JP2016028254A - ヘモグロビン、ヘモグロビンバリアント、及び糖化フォームの多重免疫アッセイ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヘモグロビン、そのバリアント、及びそれらの糖化フォームは、糖化バリアントや試料中のバリアントの混在に関連する他の要素を説明するための、HbAIcの測定されたレベルの補正を可能とする多重アッセイにおいて、個別に決定される。当該多重アッセイに特に適した新規抗体も提供される。
【選択図】図1
Description
本発明は、糖化ヘモグロビンのアッセイの分野に関するものである。
1又は2型糖尿病に罹患した個体において、血糖管理(glycemic control)の維持は最も重要であり、そのような維持には、これらの個体の血液中のヘモグロビンA1cのレベルの決定が必要である。糖尿病の世界での蔓延率の増大を考慮すると、正確かつ再現可能なHbA1cアッセイが必要である。また、HbA1cアッセイは、糖尿病患者のスクリーニングにも使用される。
本発明により検出されるべきヘモグロビンバリアントは、文献で報告された公知のいずれかのバリアント、又は他のヘモグロビン、糖化ヘモグロビン及び糖尿病の技術分野の医師及び研究者に知られているバリアントである。上記のように、最もありふれたヘモグロビンバリアントはHbS, HbC, HbE, 及びHbDの4つであるが、これら4つに加えて、又はこれらの幾つかに代わり、他のバリアントが検出される場合もある。例えば、ベータサラセミアで増大するバリアントは、HbF及びHbA2の2つである。多重アッセイにおけるこれらの各バリアントに使用される結合メンバーは、一般にモノクローナル抗体であり、好ましくは、多重アッセイ専用に開発されたものである。当該抗体は、好ましくは、交差活性を最小にするように他のバリアントから各バリアントを区別する、及び最も重要なことだが野生型ヘモグロビンA0からバリアントを区別する、バリアント上のエピトープに結合する。試料中の全ヘモグロビンの濃度の数値の使用を必要とする本発明の幾つかの態様において、濃度は、免疫アッセイ手段又は非免疫アッセイ手段のいずれかにより決定できる。非免疫アッセイ手法の一例は、光学密度の決定である。他の例は、ヘモグロビンの分野の当業者にとって明白であろう。免疫アッセイにより全ヘモグロビン濃度が決定される態様において、当該決定は、多重アッセイの一部として実施され得る。多重アッセイにおける全ヘモグロビンに対する抗体は、モノクローナル抗体又はポリクローナル抗体のいずれであってもよく、また、HbA1cの抗体は、モノクローナル抗体又はポリクローナル抗体のいずれであってもよく、好ましくはモノクローナル抗体である。
本明細書中で使用されるとき「抗体」は、結合タンパク質として機能的に規定され、そして抗体を産生する動物の免疫グロブリンをコードする遺伝子のフレームワーク領域由来であると当業者に認識されるアミノ酸配列を有するものとして構造的に規定される、タンパク質を指す。抗体は、免疫グロブリン遺伝子又は免疫グロブリン遺伝子の断片に実質的にコードされる1つ以上のポリペプチドからなり得る。認識された免疫グロブリン遺伝子として、カッパー、ラムダ、アルファ、ガンマ、デルタ、イプシロン及びミュー定常領域遺伝子が挙げられ、また、無数の免疫グロブリン可変領域遺伝子が挙げられる。軽鎖は、カッパー又はラムダのいずれかとして分類される。重鎖は、ガンマ、ミュー、アルファ、デルタ又はイプシロンとして分類され、これらはそれぞれ免疫グロブリンのクラスIgG, IgM, IgA, IgD及びIgEとして規定される。
VHLTPEEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKVKAHGKKVLGAFSDGLAHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFRLLGNVLVCVLAHHFGKEFTPPVQAAYQKVVAGVANALAHKYH
本明細書中に記載のヘモグロビンベータ鎖中のアミノ酸残基の配置は、他に特段の言及が無い限り、このアミノ酸配列に準拠する。
ヘモグロビンバリアントHbSは、ヘモグロビンベータ鎖の6位にあるグルタミン酸がバリンに置換された点突然変異を有する。
ヘモグロビンバリアントHbCは、ヘモグロビンベータ鎖の6位でグルタミン酸と置換されたリシスを有する。本発明に使用される抗HbCモノクローナル抗体は、典型的には、HbS及びHbA0に対する親和性の100倍以上の親和性でHbCと結合する。幾つかの態様において、前記モノクローナル抗体は、最小エピトープ4TPKEKSAVT12と結合する。幾つかの態様において、前記抗体は、結合に重要な残基が残基3LT4及び6Kであるように、結合親和性を有する。幾つかの態様において、結合に重要な残基は、3LT4及び6KE7であってもよい。また、前記結合特異性は、6位でリシンをアルギニン又はヒスチジンで置換することを許容するが、他のアミノ酸の置換は、反応性を、少なくとも2倍、典型的には3倍以上の損失を引き起こす。他の態様において、HbC抗体の反応性は、6位のリシンがアルギニン、チロシン、アスパラギン、グルタミン又はグリシンで置換されることを許容するが、他のアミノ酸残基による置換は、反応性の損失を引き起こす。
HbEは、ヘモグロビンベータ鎖の26位でグルタミン酸がリシンに置換されている。本発明の抗HbEモノクローナル抗体は、HbEに対して、HbAと比較して、典型的には4倍又は5倍以上、しばしば10倍以上の反応性で結合する。幾つかの態様において、前記モノクローナル抗体は、最小エピトープ22EVGGK26に結合する。幾つかの態様において、そのような抗HbE抗体は、22EVGGK26に対する結合特異性を有し、22Eに依存し、21D、23V及び26Kは結合に重要である。幾つかの態様において、前記抗体は、26位のKのS, T、A, R, Q又はGへの置換が結合活性を少なくとも50%、典型的には70%又はそれ以上保持するように、結合特異性を有する。幾つかの態様において、26位のKのS, T、A, R, 又はVへの置換が結合活性を少なくとも50%、典型的には70%又はそれ以上保持するように、結合特異性を有する。
HbDは、ヘモグロビンベータ鎖の121位のグルタミン酸がグルタミンで置換されたものである。本発明の抗HbDモノクローナル抗体のHbDへの反応性は、HbAへの反応性と比較して、典型的には少なくとも3倍又はそれ以上である。幾つかの態様において、前記抗体は、最小エピトープ121QFTPP125と結合する。幾つかの態様において、前記抗体の結合特異性において、119G, 121QF122, 及び124pp125が重要である。
を使用して、又は様々な免疫原の組み合わせ又は連続注射により取得できる。所望のHbD結合特異性を有する抗体の取得に利用できる他の免疫原ペプチドは、当業者にとって容易に明らかになり得る。
本発明は、本発明において使用される全反応性抗体をも提供する。そのような抗体は、様々なフォームのヘモグロビンと結合し得る。全反応性抗体は、H5bis-KLH : H2N- CYGVTALWGKVNVDEVGGK-CONH2又は H1-KLH : H2N-VHLTPEEKSAVTALW-C-CONH2を含む、多数の異なる免疫原を使用して生産できる。そのようなペプチド免疫原は、原型又は変性HbA0と混合して、又は原型及び/又は変性HbA0と連続して注射され得る。当該技術分野で理解されるように、Hbバリアントに加えてHbA0に選択的に結合するHb抗体を取得するために、任意の数のHb抗原が使用され得る。全反応性抗体は、モノクローナル又はポリクローナル抗体であってもよい。全反応性抗体は、ペプチド免疫原を使用せずに、原型又は変性ヘモグロビンを用いた免疫化により取得することも出来る。
本発明は、追加で、糖化ヘモグロビンに結合特異性を有する抗HbA1c抗体を提供する。そのような抗体は、GP3-KLH : 1-デオキシフルクトピラノシル-HN-VHLTPEE-Hx-C-CONH2等の免疫原を使用して生産され得る。前記抗体はIgGであり、たとえば、当該抗体は、IgG1、IgG2、又はIgG3アイソタイプを有し得る。いくつかの態様において、軽鎖定常領域はカッパー鎖である。他の態様において、軽鎖定常領域は、ラムダ鎖であってもよい。
HbF及びHbA2も、本発明の方法を使用してアッセイされ得る。HbA0又は他のタンパク質と比較してHbFに、又はHbA0又は他のタンパク質と比較してHbA2抗体に選択的に結合する抗体は、A0ベータ鎖と比較してデルタ及びガンマ鎖において複数の差異があるため、HbFに特異的な、又はHbA2に特異的なペプチド配列を有する免疫原を使用して取得できる。
本発明の抗ヘモグロビン抗体は、ヘモグロビンタンパク質又はその断片を用いて作製され、又は組換え生産され得る。抗体の結合特異性を決定するために、当該技術分野で周知の様々な技術が使用され得る。抗体の特異的免疫反応性を決定するのに使用され得る免疫アッセイの設定及び条件の記載として、例えばHarlow & Lane, Antibodies, A Laboratory Manual ( 1988)を参照されたい。
本発明の実施において、ヘモグロビンA1cヘモグロビンバリアント、及び全ヘモグロビンが、様々な免疫アッセイの様式を経て測定され得る。一例としてサンドイッチ法が挙げられ、当該手法において、解析物に対する特異的抗体が固相ビーズに固定され、検出は、ヘモグロビン種に対する1つ以上の抗体を有するビーズを探索することにより達成される。全てのヘモグロビン種に結合するユニバーサル抗体が当該探索に使用され得るが、2つ以上の検出抗体が使用される場合もある。一例として図1に示すように、ヘモグロビンHbA1c及び最もありふれた4つのヘモグロビンバリアント種HbS, HbC, HbE,及びHbDの全ヘモグロビンに特異的な個々の抗体が、それぞれビーズの個別のサブ集団に結合させられるが、全てのヘモグロビン種に結合し、標識としてフィコエリスリン(PE)を担持するユニバーサル抗体が、使用される。サンドイッチアッセイ法において、各アッセイの抗体の量は、解析物(当該アッセイに指向される特定のフォームのヘモグロビン)が過剰になるように選択されるので、当該抗体は、結合反応における限定試薬である。そうすることにより全ヘモグロビンに対する抗体と例えば個々のヘモグロビンに対する抗体との間の競合が最小化される。しかしながら、当該技術分野の手法に属するアッセイパラメーターの調整及び適切な抗体の選択により、競合アッセイ法は、ヘモグロビン種の多重検出に利用することもできる。
本実施例は、本発明の実施において使用される6つのヘモグロビン候補抗体の結合活性を表す。当該6つの抗体を以下に示す。
19E10-E7 (HbS特異的) 7B3-2C3-1G10 (HbD特異的)
12C8-A11 (HbC特異的) 13G7-E8-3H3 (HbA1c特異的)
4A10-2D6-2G8 (HbE特異的) 3E5-DLE10-3A3 (全反応性)
本実施例は、本発明に係るサンドイッチ免疫アッセイを用いた、全ヘモグロビンに対するヘモグロビン及びヘモグロビンバリアントタンパク質のパーセンテージの測定を示す。固相捕捉ビーズ免疫試薬が、実施例1に記載のHbA0, HbA1c, HbS, HbC, HbE及びHbDに特異的な6つのモノクローナル抗体を用いて開発された。
Claims (48)
- 単一の血液細胞溶解物の試料中の、HbA1c、及び多数のヘモグロビンバリアントを含む多数のヘモグロビン含有解析物を個別に検出する方法であり、当該方法が:
(a)前記試料をビーズの集団とインキュベーションし、当該集団が均一な混合物(common mixture)中の多数のサブ集団からなり、当該集団の各ビーズに、前記解析物と同数の多数の分類染料(classifier dye)の一つが結合しており、そして当該分類染料は、当該分類染料、ひいては前記サブ集団が、当該分類染料が励起されることで放射される蛍光放射により互いに区別されるように選択され、当該各サブ集団が、更に、前記解析物の1つに選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーを結合させていることにより、各解析物を、前記サブ集団に結合させられた前記免疫学的結合メンバーを介して、個々のビーズサブ集団と結合させること;
(b)前記サブ集団のビーズに結合した前記解析物を、全ての前記解析物と結合する標識された結合メンバーとインキュベーションすることにより、当該解析物に標識を結合させること;及び
(c)そのように標識された前記結合した解析物について、蛍光放射によりサブ集団の標識を区別しながら、前記結合した解析物に結合した標識を検出することにより、当該解析物を個別に検出すること;
を含む、前記方法。 - 前記多数のヘモグロビン含有解析物が、全ヘモグロビン、HbA1c、及び前記多数のヘモグロビンバリアントからなる、請求項1に記載の方法。
- 前記HbA1cに選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーがモノクローナル抗体である、請求項2に記載の方法。
- 前記多数のヘモグロビンバリアントが、HbS, HbC, HbE, 又はHbDの1つ以上である、請求項1に記載の方法。
- 前記ヘモグロビンバリアントHbS, HbC, HbE, 又はHbDに選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーが、当該バリアント及び糖化バリアントに選択的に結合するモノクローナル抗体である、請求項4に記載の方法。
- 前記バリアントがHbCであり、HbC及び糖化HbCに選択的親和性を有する免疫学的結合メンバーが、HbC最小エピトープ4TPKEKSAVT12に結合するモノクローナル抗体である、請求項5に記載の方法。
- 前記バリアントがHbSであり、HbS及び糖化HbSに選択的親和性を有する免疫学的結合メンバーが、HbS最小エピトープ3LTPVEKSAVT12に結合するモノクローナル抗体である、請求項5に記載の方法。
- 前記バリアントがHbEであり、HbE及び糖化HbEに選択的親和性を有する免疫学的結合メンバーが、HbE最小エピトープ22EVGGK26又は21DEVGGK26に結合するモノクローナル抗体である、請求項5に記載の方法。
- 前記バリアントがHbDであり、HbD及び糖化HbDに選択的親和性を有する免疫学的結合メンバーが、HbD最小エピトープ121QFTPP125又は119GKQFTPP125に結合するモノクローナル抗体である、請求項5に記載の方法。
- 前記多数のビーズサブ集団が、全ヘモグロビンに結合するサブ集団を含まず、そして前記方法が、更に、非免疫アッセイ手段により全ヘモグロビンを判定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記多数のビーズサブ集団が、全ヘモグロビンに結合するサブ集団を含み、全ヘモグロビンに対する選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーがモノクローナル抗体である、請求項1に記載の方法。
- 前記モノクローナル抗体が、ベータグロビン鎖最小エピトープ9SAVTALWGKVV20、8KSAVTALWGVV20、又は11VTALW15に結合する、請求項11に記載の方法。
- 前記多数のビーズサブ集団が、全ヘモグロビンに結合するサブ集団を含み、全ヘモグロビンに選択的結合親和性を有する前記免疫学的結合メンバーがポリクローナル抗体である、請求項1に記載の方法。
- 前記血液細胞溶解物が変性血液細胞ライゼートである、請求項1に記載の方法。
- 前記試料が糖尿病患者から採取されたものである、請求項1に記載の方法。
- 血液細胞溶解物の試料中の、全ヘモグロビンに対するHbA1cの比率を決定する方法であり、当該比率は、HbA1cの測定に干渉するヘモグロビンバリアントが当該溶解物中に存在する可能性を考慮して調整され、当該方法が:
(a)前記試料をビーズの集団とインキュベーションし、当該集団が均一な混合物中の多数のサブ集団からなり、当該集団の各ビーズに、多数の分類染料の一つが結合しており、そして当該分類染料は、当該分類染料、ひいては前記サブ集団が、当該分類染料が励起されることで放射される蛍光放射により互いに区別が可能なように選択され、当該各サブ集団が、更に、HbA1c及びヘモグロビンバリアントを含む多数の解析物の1つに選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーを結合させていることにより、各解析物を、当該免疫学的結合メンバーを介して、個々のビーズサブ集団と結合させること;
(b)前記サブ集団のビーズに結合した前記解析物を、全ての前記解析物と結合する標識された結合メンバーとインキュベーションすることにより、当該解析物に標識を結合させること;
(c)そのように標識された前記結合した解析物について、蛍光放射によりサブ集団の標識を区別しながら、前記結合した解析物に結合した標識を検出することにより、前記試料中の当該解析物の濃度を個別に検出すること;及び
(d)前記濃度から全ヘモグロビンに対するHbA1cの比率を決定し、当該比率が、検出されたヘモグロビンバリアント濃度とHbA1cの濃度との間の予め決められた関係に実験的に由来する調整係数により、当該ヘモグロビンバリアントの濃度で調整されること;
を含む、前記方法。 - 前記多数の解析物が、更に、全ヘモグロビンを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記多数のビーズサブ集団が全ヘモグロビンに結合するサブ集団を含まず、更に前記方法が、非免疫アッセイ手法により全ヘモグロビンを決定することを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記HbA1cに選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーがモノクローナル抗体である、請求項16に記載の方法。
- 前記多数のビーズサブ集団が全ヘモグロビンに結合するサブ集団を含み、前記全ヘモグロビンに対して選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーがモノクローナル抗体である、請求項16に記載の方法。
- 前記モノクローナル抗体が、ベータグロビン最小エピトープ9SAVTALWGKVV20、8KSAVTALWGKVNV20、又は11VTALW15に結合する、請求項20に記載の方法。
- 前記多数のビーズサブ集団が全ヘモグロビンに結合するサブ集団を含み、前記全ヘモグロビンに対して選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーがポリクローナル抗体である、請求項16に記載の方法。
- 前記血液細胞溶解物が変性血液細胞溶解物である、請求項16に記載の方法。
- 前記ヘモグロビンバリアントが、HbC, HbS, HbD, 及びHbEから成る群から選択される、請求項16に記載の方法。
- 前記ヘモグロビンバリアントHbC, HbS, HbD, 又はHbEに選択的に結合する免疫学的結合メンバーが、当該ヘモグロビンバリアント及び糖化バリアントに結合するモノクローナル抗体である、請求項24に記載の方法。
- 前記ヘモグロビンバリアントがHbCであり、HbCに選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーが、HbC最小エピトープ4TPKESAVT12に結合するモノクローナル抗体である、請求項25に記載の方法。
- 前記ヘモグロビンバリアントがHbSであり、当該バリアントに選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーが、HbS最小エピトープ3LTPVESAVT12に結合するモノクローナル抗体である、請求項25に記載の方法。
- 前記ヘモグロビンバリアントがHbEであり、当該バリアントに選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーが、HbE最小エピトープ22EVGGK26又は21DEVGGK26に結合するモノクローナル抗体である、請求項25に記載の方法。
- 前記ヘモグロビンバリアントがHbDであり、当該バリアントに選択的結合親和性を有する免疫学的結合メンバーが、HbD最小エピトープ121QFTPP125又は119GKQFTPP125に結合するモノクローナル抗体である、請求項25に記載の方法。
- 前記試料が糖尿病患者から採取されたものである、請求項16に記載の方法。
- 血液細胞溶解物の試料中の、全ヘモグロビンに対する糖化ヘモグロビンバリアントの比率を決定する方法であり、当該方法が:
(a)前記試料をビーズの集団とインキュベーションし、当該集団が均一な混合物中の多数のサブ集団からなり、当該集団の各ビーズに、多数の分類染料の一つが結合しており、そして当該分類染料は、当該分類染料、ひいては前記サブ集団が、当該分類染料が励起されることで放射される蛍光放射により互いに区別が可能なように選択され、当該各サブ集団が、更に:
第一の免疫学的結合メンバーとして、前記糖化ヘモグロビンバリアント及びHbA1cの両方からなる第一の解析物に選択的結合親和性を有するもの、及び
第二の免疫学的結合メンバーとして、前記ヘモグロビンバリアント及び前記糖化ヘモグロビンバリアントの両方からなる第二の分析物に選択的結合親和性を有するもの
を含む多数の免疫学的結合メンバーの1つを有することにより、当該第一及び第二の解析物を、当該第一及び第二の各免疫学的結合メンバーと結合させること;
(b)結合した前記第一及び第二解析物を、全ての前記解析物と結合する標識された結合メンバーとインキュベーションすることにより、当該解析物に標識を結合させること;
(c)そのように標識された前記結合した解析物について、蛍光放射によりサブ集団の標識を区別しながら、前記標識を検出することにより、前記試料中の当該第一及び第二の解析物の濃度を個別に検出すること;及び
(d)全ヘモグロビンの濃度を決定し、そして前記濃度から全ヘモグロビンに対する前記第一の解析物の比率を決定し、当該比率が、検出されたヘモグロビンバリアント濃度と全ヘモグロビン濃度との間の予め決められた関係に実験的に由来する調整係数により、全ヘモグロビンに対する当該第二の解析物の濃度で調整されることにより、全ヘモグロビンに対する糖化ヘモグロビンバリアントの比率を決定すること;
を含む、前記方法。 - 前記多数の免疫学的結合メンバーが、更に全ヘモグロビンに選択的親和性を有する第三の免疫学的結合メンバーを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記全ヘモグロビンに選択的結合親和性を有する第三の免疫学的結合メンバーがモノクローナル抗体である、請求項32に記載の方法。
- 前記モノクローナル抗体が、ベータグロビン最小エピトープに結合し、当該モノクローナル抗体が、ベータグロビン最小エピトープ9SAVTALWGKVNV20、8KSAVTALWGKVNV20、又は11VTALW 15に結合する、請求項33に記載の方法。
- 前記全ヘモグロビンに選択的親和性を有する第三の免疫学的結合メンバーがポリクローナル抗体である、請求項32に記載の方法。
- 前記多数の免疫学的結合メンバーが、全ヘモグロビンに対する選択的親和性を有する免疫学的結合メンバーを含まず、前記工程(d)における全ヘモグロビンの濃度が、非免疫アッセイ手段により決定される、請求項31に記載の方法。
- 前記第一の解析物に選択的結合親和性を有する第一の免疫学的結合メンバーがモノクローナル抗体である、請求項31に記載の方法。
- 前記第二の解析物に選択的結合親和性を有する第二の免疫学的結合メンバーがモノクローナル抗体である、請求項31に記載の方法。
- 前記第二の解析物が、HbC, HbS, HbD, 及びHbEからなる群から選択される、請求項31に記載の方法。
- 前記第二の解析物がHbCであり、前記第二の免疫学的結合メンバーが、HbC最小エピトープ4TPKEKSAVT12に結合するモノクローナル抗体である、請求項39に記載の方法。
- 前記前記第二の解析物がHbSであり、前記第二の免疫学的結合メンバーが、HbS最小エピトープ3LTPVEKSAVT12に結合するモノクローナル抗体である、請求項39に記載の方法。
- 前記前記第二の解析物がHbEであり、前記第二の免疫学的結合メンバーが、HbE最小エピトープ22EVGGK26又は21DEVGGK26に結合するモノクローナル抗体である、請求項39に記載の方法。
- 前記前記第二の解析物がHbDであり、前記第二の免疫学的結合メンバーが、HbD最小エピトープ121QFTPP125又は119GKQFTPP125に結合するモノクローナル抗体である、請求項39に記載の方法。
- 前記試料が糖尿病患者から採取されたものである、請求項31に記載の方法。
- HbC最小エピトープ4TPEKSAVT12に結合する、ヘモグロビンバリアントHbC及び糖化HbCに選択的に結合するモノクローナル抗体。
- HbS最小エピトープ3LTPVEKSAVT12に結合する、ヘモグロビンバリアントHbS及び糖化HbSに選択的に結合するモノクローナル抗体。
- HbE最小エピトープ22EVGGK26又は21DEVGGK26に結合する、ヘモグロビンバリアントHbE及び糖化HbEに選択的に結合するモノクローナル抗体。
- HbD最小エピトープ121QFTPP125又は119GKQFTPP125に結合する、ヘモグロビンバリアントHbD及び糖化HbDに選択的に結合するモノクローナル抗体。
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