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PD-1信号抑制剂疾病治疗中有效性判定标记 

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申请/专利权人:国立大学法人京都大学

摘要:本发明提供判定PD‑1信号抑制剂在疾病治疗前或早期阶段中有效性的标记。使用受试者中T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化的指标作为用于预测或判定PD‑1信号抑制剂治疗有效性的生物标记。可以使用以下作为指标:血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物、血清或血浆中的能量代谢相关代谢物、血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物、外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率、T细胞中的氨基酸、外周血CD8+细胞中的T‑bet。

主权项:1.测定受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化的试剂在制备用于预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性的生物标记中的用途,其中,将血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物作为受试者中T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化的指标,其中所述肠内菌群相关代谢物选自由马尿酸盐、硫酸吲哚酚、尿酸、4-甲酚、葡萄糖酸、2-酮戊二酸、烟酰胺、乳酸、2-羟基丁酸、胱氨酸和鸟氨酸组成的组。

全文数据:PD-1信号抑制剂疾病治疗中有效性判定标记技术领域本发明涉及PD-1信号抑制剂疾病治疗中有效性判定标记。背景技术根据近年来的临床试验的结果,已经明确了抗PD-1抗体治疗在各种癌中比传统的标准治疗更有效[非专利文献1-3]。与传统免疫治疗法相比,PD-1抗体治疗的响应率为单独方式为20-30%、组合使用方式显著提高为60-70%。但是,显示不响应性的患者为约半数左右这也是事实。为何这些患者对PD-1抗体治疗不响应,尚几乎不知。现有技术文献非专利文献非专利文献1:BorghaeiH,Paz-AresL,HornL,etal:NivolumabversusDocetaxelinAdvancedNonsquamousNon-Small-CellLungCancer.NEnglJMed,373:1627-1639,2015.非专利文献2:HamanishiJ,MandaiM,IkedaT,etal:SafetyandAntitumorActivityofAnti-PD-1Antibody,Nivolumab,inPatientsWithPlatinum-ResistantOvarianCancer.JClinOncol,2015.非专利文献3:MotzerRJ,EscudierB,McDermottDF,etal:NivolumabversusEverolimusinAdvancedRenal-CellCarcinoma.NEnglJMed,373:1803-1813,2015.发明内容发明要解决的问题本发明的目的在于提供在PD-1信号抑制剂的疾病治疗前或早期阶段中判定有效性的标记。解决问题的方法本发明人测定了给药了PD-1抗体的癌症模型小鼠中的血中代谢物代谢产物,结果发现,治疗小鼠组与无治疗小鼠组相比,血清中的与三羧酸循环TCAcycle相关的代谢物显著减少。这与在PD-1敲除小鼠中与三羧酸循环相关的代谢物减少的认识一致,考虑通过测定这些与三羧酸循环相关的代谢物的绝对量、给药前后的变化,可以辨别PD-1抗体治疗的有效性PD-1的作用是否有效地被抑制。另外,本发明人发现,在使用给药了PD-1抗体的癌症模型小鼠且对PD-1抑制抗体治疗为敏感性的癌治疗中,与为非敏感性的癌治疗相比,杀伤T细胞的耗氧量OCR及根据其计算的ATP周转率更高。这启示了耗氧量OCR及ATP周转率可作为用于预测PD-1抑制效果的生物标记。进一步,本发明人发现了在对PD-1抑制抗体治疗敏感的小鼠的癌治疗中,在抗PD-L1抗体给药后,杀伤T细胞的T-bet的表达升高。这表示了T-bet的表达升高也可以作为生物标记之一。进一步,本发明人还确认:血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物及其衍生物的浓度与氨基酸的向T细胞的摄取,也可作为PD-1抑制时的T细胞活化的指标,即,可判断PD-1抑制抗体治疗的有效性的指标。在基于PD-1抑制的抗肿瘤免疫的发挥中,T细胞的活化是必要的,上述内容成为T细胞活化的指标。进一步,本发明人确认:使用癌症患者的血浆被检物,也可将与控制T细胞的活化能力的肠内菌群相关的代谢物、作为T细胞活化的指标的与能量代谢相关代谢物的水平作为可以判断PD-1抑制抗体治疗的有效性的标记。肠内菌群是控制T细胞的活化能力的原因是已经知晓的,根据上述认识可知,通过检验肠内菌群相关代谢,能够预计基于PD-1抑制治疗的由T细胞介导的抗肿瘤免疫能力。尽管由于PD-1信号的抑制导致在T细胞活化了的患者中治疗效果高,考虑线粒体的耗氧量、ATP周转率、T-bet、肠内菌群相关代谢物、氨基酸、氨基酸代谢相关代谢物及其衍生物、包含TCA循环的能量代谢相关代谢物能够作为T细胞的活化的指标。本发明的要点如下所述。1检验方法,其包括根据受试者中T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化,预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性。2一种方法,其使用受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化的指标作为用于预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性的生物标记。3疾病的诊断及治疗方法,其包括:根据受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化,预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性,在预测或判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效的情况下,对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。4根据1~3中任一项所述的方法,其中,将选自下述i~vi中的至少一项作为受试者中T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化的指标:i血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物;ii血清或血浆中的能量代谢相关代谢物;iii血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物;iv外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率;vT细胞中的氨基酸;及vi外周血CD8+细胞中的T-bet。5根据1~4中任一项所述的方法,其中,PD-1信号抑制剂为抗体。6根据5所述的方法,其中,抗体为选自抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体及抗PD-L2抗体中的至少一种抗体。7根据1~6中任一项所述的方法,其中,PD-1信号抑制剂作为抗癌剂、传染病治疗剂或它们的组合中的有效成分使用。8药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的诊断及治疗方法中,所述疾病的诊断及治疗方法包括:根据受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化,预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性,在预测或判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效的情况下,对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。9根据8所述的药物组合物,其中,以选自下述i~vi中的至少一项作为受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化的指标:i血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物;ii血清或血浆中的能量代谢相关代谢物;iii血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物;iv外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率;vT细胞中的氨基酸;及vi外周血CD8+细胞中的T-bet。发明的效果由于使用代表PD-1信号抑制剂的抗PD-1抗体的治疗非常昂贵,因此,能够在治疗前或治疗的较早阶段中辨别治疗的有效性,影响到治疗费用的削减。在本说明书中,包括在作为本申请的优先权的基础的专利申请:日本专利申请2016-214785及日本专利申请2017-151547的说明书和或附图中记载的内容。附图说明[图1]对BALBc小鼠接种了对PD-1抗体治疗为敏感性的肿瘤和非敏感性的肿瘤,进行了PD-1抑制治疗。在肿瘤接种后12天,从附属淋巴结中分离CD8+T细胞,研究了耗氧量OCR和ATP周转率。[图2]对C57BL6小鼠接种了对PD-1抗体治疗为敏感性的肿瘤和非敏感性的肿瘤,进行了PD-1抑制治疗。在肿瘤接种后12天,从附属淋巴结中分离CD8+T细胞,研究了耗氧量OCR和ATP周转率。[图3]用气相色谱-质谱法GC-MS测定了野生型小鼠和PD-1--小鼠的血清中的代谢物量。提取了与TCA循环相关的代谢物。[图4]对C57BL6接种了MC38,在5、10天后腹膜内给药了PD-L1抗体。在肿瘤接种后第13天从小鼠回收血清,以与图3同样的方法测定了代谢物。[图5]对BALBc接种了MethA、RENCA、CT26或WEHI,在5、10天后腹膜内给药了PD-L1抗体。在肿瘤接种后第12天从小鼠分离了附属淋巴结。用T-bet和Eomes染色了附属淋巴结细胞时,对CD8+T细胞设门gate而比较了荧光强度MFI。[图6]在PD-1信号抑制状态下,血中的氨基酸水平为T细胞依赖性地降低。通过GC-MS分析将PD-1--小鼠的血中氨基酸水平与野生型小鼠相比时,在PD-1--中,这些水平降低了上图。将CD3--小鼠与PD-1--CD3--小鼠的血中的氨基酸水平相比时,没有观察到显著差异。通过这些事实,认为在PD-1--中,由于T细胞的组成性活化而引发了血中氨基酸的消耗。n=5只小鼠组上图,n=11下图。双尾未配对学生t检验;ns,不显著,*p<0.05,**p<0.005,***p<0.0005,****p<0.0001。[图7]在PD-1抑制状态下,由于T细胞的活化,氨基酸被摄入T细胞。A测定比较了PD-1--小鼠的淋巴结和野生型小鼠的淋巴结中的细胞内氨基酸水平,结果为:与野生型相比,在PD-1--小鼠中氨基酸水平更高。数据示出了值±SEM。n=5只小鼠组。双尾未配对学生t检验;ns,不显著,*p<0.05,**p<0.005,***p<0.0005,****p<0.0001。B示出了在野生型WT和PD-1--小鼠的淋巴结中的色氨酸Trp的分布。[图8]被摄入T细胞内的色氨酸在细胞内主要进行犬尿氨酸代谢。a实验的概图。向8-9周龄的雄WTB6小鼠的左足跖皮下给药了弗氏完全佐剂CFA与卵白蛋白OVA的混合物1mgmlOVA,30μl只小鼠。在给药1周后分离了各种淋巴结:同侧腘淋巴结红色圆图示部位、对侧腘淋巴结蓝色圆图示部位、汇集淋巴结上臂、腋窝、腹股沟淋巴结混合:灰色圆图示部位进行了分析。b同侧及对侧腘淋巴结CD4+T细胞上段及CD8+T细胞下段的流式细胞术。图中数字示出CD62L+CD44lo细胞初始T细胞:Naive、CD62L+CD44hi细胞中央记忆T细胞:CM、CD62L-CD44hi细胞效应记忆T细胞:EM的百分比。c同侧蓝及对侧红腘淋巴结的各种细胞数。与图b中CD62L+CD44hi细胞中央记忆T细胞:CM、CD62L-CD44hi细胞效应记忆T细胞:EM细胞群体相对应。d各种淋巴结:同侧腘淋巴结红色柱状图、对侧腘淋巴结蓝色柱状图、汇集淋巴结上臂、腋窝、腹股沟淋巴结混合:灰色柱状图的色氨酸代谢物浓度。示出色氨酸代谢3条途径的各化合物浓度。5-羟色胺途径:5-OH-Trp、5-HT蓝字、吲哚途径:3-吲哚乙酸紫字、犬尿氨酸途径:N-甲酰基犬尿氨酸、L-犬尿氨酸、3-OH-犬尿氨酸、3-OH-邻氨基苯甲酸、喹啉酸、烟酸红字。e色氨酸分解途径简图。示出5-羟色胺途径蓝箭头、吲哚途径紫箭头、犬尿氨酸途径红箭头。这些显示,通过活化而被T摄入细胞内的色氨酸在细胞内主要进行犬尿氨酸代谢。[图9]收集总计22名患者响应10人,无响应12人在给药纳武单抗前后的3个点中的代谢物检验项目145个项目1点的全部结果,累计得到了435个项目的数据。使用435个项目的数据进行了ROC曲线分析。[图10]对于表2的治疗前的代谢物项目进行了ROC曲线分析。[图11]对于表2的第1次治疗后的代谢物项目进行了ROC曲线分析。[图12]收集表2的治疗前,第1次治疗后的代谢物项目,对它们进行了ROC曲线分析。[图13]对于表2的第2次治疗后的代谢物项目进行了ROC曲线分析。[图14]推测治疗前的代谢物受到控制T细胞活化能力构成控制的原因的肠内菌群的均衡的影响,治疗后的代谢物由于由T细胞活化引起的能量代谢而进一步受到影响。具体实施方式以下详细地说明本发明。本发明提供检验方法,其包括根据受试者中T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化,预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性。T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化的指标可以作为PD-1信号抑制剂的治疗有效性预测或判定的生物标记使用。根据受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化,预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性,在预测或判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效的情况下,可以对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。可以将受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化,例如:特别是外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率、特别是外周血CD8+细胞中的T-bet、特别是血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物、特别是血清或血浆中的能量代谢相关代谢物、特别是血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物及其衍生物、特别是T细胞中的氨基酸作为指标。在能量代谢相关代谢物中,包括:TCA循环相关代谢物、糖酵解系统相关代谢物、氧化磷酸化相关代谢物、脂质代谢相关代谢物、磷酸戊糖循环等。在氨基酸代谢相关代谢物中,也包括氨基酸。受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化的指标可以在PD-1信号抑制剂的给药前进行测定而预测PD-1信号抑制剂的效果,也可以在PD-1信号抑制剂的给药前后进行测定而判定PD-1信号抑制剂的效果。在本发明的一个实施方式中,测定源自给药PD-1信号抑制剂前的受试者的外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率,在其水平高的情况下,预测为PD-1信号抑制剂的治疗有效。或者,测定源自给药PD-1信号抑制剂前及给药后的受试者的外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率,在给药PD-1信号抑制剂后的耗氧量和或ATP周转率,与给药开始前相比增加的情况下,判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效。对源自受试者的外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率的水平高而言,只要与PD-1信号抑制剂的非响应者相比更高即可,如果可以设定cut-off值,则为该值以上即可。外周血CD8+细胞可以如下所述地进行收集。将从患者收集的血液置于Ficoll,以2000rpm进行离心分离。将红细胞相与血浆相之间的白膜层回收,用细胞培养液洗涤。使用磁性细胞分离机MiltenyiBiotec公司系统从该淋巴细胞中分离CD8+T细胞。耗氧量可以利用XF96ExtracellularFluxanalyzerSeahorseBiosciences测定。将分离到的CD8+T细胞接种至专用细胞培养板,将传感器盒Sensorcartridge覆盖于板。向传感器盒的注射口注入寡霉素、FCCP、抗真菌素A、鱼藤酮,设置XF96ExtracellularFluxanalyzer。对细胞与传感器之间的半封闭的微小环境的氧浓度和氢离子浓度进行测定。ATP周转率可以如下所述地计算。ATP周转率=即将给药寡霉素前的耗氧量-寡霉素给药后即刻的耗氧量在本发明中,外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率可以作为用于预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性的生物标记使用。测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率,在其水平高的情况下,可以对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。或者,测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率,在给药PD-1信号抑制剂后的外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率与给药开始前相比增加的情况下,可以进一步以治疗有效量给药PD-1信号抑制剂至该受试者。另外,在本发明的其它实施方式中,测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的外周血CD8+细胞中的T-bet的表达,在其水平高的情况下,预测为PD-1信号抑制剂的治疗有效。或者,测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的外周血CD8+细胞中的T-bet的表达,在给药PD-1信号抑制剂后的T-bet的表达与给药开始前相比升高的情况下,判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效。对源自受试者的外周血CD8+细胞中的T-bet的表达水平高而言,只要与PD-1信号抑制剂的非响应者相比更高即可,如果可以设定cut-off值,则为该值以上即可。T-bet是对杀伤TCD8+T细胞的细胞毒活性、IFN-γ产生的升高所必要的转录因子。T-bet的表达可以如下所述测定。将细胞表面标记CD8、CD44、CD62L等染色后的细胞进行固定、透明处理,用抗T-bet抗体将核内染色。染色后进行流式细胞术分析。在本发明中,外周血CD8+细胞中的T-bet可以作为用于预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性的生物标记使用。测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的外周血CD8+细胞中的T-bet的表达,在其水平高的情况下,可以对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。或者,测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的外周血CD8+细胞中的T-bet的表达,在给药PD-1信号抑制剂后的外周血CD8+细胞中的T-bet的表达与给药开始前相比升高的情况下,可以进一步以治疗有效量给药PD-1信号抑制剂至该受试者。进一步,在本发明的其它实施方式中,测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物的水平浓度,在其水平浓度高或低的情况下,预测为PD-1信号抑制剂的治疗有效。或者,测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物的水平浓度,在给药PD-1信号抑制剂后的肠内菌群相关代谢物的水平浓度,与给药开始前相比发生变化的情况下,判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效。对源自受试者的血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物的水平浓度高或低而言,只要与PD-1信号抑制剂的非响应者相比更高或低即可,如果可以设定cut-off值,则与该值有差异即可。已知肠内菌群为控制T细胞介导的免疫反应的重要的因素。因而,其为对PD-1抑制抗体治疗后的治疗效果给予影响的因素之一。虽然也已知在肠内菌群之中参与T细胞的活化的若干菌群,但如果检验血中的相关代谢物,则可以检测这些菌群产生的代谢物。对肠内菌群相关代谢物而言,可以为1种、也可以为2种以上的组合。肠内菌群相关代谢物可以通过质量分析法例如:GC-MS、LCMS测定。在本发明中,血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物,可以作为用于预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性的生物标记使用。测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物的水平浓度,在其水平高或低的情况下,可以对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。或者,测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物的水平浓度,在给药PD-1信号抑制剂后的血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物的水平浓度与给药开始前相比发生变化的情况下,可以进一步以治疗有效量给药PD-1信号抑制剂至该受试者。进一步,另外在本发明的其它实施方式中,测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的血清或血浆中的能量代谢相关代谢物例如:TCA循环相关代谢产物、糖酵解系统相关代谢产物、氧化磷酸化相关代谢产物、脂质代谢相关代谢产物、磷酸戊糖氧化代谢相关代谢产物的水平浓度,在其水平浓度高或低的情况下,预测为PD-1信号抑制剂的治疗有效。或者,测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的血清或血浆中的能量代谢相关代谢物例如:TCA循环相关代谢产物、糖酵解系统相关代谢产物、氧化磷酸化相关代谢产物、脂质代谢相关代谢产物、磷酸戊糖氧化代谢相关代谢产物的水平浓度,在给药PD-1信号抑制剂后的能量代谢相关代谢物例如:TCA循环相关代谢产物、糖酵解系统相关代谢产物、氧化磷酸化相关代谢产物、脂质代谢相关代谢产物、磷酸戊糖氧化代谢相关代谢产物的水平浓度与给药开始前相比发生变化的情况下,判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效。对源自受试者的血清或血浆中的能量代谢相关代谢物的水平浓度高或低而言,只要与PD-1信号抑制剂的非响应者相比更高或低即可,如果可以设定cut-off值,则与该值有差异即可。TCA循环为将乙酰辅酶A的乙酰基完全氧化成CO2和H2O的代谢途径,作为TCA循环相关代谢产物,可列举:草酰乙酸、柠檬酸、cis-乌头酸、异柠檬酸、草酰琥珀酸、2-酮戊二酸、琥珀酰辅酶A、琥珀酸、富马酸、L-苹果酸、草酰乙酸。糖酵解系统主管进入TCA循环的代谢物质的产生。还有一部分也进入核酸合成所必需的磷酸戊糖循环,因此,对细胞分裂、活化是重要的。氧化磷酸化是对产生能量必要的途径,是电子传递系统的主体。在脂肪酸氧化中,脂肪、脂质受到氧化而被分解而以乙酰辅酶A的形式进入TCA循环,作为能量源被使用。磷酸戊糖氧化循环是产生核酸的合成所必需的成分、还原剂的途径。能量代谢相关代谢物可以为1种、也可以为2种以上的组合。能量代谢相关代谢物可以通过质量分析法例如:GC-MS、LCMS测定。在本发明中,血清或血浆中的能量代谢相关代谢物例如:TCA循环相关代谢产物、糖酵解系统相关代谢产物、氧化磷酸化相关代谢产物、脂质代谢相关代谢产物、磷酸戊糖氧化代谢相关代谢产物,可以作为用于预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性的生物标记使用。测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的血清或血浆中的能量代谢相关代谢物例如:TCA循环相关代谢产物、糖酵解系统相关代谢产物、氧化磷酸化相关代谢产物、脂质代谢相关代谢产物、磷酸戊糖氧化代谢相关代谢产物的水平浓度,在其水平较低或者高的情况下,可以对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。或者,测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的血清或血浆中的能量代谢相关代谢物例如:TCA循环相关代谢产物、糖酵解系统相关代谢产物、氧化磷酸化相关代谢产物、脂质代谢相关代谢产物、磷酸戊糖氧化代谢相关代谢产物的水平浓度,在给药PD-1信号抑制剂后的血清或血浆中的能量代谢相关代谢物例如:TCA循环相关代谢产物、糖酵解系统相关代谢产物、氧化磷酸化相关代谢产物、脂质代谢相关代谢产物、磷酸戊糖氧化代谢相关代谢产物的水平浓度与给药开始前相比发生变化的情况下,可以进一步以治疗有效量给药PD-1信号抑制剂至该受试者。另外,在本发明的其它实施方式中,测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物的水平浓度,在其水平较低或者高的情况下,预测为PD-1信号抑制剂的治疗有效。或者,测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物的水平浓度,在给药PD-1信号抑制剂后的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物的水平浓度与给药开始前相比发生变化的情况下,判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效。对源自受试者的血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物的水平浓度较低或者高而言,只要与PD-1信号抑制剂的非响应者相比有差异即可,如果可以设定cut-off值,则与该值有差异即可。作为氨基酸,可以示例:色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、组氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天门冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸及它们的类似物。氨基酸可以为1种、也可以为2种以上的组合。氨基酸可以为L-氨基酸。氨基酸是在T细胞活化时形成细胞的骨架的成分,对T细胞的活化必需。并且,也由肠内细菌产生。对氨基酸代谢而言,不仅最终进入TCA循环中而创造能量,也变化为神经递质等而承担用于调节活体内的生物节律的重要功能。氨基酸代谢相关代谢物的衍生物derivative是指由氨基酸代谢相关代谢物在体内生成的物质。氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物可以为1种、也可以为2种以上的组合。氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物,可以通过质量分析法例如:GC-MS、LCMS测定。在本发明中,血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物及其衍生物,可以作为用于预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性的生物标记使用。测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物的水平浓度,在其水平较低或者高的情况下,可以对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物的水平浓度,在给药PD-1信号抑制剂后的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物的水平浓度与给药开始前相比发生变化的情况下,可以进一步以治疗有效量给药PD-1信号抑制剂至该受试者。另外,在本发明的其它实施方式中,测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的T细胞中的氨基酸的水平浓度,在其水平高的情况下,预测为PD-1信号抑制剂的治疗有效。或者,测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的T细胞中的氨基酸的水平浓度,在给药PD-1信号抑制剂后的氨基酸的水平浓度与给药开始前相比升高的情况下,判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效。对源自受试者的T细胞中的氨基酸的水平浓度高而言,只要与PD-1信号抑制剂的非响应者相比更高即可,如果可以设定cut-off值,则为该值以上即可。T细胞可以如下所述进行而收集。将从患者收集的血液置于Ficoll,以2000rpm进行离心分离。将红细胞相与血浆相之间的白膜层回收,用细胞培养液洗涤。使用磁性细胞分离机MiltenyiBiotec公司系统从该淋巴细胞中分离T细胞。作为氨基酸,可以示例:色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、组氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天门冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸及它们的类似物。氨基酸可以为1种、也可以为2种以上的组合。氨基酸可以为L-氨基酸。氨基酸可以通过质谱成像质量分析法例如:MALDI-MS、质量分析法例如:GC-MS、LCMS等测定。在本发明中,T细胞中的氨基酸可以作为用于预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性的生物标记使用。测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的T细胞中的氨基酸的水平浓度,在其水平高的情况下,可以对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的T细胞中的氨基酸的水平浓度,在给药PD-1信号抑制剂后的T细胞中的氨基酸的水平浓度与给药开始前相比升高的情况下,可以进一步以治疗有效量给药PD-1信号抑制剂至该受试者。在后述的实施例中,作为肠内菌群相关代谢物、能量代谢相关代谢物、氨基酸代谢相关代谢物及其衍生物,测定了:苯酚、乳酸、2-羟基异丁酸、己酸、乙醇酸、草酸、2-羟基丁酸、4-甲酚、3-羟基丁酸、3-羟基异丁酸、2-羟基异戊酸、2-氨基丁酸、3-羟基异戊酸、缬氨酸、辛酸、甘油、磷酸、脯氨酸、琥珀酸、甘油酸、富马酸、丝氨酸、苏氨酸、癸酸、天冬氨酸、蛋氨酸、月桂酸、柠檬酸、肉豆蔻酸、棕榈油酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、丙酮酸、2-氧代异己酸、2-氨基乙醇、苹果酸、苏糖醇、赤藓糖醇、苏糖酸、2-酮戊二酸、焦磷酸盐、阿拉伯糖醇、岩藻糖、异柠檬酸、次黄嘌呤、鸟氨酸、1,5-脱氢-D-山梨糖醇、果糖、甘露糖、赖氨酸、葡萄糖、鲨肌醇、肌醇、油酸、蔗糖、硫酸吲哚酚、3-甲基-2-氧代丁酸、麦芽糖、葡萄糖酸、核糖醇、甘氨酸、苯甲酸、3-甲基-2-氧代戊酸、亚油酸、牛磺酸、反油酸、喹啉酸、烟酰胺、犬尿氨酸、犬尿喹啉酸、吲哚乙酸、吲哚乳酸、5-OH-Trp5-羟基-色氨酸、5-HIAA5-羟基吲哚乙酸、3-羟基-犬尿氨酸、3-羟基-邻氨基苯甲酸、3-吲哚丙酸、5-羟色胺、色氨酸、N′-甲酰犬尿氨酸、酪氨酸、组氨酸、腺苷、鸟苷、肌苷、尿苷、黄嘌呤核苷、GSSG谷胱甘肽-S-S-谷胱甘肽、GSH谷胱甘肽-SH、AC_C0肉碱、氨基己二酸、胆碱、AC_C6己酰肉碱、AC_C5戊酰肉碱、AC_C2乙酰肉碱、3-甲基组氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、精氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、丙氨酸、瓜氨酸、肌酸酐、焦谷氨酸、牛磺酸、天冬酰胺、胱氨酸、胱胺硫醚、异亮氨酸、亮氨酸、肌酸、非对称性-二甲基精氨酸、对称性-二甲基精氨酸、2-氨基异丁酸、甲状腺素、马尿酸盐、柠檬酸、异柠檬酸、琥珀酸、2-羟基丁酸、3-羟基丁酸、乳酸、2-羟基戊二酸、2-羟基异戊酸、3-羟基异戊酸、甘油酸、苹果酸、甜菜碱、尿素、尿酸、乙酰甘氨酸、4-羟基脯氨酸。在本说明书中,“PD-1信号”是指PD-1承担的信号传递机制,作为其中之一可以示例PD-1与其配体-PD-L1、PD-L2协作而抑制T细胞的活化的信号传递机制。PD-1程序性细胞死亡-1,Programmedcelldeath-1为在活化的T细胞、B细胞中表达的膜蛋白质,作为其配体的PD-L1和PD-L2在单核细胞、树突细胞等抗原呈递细胞、癌等各种细胞中表达。PD-1、PD-L1及PD-L2作为抑制T细胞的活化的抑制因子作用。某种癌症细胞、病毒感染细胞,通过表达PD-1的配体而抑制T细胞的活化,从宿主的免疫监视逃避。作为PD-1信号抑制剂,可列举与PD-1、PD-L1或PD-L2特异性结合的物质,作为这样的物质,可能为:蛋白质、多肽、寡肽、核酸包括天然型核酸、人工核酸、低分子有机化合物、无机化合物、细胞提取物、从动植物、土壤等的提取物等。物质可以为天然物质,也可以为合成物质。优选的PD-1信号抑制剂为抗体,更优选为抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体、抗PD-L2抗体等抗体。对抗体而言,只要可以抑制PD-1信号即可,可以为多克隆抗体、单克隆抗体、嵌合抗体、单链抗体、人源化抗体、人型抗体中的任意抗体。这些抗体的制造方法是公知的。抗体可以为源自人、小鼠、大鼠、兔、山羊、豚鼠等,任意生物的那些。另外,在本说明书中,抗体为包括Fab、Fab’2、ScFv、双抗体、VH、VL、ScFv2、双特异性scFv2、微抗体Minibody、scFv-Fc单体、scFv-Fc二聚体等被低分子化而成的那些的概念。PD-1信号抑制剂可以作为抗癌剂、传染病治疗剂或它们的组合中的有效成分使用。另外,本发明提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的诊断及治疗方法中,所述疾病的诊断及治疗方法包括:根据受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化,预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性,在预测或判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效的情况下,对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。对于受试者中的T细胞的线粒体活性、T细胞活化相关的代谢变化的指标,如上所述。本发明的一个实施方式提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述疾病的治疗方法包括:测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率,在其水平高的情况下,对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。或者,提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述给药疾病的治疗方法包括:测定PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率,在给药PD-1信号抑制剂后的外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率与给药开始前相比增加的情况下,以治疗有效量对该受试者进一步给药PD-1信号抑制剂。进一步,本发明的其它实施方式提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述疾病的治疗方法包括:测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的外周血CD8+细胞中的T-bet的表达,在其水平高的情况下,对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。或者,提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述疾病的治疗方法包括:测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的外周血CD8+细胞中的T-bet的表达,在给药PD-1信号抑制剂后的外周血CD8+细胞中的T-bet的表达与给药开始前相比增加的情况下,以治疗有效量对该受试者进一步给药PD-1信号抑制剂。另外,本发明的其它实施方式提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述疾病的治疗方法包括:测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物,在其值高或低的情况下,对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。或者,提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述疾病的治疗方法包括:测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物,在给药PD-1信号抑制剂后的血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物与给药开始前相比发生变化的情况下,以治疗有效量对该受试者进一步给药PD-1信号抑制剂。进一步另外,本发明的其它实施方式为提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述疾病的治疗方法包括:测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的血清或血浆中的能量代谢相关代谢物,在其值高或低的情况下,对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。或者,提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述疾病的治疗方法包括:测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的血清或血浆中的能量代谢相关代谢物,在给药PD-1信号抑制剂后的血清或血浆中的能量代谢相关代谢物与给药开始前相比发生变化的情况下,以治疗有效量对该受试者进一步给药PD-1信号抑制剂。本发明的其它实施方式也提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述疾病的治疗方法包括:测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物的水平浓度,在其水平高或低的情况下,对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。或者,也提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述疾病的治疗方法包括:测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物的水平浓度,在给药PD-1信号抑制剂后的氨基酸代谢相关代谢物水平浓度与给药开始前相比发生变化的情况下,以治疗有效量对该受试者进一步给药PD-1信号抑制剂。另外,本发明的其它实施方式提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述疾病的治疗方法包括:测定给药PD-1信号抑制剂前的源自受试者的T细胞中的氨基酸的水平浓度,在其水平高的情况下,对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。或者,提供药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的治疗方法中,所述疾病的治疗方法包括:测定给药PD-1信号抑制剂前及给药后的源自受试者的T细胞中的氨基酸的水平浓度,在给药PD-1信号抑制剂后的氨基酸的水平浓度与给药开始前相比升高的情况下,以治疗有效量对该受试者进一步给药PD-1信号抑制剂。本发明的药物组合物可以作为抗癌剂、传染病治疗剂或它们的组合使用。在将本发明的药物组合物作为抗癌剂给药时,作为对象的癌症或肿瘤,可例示:白血病、淋巴瘤霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤等、多发性骨髓瘤、脑瘤、乳腺癌、子宫内膜癌、宫颈癌、卵巢癌、食道癌、胃癌、阑尾癌、结肠癌、肝癌、胆囊癌、胆管癌、胰腺癌、肾上腺癌、胃肠道间质瘤、间皮瘤、头颈部肿瘤喉癌等、口腔癌口底癌等、牙龈癌、舌癌、頬粘膜癌、唾液腺癌、鼻窦癌上颌窦癌、额窦癌、筛窦癌、蝶窦癌等、甲状腺癌、肾癌、肺癌、骨肉瘤、前列腺癌、睾丸肿瘤睾丸癌、肾细胞癌、膀胱癌、横纹肌肉瘤、皮肤癌基底细胞癌、鳞状细胞癌、恶性黑色素瘤Melanoma、日光角化症、鲍恩病、佩吉特Paget病等、肛门癌等,但不限于这些。将本发明的药物组合物作为传染病治疗剂给药时,作为对象的传染病,可例示:细菌感染病由链球菌A组β链球菌、肺炎球菌等、金黄色葡萄球菌MSSA、MRSA、表皮葡萄球菌、肠球菌、李斯特菌、脑膜炎球菌、淋球菌、致病性大肠杆菌0157:H7等、克雷伯氏菌属肺炎克雷伯氏菌、变形杆菌、百日咳杆菌、铜绿假单胞菌、沙雷氏菌、柠檬酸杆菌、不动杆菌、肠杆菌、支原体、梭菌引起的各种传染病,结核病、霍乱、鼠疫、白喉、痢疾、猩红热、炭疽、梅毒、破伤风、麻风病、军团菌肺炎军团病、钩端螺旋体病、莱姆病、兔热病、Q热Queryfever,不明热等、立克次体传染病斑疹伤寒、丛林斑疹伤寒、日本斑点热等、衣原体传染病沙眼、生殖器衣原体感染、鹦鹉热等、真菌传染病曲霉菌病、念珠菌病、隐球菌病、毛癣菌病、组织胞浆菌病、肺囊虫肺炎等、寄生性原虫传染病阿米巴痢疾、疟疾、弓形体病、利什曼病、隐孢子虫等、寄生性蠕虫传染病包虫病、日本血吸虫病、丝虫病、蛔虫病、阔节裂头绦虫症等、病毒传染病流感、病毒性肝炎、病毒性脑膜炎、后天免疫缺陷综合症艾滋病、成人T细胞白血病、埃博拉出血热、黄热病、感冒综合征、狂犬病,巨细胞病毒感染、严重急性呼吸综合征SARS、进行性多灶性脑白质病、水痘、带状疱疹、手足口病、登革热、传染性红斑、传染性单核细胞增多症、天花、风疹、脊髓灰质炎小儿麻痹症、麻疹、咽结膜热游泳池热、马尔堡出血热、汉坦病毒肾出血热、拉沙热、流行性腮腺炎、西尼罗河热、疱疹性咽峡炎、奇昆古尼亚热等,但不限于这些。本发明的药物组合物为全身或局部地以口服或非肠胃给药方式被给药于受试者或被测动物。对PD-1信号抑制剂例如:抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体、抗PD-L2抗体而言,溶解于PBS等缓冲液、生理盐水、灭菌水等中,根据需要利用过滤器等过滤灭菌后,可以通过注射或点滴注射给药至受试者或被测动物。另外,也可以在该溶液中添加添加剂例如:着色剂、乳化剂、悬浮剂、表面活性剂、增溶剂、稳定剂、保存剂、抗氧剂、缓冲剂、等渗剂等等。作为给药途径,能够为静脉、肌肉、腹腔、皮下、皮内给药等。PD-1信号抑制剂例如:抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体、抗PD-L2抗体在制剂中的含量,根据制剂的种类而异,通常为1~100重量%、优选为50~100重量%。制剂可以制备成单位剂型。对PD-1信号抑制剂例如:抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体、抗PD-L2抗体的给药量、给药的次数及频率而言,根据受试者或被测动物的症状、年龄、体重、给药的方法、给药形态等而异,例如:通常,每个成人换算为有效成分的量为0.1~100mgkg体重、优选为1~10mgkg体重,以至少1次、可确认到期望的效果的频率给药即可。根据受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化,预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性,在预测或判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效的情况下,可以对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。对于受试者中的T细胞的线粒体活性和T细胞活化相关的代谢变化的指标,如上所述。实施例以下,根据实施例进一步详细地说明本发明。[实施例1]将为对PD-1抑制抗体治疗为敏感性的MethACellResourceCenterforBiomedicalResearch和RENCA美国模式培养物保藏所,AmericanTypeCultureCollection、非敏感性的CT26美国模式培养物保藏所和WEHI美国模式培养物保藏所接种至BALBc小鼠CharlesRiverLaboratoriesJapan,5天后每隔5天给药2次PD-L1抗体1-111A,本研究室制作,150ugml。在从最后的给药的第2天,分离附属淋巴结的CD8+T细胞,采用XF96ExtracellularFluxanalyzerSeahorseBiosciences测定了线粒体的耗氧量。并以其为基础,计算ATP周转。将结果示于图1。将为对PD-1抑制抗体治疗为敏感性的MC38Dr.JimAllison、非敏感性的LLC美国模式培养物保藏所接种至C57BL6N小鼠CharlesRiverLaboratoriesJapan,5天后每隔5天给药2次PD-L1抗体1-111A,,本研究室制作,150ugml。在从最后的给药的第2天,分离附属淋巴结的CD8+T细胞,采用XF96ExtracellularFluxanalyzerSeahorseBiosciences测定了线粒体的耗氧量。并以其为基础,计算ATP周转。将结果示于图2。从图1和2的结果可知,治疗敏感性高的癌时,给药了PD-L1抗体时的耗氧量的升高率更高。这显示了治疗前和治疗后即刻的患者的外周血的线粒体耗氧量的升高率,作为预测效果的生物标记的可能性。[实施例2]使用甲醇氯仿水混合液提取从野生型C57BL6N小鼠CharlesRiverLaboratoriesJapan和PD--小鼠Immunity11,141-1511999.;Science291,319-3222001.;Nat.Med.9,1477-14832003.回收的血清,生成了甲氧基胺衍生物。使用甲基聚硅氧烷非极性色谱柱分离代谢物后,使用质量分析法测定了TCA循环相关代谢产物的浓度。在PD-1--小鼠中,血清中TCA循环相关代谢产物存在降低的倾向。将结果示于图3。对C57BL6N小鼠每1天3次给药PD-L1抗体1-111A,本研究室制作,200ug或对照IgGBioXCell,利用GC-MS测定了血清中与TCA循环相关的代谢产物的浓度。将结果示于图4。如果给药PD-L1抗体,则血清中与TCA循环相关的代谢产物存在降低的倾向。这可认为是由于CD8+T细胞杀伤T细胞的线粒体发生活化,血中代谢物被消耗的结果。考虑以上意见,则可考虑在患癌状态下进行PD-1抑制抗体的给药时,如果CD8+T细胞以排斥癌的程度活化,则线粒体活化而消耗血中代谢物,其值降低。另一方面,在为免疫抑制较强而在给药PD-1抑制抗体时不能排斥的癌的情况下,CD8+T细胞不能活化,没有观察到血中代谢物的降低。因而,认为血中代谢物作为线粒体活化即杀伤T细胞活化的指标,可以作为用于预测PD-1抑制效果的生物标记。[实施例3]线粒体活化与细胞的活化相关。在细胞的活化中,mTOR信号发挥重要的功能。已知对mTOR途径而言,线粒体也发生活化,同时对Th1型免疫重要的T-bet也发生活化。为此,下面使用实施例1中得到的CD8+T细胞,比较了治疗前后的T-bet活性。用抗CD8抗体BioLegend和抗T-bet抗体BioLegend,抗EOMES抗体eBioscience将实施例1中使用的附属淋巴结细胞染色,对CD8+T细胞设门后比较了在PD-L1抗体给药前后,T-bet和EOMES的表达。将结果示于图5。已知在敏感性高的癌的治疗中,T-bet的表达在抗体给药后升高。另一方面,与T-bet执行不同功能的EOMES为与敏感性、非敏感性无关地升高。这些结果显示,对于敏感性的癌,CD8+T细胞应该是经由mTOR进行活化,说明线粒体的耗氧量的升高。另外,显示T-bet的表达升高也可作为生物标记之一。[实施例4]之前的实施例中示出了通过测定线粒体活性而可以预测基于PD-1抑制抗体的抗肿瘤效果。线粒体活性受基于癌抗原刺激的T细胞的活化而引起。随着T细胞发生活化和细胞增殖,变得需要能量,因此,线粒体介导的TCA循环开始运行。之前的实施例中示出了血浆中TCA循环相关代谢物的浓度变低。此时,同时测定了血中氨基酸水平的结果,可知与TCA循环相关代谢物同样为降低图6。这是由于,伴随着增殖,不仅用于制造细胞的骨架的TCA循环相关代谢产物、作为代谢产物的氨基酸也被消耗。即,认为以TCA循环相关代谢产物为首,代谢产物氨基酸对T细胞的活化和增殖是必要的,它们消耗了血中的代谢物。实际上,在PD-1--小鼠、抗原刺激的小鼠中,T细胞发生活化,众多氨基酸被摄入T细胞图7。进一步,已经知道对T细胞的活化所必需的氨基酸Trp色氨酸,通过T细胞的活化而主要被代谢为犬尿氨酸、被消耗图8。作为在PD-1抑制时的T细胞活化的指标,即作为可判断PD-1抑制抗体治疗的有效性的指标,除了血中的TCA循环相关代谢产物之外,可以追加氨基酸水平的降低和氨基酸向T细胞的摄取。足垫免疫和淋巴结的分离对8-9周龄的雄C57BL6N小鼠的左足跖皮下,给药了弗氏完全佐剂CFA和卵白蛋白OVA的混合物1mgmlOVA,30μl只小鼠。小鼠在给药1周后在二氧化碳中被安乐死,分离了腘淋巴结、上臂淋巴结、腋窝淋巴结、腹股沟淋巴结。流式细胞术对分离的腘淋巴结而言,用载玻片对经破碎的细胞数进行测量。腘淋巴结细胞用抗CD3∑抗体、抗TCRβ抗体、抗CD4抗体、抗CD8抗体、抗CD44抗体、抗CD62L抗体在冰上染色10分钟后,使用FACS-Aria细胞分选仪分析了细胞群体。代谢组分析对分离的同侧腘淋巴结、对侧腘淋巴结而言,以6只作为1份样品收集至管中,在液氮中急冻。对上臂淋巴结、腋窝淋巴结、腹股沟淋巴结而言,以6只作为1份样品收集至1只管中,在液氮中急冻。冷冻淋巴结与作为内部标准物质的蛋氨酸砜、1,3,5-苯三酸共同在冰冷却下在甲醇500μl中被破碎。添加等量的氯仿及400μl的超纯水之后,于4℃、15000g离心15分钟,回收了水层。回收的上清在超滤后通过真空浓缩器进行浓缩,溶解于50μl的超纯水而通过LC-MSMS进行分析。质谱成像分析法淋巴结在分离后包埋至SCEM中,在液氮中急冻后,利用低温恒温器MC050,LeicaMicrosystems制作成切片。MALDI-MS成像通过搭载Nd:YAG激光的7TFT-ICR-MSSolarixBrukerDaltonik进行分析。激光输出被最优化为使得色氨酸的内源分解减小,数据以Pitchdistance80μm的激光扫描的正模式获得。在根据数据的图像的构建中,使用了Fleximaging4.0软件BrukerDaltonics。[实施例5]结果和考察通过小鼠模型可知,在PD-1抑制抗体发挥抗肿瘤效果时,杀伤T细胞活化、能量代谢发生促进。为了确认这些也同样在人类中发生,收集了给药了人PD-1抑制抗体纳武单抗的非小细胞肺癌的患者的外周血,检验了血浆中的代谢物。在即将给药纳武单抗第1、2、3次前的时刻进行采血,以与小鼠同样的质量分析法进行检测。将各个患者在上述3个点的时刻测定的145个种类确认中的代谢物的结果示于表1。将这些全部的值分为响应者和非响应者,基于这些结果进行了基于机器学习的治疗效果预测ROC曲线分析,结果得到了AUC=0.777图9。接着,对于各个代谢物的项目,对响应者和非响应者组利用曼-惠特尼U检验进行分析,将具有有意义的差异的代谢物项目示于表2。作为治疗预测生物标记,早期的标记的有用性较高。为此,对于从表2在治疗前即将给药第1次前具有有意义的差异的4个代谢物,进行了基于机器学习的ROC曲线分析,结果得到了AUC=0.872图10。另外,在治疗前和第1次治疗后即将给药第1次和第2次前具有有意义的差异的8个代谢物数据为基础,进行了ROC曲线分析,结果得到了如AUC=0.813的高的预计效果图11。如果将即将治疗前和第1次治疗后的数据合在一起,则可以得到如AUC=0.942的高的效果预测率图12。为了PD-1抑制抗体治疗有效,基于PD-1抑制而T细胞进行活化是必要的。作为其T细胞活化的指标,可列举线粒体的活化和基于其的能量代谢的亢进。作为这些指标,在小鼠模型中,观察到T细胞消耗代谢产物而引起血中的包含氨基酸的能量代谢相关代谢物的降低。这次,在人类中,也发现了在给药PD-1抑制抗体时,有若干的血中的能量代谢相关代谢物例:氨基己二酸、2-氧代丁酸、烟酰胺、乳酸、丙酮酸、2-羟基丁酸、2-酮戊二酸、焦谷氨酸在显示对PD-1抗体治疗有效的响应者中降低的倾向表2。这些事实显示,在人类中,在PD-1抑制抗体治疗时,能量代谢、氨基酸代谢亢进也是重要的。在给药第2次后即将给药第3次前,如果进行表2所示的9个代谢物为基础的ROC分析,也可以得到如AUC=0.843的高的值图13。虽然给药第2次后为从治疗开始起4周,但作为效果预计的标记或者有效性确认的标记有效。人类与小鼠不同,在全部患者中对免疫系统给与影响的基因背景、生活环境不同。另一方面,在基因背景,生长环境全部相同的小鼠中,无法对反映它们的、或其的对于T细胞给与影响的代谢产物的差异进行鉴定。即,在使用了小鼠的实验中,难于寻找在PD-1抑制抗体给药前对T细胞的活化能力给与影响的来自基因背景、生长环境的原因。但是,在人的情况下,由于基因背景、生活环境因每个患者而异,因此,可以鉴定影响T细胞活化和潜能的因素原因,这点是人被检物的分析的较大优点。作为由于基因背景、生活环境而受到较大影响的因素,可列举肠内菌群。已经知道肠内菌群是对人的免疫力、控制T细胞的活化能力的重要的原因因素1,也报道了控制T细胞介导的抗肿瘤免疫的治疗效果2、3、4。进一步报道了肠内细菌的代谢与在血中检测的代谢产物的相关5、6,通过检验癌症患者的肠内细菌相关血中代谢物,由此存在以下可能性:可以预料承担抗肿瘤免疫的T细胞的活化能力和PD-1抗体治疗反应性。在这次的源自癌症患者的血浆的代谢物分析中,确认了除了能量代谢相关的代谢物以外,与肠内菌群相关的代谢物也相对于PD-1抗体治疗是在“响应者”中升高的例如:马尿酸盐、硫酸吲哚酚、尿酸、4-甲酚。这些事实启示,受到了基因背景、生活环境影响的肠内菌群控制T细胞的活化能力,可以控制基于PD-1抑制的杀伤T细胞的活化。重要的是,虽然能量代谢相关代谢物示出了由于PD-1抑制而T细胞发生了活化的“结果”,但肠内细菌相关代谢产物反映了决定T细胞的活化能力的“原因”。实际上,反映“原因”的肠内细菌相关代谢物,在治疗前在响应者中比非响应者中更高,反映“结果”的能量代谢相关代谢物在治疗后的一方差异较大。即,推测治疗前的代谢物受到控制T细胞活化能力的构成原因的肠内菌群的均衡的影响,治疗后的代谢物更受到基于T细胞活化的能量代谢引起的影响图14。这点与以下一致:虽然根据治疗前的代谢物也可得到高的预计效果图10,但与治疗后即刻第1次给药之后合在一起则预计效果更加提升图12。实验方法外周血被检物以进行性非小细胞肺癌症患者为对象的被检物采集,得到了京都大学病院呼吸器官内科的协助。每2周给药纳武单抗,在EDTA采血管中收集即将进行第1、2、3次给药前的外周血7ml。血液在采血之后立即保存于4度,在4小时以内分离为血浆和白细胞。血浆在分离后即刻保存于-80度。分析了总计22名患者的被检物。将开始治疗而在3个月以内被利用RECIST分类判定为PDprogressivedisease,进行性疾病的患者作为非敏感性患者非响应者,将在3个月以内没有判定为PD的患者作为敏感性患者响应者7。数据集在自变量中使用了在3个月时刻的PD。即,将在3个月中未成为PD的患者作为1,将3个月以内成为PD的患者作为0。在22名患者中,响应者为12人、非响应者为10人。解释变量中使用了代谢组分析的各项目。此时,在3次的采血时刻的相同测量项目作为各自不同的项目进行处理。项目全部有435个。数据的前处理对由于分析中所用的手段而言,项目间的积是必要的,因此如果存在缺失值或在项目之间在绝对值上具有较大的差异,则难于进行正确的分析。因此,作为前处理,需要进行缺失值的补全和定标。定标手段使用线性变换,将各项目的最小值设为0,最大值设为1进行了变换。作为计算公式为并且,将缺失值设为0。评价手段将数据集随机分割为4∶1,将4份作为训练数据,1份作为测试数据。学习仅在训练数据中进行,利用构建的模型对测试数据进行预测而作图ROC曲线,计算出曲线下的面积areaunderthecurveAUC。为了防止训练数据、测试数据分割引起的不均,进行相同试行重复50次,其中,仅将随机的数据分割改变,将全部试行的平均AUC作为预测精度而进行了评价。分析手段在预测中使用了为机器学习的支持向量机。支持向量机,为使用核转换而将输入样品相对各个自变量向最大边界分离的高维超平面学习的识别手段。其他进行了基于逻辑回归、随机梯度下降法、判别分析、决策树,K最近邻法、朴素贝叶斯分类器、自适应增强Adaptiveboosting、梯度增强Gradientboosting、随机森林法的分类,确认了支持向量机输出同样以上的高精度。支持向量机在进行核转换时需要核函数的定义。在此,在核函数中使用了高斯核函数Gaussiankernel。使用了高斯核函数的支持向量机,存在设定将误分类最小化的函数的成本参数C,及设定分离边界高维超平面的分布的系数γ这二个超参数。对于这些超参数,C从1~100,000为止、γ从0.00001至0.1为止分别依照对数尺度变化,利用各超参数的组合进行学习和评价,计算为最高的预测精度的平均AUC。表1:L序号示出患者编号。对于其后面的-连字符号序号,-1表示治疗前,-2为第一次治疗后,-3为第二次治疗后。将各个患者的治疗前、第一次治疗后、第二次治疗后的145个项目的代谢物的值分为非响应者、响应者进行示出。表2:在表1中示出的各代谢产物项目中,在治疗前Pre-treatment、在第一次给药纳武单抗后2周2weeksafter1stNivolumab、在第二次给药纳武单抗后2周2weeksafter2stNivolumab中分别利用曼-惠特尼U检验进行分析而提取出了具有有意义的差异的那些p<0.05。文献1.RoyS,TrinchieriG.Microbiota:akeyorchestratorofcancertherapy.NaturereviewsCancer2017,175:271-285.2.SivanA,CorralesL,HubertN,WilliamsJB,Aquino-MiehaelsK,EarleyZM,etal.CommensalBifidobacteriumpromotesantitumorimmunityandfacilitatesanti-PD-L1efficacy.Science2015,3506264:1084-1089.3.VetizouM,PittJM,DaillereR,LepageP,WaldschmittN,FlamentC,etal.AnticancerimmunotherapybyCTLA-4blockadereliesonthegutmicrobiota.Science2015,3506264:1079-1084.4.LeslieM.GutMicrobesMayUpPD-1InhibitorResponse.CancerDiscov2017,75:448-448.5.WilliamsHR,CoxIJ,WalkerDG,CobboldJF,Taylor-RobinsonSD,MarshallSE,etal.DifferencesingutmicrobialmetabolismareresponsibleforreducedhippuratesynthesisinCrohn’sdisease.BMCgastroenterology2010,10:108.6.LiM,WangB,ZhangM,RantalainenM,WangS,ZhouH,etal.Symbioticgutmicrobesmodulatehumanmetabolicphenotypes.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica2008,1056:2117-2122.7.BorghaeiH,Paz-AresL,HornL,SpigelDR,SteinsM,ReadyNE,etal.NivolumabversusDocetaxelinAdvancedNonsquamousNon-Small-CellLungCancer.TheNewEnglandjournalofmedicine2015,37317:1627-1639.将本说明书中引用的全部出版物、专利及日本专利申请直接作为参考并入本说明书。工业实用性通过使用本发明的生物标记,可以在PD-1信号抑制剂的疾病治疗前或早期阶段判定治疗的有效性,所以可以提高治疗的效率、削减治疗费用。

权利要求:1.检验方法,其包括根据受试者中T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化,预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性。2.一种方法,其使用受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化的指标作为用于预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性的生物标记。3.疾病的诊断及治疗方法,其包括:根据受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化,预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性,在预测或判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效的情况下,对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。4.根据权利要求1~3中任一项所述的方法,其中,将选自下述i~vi中的至少一项作为受试者中T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化的指标:i血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物;ii血清或血浆中的能量代谢相关代谢物;iii血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物;iv外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率;vT细胞中的氨基酸;及vi外周血CD8+细胞中的T-bet。5.根据权利要求1~4中任一项所述的方法,其中,PD-1信号抑制剂为抗体。6.根据权利要求5所述的方法,其中,抗体为选自抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体及抗PD-L2抗体中的至少一种抗体。7.根据权利要求1~6中任一项所述的方法,其中,PD-1信号抑制剂作为抗癌剂、传染病治疗剂或它们的组合中的有效成分使用。8.药物组合物,其含有作为有效成分的PD-1信号抑制剂,用于疾病的诊断及治疗方法中,所述疾病的诊断及治疗方法包括:根据受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化,预测或判定PD-1信号抑制剂的治疗有效性,在预测或判定为PD-1信号抑制剂的治疗有效的情况下,对该受试者给药治疗有效量的PD-1信号抑制剂。9.根据权利要求8所述的药物组合物,其中,以选自下述i~vi中的至少一项作为受试者中的T细胞的线粒体活性和或T细胞活化相关的代谢变化的指标:i血清或血浆中的肠内菌群相关代谢物;ii血清或血浆中的能量代谢相关代谢物;iii血清或血浆中的氨基酸代谢相关代谢物和或其衍生物;iv外周血CD8+细胞中的耗氧量和或ATP周转率;vT细胞中的氨基酸;及vi外周血CD8+细胞中的T-bet。

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