KR102604025B1 - 개인별 약물 치료 계획의 개발 방법 및 단백질체 프로파일을 기반으로 하는 표적 약물 개발 방법 - Google Patents

개인별 약물 치료 계획의 개발 방법 및 단백질체 프로파일을 기반으로 하는 표적 약물 개발 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대상체의 질환 또는 병태를 위해서 개인 맞춤식 요법을 개발하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 질환 또는 병태를 갖는 개인에서 약물 표적을 식별, 조절 및 모니터링하기 위한 압타머-기재 조성물 및 방법, 및 추가로 약물 개발을 위해서 단백질 표적을 식별 및 선택하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.

Description

개인별 약물 치료 계획의 개발 방법 및 단백질체 프로파일을 기반으로 하는 표적 약물 개발 방법
관련 출원의 상호-참조
본 출원은 2015년 9월 9일자로 출원된 미국 가출원 제62/215,852호의 우선권 이익을 주장하고, 이는 임의의 목적을 위해서 이의 전문이 참고로 본 명세서에 포함된다.
기술분야
본 발명은 대상체의 질환 또는 병태를 위해서 개인 맞춤식 요법(customized therapy)을 개발하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 질환 또는 병태를 갖는 개인에서 약물 표적을 식별, 조절 및 모니터링하기 위한 압타머-기재 조성물 및 방법, 및 추가로 약물 개발을 위해서 단백질 표적을 식별 및 선택하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
암유전자는 암 생물학을 이해하는 데 있어서 가장 중요한 개념이 되어왔고, 치료 약물에 대한 유용한 표적을 제공할 수 있다. 림프종 및 백혈병을 비롯한 많은 유형의 인간 종양에서, 암유전자는 과-발현되고, 종양형성능(tumorigenicity)와 연관될 수 있다(문헌[Tsujimoto et al., Science 228:1440-1443 [1985]]). 예를 들어, 인간 bcl-2 유전자의 높은 수준의 발현은 대부분의 여포성 B 세포 림프종 및 많은 대세포 비-호지킨 림프종을 비롯한 t(14; 18) 염색체 전좌를 갖는 모든 림프종에서 발견되었다. 높은 수준의 bcl-2 유전자 발현은 또한 대부분의 경우의 만성 림프구 백혈병 급성, 전-B 세포 유형의 다수의 림프구 백혈병, 신경모세포종, 비인두(nasophryngeal) 암종, 및 전립선, 유방 및 결장의 다수의 선암을 비롯한, t(14; 18) 염색체 번역을 갖지 않는 특정 백혈병에서 발견되었다(문헌[Reed et al., Cancer Res. 51:6529 [1991]]; [Yunis et al., New England J. Med. 320:1047]; [Campos et al., Blood 81:3091-3096 [1993]]; [McDonnell et al., Cancer Res. 52:6940-6944 [1992)]; [Lu et al., Int. J. Cancer 53:29-35 [1993]]; [Bonner et al., Lab Invest. 68:43 A [1993]]). 다른 암유전자는 TGF-.알파., c-ki-ras, ras, her-2 및 c-myc를 포함한다.
암유전자 발현을 비롯한 유전자 발현은 프로모터 기능을 방해하는 분자에 의해서 저해될 수 있다. 따라서, 암유전자의 발현은 단일 가닥 올리고뉴클레오타이드에 의해서 저해될 수 있다.
암 치료는 전형적으로 화학치료제 및 보통 방사선 요법을 포함한다. 그러나, 많은 경우에, 기존의 치료는 효과적이지 않거나, 암을 치유하지 않는다. 결론적으로, 보다 효과적인 암 치료에 대한 필요성이 존재한다.
예를 들어, 폐암은 산업화된 국가에서 암 사망의 선도적인 원인이다. 폐암 사례의 약 75%는 비-소세포 폐암(예를 들어, 선암)으로 분류되고, 나머지 25%는 소세포 폐암이다. 폐암은 질환의 확산을 기반으로 몇몇 병기로 특징 규명된다. I기 암에서, 종양은 단지 폐에만 존재하고, 정상 조직에 의해서 둘러싸여 있다. II기 암에서, 암은 인근 림프절로 확산되어 있다. III기에서, 암은 폐 근처 흉벽 또는 가로막, 또는 종격막(양쪽 폐를 분리하는 면적) 내의 림프절, 또는 흉부의 다른 측면 상의 림프절 또는 목 내의 림프절까지 확산되어 있다. 이러한 병기는 통상적으로 수술될 수 있는 IIIA기, 및 통상적으로 수술을 견딜 수 없는 IIIB기로 세분된다. IV기에서, 암은 신체의 다른 일부로 확산되어 있다.
비-소세포 폐암(NSCLC)을 갖는 대부분의 환자는 진행성 병기의 질환을 겪고, 복합성 요법(multi-modality therapy)에서의 최근의 발전에도 불구하고, 전체 10년 생존율은 8 내지 10%로 매우 낮다(문헌[Fry et al., Cancer 86:1867 [1999]]). 그러나, NSCLC를 갖는 상당히 소수의 환자, 대략 25 내지 30%는 병리 I기 질환을 갖고, 통상적으로 수술 만으로 치료된다. I기 질환을 갖는 환자의 35 내지 50%가 5년 이내에 재발할 것이라고 공지되어 있지만(문헌[Williams et al., Thorac. Cardiovasc. Surg. 82:70 [1981]]; [Pairolero et al., Ann, Thorac. Surg. 38:331 [1984]]), 구체적으로 어느 환자가 높은 재발 위험이 있는지를 식별하는 것은 현재 가능하지 않다.
선암이 현재 NSCLC의 우세한 조직학적 하위유형이다(문헌[Fry et al., 상기 참고]; [Kaisermann et al., Brazil Oncol. Rep. 8:189 [2001]]; [Roggli et al., Hum. Pathol. 16:569 [1985]]). 원발성 폐 암종의 병리조직학적 평가가 환자를 대략적으로 계층화할 수 있지만, 다른 수단에 의해서 재발생성 또는 전이성 질환에 대해서 높은 위험을 갖는 그러한 환자를 식별할 급박한 필요성이 여전히 존재한다. 이전 연구는 NSCLC를 갖는 환자의 생존에 영향을 주는 다수의 수술전 변수를 식별하였다(문헌[Gail et al., Cancer 54:1802 [1984]]; [Takise et al., Cancer 61:2083 [1988]]; [Ichinose et al., J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 106:90 [1993]]; [Harpole et al., Cancer Res. 55:1995]]). 종양 크기, 혈관 침범, 불량한 분화, 높은 종양 증식 지수, 및 K-ras(문헌[Rodenhuis et al., N. Engl. J. Med. 317:929 [1987]]; [Slebos et al., N. Engl. J. Med. 323:561 [1990]]) 및 p53(문헌[Harpole et al., 상기 참조]; [Horio et al., Cancer Res. 53:1 [1993]]) 돌연변이를 비롯한 몇몇 유전적 변경이 예후 지표로서 보고되어 있다.
종양 병기는 환자 생존의 중요한 예측변수이지만, 65 내지 70%의 5년 생존을 갖는 I기 폐 선암에 대해서 관찰되는 바와 같이, 결과의 큰 변동성은 병기 단독에 의해서 설명되지 않는다(문헌[Williams et al., 상기 참고]; [Pairolero et al., 상기 참고]). I기 질환을 갖는 환자에 대한 기존의 요법은 통상적으로 수술적 절제로 이루어지고, 어떤 추가 치료도 포함되지 않는다(문헌[Williams et al., 상기 참고]; [Pairolero et al., 상기 참고]). I기 질환을 갖는 환자 중에서의 고-위험군의 식별은 이러한 군의 추가적인 치료적 간섭의 고려로 이어질 것이고, 뿐만 아니라 이들 환자의 개선된 생존으로 이어질 것이다.
추가적인 진단 및 치료 선택, 특히 환자의 종양에 대한 개인 맞춤식 치료에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 개인 맞춤식 암 요법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 개인 암에서 약물 표적을 식별, 조절 및 모니터링하기 위한 압타머-기재 조성물 및 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 일부 실시형태에서, 본 개시 내용은 a) 질환을 갖는 것으로 진단된 대상체로부터의 생물학적 샘플을 검정하여 표준 샘플 내의 단백질의 수준에 비해서 1종 이상의 단백질의 변경된 수준을 식별하는 단계; 및 b) 변경된 발현을 갖는 단백질 중 1종 이상을 표적으로 하는 1종 이상의 치료제를 식별하는 단계를 포함하는, 단백질 표적을 식별하는 방법을 제공한다. 본 개시 내용은 특정 단백질 표적으로 제한되지 않는다. 일부 실시형태에서, 표적은 샘플을 단백질 발현의 수준에 대해서 스크리닝하고, 그 수준을 정상(예를 들어, 무-질환) 조직과 (예를 들어, 본 명세서에 기술된 압타머 기술을 사용하여) 비교함으로써 식별된다. 본 발명은 예를 들어, 본 명세서에 기술된 압타머 기술을 사용하여 식별된 표적에 의해서 제한되지 않는다. 일부 실시형태에서, 단백질은 예를 들어, 표 6 및 표 7에 제시된 것 또는 AGER, THBS2, CA3, MMP12, PIGR, DCN, PGAM1, CD36, FABP, ACP5, CCDC80, PPBP, LYVE1, STC1, SPON1, IL17RC, MMP1, CA1, SERPINC1, TPSB2, CKB/CKBM, NAMPT/PBEF, PPBP/CTAPIII, F9, DCTPP1, F5, SPOCK2, CAT, PF4, MDK, BGN, CKM, POSTN, PGLYRP1, 또는 CXCL12로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, 표준 샘플은 대상체로부터의 정상 조직, 또는 정상 조직의 집단 평균의 샘플이다. 일부 실시형태에서, 단백질의 수준은 적어도 2-배(예를 들어, 적어도 4-배, 적어도 5-배, 적어도 10-배, 적어도 15-배, 적어도 20-배, 적어도 25-배, 적어도 30-배, 적어도 40-배, 적어도 50-배, 적어도 60-배, 적어도 70-배, 적어도 80-배, 적어도 90-배, 적어도 100-배, 또는 그 초과) 변경된다. 일부 실시형태에서, 단백질의 수준은 적어도 0.5-배 내지 0.01-배(또는 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04, 0.03, 0.02 또는 0.01배) 변경된다. 일부 실시형태에서, 방법은 1종 이상의 치료제를 대상체에게 투여하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 단백질에서 돌연변이의 존재를 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 질환은, 예를 들어, 암(예를 들어, 백혈병, 림프종, 전립선암, 폐암, 유방암, 간암, 직장결장암, 신장암 등), 대사 장애, 염증 질환, 또는 감염 질환이다. 일부 실시형태에서, 생물학적 샘플은 예를 들어, 조직, 전혈, 백혈구, 말초 혈액 단핵 세포, 버피 코트, 혈장, 혈청, 객담, 눈물, 점액, 세비액(nasal wash), 코 흡인물(nasal aspirate), 입김, 소변, 정액, 침, 복막 세척액(peritoneal washing), 복수, 낭액, 뇌막 유체(meningeal fluid), 양수, 선액, 췌장액, 림프액, 흉수, 세포 유체, 유두 흡인물, 기관지 흡인물, 기관지 브러싱(bronchial brushing), 관절액, 관절 흡인물, 기관 분비물, 세포, 세포 추출물, 또는 뇌척수액으로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, 약물은 예를 들어, 본 명세서에 기술된 것이다. 일부 실시형태에서, 검정은 샘플을 단백질에 대해서 특이적인 복수의 압타머와 접촉시키는 것을 포함한다.
추가 실시형태는 a) 암(예를 들어, 폐암)으로 진단된 대상체로부터의 조직 샘플을 검정하여 정상 조직(예를 들어, 정상 폐 조직) 내의 단백질의 수준에 비해서, 예를 들어, AGER, THBS2, CA3, MMP12, PIGR, DCN, PGAM1, CD36, FABP, ACP5, CCDC80, PPBP, LYVE1, STC1, SPON1, IL17RC, MMP1, CA1, SERPINC1, TPSB2, CKB/CKBM, NAMPT/PBEF, PPBP/CTAPIII, F9, DCTPP1, F5, SPOCK2, CAT, PF4, MDK, BGN, CKM, POSTN, PGLYRP1, CXCL12, 또는 표 6 또는 표 7에 제시된 단백질로부터 선택된 1종 이상의 단백질의 변경된 수준을 식별하는 단계; 및 b) 변경된 발현을 갖는 단백질 중 1종 이상을 표적으로 하는 1종 이상의 치료제를 투여하는 단계를 포함하는, 치료 행동 방침(treatment course of action)을 결정하는 방법을 제공한다.
추가 실시형태는 a) 질환을 갖는 것으로 진단된 대상체로부터의 생물학적 샘플을 검정하여 표준 샘플 내의 단백질의 수준에 비해서 1종 이상의 단백질의 변경된 수준을 식별하는 단계; 및 b) 변경된 발현을 갖는 단백질 중 1종 이상을 표적으로 하는 1종 이상의 치료제를 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 질환을 치료하는 방법을 제공한다.
추가 실시형태는 a) 질환을 갖는 것으로 진단된 대상체로부터의 생물학적 샘플을 검정하여 표준 샘플 내의 단백질의 수준에 비해서 1종 이상의 단백질의 변경된 수준을 식별하는 단계; 및 b) 변경된 발현을 갖는 단백질 중 1종 이상을 표적으로 하는 1종 이상의 치료제를 대상체에게 투여하는 단계; 및 c) 질환을 갖는 것으로 진단된 대상체로부터의 생물학적 샘플을 분석하여 표준 샘플 내의 단백질의 수준에 비해서 1종 이상의 단백질의 변경된 수준을 식별하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 질환을 치료하는 방법을 제공한다.
추가의 다른 실시형태는 a) 질환을 갖는 것으로 진단된 대상체로부터의 생물학적 샘플을 검정하여 표준 샘플 내의 단백질의 수준에 비해서 1종 이상의 단백질의 변경된 수준을 식별하는 단계; b) 변경된 발현을 갖는 단백질 중 1종 이상을 표적으로 하는 1종 이상의 치료제를 대상체에게 투여하는 단계; 및 c) 단계 a)를 1회 이상 반복하는 단계를 포함하는, 질환의 치료를 모니터링하는 방법을 제공한다.
더 추가의 추가의 실시형태는 a) 질환을 갖는 것으로 진단된 대상체로부터의 생물학적 샘플을 검정하여 표준 샘플 내의 단백질의 수준에 비해서 1종 이상의 단백질의 변경된 수준을 식별하는 단계; b) 변경된 발현을 갖는 단백질 중 1종 이상을 표적으로 하거나 또는 표적으로 하는 것으로 예상되는 1종 이상의 시험 화합물을 대상체에게 투여하는 단계; 및 c) 단계 a)를 1회 이상 반복하는 단계를 포함하는, 시험 화합물을 스크리닝하는 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참고로 하는, 하기 상세한 설명으로부터 보다 자명해질 것이다.
도 1은 건강한 조직에 비해서 종양 조직에 대해서 10-배 변화(상향 또는 하향)를 갖는 적어도 하나의 예를 갖는 단백질을 도시한 덴드로그램. 데이터는 단백질 수준의 변화를 기반으로 묶여있다. 트리는 샘플ID:조직학(선암/편평 세포 암종)에 의해서 표지되어 2종의 상이한 종양 유형(선암 및 편평 세포 암종)이 단백질 수준을 기반으로 서로와 분리되지 않음을 나타낸다.　 샘플ID는 환자 샘플을 나타낸다.
도 2는 건강한 조직에 비해서 종양 조직에 대해서 10-배 변화(상향 또는 하향)를 갖는 적어도 하나의 예를 갖는 단백질을 도시한 덴드로그램. 데이터는 단백질 수준의 변화를 기반으로 묶여있다. 트리는 샘플ID:돌연변이 상태에 의해서 표지되고, 샘플이 돌연변이 상태에 의해서 분류되지 않음을 나타낸다. WT는 시험된 것에서 어떠한 돌연변이도 발견되지 않았음을 나타낸다. ND는 돌연변이 프로파일링이 수행되지 않았음을 의미한다. 돌연변이 목록을 갖지 않는 것은 상태를 알지 못함을 의미한다. 샘플ID는 환자 샘플을 나타낸다.
도 3은 선암 또는 편평 종양 대 단백질 수준에 대한 mRNA 발현 수준의 비교를 나타낸 도면. 데이터는 2종의 상이한 기원으로부터 유래되는데: mRNA 발현 데이터는 선암 및 편평 종양을 가졌다. mRNA 수준은 모든 연구 전부의 평균치였다. 단백질 발현 수준은 별개의 기원으로부터 유래되었다. 각각의 지점은 단일 단백질 및 상응하는 mRNA를 나타낸다. 중앙의 상자는, mRNA 수준 또는 단백질 수준이 대조군에 비해서 적어도 2-배 상향 또는 하향 조절되지 않았기 때문에 제거된 그러한 mRNA 및 단백질을 나타낸다. 상자 내의 점은 mRNA 및 단백질에 대해서 종양 대 정상에서 유의한 차이가 존재하는 것으로 간주되지 않는 것이다.
도 4는 대조군과 DMD 대상체 사이에서 상이한 몇몇 단백질에 대해서 비-뒤센느 근 위축증(non-Duchene muscular dystrophy)(non-DMD) 소년 및 DMD 소년 둘 모두에서 대상체의 상대적인 형광 단위(RFU) 대 연령(세)과 관련하여 도시된 상대적인 단백질 발현 수준을 플로팅하여 생성된 통계 그래프.
본 발명은 개인 맞춤식 암 요법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 개인 암에서 약물 표적을 식별, 조절 및 모니터링하기 위한 압타머-기재 조성물 및 방법에 관한 것이다.
유전체학(genomics) 기술과 체성 돌연변이 및 유전적 돌연변이에 의해서 유래되는 질환으로서의 암의 인식의 융합은, 병리학 및 암 유전체학의 조합이 치료 간섭과 관련하여 개인별(personalized) 결정을 제공할 것이라는 희망을 발생시켰다. NCI에 의해서 많은 자금이 투입된 상당한 노력은, 질환의 주요 및 일반적인 유발인자(driver)를 확인하기 위한 종양 게놈뿐만 아니라 추가적인 체성 돌연변이가 예후 및 치료 선택을 결정할 세포의 적은 군의 서열분석을 심화시킬 것이다.
다른 사람들에 의한 작업은 종양 유전학을 고려하는 방식에 상당한 영향을 갖는다. 이들 과학자들은 마우스 균주를 힘들게 생성하였는데, 여기서는 트랜스포존 돌연변이 생성이 용이하게 유도되어, 유발인자 돌연변이 및 후속하는 요구되는 돌연변이가 마우스 종양 발생에 대해서 연구될 수 있다. 콥랜드(Copeland)/젠킨스(Jenkins) 실험실로부터의 실험 결과물은 상당하고, 중요하다. 그들은 그들의 연구로부터, 종양형성 경로 상에서 몇몇 돌연변이가 요구되는 종양이 몇몇 상이한 키네틱 단계에서 이러한 돌연변이를 용이하게 겪을 수 있고, 단일 유발인자 돌연변이는 종양을 상이한 생리학적 상태 및 생화학적 상태로 만드는 상이한 후속 돌연변이를 통해서 정교하게 만들 수 있다고 결론낼 수 있다.
CPTAC를 통한, 과학 커뮤니티는 TCGA 및 나머지 것을 통해서 유전체학과 함께 조직 단백질체학(proteomics)의 분석을 시작하였다. 미국에서 8개의 연구소가 암의 단백질체 표현형으로의 방식으로 질량 분석법을 방대하게 수행하였는데, 이는 단백질 발현이 DNA 복사체 수의 mRNA 수준과 상관관계가 거의 없다는 것을 주목하였다.
역사적으로 암은 기원 조직으로부터 유래된 것으로서 기술되었다 - 폐암, 전립선암, 유방암 등. 그러나, 지금까지, (예를 들어, 개인 종양 및 암 내의 단백질 관여를 식별 및/또는 특징 규명하기 위해서) 암의 종양 단백질체의 부분 전부를 실시간으로 식별하는 것은 가능하지 않았다.
본 개시 내용의 실시형태는 개인 종양에서 변경된 발현을 갖는 단백질을 식별하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 이러한 시스템 및 방법은 개인 맞춤식 약물 표적 및 암에 대한 개별화된 요법을 제공한다.
I. 정의
달리 언급되지 않는 한, 기술 용어는 종래의 사용에 따라서 사용된다. 분자 생물학에서 일반적인 용어의 정의는 문헌[Benjamin Lewin, Genes V, published by Oxford University Press, 1994 (ISBN 0-19-854287-9)]; [Kendrew et al. (eds.), The Encyclopedia of Molecular Biology, published by Blackwell Science Ltd., 1994 (ISBN 0-632-02182-9)]; 및 [Robert A. Meyers (ed.), Molecular Biology and Biotechnology: a Comprehensive Desk Reference, published by VCH Publishers, Inc., 1995 (ISBN 1-56081-569-8)]에서 찾아볼 수 있다.
본 개시 내용의 다양한 실시형태의 검토를 가능하게 하기 위해서, 구체적인 용어의 하기 설명이 제공된다:
압타머 : 용어 압타머는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 표적 분자 상에서 목적하는 작용을 갖는 비-자연 발생 핵산을 지칭한다. 목적하는 작용은 표적의 결합, 표적의 촉매적 변화, 표적 또는 표적의 기능 활성을 변형 또는 변경시키는 방식으로의 표적과의 반응, 표적에 대한 공유 부착(자살 저해제에서와 같음), 및 표적과 또 다른 분자 간의 반응 용이성을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
유사체: 용어 유사체는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 구조적 화학 유사체뿐만 아니라 기능적 화학 유사체를 지칭한다. 구조적 화학 유사체는 또 다른 화학 화합물에 유사한 구조를 갖지만 하나 초과의 원자 또는 작용기가 상이한 화합물이다. 이러한 상이성은 원자 또는 작용기의 부가, 원자 또는 작용기의 부재, 원자 또는 작용기의 대체 또는 이들의 조합의 결과일 수 있다. 기능적 화학 유사체는 유사한 화학적, 생화학적 및/또는 약리학적 특성을 갖는 화합물이다. 용어 유사체는 또한 화합물의 S 및 R 입체이성질체를 포함할 수 있다.
생물활성: 용어 생물활성은, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 생리학적 또는 병리생리학적 과정을 부여할 수 있는 또는 1종 이상의 세포내, 세포간 또는 세포외 과정(예를 들어, 세포-세포 결합, 리간드-수용체 결합, 세포 신호전달 등)을 지칭한다.
C-5 변형된 피리미딘: C-5 변형된 피리미딘은, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, C-5 위치에서 변형된 피리미딘을 지칭한다. C-5 변형된 피리미딘의 예는 미국 특허 제5,719,273호 및 제5,945,527호에 기술된 것을 포함한다. 추가 예는 본 명세서에 제공되어 있다.
컨센서스 서열: 컨센세스 서열은, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 서열 정렬에 대해서 일련의 핵산 서열 대상체의 각각의 위치에서 발견되는 가장 빈번하게 관찰되는 뉴클레오타이드를 나타내는 뉴클레오타이드 서열을 지칭한다.
공유 결합: 공유 결합 또는 상호작용은 원자들 간의 적어도 한 쌍의 전자의 공유를 포함하는 화학 결합을 지칭한다.
변형된: 용어 변형된(또는 변형시키다 또는 변형) 및 이의 임의의 변형체는, 올리고뉴클레오타이드와 관련하여 사용되는 경우, 올리고뉴클레오타이드의 4개의 구성 뉴클레오타이드(즉, A, G, T/U, 및 C) 중 적어도 하나가 자연 발생 뉴클레오타이드의 유사체 또는 에스터인 것을 의미한다.
조절하다: 용어 조절하다는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 펩타이드, 단백질 또는 폴리펩타이드의 발현 수준을 표준 발현 수준에 비해서 증가 또는 감소시킴으로써 이의 발현 수준을 변경시키고/변경시키거나, 펩타이드, 단백질 또는 폴리펩타이드의 안정성 및/또는 활성 수준을 표준 안정성 및/또는 활성 수준에 비해서 증가 또는 감소시킴으로써 이의 안정성 및/또는 활성을 변경시키는 것을 의미한다.
비-공유 결합: 비-공유 결합 또는 비-공유 상호작용은 원자들 간의 원자쌍의 공유를 포함하지 않는 화학 결합 또는 상호작용을 지칭한다. 비-공유 결합 또는 상호작용의 예는 수소 결합, 이온 결합(정전기 결합), 반데르 발스 힘 및 소수성 상호작용을 포함한다.
핵산: 핵산은, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, DNA, RNA 및/또는 이의 유사체를 함유하는 임의의 핵산 서열을 지칭하고, 단일, 이중 및 다중-가닥 형태를 포함할 수 있다. 용어 "핵산", "올리고", "올리고뉴클레오타이드" 및 "폴리뉴클레오타이드"는 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
약제학적으로 허용 가능한: 약제학적으로 허용 가능한은, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 동물에서, 보다 특별하게는, 인간에서 이용하기 위해 연방 또는 주 정부의 관리 기관에 의해 승인되거나 또는 미국 약전 또는 일반적으로 인식되는 다른 약전에서 열거된 것을 의미한다.
약제학적으로 허용 가능한 염: 화합물(예를 들어, 압타머)의 약제학적으로 허용 가능한 염 또는 염은, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이온 결합을 함유하고, 전형적으로 화합물과, 개체에게 투여하기에 적합한 산 또는 염기를 반응시킴으로써 생성된 생성물을 지칭한다. 약제학적으로 허용 가능한 염은 하이드로클로라이드, 하이드로브로마이드, 포스페이트, 설페이트, 하이드로겐 설페이트, 알킬설포네이트, 아릴설포네이트, 아릴알킬설포네이트, 아세테이트, 벤조에이트, 시트레이트, 말레에이트, 푸마레이트, 석시네이트, 락테이트, 및 타르트레이트를 비롯한 산 부가염; 알칼리 금속 양이온, 예컨대 Li, Na, K, 알칼리 토금속 염, 예컨대 Mg 또는 Ca, 또는 유기 아민 염을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
약제학적 조성물: 약제학적 조성물은, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 개체에게 투여하기에 적합한 형태로 약제학적 작용제(예를 들어, 약물)를 포함하는 제형을 지칭한다. 약제학적 조성물은 전형적으로 이의 의도된 투여 경로와 상용성이도록 제형화된다. 투여 경로의 예는 경구 및 비경구, 예를 들어 정맥내, 피내, 피하, 흡입, 국소, 경피, 경점막, 및 직장 투여를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
SELEX : 용어 SELEX는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 일반적으로 바람직한 방식으로 표적 분자와 상호작용하는, 예를 들어 높은 친화도로 단백질에 결합하는 핵산의 선택; 및 이들 선택된 핵산의 증폭의 조합을 지칭한다. SELEX는 특이적 표적 분자에 높은 친화도를 갖는 압타머를 식별하는 데 사용될 수 있다. 용어 SELEX 및 "SELEX 공정"은 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
서열 식별: 서열 동일성은, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 2개 이상의 핵산 서열과 관련하여, 2개 이상의 서열의 정렬을 최적화하기 위해서 도입될 필요가 있는 갭의 수 및 각각의 갭의 길이를 고려하여, 서열에 의해서 공유된 동일한 뉴클레오타이드 위치의 수의 함수(즉, % 동일성=동일한 위치의 수/위치의 총 수x100)이다. 2개 초과의 서열의 서열 비교 및 % 동일성의 측정은 수학 알고리즘, 예컨대 디폴트 파라미터에서 BLAST 및 갭트(Gapped) BLAST 프로그램을 사용하여 성취될 수 있다(예를 들어, 문헌[Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:403, 1990]; 또한 www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST의 BLASTN 참고). 서열 비교를 위해서, 전형적으로 하나의 서열이 시험 서열이 비교되는 표준 서열로서 작용한다. 서열 비교 알고리즘을 사용하는 경우, 시험 서열 및 표준 서열을 컴퓨터에 입력하고, 필요할 경우 서열 좌표를 지정하고, 서열 알고리즘 프로그램 파라미터를 지정한다. 이어서 서열 비교 알고리즘은 지정된 프로그램 파라미터를 기준으로, 표준 서열에 대한 시험 서열(들)의 % 서열 동일성을 계산한다. 비교를 위한 서열의 최적 정렬은 예를 들어, 문헌[Smith and Waterman, Adv. Appl. Math., 2:482, 1981]의 국부 상동 알고리즘에 의해서, 문헌[Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol., 48:443, 1970]의 상동 정렬 알고리즘에 의해서, 문헌[Pearson and Lipman, Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 85:2444, 1988]의 유사성 방법에 대한 연구에 의해서, 이들 알고리즘의 전산화된 구현(위스콘신 지네틱스 소프트웨어 패키지(Wisconsin Genetics Software Package)(지네틱스 컴퓨터 그룹(Genetics Computer Group), 미국 위스콘신주 매디슨 575 사이언스 드라이브 소재))의 GAP, BESTFIT, FASTA, 및 TFASTA)에 의해서, 또는 육안 검사(일반적으로 문헌[Ausubel, F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, pub. by Greene Publishing Assoc. and Wiley- Interscience (1987)] 참고)에 의해서 수행될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 서열이, 예를 들어, 표준 뉴클레오타이드 서열에 대해서 적어도 약 95% 동일한 핵산, 예컨대 압타머의 % 동일성을 기술하는 경우, 핵산 서열이 표준 핵산 서열의 각각 100개 뉴클레오타이드당 최대 5개의 점 돌연변이를 포함할 수 있다는 점을 제외하고, 핵산 서열은 표준 서열과 동일하도록 의도된다. 즉, 서열이 표준 핵산 서열과 적어도 약 95% 동일한 바람직한 핵산 서열을 수득하기 위해서, 표준 서열 내의 뉴클레오타이드 중 최대 5%가 결손되거나 또 다른 뉴클레오타이드로 치환될 수 있거나, 또는 표준 서열 내의 일부 개수의 뉴클레오타이드 내지 전체 개수의 뉴클레오타이드 중 최대 5%가 표준 서열 내로 삽입될 수 있다(본 명세서에서 삽입으로서 지칭됨). 바람직한 서열을 생성하기 위한 표준 서열의 이들 돌연변이는 표준 서열 내에서 하나 이상의 인접한 기에서 또는 표준 서열 내의 뉴클레오타이드 중에서 개별적으로 산재된, 표준 뉴클레오타이드 서열의 5' 또는 3' 말단에서 또는 이들 말단 위치 사이의 어느 곳에서도 일어날 수 있다.
소마머 ( SOMAmer ): 용어 소마머는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 개선된 오프-레이트(off-rate) 특징을 갖는 압타머를 지칭한다. 소마머는 대안적으로 느린 오프-레이트 변형된 압타머(Slow Off-Rate Modified Aptamer)라 지칭되고, 본 명세서에 참고로 포함된 발명의 명칭이 "Method for Generating Aptamers with Improved Off-Rates"인 미국 특허 공개 제20090004667호에 기술된 개선된 SELEX 방법에 의해서 선택될 수 있다.
스페이서 서열: 스페이서 서열은, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 압타머의 핵산 서열의 5'-단부, 3'-단부 또는 5' 단부와 3' 단부 둘 모두에 공유 결합된 소분자(들)로 구성된 임의의 서열을 지칭한다. 예시적인 스페이서 서열은 폴리에틸렌 글리콜, 탄화수소 쇄, 및 압타머 결합 활성을 보존하면서 켄센서스 영역을 연결하는 분자 공유 스캐폴드를 제공하는 다른 중합체 또는 공중합체를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 특정 양상에서, 스페이서 서열은 표준 링키지, 예컨대 말단 3' 또는 5' 하이드록실, 2' 탄소, 또는 염기 변형, 예컨대 피리미딘의 C5-위치, 또는 퓨린의 C8 위치를 통해서 압타머에 공유 부착될 수 있다.
표적 분자: 표적 분자(또는 표적)는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 핵산이 목적하는 방식(예를 들어, 표적의 결합, 표적의 촉매적 변화, 표적 또는 표적의 기능 활성을 변형 또는 변경시키는 방식으로의 표적과의 반응, 표적에 대한 공유 부착(자살 저해제에서와 같음), 및 표적과 또 다른 분자 간의 반응 용이성)으로 작용할 수 있는 임의의 화합물 또는 분자를 지칭한다. 표적 분자의 비제한적인 예는 단백질, 펩타이드, 핵산, 탄수화물, 지질, 폴리사카라이드, 당단백질, 호르몬, 수용체, 항원, 항체, 바이러스, 병원균, 독성 물질, 기질, 대사 산물, 전이 상태 유사체, 보조인자, 저해제, 약물, 염료, 영양소, 성장 인자, 세포, 조직, 전술한 것들 중 임의의 것의 임의의 부분 또는 단편 등을 포함할 수 있다. 사실, 임의의 화학적 또는 생물학적 효과기가 적합한 표적일 수 있다. 임의의 크기의 분자는 표적으로서 역할할 수 있다. 표적은 또한, 표적과 핵산 간의 상호작용의 가능성 또는 강도를 향상시키기 위해서 특정 방식으로 변형될 수 있다. 표적은 단백질의 경우, 예를 들어, 이의 아미노산 서열에서의 변형, 다이설파이드 결합 형성, 글리코실화, 지질화, 아세틸화, 인산화, 또는 임의의 다른 조작 또는 변형, 예컨대 표지 성분과의 접합과 같은 특정 화합물 또는 분자의 임의의 작은 변형을 포함할 수 있으며, 이는 분자의 본질을 실질적으로 변경하지 않는다. "표적 분자" 또는 "표적"은 압타머에 결합할 수 있는 한 가지 유형 또는 종의 분자 또는 다분자 구조의 복사체 세트이다. "표적 분자" 또는 "표적"은 하나를 초과하는 이러한 세트의 분자를 나타낸다.
달리 설명되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 개시 내용이 속한 기술 분야의 통상의 기술자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 단수 용어는 맥락이 달리 지시되지 않는 한 복수의 대상을 포함한다. "A 또는 B를 포함하는"은 A, 또는 B, 또는 A와 B를 포함하는 것을 의미한다. 핵산 또는 폴리펩타이드에 대해서 제공된, 모든 염기 크기 또는 아미노산 크기 및 모든 분자량 또는 분자 질량 값은 근사치이고, 설명을 위해서 제공되는 것으로 추가로 이해되어야 한다.
추가로, 본 명세서에 제공된 범위는 그 범위 내의 모든 값에 대해서 약칭된 것으로 이해된다. 예를 들어, 1 내지 50의 범위는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 50(뿐만 아니라 맥락이 달리 명백하게 지시하지 않는 한 이의 분수)로 이루어진 군으로부터의 임의의 수, 수들의 조합 또는 하위-범위를 포함하도록 이해된다. 임의의 농도 범위, 백분율 범위, 비율 범위 또는 정수 범위는 언급된 범위 내의 임의의 정수의 값, 적절한 경우 이의 분수(예컨대 정수의 1/10 및 1/100)를 포함하도록 이해되어야 한다. 또한, 임의의 물리적 특징, 예컨대 중합체 하위단위, 크기 또는 두께와 관련하여 본 명세서에 언급된 임의의 수치 범위는 달리 언급되지 않는 한, 지시된 범위 내의 정수를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "약" 또는 "본질적으로 이루어진"은 달리 언급되지 않는 한 언급된 범위, 값 또는 구조의 ± 20%를 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "포함한다" 및 "포함하다"는 개방형이고, 동의어로 사용된다. 단수 표현은 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 열거된 성분의 "1종 이상"을 지칭한다. 대안(예를 들어, "또는")의 사용은 대안 중 하나, 둘 모두 또는 이들의 임의의 조합을 의미하도록 이해되어야 한다.
본 명세서에 기술된 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 개시 내용의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료는 하기에 기술된다. 본 명세서에 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특히 및 다른 문헌은 이의 전문이 참고로 본 명세서에 포함된다. 상충되는 경우, 용어의 설명을 비롯하여, 본 명세서가 우선될 것이다. 또한, 재료, 방법 및 예는 단지 설명이고, 제한이도록 의도되지 않는다.
II. 검출 방법
본 개시내용의 실시형태는 생물학적 샘플에서 단백질 수준을 검출하는 방법을 제공한다. 본 개시 내용은 압타머 검출 기술을 사용하여 설명된다. 그러나, 본 개시 내용은 압타머 검출 기술로 제한되지 않는다. 임의의 적합한 검출 방법(예를 들어, 면역검정법, 질량 분석법, 조직학 또는 세포학 방법 등)이 본 명세서에서 사용하기에 적합하다.
일부 실시형태에서, 압타머 기반 검정법은 고체 지지체 상에 고정된 1종 이상의 압타머를 포함하는 마이크로어레이의 사용을 포함한다. 압타머는 각각 상당히 특이적 방식으로 그리고 매우 높은 친화도로 표적 분자에 결합할 수 있다. 예를 들어, 발명의 명칭이 "Nucleic Acid Ligands"인 미국 특허 제5,475,096호 참고; 또한 예를 들어, 각각 발명의 명칭이 "Nucleic Acid Ligand Diagnostic Biochip"인, 미국 특허 제6,242,246호, 미국 특허 제6,458,543호, 및 미국 특허 제6,503,715호 참고. 마이크로어레이가 샘플과 접촉하면, 압타머는 샘플 중에 존재하는 이의 각각의 표적 분자에 결합하고, 이에 의해서 바이오마커에 상응하는 바이오마커 수준을 결정하는 것이 가능하다.
본 명세서에서 사용하기 위한 압타머는 최대 약 100개의 뉴클레오타이드, 최대 약 95개의 뉴클레오타이드, 최대 약 90개의 뉴클레오타이드, 최대 약 85개의 뉴클레오타이드, 최대 약 80개의 뉴클레오타이드, 최대 약 75개의 뉴클레오타이드, 최대 약 70개의 뉴클레오타이드, 최대 약 65개의 뉴클레오타이드, 최대 약 60개의 뉴클레오타이드, 최대 약 55개의 뉴클레오타이드, 최대 약 50개의 뉴클레오타이드, 최대 약 45개의 뉴클레오타이드, 최대 약 40개의 뉴클레오타이드, 최대 약 35개의 뉴클레오타이드, 최대 약 30개의 뉴클레오타이드, 최대 약 25 뉴클레오타이드, 및 최대 약 20개의 뉴클레오타이드를 포함할 수 있다.
본 개시 내용의 또 다른 양상에서, 압타머는 약 10nM 이하, 약 15nM 이하, 약 20nM 이하, 약 25nM 이하, 약 30nM 이하, 약 35nM 이하, 약 40nM 이하, 약 45nM 이하, 약 50nM 이하, 또는 약 3 내지 10nM(또는 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10nM) 범위의 이의 표적에 대한 해리 상수(K d )를 갖는다.
압타머는 SELEX 공정을 비롯한, 임의의 공지된 방법을 사용하여 식별될 수 있다. 식별된 후, 압타머는 화학 합성 방법 및 효소 합성 방법을 비롯한, 임의의 공지된 방법에 따라서 제조 또는 합성될 수 있다.
용어 "SELEX" 및 "SELEX 공정"은 일반적으로 (1) 바람직한 방식으로 표적 분자와 상호작용하는, 예를 들어 높은 친화도로 단백질에 결합하는 압타머의 선택과, (2) 이들 선택된 핵산의 증폭의 조합을 지칭하도록 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용된다 SELEX 공정은 특이적 표적 또는 바이오마커에 높은 친화도를 갖는 압타머를 식별하는 데 사용될 수 있다.
SELEX는 일반적으로 핵산의 후보 혼합물을 제조하는 단계, 바람직한 표적 분자에 후보 혼합물이 결합하여, 친화 복합체를 형성하는 단계, 결합하지 않은 후보 핵산으로부터 친화 복합체를 분리시키는 단계, 친화 복합체로부터 핵산을 분리 및 단리하는 단계, 핵산을 정제하는 단계, 및 특이적 압타머 서열을 식별하는 단계를 포함한다. 공정은 선택된 압타머의 친화도를 추가로 개선하기 위해서 다수의 라운드를 포함할 수 있다. 공정은 공정 내에 하나 이상의 지점에서 증폭 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발명의 명칭이 "Nucleic Acid Ligands"인 미국 특허 제5,475,096호 참고. SELEX 공정은 압타머의 표적과 공유 결합하는 압타머뿐만 아니라 압타머의 표적과 비-공유 결합하는 압타머를 생성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 발명의 명칭이 "Systematic Evolution of Nucleic Acid Ligands by Exponential Enrichment: Chemi-SELEX"인 미국 특허 제5,705,337호 참고.
SELEX 공정은 압타머에 개선된 특징, 예컨대, 예를 들어, 개선된 생체내 안정성 또는 개선된 전달 특징을 부여하는 변형된 뉴클레오타이드를 함유한 고-친화도 압타머를 식별하는 데 사용될 수 있다. 이러한 변형의 예는 리보스 및/또는 포스페이트 및/또는 염기 위치에서 화학적 치환을 포함한다. 변형된 뉴클레오타이드를 함유한 SELEX 공정-식별된 압타머는 피리미딘의 5'- 및/또는 2'-위치에서 화학적으로 변형된 뉴클레오타드 유도체를 함유한 올리고뉴클레오타이드를 기술한, 발명의 명칭이 "High Affinity Nucleic Acid Ligands Containing Modified Nucleotides"인 미국 특허 제5,660,985호에 기술된다. 미국 특허 제5,580,737호(상기 참고)는 2'-아미노(2'-NH2), 2'-플루오로(2'-F), 및/또는 2'-O-메틸(2'-OMe)로 변형된 하나 이상의 뉴클레오타이드를 함유한 매우 특이적 압타머를 기술한다. 또한, 확장된 물성 및 화학적 특성을 갖는 핵산 라이브러리 및 SELEX 및 포토SELEX에서의 이들의 용도를 기술한 발명의 명칭이 "SELEX and PHOTOSELEX"인 미국 특허 출원 공개 제2009/0098549호를 참고하기 바란다.
SELEX는 또한 바람직한 오프-레이트 특징을 갖는 압타머를 식별하는 데 사용될 수 있다. 표적 분자에 결합할 수 있는 압타머를 생성하기 위한 개선된 SELEX 방법을 기술한, 발명의 명칭이 "Method for Generating Aptamers with Improved Off-Rates"인 미국 특허 공개 제US 2009/0004667호를 참고하기 바란다. 압타머의 각각의 표적 분자로부터 더 느린 해리 속도를 갖는 압타머 및 포토압타머를 생성하는 방법이 기술된다. 방법은 후보 혼합물을 표적 분자와 접촉시키는 단계, 핵산-표적 복합체의 형성이 일어나도록 하는 단계, 및 느린 오프-레이트의 농축 공정을 수행하는 단계를 포함하고, 여기서 신속한 해리 속도를 갖는 핵산-표적 복합체는 해리되고 재형성되지 않는 반면에, 느린 해리 속도를 갖는 복합체는 완전한 채로 남아있는다. 추가로, 방법은 개선된 오프-레이트 성능을 갖는 압타머를 생성하기 위한 후보 핵산 혼합물의 생성에서 변형된 뉴클레오타이드의 용도를 포함한다. 일부 실시형태에서, 압타머는 변형, 예컨대 염기 변형된 적어도 하나의 뉴클레오타이드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 압타머는 표적 단백질과의 소수성 접촉을 허용하기 위해서 친수성 변형, 예컨대 소수성 염기 변형된 적어도 하나의 뉴클레오타이드를 포함한다. 이러한 소수성 접촉은, 일부 실시형태에서, 더 높은 친화도 및/또는 압타머에 의한 더 느린 오프-레이트 결합에 기여한다.
일부 실시형태에서, 압타머는 소수성 개질된 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 적어도 5개, 적어도 6개, 적어도 7개, 적어도 8개, 적어도 9개, 또는 적어도 10개의 뉴클레오타이드를 포함하는데, 여기서 각각의 소수성 변형은 서로와 동일하거나 상이할 수 있다.
일부 실시형태에서, 느린 오프-레이트 압타머(소수성 개질된 적어도 하나의 뉴클레오타이드를 포함하는 압타머 포함)는 30분 이상, 60분 이상, 90분 이상, 120분 이상, 150분 이상, 180분 이상, 210분 이상, 또는 240분 이상의 오프-레이트(t1/2)를 갖는다.
일부 실시형태에서, 검정법은 압타머를 이의 표적 분자에 공유 결합 또는 "광가교결합"하는 것을 가능하게 하는 광반응성 작용기를 포함하는 압타머를 사용한다. 예를 들어, 발명의 명칭이 "Nucleic Acid Ligand Diagnostic Biochip"인 미국 특허 제6,544,776호 참고. 이들 광반응성 압타머는 또한 광압타머라 지칭된다. 예를 들어, 각각 발명의 명칭이 "Systematic Evolution of Nucleic Acid Ligands by Exponential Enrichment: Photoselection of Nucleic Acid Ligands and Solution SELEX"인 미국 특허 제5,763,177호, 미국 특허 제6,001,577호, 및 미국 특허 제6,291,184호 참고; 또한, 예를 들어 발명의 명칭이 "Photoselection of Nucleic Acid Ligands"인 미국 특허 제6,458,539호 참고. 마이크로어레이가 샘플과 접촉하고, 광압타머가 이의 표적 분자에 결합하는 기회를 가진 후, 광압타머는 광활성화되고, 고체 지지체가 세척되어 임의의 비-특이적으로 결합된 분자를 제거한다. 가혹한 세척 조건이 사용될 수 있는데, 그 이유는 광압타머 상의 광활성화된 작용기(들)에 의해서 생성된 공유 결합으로 인해서 광압타머에 결합한 표적 분자가 일반적으로 제거되지 않기 때문이다. 이러한 방식에서, 검정법은 샘플에서 바이오마커에 상응하는 바이오마커 수준의 검출을 가능하게 한다.
일부 검정 포멧에서, 압타머는 샘플과 접촉되기 전에 고체 지지체 상에 고정된다. 그러나 특정 상황 하에서, 샘플과 접촉하기 전에 압타머를 고정시키는 것은 최적의 검정법을 제공할 수 없다. 예를 들어, 압타머의 사전-고정화는 고체 지지체 상에서 압타머와 표적 분자의 불충분한 혼합을 야기하여, 이의 표적 분자에 대한 압타머의 효율적인 결합을 허용하기 위해서 아마도 더 긴 반응 시간, 및 이에 따라서 연장된 인큐베이션 기간으로 이어질 수 있다. 추가로, 광압타머가 검정법에서 사용는 경우, 고체 지지체로서 사용되는 재료에 따라서, 고체 지지체는 광압타머와 이의 표적 분자 사이에 공유 결합을 형성하기 위해서 사용되는 광을 산란 또는 흡수하는 경향이 있을 수 있다. 더욱이, 사용되는 방법에 따라서, 표적 분자의 압타머에 결합된 표적 분자의 검출은 부정확할 수 있는데, 그 이유는 고체 지지체의 표면이 또한 사용된 임의의 표지 시약에 노출되고, 그것에 영향을 받을 수 있기 때문이다. 결국, 압타머를 고체 지지체 상에 고정시키는 것은 일반적으로 압타머를 샘플에 노출시키기 전에 압타머-제조 단계(즉, 고정화)를 포함하고, 이러한 제조 단계는 압타머의 활성 또는 기능에 영향을 미칠 수 있다.
압타머가 용액 중에서 이의 표적을 포획하는 것을 허용하고, 이어서 검출 이전에 압타머-표적 혼합물의 특이적 성분을 제거하도록 설계된 분리 단계를 사용하는 압타머 검정법 또는 "압타머 기반 검정법(들)"이 또한 기술되어 있다(발명의 명칭이 "Multiplexed Analyses of Test Samples"인 미국 특허 공개 제2009/0042206호 참고). 기술된 압타머 검정 방법은 핵산(즉, 압타머)을 검출 및 정량분석함으로써 시험 샘플에서 비-핵산 표적(예를 들어, 단백질 표적)의 검출 및 정량 분석을 가능하게 한다. 기술된 방법은 비-핵산 표적을 검출 및 정량분석하여, 증폭을 비롯한, 매우 다양한 핵산 기술이 단백질 표적을 비롯한, 매우 광범위한 범위의 목적하는 표적에 적용되는 것을 허용하는 핵산 대리체(surrogate)(즉, 압타머)를 생성한다.
압타머는 압타머 바이오마커 복합체(또는 광압타머 바이오마커 공유 복합체)로부터 분석 성분을 분리하는 것을 가능하게 하고, 검출 및/또는 정량분석을 위해서 압타머의 단리를 허용하도록 작제될 수 있다. 일 실시형태에서, 이들 작제물은 압타머 서열 내에 절단 가능하거나 해방 가능한 요소를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 추가 작용기, 예를 들어 표지되거나 검출 가능한 성분, 스페이서 성분, 또는 특이적 결합 태그 또는 고정화 요소가 압타머 내에 도입될 수 있다. 예를 들어, 압타머는 절단 가능한 모이어티를 통해서 압타머에 연결된 태그, 표지, 표지를 분리하는 스페이서 성분, 및 절단 가능한 모이어티를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 절단 가능한 요소는 광절단 가능한 링커이다. 광절단 가능한 링커는 바이오틴 모이어티 및 스페이서 구획에 부착될 수 있고, 아민의 유도체화를 위해서 NHS기를 포함할 수 있고, 바이오틴 기를 압타머에 도입하여, 이후에 검정 방법에서 압타머의 해방을 허용하는 데 사용될 수 있다.
용액 중에서 모든 검정법 성분과 함께 수행된, 균질 검정법은 신호의 검출 이전에 샘플 및 시약의 분리를 필요로 하지 않는다. 이들 방법은 신속하고 사용이 용이하다. 이들 방법은 이의 특이적 표적과 반응하는 분자 포획제 또는 결합 시약을 기반으로 신호를 생성한다. 본 명세서에 기술된 방법의 일부 실시형태에서, 분자 포획 시약은 압타머 또는 항체 등을 포함하고, 특이적 표적은 실시예 1에 제시된 바이오마커일 수 있다.
일부 실시형태에서, 신호 생성을 위한 방법은 형광단-표지된 포획 시약과 이의 특이적 바이오마커 표적의 상호작용으로 인한 이방성 신호 변화를 이용한다. 표지된 포획제는 이의 표적과 반응하는 경우, 증가된 분자량이 복합체에 부착된 형광단의 회전 운동을 유발하여 이방성 값을 훨씬 더 느리게 변화시키게 된다. 이방성 변화를 모니터링함으로써, 결합 사건이 용액 중에서 바이오마커를 정량적으로 측정하는 데 사용될 수 있다. 다른 방법은 형광 편광 검정법, 분자 비콘 방법, 시간 분해 형광 켄칭, 화학발광, 형광 공명 에너지 전달 등을 포함한다.
생물학적 샘플에서 바이오마커 수준을 검출하는 데 사용될 수 있는 예시적인 용액-기재 압타머 검정법은 하기를 포함한다: (a) 생물학적 샘플을 제1 태그를 포함하고 바이오마커에 대해서 특이적 친화도를 갖는 압타머와 접촉시킴으로써 혼합물을 제조하는 단계이되, 압타머 친화 복합체는 바이오마커가 샘플 중에 존재하는 경우 형성되는, 단계; (b) 혼합물을 제1 포획 요소를 포함하는 제1 고체 지지체에 노출시키고, 제1 태그가 제1 포획 요소와 회합되게 하는 단계; (c) 제1 고체 지지체와 회합되지 않은 혼합물의 임의의 성분을 제거하는 단계; (d) 제2 태그를 압타머 친화 복합체의 바이오마커 성분에 부착하는 단계; (e) 압타머 친화 복합체를 제1 고체 지지체로부터 해방시키는 단계; (f) 해방된 압타머 친화 복합체를 제2 포획 요소를 포함하는 제2 고체 지지체에 노출시키고, 제2 태그가 제2 포획 요소와 회합되게 하는 단계; (g) 비-복합된 압타머를 압타머 친화 복합체로부터 분배(partitioning)시킴으로써 임의의 비-복합된 압타머를 혼합물로부터 제거하는 단계; (h) 압타머를 고체 지지체로부터 용리시키는 단계; 및 (i) 압타머 친화 복합체의 압타머 성분을 검출함으로써 바이오마커를 검출하는 단계. 예를 들어, 샘플 중의 단백질 농도 또는 수준은 상대적인 형광 단위(RFU)로서 표현될 수 있는데, 이것은 압타머 친화 복합체의 압타머 성분을 검출하는 결과물일 수 있다(예를 들어, 표적 단백질에 복합된 압타머는 압타머 친화 복합체를 생성한다). 즉, 압타머-기재 검정법의 경우, 단백질 농도 또는 수준은 RFU와 상관관계가 있다.
압타머를 사용하여 생물학적 샘플에서 바이오마커를 검출하는 비제한적인 예시적인 방법은 문헌[Kraemer et al., PLoS One 6(10): e26332]에 기술되어 있다.
압타머는 이의 특성 및 특징을 개선시키는 변형된 뉴클레오타이드를 함유할 수 있다. 이러한 개선의 비제한적인 예는, 생체내 안정성, 분해에 대한 안정성, 이의 표적에 대한 결합 친화도 및/또는 개선된 전달 특징을 포함한다.
이러한 변형의 예는 뉴클레오타이드의 리보스 및/또는 포스페이트 및/또는 염기 위치에서 화학적 치환을 포함한다. 변형된 뉴클레오타이드를 함유한 SELEX 공정-식별된 압타머는 피리미딘의 5'- 및/또는 2'-위치에서 화학적으로 변형된 뉴클레오타드 유도체를 함유한 올리고뉴클레오타이드를 기술한, 발명의 명칭이 "High Affinity Nucleic Acid Ligands Containing Modified Nucleotides"인 미국 특허 제5,660,985호에 기술된다. 미국 특허 제5,580,737호(상기 참고)는 2'-아미노(2'―NH2), 2'-플루오로(2'-F), 및/또는 2'-O-메틸(2'-OMe)로 변형된 하나 이상의 뉴클레오타이드를 함유한 매우 특이적 압타머를 기술한다. 또한, 확장된 물성 및 화학적 특성을 갖는 핵산 라이브러리 및 SELEX 및 포토SELEX에서의 이들의 용도를 기술한 발명의 명칭이 "SELEX and PHOTOSELEX"인 미국 특허 출원 공개 제20090098549호를 참고하기 바란다.
C-5 변형의 구체적인 예는 바로 아래에 예시된 바와 같은 벤질카복시아마이드(대안적으로 벤질아미노카보닐)(Bn), 나프틸메틸카복시아마이드(대안적으로 나프틸메틸아미노카보닐)(Nap), 트립트아미노카복시아마이드(대안적으로 트립트아미노카보닐)(Trp), 및 아이소부틸카복시아마이드(대안적으로 아이소부틸아미노카보닐)(iBu)로부터 독립적으로 선택된 치환기로의 C-5 위치에서의 데옥시우리딘의 치환을 포함한다:
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C-5 변형된 피리미딘의 화학적 변형은 또한 단독으로 또는 임의의 조합으로, 2'-위치 당 변형, 엑소사이클릭 아민에서의 변형, 및 4-싸이오우리딘의 치환 등과 조합될 수 있다.
대표적인 C-5 변형된 피리미딘은 하기를 포함한다: 5-(N-벤질카복시아마이드)- 2'-데옥시우리딘(BndU), 5-(N-벤질카복시아마이드)-2'-O-메틸우리딘, 5-(N-벤질카복시아마이드)-2'-플루오로우리딘, 5-(N-아이소부틸카복시아마이드)-2'-데옥시우리딘(iBudU), 5-(N-아이소부틸카복시아마이드)-2'-O-메틸우리딘, 5-(N-아이소부틸카복시아마이드)-2'-플루오로우리딘, 5-(N-트립트아미노카복시아마이드)-2'-데옥시우리딘(TrpdU), 5-(N-트립트아미노카복시아마이드)-2'-O-메틸우리딘, 5-(N-트립트아미노카복시아마이드)-2'-플루오로우리딘, 5- (N-[1-(3-트라이메틸암모늄)프로필] 카복시아마이드)-2'-데옥시우리딘 클로라이드, 5-(N-나프틸메틸카복시아마이드)-2'-데옥시우리딘(NapdU), 5-(N-나프틸메틸카복시아마이드)-2'-O-메틸우리딘, 5-(N-나프틸메틸카복시아마이드)-2'-플루오로우리딘 또는 5-(N-[l-(2,3-다이하이드록시프로필)]카복시아마이드)-2'-데옥시우리딘).
존재한다면, 뉴클레오타이드 구조에 대한 변형은 폴리뉴클레오타이드의 조립 이전에 또는 이후에 부여될 수 있다. 뉴클레오타이드의 서열은 비-뉴클레오타이드 성분에 의해서 중단될 수 있다. 폴리뉴클레오타이드는 예컨대 표지 성분과의 접합에 의해서, 중합 후에 추가로 변형될 수 있다.
본 개시 내용의 핵산 서열 내에 혼입될 수 있는 변형된 뉴클레오타이드(예를 들어, C-5 변형된 피리미딘)의 추가적인 비제한적인 예는 하기를 포함한다:
R'은 하기와 같이 정의되고:
R", R"' 및 R""는 하기와 같이 정의되고:
식 중, R""는 분지형 또는 선형 저급 알킬(C1-C20); 할로겐(F, Cl, Br, I); 또는 나이트릴(CN); 보론산(BO2H2); 카복실산(COOH); 카복실산 에스터(COOR"); 1차 아마이드(CONH2); 2차 아마이드(CONHR"); 3차 아마이드(CONR"'); 설폰아마이드(SO2NH2); N-알킬설폰아마이드(SONHR")로 이루어진 군으로부터 선택되고,
식 중, R", R"'는 독립적으로 분지형 또는 선형 저급 알킬(C1-C2); 페닐(C6H5); R"" 치환된 페닐 고리(R""C6H4)(식 중 R""는 상기에 정의된 바와 같음); 카복실산(COOH); 카복실산 에스터(COOR")(식 중, R""는 분지형 또는 선형 저급 알킬(C1-C20)임); 및 사이클로알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고; 식 중, R"=R'"=(CH2)n이고; 식 중, n은 2 내지 10임.
추가로, C-5 변형된 피리미딘 뉴클레오타이드는 하기를 포함한다:
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일부 실시형태에서, 변형된 뉴클레오타이드는 올리고뉴클레오타이드에 뉴클레아제 내성을 부여한다. C-5 위치에서 치환기를 갖는 피리미딘이 변형된 뉴클레오타이드의 예이다. 변형은 골격 변형, 메틸화, 색다른 염기-쌍 조합, 예컨대 아이소염기(isobase) 아이소사이티딘 및 아이소구아니딘 등을 포함할 수 있다. 변형은 또한 3' 및 5' 변형, 예컨대 캡핑을 포함할 수 있다. 다른 변형은 유사체, 뉴클레오타이드 간 변형, 예컨대, 예를 들어 비하전된 링키지를 가진 것(예를 들어, 메틸 포스포네이트, 포스포트라이에스터, 포스포아미데이트, 카바메이트 등) 및 하전된 링키지를 가진 것(예를 들어, 포스포로싸이오에이트, 포스포로다이싸이오에이트 등), 인터칼레이터(intercalator)를 갖는 것(예를 들어, 아크리딘, 프소랄렌 등), 킬레이터를 함유한 것(예를 들어, 금속, 방사성 금속, 붕소, 산화성 금속 등), 알킬레이터를 함유한 것, 및 변형된 링키지를 갖는 것(예를 들어, 알파 애노머 핵산 등)으로의 하나 이상의 자연 발생 뉴클레오타이드의 치환을 포함할 수 있다. 추가로, 뉴클레오타이드의 당 상에 일반적으로 존재하는 하이드록실기 중 임의의 것은 포스포네이트기 또는 포스페이트기에 의해 대체될 수 있거나; 표준 보호기에 의해 보호될 수 있거나; 또는 활성화되어 추가적인 뉴클레오타이드에 대한 또는 고체 지지체에 대한 추가적인 링키지를 제조될 수 있다. 5' 및 3' 말단 OH기는 아민, 약 1 내지 약 20개의 탄소 원자의 유기 캡핑기 모이어티, 일 실시형태에서는 약 10 내지 약 80kDa의 범위의 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 중합체, 또 다른 실시형태에서는 약 20 내지 약 60kDa의 범위의 PEG 중합체, 또는 다른 친수성 또는 소수성 생물학적 또는 합성 중합체로 치환되거나 인산화될 수 있다. 일 실시형태에서, 변형은 피리미딘의 C-5 위치에서의 변형이다. 이들 변형은 C-5 위치에서 직접적으로 아마이드 링키지를 통해서 또는 다른 유형의 링키지에 의해서 생성될 수 있다.
폴리뉴클레오타이드는 또한 2'-O-메틸-, 2'-O-알릴, 2'-플루오로- 또는 2'-아지도-리보스, 카보사이클릭 당 유사체, α-애노머 당, 에피머 당, 예컨대 아라비노스, 자일로스 또는 릭소스, 피라노스 당, 푸라노스 당, 세도헵툴로스, 비환식 유사체 및 무염기 뉴클레오사이드 유사체, 예컨대 메틸 리보사이드를 비롯한, 관련 기술 분야에 일반적으로 공지된 리보스 또는 데옥시리보스 당의 유사한 형태를 함유할 수 있다. 상기에서 주목되는 바와 같이, 하나 이상의 포스포다이에스터 링키지는 대안적인 연결기로 대체될 수 있다. 이들 대안적인 연결기는 포스페이트가 P(O)S("싸이오에이트"), P(S)S("다이싸이오에이트"), (O)NR2("아미데이트"), P(O)R, P(O)OR', CO 또는 CH2("폼아세탈")에 의해서 대체된 실시형태를 포함하며, 식 중 각각의 R 또는 R'는 독립적으로 H 또는 임의로 에터(-O-) 링키지, 아릴, 알켄일, 사이클로알킬, 사이클로알켄일 또는 아르알딜을 함유하는 치환된 또는 비치환된 알킬(1-20 C)이다. 폴리뉴클레오타이드 내의 모든 링키지가 동일할 필요가 있는 것은 아니다. 당, 퓨린, 및 피리미딘의 유사한 형태의 치환은 예를 들어, 폴리아마이드 골격과 같은 대안적인 골격 구조가 될 수 있는 바와 같이, 최종 생성물을 설계하는 데 유리할 수 있다.
하기 예는 특별한 특정 특징 및/또는 실시형태를 설명하기 위해서 제공된다. 이들 실시예는 본 개시 내용을 기술된 특정 특징 또는 실시형태로 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
본 개시 내용은 본 명세서에 기술된 압타머를 포함하는 키트를 제공한다. 이러한 키트는 예를 들어, (1) 단백질 표적의 식별을 위한 적어도 1종의 압타머; 및 (2) 적어도 1종의 약제학적으로 허용 가능한 담체, 예컨대 용매 또는 용액을 포함할 수 있다. 추가적인 키트 성분은 예를 들어, (1) 본 명세서에서 식별된 약제학적으로 허용 가능한 부형제, 예컨대 안정화제, 완충제 등, (2) 적어도 하나의 용기, 바이알 또는 키트 성분을 보유 및/또는 혼합하기 위한 유사한 장치; 및 (3) 전달 장치를 임의로 포함할 수 있다.
III. 개인별 치료 및 연구 용도
일부 실시형태에서, 본 개시 내용은 질환을 갖지 않는 대상체에 비해서 질환을 갖는 대상체에서 변경된 발현을 갖는 단백질을 식별하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 일부 실시형태에서, 변경된 발현을 갖는 단백질은 약물 스크리닝 및 치료 응용을 위한 표적으로서 기능한다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 개별 대상체의 질환의 단백질체 프로파일에 대해서 개별화된 개인 맞춤식 치료가 제공된다.
일부 실시형태에서, 변경된 발현을 갖는 단백질은 약물 개발을 위한 표적으로서 식별된다. 일부 실시형태에서, 단백질을 표적으로 하는 기존의 약물을 갖는 단백질이 식별되며, 이러한 약물은 대상체에게 (단독으로 또는 다른 약물과 조합하여) 투여된다. 따라서, 일부 실시형태에서, 본 개시 내용은 질환 또는 병태를 위한 개인 맞춤식 치료를 제공한다.
일부 실시형태에서, 단백질 발현을 무-질환 대상체 또는 대상체의 집단으로부터의 표준 샘플과 비교한다. 일부 실시형태에서, 표준 샘플은 대상체로부터의 정상 조직, 또는 정상 조직의 집단 평균의 샘플이다. 일부 실시형태에서, 단백질의 수준은 적어도 2-배(예를 들어, 적어도 4-배, 적어도 5-배, 적어도 10-배, 적어도 20-배, 적어도 50-배, 적어도 100-배, 또는 그 초과) 변경된다.
본 개시 내용은 다양한 샘플 유형에서 변경된 단백질 발현(예를 들어, 본 명세서에 기술된 검정법 사용)을 식별하기에 적합하다. 예는 조직, 전혈, 백혈구, 말초 혈액 단핵 세포, 버피 코트, 혈장, 혈청, 객담, 눈물, 점액, 세비액, 코 흡인물, 입김, 소변, 정액, 침, 복막 세척액, 복수, 낭액, 뇌막 유체, 양수, 선액, 췌장액, 림프액, 흉수, 세포 유체, 유두 흡인물, 기관지 흡인물, 기관지 브러싱, 관절액, 관절 흡인물, 기관 분비물, 세포, 세포 추출물, 또는 뇌척수액을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 개시 내용은 특정 질환을 위한 표적의 식별로 제한되지 않는다. 일부 실시형태에서, 질환은, 예를 들어, 암, 신생물, 종양, 및/또는 그 내의 전이 형태, 대사 장애, 염증 질환, 또는 감염 질환이다. 일부 실시형태에서, 암, 신생물, 종양, 또는 그 내의 전이성 형태는, 예를 들어, 백혈병, 림프종, 전립선암, 폐암, 유방암, 간암, 직장결장암, 또는 신장암이다. 일부 실시형태에서, 질환은 폐암이고, 약물 표적은 AGER, THBS2, CA3, MMP12, PIGR, DCN, PGAM1, CD36, FABP, ACP5, CCDC80, PPBP, LYVE1, STC1, SPON1, IL17RC, MMP1, CA1, SERPINC1, TPSB2, CKB/CKBM, NAMPT/PBEF, PPBP/CTAPIII, F9, DCTPP1, F5, SPOCK2, CAT, PF4, MDK, BGN, CKM, POSTN, PGLYRP1, 또는 CXCL12 중 1종 이상이다. 일부 실시형태에서, 약물 표적 및 약물은 표 6 및 표 7에 제시된 것이다.
일부 실시형태에서, 컴퓨터-기반 분석 프로그램은 검출 검정법(예를 들어, 주어진 마커 또는 마커의 존재, 부재 또는 양)에 의해서 생성된 원 데이터를 임상을 위한 데이터 값(예를 들어, 약물 표적 또는 약물(들) 선택)으로 번역하는 데 사용된다. 임상의는 임의의 적합한 수단을 사용하여 데이터를 접근할 수 있다. 따라서, 일부 바람직한 실시형태에서, 본 발명은 유전학 또는 분자 생물학의 교육을 받지 않은 임상의가 원 데이터를 이해할 필요가 없는 추가 이점을 제공한다. 데이터는 이의 가장 유용한 형태로 임상의에게 직접 제공된다. 이어서, 임상의는 대상체의 치유를 최적화하기 위해서 정보를 즉시 사용할 수 있다.
본 발명은 검정법을 수행하는 실험실, 정보 제공자, 의료 종사자 및 대상체에게 또는 그들로부터 정보를 수용, 처리, 및 전송할 수 있는 임의의 방법을 고려한다. 예를 들어, 본 발명의 일부 실시형태에서, 샘플(예를 들어, 생검물 또는 다른 샘플)을 대상체로부터 입수하고, 전세계의 임의의 장소(예를 들어 대상체가 거주하거나 정보가 궁극적으로 사용되는 국가가 아닌 국가)에 위치된, 프로파일링 서비스(예를 들어, 의료 시설의 임상 실험실, 게놈 프로파일링 비지니스 등)에 제출한다. 샘플이 조직 또는 다른 생물학적 샘플을 포함하는 경우, 대상체는 메디컬 센터에 방문하여 샘플을 제공하고, 이를 프로파일링 센터에 보낼 수 있거나, 또는 대상체는 그 스스로 샘플(예를 들어, 소변 샘플)을 수집하고, 그것을 직접 프로파일링 센터에 보낼 수 있다. 샘플이 이미 측정된 생물학적 정보를 포함하는 경우, 그 정보는 대상체에 의해서 프로파일링 센터에 전달될 수 있다(예를 들어, 정보를 함유하는 정보 카드를 컴퓨터로 스캔하고, 그 데이터를 전자 소통 시스템을 사용하여 프로파일링 센터의 컴퓨터에 전송할 수 있다. 프로파일링 서비스에 전달된 후, 샘플은 처리되고, 대상체에 대해서 목적하는 진단, 치료 또는 예후 정보에 특이적인, 프로파일이 생성된다(예를 들어, 단백질 발현 데이터).
이어서, 프로파일은 주치의가 해석하기에 적합한 포맷으로 생성된다. 예를 들어, 원 발현 데이터를 제공하지 않고도, 생성된 포맷은 작용의 제안된 치료 행동 방침을 나타낼 수 있다(예를 들어, 투여를 위한 특이적 약물). 데이터는 임의의 적합한 방법에 의해서 임상의에게 제시될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 프로파일링 서비스는 (예를 들어, 처치 현장(point of care)에서) 임상의를 위해서 인쇄되거나 또는 컴퓨터 모니터 상에서 임상의에게 제시될 수 있는 리포트를 생성한다.
일부 실시형태에서, 정보는 먼저 처치 현장에서 또는 지역 시설에서 분석될 수 있다. 이어서, 원 데이터는 추가 분석을 위해서 그리고/또는 원 데이터를 임상의 또는 환자를 위한 유용한 정보로 전환시키기 위해서 중앙 처리 시설로 전달된다. 중앙 처리 시설은 프라이버시(모든 데이터는 획일적인 보안 프로토콜을 갖는 중앙 설비에 저장됨), 속도 및 데이터 분석의 획일성의 이점을 제공한다. 이어서, 중앙 처리 시설은 대상체의 치료 이후에 데이터의 운명을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 통신 시스템을 사용하여, 중앙 설비는 임상의, 대상체, 또는 연구원에게 데이터를 제공할 수 있다.
일부 실시형태에서, 대상체는 전자 소통 시스템을 사용하여 데이터에 직접 접근할 수 있다. 대상체는 이러한 결과를 기반으로 추가 간섭 또는 카운셀링을 선택할 수 있다. 일부 실시형태에서, 데이터는 연구 용도를 위해서 사용된다. 예를 들어, 데이터는 치료 결과의 유용한 지표로서 또는 약물 개발을 위해서 마커의 포함 또는 제거를 추가로 최적화하는 데 사용될 수 있다.
일부 예시적인 바이오마커 및 바이오마커의 변경된 발현을 표적으로 하는 약물은 본 명세서에 기술되어 있다(예를 들어, 국제 특허 공개 제WO 2010/0028288호; 이의 전문은 참고로 본 명세서에 포함됨). 본 명세서에 기술된 마커 및 약물은 제한되지 않는다. 추가적인 마커 및 약물이 구체적으로 고려된다.
예를 들어, 일부 실시형태에서, c-키트(CD117, KIT, PBT, SCFR이라고도 공지됨), Bcr-Abl 융합, 혈소판 유래된 성장 인자 수용체(PDGFR)는 이마티닙 메실레이트(글리벡)으로 표적화되거나; PDGFR은 수텐트(수니팁 또는 SUI 1248), 수용체 타이로신 카이나제 저해제에 의해서 표적화되고; 산성이고 시스테인이 풍부한 분비된 단백질(SPARC; ON, 오스테오넥틴이라고도 공지됨)은 아브락산으로 표적화되거나; HSP90(HSPN; LAP2; HSP86; HSPC1; HSPCA; Hsp89; HSP89A; HSP90A; HSP90N; HSPCALl; HSPCAL4; FLB1884; HSP90AA1이라고도 공지됨)은 CNF2024(BIIB021)로 표적화되거나; MGMT(0-6-메틸구아닌-DNA 메틸트랜스퍼라제)는 테모졸로마이드(토모다, 테모달)로 표적화되거나; HER2(ERBB2, NED, NGL, TKRl, CD340, HER-2, HER-2/neu라고도 공지됨)는 트라스투주맙(허셉틴)으로 표적화되거나; 인간 표피 성장 인자 수용체 1(HERl, EGFR, ERBB, mENA,ERBBl, PIG61이라고도 공지됨)은 에를로티닙(타세바), 제피티닙, 파니투무맙(벡티빅스), 라파티닙, 또는 세툭시맙(에르비툭스)으로 표적화되거나; 혈관 표피 성장 인자(VEGF)는 베바시주맙(아바스틴)으로 표적화되거나; ER(에스트로겐 수용체; ESR; Era; ESRA; NR3Al; DKFZp686N23 123; ESR1이라고도 공지됨)은 호르몬 치료제(예를 들어, ER 차단제, 예컨대 타목시펜, 또는 아로마타제 저해제, 예컨대 아나스트로졸)로 표적화되거나; PR(프로게스테론 수용체; NR3C3; PGR이라고도 공지됨)은 호르몬 치료제(예를 들어, ER 차단제, 예컨대 타목시펜, 또는 아로마타제 저해제, 예컨대 아나스트로졸)로 표적화되거나; vras 및 Kras는 베바시주맙(아바스틴)으로 표적화되거나; TOPOl(DNA 토포아이소머라제; TOPI; TOPl라고도 공지됨)는 이리노테칸 또는 옥살리플라틴의 존재 또는 부재 하에서 플루오로우라실(5-FU; F5U; 아드루실)로 표적화되거나; 포스파타제 및 텐신 동족체(PTEN)는 세툭시맙(에르비툭스) 또는 파니투무맙(벡티빅스)으로 표적화되거나; PIK3CA는 세툭시맙(에르비툭스) 또는 파니투무맙(벡티빅스)으로 표적화되거나; Kras(v-Ki-ras2 커스텐 래트(Kirsten rat) 육종 바이러스 암유전자 동족체; NS3; KRASl; KRAS2; RASK2; KI-RAS; C-K-RAS; K-RAS2A; K-RAS2B; K-RAS4A; K-RAS4B라고도 공지됨)는 베바시주맙(아바스틴), 세툭시맙(에르비툭스), 에를로티닙 (타세바(Tarceva)), 제피티닙(이레싸), 또는 파니투무맙(벡티빅스)로 표적화되거나; Nrf2(핵 인자(적혈구-유래된 2)-유사 2; NFE2L2라고도 공지됨)는 독소루비신(아드리아마이신)으로 표적화되거나; DPD(다이하이드로피리미딘 데하이드로게나제; DHP; DHPDHASE; MGC70799; MGC132008; DPYD라고도 공지됨)는 플루오로우라실(5-FU)로 표적화되거나; OPRT(우리딘 모노포스페이트 신쎄타제; UMPS 우리딘 모노포스페이트 신타제; OPRtase; OMPdecase; UMP 신타제; 오로티딘 5'-포스페이트 데카복실라제; 오로테이트 포스포리보실트랜스퍼라제 포스포리보실트랜스퍼라제; 오로테이트 포스포리보실 트랜스퍼라제; 오로티딘-5'데카복실라제라고도 공지됨)는 5-FU로 표적화되거나; TS(티미딜레이트 신쎄타제; TMS; TSase; HsT422; MGC88736; TYMS라고도 공지됨)는 5-FU로 표적화되거나; BRAF는 세툭시맙(에르비툭스) 또는 파니투무맙(벡티빅스)으로 표적화되거나; 티미딜레이트 신타제는 5-FU로 표적화되거나; 또는 표 6 또는 표 7에 기술된 바와 같다.
본 개시 내용은 동일한 질환 또는 병태를 갖는 것으로 진단된 복수의 환자로부터의 1명 이상의 환자 하위집단을 식별하기 위한 방법을 추가로 제공하며, 이 방법은 복수의 환자의 각각의 환자로부터의 생물학적 샘플에서 1종 이상의 단백질의 수준을 검출하는 단계; 각각의 환자로부터의 1종 이상의 단백질의 수준을 복수의 환자 내에서 비교하는 단계, 및 1명 이상의 환자 하위집단을 식별하는 단계를 포함하며, 여기서 1명 이상의 환자 하위집단의 각각의 환자 하위집단은 1종 이상의 단백질의 수준 차이를 기반으로 또 다른 환자 하위집단과 구별되고, 여기서 1종 이상의 단백질의 수준 차이는 2-배 내지 100-배(또는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 또는 100)로부터 적어도 이루어진 군 및 0.5-배 내지 0.01-배(또는 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04, 0.03, 0.02 또는 0.01배)로부터 적어도 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 개시 내용은 추가로 질환 또는 병태를 갖는 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 방법을 제공하며, 이 방법은 대상체로부터의 생물학적 샘플에서 1종 이상의 단백질의 수준의 지식을 획득하는 단계이되, 여기서 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종은 약물 표적인, 단계; 및 1종 이상의 단백질의 수준을 기반으로 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계이되, 여기서 1종 이상의 약물 중 적어도 1종의 약물은 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종에 대한 약물인, 단계를 포함한다.
또 다른 양상에서, 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계는 표준 생물학적 샘플, 대상체 또는 집단으로부터의 각각의 1종 이상의 단백질의 수준과 비교된 대상체로부터의 1종 이상의 단백질의 수준 차이를 기반으로 하고, 여기서 차이는 적어도 2-배 내지 100-배(또는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 또는 100배)이다.
또 다른 양상에서, 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계는 표준 생물학적 샘플, 대상체 또는 집단으로부터의 각각의 1종 이상의 단백질의 수준과 비교된 대상체로부터의 1종 이상의 단백질의 수준 차이를 기반으로 하고, 여기서 차이는 적어도 0.5-배 내지 0.01-배(또는 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04, 0.03, 0.02 또는 0.01배)이다.
또 다른 양상에서, 방법은 1종 이상의 약물을 대상체에게 투여하여, 대상체에서 질환 또는 병태를 치료하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 양상에서, 방법은 대상체의 1종 이상의 완전하거나 부분적인 유전자 서열의 획득된 지식을 기반으로 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 양상에서, 방법은 대상체로부터의 하나 이상의 유전자 돌연변이의 획득된 지식을 기반으로 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 양상에서, 질환 또는 병태는 암, 대사 장애, 염증 질환 및 감염 질환으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 양상에서, 생물학적 샘플은 전혈, 백혈구, 말초 혈액 단핵 세포, 버피 코트, 혈장, 혈청, 객담, 눈물, 점액, 세비액, 코 흡인물, 입김, 소변, 정액, 침, 복막 세척액, 복수, 낭액, 뇌막 유체, 양수, 선액, 췌장액, 림프액, 흉수, 세포 유체, 유두 흡인물, 기관지 흡인물, 기관지 브러싱, 관절액, 관절 흡인물, 기관 분비물, 세포, 세포 추출물 및 뇌척수액으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 개시 내용은 추가로 질환 또는 병태를 갖는 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 방법을 제공하며, 이 방법은 대상체로부터의 생물학적 샘플에서 1종 이상의 단백질의 수준을 검출하는 단계이되, 여기서 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종는 약물 표적인, 단계; 및 1종 이상의 단백질의 수준을 기반으로 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계이되, 여기서 1종 이상의 약물 중 적어도 1종의 약물은 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종에 대한 약물인, 단계를 포함한다.
또 다른 양상에서, 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계는 표준 생물학적 샘플, 대상체 또는 집단으로부터의 각각의 1종 이상의 단백질의 수준과 비교된 대상체로부터의 1종 이상의 단백질의 수준 차이를 기반으로 하고, 여기서 차이는 적어도 2-배 내지 100-배(또는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 또는 100배)이다. 또 다른 양상에서, 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계는 표준 생물학적 샘플, 대상체 또는 집단으로부터의 각각의 1종 이상의 단백질의 수준과 비교된 대상체로부터의 1종 이상의 단백질의 수준 차이를 기반으로 하고, 여기서 차이는 적어도 0.5-배 내지 0.01-배(또는 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04, 0.03, 0.02 또는 0.01배)이다.
또 다른 양상에서, 방법은 1종 이상의 약물을 대상체에게 투여하여, 대상체에서 질환 또는 병태를 치료하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 양상에서, 방법은 대상체의 1종 이상의 완전하거나 부분적인 유전자 서열의 획득된 지식을 기반으로 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 양상에서, 방법은 대상체로부터의 하나 이상의 유전자 돌연변이의 획득된 지식을 기반으로 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 양상에서, 질환 또는 병태는 암, 대사 장애, 염증 질환 및 감염 질환으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 양상에서, 생물학적 샘플은 전혈, 백혈구, 말초 혈액 단핵 세포, 버피 코트, 혈장, 혈청, 객담, 눈물, 점액, 세비액, 코 흡인물, 입김, 소변, 정액, 침, 복막 세척액, 복수, 낭액, 뇌막 유체, 양수, 선액, 췌장액, 림프액, 흉수, 세포 유체, 유두 흡인물, 기관지 흡인물, 기관지 브러싱, 관절액, 관절 흡인물, 기관 분비물, 세포, 세포 추출물 및 뇌척수액으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 양상에서, 생물학적 샘플에서 1종 이상의 단백질의 수준을 검출하는 단계는 압타머-기반 검정법, 항체 기반 검정법 및 질량 분석법 검정법으로 이루어진 군으로부터 선택된 검정법에 의해서 수행된다.
본 개시 내용은 1종 이상의 약물을 포함하는, 질환 또는 병태를 갖는 대상체를 위한 치료 계획을 추가로 제공하며, 여기서 1종 이상의 약물의 선택은 1종 이상의 단백질의 수준을 기반으로 하고, 여기서 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종은 약물 표적이고, 여기서 1종 이상의 약물 중 적어도 1종의 약물은 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종에 대한 약물이고; 1종 이상의 약물을 대상체에게 투여하여, 대상체에서 질환 또는 병태를 치료하는 치료 계획을 추가로 제공한다.
또 다른 양상에서, 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계는 표준 생물학적 샘플, 대상체 또는 집단으로부터의 각각의 1종 이상의 단백질의 수준과 비교된 대상체로부터의 1종 이상의 단백질의 수준 차이를 기반으로 하고, 여기서 차이는 적어도 2-배 내지 100-배(또는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 또는 100배)이다. 또 다른 양상에서, 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계는 표준 생물학적 샘플, 대상체 또는 집단으로부터의 각각의 1종 이상의 단백질의 수준과 비교된 대상체로부터의 1종 이상의 단백질의 수준 차이를 기반으로 하고, 여기서 차이는 적어도 0.5-배 내지 0.01-배(또는 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04, 0.03, 0.02 또는 0.01배)이다.
또 다른 양상에서, 방법은 1종 이상의 약물을 대상체에게 투여하여, 대상체에서 질환 또는 병태를 치료하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 양상에서, 방법은 대상체의 1종 이상의 완전하거나 부분적인 유전자 서열의 획득된 지식을 기반으로 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 양상에서, 방법은 대상체로부터의 하나 이상의 유전자 돌연변이의 획득된 지식을 기반으로 대상체를 치료하기 위해서 1종 이상의 약물을 선택하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 양상에서, 질환 또는 병태는 암, 대사 장애, 염증 질환 및 감염 질환으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 양상에서, 생물학적 샘플은 전혈, 백혈구, 말초 혈액 단핵 세포, 버피 코트, 혈장, 혈청, 객담, 눈물, 점액, 세비액, 코 흡인물, 입김, 소변, 정액, 침, 복막 세척액, 복수, 낭액, 뇌막 유체, 양수, 선액, 췌장액, 림프액, 흉수, 세포 유체, 유두 흡인물, 기관지 흡인물, 기관지 브러싱, 관절액, 관절 흡인물, 기관 분비물, 세포, 세포 추출물 및 뇌척수액으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 양상에서, 생물학적 샘플에서 1종 이상의 단백질의 수준을 검출하는 단계는 압타머-기반 검정법, 항체 기반 검정법 및 질량 분석법 검정법으로 이루어진 군으로부터 선택된 검정법에 의해서 수행된다.
또 다른 양상에서, 1종 이상의 약물은 4-아미노살리실산, 아바타셉트, 압식시맙, 아세트아미노펜, 아세타졸아마이드, 아세토하이드록사믹산, 아달리무맙, 아데닌, 아데노신_모노포스페이트, 아데노신_트라이포스페이트, 아파티닙, 애플리버셉트, 알클로메타손, 알데스류킨, 알레파셉트, 알렘투주맙, 알리스키렌, 알파_1-항트립신, 알테플라제, 알루미늄, 암시노나이드, 아밀로라이드, 아미노카프로산, 아미노필린, 아미트리프틸린, 암로디핀, 암리논, 아나그렐리드, 아나킨라, 아니스트렙라제, 항혈우병 인자, 안트라페닌, 아픽사반, 아프로티닌, 아르데파린, 아르가트로반, 삼산화비소, 아스피린, 아토바스타틴, 오라노핀, 아바나필, 악시티닙, 바시트라신, 발살라지드, 바실릭시맙, 베카플러민, 베클로메타손_다이프로피오네이트, 벨라타셉트, 벨리무맙, 벤드로플루메티아자이드, 베타메타손, 베바시주맙, 비발리루딘, 보수티닙, 브렌툭시맙_베도틴, 브린졸라마이드, 브롬페낙, 부데소나이드, 카보잔티닙, 카나키누맙, 카페시타빈, 카프로맙, 캅토프릴, 카르비도파, 카르비마졸, 카프로펜, 카르베딜롤, 세파졸린, 세프디니르, 셀레콕시브, 세르톨리주맙_페골, 세툭시맙, 클로람페니콜, 클로로퀸, 클로로티아자이드, 클로로트라이아니센, 시클레소나이드, 실로스타졸, 클렌부테롤, 클로베타졸_프로피오네이트, 클로코르톨론, 클로미펜, 클로미프라민, 코르티손_아세테이트, 크레아틴, 사이클로스포린, 시스테아민, 다비가트란, 다카르바진, 다실리주맙, 달테파린_소듐, 다나졸, 다르베포에틴_알파, 다사티닙, 데닐류킨_다이프티톡스, 데노수맙, 데소게스트렐, 데소나이드, 데속시메타손, 덱사메타손, 덱스트로타이록신, 다이아족사이드, 다이클로르펜아마이드, 다이클로페낙, 다이엔에스트롤, 다이에틸스틸베스트롤, 다이플로라손, 다이플루니살, 다이플루프레드네이트, 다이피리다몰, 도세탁셀, 도르졸라마이드, 드로트레코긴_알파, 에쿨리주맙, 에팔리주맙, 에이코사펜타엔오산, 엘트롬보파그, 에녹사파린, 에녹시몬, 에포에틴_알파, 엡티피바타이드, 에퀼린, 에를로티닙, 에리트로포이에틴, 에스트라다이올, 에스트라무스틴, 에스트리올, 에스트론, 에스트로피페이트, 엔타너셉트, 에티나메이트, 에티닐에스트라다이올, 에톡사졸라마이드, 에타이노다이올_다이아세테이트, 에토돌락, 에토노게스트렐, 에토리콕시브, 인자_IX, 인자_VII, 페노프로펜, 필그라스팀, 플록수리딘, 플루드로코르티손, 플루드록시코르타이드, 플루니솔라이드, 플루시놀론_아세토나이드, 플루오시노나이드, 플루오로메톨론, 플루오로우라실, 플루옥시메스테론, 플루비프로펜, 플루티카손_푸로에이트, 플루티카손_프로피오네이트, 플루바스타틴, 포메피졸, 폰다파리눅스_소듐, 풀베스트란트, 푸로세마이드, 가도펜테테이트_디메글루민, 게피티닙, 젬시타빈, 젬투주맙_오조가미신, 징코_빌로바, 진셍, 글리클라자이드, 글루코사민, 글루타티온, 골리무맙, 헤파린, 히알루로니다제, 하이드로클로로티아자이드, 하이드로코르티손, 하이드록소코발라민, 이브리투모맙, 이부딜라스트, 이부프로펜, 일로프로스트, 이마티닙, 인도메타신, 인플릭시맙, 인게놀_메부테이트, 흡입형_인슐린, 인슐린, 인슐린_아스파트, 인슐린_데테미르, 인슐린_글라진, 인슐린_글루리신, 인슐린_리스프로, 인터페론_감마-1b, 이필리무맙, 이리노테칸, 아이소프로테레놀, 케토프로펜, 케토롤락, 케토티펜, 라파티닙, L-아스파트산, L-카르니틴, L-시스테인, 레날리도마이드, 레피루딘, 류코보린, 레보노게스트렐, 레보시멘단, 리도카인, 리시노프릴, 리튬, L-류신, 로페라마이드, 로녹시캄, 로테프레드놀, 로바스타틴, L-프롤린, 루칸톤, 루미라콕시브, 마그네슘_살리실레이트, 마리마스타트, 메클로페남산, 메드록시프로게스테론, 메드리손, 메페남산, 메게스트롤, 멜라토닌, 멜록시캄, 메나다이온, 메살라진, 메스트라놀, 메트포르민, 메타졸라마이드, 메티마졸, 메토카르바몰, 메틸_아미노레불리네이트, 메틸프레드니솔론, 미페프리스톤, 밀리논, 미모신, 미노사이클린, 모엑시프릴, 모메타손, 무로모납, 마이코페놀레이트_모페틸, 마이코페놀산, 나부메톤, 날록손, 나프록센, 나탈리주맙, 네도크로밀, 네파페낙, 닐로티닙, 나이트록솔린, 노르게스티메이트, NPH_인슐린, 오크리플라스민, 올살라진, 오프렐베킨, 오르니틴, 오스페미펜, 옥사프로진, 옥스트라이필린, 파클리탁셀, 팔리페르민, 팔리페리돈, 팔리비주맙, 파니투무맙, 파라메타손, 파조파닙, 페갑타닙, 페그필그라스팀, 페기네사타이드, 페메트렉세드, 펜톡시필린, 퍼투주맙, 페나존, 페넬진, 펜포르민, 페닐부타존, 포스파티딜세린, 피록시캄, 피타바스타틴, 포말리도마이드, 포나티닙, 포르피머, 프랄라트렉세이트, 프란루카스트, 프라바스타틴, 프레드니카베이트, 프레드니솔론, 프레드니손, 프로플라빈, 프로게스테론, 프로필싸이오우라실, 피루브산, 퀴네스트롤, 퀘네타존, 랄록시펜, 랄티트렉세드, 라니비주맙, 라사길린, 레고라페닙, 레미키렌, 레테플라제, 리바비린, 리파부틴, 릴로나셉트, 리멕솔론, 리툭시맙, 리바록사반, 로플루밀라스트, 로미플로스팀, 로수바스타틴, 룩솔리티닙, 살리실산, 사르그라모스팀, 실데나필, 심바스타틴, 시롤리무스, 소듐-히알루로네이트, 소듐-살리실레이트, 소듐-스티보글루코네이트, 소마트로핀_재조합체, 소라페닙, 스트렙토카이나제, 수크랄페이트, 설파살라진, 술린닥, 술로덱사이드, 수니티닙, 수프로펜, 수라민, 타달라필, 타목시펜, 테넥테플라제, 탈리도마이드, 테노필린, 티아프로펜산, 틸루드로네이트, 티로피반, 토클리주맙, 토파시티닙, 토피소팜, 톨메틴, 토피라메이트, 토포테칸, 토레미펜, 토시투모맙, 트라메티닙, 트라넥삼산, 트라스투주맙, 트라스투주맙_엠탄신, 트라이암시놀론, 트라이플루리딘, 트라이로스탄, 트라이메토프림, 우데나필, 우로카이나제, 반데타닙, 바데나필, 비타민_E, 보리노스타트, WF10, 자이멜라가트란, 조니사마이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 개시 내용은 약물 표적을 식별하는 방법을 추가로 제공하며, 이 방법은 대상체로부터의 생물학적 샘플에서 1종 이상의 단백질의 수준의 지식을 획득하는 단계; 및 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종을 약물 개발을 위한 표적으로서 선택하는 단계를 포함하며; 여기서, 표적으로서 선택된 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종은 표준 생물학적 샘플, 대상체 또는 집단으로부터의 1종 이상의 단백질 중 각각의 적어도 1종의 수준과 비교된 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터의 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종의 수준 차이를 기반으로 선택되고, 여기서 1종 이상의 단백질의 수준 차이는 2-배 내지 100-배(또는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 또는 100)로부터 적어도 이루어진 군 및 0.5-배 내지 0.01-배(또는 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04, 0.03, 0.02 또는 0.01배)로부터 적어도 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 양상에서, 약물 개발을 위한 표적으로서 선택된 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종은 약물 표적이 아니다.
본 개시 내용은 약물 표적을 식별하는 방법을 추가로 제공하며, 이 방법은 대상체로부터의 생물학적 샘플에서 1종 이상의 단백질의 수준을 측정하는 단계; 및 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종을 약물 개발을 위한 표적으로서 선택하는 단계를 포함하며;
여기서, 표적으로서 선택된 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종은 표준 생물학적 샘플, 대상체 또는 집단으로부터의 1종 이상의 단백질 중 각각의 적어도 1종의 수준과 비교된 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터의 1종 이상의 단백질 중 적어도 1종의 수준 차이를 기반으로 선택되고, 여기서 1종 이상의 단백질의 수준 차이는 2-배 내지 100-배(또는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 또는 100)로부터 적어도 이루어진 군 및 0.5-배 내지 0.01-배(또는 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.09, 0.08, 0.07, 0.06, 0.05, 0.04, 0.03, 0.02 또는 0.01배)로부터 적어도 이루어진 군으로부터 선택된다.
실시예
실시예 1:
물질 및 방법
종양 시편
폐암 종양 조직 및 매칭된 비-종양 조직을 수술 절제 시에 수확하고, 폐암 조직 은행(Lung Cancer Tissue Bank) 내의 콜로라도 스포어(Colorado SPORE)에 동결 저장하였다. 병리학적 관찰을 29개의 종양 샘플 상에서 수행하여 염증, 괴사 또는 스트로마를 함유하는 조직의 비율을 측정하였다. 이들 파라미터에 대한 평균 사분편차(IQR) 범위는 염증 16%(IQR 5 내지 20%), 괴사 10%(IQR 0 내지 15%), 및 스트로마 31%(IQR 20 내지 40%)였다.
단백질체 샘플 준비 및 종양 돌연변이 검출
단백질 용해물을 기술된 바와 같이 63개의 종양 및 매칭된 비-종양 조직으로부터 준비하였다(Mehan 2012). 멀티플렉스트(mutiplexed) PCR, 멀티플렉스트 단일-염기 프라이머 확장, 및 모세관 전기영동을 포함하는 멀티플렉스트 단일 뉴클레오타이드 확장 서열분석(Multiplexed single nucleotide extension sequencing)(SNaPshot, 라이프테크놀로지스(Life Technologies))을 49개의 종양 상에서 수행하였다(Doebele 2012, Su 2011). SNaPshot 패널에 의해서 검출된 돌연변이를 표 1에 열거한다.
단백질체 분석법
조직 용해물(2ug총 단백질/샘플)을 1,129개의 단백질을 측정하는 소마스캔(SOMAscan) V3 단백질체 검정법으로 분석하였다(Gold 2010). 소마스캔분석물은 사이토카인, 카이나제, 성장 인자, 프로테아제 및 이의 저해제, 수용체, 호르몬 및 구조 단백질을 비롯한 질환 생리학적 기능 및 생물학적 기능과 연관된 광범위한 단백질을 포괄한다(Mehan 2013). 소마스캔은 생물 샘플에서 단백질 표적에 특이적으로 결합하는 소마머라 지칭되는 신규의 변형된 DNA 압타머를 사용한다(Gold 2010, Vaught 2010). 모든 샘플 분석은 기술된 바와 같이 소마로직(Somalogic)에서 우수 실험실 관리 기준(Good Laboratory Practice: GLP) 준수 실험실에서 수행하였다(Kraemer 2011). 샘플을 검정법에서 무작위로 분포시키고, 검정법 작동자는 모든 샘플의 식별을 맹검 평가하였다. 마이크로어레이 영상을 캡쳐하고, 마이크로어레이 스캐너 및 연관된 소프트웨어를 사용하여 처리하였다. 연구에서 각각의 샘플의 중간값을 일반 표준에 정렬시킴으로써 각각의 샘플을 정규화시켰다. 각각의 소마머에 곱셈 스케일링 계수(multiplicative scaling coefficient)를 적용함으로써 인터-플레이트(inter-plate) 및 인터-런(inter-run) 교정을 수행하였다.
통계학적 분석
데이터
모든 데이터는 렁게비티(Lungevity study) 연구, CL-13-012로서 공지된 폐암 조직 연구로부터 유래되었다. 종양 조직 또는 아마도 정상인 인접한 조직으로 이루어진 다수의 샘플 쌍에 대한 소마스캔데이터를 입수하였다. 데이터를 하기와 같이 추가 분석을 위해서 원 데이터 파일로부터 선택하였다:
Figure 112018019412044-pct00006
일부 샘플은 2회 반복하였고, 이들 값을 평균 내어 분석을 위해서 사용되는 최종 데이터를 생성하였다.
Figure 112018019412044-pct00007
파일로부터의 데이터는 '선암' 또는 '편평 세포 암종'으로 표지된 이들 종양 샘플 및 이들의 동족(cognate) 정상 샘플에만 제한되었다.
Figure 112018019412044-pct00008
하나 또는 다른 동족 쌍이 존재하지 않는 일부 사례가 존재하였고, 이들 쌍을 이루지 않은 샘플은 제거하였다.
최종 데이터 수집은 63개의 샘플 쌍을 함유하였다. 종양 샘플 RFU 값을 대조군 샘플 RFU 값으로 나눔으로써 샘플 쌍 데이터를 비율로 전환시켰다.
반응 알고리즘
컷오프를 한정하여 비율 데이터에 적용하였다. 값을 사용자 변화와 동시에 역치 값 및 변화에 연결시켰다. 각각 이의 역치 초과 또는 역치 미만에서 발견된 샘플의 수를 개별적으로 각각의 단백질에 대해서 계산하였다. 각각 이의 역치 초과 또는 역치 미만에서 발견된 샘플의 수를 개별적으로 표로 만들었다. 데이터 표를 표로 만든 값이 작아지는 순서로 좌측으로부터 우측으로 소팅하였다. 효과적으로, 이는 주어진 역치 밖에서 발견된 샘플의 수에 의한 단백질의 정렬로 이어진다. 이어서 하기 데이터를 추출하였다:
각각의 단백질에 대한 역치 밖(초과 또는 미만)의 샘플의 수;
각각의 샘플에 대한 역치 밖(초과 또는 미만)의 단백질의 수;
새롭게 정렬된 유전자명: 소마머ID 값;
각각의 유전자명: 소마머ID(특히, 전체 단백질 명칭, 약물 목록, 및 경로 정보)에 대한 주석;
비율 값의 새로 정렬된 표.
역치를 초과하여 과-발현되거나 역치보다 낮게 저-발현된 이러한 값을 설명하기 위해서 조건 함수를 비율 데이터 표에 프로그래밍 방식으로 적용하였다.
인구통계학적 표를 하기 표 2 내지 표 4에 나타낸다.
결과
1,170개의 단백질을 총 63 X 2 X 1,129 = 142,254 측정에 대해서 63명의 사람으로부터의 2개의 샘플(NSCLC, 종양, 및 인접한 건강한 폐 조직)에서 측정하였다. 작은 종양의 경우, 전체 종양을 샘플링한 반면, 더 큰 종양의 경우 조각을 균질화시켰다. 일부 실험에서, 더 큰 샘플을 가능한 모든 거리에서 세분한다. 항체와 달리, 소마머는 SELEX 방법의 변형을 통해서 식별되고, 변형된 DNA로 제조된다. 소마머는 표적 단백질 상에서 컨포메이션 에피토프를 인식한다. 몇몇 메뉴 소마머를 이의 인간 동족체와 거의 동일한 설치류 단백질을 사용하여 식별하였다. 소마머는 항체의 항원-조합 부위와 유사하고, 이것은 단원자가이고, 이것은 높은 친화도로 이의 표적 단백질에 결합하고, 이의 표적 단백질로부터 서서히 해리된다. 스파이크 및 회수 실험은, 혈장, 혈청, 및 완충제에서, 스파이크가 소마스캔검정법에서 더 높은 신호로 이어진다는 것을 나타낸다. 메뉴 소마머를 사용한 혈장 또는 혈청에서의 풀-다운(Pull-down)은 의도된 분석물로서 겔 및 질량 분광계 둘 모두에 의해서 표적 단백질을 식별하였다. 소마스캔은 형광 단위로 데이터를 산출하여, 2개의 조직들 사이에서 용이하게 비교할 수 있다(비교될 수 있는 상대적인 형광 단위 - RFU -를 제공함). 바람직한 경우, 표준 곡선을 사용하여 RFU를 대략적인 절대적인 단백질로 전환시킨다.
건강한 조직과 비교하여 종양에서 4-배 초과의 상향 또는 하향인 상대적인 단백질 수준을 선택하였고; 이러한 변화 수준을 본 연구에서 선택하였는데, 그 이유는 4-배 초과의 상향 또는 하향을 나타내는 분석물은 "거짓 발견"을 나타낼 가능성이 있다고 고려되지 않았기 때문이다. 그러나, 본 발명은 이렇게 제한되지 않는다. 예를 들어, 다른 실시형태에서, 4-배 미만(예를 들어, 3-배, 2-배, 또는 그 미만) 또는 4-배 초과(예를 들어, 5-배, 10-배, 100-배, 또는 그 초과)의 배수 변화(예를 들어, 상향 또는 하향)가 사용될 수 있다. 소마스캔 상에서 조직의 63개의 쌍에 대해서 측정된 1,129종의 단백질 중에서, (63개의 쌍 중에서) 51개의 샘플 쌍의 경우 2종의 단백질이 4-배 이상 상향 또는 하향되었고, 40개의 샘플 쌍의 경우 2종의 다른 단백질이 4-배 이상 상향 또는 하향되었고, 30개의 샘플 쌍의 경우 4종의 다른 단백질이 4-배 이상 상향 또는 하향되었고, 20개의 샘플 쌍의 경우 27종의 다른 단백질이 4-배 이상 상향 또는 하향되었고, 10개의 샘플 쌍의 경우 81종의 다른 단백질이 4-배 이상 상향 또는 하향되었고, 10개 미만의 쌍(그러나 적어도 하나의 쌍의 대해서)의 경우 415종의 다른 단백질이 4-배 이상 상향 또는 하향되었다. 600종을 초과하는 단백질은 임의의 쌍에서 4-배 이상 상향 또는 하향되지 않았다. 이들 데이터를 도 1에 도시한다.
총 35종의 단백질이 조직의 20개의 쌍에서 4-배 이상 상향 또는 하향되었고, 더 많은 단백질이 더 적은 샘플 쌍에서 상향 또는 하향되었다. 단백질의 최대 부류는 어떤 샘플 쌍에서도 4-배 이상 상향 또는 하향되지 않았다.
데이터를 클러스터의 히트 맵에서 관찰하여 돌연변이에 대한 단백질체학, 병리학 및 병기뿐만 아니라 단백질 수준 자체에 의한 클러스터링과 비교하는 경우, NSCLC의 표준 정의를 기준으로 할 때 어떤 명백한 클러스터도 출현하지 않는다.
건강한 폐 조직으로부터 NSCLC를 구별하는 상위 35종의 단백질
본 연구에서 상위 바이오마커인 35종의 단백질(표 5) ("상위"는 20개 이상의 쌍에서 종양 조직과 건강한 인접한 조직 사이에서 4-배 이상 상이한 단백질에 동등함) 중에서, 2종의 단백질이 편평 세포 암종과 선암을 구별한다. 압도적으로 많은 바이오마커에 대해서, 선암 및 편평 세포 암종은 매우 유사한 암인 것으로 보인다.
이들 35종의 단백질의 돌연변이와 수준 사이에는 어떠한 상관관계도 발견되지 않았다. 동일한 병리학 및 동일한 KRAS 돌연변이를 갖는 일부 종양은 - 이러한 한 종양에서 190종의 단백질이 4-배 이상으로 과 또는 저 발현되었고, 동일한 병리학 및 KRAS 돌연변이를 갖는 또 다른 종양에서 단지 3종의 단백질이 거의 4-배 풍부하였다.
건강한 조직으로부터 NSCLC를 구별하는 단백질
종양과 건강한 조직 사이에서 덜 빈번하게 상이한 농도를 나타내는 단백질에 대해서 추가 분석을 수행하였다. 종양과 건강한 인접한 조직 간의 차이는 병리학 또는 유전학과 상관관계가 없었다.
약물 간섭
개별 종양에서 상승된 단백질은 약물이 암에 대해서 개발되었든 그렇지 않든 약물(예를 들어, 기존 또는 신규 약물)에 대한 표적이다. 일부 실시형태에서, 기존의 약물을 사용한다. 일부 실시형태에서, 본 명세서에서 식별된 표적과 동일한 경로 내의 다른 단백질이 표적이 된다.
분석된 1,129종의 단백질 중에서, 690종(61%)이 샘플 쌍 중 하나 이상과 적어도 적어도 4-배 차이를 나타내었다. 63종의 종양은 건강한 조직과 비교하는 경우, 3 내지 190개의, 4-배 상향 또는 하향된 단백질의 수의 연속을 나타내었다.
본 명세서에 제공된 약물 중 일부는 암 환자를 위해서 이미 승인되어 있다. 나머지 것은 승인되어 있지만, 암에 대해서는 아니다. 개별화된 치료로서의 이의 가치를 평가하기 위해서 임상을 설계한다. 다른 경우에, 미승인된 저해제가 개인 표적화 종양을 위해서 사용되는 신규 약물의 개발을 위한 시작 지점이다.
데이터의 최고 관점에서, 종양-특이적 발현 단백질 농도에서의 유사성 및 다양성을 관찰하였다.
NSCLC(및 다른 암 유형)는 농도가 증가 및 감소되는 공통 단백질을 나타낸다. 이들 단백질은 일반적으로 대부분의 암을 유발하는 과정에 관련된다: 세포-자율적 성장률 및 접촉 저해를 극복하는 능력, 국소 혈액 공급을 초과할 때 제한된 산소 수준 하에서 성장하는 능력, 면역 및 염증 감시에 대한 방어, 침입력 및 전이 가능성 및 다른 과정(예를 들어, 혈액 공급이 혈관형성 간섭에 의해서 저해되는 경우 영양분 공급원으로서 림프계를 사용하는 능력). 증가된 농도를 갖는 공통 단백질 중에서, "ups"인 것으로 예견된 단백질은 발견되지 않았다- 이들 예견은 몇몇 암 약물의 작용 모드에 의해서 요약되며, 이는 NSCLC를 갖는 매우 많은 환자에서 빈번하게 유용하지 않은 것으로 드러났다.
NSCLC(및 다른 암 유형)는 공지되거나 공지되지 않은 요구되는 암 과정을 허용하는 희귀 단백질의 증가된 수준을 나타낸다. 데이터는, 모든 가능한 방식에서 상이하고, 모든 현존하는 정의에 의해서 종양이기에 어려움이 없어 보이는 몇몇 종양을 나타낸다.
따라서, 본 발명은 일부 실시형태에서, 종양 단백질체가 병리학 리포트 및 종양을 유발할 수 있고, 종양에서 여전히 - 중요하게 또는 그렇지 않게 - 존재할 수 있는 돌연변이와 무관함을 제공한다. 암 성장 및 전이를 위해서 요구되는 특성은, 일부 실시형태에서, 종양 형성의 초기 단계에서 사용되는 특성(예를 들어, 유전자)과 상이하다. 일부 실시형태에서, 본 발명은 암의 최종 단백질체 상태가 마우스 또는 페트리 접시에서의 선택에 의해서가 아니라 개인에서의 선택에 의해서 일어나고; 개인은 선택이 일어나는 개인별 환경을 제공한다는 것을 제공한다.
따라서, 일부 실시형태에서, 본 발명은 종양이 유래된 건강한 조직에 대한 이의 종양의 소마스캔분석물을 수득하기 위한 의사 및 환자를 위한 방법을 제공한다. 의사 및 환자에 대한 보고서는, 대조군에 비해서 변경된 수준으로 존재하는 모든 단백질 및 그 단백질이 발견된 경로뿐만 아니라 그 단백질 또는 관심 단백질을 길항작용시키거나 또는 효능작용시키는 약물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 증가된 단백질은 암의 유발인자이고, 그러한 단백질 또는 경로를 길항작용하는 약물이 사용 가능할 수 있다. 일부 실시형태에서, 단백질 또는 경로를 길항작용하는 어떠한 약물도 아직 승인되지 않았을 수 있지만, 이러한 치료적 NSCLC를 위한 임상 시험 시험으로서 사용 가능할 수 있다. 일부 실시형태에서, 상이한 질환 - 또 다른 암 또는 완전히 상이한 것 -을 위해서 단백질을 표적으로 하는 승인된 약물이 존재할 수 있고, 그러한 경우 의사 또는 환자는 이러한 치료의 장점 및 단점을 논의할 수 있다.
일부 실시형태에서, 환자의 종양은 표준 치료에 반응할 수 있는 단백질 또는 경로의 특성 또는 특징을 나타내지 않지만, NSCLC에 대해서 승인된 약물에 의해서 저해될 종양 내의 단백질(예를 들어, 토포아이소머라제, 예를 들어, 또는 메탈로프로테아제)의 증가를 나타낸다.
표 6 내지 표 10은 다섯(5)명의 상이한 개인(대상체 A, B, C, D 및 E)에 대해서 단백질 명칭 및 상응하는 유니프로트 식별자(UniProt identifier) 및 그 단백질을 표적으로 하는 임의의 약물을 제공한다. 약물이 단백질을 표적으로 한다고 공지되지 않은 경우, 표 셀은 비워두거나 또는 표현 "(찾지 못함)"을 포함한다. 종양 조직 내의 단백질 발현 수준 대 동일한 개인으로부터의 정상 또는 건강한 조직 내의 단백질 발현 수준에 의해서 측정된 바와 같은 개인에서 각각의 단백질 발현의 배수 차이를 추가로 제공한다.
표 6은 폐암(선암)을 갖는 단일 환자(대상체 A)로부터의 본 발명의 조성물 및 방법을 사용하여 생성된 단백질 발현 프로파일을 나타낸다. 예를 들어, 단백질 락토트랜스페린(유니프로트 P02788)은 동일한 개인으로부터의 정상 또는 건강한 조직 내의 동일한 단백질에 비해서 종양 조직에서 약 10배 하향-조절(표에서 0.1로서 표현됨)되는 것을 발견하였다. 이 때, 이러한 단백질은 공지된 약물을 갖지 않지만, 락토트랜스페린 단백질은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현 수준을 기반으로 약물 개발을 위해서 선택될 수 있다.
예를 들어, 단백질 카보닉 언하이드라제 I(유니프로트 00915)는 동일한 개인으로부터의 정상 또는 건강한 조직 내의 동일한 단백질에 비해서 종양 조직에서 약 7.7-배 하향-조절(표에서 0.13으로서 표현됨)되는 것을 발견하였다. 카보닉 언하이드라제 I은 이러한 단백질을 표적으로 하는 몇몇 공지된 약물(예를 들어, 하이드로클로로티아자이드, 퀘네타존, 벤즈티아자이드, 다이아족사이드, 트라이클로르메티아자이드, 메토카르바몰, 암로디핀, 벤드로플루메티아자이드, 브린졸라마이드, 다이클로르펜아마이드, 메타졸라마이드, 에티나메이트, 하이드로플루메티아자이드, 아세타졸아마이드, 사이클로티아자이드, 조니사마이드, 에톡사졸라마이드, 클로로티아자이드, 메티클로티아자이드 및 도르졸라마이드)을 갖는다. 결과적으로, 이러한 개인은 표 6에 식별된 약물 중 1종 이상을 포함할 수 있는 약물 치료 계획에 반응할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이러한 개인을 위한 약물 치료 계획은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현이 적어도 7-배(또는 적어도 .14 차이)인 1종 이상의 단백질(들)을 선택하는 단계 및 이러한 특정 단백질을 표적으로 하는 약물을 기반으로 하는 약물 치료 계획을 제공하는 단계를 포함한다.
또 다른 예에 의해서, 단백질 간세포 성장 인자 또는 HGF(유니프로트 P08581)는 정상 또는 건강한 조직에 비해서 종양 조직에서 약 7-배(또는 6.96배) 상향-조절되는 것을 발견하였다. 이러한 단백질은 약물 카보잔티닙에 의해서 표적화될 수 있다. 결과적으로, 이러한 개인은 카보잔티닙을 포함할 수 있는 약물 치료 계획에 반응할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이러한 개인을 위한 약물 치료 계획은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현이 적어도 약 6 또는 7-배인 1종 이상의 단백질(들)을 선택하는 단계 및 이러한 특정 단백질을 표적으로 하는 약물을 기반으로 하는 약물 치료 계획을 제공하는 단계를 포함한다.
요약하면, 상기에 기술된 일반적인 접근법을 표 6에 기술된 단백질-약물 조합물 중 임의의 것에 적용하여 약물 치료 계획을 개발하거나 개인의 단백질체 프로파일(차별적인 단백질 발현 수준 - "상향" 또는 "하향" 및 그 차이의 배수-수준)을 기반으로 개인에게 약물 또는 약물을 투여할 수 있다. 추가로, 이러한 접근법은 동일한 단백질의 차별적인 발현 프로파일 또는 프로파일 범위를 공유할 수 있는 개인 또는 개인의 군의 치료를 위한 약물 표적일 수 있는 단백질(즉, 종양 조직과 건강한/정상 조직 사이에서 동일한 단백질의 발현 차이가 적어도 약 4-배, 5-배, 6-배, 7-배, 8-배 및 최대 100-배 또는 그 초과임)을 식별하는 데 사용될 수 있다.
표 7은 폐암(선암)을 갖는 단일 환자(대상체 B)로부터의 본 발명의 조성물 및 방법을 사용하여 생성된 단백질 발현 프로파일을 나타낸다. 예를 들어, 단백질 트립타제-베타 2(유니프로트 P20231)는 동일한 개인으로부터의 정상 또는 건강한 조직 내의 동일한 단백질에 비해서 종양 조직에서 약 33배 하향-조절(표에서 0.03으로서 표현됨)되는 것을 발견하였다. 이 때, 이러한 단백질은 공지된 약물을 갖지 않지만, 트립타제-베타 2 단백질은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현 수준을 기반으로 약물 개발을 위해서 선택될 수 있다.
예를 들어, 단백질 카보닉 언하이드라제 3(유니프로트 P07451)은 동일한 개인으로부터의 정상 또는 건강한 조직 내의 동일한 단백질에 비해서 종양 조직에서 약 25배 하향-조절(표에서 0.04으로서 표현됨)되는 것을 발견하였다. 카보닉 언하이드라제 3은 이러한 단백질을 표적으로 하는 공지된 약물(예를 들어, 조니사마이드 및 아세타졸아마이드)을 갖는다. 결과적으로, 이러한 개인은 조니사마이드 및/또는 아세타졸아마이드를 포함할 수 있는 약물 치료 계획에 반응할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이러한 개인을 위한 약물 치료 계획은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현이 적어도 25-배(또는 적어도 .04 차이)인 1종 이상의 단백질(들)을 선택하는 단계 및 이러한 특정 단백질을 표적으로 하는 약물을 기반으로 하는 약물 치료 계획을 제공하는 단계를 포함한다.
또 다른 예에 의해서, 단백질 C3a 아나필라톡신(유니프로트 P01024)는 정상 또는 건강한 조직에 비해서 종양 조직에서 약 49-배(또는 49.04배) 상향-조절되는 것을 발견하였다. 이러한 단백질은 약물 정맥내 면역글로불린에 의해서 표적화될 수 있다. 결과적으로, 이러한 개인은 정맥내 면역글로불린을 포함할 수 있는 약물 치료 계획에 반응할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이러한 개인을 위한 약물 치료 계획은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현이 적어도 약 49-배인 1종 이상의 단백질(들)을 선택하는 단계 및 이러한 특정 단백질을 표적으로 하는 약물을 기반으로 하는 약물 치료 계획을 제공하는 단계를 포함한다.
요약하면, 상기에 기술된 일반적인 접근법을 표 7에 기술된 단백질-약물 조합물 중 임의의 것에 적용하여 약물 치료 계획을 개발하거나 개인의 단백질체 프로파일(차별적인 단백질 발현 수준 - "상향" 또는 "하향" 및 그 차이의 배수-수준)을 기반으로 개인에게 약물 또는 약물을 투여할 수 있다. 추가로, 이러한 접근법은 동일한 단백질의 차별적인 발현 프로파일 또는 프로파일 범위를 공유할 수 있는 개인 또는 개인의 군의 치료를 위한 약물 표적일 수 있는 단백질(즉, 종양 조직과 건강한/정상 조직 사이에서 동일한 단백질의 발현 차이가 적어도 약 4-배, 5-배, 6-배, 7-배, 8-배 및 최대 100-배 또는 그 초과임)을 식별하는 데 사용될 수 있다.
표 8은 폐암(선암)을 갖는 단일 환자(대상체 C)로부터의 본 발명의 조성물 및 방법을 사용하여 생성된 단백질 발현 프로파일을 나타낸다. 예를 들어, 단백질 최종 당화 산물-특이적 수용체(유니프로트 Q15109)는 동일한 개인으로부터의 정상 또는 건강한 조직 내의 동일한 단백질에 비해서 종양 조직에서 약 100배 하향-조절(표에서 0.01로서 표현됨)되는 것을 발견하였다. 이 때, 이러한 단백질은 공지된 약물을 갖지 않지만, 최종 당화 산물-특이적 수용체 단백질은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현 수준을 기반으로 약물 개발을 위해서 선택될 수 있다.
예를 들어, 단백질 응고 인자 X(유니프로트 P00742)는 동일한 개인으로부터의 정상 또는 건강한 조직 내의 동일한 단백질에 비해서 종양 조직에서 약 5배 하향-조절(표에서 0.2로서 표현됨)되는 것을 발견하였다. 응고 인자 X는 이 단백질을 표적으로 하는 공지된 약물(예를 들어, 폰다파리눅스 소듐, 메나다이온, 에녹사파린, 응고 인자 VIIa, 항혈우병 인자, 리바록사반, 아픽사반, 응고 인자 IX 및 헤파린)을 갖는다. 결과적으로, 이러한 개인은 조니사마이드 및/또는 아세타졸아마이드를 포함할 수 있는 약물 치료 계획에 반응할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이러한 개인을 위한 약물 치료 계획은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현이 적어도 5-배(또는 적어도 .2 차이)인 1종 이상의 단백질(들)을 선택하는 단계 및 이러한 특정 단백질을 표적으로 하는 약물을 기반으로 하는 약물 치료 계획을 제공하는 단계를 포함한다.
또 다른 예에 의해서, 단백질 마트릴라이신(유니프로트 P09237)는 정상 또는 건강한 조직에 비해서 종양 조직에서 약 5-배(또는 5.23배) 상향-조절되는 것을 발견하였다. 이러한 단백질은 약물 마리마스타트에 의해서 표적화될 수 있다. 결과적으로, 이러한 개인은 마리마스타트를 포함할 수 있는 약물 치료 계획에 반응할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이러한 개인을 위한 약물 치료 계획은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현이 적어도 약 5-배인 1종 이상의 단백질(들)을 선택하는 단계 및 이러한 특정 단백질을 표적으로 하는 약물을 기반으로 하는 약물 치료 계획을 제공하는 단계를 포함한다.
요약하면, 상기에 기술된 일반적인 접근법을 표 8에 기술된 단백질-약물 조합물 중 임의의 것에 적용하여 약물 치료 계획을 개발하거나 개인의 단백질체 프로파일(차별적인 단백질 발현 수준 - "상향" 또는 "하향" 및 그 차이의 배수-수준)을 기반으로 개인에게 약물 또는 약물을 투여할 수 있다. 추가로, 이러한 접근법은 동일한 단백질의 차별적인 발현 프로파일 또는 프로파일 범위를 공유할 수 있는 개인 또는 개인의 군의 치료를 위한 약물 표적일 수 있는 단백질(즉, 종양 조직과 건강한/정상 조직 사이에서 동일한 단백질의 발현 차이가 적어도 약 4-배, 5-배, 6-배, 7-배, 8-배 및 최대 100-배 또는 그 초과임)을 식별하는 데 사용될 수 있다.
표 9는 폐암(편평 암종)을 갖는 단일 환자(대상체 D)로부터의 본 발명의 조성물 및 방법을 사용하여 생성된 단백질 발현 프로파일을 나타낸다. 예를 들어, 단백질 미토겐-활성화 단백질 카이나제 13(유니프로트 O15264)은 동일한 개인으로부터의 정상 또는 건강한 조직 내의 동일한 단백질에 비해서 종양 조직에서 약 4-배(또는 4.03-배) 상향-조절되는 것을 발견하였다. 이 때, 이러한 단백질은 공지된 약물을 갖지 않지만, 미토겐-활성화 단백질 카이나제 13 단백질은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현 수준을 기반으로 약물 개발을 위해서 선택될 수 있다.
예를 들어, 단백질 헤파린-결합 성장 인자 2(유니프로트 P09038)는 동일한 개인으로부터의 정상 또는 건강한 조직 내의 동일한 단백질에 비해서 종양 조직에서 약 4배 하향-조절(표에서 0.24로서 표현됨)되는 것을 발견하였다. 헤파린-결합 성장 인자 2는 이 단백질을 표적으로 하는 공지된 약물(예를 들어, 펜토산 폴리설페이트, 수크랄페이트 및 시롤리무스)을 갖는다. 결과적으로, 이러한 개인은 펜토산 폴리설페이트, 수크랄페이트 및/또는 시롤리무스를 포함할 수 있는 약물 치료 계획에 반응할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이러한 개인을 위한 약물 치료 계획은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현이 적어도 4-배(또는 적어도 .24 차이)인 1종 이상의 단백질(들)을 선택하는 단계 및 이러한 특정 단백질을 표적으로 하는 약물을 기반으로 하는 약물 치료 계획을 제공하는 단계를 포함한다.
또 다른 예에 의해서, 단백질 플라스미노겐 활성화제 저해제 1(유니프로트 P05121)는 정상 또는 건강한 조직에 비해서 종양 조직에서 약 182-배(또는 181.88배) 상향-조절되는 것을 발견하였다. 플라스미노겐 활성화제 저해제 1는 이 단백질을 표적으로 하는 공지된 약물(예를 들어, 아니스트렙라제, 우로카이나제, 레테플라제, 알테플라제, 테넥테플라제 및 드로트레코긴 알파)을 갖는다. 결과적으로, 이러한 개인은 아니스트렙라제, 우로카이나제, 레테플라제, 알테플라제, 테넥테플라제 및/또는 드로트레코긴 알파를 포함할 수 있는 약물 치료 계획에 반응할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이러한 개인을 위한 약물 치료 계획은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현이 적어도 약 182-배인 1종 이상의 단백질(들)을 선택하는 단계 및 이러한 특정 단백질을 표적으로 하는 약물을 기반으로 하는 약물 치료 계획을 제공하는 단계를 포함한다.
요약하면, 상기에 기술된 일반적인 접근법을 표 9에 기술된 단백질-약물 조합물 중 임의의 것에 적용하여 약물 치료 계획을 개발하거나 개인의 단백질체 프로파일(차별적인 단백질 발현 수준 - "상향" 또는 "하향" 및 그 차이의 배수-수준)을 기반으로 개인에게 약물 또는 약물을 투여할 수 있다. 추가로, 이러한 접근법은 동일한 단백질의 차별적인 발현 프로파일 또는 프로파일 범위를 공유할 수 있는 개인 또는 개인의 군의 치료를 위한 약물 표적일 수 있는 단백질(즉, 종양 조직과 건강한/정상 조직 사이에서 동일한 단백질의 발현 차이가 적어도 약 4-배, 5-배, 6-배, 7-배, 8-배 및 최대 100-배 또는 그 초과임)을 식별하는 데 사용될 수 있다.
표 10은 폐암(편평 암종)을 갖는 단일 환자(대상체 E)로부터의 본 발명의 조성물 및 방법을 사용하여 생성된 단백질 발현 프로파일을 나타낸다. 예를 들어, 단백질 트롬보스폰딘-2(유니프로트 P35442)는 동일한 개인으로부터의 정상 또는 건강한 조직 내의 동일한 단백질에 비해서 종양 조직에서 약 21-배(또는 21.4-배) 상향-조절되는 것을 발견하였다. 이 때, 이러한 단백질은 공지된 약물을 갖지 않지만, 트롬보스폰딘-2 단백질은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현 수준을 기반으로 약물 개발을 위해서 선택될 수 있다.
예를 들어, 단백질 플라스미노겐(유니프로트 P00747)은 동일한 개인으로부터의 정상 또는 건강한 조직 내의 동일한 단백질에 비해서 종양 조직에서 약 50배 하향-조절(표에서 0.02으로서 표현됨)되는 것을 발견하였다. 플라스미노겐 단백질은 이 단백질을 표적으로 하는 공지된 약물(예를 들어, 스트렙토카이나제, 아니스트렙라제, 아미노카프로산, 우로카이나제, 레테플라제, 알테플라제, 아프로티닌, 트라넥삼산 및 테넥테플라제)을 갖는다. 결과적으로, 이러한 개인은 스트렙토카이나제, 아니스트렙라제, 아미노카프로산, 우로카이나제, 레테플라제, 알테플라제, 아프로티닌, 트라넥삼산 및/또는 테넥테플라제를 포함할 수 있는 약물 치료 계획에 반응할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이러한 개인을 위한 약물 치료 계획은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현이 적어도 50-배(또는 적어도 0.02 차이)인 1종 이상의 단백질(들)을 선택하는 단계 및 이러한 특정 단백질을 표적으로 하는 약물을 기반으로 하는 약물 치료 계획을 제공하는 단계를 포함한다.
또 다른 예에 의해서, 단백질 MMP-1(유니프로트 P03956)는 정상 또는 건강한 조직에 비해서 종양 조직에서 약 25-배(또는 25.28배) 상향-조절되는 것을 발견하였다. MMP-1 단백질은 이 단백질을 표적으로 하는 공지된 약물(예를 들어, 마리마스타트)을 갖는다. 결과적으로, 이러한 개인은 마리마스타트를 포함할 수 있는 약물 치료 계획에 반응할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이러한 개인을 위한 약물 치료 계획은 종양 조직과 건강한 조직 간의 차별적인 발현이 적어도 약 25-배인 1종 이상의 단백질(들)을 선택하는 단계 및 이러한 특정 단백질을 표적으로 하는 약물을 기반으로 하는 약물 치료 계획을 제공하는 단계를 포함한다.
요약하면, 상기에 기술된 일반적인 접근법을 표 10에 기술된 단백질-약물 조합물 중 임의의 것에 적용하여 약물 치료 계획을 개발하거나 개인의 단백질체 프로파일(차별적인 단백질 발현 수준 - "상향" 또는 "하향" 및 그 차이의 배수-수준)을 기반으로 개인에게 약물 또는 약물을 투여할 수 있다. 추가로, 이러한 접근법은 동일한 단백질의 차별적인 발현 프로파일 또는 프로파일 범위를 공유할 수 있는 개인 또는 개인의 군의 치료를 위한 약물 표적일 수 있는 단백질(즉, 종양 조직과 건강한/정상 조직 사이에서 동일한 단백질의 발현 차이가 적어도 약 4-배, 5-배, 6-배, 7-배, 8-배 및 최대 100-배 또는 그 초과임)을 식별하는 데 사용될 수 있다.
표 11은 열거된 단백질을 표적으로 하는 예시적인 단백질 및 약물을 나타낸다.
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실시예 2
표 12는 본 명세서에 기술된 압타머-기재 조성물 및 방법을 사용하여 식별된 뒤센느 근 위축증(DMD) 대상체 및 비-DMD 대상체에서 차별적인 발현을 갖는 단백질을 나타낸다.
통계그래프는 비-DMD 소년 및 DMD 소년 둘 모두에서 대상체의 상대적인 단백질 발현 수준(RFU) 대 연령(세)을 플로팅함으로써 생성되었다. 대조군 대상체와 DMD 대상체 사이에서 상이한 단백질을 도 4에 도시하며, 여기서 이 단백질은 DMD 대상체에서 감소한 반면, 동일한 단백질은 대조군에서 증가한다.
몇몇 동물 모델은 근육 질환에서 약물 표적을 식별, 조절 및 모니터링하기 위한 본 발명의 방법 및 조성물의 용도를 발견한다. 수컷 마우스(예를 들어, MDx 균주)를 기능성 디스트로핀의 부재 하에서 유지시켰다. 이들 마우스는 정상이 아니지만, 표현형은 DMD 환자의 표현형만큼 심각하지 않다. 제2 넉-아웃이 디스트로핀 돌연변이(일반적인 제2 돌연변이는 유트로핀 유전자에 존재함)에 부가되는 경우 MDx 마우스 모델은 보다 심각해지고 인간 질환에 더 유사해진다. 따라서, 일 실시형태에서, 대상체의 증상(예를 들어, MDx 마우스 및 MDx-유트로핀-부재 마우스의 증상)을 완화시키기 위해서 GDF-11을 대상체(예를 들어, DMD의 마우스 모델)에 투여할 수 있다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 치료적 유효 용량을 식별하기 위한 방법을 잘 알고 있다. 예를 들어, 먼저 야생형 수준에서 또는 그 근처에서 순환 GDF-11을 유지시키기 위한 필요한 GDF-11 주사 용량 및 주사 스케줄을 분석하고, 결정된 용량을 디스트로핀 및 디스트로핀-유트로핀 모델에서 사용할 수 있는 것이 가능하다. 또한, 개 및 돼지 디스트로핀 넉-아웃 개체를 또한 GDF-11을 주사하여 치료할 수 있다.
인간의 경우, 투여 약동학 및 안전성을 설정할 수 있다. 규제 표준에 대한 전임상 안정성/독성 실험을 완결한 후, 독성이 시작되는 약물 농도를 식별하고, 독성이 있는 표적 기관을 식별한다. 비제한적인 일례에서, 인간 실험을 통상적으로 건강한 지원자에서 단회 증가 용량 실험으로, 그 후에 다회 용량 증가 실험으로 수행하지만, 이러한 경우 그것은 IRB 및 부모 협의체와의 논의에 따라서 DMD 대상체에서 더 양호하게 수행될 수 있는데, 그 이유는 18 내지 45세의 건강한 지원자에서는 약동학(PK)이 상이할 수 있기 때문이다. 이러한 논의에 의해서 요구되는 경우, PK 실험은 먼저 건강한 성인에서 수행되고, 이어서 DMD 어린이의 더 적은 군에서 확인되는 것이 필요할 수 있다. 단회 용량의 경우, 8명의 대상체의 군(군당 활성군 8명 및 위약군 2명)에게 피하 및/또는 근육내 주사를 제공하였다. 주사 후에 혈액 샘플을 시계열로, 전형적으로는 0, 0.5, 1, 2, 4, 8, 24, 48 및 수일에 취하였다. 마우스 약리학 및 독성 데이터를 사용하여 용량을 계산하여 임의의 활성 수준 미만에서 시작하고, PK 및 안전성을 다음 증가 전에 각각의 군에서 체크하였다. 그 다음 군에게 보통 부작용을 경험할 때까지 또는 농도에 대해서 미리 정의된 중단 규칙까지 하프 로그 용량 단계로 증가 투여하였다. 전형적으로 제한 부작용 이전에 6 이상의 용량 증가가 수행되지만, 이것은 약리학에 좌우될 수 있다.
다회 용량 연구는 군 크기는 유사하지만, 안전성 및 항정 상태(steady-stake) PK를 설정하기 위해서 통상적으로 적어도 2주 지속된다. 이들 연구는 출발 지점으로서 단회 용량 실험의 정보를 사용할 수 있어서, 초기 용량은 더 높을 것이다. 단회 용량으로부터의 PK 결과를 사용하여, 표적 농도를 성취할 것 같거나, 또는 그것이 정의된 트로프(trough) 미만에 포함되지 않는 것을 보장하는 투여 요법을 정의할 수 있다. 이것은 1일당 1회, 2회 또는 3회일 수 있다. 불확실성이 존재하는 경우, 다회 용량 실험은 1회 초과의 투여 요법을 사용할 수 있다. 먼저 PK가 짧은 경우, 큰 규모에서는 실용적이지 않지만, 가설을 시험할 투여 요법을 사용할 수 있고; 효능이 달성된 경우, 서방형 제형을 통해서 PK가 개선되고, 요법을 보다 실용적으로 만들 수 있다.
목표 농도(예를 들어, 정상 농도 이상과 매칭함)를 달성한 다회 용량 PK 연구에서 식별된 요법을 사용하여 DMD를 갖는 대상체에서 효능 실험을 수행할 수 있다. 전형적으로, IIa상 효능 실험은 위약과 2 내지 3회 용량 및 투여 요법을 시험할 것이다. 군은 각각 대략 20명의 대상체를 가질 수 있고, 개선이 가능하도록 충분히 질환 초기에 선택되고, 연구 기간은 경향성 효능 차이를 인지하기에 충분히 길 것으로 예상되며, 각각의 군이 통계적으로 유의한 수준에 도달하는 것은 아니며- 이것은 3 내지 6개월일 수 있거나 또는 데이터 안전 검토 위원회가 무의미하거나 또는 차이가 분명해질 때까지 연구를 지속할 수 있는 적응형 설계가 사용될 수 있다. 효능에 대한 측정 지표는 소마스캔및/또는 면역검정법을 사용하여 6분의 걷기, 근육 MRI, 근육 생검법 및 혈액 기반 바이오마커를 포함할 수 있다. 올바른 방향으로의 경향성은 IIa상 측정 지표를 사용하여 통계적으로 강화된 크기 및 기간을 한정하는 IIb상 프로그램으로 이어질 것이다. 필요한 투여 요법이 실용적이지 않은 경우, 서방형 제형이 개발될 것이고, 단회 및 다회 용량 PK를 거쳐서 IIb상을 진행한다.
실시예 3
표 13은 폐암(선암, 편평 세포, 암육종, 대세포, 점액표피세포, 스핀들 세포, 양성, 다형성 암종, 다형성-선암, 및 암 병력이 있는 양성으로 분류됨)을 갖는 약 258명의 대상체의 종양 조직 대 건강한 인접한 조직으로부터의 메탈로프로테이나제(MMP) 패밀리 멤버의 단백질 수준의 발현 차이의 요약을 나타낸다. 개별 대상체는 특정 폐암 진단과 무관하게 차별적인 MMP 발현 수준(종양에서 과발현되거나 저발현됨)을 나타낸다. 약물 마리마스타트는 MMP 패밀리 멤버를 길항작용하기 때문에, 1종 이상의 과별현된 MMP를 갖는 암의 치료에 유용하다. 전임상 연구는 MMP 기능 또는 발현을 길항작용하는 것이 종양 성장을 저해한다는 것을 나타내었다(예를 들어, 유방암 모델에서).
본 연구에서, 특정 폐암 진단, 암의 병기, 환자의 성별 또는 유전 정보(예를 들어, 유전자 돌연변이, 몇몇 대상체는 BRAF, EGFR 또는 KRAS 돌연변이를 가짐)에서는 어떤 상관관계도 발견되지 않았다. 구체적으로 MMP 패밀리 멤버에 대한 단백질체 정보의 독립성은 각각의 개인에 대해서 사용되어야 하는 치료 요법에 대해서 유익할 수 있다.
전이성 유방암을 갖는 대상체에서 마리마스타트(MMP 길항제)의 효능을 시험한 최근 III상 임상 시험은 마리마스타트로 치료된 대상체와 위약이 제공된 대상체 간에 유의한 차이가 없음을 나타내었다. 일반적으로, 이러한 시험으로부터의 결론은 마리마스타트가 유방암 질환 진행을 중단 및/또는 둔화시키기에 효과적이지 않다는 것이었다.
표 13에 요약된 단백질체 데이터는 폐암 환자로부터 유래되었지만, 이들 폐암 대상체에서 MMP 패밀리 멤버의 관찰된 이종성은 다른 암 유형(예를 들어, 유방암)에서 관찰될 수 있는 것을 나타낼 수 있다. 따라서, 이러한 이종성은, 부분적으로, 특정 항암 약물 및/또는 치료가 상이한 결과 및/또는 유의적이지 않은 효능을 유발하는 이유일 수 있다. 이와 관련하여, 표준 병리학 및/또는 유전자 시험 대신에 또는 이것에 더하여, 개별 단백질체 프로파일을 기반으로 임상 시험에서 암 환자 및/또는 환자를 위한 치료 요법이 계층화될 수 있다고 제안될 수 있다. 따라서, 이전에 논의된 유방암 환자와 마리마스타트에 대한 III상 임상 시험에 이러한 추론을 적용함으로써, 표준 진단 방법이 아닌, MMP 패밀리 멤버의 과발현 수준을 기반으로 마리마스타트를 사용한 치료를 위해서 이들 환자를 선택할 수 있다. 폐암 환자에 대해서, 동일한 치료 선택 및/또는 임상 시험 계층화가 적용될 수 있다. 실제로, 치료 요법 및/또는 임상 시험 계층화는 특정 단백질 또는 단백질 세트의 발현 수준을 기반으로 선택될 수 있고, 이에 의해서 종양 단백질 수준과 건강한 조직 수준 간의 4, 10, 20 또는 50-배 차이는 개인이 특정 약물, 예컨대 상승된 발현 수준을 갖는 단백질을 표적으로(예를 들어, 길항작용)하는 약물로의 치료에 반응할 것인지의 여부를 나타낼 것이다.
실시예 4
표 14는 특이적 단백질을 표적으로 하는 약물 명칭의 목록을 제공한다. 각각의 행은 약물-단백질 연관을 제공하거나 여기서 약물에 대한 단백질 표적이 상응한다(표 14와 관련하여 단백질은 그 표의 약물 명칭과 동일한 행을 공유함). 이 표는 개인에서 비정상적인 단백질 발현을 기반으로 개인별 치료 계획을 개발하기 위한 참고로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 참고 표는 개인이 특정 병태 또는 질환을 앓고 있을 수 있고, 표준 대조군 단백질 수준에 비해서 세린/트레오닌-단백질 카이나제 Chk1의 수준이 약 4, 10, 20 또는 50-배 상향-조절된 경우 사용될 수 있다.
따라서, 일 실시형태에서, 약물을 사용한 치료를 위해서 대상체를 선택하는 방법이 제공되며, 이 방법은 대상체로부터의 생물학적 샘플로부터 표 14로부터의 적어도 1종의 단백질의 수준을 검출하는 단계, 표준 대조군 샘플과 비교하여 생물학적 샘플로부터 표 14로부터의 적어도 1종의 단백질의 수준의 배수 차이를 측정하는 단계, 표 14로부터의 적어도 1종의 단백질에 상응하는 표 14로부터의 약물로 치료하기 위한 대상체를 선택하는 단계로서, 여기서 대상체는 표 14로부터의 적어도 1종의 단백질의 수준의 배수 차이가 표준 대조군과 비교하여 생물학적 샘플로부터 적어도 4-배, 10-배, 15-배, 20-배, 25-배, 30-배, 35-배, 40-배, 45-배 또는 50-배인 경우 표 14로부터 선택된 약물로 치료되고, 여기서 대상체는 치료를 필요로 하고, 표 14로부터의 적어도 1종의 단백질의 수준의 배수 차이를 기반으로 치료를 위해서 약물이 투여되는, 단계를 포함한다.
참고 문헌
상기 명세서에 언급된 모든 간행물 및 특허는 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 발명의 기술된 방법 및 시스템의 다양한 변형 및 변화는 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않으면서 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 본 발명이 구체적인 바람직한 실시형태와 관련하여 기술되어 있지만, 청구된 바와 같은 본 발명은 이러한 구체적인 실시형태에 과도하게 제한되지 않아야 한다는 것을 이해해야 한다. 사실, 분자 생물학, 체외 수정, 발생 또는 관련된 분야의 기술자에게 자명한 본 발명을 수행하기 위한 기술된 모드의 다양한 변형은 하기 청구범위의 범주에 포함되도록 의도된다.

Claims (48)

  1. 하기 단계들을 포함하는, 공지된 약물에 대한 용도를 식별하는 방법:
    질환을 갖는 것으로 진단된 대상체로부터 단리된 생물학적 샘플에서 단백질 발현 수준을 검출하는 단계;
    표준 생물학적 샘플 내의 하나 이상의 단백질의 발현 수준에 비해 상승된 발현 수준을 갖는 생물학적 샘플 내의 하나 이상의 단백질을 측정하는 단계; 및
    상승된 발현 수준을 갖는 생물학적 샘플 내의 하나 이상의 단백질에 상응하는 공지된 약물의 단백질 표적에 기초하여 공지된 약물을 식별하는 단계.
  2. 제1항에 있어서, 질환이 폐암인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표준 샘플이 대상체로부터의 정상 조직, 또는 정상 조직의 집단 평균의 샘플인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 폐암이 비-소세포 폐암(NSCLC), 소세포 폐암, 대세포 폐암, 선암, 편평 암종, 암육종, 점액표피세포 암종, 스핀들 세포 암종, 다형성 암종, 및 다형성 선종암종(adenomacarcinoma)으로부터 선택되는 것인 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 생물학적 샘플이 종양 샘플, 혈청 샘플, 혈장 샘플, 소변 샘플, 혈액 샘플, 침 샘플, 조직 샘플, 세포 샘플 또는 이들의 조합물인 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 검출이 압타머, 항체 및/또는 질량 분석법을 사용하여 수행되는 것인 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단백질의 수준이 상기 표준 샘플 내의 수준에 비해서 적어도 4-배 변경된 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 단백질의 수준이 상기 표준 샘플 내의 수준에 비해서 적어도 50-배 변경된 것인 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 검출이 샘플을 단백질에 대해서 특이적인 복수의 압타머와 접촉시키는 것을 포함하는 것인 방법.
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