JP2014515599A - 炎症性腸疾患における腸の肉芽腫および低骨密度を診断および処置する方法 - Google Patents

炎症性腸疾患における腸の肉芽腫および低骨密度を診断および処置する方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントおよび/または少なくとも1つのリスク血清学的マーカーの存在を決定することによって、個体において炎症性腸疾患(IBD)を診断する方法に関する。一実施形態では、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントの存在は、肉芽腫を示す。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントの存在は、低骨密度(LBD)を示す。例えば、この少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントは、TGFb3、FTO、NPAS2、MUC1、IL10、LRAP、LRRK2、TNFSF15もしくはチトクロムP−450クラスターの遺伝子座、またはそれらの組合せに存在してもよい。

Description

発明の分野
本発明は、遺伝学および医学の分野に関する。より具体的には、本発明は、潰瘍性大腸炎およびクローン病を含む炎症性腸疾患を診断および処置する方法に関する。
背景
本明細書中の全ての刊行物は、各個々の刊行物または特許出願が参照によって援用さると具体的にかつ個々に示されたのと同程度まで、参照によって援用される。以下の説明は、本発明を理解するのに有用であり得る情報を含んでいる。これは、本明細書中に提供される任意の情報が先行技術であるかもしくは本出願で特許請求した発明に関連していること、または具体的にもしくは黙示的に参照された任意の刊行物が先行技術であることの承認ではない。
クローン病(CD)および潰瘍性大腸炎(UC)は、特発性炎症性腸疾患(IBD)の2つの一般的な形態であり、胃腸管の慢性の再発性炎症性障害である。それぞれ、20代から40代までに発症のピーク年齢があり、ヨーロッパ系集団における罹患率は、100,000人当たり平均およそ100〜150人である(非特許文献1(D. K. Podolsky、N Engl J Med 347巻、417頁(2002年));非特許文献2(E. V. Loftus, Jr.、 Gastroenterology 126巻、1504頁(2004年)))。IBDの正確な病因は未だ解明されていないが、広く受け入れられている仮説は、普遍的な片利共生腸内細菌が、遺伝的に易罹患性の個体において、腸管組織損傷を媒介する不適切で過剰活動性の進行中の粘膜免疫応答を誘発するというものである(非特許文献1(D. K. Podolsky、N Engl J Med 347巻、417頁(2002年)))。アシュケナージ系ユダヤ人におけるIBDの割合の増加、IBDの家族集積性、および二卵性双生児対と比較した一卵性双生児対におけるIBDに関する一致の増加によって証明されるように、遺伝的因子は、IBDの病因において重要な役割を果たす(非特許文献3(S. Vermeire、P. Rutgeerts、Genes Immun 6巻、637頁(2005年)))。さらに、遺伝的分析により、IBDは、特定の遺伝的バリアント、特に染色体16q12上のCARD15バリアントおよび染色体5q31上のIBD5ハプロタイプ(有機カチオントランスポーターSLC22A4およびSLC22A5、ならびに他の遺伝子にわたる)に関連付けられてきた(非特許文献3(S. Vermeire、P. Rutgeerts、Genes Immun 6巻、637頁(2005年));非特許文献4(J. P. Hugotら、Nature 411巻、599頁(2001年));非特許文献5(Y. Oguraら、Nature 411巻、603頁(2001年));非特許文献6(J. D. Riouxら、Nat Genet 29巻、223頁(2001年));非特許文献7(V. D. Peltekovaら、Nat Genet 36巻、471頁(2004年)))。CDおよびUCは、いくつかの易罹患性遺伝子座を共有するが他の座が異なる、関連障害であると考えられている。
D. K. Podolsky、N Engl J Med 347巻、417頁(2002年) E. V. Loftus, Jr.、 Gastroenterology 126巻、1504頁(2004年) S. Vermeire、P. Rutgeerts、Genes Immun 6巻、637頁(2005年) J. P. Hugotら、Nature 411巻、599頁(2001年) Y. Oguraら、Nature 411巻、603頁(2001年) J. D. Riouxら、Nat Genet 29巻、223頁(2001年) V. D. Peltekovaら、Nat Genet 36巻、471頁(2004年)
発明の概要
種々の実施形態には、クローン病を有する個体において肉芽腫に対する易罹患性を診断する方法が含まれ、この方法は、個体から試料を得ること、試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントの存在または非存在を決定すること、試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーの存在または非存在を決定すること、および少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在する場合、または少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合、または少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在しかつ少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合に、個体において肉芽腫に対する易罹患性を診断することを含む。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントは、TGFb3、FTO、NPAS2、MUC1、IL10、LRAP、LRRK2、TNFSF15もしくはチトクロムP−450クラスターの遺伝子座、またはそれらの組合せに存在する。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーは、抗Cbir1、ANCA、ASCA、抗OmpCおよび抗I2からなる群より選択される。別の実施形態では、ASCAは高い力価で存在する。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントは、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5および/または配列番号6を含む。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントは、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12および/または配列番号13を含む。別の実施形態では、クローン病は、小腸疾患表現型、侵襲性合併性表現型、内部穿通性疾患表現型、狭窄性疾患表現型もしくは線維性狭窄疾患表現型、またはそれらの組合せと関連している。別の実施形態では、第一および/または第二の試料は、上記個体由来の核酸を含む。
他の実施形態には、クローン病を有する個体において肉芽腫を診断する方法が含まれ、この方法は、個体から試料を得ること、および試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントの存在または非存在を決定すること、試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーの存在または非存在を決定すること、および少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在する場合、または少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合、または少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在しかつ少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合に、個体における肉芽腫を診断することを含む。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントは、TGFb3、FTO、NPAS2、MUC1、IL10、LRAP、LRRK2、TNFSF15もしくはチトクロムP−450クラスターの遺伝子座、またはそれらの組合せに存在する。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーは、抗Cbir1、ANCA、ASCA、抗OmpCおよび抗I2からなる群より選択される。別の実施形態では、ASCAは高い力価で存在する。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントは、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5および/または配列番号6を含む。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントは、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12および/または配列番号13を含む。別の実施形態では、クローン病は、小腸疾患表現型、侵襲性合併性表現型、内部穿通性疾患表現型、狭窄性疾患表現型もしくは線維性狭窄疾患表現型、またはそれらの組合せと関連している。
種々の実施形態には、炎症性腸疾患(IBD)を有する個体における低骨密度(LBD)に対する易罹患性を診断する方法が含まれ、この方法は、個体から試料を得ること、試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントの存在または非存在を決定すること、試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーの存在または非存在を決定すること、および少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在する場合、または少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合、または少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在しかつ少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合に、個体におけるLBDに対する易罹患性を診断することを含む。別の実施形態では、LBDは、骨粗鬆症または骨減少症である。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントは、HLA、ラミニン、プレキシンもしくはNLRファミリーの遺伝子座、またはそれらの組合せに存在する。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントは、配列番号14および/または配列番号15である。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーは、抗Cbir1、ASCAおよび抗I2からなる群より選択される。別の実施形態では、IBDは肛門周囲疾患である。
他の実施形態には、炎症性腸疾患(IBD)を有する個体において低骨密度(LBD)を処置する方法が含まれ、この方法は、個体から試料を得ること、試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントの存在または非存在を決定すること、試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーの存在または非存在を決定すること、および少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在する場合、または少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合、または少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在しかつ少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合に、個体においてLBDを処置することを含む。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントは、配列番号14および/または配列番号15である。別の実施形態では、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーは、抗Cbir1、ASCAおよび抗I2からなる群より選択される。
本発明の他の特徴および利点は、例として本発明の種々の実施形態を示す添付の図面と合わせて、以下の詳細な説明から明らかとなる。
図1は、実施されたGWASから肉芽腫と関連するとされた、種々の列挙したSNPの上位ヒットおよび対応する対立遺伝子を示す図である。 図2は、実施されたGWASから肉芽腫と関連するとされた、種々の列挙したSNPの上位ヒットおよび対応する対立遺伝子を示す図である。
発明の説明
本明細書中で引用された全ての参照文献は、完全に示されているかのように、その全体が参照により援用される。特に定義しない限り、本明細書中で使用される技術用語および科学用語は、発明が属する分野の当業者によって一般に理解される意味と同じ意味を有する。Singletonら、Dictionary of Microbiology and Molecular Biology 第3版、J. Wiley & Sons (New York、NY 2001年);March, Advanced Organic Chemistry Reactions, Mechanisms and Structure 第5版、J. Wiley & Sons (New York、NY 2001年);ならびにSambrookおよびRussel、Molecular Cloning: A Laboratory Manual 第3版、Cold Spring Harbor Laboratory Press (Cold Spring Harbor、NY 2001年)は、本出願において使用される多くの用語の一般的ガイドを当業者に提供する。
当業者は、本発明の実施において使用され得る、本明細書中に記載されたものと類似または均等な多くの方法および材料を認識する。実際、本発明は、記載された方法および材料に決して限定されない。
「IBD」は、本明細書中で使用する場合、炎症性腸疾患の略称である。
「CD」は、本明細書中で使用する場合、クローン病の略称である。
「SNP」は、本明細書中で使用する場合、一塩基多型の略称である。
当業者が容易に理解するように、多くの配列がまた、本明細書中で言及される種々のSNPまたは遺伝的バリアントを得るために使用され得、これらのバリアントは、本明細書中に提供された特定の配列または登録番号に限定されない。SNP rs13148469、rs2050719、rs7760387、rs9399527、rs9784771、rs282792の例は、それぞれ配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5および配列番号6として本明細書中に提供される。同様に、SNP rs10440086、rs1352851、rs13148469、rs282792、rs443394、rs8091293およびrs10514090の例は、それぞれ配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12および配列番号13として本明細書中に提供される。
本明細書中で言及する低骨密度研究によれば、SNP rs11576349およびrs4954555の例は、それぞれ配列番号14および配列番号15として本明細書中に提供される。
本明細書中で使用する場合、用語「生物学的試料」は、核酸分子が調製され得る任意の生物学的材料を意味する。非限定的な例として、材料という用語には、全血、血漿、唾液、頬スワブ、または核酸を含む他の体液もしくは組織が包含される。
本明細書中で開示されるように、本発明者らは、クローン病(CD)における肉芽腫形成に関連する臨床的、血清学的および遺伝的な因子を同定した。1人の外科医による疾患関連の外科的切除を受けた、CDを有する患者371人を、試験に含めた。外科的試料を、肉芽腫の存在または非存在について具体的に調べた。患者の人口統計学的特徴および臨床的特徴を、カルテ審査によって収集し、IBDに関連する血清学(ASCA、抗I2、抗OmpC、CBirlおよびANCA)および遺伝的分析のために試料を採取した。Illumina技術を使用して、ゲノムワイドな分析を実施した。関連性について標準的な統計的試験を使用し、遺伝的関連性を、ゲノムワイドなレベルで、ならびに公知のIBDおよびハンセン病易罹患性座に対しての両方で評価した。
本明細書中でさらに開示するように、CDの外科的試料の34.7%は肉芽腫を含んでいたことが見出された。肉芽腫は、CD疾患挙動とは関連していなかった。高いASCA力価は、肉芽腫の存在と関連していた(p=0.02)。肉芽腫を有する患者は、手術の時点ではより若く(29.9歳対37.6歳、p=5×10−7)、喫煙経験のある者はかなり少ないようであった(12%対32%、p=7×10−5)。14個の一塩基多型(SNP)が、ゲノムワイドなレベルで名目上の関連性のレベルで、肉芽腫と関連していた(p<0.00005)。これらには、狭窄性クローン病の病因に関与しているTGFb3、および経口摂取によって調節され、上昇したボディマス指数と関連するFTOに隣接するSNPが含まれる。最も強い関連性は、CD病因に関与するケモカインであるCX3CL1の転写を調節することが示されたコア概日性遺伝子NPAS2(p=1×10−6)との関連性であった。公知のIBD関連座のうち、以下を含めて7つが肉芽腫形成と関連していた(p<0.05):肉芽腫形成過敏性肺臓炎とも関連しているMUC1(KL−6);腸における公知の免疫調節機能を有するIL10;ならびに抗原提示に関連するLRAPおよびロイシンリッチリピート(rpeat)キナーゼ遺伝子LRRK2。1つのTNFSF15 SNPが、肉芽腫の存在と関連する傾向を示したが(P=0.066)、TNFSF15が別の肉芽腫性状態であるハンセン病と関連しているという最近の報告が特に興味深い。(LRRK2およびTNFSF15に加えて)公知のハンセン病座のうち、本発明者らは、肉芽腫性CDとの関連性およびチトクロムP−450クラスターにまたがるSNPを同定した。したがって、本発明者らは、ハンセン病に関連する多数の遺伝子を含め、このサブセットのCDの病因における独自の経路を示唆する、CDにおける肉芽腫の存在との、推定の遺伝的および人口統計学的な関連性を実証した。
一実施形態では、本発明は、個体から試料を得ること、および試料をアッセイして1つまたはより多くの遺伝的リスクバリアントおよび/またはリスク血清学的マーカーの存在および非存在を決定することにより、個体におけるクローン病のサブグループに対する易罹患性を診断する方法を提供し、ここで、1つまたはより多くの遺伝的リスクバリアントおよび/またはリスク血清学的マーカーの存在は、クローン病のサブグループに対する易罹患性を示す。別の実施形態では、クローン病のサブグループは、肉芽腫の症状発現を特徴とする。別の実施形態では、1つまたはより多くの遺伝的リスクバリアントは、TGFb3、FTO、NPAS2、MUC1、IL10、LRAP、LRRK2、TNFSF15および/またはチトクロムp450クラスターの遺伝子座に存在する。別の実施形態では、1つまたはより多くのリスク血清学的マーカーには、健康な被験体と比較して高い発現レベルのASCAが含まれる。
一実施形態では、本発明は、肉芽腫に関連する1つまたはより多くの遺伝的リスクバリアントの存在を決定することおよび個体を処置することにより、個体においてクローン病を処置する方法を提供する。
本明細書中で開示するように、本発明者らは、骨密度研究によって、以前にゲノムワイドな関連性研究およびIBD関連の血清学が実施された333人のIBD被験体を同定した。年齢、性別、民族性、疾患分布、手術および喫煙歴についてのデータは、カルテ審査から得た。骨粗鬆症、骨減少症および正常骨密度(NBD)は、DEXAスキャンに基づいてWHOの基準によって規定された。臨床的特徴、遺伝的マーカーおよび血清学間の関連性について、標準的な試験を使用した。IBD関連の血清学(ASCA、OmpC、I2、CBir−1およびANCA)はELISAによって取得し、四分位にまとめた。Illumina技術を使用して遺伝的データを生成した。
本明細書中でさらに開示するように、333人のIBD研究被験体のうち、本発明者らは、252症例の低骨密度(LBD)および81症例のNBDを同定した。疾患位置は、全体としてはLBDと関連していなかったが、肛門周囲疾患は骨粗鬆症と関連していた(P=0.021)。手術を要する小腸疾患は、LBD(P=0.022)、骨減少症(P=0.041)および骨粗鬆症(P=0.05)と関連していた。喫煙は、骨密度とは関連していなかった。平均および中央値の抗I2力価は、LBD(P=0.023)および骨粗鬆症(P=0.006)と関連していた。四分位分析では、抗CBir1力価は、LBD(P=0.036)および骨粗鬆症(P=0.0006)と関連していた;さらに、ASCAは骨粗鬆症(P=0.03)と関連していた。38個の遺伝子座が、HLAにおける複数の一塩基多型(SNP)(P=1.37×10−7)ならびに細胞接着に関与する遺伝子(ラミニン、P=4.41×10−5)および自然免疫に関与する遺伝子(プレキシン、P=9.02×10−7;NLRファミリー、P=7.39×10−6)を含めて、名目レベルのゲノムワイドの有意性(P<5×10−5)を達成した。ステップワイズ線形回帰を実施したところ、2つのSNP(rs11576349およびrs4954555)以外は全てこのモデルの範囲外となった。これら2つのSNPは、独立してLBDと関与しており(2.41×10−5および1.07×10−5)、また合わせて、この2 SNPモデルはLBDと高度に関連しており(p値線形回帰1.8×10−9)、12.6の分散を説明した。肛門周囲疾患は骨粗鬆症と関連しており;さらに、手術を要する小腸疾患はLBDのリスクを増加させる。抗I2、抗CBir1およびASCAは、LBDおよび/または骨粗鬆症のリスクの増加と関連している。HLA、ラミニンおよびプレキシンを含む遺伝子はLBDに関連している。したがって、これらのリスク因子を有する患者は、骨粗鬆症についてのより積極的なスクリーニングおよび処置から利益を得ることができる。
一実施形態では、本発明は、個体から試料を得ること、試料をアッセイして1つまたはより多くのリスク因子および/またはリスク血清学的マーカーの存在または非存在を決定することにより、個体において低骨密度を特徴とする状態に対する易罹患性を診断する方法を提供し、1つまたはより多くの遺伝的リスク因子および/またはリスク血清学的マーカーの存在は、個体において低骨密度を特徴とする状態に対する易罹患性を示す。別の実施形態では、個体は、炎症性腸疾患(IBD)を有すると診断されている。別の実施形態では、1つまたはより多くのリスク因子には、HLA、ラミニンおよび/またはプレキシンの遺伝子座における遺伝的リスクバリアントが含まれる。別の実施形態では、肛門周囲疾患の存在は、骨粗鬆症のリスクの増加と関連している。別の実施形態では、手術を要する小腸疾患の存在は、LBD、骨減少症および/または骨粗鬆症に対する易罹患性のリスクの増加と関連している。別の実施形態では、1つまたはより多くのリスク血清学的マーカーには、I2、Cbir1および/またはASCAが含まれる。
一実施形態では、本発明は、1つまたはより多くのリスク因子および/または血清学的マーカーの存在を決定すること、ならびに個体を処置することにより、個体において低骨密度を特徴とする状態を処置する方法を提供する。
種々の方法が、バリアント対立遺伝子またはハプロタイプの存在または非存在を決定するために使用され得る。一例として、個体由来の核酸の酵素的増幅が、引き続く分析のための核酸を得るために使用され得る。バリアント対立遺伝子またはハプロタイプの存在または非存在は、酵素的増幅なしに個体の核酸から直接決定することもできる。
個体由来の核酸の分析は、増幅されていてもいなくても、任意の種々の技術を使用して実施され得る。有用な技術には、ポリメラーゼ連鎖反応に基づく分析、配列分析および電気泳動分析が含まれるが、これらに限定されない。本明細書中で使用する場合、用語「核酸」は、例えば、ゲノムDNA、cDNAおよびmRNAを含む一本鎖または二本鎖のDNA分子またはRNA分子などのポリヌクレオチドを意味する。核酸という用語は、天然起源および合成起源の両方の核酸分子、ならびにネイティブ核酸分子のセンス鎖もしくはアンチセンス鎖のいずれかまたはその両方を示す、直鎖状、環状または分枝鎖状の立体配置の分子を包含する。
バリアント対立遺伝子またはハプロタイプの存在または非存在は、ポリメラーゼ連鎖反応による個体の核酸の増幅を含み得る。核酸の増幅のためのポリメラーゼ連鎖反応の使用は、当該分野で周知である(例えば、Mullisら(編)、The Polymerase Chain Reaction、Birkhauser、Boston、(1994年)を参照のこと)。
Applied Biosystemsから入手可能なTaqmanB対立遺伝子識別アッセイは、バリアント対立遺伝子の存在または非存在を決定するために有用であり得る。TaqmanB対立遺伝子識別アッセイでは、各対立遺伝子に対する特異的な蛍光性の色素標識プローブを構築する。これらのプローブは、各対立遺伝子の増幅を区別する、FAMおよびVICTMなどの異なる蛍光レポーター色素を含む。さらに、各プローブは、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)による蛍光を消光する消光剤色素を一方の端に有する。PCRの間、各プローブは、個体由来の核酸中の相補的配列に特異的にアニーリングする。Taqポリメラーゼの5’ヌクレアーゼ活性が、対立遺伝子にハイブリダイズするプローブのみを切断するために使用される。切断により、消光剤色素からレポーター色素が分離され、レポーター色素による蛍光の増加が生じる。したがって、PCR増幅によって生成された蛍光シグナルは、どの対立遺伝子がその試料中に存在するかを示す。プローブと対立遺伝子との間のミスマッチは、プローブハイブリダイゼーションおよびTaqポリメラーゼによる切断の両方の効率を低下させ、蛍光シグナルを殆ど生じさせないか全く生じさせない。対立遺伝子識別アッセイにおける特異性の改善は、例えばKutyavinら、「3'-minor groove binder-DNA probes increase sequence specificity at PCR extension temperature」、Nucleic Acids Research 28巻:655〜661頁(2000年))中に記載されているように、DNAプローブにDNA副溝(minor grove)バインダー(MGB)基をコンジュゲートすることによって達成され得る。副溝バインダーとしては、ジヒドロシクロピロロインドールトリペプチド(dihydrocyclopyrroloindole tripeptide)(DPI)などの化合物が挙げられるが、それらに限定されない。
配列分析もまた、バリアント対立遺伝子またはハプロタイプの存在または非存在を決定するために有用であり得る。
制限断片長多型(RFLP)分析もまた、特定の対立遺伝子の存在または非存在を決定するために有用であり得る(Jarchoら、Dracopoliら、Current Protocols in Human Genetics 2.7.1〜2.7.5頁、John Wiley & Sons、New York中;Innisら、(編)、PCR Protocols、San Diego: Academic Press, Inc.(1990年))。本明細書中で使用する場合、制限断片長多型分析は、核酸の分解を触媒し、特定の塩基配列、一般にはパリンドロームまたは逆方向反復を認識するエンドヌクレアーゼである制限酵素を使用して遺伝的多型を識別するための任意の方法である。当業者は、RFLP分析の使用が、多型部位において2つの対立遺伝子を区別できる酵素に依存することを理解している。
対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーションは、疾患素因対立遺伝子(disease-predisposing allele)を検出するためにも使用し得る。対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーションは、例えば疾患素因対立遺伝子を包含する配列に対して完全に相補的な配列を有する、標識したオリゴヌクレオチドプローブの使用に基づいている。適切な条件下で、対立遺伝子特異的プローブは、疾患素因対立遺伝子を含む核酸にはハイブリダイズするが、プローブと比較して1つまたはより多くのヌクレオチドミスマッチを有する1つまたはより多くの他の対立遺伝子とはハイブリダイズしない。所望の場合、代替の対立遺伝子と一致する第二の対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドプローブもまた使用され得る。同様に、対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチド増幅の技術が、疾患素因対立遺伝子のヌクレオチド配列に対して完全に相補的であるが他の対立遺伝子と比較して1つまたはより多くのミスマッチを有する対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドプライマーを使用して、例えば、疾患素因対立遺伝子を選択的に増幅するために使用され得る(Mullisら、前出、(1994年))。当業者は、疾患素因対立遺伝子と1つまたはより多くの他の対立遺伝子とを識別する1つまたはより多くのヌクレオチドミスマッチが、対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーションにおいて使用される対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドプライマーの中心に位置することが好ましいことを理解している。対照的に、PCR増幅において使用される対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドプライマーは、プライマーの3’末端に、疾患関連対立遺伝子と他の対立遺伝子とを識別する1つまたはより多くのヌクレオチドミスマッチを含むことが好ましい。
ヘテロ二重鎖移動度アッセイ(HMA)は、SNPまたはハプロタイプを検出するために使用され得る別の周知のアッセイである。ミスマッチを含むDNA二重鎖は、完全に塩基対合した二重鎖の移動度と比較して、ポリアクリルアミドゲルでの移動度が低下しているので、HMAは多型配列の存在を検出するために有用である(Delwartら、Science 262巻:1257〜1261頁(1993年);Whiteら、Genomics 12巻:301〜306頁(1992年))。
一本鎖高次構造多型(SSCP)の技術もまた、SNPおよび/またはハプロタイプの存在または非存在を検出するために使用され得る(Hayashi, K.、Methods Applic. 1巻:34〜38頁(1991年)を参照のこと)。この技術は、非変性ゲル電気泳動の際に変更された電気泳動移動度を生じる、一本鎖DNAの二次構造における差異に基づいて変異を検出するために使用され得る。多型断片は、公知の対立遺伝子を含む対応する標準断片に対して、試験断片の電気泳動パターンを比較することによって検出される。
変性勾配ゲル電気泳動(DGGE)もまた、SNPおよび/またはハプロタイプを検出するために使用され得る。DGGEでは、二本鎖DNAが、漸増濃度の変性剤を含むゲル中で電気泳動され;ミスマッチした対立遺伝子から構成される二本鎖断片は、より迅速に融解するセグメントを有し、かかる断片を、完全に相補的な配列と比較して異なって移動させる(Sheffieldら、「Identifying DNA Polymorphisms by Denaturing Gradient Gel Electrophoresis」、Innisら、前出、1990年中)。
SNPおよび/またはハプロタイプの存在または非存在を決定するために有用な他の分子方法は、当該分野で公知であり、本発明の方法において有用である。SNPおよび/またはハプロタイプの存在または非存在を決定するための他の周知のアプローチには、自動化配列決定およびRNAaseミスマッチ技術が含まれる(Winterら、Proc. Natl. Acad. Sci. 82巻:7575〜7579頁(1985年))。さらに、当業者は、複数の対立遺伝子またはハプロタイプの存在または非存在を決定する場合、個々の対立遺伝子が、分子方法の任意の組合せによって検出され得ることを理解している。一般には、Birrenら(編) Genome Analysis: A Laboratory Manual 第1巻 (Analyzing DNA) New York、Cold Spring Harbor Laboratory Press (1997年)を参照のこと。さらに、当業者は、複数の対立遺伝子が、個々の反応においてまたは単一の反応において検出され得ることを理解している(「多重」アッセイ)。上記を考慮すると、当業者は、個体におけるCDに対する易罹患性または保護を診断または予測するための本発明の方法が、上記周知のアッセイまたは別の当該分野で認識された遺伝的アッセイのうちの1つまたはそれらの任意の組合せを使用して実施され得ることを認識している。
当業者は、本発明の実施において使用され得る、本明細書中に記載されたものと類似または均等な多くの方法および材料を認識するであろう。実際、本発明は、記載された方法および材料に決して限定されない。本発明の目的のために、以下の用語を以下のように定義する。
以下の実施例は、特許請求した本発明をより良く説明するために提供されるのであって、本発明の範囲を限定すると解釈すべきではない。特定の材料が言及される範囲において、単に例示を目的とし、本発明を限定する意図はない。当業者は、創作能力を行使することなく、また本発明の範囲から逸脱することもなく、均等な手段または反応物を開発し得る。
(実施例1−肉芽腫)
本発明者らは、クローン病(CD)における肉芽腫形成に関連する臨床的、血清学的および遺伝的な因子を同定した。1人の外科医による疾患関連の外科的切除を受けた、CDを有する患者371人を、試験に含めた。外科的試料を肉芽腫の存在または非存在について具体的に調べた。患者の人口統計学的特徴および臨床的特徴を、カルテ審査によって収集し、IBDに関連する血清学(ASCA、抗I2、抗OmpC、CBirlおよびANCA)ならびに遺伝的分析のために試料を採取した。Illumina技術を使用して、ゲノムワイドな分析を実施した。関連性について標準的な統計的試験を使用し、遺伝的関連性を、ゲノムワイドなレベルで、ならびに公知のIBDおよびハンセン病易罹患性座の両方に対して評価した。
CDの外科的試料の34.7%は肉芽腫を含んでいたことが見出された。肉芽腫は、CD疾患挙動とは関連していなかった。高いASCA力価は、肉芽腫の存在と関連していた(p=0.02)。肉芽腫を有する患者は、手術の時点ではより若く(29.9歳対37.6歳、p=5×10−7)、喫煙経験のある者はかなり少なかったようであった(12%対32%、p=7×10−5)。14個の一塩基多型(SNP)が、ゲノムワイドなレベルで名目上の関連性のレベルで、肉芽腫と関連していた(p<0.00005)。これらには、狭窄性クローン病の病因に関与しているTGFb3、および経口摂取によって調節され、上昇したボディマス指数と関連するFTOに隣接するSNPが含まれる。最も強い関連性は、CD病因に関与するケモカインであるCX3CL1の転写を調節することが示されたコア概日性遺伝子NPAS2(p=1×10−6)との関連性であった。公知のIBD関連座のうち、以下を含めて7つが肉芽腫形成と関連していた(p<0.05):肉芽腫形成過敏性肺臓炎とも関連しているMUC1(KL−6);腸における既知の免疫調節機能を有するIL10;ならびに抗原提示に関連するLRAPおよびロイシンリッチリピートキナーゼ遺伝子LRRK2。1つのTNFSF15 SNPが、肉芽腫の存在と関連する傾向を示したが(P=0.066)、TNFSF15が別の肉芽腫性状態であるハンセン病と関連しているという最近の報告が特に興味深い。(LRRK2およびTNFSF15に加えて)公知のハンセン病座のうち、本発明者らは、肉芽腫性CDとの関連性およびチトクロムP−450クラスターにまたがるSNPを同定した。したがって、本発明者らは、ハンセン病に関連する多数の遺伝子を含め、このサブセットのCDの病因における独自の経路を示唆する、CDにおける肉芽腫の存在との、推定の遺伝的および人口統計学的な関連性を実証した。
(実施例2−低骨密度)
本発明者らは、骨密度研究によって、以前にゲノムワイドな関連性研究およびIBD関連の血清学が実施された333人のIBD被験体を同定した。年齢、性別、民族性、疾患分布、手術および喫煙歴についてのデータは、カルテ審査から得た。骨粗鬆症、骨減少症および正常骨密度(NBD)は、DEXAスキャンに基づいてWHOの基準によって規定された。臨床的特徴、遺伝的マーカーおよび血清学間の関連性について、標準的な試験を使用した。IBD関連の血清学(ASCA、OmpC、I2、CBir−1およびANCA)はELISAによって取得し、四分位にまとめた。Illumina技術を使用して遺伝的データを生成した。
333人のIBD研究被験体のうち、本発明者らは、252症例のLBDおよび81症例のNBDを同定した。疾患位置は、全体としてはLBDと関連していなかったが、肛門周囲疾患は骨粗鬆症と関連していた(P=0.021)。手術を要する小腸疾患は、LBD(P=0.022)、骨減少症(P=0.041)および骨粗鬆症(P=0.05)と関連していた。喫煙は、骨密度とは関連していなかった。平均および中央値の抗I2力価は、LBD(P=0.023)および骨粗鬆症(P=0.006)と関連していた。四分位分析では、抗CBir−1力価は、LBD(P=0.036)および骨粗鬆症(P=0.0006)と関連していた;さらに、ASCAは骨粗鬆症(P=0.03)と関連していた。38個の遺伝子座が、HLAにおける複数の一塩基多型(SNP)(P=1.37×10−7)ならびに細胞接着に関与する遺伝子(ラミニン、P=4.41×10−5)および自然免疫に関与する遺伝子(プレキシン、P=9.02×10−7;NLRファミリー、P=7.39×10−6)を含めて、名目レベルのゲノムワイドの有意性(P<5×10−5)を達成した。ステップワイズ線形回帰を実施したところ、2つのSNP(rs11576349およびrs4954555)以外は全てこのモデルの範囲外となった。これら2つのSNPは、独立してLBDと関与しており(2.41×10−5および1.07×10−5)、また合わせて、この2 SNPモデルはLBDと高度に関連しており(p値線形回帰1.8×10−9)、12.6の分散を説明した。肛門周囲疾患は骨粗鬆症と関連しており;さらに、手術を要する小腸疾患はLBDのリスクを増加させる。抗I2、抗CBir−1およびASCAは、LBDおよび/または骨粗鬆症のリスクの増加と関連している。HLA、ラミニンおよびプレキシンを含む遺伝子はLBDに関連している。したがって、これらのリスク因子を有する患者は、骨粗鬆症についてのより積極的なスクリーニングおよび処置から利益を得ることができる。
上記の説明は、本発明の特定の実施形態に言及しているが、本発明の精神から逸脱することなしに多数の改変がなされ得ることは、当業者に容易に明らかなはずである。したがって、本明細書中で開示した実施形態は、あらゆる点で例示であり、限定ではないとみなすべきである。
上記の種々の方法および技術は、本発明を実施するための多数の方法を提供する。当然、記載された全ての目的または利点が、本明細書中に記載された任意の特定の実施形態に従って達成され得る必要があるわけではないことを理解すべきである。したがって、例えば、本明細書中で教示または示唆され得る他の目的または利点を必ずしも達成することなしに、本明細書中に教示されたような1つの利点または一群の利点を達成または最適化する様式でこれらの方法が実施され得ることを、当業者は認識する。種々の有利な代替または不利な代替が、本明細書中で言及されている。いくつかの好ましい実施形態は、1つの、別の、またはいくつかの有利な特徴を具体的に含むが、他の実施形態は、1つの、別の、またはいくつかの不利な特徴を具体的に排除し、なお他の実施形態は、1つの、別の、またはいくつかの有利な特徴を含むことによって目下の不利な特徴を具体的に軽減することを、理解すべきである。
さらに、当業者は、異なる実施形態から種々の特徴の適用可能性を認識するであろう。同様に、上で考察された種々の要素、特徴およびステップ、ならびに各かかる要素、特徴またはステップに関する他の公知の均等物は、本明細書中に記載された原理に従って方法を実施するために、当業者によって混合および適合され得る。多様な実施形態において、種々の要素、特徴およびステップのうちのいくつかは具体的に含まれ、その他は具体的に排除される。
本発明を、特定の実施形態および実施例に関して開示してきたが、本発明の実施形態は、具体的に開示された実施形態を超えて、他の代替的な実施形態ならびに/またはその使用および改変物および均等物にまで及ぶことが、当業者に理解される。
多くのバリエーションおよび代替的要素が、本発明の実施形態において開示されている。なおさらなるバリエーションおよび代替的要素が、当業者に明らかとなる。これらのバリエーションではとりわけ、本発明の組成物の構成モジュールの選択、ならびに本発明によって診断、予後予測または処置され得る疾患および他の臨床状態であるが、これらに限定されない。本発明の種々の実施形態は、これらのバリエーションまたは要素のいずれかを具体的に含むかまたは排除することができる。
いくつかの実施形態では、本発明の特定の実施形態を説明し特許請求するために使用される、成分、特性、例えば濃度、反応条件などの量を表す数字は、ある場合には用語「約」によって修飾されたものであると理解すべきである。したがって、いくつかの実施形態では、記述された説明および添付の特許請求の範囲において示される数値パラメータは、特定の実施形態によって得ることが求められる所望の特性に依存して変動し得る近似値である。いくつかの実施形態では、数値パラメータは、報告された有効桁数を考慮して、通常の丸め技術を適用することによって、解釈すべきである。本発明のいくつかの実施形態の広い範囲を示す数値範囲およびパラメータが近似値であるとしても、特定の実施例において示された数値は、実施可能な程度に正確であると報告される。本発明のいくつかの実施形態において提示される数値は、そのそれぞれの試験測定において見出される標準偏差から生じる特定の誤差をやむを得ず含む場合がある。
いくつかの実施形態では、本発明の特定の実施形態を記載する文脈において(特に、特定の以下の特許請求の範囲の文脈において)使用される用語「1つの(「a」および「an」)」および「この(「the」)」ならびに同様の言及は、単数形および複数形の両方をカバーすると解釈され得る。本明細書中の値の範囲の列挙は、その範囲内に入る各個別の値を個々に言及する簡略方法として機能することを意図しているに過ぎない。本明細書中で特に示さない限り、各個々の値は、本明細書中で個々に列挙されたかのように、本明細書中に組み込まれる。本明細書中に記載される全ての方法は、本明細書中に特に示さない限り、または状況と明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施され得る。本明細書中の特定の実施形態に関して提供される任意のおよび全ての例、または例示的な語(例えば、「など」)の使用は、本発明をより良く説明することのみを意図したものであって、別のやり方で特許請求された本発明の範囲に対して限定を課すものではない。明細書中の語は、本発明の実施に必須な任意の特許請求されていない要素を示すと解釈すべきではない。
本明細書中に開示される本発明の代替的な要素または実施形態の群分けは、限定として解釈すべきではない。各群の成員は、個々に、あるいは本明細書中で見出される群の他の成員または他の要素との任意の組合せで、言及されおよび特許請求され得る。群の1つまたはより多くの成員は、便利さおよび/または特許性の理由のために、群中に含まれ得るか、または群から削除され得る。任意のかかる包含または削除が生じる場合、明細書は、改変されたとおりの、したがって、添付の特許請求の範囲において使用された全てのマーカッシュ群の記載要件を満たす群を含むと本明細書中でみなされる。
本発明者らが知る本発明を実施するための最良の形態を含めた本発明の好ましい実施形態が、本明細書中に記載される。好ましい実施形態に対するバリエーションは、上述の説明を読めば当業者に明らかとなる。当業者は、かかるバリエーションを適切に採用でき、本発明は、本明細書中に具体的に記載された方法以外の方法によって実施され得ることが企図される。したがって、多数の本発明の実施形態は、適用法が許容する限り、本明細書に添付された特許請求の範囲で列挙された主題の全ての改変物および均等物を含む。さらに、その全ての可能なバリエーションでの上記要素の任意の組合せは、本明細書中で特に示さない限り、または状況と明らかに矛盾しない限り、本発明によって包含される。
さらに、本明細書のいたるところで、特許および印刷された刊行物に対する多数の参照が行われている。上で引用した参考文献および印刷された刊行物の各々は、その全体が参照によって本明細書中に個々に援用される。
最後に、本明細書中に開示された本発明の実施形態は、本発明の原理の例示であることを理解すべきである。採用され得る他の改変は、本発明の範囲内であり得る。したがって、限定ではなく例として、本発明の代替的構成が、本明細書中の教示に従って利用され得る。したがって、本発明の実施形態は、示され記載されたものと正確に同じ実施形態に限定されない。

Claims (24)

  1. クローン病を有する個体における肉芽腫に対する易罹患性を診断する方法であって、
    (a)該個体から試料を得ること;
    (b)該試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントの存在または非存在を決定すること;
    (c)該試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーの存在または非存在を決定すること;および
    (d)該少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在する場合、または該少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合、または該少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在しかつ該少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合に、該個体における肉芽腫に対する易罹患性を診断すること
    を含む方法。
  2. 前記少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが、TGFb3、FTO、NPAS2、MUC1、IL10、LRAP、LRRK2、TNFSF15もしくはチトクロムP−450クラスターの遺伝子座、またはそれらの組合せに存在する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが、抗Cbir1、ANCA、ASCA、抗OmpCおよび抗I2からなる群より選択される、請求項1に記載の方法。
  4. 前記ASCAが高い力価で存在する、請求項3に記載の方法。
  5. 前記少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5および/または配列番号6を含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12および/または配列番号13を含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記クローン病が、小腸疾患表現型、侵襲性合併性表現型、内部穿通性疾患表現型、狭窄性疾患表現型、線維性狭窄疾患表現型、またはそれらの組合せと関連している、請求項1に記載の方法。
  8. 前記試料が、前記個体由来の核酸を含む、請求項1に記載の方法。
  9. クローン病を有する個体において肉芽腫を診断する方法であって、
    (a)該個体から試料を得ること;
    (b)該試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントの存在または非存在を決定すること;
    (c)該試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーの存在または非存在を決定すること;および
    (d)該少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在する場合、または該少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合、または該少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在しかつ該少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合に、該個体における肉芽腫を診断すること
    を含む方法。
  10. 前記少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが、TGFb3、FTO、NPAS2、MUC1、IL10、LRAP、LRRK2、TNFSF15、チトクロムP−450クラスターの遺伝子座、またはそれらの組合せに存在する、請求項9に記載の方法。
  11. 前記少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが、抗Cbir1、ANCA、ASCA、抗OmpCおよび抗I2からなる群より選択される、請求項9に記載の方法。
  12. 前記ASCAが高い力価で存在する、請求項11に記載の方法。
  13. 前記少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5および/または配列番号6を含む、請求項9に記載の方法。
  14. 前記少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12および/または配列番号13を含む、請求項9に記載の方法。
  15. 前記クローン病が、小腸疾患表現型、侵襲性合併性表現型、内部穿通性疾患表現型、狭窄性疾患表現型、線維性狭窄疾患表現型、またはそれらの組合せと関連している、請求項9に記載の方法。
  16. 炎症性腸疾患(IBD)を有する個体における低骨密度(LBD)に対する易罹患性を診断する方法であって、
    (a)該個体から試料を得ること;
    (b)該試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントの存在または非存在を決定すること;
    (c)該試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーの存在または非存在を決定すること;および
    (d)該少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在する場合、または該少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合、または該少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在しかつ該少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合に、該個体におけるLBDに対する易罹患性を診断すること
    を含む方法。
  17. 前記LBDが、骨粗鬆症および/または骨減少症と関連している、請求項16に記載の方法。
  18. 前記少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが、HLA、ラミニン、プレキシン、NLRファミリーの遺伝子座、またはそれらの組合せに存在する、請求項16に記載の方法。
  19. 前記少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが、配列番号14および/または配列番号15である、請求項16に記載の方法。
  20. 前記少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが、抗Cbir1、ASCAおよび抗I2からなる群より選択される、請求項16に記載の方法。
  21. 前記IBDが肛門周囲疾患と関連している、請求項16に記載の方法。
  22. 炎症性腸疾患(IBD)を有する個体において低骨密度(LBD)を処置する方法であって、
    (a)該個体から試料を得ること;
    (b)該試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントの存在または非存在を決定すること;
    (c)該試料をアッセイして、少なくとも1つのリスク血清学的マーカーの存在または非存在を決定すること;および
    (d)該少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在する場合、または該少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合、または該少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが存在しかつ該少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが存在する場合に、該個体においてLBDを処置すること
    を含む方法。
  23. 前記少なくとも1つのリスク遺伝的バリアントが、配列番号14および/または配列番号15である、請求項22に記載の方法。
  24. 前記少なくとも1つのリスク血清学的マーカーが、抗Cbir1、ASCAおよび抗I2からなる群より選択される、請求項22に記載の方法。
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