재발성 소아 저등급 신경교종 관리에서 Poly-ICLC의 임상시험 (Poly-ICLC)

배경/근거 미국에서 원발성 소아 뇌종양의 발병률은 연간 약 1500건입니다. 뇌종양은 아동기에 진단되는 가장 흔한 고형 종양이며 따라서 미국에서 상당한 아동기 사망률을 차지합니다. 저등급 성상세포종 및 신경아교종은 소아기 뇌종양의 가장 흔한 유형입니다(소아기 뇌종양의 36%). 이러한 종양은 원섬유형, 원형질형, 보석세포형 및 혼합 변이체를 포함하는 조직학적 아형의 이질적인 구색을 포함합니다. 털구성 성상세포종, 다형성 황색성상세포종 및 뇌실막하 거대세포 성상세포종도 포함됩니다. 게다가, 어린 아이들에게는 영아기 결합조직형성 신경절종과 결합조직형성 성상세포종을 포함하여 낮은 등급의 종양처럼 행동하는 몇몇 독특한 희귀 개체가 있습니다. 저등급 성상세포종을 가진 소아는 종종 수술과 때때로 방사선 요법으로 기존 치료를 받은 후에도 수년 동안 생존하지만 일부 소아는 잘 지내지 못할 것입니다. 이 종양은 뇌 내의 다른 위치와 다른 하위 유형의 다양한 생물학적 행동으로 인해 이질적인 그룹을 구성합니다. 소뇌성상세포종과 같이 완전 절제가 가능한 경우에는 수술적 절제만으로도 10년 생존율이 90% 이상으로 예후가 우수합니다. 대조적으로 뇌종양이나 뇌간종양이 있는 어린이의 생존율은 방사선 조사 시 5년에 40-70%이지만 10년에 11-50%로 감소합니다(Mundigers, 1990). 그러나 일부 종양은 절제 불가능하거나 부분적으로 절제 가능할 수 있으며 방사선은 어린 아이들에게 바람직하지 않은 부작용을 일으킬 수 있습니다. 가장 심각한 지적 장애는 두개골 방사선 치료를 받은 5세 미만의 유아에서 발생하지만 젊은 성인에서도 인지되는 장애는 방사선을 피하기 위해 연령을 10세로 연장해야 합니다. 화학 요법은 젊은 환자에서 방사선을 피하거나 지연시키는 수단으로 고위험 환자(진행성 종양, 잔류 종양)에 사용되지만 화학 요법의 부작용이 자주 보고됩니다.

소아 뇌종양, 특히 저등급 신경아교종에는 부작용이 적은 새로운 형태의 효과적인 치료법이 많이 필요합니다. 우리는 저등급 신경아교종을 가진 어린이의 생물학적 반응 조절제인 poly-ICLC의 효능과 독성을 연구할 것을 제안합니다.

프로테오믹스

뇌종양 생물학 및 치료에 대한 반응에 대한 제한된 이해로 인해 뇌종양 환자의 현재 진단 및 치료 모니터링이 상당히 방해받고 있습니다. 대부분의 CNS 종양은 확인할 수 없거나 혈청 또는 CSF 마커의 발현이 뒤따를 수 없습니다. 그러나 가능한 경우 이러한 마커는 매우 바람직하며 다음과 같은 용도로 사용할 수 있습니다.

• 최소 잔류 질병 감지
• 특정 표적 치료법에 대한 반응 예측
• 종양 진행 예측 또는 예상
• 신경 영상에서 수술 후 변화 또는 방사선 후 변화와 종양 재발을 구별합니다.
• 현재의 조직병리학적 분류 시스템을 보강합니다.
• 현재의 임상 및 병리학적 치료 계층화 도식 개선
• 1차 종양 종점으로서 종양 크기에 영향을 미치지 않을 수 있는 특정 생물학적 표적 요법(예: 소분자 억제제 또는 항혈관신생 전략)의 효능 및 종양 반응을 평가합니다. 재발성 저등급 성상세포종을 포함하는 아교종양에서의 사용은 이러한 종양이 재발 시가 아니라 제시 시 종종 생검되기 때문에 중요합니다. 종종 이러한 종양은 침윤하는 뇌 조직(예: 시신경 경로, 뇌간 또는 시상하부 신경아교종) 또는 이들이 둘러싸는 혈관의 웅변으로 인해 완전 절제 또는 생검이 적합하지 않습니다.

CSF Glial 종양의 CNS 생물학적 물질은 지주막하 파종을 통해서가 아니라 백질 관을 따라 국소적으로 전파되는 경향이 있습니다. 지주막하 공간을 따라 저등급 신경교종의 전파가 저등급 신경교종 소아에서 보고되었습니다. 국소 종양조차도 종종 CSF 경로(예: 뇌척수내와, 제3뇌실 및 제4뇌실)에 인접하여 종양 조직과 척수액 사이에 직접 접촉합니다. 그러나 이러한 종양에 대한 CSF 세포학 검사는 표준이 아닙니다. CSF에서 종양 세포를 식별하는 데 한계가 있으므로 모든 유형의 CNS 종양에 대한 이해를 향상시킬 수 있는 방법론이 필요합니다. 이것은 이러한 종양의 생물학에 대한 현재 이용 가능한 지식에 상당한 개선을 제공하고 잠재적인 치료 방법을 밝힐 수 있습니다.

조직 구획의 전체 단백질 보체를 분석하는 상대적으로 새로운 연구 분야인 프로테오믹스는 고형 종양에서 새로운 바이오마커를 식별하는 데 성공적으로 사용되었습니다(Zheng, 2003);(Khwaja, 2007). 단백질은 모든 세포 기능의 이펙터이기 때문에 단백질 측정은 세포 특성화 및 종양 생물학의 가장 직접적인 수단을 나타내야 합니다. 세포와 그 환경이 통합된 상태로 존재하기 때문에 종양 세포의 존재와 영향을 평가하기 위해 세포 외 구획의 단백질을 조사하는 것이 가능했습니다. 이것은 주로 혈청 또는 혈장을 사용하여 저단계 종양의 존재에 대한 스크리닝 방법을 확립하기 위해 수행되었습니다. 뇌종양에 사용하기 위한 유사한 세포외 구획은 뇌척수액(CSF)일 것입니다. CNS 전체를 순환하며 뇌 및 척수의 세포외액과 단백질을 교환합니다.

CSF는 지속적으로 생성되고 재흡수되어 실시간 정상 상태 프로테옴을 제공합니다. 10-30 pg/mL 범위의 매우 낮은 풍부한 단백질에서 35-55 mg/mL 범위의 매우 풍부한 단백질에 이르는 매우 복잡한 단백질 혼합물을 포함하는 혈청과 달리 CSF는 덜 복잡한 단백질 혼합물을 포함합니다(Omenn, 2005 ).

따라서 CSF는 혈청보다 상대적으로 높은 농도의 종양 특이적 단백질(신호 대 노이즈 비율이 높음)을 포함할 가능성이 더 높습니다. 종합하면 CSF와 뇌종양 관련 바이오마커의 검출을 위한 혈청에 대한 매력적인 대안이 됩니다. 일련의 생검이 쉽게 수행되는 백혈병 및 CNS 외부의 많은 고형 종양과 달리, CNS의 종양은 초기 또는 반복 절제 또는 생검 시 외에는 쉽게 접근할 수 없습니다. 이러한 샘플에 대한 연구는 종양 생물학에 관한 중요한 발견을 제공하지만 치료 중 일련의 분석은 합리적이지 않습니다. 대조적으로, 종양 환자의 CSF는 대부분의 소아 환자에서 더 쉽게 샘플링될 수 있습니다. 단백체학 기술의 발달로 치료를 통한 진단 시 종양 관련 신호의 조사가 가능하고, 이후 완화 시 및/또는 재발 또는 진행 시 종양 관련 신호를 조사할 수 있습니다.

씨뿌리기 종양을 위한 CSF는 쉽게 이용 가능하고 세포학을 위해 일상적으로 얻어지는 반면, 이러한 샘플 내 단백질의 체계적인 평가는 상당한 과학적 중요성을 가질 수 있습니다. 질병 또는 치료에 대한 반응의 잠재적 원인을 식별하는 것 외에도 많은 단백질의 글리코실화 및 인산화 상태를 평가할 수도 있습니다. 종양 조직에 대한 연구는 그러한 정보가 치료 반응과 상관관계가 있는 다양한 효소의 활성을 드러낸다는 것을 보여줍니다(Mellinghoff, 2005). (Helgi, 2005) 또는 연수막 전이의 진행(Brandsma, 2006).

단백질체학 CSF 단백질체학은 알츠하이머병, 근위축성 측삭 경화증, 다발성 경화증, 급성 뇌 손상 및 크로이츠펠트-야콥병(Rohlff, 2001)을 포함한 많은 신경 장애에 적용되었습니다.

신경 종양학에서의 사용에 대한 보고는 제한적이지만 종양 바이오마커를 효과적으로 식별할 수 있는 이 기술의 잠재력을 보여줍니다. 한 연구에서는 뇌종양 환자의 CSF에서 미리 선택된 두 마커인 N-Myc와 l-CaD의 상대적인 양을 측정하기 위해 2차원 폴리아크릴아미드(2-D) 겔 전기영동을 사용했습니다(Zheng, 2003). 또 다른 사용된 CSF의 ELISA는 Osteopontin이 AT/RT를 예측하고 치료에 대한 반응과 상관관계가 있음을 확인하기 위해 사용했습니다(Kao, 2005). 질량 분광법 및 cICAT(cleavable isotope Coded Affinity Tag)와 함께 2-D 겔 전기영동을 사용하는 CSF 프로테오믹스를 사용하여 뇌종양이 있는 성인 및 비종양 대조군에서 채취한 CSF 및 종양 낭종액 샘플 60개를 평가했습니다. 이러한 기술은 낮은 등급 대 높은 등급의 신경아교종에서 차등적으로 발현되는 단백질 패널을 찾는 데 사용되었습니다. 연구 결과는 신경아교종형성에서의 내포된 역할 및 항체의 가용성에 기초하여 8개의 선택된 단백질에 대한 웨스턴 블롯 분석 프로빙을 사용하여 확인되었습니다. 개정판 발행이 승인된 이 보고서는 성상세포종에 대한 21개의 잠재적 CSF 바이오마커를 확인했습니다.

위에서 언급한 바와 같이, 신경아교종이 지주막하 공간을 통해 퍼진다는 증거가 있습니다. 현재 악성 신경교 및 배아 종양이 있는 어린이의 척수액에서 단백질 발현을 적극적으로 연구하는 여러 컨소시엄이 있습니다(Pediatric Brain Tumor Consortium, Pediatric Oncology Experimental Therapeutics Consortium). 이러한 프로토콜에서 조사되는 단백질에는 혈관신생 및 신생혈관(EGF, VEGF 및 bFGF)과 관련된 단백질, 종양 성장 및 이동(산성 및 시스테인이 풍부한 도메인(SPARC), 어트랙틴이 있는 분비 단백질)과 관련된 단백질이 포함됩니다. 낮은 등급의 종양이 있는 소아에서 척수액 샘플을 적극적으로 수집하는 컨소시엄이 없습니다. 이 연구의 두 번째 목표는 종양 진행이 있는 저등급 신경아교종을 가진 어린이의 CSF에서 이러한 단백질을 검사하는 것입니다. 고등급 및 저등급 종양의 CSF 단백질 발현 비교는 종양 진행 또는 종양 병리학에 특이적인 생물학적 마커를 식별하는 데 도움이 될 것입니다.