CN107923918A - 用于开发个性化药物治疗计划和基于蛋白质组谱的靶向药物开发的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开发用于受试者的疾病或病状的定制疗法。具体地说，本发明涉及用于鉴定、调节和监测患有疾病或病状的个体中的药物靶标的基于适体的组合物和方法，以及用于鉴定和选择用于药物开发的蛋白质靶标的其它组合物和方法。

Description

用于开发个性化药物治疗计划和基于蛋白质组谱的靶向药物 开发的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年9月9日提交的美国临时申请号62/215,852的优先权权益，所述美国临时申请出于任何目的以引用的方式整体并入本文。

领域

本发明涉及开发用于受试者的疾病或病状的定制疗法。具体地说，本发明涉及用于鉴定、调节和监测患有疾病或病状的个体中的药物靶标的基于适体的组合物和方法，以及用于鉴定和选择用于药物开发的蛋白质靶标的其它组合物和方法。

背景

致癌基因已成为了解癌症生物学的核心概念，并可为治疗药物提供有价值的靶标。在包括淋巴瘤和白血病的许多类型的人肿瘤中，致癌基因过度表达并可能与致肿瘤性相关(Tsujimoto等人,Science 228:1440-1443[1985])。例如，已经在具有t(14；18)染色体易位的所有淋巴瘤中发现了高水平的人bcl-2基因表达，包括大多数滤泡B细胞淋巴瘤和许多大细胞非霍奇金淋巴瘤。在某些不具有t(14；18)染色体翻译的白血病中也发现了高水平的bcl-2基因表达，包括大多数慢性淋巴细胞性白血病急性、许多前B细胞类型的淋巴细胞性白血病、成神经细胞瘤、鼻咽癌以及许多***癌、乳腺癌和结肠腺癌。(Reed等人,Cancer Res.51:6529[1991]；Yunis等人,New England J.Med.320:1047；Campos等人,Blood 81:3091-3096[1993]；McDonnell等人,Cancer Res.52:6940-6944[1992)；Lu等人,Int.J.Cancer 53:29-35[1993]；Bonner等人,Lab Invest.68:43A[1993]。其它致癌基因包括TGF-.α.、c-ki-ras、ras、her-2和c-myc。

包括致癌基因表达的基因表达可被干扰启动子功能的分子抑制。因此，可通过单链寡核苷酸来抑制致癌基因的表达。

癌症治疗通常包括化学治疗剂和常常放射疗法。然而，在许多情况下，当前治疗并不有效或不能治愈癌症。因此，需要更有效的癌症治疗。

例如，在工业化国家，肺癌仍然是癌症死亡的主要原因。大约75％的肺癌病例被归类为非小细胞肺癌(例如腺癌)，并且另外25％是小细胞肺癌。基于疾病的扩散，肺癌的特征在于若干分期。在I期癌症中，肿瘤仅在肺中并被正常组织包围。在II期癌症中，癌症已经扩散至附近的***。在III期，癌症已经扩散至肺附近的胸壁或横膈膜，或扩散至纵隔膜(隔开两肺的区域)中的***，或扩散至胸部另一侧或颈部的***。此阶段被分成通常可动手术的IIIA期和通常不能经受手术的IIIB期。在IV期，癌症已经扩散至身体的其它部位。

大多数非小细胞肺癌(NSCLC)患者存在晚期疾病，并且尽管最近在多模态治疗中取得了进展，但总体十年存活率仍然不佳(8％-10％)(Fry等人,Cancer 86:1867[1999])。然而，相当少数的患有NSCLC的患者(大约25％-30％)具有病理性I期疾病且通常仅用手术治疗。虽然已知35％-50％的I期疾病患者将在五年内复发(Williams等人,Thorac.Cardiovasc.Surg.82:70[1981]；Pairolero等人,Ann,Thorac.Surg.38:331[1984])，但是目前还不能鉴定哪些特定患者处于复发的高风险。

腺癌目前是NSCLC的主要组织学亚型(Fry等人,同上；Kaisermann等人,BrazilOncol.Rep.8:189[2001]；Roggli等人,Hum.Pathol.16:569[1985])。虽然原发性肺癌的组织病理学评估可粗略地分级患者，但仍然迫切需要通过其它手段来鉴定处于复发或转移性疾病的高风险的那些患者。先前研究已经鉴定了一些影响NSCLC患者的存活的术前变量(Gail等人,Cancer 54:1802 1984]；Takise等人,Cancer 61:2083[1988]；Ichinose等人,J.Thorac.Cardiovasc.Surg.106:90[1993]；Harpole等人,Cancer Res.55:1995])。据报道，肿瘤大小、血管侵入、低分化、高肿瘤增殖指数以及包括K-ras(Rodenhuis等人,N.Engl.J.Med.317:929[1987]；Slebos等人,N.Engl.J.Med.323:561[1990])和p53(Harpole等人,同上；Horio等人,Cancer Res.53:1[1993])突变的若干遗传改变作为预后指标。

肿瘤分期是患者存活的重要预测指标，然而，结果的多变性不能单独通过分期来解释，正如对于具有65％-70％五年存活的I期肺腺癌所观察到的(Williams等人,同上；Pairolero等人,同上)。用于I期疾病患者的当前治疗通常包括手术切除和无额外治疗(Williams等人,同上；Pairolero等人,同上)。在I期疾病患者中鉴定高危人群将导致考虑对这一高危人群进行额外的治疗干预，以及产生这些患者的提高的存活。

需要额外的诊断和治疗选择，特别是针对患者的肿瘤定制的治疗。

概述

本发明涉及定制的癌症疗法。具体地说，本发明涉及用于鉴定、调节和监测个体癌症的药物靶标的基于适体的组合物和方法。

例如，在一些实施方案中，本公开提供一种用于鉴定蛋白质靶标的方法，所述方法包括：a)测定来自被诊断患有疾病的受试者的生物样品以鉴定一种或多种蛋白质相对于参考样品中所述蛋白质水平的改变的水平；以及b)鉴定靶向所述表达改变的蛋白质中的一种或多种的一种或多种治疗。本公开不限于特定的蛋白质靶标。在一些实施方案中，通过筛选样品的蛋白质表达水平并将所述水平与正常(例如无疾病)组织(例如使用本文所述的适体技术)进行比较来鉴定靶标。本发明不受(例如，使用本文所述的适体技术)鉴定的靶标限制。在一些实施方案中，所述蛋白质选自例如表6和7中所示的那些或AGER、THBS2、CA3、MMP12、PIGR、DCN、PGAM1、CD36、FABP、ACP5、CCDC80、PPBP、LYVE1、STC1、SPON1、IL17RC、MMP1、CA1、SERPINC1、TPSB2、CKB/CKBM、NAMPT/PBEF、PPBP/CTAPIII、F9、DCTPP1、F5、SPOCK2、CAT、PF4、MDK、BGN、CKM、POSTN、PGLYRP1或CXCL12。在一些实施方案中，参考样品是来自受试者的正常组织的样品或正常组织的群体平均值。在一些实施方案中，所述蛋白质的水平改变至少2倍(例如，至少4倍、至少5倍、至少10倍、至少15倍、至少20倍、至少25倍、至少30倍、至少40倍、至少50倍、至少60倍、至少70倍、至少80倍、至少90倍、至少100倍或更高)。在一些实施方案中，所述蛋白质的水平改变至少0.5倍至0.01倍(或0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01倍)。在一些实施方案中，所述方法还包括向所述受试者施用所述一种或多种治疗的步骤。在一些实施方案中，所述方法还包括确定所述蛋白质中突变的存在的步骤。在一些实施方案中，所述疾病是例如癌症(例如白血病、淋巴瘤、***癌、肺癌、乳腺癌、肝癌、结肠直肠癌、肾癌等)、代谢病症、炎性疾病或传染性疾病。在一些实施方案中，所述生物样品选自例如组织、全血、白细胞、外周血单核细胞、血沉棕黄层、血浆、血清、痰、眼泪、粘液、洗鼻液、鼻抽吸物、呼吸、尿、***、唾液、腹膜冲洗物、腹水、囊液、脑膜液、羊水、腺液、胰液、淋巴液、胸膜液、细胞学液、***抽吸液、支气管抽吸物、支气管刷检物、滑液、关节抽吸液、器官分泌物、细胞、细胞提取物或脑脊髓液。在一些实施方案中，所述药物是例如本文所述的那些。在一些实施方案中，所述测定包括使样品与对所述蛋白质有特异性的多种适体接触。

其它实施方案提供一种用于确定治疗行动过程的方法，所述方法包括：a)测定来自被诊断患有癌症(例如肺癌)的受试者的组织样品，以鉴定选自例如以下各项的一种或多种蛋白质的水平相对于正常组织(例如正常肺组织)中所述蛋白质的改变的水平：AGER、THBS2、CA3、MMP12、PIGR、DCN、PGAM1、CD36、FABP、ACP5、CCDC80、PPBP、LYVE1、STC1、SPON1、IL17RC、MMP1、CA1、SERPINC1、TPSB2、CKB/CKBM、NAMPT/PBEF、PPBP/CTAPIII、F9、DCTPP1、F5、SPOCK2、CAT、PF4、MDK、BGN、CKM、POSTN、PGLYRP1、CXCL12或者表6或7中所示的蛋白质；以及b)施用靶向所述表达改变的蛋白质中的一种或多种的一种或多种治疗。

另外的实施方案提供一种用于治疗疾病的方法，所述方法包括：a)测定来自被诊断患有疾病的受试者的生物样品以鉴定一种或多种蛋白质相对于参考样品中所述蛋白质水平的改变的水平；以及b)向所述受试者施用靶向所述表达改变的蛋白质中的一种或多种的一种或多种治疗。

其它实施方案提供一种用于治疗疾病的方法，所述方法包括：a)测定来自被诊断患有疾病的受试者的生物样品以鉴定一种或多种蛋白质相对于参考样品中所述蛋白质水平的改变的水平；和b)向所述受试者施用靶向所述表达改变的蛋白质中的一种或多种的一种或多种治疗；以及c)重复测定来自被诊断患有疾病的受试者的生物样品的步骤以鉴定一种或多种蛋白质相对于参考样品中所述蛋白质水平的改变的水平的步骤。

又其它实施方案提供一种用于监测疾病的治疗的方法，所述方法包括：a)测定来自被诊断患有疾病的受试者的生物样品以鉴定一种或多种蛋白质相对于参考样品中所述蛋白质水平的改变的水平；b)向所述受试者施用靶向所述表达改变的蛋白质中的一种或多种的一种或多种治疗；以及c)重复步骤a)一次或多次。

仍然其它实施方案提供一种用于筛选测试化合物的方法，所述方法包括：a)测定来自被诊断患有疾病的受试者的生物样品以鉴定一种或多种蛋白质相对于参考样品中所述蛋白质水平的改变的水平；b)向所述受试者施用靶向或疑似靶向所述表达改变的蛋白质中的一种或多种的一种或多种测试化合物；以及c)重复步骤a)一次或多次。

本发明的前述和其它目的、特征和优点将从以下详细描述变得更加显而易见，所述详细描述参考附图进行。

附图简述

图1描绘示出具有肿瘤组织向健康组织的10倍变化(上或下)的至少一个实例的蛋白质的***树图。所述数据基于蛋白质水平的变化进行聚类。将树通过样品ID:组织学(腺/鳞)进行标记以显示两种不同的肿瘤类型(腺癌和鳞状细胞癌)并非基于蛋白质水平而彼此分离。样品ID指示患者样品。

图2描绘示出具有肿瘤组织向健康组织的10倍变化(上或下)的至少一个实例的蛋白质的***树图。所述数据基于蛋白质水平的变化进行聚类。将所述树通过样品ID:突变状态进行标记，并显示所述样品并非通过突变状态进行分组。WT表示未在测试的那些中发现突变。ND表示未进行突变剖析。没有突变列表的那些意味着状态是未知的。样品ID指示患者样品。

图3示出腺瘤或鳞状瘤的mRNA表达水平对比蛋白质水平的比较。数据来自两个不同的来源：mRNA表达数据具有腺瘤和鳞状瘤。将mRNA水平在所有研究中平均化。蛋白质表达水平来自单独的来源。每个点代表单个蛋白质和相应的mRNA。中间的框表示被除去的那些mRNA和蛋白质，因为针对mRNA水平或蛋白质水平相对于对照，它们不是上下至少2倍。框状点是对于mRNA和蛋白质两者，在肿瘤对比正常中不被认为显著不同的那些。

图4示出相对蛋白质表达水平所产生的统计图表，其示出对于在对照与DMD受试者之间不同的几种蛋白质，绘制以非杜氏肌营养不良症(DMD)和DMD男孩两者中受试者的相对荧光单位(RFU)对比年龄(岁)。

详述

本发明涉及定制的癌症疗法。具体地说，本发明涉及用于鉴定、调节和监测个体癌症的药物靶标的基于适体的组合物和方法。

基因组技术的融合以及癌症为由体细胞和遗传突变驱动的疾病的意识已经带来以下希望：病理学和癌症基因组学的组合将提供关于治疗干预的个性化决策。主要由NCI资助的巨大努力将加深肿瘤基因组的测序，以观察疾病的主要和共同驱动因素以及小细胞群体，所述小细胞群体的额外体细胞突变将决定预后和治疗选择。

其它人的工作对考虑肿瘤遗传学的方式产生了深远的影响。这些科学家辛苦地建立了小鼠品系，其中容易地诱导转座子诱变，且因此可针对小鼠肿瘤发展研究驱动突变和随后所需的突变。来自Copeland/Jenkins实验室的工作主体是巨大且重要的。可从他们的工作中得出结论，在肿瘤发生途径上需要若干突变的肿瘤可在若干不同的动力学阶段容易地遭受那些突变，并且单个驱动突变可通过不同的随后突变来将肿瘤细化，所述不同的随后突变将肿瘤带至不同的生理和生物化学状态。

通过CPTAC，科学界已经开始了通过TCGA和其它对组织蛋白质组学连同基因组学的分析。在美国有八个机构获得资助来主要进行质谱分析作为进入癌症蛋白质组表型的一种方式，其指出蛋白质表达与DNA拷贝数的mRNA水平不是很相关。

历史上，癌症已被描述为源于来源组织-肺癌、***癌、乳腺癌等。然而，迄今为止，还不可能实时鉴定癌症的肿瘤蛋白质组的所有部分(例如，为了鉴定和/或表征个体肿瘤和癌症内的蛋白质参与)。

本公开的实施方案提供了用于鉴定在个体肿瘤中表达改变的蛋白质的***和方法。所述***和方法提供针对癌症的定制药物靶标和个性化疗法。

I.定义

除非另有说明，否则根据常规用法使用技术术语。分子生物学中常见术语的定义可见于Benjamin Lewin,Genes V,Oxford University Press出版,1994(ISBN 0-19-854287-9)；Kendrew等人(编辑),The Encyclopedia of Molecular Biology,BlackwellScience Ltd.出版,1994(ISBN 0-632-02182-9)；以及Robert A.Meyers(编辑),MolecularBiology and Biotechnology:a Comprehensive Desk Reference,VCH Publishers,Inc.出版,1995(ISBN 1-56081-569-8)。

为了便于审查本公开的各种实施方案，提供对特定术语的以下解释：

适体：如本文所用，术语适体是指对靶分子具有合乎需要的作用的非天然存在的核酸。合乎需要的作用包括但不限于靶标的结合、催化改变靶标、以修饰或改变靶标或靶标的功能活性的方式与靶标反应、共价连接至靶标(如在***抑制剂中)以及促进靶标与另一分子之间的反应。

类似物：如本文所用的术语类似物是指结构化学类似物以及功能化学类似物。结构化学类似物是具有与另一种化学化合物相似的结构、但是因一个或多个原子或官能团不同的化合物。这种差异可以是原子或官能团的添加、原子或官能团的缺失、原子或官能团的置换或其组合的结果。功能化学类似物是具有相似的化学、生物化学和/或药理学性质的化合物。术语类似物还可以涵盖化合物的S和R立体异构体。

生物活性：如本文所用的术语生物活性是指可影响生理学或病理生理学过程的一个或多个细胞间、细胞内或细胞外过程(例如，细胞-细胞结合、配体-受体结合、细胞信号传导等)。

C-5修饰的嘧啶：如本文所用的C-5修饰的嘧啶是指在C-5位具有修饰的嘧啶。C-5修饰的嘧啶的实例包括在美国专利号5,719,273和5,945,527中描述的那些。本文提供了另外的实例。

共有序列：如本文所用的共有序列是指代表在进行序列比对的一系列核酸序列的每个位置处发现的最经常观察到的核苷酸的核苷酸序列。

共价键：共价键或相互作用是指涉及在原子之间共享至少一对电子的化学键。

修饰的：当用于提及寡核苷酸时，术语修饰的(或修饰(modify)或修饰(modification))及其任何变化形式是指寡核苷酸的四种组成性核苷酸碱基(即A、G、T/U和C)中的至少一种是天然存在的核苷酸的类似物或酯。

调节：如本文所用的术语调节意指通过相对于参考表达水平增加或降低肽、蛋白质或多肽的表达水平来改变所述肽、蛋白质或多肽的表达水平，和/或通过相对于参考稳定性和/或活性水平增加或降低肽、蛋白质或多肽的稳定性和/或活性水平来改变所述肽、蛋白质或多肽的稳定性和/或活性。

非共价键：非共价键或非共价键相互作用是指不涉及在原子之间共享电子对的化学键或相互作用。非共价键或相互作用的实例包括氢键、离子键(静电键)、范德华力和疏水性相互作用。

核酸：如本文所用的核酸是指含有DNA、RNA和/或其类似物的任何核酸序列，并且可包括单链、双链和多链形式。术语“核酸”、“寡(oligo)”、“寡核苷酸”和“多核苷酸”可互换使用。

药学上可接受的：如本文所用的术语“药学上可接受的”意指由联邦政府或州政府的监管机构批准的或在美国药典或其它普遍认可的药典中列出的，用于在动物体内并且更具体地在人体内使用。

药学上可接受的盐：如本文所用的化合物(例如适体)的药学上可接受的盐或盐是指含有离子键并且通常通过使所述化合物与适于施用至个体的酸或碱反应而产生的产物。药学上可接受的盐可包括但不限于酸加成盐，包括盐酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、烷基磺酸盐、芳基磺酸盐、芳基烷基磺酸盐、乙酸盐、苯甲酸盐、柠檬酸盐、马来酸盐、富马酸盐、琥珀酸盐、乳酸盐和酒石酸盐；碱金属阳离子如Li、Na、K，碱土金属盐如Mg或Ca，或有机胺盐。

药物组合物：如本文所用，药物组合物是指包含呈适合于施用至个体的形式的药剂(例如，药物)的制剂。药物组合物通常被配制成与其预期施用途径相容。施用途径的实例包括但不限于口服和胃肠外，例如静脉内、皮内、皮下、吸入、局部、经皮、经粘膜和直肠施用。

SELEX：如本文所用，术语SELEX通常是指选择以期望的方式与靶分子相互作用，例如以高亲和力与蛋白质结合的核酸；以及扩增那些选择的核酸的组合。SELEX可用于鉴定对特定靶分子具有高亲和力的适体。术语SELEX和“SELEX方法”可互换使用。

序列同一性：在两个或更多个核酸序列的背景下，如本文所用的序列同一性是考虑了缺口的数目以及在这两个或更多个序列的最佳比对中需要引入的每个缺口的长度，由所述序列共有的相同核苷酸位置的数目的函数(即，同一性％＝相同位置的数目/位置的总数目×100)。序列的比较和两个或更多个序列之间的同一性百分比的确定可以其默认参数使用数学算法来完成，所述数学算法如BLAST和空位BLAST程序(例如，Altschul等人,J.Mol.Biol.215:403,1990；还参见BLASTN at www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST)。对于序列比较，通常一个序列充当参考序列，测试序列与其进行比较。当使用序列比较算法时，把测试序列和参考序列输入计算机中，必要时指定子序列坐标，并指定序列算法程序参数。然后基于指定的程序参数计算测试序列相对于参考序列的序列同一性百分比。可通过以下方法来进行序列的最佳比对以供比较，例如Smith和Waterman,Adv.Appl.Math.,2:482,1981的局部同源性算法；Needleman和Wunsch,J.Mol.Biol.,48:443,1970的同源性比对算法；Pearson和Lipman,Proc.Nat'l.Acad.Sci.USA85:2444,1988的相似性搜索法；这些算法的计算机实施(威斯康辛遗传学软件包(Wisconsin Genetics Software Package)中的GAP、BESTFIT、FASTA和TFASTA，Genetics Computer Group,575Science Dr.,Madison,Wis.)；或目视检查(一般参见Ausubel,F.M.等,Current Protocols in Molecular Biology,由Greene Publishing Assoc.and Wiley-Interscience出版(1987))。如本文所用，当描述核酸(如适体)的同一性百分比时，所述核酸的序列与参考核苷酸序列至少例如约95％相同时，旨在除所述核酸序列可在每100个参考核酸序列的核苷酸中包括至多五个点突变外，所述核酸序列与参考序列相同。换句话说，为获得所需的核酸序列，即与参考核酸序列至少约95％相同的核酸序列，参考序列中的至多5％核苷酸可缺失或被另一核苷酸取代，或参考序列中总核苷酸数目的至多5％的一定数目的核苷酸可***参考序列中(在本文称为***)。参考序列的用于产生所需序列的这些突变可出现在参考核苷酸序列的5'或3'末端位置或介于那些末端位置之间的任何处，并且是单独地散置在参考序列中的核苷酸间或在参考序列内的一个或多个连续群组中。

SOMAmer：如本文所用的术语SOMAmer是指具有改进的解离速率特征的适体。SOMAmer或者被称为缓慢解离速率修饰的适体，并且可通过在题为“Method forGenerating Aptamers with Improved Off-Rates”的美国公布号20090004667中描述的改进的SELEX方法来选择，所述美国公布以引用的方式整体并入。

间隔子序列：如本文所用，间隔子序列是指由与适体的核酸序列的5'端、3'端或5'端和3'端两者共价结合的小分子组成的任何序列。示例性的间隔子序列包括但不限于聚乙二醇、烃链和其它聚合物或共聚物，其提供连接共有区域的分子共价支架、同时保持适体结合活性。在某些方面，间隔子序列可通过标准键联如末端3'或5'羟基、2'碳或碱基修饰如嘧啶的C5位或嘌呤的C8位与适体共价连接。

靶分子：如本文所用，靶分子(或靶标)是指核酸可以期望的方式作用于其上(例如，靶标的结合、催化改变靶标、以修饰或改变靶标或靶标的功能活性的方式与靶标反应、共价连接至靶标(如在***抑制剂中)以及促进靶标与另一分子之间的反应)的任何化合物或分子。靶分子的非限制性实例包括蛋白质、肽、核酸、碳水化合物、脂质、多糖、糖蛋白、激素、受体、抗原、抗体、病毒、病原体、毒性物质、底物、代谢物、转***类似物、辅因子、抑制剂、药物、染料、营养物、生长因子、细胞、组织、前述中的任一种的任何部分或片段等。实质上，任何化学或生物效应物可以是合适的靶标。任何大小的分子都可充当靶标。还可以某些方式修饰靶标以增强靶标与核酸之间的相互作用的可能性或强度。靶标还可包括特定化合物或分子的任何微小变化，如在蛋白质的情况下，例如其氨基酸序列、二硫键形成、糖基化、脂化、乙酰化、磷酸化或任何其它操作或修饰的微小变化，如与标记组分缀合，其基本上不改变分子的身份。“靶分子”或“靶标”是能够与适体结合的一种类型或种类的分子或多分子结构的一组拷贝。“靶分子”或“靶标”是指多于一组此类分子。

除非另外说明，否则本文所使用的所有技术和科技术语均具有如本公开内容所属的领域中的普通技术人员通常所理解的相同含义。除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式“一个/种(a)”、“一个/种(an)”以及“所述(the)”包括复数形式的指代物。“包含A或B”是指包括A、或B、或A和B。应进一步理解，针对核酸或多肽给出的所有碱基大小或氨基酸大小以及所有分子量或分子质量值均为近似值，并且提供用于描述。

此外，本文提供的范围应理解为所述范围内的所有值的速记法。例如，1至50的范围应理解为包括来自由以下各项组成的组的任何数字、数字组合或子范围：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50(以及其分数，除非上下文另外清楚地规定)。除非另外指出，否则任何浓度范围、百分比范围、比率范围或整数范围应理解为包括列举的范围内的任何整数值，并且当适当时包括其分数(如整数的十分之一和百分之一)。因此，除非另外指出，否则本文列举的涉及任何物理特征的任何数字范围如聚合物亚基、大小或厚度应该理解为包括列举的范围内的任何整数。如本文所用，除非另外指出，否则“大约”或“基本上由......组成”意指所指示的范围、值或结构的±20％。如本文所用，术语“包括”和“包含”是开放式的并且同义使用。应理解，如本文所使用的术语“一个/种(a/an)”是指所列举的组分的“一种或多种”。使用替代(例如，“或”)应理解为是指多个替代中的任一、两者或其任何组合。

尽管在实践或测试本公开时可使用与本文所述的那些方法和材料类似或等效的方法和材料，但以下描述了合适的方法和材料。本文提及的所有公布、专利申请、专利以及其它参考文献以引用的方式整体并入。在相矛盾的情况下，将以本说明书(包括术语解释)为准。此外，材料、方法和实例仅具有说明性而非意图具有限制性。

II.检测方法

本公开的实施方案提供了用于检测生物样品中的蛋白质水平的方法。用适体检测技术说明了本公开。然而，本公开不限于适体检测技术。任何合适的检测方法(例如，免疫测定、质谱法、组织学或细胞学方法等)适用于本文。

在一些实施方案中，基于适体的测定涉及使用包含固定在固体载体上的一种或多种适体的微阵列。所述适体各自能够以高度特异性的方式并以非常高的亲和力与靶分子结合。参见例如题为“Nucleic Acid Ligands”的美国专利号5,475,096；还参见例如美国专利号6,242,246、美国专利号6,458,543和美国专利号6,503,715，其各自题为“Nucleic AcidLigand Diagnostic Biochip”。一旦微阵列与样品接触，所述适体就结合至存在于样品中的其各自的靶分子，且由此能够确定对应于生物标志物的生物标志物水平。

用于本公开中的适体可包含达约100个核苷酸、达约95个核苷酸、达约90个核苷酸、达约85个核苷酸、达约80个核苷酸、达约75个核苷酸、达约70个核苷酸、达约65个核苷酸、达约60个核苷酸、达约55个核苷酸、达约50个核苷酸、达约45个核苷酸、达约40个核苷酸、达约35个核苷酸、达约30个核苷酸、达约25个核苷酸以及达约20个核苷酸。

在本公开的另一方面，所述适体对其靶标的解离常数(K_d)为约10nM或更小、约15nM或更小、约20nM或更小、约25nM或更小、约30nM或更小、约35nM或更小、约40nM或更小、约45nM或更小、约50nM或更小或在约3-10nM的范围内(或3、4、5、6、7、8、9或10nM。

适体可使用任何已知的方法来鉴定，所述方法包括SELEX方法。一旦鉴定，就可根据任何已知的方法来制备或合成适体，所述方法包括化学合成方法和酶合成方法。

术语“SELEX”和“SELEX方法”在本文中可互换使用来通常指(1)选择以期望的方式与靶分子相互作用，例如以高亲和力与蛋白质结合的适体，与(2)扩增那些选择的核酸的组合。SELEX方法可用于鉴定对特定靶标或生物标志物具有高亲和力的适体。

SELEX通常包括制备核酸的候选混合物，将所述候选混合物与所需的靶分子结合以形成亲和力复合物，使所述亲和力复合物与未结合的候选核酸分离，从所述亲和力复合物中分离且隔离核酸，纯化所述核酸，并且鉴定特异性适体序列。所述方法可包括多轮，以进一步改善所选择的适体的亲和力。所述方法可包括在所述方法的一个或多个点的扩增步骤。参见，例如，题为“Nucleic Acid Ligands”的美国专利号5,475,096。SELEX方法可用于产生共价结合其靶标的适体以及非共价结合其靶标的适体。参见，例如，题为“SystematicEvolution of Nucleic Acid Ligands by Exponential Enrichment:Chemi-SELEX.”的美国专利号5,705,337。

SELEX方法可用于鉴定含有修饰的核苷酸的高亲和力适体，所述修饰的核苷酸赋予适体改善的特性，例如像改善的体内稳定性或改善的递送特性。此类修饰的实例包括在核糖和/或磷酸和/或碱基位置处的化学取代。SELEX方法鉴定的含有修饰的核苷酸的适体描述于题为“High Affinity Nucleic Acid Ligands Containing ModifiedNucleotides”的美国专利号5,660,985中，其描述了在嘧啶的5'-位和2'-位处含有化学修饰的核苷酸衍生物的寡核苷酸。美国专利号5,580,737(参见上文)描述了含有用2'-氨基(2'-NH2)、2'-氟(2'-F)和/或2'-O-甲基(2'-OMe)修饰的一个或多个核苷酸的高度特异性适体。还参见题为“SELEX and PHOTOSELEX”的美国专利申请公布号2009/0098549，其描述了具有扩展的物理和化学性质的核酸文库及其在SELEX和photoSELEX中的用途。

SELEX也可用于鉴定具有合乎需要的解离速率特征的适体。参见题为“Method forGenerating Aptamers with Improved Off-Rates”的美国公布号2009/0004667，其描述了用于产生可结合至靶分子的适体的改进的SELEX方法。描述了用于产生具有从它们各自的靶分子更慢的解离速率的适体和光适体的方法。所述方法涉及使候选混合物与靶分子接触，使核酸-靶标复合物的形成发生，并且进行缓慢解离速率富集过程，其中具有快速解离速率的核酸-靶标复合物将解离并且不重新形成，而具有缓慢解离速率的复合物将保持完整。另外，所述方法包括在候选核酸混合物的产生中使用修饰的核苷酸以产生具有提高的解离速率性能的适体。在一些实施方案中，适体包含至少一个具有修饰(如碱基修饰)的核苷酸。在一些实施方案中，适体包含至少一个具有疏水性修饰(如疏水性碱基修饰)的核苷酸，从而允许与靶蛋白疏水性接触。在一些实施方案中，此类疏水性接触有助于适体的更大亲和力和/或更慢的解离速率结合。

在一些实施方案中，适体包含具有疏水性修饰的至少两个、至少三个、至少四个、至少五个、至少六个、至少七个、至少八个、至少九个或至少10个核苷酸，其中每种疏水性修饰可与其它相同或不同。

在一些实施方案中，缓慢解离速率适体(包括含有至少一个具有疏水性修饰的核苷酸的适体)具有≥30分钟、≥60分钟、≥90分钟、≥120分钟、≥150分钟、≥180分钟、≥210分钟或≥240分钟的解离速率(t_1/2)。

在一些实施方案中，测定使用包含光反应性官能团的适体，所述官能团使得适体能够共价结合或“光交联”其靶分子。参见例如，题为“Nucleic Acid Ligand DiagnosticBiochip”的美国专利号6,544,776。这些光反应性适体也称为光适体。参见例如，美国专利号5,763,177、美国专利号6,001,577和美国专利号6,291,184，其各自题为“SystematicEvolution of Nucleic Acid Ligands by Exponential Enrichment:Photoselection ofNucleic Acid Ligands and Solution SELEX”；还参见例如，题为“Photoselection ofNucleic Acid Ligands”的美国专利号6,458,539。在微阵列与样品接触并且光适体已经有机会与其靶分子结合之后，光适体被光活化，并且洗涤固体载体以除去任何非特异性结合的分子。可使用苛刻洗涤条件，因为由于由光适体上的光活化官能团产生的共价键，通常不除去与光适体结合的目标分子。以这种方式，所述测定能够检测对应于样品中的生物标志物的生物标志物水平。

在一些测定形式中，所述适体在与样品接触之前固定在固体载体上。然而，在某些情况下，在与样品接触之前固定适体可能不提供最佳测定。例如，适体的预固定可能导致适体与固体载体表面上的靶分子的低效混合，可能导致长反应时间，并且因此延长孵育期以允许适体与其靶分子的有效结合。此外，当在测定中使用光适体时并且取决于用作固体载体的材料，所述固体载体可能倾向于散射或吸收用于实现光适体与其靶分子之间的共价键形成的光。此外，取决于所使用的方法，与其适体结合的靶分子的检测可能受到不精确的影响，因为固体载体的表面也可能暴露于任何所使用的标记试剂并受所述标记试剂影响。最后，适体在固体载体上的固定通常涉及在使适体暴露于样品之前的适体制备步骤(即固定)，并且此制备步骤可影响适体的活性或功能性。

还描述了适体测定或“基于适体的测定”，所述测定允许适体在溶液中捕获其靶标，且然后采用被设计为在检测前除去适体-靶标混合物的特定组分的分离步骤(参见题为“Multiplexed Analyses of Test Samples”的美国公布号2009/0042206)。所描述的适体测定方法能够通过检测和定量核酸(即适体)来检测和定量测试样品中的非核酸靶标(例如，蛋白质靶标)。所描述的方法产生用于检测和定量非核酸靶标的核酸替代物(即，适体)，因此允许多种核酸技术(包括扩增)应用于更广泛范围的所需靶标，包括蛋白质靶标。

可构建适体以促进测定组分从适体生物标志物复合物(或光适体生物标志物共价复合物)的分离，并允许分离适体用于检测和/或定量。在一个实施方案中，这些构建体可在适体序列内包含可裂解或可释放的元件。在其它实施方案中，可将额外的功能引入适体中，例如标记的或可检测的组分、间隔子组分或特异性结合标签或固定化元件。例如，所述适体可包括经由可裂解部分连接至适体的标签、标记、分离标记的间隔子组分和所述可裂解部分。在一个实施方案中，可裂解元件是光可裂解接头。光可裂解接头可连接至生物素部分和间隔子区段，可包括用于胺的衍生化的NHS基团，并且可用于将生物素基团引入适体，由此允许稍后在测定法中释放适体。

使用溶液中的所有测定组分完成的均匀测定不要求在检测信号之前分离样品和试剂。这些方法快速且易于使用。这些方法基于与其特定靶标反应的分子捕获或结合试剂产生信号。在本文所述方法的一些实施方案中，分子捕获试剂包含适体或抗体等，并且特定靶标可以是实施例1中所示的生物标志物。

在一些实施方案中，一种用于信号产生的方法利用由于荧光团标记的捕获试剂与其特定生物标志物靶标的相互作用所致的各向异性信号变化。当标记的捕获物与其靶标反应时，增加的分子量导致连接至复合物的荧光团的旋转运动变得慢得多，从而改变各向异性值。通过监测各向异性变化，可使用结合事件来定量测量溶液中的生物标志物。其它方法包括荧光偏振测定、分子信标方法、时间分辨荧光淬灭、化学发光、荧光共振能量转移等。

可用于检测生物样品中的生物标志物水平的示例性基于溶液的适体测定法包括以下步骤：(a)通过使所述生物样品与适体接触来制备混合物，所述适体包含第一标签且对所述生物标志物有特异性亲和力，其中当所述生物标志物存在于所述样品中时形成适体亲和复合物；(b)将所述混合物暴露于包含第一捕获元素的第一固体载体，并使所述第一标签与所述第一捕获元件缔合；(c)除去未与所述第一固体载体缔合的混合物的任何组分；(d)将第二标签连接至所述适体亲和复合物的生物标志物组分；(e)从所述第一固体载体释放所述适体亲和复合物；(f)将释放的适体亲和复合物暴露于第二固体载体，所述第二固体载体包含第二捕获元件并允许所述第二标签与所述第二捕获元件缔合；(g)通过将未复合适体与所述适体亲和复合物分开来从所述混合物中除去任何未复合的适体；(h)从所述固体载体上洗脱所述适体；以及(i)通过检测所述适体亲和复合物的适体组分来检测所述生物标志物。例如，样品中的蛋白质浓度或水平可被表示为相对荧光单位(RFU)，其可以是检测所述适体亲和复合物的适体组分的产物(例如，与靶蛋白复合的适体产生适体亲和复合物)。也就是说，对于基于适体的测定，蛋白质浓度或水平与RFU相关。

在Kraemer等人,PLoS One 6(10):e26332中描述了使用适体检测生物样品中的生物标志物的非限制性示例性方法。

适体可包含改善其性质和特性的修饰的核苷酸。此类改善的非限制性实例包括体内稳定性、针对降解的稳定性、对其靶标的结合亲和力和/或改善的递送特性。

此类修饰的实例包括在核苷酸的核糖和/或磷酸和/或碱基位置处的化学取代。SELEX方法鉴定的含有修饰的核苷酸的适体描述于题为“High Affinity Nucleic AcidLigands Containing Modified Nucleotides”的美国专利号5,660,985中，其描述了含有在嘧啶的5'-位置和2'-位处化学修饰的核苷酸衍生物的寡核苷酸。美国专利号5,580,737(参见上文)描述了含有用2′-氨基(2′—NH₂)、2′-氟(2′-F)和/或2′-O-甲基(2′-OMe)修饰的一个或多个核苷酸的高度特异性适体。还参见题为“SELEX and PHOTOSELEX”的美国专利申请公布号20090098549，其描述了具有扩展的物理和化学性质的核酸文库及其在SELEX和photoSELEX中的用途。

C-5修饰的具体实例包括在C-5位用独立地选自以下的取代基取代脱氧尿苷：苄基甲酰胺(或苄基氨基羰基)(Bn)、萘基甲基甲酰胺(或萘基甲基氨基羰基)(Nap)、色氨基甲酰胺(或色氨基羰基)(Trp)和异丁基甲酰胺(或异丁基氨基羰基)(iBu)，如在下文立即说明。

C-5修饰的嘧啶的化学修饰也可单独地或以任何组合与2'-位糖修饰、在环外胺的修饰和4-硫代尿苷的取代等组合。

代表性C-5修饰的嘧啶包括：5-(N-苄基甲酰胺)-2'-脱氧尿苷(BndU)、5-(N-苄基甲酰胺)-2'-O-甲基尿苷、5-(N-苄基甲酰胺)-2'-氟尿苷、5-(N-异丁基甲酰胺)-2'-脱氧尿苷(iBudU)、5-(N-异丁基甲酰胺)-2'-O-甲基尿苷、5-(N-异丁基甲酰胺)-2'-氟尿苷、5-(N-色氨基甲酰胺)-2'-脱氧尿苷(TrpdU)、5-(N-色氨基甲酰胺)-2'-O-甲基尿苷、5-(N-色氨基甲酰胺)-2'-氟尿苷、5-(N-[1-(3-三甲基铵)丙基]甲酰胺)-2'-脱氧尿苷氯化物、5-(N-萘基甲基甲酰胺)-2'-脱氧尿苷(NapdU)、5-(N-萘基甲基甲酰胺)-2'-O-甲基尿苷、5-(N-萘基甲基甲酰胺)-2'-氟尿苷或5-(N-[1-(2,3-二羟基丙基)]甲酰胺)-2'-脱氧尿苷)。

如果存在，可在多核苷酸的组装之前或之后对核苷酸结构给予修饰。核苷酸的序列可被非核苷酸组分间断。多核苷酸可在聚合之后如通过与标记组分缀合进行进一步修饰。

可并入本公开的核酸序列中的修饰的核苷酸(例如，C-5修饰的嘧啶)的另外非限制性实例包括以下：

R’如下定义：

并且，R”、R”'和R””定义如下：

其中

R””选自由以下各项组成的组：支链或直链低级烷基(C1-C20)；卤素(F、Cl、Br、I)；腈(CN)；硼酸(BO₂H₂)；羧酸(COOH)；羧酸酯(COOR”)；伯酰胺(CONH₂)；仲酰胺(CONHR”)；叔酰胺(CONR”R”')；磺酰胺(SO₂NH₂)；N-烷基磺酰胺(SONHR”)。

其中

R”、R”'独立地选自由以下各项组成的组：支链或直链低级烷基(C1-C2)；苯基(C₆H₅)；R””取代的苯环(R””C₆H₄)；其中R””是如上文所定义；羧酸(COOH)；羧酸酯(COOR””')；其中R””'是支链或直链低级烷基(C1-C20)；以及环烷基；其中R”＝R”'＝(CH₂)_n；其中n＝2-10。

此外，C-5修饰的嘧啶核苷酸包括以下：

在一些实施方案中，修饰的核苷酸对寡核苷酸赋予核酸酶抗性。在C-5位具有取代的嘧啶是修饰的核苷酸的实例。修饰可包括主链修饰、甲基化、不寻常的碱基配对组合，如异碱基异胞苷和异胍等。修饰还可包括3'和5'修饰，如加帽。其它修饰可包括，用类似物取代一个或多个天然存在的核苷酸，核苷酸间修饰，例如像，具有不带电荷的键联(例如，膦酸甲酯、磷酸三酯、磷酰胺酸酯(phosphoamidate)、氨基甲酸酯(carbamate)等)的那些和具有带电荷的键联(例如，硫代磷酸酯、二硫代磷酸酯等)的那些、具有嵌入剂(例如，吖啶、补骨脂素等)的那些、含有螯合剂(例如，金属、放射性金属、硼、氧化金属等)的那些、含有烷化剂(alkylator)的那些以及具有修饰的键联(例如，α端基异构核酸等)的那些。此外，任何通常存在于核苷酸的糖上的任何羟基均可被膦酸酯基团、磷酸酯基团置换；被标准的保护基团保护；或被活化以制备与另外核苷酸或与固体载体的另外键联。5′和3′末端OH基团可被磷酸化或被胺、约1至约20个碳原子的有机加帽基团部分、在一个实施方案中约10至约80kDa范围内的聚乙二醇(PEG)聚合物、在另一个实施方案中约20至约60kDa范围内的PEG聚合物或其它亲水性或疏水性生物或合成聚合物取代。在一个实施方案中，修饰是嘧啶的C-5位。这些修饰可通过直接在C-5位的酰胺键联或通过其它类型的键联产生。

多核苷酸还可包含本领域众所周知的核糖或脱氧核糖的类似形式，包括2'-0-甲基-、2'-0-烯丙基、2'-氟-或2'-叠氮基-核糖、碳环糖类似物、a-端基异构糖、差向异构糖(如***糖、木糖或来苏糖)、吡喃糖、呋喃糖、景天庚酮糖、无环类似物以及无碱基核苷类似物(如甲基核苷)。如上所述，一个或多个磷酸二酯键联可被替代连接基团置换。这些替代连接基团包括其中磷酸酯被P(O)S(“硫代酸酯”)、P(S)S(“二硫代酸酯”)、(O)NR₂(“酰胺化物”)、P(O)R、P(O)OR'、CO或CH₂(“甲缩醛”)置换的实施方案，其中每个R或R'独立地是H、或任选地含有醚(-O-)键联的取代的或未取代的烷基(1-20个C)、芳基、烯基、环烷基、环烯基或芳烷基。多核苷酸中并非所有键联都需要相同。糖、嘌呤和嘧啶的类似形式的取代在设计最终产物中可能是有利的，例如替代主链结构如聚酰胺主链也可在设计最终产物中是有利的。

提供以下实施例以说明某些具体特征和/或实施方案。这些实施例不应被解释为将本公开限制为所描述的特定特征或实施方案。

本公开提供包括本文所述的适体的试剂盒。此类试剂盒可包括，例如，(1)至少一种用于鉴定蛋白质靶标的适体；和(2)至少一种药学上可接受的载体，如溶剂或溶液。另外的试剂盒部件可任选地包括，例如：(1)本文鉴定的任何药学上可接受的赋形剂，如稳定剂、缓冲液等；(2)用于容纳和/或混合试剂盒组分的至少一个容器、小瓶或类似装置；以及(3)递送装置。

III.个性化治疗和研究用途

在一些实施方案中，本公开提供了用于鉴定相对于未患有疾病的受试者，患有所述疾病的受试者中表达改变的蛋白质的***和方法。在一些实施方案中，表达改变的蛋白质充当药物筛选和治疗性应用的靶标。例如，在一些实施方案中，提供了针对个体受试者的疾病的蛋白质组谱个性化的定制治疗。

在一些实施方案中，表达改变的蛋白质被鉴定为用于药物发现的靶标。在一些实施方案中，鉴定具有靶向它们的现有药物的蛋白质，并将此类药物(单独或与其它药物组合)施用于受试者。因此，在一些实施方案中，本公开提供了针对疾病或病状的定制治疗。

在一些实施方案中，将蛋白质表达与来自无疾病受试者或受试者群体的参考样品进行比较。在一些实施方案中，参考样品是来自受试者的正常组织的样品或正常组织的群体平均值。在一些实施方案中，蛋白质的水平改变至少2倍(例如，至少4倍、至少5倍、至少10倍、至少20倍、至少50倍、至少100倍或更高)。

本公开适用于鉴定各种样品类型中改变的蛋白质表达(例如使用本文所述的测定)。实例包括但不限于组织、全血、白细胞、外周血单核细胞、血沉棕黄层、血浆、血清、痰、眼泪、粘液、洗鼻液、鼻抽吸物、呼吸、尿、***、唾液、腹膜冲洗物、腹水、囊液、脑膜液、羊水、腺液、胰液、淋巴液、胸膜液、细胞学液、***抽吸液、支气管抽吸物、支气管刷检物、滑液、关节抽吸液、器官分泌物、细胞、细胞提取物或脑脊髓液。

本公开不限于鉴定特定疾病的靶标。在一些实施方案中，所述疾病是例如癌症、赘生物、肿瘤和/或其中的转移形式、代谢病症、炎性疾病或传染性疾病。在一些实施方案中，癌症、赘生物、肿瘤或其中的转移性形式是例如白血病、淋巴瘤、***癌、肺癌、乳腺癌、肝癌、结肠直肠癌或肾癌。在一些实施方案中，所述疾病是肺癌，并且药物靶标是以下中的一种或多种：AGER、THBS2、CA3、MMP12、PIGR、DCN、PGAM1、CD36、FABP、ACP5、CCDC80、PPBP、LYVE1、STC1、SPON1、IL17RC、MMP1、CA1、SERPINC1、TPSB2、CKB/CKBM、NAMPT/PBEF、PPBP/CTAPIII、F9、DCTPP1、F5、SPOCK2、CAT、PF4、MDK、BGN、CKM、POSTN、PGLYRP1或CXCL12。在一些实施方案中，所述药物靶标和药物是表6和7中所示的那些。

在一些实施方案中，基于计算机的分析程序用于将由检测测定产生的原始数据(例如，一种或多种给定标志物的存在、不存在或量)转化成对临床医生有价值的数据(例如药物靶标或药物选择)。临床医生可使用任何合适的手段来访问数据。因此，在一些优选的实施方案中，本发明提供了进一步的益处，即不可能接受遗传学或分子生物学培训的临床医生不需要了解原始数据。所述数据以最有用的形式直接呈现给临床医生。然后临床医生能够立即利用信息以便优化对受试者的护理。

本发明设想了能够将信息接收、处理和传输至进行测定的实验室、信息提供者、医疗个人和受试者或自所述实验室、信息提供者、医疗个人和受试者接收、处理和传输信息的任何方法。例如，在本发明的一些实施方案中，从受试者获得样品(例如，活组织检查或其它样品)并将所述样品提交给位于世界的任何地方(例如，在不同于受试者所在或最终使用信息的国家的国家)的谱分析服务(例如，在医疗机构的临床实验室，基因组谱分析业务等)以生成原始数据。在样品包含组织或其它生物样品的情况下，受试者可访问医疗中心以获得所述样品并将所述样品送至谱分析中心，或者受试者可自己收集样品(例如，尿液样品)并直接将其送至谱分析中心。在样品包含先前确定的生物信息的情况下，可由受试者将信息直接送至谱分析服务(例如，含有所述信息的信息卡可由计算机扫描，并且使用电子通信***将数据传输至谱分析中心的计算机)。一旦由谱分析服务接收，就处理样品并产生对于受试者所需的诊断、治疗或预后信息有特异性的谱(例如，蛋白表达数据)。

然后以适合由治疗临床医生解释的格式准备谱数据。例如，不同于提供原始表达数据，所准备的格式可代表建议的治疗行动过程(例如，用于施用的特定药物)。所述数据可通过任何合适的方法显示给临床医生。例如，在一些实施例中，谱分析服务生成可为临床医生打印(例如，在护理点处)或者可在计算机监测器上向临床医生展示的报告。

在一些实施方案中，首先在护理点或在区域设施处分析信息。然后将原始数据发送至中央处理设施以供进一步分析和/或将原始数据转换成对临床医生或患者有用的信息。中央处理设施提供了隐私(所有数据都存储在具有统一安全协议的中央设施中)、速度和数据分析的一致性的优点。中央处理设施然后可控制在受试者治疗之后的数据的命运。例如，使用电子通信***，中央设施可向临床医生、受试者或研究者提供数据。

在一些实施方案中，受试者能够使用电子通信***直接访问数据。受试者可基于结果选择进一步的干预或咨询。在一些实施方案中，所述数据被用于研究用途。例如，所述数据可用于进一步优化标志物的包含或排除，作为治疗结果的有用指标或用于药物发现。

本文描述了靶向改变的生物标志物表达的一些示例性生物标志物和药物(参见例如WO 2010/0028288；以引用的方式整体并入本文)。本文描述的标志物和药物不是限制性的。具体地考虑了额外的标志物和药物。

例如，在一些实施方案中，用甲磺酸伊马替尼(Gleevec)靶向c-kit(也称为CD117、KIT、PBT、SCFR)、Bcr-Abl融合物、血小板源性生长因子受体(PDGFR)；用Sutent(舒尼替尼或SUI 1248)(一种受体酪氨酸激酶抑制剂)靶向PDGFR；用Abraxane靶向富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(SPARC；也称为ON，骨粘连蛋白)；用CNF2024(BIIB021)靶向HSP90(也称为HSPN；LAP2；HSP86；HSPC1；HSPCA；Hsp89；HSP89A；HSP90A；HSP90N；HSPCAL1；HSPCAL4；FLB1884；HSP90AA1)；用替莫唑胺(Temodar，Temodal)靶向MGMT(0-6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶)；用曲妥珠单抗(Herceptin)靶向HER2(也称为ERBB2、NED、NGL、TKR1、CD340、HER-2、HER-2/neu)；用埃罗替尼(Tarceva)、吉非替尼、帕尼单抗(Vectibix)、拉帕替尼或西妥昔单抗(Erbitux)靶向人表皮生长因子受体1(也称为HER1、EGFR、ERBB、mENA、ERBB1、PIG61)；用贝伐单抗(Avastin)靶向血管内皮生长因子(VEGF)；用激素治疗剂(例如，ER阻断剂如他莫昔芬，或芳香酶抑制剂如阿那曲唑)靶向ER(也称为***受体；ESR；Era；ESRA；NR3A1；DKFZp686N23 123；ESR1)；用激素治疗剂(例如，ER阻断剂如他莫昔芬，或芳香酶抑制剂如阿那曲唑)靶向PR(也称为***受体；NR3C3；PGR)；用贝伐单抗(Avastin)靶向vras和Kras；在有或无伊立替康或奥沙利铂的情况下用氟尿嘧啶(5-FU；F5U；Adrucil)靶向TOPO1(也称为DNA拓扑异构酶；TOPI；TOP1)；用西妥昔单抗(Erbitux)或帕尼单抗(Vectibix)靶向磷酸酶和张力蛋白同系物(PTEN)；用西妥昔单抗(Erbitux)或帕尼单抗(Vectibix)靶向PIK3CA；用贝伐单抗(Avastin)、西妥昔单抗(Erbitux)、埃罗替尼(Tarceva)、吉非替尼(Iressa)或帕尼单抗(Vectibix)靶向Kras(也称为v-Ki-ras2Kirsten大鼠肉瘤病毒致癌基因同系物；NS3；KRASl；KRAS2；RASK2；KI-RAS；C-K-RAS；K-RAS2A；K-RAS2B；K-RAS4A；K-RAS4B)；用阿霉素(多柔比星)靶向Nrf2(也称为核因子(红细胞源性2)-样2；NFE2L2)；用氟尿嘧啶(5-FU)靶向DPD(也称为二氢嘧啶脱氢酶；DHP；DHPDHASE；MGC70799；MGC132008；DPYD)；用5-FU靶向OPRT(也称为尿苷单磷酸合成酶；UMPS尿苷单磷酸合酶；OPRtase；OMPdecase；UMP合酶；乳清酸核苷5'-磷酸脱羧酶；乳清酸磷酸核糖基转移酶磷酸核糖基转移酶；乳清酸磷酸核糖基转移酶；乳清酸核苷-5'-脱羧酶)；用5-FU靶向TS(也称为胸苷酸合成酶；TMS；TSase；HsT422；MGC88736；TYMS)；用西妥昔单抗(Erbitux)或帕尼单抗(Vectibix)靶向BRAF；用5-FU靶向胸苷酸合酶；或表6或7中描述的那些。

本公开还提供一种用于从被诊断患有相同疾病或病状的多个患者中鉴定一个或多个患者亚群的方法，所述方法包括：检测来自所述多个患者中的每个患者的生物样品中的一种或多种蛋白质的水平；比较来自所述多个患者内的每个患者的所述一种或多种蛋白质的水平，以及鉴定一个或多个患者亚群，其中所述一个或多个患者亚群中的每个患者亚群与另一患者亚群基于所述一种或多种蛋白质的水平差异加以区别，并且其中所述一种或多种蛋白质的水平差异选自由以下各项组成的组：至少2倍至100倍(或2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100倍)以及至少0.5倍至0.01倍(或0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01倍)。

本公开还提供一种用于选择一种或多种药物以治疗患有疾病或病状的受试者的方法，所述方法包括：获取来自所述受试者的生物样品中的一种或多种蛋白质的水平的知识，其中所述一种或多种蛋白质中的至少一种是药物靶标；以及基于所述一种或多种蛋白质的水平选择一种或多种药物以治疗所述受试者，其中所述一种或多种药物中的至少一种药物是针对所述一种或多种蛋白质中的至少一种的药物。

另一方面，所述选择一种或多种药物以治疗受试者是基于来自所述受试者的一种或多种蛋白质的水平与来自参考生物样品、受试者或群体的相应一种或多种蛋白质的水平相比的差异，并且其中所述差异是至少2倍至100倍(或2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100倍)。

另一方面，所述选择一种或多种药物以治疗受试者是基于来自所述受试者的一种或多种蛋白质的水平与来自参考生物样品、受试者或群体的相应一种或多种蛋白质的水平相比的差异，并且其中所述差异是至少0.5倍至0.01倍(或0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01倍)。

另一方面，所述方法还包括将所述一种或多种药物施用至所述受试者，从而治疗所述受试者的所述疾病或病状。

另一方面，所述方法还包括基于获取受试者的一个或多个完整或部分基因序列的知识来选择所述一种或多种药物以治疗所述受试者。

另一方面，所述方法还包括基于获取来自所述受试者的一个或多个基因突变的知识来选择所述一种或多种药物以治疗所述受试者。

另一方面，所述疾病或病状选自由以下各项组成的组：癌症、代谢病症、炎性疾病以及传染性疾病。

另一方面，所述生物样品选自由以下各项组成的组：全血、白细胞、外周血单核细胞、血沉棕黄层、血浆、血清、痰、眼泪、粘液、洗鼻液、鼻抽吸物、呼吸、尿、***、唾液、腹膜冲洗物、腹水、囊液、脑膜液、羊水、腺液、胰液、淋巴液、胸膜液、细胞学液、***抽吸液、支气管抽吸物、支气管刷检物、滑液、关节抽吸液、器官分泌物、细胞、细胞提取物以及脑脊髓液。

本公开还提供一种用于选择一种或多种药物以治疗患有疾病或病状的受试者的方法，所述方法包括：检测来自所述受试者的生物样品中的一种或多种蛋白质的水平，其中所述一种或多种蛋白质中的至少一种是药物靶标；以及基于所述一种或多种蛋白质的水平选择一种或多种药物以治疗所述受试者，其中所述一种或多种药物中的至少一种药物是针对所述一种或多种蛋白质中的至少一种的药物。

另一方面，所述选择一种或多种药物以治疗受试者是基于来自所述受试者的一种或多种蛋白质的水平与来自参考生物样品、受试者或群体的相应一种或多种蛋白质的水平相比的差异，其中所述差异是至少2倍至100倍(或2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100倍)。另一方面，所述选择一种或多种药物以治疗受试者是基于来自所述受试者的一种或多种蛋白质的水平与来自参考生物样品、受试者或群体的相应一种或多种蛋白质的水平相比的差异，并且其中所述差异是至少0.5倍至0.01倍(或0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01倍)。

另一方面，所述方法还包括将所述一种或多种药物施用至所述受试者，从而治疗所述受试者的所述疾病或病状。

另一方面，所述方法还包括基于获取受试者的一个或多个完整或部分基因序列的知识来选择所述一种或多种药物以治疗所述受试者。

另一方面，所述方法还包括基于获取来自所述受试者的一个或多个基因突变的知识来选择所述一种或多种药物以治疗所述受试者。

另一方面，所述疾病或病状选自由以下各项组成的组：癌症、代谢病症、炎性疾病以及传染性疾病。

另一方面，所述生物样品选自由以下各项组成的组：全血、白细胞、外周血单核细胞、血沉棕黄层、血浆、血清、痰、眼泪、粘液、洗鼻液、鼻抽吸物、呼吸、尿、***、唾液、腹膜冲洗物、腹水、囊液、脑膜液、羊水、腺液、胰液、淋巴液、胸膜液、细胞学液、***抽吸液、支气管抽吸物、支气管刷检物、滑液、关节抽吸液、器官分泌物、细胞、细胞提取物以及脑脊髓液。

另一方面，所述检测生物样品中的一种或多种蛋白质的水平通过选自由以下各项组成的组的测定来进行：基于适体的测定、基于抗体的测定和质谱测定。

本公开还提供一种用于患有疾病或病状的受试者的治疗计划，所述治疗计划包括：一种或多种药物，其中所述一种或多种药物的选择是基于一种或多种蛋白质的水平，其中所述一种或多种蛋白质中的至少一种是药物靶标，并且其中所述一种或多种药物中的至少一种药物是针对所述一种或多种蛋白质中的至少一种的药物；以及将所述一种或多种药物施用至所述受试者，从而治疗所述受试者的疾病或病状。

另一方面，所述选择一种或多种药物以治疗受试者是基于来自所述受试者的一种或多种蛋白质的水平与来自参考生物样品、受试者或群体的相应一种或多种蛋白质的水平相比的差异，其中所述差异是至少2倍至100倍(或2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100倍)。另一方面，所述选择一种或多种药物以治疗受试者是基于来自所述受试者的一种或多种蛋白质的水平与来自参考生物样品、受试者或群体的相应一种或多种蛋白质的水平相比的差异，并且其中所述差异是至少0.5倍至0.01倍(或0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01倍)。

另一方面，所述方法还包括将所述一种或多种药物施用至所述受试者，从而治疗所述受试者的所述疾病或病状。

另一方面，所述方法还包括基于获取受试者的一个或多个完整或部分基因序列的知识来选择所述一种或多种药物以治疗所述受试者。

另一方面，所述方法还包括基于获取来自所述受试者的一个或多个基因突变的知识来选择所述一种或多种药物以治疗所述受试者。

另一方面，所述疾病或病状选自由以下各项组成的组：癌症、代谢病症、炎性疾病以及传染性疾病。

另一方面，所述生物样品选自由以下各项组成的组：全血、白细胞、外周血单核细胞、血沉棕黄层、血浆、血清、痰、眼泪、粘液、洗鼻液、鼻抽吸物、呼吸、尿、***、唾液、腹膜冲洗物、腹水、囊液、脑膜液、羊水、腺液、胰液、淋巴液、胸膜液、细胞学液、***抽吸液、支气管抽吸物、支气管刷检物、滑液、关节抽吸液、器官分泌物、细胞、细胞提取物以及脑脊髓液。

另一方面，所述检测生物样品中的一种或多种蛋白质的水平通过选自由以下各项组成的组的测定来进行：基于适体的测定、基于抗体的测定和质谱测定。

另一方面，所述一种或多种药物选自由以下各项组成的组：4-氨基水杨酸、阿巴西普、阿昔单抗、醋氨酚、乙酰唑胺、乙酰氧肟酸、阿达木单抗、腺嘌呤、单磷酸腺苷、三磷酸腺苷、阿法替尼、阿柏西普、阿氯米松、阿地白介素、阿法赛特、阿仑单抗、阿利吉仑、α1-抗胰蛋白酶、阿替普酶、铝、安西奈德、阿米洛利、氨基己酸、氨茶碱、阿米替林、氨氯地平、氨吡酮、阿那格雷、阿那白滞素、阿尼普酶、抗血友病因子、安曲非宁、阿哌沙班、抑肽酶、阿地肝素、阿加曲班、三氧化二砷、阿司匹林、阿托伐他汀、金诺芬、阿伐那非、阿西替尼、杆菌肽、巴柳氮、巴利昔单抗、贝卡普勒明、二丙酸倍氯米松、贝拉西普、贝利单抗、苄氟噻嗪、倍他米松、贝伐单抗、比伐卢定、博舒替尼、布妥昔单抗、布林佐胺、溴芬酸、布***、卡博替尼、卡那单抗、卡培他滨、卡罗单抗、卡托普利、卡比多巴、卡比马唑、卡洛芬、卡维地洛、头孢唑林、头孢地尼、塞来昔布、塞妥珠单抗、西妥昔单抗、氯霉素、氯喹、***、氯烯雌醚、环索奈德、西洛他唑、克仑特罗、丙酸氯倍他索、氯可托龙、氯米芬、氯米帕明、醋酸可的松、肌酸、环孢菌素、半胱胺、达比加群、达卡巴嗪、达利珠单抗、达肝素钠、达那唑、阿法达贝泊汀、达沙替尼、地尼白介素-毒素连接物、地诺单抗、去氧孕烯、***、去羟米松、***、右旋甲状腺素、二氮嗪、双氯非那胺、双氯芬酸、双烯雌酚、己烯雌酚、双氟拉松、二氟尼柳、二氟泼尼酯、双嘧达莫、多西他赛、多佐胺、屈曲可净α、依库珠单抗、依法珠单抗、二十碳五烯酸、艾曲波帕、依诺肝素、依诺昔酮、阿法依泊汀、依替巴肽、马烯雌酮、埃罗替尼、***、***、雌莫司汀、雌三醇、雌酮、雌酮硫酸酯哌嗪、依那西普、炔己蚁胺、炔雌醇、依索唑胺、双醋酸炔诺醇、依托度酸、依托孕烯、依托考昔、因子_IX、因子_VII、非诺洛芬、非格司亭、氟尿苷、氟氢可的松、氟氢缩松、氟尼缩松、氟轻松、醋酸氟轻松、氟米龙、氟尿嘧啶、氟***、氟比洛芬、糠酸氟替卡松、丙酸氟替卡松、氟伐他汀、甲吡唑、磺达肝素钠、氟维司群、呋塞米、钆贝葡胺、吉非替尼、吉西他滨、吉妥单抗、银杏提取物、人参、格列齐特、葡糖胺、谷胱甘肽、戈利木单抗、肝素、透明质酸酶、氢***、氢化可的松、羟钴胺、替伊莫单抗、异丁司特、布洛芬、伊洛前列素、伊马替尼、吲哚美辛、英夫利昔单抗、巨大戟醇甲基丁烯酸酯、吸入胰岛素、胰岛素、门冬胰岛素、地特胰岛素、甘精胰岛素、赖谷胰岛素、赖脯胰岛素、干扰素γ-1b、伊匹单抗、伊立替康、异丙肾上腺素、酮洛芬、酮咯酸、酮替芬、拉帕替尼、L-天冬氨酸、L-肉碱、L-半胱氨酸、来那度胺、来匹卢定、甲酰四氢叶酸、左炔诺孕酮、左西孟旦、利多卡因、赖诺普利、锂、L-亮氨酸、洛哌丁胺、氯诺昔康、氯替泼诺、洛伐他汀、L-脯氨酸、硫蒽酮、罗美昔布、水杨酸镁、马立马司他、甲氯灭酸、甲羟孕酮、甲羟松、甲灭酸、甲地孕酮、褪黑激素、美洛昔康、甲萘醌、美沙拉嗪、美雌醇、二甲双胍、醋甲唑胺、甲巯咪唑、美索巴莫、氨基酮戊酸甲酯、甲泼尼龙、米非司酮、米力农、含羞草碱、米诺环素、莫西普利、莫米松、莫罗单抗、霉酚酸酯、霉酚酸、萘丁美酮、纳洛酮、萘普生、那他珠单抗、奈多罗米、奈帕芬胺、尼罗替尼、硝羟喹啉、诺孕酯、NPH_胰岛素、奥克纤溶酶、奥沙拉嗪、奥普瑞白介素、鸟氨酸、奥培米芬、奥沙普秦、胆茶碱、紫杉醇、帕利夫明、帕利哌酮、帕利珠单抗、帕尼单抗、帕拉米松、帕唑帕尼、哌加他尼、培非格司亭、培尼沙肽、培美曲塞、己酮可可碱、帕妥珠单抗、安替比林、苯乙肼、苯乙双胍、苯基丁氮酮、磷脂酰丝氨酸、吡罗昔康、匹伐他汀、泊马度胺、帕纳替尼、卟吩姆、普拉曲沙、普鲁司特、普伐他汀、泼尼卡酯、***龙、***、普罗黄素、***、丙基硫氧嘧啶、丙酮酸、炔雌醚、喹乙宗、雷洛昔芬、雷替曲塞、兰尼单抗、雷沙吉兰、瑞格非尼、瑞米吉仑、瑞替普酶、利巴韦林、利福布汀、利纳西普、利美索龙、利妥昔单抗、利伐沙班、罗氟司特、罗米司亭、罗苏伐他汀、鲁索替尼、水杨酸、沙格司亭、西地那非、辛伐他汀、西罗莫司、透明质酸钠、水杨酸钠、葡萄糖酸锑钠、重组生长激素、索拉非尼、链激酶、硫糖铝、柳氮磺胺吡啶、舒林酸、舒洛地特、舒尼替尼、舒洛芬、苏拉明、他达拉非、他莫昔芬、替奈普酶、沙利度胺、茶碱、噻洛芬酸、替鲁膦酸酯、替罗非班、托珠单抗、托法替尼、托非索泮、托美汀、托吡酯、拓扑替康、托瑞米芬、托西莫单抗、曲美替尼、氨甲环酸、曲妥珠单抗、曲妥珠单抗-恩他新、曲安奈德、曲氟尿苷、曲洛司坦、甲氧苄氨嘧啶、乌地那非、尿激酶、凡德他尼、伐地那非、维生素E、伏立诺他、WF10、希美加群、唑尼沙胺以及其组合。

本公开还提供一种用于鉴定药物靶标的方法，所述方法包括：获取来自受试者的生物样品中的一种或多种蛋白质的水平的知识；以及选择所述一种或多种蛋白质中的至少一种作为药物开发的靶标；其中被选择作为靶标的所述一种或多种蛋白质中的所述至少一种是基于来自所述受试者的所述生物样品的所述一种或多种蛋白质中的所述至少一种的水平与来自参考生物样品、受试者或群体的所述一种或多种蛋白质中的相应至少一种的水平相比的差异而选择的，并且其中所述一种或多种蛋白质的水平差异选自由以下各项组成的组：至少2倍至100倍(或2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100倍)以及至少0.5倍至0.01倍(或0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01倍)。

另一方面，被选择作为药物开发的靶标的所述一种或多种蛋白质中的至少一种不是药物靶标。

本公开还提供一种用于鉴定药物靶标的方法，所述方法包括：检测来自受试者的生物样品中的一种或多种蛋白质的水平；以及选择所述一种或多种蛋白质中的至少一种作为药物开发的靶标；

其中被选择作为靶标的所述一种或多种蛋白质中的所述至少一种是基于来自所述受试者的所述生物样品的所述一种或多种蛋白质中的所述至少一种的水平与来自参考生物样品、受试者或群体的所述一种或多种蛋白质中的相应至少一种的水平相比的差异而选择的，并且其中所述一种或多种蛋白质的水平差异选自由以下各项组成的组：至少2倍至100倍(或2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100倍)以及至少0.5倍至0.01倍(或0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01倍)。

实施例

实施例1：

材料和方法

肿瘤样本

在手术切除时收获肺癌肿瘤组织和匹配的非肿瘤组织，并将其冷冻储存在肺癌组织库(Lung Cancer Tissue Bank)的科罗拉多州SPORE中。对所述肿瘤样品中的29个进行病理学检查以确定含有炎症、坏死或基质的组织的比例。这些参数的平均值和四分位(IQR)范围是：炎症16％(IQR 5％-20％)，坏死10％(IQR 0％-15％)和基质31％(IQR20％-40％)。

蛋白质组样品制备和肿瘤突变检测

如所描述(Mehan 2012)从63个肿瘤和匹配的非肿瘤组织制备蛋白质溶解产物。对所述肿瘤中的49个进行了多重单核苷酸延伸测序(SNaPshot，Life Technologies)，其涉及多重PCR、多重单碱基引物延伸和毛细管电泳(Doebele 2012,Su 2011)。表1中列出了通过SNaPshot组检测到的突变。

表1

SNaPshot多重突变组

AKT1 E17K

APC R1114*、Q1338*、R1450*、T1556NinsA

CTNNB1 D32Y、D32H、D32N、D32V、D32G、S33Y、S33F、S33C、G34V、G34E、S37P、S37A、S37F、S37Y、S37C、T41A、T41S、T41P、T41N、T41I、S45P、S45A、S45F、S45Y、S45C

BRAF G466V、G469A、L597V、V600E、V600M

KIT D816V

EGFR G719S、G719C、G719A、del_746-750、T790M、L858R、L861Q

FLT3 D835Y

JAK2 V617F

KRAS G12R、G12S、G12D、G12V、G12A、G13D、G13A、G13S、G13R、G13C、Q61H、Q61K、G61L、Q61R

MAP2K1 Q56P、K57N、D67N

NRAS G12S、G12R、G12C、G12D、G12A、G12V、G13S、G13R、G13C、G13D、G13A、G13V、Q61K、Q61L、Q61R

NOTCH1 L1575Q、L1575P、H1601

PIK3CA R88Q、Q546K、Q546E、Q546R、Q546P、H1047R、H1047Y、G1049S

PTEN R130G、R130*、R173C、R233*、K297fs

TP53 R175L、R175H、G245S、G245R、G245C、R248W、R248G、R248Q、R248P、R248L、R273C、R273L、R273H、R306*

蛋白质组学分析

将组织溶解产物(2ug总蛋白/样品)用SOMAscan V3蛋白质组学测定进行分析，所述测定测量1,129种蛋白质(Gold 2010)。SOMAscan分析物涵盖了广泛的与疾病生理学和生物学功能相关的蛋白质，包括细胞因子、激酶、生长因子、蛋白酶及其抑制剂、受体、激素和结构蛋白(Mehan 2013)。SOMAscan使用新型修饰的DNA适体(称为SOMAmer)来特异性地结合生物样品中的蛋白质靶标(Gold 2010，Vaught 2010)。所有样品分析都如所描述(Kraemer2011)在Somalogic的良好实验室规范(GLP)遵循实验室进行。将所述样品随机分布在测定中，并且测定操作员不知道所有样品的身份。用微阵列扫描仪和相关软件捕获并处理微阵列图像。将所述研究中的每个样品通过将每个样品的中值与共同参考进行比对来标准化。通过对每个SOMAmer应用乘法缩放系数来完成板间和批内校准。

统计分析

数据

所有数据都来源于称为Lungevity研究CL-13-012的肺癌组织研究。获得了由肿瘤组织或假定正常的邻近组织组成的许多配对样品的SOMAscan数据。从原始数据文件中选择数据用于进一步分析，如下所示：

·一些样品一式两份，并将那些值平均化以产生用于分析的最终数据。

·来自所述文件的数据仅限于标记为“腺(Adeno)”或“鳞(Squamous)”的那些肿瘤样品及其同源正常样品。

·存在一些情况，其中一个或另一个同源对不存在，并且那些不成对的样品被除去。

最终的数据收集包括63对成对的样品。通过将肿瘤样品RFU值除以对照样品RFU值来将成对的样品数据转换成比率。

应答算法

定义了截断值来应用于比率数据。使值与阈值相关联，并与用户变化同步改变。对于每种蛋白质单独地计算分别在此阈值以上或以下发现的样品的数量。将对于每种样品分别在阈值以上或以下发现的蛋白质的数量列表显示。将数据表按照列表显示的值的降序从左到右进行排序。实际上，这导致了通过在给定阈值以外发现的样品数量对蛋白质的排序。然后提取以下数据：

对于每种蛋白质在阈值以外(上或下)的样品的数量；

对于每个样品在阈值以外(上或下)的蛋白质的数量；

新排序的基因名称:SomamerID值；

每个基因名称的注释:SomamerID(物种，完整蛋白名称，药物列表和途径信息)；

比率值的新排序的表。

将条件格式编程地应用于比率数据表，以便说明在阈值以上过度表达或在阈值以下表达不足的那些值。

人口统计表在以下表2-4中示出

表2.肿瘤组织学和分期

表3.鉴定的突变*

*两个肿瘤具有PIK3CA和KRAS突变两者，且一个肿瘤具有KRAS和TP53突变两者。

表4.患者特征*

结果

在来自63人的两个样品(NSCLC，肿瘤和相邻的健康肺组织)中测量了1,170种蛋白质，总计63X 2X 1,129＝142,254个测量值。对于小肿瘤，对于整个肿瘤取样，而对于较大的肿瘤，将一片均质化。在一些实验中，更大的肿瘤在任何可能的距离处被细分成样品。与抗体不同，SOMAmer是通过SELEX方法的变型鉴定的，并且由修饰的DNA制成。SOMAmer识别靶蛋白上的构象表位。一些菜单SOMAmer是用与与其人同系物几乎相同的啮齿动物蛋白质鉴定的。SOMAmer类似于抗体的抗原结合位点，它们是单价的，并且它们以高亲和力结合并从其靶蛋白缓慢地解离。加标和回收实验已经表明，在血浆、血清和缓冲液中，加标导致SOMAscan测定中更高的信号。具有菜单SOMAmer的血浆或血清中的下拉(Pull-down)通过凝胶和质谱法两者将靶蛋白鉴定为预期的分析物。SOMAscan生成以荧光单位计的数据，以使得可容易地在两个组织之间进行比较(提供可进行比较的相对荧光单位-RFU)。标准曲线用于在需要时将RFU转换成近似绝对蛋白质。

选择了与健康组织相比在肿瘤中超过上下4倍的相对蛋白质水平；在本研究中选择了这种变化水平，因为显示超过上下4倍的分析物不被认为可能代表“错误发现”。然而，本发明不限于此。例如，在其它实施方案中，可使用小于4倍(例如3倍、2倍或更低)或大于4倍(例如5倍、10倍、100倍或更高)的倍数变化。在SOMAscan上针对63对组织测量的1,129种蛋白质中，对于(63对中的)51对样品2种蛋白质是上下4倍或更多，对于40对样品2种其它蛋白质是上下4倍或更多，对于30对样品4种其它蛋白质是上下4倍或更多，对于20对样品27种其它蛋白质是上下4倍或更多，对于10对样品81种其它蛋白质是上下4倍或更多，并且对于少于10对(但是对于至少一对)415种其它蛋白质是上下4倍或更多。超过600种蛋白质在任何一对中都不是上下4倍或更多。这些数据在图1中示出。

在20对组织中总计35种蛋白质是上下4倍或更多，在更少的样品对中更多蛋白质上下。最大的一类蛋白质没有样品对中上下4倍或更多。

当在群集的热图中观察数据以比较蛋白质组学的突变、病理学和分期以及通过蛋白质水平本身聚类时，当被NSCLC的标准定义强迫时，没有出现明显的群集。

区分NSCLC与健康肺组织的前35种蛋白质

为研究中的顶部生物标志物中的35种蛋白质(表5)(“顶部”等于在20对或更多对中在肿瘤与健康邻近组织之间的差异为4倍或更多的蛋白质)中，两种蛋白质区分鳞状细胞癌和腺癌。对于绝大多数的生物标志物，腺癌和鳞状细胞癌似乎是非常相似的癌症。

这35种蛋白质的突变与水平之间未发现相关性。一些具有相同病理学和相同的KRAS突变的肿瘤–在一种这样的肿瘤中，190种蛋白质过度表达或表达不足4倍或更多，而在另一种具有相同病理学和KRAS突变的肿瘤中，只有3种蛋白质是4倍更丰富或更不丰富。

表5

区分NSCLC与健康组织的蛋白质

对在肿瘤与健康组织之间不太频繁地显示不同浓度的蛋白质进行进一步分析。肿瘤与健康邻近组织之间的差异与病理学或遗传学都不相关。

药物干预

在个体肿瘤中升高的蛋白质是药物(例如现有或新的药物)的靶标，无论所述药物是否针对癌症而开发。在一些实施方案中，使用现有药物。在一些实施方案中，靶向了与本文鉴定的靶标相同的途径中的其它蛋白质。

在所分析的1,129种蛋白质中，690种(61％)显示与成对样品中的一种或多种至少4倍的差异。63个肿瘤显示了蛋白质数量的连续统，与健康组织相比上下4倍，从3至190。

本文提供的一些药物已被批准用于癌症患者。其它药物被批准但不是用于癌症。试验经设计以评估其作为个体化治疗剂的价值。在其它情况下，未经批准的抑制剂是开发用于单独靶向肿瘤的新药物的起点。

在数据的最高观点上，观察到肿瘤特异性表达蛋白质浓度的相似性和多样性两者。

NSCLC(和其它癌症类型)显示浓度升高和降低的常见蛋白质。这些蛋白质通常与驱动大多数癌症的过程有关：细胞自主生长速率和克服接触抑制的能力，当它们超过局部血液供应时在有限的氧水平下生长的能力，针对免疫和炎性监视的防御，侵入性和转移潜力以及其它过程(例如，当血液供应被血管生成干预抑制时，利用淋巴***作为营养物来源的能力)。在浓度升高的常见蛋白质中，未发现预期为“上”的蛋白质-这些预期通过若干癌症药物的作用模式进行总结，这在大量的NSCLC患者中经常是无用的。

NSCLC(和其它癌症类型)显示罕见蛋白质的水平升高，所述蛋白质允许所需的癌症过程(已知和未知)。数据表明，若干肿瘤在所有可能的方式上都有所不同，并且根据所有现存的定义成为肿瘤似乎没有困难。

因此，本发明在一些实施方案中提供，肿瘤蛋白质组独立于病理学报告和可能已经引起肿瘤并且可能仍然存在(关键或不关键)于肿瘤中的突变。癌症生长和转移所需的特性在一些实施方案中与在肿瘤形成的早期阶段中使用的特性(例如基因)不同。在一些实施方案中，本发明提供了癌症的最终蛋白质组状态通过个体选择而不是通过在小鼠或培养皿中的选择驱动；个人呈现发生选择的个性化环境。

因此，在一些实施方案中，本发明为医生和患者提供了相对于肿瘤所来源的健康组织，获得其肿瘤的SOMAscan分析的方法。对医生和患者的报告包括相对于对照以改变的水平存在的每种蛋白质和发现所述蛋白质的途径，以及拮抗或激动目标蛋白质或途径的药物。在一些实施方案中，升高的蛋白质是癌症的驱动因素，并且可获得拮抗所述蛋白质或途径的药物。在一些实施方案中，尚未批准拮抗所述蛋白质或途径的药物，但是可获得这种治疗性NSCLC的临床试验。在一些实施方案中，对于不同的疾病–另一种癌症或完全不同的疾病可能存在针对所述蛋白质的批准的药物，并且在所述情况下，医生和患者可讨论这种治疗的优点和缺点。

在一些实施方案中，患者的肿瘤不显示可能对标准治疗有反应的蛋白质或途径的性质或特征，但确实显示肿瘤中将被用于NSCLC的批准的药物抑制的蛋白质(例如，拓扑异构酶，例如，或金属蛋白酶)的增加。

表6至10提供蛋白质名称和相应的UniProt标识符以及靶向五(5)个不同个体(受试者A、B、C、D和E)的蛋白质的任何药物。如果没有药物已知靶向所述蛋白质，则表格单元格留空或包括语言“(没有发现)”。进一步提供的是如通过肿瘤组织中的蛋白质表达水平对比来自相同个体的正常或健康组织中的蛋白质表达水平确定的个体中每种蛋白质的表达的倍数差异。

表6示出使用本发明的组合物和方法从患有肺癌(腺癌)的单个患者(受试者A)产生的蛋白质表达谱。举例来说，发现蛋白质乳转铁蛋白(UniProt P02788)相对于来自相同个体的正常或健康组织中的相同蛋白质在肿瘤组织中下调约10倍(如在表中表达为0.1)。而此时，这种蛋白质不具有已知的药物，可基于肿瘤组织与健康组织之间的差异表达水平来选择乳转铁蛋白蛋白质用于药物开发。

举例来说，发现蛋白质碳酸酐酶I(UnitProt 00915)相对于来自相同个体的正常或健康组织中的相同蛋白质在肿瘤组织中下调约7.7倍(如在表中表达为0.13)。碳酸酐酶I具有靶向这种蛋白质的若干已知药物(例如，氢***、喹乙宗、苄噻嗪、二氮嗪、三***、美索巴莫、氨氯地平、苄氟噻嗪、布林佐胺、双氯非那胺、醋甲唑胺、炔己蚁胺、氢氟噻嗪、乙酰唑胺、环噻嗪、唑尼沙胺、依索唑胺、***、甲***和多佐胺。因此，此个体可能对药物治疗计划有反应，所述药物治疗计划可包括表6中鉴定的一种或多种药物。因此，举例来说，可通过选择在肿瘤组织与健康组织之间具有至少7倍的差异表达(或至少.14差异)的一种或多种蛋白质并基于靶向所述特定蛋白质的药物提供药物治疗计划来开发用于此个体的药物治疗计划。

作为另一个实例，发现蛋白质肝细胞生长因子或HGF(UniProt P08581)相对于正常或健康组织在肿瘤组织中上调约7倍(或6.96倍)。这种蛋白质可通过药物卡博替尼靶向。因此，此个体可对可包括卡博替尼的药物治疗计划有反应。因此，举例来说，可通过选择在肿瘤组织与健康组织之间具有至少6倍或7倍的差异表达的一种或多种蛋白质并基于靶向所述特定蛋白质的药物提供药物治疗计划来开发用于此个体的药物治疗计划。

表6：基于在肿瘤组织与正常组织之间具有至少4倍表达差异的蛋白质，单个个体(受试者A)的蛋白质组谱。基于此阈值截断值，此个体具有在肿瘤与健康组织蛋白质表达水平中具有至少4倍(上或下)差异的57种蛋白质。

总之，上述一般方法可应用于表6中描述的蛋白质-药物组合中的任一种，以开发药物治疗计划或基于其蛋白质组谱(差异蛋白质表达水平-“上”或“下”以及所述差异的倍数水平)将所述药物施用至所述个体。此外，所述方法可用于鉴定可以是用于治疗可共有相同蛋白质差异表达谱或谱范围(即，在肿瘤组织与健康/正常组织之间具有相同蛋白质的至少约4倍、5倍、6倍、7倍、8倍且达100倍或更多的表达差异)的个体或个体组的药物靶标的蛋白质。

表7示出使用本发明的组合物和方法从患有肺癌(腺癌)的单个患者(受试者B)产生的蛋白质表达谱。举例来说，发现蛋白质类胰蛋白酶β-2(UniProt P20231)相对于来自相同个体的正常或健康组织中的相同蛋白质在肿瘤组织中下调约33倍(如在表中表达为0.03)。而此时，这种蛋白质不具有已知的药物，可基于肿瘤组织与健康组织之间的差异表达水平来选择类胰蛋白酶β-2蛋白质用于药物开发。

举例来说，发现蛋白质碳酸酐酶3(UniProt P07451)相对于来自相同个体的正常或健康组织中的相同蛋白质在肿瘤组织中下调约25倍(如在表中表达为0.04)。碳酸酐酶3具有靶向这种蛋白质的已知药物(例如唑尼沙胺和乙酰唑胺)。因此，此个体可对可包括唑尼沙胺和/或乙酰唑胺的药物治疗计划有反应。因此，举例来说，可通过选择在肿瘤组织与健康组织之间具有至少25倍的差异表达(或至少.04差异)的一种或多种蛋白质并基于靶向所述特定蛋白质的药物提供药物治疗计划来开发用于此个体的药物治疗计划。

作为另一个实例，发现蛋白质C3a过敏毒素(UniProt P01024)相对于正常或健康组织在肿瘤组织中上调约49倍(或49.04倍)。这种蛋白质可通过药物静脉内免疫球蛋白靶向。因此，此个体可对可包括静脉内免疫球蛋白的药物治疗计划有反应。因此，举例来说，可通过选择在肿瘤组织与健康组织之间具有至少约49倍的差异表达的一种或多种蛋白质并基于靶向所述特定蛋白质的药物提供药物治疗计划来开发用于此个体的药物治疗计划。

表7：基于在肿瘤组织与正常组织之间具有至少4倍表达差异的蛋白质，单个个体(受试者B)的蛋白质组谱。基于此阈值截断值，此个体具有在肿瘤与健康组织蛋白质表达水平中具有至少4倍(上或下)差异的69种蛋白质。

总之，上述一般方法可应用于表7中描述的蛋白质-药物组合中的任一种，以开发药物治疗计划或基于其蛋白质组谱(差异蛋白质表达水平-“上”或“下”以及所述差异的倍数水平)将所述药物施用至所述个体。此外，所述方法可用于鉴定可以是用于治疗可共有相同蛋白质差异表达谱或谱范围(即，在肿瘤组织与健康/正常组织之间具有相同蛋白质的至少约4倍、5倍、6倍、7倍、8倍且达100倍或更多的表达差异)的个体或个体组的药物靶标的蛋白质。

表8示出使用本发明的组合物和方法从患有肺癌(腺癌)的单个患者(受试者C)产生的蛋白质表达谱。举例来说，发现蛋白质晚期糖基化终末产物特异性受体(UniProtQ15109)相对于来自相同个体的正常或健康组织中的相同蛋白质在肿瘤组织中下调约100倍(如在表中表达为0.01)。而此时，这种蛋白质不具有已知的药物，可基于肿瘤组织与健康组织之间的差异表达水平来选择晚期糖基化终末产物特异性受体蛋白质用于药物开发。

举例来说，发现蛋白质凝血因子X(UniProt P00742)相对于来自相同个体的正常或健康组织中的相同蛋白质在肿瘤组织中下调约5倍(如在表中表达为0.2)。凝血因子X具有靶向此蛋白质的已知药物(例如，磺达肝素钠、甲萘醌、依诺肝素、凝血因子VIIa、抗血友病因子、利伐沙班、阿哌沙班、凝血因子IX和肝素)。因此，此个体可对可包括唑尼沙胺和/或乙酰唑胺的药物治疗计划有反应。因此，举例来说，可通过选择在肿瘤组织与健康组织之间具有至少5倍的差异表达(或至少.2差异)的一种或多种蛋白质并基于靶向所述特定蛋白质的药物提供药物治疗计划来开发用于此个体的药物治疗计划。

作为另一个实例，发现蛋白质基质溶解因子(UniProt P09237)相对于正常或健康组织在肿瘤组织中上调约5倍(或5.23倍)。这种蛋白质可通过药物马立马司他靶向。因此，此个体可对可包括马立马司他的药物治疗计划有反应。因此，举例来说，可通过选择在肿瘤组织与健康组织之间具有至少约5倍的差异表达的一种或多种蛋白质并基于靶向所述特定蛋白质的药物提供药物治疗计划来开发用于此个体的药物治疗计划。

表8：基于在肿瘤组织与正常组织之间具有至少4倍表达差异的蛋白质，单个个体(受试者C)的蛋白质组谱。基于此阈值截断值，此个体具有在肿瘤与健康组织蛋白质表达水平中具有至少4倍(上或下)差异的86种蛋白质。

总之，上述一般方法可应用于表8中描述的蛋白质-药物组合中的任一种，以开发药物治疗计划或基于其蛋白质组谱(差异蛋白质表达水平-“上”或“下”以及所述差异的倍数水平)将所述药物施用至所述个体。此外，所述方法可用于鉴定可以是用于治疗可共有相同蛋白质差异表达谱或谱范围(即，在肿瘤组织与健康/正常组织之间具有相同蛋白质的至少约4倍、5倍、6倍、7倍、8倍且达100倍或更多的表达差异)的个体或个体组的药物靶标的蛋白质。

表9示出使用本发明的组合物和方法从患有肺癌(鳞癌)的单个患者(受试者D)产生的蛋白质表达谱。举例来说，发现蛋白质有丝***原活化蛋白激酶13(UniProt O15264)相对于来自相同个体的正常或健康组织中的相同蛋白质在肿瘤组织中上调约4倍(或4.03倍)。而此时，这种蛋白质不具有已知的药物，可基于肿瘤组织与健康组织之间的差异表达水平来选择有丝***原活化蛋白激酶13蛋白质用于药物开发。

举例来说，发现蛋白质肝素结合生长因子2(UniProt P09038相对于来自相同个体的正常或健康组织中的相同蛋白质在肿瘤组织中下调约4倍(如在表中表达为0.24)。肝素结合生长因子2具有靶向此蛋白的已知药物(例如，戊聚糖多硫酸酯、硫糖铝和西罗莫司)。因此，此个体可对可包括戊聚糖多硫酸酯、硫糖铝和/或西罗莫司的药物治疗计划有反应。因此，举例来说，可通过选择在肿瘤组织与健康组织之间具有至少4倍的差异表达(或至少.24差异)的一种或多种蛋白质并基于靶向所述特定蛋白质的药物提供药物治疗计划来开发用于此个体的药物治疗计划。

作为另一个实例，发现蛋白质纤溶酶原活化因子抑制因子1(UniProt P05121)相对于正常或健康组织在肿瘤组织中上调约182倍(或181.88倍)。纤溶酶原活化因子抑制因子1具有靶向此蛋白质的已知药物(例如阿尼普酶、尿激酶、瑞替普酶、阿替普酶、替奈普酶和屈曲可净α)。因此，此个体可对可包括阿尼普酶、尿激酶、瑞替普酶、阿替普酶、替奈普酶和/或屈曲可净α的药物治疗计划有反应。因此，举例来说，可通过选择在肿瘤组织与健康组织之间具有至少约182倍的差异表达的一种或多种蛋白质并基于靶向所述特定蛋白质的药物提供药物治疗计划来开发用于此个体的药物治疗计划。

表9：基于在肿瘤组织与正常组织之间具有至少4倍表达差异的蛋白质，单个个体(受试者D)的蛋白质组谱。基于此阈值截断值，此个体具有在肿瘤与健康组织蛋白质表达水平中具有至少4倍(上或下)差异的95种蛋白质。

总之，上述一般方法可应用于表9中描述的蛋白质-药物组合中的任一种，以开发药物治疗计划或基于其蛋白质组谱(差异蛋白质表达水平-“上”或“下”以及所述差异的倍数水平)将所述药物施用至所述个体。此外，所述方法可用于鉴定可以是用于治疗可共有相同蛋白质差异表达谱或谱范围(即，在肿瘤组织与健康/正常组织之间具有相同蛋白质的至少约4倍、5倍、6倍、7倍、8倍且达100倍或更多的表达差异)的个体或个体组的药物靶标的蛋白质。

表10示出使用本发明的组合物和方法从患有肺癌(鳞癌)的单个患者(受试者E)产生的蛋白质表达谱。举例来说，发现蛋白质血小板反应蛋白-2(UniProt P35442)相对于来自相同个体的正常或健康组织中的相同蛋白质在肿瘤组织中上调约21倍(或21.4倍)。而此时，这种蛋白质不具有已知的药物，可基于肿瘤组织与健康组织之间的差异表达水平来选择血小板反应蛋白-2蛋白质用于药物开发。

举例来说，发现蛋白质纤溶酶原(UniProt P00747)相对于来自相同个体的正常或健康组织中的相同蛋白质在肿瘤组织中下调约50倍(如在表中表达为0.02)。纤溶酶原蛋白质具有靶向此蛋白质的已知药物(例如，链激酶、阿尼普酶、氨基己酸、尿激酶、瑞替普酶、阿替普酶、抑肽酶、氨甲环酸和替奈普酶)。因此，此个体可对可包括链激酶、阿尼普酶、氨基己酸、尿激酶、瑞替普酶、阿替普酶、抑肽酶、氨甲环酸和/或替奈普酶的药物治疗计划有反应。因此，举例来说，可通过选择在肿瘤组织与健康组织之间具有至少50倍的差异表达(或至少0.02差异)的一种或多种蛋白质并基于靶向所述特定蛋白质的药物提供药物治疗计划来开发用于此个体的药物治疗计划。

作为另一个实例，发现蛋白质MMP-1(UniProt P03956)相对于正常或健康组织在肿瘤组织中上调约25倍(或25.28倍)。MMP-1蛋白质具有靶向此蛋白质的已知药物(例如，马立马司他)。因此，此个体可对可包括马立马司他的药物治疗计划有反应。因此，举例来说，可通过选择在肿瘤组织与健康组织之间具有至少约25倍的差异表达的一种或多种蛋白质并基于靶向所述特定蛋白质的药物提供药物治疗计划来开发用于此个体的药物治疗计划。

表10.基于在肿瘤组织与正常组织之间具有至少4倍表达差异的蛋白质，单个个体(受试者E)的蛋白质组谱。基于此阈值截断值，此个体具有在肿瘤与健康组织蛋白质表达水平中具有至少4倍(上或下)差异的128种蛋白质。

总之，上述一般方法可应用于表10中描述的蛋白质-药物组合中的任一种，以开发药物治疗计划或基于其蛋白质组谱(差异蛋白质表达水平-“上”或“下”以及所述差异的倍数水平)将所述药物施用至所述个体。此外，所述方法可用于鉴定可以是用于治疗可共有相同蛋白质差异表达谱或谱范围(即，在肿瘤组织与健康/正常组织之间具有相同蛋白质的至少约4倍、5倍、6倍、7倍、8倍且达100倍或更多的表达差异)的个体或个体组的药物靶标的蛋白质。

表11示出靶向所列出的蛋白质的示例性蛋白质和药物。

表11

实施例2

表12示出使用本文描述的基于适体的组合物和方法鉴定的在杜氏肌营养不良(DMD)和非DMD受试者中具有差异表达的蛋白质。

表12

生成了绘制在非DMD和DMD男孩中相对蛋白质表达水平(RFU)对比受试者的年龄(岁)的统计图表。在对照与DMD受试者之间不同的蛋白质在图4中示出，其中所述蛋白质在DMD受试者中减少，而相同蛋白质在对照中增加。

若干动物模型可用于本发明的方法和组合物以用于鉴定、调节和监测肌肉疾病中的药物靶标。雄性小鼠(例如，MDx品系)一直在无功能性肌营养不良蛋白的情况下维持。虽然这些小鼠不是正常的，但表型不如DMD患者的表型那样严重。当向肌营养不良蛋白突变添加第二敲除时(常见的第二突变是在肌营养不良蛋白相关蛋白质(utrophin)基因中)，MDx小鼠模型变得更严重且更像人疾病。因此，在一个实施方案中，可将GDF-11施用于受试者(例如DMD的小鼠模型)以改善受试者的症状(例如，MDx小鼠和MDx-肌营养不良蛋白相关蛋白质较低小鼠的DMD症状)。本领域的普通技术人员熟知用于鉴定治疗有效剂量的方法。例如，有可能首先分析所需的GDF-11注射剂量和注射方案，以将循环GDF-11浓度保持在或接近野生型水平，并且所确定的剂量可用于肌营养不良蛋白和肌营养不良蛋白-肌营养不良蛋白相关蛋白质模型中。此外，还可用注射的GDF-11处理狗和猪肌营养不良蛋白敲除。

对于人，可建立给药药代动力学和安全性。在临床前安全性/毒性实验已经完成到监管标准之后，鉴定毒性开始的药物浓度，并且鉴定毒性的靶器官。在一个非限制性实例中，人实验在单次递增剂量实验中进行，随后通常在健康志愿者中进行多次剂量递增实验，尽管在这种情况下取决于与IRB和母体组织的讨论可能在DMD受试者中更好地进行，因为18-45岁健康志愿者中的药代动力学(PK)可能不同。如果被这样的讨论所需要，PK实验可能需要首先在健康成人中进行，且然后在较小的DMD儿童组中进行确认。对于单剂量，8个受试者的组(每组随机化8个活性剂和2个安慰剂)接受皮下和/或肌内注射。通常在注射后0、0.5、1、2、4、8、24、48和几天以时间序列采集血液样品。将使用小鼠药理学和毒性数据计算剂量以便以低于任何活性水平的水平开始，并且在下一次递增之前在每个组中检查PK和安全性。随后的组经常以半对数剂量步骤升高，直到经历副作用或直到浓度的预定义的停药规则为止。通常在限制性副作用之前进行6次或更多次剂量递增，但这可取决于药理学。

多剂量研究的组大小相似，且通常持续2周以建立安全和稳态PK。这些研究可使用单剂量实验的信息作为起点，因此初始剂量可能更高。使用来自单剂量的PK结果，可定义可能实现目标浓度或确保其不低于所定义的低谷的给药方案。这可能是一天一次、两次或三次。如果存在不确定性，则多剂量实验可能使用多于一个给药方案。最初，如果PK较短，则可使用在大规模内将是不实际的、但是将测试验假设的剂量方案；如果达到功效，则可通过缓释制剂改善PK并使方案更实用。

可使用在达到目标浓度(例如匹配正常浓度或更高)的多剂量PK研究中鉴定的方案在患有DMD的受试者中进行功效实验。通常，IIa期功效实验将测试安慰剂加2-3个剂量和给药方案。组可以是各自约20个受试者，所述受试者被选择为在疾病中足够早以使得改善是可能的，并且研究持续时间将被估计为足够长以查看趋势功效差异，不一定每个组达到统计学显著性–这可能是3-6个月，或者可使用适应性设计，其中数据安全性监测板让研究继续进行，直到无用或差异明显为止。用于功效的度量可包括6分钟步行、肌肉MRI、肌肉活组织检查和使用SOMAscan和/或免疫测定的基于血液的生物标志物。正确方向的趋势将产生IIb期计划，所述计划将使用IIa期度量来定义统计上有力的大小和持续时间。如果所需的给药方案不切实际，则将开发缓释制剂，进行单剂量和多剂量PK，且然后进入IIb期。

实施例3

表13示出来自约258名肺癌患者(分类为腺癌、鳞状细胞、癌肉瘤、大细胞、粘液表皮样、梭形细胞、良性、多形性癌、多形性腺癌和具有癌症病史的良性)的肿瘤组织对比健康邻近组织的金属蛋白酶(MMP)家族成员的蛋白质水平的倍数表达差异的总结。个体受试者(不论具体的肺癌诊断)显示不同的MMP表达水平(在肿瘤中过度表达或表达不足)。药物马立马司他拮抗MMP家族成员，且因此适用于治疗具有一种或多种过度表达的MMP的癌症。临床前研究显示拮抗MMP功能或表达抑制肿瘤生长(例如在乳腺癌模型中)。

表13：基于肿瘤组织蛋白质水平对比健康邻近组织蛋白质水平，不同的MMP家族成员和具有四倍或更大表达水平差异的受试者的数量的总结。

在此研究中，未发现与特定肺癌诊断、癌症分期、患者性别或遗传信息(例如，基因突变；若干受试者具有BRAF、EGFR或KRAS突变)的相关性。蛋白质组信息的独立性(特别是对于MMP家族成员而言)对于应用于每个个体的治疗方案可能是有益的。

测试马立马司他(MMP拮抗剂)在患有转移性乳腺癌的患者中的功效的最近III期临床试验表明，在马立马司他治疗的受试者与接受安慰剂的受试者之间没有显著差异。一般来说，来自所述试验的结论是，马立马司他对停止和/或减缓乳腺癌疾病进展是无效的。

尽管表13中总结的蛋白质组数据来源于肺癌患者，但是在这些肺癌受试者中观察到的MMP家族成员的异质性可指示在其它癌症类型(例如乳腺癌)中可观察到什么。因此，这种异质性可能部分是某些抗癌药物和/或治疗导致不同的结果和/或不显著的功效的原因。在这种情况下，可提出，用于癌症患者和/或临床试验中的患者的治疗方案可基于代替标准病理学和/或遗传测试或除标准病理学和/或遗传学测试之外的个体化蛋白质组谱进行分层。因此，将此推理应用于之前讨论的乳腺癌患者的马立马司他的III期临床试验中，这些患者可能已经基于MMP家族成员的过度表达水平而不是标准诊断方法而选择用马立马司他治疗。对于肺癌患者，可应用相同的治疗选择和/或临床试验分层。实际上，可基于特定蛋白质或一组蛋白质的表达水平来选择治疗方案和/或临床试验分层，由此在肿瘤蛋白质水平与健康组织水平之间的4、10、20或50倍差异将指示个体是否可能对用特定药物如靶向(例如拮抗)表达水平升高的蛋白质的药物进行治疗有反应。

实施例4

表14提供了靶向特定蛋白质的药物名称的列表。每行提供药物-蛋白质关联或药物的蛋白质靶标所对应的位置(在表14的上下文中对应表示所述蛋白质与表格的药物名称共享同一行)。所述表可用作基于个体中的异常蛋白质表达开发个性化治疗计划的参考。例如，参考表可用于其中个体可能患有特定病状或疾病并且具有相对于参考对照蛋白质水平，丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Chk1水平上调约4、10、20或50倍的情况。

因此，在一个实施方案中，提供一种用于选择用药物治疗的受试者的方法，所述方法包括检测来自所述受试者的生物样品的来自表14的至少一种蛋白质的水平，确定来自所述生物样品的来自表14的所述至少一种蛋白质的水平相较于参考对照样品的倍数差异，选择用来自表14的药物治疗的受试者，所述药物对应于来自表14的所述至少一种蛋白质，其中当来自所述生物样品的来自表14的所述至少一种蛋白质的水平相较于所述参考对照的倍数差异是至少4倍、10倍、15倍、20倍、25倍、30倍、35倍、40倍、45倍或50倍时用选自表14的所述药物治疗所述受试者，并且其中所述受试者需要治疗并基于来自表14的所述至少一种蛋白质的水平的倍数差异施用所述药物以用于治疗。

表14：靶向蛋白质的药物的列表

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以上说明书中提到的所有公布和专利以引用的方式并入本文。本发明的所描述的方法和***的各种改进和变化对于本领域技术人员将显而易见，而不背离本发明的范围和精神。虽然已结合具体优选实施方案描述了本发明，但应理解的是，要求保护的本发明不应不适当地局限于所述具体实施方案。事实上，对于分子生物学、体外授精、发育或相关领域的技术人员来说显而易见的用于进行本发明的所描述模式的各种修改意图在以下权利要求的范围内。

Claims (48)

1.一种用于鉴定蛋白质靶标的方法，所述方法包括：

a)测定来自被诊断患有疾病的受试者的生物样品以鉴定一种或多种蛋白质相对于参考样品中所述蛋白质水平的改变的水平；以及

b)鉴定靶向所述表达改变的蛋白质中的一种或多种的一种或多种治疗。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述蛋白质选自AGER、THBS2、CA3、MMP12、MMP-1、MMP-7、MMP-9、MMP-13、MMP-8、MMP-10、MMP-2、PIGR、DCN、PGAM1、CD36、FABP、ACP5、CCDC80、PPBP、LYVE1、STC1、SPON1、IL17RC、MMP1、CA1、SERPINC1、TPSB2、CKB/CKBM、NAMPT/PBEF、PPBP/CTAPIII、F9、DCTPP1、F5、SPOCK2、CAT、PF4、MDK、BGN、CKM、POSTN、PGLYRP1以及CXCL12。

3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述参考样品是来自所述受试者的正常组织的样品，或正常组织的群体平均值。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述蛋白质的所述水平相对于所述参考样品中的所述水平改变至少4倍。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述蛋白质的所述水平相对于所述参考样品中的所述水平改变至少50倍。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其还包括向所述受试者施用所述一种或多种治疗。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其还包括确定所述蛋白质中突变的存在的步骤。

8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述疾病选自由以下各项组成的组：癌症、代谢病症、炎性疾病以及传染性疾病。

9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述生物样品选自由以下各项组成的组：组织、全血、白细胞、外周血单核细胞、血沉棕黄层、血浆、血清、痰、眼泪、粘液、洗鼻液、鼻抽吸物、呼吸、尿、***、唾液、腹膜冲洗物、腹水、囊液、脑膜液、羊水、腺液、胰液、淋巴液、胸膜液、细胞学液、***抽吸液、支气管抽吸物、支气管刷检物、滑液、关节抽吸液、器官分泌物、细胞、细胞提取物以及脑脊髓液。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述测定包括使所述样品与多种对所述蛋白质有特异性的适体接触。

11.一种用于确定治疗行动过程的方法，所述方法包括：

a)测定来自被诊断患有肺癌的受试者的组织样品，以鉴定一种或多种选自以下各项的蛋白质相对于正常肺组织中所述蛋白质水平的改变的水平：AGER、THBS2、CA3、MMP12、MMP-1、MMP-7、MMP-9、MMP-13、MMP-8、MMP-10、MMP-2、PIGR、DCN、PGAM1、CD36、FABP、ACP5、CCDC80、PPBP、LYVE1、STC1、SPON1、IL17RC、MMP1、CA1、SERPINC1、TPSB2、CKB/CKBM、NAMPT/PBEF、PPBP/CTAPIII、F9、DCTPP1、F5、SPOCK2、CAT、PF4、MDK、BGN、CKM、POSTN、PGLYRP1以及CXCL12；以及

b)施用靶向所述表达改变的蛋白质中的一种或多种的一种或多种治疗。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述蛋白质的所述水平相对于正常肺组织中的所述水平改变至少4倍。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述蛋白质的所述水平相对于正常肺组织中的所述水平改变至少50倍。

14.如权利要求11至13中任一项所述的方法，其还包括确定所述蛋白质中突变的存在的步骤。

15.如权利要求11至14中任一项所述的方法，其中所述测定包括使所述样品与多种对所述蛋白质有特异性的适体接触。

16.一种用于治疗疾病的方法，所述方法包括：

a)测定来自被诊断患有疾病的受试者的生物样品以鉴定一种或多种蛋白质相对于参考样品中所述蛋白质水平的改变的水平；以及

b)向所述受试者施用靶向所述表达改变的蛋白质中的一种或多种的一种或多种治疗。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述蛋白质选自AGER、THBS2、CA3、MMP12、MMP-1、MMP-7、MMP-9、MMP-13、MMP-8、MMP-10、MMP-2、PIGR、DCN、PGAM1、CD36、FABP、ACP5、CCDC80、PPBP、LYVE1、STC1、SPON1、IL17RC、MMP1、CA1、SERPINC1、TPSB2、CKB/CKBM、NAMPT/PBEF、PPBP/CTAPIII、F9、DCTPP1、F5、SPOCK2、CAT、PF4、MDK、BGN、CKM、POSTN、PGLYRP1以及CXCL12。

18.如权利要求16或权利要求17所述的方法，其中所述参考样品是来自所述受试者的正常组织的样品，或正常组织的群体平均值。

19.如权利要求16至18中任一项所述的方法，其中所述蛋白质的所述水平相对于所述参考样品中的所述水平改变至少2倍。

20.如权利要求16至19中任一项所述的方法，其中所述蛋白质的所述水平相对于所述参考样品中的所述水平改变至少50倍。

21.如权利要求16至20中任一项所述的方法，其还包括确定所述蛋白质中突变的存在的步骤。

22.如权利要求16至21中任一项所述的方法，其中所述疾病选自由以下各项组成的组：癌症、代谢病症、炎性疾病以及传染性疾病。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述疾病是肺癌。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述肺癌选自非小细胞肺癌(NSCLC)、小细胞肺癌、大细胞肺癌、腺癌、鳞状癌、癌肉瘤、粘液表皮样癌、梭形细胞癌、多形性癌和多形性腺癌。

25.如权利要求16至24中任一项所述的方法，其中所述生物样品选自由以下各项组成的组：组织、全血、白细胞、外周血单核细胞、血沉棕黄层、血浆、血清、痰、眼泪、粘液、洗鼻液、鼻抽吸物、呼吸、尿、***、唾液、腹膜冲洗物、腹水、囊液、脑膜液、羊水、腺液、胰液、淋巴液、胸膜液、细胞学液、***抽吸液、支气管抽吸物、支气管刷检物、滑液、关节抽吸液、器官分泌物、细胞、细胞提取物以及脑脊髓液。

26.一种用于监测疾病的治疗的方法，所述方法包括：

a)测定来自被诊断患有疾病的受试者的生物样品以鉴定一种或多种蛋白质相对于参考样品中所述蛋白质水平的改变的水平；

b)向所述受试者施用靶向所述表达改变的蛋白质中的一种或多种的一种或多种治疗；以及

c)重复步骤a)一次或多次。

27.一种用于筛选测试化合物的方法，所述方法包括：

a)测定来自被诊断患有疾病的受试者的生物样品以鉴定一种或多种蛋白质相对于参考样品中所述蛋白质水平的改变的水平；

b)向所述受试者施用靶向或疑似靶向所述表达改变的蛋白质中的一种或多种的一种或多种测试化合物；以及

c)重复步骤a)一次或多次。

28.一种用于选择受试者以用药物治疗的方法，所述方法包括

a)检测来自受试者的生物样品的基质金属蛋白酶(MMP)蛋白质的所述水平，其中所述生物样品是来自所述受试者的患病组织或患病细胞的样品；

b)确定来自所述生物样品的所述MMP蛋白的所述水平相较于来自所述相同受试者的所述相同组织或细胞类型的正常生物样品的倍数差异；

c)基于所述MMP蛋白的所述水平的所述倍数差异选择所述受试者以用药物治疗，其中当来自所述生物样品的所述MMP蛋白的所述水平相较于所述正常生物样品的所述倍数差异是至少4倍、10倍、15倍、20倍、25倍、30倍、35倍、40倍、45倍或50倍时用所述药物治疗所述受试者，并且其中所述受试者需要治疗并基于所述MMP蛋白的所述水平的所述倍数差异施用所述药物以用于治疗。

29.如权利要求28所述的方法，其中所述MMP蛋白是MMP12、MMP-1、MMP-7、MMP-9、MMP-13、MMP-8、MMP-10、MMP-2或其组合。

30.如权利要求28或权利要求29所述的方法，其中所述药物是马立马司他。

31.如权利要求28至30中任一项所述的方法，其中所述选择所述受试者用于治疗是临床试验的纳入或排除的选择。

32.如权利要求28至31中任一项所述的方法，其中所述生物样品是肿瘤样品。

33.如权利要求28至32中任一项所述的方法，其中所述检测是用适体、抗体和/或质谱法进行的。

34.如权利要求28至33中任一项所述的方法，其中所述受试者患有癌症。

35.如权利要求34所述的方法，其中所述癌症是白血病、淋巴瘤、***癌、肺癌、乳腺癌、肝癌、结肠直肠癌、肾癌。

36.如权利要求35所述的方法，其中所述癌症是肺癌。

37.如权利要求36所述的方法，其中所述肺癌选自非小细胞肺癌(NSCLC)、小细胞肺癌、大细胞肺癌、腺癌、鳞状癌、癌肉瘤、粘液表皮样癌、梭形细胞癌、多形性癌和多形性腺癌。

38.一种选择用于临床试验的受试者的方法，所述方法包括：

a)检测来自受试者的生物样品的蛋白质的所述水平；

b)确定来自所述生物样品的所述蛋白质的所述水平相较于来自所述相同受试者的正常生物样品的倍数差异；

c)基于所述蛋白质的所述水平所述倍数差异选择用于所述临床试验的所述受试者或从所述临床试验中排除所述受试者，其中当来自所述生物样品的所述蛋白质的所述水平相较于所述正常生物样品的倍数差异是至少4倍、10倍、15倍、20倍、25倍、30倍、35倍、40倍、45倍或50倍时将所述受试者纳入所述临床试验中。

39.如权利要求38所述的方法，其中所述蛋白质是MMP12、MMP-1、MMP-7、MMP-9、MMP-13、MMP-8、MMP-10、MMP-2或其组合。

40.如权利要求38或权利要求39所述的方法，其中所述药物是马立马司他。

41.如权利要求38至40中任一项所述的方法，其中所述生物样品是肿瘤样品、血清样品、血浆样品、尿样品、血液样品、唾液样品、组织样品、细胞样品或其组合。

42.如权利要求38至41中任一项所述的方法，其中所述检测是用适体、抗体和/或质谱法进行的。

43.如权利要求38至42中任一项所述的方法，其中所述正常生物样品是与所述生物样品相同的样品类型。

44.如权利要求38至43中任一项所述的方法，其中所述正常生物样品是在所述受试者未被诊断患有疾病或病状时一次从所述相同受试者取得的样品，或者是取自所述受试者的样品，其中所述样品不具有所述生物样品的所述基因型和/或所述表型。

45.如权利要求38至44中任一项所述的方法，其中所述受试者患有癌症。

46.如权利要求45所述的方法，其中所述癌症是白血病、淋巴瘤、***癌、肺癌、乳腺癌、肝癌、结肠直肠癌、肾癌。

47.如权利要求46所述的方法，其中所述癌症是肺癌。

48.如权利要求47所述的方法，其中所述肺癌选自非小细胞肺癌(NSCLC)、小细胞肺癌、大细胞肺癌、腺癌、鳞状癌、癌肉瘤、粘液表皮样癌、梭形细胞癌、多形性癌和多形性腺癌。