与结肠直肠癌的nsaid化学预防相关的材料和方法
【专利说明】与结肠直肠癌的NSAID化学预防相关的材料和方法
[0001]发明人:Richard Fishel,Carlo M.Croce ,Levy Kopelovich ,Bruce Aronow,Juana Martin-Lopez
[0002]相关申请的交叉参考
[0003]本申请要求2011年12月I日提交的美国临时申请N0.61/565，540的利益，所述美国临时申请的公开内容通过引用并入本文，用于所有目的。
[0004]关于联邦政府资助的研究的声明
[0005]本发明是在Nat1nalCancer Institute授予的基金号N01-CN-43302和NOl-CN-53301下由美国政府支持进行的。美国政府具有本发明的某些权利。
发明领域
[0006]本申请涉及医学，特别地肿瘤学的领域。本发明还涉及分子生物学，特别地mi croRNA和mRNA的领域。
[0007]发明背景
[0008]Lynch综合征或遗传性非息肉性结肠直肠癌(LS/HNPCC)是最常见的人癌症易感性综合征，占3-5 %的结肠直肠癌(CRC)和5-7 %的子宫内膜癌和卵巢癌。LS/HNPCC由人错配修复(丽R)基因的缺陷引起。此外，15-40%的散发性结肠直肠肿瘤、子宫内膜肿瘤、卵巢肿瘤和上泌尿道肿瘤显示简单重复序列的遗传不稳定性(微卫星不稳定性或MSI)，其指示了MMR缺陷。
[0009]非类固醇抗炎药(NSAID)是可有效地预防几种类型的人癌症包括结肠直肠癌的、结构上多样的化合物的家族。乙酰水杨酸(ASA)，通常称为阿斯匹林，是NSAID家族的原始型。许多流行病学研究已证明ASA使用与CRC的发病率之间的反相关性。最近的临床分析显示，定期的ASA使用与已被诊断为CRC的个体的癌症特异性死亡率的更低的风险相关。
[0010]证据表明，对非类固醇抗炎药(NSAID)的长期暴露减少CRC发病率。值得注意地，最近对于LS/HNPCC患者的随机试验显示，对阿斯匹林的长期暴露使肿瘤发生的比率降低至少2倍。
[0011]NSAID、阿斯匹林(ASA)和舒林酸通过奇特地选择遗传上稳定的MMR缺陷细胞的遗传机制抑制MSI JSI抑制不依赖于环加氧酶(COX)基因I和2(CRC化学预防研究的常见关注点)。一氧化氮供体型ASA(NO-ASA)抑制MSI的剂量为ASA的1/300-1/3000。
[0012]日益增加的证据显示，NSAID是强有力的抗癌工具。然而，任何特定NSAID化合物的效力和剂量相较于其它NSAID可发生相当大的变化。NSAID化学预防疗法可需要数年来显示基于肉眼检查的有效肿瘤抑制。存在对在分子和细胞水平上测量和评估效力的另外的工具和方法的需要。此外，还存在对帮助理解NSAID癌症化学预防的机制的工具和方法的需要。
[0013]本发明提供了治疗癌症、预测结果、优化剂量和监控治疗功效的替代方法。公开的方法克服了常规治疗法的限制，并且提供了根据下面详细描述将很显然的额外的有利方面。
[0014]发明概述
[0015]提供了预测患者结果、优化NSAID剂量、监控治疗功效、就功效筛选NSAID化合物、预防癌症、治疗癌症和抑制肿瘤生长的方法。具体地，某些micr0RNA(miR)和信使RNA(mRNA)是患有Lynch综合征或遗传性非息肉性结肠直肠癌(LS/HNPCC)的患者对NSAID化学预防和疗法的响应的有用指示物。
[0016]提供了用于表征患有LS/HNPCC或怀疑患有LS/HNPCC的受试者的疾病的方法，包括:将样品中的至少一个生物标志物的水平与对照相比较，其中至少一个生物标志物选自:活化m i R、抑制m i R、活化mRNA、抑制mRNA及其组合;和，确定与对照相比，样品中至少一个生物标志物的水平是否下降或至少一种miR的水平是否升高，从而表征受试者的疾病。
[0017]提供了活化11^1?，包括:11^1?-136、11^1?-1993-3口、11^1?-2713、11^1?-377、11^1?-21、11^1?-128、miR-103、miR-34a、miR-193、miR-328、miR-296-3p、miR-19a、miR126-5p、miR-29b、miR-29a、miR-301a、miR_l、miR-218、miR142-3p、miR-190、miR-144、miR-33、miR-377、miR-1196、mir-375-A、mir-615-P、miR-706-P、mi;r-485-3p-A、mi;r-290-P、miR-543-A、mi;r-425-3p-A、mir-326-A、mir-589-A、mir-129-2-A、mir-553-A、mir-96-A、mir-7-2-A、mir-519e*-5p-A、mir-293-A、has、mir-55la_A、mir-594-P、mir-601_A、miR-487b-A、miR-676-3p-A、miR-500-P、miR-706、miR-543、miR-328、miR-202、miR-338和miR-483。
[0018]提供了抑制111丨1?，包括:111丨1?-341、111丨1?-297(3、111丨1?-423-5?、111丨1?762、111丨1?-2135、11^1?-423-5p、miR-297c、miR-222、miR-223、miR-130、miR-133、miR-100、miR-184、miR-135、miR-141、miR-199、miR-102、miR-143、miR-27b、miR193iPmiR-9。
[0019]提供了活化mRNA，包括:RPL13A、Npas2、Arntl、Kitl、Malatl、Eptl、1810014B01Rik、Aes、Sepwl、Rab4a、bakl、mall、Zfand5、Nfil3、Npas2、Irf2bp21700110K17Rik、Bmprla、Suhw4、Msi2、Smcla，2,5、jmjdlc、Blrc6、CdkNlb、jaridla和Bclaflo
[0020]提供了抑制砧1?，包括:51。38310^68、1^匕5。、0€11、？？厶1^^(^13、？《811?48?11、Elovl1、Angptl2、Hlf、Per2、Tef、Per3、Dbp、Ste20al、Gml29、Ang4、Bamb1、Cd24a、Ccl6、Entpd5、Weel、Ank3、Trp53、Selll、Ube4b、Arid5b、Prkab2、Perl、Bacel和Stox2。
[0021]提供了评估NSAID癌症化学预防治疗在人或动物受试者中的功效的方法，所述方法包括:从接受NSAID治疗的受试者获得含核酸的样品；测量至少一种活化miR的miRNA表达，所述活化miR选自:miR-103、miR-193、miR-128、miR-136、miR-199a-3p、miR-27b、miR-377、miR-21、miR-34a、miR-328、miR-296-3p;如果样品中测量的活化miR被激活，则确定NSAID治疗是有效的。
[0022]提供了方法，其中至少一种活化miR包括:miR-103、miR-193和miR-128。
[0023]提供了评估NSAID癌症化学预防治疗在人或动物受试者中的功效的方法，所述方法包括:从接受NSAID治疗的受试者获得含核酸的样品；测量至少一种抑制miR的microRNA(miR)表达，所述抑制miR选自:miR-34UmiR-297c^miR-423-5p^miR762^miR-2135^miR-423-5p、miR-297c;如果样品中测量的抑制miR被抑制，则确定NSAID治疗是有效的。
[0024]提供了评估NSAID癌症化学预防治疗在人或动物受试者中的功效的方法，所述方法包括:从接受NSAID治疗的受试者获得含核酸的样品；测量至少一种活化miR的miRNA表达，所述活化miR选自:miR-19a、miR-126-5p、miR-29b、miR-301a、miR-l、miR-218、miR-142-3p、miR-190、miR-144、miR-33、miR-377、miR-1196;如果样品中测量的活化 miR 被激活，则确定NSAID治疗是有效的。
[0025]提供了评估NSAID癌症化学预防治疗在人或动物受试者中的功效的方法，所述方法包括:从接受NSAID治疗的受试者获得含核酸的样品；测量至少一种活化miR的miRNA表达，所述活化miR选自:miR-375-A、miR-615-P、miR-706-P、miR-485-3p-A、miR-290-P、miR-543-A、miR-425-3p-A、miR-326-A、miR-589-A、miR-129-2-A、miR-553-A、miR-96-A、miR-7-2-A、miR-519e*-5p-A、miR-293-A、miR-551a-A、miR-594-P、miR-601-A、miR-487b-A、miR-676-3p-A、miR-500-P;如果样品中测量的活化miR被活化，则确定NSAID治疗是有效的。
[0026]提供了评估NSAID癌症化学预防治疗在人或动物受试者中的功效的方法，所述方法包括:从接受NSAID治疗的受试者获得含核酸的样品；测量至少一种活化miR的miRNA表达，所述活化miR选自:miR-103、miR-193、miR-128、miR-136、miR-199a-3p、miR-27b、miR-377、miR_21、miR-34a、miR-328、miR-296-3p、miR-19a、miR-126-5p、miR-29b、miR-301a、miR-Ι、miR-218、miR-142-3p、miR-190、miR-144、miR-33、miR-377、miR-1196、miR-375-A、miR-615-P、miR-706-P、miR-485-3p-A、miR-290-P、miR-543-A、miR-425-3p-A、miR-326-A、miR_589_A、miR_129_2_A、miR_553_A、miR_96_A、miR_7_2_A、miR_519e*_5p_A、miR_293_A、miR-551a-A、miR-594-P、miR-601-A、miR-487b-A、miR-676-3p-A、miR-500-P、miR-706、miR-543、miR-328、miR-202、miR-338和miR-483;如果样品中测量的活化miR被激活，则确定NSAID治疗是有效的。
[0027]提供了评估NSAID癌症化学预防治疗在人或动物受试者中的功效的方法，所述方法包括:从接受NSAID治疗的受试者获得含核酸的样品；测量至少一种活化mRNA的信使RNA(mRNA)表达，所述活化 mRNA 选自:RPL13A、Npas2、Arntl、Kitl、Malatl、Eptl、1810014B01Rik、Aes、Sepwl、Rab4a、bakl、mall、Zfand5、Nfil3、Npas2和Irf2bp21700110K17Rik;如果样品中测量的活化mRNA被激活，则确定NSAID治疗是有效的。
[0028]提供了方法，其中至少一种活化mRNA优选包括Kitl。
[0029]提供了评估NSAID癌症化学预防治疗在人或动物受试者中的功效的方法，所述方法包括:从接受NSAID治疗的受试者获得含核酸的样品；测量至少一种抑制mRNA的信使RNA(mRNA)表达，所述抑制mRNA选自:Slc38alO、Aes、Rab5c、Cfll、PPARD、Actb、Pttglip、Espn、Elovll、Angptl2、Hlf、Per2、Tef、Per3、Dbp;Ste20al和Gml29;如果样品中测量的抑制mRNA被抑制，则确定NSAID治疗是有效的。
[0030]提供了方法，其还包括测量至少一种选自:Ang4、Bamb1、Cd24a、Ccl6、Entpd5、Weel、Ank3、Trp53、Selll、Ube4b、Arid5b、Prkab2、Perl、Bacel 和 Stox2 的抑制mRNA。
[0031]提供了评估NSAID癌症化学预防治疗在人或动物受试者中的功效的方法，所述方法包括:从接受NSAID治疗的受试者获得含核酸的样品；测量至少一种mRNA和/或miR生物标志物;基于至少一种mRNA和/或miR生物标志物的表达，确定NSAID治疗是否有效。
[0032]提供了方法，其中从下列中的至少一种提取样品:组织、血液、肿瘤、粪便、粘液、发育不良的组织、结肠直肠组织、卵巢组织、泌尿道上皮组织、子宫内膜组织、结肠直肠道肿瘤、结肠直肠癌、结肠直肠腺瘤、结肠直肠息肉、胃肠道肿瘤、小肠癌、小肠息肉、子宫内膜肿瘤、子宫内膜癌、子宫内膜增生症及其任意组合。
[0033]提供了方法，其中通过一种或多种选自下列的方法进行测量:杂交测定、微阵列芯片、n-counter (NanoStr ing)分析、miR-Seq分析、PCR、实时PCR、微流体卡、寡核苷酸探针和northern印迹。
[0034]提供了方法，其中所述测定还包括，将样品表达与对照水平比较，其中根据选自下列的组织中的对照表达水平的测量来测定对照水平:癌性组织、健康组织和获自更早时期的受试者的组织，其中更早时期大于:I周、I个月、6个月、200天、I年、400天、18个月、600天、2年、3年、4年、5年、6年、7年、8年、9年、10年和11年中的任一个。
[0035]提供了在人或动物受试者中抑制显示微卫星不稳定性(MSI)的肿瘤的方法，包括施用有效的NSAID，进行超过5年的时期。
[0036]提供了方法，其中NSAID为萘普生。
[0037]提供了抑制遗传性非息肉性结肠直肠癌或Lynch综合征的肿瘤发病率的方法，包括:施用治疗有效剂量的非类固醇抗炎药(NSAID);和通过测量至少一种生物标志物来监控治疗的功效，所述生物标志物选自:活化miR、抑制miR、活化mRNA和抑制mRNA。
[0038]提供了抑ffjljLynch综合征或遗传性非息肉性结肠直肠癌(LS/HNPCC)的肿瘤进展的方法，包括:施用治疗有效剂量的非类固醇抗炎药(NSAID);和通过测量至少一种生物标志物监控治疗的功效，所述生物标志物选自:活化miR、抑制miR、活化mRNA和抑制mRNA。
[0039]提供了治疗LS / H N P C C的方法，包括:施用治疗有效剂量的非类固醇抗炎药(NSAID);和通过测量至少一种生物标志物监控治疗的功效，所述生物标志物选自:活化m i R、抑制m i R、活化mRNA和抑制mRNA。
[0040]提供了其中NSAID为萘普生和/或萘普生钠的方法。
[0041]提供了方法，其中NSAID选自:萘普生、萘普生钠、一氧化氮供体型乙酰水杨酸、舒林酸、一氧化氮供体型舒林酸、非诺洛芬、酮洛芬、奥沙普秦、吲哚美辛、依托度酸、双氯芬酸、吡罗昔康、美洛昔康、替诺昔康、屈噁昔康、氯诺昔康、伊索昔康、甲芬那酸、甲氯芬那酸、氟芬那酸、托芬那酸、塞来昔布、罗非昔布、伐地考昔、帕瑞考昔、鲁米考昔、艾托考昔、尼美舒利和尼氟灭酸，以及licof enac。
[0042]提供了其中施用至少两种NSAID的方法。
[0043]提供了测定用于治疗LS/HNPCC的NSAID剂量的方法，包括:施用一个剂量的非类固醇抗炎药(NSAID);通过测量至少一种生物标志物监控治疗的功效，所述生物标志物选自:活化miR、抑制miR、活化mRNA和抑軸nRNA;和随后增加或减少剂量至治疗有效水平，其中通过将至少一种生物标志物与对照相比较来测定治疗有效水平。
[0044]提供了筛选NSAID化合物的方法，包括:给动物受试者施用测试NSAID化合物;测量至少一种选自活化miR、抑制miR、活化mRNA和抑制mRNA的生物标志物;和将测试化合物的生物标志物表达特征谱与具有经测试的功效的NSAID化合物的生物标志物表达特征谱相比较。
[0045]提供了评估与患者的癌症相关的临床病况以进彳丁癌症的体外诊断的方法，包括:从受试者获得样品；测定一种或多种作为癌症生物标志物的miRNA和内部对照RNA的表达水平;计算一种或多种作为癌症生物标志物的miRNA的相对表达水平;通过使用一个或多个变量计算预测模型，其中变量包括一种或多种作为癌症生物标志物的miRNA的相对表达水平；和，通过预测模型计算癌症进展风险概率，其中如果疾病风险概率大于0.5，则受试者被诊断为处于癌症进展的风险中。
[0046]提供了用于提供患有LS/HNPCC的受试者的存活的预后的方法，包括:将样品中至少一个生物标志物水平的水平与对照相比较，其中至少一个生物标志物选自活化miR、抑制miR、活化mRNA和抑軸IiRNA及其组合;和确定相较于对照，样品中至少一种生物标志物的水平是否降低或至少一种生物标志物的水平是否被改变，从而表征患有LS/HNPCC的受试者的存活的预后。
[0047]提供了测定受试者的LS/HNPCC的进展的方法，包括:将样品中至少一个生物标志物的水平与对照相比较，其中至少一个生物标志物选自活化mi R、抑制mi R、活化mRNA、抑制mRNA及其组合;和确定相较于对照，样品中至少一个生物标志物的水平是否下降或至少一个生物标志物的水平是否上升，从而确定受试者的LS/HNPCC的进展。
[0048]提供了用于根据上述方法的任一种提供患有LS/HNPCC的受试者的不良存活预后的分子标志物的诊断试剂盒，所述试剂盒包括多种核酸分子，每一种核酸分子编码microRNA和/或信使RNA序列，其中至少一种miRNA序列为miR-103;并且其中多种核酸分子中的一种或多种在靶细胞中和一种或多种对照细胞中差异表达，并且其中一种或多种差异表达的核酸分子一起代表了，指示患有LS/HNPCC的受试者的不良存活预后的核酸表达特征。
[0049]当结合附图阅读时，根据下列优选实施方案的详细描述，本发明的各种目的和有利方面对于本领域技术人员将变得显然。
[0050]附图概述
[0051]本专利或申请文件包含至少一个以彩色绘制的附图。具有彩色附图的本专利或专利申请公开案的拷贝可应要求和支付必要的费用后由专利局提供。
[0052]图1.LS/HNPCC患者的阿斯匹林化学预防的随机试验。数据来自结肠直肠腺瘤-癌预防项目(CAPP)。将LS/HNPCC患者随机化，并每日提供以安慰剂或600mg阿斯匹林。每年通过结肠镜检查术测定肿瘤位置和数目。危害比(HR) =0.61(0.19,0.86)并且p = 0.02。阿司匹林，600mg/天，由底部红线表示;安慰剂由上面蓝线表示。
[0053]图2A-B.NSAID治疗增加LS/HNPCC小鼠的存活。以2个剂量利用8种NSAID处理Msh2f1x/f1x、VpC+/+ (LS/HNPCC)和VpC+A(野生型)。显示了代表性存活数据，且数据被分成(图2A)无作用(舒林酸砜化物和NO-舒林酸砜化物)、(图2B)适度作用(20-50 %的寿命的增加；阿司匹林、舒林酸、NO-舒林酸)和(图2C)萘普生(约100%的寿命的增加)。未处理的Msh2fl°x/fl°xVpC+/+动物的存活以方块(红色)显示。阿斯匹林处理以黑点显示，用于比较。选择的野生型对照的处理以三角形(紫色)显示。注意:虽然舒林酸处理与阿司匹林类似地增加寿命，但其还诱导野生型对照的肿瘤(图2B)。
[0054]图3A-3E.用阿司匹林处理的LS/H