癌症生物标志物及其使用方法技术

本发明专利技术部分地涉及某些癌症生物标志物及其在用于治疗癌症、例如黑素瘤(包含可切除的和不可切除的黑素瘤)患者的癌症的方法中的用途，例如用于评估和/或预测患者对用CXCR4抑制剂(任选地与免疫治疗剂组合)治疗的反应。本发明专利技术还提供了一种生物标志物表达平台，其是一组与肿瘤中对CXCR4抑制剂的反应相关的基因或生物标志物以及标准化基因组的组合。还公开了使用所述生物标志物表达平台来获得抗肿瘤反应的生物标志物标签并测试患者样本的预测性生物标志物标签的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】癌症生物标志物及其使用方法
本专利技术一般涉及单独使用CXCR4抑制剂(或与免疫治疗剂组合)治疗癌症。更具体地，本专利技术部分地涉及某些癌症生物标志物及其在用于治疗癌症(例如，评估和/或预测患者对治疗的反应)的方法中的用途。相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月7日提交的美国临时专利申请第62/582,877号；和于2018年4月13日提交的美国临时专利申请第62/657,406号的权益；其各自由此通过引用整体并入。
技术介绍
美国癌症协会对2017年美国黑素瘤的估计为：将诊断出约87,110例新黑素瘤(男性约52,170例，女性约34,940例)。预计约9,730人死于黑素瘤。在过去的30年中，黑素瘤的发病率一直在上升。如果尽早发现，黑素瘤可高度治愈，在完全切除原发性黑素瘤后，I期黑素瘤的10年总生存率接近95％，II期黑素瘤的总生存率接近45-77％。然而，手术治疗可能不适用于所有晚期黑素瘤患者。患有不可切除的或转移性疾病的患者接受全身性治疗，包含免疫疗法(例如，检查点抑制剂(CPI)，例如抗PD-1和抗CTLA-4抗体)和靶向疗法(例如，BRAF和/或MEK抑制剂，针对患有已知遗传突变的患者)。检查点抑制剂免疫疗法和靶向疗法均延长了无进展生存期和总生存期。此外，已经完全切除原发性黑素瘤的患者中，有30％的患者将会发生局部、移行和/或淋巴结疾病复发。此外，有10％的黑素瘤患者出现淋巴结转移。在这些III期患者之中，完全切除手术是可切除疾病患者的主要治疗方法；但是，手术后复发的风险很高。使用免疫调节药物(例如，高剂量干扰素-α和抗CTLA-4抗体伊匹单抗(ipilimumab))的辅助疗法已表现出可改善可切除的III期黑素瘤患者的无复发生存期。这些辅助治疗对总体生存期的影响尚未确定。新辅助化学疗法和免疫疗法的益处已在几种可手术的癌症中得到证实。然而，经常观察到肿瘤抗药性随着时间(例如，经由血管生成逃逸)的发展，并且这限制了这些疗法的有效性。还需要研究用于治疗多种癌症的CXCR4抑制剂。最初发现CXCR4是因为它参与了HIV进入和白细胞移动。它在超过23种人类癌症中也过表达。CXCR4经常在黑素瘤细胞上表达，特别是被认为代表黑素瘤干细胞的CD133+群；体外实验和小鼠模型已经证实，CXCL12(CXCR4的配体)对此类细胞具有趋化性。这些数据强调了研究CXCR4抑制剂以治疗由于CXCR4的过表达或异常表达而导致的细胞增生性病状的重大而未满足的需求。附图说明图1示出了用CD8+单标志物IHC染色剂染色的转移性黑素瘤人肿瘤样本的照片，其表明在用X4P-001和派姆单抗(pembrolizumab)的组合给药之后肿瘤边缘处的CD8+T细胞的大幅增加。图2示出了基线时(图2，图A)以及随后21天的X4P-001治疗(图2，图B)的代表性颗粒酶BIHC染色。图2，图C示出了所有可评估样本的颗粒酶B治疗后阳性的倍数变化。使用HALOTM软件进行定量，并对整个肿瘤区域进行评分。图2，图D示出了X4P-001单剂治疗之前和之后可评估活检的5个患者的颗粒酶BRNA表达水平。使用如本文所述的纳米链(NanoString)获得图D中的RNA表达数据。图3A示出了用X4P-001给药之前和之后的细胞毒性T淋巴细胞(CTL)基因标签的基因表达评分。从CD8A、CD8B、FLTLG、GZMM和PRF1标准化计数的几何平均值计算每个患者样本的基因评分。将平均值进行Log10转换以生成基因表达评分。五个患者中的每一个患者的基因表达评分均升高。图3B示出了图3A中的患者以及另外的患者的CTL基因标签数据。在此处和随后的图6A、6B和图17A和17B中的纳米链分析中，每组数据均基于实验的每次单独运行中的一组管家基因进行标准化。使用纳米链算法对来自所有患者的数据集进行积分会基于来自组合数据集的标准化结果得出积分值，所述积分值可能不同于来自每个单独数据集的表观值。图4示出了用X4P-001给药之前和之后的#5患者的IHCCD8染色结果。在给药之后，CD8表达明显增加。肿瘤微环境中的CD8+T细胞密度从每平方毫米1045增加到每平方毫米1370。图5示出了#5黑素瘤患者的mIF结果的柱状图，其表明用X4P-001治疗增加了TME中CD4、CD8、PD-1和PDL-1阳性细胞的百分比。Treg(FoxP3+)细胞和巨噬细胞(CD68+/CD163+；24.1％对25.4％；未示出)的百分比未改变。图6A示出了在用X4P-001给药之前和之后的干扰素γ(IFN-γ)基因标签的基因表达评分。从IFN-γ、CXCL9、CXCL10、HLA-DRA、IDO1和STAT1标准化计数的几何平均值计算每个患者样本的基因评分。将平均值进行Log10转换以生成基因表达评分。五个患者中的每一个患者的基因表达评分均升高。图6B示出了在用X4P-001给药之前和之后的另外的患者中的IFN-γ基因标签的基因表达评分。图7示出了通过HALO获得的生物标志物CD8+、CD3+和FoxP3的单标志物免疫组织化学(IHC)数据的信号定量。EOT＝治疗结束(三周X4P-001治疗+6周X4P-001与派姆单抗组合)。图8示出了为期九(9)周的X4P-001单一疗法以及与派姆单抗组合的给药方案。图9A示出了在X4P-001单一疗法之后在低放大率(图A)和高放大率(图B)下的活检样本的代表性CD8和FoxP3染色。图9B示出了福尔马林固定石蜡包埋黑素瘤样本的图像。样本依次用6组分免疫表型抗体组(包含CD4、CD8、PD-1、PD-L1、巨噬细胞混合物(CD68+CD163)和FoxP3)染色。DAPI用作核复染剂。使用HRP催化的荧光酪酰胺底物(Opal，珀金埃尔默(Perkin-Elmer))沉积检测抗体。使用光谱成像、自发荧光减除和解混(Vectra3.0，珀金埃尔默)获得图像，并使用HALOTM图像分析软件进行分析。图10示出了黑素瘤患者2、3、5、8和9的mIF结果的线图，其表明在X4P-001单一疗法之后，CD8细胞相对于Treg细胞增加。图11示出了在来自患者5的整个活检的低倍扫描下(图1a)和在黑素瘤浸润前沿的解混高倍成像下(图1b)的代表性CD8、Ki-67和黑素瘤细胞染色。图12示出了来自患者5的整个活检样本中的CD8+T细胞和增殖CD8+T细胞(Ki-67+)密度的柱状图。左Y轴是CD8+Ki67+细胞(#细胞/mm2)。右Y轴是CD+Tc细胞(#细胞/mm2)。在图13、14和15中，图像表示来自最近相邻分析模块的图形输出，其中未标记细胞呈现为灰色。在X4P-001单一疗法之后，增殖CD8+T细胞围绕并浸润肿瘤病变。CD8+细胞和最近的肿瘤细胞之间的平均距离从基线时的95微米减少到X4P-001单一疗法之后的43微米，唯一相邻的数量增加，表明浸润增强。图13示出了第1天(治疗之前)的CD8+T细胞和其最近的黑素瘤相邻细胞之间的距离测量。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鉴别将受益于用CXCR4抑制剂治疗的癌性肿瘤患者的方法，所述方法包括：/n(a)在向所述患者投与所述CXCR4抑制剂之前获得第一肿瘤样本；/n(b)测量所述第一肿瘤样本中的选自以下中的一或多种生物标志物的水平：CD8

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171107 US 62/582,877;20180413 US 62/657,4061.一种鉴别将受益于用CXCR4抑制剂治疗的癌性肿瘤患者的方法，所述方法包括：
(a)在向所述患者投与所述CXCR4抑制剂之前获得第一肿瘤样本；
(b)测量所述第一肿瘤样本中的选自以下中的一或多种生物标志物的水平：CD8+T细胞或CD8+T细胞/Treg比、CD8+Ki-67+T细胞、颗粒酶B、IFN-γ标签评分、CTL标签评分、抗原呈递/加工标签评分、肿瘤炎症标签评分、VISTA生物标志物组或PD-L1表达；
(c)向所述患者投与有效量的CXCR4抑制剂和任选的免疫治疗剂；
(d)在向所述患者投与所述CXCR4抑制剂之后获得第二肿瘤样本；和
(e)测量所述第二种肿瘤样本中的选自以下中的一或多种生物标志物的水平：CD8+T细胞或CD8+T细胞/Treg比、CD8+Ki-67+T细胞、颗粒酶B、IFN-γ标签评分、CTL标签评分、抗原呈递/加工标签评分、肿瘤炎症标签评分、VISTA生物标志物组或PD-L1表达，
其中所述肿瘤对步骤(c)的反应基于所述肿瘤的反应相较于一或多个相似患者更大或更小来预测成功治疗所述肿瘤的可能性，并且使用所述生物标志物中的一或多者进行评估。


2.一种预测患者对CXCR4抑制剂(任选地与免疫治疗剂组合)的反应的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)在向所述患者投与所述CXCR4抑制剂之前获得第一肿瘤样本；
(b)测量所述第一肿瘤样本中的选自以下中的一或多种生物标志物的水平：CD8+T细胞或CD8+T细胞/Treg比、CD8+Ki-67+T细胞、颗粒酶B、IFN-γ标签评分、CTL标签评分、抗原呈递/加工标签评分、肿瘤炎症标签评分、VISTA生物标志物组或PD-L1表达；
(c)向所述患者投与有效量的CXCR4抑制剂和任选的免疫治疗剂；
(d)在向所述患者投与所述CXCR4抑制剂之后获得第二肿瘤样本；和
(e)测量所述第二种肿瘤样本中的选自以下中的一或多种生物标志物的水平：CD8+T细胞或CD8+T细胞/Treg比、CD8+Ki-67+T细胞、颗粒酶B、IFN-γ标签评分、CTL标签评分、抗原呈递/加工标签评分、肿瘤炎症标签评分、VISTA生物标志物组或PD-L1表达；
其中所述肿瘤对步骤(c)的反应基于所述肿瘤的反应相较于一或多个相似患者更大或更小来预测成功治疗所述肿瘤的可能性，并且使用所述生物标志物中的一或多者进行评估。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述CXCR4抑制剂选自X4P-001或X4-136或其药学上可接受的盐。


4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，其中所述免疫治疗剂是免疫检查点抑制剂。


5.根据权利要求4所述的方法，其中所述免疫检查点抑制剂选自伊匹单抗阿特珠单抗纳武单抗皮地利珠单抗、阿维鲁单抗得瓦鲁单抗PDR001、REGN2810或派姆单抗


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述免疫检查点抑制剂是派姆单抗。


7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的方法，其中所述IFN-γ标签评分包括IDO1、CXCL10、CXCL9、HLA-DRA、STAT1和IFN-γ中的一或多者的增加。


8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的方法，其中所述CTL标签评分包括CD8A、CD8B、FLTLG、GZMM或PRF1中的一或多者的增加。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·王，R·H·皮尔斯，K·M·斯普罗特，S·P·弗里克，J·S·坎贝尔，
申请(专利权)人：X四制药有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US