JP2018105662A - インフルエンザウイルスh5亜型の免疫検出法 - Google Patents
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Abstract
Description
したがって、高病原性鳥インフルエンザの感染を迅速に発見することは、鳥類における大規模なインフルエンザ感染拡大を防ぐ上で重要な課題であり、人における新型インフルエンザ感染を迅速に検出するうえでも重要な課題である。
この検出法における免疫測定法としては、特に限定されるものではないが、サンドイッチ式免疫測定法、とりわけELISA(Enzyme-linked immunosorbent assay)法、イムノクロマトグラフィー測定法などが好ましい。
本発明において、ポリクローナル抗体は、例えば、配列番号1に記載されるアミノ酸配列をコードするDNA配列のうち、該アミノ酸配列の172番目のアミノ酸残基を含む部分に対応するDNA断片をクローニングし、当該クローン化遺伝子を大腸菌などの宿主で遺伝子工学的に発現させて発現蛋白を抽出および精製し、この精製蛋白を抗原として常法に従って動物を免疫し、その抗血清から取得することができる。
一般に、かかるイムノクロマト法テストストリップは、抗原の第一の抗原決定基にて抗体抗原反応可能な第一の抗体と、前記抗原の第二の抗原決定基にて抗体抗原反応可能で且つ標識された第二の抗体と、膜担体とを少なくとも備え、前記第一の抗体は前記膜担体の所定位置に予め固定されて捕捉部位を形成し、前記第二の抗体は前記捕捉部位から離隔した位置で前記膜担体にてクロマト展開可能なように配置されて構成される。第一の抗体および第二の抗体は、上述のように、それぞれポリクローナル抗体であってもモノクローナル抗体であっても良いが、少なくとも何れか一方がモノクローナル抗体であることが好ましい。通常は、第一の抗体及び第二の抗体は「ヘテロ」の組み合わせで用いられ、すなわち、抗原上の位置および構造の何れもが異なる各抗原決定基をそれぞれ認識する第一の抗体及び第二の抗体が組み合わせて用いられる。しかしながら、第一の抗原決定基と第二の抗原決定基は抗原上の位置が異なっていれば構造的に同一であってもよく、また検出対象において抗原が複数発現しており、抗原決定基が複数存在することが判明している場合、第一の抗体および第二の抗体は「ホモ」の組み合わせのモノクローナル抗体であってよく、すなわち、第一の抗体および第二の抗体の両方に同一のモノクローナル抗体が使用できる。
図示の例では、膜担体3は、幅5mm、長さ36mmの細長い帯状のニトロセルロース製メンブレンフィルターで作成されている。
該膜担体3には、そのクロマト展開始点側の末端から7.5mmの位置に、第一の抗体が固定され、検体の捕捉部位31が形成される。
図示の例では、膜担体3は、ニトロセルロース製メンブレンフィルターを用いているが、被験試料に含まれる検体を毛細管現象により展開可能で、かつ、上記捕捉部位31を形成する抗体を固定可能なものであれば、いかなるものであってもよく、他のセルロース類膜、ナイロン膜、ガラス繊維膜なども使用できる。
図示の例では、含浸部材2として、5mm×15mmの帯状のガラス繊維不織布を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、セルロース類布(濾紙、ニトロセルロース膜等)、ポリエチレン、ポリプロピレン等の多孔質プラスチック布類なども使用できる。
このうち、捕捉部位31での色の変化を肉眼で観察することにより迅速かつ簡便に判定できる点から、呈色標識物質を用いることが好ましい。また捕捉部位31の色の変化を定量的に測定するために、所謂イムノクロマトリーダーを用いることも可能であるが、色の変化を定量的に測定するためにも、呈色標識物質を用いることが好ましい。
呈色標識物質としては、金コロイド、白金コロイド等の金属コロイドの他、赤色および青色などのそれぞれの顔料で着色されたポリスチレンラテックスなどの合成ラテックスや、天然ゴムラテックスなどのラテックスが挙げられ、このうち、金コロイドなどの金属コロイドが特に好ましい。
当該含浸部材2は、標識された第二の抗体の懸濁液を前記ガラス繊維不織布等の部材に含浸せしめ、これを乾燥させることなどによって作製できる。
さらに、必要に応じて、含浸部材2の上面に試料添加用部材5の下流側部分を載置するとともに、該試料添加用部材5の上流側部分を粘着シート1に貼着してもよく、また、膜担体3の下流側部分の上面に吸収用部材4の上流側部分を載置するとともに、該吸収用部材4の下流側部分を粘着シート1に貼着せしめることもできる。
吸収用部材4は、液体をすみやかに吸収、保持できる材質のものであればよく、綿布、濾紙、およびポリエチレン、ポリプロピレン等からなる多孔質プラスチック不織布等を挙げることができるが、特に濾紙が最適である。
その際、該混合液中に検体が存在すれば、抗原抗体反応により検体と第二の抗体との複合体が形成される。
この複合体は、膜担体3中をクロマト展開されて捕捉部位31に到達し、そこに固定された第一の抗体と抗原抗体反応して捕捉される。
このとき、標識物質として金コロイドなどの呈色標識物質が使用されていれば、当該呈色標識物質の集積により捕捉部位31が発色するので、直ちに、検体を定性的または定量的に測定することができる。
なお、全血を被験試料として用いるときで、特に標識抗体の標識物質として金コロイドなどの呈色標識物質が用いられる場合、前記試料添加用部材に血球捕捉膜部材を配置しておくことが好ましい。血球捕捉膜部材は、前記含浸部材と前記試料添加用部材との間に積層することが好ましい。これにより、赤血球が膜担体に展開されるのが阻止されるので、膜担体の捕捉部位における呈色標識の集積の確認が容易になる。血球捕捉膜部材としては、カルボキシメチルセルロース膜等血球を捕捉できる素材を用いることができる。
インフルエンザウイルスH5亜型であるA/duck/Pennsylvania/10128/84(H5N2)株を11日齢の孵化鶏卵の羊膜腔に接種し、培養した。数日後に羊水を採取しウイルスを得た。
得られたウイルスを抗原として、当該ウイルスに対するモノクローナル抗体を作出した。モノクローナル抗体の作出は常法に従っておこなった。
すなわち、100μgのウイルス抗原と等量のAdjuvant Complete Freund (Difco)を混合して、マウス(BALB/c、5週齢、日本SLC)に3回免疫し、その脾臓細胞を細胞融合に用いた。細胞融合には、マウスの骨髄腫細胞であるSp2/0-Ag14細胞(Shulmanら、1978)を用いた。
(1)抗インフルエンザウイルスH5亜型抗体(抗H5抗体)の調製
実施例1で得られた2種のクローンのそれぞれを、マウス腹腔に接種し、抗H5抗体を含んだ腹水を得た。さらに、常法によりプロテインG吸着体を用いたIgG精製を行い、抗H5抗体とした。
使用するガラス器具の全てを王水で洗浄した。390mlの超純水をフラスコに入れて沸騰させ、この沸騰水に塩化金酸水溶液(水溶液1リットル当たり金として1g、片山化学工業株式会社製)30mlを加え、その後、1重量% クエン酸ナトリウム水溶液60mlを加え、6分45秒後に、塩化白金酸水溶液(水溶液1リットル当たり白金として1g、和光純薬工業株式会社製)30mlを加えた。塩化白金酸水溶液添加から5分後に1重量% クエン酸ナトリウム水溶液60mlを加え、4時間還流条件下で加熱を行い、白金-金コロイド粒子溶液を得た。
上記(1)で得られた2種のクローン由来のHTA001及びHTA002の抗H5抗体を下記の手順でそれぞれ白金-金コロイド標識した。
抗H5抗体の蛋白換算重量1μg(以下、抗体の蛋白換算重量を示すとき、単に、その精製蛋白質の重量分析による重量数値で示す)と上記(2)の白金-金コロイド溶液1mlとを混合し、室温で2分間静置してこの抗体を白金-金コロイド粒子表面に結合させた後、白金-金コロイド溶液における最終濃度が1%となるように10%ウシ血清アルブミン(以下、「BSA」と記す)水溶液を加え、この白金-金コロイド粒子の残余の表面をことごとくこのBSAでブロックして、白金-金コロイド標識抗H5抗体(以下、「白金-金コロイド標識抗体」と記す)溶液を調製した。この溶液を遠心分離(5600×G、30分間)して白金-金コロイド標識抗体を沈殿せしめ、上清液を除いて白金-金コロイド標識抗体を得た。この白金-金コロイド標識抗体を10%サッカロース・1%BSA・0.5%Triton-X100を含有する50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.4)に懸濁して白金-金コロイド標識抗体溶液を得た。
図1に示されるイムノクロマト法テストストリップを下記の手順で作製した。
(4-1)抗H5抗体と白金-金コロイド標識抗体との複合体の捕捉部位
幅5mm、長さ36mmの細長い帯状のニトロセルロース膜をクロマトグラフ媒体のクロマト展開用膜担体3として用意した。
抗H5抗体1.0mg/mlが含有されてなる溶液0.5μlを、このクロマト展開用膜担体3におけるクロマト展開開始点側の末端から7.5mmの位置にライン状に塗布して、これを室温で乾燥し、インフルエンザウイルスH5亜型と白金-金コロイド標識抗体との複合体の捕捉部位31とした。抗H5抗体として、HTA001およびHTA002モノクローナル抗体を用いた。
5mm×15mmの帯状のガラス繊維不織布に、白金-金コロイド標識抗体溶液37.5μlを含浸せしめ、これを凍結乾燥させ白金-金コロイド標識抗体含浸部材2とした。白金-金コロイド標識抗体として、HTA001およびHTA002モノクローナル抗体からなる白金-金コロイド標識抗体を用いた。
(4-3)イムノクロマト法テストストリップの作製
上記クロマト展開用膜担体3、上記標識抗体含浸部材2の他に、試料添加用部材5として綿布と、吸収用部材4として濾紙を用意した。そして、これらの部材を用いて、図1と同様のクロマト法テストストリップを作製した。
白金-金コロイド標識抗体及び捕捉部位形成抗体(メンブレン固相化抗体)として、それぞれHTA001もしくはHTA002モノクローナル抗H5抗体を用いた2種類のイムノクロマト法テストストリップを用意した。
インフルエンザウイルスH5亜型弱毒株であるA/duck/Pennsylvania/10128/1984(H5N2)株および強毒株であるA/black swan/Akita/1/2016(H5N6)を評価に用いた。それぞれのウイルス液を検体希釈液で段階希釈して被験試料とした。そして、被験試料100μlを上記(4)で得られたテストストリップの試料添加用部材5にマイクロピペットで滴下してクロマト展開し、室温で15分放置後、上記捕捉部位31の呈色強度をイムノクロマトリーダー(大塚電子株式会社製)にて測定し呈色強度を測定した。A/duck/Pennsylvania/10128/1984(H5N2)株との反応性結果を表1および表2に、A/black swan/Akita/1/2016(H5N6)との反応性結果を表3および表4にそれぞれ示した。
実施例1にて作製されたHTA001およびHTA002抗H5抗体とA/duck/Pennsylvania/10128/84(H5N2)株とを混合して11日齢の孵化鶏卵の羊膜腔に接種し、培養し、数日後に羊水を採取しウイルスを得た。各羊水から得られたウイルスのヘマグルチニン遺伝子をシークエンス解析し、そのアミノ酸配列を配列番号1の配列と比較し、前記モノクローナル抗体の中和活性による選択圧の結果生じたインフルエンザウイルスのヘマグルチニン分子におけるアミノ酸変異を解析し、抗H5抗体の結合部位であるエピトープを決定した。上記A/duck/Pennsylvania/10128/84(H5N2)以外に、A/duck/Vietnam/HU1-1151/2014(H5N6)、A/black swan/Akita/1/2016(H5N6)、A/whooper swan/Hokkaido/4/2011(H5N1)、A/chicken/Kumamoto9/1-7/2014 (H5N8)およびA/duck/Vietnam/HU3-16/2015(H5N1)のインフルエンザウイルスH5亜型を用いて同様の解析を実施した。各ウイルス株に対する反応性結果を表5に示した。また各抗H5抗体のインフルエンザウイルスH5亜型のヘマグルチニン分子におけるエピトープ解析結果を表6に示した。
またHTA001抗H5抗体が認識する配列番号1の172番目のアミノ酸残基を含むエピトープは、供試したインフルエンザウイルスH5亜型に広く保存されており、各株との反応性を裏付ける結果となった。一方、HTA002抗H5抗体は配列番号1の158番目のアミノ酸残基を含むエピトープは、A/duck/Pennsylvania/10218/1984 (H5N2)は有しているものの、僅かな反応であったA/chicken/Kumamoto9/1-7/2014 (H5N8)およびA/duck/Vietnam/HU3-16/2015 (H5N1)においては一部のアミノ酸変異が起こったため反応性が低下し、全く反応性を示さなかったA/duck/Vietnam/HU1-1151/2014 (H5N6)、A/black swan/Akita/1/2016 (H5N6)およびA/whooper swan/Hokkaido/4/2011 (H5N1)においては、エピトープ中心の前位置のアミノ酸がプロリンに変異しており、抗体が認識するエピトープ周辺の構造が大きく変化したことにより、抗体が認識することができなかったものと強く示唆され、この結果がHTA002抗H5抗体を使用したキットの反応性結果に裏付けるものとなった。
上記解析結果より、HTA001抗H5抗体の認識する配列番号1に示されるヘマグルチニン蛋白のアミノ酸配列の172番目のアミノ酸を含むエピトープを認識する抗体は、広範囲のインフルエンザウイルスH5亜型を検出するために好適であることが示された。
2 含浸部材
3 膜担体
31 捕捉部位
4 吸収用部材
5 試料添加用部材
Claims (25)
- インフルエンザウイルスH5亜型のヘマグルチニン蛋白に対する抗体を用いる免疫測定法からなり、前記抗体が、配列番号1に示されるヘマグルチニン蛋白のアミノ酸配列の172番目のアミノ酸を含むエピトープに対する抗体を含有してなる、インフルエンザウイルスH5亜型の検出法。
- 前記抗体が、配列番号1に示されるヘマグルチニン蛋白のアミノ酸配列の172番目のアミノ酸を含む配列番号2に示されるエピトープに対する抗体を含有してなる請求項1に記載の検出法。
- 前記抗体がモノクローナル抗体である請求項1または2に記載の検出法。
- 前記モノクローナル抗体がインフルエンザウイルスH5亜型以外のインフルエンザウイルスとは反応しないものである請求項3に記載の検出法。
- インフルエンザウイルスH5亜型のヘマグルチニン蛋白に対する第一の抗体と第二の抗体とを用いたサンドイッチ式免疫測定法からなり、前記第一の抗体および前記第二の抗体の少なくとも何れか一方が、配列番号1に示されるヘマグルチニン蛋白のアミノ酸配列の172番目のアミノ酸を含むエピトープに対する抗体を含有してなる、インフルエンザウイルスH5亜型の検出法。
- 前記第一の抗体および前記第二の抗体の少なくとも何れか一方が、配列番号1に示されるヘマグルチニン蛋白のアミノ酸配列の172番目のアミノ酸を含む配列番号2に示されるエピトープに対する抗体を含有してなる請求項5に記載の検出法。
- 前記抗体がモノクローナル抗体である請求項5または6に記載の検出法。
- 前記モノクローナル抗体がインフルエンザウイルスH5亜型以外のインフルエンザウイルスとは反応しないものである請求項7に記載の検出法。
- 前記第一の抗体および第二の抗体の何れか一方を担体に固定しておく請求項5に記載の検出法。
- インフルエンザウイルスH5亜型のヘマグルチニン蛋白に対する第一の抗体を予め所定位置に固定せしめて形成された捕捉部位を備える膜担体を用意し、インフルエンザウイルスH5亜型のヘマグルチニン蛋白に対する第二の抗体と所定量の被験試料との混合液を、前記捕捉部位に向けて前記膜担体にてクロマト展開せしめ、前記被験試料中に含まれるインフルエンザウイルスH5亜型と前記第二の抗体とを備えた複合体を前記捕捉部位に捕捉させるイムノクロマトグラフィー測定法であって、前記第一の抗体および前記第二の抗体の少なくとも何れか一方が、配列番号1に示されるヘマグルチニン蛋白のアミノ酸配列の172番目のアミノ酸を含むエピトープに対する抗体を含有してなる、インフルエンザウイルスH5亜型のイムノクロマトグラフィー測定法。
- 前記第一の抗体および前記第二の抗体の少なくとも何れか一方が、配列番号1に示されるヘマグルチニン蛋白のアミノ酸配列の172番目のアミノ酸を含む配列番号2に示されるエピトープに対する抗体を含有してなる請求項10に記載のイムノクロマトグラフィー測定法。
- 前記第一の抗体および前記第二の抗体の少なくとも何れか一方がモノクローナル抗体である請求項10乃至11の何れか1項に記載のイムノクロマトグラフィー測定法。
- 前記モノクローナル抗体がインフルエンザウイルスH5亜型以外のインフルエンザウイルスとは反応しないものである請求項12に記載のイムノクロマトグラフィー測定法。
- 前記第二の抗体は金属コロイドまたはラテックスで標識されている請求項10に記載のイムノクロマトグラフィー測定法。
- 前記膜担体がニトロセルロース膜である請求項14に記載のイムノクロマトグラフィー測定法。
- インフルエンザウイルスH5亜型のヘマグルチニン蛋白に対する第一の抗体と第二の抗体と膜担体とを少なくとも備え、前記第一の抗体は前記膜担体の所定位置に予め固定されて捕捉部位を形成し、前記第二の抗体は適当な標識物質で標識され、かつ、前記捕捉部位から離隔した位置で前記膜担体にてクロマト展開可能なように配置されてなるイムノクロマト法テストストリップであって、前記第一の抗体および前記第二の抗体の少なくとも何れか一方が、配列番号1に示されるヘマグルチニン蛋白のアミノ酸配列の172番目のアミノ酸を含むエピトープに対する抗体を含有してなる、インフルエンザウイルスH5亜型検出用イムノクロマト法テストストリップ。
- 前記第一の抗体および前記第二の抗体の少なくとも何れか一方が、配列番号1に示されるヘマグルチニン蛋白のアミノ酸配列の172番目のアミノ酸を含む配列番号2に示されるエピトープに対する抗体を含有してなる請求項16に記載のイムノクロマト法テストストリップ。
- 前記第一の抗体および前記第二の抗体の少なくとも何れか一方がモノクローナル抗体である請求項16及び17の何れか1項に記載のイムノクロマト法テストストリップ。
- 前記モノクローナル抗体がインフルエンザウイルスH5亜型以外のインフルエンザウイルスとは反応しないものである請求項18に記載のイムノクロマト法テストストリップ。
- 前記第二の抗体は金属コロイドまたはラテックスで標識されている請求項16に記載のイムノクロマト法テストストリップ。
- 前記膜担体がニトロセルロース膜である請求項20に記載のイムノクロマト法テストストリップ。
- 配列番号1に示されるヘマグルチニン蛋白のアミノ酸配列の172番目のアミノ酸を含むエピトープを認識するモノクローナル抗体。
- インフルエンザウイルスH5亜型以外のインフルエンザウイルスとは反応しないものである請求項22に記載のモノクローナル抗体。
- 配列番号1に示されるヘマグルチニン蛋白のアミノ酸配列の172番目のアミノ酸を含む配列番号2に示されるエピトープを認識するモノクローナル抗体。
- インフルエンザウイルスH5亜型以外のインフルエンザウイルスとは反応しないものである請求項24に記載のモノクローナル抗体。
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