用于放射疗法的生物标志物的制作方法
【专利说明】用于放射疗法的生物标志物
[0001] 相关专利申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年3月15日提交的美国临时专利申请第61/800, 011号的优先 权权益，其全部内容通过引用并入。
【背景技术】
[0003] 还没有已证明足以用于临床上将患者分类到可以用放射疗法差异治疗的组中的 经过验证的蛋白质印记。多种因素决定肿瘤生物学并且由此影响癌症患者的预后和生存结 果。TGF-β是多能细胞因子，其对于正常组织的内平衡是重要的、调节炎性和免疫反应以及 控制增殖和分化。TGF-β表现为在促进上皮间质转化（EMT)(-种导致提高的运动性和侵 袭的过程）中是关键的。由于TGF-β的这些致癌性质，几种TGF-β信号传导抑制剂处于 癌症治疗的临床前和临床试验中。放射疗法是癌症治疗的基石。有大量证据表明TGF-β 在对电离辐射的反应中起重要作用。TGF-β在被照射的组织中激活并在放射诱导纤维化的 发展中起到关键的作用。
[0004] 发明概述
[0005] 本公开提供可用于诊断和治疗受试者中的肿瘤或癌症的生物标志物。本公开还提 供治疗具有本文描述的一种或多种生物标志物的改变的（即提高的或降低的）水平的受试 者中的肿瘤的方法。在一些实施方式中，描述了用于治疗肿瘤的方法，其中一种或多种生物 标志物的水平提高且另一种生物标志物的水平降低。本公开还提供基于本文描述的生物标 志物的表达水平诊断或鉴别需要治疗的受试者的方法。在一些实施方式中，治疗包括向受 试者施用电离辐射。
[0006] 在一个实施方式中，治疗包括如果本文描述的一种或多种生物标志物的水平在肿 瘤环境中发生改变，向受试者施用增加剂量的电离辐射，其中电离辐射的剂量与用于在肿 瘤环境中生物标志物的水平未改变的受试者的标准治疗比较是增加的。或者，治疗可以包 括与药学上有效量的抗癌剂联合施用与标准治疗相同或类似剂量的电离福射。例如，在一 些实施方式中，如果受试者已经用电离辐射进行治疗，则施用给肿瘤或受试者的电离辐射 的量保持在当前治疗剂量和/或间隔，且如果本文描述的一种或多种生物标志物的水平在 肿瘤环境中发生改变，则施用抗癌剂。
[0007] 在一个方面，该方法包括如果本文描述的生物标志物的水平在肿瘤环境中发生改 变，则改变标准放射治疗方案。在一些实施方式中，标准放射治疗方案通过增加施用给肿瘤 的电离辐射的剂量来改变。在一些实施方式中，标准放射治疗方案通过电离辐射剂量的低 分割（hypofractionation)或超分割（hyperfractionation)来改变。在一些实施方式中， 标准放射治疗方案通过进一步向受试者施用抗癌剂或TGF-β抑制剂来改变。
[0008] 在一些实施方式中，该方法包括如果选自⑶44、ΜΜΡ9、ALDH1A1、波形蛋白、透明质 酸（Hyaluronan)、β -连环蛋白、MFG-E8和⑶68的生物标志物的水平在肿瘤环境中发生改 变，则改变标准放射治疗方案。如果与正常（即非患病的）或对照组织中生物标志物的水 平比较，其水平提高或降低，则生物标志物的水平发生改变。
[0009] 在一些实施方式中，该方法包括如果CD68的水平在肿瘤环境中提高，则改变标准 放射治疗方案。在一些实施方式中，该方法包括如果CD44的水平在肿瘤环境中提高，则改 变标准放射治疗方案。在一些实施方式中，该方法包括如果CD44的水平在肿瘤环境中提高 且MFG-E8的水平在肿瘤环境中降低，则改变标准放射治疗方案。
[0010] 在一些实施方式中，通过增加施用于肿瘤的电离辐射的剂量改变标准放射治疗方 案。在一些实施方式中，通过低分割改变标准放射治疗方案。在一些实施方式中，通过超分 割改变标准放射治疗方案。
[0011] 在一些实施方式中，治疗还包括向受试者施用抗癌剂。在一些实施方式中，抗癌剂 是化学治疗剂、辐射敏化剂或免疫调节剂。在一些实施方式中，治疗进一步包括向受试者施 用TGF-β抑制剂。在一些实施方式中，TGF-β抑制剂是中和或抑制TGF-β功能的抗体或 小分子。在一些实施方式中，TGF-β抑制剂抑制TGF-β的产生。
[0012] 在一个实施方式中，该方法包括：
[0013] (i)向受试者施用增加剂量的辐射，其中辐射的剂量与向CD68的水平在肿瘤环境 中不升高的受试者施用的剂量相比是增加的；或
[0014] (ii)将与施用给在肿瘤环境中不具有升高的CD68水平的受试者的剂量类似的辐 射剂量与药学上有效量的抗癌剂结合施用于受试者，
[0015] 从而治疗受试者的肿瘤。
[0016] 在一个实施方式中，该方法包括：
[0017] (i)向受试者施用增加剂量的辐射，其中辐射的剂量与向在肿瘤环境中不具有升 高的CD44水平的受试者施用的剂量相比是增加的；或
[0018] (ii)将与施用给在肿瘤环境中不具有升高的CD44水平的受试者的剂量类似的辐 射剂量与药学上有效量的抗癌剂结合施用于受试者，
[0019] 从而治疗受试者的肿瘤。
[0020] 在一些实施方式中，本公开提供了用于治疗具有本文中所述的一种或多种生物标 志物的提高的水平和另一种生物标志物的降低的水平的受试者的肿瘤的方法。例如，在一 个实施方式中，描述了治疗在肿瘤环境中具有提高的CD44水平和降低的MFG-E8水平的受 试者的肿瘤的方法，该方法包括：
[0021] (i)向受试者施用增加剂量的辐射，其中辐射的剂量与向在肿瘤环境中不具有升 高的CD44水平和降低的MFG-E8水平的受试者施用的剂量相比是增加的；或
[0022] (ii)将与施用给在肿瘤环境中不具有提高的CD44水平和降低的MFG-E8水平的受 试者的剂量类似的辐射剂量与药学上有效量的抗癌剂结合施用于受试者，
[0023] 从而治疗受试者的肿瘤。
[0024] 在一些实施方式中，以超分割模式施用增加剂量的辐射。在一些实施方式中，以低 分割模式施用增加剂量的辐射。
[0025] 在一些实施方式中，抗癌剂是化学治疗剂、辐射敏化剂或免疫调节剂。在一些实施 方式中，抗癌剂是中和或抑制TGF-β功能的抗体。在一个实施方式中，抗癌剂是中和或抑 制TGF-β功能的小分子。在一些实施方案中，抗癌剂抑制TGF-β的产生。
[0026] 另一方面，本公开提供用于治疗需要的受试者中的肿瘤的方法，该方法包括：
[0027] (a)测定来自受试者的肿瘤样品两种或更多种生物标志物的表达水平，其中该 两种或更多种生物标志物选自⑶44、MMP9、ALDH1A1、波形蛋白、透明质酸、β-连环蛋白、 MFG-E8 和 CD68 ;
[0028] (b)将两种或更多种生物标志物的表达水平与正常组织样品中的表达水平比较； 和
[0029] 如果两种或更多种生物标志物的表达水平与正常组织样品中的表达水平比较发 生改变，则治疗肿瘤。
[0030] 另一方面，公开了鉴别受试者为电离辐射治疗的候选者的方法，该方法包括：
[0031] (a)测定来自受试者的肿瘤样品中两种或更多种生物标志物的表达水平，其中 该一种或多种生物标志物选自⑶44、MMP9、ALDH1A1、波形蛋白、透明质酸、β-连环蛋白、 MFG-E8 和 CD68 ;和
[0032] (b)将两种或更多种生物标志物样品的表达水平与正常组织样品中的表达水平比 较；
[0033] 其中与正常组织样品中的表达水平比较发生改变的肿瘤样品中两种或更多种生 物标志物的表达水平将该受试者鉴别为电离辐射治疗的候选者。
[0034] 另一方面，公开了治疗患有肿瘤的受试者的方法，该方法包括：
[0035] 向选择为肿瘤样品中两种或更多种生物标志物的表达水平与正常组织样品中的 表达水平比较发生了改变的受试者施用电离辐射；
[0036] 其中两种或更多种生物标志物选自⑶44、MMP9、ALDH1A1、波形蛋白、透明质酸、 β -连环蛋白、MFG-E8和CD68 ;
[0037] 从而治疗受试者的肿瘤。
[0038] 另一方面，公开了用于对于患有肿瘤的受试者选择治疗的方法，该方法包括：
[0039] (a)测定来自受试者的肿瘤样品中两种或更多种生物标志物的表达水平，其中该 两种或更多种生物标志物选自⑶44、MMP9、ALDH1A1、波形蛋白、透明质酸、β-连环蛋白、 MFG-E8 和 CD68 ;
[0040] (b)将两种或更多种生物标志物的表达水平与正常组织样品中的表达水平比较； 和
[0041] 如果两种或更多种生物标志物的表达水平与正常组织样品中的表达水平比较发 生改变，则选择治疗。
[0042] 在该多种方法中，如果与正常组织样品中的表达水平相比较，至少一种生物标志 物的表达水平提高，或如果至少一种生物标志物的表达水平降低，或如果至少一种生物标 志物的表达水平提高且至少一种生物标志物的表达水平降低，则两种或更多种生物标志物 的表达水平发生改变。
[0043] 在上述方面中，治疗包括向肿瘤施用电离辐射。在一些实施方式中，治疗还包括将 肿瘤与辐射敏化剂接触。在一个实施方式中，治疗进一步包括向受试者施用抑制TGF-β信 号传导的化合物。
[0044] 在一些实施方式中，肿瘤样品是包含肿瘤细胞的活组织检查样品（biospy)。在一 个实施方式中，肿瘤是肺癌肿瘤且肿瘤样品包含肺癌细胞。在一些实施方式中，生物标志物 是基因、RNA、细胞外基质成分或蛋白质。在一些实施方式中，通过检测RNA和/或蛋白质 的表达测定生物标志物的表达水平。例如，可以通过免疫组织化学、ELISA、Western分析、 HPLC、蛋白质组学、PCR、RT-PCR、Northern分析和/或核酸或多肽微阵列检测表达水平。
[0045] 在一些实施方式中，正常组织样品包含来自于与肿瘤相同的组织类型的非肿瘤细 胞。
[0046] 在一些实施方式中，将两种或更多种生物标志物的表达水平分级或加权 (weighted)。可以测定〇)44、11?9)〇)!1认1、波形蛋白、透明质酸、0-连环蛋白、]^^48和 CD68中每一个的表达水平。在一个实施方式中，测定来自肿瘤样品的至少一种另外的生物 标志物的表达水平。
[0047] 在一些实施方式中，如果两种或更多种生物标志物的表达水平与正常组织样品中 相同生物标志物的表达水平相比较提高或降低，则改变现有的治疗和/或治疗计划。例如， 可以改变现有的治疗和/或治疗计划以增加或减少施用给肿瘤的电离辐射的有效剂量。可 以通过增加施用给肿瘤的电离辐射的量和/或使肿瘤与辐射敏化剂接触来增加有效剂量。
[0048] 另一方面，提供了试剂盒，该试剂盒包含能够检测选自⑶44、MMP9、ALDH1A1、波形 蛋白、透明质酸、β -连环蛋白、MFG-E8和⑶68的生物标志物的表达的试剂。
[0049] 在一些实施方式中，在体外进行本文描述的方法的一个或多个步骤。例如，可以在 从受试者分离的组织样品上使用免疫组织化学技术在体外测定本文描述的生物标志物的 表达水平。因此，测定本文描述的生物标志物的表达水平的步骤不需要在体内（即在受试 者中）进行测定步骤。在某些实施方式中，使用向计算机提供指令的软件来对本文描述的 生物标志物的表达水平进行分级和加权。
[0050] 在一些方面，本公开提供用于治疗或诊断癌症或肿瘤的方法中的生物标志物组合 物。在一些实施方式中，提供了用于治疗肿瘤的方法中的包含选自⑶44、ΜΜΡ9、ALDH1A1、 波形蛋白、透明质酸、β -连环蛋白、MFG-E8和/或⑶68的生物标志物的组合物。在一些 实施方式中，本公开提供与电离辐射结合用于治疗肿瘤的方法中的生物标志物。例如，提供 了与电离辐射结合用于治疗肿