KR20240009911A - Her2 양성 유방암 치료 예후 예측용 신규 바이오마커 및 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 신규 바이오마커 및 이의 용도에 관한 것으로, HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 신규 바이오마커를 제시함으로써 선행 항암 화학요법을 적용할 수 있는 HER2 조기 양성 유방암 환자를 대상으로 상기 바이오마커를 검출 또는 측정할 수 있는 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 조성물 및 키트를 제공할 수 있으며, 나아가 환자의 약물 치료 예후를 신속하고 정확하게 판별하여 환자 맞춤 치료법을 선택할 수 있다.
Description
본 발명은 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 신규 바이오마커 및 이의 용도에 관한 것이다.
유방암은 호르몬 수용체(hormone receptor, HR)와 인간 상피세포 성장인자 수용체 2(human epidermal growth factor receptor 2, HER2)의 단백질 발현을 기반으로 HR+HER2-, HR+HER2+, HR-HER2+ 및 TNBC(triple-negative breast cancer)의 4가지 IHC(Immunohistochemistry) 유형으로 분류되며, RNA 발현량에 기반하여 분자 유형을 나누는 PAM50 subtyping을 적용하여 Luminal A, Luminal B, Her2-enriched, Basal-like 및 Normal-like의 5가지 분자유형으로 나뉠 수 있고, 이러한 유형에 따라 임상적 특성과 항암치료에 대한 반응이 다르게 나타난다. HER2의 증폭 또는 과발현을 가진 HER2 양성 유방암(HER2 positive breast cancer)은 전체 유방암의 15 ~ 25%를 차지하며 재발률이 높고 예후가 나쁜 편이다. HER2 양성 유방암에서 HER2는 유방암 예후를 예측하기 위한 바이오마커나 치료의 표적으로 활용된다. FDA에서 승인된 HER2 표적치료제인 트라스투주맙(Trastuzumab)은 HER2에 대한 인간화 단클론항체로, HER2 양성 유방암의 무병 생존율 및 전체 생존율을 개선시키는 것으로 알려져 있다. 하지만 일부 환자만이 트라스투주맙 단독 치료에 반응하고 많은 환자가 지속적인 치료에 대해 내성을 가지므로, 이러한 트라스투주맙의 한계를 극복하기 위해 라파티닙(Lapatinib), 퍼투주맙(Pertuzumab) 등 다른 HER2 표적치료제나 세포독성 항암제, 면역항암제 등을 병용하는 다양한 치료 전략이 시도되고 있다.
유방암의 항암 치료법으로는 크게 근치적 항암 화학요법 (선행 항암 화학요법 또는 보조 항암 화학요법)과 완화적(palliative) 항암 화학요법으로 나뉜다. 이 중 선행 항암 화학요법(neoadjuvant chemotherapy)은 종양을 제거할 수 없거나 수술 범위가 너무 클 때 수술할 수 있는 수준까지 종양을 줄이거나 병기(stage)를 낮추기 위한 수술 전 요법으로, 좋은 예후를 기대할 수 있다. HER2 양성 조기 유방암(HER2 positive early breast cancer)의 경우 도세탁셀(Docetaxel), 카보플라틴(Carboplatin), 트라스투주맙 및 퍼투주맙(Pertuzumab)을 병용하는 TCHP 요법을 통해 병리학적 완전 관해(pathologic complete response) 비율을 60% 이상으로 높였다. TCHP 요법은 독성을 조절할 수 있지만, 호중구감소열(neutropenic fever), 신경독성(neurotoxicity), 신독성(nephrotoxicity), 구토(emesis), 설사(diarrhea) 등 등급(Grade) 3 또는 4의 위험도 높은 이상반응(adverse effect)를 보이는 단점이 있다. 따라서 환자마다 치료에 대한 반응이 다르기 때문에 정확한 예후 예측을 위해서는 유방암의 분자 유형과 임상 결과의 연관성에 대한 평가가 필요하며, 특히 각 유형별 유방암의 예후에 영향을 미치는 분자적 인자에 대한 연구 수행이 반드시 요구된다.
본 발명은 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 조성물 및 키트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 HER2 양성 유방암 치료 예후를 예측하기 위한 정보의 제공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 조성물
본 발명의 일 양상은 RAD21 유전자를 검출하는 제제를 포함하는 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 조성물을 제공한다.
본 발명에서 사용된 “HER2 양성 유방암”은 일반적인 암세포보다 HER2가 많이 발견되는 유형으로, 진행이 다른 유방암보다 빠르고 공격적인 것이 특징이다. HER2 양성 조기 유방암인 경우 종양 크기가 2 cm 이하이고 겨드랑 림프절에 전이가 없는 것으로, HER2 표적치료제를 사용하면 치료 예후가 좋은 편이며, 완치율도 높은 것으로 알려져 있다. 종양 크기가 2 cm를 넘거나 림프절 전이가 있다면 수술 전 표적치료제 치료를 시행하는데, 이때 암이 완전히 사라지는 경우를 병리학적 완전 관해(pathologic complete response, pCR)라고 한다.
본 발명에서 사용된 “치료”는 유방암의 성장, 증식 또는 전이 억제를 위해 통상적으로 사용되는 요법을 의미하며, 표적치료제나 세포독성 항암제, 면역항암제를 단독 또는 병용한 경우를 모두 포함한다. 일반적인 항암 치료로는 수술 전 항암제를 투여하여 종양의 크기를 줄이는 선행 항암 화학요법, 근치적 절제술(완전 절제) 후 미세 잔존암이 남아 있을 가능성이 높아 암의 재발 방지를 목적으로 수술 후 투여하는 보조 항암 화학요법, 질병 진행을 늦추거나 완화시켜 환자의 삶의 질을 좋게 하고 궁극적으로 생존기간을 늘려주기 위한 완화적 항암 화학요법 등이 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 HER2 양성 유방암 치료는 선행 항암 화학요법을 적용할 수 있는 HER2 양성 조기 유방암 환자를 대상으로 하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 선행 항암 화학요법은 HER2 표적치료제를 단독으로 사용하거나 세포독성 항암제, 면역항암제 등의 항암제와 병용하는 것일 수 있다.
상기 HER2 표적항암제로는 다코미티닙(Dacomitinib), 마르게툭시맙(Margetuximab), 네라티닙(Neratinib), 퍼투주맙(Pertuzumab), 트라스투주맙(Trastuzumab), 트라스트주맙 엠타신(Trastuzumab emtansine), 투카티닙(Tucatinib), 라파티닙(Lapatinib) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 세포독성 항암제로는 사이클로포스파미드(Cyclophosphamide), 도세탁셀(Docetaxel), 파클리탁셀(Paclitaxel), 알부민 결합 파클리탁셀(Nab-paclitaxel), 독소루비신(Doxorubicin) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 면역항암제로는 아테졸리주맙(Atezolizumab), 이필리무맙(Ipilimumab), 니볼루맙(Nivolumab), 펨브롤리주맙(Pembrolizumab) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 상기 선행 항암 화학요법은 TAHP 요법으로 도세탁셀, 파클리탁셀 또는 알부민 결합 파클리탁셀; 트라스투주맙; 퍼투주맙; 및 아테졸리주맙, 니볼루맙 또는 펨브롤리주맙을 투여하는 것일 수 있다.
본 발명에서 사용된 “예후”는 아직 진단되지 않거나 진단을 받은 개체를 대상으로 치료 전/후 개체의 재발, 전이, 약물 반응성, 내성 등과 같은 여부를 판단하는 것을 의미한다. 본 발명에서는 HER2 양성 유방암 환자, 보다 구체적으로 선행 항암 화학요법을 적용할 수 있는 HER2 양성 조기 유방암 환자에서 약물 치료 전에 바이오마커로서 RAD21 유전자, 보다 구체적으로는 RAD21 유전자의 돌연변이 여부 및/또는 RNA 발현 수준을 확인하여 치료에 대한 반응이 좋을지를 예측하는 것을 의미하며, 병리학적 완전 관해(pCR)를 이용하여 예후를 예측할 수 있다. 여기서 “바이오마커(biomarker)”란 일반적으로 생물학적 시료에서 검출 가능한 물질로서 생체 변화를 알아낼 수 있는 폴리펩티드, 단백질, 핵산, 유전자, 지질, 당지질, 당단백질, 당 등과 같은 유기 생체 분자들을 모두 포함한다.
본 발명에 따른 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 조성물은 바이오마커인 RAD21 유전자를 검출하기 위한 제제가 요구된다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 제제는 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이, RAD21 유전자의 RNA 발현 수준 또는 이들의 조합을 검출하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이는 RAD21 유전자의 핵산 염기서열(nucleic acid sequence) 또는 뉴클레오티드 서열(nucleotide sequence)에서 i) 단일 뉴클레오티드 변이; ii) 1 내지 50개의 뉴클레오티드의 결실, 치환, 삽입 또는 이들의 조합; 및 iii) 복제 수 변이로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
본 발명에서 사용된 “돌연변이 또는 변이”는 유전체에서 염기, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드 또는 핵산의 변경(alteration)을 의미한다. 상기 변이는 염기, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드 또는 핵산의 치환(substitution), 삽입(insertion), 결실(deletion) 등을 포함할 수 있다. 여기서 치환은 염기, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드 또는 핵산이 다른 염기, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드 또는 핵산으로 바뀌는 변경을 의미한다. 삽입은 다른 염기, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드 또는 핵산이 추가되는 변경을 의미한다. 결실은 염기, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드 또는 핵산이 제거되는 변경을 의미한다.
본 발명에서 사용된 “단일 뉴클레오티드 변이(single nucleotide variant, SNV)”는 유전체 상에서 하나의 염기 또는 뉴클레오티드의 차이를 보이는 서열의 변경 또는 변이를 의미하며, 여러 사람의 유전체의 같은 위치에서 특정 염기 하나가 다른 염기로 변화되어 다른 형질로 표현되는 것을 의미하는 단일 염기서 다형성(single nucleotide polymorphism)과 혼용될 수 있다. 상기 1 ~ 50개의 뉴클레오티드 결실 또는 삽입은 유전체 상에서 1 ~ 50개 이상의 연속적 또는 비연속적 염기, 뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드 또는 핵산의 차이를 보이는 서열의 변경 또는 변이를 의미한다. 이러한 뉴클레오티드 변이는 3개의 염기서열로 구성되는 하나의 아미노산에도 영향을 미칠 수 있으며, 염기 차이가 특정 질환에 대한 감수성, 질환의 발현 양상, 치료제 반응성 등 개인 간의 차이를 나타내는데 기여할 수 있다.
본 발명에서 사용된 “복제 수 변이(copy number variant, CNV)”는 참조 서열(reference sequence)과 비교했을 때 반복되는 서열의 수 차이를 보이는 1kb 이상 길이의 변이 구간을 말하며, 복제 수 차이로 인해 특정 질환에 대한 감수성, 질환의 발현 양상, 치료제 반응성 등 개인 간의 차이를 나타내는데 기여할 수 있다.
이러한 DNA 돌연변이 여부는 염기서열분석(sequencing) 또는 증폭 반응을 통해 검출 가능하다.
본 발명의 실시예에서는 TAHP 요법을 받은 HER2 양성 조기 유방암 환자의 약물 치료 전 종양 조직을 이용하여 DNA 및 RNA 시퀀싱을 실시한 결과, 야생형 RAD21 유전자를 가진 경우 (78%)가 RAD21 유전자의 돌연변이, 보다 구체적으로 복제 수(copy number)가 6 이상 증가한 복제 수 변이 (RAD21_amp)를 가진 경우 (24%)에 비해 pCR 비율이 현저히 높았으며, RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 여부 및/또는 RNA 발현 수준만으로도 HER2 양성 조기 유방암의 치료 예후에 대한 예측 성능이 높고 (RAD21_exprs + RAD21_amp, LOOCV.AUC=0.690; RAD21_amp, LOOCV.AUC=0.733; RAD21_exprs, LOOCV.AUC=0.749) 정확도가 우수한 예측 모델을 형성하였다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이를 검출하는 제제는 RAD21 유전자의 DNA에 상보적으로 결합하는 센스 및 안티센스 프라이머, 프로브 및 안티센스 뉴클레오티드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 RAD21 유전자의 RNA 발현 수준을 검출 또는 측정하는 제제는 RAD21 유전자의 RNA에 상보적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 RAD21 유전자를 검출하는 제제를 포함하는 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 조성물은 예측 정확도를 향상시킬 수 있도록 RAD21 외에 다른 바이오마커를 활용할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 조성물은 HER2 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 제제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 TAHP 요법을 받은 HER2 양성 조기 유방암 환자의 약물 치료받기 전에 확보한 종양 조직을 이용하여 단백질 발현 수준을 측정한 결과, HER2 3+인 경우 (71%)가 HER2 2+인 경우 (13%)에 비해 pCR 비율이 현저히 높았으며, RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 여부와 함께 HER2 발현 여부를 통해 HER2 양성 조기 유방암의 치료 예후에 대한 예측 성능이 높고 (LOOCV.AUC=0.807) 정확도가 우수한 예측 모델을 형성하였다.
또한, 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 조성물은 PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 제제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 PDL1(programmed death-ligand 1)은 암세포의 표면이나 조혈세포에 있는 단백질로, 암세포의 표면에 있는 PDL1이 T 세포의 표면에 있는 PD-1(programmed cell death protein 1)과 결합하여 T 세포의 암세포 공격을 회피하게 한다.
본 발명의 일 실시예에서는 TAHP 요법을 받은 HER2 양성 조기 유방암 환자의 약물 치료 시작 전에 확보한 종양 조직을 이용하여 단백질 발현 수준을 측정한 결과, PDL1 양성인 경우 (100%)가 PDL1 음성인 경우 (55%)에 비해 pCR 비율이 현저히 높았으며, RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 여부 및/또는 RNA 발현 수준과 함께 HER2 및/또는 PDL1 발현 여부를 통해 HER2 양성 조기 유방암의 치료 예후에 대한 예측 성능이 보다 향상되고 (RAD21_amp + PDL1, LOOCV.AUC=0.757; RAD21_amp + HER2 + PDL1 + RAD21_exprs, LOOCV.AUC=0.788; RAD21_amp + HER2, LOOCV.AUC=0.807; RAD21_amp + HER2 + PDL1, LOOCV.AUC=0.839) 정확도가 우수한 예측 모델을 형성하였다.
이러한 HER2 또는 PDL1 발현 수준을 측정하기 위해서는 해당 유전자 또는 이의 단백질 발현량을 측정할 수 있는 제제가 요구된다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 HER2 또는 PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 제제는 HER2 또는 PDL1 유전자, 또는 이의 단백질에 각각 상보적이거나 특이적으로 결합하는 센스 및 안티센스 프라이머, 프로브, 안티센스 뉴클레오티드, 항체, 올리고펩티드, 리간드, PNA(peptide nucleic acid) 및 압타머(aptamer)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 조성물은 ANKRD50, COX6C, DERL1, FLNB, GPRC5A, RNF139, SAMD8, SERPINE1, SQLE 및 TTC39A 유전자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 RNA 발현 수준으로 측정하는 제제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 10종의 유전자는 본 발명의 일 실시예에 따라 HER2 양성 유방암 환자 중 pCR 그룹 대비 non-pCR 그룹에서 통계적으로 유의한 발현량 차이를 보이는 것으로 선정된 유전자들이다.
본 발명의 일 실시예에서는 TAHP 요법을 받은 HER2 양성 조기 유방암 환자의 약물 치료 시작 전에 확보한 종양 조직을 이용하여 10종의 유전자의 RNA 발현 수준을 측정한 결과, RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 여부 및/또는 RNA 발현 수준과 함께 HER2 및/또는 PDL1 발현 여부, 및/또는 10종의 유전자의 RNA 발현 수준을 통해 HER2 양성 조기 유방암의 치료 예후에 대한 예측 성능이 보다 향상되고 (RAD21_amp 및/또는 RAD21_exprs 포함, LOOCV.AUC=0.734 ~ 0.918) 정확도가 우수한 예측 모델을 형성하였다.
이러한 10종의 유전자의 발현 수준을 측정하기 위해서는 해당 유전자의 RNA 발현량을 측정할 수 있는 제제가 요구된다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 10종의 유전자의 RNA 발현 수준을 측정하는 제제는 각 유전자의 RNA에 각각 상보적으로 결합하는 프라이머 또는 프로브인 것일 수 있다.
본 발명에서 사용된 "프라이머(primer)"는 짧은 자유 3 말단 수산화기를 가지는 핵산 서열로, 상보적인 주형(template)과 염기쌍을 형성할 수 있고 주형 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 단일 가닥 올리고뉴클레오티드(single strand oligonucleotide)를 의미한다. 상기 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응 (즉, DNA 중합효소 또는 역전사효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다. 프라이머 쌍은 7개 내지 50개의 뉴클레오티드 서열을 가진 센스(sense) 및 안티센스(antisense) 올리고뉴클레오티드로 구성되며, DNA 합성의 개시점으로 작용하는 프라이머의 기본 성질을 변화시키지 않는 수준에서 15 ~ 30개의 뉴클레오티드 서열을 가질 수 있다.
본 발명에서 사용된 "프로브(probe)"는 자연의 또는 변형된 모노머(monomer) 또는 연쇄(linkages)의 선형 올리고머를 의미하며, 디옥시리보뉴클레오티드 및 리보뉴클레오티드를 포함하고, 표적 뉴클레오티드 서열에 특이적으로 혼성화할 수 있으며, 자연적으로 존재하거나 또는 인위적으로 합성된 것이다.
이러한 프라이머, 프로브 및 안티센스 뉴클레오티드는 필요한 경우 분광학적, 광화학적, 생화학적, 면역화학적 또는 화학적 수단에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 검출 가능한 표지를 포함할 수 있다. 상기 검출 가능한 표지는 검출 가능한 신호를 발생시킬 수 있는 표지 물질로서, 형광물질, 예를 들면, Cy3, Cy5 등과 같은 물질을 포함하는 검출 가능한 신호를 발생시킬 수 있는 표지 물질일 수 있다. 상기 검출 가능한 표지는 핵산의 혼성화 결과를 확인할 수 있다.
본 발명에서 사용된 “항체”는 항원성 부위에 대해서 지시되는 특이적인 단백질 분자를 의미한다. 본 발명에서는 HER2 또는 PDL1 단백질에 특이적으로 결합하는 항체를 의미하며, 단클론항체, 다클론항체 및 재조합 항체를 모두 포함한다. 여기서 “특이적으로 결합하는”이란 결합에 의해 표적 물질의 존재 여부를 검출할 수 있을 정도로 다른 물질에 비해 표적 물질에 대한 결합력이 뛰어남을 의미한다. 또한, 상기 항체는 2개의 전체 길이의 경쇄(light chain) 및 2개의 전체 길이의 중쇄(heavy chain)를 가지는 완전한 형태뿐만 아니라 항체 분자의 기능적인 단편을 포함한다. 항체 분자의 기능적인 단편이란 적어도 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 의미하며, Fab, F(ab'), F(ab')2, Fv 등일 수 있다.
상기 항체는 당업계에 공지된 기술을 통해 용이하게 제조될 수 있다. 예를 들면, 단클론항체는 당업계에 널리 공지된 하이브리도마 방법(hybridoma method) Kohler 및 Milstein (1976) European Jounral of Immunology 6:511-519 참조), 또는 파지 항체 라이브러리 (Clackson et al, Nature, 352:624-628, 1991; Marks et al, J. Mol. Biol., 222:58, 1-597, 1991) 기술을 이용하여 제조될 수 있다. 다클론항체는 표적 단백질 항원을 동물에 주사하고 동물로부터 채혈하여 항체를 포함하는 혈청을 수득하는 방법에 의해 생산할 수 있다. 이러한 다클론항체는 염소, 토끼, 양, 원숭이, 말, 돼지, 소, 개 등의 동물로부터 제조 가능하다.
상기 방법으로 제조된 항체는 겔 전지영동, 투석, 염 침전, 이온교환 크로마토그래피, 친화성 크로마토그래피 등의 방법을 이용하여 분리 및 정제할 수 있다.
HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 키트
본 발명의 일 양상은 상기 조성물을 포함하는 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 키트를 제공한다.
본 발명에서 사용된 “HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 키트”는 검사 대상자 또는 HER2 양성 유방암 환자, 보다 구체적으로 선행 항암 화학요법을 적용할 수 있는 HER2 양성 조기 유방암 환자로부터 분리된 생물학적 시료를 통해 예후를 예측할 수 있는 물질을 의미하며, 이를 통해 검사 대상자의 치료 예후를 신속, 정확하고 간편하게 진단할 수 있다. 본 발명에서는 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 여부 및/또는 RNA 발현 수준을 검출 또는 측정하는 제제를 단독으로 포함하거나, 또는 이와 함께 HER2 또는 PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준, 및/또는 상기 10종의 유전자의 RNA 발현 수준을 측정하는 제제를 더 포함할 수 있다.
상기 키트는 통상적인 유전자 발현, 유전자 돌연변이 (예컨대, 복제 수 변이), RNA (예컨대, mRNA) 발현 및 단백질 정량 분석에 기반한 진단 키트를 제한 없이 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 키트는 PCR(polymerase chain reaction) 키트, RT-PCR(reverse transcription PCR) 키트, DNA 또는 DNA 칩 키트, NGS(next generation sequencing) 키트, 단백질 칩 키트 및 단백질 어레이 키트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
예를 들면, 상기 키트가 PCR 증폭 과정에 적용되는 경우, 본 발명의 키트는 선택적으로 PCR 증폭에 필요한 시약, 예컨대, 완충액, DNA 중합효소, DNA 중합 효소 보조인자 및 dNTPs를 포함할 수 있으며, 상기 키트가 면역 분석에 적용되는 경우, 본 발명의 키트는 선택적으로 이차항체 및 표지의 기질을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 키트는 상기한 시약 성분을 포함하는 다수의 별도 패키징 또는 컴파트먼트로 제작될 수 있으며, 본 발명의 키트는 DNA 칩을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 진단용 키트일 수 있다. DNA 칩 키트는, 유전자 또는 그의 단편에 해당하는 cDNA가 프로브로 부착되어 있는 기판, 및 형광표식 프로브를 제작하기 위한 시약, 제제, 효소 등을 포함할 수 있다. 또한, 기판은 정량 대조구 유전자 또는 그의 단편에 해당하는 cDNA를 포함할 수 있다.
HER2 양성 유방암 치료 예후를 예측하기 위한 정보의 제공 방법
본 발명의 다른 양상은 a) 피험자로부터 분리된 생물학적 시료에서 RAD21 유전자를 검출하는 단계; 및 b) 상기 검출된 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 수준, RNA 발현 수준 또는 이들의 조합을 대조군과 비교하는 단계를 포함하는 HER2 양성 유방암 치료 예후를 예측하기 위한 정보의 제공 방법을 제공한다.
상기 a) 및 b) 단계에 대해 다음에서 자세히 살펴보며, 전술한 내용과 공통된 내용은 과도한 복잡성을 회피하기 위하여 그 기재를 생략한다.
상기 a) 단계는 HER2 양성 유방암 치료 예후에 대한 검사가 필요한 개체 또는 대상자로부터 생물학적 시료를 채취하여 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 수준 및/또는 RNA 발현 수준을 측정하는 과정이다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 a) 단계의 피험자는 선행 항암 화학요법을 적용할 수 있는 HER2 양성 조기 유방암 환자인 것일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 선행 항암 화학요법은 도세탁셀(Docetaxel), 파클리탁셀(Paclitaxel) 또는 알부민 결합 파클리탁셀(Nab-paclitaxel); 트라스투주맙(Trastuzumab); 퍼투주맙(Pertuzumab); 및 아테졸리주맙(Atezolizumab), 니볼루맙(Nivolumab) 또는 펨브롤리주맙(Pembrolizumab)을 투여하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 a) 단계의 생물학적 시료는 혈액, 혈장, 혈청, 림프액, 타액, 소변 및 조직으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 생물학적 시료는 HER2 양성 유방암에 대한 약물 치료를 받기 전에 확보한 것이 바람직하며, 생물학적 시료로부터 암세포의 유전자 변이 여부 및 분자 (예컨대, 핵산, 단백질) 발현 수준을 정확하게 측정하기 위해서는 암 조직을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 b) 단계는 생물학적 시료에서 측정된 RAD21 유전자의 특정 변이 유무 및/또는 RNA 발현 수준에 근거하여 피험자 또는 개체의 HER2 양성 유방암 치료에 대한 예후를 예측하는 과정이다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이는 RAD21 유전자 서열에서 단일 뉴클레오티드 변이; 1 내지 50개의 뉴클레오티드의 결실, 치환, 삽입 또는 이들의 조합; 및 복제 수 변이로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 HER2 양성 유방암 치료 예후를 예측하기 위한 정보의 제공 방법은 상기 RAD21 유전자 외에 HER2; PDL1; 및/또는 ANKRD50, COX6C, DERL1, FLNB, GPRC5A, RNF139, SAMD8, SERPINE1, SQLE 및 TTC39A로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 더 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 a) 또는 b) 단계 이후, a-1) 상기 생물학적 시료에서 HER2 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 단계; 및 b-1) 상기 측정된 HER2 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 대조군과 비교하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 a) 또는 b) 단계 이후, a-2) 상기 생물학적 시료에서 PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 단계; 및 b-2) 상기 측정된 PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 대조군과 비교하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 a) 또는 b) 단계 이후, a-3) 상기 생물학적 시료에서 ANKRD50, COX6C, DERL1, FLNB, GPRC5A, RNF139, SAMD8, SERPINE1, SQLE 및 TTC39A 유전자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 RNA 발현 수준으로 측정하는 단계; 및 b-3) 상기 측정된 유전자의 RNA 발현 수준을 대조군과 비교하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 수준은 형광 핵산 혼성화(fluorescence in situ hybridization), 크로마틴면역침강(chromatin immunoprecipitation), 차세대염기서열분석(next generation sequencing, NGS) 등을 통해 분석될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 상기 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이, 특히 복제 수 변이는 NGS를 통해 측정될 수 있으며, 예를 들면, 전장 유전체 시퀀싱(whole genome sequencing), 전장 엑솜 시퀀싱(whole exome sequencing), 표적 유전자 패널 시퀀싱(target gene panel sequencing) 등의 방법으로 측정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 NGS는 수십만 개의 반응을 동시에 수행하는 다중화(multiplexing) 능력이 있으며, 적은 양의 샘플로도 시퀀싱이 가능하다. NGS는 상용화된 기술에 따라 구체적인 적용 기법이 다소 다르지만, 일반적으로 클론증폭(clonal amplification), 대량병렬 시퀀싱 및 Sanger 방법과 작용기전이 다른 새로운 염기서열결정법을 사용한다. 상용화 기술로는 2007년에 Roche가 출시한 454 GS 개량형 FLX model sequencer, 2006년에 Illumina가 출시한 Genome Analyzer HiSeq, 2007년에 Applied Biosystems가 출시한 SOLiD 등이 있다. 이러한 세 가지의 플랫폼은 공통적으로 복잡한 라이브러리 구축과 클로닝 과정을 버리고 클론증폭기술을 채택하였고, 한꺼번에 대량으로 처리할 수 있는 대량병렬방식(massively parallel sequencing) 기술을 택하였으며, 순환 시퀀싱(cyclic sequencing)을 통한 합성신호읽기(sequencing by synthesis)로 염기서열을 결정하여 번잡한 전기영동과정을 배제하였다. 또한 shotgun 방식을 사용하여 읽혀진 짧은 리드(read)를 컴퓨터로 배열하여 중복된 부분을 찾아 전체를 완성하는 알고리즘을 사용한다. NGS는 임상적으로 유전자 패널 검사, 엑솜 시퀀싱, 전장 유전체 시퀀싱, 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism) 검출, 혈액기반 종양 검사(blood-based tumor diagnostic), 비침습적 산전검사(noninvasive prenatal testing), 인간백혈구항원(Human leukocyte antigen) 검사, 면역글로불린 유전자 재조합(Immunoglobulin rearrangement) 검사, RNA 시퀀싱, DNA 메틸화(methylation) 검사, 염색질 면역침강(chromatin immunoprecipitation, ChIP) 시퀀싱, 단일세포(single cell) 시퀀싱 등에 이용될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 유전자 (예컨대, DNA, RNA) 발현 수준은 중합효소 연쇄반응(PCR), 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR), 경쟁적 RT-PCR, 실시간 PCR, 실시간 RT-PCR, 핵산분해효소 보호 분석(nuclease protection assay), in situ 교잡, DNA 또는 RNA 마이크로어레이, 노던 블롯, 서던 블롯, 차세대염기서열분석(NGS) 등의 방법으로 측정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 유전자의 단백질 발현 수준은 효소면역분석(enzyme-linked immunosorbent assay), 웨스턴 블롯(western blot), 방사선면역분석(radioimmunoassay), 면역확산(radioimmunodiffusion), 면역침강(immunoprecipitation), 유세포분석(flow cytometry) 면역조직화학(immunohistochemistry), 면역형광(immunofluorescnce), 단백질 마이크로어레이 등의 방법으로 측정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 검출된 또는 측정된 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 수준 및/또는 RNA 발현 수준, HER2 및/또는 PDL1 유전자 또는 단백질의 발현 수준, 및/또는 10종의 유전자의 RNA 발현 수준은 대조군, 보다 구체적으로는 정상인 시료와 유전자의 변이 수준 및/또는 발현 수준을 비교 분석하여 HER2 양성 유방암 환자의 치료 예후를 예측할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 대조군과 비교하는 단계에서, 대조군 대비 피험자에서 하기 i) 및 ii) 중 하나 이상과 하기 iii) 내지 v) 중 하나 이상을 만족하는 경우 HER2 양성 유방암 환자의 치료 예후가 좋은 것으로 판별하는 것일 수 있다.
i) RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 수준이 낮음;
ii) RAD21 유전자의 RNA 발현 수준이 낮음;
iii) HER2 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준이 높음;
iv) PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준이 높음; 및
v) ANKRD50, COX6C, DERL1, FLNB, GPRC5A, RNF139, SAMD8, SERPINE1, SQLE 및 TTC39A 유전자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 RNA 발현 수준이 낮음.
여기서 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 수준이 낮다는 것은 돌연변이 중 복제 수 변이가 6 미만이거나 없다는 것을 의미하며, RAD21 유전자의 RNA 발현 수준이 낮다는 것은 유전자를 암호화하는 DNA에서 전사된 mRNA의 발현량이 적은 것을 의미하며, HER2 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준이 높다는 것은 단백질 또는 이를 암호화하는 유전자의 발현량이 많은 것 (구체적으로, 3+ 이상)을 의미하며, 이는 HER2 유전자의 DNA 돌연변이 (예컨대, 복제 수 변이)에 의한 것일 수 있고, PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준이 높다는 것은 단백질 또는 이를 암호화하는 유전자를 발현한다는 것 (양성, positive)을 의미하며, 상기 10종의 유전자의 RNA 발현 수준이 낮다는 것은 각 유전자를 암호화하는 DNA에서 전사된 mRNA의 발현량이 적은 것을 의미한다.
보다 구체적으로, 상기 피험자가 대조군에 비해 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 수준 및/또는 RNA 발현 수준이 낮으면서 HER2 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준이 높거나, PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준이 높거나, 및/또는 ANKRD50, COX6C, DERL1, FLNB, GPRC5A, RNF139, SAMD8, SERPINE1, SQLE 및 TTC39A 유전자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 RNA 발현 수준이 낮은 경우에는 HER2 양성 조기 유방암의 치료 예후가 좋을 것으로 예측할 수 있고, 예측 성능 및 정확도가 향상될 수 있다.
본 발명에서는 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 신규 바이오마커를 제시함으로써 선행 항암 화학요법을 적용할 수 있는 HER2 조기 양성 유방암 환자를 대상으로 상기 바이오마커를 검출 또는 측정할 수 있는 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 조성물 및 키트를 제공할 수 있으며, 나아가 환자의 약물 치료 예후를 신속하고 정확하게 판별하여 환자 맞춤 치료법을 선택할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 후보 바이오마커 8개 (DNA 마커; RAD21, MYC, MYCN 및 ERBB2, RNA 마커; Luminal, 및 단백질 마커; HR, HER2 및 PDL1)에 대한 피셔의 정확 검정 분석(Fisher's exact test) 결과이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후보 바이오마커 8개의 조합에 대한 일반화선형모형 모델(GLM model)의 LOOCV.AUC(Leave-One-Out Cross Validation Aread Under the Curve) 및 예측 오차(prediction error)를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 바이오마커 단독 (RAD21_amp) 또는 조합 (HER2 + RAD21_amp 및 HER2 + PDL1 + RAD21_amp)에 대한 ROC 곡선(curve)를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RAD21 유전자의 복제 수 변이 (RAD21_amp)와 RNA 발현 수준 (RAD21_exprs) 간의 연관성에 대한 피셔의 정확 검정 분석(Fisher's exact test) 결과이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 DNA 마커 (RAD21_amp), 단백질 마커 (HER2 및 PDL1) 및 RNA 마커 (ANKRD50_exprs, COX6C_exprs, DERL1_exprs, FLNB_exprs, GPRC5A_exprs, RAD21_exprs, RNF139_exprs, SAMD8_exprs, SERPINE1_exprs, SQLE_exprs 및 TTC39A_exprs)의 조합에 대한 일반화선형모형 모델(GLM model)의 LOOCV.AUC(Leave-One-Out Cross Validation Aread Under the Curve) 및 예측 오차(prediction error)를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 RNA 마커 단독 (RAD21_exprs) 또는 DNA 마커, 단백질 마커 및 RNA 마커의 조합 (SERPINE1_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp 및 TTC39A_exprs + SQLE_exprs + SERPINE1_exprs + DERL1_exprs + ANKRD50_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp)에 대한 ROC 곡선(curve)를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후보 바이오마커 8개의 조합에 대한 일반화선형모형 모델(GLM model)의 LOOCV.AUC(Leave-One-Out Cross Validation Aread Under the Curve) 및 예측 오차(prediction error)를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 바이오마커 단독 (RAD21_amp) 또는 조합 (HER2 + RAD21_amp 및 HER2 + PDL1 + RAD21_amp)에 대한 ROC 곡선(curve)를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RAD21 유전자의 복제 수 변이 (RAD21_amp)와 RNA 발현 수준 (RAD21_exprs) 간의 연관성에 대한 피셔의 정확 검정 분석(Fisher's exact test) 결과이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 DNA 마커 (RAD21_amp), 단백질 마커 (HER2 및 PDL1) 및 RNA 마커 (ANKRD50_exprs, COX6C_exprs, DERL1_exprs, FLNB_exprs, GPRC5A_exprs, RAD21_exprs, RNF139_exprs, SAMD8_exprs, SERPINE1_exprs, SQLE_exprs 및 TTC39A_exprs)의 조합에 대한 일반화선형모형 모델(GLM model)의 LOOCV.AUC(Leave-One-Out Cross Validation Aread Under the Curve) 및 예측 오차(prediction error)를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 RNA 마커 단독 (RAD21_exprs) 또는 DNA 마커, 단백질 마커 및 RNA 마커의 조합 (SERPINE1_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp 및 TTC39A_exprs + SQLE_exprs + SERPINE1_exprs + DERL1_exprs + ANKRD50_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp)에 대한 ROC 곡선(curve)를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 제시된 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이러한 예시적인 설명에 의하여 제한되는 것은 아니다.
실시예 1. HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 바이오마커 후보 선정
1-1. 환자 검체 준비
2019년 5월부터 2020년 5월까지 선행 항암 화학요법을 받은 HER2 양성 조기 유방암 환자 67명을 모집하였으며, 그 중 65명이 완치 수술(curative surgery)을 받았다. 마지막 환자가 완치 수술을 받은 2020년 10월 말에 데이터 수집을 종료하였다. 선행 항암 화학요법은 TAHP 요법으로 도세탁셀(Docetaxel), 트라스투주맙(Trastuzumab), 퍼투주맙(Pertuzumab) 및 아테졸리주맙(Atezolizumab)을 6회 주기로 투여했다.
67명 중 HR 양성인 경우가 32명이었고, 중위 연령(Median age)은 52세 (범위 33-74세)였다. TAHP 요법 전 환자 생검에서는 13명의 환자 (19.7%)가 SP142 Ab에 의한 PDL1 양성이었다. 전체적으로 병리학적 완전 관해(pCR) 비율은 61.2% (41/67)이고, 불완전 관해(non-pCR) 비율은 35.8% (24/67)이었다. 한 환자는 TAHP 요법 중 재발하여 수술을 받을 수 없었다. 호중구감소증(Neutropenia)은 13명 (19.4%)에서 발견되었지만, 호중구감소성 발열(neutropenic fever)은 5명 (7.5%)에서 발견되었다. 또한 가장 흔한 면역 관련 독성인 발진(rash)이 43명 (64.2%, Grade 3인 환자 1명 포함), 뇌염(encephalitis)이 1명 (Grade 3), 면역 관련 간염이 2명 (Grade 2 및 Grade 3), 폐렴이 6명 (Grade 3 또는 Grade 4 아님), 그리고 갑상선 기능장애가 6명으로 나타났는데, 전체적으로 높은 완전 관해 비율과 중간 정도의 심하지 않은 독성을 보였다.
종양 조직은 모든 환자로부터 TAHP 요법을 받기 전에 (T1; n=63, pCR 40명 및 non-pCR 23명), 그리고 수술 후 병리학적 완전 관해가 나타나지 않은 환자 (non-pCR)의 잔여 종양 조직 (T3; n=15)에서 수집하였다. 수집된 종양 조직을 이용하여 DNA 및 RNA 시퀀싱과 면역조직화학(IHC)을 실시하여 후보 바이오마커를 선정하였다.
1-2. DNA 마커 선정
종양 조직에서 DNA를 추출하여 NGS를 통해 DNA 마커를 선정하였다. 먼저, QIAamp DNA Mini Kit (Qiagen)을 이용하여 추출된 genomic DNA로부터 whole-genome shotgun library를 제작하고 프로브 교잡(hybridization) 후 FoundationOne® CDx (F1CDx) 패널을 이용하여 Illumina® HiSeq 4000 System으로 딥 시퀀싱(deep sequencing)을 진행하였다. 시퀀싱 후에는 FoundationOne CDxTM 자체 소프트웨어를 이용해서 SNV, Indel(insertion+deletion), CNV, 융합(fusion) 등의 DNA 변이를 분석하였다. 품질(Quality)이 낮은 세포는 제외하였고, MAF(mutant allele frequency)가 5% 이상인 변이만 (핫스팟 돌연변이(hotspot mutation)의 경우 MAF 1% 이상) 보고하였다. 유전체 특징과 pCR 달성 간의 연관성은 돌연변이(mutation)에 의한 농축 테스트(enrichment test)에 대한 피셔의 정확 검정(Fisher's exact test)으로 분석하였다. 돌연변이 중 복제 수 증폭(copy number amplification)은 정상 서열(process-matched normal control)과 비교하여 복제 수가 6 이상인 경우를 말한다 (PMA P170019: FDA Summary of Safety and Effectiveness Data 참고). p 값 < 0.05인 경우 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다.
그 결과, 도 1을 참조하면, DNA 마커 32개 중 RAD21 복제 수 증폭 (n=17, p=0.0002), MYC 복제 수 증폭 (n=13, p=0.0095) 및 MYC 경로(MYC.pathway) 돌연변이 (MYC 복제 수 증폭 또는 MYCN 돌연변이) (n=14, p=0.0095)가 pCR 그룹 (n=40)에 비해 non-pCR 그룹 (n=23)에서 더 자주 검출되었다. 특히 돌연변이가 없는 야생형(wild type, WT) RAD21은 다른 마커에 비해 pCR 비율이 78%로 높은 수준을 나타냈다.
그리고 HER2를 암호화하는 ERBB2 유전자의 경우 ERBB2 복제 수 증폭 (n=59, p=0.1338)은 두 그룹 간의 유의적인 차이가 없으나, ERBB2 및 MYC에 대한 동시 증폭(co-amplification)은 불완전 관해(non-pCR) 그룹 (p=0.01687)에서 빈도 높게 검출되었다.
1-3. RNA 마커 선정
종양 조직에서 RNA를 추출하여 NGS를 통해 RNA 마커를 선정하였다. 먼저, RNeasy Mini Kit (QIAGEN, USA) (동결조직용) 또는 Promega Relia Prep FFPE Total RNA Miniprep System kit (Promega, USA) (FFPE 조직용)을 이용하여 종양 조직으로부터 총 RNA (total RNA)를 추출하였고, RNA 무결성(integrity)은 2100 Bioanalyzer (Agilent, USA)을 이용하여 측정하였다. 전체 유전자 발현 양상을 분석하기 위해 전장 전사체 시퀀싱(whole transcriptome sequencing)을 실시하였다. 제조사의 지침에 따라 RNA 시퀀싱 라이브러리는 TruSeq RNA Access Library Prep Kit (Illumina, Inc.)를 사용하여 제작되었다. 그리고 HiSeq 2500 Sequencing Platform (Illumina, Inc.)를 이용하여 paired-end sequencing을 진행하여 RNA 라이브러리를 시퀀싱 리드(sequencing read)로 변환하고 FASTQ 파일을 생성하였다. FASTQ 파일에서 품질이 불량한 read를 제거한 후 STAR 소프트웨어 (v2.5.2b)를 이용하여 시퀀싱 리드를 인간 표준 유전체(human reference genome, hg19)에 정렬(align)하고, RSEM 소프트웨어 (v1.3)를 이용하여 각 유전자별 발현량 (count 및 TPM)을 측정하였다. 유전자 발현량 자료를 기반으로 genefu R package를 이용하여 연구용 PAM50 subtype을 예측하였다.
그 결과, 도 1을 참조하면, HR인 에스트로겐 수용체 및 프로게스테론 수용체를 발현하는 내강 종양의 Luminal (PAM50 subtype 중 Luminal A, Luminal B subtype에 속하는 환자)에서는 pCR 그룹과 non-pCR 그룹 간의 유의적인 차이가 없으나, non-Luminal (PAM50 subtype 중 Her2-enriched, Basal-like 및 Normal-like subtype에 속하는 환자)에서는 non-pCR 그룹에 비해 pCR 그룹에서 높게 검출되었다.
1-4. 단백질 마커 선정
종양 조직에서 IHC를 실시하여 단백질 마커를 선정하였다. 통상의 방법에 따라 각 조직으로부터 세포 표면 수용체 ER, PR 및 HER2와 PDL1 단백질을 염색하였고, 한 명의 병리과 의사가 일괄 분석하였다. PDL1 양성(positivity) 여부는 면역세포(immune cell)의 면역반응성(immunoreactivity)이 암 영역에서 1% 이상인 경우 양성(positive)으로 판정하였다.
그 결과, 도 1을 참조하면, 종래 HER2 양성 유방암의 마커인 HR 및 HER2가 검출되었고, PDL1 또한 검출되었다.
실시예 2. 후보 바이오마커에 대한 예측 모델 분석 1
실시예 1에서 선정된 후보 DNA 마커 RAD21, MYC, MYCN 및 ERBB2, RNA 마커 Luminal, 그리고 단백질 마커 HR, HER2 및 PDL1를 대상으로 단일 마커 또는 마커 조합에 대한 일반화선형모형(generalized linear model, GLM)의 로지스틱 회귀분석(logistic regression)을 실시하여 예측 모델을 구축하였다. 그 결과는 하기 표 1 및 도 2에 나타내었다. 마커의 성능 평가에서는 지표로 AUC(area under the curve)를 사용하였고, LOOCV(leave-one-out cross validation) 방법을 적용하여 LOOCV.AUC ≥ 0.7이면서 정확도(accuracy)가 높고 예측 오차(prediction error)가 낮은 최소 개수의 마커를 사용한 모델을 선정하였다.
결과적으로, 단일 마커로 RAD21_amp를 사용한 모델에서는 종래 임상 마커인 HR 또는 HER2 모델에 비해 예측 성능이 우수하였으며, RAD21_amp와 함께 HER2, 추가로 PDL1을 포함하는 모델에서 그 예측 성능이 더욱 향상되었다 (도 3 참조).
| 모델 | AUC | 예측 오차 | LOOCV.AUC | 정확도 | |
| m1 | HR | 0.695 | 0.212 | 0.695 | 0.683 |
| m2 | HER2 | 0.640 | 0.205 | 0.640 | 0.730 |
| m3 | PDL1 | 0.639 | 0.213 | 0.500 | 0.639 |
| m4 | Luminal | 0.637 | 0.231 | 0.637 | 0.667 |
| m5 | MYC | 0.646 | 0.218 | 0.646 | 0.714 |
| m6 | RAD21_amp | 0.733 | 0.185 | 0.733 | 0.778 |
| m7 | MYC.pathway | 0.667 | 0.210 | 0.667 | 0.730 |
| m8 | ERBB2 | 0.553 | 0.238 | 0.553 | 0.666 |
| m9 | HR + HER2 | 0.759 | 0.194 | 0.640 | 0.730 |
| m10 | PDL1 + Luminal | 0.745 | 0.202 | 0.679 | 0.719 |
| m11 | MYC + RAD21_amp | 0.746 | 0.189 | 0.733 | 0.778 |
| m12 | MYC.pathway + RAD21_amp | 0.748 | 0.188 | 0.733 | 0.778 |
| m13 | HER2 + RAD21_amp | 0.819 | 0.157 | 0.807 | 0.825 |
| m14 | ERBB2 + RAD21_amp | 0.769 | 0.185 | 0.764 | 0.794 |
| m15 | PDL1 + RAD21_amp | 0.820 | 0.159 | 0.757 | 0.803 |
| m16 | HER2 + PDL1 | 0.764 | 0.172 | 0.646 | 0.738 |
| m17 | HER2 + PDL1+ luminal | 0.803 | 0.174 | 0.716 | 0.754 |
| m18 | PDL1+ luminal + RAD21_amp | 0.870 | 0.156 | 0.693 | 0.737 |
| m19 | HR + HER2 + RAD21_amp | 0.870 | 0.163 | 0.785 | 0.810 |
| m20 | HER2 + PDL1+ RAD21_amp | 0.884 | 0.125 | 0.839 | 0.860 |
| m21 | ERBB2 + PDL1+ RAD21_amp | 0.844 | 0.163 | 0.790 | 0.820 |
| m22 | HR + HER2 + PDL1+ luminal | 0.825 | 0.181 | 0.716 | 0.754 |
| m23 | HR + HER2 + MYC + RAD21_amp | 0.891 | 0.147 | 0.802 | 0.810 |
| m24 | PDL1+ luminal + MYC + RAD21_amp | 0.882 | 0.165 | 0.693 | 0.737 |
| m25 | HR + HER2 + PDL1+ luminal + MYC + RAD21_amp | 0.913 | 0.143 | 0.839 | 0.860 |
| m26 | HR + ERBB2 + PDL1+ luminal + MYC + RAD21_amp | 0.886 | 0.175 | 0.754 | 0.789 |
이러한 결과는 RAD21가 선행 항암 화학요법을 적용할 수 있는 HER2 조기 양성 유방암 환자를 대상으로 약물 치료 예후를 예측하기 위한 바이오마커로 활용되어 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이, 특히 복제 수 증폭이 없거나 복제 수가 6 미만인 경우 약물 치료 예후가 좋은 것으로 예측할 수 있으며, 동시에 HER2 및/또는 PDL1의 단백질 발현 수준이 높은 경우 그 예측 정확도가 우수함을 시사한다.
실시예 3. HER2 양성 유방암 치료 예후 예측용 RNA 마커 후보 선정
실시예 1과 동일한 환자 검체 및 종양 조직을 사용하여 NGS를 통해 새로운 RNA 마커를 선정하였다. RNA 시퀀싱은 실시예 1-3과 동일한 방법으로 수행되었다.
pCR 여부에 따른 발현량이 차이 나는 유전자를 선별하기 위해 DEG 분석을 실시하였다. 유전자 발현량 (TPM)을 log2로 변환한 후 pCR 그룹 대비 non-pCR 그룹에서 통계적으로 유의하게 발현이 높은 유전자 (DEG, differentially expressed gene)를 선별하였다. t 검정을 이용하여 non-pCR 그룹에서 통계적으로 유의하게 발현량이 높으며 (p 값 < 0.01), 그룹 간의 발현량 차이가 크고 (log2 fold change > 0.05), 평균 발현량이 높은 (log2TPM > 3) 유전자를 선정하였다. 총 16,726개의 유전자를 분석하여 전술한 기준을 만족하는 22개를 후보 바이오마커로 선정하였고, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
| 유전자 | RNA 마커 명칭 | pCR 평균 발현 |
non_pCR 평균 발현 |
발현 차이 | p 값 | REFSEQ |
| ANKRD50 | ANKRD50_exprs | 4.444 | 5.069 | 0.625 | 0.0032 | NM_020337 |
| ATAD2 | ATAD2_exprs | 4.671 | 5.336 | 0.665 | 0.0091 | NM_014109 |
| C8orf76 | C8orf76_exprs | 3.689 | 4.233 | 0.544 | 0.0082 | NM_032847 |
| COX6C | COX6C_exprs | 5.962 | 6.848 | 0.886 | 0.0014 | NM_004374 |
| DERL1 | DERL1_exprs | 5.558 | 6.226 | 0.668 | 0.0065 | NM_024295 |
| EIF3H | EIF3H_exprs | 6.872 | 7.655 | 0.782 | 0.0037 | NM_003756 |
| FLNB | FLNB_exprs | 6.337 | 6.877 | 0.540 | 0.0032 | NM_001457 |
| GPRC5A | GPRC5A_exprs | 3.956 | 5.078 | 1.121 | 0.0061 | NM_003979 |
| KITLG | KITLG_exprs | 3.677 | 4.324 | 0.647 | 0.0077 | NM_000899 |
| MRPL13 | MRPL13_exprs | 4.235 | 4.913 | 0.678 | 0.0030 | NM_014078 |
| OCLN | OCLN_exprs | 6.575 | 7.308 | 0.732 | 0.0066 | NM_002538 |
| RAD21 | RAD21_exprs | 7.110 | 7.927 | 0.818 | 0.0011 | NM_006265 |
| RNF139 | RNF139_exprs | 3.855 | 4.445 | 0.590 | 0.0005 | NM_007218 |
| RPL8 | RPL8_exprs | 9.934 | 10.466 | 0.532 | 0.0081 | NM_000973 |
| SAMD8 | SAMD8_exprs | 3.215 | 3.785 | 0.570 | 0.0077 | NM_144660 |
| SERPINE1 | SERPINE1_exprs | 3.992 | 4.627 | 0.635 | 0.0063 | NM_000602 |
| SLC39A4 | SLC39A4_exprs | 4.028 | 4.761 | 0.734 | 0.0088 | NM_017767 |
| SQLE | SQLE_exprs | 5.004 | 5.796 | 0.792 | 0.0060 | NM_003129 |
| TATDN1 | TATDN1_exprs | 4.654 | 5.189 | 0.535 | 0.0046 | NM_032026 |
| TRPS1 | TRPS1_exprs | 8.164 | 9.014 | 0.849 | 0.0092 | NM_014112 |
| TTC39A | TTC39A_exprs | 4.098 | 4.856 | 0.758 | 0.0065 | NM_001080494 |
| WASHC5 | KIAA0196_exprs | 5.891 | 6.457 | 0.566 | 0.0058 | NM_014846 |
한편, 선정된 후보 RNA 마커에도 RAD21 유전자가 포함되어 있어, RAD21 유전자에 대해 DNA 돌연변이와 RNA 발현 간의 상관관계를 분석하였다.
DNA 시퀀싱과 RNA 시퀀싱 결과가 모두 확보된 환자 57명을 대상으로 RAD21 유전자의 복제 수 변이 여부와 RNA 발현량의 중위값을 기준으로 RNA 발현 수준 차이 (고발현/저발현)로 구분하였고, 이들의 연관성은 피셔의 정확 검정(Fisher's exact test)으로 분석하였다 (일치율 77%, p 값=6.843e-06). 그 결과는 하기 표 3 및 도 4에 나타내었다.
| RAD21 RNA 발현 수준 (RAD21_exprs) | ||||
| 고발현 (high_exprs) |
저발현 (low_exprs) |
총 | ||
| RAD21 DNA 돌연변이 |
복제 수 변이 (RAD21_amp) |
16 | 1 | 17 |
| 야생형 (RAD21_WT) |
12 | 28 | 40 | |
| 총 | 28 | 29 | 57 | |
결과적으로, RAD21 유전자의 복제 수 변이를 갖는 경우 RNA 발현 수준도 높으나, RNA 발현 수준이 높다고 하여 반드시 복제 수 변이를 가지지는 않았다. 따라서 RAD21 유전자의 복제 수 변이와 RNA 발현 수준 간의 연관성은 통계적으로 유의하지 않기 때문에, RAD21에 대한 DNA 마커 (RAD21_amp)와 RNA 마커 (RAD21_exprs)는 개별적인 마커로 사용 가능함을 확인하였다.
실시예 4. 후보 바이오마커에 대한 예측 모델 분석 2
HER2 양성 유방암 환자의 치료 예후를 예측하기 위한 모델의 성능을 향상시키기 위해, 실시예 2에서 선정된 DNA 마커 RAD21 (RAD21_amp)과 단백질 마커 HER2 및 PDL1에 실시예 3에서 선정된 RNA 마커 22개를 추가하여 일반화선형모형(GLM)의 로지스틱 회귀분석(logistic regression)을 실시하여 새로운 예측 모델을 구축하였다. HER2 + PDL1 + RAD21_amp를 포함하는 환자 63명 중 DNA 시퀀싱과 RNA 시퀀싱 결과가 모두 확보된 환자 57명을 대상으로 분석하였다. DNA 시퀀싱 결과는 돌연변이 유무로, RNA 시퀀싱 결과는 유전자 발현량으로 모델에 투입했고, 로지스틱 회귀분석에서 forward/backward stepwise selection을 통해 최적의 마커 조합을 선정하였다. 마커의 성능 평가에서는 지표로 AUC를 사용하였고, LOOCV 방법을 적용하여 LOOCV.AUC ≥ 0.7이면서 정확도가 높고 예측 오차가 낮은 최소 개수의 마커를 사용한 모델을 선정하였다. 그리고 후보 RNA 마커 중에서 개별 마커로 성능이 LOOCV.AUC > 0.7 이거나, 또는 DNA 마커에 개별 마커를 추가했을 때 AUC가 0.05 이상 향상된 유전자 11개를 최종적으로 RNA 마커로 선정하였다.
DNA 마커 RAD21 (RAD21_amp), 단백질 마커 HER2 및 PDL1, 및 RNA 마커 ANKRD50, COX6C, DERL1, FLNB, GPRC5A, RAD21 (RAD21_exprs), RNF139, SAMD8, SERPINE1, SQLE 및 TTC39A의 단독 또는 조합에 대한 예측 모델을 하기 표 4 및 도 5에 나타내었다.
| 모델 | AUC | 예측 오차 | LOOCV.AUC | 정확도 | |
| e0 | HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.884 | 0.140 | 0.788 | 0.860 |
| e1 | ANKRD50_exprs | 0.739 | 0.386 | 0.704 | 0.614 |
| e2 | COX6C_exprs | 0.754 | 0.281 | 0.720 | 0.719 |
| e3 | DERL1_exprs | 0.739 | 0.263 | 0.708 | 0.737 |
| e4 | FLNB_exprs | 0.716 | 0.298 | 0.679 | 0.702 |
| e5 | GPRC5A_exprs | 0.690 | 0.368 | 0.646 | 0.632 |
| e6 | RAD21_exprs | 0.780 | 0.246 | 0.749 | 0.754 |
| e7 | RNF139_exprs | 0.774 | 0.281 | 0.737 | 0.719 |
| e8 | SAMD8_exprs | 0.720 | 0.351 | 0.693 | 0.649 |
| e9 | SERPINE1_exprs | 0.727 | 0.316 | 0.692 | 0.684 |
| e10 | SQLE_exprs | 0.737 | 0.246 | 0.713 | 0.754 |
| e11 | TTC39A_exprs | 0.702 | 0.316 | 0.653 | 0.684 |
| e12 | ANKRD50_exprs + RAD21_amp | 0.874 | 0.211 | 0.836 | 0.789 |
| e13 | COX6C_exprs + RAD21_amp | 0.837 | 0.228 | 0.779 | 0.772 |
| e14 | DERL1_exprs + RAD21_amp | 0.833 | 0.228 | 0.766 | 0.772 |
| e15 | FLNB_exprs + RAD21_amp | 0.800 | 0.193 | 0.757 | 0.807 |
| e16 | GPRC5A_exprs + RAD21_amp | 0.837 | 0.246 | 0.795 | 0.754 |
| e17 | RAD21_exprs + RAD21_amp | 0.799 | 0.211 | 0.690 | 0.789 |
| e18 | RNF139_exprs + RAD21_amp | 0.806 | 0.211 | 0.734 | 0.789 |
| e19 | SAMD8_exprs + RAD21_amp | 0.814 | 0.193 | 0.769 | 0.807 |
| e20 | SERPINE1_exprs + RAD21_amp | 0.860 | 0.246 | 0.820 | 0.754 |
| e21 | SQLE_exprs + RAD21_amp | 0.772 | 0.211 | 0.704 | 0.789 |
| e22 | TTC39A_exprs + RAD21_amp | 0.782 | 0.211 | 0.737 | 0.789 |
| e23 | COX6C_exprs + DERL1_exprs + SERPINE1_exprs | 0.858 | 0.193 | 0.811 | 0.807 |
| e24 | SQLE_exprs + COX6C_exprs + ANKRD50_exprs | 0.858 | 0.263 | 0.811 | 0.737 |
| e25 | ANKRD50_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.939 | 0.123 | 0.911 | 0.877 |
| e26 | COX6C_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.909 | 0.140 | 0.810 | 0.860 |
| e27 | DERL1_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.913 | 0.158 | 0.865 | 0.842 |
| e28 | FLNB_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.905 | 0.140 | 0.868 | 0.860 |
| e29 | GPRC5A_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.913 | 0.140 | 0.844 | 0.860 |
| e30 | RAD21_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.884 | 0.140 | 0.788 | 0.860 |
| e31 | RNF139_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.891 | 0.140 | 0.788 | 0.860 |
| e32 | SAMD8_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.896 | 0.140 | 0.848 | 0.860 |
| e33 | SERPINE1_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.944 | 0.175 | 0.918 | 0.825 |
| e34 | SQLE_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.910 | 0.140 | 0.840 | 0.860 |
| e35 | TTC39A_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.906 | 0.140 | 0.866 | 0.860 |
| e36 | COX6C_exprs + DERL1_exprs + SERPINE1_exprs + RAD21_amp | 0.898 | 0.211 | 0.840 | 0.789 |
| e37 | SQLE_exprs + COX6C_exprs + ANKRD50_exprs + RAD21_amp | 0.886 | 0.211 | 0.812 | 0.789 |
| e38 | TTC39A_exprs + SQLE_exprs + SERPINE1_exprs + DERL1_exprs + ANKRD50_exprs | 0.911 | 0.263 | 0.847 | 0.737 |
| e39 | COX6C_exprs + DERL1_exprs + SERPINE1_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.947 | 0.175 | 0.893 | 0.825 |
| e40 | SQLE_exprs + COX6C_exprs + ANKRD50_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.935 | 0.140 | 0.880 | 0.860 |
| e41 | TTC39A_exprs + SQLE_exprs + SERPINE1_exprs + DERL1_exprs + ANKRD50_exprs + RAD21_amp | 0.934 | 0.228 | 0.851 | 0.772 |
| e42 | SQLE_exprs + RNF139_exprs + RAD21_exprs + DERL1_exprs + COX6C_exprs + ANKRD50_exprs | 0.865 | 0.316 | 0.750 | 0.684 |
| e43 | TTC39A_exprs + SQLE_exprs + SERPINE1_exprs + DERL1_exprs + ANKRD50_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp | 0.972 | 0.175 | 0.910 | 0.825 |
| e44 | ATAD2_exprs + C8orf76_exprs + COX6C_exprs + DERL1_exprs + EIF3H_exprs + MRPL13_exprs + RAD21_exprs + RNF139_exprs + SERPINE1_exprs + SQLE_exprs + TRPS1_exprs | 0.877 | 0.333 | 0.672 | 0.667 |
| e45 | TTC39A_exprs + SQLE_exprs + SERPINE1_exprs + SAMD8_exprs + RNF139_exprs + RAD21_exprs + GPRC5A_exprs + FLNB_exprs + DERL1_exprs + COX6C_exprs + ANKRD50_exprs | 0.933 | 0.246 | 0.741 | 0.754 |
그 결과, DNA 마커, 단백질 마커 및 RNA 마커를 모두 포함하는 e43 모델 (TTC39A_exprs + SQLE_exprs + SERPINE1_exprs + DERL1_exprs + ANKRD50_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp)이 가장 높은 AUC를 보였으며, RNA 마커 중 SERPINE1_exprs만을 포함하는 e33 모델 (SERPINE1_exprs + HER2 + PDL1 + RAD21_amp)이 LOOCV.AUC 기준으로 가장 좋은 성능을 보였다 (도 6 참조).
이러한 결과는 RAD21 유전자, 특히 DNA 돌연변이 여부와 함께 DNA 마커 및 RNA 마커를 이용함으로써 선행 항암 화학요법을 적용할 수 있는 HER2 조기 양성 유방암 환자의 약물 치료 예후를 보다 정확하게 예측할 수 있음을 시사한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (21)
- RAD21 유전자를 검출하는 제제를 포함하는 HER2 양성 조기 유방암 치료 예후 예측용 조성물로서,
상기 HER2 양성 조기 유방암 치료는 HER2 표적치료제, 세포독성 항암제 및 면역항암제를 포함하는 선행 항암 화학요법인 것인 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 HER2 표적치료제는 다코미티닙(Dacomitinib), 마르게툭시맙(Margetuximab), 네라티닙(Neratinib), 퍼투주맙(Pertuzumab), 트라스투주맙(Trastuzumab), 트라스트주맙 엠타신(Trastuzumab emtansine), 투카티닙(Tucatinib) 및 라파티닙(Lapatinib)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것이고,
상기 세포독성 항암제는 사이클로포스파미드(Cyclophosphamide), 도세탁셀(Docetaxel), 파클리탁셀(Paclitaxel), 알부민 결합 파클리탁셀(Nabpaclitaxel) 및 독소루비신(Doxorubicin)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것이고,
상기 면역항암제는 아테졸리주맙(Atezolizumab), 이필리무맙 (Ipilimumab), 니볼루맙(Nivolumab) 및 펨브롤리주맙(Pembrolizumab)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것인 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 선행 항암 화학요법은 도세탁셀(Docetaxel), 파클리탁셀(Paclitaxel) 또는 알부민 결합 파클리탁셀(Nab-paclitaxel); 트라스투주맙(Trastuzumab); 퍼투주맙(Pertuzumab); 및 아테졸리주맙(Atezolizumab), 니볼루맙(Nivolumab) 또는 펨브롤리주맙(Pembrolizumab)을 투여하는 것인 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 제제는 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이, RAD21 유전자의 RNA 발현 수준 또는 이들의 조합을 검출하는 것인 조성물. - 청구항 4에 있어서,
상기 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이는 단일 뉴클레오티드 변이; 1 내지 50개의 뉴클레오티드의 결실, 치환, 삽입 또는 이들의 조합; 및 복제 수 변이로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 제제는 RAD21 유전자의 DNA 또는 RNA에 결합하는 프라이머, 프로브 및 안티센스 뉴클레오티드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 조성물은 HER2 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 제제를 더 포함하는 것인 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 조성물은 PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 제제를 더 포함하는 것인 조성물. - 청구항 7 또는 8에 있어서,
상기 제제는 HER2 또는 PDL1 유전자, 또는 이의 단백질에 결합하는 프라이머, 프로브, 안티센스 뉴클레오티드, 항체, 올리고펩티드, 리간드, PNA 및 압타머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 조성물은 ANKRD50, COX6C, DERL1, FLNB, GPRC5A, RNF139, SAMD8, SERPINE1, SQLE 및 TTC39A 유전자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 RNA 발현 수준으로 측정하는 제제를 더 포함하는 것인 조성물. - 청구항 10에 있어서,
상기 제제는 RNA 서열에 결합하는 프라이머 또는 프로브인 것인 조성물. - 청구항 1, 7, 8 및 10 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 HER2 양성 조기 유방암 치료 예후 예측용 키트로서,
상기 HER2 양성 조기 유방암 치료는 HER2 표적치료제, 세포독성 항암제 및 면역항암제를 포함하는 선행 항암 화학요법인 것인 키트. - a) 피험자로부터 분리된 생물학적 시료에서 RAD21 유전자를 검출하는 단계; 및
b) 상기 검출된 RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 수준, RNA 발현 수준 또는 이들의 조합을 대조군과 비교하는 단계를 포함하는 HER2 양성 조기 유방암 치료 예후를 예측하기 위한 정보의 제공 방법으로서,
상기 HER2 양성 조기 유방암 치료는 HER2 표적치료제, 세포독성 항암제 및 면역항암제를 포함하는 선행 항암 화학요법인 것인 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 HER2 표적치료제는 다코미티닙(Dacomitinib), 마르게툭시맙(Margetuximab), 네라티닙(Neratinib), 퍼투주맙(Pertuzumab), 트라스투주맙(Trastuzumab), 트라스트주맙 엠타신(Trastuzumab emtansine), 투카티닙(Tucatinib) 및 라파티닙(Lapatinib)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것이고,
상기 세포독성 항암제는 사이클로포스파미드(Cyclophosphamide), 도세탁셀(Docetaxel), 파클리탁셀(Paclitaxel), 알부민 결합 파클리탁셀(Nabpaclitaxel) 및 독소루비신(Doxorubicin)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것이고,
상기 면역항암제는 아테졸리주맙(Atezolizumab), 이필리무맙 (Ipilimumab), 니볼루맙(Nivolumab) 및 펨브롤리주맙(Pembrolizumab)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것인 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 선행 항암 화학요법은 도세탁셀(Docetaxel), 파클리탁셀(Paclitaxel) 또는 알부민 결합 파클리탁셀(Nab-paclitaxel); 트라스투주맙(Trastuzumab); 퍼투주맙(Pertuzumab); 및 아테졸리주맙(Atezolizumab), 니볼루맙(Nivolumab) 또는 펨브롤리주맙(Pembrolizumab)을 투여하는 것인 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 a) 단계의 생물학적 시료는 혈액, 혈장, 혈청, 림프액, 타액, 소변 및 조직으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 a) 또는 b) 단계 이후,
a-1) 상기 생물학적 시료에서 HER2 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 단계; 및
b-1) 상기 측정된 HER2 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 대조군과 비교하는 단계를 더 포함하는 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 a) 또는 b) 단계 이후,
a-2) 상기 생물학적 시료에서 PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 측정하는 단계; 및
b-2) 상기 측정된 PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준을 대조군과 비교하는 단계를 더 포함하는 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 a) 또는 b) 단계 이후,
a-3) 상기 생물학적 시료에서 ANKRD50, COX6C, DERL1, FLNB, GPRC5A, RNF139, SAMD8, SERPINE1, SQLE 및 TTC39A 유전자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 RNA 발현 수준으로 측정하는 단계; 및
b-3) 상기 측정된 유전자의 RNA 발현 수준을 대조군과 비교하는 단계를 더 포함하는 것인 방법. - 청구항 13, 17, 18 또는 19에 있어서,
상기 유전자의 DNA 돌연변이 수준, 유전자 또는 RNA 발현 수준, 또는 단백질 발현 수준은 형광 핵산 혼성화(fluorescence in situ hybridization), 크로마틴면역침강(chromatin immunoprecipitation), 차세대염기서열분석(next generation sequencing), 중합효소 연쇄반응(PCR), 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR), 경쟁적 RT-PCR, 실시간 PCR, 실시간 RT-PCR, 핵산분해효소 보호 분석(nuclease protection assay), in situ 교잡, DNA 또는 RNA 마이크로어레이, 노던 블롯, 효소면역분석(enzyme-linked immunosorbent assay), 웨스턴 블롯(western blot), 방사선면역분석(radioimmunoassay), 면역확산(radioimmunodiffusion), 면역침강(immunoprecipitation), 유세포분석(flow cytometry) 면역조직화학(immunohistochemistry), 면역형광(immunofluorescnce) 및 단백질 마이크로어레이로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 방법으로 측정되는 것인 방법. - 청구항 13, 17, 18 또는 19에 있어서,
상기 대조군과 비교하는 단계에서, 대조군 대비 피험자에서 하기 i) 및 ii) 중 하나 이상과 하기 iii) 내지 v) 중 하나 이상을 만족하는 경우 HER2 양성 조기 유방암 환자의 치료 예후가 좋은 것으로 판별하는 것인 방법:
i) RAD21 유전자의 DNA 돌연변이 수준이 낮음;
ii) RAD21 유전자의 RNA 발현 수준이 낮음;
iii) HER2 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준이 높음;
iv) PDL1 유전자 또는 이의 단백질 발현 수준이 높음; 및
v) ANKRD50, COX6C, DERL1, FLNB, GPRC5A, RNF139, SAMD8, SERPINE1, SQLE 및 TTC39A 유전자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 RNA 발현 수준이 낮음.
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