(57)【要約】  対立遺伝子間に示差的に分布しうる複合遺伝子型とりわけ複数の単一ヌクレオチド変動は、対立遺伝子からのＲＮＡ転写物の次世代シーケンシング及びＲＮＡ転写物の対立遺伝子画分情報を用いて、遺伝子の各対立遺伝子に効率的にマッピング可能である。対立遺伝子間に再構築されたかかる単一ヌクレオチド変動を癌療法の予想される有効性に関連付けて、癌療法の望ましくない作用を低減するように、患者の記録の更新若しくは作成を行ったり又は癌療法の用量及びスケジュールを調整したりすることが可能である。
2020523009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遺伝子から転写されたＲＮＡ分子の第１及び第２の遺伝子座の対立遺伝子画分情報を含む患者のトランスクリプトミクスデータを得ることであって、前記第１及び第２の遺伝子座がそれぞれ第１及び第２の単一ヌクレオチド変異を有する、得ることと、
対立遺伝子画分情報を用いて前記第１及び第２の遺伝子座のハプロタイプを再構築することと、
前記癌療法の予想される有効性に関連付けて前記再構築されたハプロタイプを用いて前記患者の記録の作成又は更新を行うことと、
を含む、腫瘍を有する患者における癌療法の有害作用の低減方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の遺伝子座の対立遺伝子画分情報が前記患者の腫瘍に由来する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記遺伝子が、ＣＹＰ３Ａ５、ＣＹＰ２Ｄ６、ＴＰＭＴ、Ｆ５、ＤＰＹＤ、Ｇ６ＰＤ、及びＮＵＤＴ１５の少なくとも１つである、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の遺伝子座が少なくとも３００ｂｐ離れている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１及び第２のヌクレオチド変異を有する前記第１及び第２の遺伝子座の対立遺伝子画分が１０％超異なるとき、前記ハプロタイプが、前記遺伝子の対立遺伝子に前記第１及び第２のヌクレオチド変異を有するように再構築される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記遺伝子がＣＹＰ２Ｄ６であり、且つ前記予想される有効性が前記癌療法の遅い代謝による前記癌療法の毒性増加を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記トランスクリプトミクスデータが前記第１及び第２の遺伝子座のコピー数を含み、且つ
第１及び第２の遺伝子座の少なくとも一方の増幅を決定することと、及び
癌療法の予想される有効性に関連付けて前記遺伝子の増幅情報を用いて前記患者の記録の作成又は更新を行うことと、
がさらに含まれる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記遺伝子がＣＹＰ２Ｄ６であり、且つ癌療法の予想される有効性が前記癌療法の速い代謝による前記癌療法の有効性低減を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記予想される有効性に基づいて前記癌療法の推奨される用量及びスケジュールを調整することをさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記トランスクリプトミクスデータが、前記患者の健常組織に由来する前記第１及び第２の遺伝子座の対立遺伝子画分情報をさらに含む、請求項２〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記健常組織に由来する対立遺伝子画分情報を用いて健常組織ハプロタイプを再構築することと、
前記腫瘍組織に由来する対立遺伝子画分情報と前記健常組織に由来する対立遺伝子画分情報とを比較して腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を得ることと、
前記対立遺伝子画分情報及び前記腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を用いて前記患者の記録の作成又は更新を行うことと、
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記再構築された健常組織のハプロタイプと前記腫瘍特異的ハプロタイプとの比較に基づいて前記癌療法の推奨される用量及びスケジュールを調整することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記癌療法が、前記患者のゲノミクスデータ、トランスクリプトミクスデータ、及びプロテオミクスデータの少なくとも２つを用いて経路解析により同定される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記遺伝子が、ＣＹＰ３Ａ５、ＣＹＰ２Ｄ６、ＴＰＭＴ、Ｆ５、ＤＰＹＤ、Ｇ６ＰＤ、及びＮＵＤＴ１５の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座が少なくとも３００ｂｐ離れている、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１及び第２のヌクレオチド変異を有する前記第１及び第２の遺伝子座の対立遺伝子画分が１０％未満異なるとき、前記ハプロタイプが、前記遺伝子の対立遺伝子に前記第１及び第２のヌクレオチド変異を有するように再構築される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記遺伝子がＣＹＰ２Ｄ６であり、且つ前記予想される有効性が前記癌療法の遅い代謝による前記癌療法の毒性増加を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記トランスクリプトミクスデータが前記第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座のコピー数を含み、且つ
第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の少なくとも一方の増幅を決定することと、及び
癌療法の予想される有効性に関連付けて前記遺伝子の増幅情報を用いて前記患者の記録の作成又は更新を行うことと、
がさらに含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記遺伝子がＣＹＰ２Ｄ６であり、且つ癌療法の予想される有効性が前記癌療法の速い代謝による前記癌療法の有効性低減を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記予想される有効性に基づいて前記癌療法の推奨される用量及びスケジュールを調整することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記トランスクリプトミクスデータが、前記患者の健常組織に由来する前記第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の対立遺伝子画分情報をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項２２】
前記健常組織に由来する対立遺伝子画分情報を用いて健常組織ハプロタイプを再構築することと、
前記腫瘍組織に由来する対立遺伝子画分情報と前記健常組織に由来する対立遺伝子画分情報とを比較して腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を得ることと、
前記対立遺伝子画分情報及び前記腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を用いて前記患者の記録の作成又は更新を行うことと、
をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記再構築された健常組織のハプロタイプと前記腫瘍特異的ハプロタイプとの比較に基づいて前記癌療法の推奨される用量及びスケジュールを調整することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記癌療法が、前記患者のゲノミクスデータ、トランスクリプトミクスデータ、及びプロテオミクスデータの少なくとも２つを用いて経路解析により同定される、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
遺伝子から転写されたＲＮＡ分子の第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の対立遺伝子画分情報を含む前記患者のトランスクリプトミクスデータを得ることであって、前記第１及び第２の遺伝子座がそれぞれ第１及び第２のヌクレオチド変異を有する、得ることと、
対立遺伝子画分情報を用いて前記第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座のハプロタイプを再構築することと、
前記ハプロタイプとの関連で癌療法の予想される有効性を推測することと、
前記予想される有効性に基づいて前記癌療法の推奨される用量及びスケジュールを調整することと、
を含む、腫瘍を有する患者の治療方法。
【請求項２６】
前記第１及び第２の遺伝子座の対立遺伝子画分情報が前記患者の腫瘍に由来する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記遺伝子が、ＣＹＰ３Ａ５、ＣＹＰ２Ｄ６、ＴＰＭＴ、Ｆ５、ＤＰＹＤ、Ｇ６ＰＤ、及びＮＵＤＴ１５の少なくとも１つである、請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座が少なくとも３００ｂｐ離れている、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１及び第２のヌクレオチド変異を有する前記第１及び第２の遺伝子座の対立遺伝子画分が１０％未満異なるとき、前記ハプロタイプが、前記遺伝子の対立遺伝子に前記第１及び第２のヌクレオチド変異を有するように再構築される、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記遺伝子がＣＹＰ２Ｄ６であり、且つ前記予想される有効性が前記癌療法の遅い代謝による前記癌療法の毒性増加を含む、請求項２５〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記トランスクリプトミクスデータが前記第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座のコピー数を含み、且つ
第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の少なくとも一方の増幅を決定することと、及び
癌療法の予想される有効性に関連付けて前記遺伝子の増幅情報を用いて前記癌療法の推奨される用量及びスケジュールを調整することと、
がさらに含まれる、請求項２５〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記遺伝子がＣＹＰ２Ｄ６であり、且つ癌療法の予想される有効性が前記癌療法の速い代謝による前記癌療法の有効性低減を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記癌療法の予想される有効性に関連付けて前記再構築されたハプロタイプを用いて前記患者の記録の作成又は更新を行うことをさらに含む、請求項２５〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記トランスクリプトミクスデータが、前記患者の健常組織に由来する前記第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の対立遺伝子画分情報をさらに含む、請求項２５〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記健常組織に由来する対立遺伝子画分情報を用いて健常組織ハプロタイプを再構築することと、
前記腫瘍組織に由来する対立遺伝子画分情報と前記健常組織に由来する対立遺伝子画分情報とを比較して腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を得ることと、
前記対立遺伝子画分情報及び前記腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を用いて前記癌療法の推奨される用量及びスケジュールを調整することと、
をさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記再構築された健常組織のハプロタイプと前記腫瘍特異的ハプロタイプとの比較に基づいて前記癌療法の推奨される用量及びスケジュールを調整することをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記癌療法が、前記患者のゲノミクスデータ、トランスクリプトミクスデータ、及びプロテオミクスデータの少なくとも２つを用いて経路解析により同定される、請求項２５〜３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記遺伝子が、ＣＹＰ３Ａ５、ＣＹＰ２Ｄ６、ＴＰＭＴ、Ｆ５、ＤＰＹＤ、Ｇ６ＰＤ、及びＮＵＤＴ１５の少なくとも１つである、請求項２５に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座が少なくとも３００ｂｐ離れている、請求項２５に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１及び第２のヌクレオチド変異を有する前記第１及び第２の遺伝子座の対立遺伝子画分が１０％未満異なるとき、前記ハプロタイプが、前記遺伝子の対立遺伝子に前記第１及び第２のヌクレオチド変異を有するように再構築される、請求項２５に記載の方法。
【請求項４１】
前記遺伝子がＣＹＰ２Ｄ６であり、且つ前記予想される有効性が前記癌療法の遅い代謝による前記癌療法の毒性増加を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項４２】
前記トランスクリプトミクスデータが前記第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座のコピー数を含み、且つ
第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の少なくとも一方の増幅を決定することと、及び
癌療法の予想される有効性に関連付けて前記遺伝子の増幅情報を用いて前記患者の記録の作成又は更新を行うことと、
がさらに含まれる、請求項２５に記載の方法。
【請求項４３】
前記遺伝子がＣＹＰ２Ｄ６であり、且つ癌療法の予想される有効性が前記癌療法の速い代謝による前記癌療法の有効性低減を含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記癌療法の予想される有効性に関連付けて前記再構築されたハプロタイプを用いて前記患者の記録を作成又は更新することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項４５】
前記トランスクリプトミクスデータが、前記患者の健常組織に由来する前記第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の対立遺伝子画分情報をさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項４６】
前記健常組織に由来する対立遺伝子画分情報を用いて健常組織ハプロタイプを再構築することと、
前記腫瘍組織に由来する対立遺伝子画分情報と前記健常組織に由来する対立遺伝子画分情報とを比較して腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を得ることと、
前記再構築された健常組織のハプロタイプと前記腫瘍特異的ハプロタイプとの比較に基づいて前記癌療法の推奨される用量及びスケジュールを調整することと、
をさらに含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記対立遺伝子画分情報及び前記腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を用いて前記患者の記録を作成又は更新することをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４８】
前記癌療法が、前記患者のゲノミクスデータ、トランスクリプトミクスデータ、及びプロテオミクスデータの少なくとも２つを用いて経路解析により同定される、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１７年６月８日出願の第６２／５１７，０２２号及び２０１７年１０月３日出願の第６２／５６７，７１９号の我々の同時係属米国仮出願に基づく優先権を主張する。
【０００２】
本発明の分野は、癌療法に関連するファーマコゲノミクス解析である。
【背景技術】
【０００３】
背景の説明は、本発明の理解に役立ちうる情報を含む。本明細書に提供されるいずれの情報も、特許請求された本発明の先行技術又は関連技術であると認められたわけではなく、具体的又は黙示的に参照されたいずれの刊行物も、先行技術であると認められたわけではない。
【０００４】
本明細書に記載の刊行物及び特許出願はすべて、各個別の刊行物又は特許出願があたかも参照により具体的且つ個別的に示されて組み込まれたのと同程度に参照により組み込まれる。組み込まれた参照文献中の用語の定義又は使用が本明細書に提供されたその用語の定義と矛盾又は対立する場合、本明細書に提供されたその用語の定義が適用され、参照文献中のその用語の定義は適用されない。
【０００５】
個別患者全体にわたる遺伝子変異は、多くの場合、各種薬理学的物質、とりわけ、最適な薬剤有効性及び低減毒性を提供するために特異的な代謝経路及び／又は酵素により代謝される物質に対する個別患者の反応に影響を及ぼす。チオプリンメチルトランスフェラーゼ遺伝子（ＴＰＭＴ）、シトクロムＰ４５０混合機能オキシダーゼ系（ＣＹＰ２Ｄ６）のメンバー及び有機アニオン輸送ポリペプチド１Ｂ１（ＳＬＣＯ１Ｂ１）をコードする遺伝子を含めて、癌薬剤関連フェノタイプ（たとえば、薬剤有効性、薬剤毒性など）に影響を及ぼすいくつかの遺伝子、さらにはそれらの単一ヌクレオチド変動が同定されてきているため、癌療法の適合化にゲノミクス情報を用いてその最大且つ最適な結果を得ることに拍車がかかっている。たとえば、急性リンパ芽球性白血病の典型的な治療剤であるメルカプトプリンによる治療は、ＴＰＭＴの変異対立遺伝子を有する一部の患者の命にかかわる毒性をもたらすおそれがあるため、治療前にメルカプトプリン治療に対するかかる致命的対立遺伝子の存在を同定すべく個別ジェノタイピングを実施することが強く推奨されている。とはいえ、対立遺伝子特異的な単一ヌクレオチド変動のマッピングは困難で主要な障害の１つになっており、とりわけ２つの単一ヌクレオチド変動間の距離が大きいことが原因で従来のゲノム遺伝子シーケンシングでは容易に同定できない。
【０００６】
かかる困難を回避するために、ＲＮＡ対立遺伝子頻度及びＤＮＡコピー数変動を用いて対立遺伝子特異的な単一ヌクレオチド点突然変異を同定する努力がなされてきた。たとえば、Ｅｄｓｇａｒｄ  ｅｔ  ａｌ．（Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，３２（１９），２０１６，３０３８−３０４０）には、特異的なリード数分布パターンを示す単一細胞ＲＮＡ−ｓｅｑデータを用いたハプロタイプ推測が開示されている。特異的なリード数分布パターンをシーケンシングデータに関連付けて２つの配列変異体が同一の対立遺伝子に位置するか否かを推測する。同様に、Ｂｅｒｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ（２０１５，Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  ｐｐ  ２８−２９）には、２つの対立遺伝子中の単一ヌクレオチド変動はＲＮＡ転写物のリード数が異なって示されることが多いことから、そのＨａｐＴｒｅｅ−Ｘフレームワークのフェージングを用いてハプロタイプを再構築可能であることが開示されている。とはいえ、各種癌薬剤の有効性及び／又は毒性に影響を及ぼすおそれのある各種タイプの癌患者間の複数の遺伝子における対立遺伝子特異的な単一ヌクレオチド変動分布の完全且つ大規模なスクリーニングを提供するものはなかった。
【０００７】
そのため、ＲＮＡ転写物の対立遺伝子頻度を用いて単一ヌクレオチド変異をフェージングする一般的方法が知られていても、薬剤代謝に関連する特異的遺伝子中の対立遺伝子特異的な単一ヌクレオチド変異のマッピングによりいかに癌療法の同定及び改変を行いうるかについては、かなり未開拓な状態である。したがって、癌療法の有効性及び毒性に影響を及ぼすおそれのある各種タイプの癌患者間の対象となる遺伝子の対立遺伝子における単一ヌクレオチド変異を包括的に特徴付けるためにオミクスデータを使用する改善された方法及びシステムの必要性が残っている。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の主題は、単一ヌクレオチド変異を含むＲＮＡ転写物間の対立遺伝子画分の分布パターンを解析することにより各種タイプの癌患者間の対象となる遺伝子の対立遺伝子における単一ヌクレオチド変異を包括的に特徴付けるためにオミクスデータを使用する各種方法に関する。そのため、本発明の主題の一態様は、腫瘍を有する患者において癌療法の有害作用を低減する方法を含む。本方法は、第１及び第２のヌクレオチド変異を有する遺伝子からそれぞれ転写されたＲＮＡ分子の第１及び第２の遺伝子座の対立遺伝子画分情報を含む患者のトランスクリプトミクスデータを得る工程を含む。次いで、本方法は、対立遺伝子画分情報を用いて第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座のハプロタイプを再構築する工程を続ける。好ましくは、第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の対立遺伝子画分情報は、患者の腫瘍組織に由来する。次いで、かかる再構築されたハプロタイプは、癌療法の予想される有効性に関連付けて患者の記録の作成又は更新に使用可能である。いくつかの実施形態では、本方法は、予想される有効性に基づいて癌療法の推奨される用量及びスケジュールを調整する工程をさらに含みうる。好ましくは、癌療法は、患者のゲノミクスデータ、トランスクリプトミクスデータ、及びプロテオミクスデータの少なくとも２つを用いて経路解析により同定される。
【０００９】
最も典型的には、トランスクリプトミクスデータは、ＲＮＡｓｅｑから得ることが可能であり、遺伝子は、ＣＹＰ３Ａ５、ＣＹＰ２Ｄ６、ＴＰＭＴ、Ｆ５、ＤＰＹＤ、Ｇ６ＰＤ、及びＮＵＤＴ１５の少なくとも１つである。癌療法の予想される有効性は、遺伝子のタイプ及び突然変異に依存してさまざまでありうるが、かかるものとしては、薬剤の有効性、薬剤の毒性、薬剤の代謝率、及び患者の余命が含まれうる。そのため、一実施形態では、遺伝子はＣＹＰ２Ｄ６であり、予想される有効性としては、癌療法剤の遅い代謝による癌療法の毒性増加が含まれる。
【００１０】
好ましくは、第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座は、第１及び第２の遺伝子座のＲＮＡ−ｓｅｑ配列データがオーバーラップしないように、ＲＮＡ転写物において少なくとも３００ｂｐ離れているか、少なくとも５００ｂｐ離れているか、又は少なくとも１ｋｂｐ離れている。第１及び第２のヌクレオチド変異を有する第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の対立遺伝子画分が１０％未満、１５％未満、又は２０％未満異なる場合、ハプロタイプは、遺伝子の対立遺伝子に第１及び第２のヌクレオチド変異を有するように再構築される。
【００１１】
そのほか、トランスクリプトミクスデータは、第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座のコピー数を含みうるとともに、本方法は、ＲＮＡ転写物の第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の少なくとも一方の増幅を決定して癌療法の予想される有効性に関連する遺伝子の増幅情報を用いて患者の記録を作成又は更新する工程をさらに含みうる。かかる実施形態では、遺伝子はＣＹＰ２Ｄ６である可能性があり、且つ予想される有効性としては、癌療法剤の速い代謝による癌療法の低減された有効性が含まれうる。
【００１２】
さらに、トランスクリプトミクスデータは、患者の健常組織に由来する第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の対立遺伝子画分情報も含みうる。かかる実施形態では、本方法は、健常組織の対立遺伝子画分情報を用いて健常組織ハプロタイプを再構築する工程と、腫瘍組織に由来する対立遺伝子画分情報と健常組織に由来する対立遺伝子画分情報とを比較して腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を得る工程と、をさらに含みうる。次いで、対立遺伝子画分情報及び腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を用いて患者の記録を作成又は更新することが可能である。そのほか、再構築された健常組織のハプロタイプと腫瘍特異的ハプロタイプとの比較に基づいて、癌療法の推奨される用量及びスケジュールをさらに調整することが可能である。
【００１３】
本発明の主題のさらに他の一態様では、本発明者らは、腫瘍を有する患者の治療方法を企図する。本方法は、第１及び第２のヌクレオチド変異を有する遺伝子からそれぞれ転写されたＲＮＡ分子の第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の対立遺伝子画分情報を含む患者のトランスクリプトミクスデータを得る工程を含む。次いで、本方法は、対立遺伝子画分情報を用いて第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座のハプロタイプを再構築する工程を続ける。好ましくは、第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の対立遺伝子画分情報は、患者の腫瘍組織に由来する。癌療法の予想される有効性は、ハプロタイプとの関連で推測可能であり、癌療法の推奨される用量及びスケジュールは、推測された予想される有効性に基づいて調整又は決定が可能である。好ましくは、癌療法は、患者のゲノミクスデータ、トランスクリプトミクスデータ、及びプロテオミクスデータの少なくとも２つを用いて経路解析により同定される。
【００１４】
最も典型的には、トランスクリプトミクスデータは、ＲＮＡｓｅｑから得ることが可能であり、遺伝子は、ＣＹＰ３Ａ５、ＣＹＰ２Ｄ６、ＴＰＭＴ、Ｆ５、ＤＰＹＤ、Ｇ６ＰＤ、及びＮＵＤＴ１５の少なくとも１つである。癌療法の予想される有効性は、遺伝子のタイプ及び突然変異に依存してさまざまでありうるが、かかるものとしては、薬剤の有効性、薬剤の毒性、薬剤の代謝率、及び患者の余命が含まれうる。そのため、一実施形態では、遺伝子はＣＹＰ２Ｄ６であり、予想される有効性としては、癌療法剤の遅い代謝による癌療法の毒性増加が含まれる。
【００１５】
好ましくは、第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座は、第１及び第２の遺伝子座のＲＮＡ−ｓｅｑ配列データがオーバーラップしないように、少なくとも３００ｂｐ離れているか、少なくとも５００ｂｐ離れているか、又は少なくとも１ｋｂｐ離れている。第１及び第２のヌクレオチド変異を有する第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の対立遺伝子画分が１０％未満、１５％未満、又は２０％未満異なる場合、ハプロタイプは、遺伝子の対立遺伝子に第１及び第２のヌクレオチド変異を有するように再構築される。
【００１６】
そのほか、トランスクリプトミクスデータは、ＲＮＡ転写物の第１及び第２の遺伝子座のコピー数を含みうるとともに、本方法は、第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の少なくとも一方の増幅を決定して癌療法の予想される有効性に関連する遺伝子の増幅情報を用いて患者の記録を作成又は更新する工程をさらに含みうる。かかる実施形態では、遺伝子はＣＹＰ２Ｄ６であり、且つ予想される有効性としては、癌療法剤の速い代謝による癌療法の低減された有効性が含まれうる。
【００１７】
さらに、トランスクリプトミクスデータは、患者の健常組織に由来する第１及び第２のＲＮＡ遺伝子座の対立遺伝子画分情報も含みうる。かかる実施形態では、本方法は、健常組織の対立遺伝子画分情報を用いて健常組織ハプロタイプを再構築する工程と、腫瘍組織に由来する対立遺伝子画分情報と健常組織に由来する対立遺伝子画分情報とを比較して腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を得る工程と、をさらに含みうる。次いで、対立遺伝子画分情報及び腫瘍特異的対立遺伝子画分情報を用いて癌療法の推奨される用量及びスケジュールを調整することが可能である。そのほか、癌療法の予想される有効性に関連付けて再構築されたハプロタイプを用いて患者の記録をさらに作成及び／又は更新することが可能である。
【００１８】
本発明の主題の各種目的、特徴、態様、及び利点は、好ましい実施形態及び添付の図面の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】図１Ａは、患者の正常組織及び腫瘍組織におけるＤＮＡ対立遺伝子画分の模範的グラフを示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、患者の腫瘍ＤＮＡ対立遺伝子画分に対する腫瘍ＲＮＡ対立遺伝子画分の模範的グラフを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、２つの単一ヌクレオチド変動（α及びβ）が同一ハプロタイプにある場合の患者の正常ＤＮＡ対立遺伝子画分に対する腫瘍ＲＮＡ対立遺伝子画分の模範的グラフを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、２つの単一ヌクレオチド変動（α及びβ）が同一ハプロタイプにある場合の患者の腫瘍ＤＮＡ対立遺伝子画分に対する腫瘍ＲＮＡ対立遺伝子画分の模範的グラフを示す。
【図３Ａ】図３Ａは、対立遺伝子の欠失又は増幅をなんら含まないＣＹＰ２Ｄ６遺伝子及びＣＹＰ２Ｄ７遺伝子の各エクソンに対するリードカバレッジのグラフを示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、対立遺伝子欠失を含むＣＹＰ２Ｄ６遺伝子及びＣＹＰ２Ｄ７遺伝子の各エクソンに対するリードカバレッジのグラフを示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、対立遺伝子増幅を含むＣＹＰ２Ｄ６遺伝子及びＣＹＰ２Ｄ７遺伝子の各エクソンに対するリードカバレッジのグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明者らは、患者間のゲノム変動が、とりわけ患者の肝臓における化学物質の代謝に関連する遺伝子において、癌薬剤を含む各種癌治療の有効性に影響を及ぼすことを企図する。かかるゲノム変動は、多くの場合、対立遺伝子特異的であるので（たとえば、２つの対立遺伝子の一方のみに存在するので）及び／又はいくつかのエクソン若しくはイントロンにわたるので、１つの遺伝子全体にわたる及び複数の遺伝子全体にわたる対立遺伝子特異的なゲノム変動をマッピングするのは困難である。そのほか、多くの場合、癌治療のタイプ及び治療レジメンを最適化するために患者の複数の遺伝子における複数のゲノム変動をカバーするゲノムスクリーニングを行う必要があるが、異なるタイプの癌患者に対する包括的な一群の大規模なゲノム変動スクリーニングは説明されてきていない。
【００２１】
さまざまな観点から見て、本発明者らは、ゲノム変動が存在する領域で配列がオーバーラップするＲＮＡ分子の対立遺伝子画分情報を用いて対立遺伝子特異的なゲノム変動を容易に決定可能であり、さらに対立遺伝子情報を用いてハプロタイプを再構築可能であることを発見した。本発明者らはまた、薬剤の有効性及び／又は毒性に関連する複数の遺伝子に対してＲＮＡ分子の対立遺伝子画分情報が患者から得られることから薬剤治療計画の適合化及びカスタマイズが可能であることを見いだした。それゆえ、本発明の主題のとりわけ好ましい一態様では、本発明者らは、対立遺伝子画分情報を用いて１つ以上の遺伝子に複数の対立遺伝子特異的な単一ヌクレオチド変異を有するハプロタイプを再構築することにより腫瘍を有する患者において癌療法の有害作用を低減する方法を企図する。かかる再構築されたハプロタイプ情報は、癌療法の予想される有効性に関連付けて患者の記録を作成又は更新するために使用可能である。
【００２２】
本明細書で用いられる場合、「腫瘍」という用語は、人体の１つ以上の解剖学的位置に配置されうる又は見いだされうる１つ以上の癌細胞、癌組織、悪性腫瘍細胞、又は悪性腫瘍組織を意味し、それらと同義的に用いられる。本明細書で用いられる「患者」という用語は、病態（たとえば癌）を有すると診断された個体さらには病態の検出又は同定を目的として検査及び／又は試験を受けている個体の両方を含むことに留意すべきである。そのため、腫瘍を有する患者とは、癌を有すると診断された個体さらには癌を有することが疑われる個体の両方を意味する。本明細書で用いられる場合、「ｐｒｏｖｉｄｅ（提供する）」又は「ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ（提供する）」という用語は、製造する、生成する、配置する、使用可能にする、移動する、又は即使用可能にするいずれかの行為を意味及び包含する。
【００２３】
本明細書で用いられる場合、「遺伝子座（ｌｏｃｕｓ）」（又は複数形の「ｌｏｃｉ」）という用語は、遺伝子、遺伝子の転写物、又は遺伝子若しくは遺伝子の転写物に由来する核酸分子の一部又は位置を意味する。
【００２４】
オミクスデータの取得
オミクスデータを得るいずれかの好適な方法及び／又は手順が企図される。たとえば、オミクスデータは、個体から組織を得て関連情報をさらに解析するために組織を処理して組織からＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、又はいずれかの他の生物学的物質を得ることにより取得可能である。他の一例では、オミクスデータは、個体のオミクス情報を記憶するデータベースから直接取得可能である。
【００２５】
オミクスデータを個体の組織から得る場合、患者から腫瘍サンプル（腫瘍細胞若しくは腫瘍組織）又は健常組織を得るいずれかの好適な方法が企図される。最も典型的には、腫瘍サンプル又は健常組織サンプルは、生検を介して患者から取得可能であり（液体生検を含むか、又は手術や独立した生検手順などの際に組織切除を介して得られる）、新鮮なもの又は組織からオミクスデータを得るさらなるプロセスまで処理状態（たとえば凍結状態など）のものでありうる。たとえば、組織又は細胞は、新鮮なもの又は凍結状態のものでありうる。他の例では、組織又は細胞は、細胞／組織の抽出物の形態でありうる。いくつかの実施形態では、組織又は細胞は、単一又は複数の異なる組織又は解剖学的領域から取得しうる。たとえば、転移性乳癌組織は、患者の胸部さらには転移した乳癌組織に対しては他の器官（たとえば、肝臓、脳、リンパ節、血液、肺など）から取得可能である。他の一例では、患者の健常組織又は対応する正常組織（たとえば患者の非癌性乳房組織）は、生体のいずれかの部分又は器官から、好ましくは肝臓、血液、又は腫瘍近傍（近い解剖学的距離など）のいずれかの他の組織から取得可能である。
【００２６】
いくつかの実施形態では、腫瘍サンプルは、関連する時間にわたり腫瘍サンプルのいずれかの変化を決定するために複数の時間点で患者から取得可能である。たとえば、腫瘍サンプル（又は腫瘍が疑われるサンプル）は、サンプルが癌性として決定又は診断される前及びその後に取得しうる。他の一例では、腫瘍サンプル（又は腫瘍が疑われるサンプル）は、１回又は一連の抗腫瘍治療（たとえば、放射線療法、化学療法、免疫療法など）の前、その時、及び／又はその後（たとえば終了時など）に取得しうる。さらに他の一例では、腫瘍サンプル（又は腫瘍が疑われるサンプル）は、新たな転移した組織又は細胞を同定する際に腫瘍の進行時に取得しうる。
【００２７】
得られた腫瘍サンプル（細胞若しくは組織）又は健常サンプル（細胞若しくは組織）から、ＤＮＡ（たとえば、ゲノムＤＮＡ、染色体外ＤＮＡなど）、ＲＮＡ（たとえば、ｍＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、ｓｈＲＮＡなど）、及び／又はタンパク質（たとえば、膜タンパク質、細胞質タンパク質、核タンパク質など）を単離し、そしてさらに解析することによりオミクスデータを得ることが可能である。代替的及び／又は追加的に、オミクスデータを得る工程は、１名以上の患者及び／又は健常個体のオミクス情報を記憶するデータベースからオミクスデータを受け取ることを含みうる。たとえば、患者の腫瘍のオミクスデータは、患者の腫瘍組織から単離されたＤＮＡ、ＲＮＡ、及び／又はタンパク質から取得しうるとともに、得られたオミクスデータは、同一タイプの腫瘍又は異なるタイプの腫瘍を有する他の患者の他のオミクスデータセットと共にデータベース（たとえば、クラウドデータベース、サーバーなど）に記憶しうる。健常個体又は患者の対応する正常組織（若しくは健常組織）から得られたオミクスデータはまた、解析時に関連データセットをデータベースから検索できるようにデータベースに記憶可能である。同様に、タンパク質データを得る場合、これらのデータはまた、とりわけタンパク質が酵素活性を有する場合（たとえば、ポリメラーゼ、キナーゼ、ヒドロラーゼ、リアーゼ、リガーゼ、オキシドレダクターゼなど）、タンパク質活性を含みうる。
【００２８】
本明細書で用いられる場合、オミクスデータは、限定されるものではないが、ゲノミクス、プロテオミクス、及びトランスクリプトミクスに関連する情報、さらには特異的遺伝子発現又は転写物の解析、並びに細胞の他の特性及び生物学的機能を含む。ゲノミクスデータに関して、好適なゲノミクスデータは、腫瘍サンプル及び対応する正常サンプルの両方の全ゲノムシーケンシング及び／又はエキソームシーケンシング（典型的には少なくとも１０×、より典型的には少なくとも２０×のカバレッジ深度）により取得可能なＤＮＡ配列解析情報を含む。代替的に、ＤＮＡデータは、先行する配列決定からすでに確立された配列記録（たとえば、ＳＡＭ、ＢＡＭ、ＦＡＳＴＡ、ＦＡＳＴＱ、又はＶＣＦファイル）からも提供しうる。したがって、データセットは、未処理又は処理済みのデータセットを含みうるとともに、模範的データセットは、ＢＡＭ形式、ＳＡＭ形式、ＦＡＳＴＱ形式、又はＦＡＳＴＡ形式を有するものを含む。しかしながら、データセットは、ＢＡＭ形式で又はＢＡＭＢＡＭ差分オブジェクトとして提供されることがとりわけ好ましい（たとえば、米国特許出願公開第２０１２／００５９６７０Ａ１号明細書及び米国特許出願公開第２０１２／００６６００１Ａ１号明細書）。オミクスデータは、全ゲノムシーケンシング、エキソームシーケンシング、トランスクリプトームシーケンシング（たとえばＲＮＡ−ｓｅｑ）、又は遺伝子特異的解析（たとえば、ＰＣＲ、ｑＰＣＲ、ハイブリダイゼーション、ＬＣＲなど）に由来しうる。同様に、配列データのコンピューター解析は、多くの方式で実施しうる。しかしながら、最も好ましい方法では、解析は、たとえば、米国特許出願公開第２０１２／００５９６７０Ａ１号明細書及び米国特許出願公開第２０１２／００６６００１Ａ１号明細書に開示されるように、ＢＡＭファイル及びＢＡＭサーバーを用いて腫瘍サンプル及び正常サンプルの位置ガイド同期アライメントによりｉｎ  ｓｉｌｉｃｏで実施される。かかる解析は、偽陽性ネオエピトープを有利に低減し、且つメモリー及びコンピューター資源に対する要件を有意に低減する。
【００２９】
腫瘍特異的オミクスデータを得ることが望まれる場合、多くの方式が本明細書に記載の使用に好適とみなされるが、ただし、かかる方法は、示差的配列対象の生成又はそのほか腫瘍配列と対応する正常配列との間の位置特異的な差の同定が可能であるものとする。模範的な方法は、外部参照配列（たとえば、ｈｇ１８又はｈｇ１９）との配列比較、内部参照配列（たとえば、対応する正常配列）との配列比較、及び既知の共通突然変異パターン（たとえばＳＮＶ）に対する配列処理を含む。したがって、腫瘍と対応する正常部との間、腫瘍と液体生検との間、及び対応する正常部と液体生検との間の突然変異を検出する企図される方法及びプログラムとしては、ｉＣａｌｌＳＶ（ＵＲＬ：ｇｉｔｈｕｂ．ｃｏｍ／ｒｈｓｈａｈ／ｉＣａｌｌＳＶ）、ＶａｒＳｃａｎ（ＵＲＬ：ｖａｒｓｃａｎ．ｓｏｕｒｃｅｆｏｒｇｅ．ｎｅｔ）、ＭｕＴｅｃｔ（ＵＲＬ：ｇｉｔｈｕｂ．ｃｏｍ／ｂｒｏａｄｉｎｓｔｉｔｕｔｅ／ｍｕｔｅｃｔ）、Ｓｔｒｅｌｋａ（ＵＲＬ：ｇｉｔｈｕｂ．ｃｏｍ／Ｉｌｌｕｍｉｎａ／ｓｔｒｅｌｋａ）、Ｓｏｍａｔｉｃ  Ｓｎｉｐｅｒ（ＵＲＬ：ｇｍｔ．ｇｅｎｏｍｅ．ｗｕｓｔｌ．ｅｄｕ／ｓｏｍａｔｉｃ−ｓｎｉｐｅｒ／）、及びＢＡＭＢＡＭ（米国特許出願公開第２０１２／００５９６７０号明細書）が挙げられる。
【００３０】
しかしながら、本発明の主題のとりわけ好ましい態様では、配列解析は、患者の腫瘍特異的突然変異データが生成されるように、たとえば、Ｃａｎｃｅｒ  Ｒｅｓ  ２０１３  Ｏｃｔ  １；７３（１９）：６０３６−４５、米国特許出願公開第２０１２／００５９６７０号明細書、米国特許出願公開第２０１２／００６６００１号明細書などに記載のアルゴリズムを用いて、たとえば、第１の配列データ（腫瘍サンプル）と第２の配列データ（対応する正常部）との漸進的同期アライメントにより実施される。容易に分かるであろうが、配列解析は、患者内の腫瘍に純粋に由来する突然変異だけでなく治療時に新たに生じた突然変異もユーザーに通知可能な解析が達成されるように、腫瘍サンプルに由来するオミクスデータと対応する正常部のオミクスデータとを比較する方法などによっても実施しうる（たとえば、対応する正常部及び対応する正常部／腫瘍の比較を介して又は腫瘍の比較を介して）。そのほか、かかるアルゴリズム（とりわけＢＡＭＢＡＭ）を用いて特異的突然変異に対する対立遺伝子頻度及び／又はクローン集団を容易に決定可能であるので、特異的腫瘍細胞画分又は集団に対する治療成功の指標を有利に提供しうる。そのため、オミクスデータ解析は、ミスセンス及びナンセンス突然変異、コピー数の変化、ヘテロ接合性の損失、欠失、挿入、逆位、転座、マイクロサテライトの変化などを明らかにしうる。
【００３１】
さらに、いくつかのデータセットは、好ましくは、患者の腫瘍特異的情報が得られるように同一患者の腫瘍サンプル及び対応する正常サンプルを反映したものであることに留意すべきである。かかる実施形態では、腫瘍を引き起こさない遺伝的生殖系変化（たとえば、サイレント突然変異、ＳＮＰなど）は、除外しうる。当然ながら、腫瘍サンプルは、初期腫瘍、治療開始時の腫瘍、再発腫瘍、又は転移部位などに由来しうることを認識すべきである。ほとんどの場合、患者の対応する正常サンプルは、血液でありうるか又は腫瘍と同一の組織型の非疾患組織でありうる。
【００３２】
好ましくは、ゲノミクスデータは、対立遺伝子特異的な配列情報及びコピー数を含む。かかる実施形態では、ゲノミクスデータセットは、遺伝子の少なくとも一部分のすべてのリード情報、好ましくは少なくとも１０×、少なくとも２０×、又は少なくとも３０×を含む。対立遺伝子特異的なコピー数、より特定的には多数コピー数及び少数コピー数は、米国特許第９８２４１８１号明細書（参照により本明細書に組み込まれる）に詳細に記載されるように、生殖系データのカバレッジに従ってウィンドウのゲノム幅を拡大・縮小させる動的ウィンドウ生成アプローチを用いて計算される。本明細書で用いられる場合、多数対立遺伝子とは、多数コピー数（全コピー数（リードサポート）の＞５０％又は最大コピー数）を有する対立遺伝子のことであり、且つ少数対立遺伝子とは、少数コピー数（全コピー数（リードサポート）の＜５０％又は最小コピー数）を有する対立遺伝子のことである。
【００３３】
そのほか、癌細胞及び／又は正常細胞のオミクスデータは、患者から、患者又は健常個体の癌組織（疾患組織）及び／又は対応する健常組織から、得られるＲＮＡ（好ましくは細胞ｍＲＮＡ）の配列情報及び発現レベル（発現プロファイリング、コピー数、又はスプライス変異解析を含む）を含むトランスクリプトームデータセットを含む。当技術分野で公知の多数のトランスクリプトーム解析方法が存在し、公知の方法はすべて、本明細書に記載の使用に好適とみなされる（たとえば、ＲＮＡｓｅｑ、ＲＮＡハイブリダイゼーションアレイ、ｑＰＣＲなど）。それゆえ、好ましい物質は、ｍＲＮＡ及び一次転写物（ｈｎＲＮＡ）を含み、且つＲＮＡ配列情報は、逆転写ｐｏｌｙＡ＋−ＲＮＡから取得しうる。一方、これは、同一患者の腫瘍サンプル及び対応する正常（健常）サンプルから得られる。同様に、典型的にはトランスクリプトームの表現としてｐｏｌｙＡ＋−ＲＮＡが好ましいが、他の形態のＲＮＡ（ｈｎ−ＲＮＡ、非ポリアデニル化ＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、ｍｉＲＮＡなど）も本明細書に記載の使用に好適とみなされることに留意すべきである。好ましい方法は、定量ＲＮＡ（ｈｎＲＮＡ若しくはｍＲＮＡ）解析及び／又は定量プロテオミクス解析を含み、とりわけＲＮＡｓｅｑを含む。他の態様では、ＲＮＡ定量及びシーケンシングは、ＲＮＡ−ｓｅｑ、ｑＰＣＲ、及び／又はｒｔＰＣＲベースの方法を用いて実施されるが、各種代替法（たとえば、固相ハイブリダイゼーションベースの方法）も好適とみなされる。別の観点から見て、トランスクリプトーム解析は、癌特異的及び患者特異的な突然変異を有する遺伝子の同定及び定量に好適でありうる（単独又はゲノム解析との組合せで）。
【００３４】
好ましくは、トランスクリプトミクスデータセットは、対立遺伝子特異的な配列情報及びコピー数情報を含む。かかる実施形態では、トランスクリプトミクスデータセットは、遺伝子の少なくとも一部分のすべてのリード情報、好ましくは少なくとも１０×、少なくとも２０×、又は少なくとも３０×を含む。対立遺伝子特異的なコピー数、より特定的には多数コピー数及び少数コピー数は、米国特許第９８２４１８１号明細書（参照により本明細書に組み込まれる）に詳細に記載されるように、生殖系データのカバレッジに従ってウィンドウのゲノム幅を拡大・縮小させる動的ウィンドウ生成アプローチを用いて計算される。本明細書で用いられる場合、多数対立遺伝子とは、多数コピー数（全コピー数（リードサポート）の＞５０％又は最大コピー数）を有する対立遺伝子のことであり、且つ少数対立遺伝子とは、少数コピー数（全コピー数（リードサポート）の＜５０％又は最小コピー数）を有する対立遺伝子のことである。
【００３５】
１つ以上の所望の核酸又は遺伝子は、特定の疾患（たとえば癌など）、疾患ステージ、特異的突然変異に対して、又はさらに個人の突然変異プロファイル若しくは発現ネオエピトープの存在に基づいて選択しうることを認識すべきである。代替的に、特定の遺伝子の発現で新たな突然変異又は変化の発見又はスキャニングが望まれる場合、患者のトランスクリプトームの少なくとも一部がカバーされるようにＲＮＡｓｅｑが好ましい。さらに、解析は、静的に実施可能であるか又は腫瘍若しくは転移の生検を必要とすることなく動的像を得るために繰返しサンプリングを行って経時的に実施可能であることを認識すべきである。
【００３６】
さらに、癌細胞及び／又は正常細胞のオミクスデータは、タンパク質発現レベル（タンパク質分子の定量）、翻訳後修飾、タンパク質−タンパク質相互作用、タンパク質−ヌクレオチド相互作用、タンパク質−脂質相互作用などを含むプロテオミクスデータセットを含む。そのため、本明細書に提示されるプロテオミック解析は、選択されたタンパク質の活性決定を含みうることも認識すべきである。かかるプロテオミック解析は、新たに切除された組織から、凍結若しくは他の形で保存された組織から、さらにはＦＦＰＥ組織サンプルから実施可能である。最も好ましくは、プロテオミクス解析は、定量的（すなわち、発現されたポリペプチドの定量情報を提供する）且つ定性的（すなわち、ポリペプチドの数的又は定性的な特定活性を提供する）である。いずれの好適なタイプの解析も企図される。しかしながら、とくに好ましいプロテオミクス法は、抗体ベースの方法及び質量分析法を含む。さらに、プロテオミクス解析は、タンパク質自体に関する定性的又は定量的な情報を提供しうるだけでなく、タンパク質が触媒活性又は他の機能活性を有する場合にはタンパク質の活性データも含みうることに留意すべきである。プロテオミックアッセイを行う模範的技術の１つは、米国特許第７４７３５３２号明細書（参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている。タンパク質発現のさらなる好適な同定方法さらには定量方法としては、各種質量分析（たとえば、選択的反応モニタリング（ＳＲＭ）、多重反応モニタリング（ＭＲＭ）、及び連続反応モニタリング（ＣＲＭ））が挙げられる。
【００３７】
オミクスデータ解析及び治療剤としての癌薬剤の選択
本発明者らは、オミクスデータ、好ましくは２つ以上のタイプのオミクスデータを用いて腫瘍組織の分子プロファイル又は分子シグネチャーを決定可能であることを企図する。腫瘍組織の分子プロファイル又は分子シグネチャーの決定にいずれのタイプ又はサブタイプのオミクスデータも使用しうるが、好ましいタイプのオミクスデータは、腫瘍のタイプによって、所望の情報（たとえば、固有の薬剤感受性、腫瘍細胞の幹細胞性などに関する情報）及び／又は腫瘍の予後予測（たとえば、転移、免疫耐性など）によって異なりうることが企図される。腫瘍発生に関連しうる模範的サブタイプのゲノミクスデータは、限定されるものではないが、ゲノム増幅（発現ゲノムコピー数異常として）、体細胞突然変異（たとえば、点突然変異（たとえば、ナンセンス突然変異、ミスセンス突然変異など）、欠失、挿入、など）、ゲノム再構成（たとえば、染色体内再構成、染色体外再構成、転座など）、染色体外ゲノム（たとえば、二重微小染色体など）の出現及びコピー数を含みうる。そのほか、ゲノムデータは、所定の時間内又は関連する時間内で腫瘍細胞が保有する又は腫瘍細胞に出現する突然変異数により測定される腫瘍突然変異負荷も含みうる。
【００３８】
ゲノミクスデータに加えて、１つ以上のサブタイプのトランスクリプトミクスデータを腫瘍組織の分子プロファイル又は分子シグネチャーの決定に使用可能である。模範的トランスクリプトミクスデータとしては、限定されるものではないが、ｍＲＮＡの量により測定される複数のｍＲＮＡの発現レベル、ｍＲＮＡの成熟レベル（たとえば、ポリＡテールの存在など）、及び／又は転写物のスプライシング変異が挙げられる。腫瘍組織の分子プロファイル又は分子シグネチャーを決定する遺伝子の数（少なくとも２、少なくとも５、少なくとも１０、少なくとも１５など）、転写物若しくはＲＮＡ（ｍＲＮＡ、ｍｉＲＮＡなど）のタイプ、又は遺伝子の選択は、腫瘍のタイプによって、所望の情報（たとえば、固有の薬剤感受性、腫瘍細胞の幹細胞性などに関する情報）及び／又は腫瘍の予後予測（たとえば、転移、免疫耐性など）によって異なりうる。たとえば、腫瘍の幹細胞性に関連する分子シグネチャーを決定する遺伝子の選択及び／又は遺伝子の数は、特異的化学療法薬剤に対する細胞の感受性に関連する分子シグネチャーを決定する遺伝子の選択及び／又は遺伝子の数と異なりうるか又は最低限でオーバーラップしうる。腫瘍サンプル（対応する正常部に由来する又は異なる生理学的特性を有する腫瘍サンプルに由来する）を区別する関連トランスクリプトミクスデータセットに含まれる遺伝子は、いずれかの腫瘍特異的遺伝子、炎症関連遺伝子、ＤＮＡ修復関連遺伝子（たとえば、塩基除去修復、ミスマッチ修復、ヌクレオチド除去修復、相同組換え、非相同末端結合など）、ＤＮＡ損傷剤への感受性を伴う遺伝子、ＤＮＡ複製機構関連遺伝子を含みうることが企図される。とはいえ、腫瘍サンプルを区別する関連トランスクリプトミクスデータセットに含まれる遺伝子は、限定されるものではないが、転写因子、ＲＮＡスプライシング、ｔＲＮＡシンテターゼ、ＲＮＡ結合タンパク質、リボソームタンパク質、若しくはミトコンドリアタンパク質、又は非コードＲＮＡ（たとえば、マイクロＲＮＡ、低分子干渉ＲＮＡ、長鎖非コードＲＮＡ（ｌｎｃＲＮＡ）など）に関連するものをはじめとする疾患に関連しない遺伝子（たとえば、ハウスキーピング遺伝子）を含みうることもまた、企図される。
【００３９】
任意選択的に、腫瘍組織の分子プロファイル又は分子シグネチャーを決定するために１つ以上のサブタイプのプロテオミクスデータを使用可能である。模範的プロテオミクスデータとしては、限定されるものではないが、１つ以上のタンパク質若しくはペプチドの量、１つ以上のタンパク質若しくはペプチドの翻訳後修飾（たとえば、リン酸化、グリコシル化、ダイマー形成、ユビキチン化など）、及び／又はタンパク質若しくはペプチドの細胞内局在化が挙げられる。
【００４０】
いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、本発明者らは、腫瘍組織の突然変異プロファイル及び／又はＲＮＡ発現プロファイルが、単独又は全体のどちらかで、細胞内シグナリングネットワークに影響を及ぼして、結果的に、腫瘍組織又は細胞の固有の性質を変化させうることを企図する。そのため、そのように決定された腫瘍組織の突然変異プロファイル及び／又はＲＮＡ発現プロファイルを経路モデルに統合して、修飾経路又は腫瘍特異的経路を作成可能である。最も典型的には、経路モデルは、１つ以上のレギュラトリーノードにより接続された複数の経路エレメント（たとえばタンパク質）を含む。たとえば、経路モデル［Ａ］は、エレメントＡ及びＢ間でレギュラトリーノードＩにより且つエレメントＢ及びＣ間で他のレギュラトリーノードＩＩにより接続された経路エレメントＡ、Ｂ、及びＣを含むファクターグラフベース経路モデル（たとえば、ＰＡＲＡＤＩＧＭ経路モデル）である（Ａ−Ｉ−Ｂ−ＩＩ−Ｃ）。レギュラトリーノードＩ及びＩＩは、Ｂ及びＣの活性に影響を及ぼしうるＡ又はＢ以外のいずれかのファクターを表す。そのため、経路モデル［Ａ］は、レギュラトリーノードＩ及びＩＩの１つを介して他の経路モデル［Ｂ］に結合しうる。そのため、いくつかの実施形態では、経路モデルは、シングル経路（たとえば、ＰＫＡ媒介アポトーシス経路など）を含みうる。したがって、いくつかの実施形態では、経路モデルは、互いに平行又は実質的に独立の１つ以上のシグナリング経路を含むシングルディグリーモデルでありうる。他の実施形態では、経路モデルは、１つ以上のレギュラトリーノードを介して結合された複数のシグナリング経路を含みうるマルチディグリーモデルでありうる（たとえば、経路［Ａ］及び［Ｂ］が経路［Ａ］のレギュラトリーノードで結合された経路［Ａ］及び［Ｂ］を有するツーディグリーモデル、経路［Ａ］及び［Ｂ］が経路［Ａ］のレギュラトリーノードで結合され且つ経路［Ｂ］及び［Ｃ］が経路［Ｂ］のレギュラトリーノードで結合された経路［Ａ］、［Ｂ］、及び［Ｃ］を有するスリーディグリーモデル）。
【００４１】
国際公開第２０１４／１９３９８２号パンフレット（参照により本明細書に組み込まれる）に記載されるように、セントラルドグマモジュール（ＤＮＡ−ＲＮＡ−タンパク質−タンパク質活性）でオミクスデータを入力として用いて各経路エレメントの経路エレメント活性を推測又は計算が可能である。たとえば、タンパク質Ａをコードする遺伝子がエクソーム中に複数のゲノム突然変異を有し且つ遺伝子のＲＮＡ発現レベルが薬剤治療により増加する場合、タンパク質の量は増加しうるとともに、かかるタンパク質の活性は、クリティカル翻訳後修飾残基にミスセンス突然変異があるためシグナリング経路（タンパク質Ａはシグナリング経路のエレメントである）でドミナントネガティブ効果を提供しうると、かかるゲノミクス及びトランスクリプトミクスプロファイルから推測可能である。かかる推測された個別経路エレメント活性に基づいて、レギュラトリーノードにより接続された同一のシグナリング経路又は他のシグナリング経路で下流シグナリング経路エレメントの活性を推測可能である。
【００４２】
したがって、測定された属性（たとえば、ＤＮＡのコピー数及び／又は突然変異、ＲＮＡの転写レベル、タンパク質の量及び／又は活性）に基づいて、推測属性（たとえば、サンプルからデータが得られなかったＤＮＡのコピー数及び／又は突然変異、ＲＮＡの転写レベル、タンパク質の量及び／又は活性）の計算、さらには推測経路活性の計算ができるように、さまざまなタイプのオミクスデータをシングル経路モデルに統合可能である。有利には、かかる計算は、入手可能なオミクスデータの全体を利用可能であるか、又は対応する正常値からの有意な逸脱を有するオミクスデータのみを使用可能である（たとえば、コピー数変化、過剰又は過少発現、タンパク質活性損失などに起因する）。かかるシステムを用いれば、単一のマーカーのみ又は複数のマーカーを解析する代わりに、機能を無視して単一のマーカーのみ又は複数のマーカーを考慮したときには気付かないであろう細胞シグナリングの活性及びかかるシグナリング経路の変化を検出可能であることを認識すべきである。
【００４３】
好ましくは、入力として健常個体のオミクスデータ及び補強データを用いて、機械学習アルゴリズム（たとえば、線形カーネルＳＶＭ、一次多項式カーネルＳＶＭ、二次多項式カーネルＳＶＭ、リッジ回帰、ラッソ、エラスティックネット、逐次最小最適化、ランダムフォレスト、Ｊ４８ツリー、ナイーブベイズ、ＪＲｉｐルール、ＨｙｐｅｒＰｉｐｅｓ、及びＮＭＦｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）により、経路モデルをあらかじめトレーニング可能である。かかる実施形態では、機械学習アルゴリズムにより各経路エレメント及びレギュラトリーノードに対するファクターに加重及び方向を提供して下流経路エレメントの活性が決定されるであろう。たとえば、経路エレメントＡ及びＢをレギュラトリーノードＩに各々接続する場合、又は経路エレメントＡの量（たとえば、コピー数、ＲＮＡの発現レベル）及び／若しくは状態（たとえば、突然変異のタイプ及び位置、リン酸化タンパク質のリン酸化数など）の少なくとも１つ並びに／又はレギュラトリーノードＩのいずれかのファクター（たとえば、経路エレメントＡの活性に影響を及ぼす酵素の活性など）を統合又は計算して経路エレメントＢの活性（たとえば、タンパク質Ｂの量、状態）が推測される。
【００４４】
したがって、かかるトレーニングされた経路モデルをテンプレートとして使用して、経路又は経路エレメントが腫瘍組織においてどのように変化するかを予測可能である。たとえば、患者から得られた（且つ好ましくは対応する正常組織又は健常個体の健常組織と比較された）オミクスデータをＰＡＲＡＤＩＧＭによりファクターグラフベースモデル（又は機械トレーニング可能な且つ信頼できる出力データを生成可能ないずれかの好適な経路モデル）に統合して、対応する正常組織又は健常個体の健常組織と比較してどの経路エレメントがどのように腫瘍特異的オミクスデータ変化により変化するかを推測又は予測することが可能である。そのため、好適な経路モデルは、遺伝子セット濃縮解析（ＧＳＥＡ，Ｂｒｏａｄ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）ベースモデル、シグナリング経路効果解析（ＳＰＩＡ，Ｂｉｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ベースモデル、ＰａｔｈＯｌｏｇｉｓｔ経路モデル（ＮＣＢＩ）、さらにはファクターグラフベースモデル、とりわけ国際公開第２０１１／１３９３４５Ａ２号パンフレット、国際公開第２０１３／０６２５０５Ａ１号パンフレット、及び国際公開第２０１４／０５９０３６号パンフレット（いずれも参照により本明細書に組み込まれる）に記載のＰＡＲＡＤＩＧＭを含む。
【００４５】
そのため、ゲノム突然変異プロファイル、ＲＮＡ発現プロファイル、及び任意選択的にプロテオミックプロファイリング（サンプルから測定されるか又は経路解析によって推測されるかのどちらか）を全体でさらに使用して、腫瘍組織において最も有意に変化する関連シグナリング経路のシグナリング経路エレメントを同定又は予測することにより、腫瘍治療に最も望ましい標的を選択可能である。さらに、本発明者らはまた、かかる経路解析に基づいて、シグナリング経路全体さらには複数のシグナリング経路を含むシグナリングネットワークの活性がイベント（たとえば薬剤治療など）に反応してどのような変化又は修飾を受けるかを推測することにより、抗腫瘍治療に対する感度若しくは感受性の増加、抗腫瘍治療に対する耐性の発生若しくは取得、又は抗腫瘍治療に対する不応答性を示唆することが可能であることを企図する。そのため、薬剤選択及び治療を考慮した経路解析は、腫瘍治療に最適な個別化治療レジームの選択のガイダンスを提供しうる。
【００４６】
異なる遺伝子座のＲＮＡ分子のフェージング及び対立遺伝子のハプロタイプの決定
患者のオミクスデータを用いて経路解析から腫瘍の治療に成功する可能性の高い癌薬剤を同定したとしても、癌薬剤を効率的に代謝できない場合及び／又は患者の特異的遺伝子変動に起因して患者の正常組織若しくは細胞に対する毒性を生じる場合、癌薬剤を患者の腫瘍の治療に有効に使用できないこともある。いくつかの現在入手可能な癌薬剤の有効性に影響を及ぼしうるいくつかの遺伝子及びそうした遺伝子上の単一ヌクレオチド変動が同定されてきている。そうした遺伝子のいくつかでは、各単一ヌクレオチド変動及び／又は単一ヌクレオチド変動のいくつかの組合せ及び／又は単一ヌクレオチド変動の異なる組合せを有する異なるタイプの対立遺伝子の組合せの影響は、癌薬剤の予想される有効性及び／又は毒性に関して異なりうる。たとえば、単一ヌクレオチド変動の識別可能な組合せを有するＣＹＰ２Ｄ６の各種対立遺伝子タイプ及びそれらの機能レベル（正常機能、機能減少、無機能など）が同定されてきている。興味深いことに、２つのタイプの対立遺伝子が共通の単一ヌクレオチド変動１６６２Ｇ−＞Ｃ及び４１８１Ｇ−＞Ｃを含有する場合、かかる変動が同一対立遺伝子中に他の単一ヌクレオチド変動１００Ｃ−＞Ｔが共存するとき、遺伝子産物は機能減少を示し、かかる変動が同一対立遺伝子中に他の単一ヌクレオチド変動８８２Ｇ−＞Ｃ及び２８５１Ｃ−＞Ｔが共存するとき、遺伝子産物は機能を有していない。
【００４７】
そのほか、遺伝子のディプロタイプを形成する対立遺伝子型の組合せに基づいて、遺伝子の全体的機能が変化しうるとともに、それは各種臨床的意味に連動しうる。表１は、癌薬剤の有効性に影響を及ぼす遺伝子の各種対立遺伝子の代表的な例を示す。たとえば、患者が自身のＣＹＰ２Ｄ６遺伝子中に＊１０対立遺伝子を有する場合、患者へのタモキシフェン治療は、患者におけるエンドキシフェン濃度が低く且つタモキシフェン治療後の腫瘍の再発の可能性が比較的高いので、他の患者ほど有効でない可能性がある。
【００４８】
【表１】
2020523009.tif 000003
【００４９】
そのため、本発明の主題の一態様では、患者の対立遺伝子のハプロタイプを決定することにより患者に癌療法を施す前に癌療法の予想される有効性を提供可能である。複数の単一ヌクレオチド変動を対立遺伝子特異的に正確にマッピングするのに好適ないずれの方法も企図されるが、好ましい方法では、遺伝子座の対立遺伝子画分を解析することにより、異なる遺伝子座において単一遺伝子から転写された複数のＲＮＡ分子のフェージングを行う。最も典型的には、遺伝子座は、遺伝子の非オーバーラップ部分であり、その中に少なくとも１つの対立遺伝子特異的な単一ヌクレオチド変動が位置する。そのため、遺伝子の１つの遺伝子座から転写された各ＲＮＡ分子は、遺伝子の他の遺伝子座から転写された他のＲＮＡ分子と識別可能な対立遺伝子特異的な単一ヌクレオチド変動（又はセット）を含有する。好ましくは、２つの遺伝子座は、互いに少なくとも１００塩基対、少なくとも３００塩基対、少なくとも５００塩基対、少なくとも１０００塩基対、又は少なくとも２０００塩基対離れている。好ましくは、ＲＮＡ分子の各遺伝子座のオミクスデータは、平均リード長が５０〜５００塩基対、好ましくは５０〜３００塩基対、より好ましくは５０〜２００塩基対になるよう次世代シーケンシング（ＲＮＡ−ｓｅｑ）により得られる。
【００５０】
好ましい実施形態では、各遺伝子座のシーケンシング深度は、少なくとも１０×、好ましくは少なくとも１５×、より好ましくは少なくとも２０×、最も好ましくは少なくとも３０×である。言い換えると、生殖系対立遺伝子（母系又は父系の対立遺伝子のどちらか）における各遺伝子座の各単一ヌクレオチド変動は、少なくとも１０リード、少なくとも１５リード、少なくとも２０リード、又は少なくとも３０リードによりカバーされるであろう。所要のリードサポートを有する対立遺伝子が１つのみ存在するとき対立遺伝子はホモ接合であり（すべてリードが同一の核酸配列に対応する）、所要のリードサポートを有する対立遺伝子が２つ存在するとき対立遺伝子はヘテロ接合であると、本発明者らは企図する。そのため、対立遺伝子がヘテロ接合であるとき、各遺伝子座に対するリード（１０リード、２０リード、３０リードなど）は、２つのグループに分けることができる（たとえば、５リードは配列Ａに対応し、他の５リードは配列Ｂに対応する）。そのため、各遺伝子座に対して、各対立遺伝子に対応するリードの数の比に基づいて対立遺伝子画分を計算可能である（示差的配列により同定される）。たとえば、同一遺伝子座に対して単一ヌクレオチド変動を有する一方の対立遺伝子に対応するリードの数が６／２０であり且つ単一ヌクレオチド変動を有していない他方の対立遺伝子に対応するリードの数が１４／２０であるとき、単一ヌクレオチド変動を有する対立遺伝子の対立遺伝子画分は０．３（全体１のうち）であり、単一ヌクレオチド変動を有していない対立遺伝子の対立遺伝子画分は０．７である。
【００５１】
いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、ヘテロ接合対立遺伝子に対するＲＮＡ−ｓｅｑによるリードの数はアンバランスであることが多く、かかるアンバランスは、単一遺伝子から転写されたＲＮＡ分子の複数の遺伝子座間に存続すると、本発明者らは企図する。異なる観点から見ると、単一遺伝子では、各対立遺伝子からのＲＮＡ転写物は、特定のパターンで発現される（たとえば、父系対母系比は７：３であるなど）。そのため、ＲＮＡ転写物の遺伝子座Ｃからのリードの画分及び遺伝子座Ｄからのリードの画分は、同一遺伝子座のすべての又は他方の配列リードとの画分比が同一であるか又は実質的に類似しているとき同一対立遺伝子に由来する可能性が高いので、対立遺伝子画分パターンに基づいて遺伝子座のハプロタイプを再構築可能である。たとえば、Ｔ２０１（塩基対位置２０１の配列Ｔ）を有するリードの対立遺伝子画分は０．３であり、Ｃ２０１（塩基対位置２０１の配列Ｃ）を有するリードの対立遺伝子画分は０．７であり、Ａ６０７（塩基対位置６０７の配列Ａ）を有するリードの対立遺伝子画分は０．３であり、且つＣ６０７（塩基対位置６０７の配列Ｃ）を有するリードの対立遺伝子画分は０．７である。かかる場合には、対立遺伝子画分パターン類似性に基づいて、Ｔ２０１及びＡ６０７は同一対立遺伝子に配置され且つＣ２０１及びＣ６０７は同一対立遺伝子に配置されると、決定可能である。
【００５２】
好ましくは、遺伝子のハプロタイプの再構築に使用される対立遺伝子画分は、異なる対立遺伝子からの２つの配列が誤って単一の対立遺伝子に再構築されないように、又は２つの遺伝子座のハプロタイプの再構築でリードのいずれのシーケンスエラーも２つの異なる対立遺伝子から単一の対立遺伝子をもたらすことがないように、０．５から十分に離れている。そのため、対立遺伝子画分は、好ましくは０．４５未満、好ましくは０．４未満、より好ましくは０．３５未満であるか、又は０．５５超、好ましくは０．６超、より好ましくは０．６５超である。他の実施形態では、対立遺伝子画分は、２つの対立遺伝子間で５％超、好ましくは１０％超、より好ましくは２０％超又は３０％超異なる。
【００５３】
対立遺伝子画分解析のための遺伝子のタイプ及び数並びにハプロタイプの再構築は、疾患のタイプ、疾患の予後予測、及び／又は所望の情報（たとえば、薬剤の毒性、薬剤の有効性など）に依存して変化しうる。たとえば、薬剤の毒性及び／又は薬剤の有効性をゲノム変動との関連で研究するとき、対象となる遺伝子は、患者の体内で癌薬剤を代謝する酵素をコードする遺伝子、たとえば、限定されるものではないが、ＣＹＰ３Ａ５、ＣＹＰ２Ｃ１９、ＣＹＰ２Ｄ６、ＴＰＭＴ、Ｆ５、ＤＰＹＤ、Ｇ６ＰＤ、及びＮＵＤＴ１５を含みうる。表２は、以上に記載のＤＮＡシーケンシングデータ解析を用いた患者間の特定の対立遺伝子型の測定頻度を示す。この研究では、本発明者らは、ＣＹＰ３Ａ５、ＣＹＰ２Ｄ６、ＴＰＭＴ、Ｆ５、ＤＰＹＤ、Ｇ６ＰＤ、及びＮＵＤＴ１５を含む１５癌療法の毒性に関連付けられた１０遺伝子中の３２マーカー（単一ヌクレオチド変動）を含む臨床ファーマコゲノミクスパネルを作成した。ハプロタイプ及びハプロタイプ中のマーカーの単一ヌクレオチド変動の存在を決定する試験は、各種タイプの癌（たとえば、副腎癌、膀胱癌など）を有する１８７９名の患者のサンプルを用いて実施した。示されるように、測定頻度は、遺伝子の同一対立遺伝子型の既知の集団内頻度（ＥｘＡＣデータベースに報告される）に実質的に類似している。試験はすべて、独立したＣＬＩＡ検証ＰＣＲベースのパネルによりさらには合成データのセットですでにジェノタイピングされた患者のコホートで検証した。
【００５４】
【表２】
2020523009.tif 000004
【００５５】
本発明者らはさらに、各種タイプの癌を有する患者間において癌薬剤の有効性又は毒性に影響を及ぼしうるゲノム変動の出現率を調べた。表３に示されるように、各種タイプの癌を有するほとんどすべて（９６％超）の患者は、試験パネル中の少なくとも１つの遺伝子に少なくとも１つのゲノム変動を有する。さらに、患者のほぼ８％は、命にかかわる又は重篤な薬剤の毒性をもたらしうるゲノム変異体を有する。
【００５６】
【表３】
2020523009.tif 000005
【００５７】
いくつかの実施形態では、患者の対応する正常組織又は健常組織のオミクスデータさらには患者の腫瘍組織から得られたオミクスデータを用いてＲＮＡフェージングによるハプロタイプ決定を実施することにより、癌療法の潜在的に示差的な効果及び／又は毒性を決定可能である。たとえば、薬剤の毒性及び有効性に関連する遺伝子の健常組織及び腫瘍組織のゲノム変動が異なるとき、患者への全身性薬剤治療は、健常組織にのみ重篤な毒性をもたらすおそれがあるとともに、腫瘍に対する薬剤治療の有効性が低減されるおそれがある。
【００５８】
図２Ａ及び２Ｂは、同一対立遺伝子中に２つの識別可能な単一ヌクレオチド変動を有するハプロタイプの模範的な対立遺伝子画分プロットを示す。この例では、ＴＰＭＴ遺伝子の単一ヌクレオチド変動の１つを有する腫瘍ＲＮＡ転写物の２つの遺伝子座の対立遺伝子画分が、正常ＤＮＡ対立遺伝子画分（図２Ａ）又は腫瘍ＤＮＡ対立遺伝子画分（図２Ｂ）のどちらかに対してプロットされる。ＴＭＰＴ＊３Ａ対立遺伝子は、２つの単一ヌクレオチド変動（ｒｓ１１４２３４５及びｒｓ１８００４６０）を含み、その各々はそれぞれ＊３Ｂ（ｒｓ１８００４６０）又は＊３Ｃ（ｒｓ１１４２３４５）としても個別に同定される。２つの単一ヌクレオチド変動が同一対立遺伝子中に位置する場合、遺伝子型は＊１／＊３Ａとして同定可能である。２つの単一ヌクレオチド変動が異なる対立遺伝子中に位置する場合、遺伝子型は＊３Ｂ／＊３Ｃとして同定可能である。そうした２つの単一ヌクレオチド変動がゲノム中又はＲＮＡ転写物中のどちらでも離れて位置するので、リードペアを用いた直接的フェージングによる２つの単一ヌクレオチド変動の位置決めは技術的に不可能である。本発明者らは、２つの単一ヌクレオチド変動の対立遺伝子画分が同一であるか又は実質的に類似している（たとえば、１０％未満、１５％未満など）と決定することにより、同一対立遺伝子中に２つの単一ヌクレオチド変動（ｒｓ１１４２３４５及びｒｓ１８００４６０）を有する、つまり、＊１／＊３Ａ遺伝子型を有する少なくとも２名の患者を見いだした。たとえば、第１の患者では、ｒｓ１１４２３４５を含むＲＮＡ転写物の第１の遺伝子座の対立遺伝子画分（単一矢印として示されるα）及びｒｓ１８００４６０を含むＲＮＡ転写物の第２の遺伝子座の対立遺伝子画分（単一矢印として示されるβ）は、両方とも約０．４である。他の例として、第２の患者では、ｒｓ１１４２３４５を含むＲＮＡ転写物の第１の遺伝子座の対立遺伝子画分（二重矢印として示されるα）及びｒｓ１８００４６０を含むＲＮＡ転写物の第２の遺伝子座の対立遺伝子画分（二重矢印として示されるβ）は、両方とも約０．２である。
【００５９】
他の例として、腫瘍組織が対立遺伝子特異的な欠失及び／又は増幅に起因してさらなるゲノム変動を有するとき、腫瘍組織は、インタクトなハプロタイプに対して欠失又は増幅されたハプロタイプに由来するフェノタイプの低減又は増強に起因して癌療法の毒性に対する異なる感受性又は耐性を有しうる。図１Ａに示されるように、健常組織のＤＮＡ対立遺伝子画分は大多数が０．４〜０．６であることから、所与の遺伝子の２つの対立遺伝子のコピー数は実質的に均一であり、しかも健常組織のゲノムには対立遺伝子特異的な増幅又は欠失イベントがほとんど存在しないことが示唆される。これとは対照的に、腫瘍組織のＤＮＡ対立遺伝子画分は０〜１の間でもっと広く分布していることから、おそらく対立遺伝子特異的な増幅又は欠失イベントに起因して、腫瘍細胞では実質的な数の遺伝子の２つの対立遺伝子のコピー数間に実質的なアンバランスが存在することが示唆される。
【００６０】
図１Ｂは、腫瘍組織の遺伝子の複数の遺伝子座のＤＮＡ対立遺伝子画分とＲＮＡ対立遺伝子画分との相関を示す。示されるように、多くの遺伝子のＲＮＡ対立遺伝子画分は、その対応するＤＮＡ対立遺伝子画分とは異なることから、少なくとも次の２つの因子、すなわち、対立遺伝子特異的なＤＮＡコピー数（たとえば、対立遺伝子特異的な増幅又は欠失による）及び遺伝子転写物の対立遺伝子特異的な転写レベルのアンバランスは、同一患者の健常組織と比較して腫瘍特異的な薬剤感受性及び／又は毒性に影響を及ぼしうることが示唆される。
【００６１】
そのため、いくつかの実施形態では、本発明者らは、癌療法の毒性に関連する遺伝子（たとえば、ＣＹＰ３Ａ５、ＣＹＰ２Ｃ１９、ＣＹＰ２Ｄ６、ＴＰＭＴ、Ｆ５、ＤＰＹＤ、Ｇ６ＰＤ、及びＮＵＤＴ１５）のゲノミクスデータ解析が対立遺伝子の欠失又は増幅に関連付けられることを企図する。遺伝子の対立遺伝子の欠失又は増幅は、特定のゲノム領域の対立遺伝子特異的なコピー数をカウントすることにより決定可能である。最も典型的には、対立遺伝子特異的なコピー数は、ヘテロ接合対立遺伝子を有する又は有すると予想される遺伝子の腫瘍又は正常生殖系データのどちらにおいてもカバレッジに従ってウィンドウのゲノム幅を拡大・縮小させる動的ウィンドウ生成アプローチを用いて計算される。プロセスは、ゼロ幅のウィンドウを用いて初期化される。腫瘍又は生殖系配列データのどちらからの各ユニークリードも集計されて腫瘍数Ｎｔ又は生殖系数Ｎｇが得られるであろう。各リードの開始及び停止の位置は、新たなリードが現在のウィンドウの境界を超えるにつれて拡大するウィンドウ領域を規定するであろう。腫瘍数又は生殖系数のどちらもユーザー定義の閾値を超えたとき、ウィンドウのサイズ及び位置さらにはＮｔ、Ｎｇ、及び相対カバレッジＮｔが記録される。ローカルリードカバレッジに従ってＮｇウィンドウのサイズを調整すると、低いカバレッジ領域（たとえば繰返し領域）では大きなウィンドウ又は体性増幅を呈する領域では小さなウィンドウが生成されるので、アンプリコンのゲノム分解能が増加するとともに増幅境界を規定するその能力が増加するであろう。より詳細な手順は、米国特許第９，８２４，１８１号明細書（参照により組み込まれる）に記載されている。
【００６２】
対立遺伝子特異的なコピー数は、ヘテロ接合性の損失（コピー不変及びコピー損失の両方）さらには単一対立遺伝子に特異的な増幅又は欠失を呈するゲノム領域の同定に使用することが企図される。この最後の点は、腫瘍配列データで増幅又は非欠失のどちらかとして潜在的疾患原因の対立遺伝子を識別するのを支援するのにとりわけ重要である。さらに、半接合損失（たとえば１つの親染色体腕）を生じる領域は、シーケンスされた腫瘍サンプル中の通常コンタミナントの量を直接推定するために使用可能である。
【００６３】
図３Ａ〜Ｃは、ＣＹＰ２Ｄ６（エクソン１〜９）及びＣＹＰ２Ｄ７（エクソン１〜９）の個別エクソンのコピー数（リードカバレッジ又はリード数として示される）の模範的グラフを示す。示されるように、ＣＹＰ２Ｄ６及びＣＹＰ２Ｄ７）のエクソンに欠失も増幅も含まない正常対立遺伝子の遺伝子型（＊１／＊４１）を有するサンプルＮＡ１７２３４では、コピー数の平均数は、±１０の標準偏差で約３０である（図３Ａ）。これとは対照的に、サンプルＮＡ１７２４４では、コピー数の平均数は４０を超えて増加することから、ＣＹＰ２Ｄ６及びＣＹＰ２Ｄ７のどちらにもエクソンのいくつかに増幅が存在することが示唆される（図３Ｂ）。具体的には、たとえば、ＣＹＰ２Ｄ６のエクソン６及びエクソン８並びにＣＹＰ２Ｄ７のエクソン４及びエクソン９は、サンプルＮＡ１７２４４のコピー数と比較して５０〜１００％増加したコピー数を示すことから、それらのエクソンの対立遺伝子の１つが増幅されている可能性のあることが示唆される。そのほか、サンプルＮＡ１７２３５では、コピー数の平均数は約２０に減少することから、ＣＹＰ２Ｄ６及びＣＹＰ２Ｄ７のどちらにもエクソンのいくつかでは欠失がありうることが示唆される（図３Ｃ）。具体的には、たとえば、ＣＹＰ２Ｄ６のエクソン１及びエクソン２は、正常遺伝子型（ＮＡ１７２４４）の約半分に減少するコピー数を示すことから、それらのエクソンの対立遺伝子の１つが欠失している可能性のあることが示唆される。
【００６４】
かかる得られたＲＮＡフェージング情報及びゲノムコピー数情報をまとめて、腫瘍及び／又は健常組織において示差的な対立遺伝子のハプロタイプを同定可能である。たとえば、各健常組織及び腫瘍組織に対して、以上に記載したようにＲＮＡフェージングを用いて、複数の単一ヌクレオチド変動に関連する対立遺伝子のハプロタイプの同定及び決定が可能である。そのほか、各エクソンに対して、全ゲノムコピー数又はエクソームコピー数を解析することにより、エクソンの１つ以上の部分において増幅及び／又は欠失に関連付けられる対立遺伝子のハプロタイプ。
【００６５】
本発明者らはさらに、かかる同定された対立遺伝子のハプロタイプを特定の癌における特定の薬剤の有効性及び／又は毒性に関連付け可能であることを企図する。たとえば、ＣＹＰ２Ｄ６酵素は、癌薬剤及びオピオイドをはじめとする多数の臨床上重要な薬剤の代謝を触媒する。単一ヌクレオチド変動及び／又は欠失のさまざまな組合せを有する各種対立遺伝子は、ＣＹＰ２Ｄ６酵素の活性（たとえば、正常機能、機能減少、無機能など）との関連で同定されている。ＣＹＰ２Ｄ６遺伝子がＣＹＰ２Ｄ６酵素の機能減少又は無機能の原因となるハプロタイプを含むとき、癌薬剤がより遅く触媒される可能性が高いので、癌薬剤又は療法は組織に対する毒性を増加させるおそれがあると予想される。癌薬剤によるかかる毒性増加は、全身循環薬剤が代謝されるとき、健常組織とりわけ肝組織に有害作用を引き起こす可能性がある。逆に言えば、ＣＹＰ２Ｄ６遺伝子が、たとえば、遺伝子の増幅及び産生される正常機能酵素の数に起因して、ＣＹＰ２Ｄ６酵素の機能増加の原因となるハプロタイプを含むとき、癌薬剤があまりにも急速に触媒される可能性が高いので、癌薬剤又は療法は有効性を減少させるおそれがあると予想される。
【００６６】
そのほか、本発明者らはまた、患者の腫瘍組織及び健常組織の対立遺伝子のハプロタイプの比較及び／又は解析を行うことにより、特定の癌における特定の薬剤の有効性及び／又は毒性を評価可能であることを企図する。たとえば、腫瘍組織は、健常組織と異なるハプロタイプ（たとえば、エクソンの単一ヌクレオチド変動及び／又は増幅若しくは欠失の異なる組合せなど）を有する遺伝子を有しうるので、薬剤に対する示差的反応又は薬剤への暴露による示差的毒性をもたらしうる。
【００６７】
したがって、患者の特定のタイプの癌を治療する癌薬剤又は療法の全体的な有効性及び／又は毒性は、患者の遺伝子の決定された対立遺伝子のハプロタイプ及び対立遺伝子のハプロタイプの組合せから、推定、計算、及び／又は推測が可能である。最も典型的には、患者のオミクスデータの経路解析から、患者の癌の治療に対してポジティブなアウトカムを有する可能性の高い癌治療又は癌薬剤の組合せを選択することが可能である。次いで、選択された癌治療及び／又は薬剤に基づいて、選択された癌治療及び／又は薬剤に対する、又はこれらによる感受性、その有効性、及び／又は毒性に関連する１つ以上の遺伝子を選択し、ハプロタイプ解析に供することが可能である。ＲＮＡフェージング及びゲノムコピー数解析を用いたハプロタイプ解析により、選択された遺伝子の各対立遺伝子のハプロタイプを決定することが可能であり、且つ選択された癌治療及び／又は薬剤に対する、又はこれらによる感受性、その有効性、及び／又は毒性に対する定量可能なスコア又は値を各対立遺伝子の各ハプロタイプに帰属又は提供することが可能である。たとえば、患者のＣＹＰ２Ｄ６遺伝子が２つの対立遺伝子を有するとき、すなわち、一方が酵素機能減少を伴い、且つ他方が正常酵素機能を伴うとき、酵素機能減少を伴う対立遺伝子は、正常酵素機能を伴う対立遺伝子よりも低い値のスコアでスコア付け可能である。そのほか、正常酵素機能を伴う対立遺伝子が増幅されるとき、酵素機能減少を伴う対立遺伝子よりもさらに高いスコアをかかる対立遺伝子に帰属することが可能である。各対立遺伝子のスコアを組み合わせて又はまとめて、選択された癌治療及び／又は薬剤に対する、又はこれらによる感受性、その有効性、及び／又は毒性に関する遺伝子の全体的スコアを計算することが可能である。そのため、対立遺伝子のハプロタイプに帰属されるスコアは、反応のタイプ（感受性、有効性、及び／又は毒性）、癌治療及び／又は薬剤のタイプ、及び／又は癌のタイプに依存して同一の遺伝子でも異なりうることを認識すべきである。
【００６８】
いくつかの実施形態では、健常組織及び腫瘍組織の遺伝子の対立遺伝子から計算されたスコアを比較して、治療に対する遺伝子の最適スコアを計算することが可能である。たとえば、健常組織の遺伝子の対立遺伝子が高リスクの毒性に関連し、一方では腫瘍組織の遺伝子の対立遺伝子が癌薬剤の低有効性に関連する場合、癌薬剤に対する遺伝子の最適スコアは、健常組織に対する毒性が高いときの低スコア（さらには負のスコア）と腫瘍組織に対する有効性が低いときの低スコアとの組合せ（たとえば２つのスコアの和）として低くなる。
【００６９】
本発明者らはさらに、対立遺伝子のハプロタイプ情報、とりわけ、遺伝子の各対立遺伝子のスコア、ヘテロ対立遺伝子を有する遺伝子のスコア、又は癌薬剤の有効性及び／又は毒性に関連する遺伝子の最適スコアに基づいて、患者の記録の作成又は更新が可能であるか、新たな治療計画を推奨可能であるか、又はすでに使用した治療計画を更新可能であることを企図する。たとえば、癌薬剤の有効性及び／又は毒性に関連する遺伝子の最適スコアが低いとき、腫瘍組織に対する望ましい作用量を示さずに健常組織に対する毒性が高いことが示唆され、患者の記録は、患者に対するかかる治療又は癌薬剤の潜在的有害作用を回避するために、予想されるアウトカム及び副作用を併記して又は併記せずに、対立遺伝子情報及び／又は対立遺伝子情報に基づいて計算されたスコアを用いて、任意選択的にかかる治療又は癌薬剤を患者に使用しないという推奨を用いて、更新可能である。
【００７０】
いくつかの実施形態では、対立遺伝子のハプロタイプ情報、とりわけ、遺伝子の各対立遺伝子のスコア、ヘテロ対立遺伝子を有する遺伝子のスコア、又は癌薬剤の有効性及び／又は毒性に関連する遺伝子の最適スコアに基づいて、患者に対する治療レジメンの調整又は改変が可能である。たとえば、癌薬剤の有効性及び／又は毒性に関連する遺伝子の最適スコアが中程度であり、癌薬剤による腫瘍細胞の治療に成功する可能性が示唆されるが、健常組織に対して高毒性の可能性がある場合、癌薬剤を投与する用量及び／又はスケジュールを変更可能である（たとえば、健常組織に対する毒性を低減するために用量を低くする、及び／又は薬剤を投与する頻度を少なくする（たとえば、１日２回の代わりに１日１回など）、薬剤の速い代謝を克服するために同一の用量の薬剤でより高頻度の投与スケジュールにするなど）。
【００７１】
代替的及び／又は追加的に、対立遺伝子のハプロタイプ情報、とりわけ、遺伝子の各対立遺伝子のスコア、ヘテロ対立遺伝子を有する遺伝子のスコア、又は癌薬剤の有効性及び／又は毒性に関連する遺伝子の最適スコアに基づいて、同一の癌薬剤で治療方法を変更可能である。たとえば、癌薬剤の有効性及び／又は毒性に関連する遺伝子の最適スコアが中程度であり、癌薬剤による腫瘍細胞の治療に成功する可能性が示唆されるが、健常組織に対して高毒性の可能性がある場合、癌薬剤が腫瘍に到達する前の癌薬剤への健常組織の暴露を最小限に抑えるために、患者への癌薬剤の投与方法を全身投与（たとえば静脈内注射など）から局所投与（たとえば腫瘍内注射）に変更可能であることが推奨されうる。
【００７２】
本発明の主題は、各種タイプのオミクスデータを用いた包括的な経路解析により腫瘍の治療に成功する可能性の高い癌治療又は癌薬剤を同定することであることを認識すべきである。さらに、本発明の主題は、ＲＮＡ−ｓｅｑフェージング及びＤＮＡコピー数解析を用いて、対立遺伝子特異的な単一ヌクレオチド変動及び／又は増幅／欠失を有するヘテロ対立遺伝子の対立遺伝子ハプロタイプの包括的解析を行うことにより、癌治療の有効性及び／又は毒性を患者特異的に予測することである。そのため、本アプローチは、癌治療レジメンの合理的カスタム化により、命にかかわる可能性のある副作用を含めて癌治療のいずれの有害作用も回避しつつ有効性を最大化できるようにする。
【００７３】
本明細書に記載の本発明の概念から逸脱することなく、すでに説明したもの以外のより多くの変更が可能であることは、当業者には明らかなはずである。したがって、本発明の主題は、添付の特許請求の範囲内でない限り制限すべきではない。さらに、本明細書及び特許請求の範囲の両方を解釈する際、用語はすべて、文脈に矛盾しない可能な限り最広義に解釈すべきである。特定的には、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（〜を含む）」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（〜を含む）」という用語は、要素、成分、又は工程を非排他的に参照するものとして解釈すべきであり、参照された要素、成分、又は工程が存在しうるか、又はそれらを利用しうるか、又は明示的に参照されない他の要素、成分、又は工程と組み合わせうることを示唆する。本明細書の特許請求の範囲がＡ、Ｂ、Ｃ．．．．及びＮからなる群から選択される何か少なくとも１つのものを参照する場合、その文言は、Ａ＋Ｎ、又はＢ＋Ｎなどではなく、その群の１つの要素のみを必要とすると解釈すべきである。
【図１Ａ】
2020523009.tif 000006
【図１Ｂ】
2020523009.tif 000007
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【国際調査報告】
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