СИСТЕМА И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАРКЕРОВ ГЕННЫХ СИГНАТУР ОТВЕТА НА АНТАГОНИСТЫ PD-1

1. Способ получения биомаркера генной сигнатуры, который является прогностическим в отношении противоопухолевого ответа на антагонист PD-1 по меньшей мере для одного интересующего типа опухоли, который включает:
получение образца опухоли до лечения у каждого больного в когорте больных с диагнозом данного типа опухоли;
получение, для каждого больного в когорте, значения противоопухолевого ответа после лечения антагонистом PD-1;
измерение необработанных уровней РНК в каждом образце опухоли для каждого гена в платформе экспрессии генов,
где платформа экспрессии генов включает набор генов клинического ответа из приблизительно от 50 до приблизительно 60 генов и набор нормализационных генов из приблизительно от 10 до приблизительно 12 генов домашнего хозяйства, и где приблизительно 90% генов клинического ответа демонстрируют интратуморальные уровни РНК, которые положительно коррелируют с противоопухолевым ответом, и приблизительно 10% генов клинического ответа демонстрируют интратуморальные уровни РНК, которые отрицательно коррелируют с противоопухолевым ответом;
нормализацию, для каждого образца опухоли, каждого из измеренных необработанных уровней РНК для генов клинического ответа с использованием измеренных уровней РНК нормализационных генов;
взвешивание, для каждого образца опухоли и каждого гена в интересующей генной сигнатуре, нормализованных уровней экспрессии РНК при использовании заданного множителя для данного гена;
сложение, для каждого больного, взвешенных уровней экспрессии РНК с получением оценки генной сигнатуры для каждого больного в когорте; и
сравнение оценки генной сигнатуры для всех образцов опухолей и значений противоопухолевого ответа у всех больных в когорте для выбора порогового значения для оценки генной сигнатуры, которое делит когорту больных, удовлетворяющих целевому критерию клинической применимости биомаркера.
2. Способ по п.1, где платформа экспрессии генов состоит из генов, перечисленных в Таблице 1:
Таблица 1: Платформа экспрессии генов
Таблица 1A. Набор генов клинического ответа - положительно коррелирующие гены
Обозначение гена
Рег. номер
Примерная область-мишень
B2M
NM_004048.2
235-335
CASP8
NM_001228.4
301-401
CCL5
NM_002985.2
280-380
CCR5
NM_000579.1
2730-2830
CD1D
NM_001766.3
1428-1528
CD2
NM_001767.3
687-787
CD27
NM_001242.4
330-430
CD274
NM_014143.3
1245-1345
CD3D
NM_000732.4
110-210
CD3E
NM_000733.2
75-175
CD3G
NM_000073.2
515-615
CD4
NM_000616.4
975-1075
CD74
NM_001025159.1
964-1064
CD8A
NM_001768.5
1320-1420
CIITA
NM_000246.3
470-570
CMKLR1
NM_004072.1
770-870
CXCL10
NM_001565.1
40-140
CXCL13
NM_006419.2
210-310
CXCL9
NM_002416.1
1975-2075
CXCR6
NM_006564.1
95-195
GRAP2
NM_004810.2
232-332
GZMB
NM_004131.3
540-640
GZMK
NM_002104.2
700-800
HLA-DPB1
NM_002121.4
931-1031
HLA-DQA1
NM_002122.3
261-361
HLA-DRA
NM_019111.3
335-435
HLA-DRB1
NM_002124.1
985-1085
HLA-E
NM_005516.4
1204-1304
IDO1
NM_002164.3
50-150
IFNG
NM_000619.2
970-1070
IKZF3
NM_183232.2
1176-1276
IL10RA
NM_001558.2
150-250
IL2RB
NM_000878.2
1980-2080
IL2RG
NM_000206.1
595-695
IRF8
NM_002163.2
253-353
LAG3
NM_002286.5
1735-1835
LCK
NM_005356.2
1260-1360
LILRB1
NM_001081637.1
2332-2432
NKG7
NM_005601.3
632-732
P2RY8
NM_178129.3
425-525
PDCD1LG2
NM_025239.3
235-335
PSMB10
NM_002801.2
221-321
PTPRCAP
NM_005608.2
668-768
SAMHD1
NM_015474.2
640-740
SLAMF7
NM_021181.3
215-315
STAT1
NM_007315.2
205-305
TAGAP
NM_054114.3
169-269
TIGIT
NM_173799.2
1968-2068
TNFRSF14
NM_003820.2
916-1016
TNFSF13B
NM_006573.4
1430-1530
ZAP70
NM_001079.3
1175-1275
Таблица 1B. Набор генов клинического ответа - отрицательно коррелирующие гены
Обозначение гена
Рег. номер
Примерная область-мишень
CD276
NM_001024736.1
2120-2220
CTAG1B
NM_001327.2
285-385
DSG2
NM_001943.3
235-335
EGFR
NM_201282.1
360-460
SLC2A1
NM_006516.2
2500-2600
TSLP
NM_033035.4
899-999
Таблица 1C. Набор нормализационных генов
Обозначение гена
Рег. номер
Примерная область-мишень
ABCF1
NM_001090.2
850-950
C14ORF102
NM_017970.3
3236-3336
G6PD
NM_000402.2
1155-1255
OAZ1
NM_004152.2
313-413
POLR2A
NM_000937.2
3775-3875
SDHA
NM_004168.1
230-330
STK11IP
NM_052902.2
565-665
TBC1D10B
NM_015527.3
2915-3015
TBP
NM_001172085.1
587-687
UBB
NM_018955.2
795-895
ZBTB34
NM_001099270.1
406-506
3. Способ по п.1, который дополнительно включает обозначение любого образца опухоли данного типа опухоли, который имеет оценку генной сигнатуры, больше или равную выбранному пороговому значению, как биомаркер-положительного, и обозначение любого образца опухоли данного типа опухоли, который имеет оценку генной сигнатуры, которая ниже выбранного порогового значения, как биомаркер-отрицательного.
4. Способ по п.1, где антагонистом PD-1 является пембролизумаб.
5. Способ по п.1, где типом опухоли является рак мочевого пузыря, рак желудка, рак головы и шеи, тройной негативный рак молочной железы, рак прямой кишки, рак желчных протоков, рак толстой и прямой кишки, рак пищевода, рак яичника или меланома.
6. Способ по любому из пп.1-5, где заданный множитель для каждого гена клинического ответа является членом того же набора оценочных весов, выбранного из группы наборов оценочных весов, перечисленных в Таблице 3A:
Таблица 3A.
Ген
Оценочные веса
Набор 1.1
Набор 1.2
Набор 2.1
Набор 2.2
Набор 2.3
Набор 2.4
B2M
0,011382
0,024936
0,018302
0,036653
0
0
CASP8
0,265228
0,117023
-0,00793
0,013772
0
0
CCL5
0,062629
0,033611
0,047293
0,047908
0,01828
0,008346
CCR5
0,128025
0,016349
0,015352
0,023896
0
0
CD1D
0,167559
0,083125
-0,00614
0,056356
0
0
CD2
0,045129
0,061991
0,008459
0,040452
0
0
CD27
0,165679
0,077354
0,060905
0,074524
0,026115
0,072293
CD274
-0,02972
-0,00707
0,06064
0,068105
0,003785
0,042853
CD276
-0,76078
-0,09354
-0,31072
-0,13562
-0,30985
-0,0239
CD3D
0,018391
0,012381
0,03676
0,03169
0
0
CD3E
-0,10144
-0,01782
-0,03552
-0,01259
0
0
CD3G
-0,01041
-0,00352
-0,00427
0,015561
0
0
CD4
0,022836
-0,00129
-0,03541
-0,02984
0
0
CD74
0,178222
0,080644
0,043171
-0,00578
0
0
CD8A
0,03988
0,007395
0,018698
0,058196
0
0,031021
CIITA
0,082422
0,025467
0,007537
-0,05867
0
0
CMKLR1
0,133949
0,143101
0,015161
0,145646
0
0,151253
CTAG1B
-0,06995
-0,01318
-0,03191
-0,00857
0
0
CXCL10
0,034214
0,02539
0,016961
0,022264
0
0
CXCL13
-0,03437
-0,00266
0,000212
0,000177
0
0
CXCL9
0,044157
0,02995
0,070541
0,066721
0,082479
0,074135
CXCR6
-0,02213
0,011161
0,042193
0,047959
0
0,004313
DSG2
-0,13793
-0,01587
-0,09201
-0,05557
-0,00274
0
EGFR
-0,09487
0,019951
-0,02788
0,03066
0
0
GRAP2
-0,04299
0,016299
-0,02691
0,016182
0
0
GZMB
-0,14999
-0,03366
-0,00108
0,003182
0
0
GZMK
0,029626
-0,01755
0,030039
0,017541
0
0
HLA.DPB1
0,064174
0,022285
0,036324
0,025171
0
0
HLA.DQA1
0,130082
0,037396
0,028595
0,033192
0
0,020091
HLA.DRA
0,145429
0,070683
0,03516
0,014876
0
0
HLA.DRB1
0,250074
0,115735
0,059579
0,072856
0,034058
0,058806
HLA.E
0,163272
0,126027
-0,00391
0,102635
0
0,07175
IDO1
0,045061
0,065179
0,058149
0,064514
0,060534
0,060679
IFNG
-0,1053
0,012953
-0,02794
0,028571
0
0
IKZF3
-0,09116
-0,03226
-0,02025
-0,03985
0
0
IL10RA
0,064457
0,050129
0,01675
0,005515
0
0
IL2RB
-0,1838
-0,05146
-0,01606
-0,02598
0
0
IL2RG
-0,03321
0,036433
0,002905
0,027405
0
0
IRF8
0,007075
0,019088
-0,0404
-0,02196
0
0
LAG3
0,065194
0,072767
0,09483
0,120548
0,07897
0,123895
LCK
-0,10023
-0,00053
-0,04718
-0,02763
0
0
LILRB1
0,000354
0,0449
-0,04635
-0,02986
0
0
NKG7
0,03507
0,024692
0,061331
0,078649
0,02502
0,075524
P2RY8
0,059388
0,042677
-0,00014
0,009614
0
0
PDCD1LG2
0,124489
0,025347
0,050804
0,057426
0
0,003734
PSMB10
0,037785
0,117496
0,042826
0,074887
0
0,032999
PTPRCAP
-0,06155
-0,01755
-0,01397
-0,0278
0
0
SAMHD1
-0,15245
0,022386
-0,10801
-0,09063
0
0
SLAMF7
0,118585
0,030654
0,044198
0,03849
0,00028
0
SLC2A1
-0,07881
-0,06001
-0,02308
-0,04061
0
0
STAT1
0,18251
0,166322
0,106029
0,201166
0,067425
0,250229
TAGAP
-0,04634
0,000536
-0,0462
-0,02365
0
0
TIGIT
0,0486
0,058542
0,084837
0,089709
0,058121
0,084767
TNFRSF14
0,111087
0,004593
0,05374
-0,02338
0
0
TNFSF13B
0,263637
0,106224
-0,00983
0,010906
0
0
TSLP
-0,11095
-0,04091
-0,07776
-0,04751
-0,00057
0
ZAP70
0,036773
0,043754
-0,02693
-0,04663
0
0
7. Способ по любому из пп.1-5, где заданный множитель для каждого гена клинического ответа равен целому числу 1.
8. Способ исследования образца опухоли, удаленного у больного с диагнозом конкретного типа опухоли, на присутствие или отсутствие биомаркера генной сигнатуры противоопухолевого ответа данного типа опухоли на антагонист PD-1, который включает:
измерение необработанного уровня РНК в образце опухоли для каждого гена в платформе экспрессии генов, где платформа экспрессии генов включает набор генов клинического ответа из приблизительно от 50 до приблизительно 60 генов и набор нормализационных генов из приблизительно от 10 до приблизительно 12 генов домашнего хозяйства, и где приблизительно 90% генов клинического ответа демонстрируют интратуморальные уровни РНК, которые положительно коррелируют с противоопухолевым ответом, и приблизительно 10% генов клинического ответа демонстрируют интратуморальные уровни РНК, которые отрицательно коррелируют с противоопухолевым ответом;
нормализацию измеренного необработанного уровня РНК для каждого гена клинического ответа в заданной генной сигнатуре для данного типа опухоли при использовании измеренных уровней РНК нормализационных генов, где заданная генная сигнатура состоит из по меньшей мере 2 генов клинического ответа;
взвешивание каждого нормализованного значения РНК с использованием заданного множителя;
сложение взвешенных уровней экспрессии РНК с получением оценки генной сигнатуры;
сравнение полученной оценки с референсной оценкой для генной сигнатуры и типа опухоли; и
классификацию образца опухоли как биомаркер-положительного или биомаркер-отрицательного;
где в том случае, если полученная оценка больше или равна референсной оценке, то образец опухоли классифицируют как биомаркер-положительный, и если полученная оценка меньше референсной оценки, то образец опухоли классифицируют как биомаркер-отрицательный.
9. Способ по п.7, где платформа экспрессии генов состоит из генов в Таблице 1.
10. Способ по п.8, где антагонистом PD-1 является пембролизумаб.
11. Способ по п.8, где типом опухоли является рак мочевого пузыря, рак желудка, рак головы и шеи, тройной негативный рак молочной железы, рак прямой кишки, рак желчных протоков, рак толстой и прямой кишки, рак пищевода, рак яичника или меланома.
12. Способ по любому из пп.8-11, где заданная генная сигнатура состоит из 57 генов в Таблице 3A, и этап взвешивания включает выбор набора оценочных весов из наборов весов, перечисленных в Таблице 3A, и умножение нормализованного значения РНК для каждого из генов на соответствующий вес в выбранном наборе оценочных весов.
13. Способ по любому из пп.8-11, где заданная генная сигнатура состоит из 57 генов в Таблице 3A, и заданный множитель является целым числом 1.
14. Система для исследования образца опухоли, удаленного у больного с диагнозом конкретного типа опухоли, на присутствие или отсутствие биомаркера генной сигнатуры противоопухолевого ответа данного типа опухоли на антагонист PD-1, которая включает:
анализатор образцов для измерения необработанных уровней экспрессии РНК каждого гена в платформе экспрессии генов, где платформа экспрессии генов состоит из набора генов клинического ответа и набора нормализационных генов, и
компьютерная программа для получения и анализа измеренных уровней экспрессии РНК для:
нормализации измеренного необработанного уровня РНК для каждого гена клинического ответа в заданной генной сигнатуре для данного типа опухоли с использованием измеренных уровней РНК нормализационных генов;
взвешивания каждого нормализованного значения РНК с использованием заданного множителя;
сложения взвешенных уровней экспрессии РНК с получением оценки генной сигнатуры;
сравнения полученной оценки с референсной оценкой для генной сигнатуры и типа опухоли; и
классификацию образца опухоли как биомаркер-положительного или биомаркер-отрицательного, где в том случае, если полученная оценка больше или равна референсной оценке, то образец опухоли классифицируют как биомаркер-положительный, и если полученная оценка меньше референсной оценки, то образец опухоли классифицируют как биомаркер-отрицательный.
15. Система по п.14, где платформа экспрессии генов состоит из генов в Таблице 1.
16. Система по п.14, где заданный множитель является членом набора оценочных весов, выбранного из наборов оценочных весов, перечисленных в Таблице 3A.
17. Набор для анализа образца опухоли для получения оценок нормализованной экспрессии РНК для генной сигнатуры, представленной в Таблице 1, где набор включает:
набор гибридизационных зондов, способных к специфическому связыванию с транскриптом, экспрессируемым каждым из генов в Таблице 1; и
набор реактивов, разработанных для количественного определения количества специфических комплексов гибридизации, образованных с каждым гибридизационным зондом.
18. Способ лечения больного, имеющего опухоль, который включает определение, является ли образец опухоли положительным или отрицательным на биомаркер генной сигнатуры, и введение больному антагониста PD-1, если опухоль является положительной на биомаркер, и назначение субъекту противоопухолевого лечения, которое не включает антагониста PD-1, если опухоль является отрицательной на биомаркер, где биомаркер генной сигнатуры относится к генной сигнатуре, которая включает по меньшей мере два гена клинического ответа в Таблице 1.
19. Способ по п.18, где генная сигнатура состоит из 57 генов клинического ответа в Таблице 1A и 1B или 51 гена клинического ответа в Таблице 1A.
20. Способ по п.18, где генная сигнатура выбрана из генных сигнатур, перечисленных в Таблице 2 ниже:
Таблица 2:
6-генная IFNg сигнатура
5-генная IFNg-индуцированная сигнатура
5-генная PD-L1 сигнатура
3-генная MHCII сигнатура
18-генная расширенная иммунная сигнатура
13-генная TCR сигнальная сигнатура
7-генная MIPFS сигнатура
14-генная "ап-даун" сигнатура
18-генная "ап-даун" сигнатура
1
IDO1
IDO1
CD274
HLA-DRA
CD3D
CD27
CD27
CCL5
CCL5
2
CXCL10
CXCL10
PDCD1LG2
HLA-DPB1
IDO1
TIGIT
CD3D
CD27
CD27
3
CXCL9
CXCL9
STAT1
STAT1
CIITA
CD8a
CD74
CD274
CD274
4
HLA-DRA
HLA-DRA
LAG3
CD3E
CD3G
CXCL9
CD276
CD276
5
STAT1
STAT1
CXCL10
CCL5
CD3D
HLA-DRB1
CXCL9
CD8A
6
IFNG
GZMK
GRAP2
IDO1
DSG2
CMKRLR1
7
CD2
LCK
SAMHD1
HLA.DRB1
CXCL9
8
HLA-DRA
PTPRCAP
IDO1
CXCR6
9
CXCL13
CD4
LAG3
HLA.DQA1
10
IL2RG
CCL5
NKG7
HLA.DRB1
11
NKG7
IL2RB
SLAMF7
HLA.E
12
HLA-E
IKZF3
STAT1
IDO1
13
CXCR6
CD74
TIGIT
LAG3
14
LAG3
TSLP
NKG7
15
TAGAP
PDCD1LG2
16
CXCL10
PSMB10
17
STAT1
STAT1
18
GZMB
TIGIT
21. Способ исследования образца опухоли, удаленного у больного, для получения оценки сигнатуры для генной сигнатуры, которая коррелирует с противоопухолевым ответом на антагонист PD-1, где способ включает:
измерение необработанного уровня РНК в образце опухоли для каждого гена в генной сигнатуре и для каждого гена в наборе нормализационных генов, где генная сигнатура и набор нормализационных генов состоят из генов, представленных в таблице ниже;
18-генная ап-даун сигнатура
Обозначение гена
Рег. номер
CCL5
NM_002985.2
CD27
NM_001242.4
CD274
NM_014143.3
CD276
NM_001024736.1
CD8A
NM_001768.5
CMKRLR1
NM_004072.1
CXCL9
NM_002416.1
CXCR6
NM_006564.1
HLA.DQA1
NM_002122.3
HLA.DRB1
NM_002124.1
HLA.E
NM_005516.4
IDO1
NM_002164.3
LAG3
NM_002286.5
NKG7
NM_005601.3
PDCD1LG2
NM_025239.3
PSMB10
NM_002801.2
STAT1
NM_007315.2
TIGIT
NM_173799.2
Нормализационные гены
Обозначение гена
Рег. номер
ABCF1
NM_001090.2
C14ORF102
NM_017970.3
G6PD
NM_000402.2
OAZ1
NM_004152.2
POLR2A
NM_000937.2
SDHA
NM_004168.1
STK11IP
NM_052902.2
TBC1D10B
NM_015527.3
TBP
NM_001172085.1
UBB
NM_018955.2
ZBTB34
NM_001099270.1
нормализацию измеренного необработанного уровня РНК для каждого гена в генной сигнатуре с использованием измеренных уровней РНК нормализационных генов;
умножение каждого нормализованного значения РНК на соответствующий оценочный вес, представленный в таблице ниже, с получением взвешенного значения экспрессии РНК;
<b>Ген</b>
<b>Оценочный вес</b>
CCL5
0,008346
CD27
0,072293
CD274
0,042853
CD276
-0,0239
CD8A
0,031021
CMKLR1
0,151253
CXCL9
0,074135
CXCR6
0,004313
HLA.DQA1
0,020091
HLA.DRB1
0,058806
HLA.E
0,07175
IDO1
0,060679
LAG3
0,123895
NKG7
0,075524
PDCD1LG2
0,003734
PSMB10
0,032999
STAT1
0,250229
TIGIT
0,084767
и
сложение взвешенных значений экспрессии РНК с получением оценки генной сигнатуры.
22. Способ по п.21, где антагонистом PD-1 является ниволумаб, пембролизумаб, биоаналог пембролизумаба или вариант пембролизумаба.
23. Способ по п.21, где этап измерения включает выделение РНК из образца ткани и инкубирование образца ткани с набором зондов, которые разработаны для специфической гибридизации с целевыми областями генов, перечисленных в таблице ниже:
18-генная ап-даун сигнатура
Обозначение гена
Рег. номер
Транскрипт-мишень
CCL5
NM_002985.2
280-380
CD27
NM_001242.4
330-430
CD274
NM_014143.3
1245-1345
CD276
NM_001024736.1
2120-2220
CD8A
NM_001768.5
1320-1420
CMKRLR1
NM_004072.1
770-870
CXCL9
NM_002416.1
1975-2075
CXCR6
NM_006564.1
95-195
HLA.DQA1
NM_002122.3
261-361
HLA.DRB1
NM_002124.1
985-1085
HLA.E
NM_005516.4
1204-1304
IDO1
NM_002164.3
50-150
LAG3
NM_002286.5
1735-1835
NKG7
NM_005601.3
632-732
PDCD1LG2
NM_025239.3
235-335
PSMB10
NM_002801.2
221-321
STAT1
NM_007315.2
205-305
TIGIT
NM_173799.2
1968-2068
Нормализационные гены
Обозначение гена
Рег. номер
Область-мишень
ABCF1
NM_001090.2
850-950
C14ORF102
NM_017970.3
3236-3336
G6PD
NM_000402.2
1155-1255
OAZ1
NM_004152.2
313-413
POLR2A
NM_000937.2
3775-3875
SDHA
NM_004168.1
230-330
STK11IP
NM_052902.2
565-665
TBC1D10B
NM_015527.3
2915-3015
TBP
NM_001172085.1
587-687
UBB
NM_018955.2
795-895
ZBTB34
NM_001099270.1
406-506
24. Способ по любому из пп.21-23, где у больного диагностирован рак пищевода.