집 및 라이브러리의 제조. 본 출원인은 이전에 NTCU로 처리된 SWR/J 및 A/J 마우스로부터 Acrutus Pixcell™II로 단리된 40 개의 신선한 냉동 전체 폐 절편 (컬 (curl)) 및 레이저 미세 해부 (LCM) 조직에서 RNA를 수집하고 보관하였다. 마우스는 RPCC에서 IACUC 승인 프로토콜에 따라 수행된 연구의 일부로서 15 또는 25 umol NTCU (15 또는 25 주 동안 25ul의 40mM NTCU)로 국소 처리되었다. 샘플의 실례로는 정상 (SWR/Jn = 3 LCM & 3 컬 & A/Jn = 2 LCM & 1 컬), 화생/경증 이형성증 (SWR/Jn = 5 LCM & 2 컬), 중등도 이형성증 (SWR/Jn = 7 LCM & 4 컬 & A/Jn = 2 LCM & 1 컬), 중증 이형성증 (SWR/Jn = 3 LCM & 2 컬), 및 상피내 암종/LUSC (A/Jn = 2 LCM & 2 컬)을 포함한다. 제조업체의 프로토콜에 따라서 Qiagen mi-RNAeasy 키트를 사용하여 샘플을 추출하였다. 서열 분석 라이브러리는 Illumina®TruSeq® RNA 샘플 제조 키트 v2를 사용하여 총 RNA 샘플로부터 제조한다. 각각의 샘플은 Illumina®HiSeq 2500에서 레인 당 5 개로 서열 분석되어 단일-말단 50-뉴클레오티드 판독을 생성하였다.
Figure pct00119
NTCU 마우스 데이터 처리. Illumina CASAVA 1.8.2를 사용하여 FASTQ 파일의 역다중화 및 생성을 수행하였다. Trimmomatic은 ILLUMINACLIP: TruSeq3-SE.fa: 2 : 30 : 10, LEADING: 20, TRAILING: 20, SLIDINGWINDOW: 4 : 20 및 MINLEN: 20의 매개 변수를 이용하여 어댑터 서열을 트리밍하고 불량한 품질의 판독을 트리밍하는데 사용되었다. 트리밍 후, 모든 샘플에서 99 % 이상의 판독을 유지하였다. 후속적으로, mm9 및 2-pass STAR (44) 정렬을 사용하여 샘플을 정렬하였다. 유전자 및 전사체 수준 수를 Ensembl 주석을 사용하여 RSEM (45)로 계산하였다. 품질 계량을 STAR 및 RSeQC (46)로 계산하였다. 초기에는 15 % 미만의 고유하게 정렬된 판독 비율 (총 판독과 비교하여)을 기준으로 15 개의 샘플을 제거하였다. 후속 샘플 및 유전자 필터링을 다음과 같이 각각의 세트에서 개별적으로 수행하였다: 첫째, EdgeR (48)을 사용하여 정규화된 데이터 (TMM을 사용하여 정규화된 라이브러리 크기, M-값의 트리밍된 평균, 및 계산된 백만 당 log2 카운트)를 계산하고, 0과 동일한 사 분위수 범위 또는 1 이하의 샘플 전체의 합을 갖는 유전자를 제외하였다. 샘플은 1) 필터링된 모든 유전자에 걸쳐 계산된 다른 모든 샘플과의 평균 피어슨 상관 관계, 2) 필터링된 유전자 발현 행렬을 사용하여 계산된 1 차 또는 2 차 주성분, 및 3) 전사체 무결성 번호 (TIN, RSeQC에서 계산)에 대한 평균으로부터 2 표준 편차보다 큰 값을 기준으로 제외되었다. 샘플 필터링 후, 고품질 샘플의 최종 세트에 대해 상기 기술된 대로 유전자 필터링을 다시 계산하였다. 데이터는 수탁 GSE111091을 사용하여 NCBI의 유전자 발현 옴니버스에서 입수할 수 있다.
세포 유형 및 증식성 마커의 면역 형광 정량화. 기저 및 섬모 세포 유형 마커 (KRT5 및 TUB1A1) 및 증식성 마커 (KI67)를 DAPI 염색과 관련하여 생검내 모든 상피에 대해 수동으로 열거하였으며, 생검 당 최소 500 개의 세포가 계수되었다. 상기 열거는 각각의 생검에 대해 슬라이드 (1 내지 4 개 영역/생검)에 존재하는 다른 영역 (조직의 독립적인 영역)에서 수행되었다. 열거된 각 영역의 각 마커에 대해 양성으로 염색된 세포의 백분율을 계산하였다. lme4 R 패키지를 통한 이항 혼합 효과 모델을 사용하여, 각각의 영역에서 염색된 총 세포를 가중치로 사용하고 무작위 효과로서 환자를 조정함으로써 분자 하위 유형들 간에 각각의 영역에서 주어진 단백질에 대해 양성으로 염색되는 세포의 백분율 차이를 평가하였다.
TCGA SCC 종양 데이터 처리. 476 LUSC 종양으로부터 20,500 유전자 전체에 대한 백만 개 데이터 당 Log2 전사체를 Campbell (10) et al.로부터 수득하였다. 0과 동일한 사 분위수 범위 또는 1 이하의 샘플 전체의 합을 갖는 유전자를 제외하였다. 샘플은 1) 필터링된 모든 유전자에 걸쳐 계산된 다른 모든 샘플과의 평균 피어슨 상관 관계, 2) 필터링된 유전자 발현 행렬을 사용하여 계산된 1 차 또는 2 차 주성분, 및 3) 전사체 무결성 번호 (TIN, RSeQC에서 계산)에 대한 평균으로부터 2 표준 편차보다 큰 값을 기준으로 제외되었다. 샘플 필터링 후, 고품질 샘플의 최종 세트 (n = 471 종양)에 대해 상기 기술된 대로 유전자 필터링을 다시 계산하였다 (n = 17,887 유전자).
표 5는 유전자 모듈이 강화된 경로를 묘사한다. 각각의 유전자 모듈과 관련된 선택된 경로에 대한 농축 결과 (FDR <0.05).
Figure pct00120
표 6. 발견 코호트 (DC) 및 검증 코호트 (VC) 내에서 임상 및 생물학적 특성과의 분자 하위 유형 연관성. 발견 및 검증 코호트 내에서 통계 테스트는 Fisher's Exact를 사용하여 수행하였다.
Figure pct00121
Figure pct00122
표 7. 각각의 유전자 모듈에 대한 각각의 분자 하위 유형 및 코호트 (DC 및 VC) 내에서 진행/지속 대 퇴행 간의 통계적 연관성. 0.05 미만의 p-값이 보고되어 있다. ns = 유의미하지 않음 및 N/A = 분석을 수행하기 위한 각 그룹의 샘플이 충분하지 않음. 분자 하위 유형에 대하여, N = 정상, S = 분비성, I = 염증성, P = 증식성
Figure pct00123
Figure pct00124
표 8. 기관지내 생검이 수득된 폐 부위. 부위 코드, 명칭 및 기술은 각각의 부위에 대해 보고된다.
Figure pct00125
Figure pct00126
Figure pct00127
표 9. 면역 형광 연구에 사용된 항체.
Figure pct00128
표 10. 시간 경과에 따른 대상체 별 게놈 흡연 상태. 각각의 시점에서 각 대상체의 흡연 상태를 이전에 발표된 흡연 관련 유전자 서명6 (자세한 내용은 방법 참조)을 기반으로 계산하였다. 행은 각각의 환자에 대해 샘플링된 모든 시점에 걸쳐 흡연 상태를 나타낸다. -> 기호는 시간 경과에 따른 흡연 상태의 변화를 나타낸다. 양측 Fisher's exact Test에 의한 발견 코호트와 검증 코호트 사이의 흡연 상태 범주에서 대상체들의 분포 간에 통계적 차이가 없다 (p = 0.90). 소스 데이터는 소스 데이터 파일로서 제공된다.
Figure pct00129
표 12. 폐암의 이전 병력과 분자 하위 유형의 연관성. 폐암 (LC)의 이전 병력을 다음과 같이 분류하였다: 병력 없음 (LC 병력 없음), 폐 편평세포 암종을 포함하는 LC의 이전 병력 (LC 병력 - LUSC), 및 폐 편평세포 암종을 포함하지 않는 LC의 이전 병력 (LC 병력 - 기타). 발견 및 검증 코호트내의 통계 테스트는 양측 Fisher's Exact Test를 사용하여 수행하였다.
Figure pct00130

Claims (41)

  1. 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법으로서,
    i. 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다;
    ii. 적어도 6개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는
    iii. 적어도 하나의 항-증식성 약물; 중 적어도 하나를,
    비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 5 유전자의 증가된 발현 수준; 및
    비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준; 중 적어도 하나를 갖는 것으로 결정된 대상체에게
    투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 5 유전자가,
    RACGAP1 및 TPX2로 이루어진 군에서 선택되고;
    상기 적어도 하나의 모듈 6 유전자가,
    NEK11 및 IFT88로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체가 적어도 하나의 모듈 7 또는 모듈 4 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 추가로 결정되는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 7 또는 모듈 4 유전자가,
    COX6A1; COX7A2; RPL26; 및 RPL23로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 표 15의 각 유전자의 발현 수준이 결정되는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 항-증식성 약물이,
    아세틸콜린 수용체 길항제; 아세틸콜린에스테라제 억제제; 아데노신 수용체 길항제; 아드레날린 수용체 길항제; AKT 억제제; 안지오텐신 수용체 길항제; 아폽토시스 자극제; 오로라 키나아제 억제제; CDK 억제제; 사이클로옥시게나제 억제제; 사이토카인 생산 억제제; 데하이드로게나제 억제제; DNA 단백질 키나제 억제제; 초점 접착 억제제; 도파민 수용체 길항제; EGFR 억제제; ERK1 및 ERK2 인산화 억제제; 에스트로겐 수용체 효능제; EZH2 억제제; FLT3 억제제; 글루코코르티코이드 수용체 효능제; 글루타메이트 수용체 길항제; HDAC 억제제; 히스타민 수용체 길항제; 히스톤 라이신 메틸트랜스퍼라제 억제제; HSP 억제제; IKK 억제제; 이온 채널 길항제; JAK 억제제; JNK 억제제; KIT 억제제; 류신 풍부 반복 키나제 억제제; MDM 억제제; 매개자 방출 억제제; MEK 억제제; MTOR 억제제; 모노아민 옥시다제 억제제; NFkB 경로 억제제; 뉴클레오포스민 억제제; PARP 억제제; PPAR 수용체 효능제; PI3K 억제제; 티로신 키나제 억제제; 포스포다이에스테라제 억제제; 단백질 키나제 억제제; RAF 억제제; RNA 중합효소 억제제; 토포아이소머라제 억제제; RNA 합성 억제제; SIRT 억제제; 나트륨 채널 차단제; VEGFR 억제제; 및 비타민 D 수용체 효능제로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항-증식성 약물이 흡입-제형 또는 국소 제형으로서 투여되는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항-증식성 약물이 기관지경검사-기반 절차 동안 투여되는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항-증식성 약물이 전신으로 투여되는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항-증식성 약물이 기관지경검사-기반 절차 동안 투여되고 전신으로 투여되는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체가 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준 및/또는 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 추가로 결정되는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소된 발현 수준 및/또는 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 결정된 상기 대상체에게,
    i. 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다;
    ii. 적어도 6개월마다, 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는
    iii. 적어도 하나의 면역 자극제; 중 적어도 하나가 투여되는, 방법.
  13. 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법으로서,
    i. 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다;
    ii. 적어도 6개월마다, 비정상 조직을 제거하기 위해 병변이 생검되는 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는
    iii. 적어도 하나의 면역 자극 약물; 중 적어도 하나를,
    비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 9 유전자의 감소 된 수준 및/또는 비-증식성 병변 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 10 유전자의 증가된 발현 수준을 갖는 것으로 결정된 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모듈 9 유전자가,
    EPSTI1; UBE2L6; B2M 및 TAP1으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유전자 모듈 9 유전자가 표 16에서 선택되는, 방법.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모듈 10 유전자가,
    CACNB3 및 MAPK10으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 면역 자극 약물이,
    면역 체크포인트 억제제(예를 들어, PD-1, PD-L1, CTLA4 및 LAG3에 대한 억제제); 인터페론 신호전달을 자극하는 약물(예를 들어, 인터페론 신호전달을 개선하는 항-바이러스 약물); DNA 합성 억제제; IMDH 억제제; CDK 억제제; 리보뉴클레오타이드 리덕타제 억제제; 다이하이드로폴레이트 리덕타제 억제제; 토포아이소머라 제 억제제; FLT3 억제제; IGF-1 억제제; MEK 억제제; 오로라 키나제 억제제; PKC 억제제; RAF 억제제; PDFGR/KIT 억제제; VEGFR 억제제; SRC 억제제; 레티노이드 수용체 효능제; HDAC 억제제; DNA 메틸트랜스퍼라제 억제제; 및 EZH2 억제제로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
  18. 기관지 전암성 병변을 치료하는 방법으로서,
    iv. 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 둘 다;
    v. 적어도 6개월마다, 중심 기도를 조사하기 위한 기관지경검사-기반 절차 및 흉부 CT 스캔 중 하나; 및/또는
    vi. 적어도 하나의 항-염증성 약물; 중 적어도 하나를,
    비-염증성 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 2 유전자의 증가된 발현 수준; 및
    비-염증성 참조 수준과 비교하여 적어도 하나의 모듈 6 유전자의 감소된 발현 수준; 중 적어도 하나를 갖는 것으로 결정된 대상체에게
    투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 2 유전자가,
    MSANTD2, CCNL2 및 LUC7L로 구성된 군으로부터 선택되고;
    상기 적어도 하나의 모듈 6 유전자가,
    NEK11 및 IFT88으로 구성된 군에서 선택되는, 방법.
  20. 제17항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체가 적어도 하나의 모듈 7 유전자, 모듈 1 유전자 또는 모듈 8 유전자의 증가된 발현 수준 및/또는 적어도 하나의 모듈 4 유전자 또는 하나의 모듈 5 유전자의 감소된 발현 수준을 갖는 것으로 추가로 결정되는, 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 7 유전자가 RPL26 및 RPL23으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 1 유전자가 KIRREL; PHLDB1; 및 MARVELD1으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  23. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 8 유전자가 DOC2; CD53; 및 LAPTM로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  24. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 4 유전자가 COX6A1 및 COX7A2로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  25. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈 5 유전자가 RACGAP1 및 TPX2로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  26. 제17항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 표 15의 각 유전자의 발현 수준이 결정되는, 방법.
  27. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 항-염증성 약물이,
    아세틸콜린 수용체 길항제; 아세틸콜린에스테라제 억제제; 아데노신 수용체 길항제; 아드레날린 수용체 길항제; 안지오텐신 수용체 길항제; 항-IL1B 항체; 아폽토시스 자극제; 오로라 키나제 억제제; CDK 억제제; 사이클로옥시게나제 억제제; 사이토카인 생산 억제제; 데하이드로게나제 억제제; 도파민 수용체 길항제; EGFR 억제제; ERK1 및 ERK2 인산화 억제제; 에스트로겐 수용체 효능제; FLT3 억제제; 글루코코르티코이드 수용체 효능제; 글루타메이트 수용체 길항제; HDAC 억제제; 히스타민 수용체 길항제; 히스톤 라이신 메틸트랜스퍼라제 억제제; HSP 억제제; IKK 억제제; 이온 채널 길항제; KIT 억제제; 류신 풍부 반복 키나제 억제제; MEK 억제제; MDM 억제제; 포스포디에스테라제 억제제; 모노아민 옥시다제 억제제; MTOR 억제제; NFkB 경로 억제제; 뉴클레오포스민 억제제; PARP 억제제; PI3K 억제제; PPAR 수용체 효능제; 단백질 합성 억제제(예를 들어, 클로람페니콜); RAF 억제제; SIRT 억제제; 나트륨 채널 차단제; TGF 베타 수용체 억제제; 토포아이소머라제 억제제; 티로신 키나제 억제제; VEGFR 억제제; 및 비타민 D 수용체 효능제로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  28. 제17항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항-염증성 약물이 기관 지경검사-기반 절차 동안 투여되는, 방법.
  29. 제17항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항-염증성 약물이 전신 투여되는, 방법.
  30. 제17항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항-염증성 약물이 기관지경검사-기반 절차 동안 전신 투여되는, 방법.
  31. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유전자가 표 14에서 선택되는, 방법.
  32. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 표 14의 각 유전자의 발현 수준이 결정되는, 방법.
  33. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 폐암 폐 편평세포 암종의 발병이 예방, 지체, 또는 지연되는, 방법.
  34. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐암이 폐 편평세포 암종인, 방법.
  35. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발현 수준이 상기 대상체로부터 수득한 기관지내 생검, 기관지내 브러싱 샘플, 대기도 생검, 대기도 브러싱 샘플, 비강 상피 세포, 가래, 또는 혈액 중의 발현 수준인, 방법.
  36. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발현 수준이 우측 또는 좌측 주간 기관지(mainstem bronchus)로부터 수득한 기관지 브러싱 중의 발현 수준인, 방법.
  37. 제34항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생검 또는 브러싱 샘플이 형태학적으로 정상 조직 또는 세포를 포함하는, 방법.
  38. 제34항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생검 또는 브러싱 샘플이 형태학적으로 정상적인 조직 또는 세포로 이루어진, 방법.
  39. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발현 수준이 기관지 전암성 병변 세포를 포함하는 샘플 중의 발현 수준인, 방법.
  40. 제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발현 수준이 형태학적으로 정상 세포를 포함하는 샘플 중의 발현 수준인, 방법.
  41. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체가 흡연자 또는 과거 흡연자인, 방법.
KR1020217007147A 2018-08-20 2019-08-20 기관지 전암성 병변 중증도 및 진행과 관련된 방법 KR20210049117A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862765264P 2018-08-20 2018-08-20
US62/765,264 2018-08-20
PCT/US2019/047160 WO2020041243A1 (en) 2018-08-20 2019-08-20 Methods related to bronchial premalignant lesion severity and progression

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210049117A true KR20210049117A (ko) 2021-05-04

Family

ID=69523934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217007147A KR20210049117A (ko) 2018-08-20 2019-08-20 기관지 전암성 병변 중증도 및 진행과 관련된 방법

Country Status (11)

Country Link
US (2) US11579140B2 (ko)
EP (1) EP3840634A4 (ko)
JP (1) JP2021536434A (ko)
KR (1) KR20210049117A (ko)
CN (1) CN112867435A (ko)
AU (1) AU2019326405A1 (ko)
BR (1) BR112021003095A2 (ko)
CA (1) CA3109391A1 (ko)
IL (1) IL280815A (ko)
MX (1) MX2021002071A (ko)
WO (1) WO2020041243A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111876478A (zh) * 2020-04-28 2020-11-03 中国科学院微生物研究所 肺结节诊断标志物及应用
CN113109563B (zh) * 2020-05-27 2022-05-06 郑州大学第一附属医院 用于高危人群早期食管鳞癌筛查的标志物及其应用
CN111920961B (zh) * 2020-08-14 2023-09-08 福建医科大学附属协和医院 一种治疗癌症的药物
CN114544955B (zh) * 2020-11-26 2023-09-15 四川大学华西医院 Gasp-2检测试剂在制备肺癌早期诊断和易感性检测试剂盒中的用途
WO2022246048A2 (en) * 2021-05-20 2022-11-24 Trustees Of Boston University Methods and compositions relating to airway dysfunction
CN113151482A (zh) * 2021-05-21 2021-07-23 深圳泰莱生物科技有限公司 一种基于单色多重荧光定量pcr的鉴别良恶性肺结节的方法
CN115364231B (zh) * 2021-10-15 2023-11-17 北京大学第三医院（北京大学第三临床医学院） 一种增强ezh2抑制剂抗肿瘤作用的药物组合物及其用途
CN114292919A (zh) * 2022-01-11 2022-04-08 广东省人民医院 一种早期Luminal乳腺癌风险诊断试剂盒

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2321972A1 (en) 1998-01-06 1999-07-15 Roman Perez-Soler Gene therapy of tumors using non-viral delivery system
JP2008537120A (ja) 2005-04-14 2008-09-11 ザ トラスティーズ オブ ボストン ユニバーシティ 分類予測を使用した肺障害についての診断
US20100055047A1 (en) 2008-08-26 2010-03-04 Yiyu Zou Methods for treating bronchial premalignancy and lung cancer
WO2018009915A1 (en) 2016-07-08 2018-01-11 Trustees Of Boston University Gene expression-based biomarker for the detection and monitoring of bronchial premalignant lesions
WO2018136919A2 (en) 2017-01-23 2018-07-26 Trustees Of Boston University Methods relating to lung cancer

Also Published As

Publication number Publication date
IL280815A (en) 2021-04-29
MX2021002071A (es) 2021-04-28
JP2021536434A (ja) 2021-12-27
CA3109391A1 (en) 2020-02-27
CN112867435A (zh) 2021-05-28
WO2020041243A1 (en) 2020-02-27
BR112021003095A2 (pt) 2021-05-11
US11579140B2 (en) 2023-02-14
AU2019326405A1 (en) 2021-02-18
US20230146253A1 (en) 2023-05-11
WO2020041243A8 (en) 2020-04-16
US20200057053A1 (en) 2020-02-20
EP3840634A1 (en) 2021-06-30
EP3840634A4 (en) 2022-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210049117A (ko) 기관지 전암성 병변 중증도 및 진행과 관련된 방법
US11352673B2 (en) Method for the diagnosis, prognosis and treatment of lung cancer metastasis
Jeay et al. A distinct p53 target gene set predicts for response to the selective p53–HDM2 inhibitor NVP-CGM097
US20230279114A1 (en) Methods of treating a tumor using an anti-pd-1 antibody
EP2944961A1 (en) Markers for cancer prognosis and therapy and methods of use
CA2944903A1 (en) Tumor suppressor and oncogene biomarkers predictive of anti-immune checkpoint inhibitor response
US20200108066A1 (en) Methods for modulating regulatory t cells and immune responses using cdk4/6 inhibitors
JP2019531699A (ja) Ｎｒｆ２及びその遺伝子の下流標的遺伝子の発現状態及び変異状態によるがんの診断及び治療方法
Schulze et al. RELN signaling modulates glioblastoma growth and substrate‐dependent migration
US20230295736A1 (en) Compositions and methods comprising digital signatures to predict response and resistance to targeted therapy and immunotherapy
US20160032399A1 (en) Method for the Prognosis and Treatment of Renal Cell Carcinoma Metastasis
US20170342503A1 (en) Xrn2 as a determinant of sensitivity to dna damage
WO2020086724A1 (en) Methods of treating tumor
US20180057888A1 (en) Kub5/hera as a determinant of sensitivity to dna damage
WO2020256868A1 (en) Immune system modulators for the treatment of squamous lung premalignancy
US20200149042A1 (en) Modulating biomarkers to increase tumor immunity and improve the efficacy of cancer immunotherapy
US20180346988A1 (en) Znf532 for diagnosis and treatment of cancer
WO2023125787A1 (en) Biomarkers for colorectal cancer treatment
US11946928B2 (en) Methods and compositions relating to airway dysfunction
WO2023284736A1 (en) Biomarkers for colorectal cancer treatment
Niu et al. Disrupting endogenous retroelements with a reverse transcriptase inhibitor alleviates DSS-induced colitis in mice
TW202231280A (zh) 抑制胃癌腫瘤生長或判斷胃癌腫瘤生長階段之方法
JP5119546B2 (ja) 胃を原発巣とする消化管間質腫瘍の悪性化の診断法