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用于诊断和治疗食管腺癌的方法和组合物的制作方法
本发明公开了用于诊断,预后和/或治疗食管腺癌和Barrett's食管相关腺癌的方法和组合物,以及更多的标志物,其中差异指示食管腺癌和鳞状细胞癌,和/或Barrett's食管相关腺癌或对其的倾向。本发明还提供了鉴定用于此的抗癌试剂的方法和组合物。
【专利说明】用于诊断和治疗食管腺癌的方法和组合物
[0001]本申请是分案申请,(国际申请号PCT/US2008/079482),申请日为2008年10月10日,发明名称为“用于诊断和治疗食管腺癌的方法和组合物”。
[0002]发明人:,,EwyAMathe
[0003]相关申请的交叉引用
[0004]本申请要求2007年10月11日提交的美国临时申请号60/979,300的权益,其全部公开内容明确地通过引用并入本文。
[0005]关于联邦政府赞助的研究的声明
[0006]本发明在NationalCancerInstituteGrantN0.--------下得到政府支持。政
府在本发明中具有某些权利。
[0007]发明的【技术领域】和工业实用性
[0008]本发明总的来说涉及分子生物学领域。更特别地,涉及牵涉食管癌和Barrett’s食管(Barrett’sesophagus)的生物标志物的方法和组合物。本发明的某些方面包括在Barrett’s食管和食管癌(包括腺癌和鳞状细胞癌)的诊断、治疗和预后中的应用。[0009]发明背景
[0010]不承认本节中公开的【背景技术】在法律上构成现有技术。
[0011]食管癌是世界上第8大常见的癌症和第6大常见的癌症死亡原因i。由于经常在晚期才被诊断出来,受影响的患者的存活率很低,在欧洲为10%2而在美国为16%。食管癌的发生率由于地理位置不同而非常不同(其中在中国、东南非洲和日本最常见),并且由于性别不同而不同(其中受影响的男性比女性更多(7:1的比率))4。然而最近几年,主要由胃反流和肥胖引起的Barrett’s食管相关腺癌的发生率已经上升,而在美国主要由香烟和酒精消费引起的鳞状细胞癌的发生率已经下降4。
[0012]Barrett's食管由慢性胃-食管反流引起并且特征在于正常食管鳞状细胞上皮被化生柱状上皮取代。该慢性炎性病状是公认的食管腺癌的前兆5,6。
[0013]MiRNA是小的(20-24个核苷酸),非常保守的,非编码RNA分子,其调节mRNA的翻译卜9。自1993年在线虫
()中发现第一个miRNA,Iin-410以来,记录的miRNA的序列已经从2002年的218种miRNA增加到2007年的4584种,包括灵长类、啮齿类、鸟类、鱼类、蠕虫、蝇类、植物和病毒中的miRNA11’12。在人中,已经发现超过300种的miRNA。成熟miRNA从包含几百个碱基对的初级miRNA(pri_miRNA)分子产生,所述初级miRNA分子进一步通过细胞核中的Drosha和Pasha加工为pre_miRNA13_15。然后所述pre_miRNA输出到细胞质中并且进一步由Dicer加工成小的长度约22个核苷酸的RNA双链16,17。
[0014]
[0015]然后功能性miRNA链结合到RISC复合物内,所述的复合物包括Dicer,TRBP和Argonaute2蛋白3’18。在动物中,该miRNA-RISC复合物经由部分序列互补性与它的靶mRNA结合,从而阻断翻译19。据认为,各个miRNA在数百种基因的转录后调节中起作用,并且给定基因的翻译阻断可能需要超过一种的miRNA的结合19。miRNA的广泛影响表明它们具有广泛的作用并且参与大多数的遗传和疾病途径。
[0016]最近,越来越多的研究证明miRNA在不同的人癌症中的作用2°并且已经显示miRNA表达在大多数肿瘤类型中改变21’22。另外,miRNA经常位于脆性位点(fragilesites)或癌症相关基因组区域23’24。miRNA参与癌症首先在慢性淋巴细胞性白血病中报道,其中在~68%的肿瘤病例中mir-15
和mir-16下调25。后续的表达研究显示,mir-15526和mir-17-92基因座27参与B细胞淋巴瘤,结肠直肠癌中mir-143和mir-145的表达减少28,胶质母细胞瘤中mir-21过表达29,以及肺癌组织中let-7的表达减少并且它与存活率相关3°。最近,我们及其他人报道了let-7和miR-155牵涉肺癌诊断和预后(19-22)31并且miR-21的高表达与差的存活和结肠中的治疗结果有关[SchetterA,JAMA2008,PMID:18230780]。其他的表达特征谱研究允许鉴定胰腺癌32、乳腺癌33、和乳头状甲状腺癌34中的miRNA特征。重要地,在小鼠35和非人灵长类[ElmenJ,Nature2008,PMID:18368051]中antagomirs用于沉默miRNA的成功使用表明miRNA在治疗中的可能用途。
[0017]在食管癌背景中,最近的研究已经显示食管鳞状细胞癌患者的肿瘤样品中,RNASEN(细胞核中在pr1-miRNA向pre_miRNA转化的水平上起作用的miRNA加工酶)的表达增加,这表明miRNA在食管肿瘤进程中起作用36。最近,报道了鳞状食管、Barrett's食管、贲门和癌症间的miRNA差异表达,虽然它们的样本大小有限37。
[0018]对食管腺癌的生物学机制的更好的理解对于希望增加存活率的早期诊断和更有效的治疗选择是至关重要的。
[0019]尽管对治疗这些疾病的疗法进行了相当多的研究,这些疾病仍然难以有效诊断和治疗,并且患者中观察到的死亡率表明疾病的诊断、治疗和预防需要改进。
[0020]发明概述
[0021]在第一个广泛的方面中,本文提供用于评估受试者的病理状况的方法,其包括测量一种或多种标志物的表达特征谱,其中差异表示食管癌和可以引起食管癌或对其的倾向的炎性前兆病状。
[0022]在广泛的方面中,本文提供在受试者中检测食管腺癌、Barrett’s食管和鳞状细胞癌中的一种或多种的方法。
[0023]在另一个广泛的方面中,本文提供早期诊断怀疑患有食管腺癌、Barrett’s食管或鳞状细胞癌的受试者的方法。
[0024]在另一个广泛的方面中,本文提供确定受试者发生食管腺癌、Barrett’s食管或鳞状细胞癌的可能性的方法。
[0025]这些方法可以包括分析样品中与食管腺癌、Barrett's食管或鳞状细胞癌相关的至少一种生物标志物的改变的表达,和使所述至少一种生物标志物的改变的表达与样品中食管癌、Barrett’s食管或鳞状细胞癌的存在或不存在相互关联,其中所述至少一种生物标志物选自本文列出的mir。
[0026]在某些实施方案中,使用探针在样品中检测生物标志物,所述的探针选自本文列出的一种或多种mir探针。
[0027]在某些实施方案中,所述关联区分下列的一种或多种:1)腺癌(ADC)患者中的癌组织(CT)和非癌组织(NCT);2)
患有Barrett’s食管(BE)的腺癌(ADC)患者中的癌组织(CT)和非癌组织(NCT);3)腺癌患者(ADC)中Barrett’s食管(BE)和非Barrett’s食管(NBE);4)鳞状细胞癌(SCC)中的癌组织(CT)和非癌组织(NCT);和5)癌组织(CT)中的腺癌(ADC)和鳞状细胞癌(SCC)。
[0028]在某些实施方案中,对于关联1),针对下列的一种或多种分析样品:选自mir-21,mir-223,mir-146a,mir-146b和mir_181a的至少一种生物标志物的增加的表达;和/或选自let_7c,mir-203和mir_205的至少一种生物标志物的减少的表达。
[0029]在某些实施方案中,对于关联2),针对下列的一种或多种分析样品:选自mir-21,mir-103和mir_107的至少一种生物标志物的增加的表达;和/或选自let_7c,mir-210,mir-203和mir_205的至少一种生物标志物的减少的表达。
[0030]在某些实施方案中,对于关联3),针对下列的一种或多种分析样品:选自mir-192,mir-215,mir-194,mir_135a,mir-92,mir-93,mir-7,mir-17,mir20b,mir-107,mir-103和mir-191的至少一种生物标志物的增加的表达;和/或选自mir-30b,mir-193a,let-7b,let-7i,let_7d,let-7a,mir_369和let_7c的至少一种生物标志物的减少的表达。
[0031]在某些实施方案中,对于关联4),针对下列的一种或多种分析样品:选自mir-21,mir-223,mir_146b,mir-224,mir-155,mir-7-2,mir_181b,mir_146a,mir-181,mir-7,mir-16,mir_122a,mir_125a和mir_16的至少一种生物标志物的增加的表达;和/或选自mir-202,mir-29c,mir-30b,mir-30c,mir-126,mir-99a,mir-220,mir-320,mir-499,mir_30c,mir_125b,mir-1,mir-145,mir-143,mir-378,mir_200b,mir_133a,mir-375和mir-203的至少一种生物标志物的减少的表达。
[0032]在某些实施方案中,对于关联5),针对下列的一种或多种分析样品:选自mir-215,mor-192和mir-194的至少一种生物标志物的增加的表达;和/或选自mir_142,mir-224和mir-155的至少一种生物标志物的减少的表达。
[0033]样品可以是血液或组织,并且在某些实施方案中,所述组织是食管组织。组织可以选自肿瘤组织、非肿瘤组织和肿瘤邻近组织。
[0034]在另一个广泛的方面中,本文提供治疗患有食管癌、Barrett’s食管或鳞状细胞癌的受试者的方法,其包括施用治疗有效量的组合物,所述组合物包含与选自本文列出的mir的至少一种生物标志物互补的核酸。
[0035]在另一个广泛的方面中,本文提供药物组合物,所述药物组合物包含与选自本文列出的mir的至少一种生物标志物互补的核酸。
[0036]在另一个广泛的方面中,本文提供比较已经经历化学放射治疗的腺癌组织样品和没有经历化学放射治疗的癌组织样品的方法,其包括比较至少一种本文列出的mir的差异表达。
[0037]在另一个广泛的方面中,本文提供比较鳞状细胞癌组织样品中的淋巴结转移(nodalinvolvement)的方法,其包括比较至少一种本文列出的mir的差异表达。
[0038]在另一个广泛的方面中,本文提供比较鳞状细胞癌组织样品的分期的方法,其包括比较至少一种本文列出的mir的差异表达。
[0039]在另一个广泛的方面中,本文提供诊断受试者是否患有食管癌,Barrett’s食管或鳞状细胞癌或处于发生食管癌,Barrett’s食管或鳞状细胞癌的风险中的方法,其包括测量来自受试者的受试样品中的至少一种mir的水平,其中与对照样品中对应的mir的水平相t匕,受试样品中mir水平的变化,指示受试者患有食管腺癌,Barrett’s食管或食管鳞状细胞癌或处于发生食管腺癌,Barrett’s食管或食管鳞状细胞癌的风险中;其中所述mir选自一种或多种本文列出的mir。
[0040]在另一个广泛的方面中,本文提供在有此需要的受试者中抑制食管腺癌、Barrett’s食管或食管鳞状细胞癌的方法
,其包括施用至少一种选自本文列出的mir的基因。
[0041]在另一个广泛的方面中,本文提供诊断受试者中与一种或多种预后标志物有关的食管腺癌,Barrett's食管或食管鳞状细胞癌相关疾病的方法,其包括测量来自受试者的样品中至少一种mir的水平,其中与对照样品中相应的mir的水平相比,受试样品中所述至少一种mir的水平的变化指示受试者患有与一种或多种预后标志物有关的食管腺癌,Barrett's食管或食管鳞状细胞癌相关疾病;其中所述mir选自本文列出的mir。
[0042]在另一个广泛的方面中,本文提供诊断受试者是否患有食管腺癌、Barrett’s食管或食管鳞状细胞癌或处于发生食管腺癌、Barrett’s食管或食管鳞状细胞癌的风险中的方法,其包括:1)逆转录获自受试者的受试样品的RNA以提供一组靶寡脱氧核苷酸;2)将所述靶寡脱氧核苷酸与包含miRNA-特异性探针寡核苷酸的微阵列杂交以提供受试样品的杂交特征谱;和3)将受试样品的杂交特征谱与从对照样品产生的杂交特征谱相比较,其中至少一种mir的信号的改变表示受试者患有食管腺癌,或Barrett’s食管或食管鳞状细胞癌相关疾病或处于发展食管腺癌,或Barrett’s食管或食管鳞状细胞癌相关疾病的风险中;其中mir选自本文列出的mir。在某些实施方案中,与从对照样品产生的信号相比,至少一种mir的信号下调。在某些其他的实施方案中,与对照样品产生的信号相比,至少一种