(57)【要約】  膀胱癌のバイオマーカーとして有用な生化学的実体を識別および評価するための方法、標的識別／検証、および薬物有効性の監視が提供される。また膀胱癌のバイオマーカーとして一連の低分子実体も提供される。
2014533363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象が膀胱癌を有するか否かを決定する、または決定を補助する方法であって、
対象からの生体試料を分析して、前記試料中の、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
前記対象が膀胱癌を有するか否かを決定するために、前記試料中の前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を、前記１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記試料が、質量分析法、ＥＬＩＳＡ、および抗体結合からなる群から選択される１つ以上の技法を用いて分析される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法が、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される１つ以上のバイオマーカーまたは測定値を含む数理モデルを用いて、前記対象および前記対象からの生体試料を分析することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上のバイオマーカーが、アンセリン、ピリドキシン酸塩、アジピン酸塩、キサンツレン酸塩、１，２−プロパンジオール、コリンリン酸塩、アセチルカルニチン、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、パルミトイルスフィンゴミエリン、チラミン、乳酸塩、コハク酸塩、アデノシン、２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）、キヌレニン、アデノシン５′−モノリン酸塩（ＡＭＰ）、３−ヒドロキシフェニル酢酸塩、２−ヒドロキシ馬尿酸塩（サリチル尿酸塩）、３−インドキシル−硫酸塩、フェニルアセチルグルタミン、ｐ−クレゾール−硫酸塩、３−ヒドロキシ馬尿酸塩、イタコン酸メチレンコハク酸塩、コルチゾール、イソブチリルグリシン、グルコン酸塩、キサンツレン酸塩、グロノ１，４−ラクトン、シンナモイルグリシン、２−オキシンドール−３−酢酸塩、α−ＣＥＨＣ−グルクロニド、カテコール−硫酸塩、γ−グルタミルフェニルアラニン、２−イソプロピルリンゴ酸塩、４−ヒドロキシフェニル酢酸塩、イソバレリルグリシン、カルニチン、酒石酸塩、６−ホスホグルコン酸塩、ステアロイルスフィンゴミエリン、ｍｙｏ−イノシトール、グルコース、３−（４−ヒドロキシフェニル）乳酸塩、１−リノレオイルグリセロール（１−モノリノレイン）、ｐｒｏ−ヒドロキシ−ｐｒｏ、γ−グルタミルグルタミン酸塩、クレアチン、５，６−ジヒドロウラシル、ドコサジエン酸塩（２２：２ｎ６）、フェニル乳酸塩（ＰＬＡ）、プロピオニルカルニチン、イソロイシルプロリン、Ｎ２−メチルグアノシン、エイコサペンタエン酸塩（ｅｉｃｏｓａｐｅｎｔａｎｅｎｏａｔｅ）（ＥＰＡ２０：５ｎ３）、５−メチルチオアデノシン（ＭＴＡ）、α−グルタミルリシン、３−ホスホグリセリン酸塩、６−ケトプロスタグランジンＦ１α、ドコサトリエン酸塩（２２：３ｎ３）、２−パルミトレオイルグリセロホスホコリン、１−ステアロイルグリセロホスホイノシトール、１−パルミトイルグリセロホスホイノシトール、ｓｃｙｌｌｏ−イノシトール、ジホモ−リノール酸塩（２０：２ｎ６）、３−ホスホセリン、ドコサペンタエン酸塩（ｎ６  ＤＰＡ ２２：５ｎ６）、１−パルミトイルグリセロール、および（１−モノパルミチン）からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記対象が、血尿を有し、前記１つ以上のバイオマーカーが、表１、７、１１、および／または１３から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上のバイオマーカーが、アンセリン、ピリドキシン酸塩、アジピン酸塩、キサンツレン酸塩、１，２−プロパンジオール、コリンリン酸塩、アセチルカルニチン、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、パルミトイルスフィンゴミエリン、チラミン、乳酸塩、イソバレリルグリシン、２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）、４−ヒドロキシ馬尿酸塩、グルコン酸塩、グロノ１，４−ラクトン、３−ヒドロキシ馬尿酸塩、酒石酸塩、２−オキシンドール−３−酢酸塩、イソブチリルグリシン、カテコール硫酸塩、フェニルアセチルグルタミン、コハク酸塩、シンナモイルグリシン、イソブチリルカルニチン、３−ヒドロキシフェニル酢酸塩、３−インドキシル硫酸塩、ソルボース、２，５−フランジカルボン酸、メチル−４−ヒドロキシ安息香酸塩、２−イソプロピルリンゴ酸塩、アデノシン５′−モノリン酸塩（ＡＭＰ）、２−メチルブチリルグリシン、フェニルプロピオニルグリシン、β−ヒドロキシピルビン酸塩、３−メチルクロトニルグリシン、カルノシン、フルクトース、アデノシン、およびキヌレニンからなる群から選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記対象が、膀胱癌の病歴を有し、前記１つ以上のバイオマーカーが、表１、７、１１、および／または１３から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記１つ以上のバイオマーカーが、アンセリン、ピリドキシン酸塩、アジピン酸塩、キサンツレン酸塩、１，２−プロパンジオール、コリンリン酸、アセチルカルニチン、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、パルミトイルスフィンゴミエリン、チラミン、乳酸塩、３−ヒドロキシフェニル酢酸塩、３−ヒドロキシ馬尿酸塩、イソバレリルグリシン、フェニルアセチルグルタミン、２，５−フランジカルボン酸、アラントイン、ピメル酸塩（ヘプタンジオン酸塩）、アデノシン５′−モノリン酸塩（ＡＭＰ）、カテコール−硫酸塩、２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）、イソブチリルグリシン、２−ヒドロキシ馬尿酸塩（サリチル尿酸塩）、グルコン酸塩、イミダゾール−プロピオン酸塩、コハク酸塩、α−ＣＥＨＣ−グルクロニド、３−インドキシル−硫酸塩、４−ヒドロキシフェニル酢酸塩、キサンチン、ｐ−クレゾール−硫酸塩、酒石酸塩、４−ヒドロキシ馬尿酸塩、２−イソプロピルリンゴ酸塩、Ｎ（２）−フロイル−グリシン、アデノシン、およびキヌレニンからなる群から選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記対象が、泌尿器科癌の病歴を有し、前記バイオマーカーが、表１、７、１１、および／または１３から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つ以上のバイオマーカーが、アンセリン、ピリドキシン酸塩、アジピン酸塩、キサンツレン酸塩、１，２−プロパンジオール、コリンリン酸塩、アセチルカルニチン、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、パルミトイルスフィンゴミエリン、チラミン、乳酸塩、イミダゾール−プロピオン酸塩、３−インドキシル−硫酸塩、フェニルアセチルグリシン、コリン、メチル−インドール−３−酢酸塩、β−アラニン、２−ヒドロキシイソブチル酸塩、コハク酸塩、４−アンドロステン−３β，１７β−ジオール二硫酸塩２，４−ヒドロキシフェニル酢酸塩、グリセロール、ウラシル、グロノ１，４−ラクトン、フェノール硫酸塩、ジメチルアルギニン（ＡＤＭＡ＋ＳＤＭＡ）、シクロ−グリ−プロ、スクロース、アデノシン、セリン、アゼライン酸塩（ノナンジオン酸塩）、トレオニン、プレグナンジオール−３−グルクロニド、エタノールアミン、グルコン酸塩、Ｎ６−メチルアデノシン、Ｎ−メチル−プロリン、グリシン、およびグルコース６−リン酸塩（Ｇ６Ｐ）、２−ヒドロキシ酪酸塩およびキヌレニンからなる群から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法が、表１、７、１１、および／または１３から選択される１つ以上のバイオマーカーまたは測定値を含む数理モデルを用いて、前記対象および前記対象からの生体試料を分析することを含む、請求項５、７、および９のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
膀胱癌を有する対象の膀胱癌の病期を決定する方法であって、
対象からの生体試料を分析して、前記試料中の、表５および／または９から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
前記膀胱癌の前記病期を決定するために、前記試料中の前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を、前記１つ以上のバイオマーカーの高病期膀胱癌および／または低病期膀胱癌基準レベルと比較することと、を含む、方法。
【請求項１３】
前記１つ以上のバイオマーカーが、アンセリン、ピリドキシン酸塩、アジピン酸塩、キサンツレン酸塩、１，２−プロパンジオール、コリンリン酸塩、アセチルカルニチン、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、パルミトイルスフィンゴミエリン、チラミン、乳酸塩、パルミトイルエタノールアミド、トロンボキサンＢ２、ビリルビン（Ｚ，Ｚ）、アドレナート（２２：４ｎ６）、Ｃ−グリコシルトリプトファン、メチル−α−グルコピラノシド、メチルリン酸塩、３−ヒドロキシデカン酸塩、３−ヒドロキシオクタン酸塩、４−ヒドロキシフェニルピルビン酸塩、Ｎ−アセチルトレオニン、１−アラキドノイルグリセロホスホイノシトール、５，６−ジヒドロチミン、２−ヒドロキシパルミチン酸塩、補酵素Ａ、Ｎ−アセチルセリオン、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤ＋）、ドコサトリエン酸塩（２２：３ｎ３）、グルタチオン還元（ＧＳＨ）、プロスタグランジンＡ２、グルタミン、グルタミン酸γ−メチルエステル、ドコサペンタエン酸塩（ｎ６  ＤＰＡ  ２２：５ｎ６）、グリコケノデオキシコール酸塩、ヘキサノイルカルニチン、アラキドン酸塩（２０：４ｎ６）、ｐｒｏ−ヒドロキシ−ｐｒｏ、ドコサヘキサエン酸塩（ＤＨＡ  ２２：６ｎ３）、ラウリルカルニチン、コハク酸塩、アデノシン、２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）、およびキヌレニンからなる群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
数理モデルを用いて、膀胱癌を有する対象の膀胱癌の病期を決定する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
泌尿器科癌と診断された対象において、膀胱癌を前立腺癌から区別することを補助する方法であって、
対象からの生体試料を分析して、前記試料中の、表１および／または１１から選択される膀胱癌対前立腺癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
前記対象における膀胱癌と前立腺癌とを区別するために、前記試料中の前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を、前記１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌対前立腺癌基準レベルと比較することと、を含む、方法。
【請求項１６】
数理モデルを用いて、泌尿器科癌と診断された対象において、膀胱癌を前立腺癌から区別することを補助する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
泌尿器科癌と診断された対象において、膀胱癌を腎癌から区別することを補助する方法であって、
対象からの生体試料を分析して、前記試料中の、表１および／または１１から選択される膀胱癌対腎癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
前記対象における膀胱癌と腎癌とを区別するために、前記試料中の前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を、前記１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌対腎癌基準レベルと比較することと、を含む、方法。
【請求項１８】
数理モデルを用いて、泌尿器科癌と診断された対象において、膀胱癌を腎癌から区別することを補助する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
対象が膀胱癌を発症する性質にあるか否かを決定する、または決定を補助する方法であって、
対象からの生体試料を分析して、前記試料中の、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
前記対象が膀胱癌を発症する性質にあるか否かを決定するために、前記試料中の前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を、前記１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む、方法。
【請求項２０】
対象における膀胱癌の進行／退縮を監視する方法であって、
対象からの第１の生体試料であって、前記対象から第１の時点で得られる、第１の試料を分析して、前記試料中の、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
対象からの第２の生体試料であって、前記対象から第２の時点で得られる、第２の試料を分析して、前記１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
前記対象における膀胱癌の前記進行／退縮を監視するために、前記第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を、前記第２の試料中の前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）と比較することと、を含む、方法。
【請求項２１】
前記方法が、前記第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）、前記第２の試料中の１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）、ならびに／または前記第１および第２の試料中の前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）の前記比較の結果を、前記１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記方法が、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される１つ以上のバイオマーカーまたは測定値を含む数理モデルを用いて、前記対象および前記対象からの生体試料を分析することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ＢＣＡスコアを決定することが、その方法を補助する、請求項１〜２２のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
膀胱癌を治療するための組成物の有効性を評価する方法であって、
膀胱癌を有する、および前記組成物で現在または以前に治療されている対象からの生体試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
前記試料中の前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を、（ａ）前記対象から以前に採取された生体試料であって、前記組成物で治療される前に前記対象から得られた生体試料中の前記１つ以上のバイオマーカーのレベル、（ｂ）前記１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性基準レベル、および／または（ｃ）前記１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陰性基準レベルと比較することを含む、方法。
【請求項２５】
前記方法が、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される１つ以上のバイオマーカーまたは測定値を含む数理モデルを用いて、前記対象および前記対象からの生体試料を分析することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
膀胱癌を治療することにおける組成物の有効性を評価する方法であって、
対象からの第１の生体試料であって、前記対象から第１の時点で得られる前記第１の試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
前記組成物を前記対象に投与することと、
前記対象からの第２の生体試料であって、前記組成物の投与後の第２の時点で前記対象から得られる前記第２の試料を分析して、前記１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
膀胱癌を治療するための前記組成物の前記有効性を評価するために、前記第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を、前記第２の試料中の前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）と比較することと、を含む、方法。
【請求項２７】
前記方法が、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される１つ以上のバイオマーカーまたは測定値を含む数理モデルを用いて、前記対象および前記対象からの生体試料を分析することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
膀胱癌を治療するための２つ以上の組成物の相対的有効性を評価する方法であって、
膀胱癌を有する、および第１の組成物で現在または以前に治療されている第１の対象からの第１の生体試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
膀胱癌を有する、および第２の組成物で現在または以前に治療されている第２の対象からの第２の生体試料を分析して、前記１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、
膀胱癌を治療するための前記第１および第２の組成物の前記相対的有効性を評価するために、前記第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を、前記第２の試料中の前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）と比較することと、を含む、方法。
【請求項２９】
前記方法が、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される１つ以上のバイオマーカーまたは測定値を含む数理モデルを用いて、前記対象および前記対象からの生体試料を分析することを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーを調節することにおける活性のための組成物をスクリーニングするための方法であって、
１つ以上の細胞を組成物と接触させることと、
前記１つ以上の細胞または前記細胞と関連付けられた生体試料の少なくとも一部分を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を決定することと、
前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を、前記バイオマーカーの所定の標準レベルと比較して、前記組成物が、前記１つ以上のバイオマーカーの前記レベル（複数可）を調節したか否かを決定することと、を含む、方法。
【請求項３１】
前記バイオマーカーの前記所定の標準レベルが、前記組成物の非存在下で、前記１つ以上の細胞中の前記１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記バイオマーカーの前記所定の標準レベルが、前記組成物と接触していない１つ以上の対照細胞中の前記１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記方法が、インビボで行われる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記方法が、インビトロで行われる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
膀胱癌の潜在的な薬物標的を識別するための方法であって、
表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーと関連付けられた１つ以上の生化学的経路を識別することと、
前記１つ以上の識別された生化学的経路のうちの少なくとも１つに作用するタンパク質であって、膀胱癌の潜在的な薬物標的であるタンパク質を識別することと、を含む、方法。
【請求項３６】
膀胱癌を有する対象において減少する、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される有効な量の１つ以上のバイオマーカーを前記対象に投与することを含む、膀胱癌を有する対象を治療するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本発明は、２０１１年１１月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／５５８，６８８号、および２０１２年８月２４日に出願された米国仮特許出願第６１／６９２，７３８号の利益を主張し、それら両方の全体内容は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、概して、膀胱癌のバイオマーカーおよびそのバイオマーカーに基づく方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
米国において、膀胱癌（ＢＣＡ）症例の９０％超は、移行上皮細胞癌（ＴＣＣ）であり、尿路上皮癌（ＵＣ）とも称される。約７０％の新たに診断されたＴＣＣ／ＵＣ患者は、非筋肉浸潤性膀胱癌（ＮＭＩＢＣ）腫瘍（すなわち、Ｔ０ａ、Ｔ１、およびＣＩＳ）を有する。ＮＭＩＢＣ患者の管理は、膀胱腫瘍の経尿道的切除（ＴＵＲＢ−Ｔ）による可視腫瘍の除去、および腫瘍再発についての積極的監視を伴い、癌の進行の危険性を最小にする。
【０００４】
膀胱鏡検査は、膀胱癌の診断のため、および非筋肉浸潤性膀胱癌（ＮＭＩＢＣ）を持つ患者を監視するための代表的な判断基準であると考えられる。この技術の主な制限は、尿路上皮の一部分を可視化することの不可能性と、上皮内（ＣＩＳ）腫瘍を可視化することの困難性である。いずれの場合も、腫瘍の存在は、上部尿路内の腫瘍位置に起因するか、または可視光膀胱鏡検査における腫瘍の比較的正常な出現のために見逃される場合がある。ＣＩＳの検出は、最近では膀胱鏡検査前に膀胱内注入された蛍光色素の導入から恩恵を受けている。検出率は増加しているが、より長い手順（膀胱内注入後の染料の培養）を必要とし、米国ではまだルーチンベースで用いられていない。
【０００５】
多くの場合、膀胱鏡検査では目に見えないか、またはよく見えない膀胱腫瘍の検出を補助することができる細胞診検査が行われる。細胞診は、６０余年の間ルーチン臨床診療で用いられている。しかしながら、細胞診は、高いオペレータ間変動を有する、複雑な方法である。注目すべきは、細胞診は、検査室の検査ではなく診断であり、剥離した尿路上皮細胞の形態的特徴の解釈は、各病理医により評価される。それにもかかわらず、細胞診は、高悪性度の腫瘍（すなわち、ＴａＧ３、Ｔ１／Ｇ３およびＣＩＳ）に対する非常に高い特異性および優れた感度を有すると評価されている。
【０００６】
しかしながら、細胞診は、低悪性度の腫瘍（すなわち、ＴａＧ１／Ｇ２）では性能が悪いことが証明されており、最近では高悪性度の腫瘍における高性能の細胞診の概念に異議が唱えられている。例えば、Ｍａｙｏ  Ｃｌｉｎｉｃによる研究（ｎ＝７５）は、細胞診の全体感度は、すべての腫瘍型について５８％、Ｔａについて４７％、ＣＩＳについてわずか７８％、およびｐＴ１〜ｐＴ４については６０％であった。比較して、同一のＭａｙｏ  Ｃｌｉｎｉｃ試料セットに関する蛍光原位置ハイブリダイゼーション（ＦＩＳＨ）分析は、８１％の全体感度、Ｔａについて６５％、ＣＩＳについて１００％、およびＴ１〜Ｔ４腫瘍について９５％の感度を有した（Ｈａｌｌｉｎｇ  Ｋ．ｅｔ  ａｌ．（２０００）Ａ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｃｙｔｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ｉｎ  ｓｉｔｕ  ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｕｒｏｔｈｅｌｉａｌ  ｃａｒｃｉｎｏｍａ．Ｊ．Ｕｒｏｌ．１６４；１７６８）。
【０００７】
別の実施例において、異なる研究（ｎ＝６６８）は、ＦＤＡ承認されたＮＭＰ２２試験を、異なる施設において膀胱癌の病歴を持つ一連の継続患者における再発評価のための細胞診に対する補助として調べた（Ｇｒｏｓｓｍａｎ  Ｈ．Ｂ．ｅｔ  ａｌ．（２００６）Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ  ｆｏｒ  ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ  ｂｌａｄｄｅｒ  ｃａｎｃｅｒ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｃａｒｅ  ｐｒｏｔｅｏｍｉｃ  ａｓｓａｙ．ＪＡＭＡ  ２９５；２９９−３０５）。再度、本研究は、細胞診が高悪性度の腫瘍において以前に考えられていたほど良好に機能しなかったことを強調した。ＮＭＰ２２の感度（４９．５％）は、細胞診の感度（１２．２％）と比較してより良好であるにも関わらず、両試験の陽性予測値（ＰＰＶ）は、本質的に４１．５％で同じであり、細胞診が特異性（細胞診の場合９９％、ＮＭＰ２２の場合８７％）に関して有する顕著な利益を強調する。また、細胞診の感度／特異性を評価するいくつかの研究の公表されたレビューは、細胞診の高い特異性（［０．８３〜０．９９７］の９５％ＣＩで０．９９）およびその比較的低い感度０．３４（［０．２０〜０．５３］の９５％ＣＩ）を再確認した（Ｌｏｔａｎ  Ｙ．ａｎｄ  Ｒｏｅｈｒｂｏｒｎ  Ｃ．Ｇ．（２００３）Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  ａｎｄ  ｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｙ  ｏｆ  ｃｏｍｍｏｎｌｙ  ａｖａｉｌａｂｌｅ  ｂｌａｄｄｅｒ  ｔｕｍｏｒ  ｍａｒｋｅｒｓ  ｖｅｒｓｕｓ  ｃｙｔｏｌｏｇｙ：ｒｅｓｕｌｔｓ  ｏｆ  ａ  ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ  ｒｅｖｉｅｗ  ａｎｄ  ｍｅｔａ−ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｕｒｏｌｏｇｙ６１；１０９−１１８）。
【０００８】
それにもかかわらず、尿細胞診を用いる、または用いない膀胱鏡検査は、血尿／排尿障害患者における膀胱癌の診断およびＮＭＩＢＣ患者における再発の評価についての対処の現行基準である。しかしながら、細胞診評価は決定的でない場合が多く、膀胱腫瘍の診断を補助するその意図された目標を満たすことができない。また、陰性細胞診結果は、細胞診評価が低感度であることを考えると、腫瘍（特に低病期／低悪性度の腫瘍）の存在を除外しない。さらに、その低い感度にも関わらず、細胞診は、全ての新たな試験がそれに対して比較される基準試験になっている。
【０００９】
細胞診の制限および膀胱鏡検査の浸潤性のために、ＮＭＩＢＣ患者の監視と関連付けられるコストを低減する一方で、膀胱腫瘍を検出するための臨床的に有用な非浸潤性ツールを提供するバイオマーカーが探索されている。膀胱癌の初期診断のための膀胱鏡検査および細胞診を補助し、ＮＭＩＢＣ患者における再発膀胱癌腫瘍の検出を補助するために、新規の非浸潤性診断試験の臨床的必要性がある。
【００１０】
いくつかのＦＤＡ承認された尿ベースマーカー、例えば、膀胱腫瘍抗原、ＩｍｍｕｎｏＣｙｔ、核マトリックスタンパク質−２２、および蛍光原位置ハイブリダイゼーションは、その目的で入手可能である。これらの試験はいずれも代謝産物または生化学的バイオマーカーに依存しない。これらの試験の多くは、良好な感度を有するが、特異性が不十分であるため、ルーチン臨床診療で用いられる場合、過剰な偽陽性結果をもたらし得る。これまで、全米総合がん情報ネットワーク（ＮＣＣＮ）ガイドラインは、実験プロトコル環境以外のこれらの試験の使用を推奨していない。
【００１１】
細胞診の特異性に相当する特異性および細胞診の感度よりも優れた感度を持つ尿ベースの試験は、偽陽性結果の数を最小にする一方で、膀胱腫瘍の検出率を改善することにより、膀胱鏡検査および／または細胞診と併せて用いられるときに、臨床診療に著しい影響を及ぼす。このようなバイオマーカーを用いて、膀胱癌の病歴のない症状のある患者において膀胱癌の初期診断を補助するとともに、膀胱癌再発の評価を補助することができる。例えば、バイオマーカーは、一団のバイオマーカー代謝物を定量的に測定する尿検査において用いることができ、バイオマーカー代謝物のレベルは、特定のアルゴリズムとともに用いられるときに、患者における膀胱内膀胱腫瘍の存在または非存在を示し、膀胱癌と一致する症状（すなわち、血尿／排尿障害）を持つ患者集団における膀胱癌の初期診断、およびＮＭＩＢＣの病歴を持つ患者集団における膀胱腫瘍再発の検出を補助する。さらに、該バイオマーカーは、腫瘍の悪性度および病期を示す診断試験を形成するように、特定のアルゴリズムと共に用いられてもよい。
【発明の概要】
【００１２】
一態様において、本発明は、対象が膀胱癌を有するか否かを診断する方法を提供し、この方法は、対象からの生体試料を分析して、試料中の、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、対象が膀胱癌を有するか否かを診断するために、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む。
【００１３】
別の態様において、本発明はまた、対象が膀胱癌を発症する性質にあるか否かを決定する方法も提供し、この方法は、対象からの生体試料を分析して、試料中の、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、対象が膀胱癌を発症する性質にあるか否かを決定するために、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む。
【００１４】
さらに別の態様において、本発明は、対象における膀胱癌の進行／退縮を監視する方法を提供し、この方法は、対象からの第１の生体試料であって、対象から第１の時点で得られる、第１の試料を分析して、試料中の、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、対象からの第２の生体試料であって、対象から第２の時点で得られる、第２の試料を分析して、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、対象における膀胱癌の進行／退縮を監視するために、第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、第２の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）と比較することと、を含む。
【００１５】
さらなる態様において、本発明は、膀胱癌を他の泌尿器科癌（例えば、腎癌、前立腺癌）から区別する方法を提供し、この方法は、対象からの生体試料を分析して、試料中の、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、膀胱癌を他の泌尿器科癌から区別するために、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む。
【００１６】
別の態様において、本発明は、対象が再発膀胱癌を有するか否かを決定する方法を提供し、この方法は、膀胱癌の病歴を持つ対象からの生体試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、（ａ）１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性基準レベルおよび／または１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む。
【００１７】
別の態様において、本発明は、膀胱癌の病期を決定する方法も提供し、この方法は、対象からの生体試料を分析して、試料中の、膀胱癌の病期についての、表５および／または９から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、対象の膀胱癌の病期を決定するために、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカーの高病期膀胱癌および／または低病期膀胱癌基準レベルと比較することと、を含む。
【００１８】
別の態様において、本発明は、膀胱癌を治療するための組成物の有効性を評価する方法を提供し、この方法は、膀胱癌を有する、および組成物で現在または以前に治療されている対象からの生体試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、（ａ）対象から以前に採取された生体試料であって、組成物で治療される前に対象から得られた生体試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル、（ｂ）１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性基準レベル、および／または（ｃ）１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む。
【００１９】
別の態様において、本発明は、膀胱癌を治療することにおける組成物の有効性を評価するための方法を提供し、この方法は、対象からの第１の生体試料であって、対象から第１の時点で得られる第１の試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、組成物を対象に投与することと、対象からの第２の生体試料であって、組成物の投与後の第２の時点で対象から得られる第２の試料を分析して、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、膀胱癌を治療するための組成物の有効性を評価するために、第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、第２の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）と比較することと、を含む。
【００２０】
さらに別の態様において、本発明は、膀胱癌を治療するための２つ以上の組成物の相対的有効性を評価するための方法を提供し、この方法は、膀胱癌を有する、および第１の組成物で現在または以前に治療されている第１の対象からの第１の生体試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、膀胱癌を有する、および第２の組成物で現在または以前に治療されている第２の対象からの第２の生体試料を分析して、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、膀胱癌を治療するための第１および第２の組成物の相対的有効性を評価するために、第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、第２の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）と比較することと、を含む。
【００２１】
別の態様において、本発明は、膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーを調節することにおける活性について組成物をスクリーニングするための方法を提供し、この方法は、１つ以上の細胞を組成物と接触させることと、１つ以上の細胞または該細胞と関連付けられた生体試料の少なくとも一部分を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、バイオマーカーの既定の標準レベルと比較して、組成物が、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を調節したか否かを決定することと、を含む。
【００２２】
さらなる態様において、本発明は、膀胱癌の潜在的な薬物標的を識別するための方法を提供し、この方法は、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーと関連付けられた１つ以上の生化学的経路を識別することと、１つ以上の識別された生化学的経路のうちの少なくとも１つに作用するタンパク質であって、膀胱癌の潜在的な薬物標的であるタンパク質を識別することと、を含む。
【００２３】
さらに別の態様において、本発明は、膀胱癌を有する対象を治療するための方法を提供し、この方法は、膀胱癌を有する対象において減少する、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される有効な量の１つ以上のバイオマーカーを対象に投与することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】膀胱癌患者（ＴＣＣ）と症例対照の対象との間の例示的な代謝産物について浸透圧正規化された存在比を示す。
【図２】本研究において浸透圧正規化データで分離された対象を用いる特徴選択された主成分分析（ＰＣＡ）のグラフ図である。任意の遮断線は、これらの代謝量プロファイルが、患者を高い陰性予測値（ＮＰＶ）（ＰＣ１＜−１）および高い陽性予測値（ＰＰＶ）（ＰＣ１＞１）の両方を持つ群に分けることができることを示すために描かれている。中間値（−＜ＰＣ１＜１）を持つ個人は、この計算論的手法を用いて分類することができない。
【図３】本研究において浸透圧正規化値で分けられた対象を用いる特徴選択された階層クラスタリング（ピアソンの相関）のグラフ図である。３つの異なる代謝群、１００％対照（ＴＣＣを含まない）個人を含む群、１００％膀胱癌（ＴＣＣ）症例を含む群、ならびに３３％対照および６７％ＴＣＣ症例を含む中間症例が識別された。
【図４】実施例７で論じられるように、膀胱癌の５つの例示的なバイオマーカーを用いる受信者動作特性（ＲＯＣ）曲線のグラフ図である。
【図５】実施例７で論じられるように、膀胱癌を非癌から区別するために７つの例示的なバイオマーカーを用いて生成されたＲＯＣ曲線のグラフ図である。
【図６】実施例７で論じられるように、ＢＣＡを非癌から区別するために複数のバイオマーカーを持つリッジモデルを用いて得られたＡＵＣ結果の比較を示す。
【図７】実施例７で論じられるように、膀胱癌を血尿から区別するためにリッジロジスティック回帰分析を用いて生成されたＲＯＣ曲線のグラフ図である。
【図８】実施例７で論じられるように、ＢＣＡを血尿から区別するために複数のバイオマーカーを持つリッジモデルを用いて得られたＡＵＣ結果の比較を示す。
【図９】対照個人（左）および膀胱癌患者（右）において測定されたバイオマーカー代謝産物のレベルのトリカルボン酸回路（ＴＣＡ）およびボックスプロットのグラフ図である。ｙ軸の値は、バイオマーカーの目盛付き強度を示す。網掛けボックスの上および下は、それぞれ第三四分位数および第一四分位数を表す。上および下のバー（「ひげ」）は、各化合物および群について、丸で示される「極端な」点を除くデータ点の全体的な広がりを表す。「＋」は平均値を示し、実線は中央値を示す。
【図１０】解糖、分岐鎖アミノ酸異化、および脂肪酸酸化の活性を示す、代謝産物の生化学的経路およびボックスプロットのグラフ図である。左のボックスプロットは、対照個人において測定されたレベルであり、右のボックスプロットは、膀胱癌（ＴＣＣ）患者において測定されたレベルである。ｙ軸の値は、バイオマーカーの目盛付き強度を示す。網掛けボックスの上および下は、それぞれ第三四分位数および第一四分位数を表す。上および下のバー（「ひげ」）は、各化合物および群について、丸で示される「極端な」点を除くデータ点の全体的な広がりを表す。「＋」は平均値を示し、実線は中央値を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
ＦＤＡにより承認された現在使用可能な試験は、タンパク質またはＤＮＡ技術のいずれかに基づく。尿中の生化学的成分は、一般に個人間および個人内の両方で経時的に劇的な変動の対象となると考えられている。この変動は、それらの診断能力に対して、成分の審査の障壁となる。多くの尿代謝産物が、膀胱癌を有する対象を膀胱癌を有しない対象から区別するという発見は新規であり、明らかに生産されるものもあれば尿から消費されるものもあるという事実は、これらのデータの外部正規化の必要性を最小にする。膀胱癌患者の尿中で識別された特定の代謝産物は、他の癌（特に腎癌）について公表されたデータに基づいて、大部分が予期されないものである。同様に、類似の手法を用いて、新規のバイオマーカーは、膀胱癌を持つ患者からの組織試料において識別された。
【００２６】
本発明は、膀胱癌のバイオマーカー、膀胱癌の診断または診断を補助するための方法、膀胱癌を他の泌尿器科癌（例えば、前立腺癌、腎癌）から区別する方法、膀胱癌の素因を決定するか、または決定を補助する方法、膀胱癌の進行／退縮を監視する方法、膀胱癌の再発を決定する方法、膀胱癌を病期分類する方法、膀胱癌を治療するための組成物の有効性を評価する方法、膀胱癌のバイオマーカーを調節することにおける活性のための組成物をスクリーニングする方法、膀胱癌の潜在的な薬物標的を識別する方法、膀胱癌を治療する方法、ならびに膀胱癌のバイオマーカーに基づく他の方法に関する。本発明をさらに詳細に説明する前に、以下の用語を最初に定義する。
定義：
【００２７】
「バイオマーカー」は、第２の表現型を有する（例えば、疾患を有しない）対象または対象群からの生体試料と比較して、第１の表現型を有する（例えば、疾患を有する）対象または対象群からの生体試料中に差異的に存在する（すなわち、増加または減少する）化合物、好ましくは代謝産物を意味する。バイオマーカーは、任意のレベルで差異的に存在してよいが、概して、少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも１００％、少なくとも１１０％、少なくとも１２０％、少なくとも１３０％、少なくとも１４０％、少なくとも１５０％、もしくはそれ以上で増加するレベルで存在するか、または概して、少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、もしくは１００％（すなわち非存在）減少するレベルで存在する。バイオマーカーは、好ましくは、統計的に有意なレベル（すなわち、ウェルチのＴ検定またはウィルコクソンの順位和検定のいずれかを用いて決定されるように、０．０５未満のｐ値および／または０．１０未満のｑ値）で差異的に存在する。
【００２８】
１つ以上のバイオマーカーの「レベル」は、試料中のバイオマーカーの絶対量もしくは相対量または濃度を意味する。
【００２９】
「試料」または「生体試料」は、対象から単離された生体材料を意味する。生体試料は、所望のバイオマーカーを検出するために適した任意の生体材料を含んでよく、また対象からの細胞および／または非細胞材料を含んでもよい。試料は、例えば、膀胱組織、血液、血漿、尿、または脳脊髄液（ＣＳＦ）などの任意の適した生体組織または流体から単離することができる。
【００３０】
「対象」は、任意の動物を意味するが、好ましくは哺乳類、例えば、ヒト、サル、マウス、ウサギ、またはラットなどである。
【００３１】
バイオマーカーの「基準レベル」は、特定の疾患状態、表現型、またはそれらの欠失、ならびに疾患状態、表現型、またはそれらの欠失の組み合わせを示すバイオマーカーのレベルを意味する。バイオマーカーの「陽性」基準レベルは、特定の疾患状態または表現型を示すレベルを意味する。バイオマーカーの「陰性」基準レベルは、特定の疾患状態または表現型の欠失を示すレベルを意味する。例えば、バイオマーカーの「膀胱癌陽性基準レベル」は、対象における膀胱癌の陽性診断を示すバイオマーカーのレベルを意味し、バイオマーカーの「膀胱癌陰性基準レベル」は、対象における膀胱癌の陰性診断を示すバイオマーカーのレベルを意味する。バイオマーカーの「基準レベル」は、バイオマーカーの絶対量もしくは相対量または濃度、バイオマーカーの存在または非存在、バイオマーカーの量または濃度の範囲、バイオマーカーの最小および／もしくは最大量または濃度、バイオマーカーの平均量もしくは濃度、および／またはバイオマーカーの中央量もしくは濃度であってもよく、さらにバイオマーカーの組み合わせの「基準レベル」は、２つ以上のバイオマーカーの互いに対する絶対量もしくは相対量または濃度の比であってもよい。特定の疾患状態、表現型、またはそれらの欠失についてのバイオマーカーの適切な陽性および陰性基準レベルは、１人以上の適切な対象において所望のバイオマーカーのレベルを測定することにより決定され得、このような基準レベルは、特定の対象集団に対して調整されてもよい（例えば、基準レベルは、ある年齢の対象からの試料中のバイオマーカーレベルと、特定の疾患状態、表現型、またはそれらの欠失の基準レベルとの間で比較が行われ得るように、年齢適合されてもよい）。このような基準レベルは、生体試料中のバイオマーカーのレベルを測定するために用いられる特定の手法（例えば、ＬＣ−ＭＳ、ＧＣ−ＭＳなど）に対して調整されてよく、バイオマーカーのレベルは、用いられる特定の手法に基づいて異なってもよい。
【００３２】
「非バイオマーカー化合物」は、第２の表現型を有する（例えば、第１の疾患を有しない）対象または対象群からの生体試料と比較して、第１の表現型を有する（例えば、第１の疾患を有する）対象または対象群からの生体試料中に差異的に存在しない化合物を意味する。しかしながら、このような非バイオマーカー化合物は、第１の表現型（例えば、第１の疾患を有する）または第２の表現型（例えば、第１の疾患を有しない）と比較して、第３の表現型を有する（例えば、第２の疾患を有する）対象または対象群からの生体試料中のバイオマーカーであり得る。
【００３３】
「代謝産物」または「低分子」は、細胞内に存在する有機および無機分子を意味する。この用語は、大きな高分子、例えば、大きなタンパク質（例えば、２，０００、３，０００、４，０００、５，０００、６，０００、７，０００、８，０００、９，０００、もしくは１０，０００超の分子量を持つタンパク質）、大きな核酸（例えば、２，０００、３，０００、４，０００、５，０００、６，０００、７，０００、８，０００、９，０００、もしくは１０，０００超の分子量を持つ核酸）、または大きな多糖（例えば、２，０００、３，０００、４，０００、５，０００、６，０００、７，０００、８，０００、９，０００、もしくは１０，０００超の分子量を持つ多糖）を含まない。細胞の低分子は、一般的に、細胞質もしくはミトコンドリアなどの他の細胞小器官内の溶液中に遊離することが見出され、それらはさらに代謝されるか、または高分子と呼ばれる大きな分子を生成するために用いることができる中間体のプールを形成する。用語「低分子」は、食物由来のエネルギーを利用可能な形態に変換する化学反応におけるシグナル伝達分子および中間体を含む。低分子の例としては、糖、脂肪酸、アミノ酸、ヌクレオチド、細胞過程中に形成された中間体、および細胞内で見出される他の低分子が挙げられる。
【００３４】
「代謝プロファイル」または「低分子プロファイル」は、標的細胞、組織、器官、生物、もしくはそれらの分画（例えば、細胞内コンパートメント）内の低分子の完全または部分インベントリを意味する。このインベントリは、存在する低分子の量および／または種類を含んでよい。「低分子プロファイル」は、単一技術または複数の異なる技術を用いて決定され得る。
【００３５】
「メタボローム」は、所与の生物中に存在する低分子のすべてを意味する。
【００３６】
「膀胱癌」（ＢＣＡ）または「移行上皮細胞癌」（ＴＣＣ）は、癌が膀胱内で発生する疾患を指す。本明細書では、ＢＣＡおよびＴＣＣの両方が膀胱癌を示すために同義的に用いられる。
【００３７】
膀胱癌の「病期分類」は、膀胱腫瘍がどの程度広がっているかの指標を指す。腫瘍病期を用いて、治療オプションを選択し、患者の予後を推定する。膀胱腫瘍の病期分類は、Ｔ０（原発腫瘍の証拠がない、一番進行していない状態）〜Ｔ４（腫瘍が膀胱を取り囲む脂肪組織を越えて隣接する器官の中に広がっている、最も進行した状態）に及ぶ。膀胱癌の初期段階は、上皮内（ＣＩＳ）癌として特徴付けることもでき、細胞が異常に増殖しているが、依然として膀胱内に含まれることを意味する。「低病期」または「より低い病期」の膀胱癌は、膀胱癌腫瘍を指し、再発、進行、浸潤、および／または転移の可能性が低い悪性腫瘍（すなわち、低侵襲性であると考えられる膀胱癌）を含む。膀胱に局限している癌腫瘍（すなわち、非筋肉浸潤性膀胱癌、ＮＭＩＢＣ）は、低侵襲性膀胱癌であると考えられる。「高病期」または「より高い病期」の膀胱癌は、再発および／もしくは進行する、並びに／または対象において浸潤性になる可能性が高い膀胱癌腫瘍を指し、転移の可能性がより高い悪性腫瘍（より侵襲性が強いと考えられる膀胱癌）を含む。膀胱に局限していない癌腫瘍（すなわち、筋肉浸潤性膀胱癌）は、より侵襲性の強い膀胱癌であると考えられる。
【００３８】
「膀胱癌の病歴」は、以前に膀胱癌を有した患者を指す。
【００３９】
「前立腺癌」（ＰＣＡ）は、癌が前立腺内で発生する疾患を指す。
【００４０】
「腎癌」または「腎細胞癌」（ＲＣＣ）は、癌が腎臓内で発生する疾患を指す。
【００４１】
「泌尿器科癌」（ＵＣＡ）は、癌が膀胱、腎臓、および／または前立腺内で発生する疾患を指す。
【００４２】
「血尿」は、血液が尿中に存在する状態を指す。
【００４３】
「細胞診」は、ＦＤＡ承認された手順であって、標準治療の一部であり、再発の検出もしくは膀胱癌の診断のための膀胱鏡検査と共に、またはそれに対する反射として用いられる、手順を指す。形態学的特性に基づいて腫瘍細胞を識別する。それ自体は試験ではないが、尿試料に基づく病理学的診察である。この手順は複雑であり、正しい評価を提供するために、試料採取における専門性と配慮を要する。歴史的に、細胞診の性能は、高悪性度腫瘍について極めて良好であると記載されているが、近年の研究はその認識に異議を唱えている。一方ですべての研究は、低悪性度、低病期腫瘍（ＮＭＩＢＣ腫瘍の大部分）における細胞診の低感度に関して一般的に同意している。その２つの主な利点は、臨床診療における長い使用歴（定着していること）、および非常に高い特異性（９０〜１００％の間のどこかであると評価され、多くの研究はそれを９９％としていること）である。これが、細胞診診療に優れた陽性予測値を提供する。この手順は、細胞診評価を置換または補助する目的で、すべての他の試験が、これに対して現在評価されているものである。
【００４４】
「ＢＣＡスコア」は、膀胱癌の重篤度の尺度または指標であり、本明細書に記載される膀胱癌バイオマーカーおよびアルゴリズムに基づいている。ＢＣＡスコアは、医師が、正常（すなわち、膀胱癌がない）〜高い（例えば、高病期、またはより侵襲性の強い膀胱癌）膀胱癌重篤度のスペクトル上に患者を置くことができるようにする。当業者であれば、ＢＣＡスコアが、膀胱癌の診断および治療において複数の用途を有し得ることを理解するであろう。例えば、ＢＣＡスコアを用いて、低病期膀胱癌を高病期膀胱癌から区別し得、膀胱癌の進行および／または退縮を監視し得る。
Ｉ．バイオマーカー
【００４５】
本明細書に記載される膀胱癌バイオマーカーは、メタボロームプロファイリング技術を用いて発見された。このようなメタボロームプロファイリング技術は、以下に記載される実施例、および米国特許第７，００５，２５５号、同第７，３２９，４８９号、同第７，５５０，２５８号、同第７，５５０，２６０号、同第７，５５３，６１６号、同第７，６３５，５５６号、同第７，６８２，７８３号、同第７，６８２，７８４号、同第７，９１０，３０１号、同第６，９４７，４５３号、同第７，４３３，７８７号、同第７，５６１，９７５号、同第７，８８４，３１８号においてさらに詳細に説明され、これらの全体内容は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【００４６】
一般に、代謝プロファイルは、膀胱癌について陽性であったヒト対象からの生体試料、または膀胱癌陰性であったヒト対象からの試料（対照症例）について決定した。例示的な対照としては、癌陰性の健常な対象、癌陰性の血尿対象、膀胱癌陰性の癌対象が挙げられる。膀胱癌を有する対象からの生体試料についての代謝プロファイルを、１つ以上の他の対象群からの生体試料についての代謝プロファイルと比較した。別の群（例えば、膀胱癌陰性試料）と比較して、膀胱癌陽性試料の代謝プロファイルにおいて、統計的に有意なレベルで差異的に存在する分子を含む、差異的に存在する分子を、バイオマーカーとして識別し、それらの群を区別した。
【００４７】
バイオマーカーは、本明細書においてさらに詳述される。発見されたバイオマーカーは、膀胱癌を有する対象を、膀胱癌と診断されていない対照対象に対して区別するためのバイオマーカーに対応する（表１、５、７、９、１１、および／または１３を参照）。
【００４８】
代謝プロファイルは、高病期膀胱癌と診断されたヒト対象、または低病期膀胱癌と診断されたヒト対象からの生体試料についても決定した。高病期膀胱癌を有する対象からの生体試料についての代謝プロファイルを、低病期膀胱癌を持つ対象からの生体試料についての代謝プロファイルと比較した。別の群（例えば、高病期膀胱癌と診断されていない対象）と比較して、高病期膀胱癌を持つ対象からの試料の代謝プロファイルにおいて、統計的に有意なレベルで差異的に存在する分子を含む、差異的に存在する分子を、バイオマーカーとして識別し、それらの群を区別した。
【００４９】
バイオマーカーは、本明細書においてさらに詳述される。発見されたバイオマーカーは、高病期膀胱癌を有する対象を、低病期膀胱癌を有する対象に対して区別するためのバイオマーカーに対応する（表５および９を参照）。
ＩＩ．方法
Ａ．膀胱癌の診断
【００５０】
膀胱癌のバイオマーカーの識別は、膀胱癌の存在と一致する１つ以上の症状を呈する対象における膀胱癌の診断（または診断の補助）を可能にし、膀胱癌を有するとして以前に識別されていない対象における膀胱癌の初期診断、および以前に膀胱癌の治療を受けた対象における膀胱癌の再発の診断を含む。対象が膀胱癌を有するか否かを診断する（または診断を補助する）方法は、（１）対象からの生体試料を分析して、試料中の膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（２）対象が膀胱癌を有するか否かを診断する（または診断を補助する）ために、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む。用いられる１つ以上のバイオマーカーは、表１、５、７、９、１１、および／または１３、並びにこれらの組み合わせから選択される。このような方法を用いて膀胱癌の診断を補助するとき、この方法の結果を、対象が膀胱癌を有するか否かの臨床決定において有用な他の方法（またはそれらの結果）と共に用いてもよい。
【００５１】
試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定するために、任意の好適な方法を用いて生体試料を分析してもよい。好適な方法としては、クロマトグラフィー（例えば、ＨＰＬＣ、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー）、質量分析（例えば、ＭＳ、ＭＳ−ＭＳ）、酵素結合免疫吸着検査法（ＥＬＩＳＡ）、抗体結合、他の免疫化学技術、およびこれらの組み合わせが挙げられる。さらに、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）は、例えば、測定することが望まれるバイオマーカー（複数可）のレベルと相関する化合物（複数可）のレベルを測定する検定を用いることにより、間接的に測定されてもよい。
【００５２】
表１、５、７、９、１１、および／または１３のバイオマーカーのうちの１つ以上のレベルは、対象が膀胱癌を有するか否かを診断する方法および診断を補助する方法において決定され得る。例えば、以下のバイオマーカー、乳酸塩、パルミトイルスフィンゴミエリン、コリンリン酸塩、コハク酸塩、アデノシン、１，２−プロパンジオール、アジピン酸塩、アンセリン、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、ピリドキシン酸塩、アセチルカルニチン、２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）、キヌレニン、チラミン、アデノシン５′−モノリン酸塩（ＡＭＰ）、３−ヒドロキシフェニル酢酸塩、２−ヒドロキシ馬尿酸塩（サリチル尿酸塩）、３−インドキシル−硫酸塩、フェニルアセチルグルタミン、ｐ−クレゾール−硫酸塩、３−ヒドロキシ馬尿酸塩、イタコン酸メチレンコハク酸塩、コルチゾール、イソブチリルグリシン、グルコン酸塩、キサンツレン酸塩、グロノ１，４−ラクトン、シンナモイルグリシン、２−オキシンドール−３−酢酸塩、α−ＣＥＨＣ−グルクロニド、カテコール−硫酸塩、γ−グルタミルフェニルアラニン、２−イソプロピルリンゴ酸塩、４−ヒドロキシフェニル酢酸塩、イソバレリルグリシン、カルニチン、酒石酸塩、６−ホスホグルコン酸塩、ステアロイルスフィンゴミエリン、ｍｙｏ−イノシトール、グルコース、３−（４−ヒドロキシフェニル）乳酸塩、１−リノレオイルグリセロール（１−モノリノレイン）、ｐｒｏ−ヒドロキシ−ｐｒｏ、γ−グルタミルグルタミン酸塩、クレアチン、５，６−ジヒドロウラシル、ドコサジエン酸塩（２２：２ｎ６）、フェニル乳酸塩（ＰＬＡ）、プロピオニルカルニチン、イソロイシルプロリン、Ｎ２−メチルグアノシン、エイコサペンタエン酸塩（ｅｉｃｏｓａｐｅｎｔａｎｅｎｏａｔｅ）（ＥＰＡ２０：５ｎ３）、５−メチルチオアデノシン（ＭＴＡ）、α−グルタミルリシン、３−ホスホグリセリン酸塩、６−ケトプロスタグランジンＦ１α、ドコサトリエン酸塩（２２：３ｎ３）、２−パルミトレオイルグリセロホスホコリン、１−ステアロイルグリセロホスホイノシトール、１−パルミトイルグリセロホスホイノシトール、ｓｃｙｌｌｏ−イノシトール、ジホモ−リノール酸塩（２０：２ｎ６）、３−ホスホセリン、ドコサペンタエン酸塩（ｎ６  ＤＰＡ２２：５ｎ６）、１−パルミトイルグリセロール、および（１−モノパルミチン）のうちの１つ以上を単独で、または組み合わせで用いて、膀胱癌を診断するか、または診断を補助してよい。加えて、例えば、表１、５、７、９、１１、および／または１３におけるバイオマーカーのすべての組み合わせ、ならびにそれらの任意の分画を含む、１個のバイオマーカー、２個以上のバイオマーカー、３個以上のバイオマーカー、４個以上のバイオマーカー、５個以上のバイオマーカー、６個以上のバイオマーカー、７個以上のバイオマーカー、８個以上のバイオマーカー、９個以上のバイオマーカー、１０個以上のバイオマーカーなどのレベル（複数可）を決定し、このような方法において用いてもよい。バイオマーカーの組み合わせのレベルを決定することは、膀胱癌を診断すること、および膀胱癌の診断を補助することにおいて、より優れた感度および特異性を可能にし得る。例えば、生体試料中のあるバイオマーカー（および非バイオマーカー化合物）のレベルの比は、膀胱癌を診断すること、および膀胱癌の診断を補助することにおいて、より優れた感度および特異性を可能にし得る。
【００５３】
ある種の試料（例えば、尿試料または組織血漿試料）中の膀胱癌を診断する（または膀胱癌の診断を補助する）ために特異的な１つ以上のバイオマーカーが用いられてもよい。例えば、生体試料が尿であるとき、表１、５、１１、および／もしくは１３に列挙される１つ以上のバイオマーカー、またはこれらの任意の組み合わせを用いて、対象が膀胱癌を有するか否かを診断（または診断を補助）してもよい。試料が膀胱組織であるとき、表７および／または９から選択される１つ以上のバイオマーカーを用いて、対象が膀胱癌を有するか否かを診断（または診断を補助）してもよい。
【００５４】
試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定した後、このレベル（複数可）を、膀胱癌陽性および／もしくは膀胱癌陰性レベルと比較して、対象が膀胱癌を有するか否かの診断を補助するか、または診断する。膀胱癌陽性基準レベルと一致する試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（例えば、基準レベルと同一、基準レベルとほぼ同一、基準レベルの最小値および／もしくは最大値超および／もしくは未満、ならびに／または基準レベルの範囲内のレベル）は、対象における膀胱癌の診断を示す。膀胱癌陰性基準レベルと一致する試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（例えば、基準レベルと同一、基準レベルとほぼ同一、基準レベルの最小値および／もしくは最大値超および／もしくは未満、並びに／または基準レベルの範囲内のレベル）は、対象において膀胱癌がないことを診断する指標である。さらに、膀胱癌陰性基準レベルと比較して、試料中に（特に、統計的に有意なレベルで）差異的に存在する１つ以上のバイオマーカーのレベルは、対象における膀胱癌の診断を示す。膀胱癌陽性基準レベルと比較して、試料中に（特に、統計的に有意なレベルで）差異的に存在する１つ以上のバイオマーカーのレベルは、対象における膀胱癌がないことを診断する指標である。
【００５５】
１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルに対する生体試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）の簡単な比較（例えば、マニュアル比較）を含む、様々な技術を用いて、膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較してよい。生体試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上の統計的分析（例えば、ｔ検定、ウェルチのＴ検定、ウィルコクソンの順位和検定、ランダムフォレスト、Ｔスコア、Ｚスコア）を用いるか、または数理モデル（例えば、アルゴリズム、統計モデル）を用いて、膀胱癌陽性および／もしくは膀胱癌陰性基準レベルと比較してもよい。
【００５６】
例えば、単一アルゴリズムまたは複数のアルゴリズムを含む数理モデルを用いて、対象が膀胱癌を有するか否かを決定してもよい。数理モデルを用いて、膀胱癌の病期を区別してもよい。例示的な数理モデルは、対象からの任意の数のバイオマーカー（例えば、２、３、５、７、９など）の測定されたレベルを用いて、測定されたバイオマーカーのレベル間の数理関係に基づくアルゴリズムもしくは一連のアルゴリズムを使用して、対象が膀胱癌を有するか否か、膀胱癌が対象において進行しているか、または退縮しているか、対象が高病期膀胱癌を有するか、または低病期膀胱癌を有するかなどを決定してもよい。
【００５７】
この方法の結果を、対象における膀胱癌の診断に有用な他の方法（またはそれらの結果）と共に用いてもよい。
【００５８】
一態様では、本明細書に提供されるバイオマーカーを用いて、対象における膀胱癌の存在および／または重篤度を示すＢＣＡスコアを医師に提供することができる。このスコアは、バイオマーカーおよび／またはバイオマーカーの組み合わせについて臨床的に著しく変化した基準レベル（複数可）に基づいている。基準レベルは、アルゴリズムから導出することができる。ＢＣＡスコアを用いて、正常（すなわち、膀胱癌がない）〜高い膀胱癌の重篤度範囲内に対象を置くことができる。ＢＣＡスコアは、複数の方法で使用することができ、例えば、疾患の進行、退縮、または寛解は、ＢＣＡスコアの定期的な決定および監視により監視することができ、治療介入に対する応答は、ＢＣＡスコアを監視することにより決定することができ、薬物の有効性をＢＣＡスコアを用いて評価することができる。
【００５９】
対象のＢＣＡスコアを決定するための方法は、生体試料中の、表１、５、７、９、１１、および／または１３において識別される膀胱癌バイオマーカーのうちの１つ以上を用いて行われ得る。この方法は、対象のＢＣＡスコアを決定するために、試料中の１つ以上の膀胱癌バイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌基準レベルと比較することを含んでよい。この方法は、表１、５、７、９、１１、および／または１３に列挙されるものから選択される任意の数のマーカーを用いてよく、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０個またはそれ以上のマーカーを含む。複数のバイオマーカーは、回帰分析などの統計的方法を含む、任意の方法により膀胱癌と関連付けられ得る。
【００６０】
１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定した後、このレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカー（複数可）の膀胱癌基準レベル（複数可）または基準曲線と比較して、試料中の１つ以上のバイオマーカーのそれぞれについて格付けを決定する。この格付け（複数可）を任意のアルゴリズムを用いて集計し、対象についてのスコア、例えば、ＢＣＡスコアを作成してもよい。このアルゴリズムは、バイオマーカーの数、バイオマーカーと膀胱癌との相関などを含む、膀胱癌に関する任意の要因を考慮し得る。
【００６１】
加えて、一実施形態では、膀胱癌を診断するか、またはその診断を補助するために本明細書において提供されるバイオマーカーを用いて、血尿を呈する対象における血尿から膀胱癌を区別してもよい。対象における血尿から膀胱癌を区別する方法は、（１）対象からの生体試料を分析して、試料中の膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（２）血尿から膀胱癌を区別するために、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む。用いられる１つ以上のバイオマーカーは、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される。例えば、以下のバイオマーカー、キサンツレン酸塩、イソバレリルグリシン、２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）、４−ヒドロキシ馬尿酸塩、グルコン酸塩、グロノ１，４−ラクトン、３−ヒドロキシ馬尿酸塩、酒石酸塩、２−オキシンドール−３−酢酸塩、イソブチリルグリシン、カテコール−硫酸塩、フェニルアセチルグルタミン、コハク酸塩、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、シンナモイルグリシン、イソブチリルカルニチン、３−ヒドロキシフェニル酢酸塩、３−インドキシル−硫酸塩、ソルボース、２，５−フランジカルボン酸、メチル−４−ヒドロキシ安息香酸塩、２−イソプロピルリンゴ酸塩、アデノシン５′−モノリン酸塩（ＡＭＰ）、２−メチルブチリルグリシン、パルミトイル−スフィンゴミエリン、フェニルプロピオニルグリシン、β−ヒドロキシピルビン酸塩、チラミン、３−メチルクロトニルグリシン、カルノシン、フルクトース、乳酸塩、コリンリン酸塩、アデノシン、１，２−プロパンジオール、アジピン酸塩、アンセリン、ピリドキシン酸塩、アセチルカルニチン、およびキヌレニンのうちの１つ以上を単独で、または任意の組み合わせで用いて、血尿から膀胱癌を区別してもよい。このような方法を用いて血尿から膀胱癌を区別するとき、この方法の結果を、血尿から膀胱癌を区別する臨床的決定において有用な他の方法（またはそれらの結果）と共に用いてもよい。
【００６２】
別の実施形態では、膀胱癌を診断する、またはその診断を補助するために本明細書において提供されるバイオマーカーを用いて、他の泌尿器科癌から膀胱癌を区別してもよい。対象における他の泌尿器科癌から膀胱癌を区別する方法は、（１）対象からの生体試料を分析して、試料中の膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（２）他の泌尿器科癌から膀胱癌を区別するために、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む。用いられる１つ以上のバイオマーカーは、表１および／または１１から選択される。例えば、以下のバイオマーカー：イミダゾール−プロピオン酸塩、３−インドキシル−硫酸塩、フェニルアセチルグリシン、乳酸塩、コリン、メチル−インドール−３−酢酸塩、β−アラニン、パルミトイル−スフィンゴミエリン、２−ヒドロキシイソ酪酸塩、コハク酸塩、４−アンドロステン−３β−１７β−ジオール二硫酸塩−２，４−ヒドロキシフェニル酢酸塩、グリセロール、ウラシル、グロノ１，４−ラクトン、フェノール硫酸塩、ジメチルアルギニン（ＡＤＭＡ＋ＳＤＭＡ）、シクロ−グリ−プロ、スクロース、アデノシン、セリン、アゼライン酸塩（ノナンジオン酸塩）、トレオニン、プレグナンジオール−３−グルクロニド、エタノールアミン、グルコン酸塩、Ｎ６−メチルアデノシン、Ｎ−メチル−プロリン、グリシン、およびグルコース６−リン酸塩（Ｇ６Ｐ）、コリンリン酸塩、１，２−プロパンジオール、アジピン酸塩、アンセリン、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、ピリドキシン酸塩、アセチルカルニチン、２−ヒドロキシ酪酸塩、キヌレニン、チラミン、およびキサンツレン酸塩のうちの１つ以上を単独で、または任意の組み合わせで用いて、他の泌尿器科癌から膀胱癌を区別してもよい。このような方法を用いて他の泌尿器科癌から膀胱癌を区別するとき、この方法の結果を、他の泌尿器科癌から膀胱癌を区別する臨床的決定において有用な他の方法（またはそれらの結果）と共に用いてもよい。
Ｂ．膀胱癌に対する素因を決定する方法
【００６３】
膀胱癌のバイオマーカーの識別は、膀胱癌の症状を有しない対象が、膀胱癌を発症する素因があるか否かの決定も可能にする。膀胱癌の症状を有しない対象が、膀胱癌を発症する素因があるか否かを決定する方法は、（１）対象からの生体試料を分析して、試料中の、表１、５、７、９、１１、および／または１３に列挙される１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（２）対象が膀胱癌を発症する素因があるか否かを決定するために、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む。この方法の結果を、対象が膀胱癌を発症する素因があるか否かの臨床的決定に有用な他の方法（またはそれらの結果）と共に用いてもよい。
【００６４】
膀胱癌を診断する（またはその診断を補助する）方法に関連して上述されるように、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定するために、任意の好適な方法を用いて生体試料を分析してもよい。
【００６５】
上記の膀胱癌を診断する（またはその診断を補助する）方法と同様に、表１、５、７、９、１１、および／もしくは１３のバイオマーカーのすべての組み合わせ、またはそれらの任意の分画を含む、１個のバイオマーカー、２個以上のバイオマーカー、３個以上のバイオマーカー、４個以上のバイオマーカー、５個以上のバイオマーカー、６個以上のバイオマーカー、７個以上のバイオマーカー、８個以上のバイオマーカー、９個以上のバイオマーカー、１０個以上のバイオマーカーなどのレベル（複数可）を決定し、膀胱癌の症状を有しない対象が、膀胱癌を発症する素因があるか否かを決定する方法において用いてもよい。
【００６６】
試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）が決定された後、対象が膀胱癌を発症する素因があるか否かを予測するために、このレベル（複数可）を、膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性レベルと比較する。膀胱癌陽性基準レベルと一致する試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（例えば、基準レベルと同一、基準レベルとほぼ同一、基準レベルの最小値および／もしくは最大値超および／もしくは未満、ならびに／または基準レベルの範囲内のレベル）は、対象が膀胱癌を発症する素因があることを示す。膀胱癌陰性基準レベルと一致する試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（例えば、基準レベルと同一、基準レベルとほぼ同一、基準レベルの最小値および／もしくは最大値超および／もしくは未満、ならびに／または基準レベルの範囲内のレベル）は、対象が膀胱癌を発症する素因がないことを示す。さらに、膀胱癌陰性基準レベルと比較して、試料中に（特に、統計的に有意なレベルで）差異的に存在する１つ以上のバイオマーカーのレベルは、対象が膀胱癌を発症する素因があることを示す。膀胱癌陽性基準レベルと比較して、試料中に（特に、統計的に有意なレベルで）差異的に存在する１つ以上のバイオマーカーのレベルは、対象が膀胱癌を発症する素因がないことを示す。
【００６７】
さらに、膀胱癌を有しない対象が、膀胱癌を発症する素因があるか否かを評価することに特異的な基準レベルを決定することも可能であり得る。例えば、膀胱癌を発症することについて、対象における異なる危険性の程度（例えば、低、中、高）を評価するために、バイオマーカーの基準レベルを決定することが可能であり得る。このような基準レベルを、対象からの生体試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベルとの比較に用いることができる。
【００６８】
上記の方法と同様に、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、簡単な比較、１つ以上の統計分析、およびこれらの組み合わせを含む、様々な技術を用いて膀胱癌陽性および／または膀胱癌陰性基準レベルと比較してよい。
【００６９】
対象が膀胱癌を有するか否かを診断する（または診断を補助する）方法と同様に、膀胱癌の症状を有しない対象が、膀胱癌を発症する素因があるか否かを決定する方法は、生体試料を分析して、１つ以上の非バイオマーカー化合物のレベル（複数可）を決定することをさらに含んでもよい。
Ｃ．膀胱癌の進行／退縮を監視する方法
【００７０】
膀胱癌のバイオマーカーの識別は、対象における膀胱癌の進行／退縮も可能にする。対象における膀胱癌の進行／退縮を監視する方法は、（１）対象からの第１の生体試料であって、第１の時点で対象から得られる第１の試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（２）対象からの第２の生体試料であって、第２の時点で対象から得られる第２の試料を分析して、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（３）対象における膀胱癌の進行／退縮を監視するために、第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、第２の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）と比較することと、を含む。例えば、以下のバイオマーカー：３−ヒドロキシフェニル酢酸塩、３−ヒドロキシ馬尿酸塩、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、イソバレリルグリシン、フェニルアセチルグルタミン、ピリドキサン酸塩、２，５−フランジカルボン酸、アラントイン、ピメル酸塩（ヘプタンジオン酸塩）、乳酸塩、アデノシン５′−モノリン酸塩（ＡＭＰ）、カテコール−硫酸塩、２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）、イソブチリルグリシン、２−ヒドロキシ馬尿酸塩（サリチル尿酸塩）、グルコン酸塩、イミダゾール−プロピオン酸塩、コハク酸塩、α−ＣＥＨＣ−グルクロニド、３−インドキシル−硫酸塩、４−ヒドロキシフェニル酢酸塩、アセチルカルニチン、キサンチン、ｐ−クレゾール−硫酸塩、酒石酸塩、４−ヒドロキシ馬尿酸塩、２−イソプロピルリンゴ酸塩、パルミトイル−スフィンゴミエリン、アジピン酸塩、およびＮ（２）−フロイル−グリシン、コリンリン酸塩、アデノシン、１，２−プロパンジオール、アンセリン、チラミン、キサンツレン酸塩、およびキヌレニンのうちの１つ以上を単独で、または組み合わせで用いて、膀胱癌の進行／退縮を監視してもよい。この方法の結果は、対象における膀胱癌の経過（すなわち、何らかの変化がある場合、進行または退縮）を示す。
【００７１】
経時的な１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）の変化（存在する場合）は、対象における膀胱癌の進行または退縮を示し得る。対象における膀胱癌の経過を特徴付けるために、第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）、第２の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）、ならびに／または第１および第２の試料中のバイオマーカーのレベルの比較結果を、膀胱癌陽性および膀胱癌陰性基準レベルと比較してもよい。この比較が、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）が、（例えば、第１の試料と比較して、第２の試料中で）経時的に増加または減少して、膀胱癌陽性基準レベルにさらに類似する（または膀胱癌陰性基準レベルに類似しなくなる）ことを示す場合、その結果は、膀胱癌の進行を示す。比較が、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）が、経時的に増加または減少して膀胱癌陰性基準レベルにさらに類似する（または膀胱癌陽性基準レベルに類似しなくなる）ことを示す場合、その結果は、膀胱癌の退縮を示す。
【００７２】
一実施形態では、評価は、対象における膀胱癌を示し、経時的に監視することができるＢＣＡスコアに基づき得る。第１の時点の試料からのＢＣＡスコアを、少なくとも第２の時点の試料からのＢＣＡスコアと比較することにより、膀胱癌の進行または退縮を決定することができる。対象における膀胱癌の進行／退縮を監視するこのような方法は、（１）対象からの第１の生体試料を分析して、第１の時点で対象から得られる第１の試料のＢＣＡスコアを決定することと、（２）対象からの第２の生体試料であって、第２の時点で対象から得られる第２の試料を分析して、第２のＢＣＡスコアを決定することと、（３）対象における膀胱癌の進行／退縮を監視するために、第１の試料におけるＢＣＡスコアを、第２の試料におけるＢＣＡスコアと比較することと、を含む。
【００７３】
本明細書に記載されるバイオマーカーおよびアルゴリズムは、医師が治療方針、例えば、外科的処置（例えば、経尿道的切除術、根治的膀胱切除術、膀胱区域切除術）などの処置を行うか否か、薬物療法で治療するか否か、または慎重な経過観察手法を用いるか否かを決定する際の指針または補助となり得る。
【００７４】
本明細書に記載される他の方法と同様に、対象における膀胱癌の進行／退縮を監視する方法において行われる比較は、簡単な比較、１つ以上の統計分析、数理モデル（アルゴリズム）、およびこれらの組み合わせを含む、様々な技術を用いて行われてよい。
【００７５】
この方法の結果を、対象における膀胱癌の進行／退縮の臨床的監視に有用な他の方法（またはそれらの結果）と共に用いてもよい。
【００７６】
膀胱癌を診断する（またはその診断を補助する）方法に関連して上述されるように、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定するために、任意の好適な方法を用いて生体試料を分析してもよい。さらに、表１、５、７、９、１１、および／もしくは１３のバイオマーカーのすべての組み合わせ、またはそれらの任意の分画を含む、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定し、対象における膀胱癌の進行／退縮を監視する方法において用いてもよい。
【００７７】
このような方法を行って、膀胱癌を有する対象における膀胱癌の経過を監視することができるか、または膀胱癌に対する素因のレベルを監視するために、膀胱癌を有しない対象（例えば、膀胱癌を発症する素因があると疑われる対象）において用いることができる。
Ｄ．膀胱癌を病期分類する方法
【００７８】
膀胱癌のバイオマーカーの識別は、対象の膀胱癌病期の決定も可能にする。膀胱癌の病期を決定する方法は、（１）対象からの生体試料を分析して、試料中の、表５および／または９に列挙される１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（２）対象の膀胱癌の病期を決定するために、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカーの高病期膀胱癌および／または低病期膀胱癌の基準レベルと比較することと、を含む。この方法の結果を、対象の膀胱癌の病期の臨床的決定に有用な他の方法（またはそれらの結果）と共に用いてもよい。
【００７９】
膀胱癌を診断する（またはその診断を補助する）方法に関連して上述されるように、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定するために、任意の好適な方法を用いて生体試料を分析してもよい。
【００８０】
表５および９に列挙される１つ以上のバイオマーカーのレベル、ならびにそれらの組み合わせは、対象の膀胱癌の病期を決定する方法において決定されてよい。例えば、以下の１つ以上のバイオマーカー：パルミトイルエタノールアミド、パルミトイルスフィンゴミエリン、トロンボキサンＢ２、ビリルビン（Ｚ，Ｚ）、アドレナート（２２：４ｎ６）、Ｃ−グリコシルトリプトファン、メチル−α−グルコピラノシド、メチルリン酸塩、３−ヒドロキシデカン酸塩、３−ヒドロキシオクタン酸塩、４−ヒドロキシフェニルピルビン酸塩、Ｎ−アセチルトレオニン、１−アラキドノイルグリセロホスホイノシトール、５，６−ジヒドロチミン、２−ヒドロキシパルミチン酸塩、補酵素Ａ、Ｎ−アセチルセリオン、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤ＋）、ドコサトリエン酸塩（２２：３ｎ３）、グルタチオン還元型（ＧＳＨ）、プロスタグランジンＡ２、グルタミン、グルタミン酸γ−メチルエステル、ドコサペンタエン酸塩（ｎ６  ＤＰＡ  ２２：５ｎ６）、グリコケノデオキシコール酸塩、ヘキサノイルカルニチン、アラキドン酸塩（２０：４ｎ６）、ｐｒｏ−ヒドロキシ−ｐｒｏ、ドコサヘキサエン酸塩（ＤＨＡ  ２２：６ｎ３）、ラウリルカルニチン、乳酸塩、コリンリン酸塩、コハク酸、アデノシン、１，２−プロパンジオール、アジピン酸塩、アンセリン、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、ピリドキシン酸塩、アセチルカルニチン、２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）、キヌレニン、チラミン、およびキサンツレン酸塩のうちの１つ以上を単独で、または組み合わせで用いて、膀胱癌の病期を決定してもよい。加えて、例えば、表５および／もしくは９におけるバイオマーカーのすべての組み合わせ、またはそれらの任意の分画を含む、１個のバイオマーカー、２個以上のバイオマーカー、３個以上のバイオマーカー、４個以上のバイオマーカー、５個以上のバイオマーカー、６個以上のバイオマーカー、７個以上のバイオマーカー、８個以上のバイオマーカー、９個以上のバイオマーカー、１０個以上のバイオマーカーなどのレベル（複数可）を決定し、対象の膀胱癌の病期を決定する方法において用いてもよい。
【００８１】
試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定した後、対象の膀胱癌の病期を決定するために、このレベル（複数可）を、低病期膀胱癌および／または高病期膀胱癌の基準レベルと比較する。高病期膀胱癌基準レベルと一致する試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（例えば、基準レベルと同一、基準レベルとほぼ同一、基準レベルの最小値および／もしくは最大値超および／もしくは未満、ならびに／または基準レベルの範囲内のレベル）は、高病期膀胱癌を有する対象を示す。低病期膀胱癌基準レベルと一致する試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（例えば、基準レベルと同一、基準レベルとほぼ同一、基準レベルの最小値および／もしくは最大値超および／もしくは未満、ならびに／または基準レベルの範囲内のレベル）は、低病期膀胱癌を有する対象を示す。さらに、低病期膀胱癌基準レベルと比較して、試料中に（特に、統計的に有意なレベルで）差異的に存在する１つ以上のバイオマーカーのレベルは、低病期膀胱癌を有しない対象を示す。高病期膀胱癌基準レベルと比較して、試料中に（特に、統計的に有意なレベルで）差異的に存在する１つ以上のバイオマーカーのレベルは、高病期膀胱癌を有しない対象を示す。
【００８２】
研究を行って、対象の膀胱癌病期を決定するために用いることができる一式のバイオマーカーを識別した。別の実施形態では、本明細書に提供されるバイオマーカーを用いて、対象における膀胱癌の病期を示すＢＣＡスコアを医師に提供することができる。このスコアは、バイオマーカーおよび／またはバイオマーカーの組み合わせについて臨床的に著しく変化した基準レベル（複数可）に基づいている。基準レベルは、アルゴリズムから導出することができる。ＢＣＡスコアを用いて、正常（すなわち、膀胱癌がない）〜高病期膀胱癌の対象における膀胱癌の病期を決定することができる。
【００８３】
本明細書に記載されるバイオマーカーおよびアルゴリズムは、医師が治療方針、例えば、外科的処置（例えば、経尿道的切除術、根治的膀胱切除術、膀胱区域切除術）などの処置を行うか否か、薬物療法で治療するか否か、または慎重な経過観察手法を用いるか否かを決定する際の指針または補助となり得る。
【００８４】
上記の方法と同様に、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、簡単な比較、１つ以上の統計分析、数理モデル（アルゴリズム）、およびこれらの組み合わせを含む、様々な技術を用いて、高病期膀胱癌および／または低病期膀胱癌の基準レベルと比較してよい。
【００８５】
対象が膀胱癌を有するか否かを診断する（または診断を補助する）方法と同様に、対象の膀胱癌の病期を決定する方法が、生体試料を分析して、１つ以上の非バイオマーカー化合物のレベル（複数可）を決定することをさらに含んでもよい。
Ｅ．膀胱癌を治療するための組成物の有効性を評価する方法
【００８６】
膀胱癌のバイオマーカーの識別は、膀胱癌を治療するための組成物の有効性の評価、ならびに膀胱癌を治療するための２つ以上の組成物の相対的有効性の評価も可能にする。このような評価は、例えば、有効性研究において、ならびに膀胱癌を治療するための組成物の主な選択において用いてもよい。
【００８７】
膀胱癌を治療するための組成物の有効性を評価する方法は、（１）膀胱癌を有する、および組成物で現在または以前に治療されている対象からの生体試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（２）試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、（ａ）対象から以前に採取された生体試料であって、組成物で治療される前に対象から採取された生体試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル、（ｂ）１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陽性基準レベル、および（ｃ）１つ以上のバイオマーカーの膀胱癌陰性基準レベルと比較することと、を含む。この比較の結果は、膀胱癌を治療するための組成物の有効性を示す。
【００８８】
したがって、膀胱癌を治療するための組成物の有効性を特徴付けるために、生体試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、（１）膀胱癌陽性基準レベル、（２）膀胱癌陰性基準レベル、および（３）組成物での治療前の対象における１つ以上のバイオマーカーの以前のレベルと比較する。
【００８９】
（膀胱癌を有する、および組成物で現在または以前に治療されている対象からの）生体試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、膀胱癌陽性基準レベルおよび／または膀胱癌陰性基準レベルと比較するとき、膀胱癌陰性基準レベルと一致する試料中のレベル（例えば、基準レベルと同一、基準レベルとほぼ同一、基準レベルの最小値および／もしくは最大値超および／もしくは未満、ならびに／または基準レベルの範囲内のレベル）は、膀胱癌を治療するための有効性を有する組成物を示す。膀胱癌陽性基準レベルと一致する試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（例えば、基準レベルと同一、基準レベルとほぼ同一、基準レベルの最小値および／もしくは最大値超および／もしくは未満、ならびに／または基準レベルの範囲内のレベル）は、膀胱癌を治療するための有効性を有しない組成物を示す。この比較は、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）に基づいて、膀胱癌を治療するための有効性の程度も示し得る。
【００９０】
（膀胱癌を有する、および組成物で現在または以前に治療されている対象からの）生体試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、組成物での治療前の対象から以前に採取された生体試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）と比較するとき、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）における任意の変化は、膀胱癌を治療するための組成物の有効性を示す。すなわち、この比較が、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）が、組成物での治療後に増加または減少して、膀胱癌陰性基準レベルにさらに類似した（または膀胱癌陽性基準レベルに類似しなくなる）ことを示す場合、その結果は、組成物が膀胱癌を治療するための有効性を有することを示す。この比較が、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）が、組成物での治療後に増加または減少して、膀胱癌陰性基準レベルにさらに類似しなかった（または膀胱癌陽性基準レベルに類似しなくなる）ことを示す場合、その結果は、組成物が膀胱癌を治療するための有効性を有しないことを示す。この比較は、治療後の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）において観測される変化の量に基づいて、膀胱癌を治療するための有効性の程度も示し得る。このような比較を特徴付ける助けとなるために、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）、治療前の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）、および／または組成物で現在もしくは以前に治療されている対象における１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）の変化を、膀胱癌陽性基準レベルおよび／または膀胱癌陰性基準レベルと比較してよい。
【００９１】
膀胱癌を治療することにおける組成物の有効性を評価するための別の方法は、（１）対象からの第１の生体試料であって、第１の時点で対象から得られる第１の試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（２）組成物を対象に投与することと、（３）対象からの第２の生体試料であって、組成物の投与後の第２の時点で対象から得られる第２の試料を分析して、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（４）膀胱癌を治療するための組成物の有効性を評価するために、第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、第２の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）と比較することと、を含む。上述のとおり、試料の比較が、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）が組成物の投与後に増加または減少して、膀胱癌陰性基準レベルにさらに類似したことを示す場合、その結果は、組成物が膀胱癌を治療するための有効性を有することを示す。比較が、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）が組成物での治療後に膀胱癌陰性基準レベルにさらに類似するように増加または減少しなかったことを示す場合、その結果は、組成物が膀胱癌を治療するための有効性を有しないことを示す。この比較は、上述されるように、組成物の投与後の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）において観測される変化の量に基づいて、膀胱癌を治療するための有効性の程度も示し得る。
【００９２】
膀胱癌を治療するための２つ以上の組成物の相対的有効性を評価する方法は、（１）膀胱癌を有する、および第１の組成物で現在または以前に治療されている第１の対象からの第１の生体試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（２）膀胱癌を有する、および第２の組成物で現在または以前に治療されている第２の対象からの第２の生体試料を分析して、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（３）膀胱癌を治療するための第１および第２の組成物の相対的有効性を評価するために、第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、第２の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）と比較することと、を含む。結果は、２つの組成物の相対的有効性を示し、またその結果（または第１の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベルおよび／または第２の試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可））を、膀胱癌陽性基準レベル、膀胱癌陰性基準レベルと比較して、相対的有効性を特徴付ける補助としてもよい。
【００９３】
有効性を評価する方法のそれぞれを、１人以上の対象または１つ以上の対象群（例えば、第１の組成物で治療される第１の群、および第２の組成物で治療される第２の群）に対して行ってもよい。
【００９４】
本明細書に記載される他の方法と同様に、膀胱癌を治療するための組成物の有効性（または相対的有効性）を評価する方法において行われる比較は、簡単な比較、１つ以上の統計分析、およびこれらの組み合わせを含む、様々な技術を用いて行ってもよい。用いられ得る技術の一例は、対象のＢＣＡスコアを決定することである。任意の好適な方法を用いて、試料中の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定するために、生体試料を分析してもよい。さらに、表１、５、７、９、１１、および／もしくは１３のバイオマーカーのすべての組み合わせ、またはそれらの任意の分画を含む、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定し、膀胱癌を治療するための組成物の有効性（または相対的有効性）を評価する方法で用いてもよい。
【００９５】
最後に、膀胱癌を治療するための１つ以上の組成物の有効性（または相対的有効性）を評価する方法は、生体試料を分析して、１つ以上の非バイオマーカー化合物のレベル（複数可）を決定することをさらに含んでもよい。次に、非バイオマーカー化合物を、膀胱癌を有する（または有しない）対象について、非バイオマーカー化合物の基準レベルと比較してもよい。
Ｆ．膀胱癌と関連付けられたバイオマーカーを調節することにおける活性のための組成物をスクリーニングする方法
【００９６】
膀胱癌のバイオマーカーの識別は、膀胱癌と関連付けられたバイオマーカーを調節することにおける活性のための組成物のスクリーニングも可能にし、これは膀胱癌を治療することにおいて有用であり得る。膀胱癌の治療に有用な組成物をスクリーニングする方法は、表１、５、７、９、１１、および／または１３の１つ以上のバイオマーカーのレベルを調節することにおける活性のための試験組成物を検定することを含む。このようなスクリーニング検定は、インビトロおよび／またはインビボで行われてよく、例えば、細胞培養検定、器官培養検定、およびインビボ検定（例えば、動物モデルを伴う検定）などの試験組成物の存在下で、このようなバイオマーカーの調節を検定するために有用な当該技術分野において既知の任意の形態であってもよい。
【００９７】
一実施形態では、膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーを調節することにおける活性のための組成物をスクリーニングするための方法は、（１）１つ以上の細胞を組成物と接触させることと、（２）１つ以上の細胞の少なくとも一部分、またはその細胞と関連付けられた生体試料を分析して、表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を決定することと、（３）１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を、１つ以上のバイオマーカーの既定の標準レベルと比較して、組成物が１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）を調節したか否かを決定することと、を含む。上述のとおり、細胞をインビトロおよび／またはインビボで組成物と接触させてもよい。１つ以上のバイオマーカーの既定の標準レベルは、組成物の非存在下での１つ以上の細胞内の１つ以上のバイオマーカーのレベルであってよい。１つ以上のバイオマーカーの既定の標準レベルは、組成物と接触していない対照細胞内の１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）であってもよい。
【００９８】
さらに、この方法は、１つ以上の細胞の少なくとも一部分またはその細胞と関連付けられた生体試料を分析して、膀胱癌の１つ以上の非バイオマーカー化合物のレベル（複数可）を決定することをさらに含んでよい。次に、非バイオマーカーのレベルを、１つ以上の非バイオマーカー化合物の既定の標準レベルと比較してもよい。
【００９９】
任意の好適な方法を用いて、１つ以上の細胞の少なくとも一部分、またはその細胞と関連付けられた生体試料を分析して、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）（または非バイオマーカー化合物のレベル）を決定してもよい。好適な方法としては、クロマトグラフィー（例えば、ＨＰＬＣ、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー）、質量分析（例えば、ＭＳ、ＭＳ−ＭＳ）、ＥＬＩＳＡ、抗体結合、他の免疫化学技術、およびこれらの組み合わせが挙げられる。さらに、１つ以上のバイオマーカーのレベル（複数可）（または非バイオマーカー化合物のレベル）は、例えば、測定することが望まれるバイオマーカー（複数可）（または非バイオマーカー化合物）のレベルと相関する化合物（複数可）のレベルを測定する検定を用いることにより、間接的に測定されてもよい。
Ｇ．潜在的な薬物標的を識別する方法
【０１００】
膀胱癌のバイオマーカーの識別は、膀胱癌の潜在的な薬物標的の識別も可能にする。膀胱癌の潜在的な薬物標的を識別するための方法は、（１）表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカーと関連付けられた１つ以上の生化学的経路を識別することと、（２）１つ以上の識別された生化学的経路のうちの少なくとも１つに作用するタンパク質（例えば、酵素）であって、膀胱癌の潜在的な薬物標的であるタンパク質を識別することと、を含む。
【０１０１】
膀胱癌の潜在的な薬物標的を識別するための別の方法は、（１）表１、５、７、９、１１、および／または１３から選択される膀胱癌の１つ以上のバイオマーカー、ならびに膀胱癌の１つ以上の非バイオマーカー化合物と関連付けられた１つ以上の生化学的経路を識別することと、（２）１つ以上の識別された生化学的経路のうちの少なくとも１つに作用するタンパク質であって、膀胱癌の潜在的な薬物標的であるタンパク質を識別することと、を含む。
【０１０２】
１つ以上のバイオマーカー（または非バイオマーカー化合物）と関連付けられる１つ以上の生化学的経路（例えば、生合成および／または代謝（異化）経路）を識別する。生化学的経路を識別した後、その経路のうちの少なくとも１つに作用する１つ以上のタンパク質を識別する。好ましくは、複数の経路に作用するタンパク質を識別する。
【０１０３】
１つの代謝産物（例えば、経路中間体）の構築は、代謝産物の「ブロック」下流の存在を示し得、ブロックは、低／消失レベルの下流代謝産物（例えば、生合成経路の生成物）を生じ得る。同様の方法で、代謝産物の不在は、該代謝産物の経路上流における「ブロック」の存在を示し得、不活性もしくは非機能的酵素（複数可）、または生成物を生成するために必要な基質である生化学中間体が利用できないことに起因し得る。代替的に、代謝産物のレベルの増加は、異常なタンパク質を生成する遺伝子変異を示すことができ、代謝産物の過剰生成および／もしくは蓄積をもたらし、次に他の関連する生化学的経路の変化につながり、かつ経路を通る正常な流束の異常調節をもたらし、さらに生化学中間体代謝産物の構築は、毒性であり得るか、または関連する経路に必要な中間体の生成を侵害し得る。経路間の関係は、現在未知であり得、このデータがこのような関係を明らかにできる可能性がある。
【０１０４】
例えば、データは、窒素排出、アミノ酸代謝、エネルギー代謝、酸化応力、プリン代謝、および胆汁酸代謝を伴う生化学経路中の代謝産物が、膀胱癌対象において豊富になることを示す。さらに、ポリアミンレベルは、癌対象においてより高く、酵素オルニチンデカルボキシラーゼのレベルおよび／活性が増加することを示す。ポリアミンは、有糸分裂薬として作用することができ、遊離ラジカルの損傷と関連付けられることが知られている。これらの観測は、ポリアミンの生成（または異常なバイオマーカーのいずれか）に至る経路が、薬物発見に有用な多数の潜在的標的を提供することを示す。
【０１０５】
別の実施例では、データは、脂質膜代謝、エネルギー代謝、Ｉ相およびＩＩ相肝臓解毒、およびアデノシン代謝を伴う生化学経路中の代謝産物が、膀胱癌対象において豊富になることを示す。さらに、コリンリン酸レベルは、癌対象においてより高く、スフィンゴミエリナーゼ酵素のレベルおよび／または活性が増加することを示す。これらの観測は、コリンリン酸塩の生成（または異常なバイオマーカーのいずれか）に至る経路が、薬物発見に有用な多数の潜在的標的を提供することを示す。
【０１０６】
次に、潜在的な薬物標的として識別されるタンパク質を用いて、遺伝子療法のための組成物を含む、膀胱癌を治療するための潜在的な候補であり得る組成物を識別し得る。
Ｈ．膀胱癌を治療する方法
【０１０７】
膀胱癌のバイオマーカーの識別は、膀胱癌の治療も可能にする。例えば、膀胱癌を有する対象を治療するために、膀胱癌を有しない健常な対象と比較して、膀胱癌において低下する有効な量の１つ以上の膀胱癌バイオマーカーを、対象に投与してもよい。投与され得るバイオマーカーは、膀胱癌において減少する表１、５、７、９、１１、および／または１３のバイオマーカーの１つ以上を含んでよい。いくつかの実施形態では、投与されるバイオマーカーは、膀胱癌において減少し、０．１０未満のｐ値を有する表１、５、７、９、１１、および／または１３に列挙される１つ以上のバイオマーカーである。他の実施形態では、投与されるバイオマーカーは、膀胱癌において、少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、または１００％（すなわち、非存在）減少する表１、５、７、９、１１、および／または１３に列挙される１つ以上のバイオマーカーである。
【０１０８】
一実施例では、尿中に存在するスフィンゴミエリナーゼは、スフィンゴミエリンを開裂させて、コリンリン酸塩およびクレアミドを形成する。大量のスフィンゴミエリンを処理するために、スフィンゴミエリナーゼ活性は、膀胱癌対象において増加し得る。スフィンゴミエリナーゼなどの酵素の活性の増加が、膀胱癌と関連付けられるとき、スフィンゴミエリナーゼ活性の阻害剤を投与することは、膀胱癌を治療する１つの可能な方法を表す。
ＩＩＩ．他の方法
【０１０９】
本明細書で論じられるバイオマーカーを用いる他の方法も企図される。例えば、米国特許第７，００５，２５５号、米国特許第７，３２９，４８９号、米国特許第７，５５３，６１６号、米国特許第７，５５０，２６０号、米国特許第７，５５０，２５８号、米国特許第７，６３５，５５６号、米国特許出願第１１／７２８，８２６号、米国特許出願第１２／４６３，６９０号、および米国特許出願第１２／１８２，８２８号に記載される方法は、本明細書で開示されるバイオマーカーのうちの１つ以上を含む低分子プロファイルを用いて行ってもよい。
【０１１０】
本明細書に列挙される方法のいずれかにおいて、用いられるバイオマーカーは、０．０５未満のｐ値を有する表１、５、７、９、１１、および／または１３のバイオマーカーから選択されてもよい。本明細書に記載の方法のいずれかで用いられるバイオマーカーは、膀胱癌において（対照と比較して）、または泌尿器科癌において（対照と比較して）、少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、または１００％（すなわち、非存在）減少する表１、５、７、９、１１、および／または１３のバイオマーカー、および／または膀胱癌において（対照もしくは寛解と比較して）、または寛解において（対照もしくは膀胱癌と比較して）、少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも１００％、少なくとも１１０％、少なくとも１２０％、少なくとも１３０％、少なくとも１４０％、少なくとも１５０％、またはそれ以上増加する表１、５、７、９、１１、および／または１３のバイオマーカーから選択されてもよい。
【実施例】
【０１１１】
本発明は、非限定的であることが意図される以下の例証的な実施例によりさらに説明される。
Ｉ．一般的な方法
Ａ．膀胱癌の代謝プロファイルの識別
【０１１２】
各試料を分析して、数百の代謝産物の濃度を決定した。ＧＣ−ＭＳ（ガスクロマトグラフィー−質量分析法）およびＬＣ−ＭＳ（液体クロマトグラフィー−質量分析法）などの分析技術を用いて、代謝産物を分析した。複数のアリコートを同時かつ並行して分析し、適切な品質管理（ＱＣ）後、各分析から生じる情報を再び合わせた。すべての試料を、数千の特徴に従って特徴付けて、最終的に合計数百の化学種にした。用いられる技術は、新規および化学的に無名の化合物を識別することができた。
Ｂ．統計分析
【０１１３】
Ｔ検定を用いてデータを分析して、定義可能な集団（例えば、膀胱癌と対照）を区別するために有用な定義可能な集団または亜集団（例えば、対照生体試料と比較、または膀胱癌からの寛解にある患者と比較した膀胱癌生体試料のバイオマーカー）中に差異的なレベルで存在する分子（既知の名前のある代謝産物もしくは無名の代謝産物のいずれか）を識別した。定義可能な集団または亜集団における他の分子（既知の名前のある代謝産物または無名の代謝産物のいずれか）も識別された。
【０１１４】
一元配置分散分析（ＡＮＯＶＡ）対比も用いてデータを分析して、定義可能な集団（例えば、膀胱癌および対照）を区別するために有用な定義可能な集団または亜集団（例えば、対照生体試料と比較、または膀胱癌からの寛解にある患者と比較した膀胱癌生体試料のバイオマーカー）中に差異的なレベルで存在する分子（既知の名前のある代謝産物もしくは無名の代謝産物のいずれか）を識別した。ＡＮＯＶＡは、複数の群（２以上）の平均が等しいことを試験するために用いられる統計モデルである。群は、単一変数（一元配置ＡＮＯＶＡと呼ばれる）、または２、３、もしくはそれ以上の変数の組み合わせ（二元配置ＡＮＯＶＡ、三元配置ＡＮＯＶＡなど）のレベルであってよい。一般的な変数の効果は、主効果および交互作用項を介して得られる。次に群平均の線形結合が０に等しいことを試験する対比を用いて、より特定の仮説を試験することができる。２試料ｔ検定とは異なり、ＡＮＯＶＡは、反復測定／依存性観測に対処することができる。定義可能な集団または亜集団における他の分子（既知の名前のある代謝産物または無名の代謝産物のいずれか）も識別された。
【０１１５】
ランダムフォレスト分析も用いてデータを分析した。ランダムフォレストは、新たなデータセット内の個人が、どの程度良好に既存の群に分類され得るかを推定する。ランダムフォレスト分析は、実験単位および化合物の連続サンプリングに基づいて、一式の分類ツリーを作成する。次に各観測値を、すべての分類ツリーからの多数決に基づいて分類する。統計において、分類ツリーは、変数の組み合わせに基づいて観測値を群に分類する（この例では、変数は代謝産物または化合物である）。ツリーを作成するために用いられるアルゴリズムに関して多くの変動がある。ツリーアルゴリズムは、２つの群間の最大分割を提供する代謝産物（化合物）を検索する。これがノードを生成する。次に、各ノードにおいて、最適な分割を提供する代謝産物が用いられるなどする。ノードを改善することができない場合は、そのノードで停止し、該ノード内の任意の観測値は多数群として分類される。
【０１１６】
ランダムフォレストは、多数の（例えば、数千の）ツリーに基づいて分類する。化合物のサブセットおよび観測値のサブセットを用いて各ツリーを作成する。ツリーを作成するために用いられる観測値は、インバッグ（ｉｎ−ｂａｇ）サンプルと呼ばれ、残りのサンプルはアウトオブバッグ（ｏｕｔ−ｏｆ−ｂａｇ）サンプルと呼ばれる。分類ツリーは、インバッグ（ｉｎ−ｂａｇ）サンプルから作成され、アウトオブバッグ（ｏｕｔ−ｏｆ−ｂａｇ）サンプルは、このツリーから予測される。観測値の最終分類を得るために、アウトオブバッグ（ｏｕｔ−ｏｆ−ｂａｇ）サンプルであった回数に基づいて、各群の「票数」をカウントする。例えば、観測値１を２，０００ツリーで「対照」として分類し、３，０００ツリーで「疾患」として分類したと仮定する。「過半数の獲得」を基準として用いて、このサンプルを「疾患」として分類する。
【０１１７】
ランダムフォレストの結果を混同行列にまとめる。行は真の群化に対応し、列は、ランダムフォレストからの分類に対応する。したがって、対角要素は正しい分類を示す。２つの群の場合、５０％のエラーが偶然に起こり、３つの群の場合、６６．６７％のエラーが偶然に起こる、などである。「アウトオブバッグ（Ｏｕｔ−ｏｆ−Ｂａｇ）」（ＯＯＢ）エラー率は、新たな観測値が、ランダムフォレストモデルを用いてどの程度正確に予測され得るか（例えば、サンプルが罹患対象に由来するか、または対照対象に由来するか）の推定を示す。
【０１１８】
最終分類においてどの変数がより「重要」であるかを判断することも関心のある問題である。「重要性プロット」は、上位化合物であって、それらの重要性に関してランク付けされた上位化合物を示す。精度測定の平均減少を用いて重要性を決定する。平均減少精度は、以下のように算出される：ランダムフォレストの各ツリーについて、アウトオブバッグ（ｏｕｔ−ｏｆ−ｂａｇ）サンプルに基づく分類エラーを算出する。次に各変数（代謝産物）を順位変更し、各ツリーについて得られるエラーを算出する。次に、２つのエラー間の差異の平均を算出する。次に、この平均をこれらの差異の標準偏差により分割することによってスケーリングする。変数がより重要であるほど、平均減少精度は高くなる。
【０１１９】
リッジロジスティック回帰モデルを用いて回帰分析を行った。ロジスティック回帰のリッジ回帰バージョンは、二乗された係数の合計に制限を置く、すなわち、ｂ１、ｂ２、ｂ３などが各代謝産物の係数である場合、次にリッジ回帰は、これらの二乗の合計（すなわち、ｂ１＾２＋ｂ２＾２＋ｂ３＾２＋・・・＋ｂｐ＾２＜ｃ）に制限を置く。この結合は、係数の多くをゼロに低下させるため、この方法も変数選択を行う。
Ｃ．バイオマーカーの識別
【０１２０】
統計的に有意であると識別されるものを含む、分析（例えば、ＧＣ−ＭＳ、ＬＣ−ＭＳ、ＬＣ−ＭＳ−ＭＳ）で識別された様々なピークを、質量分析法に基づく化学的識別処理にかけた。
【実施例１】
【０１２１】
膀胱癌のバイオマーカー
バイオマーカーは、（１）ヒト対象の異なる群からの尿試料を分析して、試料中の代謝産物のレベルを決定すること、次に（２）その結果を統計的に分析して、２つの群内に差異的に存在する代謝産物を決定することにより発見された。
【０１２２】
２つの研究を行って、膀胱癌のバイオマーカーを識別した。研究１では、膀胱癌を有しない対象から採取された１０個の対照尿試料、および膀胱癌（尿路上皮移行細胞癌）を有する対象からの１０個の尿試料を分析に用いた。年齢、人種、および性別をすべて厳しく制御して、交絡する人口学的に影響された変数の効果を最小限にした。すべての対象は白人男性であった。膀胱癌コホートの平均年齢は、７１．１歳であり、対照コホートの平均年齢は６７．７歳であった。一対のｔ検定分析の年齢ｐ値は０．２であり、年齢が２群間で有意に異ならなかったことを示す。
【０１２３】
代謝産物のレベルを決定した後、一変量Ｔ検定（すなわち、ウェルチのＴ検定）を用いてデータを分析した。以下の表１に列挙されるように、名前が挙げられた化合物の分析は、対照対象と比較して膀胱癌患者からの尿中で上昇したバイオマーカーと、対照対象と比較して膀胱癌患者からの尿中で低下したバイオマーカーと、を識別した。
【０１２４】
膀胱癌患者からの尿試料と、膀胱癌を有しない対照患者との間で差異的に存在したバイオマーカーを識別した。表１の列１〜３は、識別されたバイオマーカーを列挙し、列挙された各バイオマーカーについて、バイオマーカーの生化学名、対照平均レベルと比較した癌試料中のバイオマーカーの平均レベルの比である、非癌対象と比較した癌中のバイオマーカーの倍率変化（ＦＣ）（ＴＣＣ／対照）、およびバイオマーカーに関するデータの統計分析において決定されたｐ値を含む（表１、列１〜３）。表１の列１０は、認証基準の組織内化学ライブラリにおけるそのバイオマーカー化合物の内部識別子（ＣｏｍｐＩＤ）を列挙する。（＊）の付いた代謝産物は、ＴＣＣ／対照比較（研究１）および以下に記載されるより大規模な研究（研究２）の両方において、統計的有意性（ｐ＜０．１）を示す。太字の値は、０．１以下のｐ値を持つ倍率変化を示す。表１は、追加のデータを含み、以下で完全に説明される。
【表１−１】
2014533363.tif 000003
【表１−２】
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【表１−３】
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【表１−４】
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【表１−５】
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【表１−６】
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【表１−７】
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【表１−８】
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【表１−９】
2014533363.tif 000011
【０１２５】
バイオマーカー代謝産物であって、膀胱癌の診断バイオマーカーとしてのそれらの使用を支持する存在度プロファイルを呈するバイオマーカー代謝産物の例としては、他の癌において観察される癌代謝産物（グリセロール−２−リン酸塩、イソクエン酸塩、グリセロホスホリルコリン（ＧＰＣ）、イソブチリルカルニチン／グリシン、キサンツレン酸塩）と、膀胱癌に対して新規の代謝産物（α−ヒドロキシ酪酸塩、Ｎ−アセチルグルタミン酸塩）との組み合わせが挙げられる。図１は、選択された例示的バイオマーカー代謝産物のＴＣＣと症例対象との間の浸透圧正規化された存在比について倍率変化プロファイルのグラフ表示を提供する。同様のグラフ図は、表１に列挙されるバイオマーカー代謝産物のうちのいずれについても準備することができる。
【０１２６】
研究２では、バイオマーカーは、（１）８９人の膀胱癌を有しない対照対象（正常）、６６人の膀胱癌を有する対象（ＢＣＡ）、５８人の血尿を有する対象（Ｈｅｍ）、４８人の腎細胞癌（ＲＣＣ）を有する対象、および５８人の前立腺癌（ＰＣＡ）を有する対象から採取された尿試料を分析して、試料中の代謝産物のレベルを決定することと、次に（２）その結果を統計的に分析して、その群内に差異的に存在するそれらの代謝産物を決定することと、により発見された。
【０１２７】
代謝産物のレベルを決定した後、一元配置分散分析対比を用いてデータを分析した。３つの比較：膀胱癌対正常、膀胱癌対血尿、膀胱癌対腎細胞癌および前立腺癌を用いて、膀胱癌のバイオマーカーを識別した。表１に列挙されるように、名前が挙げられた化合物の分析は、ａ）膀胱癌と正常（列４〜５）、ｂ）膀胱癌と血尿（列６〜７）、および／またはｃ）膀胱癌と腎細胞癌＋前立腺癌（列８〜９）の間で差異的に存在するバイオマーカーを識別した。
【０１２８】
表１は、各バイオマーカーについて、バイオマーカーの生化学名、非膀胱癌平均レベルと比較した膀胱癌試料中のバイオマーカーの平均レベルの比である、非膀胱癌対象と比較した膀胱癌中のバイオマーカーの倍率変化（ＦＣ）（ＢＣＡ／正常、ＢＣＡ／血尿、およびＢＣＡ／ＲＣＣ＋ＰＣＡ）、およびバイオマーカーに関するデータの統計分析において決定されたｐ値を含む。表１の列１０は、認証基準の組織内化学ライブラリにおけるそのバイオマーカー化合物の内部識別子（ＣｏｍｐＩＤ）を列挙する。（＊）の付いた代謝産物は、上記の両研究における統計的有意性を示す。太字の値は、０．１以下のｐ値を持つ倍率変化を示す。
【実施例２】
【０１２９】
統計モデルにおける尿バイオマーカーに基づく対象の分類
Ａ．ＢＣＡ対非癌
多数の分析手法を用いて、患者の状態の診断に対する識別されたバイオマーカーの利用を評価することができる（例えば、患者が膀胱癌を有するか否か）。以下、２つの簡単な手法：主成分分析およびピアソンの相関を用いる階層的クラスタリングを用いた。
【０１３０】
１つの分析手法では、主成分分析を行って、対象を対照（非癌）または膀胱癌（ＴＣＣ）として分類するためのモデルを作成した。主成分分析モデルで用いられたデータは、実施例１の研究１において尿試料（すなわち、膀胱癌を有しない対象から採取された１０個の対照尿試料、および膀胱癌（尿路上皮移行細胞癌）を有する対象からの１０個の尿試料）から得られた浸透圧正規化されたデータであった。
【０１３１】
主成分分析から導出されたモデルを用いて、１０個の対照対象試料のうちの７個が対照として正確に分類され、１０個の膀胱癌対象試料のうちの７個がバイオマーカーの測定されたレベルに基づいて膀胱癌として正確に分類されることが見出された。このモデルは、一部の個人について中間値を決定した。中間値を持つ個人は、２つの群のうちの一方に分離することができなかった。中間群は、対照３人および膀胱癌患者３人の６人の対照で構成された。ＰＣＡ結果のグラフ図を図２に示す。
【０１３２】
別の統計分析では、階層的クラスタリング（ピアソンの相関）を使用し、実施例１において研究１について得られた浸透圧正規化されたバイオマーカー値（すなわち、膀胱癌を有しない対象から採取された１０個の対照尿試料、および膀胱癌（尿路上皮移行細胞癌）を有する対象からの１０個の尿試料）を用いて、ＢＣＡおよび非癌対照対象を分類した。この分析は、対象を３つの別個の群に分割した。１つの群は、１００％対照個人で構成され、１つの群は、１００％膀胱癌患者で構成され、１つの群は、３３％対照および６７％膀胱癌患者で構成された。図３は、階層的クラスタリングの結果のグラフ図を提供する。
【０１３３】
ＰＣＡおよび階層的クラスタリングモデルからの結果は、尿バイオマーカー代謝産物レベルを用いて区別することができる、膀胱疾患および／または膀胱癌の複数の代謝型の存在の証拠を提供した。例えば、中間群において識別された癌患者は、侵襲性の弱い形態の膀胱癌を有し得るか、または癌の初期段階であり得る。癌の種類（例えば、弱侵襲性対強侵襲性）と癌の病期との間の区別は、治療の経過を決定する医師に対して有用な情報であり得る。
【０１３４】
別の分析では、実施例１において識別されたバイオマーカーをランダムフォレスト分析を用いて評価し、対象を正常またはＢＣＡを有するとして分類した。６６人のＢＣＡ対象および８９人の正常対象（ＢＣＡまたは他の泌尿器科癌と診断されていない対象）からの尿試料をこの分析で用いた。
【０１３５】
ランダムフォレストの結果は、試料が８４％の予測精度で分類されたことを示す。表２に示される混同行列は、各分類に対して予測される試料数および各群における実際の数（ＢＣＡまたは正常）を示す。「アウトオブバッグ（Ｏｕｔ−ｏｆ−Ｂａｇ）」（ＯＯＢ）エラー率は、新たな観測値が、ランダムフォレストモデルを用いてどの程度正確に予測され得るか（例えば、試料が膀胱癌対象に由来するか、または正常な対象に由来するか）の推定を示す。このランダムフォレストからのＯＯＢエラー率は、約１６％であり、モデルは、新たな対象群に対して用いられるとき、正常な対象の識別が８７％の確率で正確に予測され得ること、および膀胱癌対象が８０％の確率で予測され得ることを推定した。
【表２】
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【０１３６】
１６％のＯＯＢエラー率に基づいて、作成されたランダムフォレストモデルは、対象からの試料において測定されたバイオマーカーのレベルに基づいて、約８４％の精度で膀胱癌を持つ個人から試料が得られたか否かを予測した。群を区別するための例示的バイオマーカーは、アデノシン５′−モノリン酸塩（ＡＭＰ）、３−ヒドロキシフェニル酢酸塩、２−ヒドロキシ馬尿酸塩（サリチル尿酸塩）、３−インドキシル−硫酸塩、フェニルアセチルグルタミン、ｐ−クレゾール−硫酸塩、３−ヒドロキシ馬尿酸塩、乳酸塩、イタコン酸メチレンコハク酸塩、コルチゾール、イソブチリルグリシン、グルコン酸塩、キサンツレン酸塩、グロノ１，４−ラクトン、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、シンナモイルグリシン、２−オキシンドール−３−酢酸塩、２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）、１，２−プロパンジオール、α−ＣＥＨＣ−グルクロニド、パルミトイル−スフィンゴミエリン、カテコール−硫酸塩、γ−グルタミルフェニルアラニン、２−イソプロピルリンゴ酸塩、コハク酸塩、４−ヒドロキシフェニル酢酸塩、ピリドキシン酸塩、イソバレリルグリシン、カルニチン、および酒石酸塩である。
【０１３７】
ランダムフォレスト分析は、バイオマーカーを用いることにより、ＢＣＡ対象が、感度８０％、特異性８７％、ＰＰＶ８２％、およびＮＰＶ８６％で正常対象から区別されたことを実証する。
Ｂ．ＢＣＡ対他の泌尿器科癌
【０１３８】
表１のバイオマーカーを用いて、対象をＢＣＡまたは別の泌尿器科癌を有するとして分類するための統計モデルを作成した。ランダムフォレスト分析を用いて、バイオマーカーを数理モデルにおいて使用して、対象をＢＣＡを有する、またはＰＣＡもしくはＲＣＣのいずれかを有するとして分類した。６６人のＢＣＡ対象および１０６人のＰＣＡまたはＲＣＣを持つ対象からの尿試料をこの分析で用いた。
【０１３９】
ランダムフォレストの結果は、試料が８３％の予測精度で分類されたことを示す。表３に示される混同行列は、各分類に対して予測される試料数および各群における実際の数（ＢＣＡまたはＰＣＡ＋ＲＣＣ）を示す。「アウトオブバッグ（Ｏｕｔ−ｏｆ−Ｂａｇ）」（ＯＯＢ）エラー率は、新たな観測値が、ランダムフォレストモデルを用いてどの程度正確に予測され得るか（例えば、試料が膀胱癌対象に由来するか、またはＰＣＡもしくはＲＣＣを持つ対象に由来するか）の推定を示す。このランダムフォレストからのＯＯＢエラー率は、約１７％であり、モデルは、新たな対象群に対して用いられるとき、ＢＣＡ対象の識別が８５％の確率で正確に予測され得ること、およびＰＣＡ＋ＲＣＣ対象が８２％の確率で予測され得ることを推定した。
【表３】
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【０１４０】
１７％のＯＯＢエラー率に基づいて、作成されたランダムフォレストモデルは、対象からの試料において測定されたバイオマーカーのレベルに基づいて、約８３％の精度で膀胱癌を持つ個人から試料が得られたか否かを予測した。群を区別するための例示的バイオマーカーは、イミダゾール−プロピオン酸塩、３−インドキシル−硫酸塩、フェニルアセチルグリシン、乳酸塩、コリン、メチル−インドール−３−酢酸塩、β-アラニン、パルミトイル−スフィンゴミエリン、２−ヒドロキシイソ酪酸塩、コハク酸塩、４−アンドロステン−３β−１７β−ジオール−二硫酸塩−２，４−ヒドロキシフェニル酢酸塩、グリセロール、ウラシル、グロノ１，４−ラクトン、フェノール硫酸塩、ジメチルアルギニン（ＡＤＭＡ＋ＳＤＭＡ）、シクロ−グリ−プロ、スクロース、アデノシン、セリン、アゼライン酸塩（ノナンジオン酸塩）、トレオニン、プレグナンジオール−３−グルクロニド、エタノールアミン、グルコン酸塩、Ｎ６−メチルアデノシン、Ｎ−メチルプロリン、グリシン、グルコース６−リン酸塩（Ｇ６Ｐ）である。
【０１４１】
ランダムフォレストの結果は、バイオマーカーを用いることにより、ＢＣＡ対象が、感度８５％、特異性８２％、ＰＰＶ７５％、およびＮＰＶ９０％でＰＣＡ＋ＲＣＣ対象から区別されたことを実証する。
Ｃ．ＢＣＡ対血尿
【０１４２】
表１のバイオマーカーを用いて、対象をＢＣＡまたは血尿を有するとして分類するための統計モデルを作成した。ランダムフォレスト分析を用いて、バイオマーカーを数理モデルにおいて使用して、対象をＢＣＡまたは血尿を有するとして分類した。６６人のＢＣＡ患者および５８人の血尿患者からの尿試料を分析に用いた。
【０１４３】
ランダムフォレストの結果は、試料が７４％の予測精度で分類されたことを示す。表４に示される混同行列は、各分類に対して予測される試料数および各群における実際の数（ＢＣＡまたは血尿）を示す。「アウトオブバッグ（Ｏｕｔ−ｏｆ−Ｂａｇ）」（ＯＯＢ）エラー率は、新たな観測値が、ランダムフォレストモデルを用いてどの程度正確に予測され得るか（例えば、試料が膀胱癌対象に由来するか、または血尿のある対象に由来するか）の推定を示す。このランダムフォレストからのＯＯＢエラー率は、約２６％であり、モデルは、新たな対象群に対して用いられるとき、ＢＣＡ対象の識別が７０％の確率で正確に予測され得ること、および血尿対象が７９％の確率で予測され得ることを推定した。
【表４】
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【０１４４】
２６％のＯＯＢエラー率に基づいて、作成されたランダムフォレストモデルは、対象からの試料中で測定されたバイオマーカーのレベルに基づいて、約７４％の精度で膀胱癌を持つ個人から試料が得られたか否かを予測した。群を区別するための例示的バイオマーカーは、イソバレリルグリシン、２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）、４−ヒドロキシ馬尿酸塩、グルコン酸塩、グロノ１，４−ラクトン、３−ヒドロキシ馬尿酸塩、酒石酸塩、２−オキシンドール−３−酢酸塩、イソブチリルグリシン、カテコール−硫酸塩、フェニルアセチルグルタミン、コハク酸塩、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、シンナモイルグリシン、イソブチリルカルニチン、３−ヒドロキシフェニル酢酸塩、３−インドキシル−硫酸塩、ソルボース、２−５−フランジカルボン酸、メチル−４−ヒドロキシ安息香酸塩、２−イソプロピルリンゴ酸塩、アデノシン５′−モノリン酸塩（ＡＭＰ）、２−メチルブチリルグリシン、パルミトイル−スフィンゴミエリン、フェニルプロピオニルグリシン、β−ヒドロキシピルビン酸塩、チラミン、３−メチルクロトニルグリシン、カルノシン、フルクトースである。
【０１４５】
ランダムフォレストの結果は、バイオマーカーを用いることにより、ＢＣＡ対象が、感度７０％、特異性７９％、ＰＰＶ７９％、およびＮＰＶ７０％で血尿対象から区別されたことを実証する。
【実施例３】
【０１４６】
膀胱癌を病期分類するためのバイオマーカー
膀胱癌の病期分類は、膀胱腫瘍の広がりの程度の指標を提供する。腫瘍病期を用いて、治療オプションを選択し、患者の予後を推定する。膀胱腫瘍の病期分類は、Ｔ０（原発腫瘍の証拠がない、一番進行していない状態）〜Ｔ４（腫瘍が膀胱を取り囲む脂肪組織を越えて隣接する器官の中に広がっている、最も進行した状態）に及ぶ。膀胱癌の初期段階は、上皮内（ＣＩＳ）癌として特徴付けることもでき、細胞が異常に増殖しているが、依然として膀胱内に含まれることを意味する。
【０１４７】
疾患の病期分類および／または進行のバイオマーカーを識別するために、低病期ＢＣＡ（ＣＩＳ、Ｔ０、Ｔ１）の対象２１人、高病期ＢＣＡ（Ｔ２〜Ｔ４）の対象４２人、および正常な対象８９人からの尿試料に対してメタボロミクス分析を行った。代謝産物のレベルを決定した後、一元配置分散分析対比を用いてデータを分析し、１）正常対象と比較した低病期膀胱癌、２）正常対象と比較した高病期膀胱癌、および／または３）高病期膀胱癌と比較した低病期膀胱癌との間で異なるバイオマーカーを識別した。識別されたバイオマーカーは、表５に列挙される。
【０１４８】
表５は、各バイオマーカーについて、バイオマーカーの生化学名、１）正常対象と比較した低病期ＢＣＡ、２）正常対象と比較した高病期ＢＣＡ、３）高病期ＢＣＡと比較した低病期ＢＣＡ、および４）膀胱癌の病歴を持つ対象と比較した膀胱癌（実施例４）におけるバイオマーカーの倍率変化、およびバイオマーカーに関するデータの統計分析において決定されたｐ値を含む。表５の列１０は、認証基準の組織内化学ライブラリにおけるそのバイオマーカー化合物の内部識別子（ＣｏｍｐＩＤ）を列挙する。太字の値は、０．１以下のｐ値を持つ倍率変化を示す。
【表５−１】
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【表５−２】
2014533363.tif 000016
【表５−３】
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【表５−４】
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【表５−５】
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【表５−６】
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【表５−７】
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【表５−８】
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【実施例４】
【０１４９】
膀胱癌を監視するためのバイオマーカー
膀胱癌を監視するためのバイオマーカーを識別するために、膀胱癌の病歴があるが、尿採取の時点で膀胱癌の兆候がない対象（ＨＸ）１１９人、および膀胱癌対象６６人から尿試料を採取した。メタボロミクス分析を行った。代謝産物のレベルを決定した後、一元配置分散分析対比を用いてデータを分析し、膀胱癌の病歴を持つ患者と正常対象との間で異なるバイオマーカーを識別した。バイオマーカーは、表５、列１、８、９に列挙される。
【０１５０】
表５のバイオマーカーを用いて、対象をＢＣＡまたはＨＸ群に分類するための統計モデルを作成した。ランダムフォレスト分析を用いて、対象を膀胱癌を有するか、または膀胱癌の病歴があるとして分類した。
【０１５１】
ランダムフォレストの結果は、試料が８３％の予測精度で分類されたことを示した。表６に示される混同行列は、各分類に対して予測される試料数および各群における実際の数（ＢＣＡまたはＨＸ）を示す。「アウトオブバッグ（Ｏｕｔ−ｏｆ−Ｂａｇ）」（ＯＯＢ）エラー率は、新たな観測値が、ランダムフォレストモデルを用いてどの程度正確に予測され得るか（例えば、試料が膀胱癌対象に由来するか、または膀胱癌の病歴を持つ対象に由来するか）の推定を示す。このランダムフォレストからのＯＯＢエラー率は、約１７％であり、モデルは、新たな対象群に対して用いられるとき、膀胱癌対象の識別が７６％の確率で正確に予測され得ること、および膀胱癌の病歴を持つ対象が８７％の確率で予測され得ることを推定した。
【表６】
2014533363.tif 000023
【０１５２】
１７％のＯＯＢエラー率に基づいて、作成されたランダムフォレストモデルは、対象からの試料において測定されたバイオマーカーのレベルに基づいて、約８３％の精度で膀胱癌を持つ個人から試料が得られたか否かを予測した。群を区別するための例示的バイオマーカーは、３−ヒドロキシフェニル酢酸塩、３−ヒドロキシ馬尿酸塩、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、イソバレリルグリシン、フェニルアセチルグルタミン、ピリドキシン酸塩、２，５−フランジカルボン酸、アラントイン、ピメル酸塩（ヘプタン二酸塩）、乳酸塩、アデノシン５′−モノリン酸塩（ＡＭＰ）、カテコール−硫酸塩、２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）、イソブチリルグリシン、２−ヒドロキシ馬尿酸塩（サリチル尿酸塩）、グルコン酸塩、イミダゾール−プロピオン酸塩、コハク酸塩、α−ＣＥＨＣ−グルクロニド（α−ＣＥＨＣ−ｇｌｕｃｏｒｏｎｉｄｅ）、３−インドキシル−硫酸塩、４−ヒドロキシフェニル酢酸塩、アセチルカルニチン、キサンチン、ｐ−クレゾール−硫酸塩、酒石酸塩、４−ヒドロキシ馬尿酸塩、２−イソプロピルリンゴ酸塩、パルミトイル−スフィンゴミエリン、アジピン酸塩、およびＮ（２）−フロイル−グリシンである。
【０１５３】
ランダムフォレストの結果は、バイオマーカーを用いることにより、ＢＣＡ対象が、感度７６％、特異性８７％、ＰＰＶ７７％、およびＮＰＶ８７％でＨＸ対象から区別されたことを実証する。
【実施例５】
【０１５４】
膀胱癌の組織バイオマーカー
バイオマーカーは、（１）異なるヒト対象群からの組織試料を分析して、試料中の代謝産物のレベルを決定し、次に（２）その結果を統計的に分析して、それらの群に差異的に存在する代謝産物を決定することにより発見された。
【０１５５】
分析に用いられた試料は、３１の対照（良性）試料および９８の膀胱癌（腫瘍）であった。
【０１５６】
代謝産物のレベルが決定された後、ウェルチの２試料ｔ検定を用いてデータを分析した。膀胱癌のバイオマーカーを識別するために、良性試料を膀胱癌試料と比較した。以下の表７に列挙されるように、名前が挙げられた化合物の分析は、膀胱癌と対照組織との間に差異的に存在するバイオマーカーを識別した。
【０１５７】
表７は、各バイオマーカーについて、バイオマーカーの生化学名、非膀胱癌平均レベルと比較した膀胱癌試料中のバイオマーカーの平均レベルの比である、対照試料と比較した膀胱癌のバイオマーカーの倍率変化（ＢＣＡ／対照）、およびバイオマーカーに関するデータの統計分析において決定されたｐ値を含む。表７の列４〜６は、以下を列挙する：認証基準の組織内化学ライブラリにおけるそのバイオマーカー化合物の内部識別子（ＣｏｍｐＩＤ）、入手可能であれば、京都遺伝子ゲノム百科事典（ＫＥＧＧ）におけるそのバイオマーカー化合物の識別子、および入手可能であれば、ヒトメタボロームデータベース（ＨＭＤＢ）におけるそのバイオマーカー化合物の識別子。
【表７−１】
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【表７−２】
2014533363.tif 000025
【表７−３】
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【表７−４】
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【表７−５】
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【表７−６】
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【表７−７】
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【表７−８】
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【表７−９】
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【０１５８】
バイオマーカーを用いて、対象を分類するための統計モデルを作成した。ランダムフォレスト分析を用いてバイオマーカーを評価し、試料を膀胱癌または対照として分類した。ランダムフォレストの結果は、試料が８４％の予測精度で分類されたことを示す。表８に示される混同行列は、各分類に対して予測される試料数および各群における実際の数（ＢＣＡまたは対照）を示す。「アウトオブバッグ（Ｏｕｔ−ｏｆ−Ｂａｇ）」（ＯＯＢ）エラー率は、新たな観測値が、ランダムフォレストモデルを用いてどの程度正確に予測され得るか（例えば、試料がＢＣＡ試料であるか、または対照試料であるか）の推定を示す。このランダムフォレストからのＯＯＢエラー率は、約１５％であり、モデルは、新たな対象群に対して用いられるとき、表８に示されるように、膀胱癌対象の識別が８７％の確率で予測され得ること、および対照対象が７７％の確率で正確に予測され得ることを推定した。
【表８】
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【０１５９】
１６％のＯＯＢエラー率に基づいて、作成されたランダムフォレストモデルは、対象からの試料中のバイオマーカーのレベルを測定することにより、約８５％の精度で癌を持つ個人から試料が得られたか否かを予測した。群を区別するための例示的バイオマーカーは、グルコン酸塩、６−ホスホグルコン酸塩、ステアロイルスフィンゴミエリン、ｍｙｏ−イノシトール、グルコース、３−（４−ヒドロキシフェニル）乳酸塩（ＨＰＬＡ）、１−リノレオイルグリセロール（１−モノリノレイン）、ｐｒｏ−ヒドロキシ−ｐｒｏ、γ−グルタミルグルタミン酸塩、クレアチン、５，６−ジヒドロウラシル、ドコサジエン酸塩（２２：２ｎ６）、フェニル乳酸塩（ＰＬＡ）、プロピオニルカルニチン、イソロイシルプロリン、Ｎ２−メチルグアノシン、エイコサペンタエン酸塩（ＥＰＡ２０：５ｎ３）、５−メチルチオアデノシン（ＭＴＡ）、α−グルタミルリシン、３−ホスホグリセリン酸塩、６−ケトプロスタグランジンＦ１α、ドコサトリエン酸塩（２２：３ｎ３）、２−パルミトレオイルグリセロホスホコリン、１−ステアロイルグリセロホスホイノシトール、１−パルミトイルグリセロホスホイノシトール、ｓｃｙｌｌｏ−イノシトール、ジホモ−リノレン酸塩（２０：２ｎ６）、３−ホスホセリン、ドコサペンタエン酸塩（ｎ６  ＤＰＡ２２：５ｎ６）、および１−パルミトイルグリセロール（１−モノパルミチン）である。
【０１６０】
ランダムフォレストの結果は、バイオマーカーを用いることにより、膀胱癌試料が、感度８７％、特異性７７％、ＰＰＶ９２％、およびＮＰＶ６５％で対照試料から区別されたことを実証する。
【実施例６】
【０１６１】
膀胱癌を病期分類するための組織バイオマーカー
膀胱癌の病期分類は、膀胱腫瘍がどこまで広がっているかの指標を提供する。腫瘍病期を用いて、治療オプションを選択し、患者の予後を推定する。膀胱腫瘍の病期分類は、Ｔ０（原発腫瘍の証拠がない、一番進行していない状態）〜Ｔ４（腫瘍が膀胱を取り囲む脂肪組織を越えて隣接する器官の中に広がっている、最も進行した状態）に及ぶ。
【０１６２】
疾患の病期分類および／または進行のバイオマーカーを識別するために、１７人の低病期ＢＣＡ（Ｔ０ａ、Ｔ１）対象、３１人の高病期ＢＣＡ（Ｔ２〜Ｔ４）対象からの組織試料、および４４の良性（対照）組織試料に対してメタボロミクス分析を行った。代謝産物のレベルを決定した後、ウェルチの２試料ｔ検定を用いてデータを分析し、１）高病期膀胱癌と比較した低病期膀胱癌、２）対照と比較した低病期膀胱癌、および３）対照と比較した高病期膀胱癌との間で異なるバイオマーカーを識別した。バイオマーカーは、表９に列挙される。
【０１６３】
表９は、各バイオマーカーについて、バイオマーカーの生化学名、１）低病期膀胱癌と比較した高病期膀胱癌（Ｔ２〜Ｔ４／Ｔ０ａ〜Ｔ１）、２）良性と比較した低病期膀胱癌（Ｔ０ａ〜Ｔ１／良性）、３）良性と比較した高病期膀胱癌（Ｔ２〜Ｔ４／良性）におけるバイオマーカーの倍率変化（ＦＣ）、およびバイオマーカーに関するデータの統計分析において決定されたｐ値を含む。表９の列８〜１０は、以下を列挙する：認証基準の組織内化学ライブラリにおけるそのバイオマーカー化合物の内部識別子（ＣｏｍｐＩＤ）、入手可能であれば、京都遺伝子ゲノム百科事典（ＫＥＧＧ）におけるそのバイオマーカー化合物の識別子、および入手可能であれば、ヒトメタボロームデータベース（ＨＭＤＢ）におけるそのバイオマーカー化合物の識別子。太字の値は、０．１以下のｐ値を持つ倍率変化を示す。
【表９−１】
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【表９−２】
2014533363.tif 000035
【表９−３】
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【表９−４】
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【表９−５】
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【表９−６】
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【表９−７】
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【表９−８】
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【表９−９】
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【表９−１０】
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【表９−１１】
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【表９−１２】
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【表９−１３】
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【表９−１４】
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【表９−１５】
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【表９−１６】
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【表９−１７】
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【表９−１８】
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【０１６４】
バイオマーカーを用いて、対象を分類するための統計モデルを作成した。ランダムフォレスト分析を用いて表９のバイオマーカーを評価し、試料を低病期膀胱癌または高病期膀胱癌として分類した。ランダムフォレストの結果は、試料が８３％の予測精度で分類されたことを示す。表１０に示される混同行列は、各分類に対して予測される試料数および各群における実際の数（ＢＣＡ高またはＢＣＡ低）を示す。「アウトオブバッグ（Ｏｕｔ−ｏｆ−Ｂａｇ）」（ＯＯＢ）エラー率は、新たな観測値が、ランダムフォレストモデルを用いてどの程度正確に予測され得るか（例えば、試料が低病期膀胱癌を持つ対象に由来するか、または高病期膀胱癌を持つ対象に由来するか）の推定を示す。このランダムフォレストからのＯＯＢエラー率は、約１７％であり、モデルは、新たな対象群に対して用いられるとき、表１０に示されるように、高病期膀胱癌対象の識別が８４％の確率で予測され得ること、および低病期膀胱癌対象が８２％の確率で正確に予測され得ることを推定した。
【表１０】
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【０１６５】
１７％のＯＯＢエラー率に基づいて、作成されたランダムフォレストモデルは、対象からの試料中のバイオマーカーのレベルを測定することにより、約８３％の精度でＲＣＣを持つ個人から試料が得られたか否かを予測した。群を区別するための例示的バイオマーカーは、パルミトイルエタノールアミド、パルミトイルスフィンゴミエリン、トロンボキサンＢ２、ビリルビン（Ｚ，Ｚ）、アドレナート（２２：４ｎ６）、Ｃ−グリコシルトリプトファン、メチル−α−グルコピラノシド、メチルリン酸塩、３−ヒドロキシデカン酸塩、３−ヒドロキシオクタン酸塩、４−ヒドロキシフェニルピルビン酸塩、Ｎ−アセチルトレオニン、１−アラキドノイルグリセロホスホイノシトール（２０：４）、５，６−ジヒドロチミン、２−ヒドロキシパルミチン酸塩、補酵素Ａ、Ｎ−アセチルセリン、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤ＋）、ドコサトリエン酸塩（２２：３ｎ３）、グルタチオン還元（ＧＳＨ）、プロスタグランジンＡ２、グルタミン、グルタミン酸γ−メチルエステル、ドコサペンタエン酸塩（ｎ６  ＤＰＡ  ２２：５ｎ６）、グリコケノデオキシコール酸塩、ヘキサノイルカルニチン、アラキドン酸塩（２０：４ｎ６）、ｐｒｏ−ヒドロキシ−ｐｒｏ、ドコサヘキサエン酸塩（ＤＨＡ  ２２：６ｎ３）、およびラウリルカルニチンである。
【０１６６】
ランダムフォレスト分析は、バイオマーカーを用いることにより、ＲＣＣ対象が、感度８４％、特異性８２％、ＰＰＶ９０％、およびＮＰＶ７４％で正常対象から区別されたことを実証する。
【実施例７】
【０１６７】
膀胱癌を識別するためのバイオマーカーパネルおよび数理モデル
別の実施例では、５つの例示的バイオマーカーの一団を選択して、膀胱癌を識別し、この一団は、表１および／または５で識別されたバイオマーカーから選択された。識別されたバイオマーカーは、ＢＣＡと比較個人群のそれぞれとの間で異なるレベルで存在した（すなわち、ＢＣＡを正常、ＨＸ、血尿、ＲＣＣ、およびＰＣＡと比較）。例えば、乳酸塩、パルミトイルスフィンゴミエリン、コリンリン酸塩、コハク酸塩、およびアデノシンは、膀胱癌を持つ対象を、正常、ＨＸ、血尿、ＲＣＣ、およびＰＣＡ対象から区別するための有意なバイオマーカーであった。これらの分析に用いられたバイオマーカー化合物のすべては、統計的に有意であった（ｐ＜０．０５）。表１１は、列挙される各バイオマーカーについて、バイオマーカーの生化学名、１）正常対象と比較した膀胱癌対象（ＢＣＡ／ＮＯＲＭ）、２）膀胱癌の病歴を持つ対象と比較した膀胱癌対象（ＢＣＡ／ＨＸ）、３）血尿のある対象と比較した膀胱癌対象（ＢＣＡ／ＨＥＭ）、４）腎癌対象と比較した膀胱癌対象（ＢＣＡ／ＲＣＣ）、５）前立腺癌対象と比較した膀胱癌対象（ＢＣＡ／ＰＣＡ）におけるバイオマーカーの倍率変化、および正常対象と比較したＢＣＡについて、バイオマーカーに関するデータの統計分析において決定されたｐ値を含む。
【表１１】
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【０１６８】
次に、表１１のバイオマーカーを、リッジロジスティック回帰分析に基づいて、数理モデルで用いた。リッジ回帰法は、疾患と関連付けられるバイオマーカー化合物を評価するため、および個人を、例えば、ＢＣＡを有するか、またはＢＣＡを有しない、ＢＣＡを有するか、または正常である（癌を有しない）、ＢＣＡを有するか、または血尿を有する、ＢＣＡを有するか、またはＢＣＡの病歴を有するとして分類するために有用なバイオマーカー化合物を評価するために有用な統計モデルを構築する。表１１で識別される５つのバイオマーカーの予測性能（例えば、試料を癌または非癌として正確に分類するための数理モデルの能力）を、リッジロジスティック回帰分析を用いて決定した。表１２は、順序変更されたＡＵＣ（すなわち、帰無仮説のＡＵＣ）と比較して、膀胱癌の５つのバイオマーカーのＡＵＣを示す。順序変更されたＡＵＣの平均は、偶然によってのみ得られるＡＵＣの期待値を表す。すべての比較について、表１１に列挙される５つのバイオマーカーは、その比較に対して真の関連を有しない５つの代謝産物（すなわち、ランダムに選択された５つのバイオマーカー）により達成されるよりも高い精度で膀胱癌を予測した。得られる受信者動作特性（ＲＯＣ）曲線のグラフ図を図４に示す。
【表１２】
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【０１６９】
別の実施例では、７つの例示的バイオマーカーの一団を選択して、膀胱癌を識別し、この一団は、表１および／または５で識別されたバイオマーカーから選択された。識別されたバイオマーカーは、表１３に示されるように、ＢＣＡと比較個人群のそれぞれとの間で異なるレベルで存在した（すなわち、ＢＣＡを正常、ＨＸ、血尿と比較）。例えば、１，２プロパンジオール、アジピン酸塩、アンセリン、３−ヒドロキシ酪酸塩（ＢＨＢＡ）、ピリドキシン酸塩、アセチルカルニチン、および２−ヒドロキシ酪酸塩（ＡＨＢ）は、膀胱癌を持つ対象を、正常、ＨＸ、および血尿対象から区別するための有意な（ｐ＜０．０５）バイオマーカーであった。これらの分析に用いられたバイオマーカー化合物のすべては、統計的に有意であった（ｐ＜０．０５）。表１３は、列挙される各バイオマーカーについて、バイオマーカーの生化学名、１）正常対象と比較した膀胱癌対象（ＢＣＡ／正常）、２）膀胱癌の病歴を持つ対象と比較した膀胱癌対象（ＢＣＡ／ＨＸ）、および３）血尿のある対象と比較した膀胱癌対象（ＢＣＡ／ＨＥＭ）におけるバイオマーカーの倍率変化を含む。
【表１３】
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【０１７０】
次に、表１３のバイオマーカーを、リッジロジスティック回帰分析に基づいて、数理モデルで用いた。リッジ回帰法は、疾患と関連付けられるバイオマーカー化合物を評価するため、および個人を、例えば、ＢＣＡを有するか、または正常である（癌を有しない）、ＢＣＡを有するか、または血尿を有する、ＢＣＡを有するか、またはＢＣＡの病歴を有するとして分類するために有用なバイオマーカー化合物を評価するために有用な統計モデルを構築する。表１３で識別される７つのバイオマーカーの予測性能（例えば、試料を癌または非癌として正確に分類するための数理モデルの能力）を、リッジロジスティック回帰分析を用いて決定した。膀胱癌の７つのバイオマーカーのＡＵＣは、０．８４９［９５％ＣＩ，０．７９４〜０．９０５］。ＲＯＣ曲線のグラフ図を図５に示す。すべての比較について、表１３に列挙される７つのバイオマーカーは、その比較に対して真の関連を有しない５つの代謝産物により達成されるよりも高い精度で膀胱癌を予測した。
【０１７１】
別の実施例では、例示的バイオマーカーの一団を選択して、表１１に列挙される５つのバイオマーカーのサブセット、および表１３に列挙される７つのバイオマーカーを、表１および／または５で識別される１つ以上の例示的バイオマーカーと組み合わせて用いて、膀胱癌対象および非膀胱癌対象を識別した。この実施例では、キヌレニンを表１および／または５からの１つの例示的バイオマーカーとして選択した（キヌレニンは表１および５の両方にある）。したがって、得られるマーカーの一団は、１３の列挙される代謝産物：乳酸塩、パルミトイルスフィンゴミエリン、コリンリン酸塩、コハク酸塩、アデノシン、１，２プロパンジオール、アジピン酸塩、アンセリン、３−ヒドロキシ酪酸塩、ピリドキシン酸塩、アセチルカルニチン、ＡＨＢ、およびキヌレニンを含んでいた。
【０１７２】
次に、１３のバイオマーカーを、リッジロジスティック回帰分析に基づいて、数理モデルで用いた。リッジ回帰法を用いて、疾患と関連付けられるバイオマーカー化合物を評価するため、および個人を、例えば、ＢＣＡを有するか、または癌を有しない（すなわち、正常、血尿、またはＢＣＡの病歴）として分類するために有用なバイオマーカー化合物を評価するために有用な統計モデルを構築した。乳酸塩、パルミトイルスフィンゴミエリン、コリンリン酸塩、コハク酸塩、アデノシン、１，２プロパンジオール、アジピン酸塩、アンセリン、３−ヒドロキシ酪酸塩、ピリドキシン酸塩、アセチルカルニチン、ＡＨＢ、またはキヌレニンからなる群から選択される２つ以上のバイオマーカーからなる１３個のバイオマーカーの様々な組み合わせの予測性能を、リッジロジスティック回帰分析を用いて決定した。膀胱癌のバイオマーカーの複数団のＡＵＣは、２つのバイオマーカーモデルの場合の０．８５から１０〜１２個のバイオマーカーからなるモデルの場合の０．９の範囲であった。リッジモデルを用いてパネルについて得られたＡＵＣのグラフ図を図６に示す。
【０１７３】
別の実施例では、１１個の例示的バイオマーカーの一団を選択して、対象における膀胱癌または血尿を識別した。この実施例では、バイオマーカー団は、チラミン、パルミトイルスフィンゴミエリン、コリンリン酸塩、アデノシン、１，２プロパンジオール、アジピン酸塩、ＢＨＢＡ、アセチルカルニチン、ＡＨＢ、キサンツレン酸塩、およびコハク酸塩からなる。１１個のバイオマーカーの予測性能（すなわち、試料を癌または血尿として正確に分類するための数理モデルの能力）を、リッジロジスティック回帰分析を用いて決定した。１１個のバイオマーカーのＡＵＣは、０．８８６であった［９５％ＣＩ，０．８３１〜０．９４１］。ＲＯＣ曲線のグラフ図を図７に示す。すべての比較について、１１個のバイオマーカーは、その比較に対して真の関連を有しない代謝産物により達成されるよりも高い精度で膀胱癌を予測した。
【０１７４】
次に、１１個のバイオマーカーを、リッジロジスティック回帰分析に基づいて、数理モデルで用いた。リッジ回帰法は、疾患と関連付けられるバイオマーカー化合物を評価するため、および個人を、例えば、ＢＣＡを有するか、または血尿を有するとして分類するために有用なバイオマーカー化合物を評価するために有用な統計モデルを構築する。チラミン、パルミトイルスフィンゴミエリン、コリンリン酸塩、アデノシン、１，２プロパンジオール、アジピン酸塩、ＢＨＢＡ、アセチルカルニチン、ＡＨＢ、キサンツレン酸塩、およびコハク酸塩からなる群から選択される２つ以上のバイオマーカーからなる１１個のバイオマーカーの様々な組み合わせの予測性能（すなわち、試料を癌または血尿として正確に分類するための数理モデルの能力）を、リッジロジスティック回帰分析を用いて決定した。膀胱癌のバイオマーカーのパネルのＡＵＣは、２つのバイオマーカーモデルの場合の０．８２から８〜１２個のバイオマーカーからなるモデルの場合の０．８８６の範囲であった。リッジモデルを用いてパネルについて得られたＡＵＣのグラフ図を図８に示す。
【実施例８】
【０１７５】
膀胱癌の進行／退縮を監視するためのアルゴリズム
膀胱癌のバイオマーカーを用いて、対象における膀胱癌の進行／退縮を監視するためのアルゴリズムを開発することができる。このアルゴリズムは、表１、５、７、９、１１、および／または１３からの代謝産物バイオマーカーの一団に基づいて、新たな患者群に対して用いられるとき、患者の膀胱癌の進行／退縮を評価および監視する。このバイオマーカーアルゴリズムの結果を用いて、腫瘍内科医は、手術（例えば、経尿道的切除術、根治的膀胱切除術、または膀胱区域切除術）、薬物治療、または慎重な経過観察手法のリスクと利益を評価することができる。
【０１７６】
このバイオマーカーアルゴリズムを用いて、表１、５、７、９、１１、および／または１３で識別された膀胱癌のバイオマーカーの一団のレベルを監視することができる。
【実施例９】
【０１７７】
薬物標的の識別および該標的を用いる薬物スクリーニング
膀胱癌の薬物標的を識別するために、膀胱癌を有しない対象から採取した１０個の対照尿試料、および膀胱癌（尿路上皮移行細胞癌）を有する対象からの１０個の尿試料を分析して、試料中の代謝産物のレベルを決定し、次にその結果を、一変量Ｔ検定（すなわち、ウェルチの検定）を用いて統計的に分析して、２つの群において差異的に存在する代謝産物を決定した後、差異的に存在する代謝産物の代謝経路を生物学的文脈において分析して、関連付けられた代謝産物、酵素、および／またはタンパク質を識別した。
【０１７８】
差異的に存在する代謝産物と関連付けられた代謝産物、酵素、および／またはタンパク質は、膀胱癌の薬物標的を表す。対照（非ＢＣＡ）対照に対して膀胱癌対象において異常な（より高いまたは低い）代謝産物のレベルを調節してそれらを正常範囲内にすることができ、それは治療的であり得る。関連付けられた代謝経路に関与するこのような代謝産物または酵素、ならびに細胞内および細胞間の輸送に関与するタンパク質は、治療剤の標的を提供することができる。
【０１７９】
例えば、膀胱癌は、トリカルボン酸回路（ＴＣＡ）における生化学的中間体、ならびに主要なＡＴＰ生成経路のすべてと関連付けられる生化学物質の変化したレベルと関連付けられる。この実施例では、膀胱癌のある対象は、変化したＴＣＡ回路中間体を有し、イソクエン酸塩およびその中間下流代謝産物に対する顕著な効果を伴うことが見出された。イソクエン酸のレベルは、膀胱癌対象の尿中で統計的に有意に高いことが見出された。したがって、尿中のイソクエン酸塩のレベルを調節することができる薬剤が、治療剤であり得る。例えば、該薬剤は、イソクエン酸塩の生合成を減少させることにより、尿中のイソクエン酸塩レベルを調節してもよい。膀胱癌は、クエン酸塩とスクシニル−ｃｏＡ、特にイソクエン酸塩、α−ケトグルタル酸塩、および２つのＴＣＡα−ケトグルタル酸塩由来の代謝産物２−ヒドロキシグルタル酸塩およびグルタミン酸塩の間のＴＣＡ回路中間体に対しても顕著な効果を有した。これらの結果は、図９において図表で描かれ、ＴＣＡ回路を示す。対照個人および膀胱癌患者から採取された尿中で測定された生化学物質のレベルは、ボックスプロットで示される。
【０１８０】
ＴＣＡ回路に加えて、膀胱癌症例からの尿代謝産物プロファイルは、すべての主要ＡＴＰ生成経路が膀胱癌において変化したことを示唆した。増加した乳酸塩／ピルビン酸塩比は、膀胱癌患者においてグルコースのワールブルク様利用があることを示唆した。増加したケトン体生成は、これらの患者において脂肪酸β酸化が増加することを示唆した。最後に、分岐鎖アシルカルニチンおよびアシルグリシンの存在度の減少は、この経路が、膀胱癌患者において差異的に関与することを示す。解糖、分岐鎖アミノ酸異化、および脂肪酸酸化の活性を伝える代謝産物は、対照集団と比較して、膀胱癌症例においてすべて変化した。分岐鎖アシルカルニチンは、分岐鎖アシルＣｏＡ化合物のための代用として示された。これらの変化は、図１０に示されるボックスプロットにより説明される。
【０１８１】
膀胱癌のバイオマーカーの識別は、治療化合物をスクリーニングするために有用であり得る。例えば、表１、５、７、９、１１、および１３で識別される膀胱癌を有する対象において異常なイソクエン酸塩、α−ケトグルタル酸塩、または任意のバイオマーカー（複数可）は、多様な薬物スクリーニング技術において用いることができる。
【０１８２】
薬物スクリーニングの１つの例示的方法は、膀胱癌細胞などの原核または真核宿主細胞を利用する。この予言的な実施例では、細胞を９６ウェルプレートに載せる。ＮＩＨ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｂｒａｒｙ（ＢｉｏＦｏｃｕｓ  ＤＰＩから入手可能）からの試験化合物の存在下、５０μＭの最終濃度で試験ウェルを培養する。負の対照ウェルは、添加を受けないか、または媒体化合物（例えば、ＤＭＳＯ）を用いて、試験化合物溶液の一部に存在する濃度と等しい濃度で培養する。２４時間の培養後、試験化合物溶液を除去し、代謝産物を細胞から抽出して、一般的な方法の項で説明さたようにイソクエン酸塩レベルを測定する。細胞中のイソクエン酸レベルを低下させる薬剤は、治療的であると考慮する。
【０１８３】
本発明は、詳細にその特定の実施形態を参照して説明されたが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができることが当業者に明らかとなるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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