티미딜레이트 신타제 유전자좌에서의 이종접합성 소실에기초하여 화학치료 요법을 결정하는 방법 document_id A220623012331

티미딜레이트 신타제(TS)는 2'-데옥시우리딜레이트 5,10-메틸렌테트라히드로폴레이트의 환원성 메틸화를 촉진하여 2'-티미딜레이트 및 디히드로폴레이트를 형성한다. 이는 DNA 생합성의 필수 단계이다. TS는 티민 염기의 유일한 데 노보(de novo) 공급원으로, 이의 반응이 DNA 합성의 속도 제어 단계 중 하나이기 때문에, TS 억제는 암 화학치료에 있어서 효과적인 접근법이었다(Danenberg, P.V., Biochim. Biophys. Acta, 473: 73-92, 1977). TS는 5-플루오로우라실(5-FU)에 대한 표적 효소로서, 약 50년간 다수의 암 치료를 위한 주요 약물 중의 하나였다. 5-FU는 5,10-메틸렌테트라히드로폴레이트, TS 및 5-플루오로-2'데옥시우리딜레이트 간의 안정한 삼성분 복합체, 즉 5-FU의 활성 대사산물을 형성하여 TS 억제를 통한 세포독성 효과를 나타낸다. 5-FU의 등장 이후, 다른 플루오로피리미딘계 치료(예, FUdR, UFT, S-1 및 카페시타빈) 뿐 아니라 폴레이트계 TS 억제제(예, 라티트렉시드, 페메트렉시드 및 놀라트렉시드)가 개발되었다. TS 발현의 상향 조절 및 세포내 TS 수준의 증가로 인해 세포가 TS 억제제에 대해 내성이 된다는 것이 시험관내 연구에서 나타났으며(Wang, W., et al., Cancer Res., 61: 55055510, 2001), 이는 종양 중 TS의 양이 TS를 표적으로 한 치료에 대한 반응의 예측자일 수 있다는 가능성을 준다. 실제로, 최근 연구에서 TS 발현이 종양 중에서 상당히 다양하며, 5-FU계 화학치료에 대한 다양한 종양의 감수성이 TS의 종양내 수준과 서로 관련이 있음을 밝혀냈다(Huang, C.L., et al., Irait. J. Oncol., 17: 47-54, 2000; Nishimura, R., et al., Anticancer Res., 19: 5621-5626, 1999; Salonga, D., et al., Clin. Cancer Res., 6: 1322-1327, 2000; Shirota, Y., et al., J. Clin. Oncol., 19: 4298-4304, 2001; Yeh, K. H., et al., Cancer, 82: 1626-1631, 1998). 또한, 종양 중 높은 TS 수준은 나쁜 예후와 관련이 있는 것으로 나타났다(Kralovanszky, J., et al., Oncology, 62: 167174, 2002; Nakagawa, T., et al., Lung Cancer, 35: 165-70, 2002). 생체내에서 TS 발현을 조절하는 기작은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 그러나, TS 프로모터에서 발생하는 다형성이 하나의 조절 인자를 구성할 수 있음이 제안되었다. TS 유전자는 5'-비번역 영역(5'-UTR)에서 연쇄 반복된(tandemly repeated) 독특한 28개의 염기쌍을 가지는 것으로 알려져 있고, 이 반복 횟수는 다양하다(Horie, N., et al., Cell Struct. Funct., 20: 191-197, 1995). 대부분의 개체는 이중 연쇄 반복(2R/2R), 삼중 반복(3R/3R) 또는 이종접합성(2R/3R) 유전자를 갖고 있지만, 일부 경우에서 고차 반복이 발견된다(Marsh, S., et al., Genomics, 58: 310-312, 1999). TS 인핸서 영역(TSER) 다형성은 인간 위장암에서의 TS 단백질 발현에 대한 부분적 결정자이다(Kawakami, K., et al., Anticancer Res., 19: 3249-3252, 1999, 본원에 그 전문이 참고 인용됨). 3R/3R 유전자형을 가진 암 조직은 2R/3R 유전자형에 비해 유의적으로 높은 TS 단백질 발현을 나타내며, 이는 시험관내 실험으로 확인되었다(Kawakami, K., et al., Clin. Cancer Res., 7: 4096-4101, 2001, 본원에 그 전문이 참고 인용됨). 5-FU-계 화학치료에서 TS 발현의 역할과 함께, TS 유전자형과 TS 발현 간의 관련성은, 연쇄 반복 횟수에 대한 TS 유전자형이 5-FU계 화학치료에 대한 적어도 부분적인 예측자일 수 있음을 제안한다. 실제, 다양한 최근의 임상 상관성 연구에서 상기 TSER의 TS 유전자형이 5-FU계 요법으로 치료받은 결장직장암 환자의 반응 및 생존율과 관련이 있다는 예비 증거를 얻었다(Iacopetta, B., et al., Br. J. Cancer, 85: 827-830, 2001; Marsh, S., et al., Int. J. Oncol., 19: 383-386, 2001; Pullarkat, S. et al., Pharmacogenomics J., 1, 65-70, 2001; Villafranca, E., et ql., J. Clin. Oncol., 19; 1779-1786, 2001). TSER 중 다양한 28개 염기쌍 연쇄 반복 서열의 존재가 최근 상당한 관심을 끌고 있는데, 이는 5-FU계 요법으로 치료받은 환자의 임상 결과를 어느 정도 예측할 수 있는 p53 돌연변이 외의 유일한 게놈 손상이기 때문이다. 최근에 행해진 모든 연구는 2R/2R 유전자형의 보유가 5-FU로 치료받은 환자의 3R/3R 유전자형보다 임상적으로 더 유리하다는 것을 꾸준하게 보여주고 있다(Iacopetta, B., et al., Br. J. Cancer, 85: 827-830, 2001; Pullarkat, S. T. et al., Pharmacogenomics J., 1, 65-70, 2001; Villafranca, E., et al., J. Clin. Oncol., 19; 1779-1786, 2001; Etienne MC, et al., J. Clin. Oncol. 20: 2832-43, 2002). 종양 반응 결정자일 수 있는 TS 다형성의 발견은 상당한 관심거리인데, 그 이유는 종양 반응의 예측이 쉽게 입수할 수 있는 정상 조직(예, 말초 혈액 세포)의 분석으로 수행될 수 있는 가능성 때문이다. 이러한 예측은 정상 조직의 유전자형이 암 조직의 유전자형과 동일할 것이라는 추측을 기반으로 한다. 그러나, 최근 이러한 추측이 TS 유전자형의 경우 항상 옳지 않다는 증거가 나왔다. 정상 조직에서 이종접합성일 경우 종양의 TS 유전자형의 변형을 유도하는 LOH가 높은 빈도로 암 조직의 TS 유전자좌에서 발견되었다(Kawakami K, et al., Jpn J Cancer Res. 93: 1221-1228, 2002; Zinzindohoue F, et al., J. Clin. Oncol. 19 : 3442, 2001). 즉, 정상 조직에서 이종접합성 2R/3R 유전자형을 가진 개체에서의 LOH 발생은 2R/소실(loss) 또는 3R/소실 TSER 유전자형을 가진 종양을 발생시킬 것이다. 따라서, 이종접합성이고 종양 조직의 TS 유전자좌에서 LOH를 가진 환자는 LOH 발생 도중 어떤 대립유전자가 결실되는지에 따라 화학치료로부터 상당히 다른 결과를 겪을 수 있다. 따라서, 치료를 시작하기 전, 다양한 화학치료 요법에 대한 반응을 예측할 방법에 대한 요구가 있다. 정확한 예측은 의사가 소정의 화학치료 요법으로 진행할지 또는 대안 화학치료 요법을 시도할지를 결정할 수 있게 해 줄 것이다. 역 부작용은 대부분의 화학치료 요법에서 일반적이기 때문에, 불필요하거나 성공적이지 않은 임의의 치료를 피하기 위해 화학치료제에 대한 종양 반응을 예측할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 의사가 치료에 대한 반응을 예측할 수 있다면, 실패할 수도 있는 치료로 인한 시간 낭비를 막을 수 있고, 대신 의사가 가능성 있는 치료에 더 집중할 수 있게 할 것이다. 치료에 대한 반응의 예측 방법은 단순한 시행착오 접근이 아니라 요법을 선택하는 가이드라인을 의사에게 제공한다. 발명의 개요 본 발명은 암 조직 내 티미딜레이트 신타제 유전자좌에서의 이종접합성 소실(loss of heterozygosity)에 기초하여 화학치료 요법에 대한 반응을 예측하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 환자의 티미딜레이트 신타제에 대한 정상 조직 유전자형을 결정하는 단계; 상기 환자의 티미딜레이트 신타제에 대한 종양 조직 유전자형을 결정하는 단계; 정상 조직 유전자형과 종양 조직 유전자형을 비교하는 단계; 상기 유전자형의 비교 결과에 기초하여 티미딜레이트 신타제 유전자좌에서의 이종접합성 소실이 종양 조직 내에서 발생하였는지를 결정하는 단계; 및 종양 샘플에서의 이종접합성 소실에 기초하여 화학치료 요법에 대한 반응을 예측하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 화학치료 요법에 대한 환자의 반응(약물 독성 반응에서와 같은 반응)을 예측하기 위해 정상 조직의 유전자형을 사용하는 것을 포함한다. 반응의 예측을 돕기 위해, 본 발명은 환자 데이터(예, 데이터베이스)의 수집을 포함하는데, 이는 비제한적으로 정상 조직 및 암 조직 유전자형, 치료 중인 암, 투여된 화학치료 요법, 환자의 반응, 즉 종양 크기 감소, 존재할 경우, 종양 성장, 전이 증가, 환자 생존율, 화학치료 투여량, 독성 데이터, 환자 수명 등과 같은 환자 데이터를 참조한다. 이 데이터베이스는 환자의 인자와, 이 환자와 유사한 인자를 가진 이전의 환자를 비교(예, 정상 조직 및 암 조직 유전자형, 화학치료 요법 및 치료 결과)함으로써 이 환자의 반응을 예측하는 것을 도울 것이다. 반응의 예측 뿐 아니라 데이터베이스 구축 모두에서, 조직 유전자형을 결정하기 위해 새롭거나 보존된 조직을 사용할 수 있다.