FR2487983A1 - Procede d'analyse immunometrique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A TRAIT AU DOMAINE DE L'ANALYSE IMMUNOLOGIQUE. ELLE CONCERNE DES TECHNIQUES D'ANALYSE IMMUNOMETRIQUE A "DOUBLE SITE" OU "SANDWICH" POUR LA DETECTION DE LA PRESENCE ETOU LA DETERMINATION DE LA CONCENTRATION DE SUBSTANCES ANTIGENIQUES DANS DES LIQUIDES, UTILISANT DES ANTICORPS MONOCLONAUX, COMPARATIVEMENT A DES EPREUVES CLASSIQUES UTILISANT DES ANTICORPS POLYCLONAUX. ELLE CONCERNE EGALEMENT DES EPREUVES D'INHIBITION UTILISANT DES COMPLEXES D'ANTIGENE AVEC UN ANTICORPS MONOCLONAL. APPLICATION AU DOSAGE QUALITATIF ETOU QUANTITATIF DE SUBSTANCES ANTIGENIQUES, ASSOCIEES PAR EXEMPLE A UNE GRANDE VARIETE DE TROUBLES PHYSIOLOGIQUES, DANS LE SERUM ET DANS D'AUTRES LIQUIDES CORPORELS.

Description

La présente invention concerne des méthodes de détection et/ou de

détermination de la concentration de substances antigéniques dans des liquides tels que le sérum. Selon un autre de ses aspects, elle concerne des techniques d'analyse immunométrique et des épreuves d'inhibition. Elle se rapporte en outre à des anticorps monoclonaux.

La détermination de la présence ou de la concen-

tration de substances antigéniques, par exemple celles

qui sont associées à une grande variété de troubles phy-

siologiques, dans le sérum et dans d'autres liquides cor-

porels s'appuie de plus en plus sur des techniques d'ana-

lyse immunologique. Ces techniques sont basées sur la for-

mation d'un complexe entre la substance antigénique sur

laquelle porte l'analyse et un anticorps ou des anti-

corps, o l'un ou l'autre des composants du complexe peut être marqué par exemple par un élément radioactif tel que 125I, ce qui permet sa détection et/ou son analyse

quantitative après séparation de l'antigène ou de l'anti-

corps marqué complexé de l'antigène ou de l'anticorps

marqué non complexé.

Dans le cas d'une technique d'analyse immunolo-

gique par compétition, la substance antigénique contenue dans un échantillon de liquide dans lequel on détecte sa présence entre en compétition avec une quantité connue d'antigène marqué pour une quantité limitée de sites de fixation de l'anticorps. Ainsi, la quantité d'antigène marqué liée à l'anticorps est inversement proportionnelle à la quantité d'antigène dans l'échantillon. En contraste,

les épreuves immunométriques utilisent un anticorps marqué.

Dans une telle épreuve, la quantité d'anticorps marqué associée ai complexe est proportionnelle à la quantité

de substance antigénique dans l'échantillon liquide.

Des épreuves immunométriques se sont révélé

être particulièrement bien adaptées à la détection d'anti-

gènes polyvalents, c'est-à-dire de substances antigéniques qui sont capables de se complexer avec au moins deux anticorps en même temps. On utilise habituellement dans de telles épreuves une quantité d'anticorps non marqué lié à un support solide qui est insoluble dans le liquide en cours d'analyse et une quantité d'anticorps soluble portant un indicateur tel qu'un isotope radioactif qui permet la détection et/ou une estimation quantitative du complexe ternaire formé entre l'anticorps en phase

solide, l'antigène et l'anticorps marqué.

Dans des épreuves immunométriques connues dans l'art antérieur,on utilise normalement les épreuves "dioectes" dans lesquelles l'anticorps lié à la phase solide est tout d'abord mis en contact avec l'échantillon à analyser pour extraire l'antigène de l'échantillon par formation d'un complexe binaire entre l'anticorps en phase solide et l'antigène. Après une période convenable d'incubation, le

support solide est lavé pour éliminer le résidu d'échan-

tillon liquide, y compris l'antigène éventuel n'ayant pas réagi, puis mis en contact avec une solution contenant

une quantité connue d'anticorps marqué.

Après une seconde période d'incubation pour per-

mettre à l'anticorps marqué de se complexer avec l'anti-

gène lié au support solide par l'intermédiaire de l'anti-

corps non marqué, le support solide est lavé une seconde

fois pour enlever l'anticorps marqué n'ayant pas réagi.

Dans une épreuve simple "oui/non" destinée à déterminer si l'antigène est présent dans l'échantillon entcours d'analyse, le support solide lavé est testé en vue de détecter la présence d'anticorps marqué, par exemple par mesure de la radiation émise si l'indicateur est un élément radioactif. La quantité d'anticorps marqué détectée est comparée à celle que l'on obtient pour un échantillon

témoin négatif dont on sait qu'il est dépourvu d'antigène.

La détection d'anticorps marqué en quantités sensiblement au-dessus des niveaux de fond indiqués par le témoin

négatif est interprétée en vue de l'indication de la pré-

sence de l'antigène présumé. Des déterminations quanti-

tatives peuvent être faites par comparaison de la mesure de l'anticorps marqué avec la valeur obtenue pour des échantillons étalonnés contenant des quantités connues

de l'antigène.

Ce type d'épreuve est souvent appelé méthode à "double site" ou "sandwich", attendu que l'antigène porte deux anticorps liés à sa surface en des endroits différents. Cette technique et des techniques apparentées sont décrites par Wide dans "Radioimmunoassay Methods" édité par Kirkham et Hunter, E.&.S. Livingstone, Edinburgh, 1970, pages 199-206. Une épreuve basée sur cette technique de détection de l'antigène associé à l'hépatite dans le sérum au moyen d'un anticorps marqué par 125I est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique

No 3 867 517.

Malgré leur grande utilité, les épreuves immuno-

métriques de l'art antérieur se sont révélé être des processus lents, en partie parce que deux opérations de lavage sont nécessaires et du fait que de longues périodes d'incubation s'imposent pour approcher de l'équilibre, c'est-à-dire du point o la quantité de complexe formé

ne varie pas lorsque le temps croît. -

Pour éliminer au moins l'une des opérations de lavage impliquées dans ce processus, des épreuves dites "simultanées" et "inverses" ont été proposées. Une épreuve simultanée implique une seule étape d'incubation attendu que l'anticorps lié au support solide et l'anticorps marqué sont tous deux ajoutés en même temps à l'échantillon en cours d'analyse. Lorsque l'incubation est terminée, le support solide est lavé en vue d'éliminer le résidu

d'échantillon liquide et l'anticorps marqué non complexé.

La présence d'anticorps marqué associé au support solide est ensuite déterminée comme elle le serait dans une

épreuve sandwich "directe" classique.

Une épreuve inverse implique l'addition par étapes, d'abord d'une solution d'anticorps marqué à l'échantillon liquide,puis de l'anticorps non marqué lié

à un support solide après une période convenable d'incu-

bation. Après une seconde incubation, la phase solide est lavée de façon classique pour la débarrasser du résidu de l'échantillon en cours d'analyse et de la solution

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d'anticorps marqué n'ayant pas réagi. La détermination

de l'anticorps marqué associé au support solide est en-

suite effectuée comme dans les épreuves simultanée et directe. Les techniques analytiques simultanée et inverse nécessitent toutes deux un excès suffisant d'anticorps en phase solide pour fixer la majeure partie ou la totalité de l'antigène présent pour éviter un effet d'accrochage à forte dose lorsqu'une évaluation faussement négative ou faible de l'antigène est observée à des concentrations extrêmement fortes en antigène. Pour cette raison, la méthode directe a constitué l'approche préférée dans

l'art antérieur. Cela est dû au fait que de grandes quan-

tités d'anticorps actif hautement purifié spécifique de l'antigène en question pour la préparation d'une phase solide ayant une capacité suffisante de fixation de

l'antigène sont difficiles à obtenir à partir des anti-

corps "polyclonaux" utilisés dans les procédés de l'art

antérieur. Lorsqu'une substance immunogénique est intro-

duite dans un organisme vivant, le système immunitaire de l'organisme réagit en engendrant des anticorps vers chaque site sur l'immunogène qu'il reconnaît. Une grande molécule de protéine immunogénique peut présenter des douzaines de sites et une cellule étrangère peut en avoir des centaines. Par conséquent, bien que chaque cellule produisant un anticorps engendre un anticorps spécifique pour un seul site antigénique, le système immunitaire a engendré un type de cellules produisant des anticorps spécifiques pour chaque site immunogénique reconnu. En outre, l'organisme a produit des quantités relativement grandes d'anticorps relatifs à des antigènes autres que l'antigène en question, en sorte que la majeure partie de l'anticorps dans un mélange polyclonal n'est pas spécifique de l'antigène en question. En conséquence, les anticorps utilisés dans les épreuves immunométriques antérieures sont nécessairement de nature "polyclonale" attendu que les anticorps sont dérivés d'antisérums élaborés d'une manière classique chez les animaux et que leur purification est difficile. Des méthodes de purification par affinité de ces anticorps ont généralement

pris du temps et ont donné de faibles rendements et en-

traîné une perte d'anticorps de grande affinité.

Lorsqu'on utilise des mélanges d'anticorps

polyclonaux classiques dans les épreuves inverse et simul-

tanée, la formation d'un "sandwich" comprenant l'antigène complexé par au moins deux anticorps marqués qui se complexent avec l'antigène en des sites différents est possible. Ces complexes pourraient rester solubles dans l'échantillon en cours d'analyse, ils pourraient être éliminés par des opérations subséquentes de lavage et ils pourraient ne pas être "comptés" lorsque la phase solide est analysée en vue d'évaluer l'anticorps marqué lié à la phase solide. Si cela se produit dans une proportion importante, la sensibilité de l'épreuve est réduite et des résultats erronés peuvent apparaître. Toutefois, si

l'anticorps lié non marqué est ajouté d'abord à l'échan-

tillon comme dans l'épreuve directe du type sandwich, des considérations stériques empêchent la formation d'un sandwich comprenant l'antigène complexé à deux ou plus de deux anticorps non marqués, o l'anticorps marqué

est mis dans l'impossibilité de se lier également à l'anti-

gène. En conséquence, l'antigène est libre de réagir avec une molécule d'anticorps marqué. Néanmoins, il a été proposé d'utiliser une épreuve simultanée pour la thyrotrophine humaine (HTSH) en utilisant un grand excès de l'anticorps non marqué lié à une phase solide pour minimiser la formation d'un complexe soluble par des anticorps marqués solubles (voir Jeong et collaborateurs, "Comparison of Radioimmunoassay (RIA) with a Unique, Single-Incubation Two-Site Immunoradiometric Assay (IRMA) as Applied to the Determination of Human Thyroid

Stimulating Hormone (HTSH)", Bio-Rad Laboratories, 1979).

Une variante d'épreuve simultanée est décrite

dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 174 384.

Dans cette épreuve, des portions séparées d'anti-IgG

(humaine) sont marquées, respectivement, avec un chro-

mophore fluorescent (fluorescéine)et un chromophore (rhodamine) qui absorbe de la lumière émise par la fluorescéine. Les deux anticorps, sous une forme soluble, sont mis en contact avec un échantillon contenant de l'IgG humaine. La réaction de l'anti-IgG avec l'IgG peut rapprocher suffisamment les deux chromophores l'un de l'autre, c'est-à-dire de l'ordre de l, nanomètres ou

moins, pour que l'émission de la lumière par le chromo-

phore fluorescent soit absorbée (éteinte) par l'autre.

Le pourcentage de fluorescence maximale pour l'échantillon est déterminé et utilisé comme mesure de la quantité

d'IgG dans l'échantillon.

Il a été proposé d'utiliser une méthode inverse pour la thyrotrophine (HTSH), l'antigène associé à l'hépatite (AAH) et l'antigène carcinoembryonnaire (ACE) en utilisant une quantité d'anticorps marqué suffisante pour assurer la formation d'un complexe anticorps marqué: antigènemais insuffisante pour former un "sandwich" de tout l'antigène présent dans un échantillon (voir brevet

des Etats-Unis d'Amérique No 4 098 876).

Etant donné que les trois méthodes connues dans

l'art antérieur utilisent un mélange polyclonal d'anti-

corps, le potentiel d'interférence de matières, dans le sérum ou autre liquide, autres que l'antigène auquel le

test est destiné, est accru. L'existence d'une réacti-

vité croisée avec d'autres antigènes réduit également la sensibilité du test vis-à-vis de l'antigène présumé

et accroît la persepctive d'une épreuve "faussement posi-

tive". En outre, l'utilisation d'anticorps polyclonaux dans une épreuve simultanée ou inverse nécessite de prendre soigneusement en considération la quantité d'anticorps marqué utilisée par rapport à la quantité

d'anticorps en phase solide et/ou d'antigène présent.

Dans le cas de l'utilisation d'une extinction de la fluorescence, la sensibilité est réduite parce que la distance minimale entre le chromophore fluorescent et le chromophore extincteur n'est pas assurée lorsque des

anticorps polyclonaux sont utilisés.

A cause de ces inconvénients, les limitations aux méthodes immunométriques connues dans l'art antérieur sont évidentes. Les épreuves directes classiques sont effectuées avec moins d'étapes mais nécessitent de grandes quantités d'anticorps spécifiques en phase solide et ne sont pas bien adaptées à la détermination de faibles concentrations en antigène, attendu que la formation d'un

sandwich de l'antigène avec un nombre multiple de molé-

cules d'anticorps marqué entre en compétition avec la formation du sandwich anticorps lié:antigène:anticorps lié ou, dans le cas de l'utilisation d'une extinction de fluorescence, la formation d'un sandwich sans appariement d'un chromophore fluorescent avec un chromophore extincteur est possible; et toutes ces méthodes sont exposées à

is une mauvaise interprétation de résultats faussement posi-

tifs à cause de la nature polyclonale de l'anticorps.

En conséquence, l'un des buts de la présente invention est de proposer une méthode perfectionnée

d'épreuves immunométriques pour des substances antigéniques.

Plus particulièrement, l'un des buts de la présente invention est de proposer des techniques plus

rapides d'épreuve immunométrique.

Un autre but de la présente invention est de proposer des techniques d'épreuve immunométrique plus

sensibles.

La présente invention a en outre pour objet de proposer des épreuves immunométriques "simultanées"

et "inverses" perfectionnées.

Un autre but de l'invention est de trouver des

épreuves d'inhibition perfectionnées.

D'autres caractéristiques et avantages de la

présente invention ressortiront de la description détaillée

qui va suivre.

Conformément à la présente invention, les

anticorps polyclonaux utilisés dans une épreuve immuno-

métrique, par exemple, comme anticorps non marqué lié

à un support solide, et l'anticorps utilisé comme anti-

corps marqué soluble ou, dans le cas d'épreuves basées sur une extinction de fluorescence, les anticorps portant un chromophore fluorescent ou extincteur sont remplacés par au moins un et ordinairement deux ou plus de deux anticorps monoclonaux différents, c'est-à-dire chaque anticorps spécifique d'un site antigénique unique et pro-

duit séparément par des clones dérivés de lignées cellu-

laires uniques.

La présente invention propose, dans une méthode d'épreuve immunométrique pour l'analyse d'un échantillon liquide, comprenant la formation d'un complexe ternaire de la substance antigénique, d'un premier anticorps et

d'un second anticorps lié à l'antigène en un site diffé-

rent du premier anticorps par contact de l'échantillon avec le premier et le second anticorps, le perfectionnement consistant à utiliser un anticorps monoclonal pour chacun

des premier et second anticorps.

Dans une forme de réalisation appréciée de l'in-

vention, l'anticorps monoclonal utilisé comme anticorps

lié à un support solide est le produit d'une lignée cellu-

laire différente de celle de l'anticorps monoclonal utilisé

pour l'anticorps marqué, et les deux anticorps monoclo-

naux sont choisis pour lier la substance antigénique en des sites distants l'un de l'autre de manière à ne pas interférer avec la liaison de l'autre à l'antigène. Dans

le cas d'une extinction de fluorescence, les deux anti-

corps sont d'ordinaire également les produits de lignées cellulaires différentes et sont choisis de manière à ne

pas interférer avec la liaison de l'autre tout en rappro-

chant les deux chromophores suffisamment l'un de l'autre

pour permettre l'extinction de la fluorescence, c'est-à-

dire d'ordinaire de l'ordre d'environ 10,0 nanomètres.

Les avantages de la présente invention, notamment dans des épreuves simultanées et inverses, par rapport aux méthodes de l'art antérieur deviennent clairs à l'examen

des dessins annexés et à la lecture de la description

détaillée qui suit.

Conformément à la présente invention, les anti-

corps monoclonaux sont également utilisés dans des épreuves d'inhibition. Dans ces épreuves, une quantité connue d'un antigène et d'un anticorps monoclonal est mise en contact avec un échantillon devant contenir un antigène correspondant à l'antigène connu ajouté avec l'anticorps monoclonal. Le degré auquel l'inhibition du complexe entre l'anticorps et l'antigène a lieu parce qu'un complexe est formé entre l'anticorps monoclonal et l'antigène de l'échantillon,donne une mesure de la présence

et/ou de la quantité d'antigène dans l'échantillon analysé.

Selon un autre aspect de l'invention, le procédé de détection de la présence ou de détermination de la concentration d'une substance antigénique dans un liquide comprend les étapes de: (a) mise en contact d'un échantillon du liquide avec une quantité connue de substance antigénique ajoutée et d'un anticorps monoclonal relatif à la substance antigénique, et (b) mesure de l'inhibition de la formation d'un complexe entre l'anticorps et la substance antigénique ajoutée par combinaison dudit anticorps monoclonal et de la substance antigénique dans le liquide pour former

un second complexe.

Dans une forme de réalisation appréciée, l'anti-

corps et l'antigène sont liés, respectivement, à l'un de deux chromophores fluorescent et extincteur formant une paire. L'inhibition de la formation d'un complexe entre l'antigène marqué et l'anticorps par des antigènes de l'échantillon analysé conduit à une réduction de

l'extinction et à une augmentation de la fluorescence.

Le degré d'inhibition de l'extinction est une mesure de la concentration en antigène dans l'échantillon. Dans une autre forme appréciée d'épreuve d'inhibition, l'antigène connu et l'anticorps dans le complexe initial sont liés à des particules, par exemple des particules de latex, d'une dimension qui permetdes agglutinations. Lorsqu'un échantillon devant contenir un antigène est mis en contact avec l'anticorps et l'antigène lié, une inhibition des agglutinations a lieu du fait de la complexation entre

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l'anticorps lié et l'antigène de l'échantillon qui ne peuvent pas produire d'agglutinations. La réduction de l'agglutination peut être mesurée par des techniques turbidimétriques. Sur les dessins annexés - la figure 1 est une représentation graphique

illustrant les résultats obtenus en utilisant des anti-

corps polyclonaux dans quatre types d'épreuve immunomé-

trique portant sur l'IgE humaine.; et

- la figure 2 est un graphique similaire illus-

trant la différence existant dans les résultats obtenus lorsqu'on utilise des anticorps monoclonaux dans les quatre mêmes types d'épreuve immunométrique portant sur

l'IgE humaine.

Comme indiqué ci-dessus, conformément à la pré-

sente invention, l'anticorps polyclonal utilisé dans une

méthode immunométrique d'analyse d'une substance antigé-

nique est remplacé par un anticorps monoclonal. De même, des anticorps monoclonaux sont utilisés dans des épreuves

d'inhibition. La présente invention est utile à la dé-

tection de la présence et à la détermination de la concen-

tration d'une grande variété de substances antigéniques comprenant des substances antigéniques polyvalentes. En conséquence, le terme antigène et l'expression substance antigénique utilisés dans le présent mémoire désignent au sens large des substances vis-à-vis desquelles des anticorps peuvent être produits. Parmi ces substances, on peut mentionner des haptènes, des hormones telles que

l'insuline et la thyrotrophine humaine (HTSH), des gamma-

globulines, des allergènes, des virus, des sous-unités virales, des bactéries, des toxines telles que celles qui sont associées au tétanos et aux venins d'animaux, et même certains médicaments. Parmi les antigènes spécifiques qui peuvent être analysés par les procédés de la présente invention, on peut mentionner l'antigène carcinoembryonnaire (ACE), l'hépatite A et B, l'hépatite Non-A, Non-B,

l'IgE et l'alphafoetoprotéine.

2487e83 1 1 Les anticorps monoclonaux utiles dans la présente invention sont obtenus par le procédé décrit

par Milstein et Kohler dans Nature 256 495-497, 1975.

Les détails de ce procédé sont bien connus et ne seront pas répétés dans le présent mémoire. Toutefois, il impli- que pour l'essentiel l'injection d'un immunogène à une souris ou à un autre animal convenable. La souris est ensuite sacrifiée et des cellules prélevées sur sa rate sont unies à des cellules de myélome. Il en résulte une cellule hybride appelée "hybridome" qui se reproduit

in vitro. La population d'hybridomes est sélecticnnée etmani-

pulée de manière à isoler des clones individuels dont chacun élabore une espèce unique d'anticorps relative à l'antigène. Chaque anticorps spécifique individuel obtenu de cette façon est le produit d'une unique cellule B de l'animal immun, engendrée en réponse à un site antigénique

spécifique reconnu sur la substance immunogénique.

Lorsqu'une substance immunogénique est introduite dans un hôte vivant, le système immunitaire de l'hôte réagit en produisant des anticorps relatifs à tous les sites reconnaissables sur la substance. Cette approche sous contrainte" de la production d'anticorps pour combattre l'envahisseur entraîne la production d'anticorps d'affinités et de spécificités différentes envers la substance immunogénique. En conséquence, après que les différentes lignées cellulaires d'hybridomes ont été triées pour identifier celles qui produisent un anticorps relatif à l'antigène désiré, les anticorps produits par les lignées cellulaires individuelles d'hybridomes sont de préférence examinés en vue d'identifier celles qui ont la plus grande affinité pour la substance immunogénique stimulant leur production originelle avant la sélection en ue de leur utilisation dans la présente invention. On considère que la sélection basée sur ce critère contribue

à offrir la sensibilité élevée dans les épreuves immuno-

métriques et d'inhibition de la présente invention uti-

lisant un anticorps monoclonal, comparativement à l'anti-

corps polyclonal utilisé dans l'art antérieur qui, dans

le meilleur cas, a une affinité pour l'antigène qui est,-

grossièrement, la moyenne des affinités de tous les anti-

corps produits par le système immunitaire. De préférence, l'anticorps monoclonal choisi a une affinité compatible avec la sensibilité et la plage désirées pour le système analytique en question. De préférence, l'anticorps a une affinité d'au moins 108 litres/mole et, notamment,

une affinité d'au moins environ 109 litres/mole.

En outre, les anticorps monoclonaux ayant les affinités maximales peuvent encore être sélectionnés par la conduite d'une épreuve simulée sur des échantillons

dont on sait qu'ils donnent des résultats faussement posi-

tifs par des procédés utilisant des anticorps polyclonaux classiques pour identifier les anticorps monoclonaux qui ne sont pas susceptibles de réaction croisée et qui

donnent des résultats faussement positifs.

Du fait que l'épreuve immunométrique à deux sites est basée sur la formation d'un sandwich anticorps:

antigène:anticorps, habituellement deux anticorps mono-

clonaux différents qui n'interfèrent pas avec leur liaison

mutuelle à l'antigène sont choisis pour constituer l'anti-

corps lié et l'anticorps marqué soluble ou la paire

d'anticorps lorsqu'on utilise une extinction de fluorescence.

Attendu que tous deux sont nécessaires pour réaliser le sandwich, des épreuves inverses et simultanées peuvent

être conduites sans se soucier, par exemple, de la forma-

tion d'un complexe anticorps marqué:antigène:anticorps marqué qui interdit la formation d'un complexe entre l'antigène et l'anticorps lié à la phase solide et c'est

là que réside un avantage particulier de la présente in-

vention. En outre, une épreuve directe peut être conduite sans opération intermédiaire de lavage, attendu que les deux anticorps se lient à deux sites différents. Une

telle méthode sera appelée épreuve "directe rapide".

Toutefois, en particulier dans le cas d'une épreuve directe, le même anticorps monoclonal peut être utilisé pour l'anticorps marqué et pour l'anticorps lié au support solide lorsque la substance antigénique possède des sites identiques de liaison des anticorps suffisamment éloignés les uns des autres pour permettre la liaison de plus d'une molécule d'anticorps à la fois. Dans un tel système, l'addition préalable de l'anticorps lié à l'échantillon interdit la formation d'un sandwich pour des considérations d'ordre stérique. Lorsque l'anticorps

monoclonal marqué est ajouté par la suite, il est égale-

ment capable de se complexer avec l'antigène lié à l'anti-

corps non marqué sur la phase solide.

L'anticorps monoclonal non marqué utilisé dans le procédé de la présente invention pour extraire la substance antigénique de l'échantillon en cours d'analyse peut être immobilisé sur l'un quelconque des supports usuels utilisés dans des épreuves ilmmunométriques. Parmi ces supports, on peut mentionner du papier-filtre, des

perles de matière plastique ou des tubes à essai en poly-

éthylène, polystyrène, polypropylène ou autre matière

convenable. On peut aussi utiliser des matières en parti-

cules telles que de l'agarose, du dextrane réticulé, et d'autres polysaccharides. Les techniques de liaison des anticorps à de telles matières sont bien connues de l'homme de l'art. Par exemple, des anticorps peuvent être liés à des polymères de polysaccharides par le procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique

No 3 645 852.

L'anticorps monoclonal marqué utilisé dans la présente invention peut être pourvu des mêmes marques

que celles qui sont utilisées dans les épreuves immuno-

métriques de l'art antérieur. Parmi ces marques, on peut mentionner les marques produisant une fluorescence pour la détection par fluorimétrie comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 940 475 et des marques enzymatiques comme décrit dans le brevet des

Etats-Unis d'Amérique N0 3 654 090. Conformément à l'in-

vention, on préconise le marquage de l'anticorps avec un radio-isotope tel que 125I en utilisant, par exemple, le mode opératoire décrit par Hunter et Greenwood dans Nature, 144 (1962), page 945 ou la méthode de David etcollaborateurs décrite dans Biochemistry, volume 13,

pages 1014-1021, 1974.

Dans une épreuve représentative, la quantité d'anticorps marqué associé au complexe insoluble en sandwich est déterminée par l'examen du support insoluble par des moyens convenables. Toutefois, il est également possible d'établir la relation entre la présence ou l'absence d'un antigène dans l'échantillon liquide analysé et la quantité d'anticorps marqué qui ne réagit pas au

cours de l'épreuve et qui reste sous la forme soluble.

Les avantages de la présente invention, dans laquelle des anticorps monoclonaux sont utilisés dans

des épreuves immunométriques comparativement à des anti-

corps polyclonaux, ressortent de l'exemple suivant. Dans cet exemple, quatre épreuves comparatives, une épreuve simultanée, une épreuve inverse, une épreuve directe et une épreuve directe "rapide", ont été conduites avec un anticorps monoclonal et un anticorps polyclonal en utilisant un sérum normal contenant 100 UI/ml d'IgE humaine comme échantillon positif. Du sérum normal de cheval ne contenant pas d'IgE a été utilisé comme témoin négatif. 1 L'anticorps polyclonal relatif à IgE utilisé comme anticorps marqué dans l'exemple est un produit de

la firme Pharmacia Diagnostics de Piscataway, New Jersey.

L'anticorps polyclonal lié au support solide provient

de la firme Tago, Inc. de Burlingame, Californie.

L'anticorps monoclonal relatif à IgE a été obtenu en utilisant la méthode de Milstein et Kohler commentée ci-dessus. Les deux anticorps choisis présentaient chacun une affinité pour IgE de plus de 109 litres/mole

et n'interféraient pas avec leur liaison mutuelle à l'IgE.

Les épreuves ont été conduites en utilisant un anticorps non marqué lié à de l'agarose par le procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 645 852. Le marquage de l'anticorps a été effectué à l'isotope 125I conformément au procédé de David et collaborateurs (voir ci-dessus). Une solution physiologique de sel tamponnée au phosphate, de pH 7,4, a été utilisée

pour laver tous les échantillons.

EXEMPLE

1) Méthode d'épreuve simultanée -

On a utilisé des échantillons en double préparés

en mélangeant 100 4l d'une suspension d'anticorps immo-

bilisé sur des particules d'agarose avec 100 il d'échan-

tillon (sérum)et 100 Al d'anticorps soluble marqué par 125. On a fait incuber ce mélange pendant les durées indiquées sur le tableau I (pour l'anticorps polyclonal)

et sur le tableau II (pour l'anticorps monoclonal) repro-

duits ci-dessous, plus 30 minutes. La période additionnelle d'incubation de 30 minutes a été ajoutée pour assimiler cette méthode d'analyse aux autres méthodes d'analyse qui nécessitent une durée additionnelle d'incubation de minutes pour un second réactif que l'on ajoute. Après les périodes d'incubation, les particules d'agarose ont

été lavées par l'addition d'un tampon et centrifugées.

Après l'élimination par succion du liquide de lavage, le culot résultant de particules d'agarose a été soumis à un comptage de l'anticorps lié marqué par 125I. Les numérations obtenues pour chacun des complexes après la

durée spécifiée d'incubation sont indiquées sur-les ta-

bleaux I et II.

2) Méthode d'analyse inverse -

On a utilisé des échantillons en double préparés en mélangeant 100 il d'échantillon (sérum) avec 100 gl d'anticorps soluble marqué par 125I et on les a fait incuber pendant les durées précisées sur les tableaux I

et II. On a ensuite ajouté 100 il d'une solution d'anti-

corps immobilisé sur des particules d'agarose et on a fait incuber le mélange pendant encore 30 minutes. Les particules d'agarose ont ensuite été lavées et comptées comme dans la méthode d'analyse simultanée. Les numérations

sont reproduites sur les tableaux I et II.

3) Méthode d'analyse directe -

On a préparé des échantillons en double en mélangeant 100 il d'échantillon (sérum) avec 100 g1 d'une suspension d'anticorps immobilisé sur des particules d'agarose et on les a fait incuber pendant les durées

précisées sur les tableaux I et Il. Les particules d'aqa-

rose ont ensuite été lavées une fois par addition de

2,5-3,0 ml de tampon qui, après agitation, a été centri-

* fugé, et le liquide a été retiré par succion. On a ensuite ajouté 100 gl d'anticorps soluble marqué par 125I et

on a fait incuber le mélange pendant encore 30 minutes.

Les particules d'agarose ont ensuite été lavées et comptées comme dans la méthode d'analyse simultanée. Les résultats des comptages sont reproduits sur les tableaux

I et II.

4) Méthode d'analyse directe rapide -

L'épreuve est conduite, en double, de la même manière que la méthode d'analyse directe, à la différence que l'étape de lavage entre l'incubation initiale de l'échantillon avec l'anticorps immobilisé sur des particules d'agarose et l'addition d'anticorps soluble marqué par

I a été omise.

Le nombre de chocs par minute pour les témoins

en double et les essais en double des échantillons conte-

nant l'IgE, avec utilisation d'anticorps polyclonal et d'anticorps monoclonal, sont reproduits sur les tableaux respectifs I et II. Ces résultats ont été utilisés pour la construction des courbes des figures I et II de la manière suivante. La moyenne des nombres de chocs par

minute pour un témoin et pour une durée donnée d'incuba-

tion est soustraite de la moyenne des nombres de chocs pour l'épreuve correspondante avec l'IgE. La différence a été exprimée par un pourcentage des nombres de chocs

totaux par minute de l'anticorps marqué ajouté à l'échan-

tillon et elle est portée sur l'axe des ordonnées o elle est exprimée par le pourcentage des nombres totaux

de chocs par minute de l'anticorps lié à la phase solide.

La durée d'incubation est portée sur l'axe des abscisses.

Une comparaison des courbes représentées sur la figure 2, montrant les résultats d'épreuves conduites en utilisant l'anticorps monoclonal, avec celles de la figure 1 correspondant à des essais utilisant l'anticorps polyclonal, montre que dans chaque type d'épreuve, simul- tanée (S), inverse (I), directe (D) et directe rapide (DR) l'épreuve utilisant l'anticorps monoclonal a été plus sensible comme l'indique le plus fort pourcentage de chocs totaux en liaison avec la phase solide dans le cas de

l'échantillon à 100 UI d'IgE/ml. Dans les épreuves simul-

tanées et inverses, on a découvert le fait inattendu

que celles qui utilisent un anticorps monoclonal attei-

gnent l'équilibre plus rapidement que ne le fait l'épreuve correspondante utilisant un anticorps polyclonal. Par conséquent, lorsqu'on utilise un anticorps monoclonal dans ces processus, on peut réduire notablement la durée de l'épreuve au-delà de l'économie de temps réalisée par la simple élimination d'une étape de lavage. Sous ce rapport, l'épreuve inverse avec l'anticorps monoclonal a atteint l'équilibre en moins d'une heure. La même épreuve conduite avec l'anticorps polyclonal n'a pas atteint l'équilibre avant 4 heures. De mêmedans le cas d'épreuves simultanées, l'épreuve utilisant un anticorps monoclonal a atteint l'équilibre en 8 heures tandis que l'épreuve

utilisant un anticorps polyclonal n'a pas atteint l'équi-

libre en 24 heures. Par conséquent, la présente inven-

tion offre des épreuves simultanées et inverses sensible-

ment plus rapide et plus sensibles que les procédés de l'art antérieur et elle élimine le problème de compétition de la formation d'un complexe soluble "sandwich" avec

la formation du complexe insoluble désiré.

TABLEAU I

Résultats des épreuves utilisant un anticorps polyclonal

Durée d'incu-

bation (h) 0,25 0,50 1,00 2,00 4,00 6,00 24,00 Epreuve simultanée Echantillons Echantillons témoins d'IgE

372,314 2705,2667

348,265 2391,2366

315,277 2793,2708

342,356 2897,2887

421,385 3696,3746

447,436 4028,4101

526,577 4564,4628

Epreuve inverse Echantillons Echantillons témoins

302,243

284,262

305,277

290,274

28,280

296,281

233,263

d'IgE

2568,2581

2958,2999

3154,3218

3377,3212

3413,3651

3762,3643

3651,3546

Epreuve directe Echantillons témoins

357,326

288,233

355,424

302,314

274,255

241,267

320,277

Echantillons d'IgE

2092,2077

1905,1817

2157,2255

1946,2019

2019,2392

1750,1452

1553,1604

Epreuve directe rapide Echantillons Echantillons témoins d'IgE

396,293 2271,2238

304,284

288,312

283,292

301,257

273,256

1789,1706

1728,1867

1720,1683

1283,1424

1450,1470

FS ri -J %0 Co N TABtsEeU Il Résultats des épreuves utilisant un anticorps monoclonal Epreuve simultande Durée d'incu- Echantillons Echantillons bation (h) témotins, d'IgE 0,25 0,50 1,00 2,00 4,00 6,00 ,55 ,132

558,459

268,265

282,275

308,272

549,667

426,420

5610,5803

7472,7115

6289,6529

6787,6784

8150,8155

8884,9494

8669,9044

Epreuve inverse Epreuve directe LEchantillons Echantillons Echantillons Echantillons t6mwins d 'IgE téoins _d'IgE

388,594

240,231

325,265

255,305

343,305

698,850

497,323

8407,8358

8238,8271

8010,8377

7856,7644

8017,7788

7870,7358

7037,7359

210,205

223,228

230,187

226,197

231,216

226,361

194,201

4618,4894

4897,5273

3453,4308

4834,4268

5269,4420

2006,3631

2465,2586

Epreuve directe rapide Echantillons Echantillons téoins d'IgE _

194,183

198,197

215,192

192,210

218,187

405,243

246,233

4859,4906

5024,5152

4887,4901

4937,4944

4929,5071

3033,3713

3945,2943

N o0 -4 o CO 0:j Co Les commentaires ci-dessus ont été axés sur des épreuves à double site ou sandwich dans lesquelles l'un des anticorps est insolubilisé tandis que l'autre est soluble

dans le milieu analysé. D'autres variantes sont possibles.

Une variante appréciée utilise des anticorps liés à des particules telles que des particules de latex, d'une manière ayant pour résultat que chaque particule porte plusieurs anticorps. Lorsqu'une quantité de particules auxquelles un premier anticorps monoclonal est lié est mélangée par exemple avec une quantité de particules auxquellesun

second anticorps monoclonal est lié, il se forme une sus-

pension laiteuse. Toutefois, si un échantillon contenant

un antigène polyvalent duquel les anticorps sont spécifi-

ques est introduit dans la suspension, il se produit une

agglomération ouune agglutination des particules avec for-

mation d'amas particulaires aisément détectables.

La détection visuelle d'une agglutination peut

être utilisée dans un test de recherche de l'antigène.

Cette détection peut être favorisée par la coloration des particules portant un anticorps monoclonal différemment

des particules portant l'autre. Toutefois, le degré d'agglu-

tination peut aussi être déterminé comme mesure de la

quantité d'antigène présente dans l'échantillon. Par exem-

ple, on peut mesurer la variation de turbidité en utilisant

des techniques normales telles que la néphélométrie.

On apprécie conformément à l'invention l'utilisa-

tion de particules de latex auxquelles l'anticorps est lié par covalence selon des techniques bien connues de

l'homme de l'art. Toutefois, on peut utilier d'autres sup-

ports en particules. Parmi ces supports, on peut mentionner la silice, le verre, des cellules, des polyacrylamides, le polyméthacrylate de méthyle et l'agarose. Le diamètre des

particules varie de préférence entre environ 0,2 et.envi-

ron 10 Nm. Toutefois, une détection visuelle nécessite des

particules d'au moins environ 1,0 gim.

Dans une autre variante, l'un des anticorps est insolubilisé sur une perle, la paroi d'un tube à essai ou un support solide macroscopique et l'autre est lié à

de petites particules de latex ou d'une autre matière conve-

nable. En présence d'antigène, une fixation en sandwich

de l'antigène a lieu entre l'anticorps en liaison macrosco-

pique et l'anticorps lié à la particule. En colorant par exemple les particules, on peut détecter visuellement la formation de la fixation en sandwich. Une marque fluorescente,

enzymatique, radioactive ou d'une autre nature sur l'anti-

corps lié aux particules peut être utilisée pour des dosages

quantitatifs comme dans le cas de l'utilisation d'un anti-

1o corps soluble décrit ci-dessus.

Dans une autre variante appréciée de l'épreuve à double site, au moins l'un de deux anticorps monoclonaux différents est lié à un enzyme qui catalyse une réaction

impliquant une substance liée à l'autre anticorps mono-

clonal pour produire ou bien une substance détectable ou pour agir d'une certaine autre façon conjointement avec la substance portée sur le second anticorps de manière à permettre la détection du complexe anticorps:antigène: anticorps. La détection peut être effectuée par exemple par

colorimétrie, fluorimétrie, luminescence, spectrophotomé-

trie, etc. Il y a lieu de remarquer que lorsqu'on utilise ces techniques, aucun des anticorps ne nécessite d'être

insolubilisé, ce qui simplifie grandement l'épreuve.

Dans une forme de réalisation préconisée, la substance portée par le second anticorps est également un enzyme et l'épreuve utilise la paire d'anticorps marqués par l'enzyme pour catalyser des réactions séquentielles dont l'une donne un produit que nécessite l'autre. Dans ces réactions, les deux anticorps sont choisis de manière que lorsqu'ils se fixent à l'antigène, ils soient disposés stériquement de manière que le produit de la première réaction enzymatique soit engendré assez près du second anticorps marqué par l'enzyme pour que la seconde réaction ait lieu avant qu'une diffusion importante du produit de la première réaction dans le milieu environnant se soit manifestée. Ce processus peut être illustré par l'utilisation d'une paire d'anticorps monoclonaux dont l'un est marqué

par l'hexokinase (HK), l'autre parla glucose-6-phosphate-

déshydrogénase (G-6-PDH) dans la série de réactions sui-

vante HK

* HK

(1) triphosphate d'adénosine + glucose >

(ATP)

diphosphate d'adénosine + glucose-6-phosphate (ADP)

(2) glucose-6-phosphate + nicotinamide-adénine-

dinucléotide

G-6-PDH (NAD')

)- gluconolactone-6-phosphate + dihydronicotinamide-adénine-dinucléotide

(NADH)

On conduit l'épreuve en ajoutant à l'échantillon

contenant l'antigène présumé les anticorps marqués rela-

tifs à l'antigène, de l'ATP, du glucose et le co-enzyme

NAD+. En présence de l'antigène, un complexe illustré ci-

dessous est formé: 2_Ab(HK) Ag Ab(G-6-PDH) L'anticorps marqué par HK catalyse la formation de glucose-6-phosphate à proximité de l'anticorps marqué

à la G-6-PDH, o il est transformé en gluconolactone-6-

phosphate. Le NADH formé dans cette réaction par réduction de NAD+ peut être détecté par spectrophotométrie à cause de la forte absorption à 340 nm caractéristique d'un dihydronicotinamide.

La même transformation du glucose en gluconolactone-

6-phosphate avec formation de NADH peut aussi avoir lieu

dans le milieu lui-même, catalysé par les anticorps mar-

qués non complexés, mais bien plus lentementqe brsque les deux * anticorps sont disposés à proximité l'un de l'autre dans le complexe anticorps:antigène:anticorps. En conséquence, un accroissement de l'absorption à 340 nm comparativement à un échantillon témoin confirme la présence d'antigène dans l'échantillon. L'accroissement de l'absorption peut aussi être mise en corrélation avec la quantité d'antigène

dans le complexe.

Toute autre paire de réactions successives conve-

nables catalysées par un enzyme peut être utilisée dans une épreuve à double site avec des anticorps convenablement marqués, relatifs à un antigène présumé. Parmi ces

réactions, on peut mentionner la réaction du glucose cata-

lysé par la glucose-oxydase avec formation de gluconolactone et de peroxyde d'hydrogène, suivie de la réaction du peroxyde d'hydrogène avec la o-phényldiamine catalysée

par une peroxydase pour produire un groupement coloré.

Dans cette épreuve, l'un des anticorps monoclonaux est marqué à la glucose-oxydase et l'autre est marqué à la peroxydase. L'intensité de la couleur produite comparée à un témoin peut être mise en corrélation avec la présence

et/ou la quantité d'antigène dans l'échantillon analysé.

Il y a lieu de remarquer que d'autres substances oxydables en un groupement coloré en présence d'un enzyme peuvent

être substituées è la o-phénylènediamine.

Une autre paire convenable de réactions séquen-

tielles utilisant une paire d'anticorps relatifs à un

antigène désiré, marqués respectivement par la NAD-oxydo-

réductase et la luciférase, est indiquée ci-après

NAD-oxydo-

(1) NADH + riboflavine-5'-phosphate réductase (FMN)

FMNH2 + NAD+

luciférase *

(2) FMNH2 + RCHO + 02) FMN + RCOOH + H20

RCHO est normalement un aldéhyde à chaîne droite

ayant 10 ou plus de 10 atomes de carbone.

La production de FMN, état excité de FM4N, est suivie de l'émission d'un photon qui peut être détecté par photométrie en vue de la corrélation avec un échantillon

témoin pour indiquer la présence et /ou la quantité d'anti-

gène dans un échantillon en cours d'analyse.

Dans une autre forme de réalisation utilisant une paire d'anticorps marqués avec des enzymes, le produit de la première réaction à catalyse enzymatique peut être un activateur ou un inhibiteur allostérique de la réaction subséquente catalysée par l'enzyme. Un activateur allo- stérique, au lieu d'être consommé dans la seconde réaction,

agit conjointement avec l'enzyme pour accroître son affi-

nité pour un substrat ou pour élever la vitesse de trans-

formation du substrat en produit après la formation du complexe enzymesubstrat. Des inhibiteurs allostériques ont en revanche l'effet opposé et réduisent l'affinité de

l'enzyme pour un substrat ou réduisent la vitesse de trans-

formation du substrat en produit. L'inhibition allostérique

peut aussi être du type compétitif ou non compétitif..

Un exemple d'épreuve impliquant une activation

allostérique utilisantune paire d'anticorps marqués res-

pectivement par la phosphofructokinase et le phospho-.énol-

pyruvate, utilise les'schémas réactionnels suivants: phosphofructokinase (1) fructose-6-phosphate + ATP > fructose-1,6-diphosphate + ADP (2) HCO3 + phospho- énolpyruvate (PEP)

phospho-énolpyruvate -

carboxylase - > oxaloacétate (OAA)

malate-

(3) OAA + NADH déshydrogénase > malate + NAD+ Le fructose-1,6-diphosphate formé dans la réaction (1) effectue une interaction allostérique avec la phospho-,'nolpyruvate-carboxylase et active sa catalyse de la réaction (2) , à savoir la formation d'oxaloacétate s à partir de PEP. La réaction (3) s'effectue dans le milieu environnant, c'est-à-dire qu'il n'est pas nécessaire de lier la malate-déshydrogénase à un troisième anticorps monoclonal. La présence et/ou la quantité d'antigène présumé sont déterminées par la mise en corrélation de la réduction d'absorption à 340 nm par NADH qui est oxydé dans la réaction (3) en NAD Un exemple d'épreuve impliquant une inhibition allostérique utilisant une paire d'anticorps marqués respectivement par l'aspartate-amino-transférase (AST) et la phospho-ènolpyruvate-carboxylase, est donné par le schéma réactionnel ci-après AST (1) oxaloacétate + glutamate - 4 > aspartate + a -cétoglutarate

phospho-énolpyruvate-

carboxylase

(2) PEP + NADH -- OAA + NAD

La formation d'aspartate dans la réaction (1) inhibe la seconde réaction par interaction allostérique avec la phogpho-énolpyruvate-carboxylase. Cela réduit la vitesse à laquelle NADH est oxydé en NAD+. Par conséquent, la réduction de l'absorption à 340 nm présentée par NADH peut être mise en corrélation avec la présence et/ou la quantité d'antigène dans l'échantillon analysé, une réduction plus faible que celle qui se manifeste avec un échantillon

* témoin indiquant la présence d'un antigène.

L'homme de l'art comprendra que de nombreuses autres paires réactionnelles impliquant une activation ou une inhibition de la seconde réaction catalysée par un

enzyme peuvent être substituées aux exemples donnés ci-

dessus en vue de leur utilisation dans une épreuve à double site. Dans une autre forme de réalisation, une seule des paires d'anticorps est marquée avec un enzyme, la seconde étant marquée avec une substance, par exemple, qui subit une réaction catalysée par l'enzyme pour donner un second

produit qui peut être analysé qualitativement et/ou quan-

titativement par colorimétrie, fluorimétrie, luminescence, spectrophotométrie ou par une autre technique. Un exemple de ce genre utilise une paire d'anticorps monoclonaux dont l'un est marqué par une peroxydase et l'autre par le luminol, et tire profit de la réaction suivante:

NE2 0 NE2

peroxy-

dase Y-+ 2 2O2 2N2 + 2E20+ hv + y

O 0O

luminol Le photon (hV) émis par la réaction peut être

détecté par des techniques photométriques et mis en rap-

port avec la présence et/ou la quantité d'un antigène dans

un échantillon analysé.

Dans une autre variante appréciée de l'épreuve

à double site, les deux anticorps monoclonaux sont conju-

gués respectivement avec un chromophore fluorescent et un chromophore extincteur qui absorbe de la lumière à la longueur d'onde émise par la substance fluorescente. Les deux anticorps sont choisis de manière que lorsqu'ils se combinent avec l'antigène duquel il sont spécifiques, les deux chromophores soient disposés suffisamment près pour permettre à la lumière émise par le chromophore fluorescent d'être absorbée par l'autre chromophore. D'ordinaire, cela les situe à environ 10,0 nanomètres l'un de l'autre et de préférence à environ 5,0 nanomètres l'un de l'autre. Le choix d'anticorps convenables peut être effectué par une méthode de sélection dans laquelle un mélange d'anticorps monoclonaux marqués par un chromophore fluorescent et un

chromophore extincteur sont mis en contact avec un échan-

tillon contenant une quantité connue d'antigène. Une réduction de fluorescence prouve que les deux chromophores

sont disposés suffisamment près l'un de l'autre.

Lorsqu'on utilise une extinction de fluorescence, il est inutile d'insolubiliser l'un ou l'autre des deux anticorps. Des mesures quantitatives peuvent être effectuées par simple détermination de la réduction de fluorescence maximale, c'est-à-dire la quantité de fluorescence présentée par un échantillon témoin dépourvu de tout antigène; ou par comparaison de la fluorescence de l'échantillon avec celle d'échantillons témoins contenant une quantité connue d'antigène. Toutefois, des paires de chromophores d'extinction de fluorescence peuvent aussi être utiliséesconjointement avec la technique d. 'agglutination de particules et dans

la technique selon laquelle l'un des anticorps est inso-

lubilisé par liaison à un support solide tel que la paroi d'un tube à essai ou une perle, attendu que l'appariement des chromophores extincteurs de fluorescence a lieu. Une réduction de fluorescence est là encore en rapport avec

la présence ou la quantité d'antigène dans l'échantillon.

Des chromophores fluorescents et extincteurs convenables et des techniques permettant de les mettre en conjugaison avec des anticorps sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 4 174 384. Conformément à l'invention, on préconise d'utiliser la fluorescéine et la rhodamine comme chromophores fluorescent et extincteur

respectifs.

Dans les commentaires présentés ci-dessus confor-

mément à l'invention, on a décrit des techniques d'exctinction de fluorescence dans lesquelles des paires d'anticorps portant les chromophores nécessaires sont liées à un antigène

éventuellement présent dans l'échantillon en cours d'ana-

lyse, selon une disposition stérique qui permet au chro-

mophore extincteur d'absorber de la lumière émise par le chromophore fluorescent. Des dosages quantitatifs de l'antigène présent sont effectués par mesure de la réduction

de la fluorescence maximale.

Ces techniques conviennent bien à la détection de la présence d'un antigène dans un échantillon dans une large plage de concentrations. Toutefois, les faibles réductions de fluorescence qui sont liées à une faible concentration de l'antigène sont difficiles à détecter et

à mesurer avec précision. En revanche, de faibles éléva-

tions de la fluorescence sont relativement faciles à détecter et à mesurer précisément. Par conséquent, selon

un autre aspect de là présente invention, il est préfé-

rable d'exploiter l'inhibition de l'extinction et de mesurer

l'élévation de fluorescence.

Pour opérer de la sorte dans une épreuve portant sur un antigène particulier, les quantités de l'antigène et de l'anticorps monoclonal relatifs àl'antigène sont marquées individuellement avec l'un ou l'autre de deux

chromophores fluorescent et extincteur formant une paire.

L'antigène et l'anticorps marqués par le chlorofore sont ensuite combinés pour former un complexe dans lequel le chromophore fluorescent est disposé de manière que la

lumière qu'il émet soit absorbée-par le chromophore extincteur.

Pour ce faire, l'antigène peut être marqué avec le chromo-

phore fluorescent et l'anticorps avec le chromophore

extincteur, ou vice versa.

Un échantillon que l'on suspecte de contenir

l'antigène recherché est ensuite mis en contact avec l'anti-

gène et l'anticorps marqué par le chromophore. Après une

période convenable d'incubation, on mesure la fluorescence.

Si l'antigène est présent dans l'échantillon analysé, il

inhibè, au moins en partie, la formation d'un complexe en-

trel'antigène marqué par le chromophore etl'anticorps en

formant lui-même un complexe avec l'anticorps monoclonal.

Dans la mesure o cela se produit, le chromophooe fluorescent n'est plus disposé de telle manière que la lumière qu'il émet soit absorbée par le chromophcre extincteur. Il en résulte une élévation de la fluorescence. L'élévation

de fluorescence peut être mesurée et rapportée à la concen-

tration de l'antigène dans l'échantillon subissant l'ana-

lyse par comparaison avec la fluorescence présentée par des échantillons témoins dépourvus d'antigène ou contenant

des quantités connues d'antigène.

Il ressort de ce qui précède que le complexe antigène:anticorps marqué par un chromophore peut être

un complexe soluble. Toutefois, il est préférable confor- mément à l'invention d'utiliser un antigène marqué par un chromophore et

un anticorps monoclonal qui sont liés à des particules de latex ou d'autres particules convenables, par exemple celles qui sont mentionnées ci-dessus, d'un diamètre apte à produire des agglutinations lorsque le complexe est formé. Des particules dont le diamètre varie d'environ 0,2 à environ 10 Nom conviennent ordinairement à cette fin. Lorsqu'un échantillon inconnu contenant l'antigène recherché est mis en contact avec des particules d'anticorps et d'antigène quis'agglutinent, une inhibition

del'agglutination a lieu parce que l'antigène de l'échan-

tillon se combine avec l'anticorps lié aux particules.

Attendu qu'une extinction ne peut plus avoir lieu, il en résulte une augmentation de fluorescence qui peut être détectée et mesurée afin d'être mise en corrélation avec la quantité d'antigène dans l'échantillon par comparaison avec la fluorescence observée pour un échantillon contenant

une quantité connue d'antigène.

Il est également possible,conformément à l'in-

vention, d'utiliser un antigène lié et un anticorps monoclo-

nal lié à des particules dans une épreuve qui mesure directement l'inhibition de l'agglutination. Dans cette technique, l'antigène et l'anticorps ne sont marqués ni l'un ni l'autre. Lorsqu'un échantillon contenant l'antigène est mis en contact avec les particules, une inhibition de

l'aglutination pendant la période d'incubation a lieu.

Il en résulte une réduction au moins partielle de l'agglu-

tination. On détecte l'inhibition par néphélométrie ou par d'autres techniques de mesure de la turbidité. La réduction de turbidité peut être mise en corrélation avec

la quantité d'antigène dans l'échantillon.

La description de l'invention donnée ci-dessus

et les exemples illustrant l'application de l'invention

à des épreuves portant sur l'IgE ne sont que des illustra-

tions des diverses modalités d'utilisation de l'invention.

Il va de soi que de nombreuses autres variantes de l'inven-

tion sont possibles sans sortir de son cadre.

Claims (47)

REVENDICATIONS

1. Procédé perfectionné d'analyse immunométrique pour détecter la présence ou déterminer la concentration d'une substance antigénique dans un échantillon liquide, comprenant la formation de complexes ternaires de la substance antigénique, d'un premier anticorps et d'un second anticorps lié à l'antigène en un site différent de celui du premier anticorps par contact de l'échantillon avec lesdits premier et second anticorps, caractérisé

en ce que le perfectionnement consiste à utiliser un anti-

corps monoclonal pour chacun des premier et second anti-

corps.

2. Procédé suivant la revendication 1 cara&:àzsé ence qu'un chromophore fluorescent est lié audit premier anticorps

et un chromophore capable d'absorber la lumière à la lon-

gueur d'onde émise par le chromophore fluorescent est lié audit second anticorpset en ceque l'échantillon est misen contact avec une solution contenant le premier et le second anticorps pour former le complexe ternaire et l'intensité de fluorescence est déterminée et comparée à la fluorescence d'un échantillon de référence dépourvu dudit antigène

ou contenant ledit antigène en une quantité connue.

3. Procédé suivant la revendication 2, caracté-

risé en ce que l'un des premier et second anticorps est

lié à un support solide qui est insoluble dans l'échan-

tillon liquide et l'autre anticorps est soluble dans

l'échantillon liquide.

4. Procédé suivant la revendication 3, caracté-

risé en ce que l'échantillon liquide est simultanément mis en contact avec les premier et second anticorps pour former un complexe ternaire insolubleet l'intensité de fluorescence du complexe ternaire est déterminée et comparée à la fluorescence d'un échantillon de référence dépourvu dudit antigène ou contenant ledit antigène en une quantité

connue.

5. Procédé suivant la revendication 3, caracté-

risé en ce que l'échantillon est d'abord mis en contact avec l'un des premier et second anticorps pour former un complexe binaire anticorps:antigène)puis mis en contact avec l'autre anticorps pour former le complexe ternaire, et l'intensité de la fluorescence du complexe ou du liquide est déterminée et comparée à un échantillon de référence dépourvu dudit antigène ou contenant l'antigène en une

quantité connue.

6. Procédé suivant la revendication 1, caracté-

risé en ce que le premier anticorps est lié à des particules insolubles dans l'échantillon liquide et l'échantillon

est mis en contact avec une suspension des particules pen-

dant une période suffisante pour provoquer la formation dudit complexe ternaire de manière que l'agglutination des

particules liées aux premier et second anticorps ait lieu.

7. Procédé suivant la revendication 6, caracté-

risé en ce que le diamètre des particules se situe dans

la plage d'environ 0,2 à environ 10 Nm.

8. Procédé suivant-la revendication 7, caracté-

risé en ce que les particules sont choisies dans le groupe comprenant des particules de latex, de silice, de verre, des cellules,un polyacrylamide, un polyméthacrylate de

méthyle et l'agarose.

9. Procédé suivant l'une quelconque des revendi-

cations 6, 7 et 8, caractérisé en ce que les particules liant le premier anticorps sont d'une couleur différente

de celle des particules liant le second anticorps.

10. Procédé suivant l'une quelconque des revendi-

cations 6 à 9, caractérisé en ce que le diamètre des

particules se situe dans la plage d'environ 1,0 à 10 gm.

11. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 6, 7, 8 et 10, caractérisé en ce que la turbidité de l'échantillon après la formation du complexe ternaire est déterminée et mise en relation avec la turbidité d'un échantillon témoin dont on sait qu'il est dépourvu de l'antigène ou qu'il contient une quantité connue de

l'antigène.

12. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 6, 7, 8 et 10, caractérisé en ce qu'un chromophore fluorescent est lié au premier anticorps et un chromophore capable d'absorber de la lumière à la longueur d'onde émise par le chromophore fluorescent est lié au second anticorps et, après ledit contact, l'intensité de la fluorescence est déterminée et comparée à la fluorescence d'un échantillon de référence dépourvu dudit antigène

ou contenant celui-ci en une quantité connue.

13. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 2 à 5 et 12, caractérisé en ce que le chromophore fluorescent est la fluorescéine et le chromophore capable

d'absorber de la lumière émise est la rhodamine.

14. Procédé suivant la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'un enzyme est lié au premier anticorps et une substance est liée au second anticorps de manière que

l'enzyme agisse conjointement avec la substance pour per-

mettre la détection du complexe anticorps:antigène:anticorps

15. Procédé suivant la revendication 14, caracté-

risé en ce que la substance liée au second anticorps est

un enzyme.

16. Procédé suivant la revendication 15, caracté-

risé en ce que l'enzyme lié au premier anticorps catalyse une réaction qui donne un produit désiré par une réaction catalysée par l'enzyme lié au second anticorps

17. Procédé suivant la revendication 16, caracté-

risé en ce que le produit de la réaction catalysée par

le premier enzyme lié est consommé dans la réaction cata-

lysée par le second enzyme lié.

18. Procédé suivant la revendication 16, caracté-

risé en ce que le produit de la réaction catalysée par

le premier enzyme lié est capable d'une interaction allo-

stérique avec le second enzyme lié.

19. Procédé suivant la revendication 18, caracté-

risé en ce que le produit de la réaction catalysée par le premier enzyme lié active de façon allostérique ou

inhibe de façon allostérique le second enzyme lié.

20. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 16 à 19, caractérisé en ce que la réaction catalysée par l'enzyme lié au second anticorps donne un

produit pouvant être détecté.

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21. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 16 à 19, caractérisé en ce que la réaction catalysée par l'enzyme lié au second anticorps consomme

une substance pouvant être détectée.

22. Procédé suivant l'une des revendications 20

et 21, caractérisé en ce que la formation ou la consommation de la substance dont la détection est possible est détectée

par colorimétrie, fluorimétrie, luminescence ou spectro-

photométrie.

23. Procédé suivant la revendication 14, caracté-

risé en ce que la substance portée par le second anticorps subit une réaction catalysée par l'enzyme lié au premier anticorps.

24. Procédé suivant la revendication 23, caracté-

risé en ce que la réaction produit une substance pouvant être détectée par colorimétrie, fluorimétrie, luminescence

ou spectrophotométrie.

25. Procédé de détection de la présence ou de

détermination de la concentration d'une substance antigé-

nique dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (a) mise en contact d'un échantillon du liquide avec une quantité connue d'une substance antigénique ajoutée

et d'un anticorps monoclonal relatif à la substance anti-

génique, et (b) > mesure de l'inhibition de la formation d'un complexe entre l'anticorps et la substance antigénique ajoutée par combinaison dudit anticorps monoclonal et de la substance antigénique dans le liquide pour former

un second complexe.

26. Procédé suivant la revendication 25, caracté-

risé en ce qu'un chromophore fluorescent est lié à la substance antigénique ajoutée et un chromophore capable d'absorber de la lumière à la longueur d'onde émise par

le chromophore fluorescent est lié à l'anticorps mono-

clonal et, après la mise en contact, l'intensité de la fluorescence est déterminée et comparée à la fluorescence d'un échantillon normal dépourvu de ladite substance

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antigénique ou contenant cette substance en une quantité connue.

27. Procédé suivant la revendication 25, caracté-

risé en ce qu'un chromophore fluorescent est lié à l'anti-

corps monoclonal et un chromophore capable d'absorber de la lumière à la longueur d'onde émise par le chromophore fluorescent est lié à la substance antigénique ajoutée et, après la mise en contact, l'intensité de la fluorescence est déterminée et comparée à la fluorescence d'un échantillon

normal dépourvu de ladite substance antigénique ou conte-

nant cette substance en une quantité connue.

28. Procédé suivant l'une des revendications

26 et 27, caractérisé en ce que le chromophore fluorescent est la fluorescéine et le chromophore capable d'absorber

de la lumière émise est la rhodamine.

29. Procédé suivant l'une des reendications 26 et 27, caractérisé en ce que l'anticorps monoclonal et la substance

antigénique ajoutée sont liés à des particules et le pre-

mier complexe comprend une agglutination des particules liant l'anticorps monoclonal et les particules liant la

substance antigénique.

30. Procédé suivant la revendication 29, caracté-

risé en ce que les particules sont choisies entre des particules formées de latexde silice, de verre, de cellules, eun polyacrylamide, d'un polyméthacrylate de

méthyle et d'agarose.

31. Procédé suivant la revendication 25, caracté-

risé en ce que l'anticorps monoclonal et la substance

antigénique ajoutée sont liés à des particules et le pre-

mier complexe comprend une agglutination des particules liant la substance antigénique ajoutée et, après ledit contact, la turbidité de l'échantillon est déterminée et comparée à la turbidité d'un échantillon de référence dépourvu de ladite substance antigénique ou contenant ladite

substance antigénique en une quantité connue.

32. Procédé suivant la revendication 31, caracté-

risé en ce que les particules sont choisies entre des 2487r83 particules formées de latex, de silice, de verre, de cellules, d'un polyacrylamide, d'un polyméthacrylate de

méthyle et d'agarose.

33. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 29 à 32, caractérisé en ce que la plage des

diamètres de particules va d'environ 0,2 à environ 10 Dam.

34. Procédé suivant la revendication 1 pour la détection de la présence ou la détermination de la concentration d'une substance antigénique dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes (a) mise en contact d'un échantillon du liquide avec un premier anticorps monoclonal soluble relatif à la substance antigénique en vue de former un complexe

soluble de l'anticorps et de la substance antigénique pré-

sente dans ledit échantillon, ledit anticorps monoclonal étant marqué; (b) mise en contact du complexe soluble avec un second anticorps monoclonal lié à un support solide, ledit support

solide étant insoluble dans ledit liquide, en vue de for-

mer un complexe insoluble dudit premier anticorps mono-

clonal, ladite substance antigénique et ledit second anti-

corps monoclonal étant liés audit support solide; (c) séparation du support solide de l'échantillon liquide et de l'anticorps marqué n'ayant pas réagi; (d) mesure de la quantité de l'anticorps marqué associé au support solide ou de la quantité de l'anticorps marqué n'ayant pas réagi; et (e) mise en relation de la quantité d'anticorps marqué mesurée ^ ec la quantité d'anticorps marqué mesurée pour un échantillon témoin préparé conformément aux étapes (a) à (d), ledit échantillon témoin étant dépourvu de ladite substance antigénique, pour déterminer la présence de substance antigénique dans ledit échantillon liquide, ou mise en relation de la quantité d'anticorps marqué mesuré avec la quantité d'anticorps marqué mesuré pour des échantillons contenant des quantités connues de substance antigénique préparés conformément aux étapes <a) à (d) pour déterminer la concentration en substance

antigénique dans ledit échantillon liquide.

35. Procédé suivant la revendication 1 pour la détection de la présence d'une substance antigénique dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (a) mise en contact simultanément d'un échantillon

du liquide avec un premier et un second anticorps monoclo-

nals relatifs à la substance antigénique, ledit premier

anticorps monoclonal étant marqué et ledit second anti-

corps monoclonal étant lié à un support solide insoluble dans ledit liquide, en vue de former..un complexe insoluble

du premier anticorps monoclonal, de la substance antigé-

nique et du second anticorps monoclonal; (b) séparation du support solide de l'échantillon liquide et de l'anticorps marqué n'ayant pas réagi; (c) mesure de la quantité d'anticorps marqué associé au support solide ou de la quantité d'anticorps marqué n'ayant pas réagi; et (d) mise en relation de la quantité d'anticorps marqué mesurée avec la quantité d'anticorps marqué mesurée pour un échantillon témoin préparé conformément aux étapes (a) à (c), ledit échantillon témoin étant dépourvu de ladite substance antigénique, pour déterminer la présence de substance antigénique dans ledit échantillon liquide, ou mise en relation de la quantité d'anticorps marqué mesurée avec la quantité d'anticorps marqué mesurée pour des échantillons contenant des quantités connues de substance antigénique préparés conformément aux étapes (a) à (c) en vue de déterminer la concentration en

substance antigénique dans l'échantillon liquide.

36. Epreuve immunométrique perfectionnée suivant la revendication 1 pour détecter la présence ou déterminer la concentration d'une substance antigénique dans un échantillon d'un liquide, comprenant la formation d'un complexe ternaire d'un premier anticorps marqué, de ladite substance antigénique et d'un second anticorps, ledit second anticorps étant lié à un support solide insoluble dans ledit liquide, caractérisée en ce que le perfectionnement consiste à utiliser un anticorps monoclonal pour l'anticorps

marqué et pour l'anticorps lié à un support solide.

37. Procédé suivant la revendication 36, caracté-

risé en ce que l'échantillon liquide est mis en contact tout d'abord avec le second anticorps pour former un complexe binaire de la substance antigénique et du second anticorps insoluble dans le liquide,puis mis en contact avec le

premier anticorps marqué pour former le complexe ternaire.

38. Procédé suivant la revendication 36,caracté-

risé en ce que l'échantillon l4ide est tout d'abord mis en contact avec le second anticorps pour former un complexe binaire de la substance antigénique et du second anticorps insoluble dans le liquide; l'échantillon est séparé du support solide et le support solide est mis en contact avec une solution dudit premier anticorps marqué pour

former ledit complexe ternaire.

39. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 34 à 38, caractérisé en ce que le premier anti-

corps monoclonal est le produit d'une lignée cellulaire différente de celle dont provient le second anticorps monoclonal.

40. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 34 à 38, caractérisé en ce que ledit antigène présente au moins deux sites identiques de liaison et

les premier et second anticorps monoclonaux sont le pro-

duit de la même lignée cellulaire.

41. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 34 à 40, caractérisé en ce que les premier et second anticorps sont choisis de manière qu'ils aient une affinité pour ledit antigène d'au moins environ

108 litres/mole.

42. Procédé suivant la revendication 41, caracté-

risé en ce que l'affinité est d'au moins environ 109 litres/ mole.

43. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 34 à 40, caractérisé en ce que le support solide

est lavé pour séparer l'échantillon liquide du support.

44. Procédé suivant la revendication 43, caracté-

risé en ce que le support solide est lavé avec une solution

physiologique de sel tamponné au phosphate.

45. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 34 à 40, caractérisé en ce que l'antigène est choisi dans le groupe comprenant l'IgE,l'hépatite A, l'hépatite Bl'hépatite non-A, l'hépatite Non-B, l'alphafoetoProtéine, l'antigène carcinoembryonnaire,

l'insuline et la thyrotrophine humaine.

go0

46. Procédé suivant l'une quelconque des reven-

dications 34 à 40, caractérisé en ce que la marque de l'anticorps marqué est choisie dans le groupe comprenant

un isotope radioactif, un enzyme et une matière fluorogé-

niqueet l'examen est effectué au moyen d'une méthode

radiométrique, fluorimétrique ou enzymatique.

47. Procédé suivant la revendication 46, caracté-

risé en ce que la marque est l'isotope radioactif 125I.