专利名称：：循环肿瘤细胞分析的制作方法循环肿瘤细胞分析发明领域本发明涉及胂瘤学和诊断性检验的领域，和更具体地用于癌筛查和用于预测和监控化学疗法治疗反应、癌的复发等的方法。发明背景胰岛素样生长因子(IGF-l)是在血浆中以高浓度循环并且可以在大多数组织中检测到的一种7.5kD多肽。IGF-1在结构上与胰岛素相似，其刺激细胞分化和细胞增殖并且是大多数哺乳动物细胞型持续增殖所需要的。这些细胞型尤其包括人二倍体成纤维细胞、上皮细胞、平滑肌细胞、T淋巴细胞、神经细胞、骨髓细胞、软骨细胞、成骨细胞和骨髓干细胞。产生由IGF-1-刺激的细胞增殖或分化的转导通道中的第一个步骤是IGF-1或IGF-2(或超生理学浓度的胰岛素)结合于IGF-1受体(IGF-1R)。IGF-1R属于酪氨酸激酶生长因子受体家族(Ullrich等人，Cell61:203-212,1990)并且在结构上与胰岛素受体相似(Ullrich等人，EMB0J.5:2503-2512，1986)。流行病学研究建议，与IGF-1水平处于正常水平低端的个体相比，IGF-1正常水平的高端使癌危险增加，例如肺癌、乳腺癌、前列腺癌和结肠直肠癌。此外，有相当多的证据证明IGF-1和/或IGF-IR在体外和体内维持肿瘤细胞的作用。在以下肿瘤中IGF-1R水平有所升高肺肿瘤(Kaiser等人，/.Ca/zcerAes.C/i/z.toco/.119:665-668，1993;Moody等人，"尸e5We/2ces52:1161-1173，1993;Macauley等人，Cer組，50:2511-2517，1990)、乳腺肿瘤(Pollak等人，Ze",38:223-230，1987;Foekens等人，C講er紐49:7002-7009，1989;Arteaqa等人，/,C7/几/扁化84:1418-1423，1989)、前列腺和结肠肺瘤(Remaole-Bennet等人，/,A油cr/加/.淑a6.75:609-616，1992;Guo等人，6^"r,&ro/.102:1101-1108，1992)。IGF-1在前列腺上皮中的反常表达在转基因小鼠中引起肺瘤形成(DiGiovanni等人，彦.鹏97:3455-3460，2000)。另外，IGF-1似乎是人神经胶质瘤的自泌刺激物(Sandberg-Nordqvist等人，C露cr組53(11):2475-78，1993)，而IGF-1已经表明刺激过度表达IGF-1R的纤维肉瘤的生长(Butler等人，Cfl力cer^3s.58:3021-3027，1998)。关于IGF-1/IGF-1R相互作用在各种人肿瘤生长中所起作用的综述，参见Macaulay，/.Ca/cer，65:311-20，1992。使用IGF-1RRNA的反义表达栽体或反义寡核苷酸，已经表明用IGF-1R进行干涉引起IGF-1-介导的细胞生长受到抑制(参见例如，Wraight等人，^Z,"i'Wec力，18:521-526，2000)。生长还可以使用以下物质来抑制IGF-1的肽类似物(Pietrzkowski等人，^ro^力》"i/T.3:199—205，1992;Pietrzkowski等人，Ce".A/o厶12:3883-3889，1992),或表达对IGF-1RNA的反义RM的载体(Trojan等人，Sc/歸e259:94-97，1992)。另外，IGF-1R的抗体(Arteaga等人，Area"C羅.她7>6"迈，22:101-106，1992;和Kalebic等人，Ca/7"r54:5531-34，1994)和IGF-1R的显性失活突变体(Prager等人，^r7JcaAMJ91:2181-85，1994;Li等人，/.269:32558-2564，1994;Jiang等人，ft2coge/e18:6071-6077，1999)可以反转变形的表现型、抑制肿瘤发生和诱导转移性表现型的损失。IGF-1对于调节细胞凋亡同样重要。细胞凋亡是编程性细胞死亡，其涉及多种进化过程，包括免疫和神经系统成熟。除了在发育中的作用之外，细胞凋亡还已经作为针对肿瘤发生的重要的细胞保护措施(Williams,Cell65:1097-1098，1991;Lane，Nature362:786-787，1993)。凋亡程序的抑制可有助于恶性胂瘤的形成和进展。IGF上1通过在IL-3-依赖性造血细胞中的细胞因子退隐来保护免6于细胞凋亡(Rodriguez-Tarduchy，G.等人，J./迈層o厶149:535-540，1992),并且在Rat-1/mycER细胞中保护免于血清退隐(Harrington,E.等人，/.13:3286-3295，1994)。c-myc驱动的成纤维细胞的存活依赖IGF-1的论证提示，IGF-1受体在维持肺瘤细胞方面有重要的作用，具体地是通过抑制细胞凋亡，这是与IGF-l或IGF-IR的增殖作用不同的作用IGF-l对细胞凋亡的保护作用依赖于在细胞上存在有IGF-IR来与IGF-1相互作用(Resnicoff等人，CancerRes.55:3739-41，1995)。还通过使用IGF-1R的反义寡核甘酸进行的研究提供了对IGF-IR维持肿瘤细胞的抗凋亡功能的支持，所述研究确定了IGF-1R水平、细胞凋亡的程度和大鼠同基因肿瘤的致瘤潜能之间的数量关系(Rescinoff等人，CancerRes.55:3739-3741，1995)。已经发现过度表达的IGF-IR在体外保护胂瘤细胞免于依托泊苷诱导的细胞凋亡(Sell等人，^/zcerAw,55:303-06，1995)并且，更引人注目的是，IGF-IR水平降低到低于野生型水平在体内引起肿瘤细胞的大规模细胞凋亡(Resnicoff等人，C謹er組55:2463-69,1995)。一些研究提示IGF-IR的表达水平与临床结果相关。在肿瘤模型中，IGF-IR调节细胞增殖、存活和转移，并且i秀导对耙向治疗的抵抗性。抑制IGF-IR显著地增加胞毒剂的活性(Cohen，B.等人，Ca/2cer11(5):2063-73)。因此，抑制IGF-1R信号转导似乎是开发新的癌疗法的有前途的策略。上皮组织的恶性肺瘤是癌的最常见形式，并且引起大多数与癌有关的死亡。由于这些肿瘤的外科治疗的进展，死亡率越来越涉及早期转移和复发，这在最初诊断时经常是隐蔽的(Racila等人，Proc.^〃/jcsd.95:4589—94，1998;Pantel等人，/.y"〃Cs/icer91(13):1113-24，1999)。例如，一些器官的远距离解剖学部位使得在那些器官上的肿瘤不太可能在侵入相邻组织和生长到大于1cm之前被检测到。即使对于乳腺癌，通过乳腺摄影检测的小的乳腺癌砟瘤&1cm)已'经有12-37%在诊断时已经转移(ChadhaA，，Cancer73(2):350-3，1994)。循环肺瘤细胞("CTC")是在患有不同实体恶性肿瘤的患者的循环中存在的上皮来源的细胞。它们来源于原发肿瘤的克隆并且是恶性的。(参见Fehm等人，Ca/cer8:2073-84，2002)。在文献中已经有越来越多的证据表明CTC可以被认为是以下癌的癌症进展的独立it断(Beitsch&Clifford,^瓜/.i^rg.180(6):446-49，2000(乳腺癌)；Feezor等人，j"/2.。"co/.5T/i^.9(10):944-53，2002(结肠直肠癌)；Ghossein等人，"/ag".尸"力o/.8(4):165-75，1999(黑素瘤、前列腺癌、甲状腺癌)；Glaves，5二/.Ca/cer48:665-73，1983(肺癌)；Matsunami等人，^wz.S"/^.toco7.10(2):171-5，2003(胃癌);Racila等人，1998;Pantel等人，1999)。有许多理由使得循环肿瘤细胞的检测和计数对于病人监护是重要的。它们可以在原发肿瘤之前被检测到，因此允许早期的诊断。它们响应治疗而降低，因此，计数CTC的能力允许监控给定治疗方案的有效性。它们可在辅助性情况中用作工具来监控在没有可测量的疾病的患者中的复发。例如，发现在乳房切除术8-22年之后的乳腺癌患者中有36。/。存在有CTC，显然来自微小转移(单个肿瘤细胞沉积或赘生性细胞的非常小的聚簇)。Meng等人，Ca几紐10(24):8152-62，2004。另外，CTC可用于预测无进展的存活率(PFS)和总的存活率(0S)，因为已经证明了转移性癌患者中循环肿瘤细胞的存在/数量与PFS和0S都相关。参见例如，Cristofanilli等人，/.O腳厶23(1):1420—1430，2005;Cristofanilli等人，疋^2g厶/.W^f,351(8):781-791，2004。然而，仍需要比仅仅检测CTC更灵敏的快速的和可靠的测定法。
发明内容本发明涉及预测IGF-1R拮抗剂治疗在患者中的效力的方法，包括以下步骤a)从患者获得生物标本；b)制备样本，其中将生，舉与配体混合，所述配体特异性地与肿瘤细胞反应，以便基本上排除其它样本组分；c)使样品与特异性地结合上皮细胞的至少一种试剂接触；d)使样品与对于细胞上的胰岛素样生长因子受体(IGF-1R)有结合亲合力的试剂接触；和e)分析样品来决定表达IGF-1R的肿瘤细胞的存在，在样品中表达IGF-1R的肿瘤细胞的存在是患者中IGF-1R拮抗剂治疗的效力的预报。本发明还涉及监控患者中IGF-1R拮抗剂治疗在患者中的效力的方法，包括以下步骤a)从患者获得第一生物标本；b)制备第一样本，其中将第一生物标本与配体混合，所述配体特异性地与肿瘤细胞反应，以便基本上排除其它样本组分；c)使第一样本与特异性地结合上皮细胞的至少一种试剂接触；d)使第一样本与对于细胞上的胰岛素样生长因子受体(IGF-1R)有结合亲合力的试剂接触；e)分析第一样本，以测定表达IGF-1R的肿瘤细胞的存在和数量；f)对所述患者给予IGF-1R拮抗剂治疗；g)在给予IGF-1R拮抗剂治疗之后，从患者获得第二生物标本；h)从第二生物标本制备第二样本，其中将第二生物标本与配体混合，所述配体特异性地与肿瘤细胞反应，并且对第二样本进行步骤c)-e);和i)将笫一样本中的表达IGF-1R的肿瘤细胞数目与第二样本中的表达IGF-1R的肿瘤细胞数目进行比较，笫二样本中的数目较小表示IGF-1R拮抗剂治疗对所述患者的有效性。在优选实施方案中，IGF-1R拮抗剂治疗是抗-IGF-1R抗体。本发明进一步涉及用于筛查患者样本是否存在表达IGF-1R的循环肿瘤细胞的试剂盒，包括a)包括磁芯材料的有涂层的磁性纳米粒子、蛋白质基础涂层材料和特异性地结合于肿瘤细胞的特征决定簇的抗体，所述抗体直接或间接地连接于所述基础涂层材料;b)用于从分析中排除非肿瘤细胞的样本组分的细胞特异性染料；和c)对于IGF-1R具有结合亲合力的至少一种可检测的标记试剂-。为了使本发明的前述和其它目的、优点和特征在下文中变得显而易见，可以通过参考以下发明详述和随后的权利要求更清楚地理解本发明的性质。9图l是各种细胞系的IGF-lR-藻红蛋白染色的频率曲线的叠加。图2是标记的MCF-7乳腺癌细胞(A图)和T-24膀胱细胞(B图)的荧光显微图像的汇集。图3是可能的循环肿瘤细胞的荧光显微图像的汇集。图4是用抗-IGF-1R抗体治疗的四名患者的总的循环肿瘤细胞数目和IGF-lR-阳性的循环肿瘤细胞数目的图示。图5是用抗-IGF-1R抗体与多西他赛的组合治疗的四名患者的总的循环肿瘤细胞数目和IGF-1R-阳性的循环肿瘤细胞数目的图示。图6是用抗-IGF-1R抗体与紫杉醇和卡铂的组合治疗的四名患者的总的循环肿瘤细胞数目和IGF-lR-阳性的循环肿瘤细胞数目的图示。发明详述除非在本文中明确定义，涉及本发明使用的科学和技术术语具有本领域技术人员通常理解的含义。另外，除非上下文要求，单数的术语包括复数并且复数术语包括单数。在美国每年确诊超过1000,000的新的癌症病例；其中大约五分之一的死亡是由癌症或与其治疗相关的并发症引起的。有相当多的研究计划不断地针对改善这种疾病的治疗和诊断。大多数癌症患者不是被他们的原发肿瘤杀死；而是死于转移病变从原发肿瘤分出并且遍及身体传播的恶性细胞建立多重分布广泛的肿瘤集落，经常是传播到远的位置。不幸的是，转移性集落经常比原发肿瘤更难以检测和清除，并且经常是不可能成功地治疗它们的全部。恶性细胞转移的能力仍是癌症治疗的主要阻碍，并且其可由IGF-1受体促进。参见例如，Bahr等人，GrowthFactors23:1-14，2005。基于癌症和癌症转移的复杂性和多年来治疗癌症患者的挫折，许多努力已经开始针对开发诊断检查，来指导治疗和监控这种治疗对转移病变或复发的作用。这种检查可能可用于癌症筛查，代替相对粗糙的乳腺摄影或用于前列腺癌的手指直肠检验。考虑到已知IGF-1和IGF-1R与某些癌症的关系，进行了研究来评价抗-IGF-1R抗体对循环肺瘤细胞数目及其IGF-1R表达的影响，以及该抗体的临床效力。现在已经开发了可用于癌症的诊断和治疗的检测和计数表达IGF-1R的循环肿瘤细胞(IGF-lR-阳性CTC)的测定法，并且其优于涉及CTC的现有技术方法。所述测定法可有助于更好地理解IGF-1受体的生物学功能。例如，尽管已经假定IGF-1R水平升高对于触发肿瘤细胞侵袭性/转移性表现型来说是需要的，但是IGF-1R表达水平与转移可能性之间的关系尚未完全阐明。现在已经发现IGF-1R-阳性CTC计数高的患者似乎是具有更具侵袭性的肿瘤，如快速的疾病进展所证明的。因此，IGF-IR表达增加与转移可能性之间的可能的关系可能是将检测IGF-1R-阳性CTC作为不良结果的预报和/或治疗性介入的基础。最初，本发明的CTC-IGF-1R测定法可用于早期检测肿瘤，或者用于证实诊断。它们还可以用于评价预后。本发明的方法对于治疗计划也是有用的。已经发现在治疗之前具有IGF-lR-阳性循环肿瘤细胞的患者很可能响应IGF-IR拮抗剂治疗，而没有所述循环肿瘤细胞的患者不响应。通过在开始任何治疗之前筛查患者的IGF-lR-阳性抗体，有可能预先选择很可能响应于IGF-IR拮抗剂治疗的群体并且因此设计治疗方案。CTC-IGF-1R测定法作为抗-IGF-1R抗体的生物标志物的可能应用可以包括鉴定最佳的生物学剂量、选择剂量和治疗方案和确定治疗持续时间。已经发现在血液中的IGF-lR-阳性CTC水平变化与化学疗法和临床状态之间具有好的相关性。考虑到这些相关性，还有可能使用本发明的测定法来评价患者对治疗的响应或疾病进展。测量循环肿瘤细胞上的IGF-1受体提供了真实的药效学(PD)终点。一旦开始治疗，测量肿瘤细胞上的IGF-1R可用于测定是否已经实现靶的最大抑制而没有达到最大耐受剂量(MTD)。逑《以监控对已知治疗的抵抗性的形成。本ii发明的另外的优点在于，可以通过测量CTC比常规方法更频繁地测定药物的效果。最后，本发明的方法还可以用于检测胂瘤的复发，即使在没有临床症状的存在下亦如此。本发明的方法可用于与非血液学恶性肿瘤的诊断和/或治疗结合，所述非血液学恶性肺瘤包括乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌、肺癌和结肠癌，特别是非小细胞肺癌(NSCLC)和激素难治疗的前列腺癌(HRPC)。对多肿瘤类型的患者进行筛查表明，在HRPC患者中频繁地检测到CTC和IGF-lR-阳性CTC。在HRPC中鉴定这些细胞具有预后或治疗方面的意义。事实上，在先前的研究中，发现CTC的存在是HRPC患者中存活率的最有意义的参数预报(Moreno等人，Urology65:713-718，2005)。多重研究已经确立了IGF-1R在前列腺癌形成中的作用，并且体外数据显示，IGF-1R表达和/或活性的增加与激素难治疗的表现型的进展有关(Hellawell等人，CancerRes.，62:2942—2950，2002;Chott等人，J瓜/.户"力o7.155:1271-1279，1999)。在本文描述的一项研究中，被认为是IGF-1R阳性(即，检测到至少一种IGF-1R-阳性CTC)的HRPC患者在登记时具有比没有可检测的CTC的那些患者更高的血清PSA中值水平。此外，PSA水平和CTC和IGF-1R-阳性CTC计数在治疗响应或疾病进展过程中平行地改变。以前已经表明具有进行性转移性HRPC的患者的CTC计数比先前疾病组的那些显著更高，并且在两名患者中报告了在用多西他赛初步治疗一周之后CTC计数降低(Moreno等人，2005，同前)。然而，这两名患者都发生了进展，尽管给予了另外的多西他赛剂量，但仍表现出CTC计数和PSA水平升高。本文所述的研究提示，只有CTC计数的持续降低才与HRPC中的治疗响应相关。因此，CTC计数可以提供独立于PSA水平的预后信息。重要的是，临床前数据表明，PSA响应抗-IGF-1R治疗的改变反映了前列腺肿瘤生长的变化(Wu等人，Ca"cei^es.11:3065-3074，2005)。还已经发现，对组合的抗-IGF-1R抗体和多西他赛治疗有响应的比例在研究录入时具有可检测辨I'GF-lR-怍性CTC的那些患者中比在其中没有检测到这些细胞的那些患者中更高。此外，在IGF-IR-CTCPetrylak等人，/.Cer98:516-521，2006)。这些数据暗示了IGF-IRCTC计数用于鉴定可以受益于抗-IGF-lR治疗的HRPC患者的可能应用。本发明的方法可用于设计和/或监控使用抑制IGF-1R信号转导的各种化学治疗化合物进行的治疗。特别优选的是抗-IGF-lR抗体，例如在美国专利7，037，498和美国专利申请公布2005/0069539中描述的那些。其它优选的抗-IGF-lR抗体包括F-50035和MK-0646(PierreFabre/Merck);19D12(Schering-Plough);R1507(Roche/G函ab);EM-164/AVE-1642(Imm画gen/Sanofi-Aventis);IMC-A12(ImCloneSystems);AMG479(Amgen);以及在国际专利申请W02006/069202、美国专利申请公布2005/0147612、美国专利申请公布2005/0084906、美国专利申请公布2005/0249730、美国专利申请公布2004/0018191、美国专利申请公布2005/0136063、美国专利申请公布2003/0235582、美国专利申请公布2004/0265307、美国专利申请/>布2004/0228859、美国专利申请7〉布2005/0008642、欧洲专利申请1622942、美国专利申请公布2003/0165502和美国专利公布2005/0048050中描述的抗体。适合用于本发明的分子的其它类别包括特异性地结合于IGF-1R的肽适配体、反义寡核苷酸IGF-1R调节剂；和小分子的IGF-1R抑制剂。优选的小分子的IGF-1R抑制剂包括OSI-906(OSIPharmaceuticals);AEW-541(Novartis);BMS-536924和BMS-554417(Bristol-MyersSquibb);I腿-18(I謂ed);AG-1024(Pfizer);XL228(Exelixis);苦鬼臼脂素；以及在国际专利申请WO2004/043962和WO2004/054996中披露的那些。如以下更具体地阐迷的，本发明的方法包括从患者样本选择性除去具有某些抗原活性部点的细胞。用于这种选择性除去的方法和装置为本领域技术人员公知的。参见銜啦，美咽专利4,551,435、4，795，698、4,925,788、5，108，933和5，200，084和美国专利申请公布2004/0157271。在优选实施方案中，所关心的细胞是使用铁磁流体从患者样本免疫磁性分离的。铁磁流体包含在胶态悬浮体中的微小的》兹性粒子，其流动可以由磁铁或磁场控制。为了更好地理解本发明，给出以下实施例。这些实施例只是用于说明的目的，不应将其看作是以任何方式限制本发明的范围。具体实施方式实施例在本文中给出的实施例中，从人受试者的多个部位取得血样到CELLSAVEPreservativeTubes(Immunicon，HuntingdonValley,PA)中，所述CELLSAVEPreservativeTubes为包含细胞防腐剂以保持细胞形态和细胞表面抗原表达的排空的1OmL抽血管。将样本保持在室温并且在血液收集的72小时内如上所述处理。使用实体瘤反应评价标准(ResponseEvaluationCriteriainSolidTumors)(RECIST)放射性评价患者对治疗的响应(参见Therasse等人，J.yV^,/Ca/zcer//2".92:205-216，2000),或者，在HRPC治疗的响应(参见Bubley等人，J.Clin.Oncol.17:3461-3467，1999)。实施例1IGF-IR循环肿瘤细胞测定法的开发细胞培养和细胞掺入示踪剂(spiking):在包含补充有10%FCS的RPMI-1640细胞培养基的烧瓶中培养乳腺癌细胞系MCF-L前列腺细胞系PC3-9、膀胱细胞系T-24和造血细胞系CEM，并且随后使用胰蛋白酶收获细胞。只有在通过台盘蓝染料排除试验评价细胞悬液的细胞存活力超过90°/。时才使用所述细胞悬液。为了测定实际的细胞数，将细胞的50juL等分试样透化处理并且通过加入包含0.G5。/。皂苷和与最终疾度为0.5jug/ml的藻红蛋白(PE)缀合的i(5pl抗细胞角蛋白单克隆抗体的200ji1PBS进行荧光标记。在室温培养15分钟之后，加入200M1緩冲液和包含总计大约20,000个小珠的20|li1荧光小珠(Beckman-Coulter,Inc.,Miami,FL)。将只含小珠的双份的管在流式细胞计数器(FACSCalibur,BDBiosciences,SanJose,CA)上运行，直到100%的样品被吸出。这样提供了存在于20p1中小珠数目的精确估计值。然后在流式细胞计数器上一式三份检测实验管，直到在每个管中计数到10，000个小珠。使用已知的每单位体积的小珠数，测定细胞的浓度。对于IGF-1R检测，估计在7.5mL血液中掺入示踪剂的细胞数为130到220个。CTC的分离和计数制备用于从血液分离细胞的样本并且使用CELLTRACKS系统(Immunicon，HuntingdonValley,PA)进行分析，所述CELLTRACKS系统包括CELLTRACKSAUTOPREP系统、试剂盒和CELLSP0TTER分析仪。CELLTRACKSAUTOPREP系统是用于稀疏细胞检测的自动的样品制备系统。所述试剂盒包括涂有免疫磁性富集细胞的抗体的铁磁流体；荧光结合的抗体(与分别用于标记上皮细胞和白细胞的PE和别藻蓝蛋白(APC)结合的抗体)；细胞核染料；用于洗涤、透化和再悬浮细胞的緩冲液的混合物。为丁检测癌细胞，将7.5mL血液与涂有针对肿瘤相关抗原EpCAM(上皮细胞粘着分子、或上皮细胞表面抗原)的抗体的铁磁流体混合。在免疫磁性富集之后，将识别细胞角蛋白4、5、6、8、10、13、18和19的异硫氰酸荧光素(FITC)-标记的抗体，识别白细胞抗原CD45的APC-标记的抗体，识别IGF-1R的PE-标记的抗体，和核酸染料4'，6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)与透化緩冲液一起加入，以便荧光标记所述免疫磁性标记的细胞。在系统上进行培养之后，重复磁力分离并且吸出过量的染色剂。在最后的处理步骤中，将细胞再悬浮在MAGNESTCellPresentationDevice(I,nicon，HuntingdonValley,PA)中。这个装置包括一个腔室和两个磁铁，所述磁铁使免疫磁性标记的细胞定向，以便使用荧光显微镜进行分析。将MAGNEST置于CELLSPOTTER分析仪上，所述CELLSP0TTER分析仪为四色半自动荧光显微镜。抓拍覆盖四个荧光滤光器立方体中的每一个的盒体(cartridge)的整个表面的图像画面。包含满足预定标准的对象的抓拍图像自动地呈现在能上网的浏览器中，由操作者从中进行最后的细胞选择。定义为CTC的对象的标准包括圆形到椭圓形的形态、可见的细胞核(DAPI阳性)、细胞角蛋白阳性染色和没有CD45表达(通过阴性CD45-APC染色测定的)。细胞计数的结果总是表示为每7.5mL血液中的细胞数目。选择IGF-1R抗体和在肿瘤细胞系上检测IGF-1R:在来自乳腺癌细胞系MCF-7细胞的细胞上滴定抗IGF-1R抗体1H7(PE缀合物；BDBiosciences,SanJose，CA)和33255.Ill(R&DSystems,MinneapolisMN)。交叉阻断实验显示没有抑制，表明这些抗体结合于IGF-IR的不同的和非竟争性的抗原决定部位。使用CP-751,871人抗-IGF-lR抗体(PfizerInc.;参见美国专利7，037，498)进行的交叉阻断实验表明，抗体33255.Ill完全地被基本上等摩尔量的CP-751,871阻断，不能结合细胞。相反，1H7抗体表现出在CP-751,871的存在下结合没有受到抑制。这些数据显示，33255.Ill和CP-751,871结合于相同或相关的抗原决定部位。因为1H7抗体对IGF-1R的结合没有在CP-"l，871的存在下被阻断，选择1H7用于进一步的评价。通过用PE标记的抗-IGF-1R抗体1H7染色随后进行流式细胞计数来评价造血细胞系CEM、前列腺癌细胞系PC3-9、膀胱细胞系T-24和MCF-7乳腺癌细胞系上的抗原密度。图l表示各种细胞系的IGF-1R-PE染色的频率曲线的叠加。CEM细胞的染色与对照相似，因此，IGF-IR密度低于检测极限。可以从背景分辨PC3-9细胞的IGF-1R-PE染色，并且T24和MCF-7细胞明显地具有更亮的染色。通过用具有已知数量PE分子的小珠校准流式细胞计数器来得到对抗原密度的估计值。PC3-9细胞上的IGF-IR密度为约10，000IGF-1R抗原，T-24上为约50,000IGF-IR抗原，MCF-7细胞上为约1，000，000IGF-IR抗原。IGF-IR测定法表征使用CELLTRACKS系统的标准的CTC测定法使用PE来检测在上皮来源的细胞上存在的细胞角蛋白，使用APC来检溯遷血来源的细胞上存在的CD45,和使用FITC来樘铡被定义为嘲胞16角蛋白阳性的、CD45-阴性的有核细胞的CTC上的被分析物特异性试剂。用于使用FITC标记抗体检测抗原的CELLSPOTTER分析仪s的目前的检测极限为约每细胞大约100，000抗原。为了增加这个灵敏度，对CTC测定法进行重新配置，以便降低IGF-IR检测的检测极限。用FITC标记在上皮细胞上以高密度表达的细胞角蛋白，其允许使用PE标记的抗-IGF-1R抗体。在单独的实验中，将130到200个PC3-9、T-24或MCF-7细胞掺入7.5mL血液中并且用新配置的染色剂进行准备。在制备之后，将样品在CELLSPOTTER分析仪上扫描。所述分析仪被重新配置为使得为用户提供细胞角蛋白FITC-阳性的、有核的DAPI-阳性的结果作为CTC候选物。在图2的A图中，表示了从7.5mL血液回收的MCF-7细胞的典型实例。顶行表示明显表达IGF-1R受体的3个MCF-7细胞的聚簇，紧挨着合成图像的检验记号表明操作者将该细胞分类为CTC,紧挨着表示IGF-1R染色的图像的检验记号表明操作者将这些CTC分类为表达IGF-1R的CTC。在A图中所示的所有细胞都明显地表达IGF-1R受体。在掺有MCF-7细胞的得自十六名健康个体的血液中，回收的MCF-7细胞有80.6%(SD7.7)被分类为表达IGF-1R的CTC。在图2的B图中，表示了从7.5mL血液回收的T-24细胞的典型实例。与MCF-7细胞的IGF-1R染色相比，四个T-24细胞的IGF-1R表达明显更加模糊，并且操作者只将底部的两个细胞分类为表达IGF-1R受体的CTC。在掺有T-24细胞的得自六名健康个体的血液中，回收的MCF-7细胞有13.6%鹏.9)被分类为表达IGF-1R的CTC。在掺有PC3-9细胞的得自六名健康个体的血液中，回收的MCF-7细胞有3.8%(SD6.O)被分类为表达IGF-1R的CTC。这些数据为转移性癌患者的CTC上的IGF-1R抗原密度提供指导，其需要通过这个测定法来检测。转移性癌中的CTC上的IGF-1R表达在得自139名健康个体的7.5mL血液中，实际上不含CTC(在135名个体中为0CTC，在4名个体中为1CTC)。为了检验是否可以确实地在转移性癌患者中的CTC上检测HF-l及，对得自50名患者的血样进行检验。在7.5齓血液中，在50名患者中的11名(22%)中检测到CTC。在这50名患者中，18名患有乳腺癌并且在28%中检测到了CTC,13名患有结肠直肠癌并且在31%中检测到了CTC，3名患有前列腺癌并且在33%中检测到了CTC，12名患有肺癌并且在8%中检测到了CTC，在患有卵巢癌的4名患者中没有检测到CTC。检测的CTC的实例表示在图3中。在该图中表示了八个CTC候选物。事件1、事件4、事件5、事件7和事件8被分类为CTC，只有第1和4行的CTC被分类为表达IGF-1R的CTC。指出的是，在第5和7行中的CTC可以观察到可能的IGF-1R染色，但是认为这不足以将其分类为IGF-1R阳性CTC。表1表示在具有CTC的ll名患者中检测到的CTC数目、表达IGF-1R的CTC数目和表达IGF-1R的CTC的比例。在11名患者中的8名(91°/。)中检测到表达IGF-1R的CTC。然而，表达IGF-1R的CTC的比例变化很大。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>实施例2在抗-IGF-lR抗体的l期剂量-确定研究中在CTC上的IGF-R表达研究1是用f剂量确定的1期研究，其设计用于确定如美闺夸剩-1R抗体在晚期实体瘤患者中的安全性和耐受性。在这项研究中，每21天给予3-20mg/kg剂量的抗-IGF-1R抗体治疗(21天周期)。为了评价用抗-IGF-lR抗体进行治疗对这些患者中的CTC和表达IGF-1R的CTC的数目的影响，在每个21天治疗周期的筛选时、在剂量给药前1天和研究的第8天抽取血样。在患者无论何时由于疾病进展退出该研究时取得另一个样本。有26名患者提供了用于在研究过程中计数CTC的血样。在26名患者中有16名(61%)在研究过程中的某一时间点具有一个或多个CTC(剂量给药前或治疗过程中)。在研究过程中的某一时间点检测到CTC的16名患者中有3名没有检测到IGF-1R-阳性CTC。在两种情况中，在7.5niL血液中只检测到一个CTC。将CTC和IGF-1R-阳性CTC的水平相对于时间绘图并且观察对抗-IGF-1R抗体治疗的响应的几种模式。在图4中描绘了四个实例。在A图中，表示了得自用6mg/kg抗-IGF-1R抗体的单剂量治疗的患者的CTC计数。在这名患者中，在用抗-IGF-1R抗体治疗的第8天，CTC和IGF-1R-阳性CTC的数目降低，并且在第15天不再可检测到，然后在第2周期开始之前重现。在B图中，表示了得自用10mg/kg抗-IGF-1R抗体的单剂量治疗的患者的CTC计数。在治疗的8和15天CTC有轻微的减少之后，随着患者中断研究，CTC和IGF-1R-阳性CTC的数目随时间增加。通过CT扫描确定这名患者出现了疾病进展。在C图中，表示了得自用单剂量的20mg/kg抗-IGF-lR抗体治疗的患者的CTC计数。除了在给予所述剂量15天之后出现的CTC峰之外，CTC和IGF-1R-阳性CTC数量未受影响。D图表示得自用单剂量的3mg/kg抗-IGF-1R抗体治疗的患者的CTC计数，其中几乎所有检测到的CTC都表达IGF-1R。在患者中断研究时发现CTC增加。随这些数据的一个可能的解释是，这些患者中的大多数循环肿瘤细胞都表达IGF-1R，并且用抗-IGF-1R抗体进行治疗似乎是阻断了保存CTC所需的存活信号。或者，抗-IGF-1R抗体的作用可能是直接地针对肿瘤质量，抑制CTC的迁移。尽管有易变性，但是观察到在剂量给药后的CTC和IGF-1R-阳性CTC数目减小以及在结束治疗周期时循环细胞数目的反弹。在研究后的随访中也观察到CTC和IGF-1R-阳性CTC数目的增加。这些数据支持了CTC和CTC-IGF-1R测定法在监测对抗-IGF-1R抗体的生物学响应和临床响应中的作用。实施例3在抗-IGF-lR抗体与多西他赛组合的研究中的CTC上的IGF-IR表达研究2是用如美国专利7，037，498所述的完全的人抗-IGF-2R抗体与多西他赛(TAXOTERE)的组合在晚期实体瘤患者中的剂量确定的lb期研究。在第1天和第22天将多西他赛和抗-IGF-IR抗体分别以75mg/m2和0.1-10mg/kg的剂量给药。有27名患者提供了用于计数CTC的血样，包括19名激素难治疗的前列腺癌(HRPC)患者。在每个周期的剂量给药前第l天和第8天收集CTC样本。27名患者中有19名(70%)在研究过程中在某一时间点具有一个或多个CTC。在研究的某一时间点检测到CTC的十九名患者中，只有一名没有检测到IGF-1R-阳性CTC。有趣的是，在这名患者的所有的5次CTC评价中，都检测到CTC，但是没有检测到IGF-1R-阳性CTC,表明这名患者肿瘤位点本身不能表达IGF-1R。在大多数患者中观察到响应于治疗的CTC数目减少。将CTC和IGF-1R-阳性CTC相对于时间绘图并且观察对抗-IGF-1R抗体治疗的响应的几种模式。在图5中描绘了四个实例。A图描绘在用10mg/kg抗-IGF-IR抗体和75mg/m2的多西他赛(21天周期)治疗的激素难治疗的前列腺癌患者中的CTC和IGF-lR-阳性CTC数目。在治疗之后，CTC的总数减少，反映了对联合治疗的反应。得自这名患者的PSA值证实了对治疗的临床反应。另外，在这名患者中，在抗-IGF-lR抗体/多西他赛治疗之前，大约50%的CTC原来是IGF-1R-阳性的；IGF-1R-阳性CTC的数目随着治疗迅速地减少。因为抗-IGF-1R抗体的生物学效应是诱导IGF-1R的向下调节，这些数据支持了CTC和CTC-IGF-1R测定法在监控抗-IGF-1R抗银的嗨床和生々物学(生物标志物)活性中的可能的20作用。B图描绘了CTC和IGF-1R阳性CTC数目发生类似减少的患者。C和D图描绘了其中在给予每个剂量之后CTC和IGF-1R-阳性CTC数目减小但是每次都反弹的两名患者。两名患者都用低剂量的抗-IGF-lR抗体治疗(分别为0.8和3mg/kg)。加入研究2的在登记时具有至少一个可检测的IGF-lR-阳性CTC的HRPC患者具有比IGF-1R-CTC阴性的那些(n-8,PSA中位值为92ng/mL)更高的PSA水平(n=10，PSA中位值为475ng/mL)。由于遗漏样本，不可能在两名患者进行评价。尽管有明显更高的肿瘤负荷，在登记时为IGF-1R-CTC阳性的患者以比IGF-1R-CTC阴性的那些(8名中的2名)更高的比例(10名中有6名)以PSA标准响应，并且总的说来，对多西他赛和抗-IGF-1R抗体的组合响应更早。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>在研究登记时没有检测到CTC的8名患者中，有6名对治疗无反应，并且实际上它们中的3名在疾病进展时经历了CTC和IGF-IR-阳性CTC计数的增加。最后，用多西他赛和抗-IGF-1R抗体治疗的检测到CTC但是没有检测到IGF-IR-阳性CTC的一名HRPC患者对联合治疗没有反应。其CTC计数的减小也是暂时的(l个周期)。在表3中，显示了研究2中HRPC患者的患者最好反应的概要。在开始治疗前没有在7.5niL中检测到IGF-lR-阳性CTC的8名患者中有2名(25%)表现出对治疗的部分反应，而在7.5fflL中有〉l个IGF-1R-阳CTC的11名患者中有6名(55%)表现出部分反应。这些数据强有力地支持了如下的概念，即，CTC-IGF-1R测定法可用于确定患者可受益于抗-IGF-lR抗体治疗，以及用于确定最佳剂量和决定治疗持续时间。表3研究2中的IGF-lR-阳性循环肿瘤细胞和患者最好反应<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>计=2PR/8忠者PD=疾病进展；SD=疾病稳定；PR=部分反应实施例4将抗-IGF-lR抗体与紫杉醇和卡钿组合的研究中在CTC上的IGF-IR表逸研究3是用如美国专利7,037,498所述的完全的人抗-IGF-3R抗体与紫杉醇(TAX01)和卡铂(PARAPLATIN)的组合在晚期实体瘤患者中的lb期研究。紫杉醇、卡铂和抗-IGF-1R抗体的剂量分别是200mg/m2、6AUC和0.05-10mg/kg。41名患者提供了用于计数CTC的血样。在每个周期的剂量给药前第1天和第8天收集血样。41名患者中有21名(51%)在舒寇逸程中的某一点具有一个或多个CTC,而41名患者中有IO名(24%)在给予第一剂量之前具有一个或多个CTC。41名患者中有16名(39%)在研究过程中的某一点具有一个或多个IGF-lR-阳性CTC，而41名患者中有8名(20%)在给予第一剂量之前具有一个或多个IGF-1R-阳性CTC。参加研究的一名HRPC患者在研究登记时具有大的CTC数目(71CTC和15IGF-lR-阳性CTC)，所述数目响应于治疗而减小(在治疗第21天为21CTC和2IGF-1RCTC)。将CTC和IGF-1R-阳性CTC水平相对于时间绘图并且观察响应治疗的几种模式。在图6中描绘了四个实例。A图表示得自在参加研究时具有极低CTC数目的患者的数据在用紫杉醇/卡铂和0.05mg/kg的抗-IGF-1R抗体治疗6个周期和随后用3mg/kg的抗-IGF-lR抗体治疗2个另外的周期之后，该患者不再对治疗有反应。这种临床反应的缺少涉及CTC和IGF-1R-阳性CTC数目的显著增加。通过CT扫描证实了这名患者的疾病进展。在B图中，数据得自在研究过程中CTC和IGF-1R-阳性CTC具有类似的增长模式的患者。在C和D图中，显示两名患者在开始治疗之前的CTC。所述患者分别接受1.5和6mg/kg的抗-IGF-1R抗体。在患者接受抗-IGF-lR治疗时，IGF-1R-阳性细胞的数目似乎是降低的(C图)或保持低的(D图)。这些数据进一步支持了CTC和CTC-IGF-1R测定法在监控对抗-IGF-lR抗体治疗的作用和抵抗性形成中的可能的作用。尽管已经在本文中描述了本发明的目前优选的实施方案，但是对于本发明所属
技术领域：
的路上人员显而易见的是，可对所述的实施方案进行改变和修饰而不脱离本发明的精神实质和范围。因此，意在本发明只受随后的权利要求和法律的适用条款所要求的程度的限制。权利要求1.用于预测患者中IGF-1R拮抗剂治疗在患者中的效力的方法，包括以下步骤a)从患者获得生物标本；b)制备样本，其中将所述生物标本与配体混合，所述配体特异性地与肿瘤细胞反应，以便基本上排除其它样本组分；c)使所述样品与特异性地结合上皮细胞的至少一种试剂接触；d)使样品与对于细胞上的胰岛素样生长因子受体(IGF-1R)有结合亲合力的试剂接触；和e)分析样品，以便确定表达IGF-1R的肿瘤细胞的存在，样品中表达IGF-1R的肿瘤细胞的存在是IGF-1R拮抗剂治疗在所述患者中的效力的预报。2.权利要求1的方法，另外包括测定表达IGF-1R的肿瘤细胞的数目的步骤。3.权利要求1的方法，其中将可以特异性地与肿瘤细胞反应的配体偶联于第一可检测标记，将特异性地结合上皮细胞的试剂偶联于第二可检测标记，并且对于IGF-1R有结合亲合力的试剂偶联于第三可检测标记，第一、第二和第三可检测标记是不同的，并且其中至少一种试剂特异性地结合细胞角蛋白。4.权利要求1的方法，其中所述配体特异性地结合肿瘤细胞上的上皮细胞粘着分子。5.权利要求1的方法，另外包括向样品加入细胞特异性染料的步骤，以便从分析中排除残余的无核细胞和细胞碎片。6.权利要求1-5中任一项的方法，其中通过选自以下的至少一种方法来分析标记的肿瘤细胞多参数流式细胞计数法、免疫荧光显微术、激光扫描细胞计数、基于亮视野的图像分析、毛细管容量分析、光谱图像分析、手动细胞分析、CELLSPOTTER分析和自动细胞分析。7.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述样品是免疫磁性样本，其包括与偶联于配体的磁性粒子相混合的生物标本，并且所述方法另外包括使所述免疫磁性拜本经过磁场的步骤，使得免疫磁性样本变为富集肿瘤细胞的悬浮液。8.权利要求7的方法，其中所述磁性粒子是胶态的。9.用于监控患者中IGF-1R拮抗剂治疗在患者中的效力的方法，包括以下步骤a)从患者获得笫一生物标本；b)制备第一样本，其中将第一生物标本与配体混合，所述配体特异性地与肺瘤细胞反应，以便基本上排除其它样本组分；c)使第一样本与特异性地结合上皮细胞的至少一种试剂接触；d)使第一样本与对于细胞上的胰岛素样生长因子受体(IGF-1R)有结合亲合力的试剂接触；e)分析第一样本，以测定表达IGF-1R的肿瘤细胞的存在和数量；f)对所述患者给予IGF-1R拮抗剂治疗；g)在给予IGF-1R拮抗剂治疗之后，从患者获得第二生物标本；h)从笫二生物标本制备第二样本，其中将第二生物标本与配体混合，所述配体特异性地与胂瘤细胞反应，并且对第二样本进行步骤c)-e);和U将第一样本中的表达IGF-1R的肿瘤细胞数目与第二样本中的表达IGF-1R的肿瘤细胞数目进行比较，第二样本中的数目较小表示IGF-1R拮抗剂治疗对所迷患者的有效性。10.权利要求9的方法，其中所述配体特异性地结合于肿瘤细胞上的上皮细胞粘着分子。'11.权利要求9的方法，其中将可以特异性地与肿瘤细胞反应的配体偶联于第一可检测的标记，将特异性地结合上皮细胞的试剂偶联于第二可检测标记，并且对于IGF-1R有结合亲合力的试剂偶联于第三可检测标记，第一、第二和第三可检测标记是不同的。12.权利要求9-11中任一项的方法，其中通过选自以下的至少一种方法来分析标记的肿瘤细胞多参数流式细胞计数法、免疫荧光显微术、激光扫描细胞计数、基于亮视野的图像分析、毛细管容量分析、光谱图像分析、手动细胞分析、CELLSPOTTER分析和自动细胞分析。13.权利要求9-11中任一项的方法，其中所迷样品是免疫磁性样本，其包括与偶联于配体的磁性粒子相混合的生物标本，并且所述方法另外包括使所述免疫磁性样本经过磁场的步骤，使得免疫磁性样本变为富集肿瘤细胞的悬浮液。14.权利要求13的方法，其中所述磁性粒子是胶态的。15.前述权利要求中任一项的方法，其中所述IGF-1R拮抗剂治疗包括抗-IGF-1R抗体。16.用于筛查患者样本是否存在表达IGF-1R的循环肿瘤细胞的检验试剂盒，包括a)包括磁芯材料的有涂层的磁性纳米粒子、蛋白质基础涂层材料和特异性地结合于肿瘤细胞的特征决定簇的抗体，所述抗体直接或间接地连接于所述基础涂层材料；b)用于从分析中排除不同于肿瘤细胞的样本组分的细胞特异性染料；和c)对于IGF-1R具有结合亲合力的至少一种可检测的标记试剂。17.权利要求16的检测试剂盒，另外包括用于分析表达IGF-1R的循环胂瘤细胞的装置。全文摘要本发明公开了用于检测、计数和分析表达胰岛素样生长因子-1受体(IGF-1R)的循环肿瘤细胞的方法。这些方法可用于癌症筛选和分级、开发治疗方案和用于监控治疗反应、癌症复发等。还提供了促进这种循环肿瘤细胞的检测、计数和分析的检验试剂盒。文档编号G01N33/50GK101600966SQ200780027121公开日2009年12月9日申请日期2007年5月29日优先权日2006年6月2日发明者A·瓜尔贝托,C·L·梅尔文,D·A·钱尼斯,L·M·罗伯茨,L·W·M·M·特斯塔潘,M·C·康奈利,M·I·雷伯莱特申请人:辉瑞产品公司;维利迪克斯有限责任公司