JP2012522979A - 結腸直腸癌のインビトロ診断のためのプロディフェンシン−a6・アッセイ方法 - Google Patents

結腸直腸癌のインビトロ診断のためのプロディフェンシン−a6・アッセイ方法 Download PDF

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Abstract

本発明は結腸直腸癌を有することが疑われる患者から得られた生物試料中のプロディフェンシン-A6の存在を決定することによる結腸直腸癌のインビトロ診断法に関する。前記方法は、結腸直腸癌に関する早期診断、スクリーニング、フォローアップ治療、予後診断、及び再発診断のために使用できる。

Description

本発明は癌腫学分野に関する。本発明の目的は、より具体的には、ヒト患者から採取された生物試料におけるプロディフェンシン−A6の存在を決定することによる、この患者における結腸直腸癌のインビトロ診断のための方法であって、早期診断、スクリーニング、フォローアップ治療及び予後診断のため、及び結腸直腸癌に関する再発診断のための両方に使用可能な方法である。
結腸直腸癌(CRC)は、主要な公衆衛生の問題である。その全世界的な発病率は、1996年では新規事例875,000件と推定された(文献1)。男女両方を考慮して、西洋諸国において、最も頻繁に発生する癌であり、癌による最も多い死因の最初の3つに通常分類される。全てのステージを考慮に入れた5年生存率は、約60%である。
早期診断だけが、治癒的治療の希望を与える。しかしながら、現時点において、早期では血清学的スクリーニングテストも特異的な診断検査もない。
現在ヨーロッパでは、結腸直腸癌のスクリーニングは、2つの異なったアプローチで実施されている:第1に、糞便中の血液の存在を探すことを含む臨床関連領域のテストを使用するものである(糞便潜血反応、FOBT、例えばHemoccult(登録商標)の名で市販されている)。この技術は、その臨床有用性が証明されている。50から74歳の間の個体では2年ごとに使用され、結腸直腸癌による死亡率を15〜20%減少できる(文献2)。このためには、該当する集団の半分以上がスクリーニングに定期的に参加し、陽性テストの場合には結腸鏡検査法を実行し、続いて場合により適切な治療をすることが必要である。
それにもかかわらず、このスクリーニング技術は、一定数の不利な条件により劣っている:
・このテストの主な欠点は、あまり良くない感受性であり、それは最もアデノーマ(前癌の形成異常病変)で顕著であり、そのサイズが大きい場合や高度の異形成を示す場合は、10のうち1の場合で癌の進行に結果としてなる。
・また、このテストはあまり特異的でない。糞便中の血液の出現は、潰瘍性大腸炎、痔核、瘻などの非腫瘍症状に関連する可能性がある。この場合、結腸鏡検査法による検査を行わなければならないが、以下に記載されている欠点を伴う。
・最後に、Hemoccult(登録商標)テストは解釈するのが困難である;従って、それらは資格のある適格なスタッフによって、専門施設で調べられなければならない。
また、ヒト・ヘモグロビンに特異的な免疫学的検査も記載されている(Feca EIA(登録商標)、Heme Select(登録商標)等)。それらは多分Hemoccult(登録商標)と比較して向上しているが、基本的に同じ問題を呈する。InSureTM(Enterix社によって市販されている)により、CRCに苦しむ患者の87%、及び前癌ポリープを有する患者の47%を検出できる。それは、糞便のヒト・ヘモグロビンを、特にこの分子のグロビン部分を検出するテストである。
第2のスクリーニング・ストラテジーは50歳以後に結腸鏡検査法を組織的に行うことであり、理論的には結腸直腸癌による死亡率を減少することを可能にする。しかしながら、良い健康状態の個体において、この試験の許容性は、死亡率を減少するために内視鏡検査を使用するスクリーニング方針に対してはあまりにも低い(このスクリーニング・ストラテジーを設けているヨーロッパ諸国の結腸鏡検査法の順守のレベルは、約2%である)。結腸の穿孔と出血及び死亡(1/10000)は無視できないリスク(0.1%)であり、また公衆衛生のためにはあまりにも高価である。さらにまた、結腸鏡検査法は非常に限定的な前もった結腸調製を必要とし、それが主に低い順守を説明する。
イムノアッセイによって検査されうる腫瘍マーカーは、結腸直腸癌との関係において、長い間記載されてきた。それらは、特に胎児性癌抗原(CEA)及びCA19-9である。
CEAはフォローアップのために使われている。それは、感受性と特異性が不十分であるので、結腸直腸癌のスクリーニングに、又は早期診断のためには使用できない。これは、このマーカーが他の種類の癌によって及び良性病変において発現されるためである。いろいろあるけれども、CEAと他の腫瘍マーカー(例えばCA19-9またはCA72-4)を組合わせることによって、特異性を失うことなしに感受性を増すことが可能である。
CA19-9の生理的変異の原因はまれであるが、他の良性の症状(肝・胆道系の症状、膵臓の症状)、または悪性病状はCA19-9の増加を誘発する可能性がある。従って、このマーカー単独では診断のためにも重要でない。それにもかかわらず、その血清濃度が腫瘍のサイズおよび転移癌の存在と相関しているので、フォローアップ治療又は再発の早期証明を可能にしうる。
さらに、市販の試験が提案されている:
・Colopath(登録商標)/ColorectAlertMD(Ambriliaによって市販されている)は、CRCのための迅速で、比較的非侵襲的スクリーニングテストである。Colopath(登録商標)は結腸直腸の病的状態をもつ個体の直腸の粘液のプラスマローゲン(リン脂質の部分である複合脂質のクラス)を検出し、ColorectAlertMDは直腸の粘液のT抗原、複合糖類を検出する。Colopath(登録商標)/ColorectAlertMDテストは試験片に直腸の粘液の塗布することを含み、陽性または陰性の結果はシッフ反応に基づく。Ambriliaは1787個体を研究して、Colopath(登録商標)/ColorectAlertMDは早期ステージ結腸直腸癌の54%のケース及び全ステージを合わせて49%を検出することを証明した。
・COLARIS(Myriad Geneticsによって市販されている)は、血液で、遺伝性非腺腫性大腸癌(HNPCC症候群)をスクリーニングするためにMLH1及びMSH2遺伝子の突然変異を検出するテストである。試験の結果は3週で入手できる。Myriadは現在利用可能な最も感受性があり及び最も特異的なシークエンシング技術を使用する。当該テストは、高価である。
・DR-70(登録商標)(AMDLによって市販されている)は、様々な種類の癌(肺、結腸、胸部、肝臓、胃、その他)を検査するテストである。従って、CRCに特異的でない。当該テストの原理は、二重サンドイッチELISA技術(DR-70抗原の分析)に基づく。検出は、酵素反応(ビオチンとストレプトアビジンに結合する抗体)によって実施される。着色した反応は、癌の存在を示す。
出願人は、本願で驚くべきことに、悪性結腸腫瘍によって癌組織から放出されており、これらの腫瘍に特有な腺癌の新規マーカーを示しており、それは悪性腫瘍から離れたものと腫瘍自体の両方の生物試料において検出することができる。
したがって、本発明の第1の目的は結腸直腸癌を有することが疑われる患者から得られた生物試料、好ましくは腫瘍から離れた試料において、プロディフェンシン−A6の存在を決定することによる結腸直腸癌のインビトロ診断の方法である。
また、本発明は、結腸直腸癌に関する早期診断、スクリーニング、フォローアップ治療、予後診断、及び再発診断の両方のための当該方法の使用に関する。
本発明の方法は、従って、患者から採取された生物試料、潜在的な腫瘍から離れた生物試料のプロディフェンシン−A6の存在を調査することを含む簡単なテストによって、特異的に早期に結腸直腸癌を診断可能にする。実際、出願人は、予想外に、結腸腫瘍はプロディフェンシン−A6を特異的に分泌するだけでなく、ガン組織の外に放出されることを示し、以下でより詳細に証明するように、本願方法が実施された生物試料中のその濃度が正常患者で決定された基準値と比較して上昇することを示したためである。
したがって、腫瘍から離れている可能性があるか、又は離れていない可能性がある生物試料のプロデフェンシン−A6の存在の決定は、調査される病的状態に関する決定を可能にする。そのため、本発明の方法の利点の1つは、組織診断が侵襲的にとられる生検を必要とするのに対して、診断試料として潜在的腫瘍から離れた試料を使用する可能性にあり、それによって、簡単で非侵襲性の診断を可能にすることである。実際に、組織マーカー、例えば組織切片(免疫組織化学)における研究は、予後診断の重要性がある場合があるが、結腸直腸癌のスクリーニングまたは診断について重要ではない。
デフェンシンは、微生物の攻撃に対する宿主の防衛手段に関係する抗菌性ペプチドの一系統である。それらは、30から40アミノ酸から成り、選択的に膜を分解する特性を有する。他の真核生物のタンパク質のように、デフェンシンは、成熟したタンパク質の形態でまたは前駆体の形態で存在しうる。
前駆体(または前駆体タンパク質とも呼ばれている)はプロペプチドと成熟した部分とから成る。したがって、プロデフェンシン−A6は、成熟したデフェンシン−A6タンパク質の前駆体タンパク質であって、100アミノ酸から成り、シグナルペプチド(アミノ酸1−19)、プロペプチド(アミノ酸20−65)と成熟したデフェンシン−A6タンパク質(アミノ酸66−100)を含む。
通常は、前駆体タンパク質は、代謝分子だけであると長い間考えられてきた。しかしながら、ニューロペプチド分野において特に、ある程度の数の最近の実施例は、特定の状態で、前駆体タンパク質は、それらが生み出すことができる成熟ペプチドの生物学的活性に特異的で分離性の生物学的活性を有することを示す。一般に認められているように、前駆体タンパク質の配列は成熟したタンパク質のものを含んでおり、例えば、プロデフェンシンの配列はデフェンシンのものを含むが、それらの等電点と分子量は異なる。従って、デフェンシンとプロディフェンシンは、2つの異なるタンパク質と思われている。
デフェンシンα5(文献3)とデフェンシンα6(文献4)は、基本的には、小腸のパネート細胞によって産生される。デフェンシンα5とデフェンシンα6のmRNAは、クローン病の場合に結腸組織で過剰発現する(文献5)。デフェンシンα6は、Nam et al.(文献6)によって、大腸癌のための潜在的なマーカーとして同定された。Nam et al.は、デフェンシンα6を特異的に検出する競争ELISAアッセイを開発した。Nam et al.は、結腸直腸癌を有する診断される患者の閾値(30ng/ml)を定めた。健康な18人の提供者の血清と49人分の癌の血清の解析から、Nam et al.は、83.3%の診断特異性のためについて69.4%の診断感受性を得た。前記文献は、デフェンシンα6前駆体、プロディフェンシンα6に関して何ら記載していない。
したがって、デフェンシンα6前駆体、プロディフェンシン−A6(Swiss Prot No.Q01524)は、癌、特に結腸直腸癌に関するマーカーとして有用である可能性があると記載されたことはなく、悪性腫瘍から離れている可能性があるか又は離れていない可能性がある生物試料で検出される可能性について記載されたことはない。
「前駆体タンパク質の存在を決定する」なる表現は、健康な患者に対して決定された基準値を越えている、前駆体の決定を意味することを目的とする。研究される前駆体は、100アミノ酸の完全な前駆体、シグナルペプチドなしの前駆体タンパク質(アミノ酸20から100)またはプロペプチド単独(アミノ酸20から65)であってもよい。後者の断片、例えばプロペプチドの断片であって成熟したタンパク質(アミノ酸66から100)が除外されたもの及びその断片であってもよい。
本発明のある特定の実施態様によれば、シグナルペプチドなしのプロディフェンシン−A6の前駆体の存在が決定される。Swiss-Protデータベースのこの前駆体のために記載されている配列は、配列番号1(EPLQAEDDPLQAKAYEADAQEQRGANDQDFAVSFAEDASSSLRALGSTRAFTCHCRRSCYSTEYSYGTCTVMGINHRFCCL;アミノ酸20−100に対応する)である。好ましくは、少なくとも配列番号2(EPLQAEDDPLQAKAYEADAQEQRGANDQDFAVSFAEDASSSLRALG)と最大でも配列番号1を有するプロペプチド自体の存在が決定される。
当業者には周知のように、タンパク質多型が存在しており、上記の配列は直接例にすぎない。これらはSwiss-Protデータベースに示すコンセンサス配列であるが、アミノ酸置換はそれが同じタンパク質であるかどうか考慮するために当業者によって評価されるパーセンテージの中に存在してもよい。同様に、アミノ酸65のプロペプチドの切断のための部位は、理論上のものであり、目安として与えられるだけである。
「結腸腫瘍による放出」なる表現は、機構を問わず、腫瘍細胞自身による、又は腫瘍の進行から生じている細胞表現型の病変または変化に続く隣接非腫瘍細胞による腫瘍マーカーの能動的または受動的な分泌、放出を意味することを目的とする。
「本発明の方法が実施される生物試料」なる表現は、興味がある腫瘍マーカーを含む可能性がある任意の生物試料を意味することを目的とする。腫瘍から離れていない生物試料の例として、腫瘍、この腫瘍の生検、リンパ節または患者の転移ガンに由来する組織のような固体試料、及びこれらの固体試料から精製された細胞を挙げることができる。腫瘍から離れた生物試料の例として、全血またはその派生物(例えば、血清または血漿、尿、唾液と滲出液、骨髄と糞便)のような体液及びこれらの体液から精製された細胞を挙げることができる。血液またはその派生物、更には糞便、滲出液及びこれらの液体試料から精製された細胞が好ましい。
本発明の方法は、プロディフェンシン−A6に加えて、必要に応じて結腸腫瘍による癌組織から放出される少なくとも一つの他の腫瘍マーカーを検出することによって改良されうる。このように、少なくとも2つのマーカーの組合せは、結腸直腸癌の診断のためのテストの特異性及び感受性を改良することを可能にする。
このように、また、本発明の他の目的は、以下のグループのマーカーの存在を、単独で又は組合わせて検討して、決定することを含む:白血球エラスターゼ・インヒビター、エズリン、アミノアシラーゼ1、肝臓脂肪酸結合タンパク質、腸脂肪酸結合タンパク質、アポリポタンパク質AI、アポリポタンパク質AII及びI−プラスチン、β2-ミクログロブリン、プロテアソーム20S、ガレクチン-3、L-乳酸脱水素酵素B鎖、カルレティキュリン、再生膵島由来タンパク質3α、腫瘍関連カルシウムシグナルトランスデューサー1、II型ケラチンCytoskeletal8、I型ケラチンCytoskeletal18、I型ケラチンCytoskeletal19、上皮カドヘリン、CEA、ビリン、CA19-9、CA242、CA50、CA72-2、テストステロン、TIMP-1、Cripto-1、プロテインジスルフィドイソメラーゼ、インテレクチン-1、サイトケラチン20、翻訳的に制御された腫瘍タンパク質、(プロ)デフェンシン-A5、MIF、ピルビン酸キナーゼM2−PK、カルグラニュリンC、CD24、CCSA−3(結腸癌特異的抗原)及びCCSA−4、メチル化プロフィールについて特異的な修正を有する血液のDNA断片の検出、例えばAXL4遺伝子のメチル化DNA(aristaless様ホメオボックス4遺伝子メチル化)またはセプチン-9遺伝子のメチル化DNA、糞便DNA断片の特異的な変性の検出、例えば糞便DNAの特異的な変異又は糞便DNAのメチル化プロフィールの特異的な変性、ヒト糞便のヘモグロビンの検出。
「プロディフェンシン−A6以外の腫瘍マーカー」なる表現は、タンパク質またはメッセンジャーRNAまたは対応する遺伝子の特異的な修飾、例えば突然変異やメチル化、を意味することを目的とする。言いかえれば、プロディフェンシン−A6だけは単にタンパク質の形態でのみ捜され、それは完全または断片の形態であってもよい。
白血球エラスターゼインヒビター腫瘍マーカー(Swiss Prot No.P30740、別名LEI、Serpin B1、単球/好中球・エラスターゼインヒビター、M/NEI又はEI)は、1992年に配列決定された(文献7)。LEIは、SDSの作用下で解離することができない複合体の形成によって、エラスターゼ型又はキモトリプシン型の特性を有するプロテアーゼを特異的に阻害する(文献8)。従って、LEIは、好中球によって産生された主なプロテアーゼのうち、白血球エラスターゼ、プロテイナーゼ3及びカテプシンGの3つを阻害する:これらのプロテアーゼは、免疫系が細胞外又は貧食された基質の蛋白質分解によって生物を防御することを可能にする。しかしながら、これらのプロテアーゼが過度の場合、炎症性反応の原因となる。LEIは、従って、細胞プロテアーゼによって誘発される炎症性機能を調整及び制限する役割を有するかもしれない。一方で、本出願人は、驚くべきことに、特許出願WO2009/024691において、このタンパク質の濃度が健康な患者で決定された基準値と比較して増大されており、このタンパク質は結腸直腸癌を有する患者からとられる生物試料であって、当該試料がおそらく腫瘍から離れていても、良好なマーカーであることを示した。
エズリン・マーカー(Swiss Prot No.P15311、別名p81、サイトビリンまたはビリン2)は、特に腸の上皮細胞の微小絨毛において、細胞膜と細胞の細胞骨格のアクチンフィラメントとの間で結合性を提供するタンパク質である(文献9)。W.G.Jiang及びS.Hiscox(文献10)は、インターロイキンIL-2、IL-8、IL-10等がHT29ヒト結腸直腸癌細胞株のエズリンの発現を阻害することができることを示した。同じ著者(文献11)は、HT115及びHRT18の結腸直腸癌細胞株におけるエズリン発現の阻害は細胞間の粘着力を減少させ、細胞の可動性と侵襲性の行動を増やすことを示した。彼らは、エズリンが細胞接着分子E-カドヘリン及びβ-カテニンと相互に作用することによって、細胞/細胞及び細胞/細胞間質の粘着力を調整すると結論した。彼らは、エズリンが癌細胞の侵襲能力を制御することにおいて重要な役割を果たすかもしれないことを示唆した。さらに、T.Xiao等(文献12)は、肺癌患者の血漿エズリンを定量化するためにELISAアッセイを用いた。しかしながら、彼らは、対照個体と比較して何ら違いを観察しなかった。一方、本出願人は、驚くべきことに、特許出願WO2009/019365において、このタンパク質の濃度が健康な患者で決定された基準値と比較して増大されており、このタンパク質が結腸直腸癌を有する患者から採取された生物試料であって、当該試料がおそらく腫瘍から離れていても、良好なマーカーであることを示した。
アミノアシラーゼ1マーカー(Swiss Prot No.Q03154、別名EC3.5.1.14、N-アシル-L-アミノ酸アミドヒドロラーゼまたはACY-1)は、アミノアシラーゼ・ファミリーの一員である。それらは、アシル化されたアミノ酸の加水分解に触媒作用を及ぼし、それにより脂肪酸とアミノ酸を提供する酵素である(文献13)。アミノアシラーゼ酵素活性のための免疫化学的なアッセイが、K.Lorentzによって1975年という早い時期に開発され(文献14)、さまざまな組織と血清の分析に使われた(文献15)。研究は、肝臓の病的状態の場合にアミノアシラーゼ活性の増加を示したが、大腸癌の場合にはそうではなかった。さらに、アミノアシラーゼ1遺伝子は、染色体3p21.1上に同定されている(文献16)。3p21.1領域は小細胞肺癌ではホモ接合になり、この場合アミノアシラーゼ発現は抑制されるか又は検出できない(文献17)。同様に、S.Balabanov(文献18)は、アミノアシラーゼ発現が腎臓癌の場合、抑制されることを示した。一方、本出願人は、驚くべきことに、特許出願WO2009/019366において、このタンパク質の濃度が健康な患者で決定された基準値と比較して増大されており、このタンパク質が結腸直腸癌を有する患者から採取された生物試料であって、当該試料がおそらく腫瘍から離れていても、良好なマーカーであることを示した。
肝臓脂肪酸結合タンパク質マーカー(Swiss Prot No.P07148、別名L-FABP、FABP1、FABPL、Z-タンパク質またはステロール輸送体タンパク質)は、9つのイソフォームを含むFABPファミリーに属する。各々のイソフォームは、それが最初に検出された組織に従って名づけられる。これらのイソフォームは共有の機能及び類似した三次元構造を有するが、それらの配列相同性は高くない。L-FABPは1985年に配列決定された(文献19)。それは、細胞質ゾルに豊富にあり、遊離脂肪酸に、更にビリルビンにも結合する能力を有する15kDaの小タンパク質である。いくつかの最近の研究では、L-FABPタンパク質の発現の障害が腫瘍形成過程を誘導しうることを示すように見える。前立腺癌の場合、腫瘍組織生検におけるL-FABP mRNAの発現レベルは、正常組織よりも10倍高かった(文献20)。大腸癌の場合、いくつかのチームは、2次元の電気泳動法技術を用いて、正常な大腸粘膜と比較して腫瘍組織におけるL-FABPタンパク質の発現の減少を同定した(文献21)。また、この結果は免疫組織化学技術によっても確認された。加えて、L−FABPタンパク質は、肝臓に転移していた結腸直腸癌患者の予後の肝切除術マーカーである(文献22)。特許出願WO00/33083において、このマーカーは結腸癌を有する患者由来の生体液中で検出できることを示唆している。一方、本出願人は、驚くべきことに、特許出願WO2009/019368において、このタンパク質の濃度が健康な患者で決定された基準値と比較して減少しており、このタンパク質が結腸直腸癌を有する患者から採取された生物試料であって、腫瘍から離れている当該試料において、良好なマーカーであることを示した。
腸脂肪酸結合タンパク質マーカー(Swiss Prot No.P12104、別名I-FABP、FABP-2またはFABPI)は、1987年に配列決定された(文献23)。それは、細胞質ゾルに豊富にあり、遊離脂肪酸に、更にビリルビンにも結合する能力を有する15kDaの小タンパク質である。I-FABPタンパク質は、小腸の腸細胞で発現され、この細胞型のタンパク質含有量のほぼ2%を構成しうる。組織レベルで、十二指腸と空腸は、結腸よりかなり高いI-FABPの量を含む(空腸:4.8μg/g、結腸:0.25μg/g)(文献24)。I-FABPは、正常な個体の血漿試料では検出できない。一方では、特定の病理学的背景、例えば腸の虚血、クローン病または原発性胆汁性肝硬変症において、特定の個体の血漿I-FABP濃度の増加を示すことが可能である(文献24)。前立腺癌の場合、腫瘍組織生検におけるI-FABP mRNAの発現レベルは、正常組織よりも7倍高かった(文献20)。ラットのアゾキシメタンによる結腸直腸腫瘍の誘導のモデルにおいて、癌の発病率を減らす食事(大豆タンパク質または乳漿加水分解産物)を与えた動物の場合は、I-FABP mRNAの発現のレベルが2.92から3.97倍減少する(文献25)。一方、本出願人は、驚くべきことに、特許出願WO2009/019366において、このタンパク質の濃度が健康な患者で決定された基準値と比較して増大しており、このタンパク質が結腸直腸癌を有する患者から採取された生物試料であって、腫瘍から離れている当該試料において、良好なマーカーであることを示した。
アポリポタンパク質は、極性アミノ酸で構成されるタンパク質のファミリーであり、リポタンパク質と呼ばれている親水性の巨大分子複合体の形成によって血液中の脂質の輸送を可能にする。各々のヒト血漿アポリポタンパク質の場合、遺伝的多型および/または翻訳後修飾に由来するイソフォームがあり、血液中のその存在は特定の病的状態と関連している可能性がある(文献26)。アポリポタンパクの血漿濃度は、1mg/mlのオーダーで無視できない(文献27)。
アポリポタンパク質AIマーカー(NCBI No.490098、別名Apo A-I、Apo AI及びApo A1)は、243アミノ酸、28kDaのタンパク質である。それは、肝臓及び腸によって基本的に合成される。SELDI-TOF(文献28)によって、このタンパク質は、正常な個体と比較して、結腸直腸癌で苦しんでいる患者の血清において十分に豊富でないことが示された。しかしながら、CRCを有する患者がApo AIと他のタンパク質マーカーとを組合わせることによって、正常な個体から区別されることは、この論文において特定されている。さらに、この論文は、他のチームによって実施された免疫比濁法によるApo AIの分析がCRCを有する患者の血清において、このタンパク質が十分に豊富でないことを確認していないことを示している(文献29)。一方で、Hachem等(文献30)は、結腸直腸癌転移後の肝癌を有していた患者の血清のApo AIを分析した。一方で、本出願人は、驚くべきことに、SELDI-TOF技術を実施することによってのみ、この減少を証明することが可能だったとEngwegen等(文献28)によって提案されたことに反して、イムノアッセイによる分析により、結腸直腸癌を有する患者において、このタンパク質の濃度の減少が証明できることを示した。Zhang等のチームによって使用されたように、実行されるイムノアッセイによる分析が比濁法でない限り、腫瘍から離れている生物試料のイムノアッセイによってApo AIを分析することは結腸直腸癌の診断のための良好な方法である(文献29)。
アポリポタンパクAIIマーカー(Swiss Prot No.P02652、別名ApoA II、Apo-AII及びApo A2)は、ジスルフィド架橋によって連結される各々77アミノ酸の2つのポリペプチド鎖から成る17380Daのタンパク質である。アポリポタンパクAIのように、アポリポタンパクAIIは、肝臓及び腸によって基本的に合成される。Hachem等(文献30)は、結腸直腸癌転移後の肝癌を有していた患者の血清のApo AIIを分析した。しかしながら、結果は有意でなく、求められる病的状態に関しては結論を出すことは可能でない。一方、本出願人は、驚くべきことに、特許出願WO2009/019370において、このタンパク質の濃度が健康な患者で決定された基準値と比較して減少しており、このタンパク質が結腸直腸癌を有する患者から採取された生物試料であって、腫瘍から離れている当該試料において良好なマーカーであることを示した。
I-プラスチンマーカー(Swiss Prot No.Q14651、別名腸特異的プラスチン又はプラスチン1)は、3つの代表例、I-プラスチン、L-プラスチン及びT-プラスチンが知られているヒトのプラスチンのファミリーに属する。一部の研究者はプラスチン類を「フィンブリン」と呼ぶが、他の研究者はフィンブリンの名をI-プラスチンのために残している。プラスチンは、アクチンに結合し、それにより細胞骨格(細胞の骨格)を形成するタンパク質である。それらは、真核生物進化の全体にわたって比較的よく保存されている70kDaのタンパク質である。それらは強い組織特異性を呈し、一度に一つのイソフォームのみが正常組織に存在する(文献31)。癌に関するプラスチンの使用は特許US-A-5360715にすでに記載されており、細胞が造血性または潰瘍性、すなわち癌性であるかどうかを決定する方法を提案する。この方法は、細胞レベルのL-プラスチン及びT-プラスチンのアッセイ、より具体的にはそのmRNAのアッセイを請求する。しかしながら、これらの特性にもかかわらず、従来の研究には、血清または糞便試料を使用した結腸直腸癌の診断に関してプラスチンの重要性を評価することを実施するものはなかった。さらにまた、I-プラスチンは、潜在的癌マーカーとしてこれまで想定さえされなかった(文献32)。一方で、出願人は、驚くべきことに、特許出願WO2009/019369において、このタンパク質の濃度が健康な患者で決定された基準値と比較して減少しており、このタンパク質が結腸直腸癌を有する患者から採取される生物試料であって、腫瘍からおそらく離れている当該試料において、優良なマーカーであることを示した。
β2-ミクログロブリン・マーカー(Swiss Prot No.P61769、別名β2-ミクログロブリン、β2M)は、大部分の核を有するヒト細胞の表面に見られる低分子量タンパク質(11から12kDa)である。血清β2-ミクログロブリン・レベルは癌を患っている特定の患者において増加し、この増加は特異性がないか、または腫瘍の性質、疾患のステージまたは重症度と相関する。また、有意な増加は他の疾患、例えば紅斑性狼瘡、リウマチ様関節炎、シェーグレン症候群、リンパ系の悪性疾患(多発性骨髄腫、B細胞リンパ腫)、特定のウイルス病(肝炎またはエイズ)において、及び血友病者患者において観察される。β2-ミクログロブリンは腎臓糸球体によってろ過されて、近位尿細管によって再吸収されるので、その血液中濃度は腎臓の病的状態の場合は変更されうる。従って、β2-ミクログロブリンの分析は、最も一般的には、腎臓の病的状態の診断ために、または獲得性の免疫不全ウイルスによる感染のフォローアップ向けである。しかしながら、このマーカーは腫瘍マーカー、特に大腸癌のものとして知られている。
プロテアソーム20Sのマーカー(別名プロソーム)はプロテアソームの中心構造であり、それはそれ自身でユビキチン化タンパク質の細胞内の分解の役割を果たす分子複合体である(文献33)。プロテアソームは、7つのサブユニットの4つのリングが結合した28サブユニットで構成される700kDaの分子複合体である。ヒトにおいて、7つのαユニット(α1、α2、α3、α4、α5、α6及びα7)と10のβユニット(β1、β2、β3、β4、β5、β6、β7、β1i、β2i及びβ5i)が知られている。その触媒特性によって、プロテアソームは、細胞増殖、成長、調節とアポトーシスの機構において、従って癌化経路において中心的役割を果たす。ボルテゾミブ(ベルケード)によるプロテアソーム阻害は、多発性骨髄腫で認可された治療である。第二相または三相の治験は、血液癌または腫瘍のために進行中である。T.Lavabre-Bertrand等(文献34)は、プロテアソームの血清レベルが特定の病的状態、特に癌(骨髄腫、リンパ腫及び充実性腫瘍)の場合に増加する可能であることを示した。
ガレクチン-3マーカー(Swiss Prot No.P17931、別名Gal-3、ガラクトース特異的レクチン3、MAC-2抗原IgE結合タンパク質、35kDaレクチン、炭水化物結合タンパク質35、CBP35、ラミニン-結合タンパク質、レクチンL-29、L-31、ガラクトシド-結合タンパク質またはGALBP)は、N-アセチルラクトサミン型のβ-ガラクトシド構造に結合できるレクチンである。それは、腫瘍細胞の付着、増殖、分化、脈管形成、アポトーシス、転移癌進行を含むさまざまな生物学的機能に関係する多数の機能を有するタンパク質である(文献35)。さまざまな調査は、Gal-3が多数の分子と複合体を形成できることを示している:CEA、IgE、ラミニン、ムチン、Mac 2BP、LAMP1、LAMP2、フィブロネクチン等。Gal-3の血清分析は、I.Iurisci等によって記載されている(文献36)。Gal-3は、Mac-2-結合タンパク質(Gal-3結合タンパク質)によりコートされたマイクロプレート上に捕獲されて、次に抗Gal-3ラット抗体により明らかにされた。この研究は、胃腸癌、乳癌、肺癌、卵嚢癌、メラノーマ及び非ホジキンリンパ腫の場合、高い血清Gal-3を示した。
L-乳酸脱水素酵素B鎖マーカー(Swiss Prot No.P07195、別名LDH-B、LDH心臓ユニット、又はLDH-H)は、ホモテトラマーの形で複合体を形成することができるタンパク質である。また、このタンパク質は、L-乳酸脱水素酵素A鎖タンパク質(Swiss Prot No.P00338、別名LDH-A、LDH筋肉ユニット、またはLDH-M)と、ヘテロテトラマーの形で複合体を形成することができる。四量体複合体(LDHと呼ばれている)の血清量および/または血清酵素活性は、多くの充実性腫瘍の場合、腫瘍質量に比例して血流中で増加する。その使用は、精嚢癌の追跡調査の場合、ヒト絨毛性性腺刺激ホルモン(β-hCG)と胎盤のアルカリ性ホスファターゼとの組合せが推奨される。LDHは、リンパ腫、白血病および結腸癌の予後診断の重要なマーカーであると考えられる(文献37)。
カルレティキュリン・マーカー(Swiss Prot No.P27797、別名CRP55、Calregulin、HACBP、ERp60またはgrp60)は、多機能タンパクである。それは、小胞体の全てのモノグリコシル化タンパク質と、一時的に実質的に相互に作用することができるレクチンである。D.J.McCool等は、したがって、カルレティキュリンが結腸ムチンMUC2の成熟に関係していることを示した(文献38)。組織、糞便または体液のカルレティキュリンの分析を使用するCRCの診断のための方法は、特許出願WO03/065003に記載されている。
再生膵島由来タンパク質3α・マーカー(Swiss Prot No.Q06141、別名RegIII-α、膵臓炎関連タンパク質1、またはPAP1)は、正常な膵臓においてわずかに発現されるタンパク質である。それは、膵臓炎の急性期の間及び慢性膵炎で苦しんでいる特定の患者に過剰発現する。この場合、それは、膵液に及び血流に現れる(文献39)。Y.Motoo等(文献40)は、ELISAアッセイによって、その大腸癌、胃癌、肝癌または膵臓癌を有する特定の患者において、腎不全症の場合、血液中PAP1のレベルが増加することを示した。彼らは、Dynabio社(La Gaude、フランス)によって市販されているELISAアッセイ分析(PANCEPAP)を使用した。
腫瘍関連カルシウムシグナルトランスデューサー1・マーカー(Swiss Prot No.P16422、別名主要胃腸腫瘍関連タンパク質GA733-2、上皮細胞表面抗原、EpCAM、上皮糖タンパク質、EGP、腺癌関連抗原、KSA、KS1/4抗原、細胞表面糖タンパク質Trop-1またはCD326抗原)が、結腸直腸癌細胞に向かう抗体によって認識されるその能力によって、1979年に特徴づけられた(文献41)。上記のように、このタンパク質はさまざまな名で知られているが、最も一般的に使用されるのはEpCAMである。それは、特定の上皮及び多くの癌の細胞の側底面表面で発現する膜貫通タンパク質である(文献42)。1982年という早い時期に、Herlyn等(文献43)は、抗EpCAMモノクローナル抗体の注射が結腸直腸癌を有する患者の腫瘍成長を阻害する可能性を示した。これらの結果は、エドレコロマブと呼ばれる抗EpCAM抗体に基づく抗腫瘍治療の進展に結果としてなった。本治療は、PanorexTMの名で市場に出されている。そのうえ、H.Abe等(文献44)は、ELISAアッセイによって、EpCAMの可溶型(MK-1と呼ばれている)が、調べられている癌患者の10%の血流において増加することを示した。
サイトケラチンは、上皮細胞の細胞骨格の中間フィラメントをつくるタンパク質の部分である。現在では、20以上のヒト・サイトケラチンが同定されている。サイトケラチン8(Swiss Prot No.P05787、別名サイトケラチン-8、CK8、ケラチン-8またはK8、18(Swiss Prot No.P05783、別名サイトケラチン-18、CK18、ケラチン-18、またはK18)及び19(Swiss Prot No.P08727、別名サイトケラチン-19、CK-19、ケラチン-19またはK19)は、上皮細胞で最も豊富にあり、癌病理学の診断に役立つツールである(文献45)。この臨床重要性は、アポトーシスの又は増殖段階の上皮細胞によるサイトケラチンの放出と関連がある。アポトーシスの場合、この放出は、カスパーゼのタンパク質分解活性下で出現するようにみえる可溶性断片の形態で起こる。分解されていないサイトケラチン形態は、血流において、これまで記載されていなかった。臨床的に使われる最も一般的な3つのサイトケラチンアッセイは、組織ポリペプチド抗原アッセイ(TPA)、組織ポリペプチド特異性抗原(TPS)アッセイ及びCYFRA21-1アッセイである。TPAは、サイトケラチン8、18及び19を測定する広域スペクトル・テストである。TPS及びCYFRA21-1アッセイはより特異的であり、それぞれサイトケラチン18及びサイトケラチン19の断片を測定する。これらの3つのアッセイは、単独で又はタンパク質複合体の形態で存在してもよいサイトケラチン断片を検出する。TPA、TPSまたはCYFRA21-1が、結腸直腸癌、乳癌、肺癌、膀胱癌、卵嚢癌、膵臓癌、前立腺癌及び特定ENT癌のフォローアップ治療のために使われてきた。血液の可溶性サイトケラチン断片を分析することは、実際には再発のためのスクリーニングにおいて、又は使用される治療(放射線療法、化学療法、ホルモン治療)への反応を評価することにおいて臨床価値を有する。定期的な分析により、腫瘍質量の経過を評価することが特に可能である。可溶性血液サイトケラチンの量も、腫瘍段階及び転移癌の形成に関して予後診断の側面を有する。現在、最も一般的に使用されるサイトケラチンの血液検査法は、CYFRA21-1である。それは、肺非小細胞癌を有する患者のフォローアップに、非常に推奨される。さまざまな市販のアッセイが、TPA(AB Sangtec Medical Co.、 Byk-Roland、その他)、TPS(IDL Biotech AB、BEKI Diagnosiss、その他)及びCYFRA21-1(Roche Diagnosiss、CIS Bio-International、Fujirebio Diagnosiss、その他)のために存在する。そのうえ、H.Kim等(文献46)は、糞便のサイトケラチン19(DiNonA社)の分析は、糞便潜血アッセイと組合わせて胃腸疾患のためのスクリーニングにおいて役立つ可能性があることを示している。最後に、サイトケラチン20(Swiss Prot No.P35900、別名ケラチン、I型Cytoskeletal20、CK20、ケラチン-20、K20、またはITタンパク質)の結腸直腸癌のマーカーとしての使用は、特許出願US2002/0160382に記載されている。
上皮カドヘリン・マーカー(Swiss Prot No.P12830、別名E-カドヘリン、ウボモルリン、カドヘリン-1、CAM120/80またはCD324抗原))は、カルシウム依存性細胞接着に介在する膜貫通タンパク質である。それは上皮細胞において特に発現し、それらの表現型を維持することに関係している。E-カドヘリンの細胞質ドメインは、それ自体が細胞骨格のアクチン・フィラメントネットワークに結合するβ-カテニンに結合する。このE-カドヘリン/β-カテニン結合は、上皮組織の細胞/細胞接着を安定させることにおいて不可欠な役割を果たす。従って、E-カドヘリンの減失は、細胞接着を減少させ、癌細胞の侵襲性能力を増やしうる。E-カドヘリン又はβ-カテニンの発現の減少は、特に胃腸癌に関して、腫瘍のより高い攻撃性及び脱分化に通常関連している。F.Roca等(文献47)は、したがって結腸直腸癌を有し且つE-カドヘリンを過小発現させている患者は、正常な発現レベルを有する患者より好ましくない予後を有することを示した。1983年という早い時期に、Damsky等(文献47)は、E-カドヘリンの可溶型がMCF-7乳がん細胞株によって放出される可能性を示した。この可溶型は、E-カドヘリンの細胞外部分の切断に相当する。後に、M.Katayama(文献49)は、E-カドヘリンの可溶型は癌の場合に血流中に放出される可能性があることを示し、C.Willmanns等(文献50)は、血液中のE-カドヘリンの量の増加は結腸直腸癌の腫瘍段階と相関していることを示した。さらに、市販のキットは、タカラ・バイオケミカルズ社(東京、日本)によって提案される。
結腸直腸癌の診断のためのCEA(胎児性癌抗原)の分析は、Gold及びS.Freedman(文献51)によって1965年以降、提案されてきたが、血液中のこのマーカーのアッセイは比較的進行していない段階の結腸直腸癌の診断では低い感受性を有する。従って、血清CEAの分析は、特に肝臓転移癌(文献52)のリスクを評価するために、及びフォローアップ治療のために推薦される。加えて、それは、結腸直腸癌にあまり特異的なマーカーではない;それは、多くの他の癌(肺、胸部、その他)において、実際に増加する可能性がある。一方では、糞便のCEAの分析は、血清CEAの分析または糞便血の分析よりも、より感受性があって且つより特異的に見える(文献53)。しかしながら、この分析は、普通には、まだ提唱されない。
反応性の抗原決定基1116-NS-19-9、より一般にはCA19-9(炭水化物抗原19.9)と呼ばれているものは、高分子量タンパク質によって担持される(文献54)。血液中のCA19-9の分析は、CEAのそれよりも特異的である。血液のCA19-9レベルは、結腸直腸癌、膵臓癌、肝癌(胆管癌)において増加するが、非癌性の病的状態(胆管炎、その他)の場合にも増加する。CEAと組合わせたその使用は、癌の診断時に、及び病的状態のフォローアップのために推奨される。
J.Holmgren等(文献55)は、血清中のCA50抗原の量が結腸直腸癌の場合に増加したことを示した。CA50抗原は、特異的なモノクローナル抗体によって認識されるその能力によって定義される。
CA72マーカーに関しては、T.L.Klug(文献56)は、血清のCA72抗原の量が結腸直腸癌の場合に増加したことを示した。CA72抗原は、特異的なモノクローナル抗体によって認識されるその能力によって定義される。
同様に、P.Kuusela等(文献57)は、血清中のCA242抗原の量が結腸直腸癌の場合に増加したことを示した。CA242抗原は、特異的なモノクローナル抗体によって認識されるその能力によって定義される。
結腸直腸癌の診断のためにテストステロンを分析することは、M.Holland等(文献58)によって、男性において提案された。これらの著者は、結腸直腸癌の場合は、血液テストステロンレベルの下落を示した。
TIMP-1マーカー、またはマトリックスメタロプロテイナーゼ1型の組織阻害物質に関しては、特許出願US2007/0020707は、特に体液の分析によって結腸直腸癌の診断の場合にTIMP-1を分析することを記載する。
F.Model等(文献59)は、2006年7月に、胃腸癌の国際会議において、結腸直腸癌を有する患者の血漿のセプチン-9遺伝子のメチル化型を検出することが可能だったことを示した。
M.P.Ebert等(文献60)は、ALX4遺伝子またはaristaless様ホメオボックス-4遺伝子は、対照血清においてよりも、結腸直腸癌を有する患者の血清において、より頻繁にメチル化されることを示した。限界値41.4pg/mlを使用して、彼らは、83.3%の感受性及び70%の特異性を得た。
ビリンは、特許出願FR2581456において、結腸直腸癌の診断のための血液マーカーとして記載された。
C.Bianco等(文献61)は、血清のCripto-1の量が結腸直腸癌の場合には増加することを示した。マクロファージ遊走阻止因子(MIF)による腸の腫瘍形成の誘導は、Wilson et al.(文献62)によって記載されている。近年、さらにLee et al. (文献63)によって、MIFが結腸直腸癌の早期診断のための潜在的な血液マーカーであることが示された。
プロテイン・ジスルフィド・イソメラーゼ・マーカー(Swiss Prot No. P07237、別名EC5.3.4.1、PDI、プロリル4-ヒドロキシラーゼ・サブユニットβ、細胞性甲状腺ホルモン結合タンパク質、PDI A1またはp55)は、分子内ジスルフィド架橋の形成、切断及び再編成に触媒作用を及ぼす多機能性タンパク質である。細胞の表面で、レダクターゼとして働き、細胞に付着したタンパク質のジスルフィド架橋を切断する。細胞内部では小胞体内腔に位置する可溶性分子であり、新しく合成されたタンパク質のジスルフィド架橋を形成して再配置する。特徴的なCXXCモティーフを有するチオレドキシン型の2つの触媒ドメインを含む。PDIは、高濃度では、不適切に折りたたまれたタンパク質の凝集を抑制するシャペロンタンパク質として機能する。低濃度では、アンタゴニストの役割を有し、凝集を容易にする。更に、PDIは、さまざまな酵素(例えばプロコラーゲン・プロα鎖のプロリン残基のヒドロキシル化に触媒作用を及ぼすプロリル・ヒドロキシラーゼ)の構造的なサブユニットを形成する。特許出願EP1724586では、PDIは、特定の癌(例えば大腸癌)のための診断用マーカーと記述されている。
結腸直腸癌の診断のためのインテレクチン-1(Swiss Prot No.Q8WWA0、別名腸ラクトフェリン受容体、ガラクトフラノース結合性レクチン、内皮レクチンHL-1またはOmentin)の分析は、特許出願US2003/0082533に記載されている。
結腸直腸癌のマーカーとしての、翻訳的に制御された腫瘍タンパク質(Swiss Prot No.P13693、別名TCTP、p23、ヒスタミン放出因子、HRFまたはFortilin)及び(プロ)デフェンシン-A5(Swiss Prot No.Q01523)の使用は、US2003/0172388およびUS2006/0179496に記載されている。「(プロ)デフェンシン」なる用語は、前駆体、すなわち、切断前のプロデフェンシン、プロペプチド、すなわち切断後のプロデフェンシンのN末端部分、切断後のC末端部分に対応する成熟したタンパク質、すなわちデフェンシンを意味することを目的とする。
M2−PKは、二量体または四量体形態で見いだされるピルビン酸キナーゼのイソ酵素である。二量体形態は、腫瘍細胞において優勢であり、このために、腫瘍M2−PKと呼ばれている。多数の研究、例えばHardt et al.(文献64)が、結腸直腸癌マーカーとしてELISAによる糞便M2−PKの検出を使用している。
結腸直腸癌用マーカーとしてのカルグラニュリンCまたはS100 A12タンパク質の使用は、特許出願WO2007/134779に記載されている。
Sagiv et al.(文献65)は、結腸直腸癌の場合にCD24の発現の増加を示した。
結腸癌特異抗原(CCSA)−3及び−4のタンパク質は、Leman et al.(文献66)によって、さらに結腸直腸癌と関係づけられた血清マーカーである。
最後に、ヒト糞便ヘモグロビンの分析は知られており、以前記載されたように実施されてもよい。
プロディフェンシン−A6以外の腫瘍マーカーの濃度は、考慮中のマーカーに応じて、本発明の方法が実施される生物試料において、健康な患者で決定された基準値と比較して、増大又は減少する。
好ましくは、プロディフェンシン−A6以外の腫瘍マーカーは、以下から選択される:白血球エラスターゼ阻害剤、エズリン、アミノアシラーゼ1、肝臓脂肪酸結合、腸脂肪酸結合タンパク質、アポリポタンパク質AI、アポリポタンパク質AII、I−プラスチン、タンパク質ジスルフィドイソメラーゼ、インテレクチン−1、サイトケラチン20、翻訳的に制御された腫瘍タンパク質、(プロ)デフェンシン−A5、ガレクチン−3、β2−ミクログロブリン、CEA、CA19−9、TIMP−1、M2−PK及びMIF。
より好ましくは、プロディフェンシン−A6以外の腫瘍マーカーは、以下から選択される:L−FABP、β2−ミクログロブリン、ガレクチン3、CEA、CA19−9、MIF及びI−プラスチン。
ある特定の実施態様によれば、本発明の方法は、以下のマーカーの検出を含むか又はそれから成る:
− プロデフェンシン−A6及びL−FABP、
− プロデフェンシン−A6、CA19−9及びCEA、
− プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン及びCEA、
− プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9及びCEA、
− プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、L−FABP及びCEA、
− プロデフェンシン−A6、L−FABP、CA19−9及びCEA、
− プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9及びCEA、
− プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9、L−FABP及びCEA、
− プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9、ガレクチン3、L−FABP、MIF及びCEA、
− プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9、ガレクチン3、L−FABP、MIF、I−プラスチン及びCEA。
もちろん、本発明の方法は、当業者に知られている結腸直腸癌のための他のいかなるマーカーをも検出に含むことができる。
前述のように、興味がある腫瘍マーカーは、タンパク質の形態、またはメッセンジャーRNAの形態、または対応しているDNAの修飾(突然変異またはメチル化の修飾)のいずれかで検出され、プロデフェンシン−A6はタンパク質の形態だけで検出され、それは完全なタンパク質かまたはタンパク質の断片の形態であってもよい。
生物試料において、興味がある「タンパク質」腫瘍マーカーの存在の決定は、当業者に知られている試料におけるタンパク質の存在を決定する任意の方法、例えばイムノアッセイを含む生化学検査によって、または質量分析法によって行われることができる。
生化学検査は、分子相互作用、すなわち前記腫瘍マーカーと前記腫瘍マーカーに特異的あるいは非特異的な一つ以上の結合性パートナーとの間の反応を含む当該分野の当業者に知られている任意のテストであってもよい。
好ましくは、生化学検査は、当業者に知られているイムノアッセイであり、腫瘍マーカー間の免疫反応を含み、それは抗原と一つ以上の特異的な結合性パートナー、すなわち、この抗原に向かう抗体である。
本発明の方法で求める腫瘍マーカーに特異的な又は特異的でない結合パートナーは、これ又はこれらのマーカーに結合できる任意のパートナーである。高い特異性により又は100%の特異性でさえも、これらのマーカーに結合できる場合、それらは特異的であると言われる。これらのマーカーへの結合の特異性が低く、他のリガンド(例えばタンパク質)に結合できる場合、それらが非特異的であると言われる。例えば、このマーカーに結合できる抗体、抗体部分、受容体と他の任意の分子をあげることができる。
結合パートナー抗体は、例えば、ポリクローナル抗体かモノクローナル抗体である。
ある特定の実施態様によれば、本発明の方法は、配列番号2の配列のプロディフェンシン−A6に特異的な結合性パートナーを使用する。プロディフェンシン−A6に特異的な結合性パートナーは、配列番号2の配列に含まれる任意の線形又は立体配置のエピトープを認識するモノクローナル抗体であることが望ましい。
好ましくは、モノクローナル抗体は特異的に少なくとも配列DP(配列番号4)の、好ましくは少なくとも配列EDDPLD(配列番号6)の線形エピトープ、多くても配列番号2の配列を認識し、あるいはそれは以下のエピトープから選択される立体配置のエピトープを特異的に認識する:
− 図4に示すように、少なくとも配列XR(配列番号7)[式中、XはVまたはL、XはTまたはL、XはP、SまたはC、XはPまたはS、XはWまたはT、XはA、Q、M、CまたはE、XはI、EまたはD及びXはF、Y、SまたはL]及び多くても配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11又は配列番号12の配列のエピトープ。
− 図4に示すように、少なくとも配列XHX(配列番号13)[式中、XはSまたはT、XはCまたは無し、XはT、LまたはE、XはHまたはR、XはI、FまたはE、XはGまたはV及びXはCまたはN]及び多くても配列番号14、配列番号15又は配列番号16の配列のエピトープ。
− 図4に示すように、少なくとも配列XHPX(配列番号17)[式中、XがPまたはW、XはWまたはE、XはS、A、QまたはW、XはM、L、RまたはP、XはH、F、WまたはG、XはVまたはA及びXはIまたはV]及び多くても配列番号18、配列番号19、配列番号20又は配列番号21の配列のエピトープ。
− 図4に示すように、少なくとも配列XHX(配列番号22)[式中、XがYまたはN、XはE、DまたはQ、XはT、N、R、MまたはK、XはW、HまたはF及びXはPまたはG]及び多くても配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28又は配列番号29の配列のエピトープ。
プロディフェンシン−A6のプロペプチド部分を特異的に認識するモノクローナル抗体は、新規であり、本発明の別の対象を構成する。
ある実施態様によれば、本発明のモノクローナル抗体は、少なくとも配列番号4、好ましくは少なくとも配列番号6(エピトープ1)及び多くても配列番号2を有するエピトープを特異的に認識する。
別の実施態様によれば、本発明の抗−プロディフェンシン−A6モノクローナル抗体は、以下のエピトープから選択されるエピトープを特異的に認識する:
− 少なくとも配列番号7[式中、XがVまたはL、XはTまたはL、XはP、SまたはC、XはPまたはS、XはWまたはT、XはA、Q、M、CまたはE、XはI、EまたはD及びXはF、Y、SまたはL]及び多くても配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11又は配列番号12(エピトープ2)の配列のエピトープ。
− 少なくとも配列番号13[式中、XがSまたはT、XはC又は無し、XはT、LまたはE、XはHまたはR、XはI、FまたはE、XはGまたはV及びXはCまたはN]及び多くても配列番号14、配列番号15又は配列番号16(エピトープ3)の配列のエピトープ。
− 少なくとも配列番号17[式中、XがPまたはW、XはWまたはE、XはS、A、QまたはW、XはM、L、RまたはP、XはH、F、WまたはG、XはVまたはA及びXはIまたはV]及び多くても配列番号18、配列番号19、配列番号20又は配列番号21(エピトープ4)の配列のエピトープ。
− 少なくとも配列番号22[式中、XがYまたはN、XはE、DまたはQ、XはT、N、R、MまたはK、XはW、HまたはF及びXはPまたはG]及び多くても配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28又は配列番号29(エピトープ5)の配列のエピトープ。
さらに別の実施態様によれば、本発明の方法は、エピトープ1に特異的なモノクローナル抗体及びエピトープ2、3、4または5に特異的なモノクローナル抗体を使用する。好ましくは、本発明の方法は、エピトープ1に特異的なモノクローナル抗体及びエピトープ2または4に特異的なモノクローナル抗体を使用する。より好ましくは、本発明の方法は、エピトープ1に特異的なモノクローナル抗体及びエピトープ2に特異的なモノクローナル抗体を使用する。
「エピトープ」なる用語は少なくとも配列番号1から29の配列によって定義される配列および均一又は不均一な様式で考慮中の配列の両側に、あるいはたった一方に分布する多くても10、8、6又は4つの付加的なアミノ酸を有するペプチド、更にはアナログ、ホモログ及びその構造的同等物を意味することを目的とする。
一般に、「アナログ」なる用語は、修飾が抗原反応性を破壊しない限り、天然分子と比較して、一つ以上のアミノ酸付加、置換(一般に天然に関して保守的)および/または欠失を呈している配列及び天然ポリペプチド構造を有するペプチドに関連する。
特に好まれるアナログは、天然に保守的である置換、すなわちアミノ酸族内で起こる置換を含む。特異的に、アミノ酸は、4つの族:すなわち、(1)アスパラギン酸及びグルタミン酸のような酸性アミノ酸、(2)リジン、アルギニン及びヒスチジンのような塩基性アミノ酸(3)アラニン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン及びトリプトファンのような無極性アミノ酸(4)グリシン、アスパラギン、グルタミン、システイン、セリン、スレオニン及びチロシンのような非荷電極性アミノ酸に分割される。フェニルアラニン、トリプトファン及びチロシンは時々芳香族アミノ酸に分類される。例えば、ロイシンのイソロイシンまたはバリンによる独立した置換、アスパラギン酸のグルタミン酸による独立した置換、またはスレオニンのセリンによる独立した置換、またはあるアミノ酸を構造的に関連がある別のアミノ酸によって類似した保守的な置換が、生物学的活性に大きな影響を及ぼさないことが合理的に予測できる。当業者は、公知技術のHopp/Woods及びKyte−Dooliteプロットを基準にして、関心のペプチド分子の変化を許容することができる涼気を容易に決定することができる。
「相同性」なる用語は、2つのペプチド分子間のパーセンテージ同一性を意味することを目的とする。配列がペプチド分子の定義済みの長さ以上の少なくとも60%、好ましくは少なくとも75%、より多くの好ましくは少なくとも80−85%、より好ましくは少なくとも90%、及びより多くの好ましくは少なくとも95−98%以上の配列同一性を呈する場合に、2つのアミノ酸配列は互いに「実質的に相同的」である。
「構造的に同等物」なる用語は、興味があるタンパク質に含まれる任意の線形または非線形ペプチド配列を意味することを目的とし、同時に抗原反応性を保持する一方で、興味がある立体構造エピトープと同じ三次元構造を有する(例えば配列番号7から29の配列のエピトープ)。前記の「構造的な同等物」は、例えばSuMo(文献67)またはSuperimpose(文献68)システムのように、タンパク質の3D構造上または部分構造上の類似を見つけることができる生物情報工学システムを使用して、興味の立体構造エピトープを当業者が容易に得ることができる。
ポリクローナル抗体は、関心ある腫瘍マーカーによる動物の免疫化、続いて、前記動物から血清を採ること、及び特に抗体によって特異的に認識される抗原、特に前記マーカーが取り付けられたカラムにおけるアフィニティークロマトグラフィーにより血清成分から前記抗体を分離することによって精製された形態での所望の抗体の回収により得られる。
モノクローナル抗体はハイブリドーマ技術によって得ることができ、その一般的原理を以下に示す。
第1に、動物(通常はマウス)は興味がある腫瘍マーカーによって免疫化され、それにより前記動物のBリンパ球は前記抗原に対して抗体を生じることができる。続いて、これらの抗体産生リンパ球を、「不死の」ミエローマ(例えばマウス)と融合させ、それによりハイブリドーマを産生する。次に、このように得られる細胞の異種混合物を使用して、特定の抗体を産生し、際限なく増殖することができる細胞の選抜を実施する。各々のハイブリドーマは、クローンの形で繁殖し、例えばELISAによって、一次元あるいは二次元のウエスタンブロットによって、免疫蛍光法によって、またはバイオセンサーによって、前記腫瘍マーカーに関する認識特性が試験されてもよいモノクローナル抗体の産生に結果としてなる。特に、上で記載されているアフィニティークロマトグラフィ技術によれば、このように選択されたモノクローナル抗体は続いて精製される。
また、モノクローナル抗体は、当業者によく知られている技術によって、遺伝子工学によって得られた組換え抗体であってもよい。
抗デフェンシン−A6分子の例は知られており、Alpha Diagnostic International社のカタログのウサギ抗デフェンシン−A6ポリクローナル抗体(Cat.No.HDEFA61−A)が入手できる。プロディフェンシン−A6に対するモノクローナル抗体は、現在まで利用可能ではない。
抗白血球エラスターゼ・インヒビター抗体の例は知られおり、特にAbcamカタログのウサギ抗-LEIポリクローナル抗体(Cat.No.Ab47731)が入手できる。抗-LEIモノクローナル抗体(クローンELA-1)は、Yasumatsu等(文献69)の論文に記載されている。
抗-エズリン抗体の例は知られており、特にAbcamカタログの抗-エズリン・モノクローナル抗体のクローン3C12(Cat.No.Ab4069)及びウサギ抗-エズリン・ポリクローナル抗体(Cat.No.Ab47418)が入手できる。
抗-アミノアシラーゼ1抗体の例は知られており、特にAbnovaカタログの抗-アミノアシラーゼ1モノクローナル抗体のクローン4F1-B7(Cat.No.H00000095-M01)及びAbcamカタログのチキン抗-アミノアシラーゼ1ポリクローナル抗体(Cat.No.Ab26173)が入手できる。
抗-肝臓脂肪酸結合タンパク質抗体の例は知られており、特にAbcamカタログの抗-L-FABPモノクローナル抗体のクローン6B6(Cat.No.Ab10059)及びウサギ抗-L-FABPポリクローナル抗体(Cat.No.Ab7807)が入手できる。
抗-腸脂肪酸結合タンパク質抗体の例は知られており、特にR&Dシステムカタログの抗-I-FABPモノクローナル抗体のクローン323701(Cat.No.MAB3078)及びAbcamカタログのウサギ抗-I-FABPポリクローナル抗体(Cat.No.Ab7805)が入手できる。
抗-アポリポタンパク質AI抗体の例は知られており、特にBiodesign Meridian Life Sciencesカタログの抗-Apo AIモノクローナル抗体のクローン4A90(Cat.No.H45402M)及びヤギ抗-Apo AIポリクローナル抗体(Cat.No.K45252P)が入手できる。
抗-アポリポタンパクAII抗体の例は知られており、特にUS Biologicalカタログの抗-Apo AIIモノクローナル抗体のクローン1402(Cat.No.A2299-31C)及び特にBiodesign Meridian Life Sciencesカタログのヤギ抗-Apo AIIポリクローナル抗体(Cat.No.K74001P)が入手できる。
抗I-プラスチン・ポリクローナル抗体の例は知られており、特にサンタクルスバイオテクノロジーカタログにおいて入手できる。ウサギ・ポリクローナル抗体H 300(Cat.No.sc-28531)はI-プラスチン、L-プラスチン及びT-プラスチンと反応する。本出願人はI-プラスチンに対するモノクローナル抗体を開発した。
抗-β2ミクログロブリン抗体、抗-CEA抗体、抗-CA19-9抗体及び抗テストステロン抗体の例が知られており、特に出願人のアッセイキット、それぞれVidas(登録商標)β2-ミクログロブリン、Vidas(登録商標)CEA、Vidas(登録商標)CA19-9TM及びVidas(登録商標)テストステロンが使用される。
抗プロテアソーム20Sの抗体の例は知られており、親和性研究用製品カタログにおいて特に入手できる。
抗-ガレクチン-3抗体、抗-L-乳酸脱水素酵素B鎖抗体、抗-カルレティキュリン抗体、抗腫瘍関連カルシウムシグナルトランスデューサー1抗体、抗-II型ケラチンCytoskeletal8抗体、抗-I型ケラチンCytoskeletal18抗体、抗-I型ケラチンCytoskeletal19抗体、抗-上皮カドヘリン抗体、抗-ビリン抗体及び抗-TIMP-1抗体は知られており、特にAbcamカタログにおいて入手できる。
抗-再生膵島由来タンパク質3α抗体の例は知られており、特にDynabioアッセイキット(La Gaude、フランス)が使われる。
抗-CA242抗体、抗-CA50抗体及び抗-CA72-4抗体の例が知られており、特にFujirebioカタログにおいて入手できる。
抗-インテレクチン-1抗体の例は知られており、アレクシス・バイオケミカルズ・カタログの抗-インテレクチン-1モノクローナル抗体のクローンSaly-1(Cat.No.ALX-804-850-C100)及びウサギ抗-インテレクチン-1ポリクローナル抗体(Cat.No.ALX-210-941)が入手できる。
抗-サイトケラチン20抗体の例は知られており、特にAbcamカタログにおいて、抗-サイトケラチン20モノクローナル抗体のクローンKs20.8(Cat.No.Ab962)及びウサギ抗-サイトケラチン20ポリクローナル抗体(Cat.No.Ab36756)が入手できる。
抗-TCTP抗体の例は知られており、特にAbnovaカタログにおいて、抗-TCTPモノクローナル抗体のクローン3C7(No.157H00007178-M01)及び抗-TCTPポリクローナル抗体(Cat.No.157H00007178-A01)が入手できる。
抗-デフェンシン-A5抗体の例は知られており、特にサンタクルス生物工学カタログにおいて、抗-デフェンシン-A5モノクローナル抗体のクローン8C8(Cat.No.sc-53997)及びAlpha Diagnosis International 社カタログのウサギ抗-デフェンシン-A5ポリクローナル抗体(Cat.No.HDEFA51-A)が入手できる。
本発明の方法で求められる腫瘍マーカーに特異的あるいは特異的でない結合パートナーが、捕捉試薬として、検出試薬として、又は捕捉及び検出試薬として使用されてもよい。
ある実施態様によれば、プロディフェンシン−A6に特異的な結合性パートナーはプロディフェンシン−A6の捕獲のために使用でき、それは本発明の診断法の特異性を改良することを可能にする。
免疫反応、すなわち腫瘍マーカー/結合性パートナー結合の視覚化は、検出(例えば直接的または間接的な方法)の任意の方法によって実施されてもよい。
直接的検出、すなわち標識の包含なしの場合、免疫反応は、例えば表面プラスモン共鳴によって、または導電性ポリマーを有する電極上のサイクリックボルタンメトリーによって観察される。
間接的検出は、関心のある腫瘍マーカー自身の又は「検出試薬」結合パートナーのどちらかの標識によって実施される。後者の場合は、これは競合方法として記載されている。
「標識化」なる表現は、直接的または間接的に検出可能なシグナルを生じることができる標識試薬の付加を意味することを目的とする。これらの標識の非限定的なリストは、
・比色法、蛍光または発光によって検出可能なシグナルを生じる酵素、例えば西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、β‐ガラクトシダーゼまたはグルコース‐6‐リン酸デヒドロゲナーゼ;
・蛍光または発光化合物、染料のような発色団;
32P、35Sまたは125Iのような放射性分子、及び
・アレクサまたはフィコシアニンのような蛍光分子
を含む。
また、間接的な検出システムを使用してもよく、例えば抗リガンドと反応可能なリガンドである。リガンド/抗リガンドの組合せは当業者にとって周知であり、こういう場合では、例えば、以下の組合せである:ビオチン/ストレプトアビジン、ハプテン/抗体、抗原/抗体、ペプチド/抗体、糖/レクチン、ポリヌクレオチド/ポリヌクレオチドに相補的な配列。この場合、結合パートナーを担持するのは、リガンドである。抗リガンドは、前のパラグラフに記載されている標識試薬によって直接的に検出可能であってもよいか、あるいはそれ自体がリガンド/抗リガンドによって検出可能である。
これらの間接的な検出システムは、特定の条件下でシグナルの増幅を生じることができる。このシグナル増幅技術は当業者にとって周知であり、本出願人により先の特許出願FR98/10084またはWO-A-95/08000又はChevalier等(文献70)の論文を参照することができる。
使用する標識の種類に応じて、当業者は、標識を視覚化することを可能にする試薬を添加する。
上記の通りイムノアッセイの例として、ELISA,IRMA及びRIAのような「サンドイッチ」法、「競合」法、及び免疫組織化学、免疫細胞化学、ウェスタンブロッティング及びドットブロッティングのような直接免疫検出法を挙げることができる。
プロディフェンシン−A6の成熟部分(アミノ酸66から100)に特異的な結合パートナー、またはプロディフェンシン−A6のプロペプチド部分(アミノ酸20から65)のエピトープを認識する結合パートナー、捕獲に使用される結合パートナーによって認識されるそれ以外のものが検出において使われる。
また、質量分析法が、体液において、本発明の方法で求められる腫瘍マーカーを検出するために使用されてもよい。スペクトロメトリーの原理は、当業者に広く知られており、例えばPatterson,S(文献71)に記載されている。
これを行うため、生物試料(前処理されていても、いなくでもよい)は質量分析計に通され、得られたスペクトルは本発明の方法で求められる腫瘍マーカーのそれと比較される。試料の前処理の例は、それを本発明の方法で求められる腫瘍マーカーのための結合パートナーのうちの一つ、例えば本発明の方法で求められる腫瘍マーカーに向かう抗体、を含む免疫捕捉支持体の上に通すことを含む。試料の前処理の他の例は、試料のタンパク質類を互いに分離するための、生物試料の前分画であってもよい。当業者によく知られている技術において、試料中の優勢なタンパク質は、例えば、まず第一に除去されてもよい。
興味がある「mRNA」腫瘍マーカーの存在の生物試料中の決定は、試料のmRNAの存在を決定する任意の方法によって、すなわちmRNAの直接的検出またはmRNAの間接的検出の何れか、または試料のRNAの存在を決定する当業者に知られている任意の他の方法によって実施されてもよい。
「mRNAの直接的検出」なる表現は、生物試料においてmRNA自体を証明することを意味することを目的とする。
生物試料のmRNAの直接的検出は、例えば好ましくはPCRまたはNASBA技術によって増幅後、mRNAに特異的な結合パートナーとのハイブリダイゼーションによって、当業者に知られている任意手段によって実施されてもよい。
「ハイブリダイゼーション」なる表現は、適切な条件下で、2つのヌクレオチド断片が安定且つ特異的な水素結合により互いに結合し、それにより二本鎖複合体を形成することを意図する。これらの水素結合は、相補的塩基アデニン(A)とチミン(T)(またはウラシル(U))(A−T結合と呼ばれる)との間に、または相補的塩基グアニン(G)とシトシン(C)(G−C結合と呼ばれる)との間に形成される。2つのヌクレオチド断片のハイブリダイゼーションは、完全なものでもよい(従って、リファレンスは相補的ヌクレオチド断片または配列である)、すなわちこのハイブリダイゼーションで得られた二本鎖複合体はA−T結合とC−G結合のみを含む。このハイブリダイゼーションは部分的あってもよく(従って、リファレンスは十分に相補的ヌクレオチド断片または配列である)、すなわち、得られた二本鎖複合体は、二本鎖複合体の形成を可能にするA−T結合とC−G結合だけでなく、相補的な塩基に結合しない塩基もまた含む。2つのヌクレオチド断片間のハイブリダイゼーションは、使用する操作条件、特にストリンジェンシーに依存する。ストリンジェンシーは、2つのヌクレオチド断片の塩基組成の観点から、加えて2つのヌクレオチド断片間のミスマッチの程度によって、特に定められる。また、ストリンジェンシーは、ハイブリダイゼーション溶液中に存在するイオン種の濃度及び種類、変性剤の性質と濃度及び/又はハイブリダイゼーション温度のような反応パラメーターに依存する。全てのこれらのデータは知られており、当業者は適切な条件を決定することができる。一般に、ハイブリダイゼーション温度は、ハイブリダイズすることが求められるヌクレオチド断片の長さに応じて、約0.5から1Mの濃度の食塩水中で、約20と70℃との間、特に35と65℃との間にある。mRNAに特異的であるかまたは特異的でない結合パートナーは、このmRNAに結合できる任意のパートナーである。例えば、核酸プローブ、増幅プライマー及びこのmRNAに結合できる他の任意の分子を挙げることが出来る。
「ハイブリダイゼーション・プローブ」なる表現は、5から100の核酸単位、特に10から35の核酸単位を含み、所定の条件下でハイブリダイゼーション特異性を有し、それにより興味の標的遺伝子に特異的な物質とハイブリダイゼーション複合体を形成するヌクレオチド断片を意味することを目的とする。ハイブリダイゼーション・プローブは、その検出を可能にするマーカーを含んでもよい。
本発明の目的において、「増幅プライマー」なる用語は、5から100核酸単位、好ましくは15から30核酸単位を含むヌクレオチド断片であって、酵素ポリメリゼーション、特に酵素増幅反応の開始を可能するものを意味することを目的とする。「酵素増幅反応」なる用語は、少なくとも一つの酵素の作用によってヌクレオチド断片の多数のコピーを生成する方法を意味することを目的とする。
この増幅反応は当業者にとって周知であり、以下の技術を特に挙げることができる:
−US特許第4683195号、US4683202、及びUS4800159に記載されている、PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)
−特許出願WO91/02818の、NASBA(核酸配列に基づいた増幅)、及び
−US特許第5399491号の、TMA(転写媒介増幅)。
「検出」なる用語は、物理的方法又はSYBR(登録商標)GreenI、エチジウムブロマイドのようなインターカレーター色素による化学的方法、又はマーカーによる検出方法を意味すると目的とする。多数の検出方法が、核酸の検出用に存在する(文献72)。
適切な標識は上記の通りある。本発明の目的では、ハイブリダイゼーションプローブは、いわゆる「検出」プローブであってもよい。この場合、いわゆる「検出」プローブは、上記の標識で標識される。この標識の存在のおかげで、所与の検出プローブと検出される転写産物との間のハイブリダイゼーション反応の存在が検出できる。
検出プローブは、特に「分子ビーコン」検出プローブであってもよい(文献73)。これらの「分子ビーコン」は、ハイブリダイゼーションの間、蛍光性になる。それらは、ステム・ループ構造を有しており、フルオロフォアとクエンチャー基を含む。特異的なループ配列とその相補的な標的核酸配列との結合によって、ステムの巻き戻しと、適切な波長での励起において蛍光シグナルの放出が生じる。
また、ハイブリダイゼーションプローブは、更に「捕捉」プローブであってもよい。この場合、いわゆる「捕捉」プローブは、適切な手段で、すなわち直接的に又は間接的に、例えば共有結合又は吸着によって、固体支持体上に固定されるか又は固定可能である。固体支持体は当業者に知られており、合成物質または天然物質、ラテックス、磁性粒子、金属誘導体、ゲル類などを挙げることができる。固体支持体は、微量滴定プレート、特許出願WO-A-94/12670に記載されているようなメンブレン、または粒子の形態であってもよい。また、複数の異なる捕捉プローブが支持体に固定されてもよく、各々の捕捉プローブは1つの標的転写産物に特異的である。
特に、多数のプローブを固定することができるバイオチップを、支持体として使用してもよい。支持体へのプローブの固定もまた当業者に知られており、直接移動、マイクロ蒸着、インサイツ合成及びフォトリソグラフィーによるプローブの配置を挙げることができる。
生物試料において、興味がある腫瘍マーカーをコードする遺伝子における、DNA修飾又は変異の証明は、試料中におけるDNA修正を決定する任意の方法、すなわち突然変異の直接的検出、又は興味のある遺伝子座のメチル化プロフィールの修正の証明、又は試料中のDNA修正を決定するための、当業者に知られている他の任意の方法によって実施されてもよい。
突然変異は、1つのヌクレオチドの他のものとの点置換、一つ以上のヌクレオチドの欠失、及び一つ以上のヌクレオチドの挿入を含んでもよい。突然変異は、興味のある腫瘍マーカーの遺伝子のコード部分に、又は転写プロモーター領域又は転写終止領域のような5’及び3’非コード部分に位置していてもよい。
突然変異を証明するためのストラテジーは、分子生物学的技術に基づいており、DNA抽出、PCR又は他の増幅技術による増幅、ハイブリダイゼーションおよび/またはシークエンシング工程を含む。結腸直腸癌の場合、以下の方法は、糞便DNAの突然変異を検出するために成功裏に使用される:沈殿によるDNA濃縮、磁気ビーズ上の捕捉オリゴヌクレオチドを使用した標的の濃縮、興味がある遺伝子のPCR増幅、点突然変異を同定するための固相シークエンシング(文献74)。欠失は、予想される基準断片と変異した断片のサイズの違いに関して同定された。Imperiale等(文献74)は、K-ras、APCとp53遺伝子に位置する21突然変異のパネルを記載しており、それは浸潤性の癌の16/31を検出することを可能にする。
使用された他のDNAマーカーはBAT-26欠失であり、それはマイクロサテライトの不安定性と長いDNA(L-DNA)と呼ばれる高度に増幅可能なDNAのためのマーカーであり、それは特異的なマーカーでないが、結腸の内腔に剥脱した腫瘍細胞の無秩序なアポトーシスを反映するように見える(文献75)。これらのマーカーは、感受性に関して又は特異性に関して、十分でない。
前述のように、DNA修正は、また、興味がある腫瘍マーカーに対応する遺伝子のメチル化プロフィールの修飾に相当してもよい。メチル化プロフィールの修飾は、低メチル化(メチル化の数が減少する)にまたはハイパー・メチル化(メチル化の数が増加する)に相当してもよい。修正された部分は、興味のある腫瘍マーカーの遺伝子のコード部分に、又は転写プロモーター領域又は転写終止領域のような5’及び3’非コード部分に位置していてもよい。
DNAメチル化の解析は、MSP(メチル化特異的PCR)、亜硫酸水素塩シークエンシング、PCRと組合わせたメチル化感受性制限酵素による消化、COBRA(混合性亜硫酸水素塩切断解析)及びMs-SNuPE(メチル化感受性単一ヌクレオチド・プライマー伸長)のような質的なおよび/または定量的なPCRに基づいた技術を使用して実施されてもよい。全てのこれらの技術は、方法論の論文(文献76)に、比較的詳細に概説されている。
文献において、いくつかのハイパーメチル化された遺伝子が、結腸直腸癌の場合に報告されている。例えば、ALX4(aristaless様ホメオボックス-4)遺伝子(文献60)、TPEF/HHP1(膜貫通タンパク質を含む上皮増殖因子とホリスタチンドメイン)遺伝子のプロモーター領域(文献77)または他にセプチン-9遺伝子(文献78)を挙げることができる。
本発明の方法において、少なくとも2つのマーカーを検出する場合、それらは、例えば異なるイムノアッセイ測定を使用して別々に、あるいはマルチプレックスアッセイにおいて同時に証明されてもよい。
本発明の方法において、異なる性質の2つのマーカー、例えばタンパク質マーカー及びmRNAマーカーが検出される場合、上記の方法から選択される2つの異なる検出方法が使用されてもよい。特許出願WO03/104490に記載したように、それらは同じ検出媒質で、同じ反応条件下で、同時に検出されてもよい。この特許出願に記載されている検出方法の工程は、少なくとも1つの核酸および少なくとも1つの異なる性質の他のリガンドからなる標的分析物を含む試料中のハイブリダイゼーションと免疫反応を同時に検出することを含んでなり:
(i)反応バッファーで希釈された試料の既知の体積量を、前記標的分析物についての捕捉パートナーであって、少なくとも一つの核酸プローブ及び少なくとも1つの抗リガンドを含む前記捕捉パートナーでプレコートした捕捉表面上に置くこと、
(ii)15℃と60℃との間の温度で反応させること、および
(iii)このようにして得られたハイブリダイゼーションと免疫反応を明視化することを含む。
生物試料は、特別な処理を必要としてもよい。なぜなら、それは、本発明の方法で求められる腫瘍マーカーを含んでいるか、あるいは本発明の方法で求められるマーカーを含む循環腫瘍細胞および/または本発明の方法で求められるマーカーを分泌することができる循環腫瘍細胞を含んでいる可能性があるためである。
したがって、本発明のある実施形態によれば、生物試料は、前記液体に含まれる循環腫瘍細胞を分離するために前処理される。
「循環腫瘍細胞を分離する」なる表現は、循環腫瘍細胞が濃縮された細胞分画を得ることを意味することを目的とする。
循環腫瘍細胞を分離するための生物試料の処理は、フロー・サイトメーターの細胞選別によって、フィコール上の濃縮によって、特異的抗体で覆われた磁気ビーズによる濃縮によって、または当業者に知られている特異的な濃縮法の任意の方法によって実行されうる。
生物試料としての血液の場合、循環腫瘍細胞は、磁気ビーズ(Dynal Biotech ASA、ノルウェー)に結合する抗-CD45抗体を使用した血球の除去と組合わせたフィコール上の細胞分離の技術によって分離されることができる。
本発明の方法で求められる腫瘍マーカーの検出は、次にサイトスピンによってスライド上に循環腫瘍細胞を付着させた後に、例えば本発明の方法で求められる腫瘍マーカーに対する抗体により、これらの細胞の免疫細胞化学的な標識化することによって、生物試料から分離される循環腫瘍細胞を使用して直接的に行うことができる。本発明の方法で求められる腫瘍マーカーの検出は、また、Metezeau等(文献79)に記載されているフローサイトメトリー法を使用して、循環腫瘍細胞において、直接的に実施されてもよい。
これらの条件下では、前記循環細胞は、本発明の方法で求められる腫瘍マーカーを前記細胞内部で遮断することを可能にする条件で処理されることができる。このような処理は、Mathieu等(文献80)によって記載されている。
本発明の方法で求められる腫瘍マーカーの検出は、本発明の方法で求められるマーカーのための結合パートナー特異的な侵入を可能にするために細胞膜を透過可能にようにした後に行われる。
また、本発明の方法で使用する腫瘍マーカーの直接的検出は、循環細胞に基づいており、ELISPOT法によって、例えば出願人による特許出願WO03/076942に記載されている方法によって、実行できる。この方法は生物試料の循環腫瘍細胞を検出および/または定量する方法であり、それは一つ以上の腫瘍マーカーの放出又はインビトロでの分泌を可能にする方法であって:
(i)前記細胞の量を前記腫瘍マーカーに特異的な少なくとも一つの結合性パートナーが取り付けられた培養表面の底に置くこと、
(ii)前記腫瘍マーカーが放出又は分泌されるような条件下で前記細胞を培養し、培養表面の底に免疫的に捕捉すること、
(iii)洗浄によって細胞を取り除くこと、
(iv)前記腫瘍マーカーに特異的な少なくとも一つの標識されたコンジュゲートを加えること、および
(v)このように得られた標識を明視化すること
を含む。
また、腫瘍細胞における本発明の方法で使用する腫瘍マーカーの直接的な検出は、本発明の方法で使用する腫瘍マーカーを分泌するような条件下で、それらを培養した後に、前記細胞の培地において実行されることができる。
腫瘍マーカーの放出または発現のための培養条件は、37℃、湿潤雰囲気下及び5%COのような通常の条件である。
また、生物試料が固体試料である場合、腫瘍マーカーの存在は、腫瘍のインビボ、インサイツで証明されてもよい。
インビボの腫瘍において腫瘍マーカーの存在を示すために、当業者に知られている任意のイメージング方法が使用されてもよい。このために、前記腫瘍マーカーの結合パートナーは、イメージング・トレーサーに結合されてもよい。
「結合パートナーをイメージング・トレーサーに結合させる」なる用語は、当業者に知られている任意のイメージング方法によって検出され、直接的または間接的に検出可能なシグナルを生じることができるトレーサーの付加を意味することを目的とする。したがって、トレーサーは、テクネチウム-99のような放射性トレーサーであってもよい。この場合、原発癌または転移癌を有する器官は、腫瘍マーカーとそのトレーサーを結合する。器官によって放出される放射線は、特別なカメラ(例えばガンマ線カメラ)で撮影されうる。計測器は、放射性物質によって生成されるシンチレーションを収集して、これにより器官を視覚化することを可能にする。
本発明の他の方法において、トレーサーは、ポジトロンを放出する放射性物質(フッ素18)を含んでもよい。画像は、それからポジトロンエミッショントモグラフィーシステムによって得られる。
本発明の他の好適な方法において、腫瘍マーカーのパートナーは、ナノパーティクルに結合することができる。例えば、それらは、超磁性体ナノパーティクルであってもよい;例えば、直接的細胞標識化に用いられるアニオン性磁気ナノパーティクルとNMR映像法によるインビボ検出である。それらは、金のナノパーティクルであってもよい。
インビボで腫瘍マーカーの検出を可能にする本発明の方法によって、腫瘍マーカー、癌、特に結腸直腸癌を生じている腫瘍マーカーに結合パートナーの結合があった体の部位、更にはそれらの遠隔転移癌と関連しているリンパ節の局在は、視覚化されることができる。
癌細胞だけがプロディフェンシン−A6を分泌し、この産生は癌の悪性度に依存するので、本発明の方法が早期診断のためと、結腸直腸癌に関するスクリーニング、フォローアップ治療、予後診断及び再発診断のための両方に用いられることができる。それは本発明の別の課題を構成する。
本発明は、より非限定的具体例として提供される以下の実施例によって、更には付属の図1から6によって、より明らかに理解される:
ウエスタンブロット法による、9つの抗−プロディフェンシン−A6モノクローナル抗体の比較を表す。グラフは、プロディフェンシン−A6ペプチド(配列番号1、7ng/ウェル)(図1A)及びトランスフェクションされた293Tの培養液上清中に分泌されたプロディフェンシン−A6タンパク質(図1B)のバンドの体積に対応する信号(強度mm)を示す。バンド体積の正確な値を、表(図1C)に示す。 ドットブロッティング技術による、9つの抗−プロディフェンシン−A6モノクローナル抗体の比較を表す。グラフは、プロディフェンシン−A6ペプチド(配列番号1)(図2A)及びプロディフェンシン−A6プロペプチド(図2B)の2つのスポットの平均体積に対応する信号(強度mm)を示す。バンド体積の正確な値を、表(図2C)に示す。この表に記載の比率*100は、式:プロデフェンシン−A6プロペプチド信号/プロデフェンシン−A6ペプチド信号100に従って算出される。 間接的ELISA技術によるプロデフェンシン−A6プロペプチドの認識の解析に関するグラフである。吸光度単位のELISA信号の正確な値は、グラフの隣の表に示す。 各抗−プロデフェンシン−A6抗体1H8C9、11B2D2、11E8C9及び13E7F3によって認識される配列を概括する。ファージ・ライブラリーによって提示され、研究される抗体に結合する各モチーフのアミノ酸配列を、「免疫反応性モチーフ」ボックスに記載する。各抗体ごとに、これらの免疫反応性モチーフは、太字で示されたコンセンサス配列を決定するために整列されている。 1H8C9検出抗体を有するエピトープ1に対する5つの抗−プロデフェンシン−A6モノクローナル抗体のサンドイッチELISAによる反応性の解析を表す。使用した抗原は、分泌されたプロデフェンシン−A6を含むトランスフェクションされた293Tの培養液上清である。この上清は、1/100または1/200に希釈された。RFVのELISA信号の正確な値は、グラフの隣の表に示す。 結腸直腸腺癌(CRC+)を有する患者、健康な個体(CRC−)、炎症性消化器系疾患(IDD)を有する患者、及び結腸直腸アデノーマを有する患者のの血清中のプロデフェンシン−A6のELISAによるアッセイに関するグラフである(pg/ml); プロデフェンシン−A6のペプチドEPLQAEDDPLQAK(配列番号30)のためのMCXカートリッジにおけるSPE分画の最適化を表す。グラフは、MCXカートリッジで分画を実施するために使用するバッファーのpHに関して、ペプチドの遷移727/556に対応するピークの領域を表す。図7A:水に溶解されたプロデフェンシン−A6;図7B:健康な個体由来のヒト血清に溶解されたプロデフェンシン−A6。
実施例1:腫瘍マーカーをコードしている遺伝子のクローニング及び組換えタンパク質の発現
アミノアシラーゼ−1、LEI、L−FABP、エズリン、I−プラスチン、Gal−3、ビリン、I−FABP及びカルレティキュリン腫瘍マーカーに関して、cDNA増幅とクローニング、発現ベクターの構築、更には組換えタンパク質の発現と精製は、特許出願WO2009/024691において詳しく記載した。

1.トランスフェクションによるヒト細胞のプロディフェンシン−A6タンパク質の発現
プロディフェンシン−A6遺伝子(pCMV6−XL5 DEFA6)のcDNAを含む発現ベクターは、Origene社(Cat.No.SC303095)から購入した。このベクターは、哺乳類細胞に導入後、CMVプロモータの制御のもとでプロディフェンシン−A6タンパク質を発現することを可能にする。
5%のCO2を有する37℃で、HEK293Tのヒト胚腎臓細胞がそうであったは、10%FCS含有のDMEM培地の培養中で、5%CO、37℃で維持した。50%から70%の合流点の細胞層は、以下の2つのトランスフェクション試薬のうちの1つを使用して、pCMV6−XL5 DEFA6発現プラスミドにトランスフェクションした:インビトロゲン社によって販売されているLipofectamine LTX(Cat.No.15338-100)またはEuromedexによって販売されているTransIT LT−1(Cat.No.MIR2300)。いずれの場合も、トランスフェクションは、試薬の生産者によって提供される手順に従って、実施された。トランスフェクション後、培養は、プロディフェンシン−A6タンパク質の産生を可能にするために、48時間インキュベートされた。次に、培養液上清は収集され、遠心分離機にかけられ、次に、細胞残屑を取り除くためにろ過された。培養液上清中にに分泌されるプロデフェンシンタンパク質は、そのフォールディングのために必要な全ての翻訳後修飾を受けた;それは天然である。抗−プロディフェンシン−A6モノクローナル抗体のスクリーニング及びこれらの抗体の特徴づけのプロディフェンシン−A6タンパク質のソースとして使われたのは、この上清である。
2.ペプチドの化学合成
プロディフェンシン−A6タンパク質のさまざまな部分に対応する3つのペプチドは、当業者によく知られている手順(NeoMPS)に従って、化学合成によって得られた。配列番号1に記載のペプチドは、小胞体にポリペプチド鎖がトランスロケーションする間に切断されるシグナルペプチドを含まない、プロディフェンシン−A6の全配列に対応する。このペプチドは、プロデフェンシン−A6ペプチドまたはプロデフェンシン−A6前駆体と呼ばれている。配列番号2に記載のペプチドは、プロディフェンシン−A6前駆体のプロペプチド部分の全体に対応する。このペプチドは、プロデフェンシン−A6プロペプチドまたはプロデフェンシン−A6のプロペプチド部分と呼ばれている。配列番号3に記載のペプチドは、実質的にプロデフェンシン−A6前駆体のプロペプチド部分の全体に対応する。N末端基エンドの4つのアミノ酸は、配列に含まれない。このペプチドは配列番号2の配列を有するペプチドよりも大量に生産することが容易であり、4つのアミノ酸の存在が不可欠でない場合に代わりとして使われた。
配列番号1: EPLQAEDDPLQAKAYEADAQEQRGANDQDFAVSFAEDASSSLRALGSTRAFTCHCRRSCYSTEYSYGTCTVMGINHRFCCL
配列番号2: EPLQAEDDPLQAKAYEADAQEQRGANDQDFAVSFAEDASSSLRALGS
配列番号3: AEDDPLQAKAYEADAQEQRGANDQDFAVSFAEDASSSLRALGS
実施例2:腫瘍マーカーに対するモノクローナル抗体の産生

1.動物モデル
免疫化実験は、最初の免疫処理時に6から8週齢の雌のBALB/c(H−2)マウスに実施された。

2.免疫原と免疫化
マウスで得られた免疫応答を増大して、モノクローナル抗体を生み出すことを可能にするために、腫瘍マーカーは、組換えタンパク質の形態または実施例1に記載の手順に従って産生される合成ペプチド中で産生された。LDHタンパク質は、SciPac社(Cat.No.103-133)より入手した。免疫原として合成ペプチドが使われた場合に、それらはウシ血清アルブミン(BSA)またはKLH(スカシガイヘモシアニン)のような担体タンパク質に結合した。これらのタンパク質は、良好な免疫原性能力を有することが知られているフロイントアジュバント(シグマ)と体積と体積で混合され、油中水形エマルジョンの形態で調製された。各腫瘍マーカーごとに3匹のマウスが免疫化された。マウスは、10μgの免疫原を、0、2及び4週に、3回連続して受けた。全ての注射は、皮下に与えられた。最初の注射は完全フロイントアジュバントの混合物として与えられ、次の2回は不完全フロイントアジュバントとの混合物として与えられる。最初注射後のD50とD70との間に、体液性応答は、100μgの組換えタンパク質の静注によって再刺激された。プロデフェンシン−A6のために、2つの異なる系の免疫化のを実施した。第1のグループのマウスは、(注射ごとに交替に)BSA及びKLHと組合わせたプロディフェンシン−A6ペプチド(配列番号1)を注射された。第2のグループのマウスは、(注射ごとに交替に)BSA及びKLHと組合わせたプロディフェンシン−A6ペプチド(配列番号2)を注射された。抗−プロデフェンシン−A6抗体は、各々の2つのグループに属している動物から得られた。
3.体液性応答の出現の監視
抗体の出現を監視するために、血液サンプルは、マウスから定期的に取り出された。抗腫瘍マーカー抗体の存在は、ELISAを使用して試験される。興味があるタンパク質が、捕獲(1μg/ウェル)のために用いられる;飽和後、さまざまな希釈度のテスト血清を抗原と反応させた(37℃で1時間のインキュベーション)。血清に存在する特異的抗体は、アルカリホスファターゼ(H+L,Jackson Immunoresearch, Cat.No.115-055-146)にコンジュゲートされたAffiniPureヤギ抗マウスIgG抗体によって明らかにされ、それは求められている抗体に結合する(0.1μg/ウェル)。
4.モノクローナル抗体の産生
最後の注射の3日後に、各腫瘍マーカーごとに、免疫化されたマウスのうちの1匹が殺され;血液と脾臓が取り出された。Kohler及びMilstein(文献81、82)によって記載されているプロトコルに従って、脾臓から得られた脾細胞は、Sp2/0−Ag14骨髄腫細胞と共に培養され、それらと融合されて不死化された。12〜14日のインキュベート期間後に、得られたハイブリドーマの上清は、本実施例のポイント3に記載されているELISAアッセイを用いて抗腫瘍マーカー抗体の存在を決定するために調べられた。BSAまたはKLHに結合された合成ペプチドが免疫原として使われた場合に、BSAとKLHに対するクローンは、捕獲のためにBSAまたはKLHによるELISAスクリーニングを実施することによって除去された。陽性のハイブリドーマ・コロニーは当業者にとって周知である限界希釈技術に従って二回サブクローニングされた。
5.イムノブロッティングによるモノクローナル抗体の特徴づけ
アミノアシラーゼ−1、LEI、エズリン、I−プラスチン、Gal−3、カルレティキュリン及びLDH腫瘍マーカーに向かうモノクローナル抗体は、特許出願WO2009/024691に記載されている。
1H8C9、11B2D2、13E7F3、11E8C9、6E1B4、10C2G3、12F3F2、12F8E4及び12H4E1モノクローナル抗体は、プロディフェンシン−A6に対するものであり、本実施例のポイント1から4に記載の技術を実施することによって得られた。
5.1.方法論
トランスフェクションされた293T細胞株の培養抽出物は、0.5%のTriton X−100及びプロテアーゼインヒビターを含有する600μlのPBSに細胞ペレットを直接溶解し、次にNuPAGE Novexゲル試料調整プロトコル(インビトロゲン)に従って処理することによって調製される。組織抽出物を得るために、患者CLSP105の腫瘍と粘膜生検をメスで分離し、次に2.5mMのEDTAとプロテアーゼインヒビター(Roche completeTM錠剤)を含む1mlのPBSバッファーと共に50μmのMediconsを使用するMedimachineシステム(Becton Dickinson)の10サイクルの抽出に供した。これらの10mlの細胞懸濁液はプールされて、25mlにされて、次に600gで15分間遠心分離機にかけられる。上清は、NuPAGE Novexゲル試料調整プロトコルに従って処理された組織抽出物に対応する。最終的総タンパク濃度0.4mg/mlの還元試料が使用される。デポジットの体積は、ウェルにつき20μlであり、NuPAGE Novexビス‐トリス4−12%のゲル上で、MES泳動バッファーを使用する。泳動(200V、1時間)の後、PVDF膜への転写(400mA、45分間)後、転写の質は、アミドブラックによる染色によって評価される。
膜は、1時間の周囲温度で、TNT(15mMのトリス、0.14MのNaCl、0.5%のTween20、pH8)の溶液中に5%の脱脂乳(Regilait)で飽和する。飽和後、膜は、飽和溶液中に10μg/mlに希釈され、さまざまなテスト抗体と共に1時間インキュベートされる。TNTによるリンス後、膜は、飽和溶液中に1:5000(Cat.No.115-035-062, Jackson Immunoresearch)まで希釈され、抗マウス西洋ワサビペルオキシダーゼ・コンジュゲートと共に周囲温度で1時間インキュベートされる。リンスの後、発現は、Substrate Supersignal West Dura Extended kit(Cat.No.34076, Pierce)で、使用のための推奨された情報に従って実施される。露出時間は、図1に示す実験では2分であり、表1に示す実験では100秒であった。
膜上のケミルミネセンス信号は、BioRadのVersaDoc5000イメージシステムで測定された。ウエスタンブロットのイメージに基づいて、さまざまな腫瘍マーカーに対応するバンドの体積は、QuantityOneソフトウェア(バイオラド)によって評価された。体積は、バンドの表面積によって増大するケミルミネセンス信号の強度に対応する。
5.2.結果
試験されるさまざまな試料の関数として、図1と表1に再現されるウエスタンブロッティングの結果は、ウエスタンブロッティング解析について興味がある腫瘍マーカーに対応するバンドの体積を与える。分泌されたプロディフェンシン−A6及びプロディフェンシン−A6ペプチドを含有するpCMX−XL5−プロディフェンシン−A6プラスミドによってトランスフェクションされた293Tsの培養液上清(1ウェルにつき7ng)は、9つの抗−プロディフェンシン−A6抗体(図1)のウエスタンブロッティングの反応性を評価するために用いた。全ての抗体は、プロディフェンシン−A6ペプチドを認識する。モノクローナルの11E8C9を除く全ての抗体は、使用する実験条件下で培養液上清に分泌されたプロディフェンシン−A6を認識する。しかしながら、得られた信号の強度は非常に異なり、全ての抗体が同じ反応性を有するというわけではないことを示す。表1に示された結果は、試験された腫瘍マーカーが患者から得られた腫瘍組織において、よく発現することを示す。プロデフェンシン−A6は、Caco−2またはHT−29結腸細胞株によって発現されない;このために、これらのライセートは、解析に含まれない。
試料に関して抗体により得られた信号の強度は、他の試料及び同じ抗体によって得られた信号と比較することができる。使用する技術は、組織(非遠隔試料)中のマーカーの存在または欠如、及びマーカーに関する抗体の特異性を確認することを可能にする。遠隔試料中の腫瘍マーカーの有無に関しては結論に達することは可能ではなく、前記試料中においては前記腫瘍マーカーの濃度が増減されるどうかも決定することが可能でないので、本実施例においてこの技術は遠隔試料中では用いなかった。さらに、使用する実験スキームは、ある抗体の反応性を別のものと比較することを可能にするものではない。
表1
Figure 2012522979
6.ドットブロッティングによるモノクローナル抗体によるプロディフェンシン−A6プロペプチドの認識の解析
6.1.方法論
ドットブロッティング解析は、プロディフェンシン−A6ペプチド(配列番号1、濃度0.1mg/ml)及びプロディフェンシン−A6プロペプチド(配列番号3、濃度2.38mg/ml)を使用して実施した。各試料の滴下は、ニトロセルロース膜(トランスブロット転写媒体、Bio-rad)の上に重複して置かれ、次に空気中で乾燥した。
免疫発現のプロトコルは、この実施例のパラグラフ5.1に記載されているものと同一である。この実験のために使用する露光時間は1分であった。
6.2.結果
試験した全ての抗体は、ドットブロッティング(図2)において、プロディフェンシン−A6ペプチド(配列番号1)を認識する。この技術で最もよく反応する抗体は、10C2G3クローンである。6E1B4、12F3F2、12F8E4及び12H4E1抗体は均質なグループを形成し、それは10C2G3より反応性が低いが、1H8C9、11B2D2、13E7F3及び11E8C9のさらに不均一なグループよりも反応性が高い。さらに、ウエスタンブロッティングの反応性とドットブロッティングの反応性は、必ずしも相関しない:6E1B4、12F3F2、12F8E4及び12H4E1抗体はドットブロッティングで類似の反応性を有するが、ウエスタンブロッティングで得られた信号の強度は異なる(図1及び2)。ウエスタンブロッティングは変性条件下で実施され、ペプチドはドットブロッティングのために変性なしで直接配置される。
6E1B4、10C2G3、12F3F2、12F8E4及び12H4E1抗体だけが、ドットブロッティングでプロディフェンシン−A6プロペプチド(配列番号3)を認識する。1H8C9、11B2D2、13E7F3及び11E8C9抗体はプロディフェンシン−A6プロペプチド(配列番号3)と何ら有意性のある反応性を示さず、それらのエピトープがプロディフェンシン−A6前駆体の成熟したデフェンシン−A6部分に位置することを示す。プロディフェンシン−A6プロペプチド(配列番号3)と反応する(従って、その最小限エピトープはこの配列に含まれる)5つの抗体の中で、6E1B4、10C2G3、12F3F2及び12F8E4クローンは、全て同じ反応プロフィールを呈する:得られた信号の比率(プロデフェンシン−A6プロペプチド/プロデフェンシン−A6ペプチド100、図2)は、これら全ての抗体に関して、29と31との間である。12H4E1クローンは、この比率が6であるので、これらの他の抗−プロディフェンシン−A6プロペプチド抗体とは異なる。それは、その他の4つの抗体よりも、プロペプチドの認識が劣っている。
7.間接的ELISAによるモノクローナル抗体によるプロディフェンシン−A6プロペプチドの認識の解析
7.1.方法論
96ウェルのプレート(Nunc、Maxisorpタイプ)は、ウェルにつき2μgにPBSで希釈したプロディフェンシン−A6プロペプチド(配列番号3)で一晩周囲温度で被覆した。プレートは、37℃で1時間、10%牛乳のPBS−0.05%トゥイーン20(PBS−T)溶液で飽和する。PBS−T中で3回の洗浄を実施し、1%BSAを含有するPBS−Tに希釈した、ビオチン化されたテスト抗体0.2μg/ウェルは、プレートに置かれ、インキュベーションは37℃で1時間実施される。3回のPBS−T洗浄の後、西洋ワサビペルオキシダーゼに結合させたストレプトアビジン(Jackson Immunoresearch Cat. No. 016-030-084、1%のBSA含有PBS−T中に1/20000希釈、100μl/ウェル)を加える。37℃で1時間のインキュベーション及び3回のPBS−T洗浄の後、OPT EIA基質(BD)(100μl/ウェル)を加える。20分後に、呈色が発現した場合、反応は5Nの硫酸で停止され、450nmの吸光度は測定される。提出される結果は2回測定の平均値である、平均的バックグラウンド・ノイズ(0.02光学濃度単位)は減算されなかった。
7.2.結果
間接的ELISAアッセイの結果を、図3に提出する。使用する実験条件下で、4つの抗体6E1B4、10C2G3、12F3F2及び12F8E4だけが、固相上へ吸着されたプロディフェンシン−A6プロペプチドに結合する。12H4E1を含むその他の5つの抗体は、このフォーマットではプロペプチドに結合しない。12H4E1モノクローナル抗体がプロディフェンシン−A6プロペプチドを認識する場合であっても、この実験はドットブロッティング結果(図2)を確認するものであり、その反応性は他の4つのモノクローナル6E1B4、10C2G3、12F3F2及び12F8E4と比較して、とても低いことを明確に証明する。
8.スポットスキャン及びファージディスプレイ・ペプチド・ライブラリ・スクリーニング技術を使用したモノクローナル抗体によって認識されるエピトープの特徴づけ
8.1.方法論
スポットスキャン技術は、Frank and Doring(文献78)に従って適用され、セルロース膜に結合される多数のペプチドを同時に合成することを可能にする。これらのペプチドは1から4残基が重なっている8から12のアミノ酸のペプチドの形態で標的抗原の配列を再現する。次に、これらのペプチドはブロット型の比色テストで研究される抗体と接触させられ、免疫反応性ペプチドの同定は抗体エピトープの最小限配列を導き出し、抗原上で正確にその位置を決めることを可能にする。
合成は、遊離NH基を鎖の末端に有する、長さ8から10単位のポリエチレングリコール(PEG)アームを一様に有するセルロース膜上で実施される。ペプチドのC末端エンドからN末端基エンドまで起こる。アミノ酸のアミノ官能基はFmoc(9−フルオロメチルオキシカルボニル)基によって検出され、それらの側鎖(合成の間に反応することができる)はさらにトリチル、t−ブチルまたはt−ブチル・エーテル基によって保護されている。アミノ酸の原液は、0.5MのHOBt(ヒドロキシベンゾトリアゾール)を含むMNP(N−メチルピロリドン)で、0.33Mの濃度に調製される。アミノ酸はAsp 222ロボット(Abimed、Langenfeld、ドイツ)を使用して置かれ、AutoSpot XLソフトウェアによって制御される。このロボットの使用は、96スポットの4枚の膜、すなわち384のペプチドを同時に産生することを可能にする。
1回のアミノ酸カップリング・サイクルについて、ロボットは、膜上に即座に活性化されたアミノ酸の溶液(アミノ酸原液の3倍量に対し、NMP希釈された1.1Mのジイソプロピルカルボジイミド溶液の1倍量)の0.7μlを置く。この配置は2回に繰り返され、次に膜はDMF(N,N−ジメチルホルムアミド)ですすがれる。不全型又は短縮型のペプチドの出現を予防するために、反応しなかったNH基は、次に10%の無水酢酸のDMF溶液中で10分間の4から6回のインキュベーションを経てアセチル化される。DMFで2分間の3回の洗浄後、アミノ酸のアミノ官能基を保護しているFmoc基は、20%のピペリジンのDMF溶液中で5分間のインキュベーションによって切断される。DMFで4回の洗浄後、スポットは1%のブロムフェノールブルーのDMF溶液を使用して色づけられ、次に膜はメタノールで3回すすがれて、続くカップリングサイクルの前に空気中で乾燥される。
このプロトコルは、各々の新規なアミノ酸の追加のために繰り返される。最後のアミノ酸を結合させた後に、ペプチドは全ての遊離NH基のブロッキングを可能にするためにアセチル化され、それで別のアミノ酸の付加を予防する。次に、全てのペプチドの側鎖は1時間のトリフルオロ酢酸/ジクロロメタン/トリイソブチルシラン(5:5:0.3)溶液バット中で膜をインキュベートすることによって、脱保護化する。次に、膜はジクロロメタンで4回、DMFで3回、及びメタノールで3回すすがれ、その後で空気中で乾燥され、免疫発現させるまで−20℃で保存される。
モノクローナル抗体でスポットを免疫発現させるために、膜は最初にメタノールですすがれ、次にTBS(50mMのTris−HCl、pH8.0、140mMのNaCl、3mMのKCl)中で洗浄され、その後で飽和容液(TBS−0.05%のTween20(TBS−T)に希釈されたカゼインを主成分とする10X濃度の溶液(ウエスタンブロッキング試薬、ロッシュ)であって5%スクロースを含有するもの)中で周囲温度で一晩インキュベートされる。TBS−T中で10分間の洗浄後、膜は、飽和溶液で20μg/mlに希釈されたモノクローナル抗体で、37℃で1時間30分の間、インキュベートされる。次に、膜はTBS−Tで3回洗浄され、次に飽和溶液で1/2000に希釈されたアルカリホスファターゼを結合する抗マウスコンジュゲート(Jackson Immunoresearch)でインキュベートされる。TBS−Tで10分間の2回の洗浄、CBS(10mMのクエン酸、pH7、140mMのNaCl、3mMのKCl)での2回の洗浄の後、即座に調製された発現剤(600μMの5−ブロモ−4−クロロ3−インドイルリン酸塩、720μMのチアゾリルブルー臭化テトラゾリウム及び5mMのMgClのCBS溶液)は、暗室で30〜45分間、膜に接触させられる。免疫反応性ペプチドは、青紫に現われる。蒸留水での3回の洗浄後、膜はスキャンされて、次に再生まで水中で保存される。
再生はペプチドに結合した抗体及びコンジュゲートを取り除くことを可能にし、したがって別の抗体に関して更なる免疫反応性テストを実施することを可能にする。膜は、各10分の洗浄シリーズを受ける:蒸留水での1回の洗浄、DMFでの6回の洗浄、再生バッファーAでの3回の洗浄(8Mの尿素、35mMのSDS(ドデシル硫酸ナトリウム)、0.1%のβ−メルカプトエタノール、再生バッファーBでの3回の洗浄(蒸留水/エタノール/酢酸 4:5:1)及びメタノールで2回の洗浄。次に、膜は−20℃で保存される前に、空気中で乾燥される。
ファージディスプレイ・ペプチド・ライブラリのスクリーニングによるエピトープの特徴づけは、New England Biolabs社から市販のPhD12ファージディスプレイ・ペプチド・ライブラリ・キット(Cat.No.E#8110S)を使用して、キットと共に提供されている指示書(2007年11月付のプロトコルVer2.7)に従って実施された
8.2.結果
表2は5つの抗−プロディフェンシン−A6プロペプチド抗体によって認識されるエピトープを掲載しており、そのエピトープはスポットスキャン技術によって分析された。全てのこれらの抗体はプロディフェンシン−A6前駆体の同じ領域を認識し、初めのメチオニンから始まっている番号付けに従ってアミノ酸25と30の間に位置する(エピトープ1)。一方では、さまざまなモノクローナルによって認識される正確な配列は、同一でない。したがって、10C2G3クローンは2つのアミノ酸(DP)の最小限配列を認識するが、12H4E1と6E1B4クローンは結合するために6つのアミノ酸(EDDPLQ)の最小配列を必要とする。図2及び3に示される結果は、10C2G3クローンは、プロディフェンシン−A6ペプチドの認識について、ドットブロッティングと間接的ELISAで最も高いシグナルをえることが可能にすることを示す。驚くべきことに、12H4E1クローンは、認識した最小配列が6E1B4抗体と同一であっても、抗体がプロディフェンシン−A6(図2及び3)のエピトープ1を目的とする他の抗体とは異なる。12H4E1クローンは、プロディフェンシン−A6プロペプチド(配列番号3)よりも、完全前駆体タンパク質(配列番号1)の状況において、EDDPLQ配列(配列番号6)をより良く認識する。
表2
Figure 2012522979
試験される抗体に対するプロディフェンシン−A6の結合性のための領域のアミノ酸配列。かっこの間の数字はプロディフェンシン−A6のアミノ酸配列上のエピトープの位置に対応し、番号付けが初めのメチオニンから始まる。
1H8C9、11B2C2、13E7F3及び11E8C9抗体によって認識されるエピトープはスポットスキャン技術によって決定されない可能性があり、それはそれらが直線状でないことを示す。ファージディスプレイ・ペプチド・ライブラリのスクリーニングは、それぞれ1H8C9、11B2C2、11E8C9及び13E7F3抗体と反応する、5つ、3つ、7つ及び4つのミモトープ(エピトープを模倣している直線状配列)を選択することを可能にする。これらのミモトープの配列は、図4に示す。各抗体について、認識されたか又は免疫反応性のミモトープの配列はコンセンサス配列を決定するために整列され、該コンセンサス配列は図4で太字で示されており、それは抗体によって認識される最小限配列を表す。プロディフェンシン−A6の一次構造(またはペプチド配列)のこれらのコンセンサス配列のうちの1つさえ見いだすことは、可能でなかった。したがって、これらのコンセンサス配列は、タンパク質の一次構造上に分散している残基に対応するが、立体構造エピトープを形成するために、その三次元構造では近接性を共有している。
9. サンドイッチELISAによるプロデフェンシン−A6の検出
9.1.方法論
プロデフェンシン−A6は、例えば、Vidas(登録商標)ELISA自動化システム(ビオメリュー)を使用しているサンドイッチ・イムノアッセイによって検出された。この種のテストは、マイクロプレートで、自動化又は手動の方法で実施されてもよい。これを行うため、ELISAアッセイは、Vidas(登録商標)HBs Ag Ultraキットの試薬を使用して構成された(ビオメリュー、Cat.No.30315)。試薬は、対応している情報シート(ref.11728D-FR-2005/05)にて説明されている通りに使用したが、以下の修飾を加えた:
1.コーンは、試験される9つの捕捉抗体によって抗原に、10μg/mlの濃度で、感作された。
2.HBs Ag Ultra カートリッジの第2ウェルの内容物は、ビオチンに結合された試験される露出用抗体(1H8C9と11E8C9)(Vidas(登録商標)HBs Ag Ultraキットの第2ウェルのバッファー(ヤギ血清なし)1μg/mlに希釈されたもの)の300μlと置き換えた。
3.分泌されたプロディフェンシン−A6を含む、pCMX−XL5−プロディフェンシン−A6プラスミドによってトランスフェクションされた293Tsの培養液上清は、純粋なままで又はPBSに希釈して、HBs Ag Ultraカートリッジ(50μl)の第2ウェルに直接加えた。
4.ELISA反応はVidas(登録商標)自動化システム及びHBs Ag Ultraプロトコルを使用して実施され、そのうちのインキュベーション工程は、捕獲及び露出用抗体を有する試料は100サイクルにした。
5.結果は、粗値の形で得られた。シグナルは、RFV(相対的蛍光値)である。
9.2.結果
表3は、pCMX−XL5−プロディフェンシン−A6プラスミドによってトランスフェクションされており天然プロディフェンシン−A6タンパク質を含有する293Tsの培養液上清の1/2希釈物における抗体のさまざまな組合せの反応性を示す。
表3a
Figure 2012522979
RFV(相対的蛍光単位)で示すVIDASサンドイッチ・イムノアッセイの信号。:純粋で検定される上清の信号。他の上清は、1/2に希釈された。
表3に提出される結果は、サンドイッチELISAを使用して、エピトープのさまざまな組合せに基づいてプロディフェンシン−A6を検出することが可能であることを示す:例えば、エピトープNo.5及び4、エピトープNo.1及び4、または選択的にはエピトープ2と任意の他の同定されたエピトープ(1、3、4、5)の組合せである。よりさらに選択的には、エピトープ2が検出のために使われる。一方では、エピトープNo.2と4または他にNo.3と4の組合せは、プロディフェンシン−A6の検出を可能にしない。
エピトープ1に対して向かう抗体(捕獲のために使用する)の反応性のより微細な解析及び1H8C9クローンとの組合せは図5に示される。12H4E1クローンは最高の捕捉抗体であり、第二位は、10C2G3及び12F3F2はクローンである。最も低い信号は、6E1B4及び12F8E4抗体によって得られる。6E1B4及び12H4E1クローンが同じ最小限配列を認識するので、この結果は非常に驚くべきである。
実施例3:腫瘍マーカーの血清アッセイ

1.患者と標本
Huriet法の2つの規約に関連して、血液サンプルは、フランス中に分布する8つの臨床センターのネットワークから収集される。
血清を得るために、血液サンプルは乾燥管へ取り出される。血漿を得るために、血液サンプルはEDTA管へ取り出される。凝固後、管は、1000gで10分間遠心分離機にかけられ、血清がとられて、等分されて−80℃で保存される。血漿のチューブは、1000gで10分間直接遠心分離機にかけられ、血漿がとられて、等分されて−80℃で保存される。試料は、患者の病歴について完全に記録される。
2.プロデフェンシン−A6腫瘍マーカーのための血清アッセイ
プロデフェンシン−A6前駆体タンパク質は、実施例2で詳述する抗体とVidas(登録商標)自動化システム(ビオメリュー)を使用するELISAアッセイを使用してアッセイされた。これを行うため、ELISAアッセイは、Vidas(登録商標)HBs Ag Ultraキット(ビオメリュー、Cat.No.30315)の試薬を使用して構成された。試薬は、対応している情報シート(ref.11728D-FR-2005/05)で説明されている通りに使用したが、以下の修飾を加えた:
1.コーンは、捕捉抗体12H4E1によって、15μg/mlの濃度で、感作された。
2.HBs Ag Ultra カートリッジの第2ウェルの内容物は、ビオチンに結合された露出用抗体1H8C9(Vidas(登録商標)HBs Ag Ultraキットの第2ウェルのバッファー(ヤギ血清なし)に1μg/mlで希釈されたもの)の300μlと置き換えた。
3.血清または血漿試料(50μL)は、HBs Ag Ultraカートリッジの第2ウェルに直接希釈された。
4.ELISA反応はVidas(登録商標)自動化システム及びHBs Ag Ultraプロトコルを使用して実施され、そのうちのインキュベーション工程は、捕獲及び露出用抗体を有する試料は100サイクルにした。
5.結果は、バックグラウンド・ノイズ(反応前に基質中で読みとっている)の減算後、粗値の形で得られた。標準曲線は、合成プロディフェンシン−A6ペプチド(配列番号1)の濃度の範囲を検定することによって確立された。標準曲線は、x軸に沿って腫瘍マーカーの濃度及びy軸に沿ってVidas(登録商標)(によって読みとられる信号RFVまたは相対的蛍光値)が記録されることによってプロットされた。検定される体液(血液、血清、血漿)に存在する腫瘍マーカーの濃度は、Vidas(登録商標)によって読みとられるRFV信号に対応する濃度を記録することによって算出された。
Vidas自動化システム上のELISAによる患者の血清プロ・デフェンシン−A6アッセイの結果は、表4に示される。プロディフェンシン−A6の血清中濃度は、結腸直腸腺癌(CRC+)を有する患者において0から10pg/mlであり、正常な個体(CRC−)で0から2pg/mlであり、体液または遠隔試料において、本発明を実施することができるように極めて感度が高いELISAアッセイが必要とされる。上記ような低い検出限界を達成することを可能にするプロデフェンシン−A6 ELISAアッセイは、エピトープ1と4を認識する抗体の組合せに基づく。エピトープ1を介してプロディフェンシン−A6を捕獲することが好ましい。最も感度が高いアッセイを与える組合せは、捕獲のための12H4E1抗体と検出のための1H8C9抗体によって本実施例で使用された使われた組合せである。
表4
Figure 2012522979
Figure 2012522979
Figure 2012522979
Figure 2012522979
Figure 2012522979
Figure 2012522979
a:IDD=炎症性腸疾患(クローン病及び潰瘍性大腸炎)
CRC+=結腸直腸癌(腺癌)を有する患者、
CCR−=健康な個体。
b:TNM:組織浸潤(T)、リンパ節浸潤(N)及び遠隔浸潤(転移、M)のステージ。

分析される患者で得られた量は、図6に記録される。この図及び表4において、ステージI、II、III又はIVの結腸直腸癌をそれぞれ有する2人、2人、10人及び2人の患者は、血清プロディフェンシン−A6の量の明確な増加を示し、厳密には健康な患者(1.88pg/ml)の群で観察される最も高い値より上である。アデノーマ群において、観察される量はこの値を上回らないが、その一方で、IDD群では2がある。
実施例4:腫瘍マーカーの組合せでの血清アッセイの使用
出願人は、実施例3において、プロディフェンシン−A6前駆体タンパク質の異常な上昇量が結腸直腸癌を有する特定の患者の血流において観察される可能性を示した。さらに、出願人は、特許出願WO2009/024691、WO2009/019365、WO2009/019368、WO2009/019369、WO2009/019366、WO2009/019370及びWO2009019367において、他の腫瘍マーカー、例えばLEI、エズリン、アミノアシラーゼ−1、L−FABP、Apo A1、Apo A2、I−プラスチン、ベータ2−ミクログロブリン、CEA、CA19−9、テストステロン、ガレクチン−3、LDH−B、プロテアソーム20S、E−カドヘリンまたは再生膵島由来タンパク質3α(別名膵臓炎関連タンパク質(PAP1))の量の異常な上昇及び異常な減少が、結腸直腸癌を有する特定の患者の血流において観察される可能性を示した。これらの腫瘍マーカーを検定する方法は、上述した特許出願に記載されている。MIFアッセイの方法は、R&Dシステム(Cat.No.DMF00)のヒトMIF Quantikine ELISAキットで、製造者の指示に従って、実施された。
驚くべきことに、血液において、2つの所与のマーカー量の増加または減少は、同じ患者において体系的に観察されない。その結果、いくつかの腫瘍マーカーの組 合せは、結腸直腸癌を有すると同定される患者数を増加させることが可能である。したがって、患者Aは一つ以上の腫瘍マーカー(グループX)の減少又は増加を示すが、患者BではグループXの前記マーカーで正常である場合がある;この同じ患者Bで、一つ以上の他の腫瘍マーカー(グループY)は、上昇または減少する場合があり、患者AではグループYの前記マーカーで正常である場合がある。出願人によって分析されるさまざまな腫瘍マーカーは、したがって、当業者に よく知られているさまざまな数学的アルゴリズムによって結合されることができる。網羅的な例ではないが、具体的には、以下の方法が実施された:
1.各々の腫瘍マーカーについて、限界値が設定された。
2.結腸直腸癌のケースで血液中の腫瘍マーカーの量が増加した場合、所与の患者で得られた血液の量はその限界値によって分割された。結腸直腸癌のケースで血液中の腫瘍マーカーの量が減少した場合、所与の患者で得られた血液の量は逆数にされて、その限界値をかけられた。
3.「限界値によって分割された血液中の量」の比率が1より大きい場合、比率は係数(例えば10)をかけられた。したがって得られる値は、研究される患者について、考慮中の腫瘍マーカーのための「スコア」と呼ばれた。
4.さまざまな腫瘍マーカーで得られたスコアは、各々のマーカーに特異的な係数によって重み付けされて加えられた。下記の実施例の場合、全ての重み付けの係数は1にセットした。
5.スコアの合計は加えられるスコアの総数によって分割され、こうして得られる値に「トータルスコア」という名前をつけた。
6.患者のトータルスコアが限界値スコアに比例して増加している場合、患者は結腸直腸癌を有すると診断される。
プロデフェンシン−A6を含む2、3、4、5、7および8つのマーカーの選択のトータルスコアを表5に示す。
プロデフェンシン−A6とCEAの腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する41人の患者で上昇したトータルスコア「2」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6又はCEA単独の分析ではそれぞれ17人および28人の患者のみでの上昇が示された。
プロデフェンシン−A6とCA19−9の腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する28人の患者で上昇したトータルスコア「2」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6又はCA19−9単独の分析ではそれぞれ17人および15人の患者のみでの上昇が示された。
プロデフェンシン−A6とβ2−ミクログロブリンの腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する49人の患者で上昇したトータルスコア「2」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6又はβ2−ミクログロブリン単独の分析ではそれぞれ17人および43人の患者のみでの上昇が示された。
プロデフェンシン−A6とL−FABPの腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する41人の患者で上昇したトータルスコア「2」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6又はL−FABP単独の分析ではそれぞれ17人および35人の患者のみでの上昇が示された。
プロデフェンシン−A6、CA19−9及びCEAの腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する46人の患者で上昇したトータルスコア「3」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6、CA19−9及びCEA単独の分析ではそれぞれ17人、15人および28人の患者のみでの上昇が示された。
プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン及びCEAの腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する60人の患者で上昇したトータルスコア「3」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン及びCEA単独の分析ではそれぞれ17人、43人および28人の患者のみでの上昇が示された。
プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9及びCEAの腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する63人の患者で上昇したトータルスコア「4」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9及びCEA単独の分析ではそれぞれ17人、43人、15人および28人の患者のみでの上昇が示された。
プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、L−FABP及びCEAの腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する69人の患者で上昇したトータルスコア「4」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、L−FABP及びCEA単独の分析ではそれぞれ17人、43人、35人および28人の患者のみでの上昇が示された。
プロデフェンシン−A6、CA19−9、L−FABP及びCEAの腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する59人の患者で上昇したトータルスコア「4」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6、CA19−9、L−FABP及びCEA単独の分析ではそれぞれ17人、15人、35人および28人の患者のみでの上昇が示された。
プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9、L−FABP及びCEAの腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する71人の患者で上昇したトータルスコア「5」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9、L−FABP及びCEA単独の分析ではそれぞれ17人、43人、15人、35人および28人の患者のみでの上昇が示された。
プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9、ガレクチン−3、L−FABP、MIF及びCEAの腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する74人の患者で上昇したトータルスコア「7」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9、ガレクチン−3、L−FABP、MIF及びCEA単独の分析ではそれぞれ17人、43人、15人、13人、35人、23人および28人の患者のみでの上昇が示された。
プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9、ガレクチン−3、L−FABP、MIF、I−プラスチン及びCEAの腫瘍マーカーの組合せは、78人の患者の同じ群について、結腸直腸癌を有する75人の患者で上昇したトータルスコア「8」をえられる一方で、プロデフェンシン−A6、β2−ミクログロブリン、CA19−9、ガレクチン−3、L−FABP、MIF、I−プラスチン及びCEA単独の分析ではそれぞれ17人、43人、15人、13人、35人、23人、3人および28人の患者のみでの上昇が示された。
表5
Figure 2012522979
Figure 2012522979
Figure 2012522979
Figure 2012522979
Figure 2012522979

スコア2:CEAとプロディフェンシン−A6の組合せ
スコア2:CA19−9とプロディフェンシン−A6の組合せ
スコア2:β2−ミクログロブリンとプロディフェンシン−A6の組合せ
スコア2:L−FABPとプロディフェンシン−A6の組合せ
スコア3:CEA、CA19−9とプロディフェンシン−A6の組合せ
スコア3:CEA、β2−ミクログロブリンとプロディフェンシン−A6の組合せ
スコア4:CEA、β2−ミクログロブリン、CA19−9とプロディフェンシン−A6の組合せ
スコア4:CEA、β2−ミクログロブリン、L−FABPとプロディフェンシン−A6の組合せ
スコア4:CEA、CA19−9、L−FABPとプロディフェンシン−A6の組合せ
スコア5:CEA、β2−ミクログロブリン、CA19−9、L−FABPとプロディフェンシン−A6の組合せ
スコア7:CEA、β2−ミクログロブリン、CA19−9、ガレクチン3、プロディフェンシン−A6、L−FABPとMIFの組合せ
スコア8:CEA、β2−ミクログロブリン、CA19−9、プロディフェンシン−A6、ガレクチン3、L−FABP、MIFとI−プラスチンの組合せ
CRC+=結腸直腸癌(腺癌)を有する患者、CRC−=健康な個体。
実施例5:LC−MRM−MS技術による腫瘍マーカーの検出
1.方法論
検出限界を数ng/mlまで下げることを可能にするために、改良されたMRM−MS方法が用いられた。この方法の連続した工程は:1)大量のタンパク質の免疫除去、2)トリプシン消化、3)ペプチドのSPE(固相抽出)分画化、4)MRM−MSと組合わせた液体クロマトグラフィー(LC)である。
セッティングは、プロディフェンシン−A6合成タンパク質(配列番号1)に加えることによって、スパイク試料上で実施された。
(免疫除去)血清中の大量のタンパク質の除去は、ビバサイエンスのVivapure抗−HSAキットを使用して実施された。あるいは、CalbiochemのProteoextract アルブミン/IgGおよびバイオラドのAurumTM血清タンパク質ミニキットを使用した。製造業者の指示に従って、CNBr活性化セファロース4B樹脂(アマシャム・バイオサイエンス)に、除去するタンパク質を目的とするモノクローナル抗体を結合させることによって、実験室で特異的樹脂を製造することもできる。
(酵素消化)除去された血清試料は、30mMのジチオスレイトールを含有する6M尿素の10mMトリス溶液(pH8)で、40℃で40分間変性され、次に40分間、暗所、周囲温度で、50mMのヨードアセトアミドでアルキル化される。それらは水で6倍希釈され、トリプシン消化は1:30の酵素/基質比率を使用して37℃で一晩実施される(プロメガ)。消化は、0.5%の最終濃度でギ酸を加えることによって停止される。消化された試料は、オアシスHLB 3cc 逆相カートリッジ(60mg)(Waters)を使用して固相抽出(SPE)によって脱塩される。試料の適用の後、カートリッジを0.1%のギ酸1mlによって洗浄し、次に溶出は0.1%のギ酸を含むメタノール/水混合液(80/20 v/v)で実施される。溶出液は減圧下で乾燥される。
(SPE分画)乾燥試料は、1mlの酢酸バッファーに溶解され、酢酸バッファーとメタノールで前もって平衡化されたオアシスMCX(混合陽イオン交換)60mg混合カートリッジ(疎水性および陽イオン交換)(Waters)上にロードされる。カートリッジは、1mlの酢酸バッファーと1mlのメタノールによって洗浄される。興味があるペプチド(表6)は、メタノール/酢酸バッファー混合物(50/50 v/v)の1mlによって溶出される。酢酸バッファーのpHは、興味があるペプチドの等電点に応じて選択される。溶出液は減圧下で乾燥され、0.1%のギ酸を含むアセトニトリル/水(3/97 v/v)溶液の200μlに溶解する。50μlのアリコートは、MS−MSシステムに接続するLCに注入された。
(液体クロマトグラフィーおよび質量分析法)LC−MS分析は、Sciex API2000トリプル四重極、またはより感受性のよいSciex API4000Qtrap(複合型トリプル四重極−イオントラップMS)(MDS Sciex)のどちらかの質量分析計に接続されている、バイナリーポンプとインジェクター(Agilent Technologies)を有するHP1100シリーズ高圧クロマトグラフィーシステム(HPLC)において実施された。LC分離は、300μl/分の溶出流速で、C18シンメトリーカラム(Waters)において実施した。(溶出液A=0.1%ギ酸水溶液、溶出液B=0.1%のギ酸アセトニトリル溶液、25分間で5%Bから50%B、次に3分間で50%Bから100%Bの直線濃度勾配)。MS分析は5500V電圧で陽性イオン化法で実施され、ニードル電位として適応され、源のイオン化を可能にする。計測器照合とデータ収集は、アナリスト1.4.1ソフトウェアにより実施された。霧状ガス(空気)およびカーテン・ガス(窒素)流は、それぞれ30と20psiである。ターボVTMイオン源は400℃に、補助窒素流は40psiに合わせる。各ペプチドで記録されたMRM遷移を表6に示す。衝突エネルギー(CE)、デクラスタリング・ポテンシャル(DP)およびコリジョンセルエクジットポテンシャル(CXP)は、選択されたMRM遷移について最適化される。
2.結果
配列番号1の配列の理論上のMRM遷移のリストは、MIDAS(MRM−initiated検出およびシークエンシング)ソフトウェアを使用して生成された。このリストは、800から3000Daの質量範囲および全てのあり得るyまたはb型の断片イオンの、理論上のトリプシンペプチドの全ての二重荷電あるいは三重荷電親イオンを含む。各タンパク質について、各々の可能な遷移は、最も感受性があり、最も特異的な遷移を決定するために試験された。この選択の結果を表6に示す。ペプチドEPLQAEDDPLQAK(配列番号30)の遷移727/556のためのSPEステップの最適化の例を、図7に与える。MCXクロマトグラフ分離はさまざまなpHで実施され、pHはピークが最も高い領域を得ることを可能にするpHを実験の残りについて選択した。
さらに、AQUA型の重ペプチド(シグマ)、あるいは、重組換えタンパク質をアッセイ基準として使用して、複雑な生物媒質において興味がある腫瘍マーカーを絶対値で定量化することが可能である。
表6
Figure 2012522979
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Claims (14)

  1. 結腸直腸癌を有することが疑われる患者から取られた生物試料中のプロディフェンシン−A6マーカーの存在を決定することによる結腸直腸癌のインビトロ診断法。
  2. 少なくとも配列番号2の配列及び多くとも配列番号1の配列を有するペプチドの存在を決定することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 配列番号2の配列に特異的な結合パートナーを使用することを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 結合パートナーが少なくとも配列番号4の配列、好ましくは少なくとも配列番号6の配列(エピトープ1)及び多くとも配列番号2の配列を有するエピトープに特異的なモノクローナル抗体であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
  5. 結合パートナーがプロディフェンシン−A6を捕獲するために使われることを特徴とする、請求項3又は4に記載の方法。
  6. 以下のエピトープから選択されるエピトープを特異的に認識するモノクローナル抗体を使用することを特徴とする、請求項1から5の何れか一項に記載の方法:
    −少なくとも配列番号7[式中、XはVまたはL、XはTまたはL、XはP、SまたはC、XはPまたはS、XはWまたはT、XはA、Q、M、CまたはE、XはI、EまたはD、及びXはF、Y、SまたはL]及び多くても配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11又は配列番号12(エピトープ2)の配列のエピトープ、
    −少なくとも配列番号13[式中、XはSまたはT、XはCまたは無し、XはT、LまたはE、XはHまたはR、XはI、FまたはE、XはGまたはV、及びXはCまたはN]及び多くても配列番号14、配列番号15又は配列番号16(エピトープ3)の配列のエピトープ、
    −少なくとも配列番号17[式中、XがPまたはW、XはWまたはE、XはS、A、QまたはW、XはM、L、RまたはP、XはH、F、WまたはG、XはVまたはA、及びXはIまたはV]及び多くても配列番号18、配列番号19、配列番号20又は配列番号21(エピトープ4)の配列のエピトープ、
    −少なくとも配列番号22[式中、XがYまたはN、XはE、DまたはQ、XはT、N、R、MまたはK、XはW、HまたはF及びXはPまたはG]及び多くても配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28又は配列番号29(エピトープ5)の配列のエピトープ。
  7. エピトープ1に特異的なモノクローナル抗体及びエピトープ2、3、4または5、好ましくは2に特異的なモノクローナル抗体を使用することを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の方法。
  8. 生物試料が腫瘍から離れた試料であることを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載の方法。
  9. 結腸直腸癌を有することが疑われる患者から取られた1又は複数の生物試料において、以下のマーカーから選択される少なくとも一つの他の腫瘍マーカーの存在を決定することを含む請求項1から8の何れか一項に記載の方法:白血球エラスターゼ・インヒビター、エズリン、アミノアシラーゼ1、肝臓脂肪酸結合タンパク質、腸脂肪酸結合タンパク質、アポリポタンパク質AI、アポリポタンパク質AII、I−プラスチン、β2−ミクログロブリン、プロテアソーム20S、ガレクチン−3、L−乳酸脱水素酵素B鎖、カルレティキュリン、再生膵島由来タンパク質3α、腫瘍関連カルシウムシグナルトランスデューサー1、II型ケラチンCytoskeletal8、I型ケラチンCytoskeletal18、I型ケラチンCytoskeletal19、上皮カドヘリン、CEA、ビリン、CA19−9、CA242、CA50、CA72−2、テストステロン、TIMP−1、Cripto−1、プロテインジスルフィドイソメラーゼ、インテレクチン−1、サイトケラチン20、翻訳的に制御された腫瘍タンパク質、(プロ)デフェンシン−A5、MIF、ピルビン酸キナーゼM2−PK、カルグラニュリンC、CD24、CCSA−3(結腸癌特異的抗原)及びCCSA−4、血液中のメチル化DNA断片の検出、好ましくはAXL4遺伝子のメチル化DNAまたはセプチン−9遺伝子のメチル化DNA、糞便DNA断片の特異的な変性の検出、例えば糞便DNAの特異的な変異又は糞便DNAのメチル化プロフィールの特異的な変性、ヒト糞便のヘモグロビンの検出。
  10. プロディフェンシン−A6の存在及び以下のマーカーの存在を決定することを含むことを特徴とする請求項9に記載の方法:
    − L−FABP、
    − CA19−9とCEA、
    − β2−ミクログロブリンとCEA、
    − β2−ミクログロブリン、CA19−9とCEA、
    − β2−ミクログロブリン、L−FABPとCEA、
    − L−FABP、CA19−9とCEA、
    − β2−ミクログロブリン、CA19−9とCEA、
    − β2−ミクログロブリン、CA19−9、L−FABPとCEA、− β2−ミクログロブリン、CA19−9、ガレクチン−3、L−FABP、MIFとCEA、または− β2−ミクログロブリン、CA19−9、ガレクチン−3、L−FABP、MIF、I−プラスチンとCEA。
  11. 結腸直腸癌に関する早期診断、スクリーニング、フォローアップ治療、予後診断及び再発診断における、請求項1から10の何れか一項に記載の方法の使用。
  12. プロディフェンシン−A6のプロペプチド部分を特異的に認識するモノクローナル抗体。
  13. 少なくとも配列番号4の配列、好ましくは少なくとも配列番号6の配列及び多くとも配列番号2の配列を有するエピトープに特異的に認識する、請求項12に記載のモノクローナル抗体。
  14. 以下のエピトープから選択されるエピトープを特異的に認識する抗プロデフェンシン−A6モノクローナル抗体:
    −少なくとも配列番号7[式中、XはVまたはL、XはTまたはL、XはP、SまたはC、XはPまたはS、XはWまたはT、XはA、Q、M、CまたはE、XはI、EまたはD及びXはF、Y、SまたはL]及び多くても配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11又は配列番号12の配列のエピトープ、
    −少なくとも配列番号13[式中、XはSまたはT、XはCまたは無し、XはT、LまたはE、XはHまたはR、XはI、FまたはE、XはGまたはV及びXはCまたはN]及び多くても配列番号14、配列番号15又は配列番号16の配列のエピトープ、
    −少なくとも配列番号17[式中、XがPまたはW、XはWまたはE、XはS、A、QまたはW、XはM、L、RまたはP、XはH、F、WまたはG、XはVまたはA及びXはIまたはV]及び多くても配列番号18、配列番号19、配列番号20又は配列番号21の配列のエピトープ、
    −少なくとも配列番号22[式中、XがYまたはN、XはE、DまたはQ、XはT、N、R、MまたはK、XはW、HまたはF及びXはPまたはG]及び多くても配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28又は配列番号29の配列のエピトープ。
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