KR101307660B1 - 텔로미어 단축을 이용한 비소세포폐암 환자의 예후 예측방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 텔로미어 단축(telomere shortening)을 이용한 비소세포폐암의 예후 예측에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 텔로미어의 길이를 측정할 수 있는 제제를 포함하는 비소세포폐암 예후 예측용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 비소세포폐암 예후 예측용 키트, 및 텔로미어의 길이를 결정하는 단계를 포함하는 비소세포폐암 예후 예측을 위한 정보제공방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 텔로미어 단축(telomere shortening)을 이용한 비소세포폐암의 예후 예측에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 텔로미어의 길이를 측정할 수 있는 제제를 포함하는 비소세포폐암 예후 예측용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 비소세포폐암 예후 예측용 키트, 및 텔로미어의 길이를 결정하는 단계를 포함하는 비소세포폐암 예후 예측을 위한 정보제공방법에 관한 것이다.
폐암은 전세계적으로 암으로 인한 사망에서 30%를 차지할 정도로 암으로 인한 사망의 주요 원인 중의 하나이다. 폐암은 조직형에 따라 크게 소세포폐암(small cell lung cancer, SCLC)과 비소세포폐암(non-small cell lung cancer, NSCLC)으로 구분한다. 이렇게 구분하는 이유는 소세포 폐암이 치료법과 예후 면에서 다른 종류의 폐암과는 확연히 구분되는 특징이 있어서이며, 따라서 폐암은 조직학적 진단 결과가 치료방침을 결정하는 데 아주 중요하다.
비소세포폐암은 전체 폐암의 75% 이상을 차지하며 평균 5년 생존율이 15% 에 해당한다. 비소세포폐암의 높은 사망률은 일부 절제 불가능한 종양을 가진 환자의 높은 비율과 관련되어 있다 (Parkin DM, et al., Global cancer statistics, 2002; CA Cancer J Clin 55:74-108, 2005). 또한 절제 가능한 병기의 비소세포폐암 환자 중에서 좋은 예후를 가질지라도, 외과적으로 절제한 환자의 상당수가 암의 재발로 사망하고 있음이 보고되고 있다 (Arriagada R, et al., N Engl J Med 350:351-60, 2004). 따라서 비소세포폐암 환자들에 대한 예후 인자를 이용할 경우, 예후의 평가, 치료법의 선발 및 평가를 위한 수단 및 치료를 표적화 할 수 있어 비소세포폐암 환자의 맞춤 치료가 가능할 것으로 기대되고 있다. 이에 비소세포폐암 환자의 예후 예측에 관한 집중적인 연구가 국내외적으로 현재 실시되고 있으나, 아직까지 뚜렷한 연구 결과가 없는 실정이다.
한편, 텔로미어(telomere)는 비암호화(noncoding) TTAGGG 반복서열 및 특정 텔로미어 결합 단백질(telomere binding protein) 로 구성된 핵단백질 복합체이다. 텔로미어의 주요 기능은 염색체 말단을 캡핑하는 것과 분해, 말단 대 말단 융합, 및 비정형 재조합으로부터 염색체를 보호하는 것이며, 이는 게놈의 안전성 유지 및 세포 증식 조절과 관련되어 있다. 반복된 세포 분열 후에 텔로미어의 단축(telomere shortening)이 일어나는데, 이는 세포 노화, 분화 및 불멸화(immortalization)에 중요한 역할을 한다. 평균 텔로미어 길이가 임계치에 도달하게 되면 보통 세포 노화 및 이에 수반된 세포 사멸이 일어나게 된다. 또한, 최근에는 텔로미어 및 텔로머라제가 암의 증식과 관련된다는 것이 밝혀지고 있다.
본 발명자들은 실시간 정량적 PCR 을 사용하여 원발성 비소세포폐암 조직 DNA 에서 텔로미어 길이를 조사하여, 개별 텔로미어 길이 기능의 차이를 확인하고자 하였다. 그 결과, 본 발명자들은 원발성 조직에서 텔로미어의 단축이 비소세포폐암의 초기 단계에서의 나쁜 예후와 관련되어 있음을 규명함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 텔로미어의 길이를 측정할 수 있는 제제를 포함하는 비소세포폐암 예후 예측용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 조성물을 포함하는 비소세포폐암 예후 예측용 키트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 텔로미어의 길이를 결정하는 단계를 포함하는 비소세포폐암 예후 예측을 위한 정보제공방법을 제공하는 것이다.
하나의 양태로서, 본 발명은 텔로미어의 길이를 측정할 수 있는 제제를 포함하는 비소세포폐암 예후 예측용 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 용어, "예후" 는 폐암과 같은 신생물 질환의 재발, 전이성 확산, 및 약물 내성을 비롯한 폐암-기인성 사망 또는 진행의 가능성 등의 병의 경과 및 완치 여부을 의미한다. 본 발명의 목적상 예후는 비소세포폐암의 생존 예후를 의미하며, 바람직하게는 비소세포폐암을 수술로 절제한 환자의 예후를 의미한다. 폐암의 이상적인 치료법은 조기발견하여 수술로 완전히 암을 제거하는 것이지만, 폐암의 진단시 환자의 반수 이상이 수술을 할 수 없을 정도로 진행된 상태이므로 조기치료는 현실적으로 쉽지 않다. 비소세포폐암은 외과적 수술을 할 수 있을 만큼 진행되지 않은 경우라면 우선 수술을 시행하는데, 근치적 절제술을 시행할 수 있는 경우는 30%에 불과하다. 수술 후 완치 여부를 판정하는 5년 생존율은 암의 진행 정도에 따라 다르다. 본 발명을 이용하면 비소세포폐암의 이러한 예후를 손쉽게 판단할 수 있다.
본 발명에서 용어, "예측"이란 환자가 화학요법 또는 방사선요법 등의 치료법에 대해 선호적으로 또는 비선호적으로 반응하여 환자가 치료, 예를 들어 특정 치료제, 원발성 종양의 수술로 제거, 또는 암 재발 없이 특정 시기 동안 화학요법으로 치료된 후 생존할 여부 또는 가능성과 관련된다. 본 발명의 예측 방법은 임의의 특정 환자에 대한 가장 적절한 치료 방식을 선택함으로써 치료 결정을 하기 위해 임상적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 예측 방법은 환자가 예를 들어 소정 치료제 또는 조합물, 외과적 개입, 화학요법 등의 투여를 비롯한 소정 치료 처방과 같은 치료 처방에 선호적으로 반응하는지를 확인하거나, 치료 처방 후 환자의 장기 생존이 가능한지 여부를 예측할 수 있다.
특히, 본 발명은 비소세포폐암 조직에서 텔로미어의 단축(telomere shortening)이 비소세포폐암의 초기 단계에서의 나쁜 예후와 관련되어 있음을 규명한 것에 특징이 있다. 구체적으로, 본 발명자들은 실시간 정량적 PCR 을 사용하여 원발성 비소세포폐암 조직 DNA 에서 텔로미어 길이를 조사하여 개별 텔로미어 길이 기능의 차이를 확인한 결과, 텔로미어의 길이 단축이 비소세포폐암 환자의 나쁜 예후와 관련되어 있으며, 특히 후기 단계보다는 초기단계에서 비소세포폐암 환자의 예후에 영향을 준다는 것을 규명하였다. 따라서, 비소세포폐암 환자의 시료로부터 텔로미어의 길이를 측정하여, 텔로미어의 길이가 단축된 경우 나쁜 예후를 가진다고 판단할 수 있다.
따라서, 본 발명의 비소세포폐암 예후 예측용 조성물은 비소세포폐암 환자의 시료로부터 텔로미어의 길이를 측정할 수 있는 제제, 즉 텔로미어의 검출 및 정량용 제제를 포함한다.
바람직하게, 상기 텔로미어의 길이를 측정할 수 있는 제제는 정량적 PCR 또는 실시간 정량적 PCR 에 사용될 수 있는 제제이다.
실시간 PCR 방법은 특정 환경 변화에 따른 미생물 영향을 관련된 반응 유전자를 이용하여 빠른 시간 내에 정량 평가하게 되므로 생물학적 거동을 효과적으로 파악하는데 유용하게 이용되고 있다. 정량적 PCR 또는 실시간 정량적 PCR은 카피수를 알고 있는 표준 DNA 연속 희석물을 증폭시켜 작성한 표준 곡선과 비교함으로써 시료 중 텔로미어 유전자 농도를 추정할 수 있다. 구체적으로, 상대적 정량의 두 단계를 포함하는 PCR 에 의하여 상대적인 텔로미어 길이를 결정할 수 있다. 첫번째 단계는 표준 곡선을 사용하여 각 샘플에 대해 단일 유전자(S) 카피수에 대한 텔로미어(T) 반복 카피수의 상대적인 비율(T/S 비율)을 결정하는 단계이다. 이 비율은 평균 텔로미어 길이에 비례한다. 두번째 단계는 각 샘플에 대한 비율을 레퍼런스 DNA 에 대해 정상화하여, 런 간의 차이를 표준화하는 단계이다. 단일 카피 유전자로서 인간 베타-글로빈 유전자를 사용할 수 있다.
본 발명 구체적인 실시예에서는, 텔로미어의 길이를 평가하기 위한 과정으로 먼저 시료의 게놈 DNA, 텔로미어 증폭용 프라이머 및 표준 유전자(단일 카피수 유전자로서, 인간 베타-글로빈 유전자) 증폭용 프라이머 혼합액, 그리고 SYBR Green dye가 포함된 키트에 멸균 증류수를 첨가하여 시료의 총 부피를 조정한 후, 실시간 PCR을 이용하여 PCR 증폭과정 중에 생성되는 dsDNA로 인해 발광하는 SYBR Green dye 형광 세기를 실시간으로 측정하였다.
따라서, 본 발명에서 상기 텔로미어의 길이를 측정할 수 있는 제제는 텔로미어 증폭용 프라이머 및 표준 유전자 증폭용 프라이머를 포함할 수 있다.
본 발명에서 용어 "프라이머(primer)" 란 짧은 자유 3 말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)를 가지는 핵산 서열로 상보적인 주형(template)과 염기쌍을 형성할 수 있고 주형 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재 하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다. 본 발명의 목적상 프라이머는, 텔로미어 및 표준 유전자를 특이적으로 증폭하는 프라이머이다.
또한, 본 발명에서 상기 텔로미어의 길이를 측정할 수 있는 제제는 상기 프라이머 서열에 의해 증폭되는 핵산을 검출하기 위하여 프로브(probe)를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "프로브 (probe)"란, 올리고뉴클레오타이드를 말하는 것으로, 자연적으로 발생하거나, 합성적으로, 재조합적으로, 또는 PCR 증폭에 의해 생산되는 것으로, 목적하는 다른 올리고뉴클레오타이드에 대해 최소 부분에 결합할 수 있다. 프로브는 단일 가닥 또는 이중 가닥일 수 있다. 프로브는 특정 서열의 검출, 정의 및 분리에 유용하다. 바람직한 양태로서, 본 발명에 사용된 프로브는 형광성, 방사성, 및 발광성 시스템을 포함할 수 있고, 다른 검출 시스템에서 검출할 수 있도록 리포트 분자로 표지될 수 있다. 본 발명은 특별한 검출 시스템 또는 라벨에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 조성물은 정량적 PCR 또는 실시간 정량적 PCR 에 사용할 수 있는 완충용액, DNA 중합효소, dNTP 및 멸균 증류수를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 완충용액, DNA 중합효소, dNTP 및 멸균 증류수는 당업계에서 통상적으로 사용되는 용액, 효소 등이 제한없이 사용될 수 있다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 비소세포폐암 예후 예측용 키트에 관한 것이다.
본 발명의 키트는 비소세포폐암 환자의 시료로부터 텔로미어의 길이를 결정하기 위한 PCR 을 수행하기 위해 필요한 성분들을 포함할 수 있다. 바람직하게 키트의 구성으로는, 텔로미어 증폭용 프라이머 및 표준 유전자 증폭용 프라이머, 및 상기 프라이머 서열에 의해 증폭되는 핵산을 검출하기 위하여 프로브를 포함할 수 있다. 또한, 정량적 PCR 또는 실시간 정량적 PCR 에 사용할 수 있는 완충용액, DNA 중합효소, dNTP, 멸균 증류수, 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너 등을 포함할 수 있다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 텔로미어의 길이를 결정하는 단계를 포함하는 비소세포폐암 예후 예측을 위한 정보제공방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은
환자의 시료로부터 DNA 를 추출하는 단계; 및
상기 추출된 DNA 로부터 텔로미어의 길이를 결정하는 단계를 포함하는 비소세포폐암 예후 예측을 위한 정보제공방법에 관한 것이다.
상기 시료는 비소세포폐암 환자의 조직, 세포, 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 객담, 뇌척수액 또는 뇨와 같은 시료 등을 포함하나, 이에 제한되지 않으며, 바람직하게는 비소세포폐암 환자의 혈액으로부터 수득되는 시료임이 바람직하다.
상기 텔로미어의 길이를 결정하는 단계는 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법이면 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 실시간 PCR 또는 실시간 정량적 PCR 을 포함한다.
본 발명에서 용어 "중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)"은 특정 DNA 영역을 시험관 내에서 효소를 이용하여 원하는 부분을 증폭하는, 대표적인 핵산증폭기술 중의 하나이다. 1985년 물리스(Mullis) 등에 의해 개발되었고, DNA 분자의 어느 부분이든지 그 경계 서열만 알면 이 방법을 통해서 증폭할 수 있다. PCR은 기본적으로 변성, 결합, 연장의 세 단계로 구성되어 있고, 이 과정이 반복되면서 DNA가 증폭된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 조성물을 이용하여 임상 검체로부터 추출한 DNA를 증폭시키고 생성된 산물을 실시간으로 분석 검출하는 실시간 중합효소 연쇄반응(real time PCR) 분석을 수행할 수 있다. 이러한 실시간 중합효소 연쇄반응(real time PCR) 분석은 시판되고 있는 실시간 중합효소 연쇄반응기기를 사용하여 수행될 수 있는 바, 실시간 중합효소 연쇄반응기기의 예를 들면, LightCyclerTM (Roche, Germany), ABI PRISMTM 7000/7700 (Applied Biosystems, USA), iCyclerTM (Bio-Rad, USA), Rotor-GeneTM(Corbett, Australia), OpticonTM (PharmaTech, USA) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 비소세포폐암 예후 예측을 위한 정보제공방법에서, 환자의 시료로부터 추출한 DNA 로부터 텔로미어 단축이 나타난 경우 비소세포폐암 생존 예후가 나쁜 것으로 판단할 수 있다.
본 발명은 원발성 조직 샘플에서 텔로미어 길이 단축이 비소세포폐암 환자의 나쁜 예후와 관련되어 있으며, 텔로미어 단축이 후기 단계보다는 초기단계에서 비소세포폐암 환자의 예후에 영향을 준다는 것을 규명하였다 (실시예의 표 5 참조).
나아가, 본 발명에서는 원발성 비소세포폐암 조직에서 텔로미어 단축이, TP53 돌연변이 폐암 환자가 아니라 TP53 야생형 폐암 조직에서 나쁜 폐암 예후와 관련이 있음을 규명하였다.
고형 종양에서 TP53 의 체성 변이(somatic alteration)는 폐암 등에서 잘 연구되어 있는데, 돌연변이에 의한 TP53 의 불활성화는 폐암 발생과정에서 빈번히 그리고 초기에 일어나며, TP53 유전자 돌연변이는 비소세포폐암 환자의 나쁜 예후에 대한 중요한 마커라고 알려져 있었다. 그러나, TP53 돌연변이와 비소세포폐암 환자의 생존과의 관련성은 알려져 있지 않았다.
본 발명에서는 비소세포폐암 환자 집단에서 텔로미어 길이가 TP53 야생형 폐암 환자 및 초기 단계의 나쁜 예후와 관련되어 있음을 보여주었고, 이러한 결과는 텔로미어 길이 단축이 TP53 결핍 폐종양발생 경로에 비해 폐종양발생을 강화시키는 것을 제시하는 것으로 볼 수 있다.
따라서, 본 발명은 비소세포폐암 환자, 특히 병리학적 병기가 초기 단계인 비소세포폐암 환자의 나쁜 예후, 또는 TP53 야생형인 비소세포폐암 환자의 나쁜 예후를 예측하는데 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 비소세포폐암 예후의 예측 기술은 비소세포폐암이 발병한 환자에 대하여 손쉽게 환자의 예후를 평가하고, 치료법의 선발 및 평가를 위한 수단 및 치료를 표적화함으로써 비소세포폐암 발병 환자의 생존율을 높일 수 있다.
도 1은 텔로미어 길이의 4분위수에 따른 전체 생존 및 무병 생존 곡선을 나타낸다.
도 2는 병리학적 병기에 따른 전체 생존 및 무병 생존 곡선을 나타낸다.
도 3은 TP3 야생형과 TP3 돌연변이형 비소세포폐암 환자의 전체 생존 곡선을 나타낸다.
도 4는 disruptive TP3 야생형과 non disruptive TP3 돌연변이형 비소세포폐암 환자의 전체 생존 곡선을 나타낸다.
도 2는 병리학적 병기에 따른 전체 생존 및 무병 생존 곡선을 나타낸다.
도 3은 TP3 야생형과 TP3 돌연변이형 비소세포폐암 환자의 전체 생존 곡선을 나타낸다.
도 4는 disruptive TP3 야생형과 non disruptive TP3 돌연변이형 비소세포폐암 환자의 전체 생존 곡선을 나타낸다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
실시예
1. 환자 및 실험 재료
2003년 1월부터 2007년 7월까지 경북대학교병원(대구, 한국)에서 근치적 절제술(curative resection)을 받은 164명의 비소세포폐암 환자로부터 원발성 폐 종양 조직, 인접한 정상 조직 및 혈액 샘플을 수득하였다. 본 연구에 사용된 샘플들은 보건복지부의 지원을 받는 경북대학교병원 한국인체자원 거점은행에서 제공받았다. 경북대학교병원 한국인체자원 거점은행에서 제공받은 모든 실험재료들은 임상시험심사위원회에서 승인된 프로토콜에 따라 수득하였다. 본 연구에 포함된 모든 환자들은 모두 한국인이었다. 또한, 수술 전에 화학요법 또는 방사선요법을 경험한 환자들은 DNA 에 대한 영향을 피하기 위해 제외시켰다.
폐암 환자의 조직학적 유형은 세계보건기구 분류(Brambilla E, Travis WD, Colby TV, et al: The new World Health Organization classification of lung tumors. Eur Respir J 18:1059-68, 2001.)에 따라 분류하였으며, 종양의 병리학적 병기는 폐암 병기에 대한 국제 시스템(International System for Staging Lung Cancer)에 따라 병기 제I기, 병기 제II기, 및 병기 제IIIA기로 구분하였다.
또한, 모든 폐 종양 조직 샘플은 수술 당시에 수득하였고 즉시 액체 질소 내 냉동하여 -80℃에서 보관하였다. 80% 이상의 종양 구성을 가지는 종양 조직에서만 DNA를 추출하였다.
실시예
2. 텔로미어 길이 평가
QuickGene DNA 전혈 키트(후지필름, 일본)를 사용하여 말초 혈액 세포로부터 게놈 DNA 를 추출하였다. 텔로미어 길이는 이전에 보고된 바와 같은 정량적 PCR (Q-PCR) 을 사용하여 측정하였다 (Horio Y, et al., Cancer Res 53:1-4, 1993; Mitsudomi T, et al., Ann Oncol 6 Suppl 3:S9-13, 1995)
요약하면, 상대적 정량의 두 단계를 포함하는 PCR 에 의하여 상대적인 텔로미어 길이를 결정하는 방법이다. 첫번째 단계는 표준 곡선을 사용하여 각 샘플에 대해 단일 유전자(S) 카피수에 대한 텔로미어(T) 반복 카피수의 상대적인 비율(T/S 비율)을 결정하는 단계이다. 이 비율은 평균 텔로미어 길이에 비례한다. 두번째 단계는 각 샘플에 대한 비율을 레퍼런스 DNA 에 대해 정상화하여, 런 간의 차이를 표준화하는 단계이다. 단일 카피 유전자로서 인간 베타-글로빈 유전자를 사용할 수 있다. 텔로미어 PCR 및 베타-글로빈 PCR 은 항상 분리된 384 웰에서 수행하였고 각 샘플 런은 3번 수행하였다.
텔로미어 및 인간 베타-글로빈에 대한 PCR 프라이머는 다음과 같다: Tel-1b, 5'-CGGTTTGTTTGGGTTTGGGTTTGGGTTTGGGTTTGGGTT-3'; Tel-2b, 5'-GGCTTGCCTT ACCCTTACCCTTACCCTTACCCTTACCCT-3'; hbg1, 5'-GCTTCTGACACAACTGTGTTCACTAGC-3'; 및 hbg2, 5'-CACCAACTTCATCCACGTTCACC-3'.
프라이머는 최종 농도 Tel-1b, 100 nM; Tel-2b, 900 nM; hbg1, 300 nM; and hbg2, 700 nM 에서 사용하였다. 주형 DNA 시료 3.75 ng (3 μl) 을 각 반응에 첨가하였고, 5 μl 의 SYBR Green PCR Master Mix (QuantiTect SYBR Green PCR, QIAGEN) 및 2 μl 의 프라이머 혼합액을 사용하였다. DNA 수량 표준으로 레퍼런스 DNA 샘플(모든 런에 대해 동일한 DNA 샘플)의 단계적 희석으로 다섯 개의 최종 농도(0.4, 0.8, 1.6, 3.2 및 6.4 ng/μl) 를 만들었다. 각 런은 표준 곡선 및 음성 대조군(물)을 포함하였다. PCR 은 실시간 PCR 기기(LightCycler 480, Roche) 를 사용하여 수행하였다.
텔로미어 증폭을 위해 95℃ 에서 10분간 초기변성에 이어, 95℃ 에서 15초 및 56℃ 에서 1분간 40 사이클을 실시하였고, 베타-글로핀 증폭을 위해 95℃ 에서 10분간 초기변성 후 95℃ 에서 15초 및 58℃ 에서 1분간 50 사이클을 실시하였다.증폭에 이어, 반응의 특이성을 확인하기 위해 변성 곡선(melting curve)을 만들었다.
각 표준 곡선에 대한 R 2 는 >0.98 였다. 각 분석은 개체의 환자-대조군 여부에 대해 모르는 실험실 연구원에 의해 수행하였다. 또한, 샘플의 10% 를 다른 플레이트에서 반복하여 T/S 재현성을 평가하였다. 피어슨 및 스피어만 상관계수는 각각 0.89 (P < 0.01) 및 0.87 (P < 0.01) 이었다. 분석배치 간 (Inter-batch) 및 분석배치 내 (Intra-batch) 변동 계수는 각각 7.5% 및 1.7% 이었다.
실시예
3. 통계 분석
텔로미어 길이는 연속변수 및 범주변수로 분석하였다. 텔로미어 길이, 나이, 성별 및 흡연 이력(흡연력이 없는 사람과 흡연력이 있는 사람)에 의해 연속 변수로서 텔로미어 길이의 차이를 평가하기 위하여 ANOVA 또는 t-test 를 사용하였다. 상대 위험도(odds ratio) 및 95% 신뢰 구간을 계산하기 위해 비조건부 로지스틱 회귀 분석을 사용하였고, 가능한 교란인자(명목 변수로서 성별, 연속 변수로서 연령 및 흡연)를 감안하여 수정하였다. 모든 분석은 Statistical Analysis Software for Windows, ver. 8.12 (SAS institute, Cary, NC, USA) 을 사용하여 수행하였다.
전체 생존(overall survival, OS)은 수술한 날부터 어떤 원인으로 죽는 날까지 또는 마지막 추적 조사 날까지로 추정하였다. 무병 생존(disease-free survival, DFS)은 수술한 날부터 어떤 원인으로 재발 또는 사망하는 날까지로 계산하였다. 생존 분석은 카프란-마이어(Kaplan-Meier) 방법을 사용하여 계산하였다. 전체 다른 유전자형에서 OS 또는 DFS 의 차이를 로그-순위 검정법(log-rank test)을 사용하여 비교하였다. 위험비(Hazard ratio, HR) 및 95% 신뢰구간(confidence intervals, CIs)을 다변량 콕스의 비례위험모형(multivariate Cox proportional hazardsmodels)을 사용하여 계산하였고, 이를 연령(≤63세 대 >63세), 성별(남자 대 여자), 흡연 상태(비흡연자 대 흡연경험자), 및 병리학적 병기(제I기 대 제II, IIIA기)로 보정하였다.
실험결과
1. 환자 특성 및 임상적 예측 변수
환자의 임상적 및 병리학적 특성 및 전체 생존율(OS) 및 무병생존율(DFS) 과의 연관을 표 1에 나타내었다. 58 명의 사망자(35.4%)가 있었고, 모든 환자에 대해 대략 5년 OS 및 DFS가 58% (95% 신뢰구간, 48.1%-67.5%) 및 44% (95% 신뢰구간, 33.9%-52.9%) 이었다. 단일변량 분석에 의해 병리학적 병기가 전체 생존(OS) 및 무병생존(DFS)과 유의적으로 연관되어 있다는 것을 알 수 있었다(모두 P<0.001)
전체 생존(OS) | 무병생존(DFS) | ||||||
변수 | 환자 수 | 사망 수(%)* | 5년 OS (%) | 로그 순위 P | 발생 수(%)* | 5년 DFS (%) |
로그 순위 P |
전체 | 164 | 58 (35.4) | 58 | 81 (49.4) | 44 | ||
연령 | |||||||
63세 이하 | 79 | 23 (29.1) | 67 | 0.02 | 37 (46.8) | 47 | 0.25 |
63세 초과 | 85 | 35 (41.2) | 51 | 44 (51.8) | 41 | ||
성별 | |||||||
남성 | 107 | 42 (39.3) | 55 | 0.21 | 56 (52.3) | 43 | 0.51 |
여성 | 57 | 16 (28.1) | 67 | 25 (43.9) | 43 | ||
흡연상태 | |||||||
비흡연자 | 53 | 15 (28.3) | 67 | 0.25 | 25 (47.2) | 35 | 0.93 |
흡연경험 | 111 | 43 (38.8) | 56 | 56 (50.5) | 45 | ||
팩-년수 (흡연자의 경우) | |||||||
40 이하 | 59 | 18 (30.5) | 63 | 0.09 | 26 (44.1) | 49 | 0.15 |
40 초과 | 52 | 25 (48.1) | 49 | 30 (57.7) | 40 | ||
조직학적 유형 | |||||||
편평세포암 | 54 | 19 (35.2) | 62 | 0.87 | 24 (44.4) | 54 | 0.32 |
선암 | 110 | 39 (35.5) | 56 | 57 (51.8) | 36 | ||
병리학적 병기 | |||||||
I | 105 | 28 (26.7) | 65 | 0.001 | 41 (39.1) | 53 | <0.0001 |
II-IV | 59 | 30 (50.9) | 48 | 40 (67.8) | 27 | ||
보조 요법** | |||||||
안함 함 |
117 47 |
41 (35.2) 17 (36.2) |
58 59 |
0.84 |
53 (45.3) 28 (59.6) |
50 28 |
0.13 |
*줄백분율(Row percentage)
**병리적 병기 II+IIIA : 화학요법 55 케이스, 방사선요법 5케이스
2. 텔로미어 길이 단축(
telomere
length
shortening
)과
비소세포폐암
초기 단계의 나쁜한
생존과의
상관관계
경북대학교병원에서 수술을 받은 164명의 비소세포폐암 환자에 대하여 텔로미어 길이를 측정하고 4분위수(quartile)에 의해 분류하였다 (표 2). 모든 분위 간의 연령 분포는 유사하였다. 도 1은 가장 짧은 텔로미어 길이를 가진 환자(1분위)가 더 긴 텔로미어 길이를 가진 환자(2분위~4분위)에 비하여 비소세포폐암 환자 생존과 연관성이 있음을 나타낸다 (OS 에 대한 로그 순위 P = 0.0005, DFS 에 대한 로그 순위 P = 0.0039).
전체생존율(OS) | 무병생존율(DFS) | ||||||||
텔로미어 길이 | 발생 수 (%)* | 사망자 수 (%)** | 5년 전체생존율(%)*** | HR (95% 신뢰구간) |
로그순위 P | 발생 수 (%)** | 5년 무병생존율(%)*** | HR (95% 신뢰구간) |
로그순위P |
4분위수에 의한 분류 | |||||||||
4분위 | 41 (25.0) | 15 (36.6) | 68 | 1.00 | 18 (43.9) | 60 | 1.00 | ||
3분위 | 41 (25.0) | 12 (29.3) | 61 | 0.72 (0.33-1.60) | 0.43 | 19 (46.3) | 41 | 1.07 (0.55-2.09) | 0.85 |
2분위 | 41 (25.0) | 11 (26.8) | 56 | 0.76 (0.34-1.70) | 0.50 | 19 (46.3) | 38 | 1.16 (0.59-2.25) | 0.66 |
1분위 | 41 (25.0) | 20 (48.8) | 44 | 1.95(0.94-4.02) | 0.07 | 25 (61.0) | 33 | 1.89(0.99-3.61) | 0.054 |
최단에 의한 분류 | |||||||||
2+3+4 | 123 (75.0) | 38 (30.9) | 64 | 1.00 | 56 (45.5) | 47 | 1.00 | ||
1 | 41 (25.5) | 20 (48.8) | 44 | 2.35 (1.30-4.27) | 0.005 | 25 (60.9) | 33 | 1.76 (1.06-2.91) | 0.028 |
*열백분율(Column percentage)
**줄백분율(Row percentage)
***5년 생존율, 카프란-마이어 분석에 의한 생존율
연령 및 병리학적 병기에 의해 환자를 분류한 후 가장 짧은 텔로미어 길이(1분위)와 환자 생존과의 연관성을 추가로 실험하였다(도 2). 연령에 따라 환자를 분류하였을 때, 더 나이가 많은 환자에서 가장 짧은 텔로미어 길이를 가진 환자는 더 긴 텔로미어를 가진 환자보다 유의하게 나쁜한 생존을 나타내었으나 (OS에 대한 aHR, 4.09; 95% 신뢰구간, 1.93 내지 8.68; P < 0.001; DFS 에 대한 aHR, 2.40; 95% 신뢰구간, 1.23 내지 4.70; P = 0.011), 더 어린 나이의 환자에서는 그렇지 않았다 (OS에 대한 aHR, 0.63; 95% 신뢰구간, 0.17 내지 2.27; P = 0.478; DFS 에 대한 aHR, 1.15; 95% 신뢰구간, 0.49 내지 2.67; P = 0.75).
병리학적 병기에 따라 환자를 분류하였을 때, 가장 짧은 텔로미어 길이는 단계 II-III 질병을 가진 환자에서(OS에 대한 aHR, 1.29; 95% 신뢰구간, 0.46 내지 3.48; P = 0.652; DFS 에 대한 aHR, 1.09; 95% 신뢰구간, 0.48 내지 2.48; P = 0.829) 보다, 단계 I 질병을 가진 환자에서(OS에 대한 aHR, 6.35; 95% 신뢰구간, 2.69 내지 14.9; P < 0.001; DFS 에 대한 aHR, 2.71; 95% 신뢰구간, 1.39 내지 5.29; P = 0.003) 생존 극복과 더욱 분명한 관련성을 나타내었다 (표 3 및 표 4).
발생수(%)* | 전체생존율(OS) | 무병생존율(DFS) | |||||||
사망수(%)** | 5년OS(%)*** | HR(95%신뢰구간) | 로그순위 P | 발생수(%)** | 5년DFS(%)*** | HR(95%신뢰구간) | 로그순위 P | ||
63세 이하 | |||||||||
2+3+4 | 63 (79.8) | 20 (31.8) | 66 | 1.00 | 30 (47.6) | 47 | 1.00 | ||
1 | 16 (20.2) | 3 (18.8) | 73 | 0.63 (0.17-2.27) |
0.478 | 7 (43.8) | 47 | 1.15 (0.49-2.67) |
0.75 |
63세 초과 | |||||||||
2+3+4 | 60 (70.6) | 18 (30.0) | 61 | 1.00 | 26 (43.3) | 48 | 1.00 | ||
1 | 25 (29.4) | 17 (68.0) | 26 | 4.09 (1.93-8.68) |
<0.001 | 18 (72.0) | 24 | 2.40 (1.23-4.70) |
0.011 |
*열백분율(Column percentage)
**줄백분율(Row percentage)
***5년 생존율, 카프란-마이어 분석에 의한 생존율
발생수(%)* | 전체생존율(OS) | 무병생존율(DFS) | |||||||
사망수(%)** | 5년OS(%)*** | HR(95%신뢰구간) | 로그순위 P | 발생수(%)** | 5년DFS(%)*** | HR(95%신뢰구간) | 로그순위 P | ||
병기 I | |||||||||
2+3+4 | 78 (74.3) | 15 (19.2) | 73 | 1.00 | 26 (33.3) | 58 | 1.00 | ||
1 | 27 (25.7) | 13(48.2) | 45 | 6.35 (2.69-14.9) | <0.0001 | 15 (55.6) | 37 | 2.71 (1.39-5.29) | 0.003 |
병기 II-IV | |||||||||
2+3+4 | 45 (76.3) | 23 (51.1) | 49 | 1.00 | 30 (66.7) | 29 | 1.00 | ||
1 | 14 (23.7) | 7 (50.0) | 47 | 1.26 (0.46-3.48) | 0.652 | 10 (71.4) | 28 | 1.09 (0.48-2.48) | 0.829 |
*열백분율(Column percentage)
**줄백분율(Row percentage)
***5년 생존율, 카프란-마이어 분석에 의한 생존율
3. 텔로미어 단축은
TP53
-돌연변이
비소세포폐암이
아닌
TP53
-야생형
비소세포폐암에서
나쁜 예후와 연관성이 있음
비소세포폐암에서 TP53 돌연변이와 텔로미어 단축과의 관계를 알아보기 위하여, 본 발명자들은 모든 집단에서 TP53 돌연변이를 수행하였다. 텔로미어 단축은 TP53가 돌연변이된 환자가 아니라 TP53 야생형 비소세포폐암 환자에서의 나쁜한 예후와 강한 연관성이 있었다 (도 3).
TP53 돌연변이를 disruptive 및 non-disruptive 으로 분류하였을 때, disruptive TP53 돌연변이 환자의 생존은 텔로미어 길이와 관련성이 없었다 (도 4). 그러나, non disruptive TP53 돌연변이 환자의 생존 곡선은 비록 현저하지는 않았으나 총 환자 생존 데이터와 유사하였다 (도 3).
4. 다변량 분석
다변량 콕스의 비례위험모형에서, 가장 짧은 텔로미어는 더 긴 텔로미어에 비하여 전체생존율(OS) 및 무병생존율(DFS)에 유의한 연관성을 나타내었고(OS에 대한 aHR, 2.35; 95% 신뢰구간, 1.30 내지 4.27; P = 0.005; DFS 에 대한 aHR, 1.76; 95% 신뢰구간, 1.06 내지 2.91; P = 0.028), 병리학적 병기 및 나이는 비소세포폐암 환자의 생존에 관한 독립적인 예후 인자임을 나타내었다 (표 5).
전체생존율 | 무병생존율 | |||
변수들 | HR(95% 신뢰구간) | P | HR(95% 신뢰구간) | P |
나이(63세 초과/63세 이하) | 2.1 (1.22-3.60) | 0.007 | 1.28 (0.82-1.99) | 0.27 |
성별(여성/남성) | 0.50 (0.18-1.38) | 0.18 | 0.42 (0.18-1.02) | 0.056 |
흡연상태(비흡연자/흡연경험) | 0.91 (0.34-2.49) | 0.86 | 0.58 (0.25-1.34) | 0.20 |
조직학(편평세포암/선암) | 1.18 (0.64-2.19) | 0.59 | 1.36 (0.79-2.33) | 0.27 |
병리학적 병기(II-IIIA/I) | 3.67 (1.98-6.83) | <0.001 | 3.14 (1.86-5.32) | <0.001 |
보조요법(유/무) | 0.58 (0.29-1.13) | 0.11 | 0.75 (0.43-1.30) | 0.31 |
텔로미어 길이(1/2+3+4)* | 2.35 (1.30-4.27) | 0.005 | 1.76 (1.06-2.91) | 0.028 |
*가장 짧은 텔로미어 길이 대 그 외
Claims (11)
- 텔로미어의 길이를 측정할 수 있는 제제를 포함하는, 비소세포폐암을 수술로 절제한 환자의 생존 예후의 예측용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 텔로미어의 길이를 측정할 수 있는 제제는 텔로미어 증폭용 프라이머, 표준 유전자 증폭용 프라이머 및 프로브를 포함하는 것인 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 표준 유전자는 인간 베타-글로빈 유전자인 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는, 비소세포폐암을 수술로 절제한 환자의 생존 예후의 예측용 키트.
- 제4항에 있어서, 상기 키트는 실시간 정량적 PCR 키트 또는 정량적 PCR 키트인 키트.
- 환자의 시료로부터 DNA 를 추출하는 단계; 및
상기 추출된 DNA 로부터 텔로미어의 길이를 결정하는 단계를 포함하는,
비소세포폐암을 수술로 절제한 환자의 생존 예후의 예측을 위한 정보제공방법.
- 제6항에 있어서, 상기 시료는 비소세포폐암 환자의 조직, 세포, 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 객담, 뇌척수액 또는 뇨인 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 텔로미어의 길이를 결정하는 단계는 실시간 PCR 또는 실시간 정량적 PCR 을 포함하는 것인 방법.
- 제6항에 있어서, 텔로미어 단축의 경우 비소세포폐암을 수술로 절제한 환자의 생존 예후가 나쁜 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 비소세포폐암의 병리학적 병기가 초기인 경우의 나쁜 예후를 예측하는 것인 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 비소세포폐암이 TP53 야생형인 경우의 나쁜 예후를 예측하는 것인 방법.
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