JP2002055108A - 前立腺特異抗原の糖鎖構造の違いに基づく前立腺癌と前立腺肥大とを識別する方法 - Google Patents
前立腺特異抗原の糖鎖構造の違いに基づく前立腺癌と前立腺肥大とを識別する方法Info
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Abstract
腺肥大との識別診断法を提供すること。 【解決手段】 前立腺特異抗原(PSA)を含む試料を
レクチンに接触させ、該レクチンとPSAの糖鎖構造の
親和性により分別されたPSAを測定することにより、
前立腺癌(PC)と前立腺肥大(BPH)を識別する。
Description
を識別する新規な方法およびそのための診断キットに関
する。
inoma:以下「PC」と略す)は男性の主要な死亡
原因である。前立腺特異抗原(prostate sp
ecific antigen:以下「PSA」と略
す)はPCに対する最も重要な腫瘍マーカーとして認識
されている(Stamey TA,Yang N,Ha
yAR,et al.Prostate−specif
ic antigenas a serum mark
er for adenocarcinomaof t
he prostate.N Engl J Med
1987;317:909−916)。PSAは約30
kDaの糖蛋白で、糖鎖はその約8%を占める。PCの
初期診断に対する血清PSA試験の有用性は既に多くの
文献に記載されているが、前立腺肥大(benign
prostatic hyperplasia:以下
「BPH」と略す)に罹患している男性とPCに罹患し
ている男性との間にグレーゾーン(gray zon
e)と呼ばれるどちらとも言えない領域がある(Cat
alona WJ,et al.,Use of th
epercentage of free prost
ate−specificantigen to en
hance differentiationof p
rostate cancer from benig
n prostate disease:A pros
pective multicenter clini
cal trial.JAMA 1998;279,1
542−1547)。この問題を解決するためにこれま
でに幾つかの試み(例えば、PSA密度、PSA勾配、
フリーPSA/トータルPSAの比、等)は実施されて
きたが、2つの病変(lesions)の間にはかなり
重複する点がある。
糖鎖構造がPC組織とBPH組織との間で相違するとい
う、コンカナバリンA、植物凝集素E4(PHA−E
4)およびPHA−L4を用いた連続的レクチンアフィ
ニティークロマトグラフィーによる研究結果が報告され
ている(Shuhei Sumi,et al.,Jo
urnal of Chromatography
B,727(1994)9−14)。この報告によれ
ば、PSA中のN−結合糖鎖がヒト前立腺における癌化
の過程で変化し、したがって、PSA中のN−結合糖鎖
がPCの診断ツールとして役立つ可能性があると記載さ
れている。しかしながら、PSAを用いてBPHとPC
を的確に識別して診断することは、これまで困難であっ
た。
な従来技術の問題点を解決することを意図してなされた
ものである。すなわち、本発明は、これまで的確に識別
して診断することが困難であったBPHとPCの識別法
を提供することを目的とする。
解決するために、種々の角度から検討を加えて、研究開
発を行った。その結果、特定のレクチンがBPH患者の
PSAとPC患者のPSAとにおいて異なる反応性を示
すことを見いだした。本発明はかかる知見に基づいてな
されたものである。
レクチンに接触させ、該レクチンとPSAの糖鎖構造の
親和性により分別されたPSAを測定することにより、
PCとBPHを識別する方法を提供する。また、本発明
は、PSAを含む血清を、イヌエンジュレクチン(以
下、「MAA」と略す)非結合分画とMAA結合分画と
に分け、MAA結合分画および分画前の血清のフリーP
SAおよび/またはトータルPSAを測定することによ
ってPCとBPHを識別する方法を提供する。さらに、
本発明は、PSAを含む血清を、ニワトコレクチン(以
下、「SNA」と略す)非結合分画とSNA結合分画と
に分け、SNA結合分画および分画前の血清のフリーP
SAおよび/またはトータルPSAを測定することによ
ってPCとBPHを識別する方法を提供する。これらの
レクチンを用いてPCとBPHを識別することはこれま
で全く提案されたことのない方法である。加えて、本発
明は、レクチン並びにPCとBPHを識別するための説
明書を含むPCとBPHを識別するための診断キットを
提供する。
は、PCとBPHとを識別することができるものであれ
ば特に限定されないが、イヌエンジュ(Maackia
amurensis)由来のMAAおよびニワトコ由
来のSNAが特に好ましいものとして挙げられる。な
お、ニワトコの種類は特に限定されず、ニワトコの例と
しては、ニワトコ(Sambucus siebold
iana)、クサニワトコ(Sambucus chi
nensis)、セイヨウニワトコ(Sambucus
nigra)などを挙げることができる。MAAは、P
SA糖鎖構造の末端シアル酸残基のα(2,3)結合し
たものを特異的に認識する。他方、SNAは、PSA糖
鎖構造の末端シアル酸残基のα(2,6)結合したもの
を特異的に認識する。更に、PHA−Lというレクチン
も前立腺癌と前立腺肥大とを識別するのに有用である。
本発明の方法において使用するPSAを含む試料として
は、血清、前立腺の組織抽出液、尿等を挙げることがで
き、必要に応じてそのいずれを用いてもよい。試料の分
画は、レクチンアフィニティークロマトグラフィーによ
り行う。充填材としては、アガロース、セファロース等
を用いることができる。
く説明するが、これらは本発明を何ら限定するものでは
ない。
boratories社製,SanMateo,CA,
USA)のカラムを、0.02%のツィーン(twee
n)20、0.02%のアジ化ナトリウムを含有するリ
ン酸緩衝液で平衡化させた。血清試料をそのカラムに入
れて30分間室温に保持し、その後5倍のカラム容量の
上記緩衝液でカラムを洗った。この分画をMAA非結合
分画と称した。MAA結合分画を5倍のカラム容量の
0.4M乳糖含有上記緩衝液で溶出した。プレカラム
(pre−column)、MAA非結合分画およびM
AA結合分画について、トータルPSAおよびフリーP
SAを測定した。各分画からの試料をPSAアッセイに
供した。トータルPSAおよびフリーPSAは、それぞ
れDPCイミュライズ(Immulyze)HS−PS
AおよびDPCイミュライズフリー−PSA(Diag
nostic Products Corporati
on製,Los Angeles,CA,USA)によ
って測定した。新たに診断され、未治療の種々の臨床ス
テージにあるPC患者17名(ステージBの患者4名、
ステージCの患者4名、ステージDの患者9名)および
トータルPSAのレベルが4.0ng/mlと10.0
ng/mlの間にあるBPH患者15名から血清試料を
採取した。患者の組織病理学的診断は経尿道的切除標本
(transurethral resection
specimen)または前立腺生検(sextant
prostate biopsy)を用いて確認し
た。PC患者およびBPH患者の中央年齢(media
n age)は、それぞれ72歳(範囲:55−82
歳)および69歳(範囲:55−82歳)であった。P
C患者のトータルPSA濃度およびBPH患者のトータ
ルPSA濃度は、それぞれ138ng/ml(範囲:5
−1270ng/ml)および8.8ng/ml(範
囲:5.0−10.0ng/ml)であった。PC標本
の組織病理学的段階は次の通りであった。即ち、グリー
ソンスコア(Gleason score)2−4であ
る標本が4例、グリーソンスコア5−7である標本が6
例、グリーソンスコア8−10である標本が7例であっ
た。
した。 MAA結合分画の割合=(MAA結合分画中のPSA濃
度/元の血清試料中のPSA濃度)×100% 癌患者におけるフリーPSAおよびトータルPSAに対
するMAA結合分画の割合は、それぞれ16.9±5.
2(平均±標準偏差)%および7.5±4.2%であっ
た。一方、BPHの場合、その割合は、それぞれ0.6
±0.2%および0.3±0.1%であった。特に、フ
リーPSAのMAA結合分画の割合が、PCとBPHと
の間で重複することなく明確な相違を示した(マン−ホ
イットニーU検定(Mann−Whitney U t
est),p<0.001;図1を参照)。図1におい
て、CancerはPCを意味し、MAA bound
fractionはMAA結合分画を意味する。MAA
カラムからのPSAの回収率は常に97%より大きかっ
た。異なる組織病理学的病型においても、臨床段階にお
いてもMAA結合分画の割合に有意な差異はなかった。
s culinaris(LcH)、Aleuria
aurantia(AAL)、Sambucus ni
gra(SNA)、コンカナバリンA(Con A)の
各レクチンを用いてスクリーニングした。試料はMAA
結合アッセイにおいて使用された試料から選択した。フ
リーPSAにおいては、SNA結合分画の割合がMAA
結合分画に対して鏡像の関係を示した(図2を参照)。
図2において、CancerはPCを意味し、SNA
bound fractionはSNA結合分画を意味
する。BPH患者におけるフリーPSAのSNA結合分
画の割合が癌患者における割合に比べて有意に高かった
(マン−ホイットニーU検定(Mann−Whitne
y Utest),p<0.001)。PSAアッセイ
の後に行ったCon Aアガロースカラムクロマトグラ
フィーによって、癌患者由来のフリーPSAが多くの枝
分かれしたN−グリカン類を有することが示された。こ
れは以前に報告されたPrakash S,Robbi
ns PW.Glycotyping of pros
tate specific antigen.Gly
cobiology 2000;10:173−176
の内容に一致する。しかし、癌患者とBPH患者との間
でかなりの重複が見られた。LcH結合分画の割合に関
してもAAL結合分画の割合に関しても、癌患者とBP
H患者との間で有意な相違はなかった。
da M,Possible roles of tu
mor−associated carbohydra
teantigens:Cancer Res 199
6,56,2237−2244)。臨床の場において、
これまでに数多くの糖質腫瘍マーカーが使用されてき
た。腫瘍細胞由来の糖質構造は、良性病変の糖質構造と
は全く相違する。α−フェト蛋白(AFP)およびヒト
絨毛性性腺刺激ホルモンがこの変化に対する好例であ
る。特定のレクチンに対する親和性の差異が良性病変と
癌を識別するために用いられている。PSAは1個のア
スパラギン(N−)結合オリゴ糖を有する糖蛋白であ
る。Belangerらは、ヒト精液由来のPSAの糖
質構造を分析し、2本鎖オリゴ糖(biantenna
ry oligosaccharide)とのN−糖鎖
形成部位を1個有することを見いだした(Belang
er A,van−Halbeek H,Graves
HC,et al.Molecular mass
and carbohydrate structur
e of prostate specific an
tigen.Prostate 1995;27:18
7−197)。前記Fukudaの論文には、PC細胞
株由来のPSAは、正常なPSAよりも多くの枝分かれ
したオリゴ糖類を有していることが記載されている。本
発明者もCon Aアフィニティークロマトグラフィー
によってPC患者における血清PSAの枝分かれしたN
−グリカン類の存在を発見した。しかしながら、本発明
者は、PC患者とBPH患者との間にはCon A非結
合分画(PSAの場合の枝分かれしたN−グリカン類と
同一)の割合の著しい重複を見いだした。MAAレクチ
ンはシアル酸α(2,3)ガラクトース残基と特異的に
反応する。前記Belangerの論文によると、精液
PSAのオリゴ糖の末端構造はα(2,6)ガラクトー
スである。BPH血清PSAと癌血清PSAとの間にお
けるMAA結合割合の明確な相違の分子的背景は、この
末端シアル酸コンフォメーションによってもたらされる
と言ってもよい。BPH患者におけるフリーPSAのよ
り高いSNA結合分画割合はこの仮説を裏付けている。
血流中において、ある種のPSAは血清プロテアーゼイ
ンヒビター(例えば、α1−アンチキモトリプシンまた
はα−2−マクログロブリン)と結合した形態で存在し
ており、その他のものは遊離の状態で存在している。ト
ータルPSAアッセイは,フリーのα1−アンチキモト
リプシンとPSA−α1−アンチキモトリプシンとの複
合体を検出する。α1−アンチキモトリプシンは、2本
鎖および3本鎖糖質鎖(bi− and tri−an
tennary carbohydrate chai
ns)を含有する糖蛋白である。したがって、トータル
PSAのMAA親和性はα1−アンチキモトリプシン上
の糖質によって影響される。このメカニズムが、トータ
ルPSAキットに関する癌とBPHとの間におけるMA
A結合分画の著しい重複の主要原因であると言ってよ
い。
たPCとBPHとの識別診断が可能となり、臨床面での
応用が強く期待される。したがって、本発明は、医学、
生物学等の分野における極めて有用な発明である。
ータルPSAおよびフリーPSAに対するMAA結合分
画の割合を示すグラフである。
ータルPSAおよびフリーPSAに対するSNA結合分
画の割合を示すグラフである。
Claims (8)
- 【請求項1】 前立腺特異抗原(PSA)を含む試料を
レクチンに接触させ、該レクチンとPSAの糖鎖構造の
親和性により分別されたPSAを測定することにより、
前立腺癌(PC)と前立腺肥大(BPH)を識別する方
法。 - 【請求項2】 レクチンが、PSA糖鎖構造の末端シア
ル酸残基のα(2,3結合したものを特異的に認識する
イヌエンジュレクチン(MAA)および/または末端シ
アル酸残基のα(2,6)結合したものを特異的に認識
するニワトコレクチン(SNA)である請求項1記載の
方法。 - 【請求項3】 試料が、血清、組織抽出液、あるいは尿
である請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 PSAを含む血清を、MAA非結合分画
とMAA結合分画とに分け、MAA結合分画および分画
前の血清のフリーPSAおよび/またはトータルPSA
を測定することによってPCとBPHを識別する方法。 - 【請求項5】 PSAを含む血清を、SNA非結合分画
とSNA結合分画とに分け、SNA結合分画および分画
前の血清のフリーPSAおよび/またはトータルPSA
を測定することによってPCとBPHを識別する方法。 - 【請求項6】 分画前の血清のフリーPSA値および/
またはトータルPSA値に対する、レクチン結合分画の
フリーPSA値および/またはトータルPSA値のパー
セント比を取り、その値からPCとBPHを識別する請
求項4または請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 レクチン並びにPCとBPHを識別する
ための説明書を含むPCとBPHを識別するための診断
キット。 - 【請求項8】 レクチンが、PSA糖鎖構造の末端シア
ル酸残基のα(2,3)結合したものを特異的に認識す
るイヌエンジュレクチン(MAA)および/または末端
シアル酸残基のα(2,6)結合したものを特異的に認
識するニワトコレクチン(SNA)である請求項7記載
の診断キット。
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JP4514919B2 (ja) | 2010-07-28 |
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