软骨疾病的预后生物标记的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及遗传药理学，更具体地说，涉及与软骨疾病的严重程度或软骨 疾病的发展相关的遗传标记。更具体地说，本发明涉及可用于诊断和治疗软骨疾病的人类 基因。
[0002]本发明还公开了与药物疗法（例如合成代谢药物）的软骨响应有关的IL1RN基因 的具体多态性或等位基因，以及基于这些敏感性变化的诊断工具和试剂盒。因此，本发明可 用于预测药物疗法的响应。其可用于选择/确定通过指定药物的关节内给药来治疗的病 人。在诊断中使用这些标记可为病人带来更多好处并减少风险。
【背景技术】
[0003] -般来说，软骨疾病是指以结缔组织中的代谢异常的恶化为特征的疾病，其表现 为受影响身体部分的疼痛、僵硬及活动受限。这些疾病可由病原体引起或者由创伤或损伤 造成。软骨疾病包括骨关节炎（0A)和软骨损伤（包括软骨和关节的运动损伤、或者诸如微 裂手术（microfracture)的手术损伤）等。成熟软骨的自身修复能力有限，这主要是因为 成熟软骨细胞几乎没有增殖的潜力，而且没有血管。此外，软骨获得的营养不多，且氧压力 低。损伤或疾病引起的的受损软骨、特别是关节软骨的置换是医生的一大挑战，而现有的手 术治疗程序被认为不是完全可预测的，并且只在有限的时间内有效。因此，大多数年轻病人 不寻求治疗，或者被建议尽量推迟治疗。当必须进行治疗时，标准程序是依年龄而定的，并 且在全关节置换术、软骨块移植或骨髓刺激技术（例如微裂手术）之间也有所不同。微裂 手术是一种涉及穿刺软骨下骨以通过骨髓干细胞刺激软骨沉积的常见程序。但是，这种技 术已被证明不能充分修复软骨缺陷，并且形成的新软骨主要是纤维软骨，这导致功能和生 物力学不足或改变。事实上，纤维软骨不具备同样的耐久性，并且可能不能正确地粘附到周 围的透明软骨。因此，新合成的纤维软骨可能更容易损坏（预计期限：5_10年）。
[0004]对于骨关节炎患者来说，非手术治疗主要包括物理治疗、生活方式改变（如减少 活动）、支持装置、口服或注射药物（如非类固醇抗炎药）和医学管理。一旦这些治疗失败， 患者的主要选择就是手术，例如关节置换术。这一选择可使一般为短期存在的症状减轻。胫 骨或股骨截骨术（切开骨骼以使关节磨损重建平衡）可减轻症状，有助于维持积极的生活 方式，延缓对全关节置换的需求。全关节置换可改善晚期骨关节炎症状，但一般需改变患者 的生活方式和/或活动水平。
[0005]目前，市面上的药物疗法主要用于缓解疼痛。市场上还没有能够修复软骨损伤的 疗法（见 Lotz，2010)。
[0006] 成纤维细胞生长因子18(FGF-18)是FGF蛋白家族的成员，其与FGF-8和FGF-17密 切相关。FGF-18已被证明是软骨细胞和成骨细胞的增殖剂（Ellsworth等，2002 ;Shimoaka 等，2002)。FGF-18已被建议单独（W02008/023063)或与透明质酸结合（W02004/032849) 用于治疗诸如骨关节炎和软骨损伤的软骨疾病。
[0007] Sprifermin是人FGF-18的截短形式，现正对其进行临床试验以治疗骨关节炎 和软骨损伤（更多细节请参见例如NCT01033994, NCT00911469和NCT01066871)。目前， Sprifermin的给药方案是每周一次，持续三周（一个治疗周期），通过关节内注射给药。治 疗周期可重复。W02008023063中描述了该给药方案。
[0008]目前，在临床试验中提供给患者的使用任何药物、特别是诸如Sprifermin的合成 代谢药物的0A和软骨损伤疗法不具有响应的预测信息，也就是说，并不知道该治疗将会是 非常有效、适度有效还是仅有极少或没有疗效。例如，目前，根据W0MAC分数，许多经治疗的 患者群在使用FGF-18至少一个治疗周期后对该治疗显示中度/高度响应，但是，其他一些 患者对该治疗无响应，或者有响应但与对照组相比W0MAC分数很高。
[0009] 本说明书首次描述与使用诸如FGF-18的药物治疗诸如软骨疾病的临床响应质量 相关的遗传标记，所述软骨疾病例如骨关节炎、软骨损伤、影响关节软骨的骨折或影响关节 软骨的手术操作（例如微裂手术）。这种标记可用于通过治疗前的遗传筛选，识别较可能对 使用所述药物的疗法产生某种特定响应的患者亚群，例如，对使用所述药物的疗法有非常 好的临床响应的患者，或者相反地，该疗法可能失败的患者。对患者对治疗的临床响应的类 型的了解可用于优化疗法或选择疗法，例如选择使用指定药物的疗法作为第一线疗法或改 变给药方案。这种信息在临床上可用于患者的诸如0A/软骨损伤的软骨疾病的医学管理。 例如，如果得知一名患有0A或软骨损伤的患者对FGF-18疗法无反应的风险很高，医生可以 将该患者排除在所述疗法之外。在临床上，这种预后信息也可用于指导给药方案的决定。
[0010] 此外，本发明描述预示疾病的严重程度或疾病的发展的遗传标记。这种标记可用 于通过治疗前的遗传筛选，识别较可能具有软骨疾病的较不严重的形式的患者亚群。因此， 在临床上，这种预后信息可用于指导医学决定。
【发明内容】
[0011] 本发明涉及一种预测患有软骨疾病的个体的疾病严重程度或疾病的发展的方法， 所述方法包括以下步骤：
[0012] a.由核酸样本确定基因座IL-1RNrs9005和IL-1RNrs315952处的基因型；
[0013] b.由步骤a的结果预测疾病严重程度。
[0014] 根据所述方法，IL-1RN rs9005处为G/G且IL-1RN rs315952处为T/T的基因型 的存在预示软骨疾病的较不严重的形式。
[0015] 本发明还描述一种用于在给药之前预测患有软骨疾病的个体对药物的敏感性的 方法，所述方法包括以下步骤：
[0016] a.由核酸样本确定基因座IL-1RNrs9005和IL-1RNrs315952处的基因型；
[0017] b.由步骤a的结果预测所述个体对所述药物的高、中、低或无敏感性。
[0018] 根据所述方法，IL-1RN rs9005处为G/G且IL-1RN rs315952处为T/T的基因型 的存在预示对所述药物的低或无敏感性。相反地，选自由以下组成的组的基因型的存在预 示对所述药物的敏感性：（1) IL-1RN rs9005G/G 且 IL-1RN rs315952T/C 或 C/C，以及（2) IL-1RN rs9005A/G 或 A/A 且 IL-1RN rs315952T/T、T/C 或 C/C。特别是，IL-1RN rs9005 处 为A/A或A/G且IL-1RN rs315952处为C/C或C/T的基因型的存在预示对所述药物的高敏 感性。
[0019] 在其他实施例中，本发明还描述一种基于软骨疾病患者对药物敏感的可能性，而 将其加入或剔出使用所述药物的疗法或临床试验的方法，所述方法包括以下步骤：
[0020] a.确定所述患者在由IL-1RNrs9005和IL-1RNrs315952组成的多态性基因座处 的核酸，其中所述患者在所述基因座处的基因型预示所述患者对所述药物敏感或不敏感的 风险，以及
[0021] b.将敏感患者选为适于使用所述药物的疗法或临床试验。
[0022] 具体来说，具有IL-1RNrs9005G/G且IL-1RNrs315952T/T的基因型的患者将被 归类为非敏感者。因此，这些个体可从所述药物疗法或临床试验中剔除。这样，在这些基因 座处具有任何其他基因型（即：IL-1RNrs9005G/G且IL-1RNrs315952T/C或C/C，或IL-1RN rs9005A/G或A/A且IL-1RNrs315952T/T、T/C或C/C)的个体将被归类为敏感者，包括中 度敏感者和超敏感者（或高度敏感者）个体，因此，这些个体可加入使用所述治疗性化合物 的疗法。
[0023] 本发明还提供一种基于软骨疾病患者对药物呈超敏感性的可能性来选择患者 实施使用所述药物的替代治疗方案的方法，所述方法包括确定所述患者在选自由IL-1RN rs9005和IL-1RNrs315952组成的组的多态性基因座处的核酸，其中所述患者在所述基因 座处的基因型预示所述患者对使用所述药物的疗法呈超敏感性的风险，以及选择所述患者 实施适于所述患者的替代治疗方案。优选地，与不具有超敏感性的风险的患者的所述药物 的给药剂量相比，在所述替代治疗方案中，可减少所述药物的总给药剂量。具体来说，具有 IL-1RNrs9005A/G或A/A且IL-1RNrs315952T/C或C/C的基因型的患者被归类为超敏感 者，并被选择实施所述药物的给药剂量减少的替代治疗方案。
[0024] 本发明还提供一种基于软骨疾病患者在使用药物进行治疗时发生AIR事件的可 能性来选择患者实施使用所述药物的替代治疗方案的方法，所述方法包括确定所述患者在 选自由IL-1RNrs9005和IL-1RNrs315952组成的组的多态性基因座处的核酸，其中所述 患者在所述基因座处的基因型预示所述患者响应使用所述药物的疗法而发生AIR事件的 风险，以及选择所述患者实施适于所述患者的替代治疗方案。优选地，与不具有发生AIR事 件的风险的患者的给药剂量相比，在所述替代治疗方案中，可减少所述药物的总给药剂量。 具体来说，具有IL-1RNrs9005A/G或A/A且IL-1RNrs315952T/C或C/C的基因型的患者 被归类为超敏感者，并被选择实施所述药物的给药剂量减少的替代治疗方案。
[0025] 在另一方面，本发明还描述包括用于实施上述方法的装置和使用说明的试剂盒。 所述试剂盒至少包括一对用于检测所述等位基因是否存在的特定引物或探针。
[0026] 在作为整体的本发明的上下文中，所述患者优选地患有选自以下组的软骨疾病： 骨关节炎，软骨损伤以及影响关节软骨的骨折或影响关节软骨的手术操作（例如微裂手 术）。
[0027] 在作为整体的本发明的具体实施例中，所述给予的药物是用于治疗软骨疾病的 药物。在一个优选实施例中，所述药物对软骨具有合成代谢效应。所述合成代谢药物包 括：BMP-2、BMP-7、GDF-5、FGF0、FGF-8、FGF-9、S0X-9 增强剂、TGF0、及其任何变体、以及 FGF-18 化合物，例如 sprifermin。
[0028] 应理解的是，在本说明书中提及的任何方法或用途中，在确定一个基因座处的基 因型之前，需要通过诸如血液或唾液采集的方法获取所述个体的核酸样本（或测试样本）。 或者所述测试样本也可选自口腔细胞、尿液或粪便。优选地，所述核酸样本是DNA样本。此 外，还应理解，本说明书中提及的任何方法或用途均在体外进行，而不是在动物或人体上进 行。
[0029] 定义
[0030] 术语"药物"或"治疗性化合物"是指目前用于或可用于治疗软骨疾病的化合物。
[0031] 术语"合成代谢化合物"或"合成代谢药物"应理解为对软骨具有合成代谢效应的 化合物或药物，优选可导致软骨修复的化合物或药物。这种化合物包括FGF-18化合物（如 本文所定义）、BMP-2(例如参见 Uniprot P12643)、BMP-7(例如参见 Uniprot P1807