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上皮細胞成長因子受容体ターゲティング治療に対する癌の応答性を決定する方法
説明

上皮細胞成長因子受容体ターゲティング治療に対する癌の応答性を決定する方法

【課題】癌に冒されているヒト患者における上皮細胞成長因子受容体(EGFR)ターゲティング治療の有効性の可能性を決定するための新規方法及び治療法の提供。
【解決手段】上皮細胞成長因子受容体(EGFR)治療に対する癌の応答を決定するための方法に向けられる。好ましい態様において、erbB 1遺伝子のキナーゼドメインにおける少なくとも1つの相違の存在は、チロシンキナーゼ阻害剤ゲフィチニブに対する感受性を与える。したがって、これらの突然変異の診断検査法により、最も薬物に応答しそうな患者に対して、ゲフィチニブ、エルロチニブ、およびその他のチロシンキナーゼ阻害剤を投与することができる。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
野生型erbB 1遺伝子と比較して、患者のerbB 1遺伝子のキナーゼドメインにおける少なくとも1つの核酸相違の有無を検出する工程であって、少なくとも1つの核酸相違の存在は、EGFRターゲティング治療が有効である可能性が高いことを示す工程を含む、癌に冒されているか、または癌を発症するリスクがあるヒト患者における上皮細胞成長因子受容体(EGFR)ターゲティング治療の有効な可能性を決定するための方法。
【請求項2】
核酸相違が、キナーゼ活性を増大する、請求項1記載の方法。
【請求項3】
erbB 1遺伝子が患者由来の生体試料から得られる、請求項1記載の方法。
【請求項4】
erbB 1遺伝子のキナーゼドメインにおける相違が、ATP結合ポケットの高次構造に効果を及ぼす、請求項1記載の方法。
【請求項5】
erbB 1のキナーゼドメインにおける相違が、エキソン18、19、20、または21からなる群より選択されるerbB 1遺伝子のエキソンの1つにある、請求項1記載の方法。
【請求項6】
相違が、エキソン18、19、または21にある、請求項5記載の方法。
【請求項7】
erbB 1遺伝子のキナーゼドメインにおける相違が、インフレームの欠失、置換または挿入である、請求項1記載の方法。
【請求項8】
インフレームの欠失が、erbB 1遺伝子のエキソン19にある、請求項7記載の方法。
【請求項9】
erbB 1遺伝子のエキソン19におけるインフレームの欠失が、少なくともSEQ ID NO: 512のコドン747、748、749、および750のアミノ酸ロイシン、アルギニン、グルタミン酸およびアラニンの欠失を含む、請求項8記載の方法。
【請求項10】
erbB 1遺伝子のエキソン19におけるインフレームの欠失が、少なくともSEQ ID NO:512のコドン747、748、および749のアミノ酸ロイシン、アルギニン、およびグルタミン酸の欠失を含む、請求項8記載の方法。
【請求項11】
インフレームの欠失が、SEQ ID NO:511の2235〜2249、2240〜2251、および2240〜2257からなる群より選択されるヌクレオチドを含む、請求項8記載の方法。
【請求項12】
置換が、erbB 1遺伝子のエキソン21にある請求項7記載の方法。
【請求項13】
エキソン21における置換が、少なくとも1つのアミノ酸を含む、請求項12記載の方法。
【請求項14】
エキソン21における置換が、SEQ ID NO:511のヌクレオチド2573のチミンをグアニンで、およびSEQ ID NO:511のヌクレオチド2582のチミンをアデニンでの置換からなる群による置換を含む、請求項12記載の方法。
【請求項15】
置換がerbB 1遺伝子のエキソン18にある、請求項7記載の方法。
【請求項16】
エキソン18における置換が、SEQ ID NO:511のヌクレオチド2155のグアニンをチミンで、またはグアニンをセリンでの置換である、請求項15記載の方法。
【請求項17】
少なくとも1つの相違の有無の検出が、核酸のセグメントを増幅する工程を含む、請求項1記載の方法。
【請求項18】
増幅されるセグメントが、1000ヌクレオチド以下の長さである、請求項17記載の方法。
【請求項19】
増幅されるセグメントが、複数の相違を含む、請求項17記載の方法。
【請求項20】
少なくとも1つの相違の有無の検出が、erbB 1核酸を少なくとも1つの核酸プローブと接触させる工程を含み、該少なくとも1つのプローブが、選択的ハイブリダイゼーション条件下で該相違を含む核酸配列と優先してハイブリダイズする、請求項1記載の方法。
【請求項21】
少なくとも1つの相違の有無の検出が、少なくとも1つの核酸配列をシーケンスする工程を含む、請求項1記載の方法。
【請求項22】
少なくとも1つの相違の有無の検出が、少なくとも1つの核酸配列の質量分析決定を含む、請求項1記載の方法。
【請求項23】
少なくとも1つの相違の有無の検出が、erbB 1コード配列を含む核酸を増幅するためにポリメラーゼ連鎖反応法(PCR)を行う工程、および増幅された核酸のヌクレオチド配列を決定する工程を含む、請求項1記載の方法。
【請求項24】
増幅された核酸のヌクレオチド配列を決定する工程が、少なくとも1つの核酸セグメントをシーケンスする工程を含む、請求項23記載の方法。
【請求項25】
増幅された核酸のヌクレオチド配列を決定する工程が、増幅された核酸セグメントをゲル上で泳動する工程、およびセグメント・サイズを決定する工程を含む、請求項23記載の方法。
【請求項26】
少なくとも1つの相違の有無の検出が、遺伝子の複数の相違のハプロタイプを決定する工程を含む、請求項1記載の方法。
【請求項27】
選択的結合条件下で、erbB 1遺伝子に少なくとも1つの相違を含む核酸配列に対して特異的に結合するプローブであって、相違は、ATP結合ポケットに構造変化を与えるerbB 1のキナーゼドメインにおける突然変異であるプローブ。
【請求項28】
相違が、エキソン18、19、20、または21からなる群より選択されるerbB 1遺伝子のエキソンにある、請求項27記載のプローブ。
【請求項29】
プローブが、500ヌクレオチド塩基以下の長さの核酸配列を含む、請求項27記載のプローブ。
【請求項30】
プローブがDNAを含む、請求項27記載のプローブ。
【請求項31】
プローブが、DNAおよび少なくとも1つの核酸類似体を含む、請求項27記載のプローブ。
【請求項32】
プローブが、ペプチド核酸(PNA)を含む、請求項27記載のプローブ。
【請求項33】
検出可能な標識をさらに含む、請求項27記載のプローブ。
【請求項34】
検出可能な標識が、蛍光標識である、請求項27記載のプローブ。
【請求項35】
プローブが、少なくともSEQ ID NO:495の核酸15〜25、またはこれらの相補物からなる少なくとも10個の連続した核酸を含む、請求項27記載のプローブ。
【請求項36】
プローブが、少なくともSEQ ID NO: 497の核酸20〜30、またはこれらの相補物からなる少なくとも10個の連続した核酸を含む、請求項27記載のプローブ。
【請求項37】
プローブが、少なくともSEQ ID NO: 499の核酸20〜30、またはこれらの相補物からなる少なくとも10個の連続した核酸を含む、請求項27記載のプローブ。
【請求項38】
患者由来の生体試料におけるerbB 1遺伝子のキナーゼ活性を決定する工程を含む、患者におけるEGFRターゲットティング治療の有効な可能性を決定するための方法であって、対照と比較して、EGFRリガンドで刺激後のキナーゼ活性の増加は、EGFRターゲティング治療が有効である可能性が高いことを示す方法。
【請求項39】
EGFRターゲティング治療が、チロシンキナーゼ阻害剤である、請求項1および38記載の方法。
【請求項40】
チロシンキナーゼ阻害剤が、アニリノキナゾリンである、請求項39記載の方法。
【請求項41】
アニリノキナゾリンが、合成アニリノキナゾリンである、請求項40記載の方法。
【請求項42】
合成アニリノキナゾリンが、ゲフィチニブおよびエルロチニブからなる群より選択される、請求項41記載の方法。
【請求項43】
a.ポリメラーゼ連鎖反応法(PCR)を行ってエキソン18、19、20、または21の一部を増幅する工程によって、エキソン18、19、20、または21における少なくとも1つの核酸相違の有無を検出する工程;および、
b.増幅されたエキソン18、19、20、または21の少なくとも一部分をシーケンスする工程によって、増幅された核酸のヌクレオチド配列を決定する工程であって、野生型erbB 1と比較して、エキソン18、19、20、または21における少なくとも1つのヌクレオチド相違の存在は、上皮細胞成長因子受容体(EGFR)ターゲティング治療が有効である可能性が高いことを示す工程、
を含む、癌に冒されているか、または癌を発症するリスクがあるヒト患者におけるEGFRターゲティング治療の有効な可能性を決定するための方法。
【請求項44】
患者のerbB 1遺伝子のキナーゼドメインにおける少なくとも1つの核酸相違の有無を検出する工程を含む、癌に冒されているか、または癌を発症するリスクがある患者を治療する方法であって、該少なくとも1つの核酸相違の存在が検出された場合、患者にはEGFRターゲティング治療が施される方法。
【請求項45】
a.ポリメラーゼ連鎖反応法(PCR)を行ってエキソン18、19、20、または21の一部を増幅する工程によって、エキソン18、19、20、または21における少なくとも1つの核酸相違の有無を検出する工程;
b.増幅されたエキソン18、19、20、または21の少なくとも一部分をシーケンスする工程によって、増幅された核酸のヌクレオチド配列を決定する工程;および、
c.該少なくとも1つの核酸相違の存在が検出された場合、患者にはEGFRターゲティング治療が施される工程、
を含む、癌に冒されているか、または癌を発症するリスクがある患者を治療する方法。
【請求項46】
EGFRターゲティング治療が、チロシンキナーゼ阻害剤である、請求項44および45記載の方法。
【請求項47】
チロシンキナーゼ阻害剤が、アニリノキナゾリンである、請求項46記載の方法。
【請求項48】
アニリノキナゾリンが、合成アニリノキナゾリンである、請求項47記載の方法。
【請求項49】
合成アニリノキナゾリンが、ゲフィチニブおよびエルロチニブからなる群より選択される、請求項48記載の方法。
【請求項50】
erbB 1遺伝子が、患者由来の生体試料から得られる、請求項44および45記載の方法。
【請求項51】
癌が、胃腸癌、前立腺癌、卵巣癌、乳癌、頭頚部癌、肺癌、非小細胞肺癌、神経系の癌、腎臓癌、網膜癌、皮膚癌、肝臓癌、膵癌、生殖器-泌尿器癌、および膀胱癌からなる群より選択される、請求項44および45記載の方法。
【請求項52】
癌が、非小細胞肺癌である、請求項51記載の方法。
【請求項53】
核酸相違が、キナーゼ活性を増大する、請求項44および45記載の方法。
【請求項54】
erbB 1遺伝子のキナーゼドメインにおける相違が、ATP結合ポケットの高次構造に効果を及ぼす、請求項44および45記載の方法。
【請求項55】
erbB 1のキナーゼドメインにおける相違が、エキソン18、19、20、または21からなる群より選択されるerbB 1遺伝子のエキソンの1つにある、請求項44および45記載の方法。
【請求項56】
相違が、エキソン18、19、または21にある、請求項55記載の方法。
【請求項57】
erbB 1遺伝子のキナーゼドメインにおける相違が、インフレームの欠失または置換である、請求項44および45記載の方法。
【請求項58】
インフレームの欠失が、erbB 1遺伝子のエキソン19にある、請求項57記載の方法。
【請求項59】
erbB 1遺伝子のエキソン19におけるインフレームの欠失が、少なくともコドン747、748、749、および750のアミノ酸ロイシン、アルギニン、グルタミン酸、およびアラニンの欠失を含む、請求項58記載の方法。
【請求項60】
erbB 1遺伝子のエキソン19におけるインフレームの欠失が、少なくともSEQ ID NO: 512のコドン747、748、および749のアミノ酸ロイシン、アルギニン、およびグルタミン酸の欠失を含む、請求項58記載の方法。
【請求項61】
インフレームの欠失が、SEQ ID NO: 511の2235〜2249、2240〜2251、および2240〜2257からなる群より選択されるヌクレオチドを含む、請求項59記載の方法。
【請求項62】
置換が、erbB 1遺伝子のエキソン21にある、請求項57記載の方法。
【請求項63】
エキソン21における置換が、SEQ ID NO: 511のヌクレオチド2573のチミンをグアニンで、およびSEQ ID NO: 511のヌクレオチド2582のチミンをアデニンで置換する工程からなる群による置換を含む、請求項62記載の方法。
【請求項64】
エキソン21における置換が、少なくとも1つのアミノ酸を含む、請求項62記載の方法。
【請求項65】
置換がerbB 1遺伝子のエキソン18にある、請求項57記載の方法。
【請求項66】
エキソン18における置換が、SEQ ID NO: 511のヌクレオチド2155のグアニンをチミンで置換する、請求項65記載の方法。
【請求項67】
a.EGFRキナーゼドメインのエキソン18、19、20、もしくは21と境界を接するか、またはその範囲内の核酸領域に対してアニールするようにデザインされた少なくとも1つの縮重プライマ一対;
b.PCR増幅を実行するために必要とされる製品および試薬;並びに、
c.説明書、
を含むキット。
【請求項68】
プライマーが、全てのフォワードプライマーの5'末端にSEQ ID NO: 645を、全てのリバースプライマーの5'末端にSEQ ID NO: 674を有する、SEQ ID NO: 505〜508およびSEQ ID NO: 646〜673からなる群より選択される配列プライマーを含む、請求項67記載のキット。
【請求項69】
a.EGFRキナーゼドメインのエキソン18、19、20、もしくは21の範囲内の核酸領域に対してアニールするようにデザインされた少なくとも1つのプローブ;
b.アニーリング反応を実行するために必要とされる製品および試薬;並びに
c.説明書、
を含むキット。
【請求項70】
少なくとも1つのプローブが、固体支持体に結合されている、請求項69記載のキット。
【請求項71】
a.EGFRキナーゼドメイン・タンパク質のATP結合ポケットと結合するようにデザインされた少なくとも1つのプローブ;
b.結合反応を実行するために必要とされる製品および試薬;並びに
c.説明書、
を含むキット。
【請求項72】
プローブが、抗体、抗体断片、またはキメラ抗体である、請求項71記載のキット。
【請求項73】
プローブが、検出可能な標識をさらに含む、請求項72記載のキット。
【請求項74】
a.化合物を変異体EGFRと接触させる工程;および、
b.生じる変異体EGFRのキナーゼ活性を検出する工程、
を含み、変異体EGFRのキナーゼ活性を阻害する化合物が選択される、変異体上皮細胞成長因子受容体(EGFR)の触媒キナーゼ活性を阻害する化合物を選択するための方法。
【請求項75】
変異体EGFRが、標識されている、請求項74記載の方法。
【請求項76】
変異体EGFRが、固体支持体に結合されている、請求項74記載の方法。
【請求項77】
固体支持体が、タンパク質チップである、請求項74記載の方法。
【請求項78】
化合物が、抗体、抗体断片、小分子、ペプチド、タンパク質、アンチセンス核酸、リボザイム、PNA、siRNA、オリゴヌクレオチドアプタマー、およびペプチドアプタマーからなる群より選択される、請求項74において変異体EGFRの触媒キナーゼ活性を阻害することが同定された化合物。
【請求項79】
変異体EGFRが、erbB 1遺伝子のキナーゼドメインに二次突然変異を含む、請求項74記載の方法。
【請求項80】
請求項74〜79において同定されたEGFRキナーゼ活性の阻害剤を含む薬学的組成物。
【請求項81】
請求項80記載の薬学的組成物を患者に投与する工程を含む、EGFRを媒介した疾患を有する患者を治療する方法。
【請求項82】
EGFRを媒介した疾患が癌である、請求項81記載の方法。
【請求項83】
癌が、胃腸癌、前立腺癌、卵巣癌、乳癌、頭頚部癌、肺癌、非小細胞肺癌、神経系の癌、腎臓癌、網膜癌、皮膚癌、肝臓癌、膵癌、生殖器-泌尿器癌、および膀胱癌からなる群より選択される、請求項82記載の方法。
【請求項84】
癌が非小細胞肺癌である、請求項83記載の方法。
【請求項85】
a.erbB 1遺伝子の変異型を有する細胞を致死量以下のチロシンキナーゼ阻害剤と接触させる工程;
b.チロシンキナーゼ阻害剤の増殖停止効果に耐性である細胞を選択する工程;および、
c.erbB 1キナーゼドメインにおける二次突然変異の存在について、耐性細胞由来のerbB 1核酸を解析する工程、
を含む、erbB 1遺伝子のキナーゼドメインにおける二次突然変異の獲得を予測するための方法。
【請求項86】
細胞が、インビトロにある、請求項85記載の方法。
【請求項87】
細胞が、トランスジェニック動物から得られる、請求項85記載の方法。
【請求項88】
トランスジェニック動物が、マウスである、請求項87記載の方法。
【請求項89】
細胞が、腫瘍生検から得られる、請求項87記載の方法。
【請求項90】
最初に、変異誘発剤の有効な量と細胞を接触させる工程をさらに含む、請求項85記載の方法。
【請求項91】
変異誘発剤が、エチルメタンスルホナート(EMS)、N-エチル-N-ニトロソ尿素(ENU)、N-メチル-N-ニトロソ尿素(MNU)、ホカルバキシンハイドロクロライド(Prc)、メチルメタンスルホナート(MeMS)、クロランブシル(Chl)、メルファラン、ポルカルバジンハイドロクロライド、シクロホスファミド(Cp)、ジエチル硫酸(Et2SO4)、アクリルアミド単量体(AA)、トリエチレンメラミン(TEM)、ナイトロジェンマスタード、ビンクリスチン、ジメチルニトロアミン、Nメチル-N'-ニトロ-ニトロソグアニジン(MNNG)、7,12ジメチルベンズ(a)アントラセン(DMBA)、エチレンオキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、ビスルファン、およびエチルメタンスルホラート(EtMs)からなる群より選択される、請求項90記載の方法。
【請求項92】
DNA修復欠損菌株内のEGFR遺伝子の変異型を、これを細胞に導入する前に増殖する工程をさらに含む、請求項85記載の方法。
【請求項93】
化合物をキナーゼドメインに二次突然変異を有する変異体上皮細胞成長因子受容体(EGFR)と接触させる工程、および生じるキナーゼ活性を検出する工程を含む、化合物を選択するための方法であって、変異体EGFRのキナーゼ活性を阻害する化合物が選択される方法。
【請求項94】
二次突然変異が、ゲフィチニブまたはエルロチニブに対する耐性を生じる、請求項93記載の方法。
【請求項95】
SEQ ID NO: 495を含む単離された核酸。
【請求項96】
ヌクレオチド2235〜2249が欠失している、SEQ ID NO: 511を含む単離された核酸。
【請求項97】
SEQ ID NO: 497を含む単離された核酸。
【請求項98】
ヌクレオチド2240〜2251が欠失している、SEQ ID NO: 511を含む単離された核酸。
【請求項99】
SEQ ID NO: 499を含む単離された核酸。
【請求項100】
ヌクレオチド2240〜2257が欠失している、SEQ ID NO: 511を含む単離された核酸。
【請求項101】
SEQ ID NO: 502を含む単離された核酸。
【請求項102】
ヌクレオチド2573のグアニンが、チミンに対して置換されている、SEQ ID NO: 511を含む単離された核酸。
【請求項103】
SEQ ID NO: 504を含む単離された核酸。
【請求項104】
ヌクレオチド2582のアデニンが、チミンに対して置換されている、SEQ ID NO: 511を含む単離された核酸。
【請求項105】
ヌクレオチド2155のチミンが、グアニンに対して置換されている、SEQ ID NO: 511の単離された核酸。
【請求項106】
アミノ酸746〜750が欠失している、SEQ ID NO: 512のアミノ酸配列を有する単離されたタンパク質。
【請求項107】
アミノ酸747〜751が欠失している、SEQ ID NO: 512のアミノ酸配列を有する単離されたタンパク質。
【請求項108】
アミノ酸747〜753が欠失している、SEQ ID NO: 512のアミノ酸配列を有する単離されたタンパク質。
【請求項109】
アミノ酸858のロイシンがアルギニンで置換されている、SEQ ID NO: 512のアミノ酸配列を有する単離されたタンパク質。
【請求項110】
アミノ酸861のロイシンがグルタミンで置換されている、SEQ ID NO: 512のアミノ酸配列を有する単離されたタンパク質。
【請求項111】
アミノ酸719のグリシンがシステインで置換されている、SEQ ID NO: 512のアミノ酸配列を有する単離されたタンパク質。
【請求項112】
erbB 1遺伝子の核酸相違が、SEQ ID NO: 511のヌクレオチド2155にて、グアニンをチミンで、またはグアニンをセリンでの置換、SEQ ID NO: 511のヌクレオチド2235〜2249、2240〜2251、2240〜2257、2236〜2250、2254〜2277、または2236〜2244における欠失、およびSEQ ID NO: 511のヌクレオチド2573にて、チミンをグアニンで、またはヌクレオチド2582のチミンをアデニンでの置換からなる群より選択される、請求項1記載の方法。
【請求項113】
a.患者から生体試料を得る工程;および、
b.該患者においてAkt、STAT5、またはSTAT3が活性化されるかどうかを決定する工程、
を含み、活性化されたAkt、STAT5、またはSTAT3は、上皮細胞成長因子受容体(EGFR)が有効である可能性が高いことを示す、癌に冒されているか、または癌を発症するリスクがある患者におけるEGFRターゲティング治療の有効な可能性を決定するための方法。
【請求項114】
生体試料が、生検または吸引液である、請求項113記載の方法。
【請求項115】
活性化されたAkt、STAT3、またはSTAT5が、リン酸化されている、請求項113記載の方法。
【請求項116】
活性化されたAkt、STAT5、またはSTAT3が、免疫学的に決定される、請求項113記載の方法。
【請求項117】
免疫学的検査法が、免疫組織化学法、免疫細胞化学法、FACS走査法、免疫ブロット法、放射免疫アッセイ法、ウエスタンブロッティング法、免疫沈降法、または酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)からなる群より選択される、請求項116記載の方法。
【請求項118】
免疫学的検査法が、抗ホスホAkt、抗ホスホSTAT3、もしくは抗ホスホSTAT5抗体を使用する免疫組織化学法または免疫細胞化学法である、請求項116記載の方法。

【図1】
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【図2A】
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【図2B】
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【図2C】
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【図2D】
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【図2E】
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【図2F】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図3D】
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【図4A】
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【図4B】
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【図4C】
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【図5−1】
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【図5−2】
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【図5−3】
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【図5−4】
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【図6】
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【図7】
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【図8A】
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【図8B】
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【図8C】
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【図8D】
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【図8E】
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【図8F】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2013−59339(P2013−59339A)
【公開日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−251221(P2012−251221)
【出願日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【分割の表示】特願2009−220076(P2009−220076)の分割
【原出願日】平成17年3月31日(2005.3.31)
【出願人】(592017633)ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション (177)
【出願人】(399052796)デイナ ファーバー キャンサー インスティチュート,インコーポレイテッド (36)
【Fターム(参考)】