检测和治疗响应于DOT1L抑制的白血病的方法技术

公开了：(i)用于鉴定没有呈现MLL‑易位、重排或MLL‑部分串联重复但仍然对DOT1L抑制剂的治疗易感的白血病患者(或白血病细胞)的方法；和(ii)使用DOT1L抑制剂治疗没有呈现MLL‑易位、重排或MLL‑部分串联重复的白血病患者，或抑制没有呈现MLL‑易位、重排或MLL‑部分串联重复的白血病细胞的增殖或诱导其凋亡的方法。鉴定为易感的患者和接受治疗的患者(或细胞)呈现HOX簇基因或HOX簇相关基因的表达升高。这些基因的升高表达能够被测量，例如，可以通过定量相关RNA并将其与健康个体(或细胞)的相关RNA或与预定标准进行比较；或该升高表达能够通过确定患者或细胞是否具有与升高的HOX簇基因或HOX簇相关基因表达相关的突变来推断，并且由此推断相关表达将升高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考本申请要求2013年10月2日提交的美国临时专利申请No.61/885,947和2013年8月2日提交的美国临时专利申请No 61/861,923的优先权，每篇的内容通过引用并入本文。政府资助的研究或研发本专利技术中描述的工作部分由来自国家癌症研究院的拨款(U01CA105423)资助。美国政府在本专利技术中具有一定的权利。对序列表的参考本申请包括2014年8月1日生成的名为“8540231_1.txt”并具有206202字节大小的电子ASCII格式的txt文件的序列表。txt文件“8540231_1.txt”的内容按引用并入本文中。
技术介绍
专利
本专利技术总体地涉及癌症的检测和治疗。更具体地，本专利技术提供：(i)通过检测与升高的HOX簇和/或HOX簇相关的基因表达相关的组织样品或细胞中的一个或多个突变或通过检测升高的HOX簇基因表达或升高的HOX簇相关基因表达，鉴定对使用DOT1L抑制剂的治疗易感的白血病患者的方法；(ii)鉴定白血病患者组织样品或细胞中由于与升高的HOX簇和/或HOX簇相关基因表达的相关性而能够预测DOT1L抑制剂的疗效的突变的方法；和(iii)通过施用DOT1L抑制剂治疗白血病患者的方法，包括急性淋巴母细胞性白血病(ALL)患者和/或急性骨髓性白血病(AML)白血病患者，所述患者已经确定呈现出升高的HOX簇和/或HOX簇相关基因表达或具有与任一个或两个基因类型的升高基因表达相关的突变。另外，本公开提供用于鉴定处于罹患ALL或AML的高风险中并对使用DOT1L抑制剂的治疗易感的患者的方法。本公开还提供了与另一种治疗剂结合的DOT1L抑制对ALL和AML的治疗，所述另一种治疗剂如FLT3抑制剂、ATR抑制剂或CDK4/CDK6抑制剂，和IDH1/2抑制剂。相关领域的描述20多年中针对急性骨髓性白血病(AML)患者的治疗没有什么改变，并且AML存活率对于成人保持显著低于50％，对于儿童大约为60-70％。即使治愈了患者的疾病，也常常有相当数量的患者由于常规的化疗方案和骨髓移植而患病。显然需要更有效的、较低毒性的治疗方法。对于导致白血病生成的基因和机理的更多理解导致研发了多种靶向负责白血病细胞存活和增殖的基础遗传异常的新治疗方法。参见例如美国专利公开No.2009/026951、2005/048634和2009/061443。这些治疗方法成功的最突出实例是研发了全反式视黄酸(ATRA)(其靶向驱动急性前髓细胞性白血病的遗传异常)以及伊马替尼(Imatinib)(其靶向驱动慢性骨髓性白血病和特定亚型的急性淋巴母细胞性白血病(如费城染色体阳性ALL)的遗传异常)。这些治疗方法显著提高了患有那些疾病的患者的结果，并且毒性明显低于标准化疗和放疗。继续研发新的靶向方法至关重要。最近鉴定的通过组蛋白和DNA修饰控制基因表达的蛋白质类别正驱动调节染色质结构的新治疗方法的研发。造成白血病生成的遗传突变常常使用那些蛋白质来将正常细胞重编程为癌细胞。最近的实验表明这一过程的抑制剂降低了作为癌细胞标志的分化的阻断，并重新激活驱动细胞分化的基因表达程序。这抑制了癌细胞的生长并最终导致其死亡。靶向组蛋白修饰的药物，如组蛋白脱乙酰酶(HDAC)抑制剂伏立诺他(Vorinostat)和罗米地辛(Romidepsin)，最近已经被批准用于皮肤T-细胞淋巴瘤的治疗，这证明了这些方法的可行性。在＞70％的婴儿白血病(不管是急性骨髓性白血病(AML)或是急性淋巴母细胞性白血病(ALL))和较大儿童的大约10％的AML病例中，发现了涉及混合谱系白血病(MLL)基因的易位。Biondi等，Blood 96(1)：24-33(2000)。在许多成人病例和治疗相关的白血病(B-ALL、T-ALL和AML)中也发现了涉及MLL的易位，并且与婴儿白血病一样，常常与比MLL-种系白血病差的预后相关。与治疗儿童ALL中高的总体成功率(其中5-年存活率已经达到～80-90％)相反，MLL易位ALL的遗传确定的亚型继续预测约50％的差存活率。在分子水平上，MLL易位白血病显示出特征在于后同源框-A(HOXA)基因簇的高水平表达的特征性基因表达谱。Armstrong等，Nat.Genet.J.Qill：41-47(2002)和Ferrando等，Blood 102(1)：262-268(2003)。已知几个HOX簇基因受MLL调控(Yu等，Nature 378：505-508(1995))，其已经提出在ALL和AML中HOX基因表达模式的详细比较。HOXA4、HOXA5和HOXA9基因在常规ALL中不表达，或很少表达，但在来自呈现出MLL-易位、MLL重排或MLL-初级串联重复(PTD)的白血病患者的大部分样品中表达(常常是以高水平表达)。HOXC6在MLL-相关白血病中显示出轻度升高水平的表达。MEIS1，HOX蛋白的HOX簇相关辅因子(其可以加速HOXA9-依赖性白血病)(Nakamura等，Nat.Genet.19：149-153(1996))，在MLL-相关白血病中也明显过表达。Rozovskaia等，Oncogene 20：874-878(2001)。几个小组已经证明了HOXA簇基因表达对于MLL融合驱动的白血病细胞的增殖和存活是必需的，因此抑制HOXA簇基因表达的治疗方法应当能有效对抗MLL易位的白血病。已经针对表达的嵌合MLL融合蛋白(包括MLL-易位、MLL-重排和MLL-部分串联重复)确定肿瘤形成的统一机理付出了相当大的努力，因为这将促进具有共同白血病生成机理的那些的药物靶向。已经出现了基于控制MLL-靶基因表达的机理的一些广泛模式。最常见的MLL-易位产生带有与通常是核复合物部分的蛋白质融合的MLL的NH3-末端的嵌合融合蛋白，其功能目前正在浮现。发现与核蛋白(如AF4、AF9、ENL、ELL、AFI0、AFI7和AFF4)融合的MLL(其总体占绝大部分的MLL白血病)均直接或间接募集转录延长机制的组分。Bitoun等，Hum.Mol.Genet.16(I)：92-106(2007)；Mueller等，Blood 110(13)：4445-4454(2007)；Mueller等，PLoS Bioi，7(II)：el000249(2009)；Mohan等，Nat.Rev.Cancer 10(10)：721-728(2010)；Yokoyama等，Cancer Cell 17(2)：198-212(2010)；和Lin等，Molecular Cell 37(3)：429-437(2010)。已经报道了许多与转录延长关联的复合物，常常具有重叠的蛋白组分，如ENL-相关蛋白(EAP)复合物(Mueller(2009))、AF4/ENLlP-TEFb(AEP)复合物(Yokoyama(2010))、超级延长复合物(SEC)(Lin(2010))和包含组蛋白3赖氨酸79(H3K79)甲基转移酶DOT1L(DotCom)的复合物(Mohan(2010))。这些数据表明转录延长的异常控制涉及MLL融合介导的肿瘤生成。野生型MLL蛋白是组蛋白3赖氨酸4(H3K4)甲基转移酶，其将基因启动子附近的H3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定白血病患者是否对使用DOT1L抑制剂的治疗易感的方法，所述方法包括：将来自所述白血病患者的组织样品中的HOX簇RNA和/或HOX簇相关RNA的定量水平与来自健康人受试者的组织样品中的HOX簇RNA和/或HOX簇相关RNA的定量水平或与预定的阈值进行比较，所述定量通过使用对于HOX簇基因RNA或HOX簇相关基因RNA特异性的引物对扩增所述组织样品中的RNA完成，其中来自所述白血病患者的所述组织样品不含MLL‑易位、MLL‑重排或MLL‑部分串联重复；并且其中，如果与所述健康人受试者组织样品中的所述HOX簇RNA和/或HOX簇相关RNA或阈值相比，所述白血病患者组织样品中存在所述HOX簇RNA和/或HOX簇相关RNA的升高水平，则该升高水平表明所述患者对使用DOT1L抑制剂的治疗易感。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.02 US 61/861,923;2013.10.02 US 61/885,9471.一种用于确定白血病患者是否对使用DOT1L抑制剂的治疗易感的方法，所述方法包括：将来自所述白血病患者的组织样品中的HOX簇RNA和/或HOX簇相关RNA的定量水平与来自健康人受试者的组织样品中的HOX簇RNA和/或HOX簇相关RNA的定量水平或与预定的阈值进行比较，所述定量通过使用对于HOX簇基因RNA或HOX簇相关基因RNA特异性的引物对扩增所述组织样品中的RNA完成，其中来自所述白血病患者的所述组织样品不含MLL-易位、MLL-重排或MLL-部分串联重复；并且其中，如果与所述健康人受试者组织样品中的所述HOX簇RNA和/或HOX簇相关RNA或阈值相比，所述白血病患者组织样品中存在所述HOX簇RNA和/或HOX簇相关RNA的升高水平，则该升高水平表明所述患者对使用DOT1L抑制剂的治疗易感。2.权利要求1的方法，其中所述引物对包含正向引物和反向引物，其中所述正向引物朝向所述HOX簇RNA和/或HOX簇相关RNA的5’端杂交和其中所述反向引物朝向所述HOX RNA的3’端杂交。3.权利要求2的方法，其中所述HOX簇RNA和/或HOX簇相关RNA选自HOXA1、HOXA2、HOXA3、HOXA4、HOXA5、HOXA6、HOXA7、HOXA9、HOXA10、HOXA11、HOXA13、HOXB1、HOXB2、HOXB3、HOXB4、HOXB5、HOXB6、HOXB7、HOXB8、HOXB9、HOXB13、MEIS1、PBX3和MEIS2A。4.权利要求3的方法，其中当所述HOX RNA选自下表左栏的基因时，所述正向引物包含选自所述表中间栏中相同行的核苷酸序列和所述反向引物包含选自所述表右栏中相同行的核苷酸序列：5.权利要求1的方法，其中所述组织样品是血液样品、骨髓样品或淋巴结样品。6.一种用于抑制白血病细胞增殖的方法，所述方法包括将所述白血病细胞接触DOT1L抑制剂，其中与非白血病细胞中HOX簇基因表达的水平或预定阈值相比，所述白血病细胞呈现升高的HOX簇基因或HOX簇相关基因的表达水平，其中所述白血病细胞不呈现MLL-易位、MLL-重排或MLL-部分串联重复。7.权利要求6的方法，其中所述白血病细胞选自急性淋巴细胞性白血病(ALL)细胞和急性骨髓性白血病(AML)细胞。8.权利要求6的方法，其中所述白血病细胞在选自NPM1、DNMT3A、IDH1、IDH2、RUNX1、TET2、ASXL1和NUP98-NSD1的一个或多个基因组序列中呈现突变、改变和/或异常。9.权利要求6的方法，其中所述DOT1L抑制剂以约100nM至约10μM或约250nM至约5μM或约500nM至约1μM的IC50抑制DOT1L。10.权利要求9的方法，其中所述DOT1L抑制剂选自嘌呤、碳环取代的嘌呤和7-去氮杂嘌呤。11.权利要求10的方法，其中所述DOT1L抑制剂是选自EPZ004777和EPZ005676的7-去氮杂嘌呤。12.一种用于治疗罹患白血病的患者的方法，包括：以有效抑制所述白血病的增殖和/或增强所述白血病的细胞凋亡的量向所述患者施用DOT1L抑制剂；所述患者罹患与对照的HOX簇基因或HOX簇相关基因表达水平或预定阈值相比呈现升高的HOX簇基因或HOX簇相关基因表达水平的白血病，和所述白血病不呈现MLL-易位、MLL-重排或MLL-部分串联重复。13.权利要求12的方法，其中所述白血病选自急性淋巴细胞性白血病(ALL)细胞和急性骨髓性白血病(AML)细胞。14.权利要求13的方法，其中所述白血病在选自NPM1、DNMT3A、IDH1、IDH2、RUNX1、TET2、ASXL1和NUP98-NSD1的基因中具有突变、改变和/或异常。15.权利要求12的方法，其中所述DOT1L抑制剂以约100nM至约10μM或约250nM至约5μM或约500nM至约1μM的IC50抑制DOT1L。16.权利要求15的方法，其中所述DOT1L抑制剂选自嘌呤、碳环取代的嘌呤和7-去氮杂嘌呤。17.权利要求16的方法，其中所述DOT1L抑制剂是选自EPZ004777和EPZ005676的7-去氮杂嘌呤。18.一种用于治疗之前鉴定为罹患(i)呈现升高的HOX簇或HOX簇相关基因表达水平或呈现与HOX簇或HOX簇相关基因相关的遗传突变、改变和/或异常；和(ii)不包含MLL-易位、MLL-重排或MLL-部分串联重复的白血病的患者的白血病的方法，该方法包括：以有效抑制所述白血病的增殖和/或增强所述白血病的细胞凋亡的量向所述患者施用DOT1L抑制剂。19.一种用于测定白血病患者对使用DOT1L抑制剂的治疗的易感性的方法，所述方法包括：将来自所述患者的组织样品或细胞中的HOX簇或HOX簇相关基因表达的水平与来自非白血病供体的对照组织样品或细胞中的HOX簇或HOX簇相关基因表达的相应水平或预定标准进行比较；其中所述白血病患者样品或细胞中的所述HOX簇基因表达或HOX簇相关基因表达的水平高于所述对照组织样品或细胞中的相应基因表达水平至少约3倍或高于所述标准预示了DOT1L抑制剂的疗效；其中所述白血病患者不呈现MLL-易位、MLL-重排和/或MLL-PTD。20.一种预测白血病患者对使用DOT1L抑制剂的治疗的易感性的方法，所述方法包括：测试白血病患者组织样品或细胞中已经确定为与一个或多个HOX簇基因和/或一个或多个HOX簇相关基因的升高表达相关的一个或多个遗传突变、改变和/或异常的存在；其中所述遗传突变、改变和/或异常不是MLL-易位、MLL-重...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·A·阿姆斯特朗，
申请(专利权)人：纪念斯隆凯特琳癌症中心，
类型：发明
国别省市：美国;US