JP2018512862A - 凝集の検出方法及びその方法を実施する際に使用する組成物 - Google Patents

凝集の検出方法及びその方法を実施する際に使用する組成物 Download PDF

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Abstract

サンプル中の抗原結合物質を検出するための方法を提供する。本発明の方法の態様は、近接に基づく抗原結合ポリヌクレオチドの高感度な会合による、抗原結合物質とポリヌクレオチド結合抗原との凝集を検出することを含む。本発明の方法の態様は、核酸の増幅を通じて、このような近接に基づく会合を検出する方法も含む。加えて、本発明の方法の様々な実施形態を実施するのに有用な組成物、例えば試薬、キット及び器具を提供する。

Description

相互参照
本願は、2015年4月17日に提出された米国特許仮出願第62/149,324号に基づく恩典を主張するものであり、この仮出願は、参照により、その全体が本明細書に援用される。
連邦政府による資金提供を受けた研究に関する声明
本発明は、National Institutes of Healthにより拠出されたGMO059907−13号助成金の下、米国政府の支援によりなされたものである。米国政府は本発明において一定の権利を有する。
テキストファイルとして提供する配列表の、参照による援用
「BERK−284WO_SeqList_ST25.txt」というテキストファイルとして、2016年4月15日に作成した4KBのサイズの配列表を本明細書とともに提供する。このテキストファイルの内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される。
序論
利用可能な多くの生体分子検出アッセイ方法のうち、ラテックス粒子の凝集を含む、粒子の凝集に基づく方法は、生物学研究、ならびにヒト及び動物用医療において、特には、流体試験サンプル中の抗体を検出するために、広く使用され続けている。凝集アッセイの手順には、簡潔、応用範囲が広い、無害といった利点がある。また、凝集アッセイは、概して迅速であり、短期間で結果が得られる。これらの利点にもかかわらず、凝集アッセイは、検出限界が劣っており、かつ/または凝集アッセイでは大量のサンプルが必要であることから、解析目的では酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)が好まれ、凝集アッセイは一般的に見過ごされている。
概要
サンプル中の抗原結合物質の検出方法を提供する。この方法の態様には、近接に基づく抗原結合ポリヌクレオチドの高感度な会合によって、ポリヌクレオチド結合抗原を伴う抗原結合物質が凝集したことを検出することが含まれる。この方法の態様は、核酸の増幅を通じて、上記のような近接に基づく会合を検出する方法も含む。加えて、本発明の方法の様々な実施形態を実施するのに有用な組成物、例えば試薬、キット及び器具を提供する。
本開示の態様は、サンプル中の抗原結合物質の検出方法であって、a)サンプルを、第1のポリヌクレオチドにコンジュゲートされた、抗原である第1の分子、及び第2のポリヌクレオチドにコンジュゲートされた、抗原である第2の分子に、前記第1の分子と前記第2の分子に結合した抗原結合物質を含む複合体を形成させるのに十分な条件で、接触させる工程と、b)アンプリコンを形成させるために、この複合体の第1のポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドを結合させる工程と、c)増幅産物を生成するために、このアンプリコンを増幅する工程と、d)この増幅産物を検出する工程であって、この増幅産物の検出によって、抗原結合物質の検出を可能にする前記工程、とを含む方法を含む。いくつかのケースでは、第1の分子の抗原と、第2の分子の抗原は同じである。いくつかのケースでは、抗原結合物質は抗体、例えば、免疫グロブリンA(IgA)、免疫グロブリンD(IgD)、免疫グロブリンE(IgE)、免疫グロブリンG(IgG)または免疫グロブリンM(IgM)である。いくつかのケースでは、抗原はポリペプチドである。いくつかのケースでは、上記の結合工程は、架橋ポリヌクレオチドを第1のポリヌクレオチド及び第2のポリヌクレオチドにハイブリダイズさせることを含む。いくつかのケースでは、上記の結合工程は、第1のポリヌクレオチドのヌクレオチド配列を第2のポリヌクレオチドの相補的なヌクレオチド配列にハイブリダイズさせることを含む。いくつかのケースでは、第1のポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドの相補的なヌクレオチド配列は、少なくとも6ヌクレオチド長である。いくつかのケースでは、上記の結合工程は、第1のポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドをライゲーションすることを含む。いくつかのケースでは、本発明の方法は、サンプルをスプリントポリヌクレオチドと接触させる工程をさらに含み、結合工程は、このスプリットポリヌクレオチドを第1のポリヌクレオチドもしくは第2のポリヌクレオチド、または第1のポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドの両方にライゲーションすることを含む。いくつかのケースでは、第1のポリヌクレオチドと、第2のポリヌクレオチドと、架橋ポリヌクレオチドは、DNAポリヌクレオチドであり、ライゲーションは、サンプルをDNAリガーゼと接触させることを含む。いくつかのケースでは、本発明の方法は、架橋ポリヌクレオチドを第1のポリヌクレオチド及び第2のポリヌクレオチドにハイブリダイズさせる工程と、ハイブリダイズ工程後に、第1のポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドをライゲーションする工程と、ライゲーション工程後に、架橋ポリヌクレオチドを特異的に分解する工程とを含む。いくつかのケースでは、架橋ポリヌクレオチドは、1つ以上のヌクレオシドアナログを含み、分解工程は、サンプルを1つ以上の塩基除去試薬と接触させることを介して、1つ以上のヌクレオシドアナログの塩基を除去することを含む。いくつかのケースでは、この1つ以上の塩基除去試薬は、グリコシラーゼ、エンドヌクレアーゼまたはこれらを組み合わせたものを含む。いくつかのケースでは、1つ以上のヌクレオシドアナログは、デオキシリボウラシルを含む。いくつかのケースでは、増幅工程は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による増幅を含む。いくつかのケースでは、増幅工程は、等温増幅を含む。いくつかのケースでは、検出工程は、増幅産物の定量に基づいて、サンプル中の抗原結合物質の量を測定することを含む。いくつかのケースでは、増幅工程は、定量PCRを含む。いくつかのケースでは、本発明の方法は、15ng/ml未満の濃度の、サンプル中の抗原結合物質の存在を検出する。いくつかのケースでは、本発明の方法は、100pg/ml未満の濃度の、サンプル中の抗原結合物質の存在を検出する。いくつかのケースでは、サンプルは、抗ポリヌクレオチド抗体を有する疑いのある対象から得る。いくつかのケースでは、サンプルは、ある状態を有する疑いのある対象から得る。いくつかのケースでは、この状態は、感染を含む。いくつかのケースでは、この状態は、自己免疫性障害または炎症性障害を含む。いくつかのケースでは、この状態は、新生物に対する免疫応答を含む。いくつかのケースでは、この状態は、腫瘍随伴症候群である。いくつかのケースでは、新生物は、前立腺がん、乳がん、肺がん、大腸がん、胃がん、肝臓がん及び甲状腺がんからなる群から選択されるがんである。いくつかのケースでは、状態は、代謝性疾患を含む。いくつかのケースでは、代謝性疾患は、糖尿病である。いくつかのケースでは、サンプルは、組織サンプルである。いくつかのケースでは、組織サンプルは、血液サンプルである。いくつかのケースでは、血液サンプルは、血清サンプルである。いくつかのケースでは、サンプルは、排出体液または半固体である。いくつかのケースでは、排出体液または半固体は、尿、唾液、涙、汗、膿及び糞便からなる群から選択される。いくつかのケースでは、サンプルは、抗原結合物質を産生するように構成された細胞に由来する。いくつかのケースでは、その細胞はハイブリドーマであり、抗原結合物質は、ハイブリドーマによって産生された抗体である。いくつかのケースでは、サンプルは、抗原結合物質を産生するように構成された実験動物に由来する。いくつかのケースでは、サンプルは、血液サンプルである。いくつかのケースでは、血液サンプルは、血清サンプルである。いくつかのケースでは、サンプルは、排出体液または半固体である。いくつかのケースでは、排出体液または半固体は、尿、唾液、涙、汗、膿及び糞便からなる群から選択される。いくつかのケースでは、接触工程はさらに、サンプルを遊離DNAと接触させることを含む。いくつかのケースでは、抗原である第1の分子と第1のポリヌクレオチド、及び抗原である第2の分子と第2のポリヌクレオチドはどちらも、抗原:ポリヌクレオチドが1:1〜1:4であるモル比でコンジュゲートされている。
本開示の態様は、抗原結合物質を検出するためのキットであって、a)第1のポリヌクレオチドにコンジュゲートされた第1の抗原であって、抗原結合物質の第1の抗原結合部位で、抗原結合物質に特異的に結合する前記第1の抗原と、b)第2のポリヌクレオチドにコンジュゲートされた第2の抗原であって、抗原結合物質の第2の抗原結合部位で、抗原結合物質に特異的に結合する前記第2の抗原を含むキットを含む。いくつかのケースでは、キットはさらに、第1のポリヌクレオチド及び第2のポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズする架橋ポリヌクレオチドを含む。いくつかのケースでは、第1のポリヌクレオチドは、第2のポリヌクレオチドのヌクレオチド配列に相補的であるヌクレオチド配列を含む。いくつかのケースでは、キットはさらに、第1のポリヌクレオチド、第2のポリヌクレオチドまたは架橋ポリヌクレオチドのうちの1つ以上に特異的にハイブリダイズするスプリントポリヌクレオチドを含む。いくつかのケースでは、第1の抗原と第2の抗原は同じである。いくつかのケースでは、キットはさらに、リガーゼを含む。いくつかのケースでは、キットはさらに、1つ以上の増幅試薬を含む。いくつかのケースでは、キットの構成要素は、単一の容器に存在する。いくつかのケースでは、キットの構成要素は、別々の容器に存在する。
本開示の態様は、抗原結合物質の多重化された検出のためのライブラリーであって、a)特有のプライマー結合部位を含むポリヌクレオチドにそれぞれコンジュゲートされた2つの同じ抗原を各抗原対が含む、複数の抗原対と、b)抗原対の特有のプライマー結合部位に対して相補的な配列を各プライマー対が含む、複数のプライマー対とを含むライブラリーであり、抗原対が抗原結合物質に結合すると、抗原対のポリヌクレオチドが、プライマー対によって特異的に増幅できるアンプリコンを形成させ、それによって、抗原結合物質の多重化された検出を可能にする、ライブラリーを含む。いくつかのケースでは、複数の抗原対の抗原は、自己免疫疾患抗原を含む。いくつかのケースでは、複数の抗原対の抗原は、がん抗原を含む。いくつかのケースでは、複数の抗原対の抗原は、病原体抗原を含む。いくつかのケースでは、各抗原対のポリヌクレオチドは、互いに対して相補的な配列を含む。いくつかのケースでは、各抗原対のポリヌクレオチドはそれぞれ、架橋ポリヌクレオチドに対して相補的な配列を含む。いくつかのケースでは、複数の抗原対は、単一の容器内にある。いくつかのケースでは、複数のプライマー対の各プライマー対は、別々の容器またはマルチウェルプレートの別々のウェルに存在する。
本発明は、添付の図面と併せて読むと、下記の詳細な説明から最も深く理解される。慣習に従って、図面の様々な要素は縮尺どおりではないことを強調する。それどころか、様々な要素の寸法は、明確にするために、適宜に拡大または縮小されている。図面に含まれているのは、下記の図である。
凝集した抗原と抗原結合物質の実施形態を示している。 ポリヌクレオチド結合抗原の近接会合によって形成されたポリヌクレオチド二本鎖の実施形態を示している。 ポリヌクレオチド結合抗原と架橋ポリヌクレオチドの近接会合によって形成されたポリヌクレオチド複合体の実施形態を示している。 ポリヌクレオチド結合抗原と、架橋ポリヌクレオチドと、スプリントポリヌクレオチドの近接会合によって形成されたポリヌクレオチド複合体の実施形態を示している。 ポリヌクレオチド結合抗原と架橋ポリヌクレオチドの近接会合によって形成されたポリヌクレオチド複合体の実施形態を示している。 ポリヌクレオチド結合抗原の近接会合によって形成されたポリヌクレオチド複合体であって、二本鎖ポリヌクレオチドを含むポリヌクレオチド複合体の実施形態を示している。 ポリヌクレオチド結合抗原の近接会合によって形成されたポリヌクレオチド複合体であって、会合した環状化オリゴヌクレオチドを含むポリヌクレオチド複合体の実施形態を示している。 凝集−ライゲーションによる高感度免疫複合体モニタリングプラットフォームによる抗体検出の概略を示している。 様々なサンプルタイプと標的を用いた場合の高い感度と、凝集を介する抗体検出の多重化に対する適性を示している。 様々なサンプルタイプと標的を用いた場合の高い感度と、凝集を介する抗体検出の多重化に対する適性を示している。 様々なサンプルタイプと標的を用いた場合の高い感度と、凝集を介する抗体検出の多重化に対する適性を示している。 様々なサンプルタイプと標的を用いた場合の高い感度と、凝集を介する抗体検出の多重化に対する適性を示している。 様々なサンプルタイプと標的を用いた場合の高い感度と、凝集を介する抗体検出の多重化に対する適性を示している。 様々なサンプルタイプと標的を用いた場合の高い感度と、凝集を介する抗体検出の多重化に対する適性を示している。 様々なサンプルタイプと標的を用いた場合の高い感度と、凝集を介する抗体検出の多重化に対する適性を示している。 様々なサンプルタイプと標的を用いた場合の高い感度と、凝集を介する抗体検出の多重化に対する適性を示している。 様々なサンプルタイプと標的を用いた場合の高い感度と、凝集を介する抗体検出の多重化に対する適性を示している。 様々なサンプルタイプと標的を用いた場合の高い感度と、凝集を介する抗体検出の多重化に対する適性を示している。 表1を示している。 図11A〜図11Cは、様々なサンプルタイプにおいて、様々な検出ポリヌクレオチドを用いた場合の、抗ビオチン抗体によるビオチン−DNAコンジュゲート体の凝集と、その定量的な検出結果を示している。 図12A〜図12Cは、様々なサンプルタイプにおいて、様々な検出ポリヌクレオチドを用いた場合の、抗マウスIgG抗体によるマウスIgG−DNAコンジュゲート体の凝集と、その定量的な検出結果を示している。 抗GFP抗体によるGFP−DNAコンジュゲート体の凝集と、そのqPCRベースの定量結果を示している。 図14A〜図14Cは、対応する抗体を介したマウスIgG−DNAとビオチン−DNAの凝集の定量ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)ベースの多重化された検出の結果を示している。 様々な濃度の多価ポリクローナル抗マウス抗体と一価抗マウス消化Fab断片の、qPCRによる検出及び定量結果の比較を示している。 様々な濃度のポリクローナル抗体とモノクローナル抗体の、qPCRによる検出及び定量結果の比較を示している。 PBSまたは血清における様々な抗体に関して、本明細書に記載されている方法の実施形態を用いて実験的に割り出した検出限界(LOD)を示している。 本開示の方法で、標的抗体検出の、サンプル中の抗核酸抗体による干渉を回避できることを示している。 本開示の方法で、標的抗体検出の、サンプル中の抗核酸抗体による干渉を回避できることを示している。 本開示の方法で、標的抗体検出の、サンプル中の抗核酸抗体による干渉を回避できることを示している。 本開示の方法で、標的抗体検出の、サンプル中の抗核酸抗体による干渉を回避できることを示している。 競合DNAを用いずに、抗DNA血漿及び正常血漿における抗GFP抗体を検出した結果を示している。 ポリヌクレオチドのGFP抗原へのコンジュゲートの概略図と、このようなコンジュゲート反応の効率性を銀染色によって解析したものを示している。 本開示の一実施形態による代表的なリアルタイムqPCR測定プロットを示している。 抗原とDNAのコンジュゲート比がアッセイ性能に及ぼす効果を示している。 本開示の一実施形態による、小分子−DNAコンジュゲート体合成の反応スキームの概略図を示している。 図24A〜図24Bは、本明細書に記載されているような凝集検出アッセイにおけるHIV抗体の単独型の検出と多重化された検出を示している。 ヒト口腔流体サンプル中のHIV抗体を検出する凝集アッセイによって割り出した場合の、HIV陰性対象集団とHIV陽性対象集団の分離を示している。 2つの異なるHIV抗体を検出するHIV凝集アッセイの臨床的感度と特異性を示している。
定義
「凝集(agglutination)」及び「凝集(aggregation)という用語は、同義的に用いられており、本明細書で使用する場合、抗原と抗原結合物質が結合して複合体になることを指し、この複合体は、2つ以上の抗原と、1つの抗原結合物質を含む。概して、凝集では、多価の抗原結合物質、すなわち、抗原である2つ以上の分子に結合する抗原結合物質を利用する。多価の抗原結合物質は、多くの抗原と抗原結合物質が凝集して複合体になるように促すことができる。凝集においては、抗原は、一価または多価であってよい。特定の実施形態では、凝集は、一価の抗原と多価の抗原結合物質を利用することによって生じる。特定の実施形態では、凝集は、一価の抗原と二価の抗原結合物質を利用することによって生じる。特定の実施形態では、凝集は、多価の抗原に結合する多価の抗原結合物質を利用することによって生じる。特定の実施形態では、凝集は、多価の抗原に結合する二価の抗原結合物質を利用することによって生じる。特定の実施形態では、凝集は、二価の抗原に結合する多価の抗原結合物質を利用することによって生じる。特定の実施形態では、凝集は、二価の抗原に結合する二価の抗原結合物質を利用することによって生じる。本明細書で使用する場合、凝集複合体の成分は、会合及び/または相互作用できるように、近接した状態に保つことができる。いくつかのケースでは、反応混合物の特定の成分は、凝集複合体内で近接した状態に保たれているときに、それらの相互作用の特質及び/またはその反応混合物におけるそれらの成分の相対濃度が原因で、相互作用、例えば、凝集の検出に必要な相互作用の可能性が著しく高いだけであることがある。
「抗原」という用語は、本明細書で使用する場合、いずれかの天然または合成の免疫原性物質を指す。免疫原性物質としては、外来のものである物質と、生物の体内において天然に見られる物質が挙げられる。したがって、外来の免疫原性物質の導入により、生物が、その外来の免疫原性物質に対する全身免疫応答または特異的免疫応答を示すように誘導することができる。別のケースでは、生物の体内での免疫原性物質の産生により、その生物が、ネイティブな免疫原性物質に対する特定のまたは全身の自己免疫応答を示すように誘導することができる。本明細書で使用する場合、抗原には、化学物質、小分子、生体分子(例えば、核酸)、巨大分子、ペプチド、ポリペプチド、細胞断片、細胞、単細胞生物、多細胞生物、これらの断片及びこれらを組み合わせたものが含まれるが、これらに限らない。いくつかのケースでは、抗原は、その抗原に結合する物質が知られている抗原、例えば、そのポリペプチドに結合する抗体が知られているポリペプチドであってよい。いくつかのケースでは、抗原は、その抗原に結合する物質が不明である抗原、例えば、そのポリペプチドに結合する抗体が不明であるポリペプチドであってよい。例えば、抗体を産生させることのできる抗原として、天然と合成の両方のポリペプチド及びペプチドを使用することが、例えば、Methods in Molecular Biology:Immunochemical Protocols.Ed.Burns,R.,Humana Press,2005に記載されており、この文献の開示内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される。
「ポリペプチド」、「タンパク質」及び「ペプチド」という用語は、ペプチド結合によって連結されたアミノ酸残基からなるポリマーを指す目的で、同義的に用いられており、本開示の目的においては、最小長が少なくとも8個のアミノ酸であってよい。オリゴペプチド、オリゴマー、マルチマーなどは典型的には、アミノ酸からなる、より長い鎖を指し、また、ペプチド結合によって連結されたアミノ酸が直線状に配置されているものから構成されており、生物によって、組み換えによって、または合成によって生成されるか、また、天然のアミノ酸であるか、非天然のアミノ酸であるかに関わらず、この定義に含まれる。完全長タンパク質と、8個超のアミノ酸からなるこれらの断片の両方とも、この定義に含まれる。この用語には、ポリペプチドの共翻訳修飾(例えば、シグナルペプチドの切断)と翻訳後修飾(例えば、ジスルフィド結合の形成、グリコシル化、アセチル化、リン酸化、タンパク質切断(例えば、フューリンまたはメタロプロテアーゼによる切断)など)を有するポリペプチドも含まれる。さらに、本明細書で使用する場合、「ポリペプチド」とは、天然型配列に対する欠失、付加及び置換(当業者には知られているように、概して、保存的な性質のものである)のような修飾を含むタンパク質を指す。ただし、そのタンパク質が所望の活性を維持することを条件とする。これらの修飾は、部位特異的突然変異誘発法によるように、意図的なものであることも、または、タンパク質を産生する宿主の変異もしくはPCR増幅やその他の組み換えDNA法によるエラーによるように、偶発的なものであることもできる。
「抗体」及び「免疫グロブリン」という用語は、本明細書で使用する場合、同義的に用いられており、広くは、分子全体、インタクト分子またはこれらの断片、ならびに改変及び/またはコンジュゲートされている改変及び/もしくはコンジュゲート抗体またはこれらの断片を指してよい。免疫グロブリンは、重鎖の定常領域におけるアミノ酸配列の違いに基づき、5種類のクラスに分けることができる。ある所定のクラス内の免疫グロブリンはいずれも、非常に似た重鎖定常領域を有することになる。それらの違いは、配列調査によって、または、より一般的には、血清学的手段によって(すなわち、これらの違いに注目した抗体の使用によって)検出できる。免疫グロブリンのクラスには、IgG(γ重鎖)、IgM(Mμ重鎖)、IgA(α重鎖)、IgD(δ重鎖)及びIgE(ε重鎖)が含まれる。
抗体または免疫グロブリンとは、一対の低分子量軽(L)鎖及び一対の重(H)鎖という二対のポリペプチド鎖(4つとも、ジスルフィド結合によって相互接続されている)からなる、構造的に関連した糖タンパク質のクラスを指すことができる。免疫グロブリンの構造は、十分に特徴付けがなされており、例えば、Fundamental Immunology Ch.7(Paul,W.,ed.,2nd ed.Raven Press,N.Y.(1989))を参照されたい。簡潔に述べると、各重鎖は典型的には、重鎖可変領域(Vと略称される)と重鎖定常領域(Cと略称される)から構成されている。この重鎖定常領域は典型的には、C1、C2及びC3という3つのドメインから構成されている。各軽鎖は典型的には、軽鎖可変領域(Vと略称される)と、軽鎖定常領域(本明細書では、Cと略称する)から構成されている。軽鎖定常領域は典型的には、Cという1つのドメインから構成されている。V領域とV領域はさらに、超可変性の領域(すなわち、配列が超可変可能であり及び/または構造的に定義されたループの形態であり得る超可変領域)に細分してよく、この領域は、相補性決定領域(CDR)ともいい、CDRには、CDRよりも保存的な領域(フレームワーク領域(FR)という)が挟み込まれている。
完全なインタクト抗体またはほぼインタクトな抗体は概して多価であり(多価とは、抗原である2つ以上の分子に同時に結合できることを意味する)、その一方で、抗体断片は、一価であってもよい。生物によって、免疫応答の一部として産生される抗体は概して、単特異性を有する(単特異性とは、概して単一種の抗原に結合することを意味する)。多価の単特異性抗体、すなわち、単一種の抗原である2つ以上の分子に結合する抗体は、単一の抗原エピトープに結合することができ(例えば、モノクローナル抗体)、または多数の異なる抗原エピトープに結合することもできる(例えば、ポリクローナル抗体)。
多数種の抗原に結合する多特異性(例えば、二重特異性)抗体は、当業者であれば容易に作製できるので、本明細書で使用する「抗体」という用語の使用に適宜含めてよい。また、多価抗体断片は、例えば、2つの一価抗体断片を連結することによって、作製できる。したがって、二価及び/または多価抗体断片を「抗体」という用語の使用に適宜含めてよい。多価の単特異性抗体断片または多特異性(例えば、二重特異性)抗体断片を生成するために、任意の利便的かつ適切な組み合わせで連結できる抗体断片、例えば、下記の抗体断片を当業者は容易に認識すると見られるからである。
抗体断片としては、エピトープ決定基に結合できる抗原結合断片(Fab’またはF(ab’)、(Fab)、F(ab’)などを含むFabまたはF(ab))、一本鎖可変断片(scFvまたはFv)、「第三世代」(3G)分子などが挙げられるが、これらに限らない。これらの抗体断片は、対象の抗原に選択的に結合する能力をいくらか保持しており、その断片の例としては、下記のものが挙げられるが、これらに限らない。
(1)Fab(抗体分子の一価の抗原結合断片を含む断片)は、全抗体を酵素のパパインで消化して、インタクトな軽鎖と1つの重鎖の一部をもたらすことによって生成できる。
(2)抗体分子の断片であるFab’は、全抗体をペプシンで処理してから還元して、インタクトな軽鎖と重鎖の一部をもたらすことによって得ることができ、1つの抗体分子当たり2つのFab’断片が得られる。
(3)(Fab)は、全抗体を酵素のペプシンで処理し、その後、還元を行わないことによって得ることができる抗体断片である。
(4)F(ab)は、2つのジスルフィド結合によって連結された2つのFab’断片のダイマーである。
(5)Fvは、二本鎖として発現された軽鎖の可変領域と重鎖の可変領域を含む遺伝子工学により操作された断片として定義される。
(6)一本鎖抗体(「SCA」)は、遺伝子工学によって融合した一本鎖分子として、好適なポリペプチドリンカーによって連結された軽鎖の可変領域と重鎖の可変領域を含む遺伝子工学により操作された分子として定義され、このような一本鎖抗体は、ディアボディ、トリアボディ、テトラアボディなどのようなマルチマーの形態(多特異性であってもなくてもよい)であってよい(例えば、WO94/07921及びWO98/44001を参照のこと)。
(7)「3G」は、単一のドメイン(典型的には、軽鎖を持たない可変重鎖ドメイン)と「小型化」抗体分子(典型的には、非必須ドメインが取り除かれたフルサイズのAbまたはmAb)を含む。
「組み換え」という用語は、核酸分子を説明するために本明細書で使用する場合、ゲノム由来、cDNA由来、ウイルス由来、半合成由来及び/または合成由来のポリヌクレオチドであって、その由来元または操作により、天然においては付随するポリヌクレオチド配列のすべてまたは一部を付随しないポリヌクレオチドを意味する。組み換えという用語は、タンパク質またはポリペプチドに関して使用する場合には、組み換えポリヌクレオチドからの発現によって産生されるポリペプチドを意味する。組み換えという用語は、宿主細胞またはウイルスに関して使用する場合には、組み換えポリヌクレオチドが導入されている宿主細胞またはウイルスを意味する。本明細書では、組み換えは、物質(例えば、細胞、核酸、タンパク質またはベクター)に関しては、その物質が、異種の物質(例えば、細胞、核酸、タンパク質またはベクター)の導入によって改変されていることを指す目的でも用いる。
「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、「核酸」及び「核酸分子」という用語は、本明細書では、ポリマー形態のヌクレオチド(リボヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドのいずれか)を含むように、同義的に用いられている。この用語は、その分子の一次構造のみを指す。すなわち、この用語には、三本鎖DNA、二本鎖DNA及び一本鎖DNA、ならびに三本鎖RNA、二本鎖RNA及び一本鎖RNAが含まれる。この用語には、メチル化及び/またはキャッピングなどによって改変された部分を持つ分子と、未改変形態のポリヌクレオチドも含まれる。さらに詳細には、「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、「核酸」及び「核酸分子」という用語には、ポリデオキシリボヌクレオチド(2−デオキシ−D−リボースを含む)、ポリリボヌクレオチド(D−リボースを含む)、プリンまたはピリミジン塩基のN−配糖体またはC−配糖体であるいずれかの他のタイプのポリヌクレオチド、及び非ヌクレオチド骨格を含むその他のポリマー、ポリマー、ならびに他の合成の配列特異的核酸ポリマー(ただし、それらのポリマーは、DNA及びRNAに見られるように、塩基対形成及び塩基スタッキングを可能にする構成で核酸塩基を含むものとする)が含まれる。ポリヌクレオチドには、「ヌクレオシドアナログ」または「ヌクレオチドアナログ」(例えば、RNA及びDNAにおけるような天然のヌクレオシド及びヌクレオチドのヌクレオシドアナログまたはヌクレオチドアナログである)を1つ以上含むものも含まれる。ヌクレオシドアナログと、ヌクレオシドアナログの合成または改変で用いる試薬の非限定例としては、例えば、1,3,9−トリメチルキサンチン、1,3−ジメチル尿酸、1,N6−エテノ−2’−デオキシアデノシン、1,N6−エテノアデニン、l−アリル−3,7−ジメチル−8−フェニルキサンチン、1−アリル−3,7−ジメチル−8−スルホフェニルキサンチン、1−シクロヘキシルウラシル、1−メチルチミン、1−メチル尿酸、2,3’−アンヒドロチミジン、2’,3’,5’−トリ−O−アセチルアデノシン、2’,3’,5’−トリ−O−アセチルシチジンハイドロクロリド、2’,3’,5’−トリ−O−アセチルウリジン、2’,3’,5’−トリ−O−ベンゾイルウリジン、2’,3’−ジデオキシ−5−ヨードウリジン、2’,3’−ジデオキシアデノシン、2’,3’−ジ−O−ベンゾイルウリジン、2’,3’−O−イソプロピリデン−6−メルカプトプリンリボシド、2’,3’−O−イソプロピリデングアノシン、2’,3’−O−イソプロピリデンウリジン、2’−デオキシアデノシン一水和物、2’−デオキシシチジン、2’−デオキシシチジルイル(3’→5’)−2’−デオキシグアノシン、2’−デオキシグアノシン一水和物、2’−デオキシイノシン、2’−デオキシウリジン、2’−O−メチルアデノシン、2’−O−メチルシチジン、2−アミノ−6−クロロプリンリボシド、2−アミノ−6−メチルメルカプトプリン、2−アミノプリン、抗白血病の2−クロロ−2’−デオキシアデノシン、2−クロロ−N6−シクロペンチルアデノシンアデノシンレセプターアゴニスト、2−ジメチルアミノ−6−ヒドロキシプリン、2−メルカプトプリン、2−チオウラシル、3’−デオキシグアノシン、3’−O−メチルウリジン、3−メチルアデニン、3−メチルウラシル、4,5,6−トリアミノピリミジンサルフェート、4−アミノ−1,3−ジメチル−2,6−ジオキシ−5−ニトロソピリミジン、4−アミノ−5−カルボキシ−2−エチルメルカプトピリミジン、4−クロロウラシル、4−メチルウンベリフェリルβ−L−フコシドグリコシダーゼ基質、4−チオウリジン、5,6−ジヒドロデオキシウリジン、5’−(4−フルオロスルホニルベンゾイル)アデノシンハイドロクロリド、5’−アミノ−5’−デオキシチミジン、5’−デオキシ−5’−(メチルチオ)アデノシン、5’−デオキシアデノシンメチルチオアデノシン/S−アデノシルホモシステイン(MTA/SAH)ヌクレオシダーゼ基質、5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2’−デオキシウリジン、5’−O−トリチルチミジン、5−カルベトキシウラシル、5−カルボキシ−2−チオウラシル、5−クロロ−2’−デオキシウリジンチミジンアナログ、5−エチル−2’−デオキシウリジン、5−フルオロ−1−(テトラヒドロ−2−フリル)ウラシル、5−フルオロウリジン、5−ヨード−2,4−ジメトキシ−ピリミジン、5−ヨード−2’−デオキシシチジン、5−ヨードシトシン、5−メトキシウリジン、5−メチル−2−チオウリジン、5−メチルシチジン、5−メチルシトシンハイドロクロリド、5−メチルウリジン、5−n−プロピルウラシル、5−プロピル−2−チオウラシル、5−スルファミノウラシル、6−(ジメチルアミノ)プリン、6−アザウラシル、6−アザウリジン、6−クロロプリンリボシド、6−シアノプリン、6−エトキシプリン、6−エチルメルカプトプリン、6−メルカプトプリン−2’−デオキシリボシド、6−メチルメルカプトプリンリボシド、6−メチルプリン、6−n−ブトキシプリン、結晶性の6−n−ヘプチルメルカプトプリン、6−n−プロポキシプリン、6−フェニル−2−チオウラシル、6−プロピル−2−チオウラシル、6−セレノプリン、7−メチルグアノシン、8−(3−カルボキシプロピル)−1,3−ジメチルキサンチン、8−ブロモ−2’,3’,5’−トリ−O−アセチルグアノシン、8−ブロモアデノシン、9−(2’,3’,5’−トリ−O−ベンジル−β−D−アラビノフラノシル)アデニン、9−エチルグアニン、9−メチル尿酸、アデホビルジピボキシル、アロプリノールリボシド、ブロモ核酸、グリシテイン、グアノシン、グアニルイル(2’→5’)アデノシン、グアニルイル(3’→5’)シチジン、グアニルイル(3’→5’)ウリジン、ヒポキサンチン、インドキシルβ−D−グルコシド、イソシトシン、イソキサントプテリン、キネチンリボシド、N2−イソブチリル−3’−O−ベンゾイル−2’−デオキシグアノシン、N2−イソブチリル−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2’−デオキシグアノシン、N2−イソブチリル−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2’−デオキシグアノシン3’−O−コハク酸、N2−メチルグアノシン、N4−アセチルシチジン、N4−アミノシチジン、N4−アニソイルシチジン、N4−ベンゾイル−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2’−デオキシシチジン、N4−オクタデシルシトシンβ−D−アラビノフラノシド、N6−ベンゾイルアデニン、N6−メチル−2’−デオキシアデノシン、N6−フェノキシアセチル−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2’−デオキシアデノシン、オロチン酸カリウム塩、オロチジン、オキシプリノール、R(−)−PD128,908ハイドロクロリド、S−(2−ヒドロキシ−5−ニトロベンジル)−6−チオグアノシン、S−(2−ヒドロキシ−5−ニトロベンジル)−6−チオイノシン、Se−(p−ニトロベンジル)−6−セレノイノシン、チミジルイル(3’→5’)−2’−デオキシアデノシン、チミジルイル(3’→5’)チミジン、チミン1−β−D−アラビノフラノシド、トリフルオロチミジン、ウラシル1−β−D−アラビノフラノシド、ゼアチンリボシドなどが挙げられるが、これらに限らない。
「ポリヌクレオチド結合抗原」及び「抗原結合ポリヌクレオチド」という用語は、本明細書では同義的に用いられており、概して、そのポリヌクレオチド結合抗原がさらされる可能性の高い予測される反応条件及び/または任意の他の関連する条件下で、ポリヌクレオチドと抗原が解離する可能性が低いかまたは解離しないことが知られているような形で、本明細書に記載の抗原に結合されている本明細書に記載のポリヌクレオチドを指す。このようなポリヌクレオチドと抗原は、直接的な結合、例えば共有結合、及び間接的な結合、例えば、リンカー分子またはポリヌクレオチドと抗原を結合させるその他の媒介物の使用による結合を含む、ポリヌクレオチドと抗原を結合させる任意の利便的または適切な方法によって結合できる。
「アンプリコン」とは、本明細書で使用する場合、核酸増幅反応における増幅核酸の起源または開始核酸である核酸複合体を指す。「核酸複合体」とは、合わさった2つ以上の核酸を指し、例えば、二本鎖、三本鎖、四本鎖、五本鎖、六本鎖などが挙げられるが、これらに限らない。核酸複合体の核酸は、ワトソン−クリック塩基対形成を含む水素結合相互作用を通じて合わさる、例えば、ハイブリダイズできる。いくつかのケースでは、核酸複合体の2つ以上の核酸は、個々の核酸分子の2つの末端の共有結合を通じて、例えば、核酸の共有結合を触媒する酵素、すなわちリガーゼの使用を通じてライゲーションできる。増幅反応では、最初のアンプリコンに起因する増幅産物から、追加の増幅産物を増幅してもよく、したがって、アンプリコンという用語は、後で、さらなる増幅で使用される増幅反応産物も指すことがあるが、本明細書で使用する場合、アンプリコンは概して、増幅の開始元である最初のポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチド複合体を指す。
「リガーゼ」という用語は、本明細書で言及する場合、1つの核酸分子または複数の核酸分子の2つの隣接する末端の共有結合を触媒する酵素を総称的に指す。例えば、核酸リガーゼは、例えば、一本鎖DNA(ssDNA)、二本鎖DNA(dsDNA)、一本鎖RNA(ssRNA)及び二本鎖RNA(dsRNA)を含む一本鎖または二本鎖核酸において、並置された5’リン酸と3’ヒドロキシル末端間におけるホスホジエステル結合の形成を触媒しうる。リガーゼは、相補的な核酸にハイブリダイズした核酸をライゲーションする場合もあれば、または相補的な核酸の非存在下でライゲーションする場合もある。いずれかの従来のリガーゼを本明細書に記載されている方法で使用でき、例えば、天然のリガーゼ、合成または組み換えリガーゼ、変異リガーゼ、DNAリガーゼ、RNAリガーゼ、突出末端リガーゼ、平滑末端リガーゼ、ニック修復リガーゼ、耐熱性リガーゼ、非耐熱性リガーゼ、T4 DNAリガーゼ、T3 DNAリガーゼ、T7 DNAリガーゼ、E.coli DNAリガーゼ、Taq DNAリガーゼ、Thermococcus DNAリガーゼ、コレラウイルスDNAリガーゼ、T4 RNAリガーゼ1、T4 RNAリガーゼ2、メタノバクテリウム・サーモオートトロフィカム(Methanobacterium thermoautotrophicum)DNA/RNAリガーゼなどが挙げられるが、これらに限らない。
「プライマー」または「オリゴヌクレオチドプライマー」という用語は、本明細書で使用する場合、プライマー伸長産物の合成を誘導する条件下、例えば、ヌクレオチドと、DNAポリメラーゼまたはRNAポリメラーゼのような重合誘導物質の存在下、かつ好適な温度、pH、金属濃度及び塩濃度に置かれたときに、相補的な核酸鎖の合成を開始させる機能を果たすオリゴヌクレオチドを指す。プライマーは概して、プライマー伸長産物の合成でのその用途と適合する長さのものであり、8〜100ヌクレオチド長の範囲(10〜75ヌクレオチド長、15〜60ヌクレオチド長、15〜40ヌクレオチド長、18〜30ヌクレオチド長、20〜40ヌクレオチド長、21〜50ヌクレオチド長、22〜45ヌクレオチド長、25〜40ヌクレオチド長など)であってよく、18〜40ヌクレオチド長、20〜35ヌクレオチド長、21〜30ヌクレオチド長及び示した範囲内のいずれかの長さが含まれる。いくつかのケースでは、プライマーは、10〜50ヌクレオチド長の範囲(15〜45ヌクレオチド長、18〜40ヌクレオチド長、20〜30ヌクレオチド長、21〜25ヌクレオチド長など)及び示した範囲内のいずれかの長さであることができる。いくつかの実施形態では、プライマーは通常、約10ヌクレオチド長以下、12ヌクレオチド長以下、15ヌクレオチド長以下、20ヌクレオチド長以下、21ヌクレオチド長以下、22ヌクレオチド長以下、23ヌクレオチド長以下、24ヌクレオチド長以下、25ヌクレオチド長以下、26ヌクレオチド長以下、27ヌクレオチド長以下、28ヌクレオチド長以下、29ヌクレオチド長以下、30ヌクレオチド長以下、35ヌクレオチド長以下、40ヌクレオチド長以下、45ヌクレオチド長以下、50ヌクレオチド長以下、55ヌクレオチド長以下、60ヌクレオチド長以下、65ヌクレオチド長以下または70ヌクレオチド長以下である。
「ハイブリダイズする」及び「ハイブリダイズ」という用語は、ワトソン−クリック塩基対形成によって複合体を形成するのに十分に相補的であるヌクレオチド配列間で複合体を形成することを指す。例えば、プライマーが標的(鋳型)と「ハイブリダイズする」場合には、このような複合体(またはハイブリッド体)は、例えば、DNA合成を開始させるDNAポリメラーゼに必要となるプライミング機能を果たすのに十分に安定している。
2つのヌクレオチド配列は、それらの分子が塩基対構成の相同性を共有しているときに、互いに「相補的」であるか、または「相補性」を有する。「相補的な」ヌクレオチド配列は、適切なハイブリダイズ条件下で、特異性によって結合して、安定した二本鎖を形成することになる。例えば、第1の配列の一部が、アンチパラレル方向または逆向き相補的な方向で、第2の配列の一部に結合できるときには、2つの配列は相補的であり、その際、5’→3’の方向の、第1の配列の相補的な領域が、第2の配列における3’→5’の方向の相補的な配列に結合し、一方の配列のAはもう一方の配列のT(U)と、一方の配列のT(U)はもう一方の配列のAと、一方の配列のGはもう一方の配列のCと、一方の配列のCはもう一方の配列のGとそれぞれアラインされる。RNA配列は、相補的なG=UまたはU=G塩基対も含むことができる。したがって、2つの配列は、「相補的」であるためには、完全な相同性を持つ必要はない。通常、2つの配列は、その分子の所定の長さにおいて、ヌクレオチドの少なくとも約85%の塩基対構成(いくつかのケースでは、その分子の所定の長さにおいて、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%及び100%の塩基対構成を含むがこれらに限らない)が共通しているときには、十分に相補的である。
「ストリンジェントな条件」という用語は、プライマーがその相補的な結合パートナーには優先的にハイブリダイズするかまたは特異的に結合し、他の配列には、結合パートナーよりも低い程度で結合するか、または他の配列にはまったく結合しない条件を指す。いくつかのケースでは、ポリヌクレオチドが、ハイブリダイズを通じて互いに結合し合う場合、このようなハイブリダイズを可能にする十分な条件は、ストリンジェントな条件を含みうる。
「特異的に結合する」または「選択的に結合する」とは、分子が、関心対象の標的に優先的に結合するか、他の分子よりも高い親和性で標的に結合することを意味する。例えば、DNA分子は、実質的に相補的な配列に結合し、関連のない配列には結合しない。特異的結合は、溶液または反応混合物において、ある分子に、他の分子または部分よりも優先的に非共有結合または共有結合すること(例えば、抗体が、他の利用可能なポリペプチドよりも、特定のポリペプチドまたはエピトープに特異的に結合すること)を指してもよい。いくつかの実施形態では、ある1つの分子の、その特異的結合対象である別の分子に対する親和性は、10−5M以下(例えば、10−6M以下、10−7M以下、10−8M以下、10−9M以下、10−10M以下、10−11M以下、10−12M以下、10−13M以下、10−14M以下、10−15M以下または10−16M以下)のK(解離定数)によって特徴付けられる。「親和性」とは、結合強度を指し、結合親和性が高くなるほど、Kは低くなる。
「生体サンプル」には、個体から得られる様々なタイプのサンプルが含まれ、生体サンプルは、診断アッセイまたはモニタリングアッセイで使用できる。この定義には、生体由来の血液サンプルとその他の液体サンプル、生検検体のような固体組織サンプル、組織培養液、組織培養液に由来する細胞、及びその子孫が含まれる。この定義には、入手後に、試薬による処理、可溶化、またはポリヌクレオチドもしくはポリペプチドのような特定の成分の濃縮などのいずれかの方法で操作されているサンプルも含まれる。「生体サンプル」という用語には、臨床サンプルが含まれ、培養液中の細胞、細胞上清、細胞溶解液、血清、血漿、生体液及び組織サンプルも含まれる。「生体サンプル」という用語には、尿、唾液、脳脊髄液、間質液、眼液、滑液、血漿及び血清のような血液分画などが含まれる。「生体サンプル」という用語には、固体組織サンプル、組織培養サンプル及び細胞サンプルも含まれる。
「評価」という用語には、任意の形態の測定が含まれ、ある要素が存在するか否かを割り出すことが含まれる。「割り出す」、「測定する」、「評価する(evaluating)」、「評価する(assessing)」及び「アッセイする」という用語は、同義的に用いられており、これらの用語には、定量的な測定と定性的な測定が含まれる。評価は、相対評価であっても絶対評価であってもよい。「〜の存在の評価」には、存在するものの量を割り出すこと、及び/または存在の有無を割り出すことが含まれる。本明細書で使用する場合、「割り出す」、「測定する」、「評価する」及び「アッセイする」という用語は、同義的に用いられており、定量的な測定と定性的な測定の両方が含まれる。
本発明についてさらに説明する前に、本発明は、記載されている特定の実施形態には限定されず、したがって、当然ながら、本発明は、変形させてよいことを理解されたい。本明細書で使用されている専門用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、限定するようには意図されておらず、したがって、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定されることも理解されたい。
値の範囲が示されている場合には、その範囲の上限と下限の間の各値(文脈上明らかに別に解すべき場合を除き、その下限の単位の1/10まで)と、その示されている範囲内の任意の他の示されている値または間の値とが本発明内に含まれると理解されたい。これらのより狭い範囲の上限と下限は、その狭い範囲に独立して含めてよく、その上限と下限は、示されている範囲におけるいずれかの具体的に除外される限定に従って、本発明内に含まれる。示されている範囲に、上限値と下限値の一方または両方が含まれる場合、その含まれている限界値の一方または両方を除く範囲も、本発明に含まれる。
別段の定めのない限り、本明細書で使用されている技術用語と科学用語はいずれも、本発明が属する分野の当業者によって一般に理解される意味と同じ意味を有する。本明細書に記載されているものと同様または同等のいずれかの方法及び材料を、本発明の実施または試験の際に使用することができるが、好ましい方法及び材料を以下に記載する。本明細書で言及されているすべての文献は、引用されているその文献と関連させて、方法及び/または材料を開示及び説明する目的で、参照により、本明細書に援用される。
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する場合、「a」、「an」及び「the」という単数形には、文脈上明らかに別に解すべき場合を除き、複数形の言及物が含まれることに留意されたい。したがって、例えば、「抗原」への言及には、複数のその抗原が含まれ、「抗原」への言及には、1つ以上の抗原と、当業者に知られているその等価物への言及が含まれる等である。特許請求の範囲は、いずれかの任意の要素を除外するように書かれていることがあることにさらに留意されたい。したがって、この記述は、請求項の要素の列挙との関連で「唯一」、「のみ」などの排他的な用語を使用するため、または「否定的な」限定を使用するための根拠として機能させることを意図している。
明確にするために、別々の実施形態において説明されている、本発明の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて供給してもよいことは明らかである。反対に、簡潔にするために、単一の実施形態において説明されている、本発明の様々な特徴は、別々に、またはいずれかの好適なサブコンビネーションで供給してもよい。本発明に関連する実施形態のいずれの組み合わせも、本発明に明確に含まれ、それぞれの組み合わせが個々に、かつ明示的に開示されているかのように、本明細書に開示されている。加えて、様々な実施形態及びその要素のサブコンビネーションのすべてが、本発明に明確に含まれ、そのようなサブコンビネーションがそれぞれ、個々に、かつ明示的に開示されているかのように、本明細書に開示されている。
本明細書で論じられている刊行物は、本願の提出日以前の開示内容について示されているに過ぎない。本明細書中のいかなる記載も、本発明が、先行発明に基づき、そのような刊行物に先行する権利を与えられないことを認めるものとして解釈すべきではない。さらに、示されている刊行物の日付は、実際の刊行日とは異なる場合があり、刊行日を別個に確認する必要がある場合もある。
詳細な説明
方法
上に概説したように、本開示の実施形態は、ポリヌクレオチド結合抗原を伴う抗原結合物質が凝集して複合体になることを通じて、サンプルに抗原結合物質が存在することを検出する方法に対するものである。この方法の態様は、その複合体の凝集抗原のポリヌクレオチドが近接に基づいて会合することと、その後、その会合を検出することを含む。
抗原及び抗原結合物質
本発明の方法の態様は、抗原結合物質の検出に、ポリヌクレオチド結合抗原を使用することを含む。本明細書で使用する場合、「抗原結合物質」とは、抗原に特異的に結合するとともに、記載されている方法の目的においては、抗原と抗原結合物質が凝集して複合体になるのを媒介できる任意の物質を意味する。いくつかのケースでは、例えば、図1を参照すると、抗原と抗原結合物質との複合体(100)は最低でも、抗原(102)である2つの分子に結合した、抗原結合物質(101)を1分子含みうる。したがって、抗原結合物質とは、本明細書で使用する場合、単一抗原である少なくとも2つの分子に同時に結合する生体分子及び/または異なる抗原である少なくとも2つの分子に同時に結合する生体分子を指してよい。いくつかのケースでは、抗原(105)が、2分子以上の抗原結合物質に同時に結合する能力により、抗原と抗原結合物質との複合体(103)は、抗原結合物質(104)を少なくとも2分子含みうる。
したがって、本方法の抗原結合物質は、2つ以上の抗原結合部位を含んでよい。このような複数の抗原結合部位は、単一の抗原に対する特異性または多数の異なる抗原に対する特異性を有してよい。本方法の抗原は、2つ以上の抗原結合物質結合部位を含んでよい。このような複数の抗原結合物質結合部位は、単一の抗原結合物質に対する特異性または多数の異なる抗原結合物質に対する特異性を有してよい。結合相互作用のこのような多様性により、複合体の形成と、抗原と抗原結合物質を凝集させて極めて近接させることが促される。
いくつかのケースでは、抗原結合物質は、凝集と抗原−抗体複合体の形成を媒介するように、抗原である2つ以上の分子に結合する抗体または多価抗体断片であってよい。いくつかのケースでは、多価または二価抗体が結合する抗原は、二価または多価抗原となり、各抗体が2つ以上の抗原に結合することと、各抗原が2つ以上の抗体に結合することによって、凝集を媒介するようになる。したがって、抗体−抗原複合体は、抗原である2つの分子に結合した単一の抗体及び/または2つ以上の抗原に結合した複数の抗体(その2つ以上の抗原は、それぞれ2つ以上の抗体に結合している)を含んでよい。本明細書に記載されているように、抗体は、単特異性であっても、多特異性であってもよいので、抗体−抗原複合体は、単一種の抗原を含むものと、2種以上の抗原を含むものを含んでよい。いくつかのケースでは、抗体は、二重特異性であり、各抗体が、異なる抗原である2つの異なる分子に結合して、凝集を媒介するようになっている。したがって、二重特異性抗体−抗原複合体は、2つの異なる抗原である2つの分子に結合した単一の二重特異性抗体及び/または2つの異なる抗原である2つの分子に結合した複数の二重特異性抗体(それらの抗原はそれぞれ、2つ以上の抗体に結合している)を含んでよい。当業者であれば、本明細書に定められているような凝集複合体の上記の成分によって考え得る様々な相互作用を容易に分かるであろう。サンプルに抗体が存在することによって凝集が媒介されるこのような複合体は、例えば、非結合抗原と比べて、抗体結合抗原を極めて近接させて配置させる。
本方法の抗原は、その抗原に結合した少なくとも1つのポリヌクレオチドを含むことになる。そのポリヌクレオチドは、下にさらに詳細に説明されているように、いずれかの従来の方法を介して、抗原に結合していてよい。関心対象の抗原に結合したポリヌクレオチドは、部分的には、採用する検出方法、抗原をポリヌクレオチドに結合する方法、検出する特異的抗原結合物質(複数可)などによって異なることになる。本開示の抗原結合ポリヌクレオチドの長さは、様々となり、15個以上のヌクレオチドとなり、15個のヌクレオチド〜200個のヌクレオチドまたはそれを超える範囲であってよく、例えば、20個以上のヌクレオチド、25個以上のヌクレオチド、30個以上のヌクレオチド、35個以上のヌクレオチド、40個以上のヌクレオチド、45個以上のヌクレオチド、50個以上のヌクレオチド、55個以上のヌクレオチド、60個以上のヌクレオチド、65個以上のヌクレオチド、70個以上のヌクレオチド、75個以上のヌクレオチド、80個以上のヌクレオチド、90個以上のヌクレオチド、95個以上のヌクレオチド、100個以上のヌクレオチド、15〜200個のヌクレオチド、20〜200個のヌクレオチド、25〜200個のヌクレオチド、30〜200個のヌクレオチド、35〜200個のヌクレオチド、40〜200個のヌクレオチド、45〜200個のヌクレオチド、50〜200個のヌクレオチド、15〜100個のヌクレオチド、20〜100個のヌクレオチド、25〜100個のヌクレオチド、30〜100個のヌクレオチド、35〜100個のヌクレオチド、40〜100個のヌクレオチド、45〜100個のヌクレオチド、50〜100個のヌクレオチドなどが挙げられるが、これらに限らない。
本開示のポリヌクレオチドは、記載されているように、少なくとも1つの別のポリヌクレオチドに結合して、別のポリヌクレオチドとのポリヌクレオチド複合体(例えば、二本鎖、三本鎖など)の形成を促す少なくとも1つの相補性領域を含むことになる。記載した方法によれば、理論に拘束されるものではないが、相補的な水素結合を通じたポリヌクレオチド複合体の形成は、少なくとも2つの複合体形成ポリヌクレオチドが互いに近接する時間を増やすことにより相補的なポリヌクレオチド間結合の可能性を高めることによって促される。このように、ポリヌクレオチド複合体形成ポリヌクレオチドの近接時間を増やすことは、抗原結合ポリヌクレオチドの抗原結合物質媒介性凝集によって実現される。
一実施形態では、抗原に結合した第1のポリヌクレオチドは、同様に抗原(第1のポリヌクレオチドと同じ抗原または異なる抗原を含む)に結合する第2のポリヌクレオチドに相補的である相補性領域を含んでよい。いくつかのケースでは、第1ポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドとの間の相補性領域が、それらの2つのポリヌクレオチドのハイブリダイズに十分である。特定のケースでは、第1の抗原結合ポリヌクレオチドと第2の抗原結合ポリヌクレオチドとの間のハイブリダイズは、複合体の形成がなければ、ハイブリダイズが本質的に起こらないほど十分に弱い。
別の実施形態では、抗原に結合した第1のポリヌクレオチドは、抗原に結合していないポリヌクレオチド(例えば、本明細書に記載されているような架橋ポリヌクレオチドまたはスプリントポリヌクレオチドを含む)に相補的である相補性領域を含んでよい。いくつかのケースでは、第1のポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドが、本質的に互いにハイブリダイズしないように、抗原に結合した第1のポリヌクレオチドは、第2の抗原結合ポリヌクレオチドに対する有意な相補性を持つ領域を本質的に含まなくてもよい。
多くの場合、特定のポリヌクレオチドは、別の1つのポリヌクレオチド、すなわち、第2の抗原結合ポリヌクレオチドまたは抗原に結合していないポリヌクレオチドのみに対する相補性を有してよいが、そのようなポリヌクレオチドは、これに限られる必要はなく、いくつかのケースでは、2つ以上の異なるポリヌクレオチドに対する相補性を有してもよい。例えば、特定の実施形態では、抗原に結合した第1のポリヌクレオチドは、多数の相補性領域(例えば、第2の抗原結合ポリヌクレオチドに対する第1の相補性領域、及び抗原に結合していないポリヌクレオチドに対する第2の相補性領域を含む)を含んでよい。多くの場合、抗原に結合していないポリヌクレオチドは、2つ以上の異なるポリヌクレオチド(例えば、2つ以上の抗原結合ポリヌクレオチド、2つ以上の抗原結合ポリヌクレオチド及び第2のポリヌクレオチド(抗原に結合しない)などを含む)に対する相補性を有することになる。
本開示の2つのポリヌクレオチド間の相補性領域は、様々となり、6個以上の連続した塩基対であってよく、6個の連続した塩基対〜50個の連続した塩基対の範囲またはそれを超える範囲であってよく、例えば、6〜50個の連続した塩基対、6〜45個の連続した塩基対、6〜40個の連続した塩基対、6〜35個の連続した塩基対、6〜30個の連続した塩基対、6〜25個の連続した塩基対、6〜20個の連続した塩基対、6〜15個の連続した塩基対、6〜10個の連続した塩基対、10〜50個の連続した塩基対、10〜45個の連続した塩基対、10〜40個の連続した塩基対、10〜35個の連続した塩基対、10〜30個の連続した塩基対、10〜25個の連続した塩基対、10〜20個の連続した塩基対、10〜15個の連続した塩基対、7個以上の連続した塩基対、8個以上の連続した塩基対、9個以上の連続した塩基対、10個以上の連続した塩基対、11個以上の連続した塩基対、12個以上の連続した塩基対、13個以上の連続した塩基対、14個以上の連続した塩基対、15個以上の連続した塩基対、16個以上の連続した塩基対、17個以上の連続した塩基対、18個以上の連続した塩基対、19個以上の連続した塩基対、20個以上の連続した塩基対、6個の連続した塩基対、7個の連続した塩基対、8個の連続した塩基対、9個の連続した塩基対、10個の連続した塩基対、11個の連続した塩基対、12個の連続した塩基対、13個の連続した塩基対、14個の連続した塩基対、15個の連続した塩基対、16個の連続した塩基対、17個の連続した塩基対、18個の連続した塩基対、19個の連続した塩基対、20個の連続した塩基対、21個の連続した塩基対、22個の連続した塩基対、23個の連続した塩基対、24個の連続した塩基対、25個の連続した塩基対などが挙げられるが、これらに限らない。
本発明の方法の態様によれば、用いるポリヌクレオチドは、一本鎖であっても、または二本鎖であってもよく(部分または完全な一本鎖または二本鎖を含む)、プライマー結合部位を含んでも含まなくてもよい。いくつかのケースでは、第1のポリヌクレオチドは、アンプリコンの半分を含み、そのアンプリコンの残りの半分を含む第2のポリヌクレオチドと十分に近接した状態で維持されると、第1のポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドが結合して、完全なアンプリコンを構成するようになる。いくつかのケースでは、第1及び/または第2のポリヌクレオチドは、1つのアンプリコンの半分未満を含んでよく、第1のポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドが、会合するほど十分に近接していても、アンプリコンを完成させるのに1つ以上の追加のポリヌクレオチドが必要となるようになっていてもよい。いくつかのケースでは、反応、例えば、化学反応または酵素反応を利用して、本明細書に記載されている方法に従って形成させる複合体の2つ以上のポリヌクレオチドを結合させて、アンプリコンまたはアンプリコンの一部を含む単一のポリヌクレオチドを生成させてよい。
次に、図2に示されている非限定的な実施形態を参照する。いくつかのケースでは、第1の抗原(200)に結合した第1のポリヌクレオチド(201)は、第1及び第2の抗原(200及び202)と1つ以上の抗原結合構成要素とを含む複合体の形成によって、第2の抗原(202)に結合した第2のポリヌクレオチド(203)と比較的近接した状態に維持された場合は、第2のポリヌクレオチド(203)とアンプリコンを形成するのに十分である。少なくともいくつかの相補的な核酸配列を含む第1及び第2のポリヌクレオチド(201及び203)は、十分な水素結合相互作用を通じて結合して、それらのポリヌクレオチドのうちの一方の伸長開始点として機能し得る核酸二本鎖(204)を形成させる。
次に、図3に示されている非限定例を参照する。いくつかのケースでは、第1の抗原(300)に結合した第1のポリヌクレオチド(301)は、第1及び第2の抗原(300及び302)と1つ以上の抗原結合構成要素とを含む複合体の形成によって、第1及び第2のポリヌクレオチド(301及び303)が比較的近接した状態に維持された場合は、第2の抗原(302)に結合した第2のポリヌクレオチド(303)及び架橋ポリヌクレオチド(305)とアンプリコンを形成するのに十分である。どちらも架橋ポリヌクレオチド(305)と相補的な核酸配列を少なくともいくつか含む第1及び第2のポリヌクレオチド(301及び303)は、十分な水素結合相互作用を通じて架橋ポリヌクレオチドに結合して、それらのポリヌクレオチドのうちの一方の伸長開始点として機能し得る核酸複合体(304)を形成する。任意の選択肢として、第1及び第2のポリヌクレオチド(301及び303)は、例えば、1つ以上のプライマーを加えるか、または架橋ポリヌクレオチドをプライマーとして用いることによってライゲーションして、アンプリコンとして機能し得る連続的なポリヌクレオチドを形成してよい。別の実施形態(図4を参照のこと)では、第1及び第2のポリヌクレオチド(401及び403)は、架橋ポリヌクレオチド(405)に対する相補性を有するスプリントポリヌクレオチド(406)にライゲーションしている。
ポリヌクレオチドは、そのポリヌクレオチドの長さ沿いの任意の利便的な点(3’末端または5’末端を含む)で、所望の抗原に結合してよい。いくつかのケースでは、アンプリコンの第1の抗原結合ポリヌクレオチドは、抗原にその3’末端で結合しており、アンプリコンの第2の抗原結合ポリヌクレオチドは、抗原にその5’末端で結合している。いくつかのケースでは、第1の抗原結合ポリヌクレオチドと第2の抗原結合ポリヌクレオチドはどちらも、それぞれの抗原にその3’末端で結合している。いくつかのケースでは、第1の抗原結合ポリヌクレオチドと第2の抗原結合ポリヌクレオチドはどちらも、それぞれの抗原にその5’末端で結合している。
別の実施形態(図5を参照のこと)では、第1及び第2の抗原結合ポリヌクレオチド(501及び503)はどちらも、それぞれの抗原(500及び502)にその5’末端または3’末端で結合しているとともに、架橋ポリヌクレオチド(505)に結合して、核酸複合体を形成させ、この核酸複合体から、伸長を開始できる。
本明細書で使用する場合、「架橋ポリヌクレオチド」という用語は、各ポリヌクレオチド上の相補的な領域またはポリヌクレオチド末端の相補的な領域と同時にハイブリダイズすることによって、2つ以上の別々のポリヌクレオチドまたは単一のポリヌクレオチドの2つの末端をつなぐ任意のポリヌクレオチドを指す。特定のケースでは、架橋ポリヌクレオチドは、第1の抗原結合ポリヌクレオチドの第1の相補的な領域及び第2の抗原結合ポリヌクレオチドの第2の相補的な領域と同時にハイブリダイズすることによって、2つの抗原結合ポリヌクレオチドをつなぐ。架橋ポリヌクレオチドは、部分一本鎖または完全一本鎖(部分一本鎖及び部分二本鎖を含む)であってよい。本開示の架橋ポリヌクレオチドの長さは、様々となり、10個以上のヌクレオチドであってよく、10〜100個以上のヌクレオチドの範囲であってよく、例えば、10〜100個のヌクレオチド、12〜100個のヌクレオチド、14〜100個のヌクレオチド、16〜100個のヌクレオチド、18〜100個のヌクレオチド、20〜100個のヌクレオチド、22〜100個のヌクレオチド、24〜100個のヌクレオチド、26〜100個のヌクレオチド、28〜100個のヌクレオチド、30〜100個のヌクレオチド、10〜50個のヌクレオチド、12〜50個のヌクレオチド、14〜50個のヌクレオチド、16〜50個のヌクレオチド、18〜50個のヌクレオチド、20〜50個のヌクレオチド、22〜50個のヌクレオチド、24〜50個のヌクレオチド、26〜50個のヌクレオチド、28〜50個のヌクレオチド、30〜50個のヌクレオチド、10〜40個のヌクレオチド、12〜40個のヌクレオチド、14〜40個のヌクレオチド、16〜40個のヌクレオチド、18〜40個のヌクレオチド、20〜40個のヌクレオチド、22〜40個のヌクレオチド、24〜40個のヌクレオチド、26〜40個のヌクレオチド、28〜40個のヌクレオチド、30〜40個のヌクレオチド、10〜30個のヌクレオチド、12〜30個のヌクレオチド、14〜30個のヌクレオチド、16〜30個のヌクレオチド、18〜30個のヌクレオチド、20〜30個のヌクレオチド、12個以上のヌクレオチド、13個以上のヌクレオチド、14個以上のヌクレオチド、15個以上のヌクレオチド、16個以上のヌクレオチド、17個以上のヌクレオチド、18個以上のヌクレオチド、19個以上のヌクレオチド、20個以上のヌクレオチド、12個のヌクレオチド、13個のヌクレオチド、14個のヌクレオチド、15個のヌクレオチド、16個のヌクレオチド、17個のヌクレオチド、18個のヌクレオチド、19個のヌクレオチド、20個のヌクレオチド、21個のヌクレオチド、22個のヌクレオチド、23個のヌクレオチド、24個のヌクレオチド、25個のヌクレオチド、26個のヌクレオチド、27個のヌクレオチド、28個のヌクレオチド、29個のヌクレオチド、30個のヌクレオチドなどが挙げられる。
架橋ポリヌクレオチドは、2つ以上のポリヌクレオチドを「架橋」して、ポリヌクレオチド複合体を形成できる。いくつかのケースでは、架橋ポリヌクレオチドは、2つのポリヌクレオチド末端(同じ核酸または異なる核酸の末端を含む)とハイブリダイズして、それらの末端が、ポリヌクレオチド複合体の中で隣接するようにして、例えば、その隣接する末端のライゲーションを可能にするようにしてよい。いくつかのケースでは、架橋ポリヌクレオチドは、2つのポリヌクレオチド末端(同じ核酸または異なる核酸の末端を含む)とハイブリダイズして、それらの末端が、得られたポリヌクレオチド複合体において隣接しないように、例えば、それらの末端が直接ライゲーションできないように、それらの末端が隣接しないようにしてよい。いくつかのケースでは、例えば、ポリヌクレオチド複合体の2つの末端が隣接していない場合、それらの2つの末端の間の空間において、スプリントポリヌクレオチドがハイブリダイズして、そのスプリントポリヌクレオチドの末端が、上記の2つの末端のうちの1つ以上に隣接する位置にくるようにしてよい。「スプリントポリヌクレオチド」という用語は、本明細書で使用する場合、概して一本鎖または部分一本鎖及び部分二本鎖であってよいとともに、ポリヌクレオチド複合体、例えば、架橋ポリヌクレオチドを使用することによって形成される複合体の2つのポリヌクレオチド末端の間の1つ以上のギャップを埋める目的で用いてよいポリヌクレオチドを指す。いくつかのケースでは、スプリントポリヌクレオチドは、架橋ポリヌクレオチドの1つ以上の部分に対する相補性を有してよい。いくつかのケースでは、スプリントポリヌクレオチドに隣接する1つ以上のポリヌクレオチドの末端は、スプリントポリヌクレオチドにライゲーションしていてよい。
いくつかのケースでは、本開示の架橋ポリヌクレオチドは、1つ以上のヌクレオシドアナログを含んでよい。例えば、いくつかのケースでは、本開示の架橋ポリヌクレオチドは、1つ以上のデオキシリボウラシル(すなわち、デオキシリボースウラシル、2’−デオキシウリジンなど)ヌクレオシド/ヌクレオチドを含んでよい。特定のケースでは、架橋ポリヌクレオチドは、2つ以上(例えば、3個以上、4個以上、5個以上、6個以上などが挙げられるが、これらに限らない)のヌクレオシドアナログを含んでよい。いくつかのケースでは、ヌクレオシドアナログの数(架橋ポリヌクレオチドの総塩基に対する割合)は、1%以上であり、例えば、2%以上、3%以上、4%以上、5%以上、6%以上、7%以上、8%以上、9%以上、10%以上、11%以上、12%以上、13%以上、14%以上、15%以上、16%以上、17%以上、18%以上、19%以上、20%以上、21%以上、22%以上、23%以上、24%以上、25%以上、26%以上、27%以上、28%以上、29%以上、30%以上などが挙げられるが、これらに限らない。
特定の実施形態では、本開示の方法は、架橋ポリヌクレオチドの特異的分解を含んでよい。例えば、いくつかのケースでは、架橋ポリヌクレオチド内にヌクレオシドアナログが存在することにより、例えばライゲーション後に、架橋ポリヌクレオチドの標的分解が可能になる。いくつかのケースでは、ヌクレオシドアナログを含む架橋ポリヌクレオチドは、そのヌクレオシドアナログに特異的な1つ以上の塩基除去機構を通じて、架橋ポリヌクレオチドの特異的分解を媒介する。このようなプロセスでは、例えば、本発明の方法において、例えばライゲーション工程後に、サンプルを1つ以上の特異的ヌクレオシド除去試薬と特定の点で接触させることによって特定のヌクレオシドアナログを特異的に除去するための試薬を利用してよい。例えば、1つ以上のデオキシリボウラシルを含む架橋ポリヌクレオチドを2つの抗原結合ポリヌクレオチドとハイブリダイズさせてそれらの2つの抗原結合ポリヌクレオチドのライゲーションを促し、このライゲーション後に、例えば、1つ以上のウラシル特異的除去試薬を用いることによって、架橋ポリヌクレオチドを分解する。
このような特異的除去試薬としては、特定のヌクレオシドアナログの特異的除去を促したり、及び/または特定のヌクレオシドアナログと隣接する1つ以上のホスホジエステル結合の切断を促したりする試薬が挙げられる。したがって、有用な塩基除去試薬としては、グリコシラーゼ及び/またはエンドヌクレアーゼを挙げてよい。特定の実施形態では、例えば、1つ以上のデオキシリボウラシルが架橋ポリヌクレオチドに組み込まれている場合には、有用なウラシル特異的除去試薬としては、ウラシルの特異的除去を促したり、及び/またはウラシル除去の前または後に、ウラシルと隣接する1つ以上のホスホジエステル結合の切断を促したりする試薬を挙げてよい。ウラシル特異的除去試薬の非限定例としては、例えば、ウラシルDNAグリコシラーゼ(UDG)、エンドヌクレアーゼIV、エンドヌクレアーゼVIIIなどが挙げられるが、これらに限らない。したがって、いくつかのケースでは、ヌクレオシドアナログを含む架橋ポリヌクレオチドを特異的に分解することは、サンプルを1つ以上の塩基除去試薬と接触させることを含んでよい。
上記のように、いくつかのケースでは、抗原結合ポリヌクレオチドのうちの1つ以上は、完全二本鎖または部分二本鎖であってよい。一実施形態(図6を参照のこと)では、第1の抗原結合ポリヌクレオチド(601)は、第2の部分二本鎖の抗原結合ポリヌクレオチド(603)に結合して核酸複合体を形成するのに十分な相補性を有し、この核酸複合体から、第1及び第2の抗原(600及び602)が抗原結合物質の1つ以上の分子と複合体を形成したときに伸長を開始できる。
いくつかのケースでは、得られる複合体の第1の抗原結合ポリヌクレオチド及び第2の抗原結合ポリヌクレオチド、ならびに/または任意の架橋ポリヌクレオチド及び/もしくはスプリントポリヌクレオチド間の相補性は、凝集なしでは、ポリヌクレオチド複合体を有意に形成するのに不十分である。例えば、いくつかのケースでは、ポリヌクレオチド結合抗原が、凝集複合体において1つ以上の抗原結合物質に結合することにより近接しているときのみに、下流のプロセス、例えば、ライゲーション、伸長、増幅などに必要な複合体形成が本質的に行われるように、相補性(特定の複合体のすべての相補性、またはより大きい複合体の2つ以上の成分の相補性を含む)は十分に無力である。
いくつかのケースでは、本明細書に記載されているようなハイブリダイズとポリヌクレオチド複合体の形成は、反応混合物の1つ以上の試薬の濃度によって影響を受ける。例えば、いくつかのケースでは、凝集が無い状態でのポリヌクレオチド複合体の形成速度が、凝集複合体内でのポリヌクレオチド複合体の形成速度よりも有意に低くなるように、反応混合物の1つ以上の成分の濃度は十分に低い。いくつかのケースでは、ポリヌクレオチド結合抗原が遊離状態でのポリヌクレオチド複合体形成速度が、ポリヌクレオチド結合抗原が凝集した状態でのポリヌクレオチド複合体形成速度よりも有意に低くなるように、ポリヌクレオチド結合抗原の相対濃度は、十分に低い。この関連において、「有意に低い」とは、遊離成分と凝集成分におけるポリヌクレオチド複合体形成速度の差が十分であり、例えば、本明細書に記載されているような特定の検出方法を用いて、遊離状態と凝集状態を区別できるアッセイを構築できるようになっていることを意味する。
増幅
アンプリコン、アンプリコンを形成できる合わさったポリヌクレオチドまたはアンプリコンを形成できる延長ポリヌクレオチドが形成されたら、増幅産物を生成させるために、アンプリコンが増幅されうる。下にさらに詳細に説明されているように、増幅産物の生成には、任意の利便的な増幅方法を用いてよく、この方法は、形成される具体的なポリヌクレオチド複合体及び/または全体的な検出アッセイの具体的な要件に左右され得る。アンプリコンの形成は、抗原結合物質の媒介によってポリヌクレオチド結合抗原が凝集することに依存するので、増幅産物の存在により、サンプル中の抗原結合物質の存在及び/または抗原結合物質の量を示すことができる。
いくつかのケースでは、増幅は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって行ってよい。代表的なPCR増幅反応では、反応混合物は概して、プライマー伸長反応で使用される1つ以上のプライマー、例えば、PCRプライマー(幾何級数的な(もしくは指数関数的な)増幅で使用されるフォワードプライマー及びリバースプライマー、または線形増幅で使用される単一のプライマーなど)と組み合わされている鋳型核酸を含む。したがって、いくつかのケースでは、上記の核酸複合体のハイブリダイズ部分は、増幅反応のための「プライマー」として機能し得る。例えば、線形増幅を用いる場合には、上記の核酸複合体のハイブリダイズ核酸の単一の遊離3’末端は、増幅のためのプライマーとして機能し得る。いくつかのケースでは、1つ以上の追加の核酸を加えて、形成された核酸複合体において、プライマーとして機能させてよい。例えば、いくつかのケースでは、2つの抗原結合ポリヌクレオチドをライゲーション反応で連結してよく、2つの追加のプライマーを加えて、新たにライゲーションした核酸セグメント、すなわち鋳型の増幅を促してよい。いくつかのケースでは、上記の核酸複合体のハイブリダイズ核酸の単一の遊離3’末端は、第1のプライマーとして機能してよく、第2のプライマーを加えて、増幅を促してよい。
鋳型核酸(以下では、便宜上、鋳型DNAという)が接触するあらゆるオリゴヌクレオチドプライマーは、アニーリング条件下で相補的な鋳型DNAにハイブリダイズするのに十分な長さのプライマーであろう。プライマーは概して、少なくとも6bp長であり、例えば、少なくとも10bp長、少なくとも15bp長、少なくとも16bp長、少なくとも17bp長、少なくとも18bp長、少なくとも19bp長、少なくとも20bp長、少なくとも21bp長、少なくとも22bp長、少なくとも23bp長、少なくとも24bp長、少なくとも25bp長、少なくとも26bp長、少なくとも27bp長、少なくとも28bp長、少なくとも29bp長、少なくとも30bp長が挙げられるが、これらに限らず、また、60bp長以上もの長さであってもよく、プライマーの長さは概して、18〜50bp長の範囲であり、例えば、約20〜35bp長が挙げられるが、これに限らない。いくつかのケースでは、鋳型DNAのプライマー伸長、線形増幅または指数関数的な増幅が望ましいかに応じて、鋳型DNAは、単一のプライマーまたは2つのプライマーセット(フォワードプライマー及びリバースプライマー)と接触させてよい。本方法で用いられうるPCRの方法としては、米国特許第4,683,202号、同第4,683,195号、同第4,800,159号、同第4,965,188号及び同第5,512,462号に記載されているものが挙げられるが、これらに限らず、これらの特許の開示内容は、参照により、本明細書に援用される。
上記成分に加えて、本方法で生成されるPCR反応混合物は、ポリメラーゼと、デオキシリボヌクレオシドトリフォスフェート(dNTP)を含んでよい。所望のポリメラーゼ活性は、1つ以上の別々のポリメラーゼ酵素によってもたらしてよい。多くの実施形態では、この反応混合物は、少なくともファミリーAポリメラーゼを含み、関心対象の代表的なファミリーAポリメラーゼとしては、サーマス・アクアチクス(Thermus aquaticus)ポリメラーゼ(天然のポリメラーゼ(Taq)及びその誘導体とホモログ(Klentaq(Proc.Natl.Acad.Sci USA(1994)91:2216−2220に記載されているもの。この文献の開示内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される)など)を含む)、サーマス・サーモフィラス(Thermus thermophilus)ポリメラーゼ(天然のポリメラーゼ(Tth)及びその誘導体とホモログを含む)などが挙げられるが、これらに限らない。実行する増幅反応が、忠実度の高い反応である特定の実施形態では、その反応混合物は、例えば、ファミリーBポリメラーゼによって付与できるような3’−5’エキソヌクレアーゼ活性を有するポリメラーゼ酵素をさらに含んでよく、関心対象のファミリーBポリメラーゼとしては、サーモコッカス・リトラリス(Thermococcus litoralis)DNAポリメラーゼ(Vent)(例えば、Perler et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1992)89:5577に記載されているようなもの。この文献の開示内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される)、パイロコッカス属種(Pyrococcus)GB−D(Deep Vent)、パイロコッカス・フリオサス(Pyrococcus furiosus)DNAポリメラーゼ(Pfu)(例えば、Lundberg et al.,Gene(1991)108:1−6に記載されているようなもの。この文献の開示内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される)、パイロコッカス・ヴェッセイ(Pyrococcus woesei)(Pwo)などが挙げられるが、これらに限らない。概して、反応混合物は、存在する4つの天然の塩基に対応する4つの異なるタイプのdNTP、すなわち、dATP、dTTP、dCTP及びdGTPを含み、いくつかのケースでは、1つ以上の修飾ヌクレオチドdNTPを含んでよい。
PCR反応は概して、反応混合物をアニーリング用の適切な温度、伸長/延長用の適切な温度及び変性用の適切な温度間に、所定の回数サイクリングさせることによって行う。このような温度と回数は様々であり、具体的な反応成分(例えば、ポリメラーゼ及びプライマーを含む)と、得られるPCR産物の予測される長さに左右されるであろう。いくつかのケースでは、例えば、ネステッドPCR、すなわち2段階のPCRを用いる場合、サイクリング反応は、段階的に行ってよく、例えば、特定のサイクリングプログラムを有するか、または特定の温度(複数可)を用いる第1の段階に従ってサイクリングを行った後に、特定のサイクリングプログラムを有するか、または特定の温度(複数可)を用いる第2の段階に従ってサイクリングする。
多段階のPCRプロセスは、増幅の開始後に、1つ以上の試薬を追加することを含んでも、含まなくてもよい。例えば、いくつかのケースでは、ポリメラーゼを使用して伸長させることによって、増幅を開始してよく、反応の初期局面の後、追加の試薬(複数可)(例えば、1つ以上の追加のプライマー、追加の酵素など)を反応系に加えて、第2の反応局面を促してよい。いくつかのケースでは、第1のプライマーまたは第1のプライマーセットによって増幅を開始してよく、初期反応局面の後、追加の試薬(複数可)(例えば、1つ以上の追加のプライマー、追加の酵素など)を反応系に加えて、第2の反応局面を促してもよい。特定の実施形態では、初期増幅局面は、「プレ増幅」と称する場合もある。
いくつかのケースでは、等温条件下で、例えば、等温増幅によって増幅を行ってよい。等温増幅方法は概して、DNA鎖を分離する酵素的手段(例えば、鎖置換ポリメラーゼまたはヘリカーゼなど)を用いて、一定温度で増幅を促すので、DNAを変性させるための熱サイクリングが不要になる。本方法においては、任意の利便的かつ適切な等温増幅手段を用いてよく、環状型等温増幅(LAMP)、鎖置換増幅(SDA)、ヘリカーゼ依存性増幅(HDA)、ニッキング酵素増幅反応(NEAR)などが挙げられるが、これらに限らない。LAMPでは概して、標的DNAの複数の別々の領域、例えば、6〜8個の別々の領域を認識できる複数のプライマー、例えば、4〜6個のプライマーを使用する。合成は概して、2つのプライマーとともに、鎖置換DNAポリメラーゼによって開始して、ループ構造を形成させて、その後の増幅ラウンドを促す。LAMPは、迅速かつ感度が高い。加えて、いくつかのケースでは、専門機器を使用せずに、例えば、肉眼によって、LAMP増幅反応中に生成されるピロリン酸マグネシウムを可視化できる。SDAには概して、鎖限定型制限エンドヌクレアーゼまたはニッキング酵素によって、プライマーに含まれる部位に作られたニックから開始させるために、鎖置換DNAポリメラーゼ(例えば、Bst DNAポリメラーゼ、ラージ(クレノウ)断片ポリメラーゼ、クレノウ断片(3’−5’エキソ−)など)の使用が伴う。SDAでは、ニッキング部位は概して、各ポリメラーゼ置換工程で再生成され、その結果、指数関数的な増幅が行われる。HDAでは概して、二本鎖DNAをほどいて、鎖を分離するヘリカーゼと、ほどいたDNAにアニーリングできるプライマー、例えば、2つのプライマーと、延長のための鎖置換DNAポリメラーゼを使用する。NEARは概して、例えばニッキング酵素によって作られたニックから伸長を開始させる鎖置換DNAポリメラーゼを伴う。NEARは迅速かつ感度が高く、標的配列から多くの短い核酸を素早く生成する。
いくつかのケースでは、ハイブリッドな増幅方法をもたらすために、増幅方法全体を組み合わせても、または、様々な増幅方法の局面を組み合わせ直してもよい。例えば、いくつかのケースでは、例えば、初期鋳型、すなわちアンプリコン、または1回目の増幅ラウンドもしくは複数回の増幅ラウンドをもたらすために、PCRの局面を用いてよく、その後、さらなる増幅のために、等温増幅方法を用いてよい。いくつかのケースでは、等温増幅方法または等温増幅方法の局面を用いた後に、等温増幅反応の産物をさらに増幅するために、PCRを用いてもよい。いくつかのケースでは、第1の増幅方法を用いて、サンプルをプレ増幅してよく、第2の増幅方法を用いて、さらなる処理(例えば、さらなる増幅または解析を含む)を行ってよい。非限定例としては、サンプルをPCRによってプレ増幅してよく、qPCRによってさらに解析してよい。
いくつかのケースでは、プレ増幅工程を用いるかまたは用いずに、下記の増幅工程と検出工程を組み合わせてもよい。いくつかのケースでは、用いる具体的な増幅方法によって、例えば、検出試薬を用いるかまたは用いずに、増幅反応を目視確認することによって、増幅産物の定性的な検出を可能にする。一実施形態では、凝集した抗原結合ポリヌクレオチドを等温増幅、例えば、LAMPによって増幅し、その増幅によって、増幅反応物において、効率的な増幅、すなわち、サンプルに抗原結合物質が存在することを示す可視的変化を引き起こす。いくつかのケースでは、例えば、リアルタイムPCR(本明細書においては、定量PCR(qPCR)ともいい、下にさらに詳細に説明されている)で行うように、増幅中に増幅反応をモニタリングすることによって、増幅工程と検出工程を組み合わせる。
いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法では、近接ライゲーションアッセイ(PLA)及び近接伸長アッセイ(PEA)で用いられる方法、例えば、増幅方法と、その成分を用いてもよく、例えば、ローリングサークル型増幅(RCA)、結合誘導DNAアセンブリー(BINDA)、ニッキング酵素による蛍光シグナル増幅(NEFSA)及び例えば、Janssen et al.(2013)Sensors,13,1353−1384(この文献の開示内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される)に記載されているものが挙げられるが、これらに限らない。
非限定例としては、図7を参照すると、いくつかのケースでは、2つの抗原結合ポリヌクレオチド(701及び703)の結合抗原(700及び702)の凝集によって促進される、2つの抗原結合ポリヌクレオチド(701及び703)の会合によって、例えばライゲーションを通じて、環状化オリゴヌクレオチド(707)(任意の選択肢として、架橋ポリヌクレオチド(705)を伴ってもよい)の環状化が可能になる。環状化ポリヌクレオチドの環状化によって、抗原結合ポリヌクレオチドのうちの1つが、例えばRCAによって伸長可能になる。いくつかのケースでは、RCAによる伸長及び/または増幅には、抗原結合ポリヌクレオチドの1つ以上の繰り返し配列の生成が伴う。
検出
増幅産物の存在は、任意の利便的な方法によって割り出してよい(定性的な割り出しまたは定量的な割り出しを含む)。いくつかのケースでは、増幅産物の存在は、例えば、増幅反応における物理的変化であって、標的ポリヌクレオチド複合体の効率的な増幅を示す変化を通じて、定性的に割り出してよい。
いくつかのケースでは、増幅核酸の非特異的検出のための検出プロトコールまたは増幅核酸の特異的検出のためのプロトコールによって、増幅産物を検出したり、及び/または増幅産物の量を測定したりする。関心対象の非特異的検出プロトコールの代表的なものとしては、例えばインターカレーションによって二本鎖核酸産物を選択的に検出するシグナル発生系を用いるプロトコールが挙げられる。このような実施形態で使用される代表的な検出可能な分子としては、核酸と複合体を形成すると蛍光を増大させる蛍光核酸染色物質(フェナントリジニウム色素など)(そのモノマー、ホモダイマーまたはヘテロダイマーを含む)が挙げられる。フェナントリジニウム色素の例としては、エチジウムホモダイマー、エチジウムブロマイド、プロピジウムアイオダイド及びその他のアルキル置換フェナントリジニウム色素が挙げられる。別の実施形態では、核酸染色物質としては、アクリジン色素、またはそのホモダイマーもしくはヘテロダイマー(アクリジンオレンジ、アクリジンホモダイマー、エチジウム−アクリジンヘテロダイマーまたは9−アミノ−6−クロロ−2−メトキシアクリジンなど)が挙げられる。さらに別の実施形態では、核酸染色物質は、インドールまたはイミダゾール色素(Hoechst33258、Hoechst33342、Hoechst34580、DAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)またはDIPI(4’,6−(ジイミダゾリン−2−イル)−2−フェニルインドール)など)である。その他の許容される核酸染色物質としては、7−アミノアクチノマイシンD、ヒドロキシスチルバミジン、LDS751、所定のソラレン(フロクマリン)、スチリル色素、金属複合体(ルテニウム複合体など)及び遷移金属複合体(例えば、Tb3+及びEu3+が組み込まれたもの)が挙げられるが、これらに限らない。特定の実施形態では、核酸染色物質は、核酸と会合すると蛍光を増大させるシアニン色素、またはシアニン色素のホモダイマーもしくはヘテロダイマーである。いくつかのケースでは、米国特許第4,883,867号、米国特許第5,582,977号、米国特許第5,321,130号及び米国特許第5,410,030号(参照により、その全体が本明細書に援用される)に記載されている色素を用いてよく、TOTO、BOBO、POPO、YOYO、TO−PRO、BO−PRO、PO−PRO及びYO−PRO(ニューヨーク州グランドアイランドのLife Technologies,Inc.)の商品名で市販されている核酸染色物質が挙げられる。いくつかのケースでは、米国特許第5,436,134号、米国特許第5,658,751号及び米国特許第5,863,753号(参照により、その全体が本明細書に援用される)に記載されている色素を用いてよく、SYBR、SYTO、SYTOX、PICOGREEN、OLIGREEN及びRIBOGREEN(ニューヨーク州グランドアイランドのLife Technologies,Inc.)の商品名で市販されている核酸染色物質が挙げられる。さらに別の実施形態では、核酸染色物質は、アザベンズアゾリウムまたはポリアザベンズアゾリウム複素環(アザベンズオキサゾール、アザベンズイミダゾールまたはアザベンゾチアゾールなど)が組み込まれているモノマー、ホモダイマーまたはヘテロダイマーのシアニン色素であって、核酸と会合すると蛍光を増大させる色素であり、SYTO、SYTOX、JOJO、JO−PRO、LOLO、LO−PRO(ニューヨーク州グランドアイランドのLife Technologies,Inc.)の商品名で市販されている核酸染色物質が挙げられる。
さらに別の実施形態では、増幅産物に特異的であるシグナル発生系は、二本鎖分子とは対照的に、概して、増幅を検出するのに用いてよい。これらの実施形態では、シグナル発生系は、増幅産物に見られる配列に特異的に結合するプローブ核酸を含んでよく、このプローブ核酸は、直接または間接的に検出可能な標識で標識されていてよい。直接検出可能な標識は、追加の試薬を用いずに、直接検出できる標識であり、間接的に検出可能な標識は、1つ以上の追加の試薬を用いることによって検出可能な標識であり、例えば、標識は、2つ以上の成分で構成されているシグナル発生系の構成要素である。いくつかの実施形態では、標識は、直接検出可能な標識であり、関心対象の直接検出可能な標識としては、蛍光標識、ラジオアイソトープ標識、化学発光標識などが挙げられるが、これらに限らない。いくつかの実施形態では、標識は、蛍光標識であり、このような実施形態で用いる標識試薬は、蛍光タグ化ヌクレオチド(複数可)、例えば、蛍光タグ化CTP(Cy3−CTP、Cy5−CTPなど)などである。標識プローブ核酸を生成するためにヌクレオチドをタグ化するのに用いてよい蛍光部分としては、フルオレセイン、シアニン色素(Cy3、Cy5など)、Alexa555、Bodipy630/650などが挙げられるが、これらに限らない。上記のような他の標識も用いてよい。
シグナル発生系が蛍光シグナル発生系である実施形態では、シグナル検出は典型的には、反応混合物から得られる蛍光シグナルの変化を検出して、アッセイ結果を得ることを含む。換言すると、反応混合物によって生成される蛍光シグナルのいずれかの変調を評価する。この変化は、用いる標識の性質に応じて、蛍光の増大または減少であり得、特定の実施形態では、蛍光の増大である。任意の利便的な手段、例えば、好適な蛍光光度計(耐熱性キュベットまたはプレートリーダー蛍光光度計など)を用いて、サンプルにおける蛍光の増大をスクリーニングしてよい。蛍光は好適には、既知の蛍光光度計を用いてモニタリングする。これらの装置から得られるシグナル、例えば、光電子増倍管の電圧の形態のシグナルは、データプロセッサーボードに送られ、各サンプル管に関連したスペクトルに変換される。多数の反応容器、例えば、多数のチューブ、マルチウェルプレートなどを同時に評価することができる。
いくつかのケースでは、ポリヌクレオチド複合体の特定のポリヌクレオチド、例えば、抗原結合ポリヌクレオチド、架橋ポリヌクレオチド、環状化オリゴヌクレオチドなどの伸長及び/または増幅により、1つ以上の特異的核酸配列が複製され、その1つ以上の特異的核酸配列のリピートを含む1つ以上の鎖が得られる。このような繰り返し配列は、例えば、繰り返し特異的配列に特異的なプローブ核酸のハイブリダイズを通じて検出できる。特定のケースでは、繰り返し特異的配列に特異的なタグ化プローブ核酸、例えば、蛍光タグ化プローブ核酸、酵素的タグ化プローブ核酸、放射線標識タグ化プローブ核酸などを用いて、繰り返し特異的配列を含む延長ポリヌクレオチドまたは増幅産物を検出してよい。いくつかのケースでは、タグ化プローブ核酸を延長ポリヌクレオチドまたは増幅産物の繰り返し配列にハイブリダイズさせることにより、延長ポリヌクレオチドまたは増幅産物にハイブリダイズしたタグ化プローブ核酸の多さ(その結果、検出可能なタグの局所濃度が高くなる)によって、延長ポリヌクレオチドまたは増幅産物を検出可能になる。
例えば、いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法に従って生成される増幅産物または伸長産物には、抗原結合ポリヌクレオチドの1つ以上の配列のリピートに含まれており、その繰り返し配列ユニットに特異的なタグ化プローブ核酸を用いることを通じて、それらのリピートを検出する。いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法に従って生成される増幅産物または伸長産物には、架橋ポリヌクレオチドの1つ以上の配列のリピートが含まれており、その繰り返し配列ユニットに特異的なタグ化プローブ核酸を用いることを通じて、それらのリピートを検出する。いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法に従って生成される増幅産物または伸長産物には、環状化オリゴヌクレオチドの1つ以上の配列のリピートが含まれており、その繰り返し配列ユニットに特異的なタグ化プローブ核酸を用いることを通じて、それらのリピートを検出する。
特定の実施形態では、本明細書に記載されている伸長及び/または増幅方法のうちの1つ以上、例えば、PCR増幅、等温増幅(例えば、RCA)などによって、繰り返し核酸配列を生成してよく、1つ以上の蛍光標識プローブ核酸を伸長及び/または増幅産物にハイブリダイズさせることを通じて、伸長及び/または増幅産物を検出可能にしてよい。このような検出可能な伸長及び/または増幅産物は、蛍光を検出するための任意の利便的な手段(例えば、蛍光顕微鏡、フローサイトメトリー、イメージングフローサイトメトリーなどが挙げられるが、これらに限らない)を通じて同定してよい。いくつかのケースでは、検出可能な伸長及び/または増幅産物の同定により、伸長及び/または増幅産物の由来元である複合体の抗原結合物質と会合した分子、粒子、細胞、組織、生物などの検出または同定が可能になる。例えば、いくつかのケースでは、蛍光プローブに結合した伸長及び/または増幅産物は、抗原結合物質を産生した細胞に依然として付随し、例えば、蛍光顕微鏡によるその細胞の同定及び/または例えば、蛍光活性化細胞選別(FACS)によるその細胞の単離を可能にしうる。
上記のように、いくつかのケースでは、増幅をリアルタイムでモニタリングして、検出及び/または定量を行ってよい。検出プロトコールが、例えば、qPCR反応プロトコールで用いられているようなリアルタイムプロトコールである場合、反応全体を通じて、頻繁に、例えば、10ミリ秒に1回、または10ミリ秒に1回よりも高い頻度もしくは低い頻度でデータが収集されうる。各サイクル中に、サンプル由来の反応性分子の蛍光をモニタリングすることによって、様々な方法で、増幅反応の進行をモニタリングできる。例えば、融解ピーク下面積を算出して、それらのデータをサイクル数に対してプロットすることによって、例えば、融解ピークによって得られるデータを解析できる。
例えば、事前に選択した蛍光部分(色素など)の「適合性」を用いて、上記のようにして生成したスペクトルを分解して、各シグナル部分(すなわち、フルオロフォア)を表すピークを形成できる。各シグナルの強度値を表すピーク下面積を割り出すことができ、ピーク下面積は、必要な場合には、相互の比率として表すことができる。シグナルの強度及び/または比の微分は、標識プローブにおける変化を反応を通してまたは異なる反応条件(温度など)で記録することを可能にする。これらの変化は、オリゴヌクレオチドプローブと標的配列との間の結合現象、または標的配列に結合したオリゴヌクレオチドプローブの分解に関連している。微分ピーク下面積の積分は、標識作用に関する強度値を算出することを可能にする。
混合物を蛍光変化についてスクリーニングすると、サンプルを増幅反応の最後に1回スクリーニングするか、または反応中に複数回、(例えば、リアルタイムPCRモニタリングで行うように)例えば各サイクル後にスクリーニングするかに応じて、1つ以上のアッセイ結果が得られる。
本明細書に記載されている方法によれば、例えば、特定の検出閾値を上回っているかまたは下回っているかで抗原結合物質の存在を検出しても、または測定、例えば、特定の検出閾値を上回って存在するときにサンプル中の抗原結合物質の実際の量または濃度を測定してもよい。対象の抗原結合物質検出反応の実際の検出閾値は様々であると考えられ、例えば、検出する抗原結合物質、使用する具体的な増幅方法、使用する検出方法などに左右される。いくつかのケースでは、対象の検出方法の検出閾値は、15ng/ml〜1pg/mlの範囲であり得、15ng/ml未満、14ng/ml未満、13ng/ml未満、12ng/ml未満、11ng/ml未満、10ng/ml未満、9ng/ml未満、8ng/ml未満、7ng/ml未満、6ng/ml未満、5ng/ml未満、4ng/ml未満、3ng/ml未満、2ng/ml未満、1ng/ml未満、500pg/ml未満、400pg/ml未満、300pg/ml未満、200pg/ml未満、100pg/ml未満、90pg/ml未満、80pg/ml未満、70pg/ml未満、60pg/ml未満、50pg/ml未満、40pg/ml未満、35pg/ml未満、30pg/ml未満、25pg/ml未満、20pg/ml未満、19pg/ml未満、18pg/ml未満、17pg/ml未満、16pg/ml未満、15pg/ml未満、14pg/ml未満、13pg/ml未満、12pg/ml未満、10pg/ml未満等を含みうる。いくつかのケースでは、本明細書に記載されている具体的な検出方法の検出閾値は、サンプルにおいて検出できる抗原結合物質の最小モルで表してよく、このような検出閾値は、200アトモル〜100ゼプトモルの範囲であり得、例えば、200アトモル、190アトモル、180アトモル、170アトモル、160アトモル、150アトモル、140アトモル、130アトモル、120アトモル、110アトモル、100アトモル、90アトモル、80アトモル、70アトモル、60アトモル、50アトモル、40アトモル、30アトモル、20アトモル、10アトモル、1アトモル、900ゼプトモル、800ゼプトモル、700ゼプトモル、600ゼプトモル、500ゼプトモル、400ゼプトモル、350ゼプトモル、300ゼプトモル、250ゼプトモル、200ゼプトモル、190ゼプトモル、180ゼプトモル、170ゼプトモル、160ゼプトモル、150ゼプトモル、140ゼプトモル、130ゼプトモル、120ゼプトモル、110ゼプトモル、100ゼプトモル等を含むが、これらに限らない。
検出(増幅産物の定性的または定量的な測定を含んでも含まなくてもよい)の後、検出結果を評価して、抗原結合物質がサンプルに存在する可能性を割り出してもよい。このような評価を行う際には、いくつかのケースでは、対象の反応物を1つ以上のコントロール反応物または参照値と比較してもよい。本方法のコントロール反応物としては、ポジティブコントロール、例えば、関心対象の抗原結合物質を含むことが知られており、及び/または関心対象の抗原を既知量含むことが知られている反応物が挙げられる。コントロール反応物はまた、ネガティブコントロール、例えば、重要な試薬、例えば、抗原、ポリメラーゼ、重要なポリヌクレオチドなどを含まないことが知られている反応物も含みうる。検出反応結果と比較されうる参照値としては、事前に行った任意のコントロール反応から得られた参照測定値、コントロール反応から得られた検量線、ポジティブまたはネガティブコントロールから得られた一連の蛍光測定値、ユーザーが定めた参照値、メーカーから供給された参照値などが挙げられるが、これらに限らない。いくつかのケースでは、対象の反応の評価は、尺度、例えば、参照値の尺度との比較を含んでもよく、これを用いて、サンプルに存在する抗原結合物質の量を推定できる。
多重化
本明細書に記載されている方法によれば、サンプルにおける標的抗原結合物質の存在が容易にスクリーニングされる。この方法は、単一の標的抗原結合物質の検出と多重解析(サンプルにおいて、2つ以上の異なる標的抗原結合物質をアッセイする解析)に適する。後者の多重状況では、用いられうる異なるポリヌクレオチド結合抗原セットの数は典型的には、約2〜約20以上、例えば、上限が100以上、1000以上などの範囲であり、例えば、2〜50、2〜100、10〜100、50〜100、50〜200、50〜300、50〜400、50〜500などが挙げられるが、これらに限らない。一実施形態では、多重アッセイでは、一意的タグ化ポリヌクレオチドに結合した様々な異なる抗原を用いて、特定の一意的タグ化ポリヌクレオチドの増幅によって、増幅したタグ化ポリヌクレオチドの特定の抗原に対応する抗原結合物質の存在を示すようにしてよい。したがって、対象のアッセイでは、核酸のタグ付け及び/または「バーコード付加」法を用いて、サンプル中の複数の抗原結合物質の検出及び/または定量を可能にしうる。核酸バーコードで一意的にタグ付けされた異なる抗原であって、本明細書に記載されているような多重アッセイに含めてよい抗原の数は様々であり得、例えば、抗原結合ポリヌクレオチドにおいてバーコード用に利用可能なポリヌクレオチドの長さ、凝集アッセイ及び/またはポリヌクレオチド結合に悪影響を及ぼさずに反応物に存在し得る抗原濃度の物理的限界などによってのみ限定され得る。
したがって、いくつかのケースでは、単一の反応において、抗原結合物質のパネルをスクリーニングしてもよく、パネル上の各抗原結合物質の存在または量が評価されうる。二重アッセイにおける増幅産物の検出及び測定の際には、上記の検出方法を並列で用いてよい。いくつかのケースでは、多重アッセイ及び非多重アッセイのいずれにおいても、増幅産物の検出及び/または測定に、核酸シーケンシング方法を用いてよい。例えば、いくつかのケースでは、例えば、複数の増幅産物が産生された多重アッセイにおいて、定量的なシーケンシングを用いて、各増幅産物の相対的な量または存在を割り出して、高感度かつ高度に多重化された形で、単一のサンプル中の多くの異なる抗原結合物質を評価可能にしてもよい。
特定の実施形態では、本開示の多重アッセイをプール反応物において行って、複数のアンプリコンを形成させてよく、その後、形成されたアンプリコンを定量して、多重アッセイの個々の抗原結合物質の量を得てもよい。例えば、一実施形態では、1つ以上の抗原結合物質を含むかまたは含むと思われるサンプルに、複数の異なるポリヌクレオチド結合抗原を加えてもよい。そして、抗原の凝集と、(任意の選択肢としての架橋ポリヌクレオチドの使用による)ポリヌクレオチドのライゲーションにより、サンプルに存在する抗原結合物質に応じたアンプリコンが形成される。したがって、形成された各アンプリコンの相対量は、サンプル中の各抗原結合物質の相対量に対応するであろう。すなわち、形成されたアンプリコンの定量を通じて、各抗原結合物質を定量できる。
形成されたアンプリコンの定量は、任意の利便的な方法によって行ってよく、用いる具体的な方法は、検出する異なる抗原結合物質の数、所望の検出感度、所望の定量感度、所望の定量ダイナミックレンジなどに部分的に左右され得る。定量は、プール反応物で行ってよく、またはアンプリコン形成反応物を定量のために小分けにしてよい。例えば、いくつかのケースでは、アンプリコンを形成させてよいとともに、プールサンプルにおいて、例えば、アンプリコンの定量的なシーケンシングを通じて、定量を行ってよい。別のケースでは、アンプリコンを形成させてよいとともに、サンプルを小分けにして、例えば、アンプリコンにハイブリダイズするプライマーを用いたqPCRによって、各アンプリコンを個々に定量することによって、定量を行ってよい。
多重アッセイの一実施形態では、各抗原は、結合抗原に対して特有の配列と架橋ポリヌクレオチドのためのユニバーサルな配列とを含むポリヌクレオチドにコンジュゲートされる。その特有の配列は、プライマー結合部位であってもプライマー結合部位を含んでいてもよい。ユニバーサルな配列は、架橋ポリヌクレオチドの一部(半分を含む)に相補的であり、2つの抗原が凝集したら、2つの抗原結合ポリヌクレオチドのユニバーサルな配列に架橋ポリヌクレオチドが同時に結合できるほど、結合したポリヌクレオチドが近接して、2つの抗原結合ポリヌクレオチドがライゲーション可能になるようになっていてよい。続いて、特定の抗原のプライマー結合部位に特異的なプライマーセットをそれぞれ含むとともに、特定の抗原に対応する特異的アンプリコンに対してqPCRを実施可能にする個々の反応系に、ライゲーション反応によって形成された複数のアンプリコンを含むサンプルを分注してもよい。したがって、プールの特定の各アンプリコンの増幅を通じて、サンプルに元々存在する各抗原結合物質の量を割り出すことができる。
本開示の多重アッセイは、ポリヌクレオチド結合抗原のライブラリーを用いて行ってよい。このようなライブラリーは、スクリーニングする抗原の数及び/またはタイプに応じて様々であろう。したがって、いくつかのケースでは、本開示のライブラリーは、そのライブラリーに含まれるポリヌクレオチド結合抗原のタイプによって分類され得、例えば、病原体への感染に応じて宿主によって産生される抗体を検出するためのまたはさもなければ感染のバイオマーカーとして機能する様々な病原体抗原を含む病原体ライブラリー、自己免疫疾患の一部として対象によって産生される抗体を検出するためのまたはさもなければ、自己免疫疾患のバイオマーカーとして機能する様々な自己抗原を含む自己免疫ライブラリー、がんもしくは腫瘍の存在に応じて対象によって産生される抗体を検出するためのまたはさもなければ、がんのバイオマーカーとして機能する様々な抗原を含むがんライブラリー、加齢またはその他の神経障害により対象によって産生される抗体を検出するための様々なサイトカイン抗原を含むサイトカインライブラリー等を含む。ライブラリーにおける異なるポリヌクレオチド結合抗原の数は様々であり、10個以下〜1000個以上の範囲であり得、例えば、10〜1000個、20〜1000個、30〜1000個、40〜1000個、50〜1000個、60〜1000個、70〜1000個、80〜1000個、90〜1000個、100〜1000個、100〜900個、100〜800個、100〜700個、100〜600個、100〜500個、100〜400個、100〜300個、100〜200個、10〜900個、10〜800個、10〜700個、10〜600個、10〜500個、10〜400個、10〜300個、10〜200個、10〜100個、20〜100個、30〜100個、40〜100個、50〜100個、60〜100個、70〜100個、80〜100個、90〜100個、12個、24個、36個、48個、96個、384個等を含むが、これらに限らない。ライブラリーの異なるポリヌクレオチド抗原は、物理的に、例えば、別の容器もしくはマルチウェルプレートの別のウェルに分けてもよく、または物理的に分けなくてもよく、すなわち、単一の溶液、単一の容器などにプールしてもよい。
いくつかのケースでは、ポリヌクレオチド結合抗原のライブラリーは、各抗原から定量するために、プライマー、例えば、プライマー対の対応するライブラリーを含んでよい。一実施形態では、ポリヌクレオチド結合抗原のプールライブラリーは、各抗原の特有のアンプリコンを特異的に増幅して定量するために、対応するプライマー対ライブラリーを有するであろう。いくつかのケースでは、このようなプライマーライブラリーは、マルチウェルプレートの個々のウェル中にプライマー対をそれぞれ含んでもよく、それにより、各ウェルが、ライゲーション反応のアリコートを各ウェルに加えた際の、特定の抗原に特異的な特定のアンプリコンの増幅及び定量用に構成される。すなわち、ライブラリーの各アンプリコン/抗原の定量によって、最初のサンプルに存在することを検出するようにライブラリーが構成されている各抗体の量を割り出すことができる。例えば、いくつかのケースでは、12個の異なるポリヌクレオチド結合抗原を有するライブラリーは、対応する12ウェルのプライマーライブラリーを有し、その各ウェルは、12個の抗原のうちの1つに特異的なアンプリコンを増幅するように構成されたプライマー対を含む。別のケースでは、24個の異なるポリヌクレオチド結合抗原を有するライブラリーは、対応する24ウェルのプライマーライブラリーを有し、その各ウェルは、24個の抗原のうちの1つに特異的なアンプリコンを増幅するように構成されたプライマー対を含む。さらに別のケースでは、48個の異なるポリヌクレオチド結合抗原を有するライブラリーは、対応する48ウェルのプライマーライブラリーを有し、その各ウェルは、48個の抗原のうちの1つに特異的なアンプリコンを増幅するように構成されたプライマー対を含む。さらに別のケースでは、96個の異なるポリヌクレオチド結合抗原を有するライブラリーは、対応する96ウェルのプライマーライブラリーを有し、その各ウェルは、96個の抗原のうちの1つに特異的なアンプリコンを増幅するように構成されたプライマー対を含む。別のケースでは、384個の異なるポリヌクレオチド結合抗原を有するライブラリーは、対応する384ウェルのプライマーライブラリーを有し、その各ウェルは、384個の抗原のうちの1つに特異的なアンプリコンを増幅するように構成されたプライマー対を含む。いくつかのケースでは、ポリヌクレオチド結合抗原ライブラリーは、プライマー対のマルチウェルプレートに供給された対応するプライマー対よりもよりも多い抗原を有し、これは、例えばプライマーライブラリーが、抗原ライブラリーのアンプリコンのすべての増幅を可能にするためにプライマー対の多数のプレートを含む場合を含む。
本開示のライブラリーは、本明細書に記載されているような方法のすべてまたは一部を行うための1つ以上の追加の試薬(例えば、ライゲーション、増幅、検出などのための追加の試薬を含む)も含んでよい。いくつかのケースでは、追加の試薬は、プールライブラリーに含まれていてよい。例えば、いくつかのケースでは、ライゲーションのための試薬、例えばリガーゼは、ポリヌクレオチド結合抗原のプールライブラリー内に含まれていてよい。いくつかのケースでは、追加の試薬は、マルチウェルプレートの個々のウェルに含まれていてよい。例えば、いくつかのケースでは、増幅のための試薬、例えばポリメラーゼ、dNTPなどは、マルチウェルプレートプライマーライブラリーのウェル内に含まれていてよい。記載されているようなライブラリーには、適切なバッファー、塩などが含まれていても含まれていなくてもよい。いくつかのケースでは、ライブラリー及び/またはその成分、例えばプライマーライブラリーは、凍結乾燥形態で供給してよいとともに、使用時に再水和してよい。
有用性
本明細書に記載されている方法及び組成物には、サンプルに存在する抗原結合物質の検出及び/または定量において、特定の有用性がある。このような検出では、様々な技術分野において様々な用途を見出すことができ、例えば、基礎科学的研究(例えば、生物医学研究、生化学研究、免疫学研究、分子生物学研究、微生物学研究、細胞生物学研究、遺伝学など)、医学及び/または薬学研究(例えば、創薬研究、薬剤設計研究、薬剤開発研究、薬理学、毒物学、医薬品化学、前臨床研究、臨床研究、オーダーメイド医療など)、医療、疫学、公衆衛生、バイオテクノロジー、畜産学、獣医学、農学、材料科学、分子検出、分子診断学などが挙げられるが、これらに限らない。
いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法は、対象から得た生体サンプル中の抗原結合物質の検出での用途が見出されている。「対象」という用語は、本明細書で使用する場合、ヒト、家畜、ペット、実験動物、バイオプロダクション動物(例えば、バイオプロダクト、例えば、抗体を生成させるのに用いる動物)などを含む動物を指す。いくつかのケースでは、サンプルは、哺乳動物の対象に由来する(例えば、哺乳動物の組織、哺乳動物の細胞、哺乳動物の体液、哺乳動物の排出体液、哺乳動物の半固体分泌物などを含む)。
このようなサンプルの由来元であってよい関心対象の哺乳動物としては、例えば、ヒト、有蹄動物(例えば、ブタ、ウシ、ヒツジ及びヤギ、ウマ、ラクダまたは広くは有蹄家畜などのいずれかの種または亜種)、齧歯動物(例えば、マウス、ラット、アレチネズミ、ハムスター、モルモットなど)、ウサギ、ネコ、イヌ、霊長類動物などが挙げられるが、これらに限らない。
いくつかのケースでは、サンプルは、ヒト以外の動物に由来してよく、ヒト以外の哺乳動物が挙げられるが、これに限らない。サンプルの由来元であってよいヒト以外の哺乳動物としては、上に列挙されているものが挙げられるが、これらに限らない。サンプルの由来元であってよいヒト以外の動物としては、上に列挙されているものと、加えて、例えば、鳥類(すなわち、例えば、ニワトリ、カモなどのトリ)、両生動物(例えば、カエル)、魚類などが挙げられるが、これらに限らない。
いくつかのケースでは、対象が特定の状態にあるか評価するために、本明細書に記載されている方法を用いて、ヒトに由来するサンプル中の抗原結合物質の存在を検出したり、及び/またはその量を測定したりする。このようなケースでは、対象に由来する抗原結合物質は概して、単特異性抗原結合物質、例えば、単特異性抗体(例えば、単特異性ポリクローナル抗体を含む)であろう。ヒトまたはヒト以外の対象において測定する単特異性抗体は、疾患抗原に対する単特異性を有する抗体であってよく、その疾患抗原は、宿主に対して内因性(すなわち、宿主由来の抗原、すなわち自己抗原)であってよく、または、宿主に対して外因性(すなわち、非宿主由来の抗原または感染病原体由来の抗原)であってよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されている方法は、例えば、対象の状態を、存在の判断または鑑定の形で、及びいくつかのケースでは診断の形で評価し、ある状態である対象に対する療法を決定し、ある状態である対象をモニタリングするなどのために使用される。いくつかのケースでは、本明細書に記載されているような方法を用いて対象の状態を評価することは、技術者による対象の現在の健康状態の評価、すなわち、対象の予後の「診断評価」、すなわち、考え得る治療レジメンの「予後評価」、すなわち、「治療評価」及び/または療法への応答性、すなわち、「予後評価」を含む報告書を作成することを含む。したがって、本方法はさらに、診断評価、予後評価、治療評価またはモニタリング評価、及びこれらを組み合わせたものの結果を示す報告を作成または出力する工程を含んでよく、その報告は、電子媒体の形態(例えば、コンピューターモニターへの電子表示)または有形媒体の形態(例えば、紙もしくはその他の有形媒体に印刷した報告書)で提供することができる。
いくつかのケースでは、本明細書に記載されているような評価は、例えば、治療の有効性を評価するか、最も良い治療タイミングを割り出すか、または治療の修正が必要か判断するために、治療レジメンの一部として行う。例えば、いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法に従って、治療前サンプルを採取して評価してよく、その評価から、治療プロトコールを選択する。別のケースでは、治療の有効性を評価するために、治療後サンプルを採取して、本明細書に記載されている評価に従って、治療前サンプルと比較する。別のケースでは、追加療法のタイミングの最良な判断をするために、1回以上の治療後評価を行う。
本明細書に記載されている検出方法の対象となる状態(ヒト及びヒト以外の動物の状態を含む)としては、対象の免疫系及び/または免疫応答に関わる状態が挙げられるが、これらに限らない。いくつかのケースでは、対象の状態は、病原体由来(例えば、感染)であってよく、別のケースでは、対象の状態は、対象由来(例えば、自己免疫疾患)であってよく、いくつかのケースでは、状態の由来元は不明であってよい。
感染状態は、本明細書で使用する場合、様々であり得、宿主生物に外来抗原が存在するいずれかの状態を含み、一般的な感染症、新興感染症、症候性感染、無症候性感染などが挙げられるが、これらに限らない。感染状態の非限定例としては、ここで列挙するものが挙げられるが、これらに限らず、それらは、その状態を引き起こす例示的な病原体とともに示されている。例えば、アシネトバクター感染(アシネトバクター・バウマニ(Acinetobacter baumannii))、放線菌症(アクチノマイセス・イスラエリ(Actinomyces israelii)、アクチノマイセス・ゲレンセリアエ(Actinomyces gerencseriae)及びプロピオニバクテリウム・プロピニクス(Propionibacterium propionicus))、アフリカ睡眠病(アフリカトリパノソーマ症)(トリパノソーマ・ブルセイ(Trypanosoma brucei))、エイズ(後天性免疫不全症候群)(HIV(ヒト免疫不全ウイルス))、アメーバ赤痢(エントアメーバ・ヒストリティカ(Entamoeba histolytica))、アナプラズマ病(アナプラスマ(Anaplasma)属)、炭疽(バシラス・アントラシス(Bacillus anthracis))、アルカノバクテリウム・ヘモリティクム感染(アルカノバクテリウム・ヘモリティクム(Arcanobacterium haemolyticum))、アルゼンチン出血熱(フニンウイルス)、回虫症(アスカリス・ルンブリコイデス(Ascaris lumbricoides))、アスペルギルス症(アスペルギルス(Aspergillus)属)、アストロウイルス感染(アストロウイルス科(Astroviridae))、バベシア症(バベシア(Babesia)属)、バシラス・セレウス感染(バシラス・セレウス(Bacillus cereus))、細菌性肺炎(多数の細菌)、細菌性腟炎(BV)(多数の細菌)、バクテロイデス感染(バクテロイデス(Bacteroides)属)、バランチジウム症(バランチジウム・コリ(Balantidium coli))、バイリサスカリス感染(バイリサスカリス(Baylisascaris)属)、BKウイルス感染(BKウイルス)、黒色砂毛症(ピエドライア・ホルタエ(Piedraia hortae))、ブラストシスチス・ホミニス感染(ブラストシスチス・ホミニス(Blastocystis hominis))、ブラストミセス症(ブラストミセス・デルマティティディス(Blastomyces dermatitidis))、ボリビア出血熱(マチュポ(Machupo)ウイルス)、ボレリア感染(ボレリア(Borrelia)属)、ボツリヌス症(及び乳児ボツリヌス症)(クロストリジウム・ボツリヌム(Clostridium botulinum))、ブラジル出血熱(Sabia)、ブルセラ症(ブルセラ(Brucella)属)、腺ペスト(エンテロバクテリアセエ科(Enterobacteriaceae)細菌)、バークホルデリア感染(通常、バークホルデリア・セパシア(Burkholderia cepacia)及びその他のバークホルデリア属種)、ブルーリ潰瘍(マイコバクテリウム・ウルセランス(Mycobacterium ulcerans))、カリシウイルス感染(ノロウイルス及びサポウイルス)(カリチウイルス科(Caliciviridae))、カンピロバクター症(カンピロバクター(Campylobacter)属)、カンジダ症(モニリア症、鵞口瘡)(通常、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)及びその他のカンジダ属種)、猫ひっかき病(バルトネラ・ヘンセラ(Bartonella henselae))、蜂巣炎(通常、A群ストレプトコッカス(Streptococcus)及びスタフィロコッカス(Staphylococcus))、シャーガス病(アメリカトリパノソーマ症)(トリパノソーマ・クルジ(Trypanosoma cruzi))、軟性下疳(ヘモフィルス・デュクレイ(Haemophilus ducreyi))、水痘(水痘帯状疱疹ウイルス(VZV))、チクングンヤ熱(アルファウイルス)、クラミジア感染症(クラミジア・トラコーマティス(Chlamydia trachomatis))、クラミドフィラ・ニューモニア感染(台湾急性呼吸器因子またはTWAR)(クラミドフィラ・ニューモニア(Chlamydophila pneumoniae))、コレラ(ビブリオ・コレラ(Vibrio cholerae))、クロモブラストミコーシス(通常、フォンセカエ・ペドロソイ(Fonsecaea pedrosoi))、肝吸虫症(クロノルチス・シネンシス(Clonorchis sinensis))、クロストリジウム・ディフィシレ感染(クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficile)、コクシジオイド症(コクシジオイデス・イミティス(Coccidioides immitis)及びコクシジオイデス・ポサダシイ(Coccidioides posadasii))、コロラドダニ熱(CTF)(コロラドダニ熱ウイルス(CTFV))、感冒(急性ウイルス性鼻咽頭炎、急性コリーザ)(通常、ライノウイルス及びコロナウイルス)、クロイツフェルト・ヤコブ病(CJD)(PRNP)、クリミア・コンゴ出血熱(CCHF)(クリミア・コンゴ出血熱ウイルス)、クリプトコックス症(クリプトコックス・ネオフォルマンス(Cryptococcus neoformans))、クリプトスポリジウム症(クリプトスポリジウム(Cryptosporidium)属)、皮膚幼虫移行症(CLM)(通常、アンシロストーマ・ブラジリエンス(Ancylostoma braziliense)、多数のその他の寄生虫)、シクロスポラ症(サイクロスポーラ・カイエタネンシス(Cyclospora cayetanensis))、嚢虫症(タエニア・ソリウム(Taenia solium))、サイトメガロウイルス感染(サイトメガロウイルス)、デング熱(デングウイルス(DEN−1、DEN−2、DEN−3及びDEN−4)−フラビウイルス)、Desmodesmus感染(緑藻類のデスモデスムス・アルマトゥス(Desmodesmus armatus))、二核アメーバ症(ジエントアメーバ・フラギリス(Dientamoeba fragilis))、ジフテリア(コリネバクテリウム・ジフテリアエ(Corynebacterium diphtheriae))、裂頭条虫症(ジフィロボトリウム(Diphyllobothrium))、メジナ虫症(トラクンクルス・メジネシス(Dracunculus medinensis))、エボラ出血熱(エボラウイルス(EBOV))、エキノコックス症(エキノコックス(Echinococcus)属)、エーリキア症(エーリキア(Ehrlichia)属)、ぎょう虫症(ぎょう虫感染)(エンテロビウス・ベルミクラリス(Enterobius vermicularis))、エンテロコッカス感染(エンテロコッカス(Enterococcus)属)、エンテロウイルス感染(エンテロウイルス属)、発疹チフス(リケッチア・プロバゼキイ(Rickettsia prowazekii))、伝染性紅斑(第五病)(パルボウイルスB19)、突発性発疹(第六病)(ヒトヘルペスウイルス6(HHV−6)及びヒトヘルペスウイルス7(HHV−7))、肥大吸虫症(ファスシオロプシス・ブスキ(Fasciolopsis buski))、肝蛭症(ファスシオラ・ヘパティカ(Fasciola hepatica)及びファスシオラ・ギガンチア(Fasciola gigantica))、致死性家族性不眠症(FFI)(PRNP)、フィラリア症(フィラリア上科(Filarioidea))、スロストリジウム・ペルフリンゲンスによる食中毒(スロストリジウム・ペルフリンゲンス(Clostridium perfringens))、自由生活アメーバ感染(多数の病原体)、フゾバクテリウム感染(フゾバクテリウム(Fusobacterium)属)、ガス壊疽(クロストリジウム性筋壊死)(通常、クロストリジウム・ペルフリンゲンス(Clostridium perfringens)、その他のクロストリジウム属種)、ゲオトリクム症(ゲオトリクム・カンジウム(Geotrichum candidum))、ゲルストマン・ストロイスラー・シャインカー症候群(GSS)(PRNP)、ジアルジア症(ギアルディア・インテスティナリス(Giardia intestinalis))、鼻疽(バークホルデリア・マレイ(Burkholderia mallei))、顎口虫症(グナトストーマ・スピニゲルム(Gnathostoma spinigerum)及びグナトストーマ・ヒスピドゥム(Gnathostoma hispidum))、淋病(ナイセリア・ゴノルホエア(Neisseria gonorrhoeae))、鼡径部肉芽腫(ドノヴァン症)(クレブシエラ・グラヌロマチス(Klebsiella granulomatis))、A群連鎖球菌感染(ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes))、B群連鎖球菌感染(ストレプトコッカス・アガラクチア(Streptococcus agalactiae))、ヘモフィルス・インフルエンザエ感染(ヘモフィルス・インフルエンザエ(Haemophilus influenzae))、手足口病(HFMD)(エンテロウイルス、主にコクサッキーAウイルス及びエンテロウイルス71(EV71))、ハンタウイルス肺症候群(HPS)(シンノンブルウイルス)、ハートランドウイルス疾患(ハートランドウイルス)、ヘリコバクター・ピロリ感染(ヘリコバクター・ピロリ(Helicobacter pylori)、溶血性尿毒症症候群(HUS)(エスケリキア・コリ(Escherichia coli)O157:H7、0111及びO104:H4)、腎症候性出血熱(HFRS)(ブンヤウイルス(Bunyaviridae)科)、A型肝炎(A型肝炎ウイルス)、B型肝炎(B型肝炎ウイルス)、C型肝炎(C型肝炎ウイルス)、D型肝炎(D型肝炎ウイルス)、E型肝炎(E型肝炎ウイルス)、単純ヘルペス(単純ヘルペスウイルス1及び2(HSV−1及びHSV−2))、ヒストプラスマ症(ヒストプラスマ・カプスラーツム(Histoplasma capsulatum))、鉤虫感染(アンシロストーマ・ドゥオデナレ(Ancylostoma duodenale)及びネカトル・アメリカヌス(Necator americanus))、ヒトボカウイルス感染(ヒトボカウイルス(HBoV))、ヒトエウィンギイエールリヒア症(エールリヒア・エウィンギイ(Ehrlichia ewingii))、ヒト顆粒球性アナプラズマ病(HGA)(アナプラスマ・ファゴサイトフィルム(Anaplasma phagocytophilum))、ヒトメタニューモウイルス感染(ヒトメタニューモウイルス(hMPV))、ヒト単球性エールリヒア症(エールリヒア・カフェンシス(Ehrlichia chaffeensis))、ヒトパピローマウイルス(HPV)感染(ヒトパピローマウイルス(HPV))、ヒトパラインフルエンザウイルス感染(ヒトパラインフルエンザウイルス(HPIV))、膜様条虫症(ヒメノレピス・ナナ(Hymenolepis nana)及びヒメノレピス・ジミヌタ(Hymenolepis diminuta))、エプスタイン・バーウイルス感染性単核球症(Mono)(エプスタイン・バーウイルス(EBV))、インフルエンザ(フルー)(オルソミクソウイルス科(Orthomyxoviridae))、イソスポーラ症(イソスポラ・ベリイ(Isospora belli))、川崎病(未知の病原体)、角膜炎(多数の病原体)、キンゲラ・キンガエ感染(キンゲラ・キンガエ(Ki
ngella kingae))、クールー(PRNP)、ラッサ熱(ラッサウイルス)、レジオネラ症(レジオネラ病)(レジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila))、レジオネラ症(ポンティアック熱)(レジオネラ・ニューモフィラ)、リーシュマニア症(リーシュマニア(Leishmania)属)、ハンセン病(マイコバクテリウム・レプラエ(Mycobacterium leprae)及びマイコバクテリウム・レプロマトーシス(Mycobacterium lepromatosis))、レプトスピラ症(レプトスピラ(Leptospira)属)、リステリア症(リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes))、ライム病(ライムボレリア症)(通常、ボレリア・ブルグドルフェリ(Borrelia burgdorferi)及びその他のボレリア属種)、リンパ性フィラリア症(象皮病)(ウケレリア・バンクロフチ(Wuchereria bancrofti)及びブルギア・マライ(Brugia malayi))、リンパ球性脈絡髄膜炎(リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV))、マラリア(プラスモディウム(Plasmodium)属)、マールブルグ出血熱(MHF)(マールブルグウイルス)、麻疹(麻疹ウイルス)、中東呼吸器症候群(MERS)(中東呼吸器症候群コロナウイルス)、類鼻疽(ホイットモア病)(バークホルデリア・プセウドマレイ(Burkholderia pseudomallei))、髄膜炎(多数の病原体)、髄膜炎菌性疾患(ナイセリア・メニンギチディス(Neisseria meningitidis))、横川吸虫症(通常、メタゴニムス・ヨカガワイ(Metagonimus yokagawai))、微胞子虫症(ミクロスポリジア・フィルム(Microsporidia phylum))、伝染性軟属腫(MC)(伝染性軟属腫ウイルス(MCV))、サル痘(サル痘ウイルス)、ムンプス(ムンプスウイルス)、発疹熱(地方性発疹チフス)(リケッチア・チフィ(Rickettsia typhi))、肺炎マイコプラスマ(マイコプラスマ・ニューモニアエ(Mycoplasma pneumoniae))、マイセトーマ(多くの種の細菌(アクチノミセトーマ(Actinomycetoma))及び真菌(ユーミセトーマ(Eumycetoma)))、ハエウジ症(寄生性双翅目ハエ幼虫)、新生児結膜炎(新生児眼炎)(最も一般的には、クラミジア・トラコーマティス及びナイセリア・ゴノルロエア(Neisseria gonorrhoeae))、ノカルジア症(通常、ノカルディア・アステロイデス(Nocardia asteroides)及び他のノカルディア属種)、オンコセルカ症(河川盲目症)(オンコセルカ・ボルブルス(Onchocerca volvulus))、パラコクシジオイド症(南アメリカブラストミセス症)(パラコクシジオイデス・ブラジリエンシス(Paracoccidioides brasiliensis))、肺吸虫症(通常、パラゴニムス・ウェステルマニ(Paragonimus westermani)及び他のパラゴニムス属種)、パスツレラ症(パスツレラ(Pasteurella)属)、病原性腸疾患(例えば、腸内細菌の病原性株(例えば、病原性クロストリジウム・ディフィシレ、病原性サルモネラ・エンテリカ(Salmonella enterica)、病原性バシラス・セレウス、病原性ヘリコバクター・ピロリ、病原性カンピロバクターなどを原因とするものを含む)、アタマジラミ寄生症(アタマジラミ)(ペディクルス・ヒューマヌス・カピティス(Pediculus humanus capitis))、コロモジラミ寄生症(ヒトジラミ)(ペディクルス・ヒューマヌス・コルポリス(Pediculus humanus corporis))、ケジラミ寄生症(ケジラミ)(フィチルス・プビス(Phthirus pubis))、骨盤腹膜炎(PID)(多数の病原体)、百日咳(ボルデテラ・ペルツッシス(Bordetella pertussis))、ペスト(エルシニア・ペスティス(Yersinia pestis))、肺炎球菌感染(ストレプトコッカス・ニューモニアエ(Streptococcus pneumoniae))、ニューモシスチス肺炎(PCP)(ニューモシスチス・ジロヴェシイ(Pneumocystis jirovecii))、肺炎(多数の病原体)、ポリオ(ポリオウイルス)、プレボテラ感染(プレボテラ(Prevotella)属)、原発性アメーバ性髄膜脳炎(PAM)(通常、ナエグレリア・フォウレリ(Naegleria fowleri))、進行性多巣性白質脳症(JCウイルス)、オウム病(クラミドフィラ・プシタシ(Chlamydophila psittaci))、Q熱(コキシエラ・ブルネティイ(Coxiella burnetii))、狂犬病(狂犬病ウイルス)、鼠咬熱(ストレプトバシラス・モニリフォルミス(Streptobacillus moniliformis)またはスピリルム・ミヌス(Spirillum minus))、呼吸器合胞体ウイルス感染(呼吸器合胞体ウイルス(RSV))、リノスポリジウム症(リノスポリジウム・セーベリー(Rhinosporidium seeberi))、ライノウイルス感染(ライノウイルス)、リケッチア感染(リケッチア属)、リケッチア痘(リケッチア・アカリ(Rickettsia akari))、リフトバレー熱(RVF)(リフトバレー熱ウイルス)、ロッキー山紅斑熱(RMSF)(リケッチア・リケッチイ(Rickettsia rickettsii))、ロタウイルス感染(ロタウイルス)、風疹(風疹ウイルス)、サルモネラ症(サルモネラ属)、SARS(重症急性呼吸器症候群)(SARSコロナウイルス)、疥癬(サルコプテス・スカビエイ(Sarcoptes scabiei))、住血吸虫症(シストソーマ(Schistosoma)属)、敗血症(多数の病原体、例えば、カプノシトファガ(Capnocytophaga)を含む)、細菌性赤痢(シゲラ(Shigella)属)、帯状疱疹(帯状ヘルペス)(水痘帯状疱疹ウイルス(VZV))、天然痘(痘瘡)(バリオラ・メジャー(Variola major)またはバリオラ・マイナー(Variola minor))、スポロトリクス症(スポロトリクス・シェンキイ(Sporothrix schenckii))、ブドウ球菌性食中毒(スタフィロコッカス属)、ブドウ球菌感染(スタフィロコッカス属)、糞線虫症(ストロンギロイデス・ステルコラリス(Strongyloides stercoralis))、亜急性硬化性全脳炎(麻疹ウイルス)、梅毒(トレポネーマ・パルリドゥム(Treponema pallidum))、条虫症(Taenia属)、破傷風(開口障害)(クロストリジウム・テタニ(Clostridium tetani))、須毛白癬(床屋疹しん)(通常、トリコフィトン(Trichophyton)属)、頭部白癬(通常、トリコフィトン・トンスランス(Trichophyton tonsurans))、体部白癬(通常、トリコフィトン属)、股部白癬(いんきんたむし)(通常、エピデルモフィトン・フロコッスム(Epidermophyton floccosum)、トリコフィトン・ルブルム(Trichophyton rubrum)及びトリコフィトン・メンタグロフィテス(Trichophyton mentagrophytes))、手白癬(トリコフィトン・ルブルム)、黒癬(通常、ホルテア・ウェルネッキイ(Hortaea werneckii))、足白癬(水虫)(通常、トリコフィトン属)、爪白癬(爪甲真菌症)(通常、トリコフィトン属)、癜風(なまず)(マラセジア(Malassezia)属)、トキソカラ症(眼幼虫移行症(OLM))(トキソカラ・カニス(Toxocara canis)またはトキソカラ・カチ(Toxocara cati))、トキソカラ症(内臓幼虫移行症(VLM))(トキソカラ・カニスまたはトキソカラ・カチ)、トラコーマ(クラミジア・トラコーマティス)、トキソプラズマ症(トキソプラズマ・ゴンディイ(Toxoplasma gondii))、旋毛虫症(トリキネラ・スピラリス(Trichinella spiralis))、トリコモナス症(トリコモナス・バギナリス(Trichomonas vaginalis))、鞭虫症(鞭虫感染)(トリチュリス・トリチュラ(Trichuris trichiura))、結核(通常、マイコバクテリウム・ツーベルクロシス(Mycobacterium tuberculosis))、ツラレミア(フランシセラ・ツラレンシス(Francisella tularensis))、腸チフス(サルモネラ・エンテリカ亜種エンテリカ、血清型チフィ)、ウレアプラズマ・ウレアリチクム感染(ウレアプラズマ・ウレアリチクム(Ureaplasma urealyticum))、渓谷熱(コッシジオイデス・イミティス(Coccidioides immitis)またはコッシジオイデス・ポサダシイ(Coccidioides posadasii))、ベネズエラ馬脳炎(ベネズエラ馬脳炎ウイルス)、ベネズエラ出血熱(グアナリトウイルス)、ウイルス性肺炎(多数のウイルス)、西ナイル熱(西ナイルウイルス)、白色砂毛(トリコスポロン・ベイゲリイ(Trichosporon beigelii))、エルシニア・シュードツベルクローシス感染(エルシニア・シュードツベルクローシス(Yersinia pseudotuberculosis))、エルシニア症(エルシニア・エンテロコリチカ(Yersinia enterocolitica))、黄熱(黄熱ウイルス)、ジカウイルス疾患(ジカウイルス)、接合真菌症(ムコラレス(Mucorales)の系統(ムコール症)及びエントモフィトラレス(Entomophthorales)の系統(エントモフトラ症))などである。概して本明細書では、記載されている方法による、感染状態の検出は、病原体由来抗原に対する1つ以上の抗原結合物質(例えば、宿主由来抗体)であって、宿主に由来するサンプルに存在する抗原結合物質を検出することによって、感染に対する宿主免疫応答を検出することを含む。
したがって、いくつかのケースでは、本発明の方法には、対象由来のサンプルまたはその他のタイプのサンプル中の病原体に対する1つ以上の抗体またはその成分の存在を検出することによって、対象由来のサンプルまたはその他のタイプのサンプル中の病原体の存在を検出する用途を見出すことができる。本発明の方法に従って検出されうる病原体としては、例えば、ウイルス病原体、細菌病原体、真菌病原体、原虫病原体などが挙げられるが、これらに限らない。容易に分かるように、新たに発見された病原体がサンプル内に存在することは、本開示の1つ以上の実施形態に従って、ポリヌクレオチドコンジュゲート抗原として使用するために、抗原成分を病原体から単離することによってアッセイされうる。
いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法は、HIV抗原(例えば、HIV1抗原、HIV2抗原、HIV1/2抗原、p24、gpl20、gpl60、gp41、gp36などが挙げられるが、これらに限らない)に対する抗体の存在を検出及び/または測定するであろう。
自己免疫状態は、本明細書で使用する場合、様々であり得、対象自体の免疫細胞が、健常な組織を攻撃したり、及び/または対象が、対象由来の抗原に対して免疫応答を起こしたりするあらゆる状態を含み、症候性自己免疫疾患、無症候性自己免疫疾患、急性自己免疫疾患、慢性自己免疫疾患、移植誘発性自己免疫疾患などが挙げられるが、これらに限らない。理論に拘束されるものではないが、いくつかのケースでは、自己免疫疾患は、外来物質の存在によって誘発され得るが、活性化した免疫応答は、その外来物質に対して特異的に向けられるとは限らない。概して自己免疫状態の影響を受ける、体の区域としては、例えば、血管、結合組織、内分泌組織(例えば、甲状腺組織、膵臓組織など)、関節組織、筋肉組織、造血組織(例えば、赤血球などを含む)、上皮組織(例えば、皮膚及び消化管を含む)が挙げられるが、これらに限らない。自己免疫状態及び自己免疫関連の状態の非限定例としては、例えば、急性散在性脳脊髄炎(ADEM)、急性壊死性出血性白質脳炎、アジソン病、副腎炎、無ガンマグロブリン血症、円形脱毛症、アミロイドーシス、強直性脊椎炎、抗GBM/抗TBM腎炎、抗リン脂質抗体症候群(APS)、自己免疫性血管性浮腫、自己免疫性再生不良性貧血、自己免疫性自律神経障害、自己免疫性肝炎、自己免疫性高脂質血症、自己免疫性免疫不全、自己免疫性内耳疾患(AIED)、自己免疫性心筋炎、自己免疫性卵巣炎、自己免疫性膵炎、自己免疫性網膜症、自己免疫性血小板減少性紫斑病(ATP)、自己免疫性甲状腺疾患、自己免疫性蕁麻疹、軸索ニューロパチー、神経ニューロパチー、バロー病、ベーチェット病、水疱性類天疱瘡、心筋症、キャッスルマン病、セリアック病、シャーガス病、慢性疲労症候群、慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチー(CIDP)、慢性再発性多発性骨髄炎(CRMO)、チャーグ・ストラウス症候群、瘢痕性類天疱瘡/良性粘膜類天疱瘡、クローン病、コーガン症候群、寒冷凝集素症、先天性心ブロック、コクサッキー心筋炎、CREST病、本態性混合型クリオグロブリン血症、脱髄性ニューロパチー、疱疹状皮膚炎、皮膚筋炎、デビック病(視神経脊髄炎)、円板状ループス、ドレスラー症候群、子宮内膜症、好酸球性食道炎、好酸球性筋膜炎、結節性紅斑、実験的アレルギー性脳脊髄炎、エバンス症候群、線維筋痛症、線維化肺胞炎、巨細胞性動脈炎(側頭動脈炎)、巨細胞性心筋炎、糸球体腎炎、グッドパスチャー症候群、多発血管炎性肉芽腫症(GPA)(以前は「ウェゲナー」肉芽腫症と呼ばれていた)、グレーブス病、ギラン・バレー症候群、橋本脳症、橋本病、溶血性貧血、ヘノッホ・シェーンライン紫斑病、妊娠性疱疹、低ガンマグロブリン血症、特発性血小板減少性紫斑病(ITP)、IgA腎症、IgG4関連硬化性疾患、免疫調節性リポタンパク、封入体筋炎、間質性膀胱炎、若年性関節炎、若年性糖尿病(1型糖尿病)、若年性筋炎、川崎症候群、ランバート・イートン症候群、白血球破砕性血管炎、扁平苔癬、硬化性苔癬、木質結膜炎、線状IgA疾患(LAD)、ループス(SLE)、ライム病、慢性メニエール病、顕微鏡的多発血管炎、混合性結合組織疾患(MCTD)、モーレン潰瘍、ムッハ・ハーベルマン病、多発性硬化症、重症筋無力症、筋炎、ナルコレプシー、視神経脊髄炎(デビック病)、好中球減少症、眼瘢痕性類天疱瘡、視神経炎、回帰性リウマチ、PANDAS(Streptococcusに関連する小児自己免疫性精神神経障害)、傍腫瘍性小脳変性症、発作性夜間血色素尿症(PNH)、パリー・ロンベルク症候群、パーソネージ・ターナー症候群、扁平部炎(周辺性ブドウ膜炎)、天疱瘡、末梢ニューロパチー、静脈周囲性脳脊髄炎、悪性貧血、POEMS症候群、結節性多発性動脈炎、I型、II型及びIII型自己免疫性多腺性疾患、リウマチ性多発性筋痛、多発性筋炎、心筋梗塞後症候群、心膜切開後症候群、プロゲステロン皮膚炎、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎、乾癬、乾癬性関節炎、特発性肺線維症、壊疽性膿皮症、赤芽球ろう、レイノー現象、反応性関節炎、反射性交感神経性ジストロフィ、ライター症候群、再発性多発性軟骨炎、不穏下肢症候群、後腹膜線維症、リウマチ熱、関節リウマチ、サルコイドーシス、シュミット症候群、強膜炎、強皮症、シェーグレン症候群、精子及び精巣の自己免疫、スティッフパーソン症候群、亜急性細菌性心内膜炎(SBE)、スザック症候群、交感性眼炎、高安動脈炎、側頭動脈炎/巨細胞性動脈炎、血小板減少性紫斑病(TTP)、トロサ・ハント症候群、横断脊髄炎、1型糖尿病、潰瘍性大腸炎、未分化結合組織疾患(UCTD)、ブドウ膜炎、脈管炎、水疱性皮膚病、白斑、ウェゲナー肉芽腫症(現在は、多発血管炎性肉芽腫症(GPA)という)などが挙げられるが、これらに限らない。概して本明細書では、記載されている方法に従って自己免疫状態を検出することは、対象由来の抗原に対する1つ以上の抗原結合物質(例えば、対象由来の自己免疫抗体)であって、対象に由来するサンプルに存在する抗原結合物質を検出することによって、対象の自己免疫応答を検出することを含む。いくつかのケースでは、特定の自己免疫疾患は、多数の異なる自己抗体の存在によって特徴付けられ得、したがって、本明細書に記載されているような、検出の多重化方法を用いて、自己免疫関連自己抗体のパネルのレベルを検出または測定してもよい。
本開示の方法には、1つ以上の臨床的に関連する自己抗体(例えば、新生物に対して対象が産生する1つ以上の自己抗体が挙げられるがこれに限らない)を検出する用途を見出すことができ、例えば、その新生物が、前立腺がん、乳がん、肺がん、大腸がん、胃がん、肝臓がん及び甲状腺がんのうちの1つ以上である場合が挙げられるが、これらに限らない。特定のケースでは、検出は、疾患の症状の存在前に行ってよい。別のケースでは、検出は、疾患の症状の存在後(例えば、1つ以上の疾患の症状の出現後であるが、治療前、治療中、治療後、またはこれらの組み合わせを含む)に行ってよい。
有用な自己抗体は、がん自己抗体(すなわち、がんの存在を示す抗体)を含みうる。がんの存在を特定または予測できるがん自己抗体は、例えば、前立腺がん自己抗体(例えば、α−メチルアシル−CoAラセマーゼ(AMACR)、ブロモドメイン含有2(BRD2)、カルデスモン1(CALD1)、真核生物翻訳開始因子4γ1(EIF4G1)、カリクレイン−3(KLK3)、ニューヨーク食道扁平上皮細胞癌1(NY−ESO−1)、パーキンソン病タンパク質7(PARK7)、PC4及びSFRS1相互作用タンパク質1(PSIP1)、リボソームタンパク質L13a(RPL13A)、リボソームタンパク質L22(RPL22)、滑膜肉腫、Xブレイクポイント2(SSX2)、(TAR DNA結合タンパク質(TARDBP)、トランスフェリンレセプター(TFRC)、タリン1(TLN1)、X抗原ファミリーメンバー1B(XAGE1B)などの遺伝子産物に特異的に結合するバイオマーカー自己抗体が挙げられるが、これらに限らない)、乳がん自己抗体(例えば、α2−HS糖タンパク質(AHSG)、ASB9アンキリンリピート及びSOCSボックス含有9(ASB9)、早期発症型乳がん1(BRCA1)、早期発症型乳がん2(BRCA2)、癌胎児性抗原関連細胞接着分子(CEACAM)遺伝子、真核生物伸長因子−2キナーゼ(EEF2K)、erb−b2レセプターチロシンキナーゼ2(ERBB2)、熱ショックタンパク質60(HSP60)、ムチン1(MUC1)、Myc、NY−ESO−1、サイクリン依存性キナーゼインヒビター2A(pl6)、PARK7、RELT腫瘍壊死因子レセプター、セリン活性部位含有1(SERAC1)、腫瘍タンパク質p53(TP53)などの遺伝子産物に特異的に結合するバイオマーカー自己抗体が挙げられるが、これらに限らない)、肺がん自己抗体(例えば、アネキシンA1(ANXA1)、がん抗原1(CAGE1)、CEACAM遺伝子、エノラーゼ1(ENOl)、ERBB2、GBU4−5、ガストリン放出ペプチド(GRP)、MUC1、Myc、NY−ESO−1、ホスホグリコレートホスファターゼ(PGP)、リボソームタンパク質SA(RPSA)、スーパーオキシドジスムターゼ2(SOD2)、TP53、トリオースホスフェートイソメラーゼ(TPI)、チロシン3−モノオキシゲナーゼ/トリプトファン5−モノオキシゲナーゼ活性化タンパク質θ(YWHAQ)などの遺伝子産物に特異的に結合するバイオマーカー自己抗体が挙げられるが、これらに限らない)、大腸がん自己抗体(例えば、サイクリンB1(CCNB1)、サイクリンD1(CCND1)、CEACAM遺伝子、GRP、HSP60、IMP(イノシン5’−モノホスフェート)デヒドロゲナーゼ1(IMPDH1)、インスリン様成長因子2mRNA結合タンパク質3(KOC)、ムチン5AC(MUC5AC)、Myc、ヌクレオビンディン1(NUCB1)、ヌクレオポリン62kDa(NUP62)、pl6、Fas(TNFレセプタースーパーファミリーメンバー6)(TNFRSF6)、TP53などの遺伝子産物に特異的に結合するバイオマーカー自己抗体が挙げられるが、これらに限らない)、胃がん自己抗体(例えば、CEACAM遺伝子、GRP、MUC1、TP53などの遺伝子産物に特異的に結合するバイオマーカー自己抗体が挙げられるが、これらに限らない)、肝臓がん自己抗体(例えば、αフェトプロテイン(AFP)、アポトーシス誘導因子(AIF)、アンジオテンシンI変換酵素(DCP)、DEAD−ボックスヘリカーゼ3、X連鎖(DDX3X)、EEF2K、グリセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼ(GAPDH)、甲状腺癌、ヒュルトレ細胞(HCC)、不均一核内リボ核酸タンパク質A2(HNRNPA2)、HSP70、NUP62、ポリシスチン1、一過性レセプター電位チャネル相互作用(PBP)、ペルオキシレドキシン(PRDX)、SOD2、TP53、TPIなどの遺伝子産物に特異的に結合するバイオマーカー自己抗体が挙げられるが、これらに限らない)などを含みうるが、これらに限らない。したがって、いくつかのケースでは、本開示の対象は、がんである対象、がんの疑いのある対象及び/またはがん治療を受けたことがあるかもしくは受けている対象を含み得、がんとしては、例えば、前立腺がん、乳がん、肺がん、大腸がん、胃がん、肝臓がんなどが挙げられるが、これらに限らない。
いくつかのケースでは、本開示の対象は、1つ以上の腫瘍随伴症候群(すなわち、体内のがんによって生じるが、がん細胞の局在によるものではない症候群)を有しうるかまたはその疑いがありうる。腫瘍随伴症候群としては、例えば、内分泌腫瘍随伴症候群(例えば、クッシング症候群、抗利尿ホルモン(ADH)分泌不適合症候群(SIADH)、高カルシウム血症、低血糖症、カルチノイド症候群、多血症、高アルドステロン症などを含む)、神経学的腫瘍随伴症候群(例えば、ランバート・イートン無筋力症症候群(LEMS)、傍腫瘍性小脳変性症、脳脊髄炎、辺縁系脳炎、脳幹脳炎、眼球クローヌス・ミオクローヌス運動失調症候群、抗NMDAレセプター脳炎、多発性筋炎などを含む)、皮膚粘膜腫瘍随伴症候群(例えば、黒色表皮症、皮膚筋炎、レーザー・トレラー徴候、壊死融解性移動性紅斑、スイート症候群、葉状皮膚乳頭腫症、壊疽性膿皮症、後天性汎発性多毛症などを含む)、血液学的腫瘍随伴症候群(例えば、顆粒球増加症、多血症、トルソー徴候、非細菌性血栓性心内膜炎、貧血などを含む)、膜性糸球体腎炎、腫瘍性骨軟化症、シュタウファー症候群、腫瘍性熱などが挙げられるが、これらに限らない。したがって、本発明の方法は、例えば、対象における自己抗体の検出によって、1つ以上の腫瘍随伴症候群もしくは腫瘍随伴症候群と関連する新生物が対象に存在することを特定しうるか、またはこの存在を予測しうる。
いくつかのケースでは、本開示の方法は、皮膚筋炎と関連する自己抗体(例えば、MORCファミリーCW型ジンクフィンガー3(NXP2)、3連モチーフ含有33(TIF1γ)、低分子ユビキチン様修飾因子活性化酵素(SAE)などの1つ以上の遺伝子産物に対する自己抗体が挙げられるが、これらに限らない)の存在を特定または予測することを含む。
いくつかのケースでは、本開示の方法は、全身性硬化症と関連する自己抗体(例えば、RNAポリメラーゼIIIに対する自己抗体が挙げられるが、これに限らない)の存在を特定または予測することを含む。
いくつかのケースでは、本開示の方法は、ランバート・イートン無筋力症症候群と関連する自己抗体(電位依存性カルシウムチャネル遺伝子の1つ以上の遺伝子産物に対する自己抗体が挙げられるが、これらに限らない)の存在を特定または予測することを含む。
いくつかのケースでは、本開示の方法は、重症筋無力症と関連する自己抗体(タイチン、リアノジンレセプターなどの1つ以上の遺伝子産物に対する自己抗体が挙げられるが、これらに限らない)の存在を特定または予測することを含む。
)いくつかのケースでは、本開示の方法は、腫瘍随伴性天疱瘡と関連する自己抗体(デスモプラキンI、デスモプラキンII、エンボプラキン、プレクチン、ペリプラキンなどの1つ以上の遺伝子産物に対する自己抗体が挙げられるが、これらに限らない)の存在を特定または予測することを含む。
いくつかのケースでは、本開示の方法は、腫瘍随伴性神経疾患と関連する自己抗体(Hu(抗神経自己抗体1(ANNA1)、Yo(プルキンエ細胞細胞質抗体タイプ1(PCA−1))、Ri(抗神経自己抗体2(ANNA2)、Ma1/2(腫瘍随伴性抗原Ma1/2 PNMA1/2)、CV2(CV2/CRMP5−Ab)、アンフィファイシン、SRY(性決定領域Y)ボックス1(SOX1)、Zicファミリーメンバー4(Zic4)、Tr(Δ/Notch様上皮細胞成長因子関連レセプター(DNER))、タンパク質キナーゼCγ(PKCγ)、CARPVII、Ca/ARHGAP26などの1つ以上の遺伝子産物/抗原に対する自己抗体が挙げられるが、これらに限らない)の存在を特定または予測することを含む。
いくつかのケースでは、本開示の対象は、神経障害であるか、神経障害の疑いがあるか、または神経障害の治療をしている対象を含み得、神経障害としては、例えば、自己免疫成分による神経障害(例えば、神経炎症疾患、炎症性神経筋疾患など)が挙げられ、例えば、重症筋無力症、多発性硬化症などが挙げられるが、これらに限らない。したがって、いくつかのケースでは、本開示の方法は、神経障害と関連する自己抗体(例えば、電位依存性カリウムチャネル複合体(例えば、VGKC、LGI1、CASPR2など)の成分に結合する自己抗体、NMDAレセプター(例えば、NR2)に結合する自己抗体、AMPAレセプターに結合する自己抗体、GABAA/Bレセプターに結合する自己抗体、ジペプチジルペプチダーゼ様タンパク質−6(DPPX)に結合する自己抗体、IgLON5に結合する抗体、重症筋無力症の病原性成分に結合する自己抗体、または概して重症筋無力症と関連する自己抗体(例えば、抗アセチルコリンレセプター(AChR)抗体、抗筋性特異的キナーゼ(MuSK)抗体、抗リポタンパク関連タンパク質(LRP)4、アグリンに対する抗体、コルタクチンに対する抗体などが挙げられるが、これらに限らない)、多発性硬化症の病原性成分に結合する自己抗体または概して多発性硬化症と関連する自己抗体(例えば、抗アクアポリン4抗体、抗ミエリン抗体(抗MOG、抗MBPなど)、抗KIR4.1抗体、抗SPAG16抗体などが挙げられる)が挙げられるが、これらに限らない)の存在を特定または予測することを含みうる。
いくつかのケースでは、本開示の対象は、胆汁性肝硬変であるか、胆汁性肝硬変の疑いがあるか、または胆汁性肝硬変の治療をしている対象であってよい。したがって、いくつかのケースでは、本開示の方法は、1つ以上の胆汁性肝硬変関連抗体(例えば、抗M2ミトコンドリア抗体が挙げられるが、これに限らない)の検出または測定を通じて、胆汁性肝硬変の存在を特定または予測することを含みうる。
いくつかのケースでは、本開示の対象は、自己免疫性リウマチ性疾患であるか、自己免疫性リウマチ性疾患の疑いがあるか、または自己免疫性リウマチ性疾患の治療をしている対象であってよい。したがって、いくつかのケースでは、本開示の方法は、1つ以上の自己免疫性リウマチ性疾患関連抗体(例えば、抗核抗体、抗SSA自己抗体(抗シェーグレン症候群関連抗原A)、抗シェーグレン症候群タイプB(SSB)抗体、抗スミス抗体、抗U1RNP抗体、抗二本鎖DNA抗体、抗リン脂質抗体、抗シトルリン化タンパク質抗体などが挙げられるが、これらに限らない)の検出または測定を通じて、自己免疫性リウマチ性疾患の存在を特定または予測することを含みうる。
いくつかのケースでは、本開示の対象は、特発性炎症性筋疾患(IIM)(別個に、多発性筋炎(PM)及び皮膚筋炎(DM)ともいう)であるか、IIMの疑いがあるか、またはIIMの治療をしている対象であってよい。したがって、いくつかのケースでは、本開示の方法は、1つ以上のIIM関連抗体(例えば、抗Jo−1抗体、アミノアシル−tRNAシンテターゼ自己抗体(例えば、Jo−1(ヒスチジル)抗体、PL−7(スレオニル)抗体、PL−12(アラニル)抗体、OJ(イソロイシル)抗体、EJ(グリシル)抗体、KS(アスパラギニル)抗体、Zo(フェニルアラニル)抗体及びHa(チロシル)抗体など)、抗Mi−2抗体、抗MDA5抗体、抗NXP2抗体、抗SAE抗体、ならびに抗TIF1γ(p155/140)抗体などが挙げられるが、これらに限らない)の検出または測定を通じて、IIMの存在を特定または予測することを含みうる。
いくつかのケースでは、本開示の対象は、非炎症性筋壊死であるか、非炎症性筋壊死の疑いがあるか、または非炎症性筋壊死の治療をしている対象であってよい。したがって、いくつかのケースでは、本開示の方法は、1つ以上の非炎症性筋壊死関連抗体(例えば、抗3−ヒドロキシ−3−メチルグルタリル−コエンザイムAレダクターゼ(HMGCR)抗体が挙げられるが、これらに限らない)の検出または測定を通じて、非炎症性筋壊死の存在を特定または予測することを含みうる。
いくつかのケースでは、本開示の対象は、全身性硬化症及び混合性結合組織病であるか、全身性硬化症及び混合性結合組織病の疑いがあるか、または全身性硬化症及び混合性結合組織病の治療をしている対象であってよい。したがって、いくつかのケースでは、本開示の方法は、1つ以上の全身性硬化症または混合性結合組織病関連抗体(例えば、抗PM−Scl抗体、抗Ku抗体及び抗U1RNP抗体などが挙げられるが、これらに限らない)の検出または測定を通じて、全身性硬化症及び/または混合性結合組織病の存在を特定または予測することを含みうる。
いくつかのケースでは、本開示の対象は、代謝性疾患(例えば、糖尿病(例えば1型糖尿病を含む))であるか、代謝性疾患の疑いがあるか、または代謝性疾患の治療をしている対象であってよい。したがって、いくつかのケースでは、本開示の方法は、1つ以上の代謝性疾患関連抗体(例えば、抗グルタミン酸デカルボキシラーゼ(GAD)抗体、抗チロシンホスファターゼ様分子抗体、抗IA−2抗体及び抗インスリン抗体(例えば、1型糖尿病を検出及び/またはモニタリングするのに有用であるようなもの)が挙げられるが、これらに限らない)の検出または測定を通じて、代謝性疾患の存在を特定または予測することを含みうる。
いくつかのケースでは、本開示の障害、及び対象における状態を特定するためのまたは対象における状態の予後診断の一部としての本明細書に記載される方法を用いて検出されうる自己抗体は、例えば、Zaenker&Ziman.Cancer Epidemiol Biomarkers Prev.(2013)22(12):2161−81、Leslie et al.J Clin Invest(2001)108(10):1417−22、Damoiseaux et al.Autoimmunity Reviews(2015)14:555−563(これらの開示内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される)に記載されているものを含むが、これらに限らない。
いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法には、治療後、例えば、手術後、がん治療後、感染状態の治療後、自己免疫状態の治療後などの患者をモニタリングする用途を見出すことができる。いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法を用いて、がんの手術治療後の対象をモニタリングしてもよい(例えば、手術によってがんを除去した後に、がんの有無と関連する自己抗体レベルをモニタリングしてもよい)。例えば、一実施形態では、本明細書に記載されている方法を用いて、甲状腺摘出術後に、1つ以上のサイログロブリン自己抗体をモニタリングしてもよい。
いくつかのケースでは、本開示の方法には、1つ以上の抗サイログロブリン抗体、1つ以上の抗C1q抗体、1つ以上の抗MPO抗体、1つ以上の抗トランスグルタミナーゼ抗体、1つ以上の抗Sm/RNP抗体、1つ以上の抗GAD65抗体、1つ以上の抗Ro/SSA抗体、1つ以上の抗JO−1抗体、1つ以上の抗IA−2抗体、1つ以上の抗La/SSB抗体、1つ以上の抗PR3抗体、1つ以上の抗Sm B/B’抗体、1つ以上の抗CENP−A抗体、1つ以上の抗U1−snRNP−C抗体、1つ以上の抗グリアジン抗体、1つ以上の抗ヒストンH3抗体、1つ以上の抗H2B抗体、1つ以上の抗SmD抗体、1つ以上の抗ヒストンH4抗体または1つ以上の抗インスリンH抗体を検出する用途が見いだされる。したがって、いくつかのケースでは、本発明の方法の抗原は、1つ以上のサイログロブリン抗原、1つ以上のC1q抗原、1つ以上のMPO抗原、1つ以上のトランスグルタミナーゼ抗原、1つ以上のSm/RNP抗原、1つ以上のGAD65抗原、1つ以上のRo/SSA抗原、1つ以上のJO−1抗原、1つ以上のIA−2抗原、1つ以上のLa/SSB抗原、1つ以上のPR3抗原、1つ以上のSm B/B’抗原、1つ以上のCENP−A抗原、1つ以上のU1−snRNP−C抗原、1つ以上のグリアジン抗原、1つ以上のヒストンH3抗原、1つ以上のH2B抗原、1つ以上のSmD抗原、1つ以上のヒストンH4抗原または1つ以上のインスリンH抗原であってよい。特定の多重アッセイでは、特定のアッセイは、本明細書に記載されているように、各個が1つのポリヌクレオチドにコンジュゲートされた複数の抗原の組み合わせを含んでよく、それらの抗原は、サイログロブリン抗原、C1q抗原、MPO抗原、トランスグルタミナーゼ抗原、Sm/RNP抗原、GAD65抗原、Ro/SSA抗原、JO−1抗原、IA−2抗原、La/SSB抗原、PR3抗原、Sm B/B’抗原、CENP−A抗原、U1−snRNP−C抗原、グリアジン抗原、ヒストンH3抗原、H2B抗原、SmD抗原、ヒストンH4抗原及び/またはインスリンH抗原のいずれであっても、またはこれらから選択したものであってもよい。
いくつかのケースでは、本方法には、サンプルに存在する1つ以上の抗原結合物質に関する測定値を正規化する用途が見いだされる。例えば、いくつかのケースでは、サンプルに存在する第2の抗原結合物質のレベルに従って、特定の抗原結合物質のレベルを正規化してよい。いくつかのケースでは、サンプルに存在する1つ以上の免疫グロブリンのレベルに従って、抗原結合物質のレベルを正規化してよい。いくつかのケースでは、サンプル中の免疫グロブリンのレベルは、免疫グロブリンの欠乏を示しうる。
本明細書に記載されているような方法を行う際には、任意の利便的なサンプルを用いてよい。いくつかのケースでは、対象から得たサンプル、例えば、患者サンプルとしては、例えば、組織サンプル(例えば、生検サンプル)が挙げられるが、これに限らない。組織サンプルとは、本明細書で使用する場合、概して、細胞とその他の成分を含むサンプルを指し、様々であり得るが、概して、皮膚組織サンプル、筋肉組織サンプル、腫瘍組織サンプル、血液サンプル、骨サンプル、骨髄サンプル、脳組織サンプル、結合組織サンプルなどが挙げられる。いくつかのケースでは、例えば、組織サンプルが固体または半固体である場合には、本明細書に記載されているような方法で使用する前に、組織サンプルを液化してよく、または細胞サンプルを解離及び/もしくはホモジナイズしてよい。いくつかのケースでは、例えば、組織が液体組織サンプル、例えば、血液である場合には、このような前処理は不要である。いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法は、前処理なしに、固体または半固体の組織サンプル、例えば、組織切片、または固体もしくは半固体組織から得た細胞の細胞学的サンプルで、例えば、組織学的方法または細胞学的方法で行うようにして行ってよい。したがって、いくつかのケースでは、本方法には、例えば、抗原結合物質、組織学的サンプルまたは細胞学的サンプルを特定するための染色における用途を見出すことができる。
特定の実施形態では、本開示の抗原結合物質の検出方法の特異性は、サンプルにおける抗ポリヌクレオチド抗体の存在とは無関係である。したがって、記載されているアッセイは、サンプルに抗ポリヌクレオチド抗体が存在するか否かにかかわらず、行うことができる。いくつかのケースでは、本開示のサンプルは、抗ポリヌクレオチド抗体を含むことが知られているサンプルであってよい。いくつかのケースでは、本開示のサンプルは、抗ポリヌクレオチド抗体を含んでいる疑いのあるサンプルであってよい。「抗ポリヌクレオチド抗体」という用語は、本明細書で使用する場合、対象の免疫系によって産生される抗体であって、1つ以上のポリヌクレオチドに特異的に結合する抗体を含み、例えば、抗DNA自己抗体、抗二本鎖DNA(dsDNA)抗体、抗一本鎖DNA(ssDNA)抗体などが挙げられるが、これらに限らない。
抗DNA抗体は、一般集団で多少見られ、特定の対象(自己免疫疾患になる素因を有する対象を含む)は、血液中に抗DNA抗体を示す可能性が高くなる。加えて、特定の状態は、抗DNA抗体の存在及び/または抗DNA抗体レベルの増加と相関するかまたは相関し得る。このような状態としては、例えば、全身性エリテマトーデス(SLE)、リウマチ性疾患(例えば、抗リン脂質抗体症候群、関節リウマチ、CREST(皮下石灰沈着、レイノー病、食道蠕動低下、手指皮膚硬化及び毛細血管拡張症)、強皮症、脈管炎、若年性関節リウマチ、混合性結合組織疾患など)、悪性疾患(例えば、リンパ腫及びその他のがん)、感染症(例えば、結核及びその他の感染)、内分泌障害、肝炎(例えば、自己免疫性肝炎、慢性B型肝炎など)、サルコイドーシス、家族性地中海熱、特発性血小板減少性紫斑病、リウマチ性心疾患、重症筋無力症、末期腎不全、潰瘍性大腸炎、てんかん、線維筋痛症、骨軟骨炎、変形性関節症、エバンス症候群、皮膚乾癬、発疹、多発性硬化症などが挙げられるが、これらに限らない。例えば、抗DNA抗体の存在または抗DNA抗体レベルの増加を伴う対象と状態としては、例えば、Isenberg et al.Rheumatology(Oxford).(2007)46(7):1052−6、Attar et al.Saudi Med J.(2010)31(7):781−7及びWilliamson et al.Proc Natl Acad Sci USA.(2001)98(4):1793−8(これらの開示内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される)に記載されているものが挙げられるが、これらに限らない。
いくつかのケースでは、患者サンプル(例えば、血液、血清など)は、抗ポリヌクレオチド抗体(例えば、上記の状態及び一般的なヒト患者集団と関連付けられる抗DNA抗体を含む)を含んでもよく、含む可能性が高くてもよく、または含む疑いがあってもよい。特定のケースでは、抗ポリヌクレオチド抗体が、理論に拘束されるものではないが、標的抗原結合物質による所望の抗原の凝集を妨げたり、及び/またはポリヌクレオチド結合抗原と抗ポリヌクレオチド抗体との偽陽性凝集を引き起こしたりすることによって、凝集アッセイを妨げ得ることを本開示の発明者は発見した。いくつかのケースでは、抗ポリヌクレオチド抗体が、本明細書に記載されているような凝集アッセイに及ぼす悪影響は、非結合(すなわち、遊離)ポリヌクレオチドを凝集反応系に加えることによって軽減されうる。
特定のケースでは、本開示の方法は、遊離DNA、例えば、遊離ssDNAを凝集反応物に加えることを含み、これは、抗DNA抗体を含むことが知られているかまたは予測されるサンプルにこのような遊離DNAを加える場合と、抗DNA抗体の存在が知られていないかまたは予測されないサンプルに遊離DNAを予防的に加える場合とを含む。凝集反応系中の遊離DNAの有用な量は、様々であり、有用な濃度は、0.1μM以下〜1mM以上の範囲であってよく、例えば、0.1μM〜1mM、1μM〜1mM、2μM〜1mM、3μM〜1mM、4μM〜1mM、5μM〜1mM、6μM〜1mM、7μM〜1mM、8μM〜1mM、9μM〜1mM、10μM〜1mM、0.1μM〜100μM、1μM〜100μM、2μM〜100μM、3μM〜100μM、4μM〜100μM、5μM〜100μM、6μM〜100μM、7μM〜100μM、8μM〜100μM、9μM〜100μM、10μM〜100μMなどが挙げられるが、これらに限らない。凝集反応系における有用な遊離DNA(すなわち、競合DNAまたはブロッキングDNA)は概して、抗原結合ポリヌクレオチドまたはその他のポリヌクレオチド(例えば、架橋ポリヌクレオチド、スプリントポリヌクレオチドなど)に対して、有意な相同性を有さず、この場合、「有意な相同性」は、通常の反応条件下でハイブリダイズするのに十分な相同性とみなされる。したがって、このような遊離DNAの構造(例えば、長さ、ヌクレオチド含有量、配列など)は、大きく変動するであろう。いくつかのケースでは、遊離DNAは、50個以下〜100個以上のヌクレオチドの範囲であってよく、例えば、50〜100個のヌクレオチド、50〜95個のヌクレオチド、50〜90個のヌクレオチド、50〜85個のヌクレオチド、50〜80個のヌクレオチド、55〜100個のヌクレオチド、60〜100個のヌクレオチド、60〜90個のヌクレオチド、60〜80個のヌクレオチド、60個のヌクレオチド、65個のヌクレオチド、70個のヌクレオチド、75個のヌクレオチド、80個のヌクレオチド、85個のヌクレオチドなどが挙げられるが、これらに限らない。いくつかのケースでは、遊離DNAのG/C含有量は、50%以下であり、例えば、30%〜50%、35%〜50%、40%〜50%、45%〜50%などが挙げられるが、これらに限らない。
いくつかのケースでは、組織サンプルは、血液サンプルである。血液サンプルは、全血サンプルとして解析してもよく、または部分的または完全に分画してもよい。いくつかのケースでは、分画血液サンプルによって、血清サンプル(その血清サンプルに対して、本明細書に記載されている検出方法が行われうる)または血漿血清サンプル(その血漿血清サンプルに対して、本明細書に記載されている検出方法が行われうる)を作製してもよい。
いくつかのケースでは、非侵襲的に及び/または対象にいずれの損傷もなしにサンプルを採取するように、サンプルは、排出体液または半固体であってよい。関心対象の排出体液及び/または半固体としては、例えば、尿、唾液、涙、汗、膿及び糞便が挙げられるが、これらに限らない。いくつかのケースでは、本方法の高い感度によって、従来の凝集方法及び/またはELISAでは不可能である排出体液または半固体中の抗原結合物質の検出が可能になる。
いくつかのケースでは、例えば、バイオテクノロジー用途及び/または医薬用途において、特定の抗原結合物質を生成したり、及び/または特定の抗原結合物質を標的とする物質の活性をスクリーニングしたりするプロセスにおける工程として、サンプルは、特定の抗原結合物質の存在についてアッセイされうる、及び/または特定の抗原結合物質の量について測定(例えば、滴定)されうる。いくつかのケースでは、本明細書に記載される方法の用途が見いだされるサンプルは、研究室で作られる細胞サンプルである。このような研究用細胞サンプルは、インビトロまたはインビボで作製してよい。いくつかのケースでは、細胞サンプルは、インビトロ由来のハイブリドーマであり、対象の抗原結合物質は、そのハイブリドーマによって産生される抗体である。いくつかのケースでは、細胞サンプルは、インビボ由来のハイブリドーマであり、対象の抗原結合物質は、そのハイブリドーマによって産生される抗体である。したがって、いくつかのケースでは、本明細書に記載されている本方法及び本明細書に記載されている多重方法には、ハイブリドーマのスクリーニングにおける用途が見いだされる。ハイブリドーマのスクリーニングは、所望の天然抗体または合成によって産生される所望の抗体(例えば、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、多特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)などが挙げられるが、これらに限らない)の検出について行ってもよい。記載の方法の用途が見いだされるハイブリドーマ作製方法と解析方法は、当業者であれば容易に理解でき、例えば、Methods in Molecular Biology:Immunochemical Protocols.Ed.Burns,R.,Humana Press,2005(この文献の開示内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される)に記載されているものが挙げられる。
いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法に従って、関連する伸長ポリヌクレオチドまたは生成される増幅産物を検出することを通じて、抗原結合物質を発現する細胞、例えば、B細胞、T細胞、ハイブリドーマ細胞などが、抗原結合物質、例えば、B細胞レセプター、T細胞レセプター、抗体などを発現するものであることを特定してよい。いくつかのケースでは、検出可能なプローブ核酸、例えば、蛍光タグ化プローブ核酸を用いて、ポリヌクレオチド結合抗原と抗原結合物質の凝集に基づき生成される伸長及び/または増幅産物を検出してもよく、それによって、伸長及び/または増幅産物と関連する細胞の特定が可能になる。例えば、いくつかのケースでは、検出可能なプローブ核酸、例えば、蛍光タグ化プローブ核酸を用いて、ポリヌクレオチド結合抗原と抗体の凝集に基づき生成される伸長及び/または増幅産物を検出してもよく、それによって、抗体を産生した細胞の特定が可能になる。いくつかのケースでは、このような特定によって、特定した細胞の抗体の抗原への相対的結合の定量が可能になる(例えば、抗原−抗体結合または優れた抗原−抗体結合によって、抗体を産生する細胞の特定が可能になる)。いくつかのケースでは、例えば、多数の異なる細胞を並列に、すなわち多重形式でアッセイする場合、上記のような特定によって、抗体の産生に基づいて、及び/または比較的優れた抗体の産生に基づいて、(例えば、FACSによって)細胞の選別が可能になる。
いくつかのケースでは、本明細書に記載されている方法には、抗体を作製するために免疫した宿主動物をスクリーニングする用途が見いだされる。任意の利便的な宿主動物抗体産生系を、本明細書に記載されている方法と組み合わせて使用でき、例えば、上記の対象動物が挙げられるが、これらに限らない。
バイオテクノロジー用途及び/または医薬用途には、単特異性及び多特異性(例えば、二重特異性)の抗原結合構成要素の使用及び/または産生が含まれるので、本明細書に記載される本方法は、概して、単特異性または多特異性抗原結合物質、例えば、単特異性または多特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)の検出用に構成されうる。
上記の用途は、本発明の方法を限定するものとは決してみなされず、本明細書に記載されている組成物は、本明細書に記載されていない追加の有用性を有し得る。
組成物及びキット
本開示は、本明細書に記載されている方法を実施するのに有用な組成物、例えば試薬、キット及び器具を含む。本明細書に記載されている試薬のいずれかには、抗原結合物質を検出するための方法またはキットにおいて個々に用途を見出すことができる。例えば、本開示は、記載されている凝集アッセイにおいて有用なポリヌクレオチド結合抗原を提供する。
上述のとおり、ポリヌクレオチド結合抗原は、任意の利便的な方法によって生成されうる。いくつかのケースでは、ポリヌクレオチドと抗原は、例えば単結合によって直接連結してよく、あるいは、例えば、好適なリンカー、例えば、ポリマーリンカー、化学リンカーまたは1つ以上の連結分子もしくは連結部分を用いることを通じて、間接的に連結してよい。いくつかのケースでは、ポリヌクレオチドの抗原への結合は、1つ以上の共有結合的相互作用によるものであってよい。いくつかのケースでは、抗原は、ポリヌクレオチドに結合するために、例えば、反応性官能基を加えるかまたは作製することによって官能化されうる。いくつかのケースでは、ポリヌクレオチドは、抗原に結合するために、例えば、反応性官能基を加えるかまたは作製することによって官能化してよい。官能化抗原及び/またはポリヌクレオチドは、コンジュゲートするために、任意の利便的な反応性官能基を含むように改変してもよい。いくつかのケースでは、ポリヌクレオチドは、1つ以上の官能基(アミン官能基、例えば、末端アミン官能基、カルボン酸官能基、例えば、末端カルボン酸官能基、またはスルフヒドリル基、チオール官能基、例えば、チオール化またはチオール修飾オリゴヌクレオチドで見られるものなどを含む)を含むように官能化される。
アミン官能基及び/またはカルボン酸官能基及び/またはスルフヒドリル基でポリヌクレオチドを官能化するとともに、抗原がポリペプチド抗原であるケースでは、官能化ポリヌクレオチドとポリペプチド抗原は、任意の利便的なタンパク質コンジュゲート方法によってコンジュゲートしてよく、その方法としては、タンパク質架橋が挙げられるが、これに限らず、タンパク質架橋としては、例えば、グルタルアルデヒド架橋、カルボジイミド架橋、スクシンイミドエステル架橋、イミドエステル架橋、マレイミド架橋、ヨードアセトアミド架橋、ベンジジン架橋、過ヨウ素酸架橋、イソチオシアネート架橋などが挙げられるが、これらに限らない。このようなコンジュゲート方法では任意の選択肢として、ポリペプチド抗原のアミノ酸残基の反応性側鎖基(例えば、そのタンパク質のアミノ酸残基Lys、Cys、Ser、Thr、Tyr、HisまたはArgの反応性側鎖基。すなわち、ポリペプチド連結基は、アミノ反応性、チオール反応性、ヒドロキシル反応性、イミダゾリル反応性またはグアニジニル反応性であってよい)を用いてよい。いくつかのケースでは、ポリヌクレオチドの親和性官能基にコンジュゲートする、化学選択的な反応性官能基を用いてよい。対象のポリペプチド抗原に含めるための化学選択的な反応性官能基としては、アジド基、アルキニル基、ホスフィン基、システイン残基、C末端チオエステル、アリールアジド、マレイミド、カルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)−エステル、ヒドラジド、PFP−エステル、ヒドロキシメチルホスフィン、ソラレン、イミドエステル、ピリジルジスルフィド、イソシアネート、アミノオキシ−、アルデヒド、ケト、クロロアセチル、ブロモアセチル及びビニルスルホンが挙げられるが、これらに限らない。さらなる例示的な官能基、ならびにそのような官能基を用いる架橋方法及びコンジュゲート方法は、例えば、Hermanson,“Bioconjugate Techniques”2nd Edition,Academic Press,2008(この文献の開示内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される)に記載されている。
天然か合成かにかかわらず、コンジュゲートする抗原及びポリヌクレオチドに存在する具体的な官能基に応じて、いくつかのケースでは、有用なコンジュゲート試薬としては、例えば、ホモ二官能性コンジュゲート試薬(例えば、(ビス(2−[スクシンイミドオキシカルボニルオキシ]エチル)スルホン、1,4−ジ−(3’−[2’ピリジルジチオ]−プロピオンアミド)ブタン、ジスクシンイミジルスベレート、ジスクシンイミジルタートレート、スルホジスクシンイミジルタートレート、ジチオビス(スクシンイミジルプロピオネート)、3,3’−ジチオビス(スルホスクシンイミジルプロピオネート)、エチレングリコールビス(スクシンイミジルサクシネート)など)、ヘテロ二官能性コンジュゲート試薬(例えば、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスルホスクシンイミドエステル、N−γ−マレイミドブチリルオキシスクシンイミドエステル、N−γ−マレイミドブチリルオキシスルホスクシンイミドエステル、N−(ε−マレイミドカプロン酸)ヒドラジド、N−(ε−マレイミドカプロイルオキシ)スクシンイミドエステル、N−(ε−マレイミドカプロイルオキシ)スルホスクシンイミドエステル、N−(ρ−マレイミドフェニル)イソシアネート、N−スクシンイミジル(4−ヨードアセチル)アミノベンゾエート、スクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート、スクシンイミジル4−(ρ−マレイミドフェニル)ブチレート、N−スルホスクシンイミジル(4−ヨードアセチル)アミノベンゾエート、スルホスクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート、スルホスクシンイミジル4−(ρ−マレイミドフェニル)ブチレート、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドハイドロクロリド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドハイドロクロリド、マレイミドPEG N−ヒドロキシスクシンイミドエステルなど)、光反応性コンジュゲート試薬(例えば、ρ−アジドベンゾイルヒドラジド、N−5−アジド−2−ニトロベンジルオキシスクシンイミド、ρ−アジドフェニルグリオキサール一水和物、N−(4−[ρ−アジドサリチルアミド]ブチル)−3’−(2’−ピリジルジチオ)プロピオンアミド、ビス(β−[4−アジドサリチルアミド]−エチル)ジスルフィド、N−ヒドロキシスクシンイミドイル−4−アジドサリチル酸、N−ヒドロキシスルホスクシンイミジル−4−アジドベンゾエート、スルホスクシンイミジル2−(7−アジド−4−メチルクマリン−3−アセトアミド)エチル−1,3−ジチオプロピオネート、スルホスクシンイミジル2−(m−アジド−o−ニトロベンズアミド)−エチル−1,3’−プロピオネート、スルホスクシンイミジル6−(4’−アジド−2’−ニトロフェニルアミノ)ヘキサノエート、スルホスクシンイミジル(4−アジドフェニルジチオ)プロピオネート、スルホスクシンイミジル−2−(ρ−アジドサリチルアミド)エチル−1,3−ジチオプロピオネートなど)を挙げられうるが、これらに限らない。
チオール官能基でポリヌクレオチドを官能化するケース(例えば、チオール化オリゴヌクレオチド)では、対象の抗原へのコンジュゲートは、本明細書に記載されているようなスルホ−スルホスクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート(スルホ−SMCC)コンジュゲートを用いることによって行ってよい。
ポリヌクレオチドを小分子にコンジュゲートするケースでは、例えば、小分子における利用可能な反応性基、及びポリヌクレオチドにおける特定の修飾の有無を含む様々な要因に応じて、ポリヌクレオチドを小分子に共有結合させるのに、任意の利便的なコンジュゲート方法を使用できる。いくつかのケースでは、アミン反応性架橋剤(例えば、NHSエステル(例えば、本明細書に記載されているようなものを含む)が挙げられるが、これらに限らない)によって、アミン官能化ポリヌクレオチドを所望の小分子にコンジュゲートしてよい。
いくつかのケースでは、ポリヌクレオチドを抗原に結合する際には、ポリヌクレオチドにすでに存在する既存の官能部分を使用する。いくつかのケースでは、ポリヌクレオチドを抗原にコンジュゲートする際に用いる官能部分をポリヌクレオチドに付加して、官能化ポリヌクレオチドを生成する。官能化ポリヌクレオチドは、ポリヌクレオチドの1つ以上のヌクレオチドを修飾することによって、または修飾ヌクレオチドをポリヌクレオチドに付加することによって生成してもよい。このような修飾ヌクレオチドは、いくつかのケースでは、官能化ヌクレオチドと称することもある。
修飾ヌクレオチドは、任意の利便的な方法によって、ポリヌクレオチドに導入してよく、その方法としては、例えば、合成/化学合成(例えば、固相オリゴヌクレオチド合成、ホスホロアミダイト合成など)、組み換え合成、酵素的取り込みなどが挙げられるが、これらに限らない。対象の抗原への結合を形成させるのに有用な修飾ヌクレオチドとヌクレオチド修飾としては、例えば、クリックケミストリーによる官能化(例えば、アジド官能化、アルキン官能化、ジベンゾシクロオクチン(DBCO)官能化など)で有用なもの、核酸標識で有用なもの、光架橋で有用なもの、アクリルホスホロアミダイト連結で有用なもの、ピロホスフェート連結/ライゲーションで有用なものなど、例えば、3’−アジド−2’,3’−ジデオキシアデノシン−5’−トリフォスフェート、5−(3−アジドプロピル)−ウリジン−5’−トリフォスフェート、5−エチニル−2’−ウリジン5’−トリフォスフェート、8−アジド−アデノシン−5’−トリフォスフェート、N−(6−アジド)ヘキシル−3’−デオキシアデノシン−5’−トリフォスフェート、シチジン−5’−ホスフェート−3’−(15−アジド−4,7,10,13−テトラオキサ−ペンタデカノイル−6−アミノヘキシル)ホスフェート、γ−(2−アジドエチル)−アデノシン−5’−トリフォスフェート、γ−(6−アジドヘキシル)−アデノシン−5’−トリフォスフェート、γ−[(6−アジドヘキシル)−イミド]−アデノシン−5’−トリフォスフェート、N−(6−アジド)ヘキシル−アデノシン−5’−トリフォスフェート、N−(6−アジド)ヘキシル−2’デオキシ−アデノシン−5’−トリフォスフェート、N−(6−アジド)ヘキシル−3’−デオキシアデノシン−5’−トリフォスフェート、3’−アジド−2’,3’−ジデオキシチミジン−5’−トリフォスフェート、5−(15−アジド−4,7,10,13−テトラオキサ−ペンタデカノイル−アミノアリル)−2’−デオキシウリジン−5’−トリフォスフェート、N−プロパルギル−アデノシン−5’−トリフォスフェート、アデノシン−5’−[γ−(プロパルギル)]トリフォスフェート、アデノシン−5’−[γ−(プロパルギル)−イミド]トリフォスフェート、2−エチニル−アデノシン−5’−トリフォスフェート、5−(オクタ−1,7−ジイニル)−2’−デオキシシチジン5’−トリフォスフェート、5−(オクタ−1,7−ジイニル)−2’−デオキシウリジン5’−トリフォスフェート、5−エチニル−2’−デオキシウリジン5’−トリフォスフェート、5−ジベンジルシクロオクチン−2’−デオキシウリジン5’−トリフォスフェート、2−アミノプリン−2’−デオキシリボシド−トリフォスフェート、5−アミノアリル−2’−デオキシシチジン−5’−トリフォスフェート、5−アミノアリル−2’−デオキシウリジン−5’−トリフォスフェート、5−プロパルギルアミノ−2’−デオキシシチジン−5’−トリフォスフェート、5−プロパルギルアミノ−2’−デオキシウリジン−5’−トリフォスフェート、5−ヨードウリジン−5’−トリフォスフェート、4−チオウリジン−5’−トリフォスフェート、5−ブロモウリジン−5’−トリフォスフェート、5’−アクリダイト修飾、5’−アデニル化修飾などが挙げられるが、これらに限らない。
いくつかのケースでは、対象の抗原へのポリヌクレオチドの結合は、1つ以上の官能性リンカーによって媒介される。官能性リンカーとは、本明細書で使用する場合、分子同士を結合するための1つ以上の官能基を有するいずれかの好適なリンカーを指す。例えば、いくつかのケースでは、本開示のポリヌクレオチドのヌクレオチドは、官能基(例えば、アミノ官能基、チオール官能基、ヒドロキシル官能基、イミダゾリル官能基、グアニジニル官能基、アルキン官能基、アジド官能基、歪みアルキン官能基など)を含む生体分子リンカーに結合してよい。非限定例としては、本開示のポリヌクレオチドのヌクレオチドは、官能基を含む官能性ビオチンでビオチン化してよい。
いくつかのケースでは、ポリヌクレオチドを所望の抗原に結合するのに有用なこれらの修飾ヌクレオチドとしては、市販業者(例えば、Integrated DNA Technologies,Inc.(アイオワ州コーラルビル)、TriLink BioTechnologies,Inc.(カリフォルニア州サンディエゴ)、Jena Bioscience GmbH(ドイツ、イェーナ)、Life Technologies,Inc.(ニューヨーク州グランドアイランド)、New England Biolabs,Inc.(マサチューセッツ州イプスウィッチ)、Zymo Research Corporation(カリフォルニア州アーバイン)、Enzo Life Sciences,Inc.(ニューヨーク州ファーミングデール)などが挙げられるが、これらに限らない)から入手可能なものが挙げられうる。
本開示のポリヌクレオチドコンジュゲート抗原の生成は、コンジュゲート後、抗原とポリヌクレオチドのモル比、例えば抗原とDNAのモル比に影響を及ぼすコンジュゲート反応効率を考慮する場合がある。抗原とポリヌクレオチドのモル比が、記載されているアッセイにおける凝集に影響を及ぼすことを本開示の発明者は発見した。理論に拘束されるものではないが、抗原の比率が低く、ポリヌクレオチドの比率が高いと、いくつかのケースでは、(例えば、抗原と抗原結合物質の結合表面のアクセスを阻害することによって、)凝集が阻害されると見られる。多くの場合、コンジュゲート後の抗原とポリヌクレオチドのモル比は、1:5を上回り、例えば、1:4を上回る、1:3を上回る、1:2を上回るなどのモル比を含むが、これらに限らない。特定のケースでは、コンジュゲート後の抗原とポリヌクレオチドのモル比は、1:1〜1:5の範囲であり、例えば、1:1〜1:4、1:1〜1:3、1:1〜1:2などが挙げられるが、これらに限らない。別のケースでは、記載されているような凝集アッセイで用いるためには、コンジュゲート後の抗原とポリヌクレオチドのモル比は、本質的に1:1、本質的に1:2、本質的に1:3などである。
本開示は、本凝集アッセイと、記載されている抗原結合物質の検出とに関連する器具も提供する。このような器具としては、研究設備(例えば、電気、化学試薬、温度コントロール、冷蔵などの設備)が最小限でも、または研究設備がなくても、本明細書に記載されている凝集アッセイを実施可能にする「実施使用」器具、例えば、ディップスティックアッセイ器具、ラテラルフローアッセイ器具、スライドベース器具などを挙げてよいが、これらに限らない。研究室の環境で使用するための器具も含まれ、例えば、生成される増幅産物の正確な定量を用いる器具(例えば、PCR器具、qPCR器具、蛍光光度計、シンチレーションカウンター、顕微鏡、プレートリーダー、核酸シーケンシング器具などを含む)が挙げられる。いくつかのケースでは、本明細書に記載されているような方法を実施するための器具として使用するために、等温増幅器具(Cheng et al.(2012)Sensors 12,8319−8337(この文献の開示内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される)に記載されているものなど)を改良してよい。
さらに別の態様では、本開示は、例えば上記のような、本方法を実施するためのキットを提供する。本キットは、上記のような方法を実施するのに有用な、本明細書に記載の試薬、器具または組成物(例えば、記載されているポリヌクレオチド結合抗原、架橋ポリヌクレオチド、スプリントポリヌクレオチド、酵素試薬(例えばリガーゼ)などのうちの1つ以上が挙げられるが、これらに限らない)の任意の組み合わせを含んでよい。本キットはさらに、1つ以上の試薬調製試薬を含んでよく、例えば、抗原を官能化するための試薬(例えば、ポリヌクレオチドを対象の抗原に容易にコンジュゲートするための官能化ポリヌクレオチドを含む)、ポリヌクレオチドを官能化するための試薬(例えば、官能化ヌクレオチド(すなわち、1つ以上の反応性基を含むヌクレオチド)、ポリヌクレオチド及び/または抗原をコンジュゲートするための試薬(例えば、本明細書に記載されているような1つ以上のコンジュゲート及び/または架橋のための試薬またはリンカーを含む)を含むがこれらに限らない。
加えて、本キットはさらに、評価、例えば、対象から得たサンプルに、1つ以上の抗原結合物質が存在するか否かの評価を行えるように、アッセイ試薬、または例えば患者サンプルなどのサンプルのアッセイを行うのに有用な試薬を含んでよい。このようなアッセイ試薬としては、例えば、検出試薬、サンプル調製試薬、増幅試薬(例えば、PCR試薬及び/または等温増幅試薬及び/またはqPCR試薬など)、ならびに凝集試薬(例えば、ポリヌクレオチド結合抗原など)、バッファー、希釈剤などを挙げてよいが、これらに限らない。このようなアッセイキットはさらに、サンプル採取要素、例えば、サンプル採取容器及び/またはサンプル採取器具などを含んでよい。上記の要素は、別々の容器に存在してよく、または、1つ以上の要素を単一の容器、例えば、ガラスもしくはプラスチックのバイアルもしくはチューブの中で組み合わせてもよい。
キットはさらに、コントロール試薬とコントロールサンプルを含んでよく、例えば、コントロールサンプル(例えば、ポジティブコントロールサンプル、ネガティブコントロールサンプルなど)、較正試薬(例えば、蛍光較正試薬など)を含むがこれらに限らない。
上記の成分に加えて、本キットはさらに、本方法を実施するための説明書を含んでよい。これらの説明書は、本キットに様々な形態で存在してよく、1つ以上の形態がキットに存在してよい。これらの説明書が存在してよい形態の1つは、好適な媒体または基質、例えば、情報が印刷される1枚または複数枚の紙、キットのパッケージ、添付文書などに印刷した情報である。さらに別の手段は、情報が記録されたコンピュータ可読媒体、例えば、ディスケット、CD、リムーバブルディスク(例えば、フラッシュメモリーデバイス)などであろう。存在し得るさらに別の手段は、離れた場所の情報にアクセスするためにインターネットを介して利用できるウェブサイトアドレスである。任意の利便的な手段がキットに存在してよい。
下記の実施例は、本発明の作製及び使用方法の完全な開示と説明を当業者に対して行う目的で示されており、本発明者が本発明としてみなすものの範囲を限定するようには意図されていないとともに、下記の実験が、実施したすべてまたは唯一の実験であることを表すようにも意図されていない。使用した数値(例えば、量、温度など)に関しては、正確になるように尽力したが、多少の実験誤差と偏差を考慮されたい。別段の定めのない限り、部は重量部であり、分子量は重量平均分子量であり、温度は摂氏温度であり、圧力は大気圧または大気圧近傍である。標準的な略記、例えば、bp(塩基対)、kb(キロベース)、pl(ピコリットル)、sまたはsec(秒)、min(分)、hまたはhr(時間)、aa(アミノ酸)、kb(キロベース)、bp(塩基対)、nt(ヌクレオチド)、i.m.(筋内)、i.p.(腹腔内)、s.c.(皮下)などが用いられている場合がある。
下記の実施例では、別段に定められているか、または明らかに関連性がない場合を除き、本明細書に示されている方法と材料を概ね適用した。
ビオチン−DNAコンジュゲート体は、Integrated DNA Technologiesから、そのままの形態で購入した。DNP−DNAコンジュゲート体の合成は、アミン−DNA(5’または3’)(アイオワ州コーラルビル)を、対応するスクシンイミジルエステルと大過剰で反応させることによって行い、順次的なエタノール沈殿(下記参照)によって精製した。スルホ−SMCC(スルホスクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート)を用いたリジン−チオール架橋によって、タンパク質−DNAコンジュゲート体を調製した。簡潔に述べると、PBS中でSMCCとともにインキュベートすることによって、マレイミドによってリジンを活性化した。チオール−DNA(5’または3’)をDTTで還元してから、マレイミド官能化タンパク質とともに一晩、4℃でインキュベートした(さらなる詳細は、下記参照)。この小分子−DNAコンジュゲート体の特徴付けを高分解能質量分析によって行ったとともに、タンパク質−DNAコンジュゲート体をポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)及び銀染色によって解析して、適切な質量シフトを観察した。
抗原−DNAコンジュゲート体の合成
組み換えインスリン(Sigma−Aldrich)を再懸濁させて、反応バッファー(55mMのリン酸ナトリウム、150mMの塩化ナトリウム、20mMのEDTA、pH7.2)中の1mg/mL溶液を作ることによって、インスリン−DNAコンジュゲート体を合成した。このタンパク質溶液10μLに、1μLのスルホ−SMCC(Pierce Biotechnologies)の4mM無水DMSO溶液を加え、室温で2時間インキュベートした。チオール化DNA(IDT)を反応バッファーに100μMまで再懸濁させた。続いて、100μMのチオール化DNAストック3マイクロリットルを50μLの反応バッファーに加えた。この溶液に、4μLのDTT(Life Technologies)の100mM溶液を加えて、酸化チオール化−DNAを還元した。続いて、この溶液を37℃で1時間インキュベートした。分画分子量(MWCO)7kのゲルマイクロスピンカラム(Life Technologies)を反応バッファーで平衡化した。還元したオリゴヌクレオチドを平衡化マイクロスピンカラムによって2回脱塩した。MWCO3kの遠心フィルターカラム(EMD Millipore)によって、未反応スルホ−SMCCをインスリン溶液から除去して、最終量60μLにした。続いて、チオール化DNAとインスリン溶液を混合し、一晩4℃で反応させてから、MWCO10kのフィルターカラムによって精製した。BCAアッセイ(Life Technologies)によってコンジュゲート体濃度を割り出した。SDS−PAGE及び銀染色によってコンジュゲート効率を解析した。図20には、代表的な銀染色が示されている(サンプルをSDS−PAGEによって解像してから、銀染色によって総タンパク質/DNAを可視化した。レーン1は非改変GFPであり、レーン2はGFP−2Aコンジュゲート体であり、レーン3はGFP−2Bコンジュゲート体である。タンパク質に14kDのオリゴヌクレオチドを付加したことにより、有意な質量シフトがレーン2及び3において観察された。レーン2及び3のラダー形成は、多数のオリゴヌクレオチドを単一のタンパク質に付加したことによるものである)とともに、スルホ−SMCCによるGFP−DNAコンジュゲートの反応スキームの概略が示されている。コンジュゲート体のDNAと抗原の比は、紫外・可視分光法によって推定した。抗原−DNAコンジュゲート体は、短期使用の際には4℃で保存し、または−80℃での長期保存する際には小分けにした。GFP−DNAコンジュゲート体、マウス−IgG−DNAコンジュゲート体及びサイログロブリン−DNAコンジュゲート体を同様に、ただし、わずかに修正を加えて合成した。簡潔に述べると、未反応SMCCを、MWCO7kのゲルマイクロスピンカラムによってろ過した。遠心フィルターカラム(GFP:MWCO30kカラム、マウスIgG:MWCO100kカラム、サイログロブリン:MWCO100kカラム)によって、コンジュゲート体を非コンジュゲートDNAから精製した。
最後に、ビオチン−DNAコンジュゲート体を、IDTから購入した。DNP−DNAコンジュゲート体は、以下のように合成した。25ミリグラムのDNP−NHSエステル(Life Technologies)を無水DMSOに溶解して、50mM溶液を作製した。5’または3’アミン官能化DNA(IDT)をddH2Oに再懸濁して、1mM溶液を作製した。40μLの1mM DNA溶液を300μLのPBSに50mM NaHCO3とともに加えた。80μLのNHSエステル溶液を2日間かけて室温において一定の回転混合下で加えた。続いて、2.5倍量のエタノールと0.1倍量の10M酢酸アンモニウムを加えることによって、改変DNAを沈殿してから、4時間インキュベートした。15分、4℃で遠心分離することによって、沈殿したDNAをペレット化してから、氷冷した70%エタノール−H2O中で、穏やかに洗浄した。続いて、そのペレットを100μLのddH2Oに再懸濁してから、上記のような沈殿によって再度精製して、未反応小分子が完全に除去されるようにした。2回目の沈殿後、ペレットをddH2Oで希釈して、100μMストック溶液を作製し、この溶液は、使用するまで−20℃で保存した。高解像度LC−MSによって合成を確認した。
凝集−PCR(ADAP)による抗体検出
対の抗原−DNAコンジュゲート体1フェムトモルを2μLのインキュベートバッファーC(PBS中の2%BSA、0.2%Triton X−100、8mMのEDTA)に再懸濁した。2マイクロリットルの分析対象物をこのコンジュゲート体に加えてから、37℃で30分インキュベートした。116μLのライゲーションミックス(20mMのTris、50mMのKCl、20mMのMgCl2、20mMのDTT、25μMのNAD、0.025U/μLのリガーゼ、100nMの架橋オリゴ、0.01%のBSA、pH=7.5)を加えてから、30℃で15分インキュベートした。10マイクロリットルのウラシル除去ミックス(0.025U/μL、Epicenter Bio)を加え、15分、30℃でインキュベートした。その溶液25マイクロリットルを2×PCR Master Mix(Qiagen)25μLに、10nMのプライマーとともに加えてから、PCRによって増幅した(95℃で10分、95℃で15秒、60℃で30秒、12サイクル)。続いて、この反応物をddH2Oに1:20で希釈した。希釈したPCRサンプル8.5μLを2×qPCR Master Mix(Life Technologies)10μLに、プライマー1.5μLとともに加えた(終濃度690nM)。リアルタイムPCR検出システムのBio−Rad CFX96またはBio−Rad iQ5のいずれかでqPCRを行った。
アフィニティ精製した抗インスリン抗体(Abcam)、抗ビオチン抗体(Abcam)、抗GFP抗体(Vector Laboratories)及び抗マウスIgG抗体(Pierce Biotechnologies)のADAPアッセイを上記のように、ただし下記の修正を加えて行った。バッファーでの希釈では、抗原−DNAコンジュゲート体2μLを、2μLの段階希釈したバッファーC中抗体(濃度範囲:10〜10−4μg/ml)またはバッファーのみ(ブランク)と混合した。ウシ胎児血清(Sigma−Aldrich)での希釈では、抗体をウシ胎児血清に加えて、2wt%/wt抗体溶液を得てから、ADAPアッセイのために、その溶液をバッファーCで段階希釈した(濃度範囲:10〜10−4μg/ml)。同じ調製を行ったアイソタイプ抗体(Santa Cruz Biotech)をネガティブコントロールとして横並びで解析した。
抗血清由来の抗DNP抗体に対するADAP検出アッセイ
上記のように、ただし、下記の修正を加えて、抗DNP抗血清(Abcam)に対するADAP PCR検出アッセイを行った。DNPコンジュゲートキャリアタンパク質を接種したウサギから、抗DNP抗血清を得て、さらなる精製は行わなかった。ADAP検出のために、DNP−DNAコンジュゲート体2マイクロリットルを、2μLの段階希釈したバッファーC中抗DNP抗血清(濃度範囲:0.4〜0.0002mg/mL)と混合した。
抗サイログロブリン患者血漿に対するADAP検出アッセイ
上記のように、ただし、下記の修正を加えて、抗サイログロブリン陽性患者血漿(ImmunoVision)に対するADAP検出アッセイを行った。ADAP検出のために、サイログロブリン−DNAコンジュゲート体2マイクロリットルを、2μLの段階希釈したバッファーC中患者血漿(希釈係数:10〜10)と混合した。
抗ビオチン抗体と抗マウスIgG抗体に対する多重ADAP
上記のように、ただし、下記の修正を加えて、抗ビオチン抗体と抗マウスIgG抗体に対する多重ADAPアッセイを行った。ビオチン−DNAコンジュゲート体(表2におけるような配列1)1μLとマウス−IgG−DNAコンジュゲート体(表2におけるような配列2)1μLを、2μLの段階希釈した(1)バッファーC中抗ビオチン抗体(濃度範囲:10〜10−4μg/ml)またはバッファーのみ(ブランク)、(2)バッファーC中抗マウス抗体(濃度範囲:102〜10−4μg/ml)またはバッファーのみ(ブランク)、(3)バッファーC中抗ビオチン抗体及び抗マウス抗体の両方(濃度範囲:102〜10−4μg/ml)またはバッファーのみ(ブランク)のいずれかと混合した。この抗原・抗体混合物を上記のように処理及び解析した。
抗ビオチン抗体と全IgGに対する多重ADAP及びPLA検出
ADAP及びPLA19−22(近接ライゲーションアッセイ)を併せて用いて、所定のサンプル中の特異的抗体と総抗体量を定量した。上記のように、ただし、下記の修正を加えて、抗ビオチン及び全IgGに対する多重ADAP検出アッセイを行った。ビオチン−DNAコンジュゲート体(配列1)1μLと抗ヤギIgG−DNAコンジュゲート体(配列2)1μLを、2μLの段階希釈した(1)バッファーC中ヤギ抗ビオチン抗体(濃度範囲:10〜10−4μg/ml)またはバッファーのみ(ブランク)、(2)バッファーC中ヤギIgG(濃度範囲:10〜10−4μg/ml)またはバッファーのみ(ブランク)、(3)バッファーC中の抗ビオチン及びヤギIgGの両方(全IgGは0.7μg/mlで固定し、抗ビオチン抗体の割合は100%から0%まで様々であった)またはバッファーのみ(ブランク)のいずれかと混合した。抗原と抗体の混合物を上記のように処理及び解析した。
抗インスリン抗体の直接ELISA検出
組み換えヒトインスリン(Sigma)を再懸濁して、PBSにおいて1mg/mLとした。そのインスリン溶液75μLを酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)プレート(Santa Cruz Biotech)のウェルに加えた。そのプレートをプラスチックの膜で覆い、インスリンをそのプレートに一晩、4℃で吸着させた。過剰な上清をデカントし、ウェルをPBS中の5%BSAで一晩、4℃でブロックした。抗インスリン抗体をPBSで希釈し、室温で1時間結合させた。上清をデカントし、ウェルをPBSで4回洗浄した。二次抗体−HRPプローブ(Santa Cruz Biotech)を1:5000でPBS中の5%BSAにおいて希釈し、ウェルに加え、室温で1時間インキュベートさせた。上清をデカントしてから、PBSで4回洗浄した。50μLのTMB基質溶液を加え、15分発光させてから、2MのHSOを50μL加えることによってクエンチした。吸光度を450nmでプレートリーダーにおいて測定した。
抗DNA抗体からの干渉の回避
抗DNA抗体陽性患者血漿をImmunoVisionから購入した。上記のように、ただし、わずかに修正を加えて、抗DNA血漿のADAP検出を行った。抗GFP抗体の検出では、抗GFP抗体を抗DNA血漿と正常血漿に加えた。GFP−DNAコンジュゲート体を含む2μL溶液とともに、100μMの競合DNAを含めて、または競合DNAなしで、2μLの段階希釈抗GFP溶液のサンプルをインキュベートした。競合DNAは、IDTから購入した
Figure 2018512862
という配列を有するものである。
抗サイログロブリン自己抗体に対する放射線免疫アッセイ及び電気化学発光アッセイ
Tg−RIA(Kronus)、Beckman Access TgAb(Beckman Coulter)及びRoche Elecsys TgAb(Roche Diagnostics)をメーカーの指示に従って行った。これらのアッセイは、WHO標準血清65/93に対して標準化されている。
データ解析
ブランクに加えて、バッファーCにおける各抗体サンプルに対して、ADAP測定を3回繰り返して行った。同じ希釈系列ならびに同じライゲーション、除去及びプレ増幅工程調製物からアリコートを取ったが、qPCR解析のために、それらを3つの異なるウェルに入れることによって、この繰り返し測定を行った。抗ビオチン抗体の段階希釈液に対するADAPアッセイから得た代表的なリアルタイムqPCR測定プロットが図21に示されている(破線は、閾値蛍光値である)。ソフトウェアBio−Radによって、1つの閾値蛍光値を自動的に選択した。各曲線において、選択した閾値値に対応する蛍光値を示したPCRサイクル数をサイクル閾値(Ct)として定めた。ΔCtは、ブランクのCt値からサンプルのCt値を減じた値として定める。ΔCtの値は、初期アンプリコン濃度に比例している。そして、このアンプリコン濃度は、初期希釈系列に存在する標的抗体の量にも比例している。ADAP測定のために、各段階希釈系列から2μLの体積を取った。したがって、各測定における抗体分子の数は、(2×10−6L)×抗体濃度(M)×アボガドロ数である。カスタムソフトウェアを用いて、抗体希釈系列に対する非線形4パラメーターロジスティックフィットを割り出した。ADAPアッセイの検出限界は、バッファーCのみのブランクの平均ΔCt値と、そのブランクの3つの標準偏差の和として定める。各検出限界の値は、対応するブランクに対して計算する。
ADAPにおけるアッセイ内及びアッセイ間変動
ADAP測定を抗GFP抗体に対してトリプリケートで、同じプレートで6回繰り返すことによって、ADAPにおけるアッセイ内変動を割り出した。アッセイ内変動は、トリプリケートの標準偏差をトリプリケートの平均値で除した値として定め、一貫して<1%である。ADAPにおけるアッセイ間変動は、抗GFP抗体濃度をトリプリケートで、5つの異なるプレートで、異なる日に測定することによって評価する。アッセイ間変動は、5つの異なるプレートから得た濃度の標準偏差を、5つの異なるプレートから得た濃度の平均値で除した値によって定め、<3%である。ADAPのアッセイ内変動とアッセイ間変動はいずれも、許容される生物医学アッセイ変動値(アッセイ内変動に関しては10%、アッセイ間変動に関しては15%)よりもはるかに小さい。ADAPの優れたアッセイ内性能とアッセイ間性能は、全体的な操作工程が少なく、洗浄工程と遠心分離工程がないことによるものである可能性が高い。他のアッセイでは、徹底的な洗浄と遠心分離が必要とされることにより、精度と再現性が損なわれる可能性がある。
実施例1:インスリン、DNP、IgG及びサイログロブリン抗体のPCRベースの凝集−ライゲーションアッセイ検出
凝集−ライゲーションアッセイ(「SIMPAL」(凝集−ライゲーションによる高感度免疫複合体モニタリングプラットフォーム)と称されているとともに、「ADAP」(凝集−PCRによる抗体検出)ともいう)では、PCRアンプリコンを2分割して、それぞれプライマー部位を持つようにした。この半部をそれぞれ、組み換え抗原に共有結合させ、下流断片が、5’ホスフェート基を有するようにして、DNAリガーゼの基質とした。このアッセイでは、抗原−DNAコンジュゲート体に結合して抗原−DNAコンジュゲート体を凝集させる抗体とともに、上記の抗原−DNAコンジュゲート体1〜2μLをピコモル濃度でインキュベートした。凝集したコンジュゲート体は、互いの近くに保持され、DNAリガーゼと短い架橋オリゴヌクレオチドで処理すると、2つの半部のライゲーションが促される。未結合のままの抗原−DNAコンジュゲート体は、希薄すぎて、ライゲーションされない。続いて、再構成したPCRアンプリコンをプレ増幅し、蛍光ベースの定量PCRによって定量する(図8)。
この抗体検出実験では、各抗原−DNAコンジュゲート体1フェムトモルを2μLのバッファーで希釈し、サンプルに加え、インキュベートして結合させた。次に、DNAリガーゼと架橋オリゴヌクレオチドとを含むライゲーション混合物120μLを加え、30℃で15分インキュベートした。このライゲーション混合物を希釈し、標準的なサーモサイクラーにおいて、13ラウンドのPCRによってプレ増幅した。得られたPCR産物を希釈し、qPCRによって解析した。
インスリン−DNAコンジュゲート体とともにインキュベートしたときのα−インスリン抗体の濃度に対する添加量依存性応答を5桁にわたって観察した(例えば、図9A参照)。PBS、ウシ血清及びヒト唾液で希釈した抗体で得られた結果によって示されているように、異なる生物学的希釈剤において非常に類似した結果が得られたことから、複合体混合物において、この試験が機能できることが示されている。有意な変動は観察されなかった。血清における検出限界は、170ゼプトモルの抗体で、濃度は15pg/mlであった。対応するアイソタイプコントロールとともにインキュベートしたところ、いずれのケースでも、シグナルは生成されなかった。タンパク質及び小分子ハプテン抗原−DNAコンジュゲート体(GFP、マウス−IgG及びビオチンなど)のパネルを試験したところ、同様の検出限界が見られた(図10に示されている表1)。
また、全DNP抗血清を用いて、DNP−DNAコンジュゲート体を凝集させた。ADAPによる解析は、わずか0.74ngの全抗血清タンパク質由来のウサギ血清において、凝集を検出することができた(図9J)。この結果によって、ADAPが、全血清から得た天然産生抗体を高感度に検出できるとともに、小分子に対する抗体を検出する(この検出は、従来の検出アッセイでは特定の難点がある)可能性を有することが示されている。
周知の標準に対して本アッセイの感度を評価するために、直接ELISAとの比較を行ったところ、検出限界が865倍向上した(図9B及び表1)。アイソタイプコントロール抗体を含むサンプルをアッセイすることによってADAPの特異性を割り出したところ、検出可能なシグナルは生成されなかった(図9G)。加えて、関連性のない抗原−DNAコンジュゲート体でアッセイを行ったところ、検出可能なシグナルは観察されなかった(図9H)。
多重構成でもアッセイを行った。核酸を検出するのに利用可能な配列空間により、異なる抗原の凝集について報告するために任意の配列を設計及び割り当てることができる。これは、いくつかの理由から有用である。例えば、1型糖尿病などの多くの疾患には、多数の自己抗体バイオマーカーがある(例えば、インスリン、膵島抗原2(IA−2)、グルタミン酸デカルボキシラーゼ(GAD)、亜鉛トランスポーター8(ZnT8))。異なる抗原に結合する特異的核酸を用いて、多数の抗原に対する抗体を同時及び別々に検出して、診断の信頼性を高めることができる。このアッセイの多重実施形態のさらなる利点は、従来の抗体試験では典型的には見過ごされる総免疫グロブリン濃度を考慮する抗体試験を可能にすることである。免疫グロブリン濃度を見過ごすと、免疫グロブリンの欠乏(例えば、セリアック病患者でよくみられる問題)がみられる患者において偽陰性が発生する可能性がある。他の標的抗体に加えて、免疫グロブリンレベルを検出するための結合アッセイを用いると、異常に低い免疫グロブリンレベルによる陰性結果を探し出すことができる。
ビオチン及びマウスIgGを含む直交的な抗原−DNAコンジュゲート体のセットを生成した。セット1プライマーが、セット2アンプリコンを増幅しないとともに、セット2プライマーが、セット1アンプリコンを増幅しないが、共通の架橋オリゴヌクレオチドを共有するように、これらのアンプリコンを設計した(表2参照)。抗原−DNAコンジュゲート体を上述のように合成し、セット1オリゴをビオチンで標識し、セット2オリゴをマウスIgGで標識した。これらの2つの抗原−DNAコンジュゲート体をプールしてから、ビオチンのみ、マウスIgGのみ、または両方に結合する抗体とともにインキュベートし、続いて、凝集について解析した。抗ビオチン抗体とともにインキュベートしたサンプルでは、セット1プライマーのみでシグナルが見られ、抗マウスIgG抗体とともにインキュベートしたサンプルでは、セット2プライマーのみでシグナルが見られた。混合サンプルでは、両方のプライマーセットでシグナルが生成された(図9D。図14A〜14Cも参照)。
全IgG及び抗体の多重化された検出のために、抗IgGポリクローナル抗体の単一バッチから、抗IgG近接プローブを生成した。このバッチを2つに分割し、各プールをセット2PCRアンプリコンの上流断片または下流断片のいずれかで改変した。ポリクローナル抗体が、近くのエピトープに結合すると、これらの2つのアンプリコン分割体が接近し、ライゲーションとPCRによる検出が可能になる。IgGの総量は一定に保たれるが、IgGの割合、換言すればα−ビオチンは変化するように、ヤギα−ビオチン抗体をヤギIgG中に希釈した。セット2プライマーによるqPCR解析では、シグナルの変化は見られず、すべてのサンプルにおけるIgGの濃度が一定であることに対応していた一方で、α−ビオチン抗体の割合が増えるにつれて、セット1プライマーから生成されるシグナルは増大した(図9I)。このデータによって、抗原特異的抗体の検出によって、全抗体レベルの検出を多重化できることが示されている。
患者サンプルからの診断用抗体の検出を試験した。サイログロブリン自己抗体は、自己免疫性甲状腺炎を媒介するとともに、自己免疫性甲状腺炎の診断指標となる。また、がんに対応して、治療のために甲状腺摘出術を行った後には、有害な腫瘍の完全な除去を確認するための指標として、サイログロブリン力価を用いることが多い。サイログロブリン自己抗体は、サイログロブリンアッセイを妨げ得るので、回復をモニタリングするための重要なバイオマーカーである。現時点では、放射線免疫アッセイが依然として、サイログロブリン自己抗体を検出するためのゴールドスタンダードである。
試験においてサイログロブリン自己抗体陽性であった患者から得た血漿と比較して、プールした健常ヒト血漿に対してサイログロブリン−DNAコンジュゲート体によってSIMPAL解析を行った。1:100,000で希釈した後でも、サイログロブリン陽性サンプル(2μl)からロバストなシグナルが観察されたとともに、健常なサンプルからはバックグラウンドがほぼ見られなかった(図9E)。FDAに認可されている3つの臨床研究アッセイ(Kronus/RSR放射線免疫アッセイ及び2つの電気化学発光アッセイ(Beckman Coulter及びRoche))を用いて、同じサンプルをアッセイした。印象的なことに、ADAPでは、これらの標準的なアッセイよりも3〜4桁低い検出限界で、抗サイログロブリン抗体が検出された(図9F)。
結論としては、開発したアッセイは、PCRを用いて、複合体混合物に存在する抗体を検出する。このアッセイは、ELISAの検出限界報告値に匹敵するか、またはELISAの検出限界報告値を上回るとともに、2μLのサンプル中の数ゼプトモルほどの抗体を検出する能力を有する。均質な溶液相免疫アッセイとして、凝集−ライゲーションアッセイでは、表面固定化抗原アッセイのタンパク質の変性とエピトープの遮蔽の問題が回避される。非洗浄免疫アッセイとして、ELISAの発色を妨げる洗浄工程の煩雑な最適化が除去される。開発したアッセイには、サンドイッチELISAで必要とされるような一意的な対の抗体の単離が不要である。意義深いことに、このアッセイは、多くの臨床現場で容易に入手可能である標準的なqPCR装置と試薬のみで行うことができる。このアッセイでは、超低量の抗原−DNAコンジュゲート体(60kDaの抗原コンジュゲート体100μgから約1.7百万回アッセイできる)と、標準的なライゲーション酵素を使用する。
図8:SIMPAL、すなわちADAPによる抗体検出:抗原−DNAコンジュゲート体を、抗体含有分析対象物とともにインキュベートする。この抗体が、コンジュゲート体に結合して、コンジュゲート体を凝集させて、架橋オリゴヌクレオチドとDNAリガーゼを加えたときにライゲーションするのに好都合な位置に、コンジュゲート体を配置する。架橋オリゴヌクレオチドを加水分解させ、新たなアンプリコンをPCRによってプレ増幅する。続いて、このプールをqPCRによって解析して、相対的な抗体レベルを割り出す。
図9A〜9J:SIMPAL、すなわちADAPによって、複合体マトリックス中の抗体の高感度かつ多重化可能な検出を可能にする。α−インスリン抗体をPBS、ウシ胎児血清またはヒト唾液のいずれかで希釈してから、インスリン−DNAコンジュゲート体でSIMPAL解析を行った(図9A)。ビオチン−DNAコンジュゲート体とマウスIgG−DNAコンジュゲート体のいずれも、α−ビオチン抗体(図9D、左)もしくはα−マウスIgG抗体(図9D、中央)、または両方(図9D、右)のいずれかとともにインキュベートしてから、SIMPAL qPCR解析を行った。凝集アッセイとELISAアッセイを直接比較したところ、SIMPALの方が、感度が優れていることが示された(図9B)。等量のα−インスリン抗体をPBSで希釈してから、SIMPALまたは直接ELISAのいずれかによって解析した。試験でα−サイログロブリン抗体陽性であった患者から得たヒトサンプルを解析し、正常なヒト血漿と精製抗体と比較した(図9C)。α−ビオチンに結合したオリゴに対して特異的なプライマーセット1と、α−マウスIgGに対して特異的なプライマーセット2を用いて、α−ビオチンのみ、α−マウスIgGのみ、ならびにα−ビオチン及びα−マウスIgGの両方を含むサンプルにおいて、SIMPALを行った(図9D)。試験でサイログロブリン自己抗体陽性であった患者から得た血漿(α−サイログロブリン陽性)と比較して、3つの別の希釈液(1:10、1:1000、1:100,000)で、プールした健常ヒト血漿(正常)に対してサイログロブリン−DNAコンジュゲート体による診断用抗体α−サイログロブリンの検出を行った(図9E)。抗サイログロブリン陽性ヒト血漿の同じサンプルをADAP、FDAに認可された放射線免疫アッセイ(Kronus RIA)、ならびに2つの電気化学発光アッセイ(Beckman及びRoche ECL)によって解析した(図9F)。血清中の段階希釈アイソタイプIgGの解析によって、ADAPの特異性を調べたところ、検出可能なシグナルは観察されなかった(図9G)。エラーバーは、3つのサンプルの標準偏差を表しているが、多くのデータポイントでは、小さすぎて可視化できていない。
抗インスリン抗体をウシ血清においてインスリン−DNAコンジュゲート体またはマウスIgG−DNAコンジュゲート体とともにインキュベートしてから、ADAPによって解析した(図9H)。予測されるように、抗インスリン抗体は、インスリン−DNAコンジュゲート体を凝集させ、シグナルを生成させるが、マウスIgG−DNAコンジュゲート体は凝集させない。マウスIgG−DNAコンジュゲート体は、関連性のないこのタンパク質に対する親和性を有さないので、シグナルを生成させないからである。この結果から、ADAPが、同種の抗原−抗体ペアに対して特異的であることが示されている。ADAPと近接ライゲーションアッセイ(PLA)による、抗抗原抗体の多重化された検出と、全抗体レベルの検出(図9I):一定量の全IgGを含むが、抗ビオチン抗体の割合が異なるサンプルとともに、ビオチン−DNAコンジュゲート体と抗IgG−DNAコンジュゲート体をインキュベートした。これらのサンプルをADAPとPLAによって解析した。エラーバーは、3つのサンプルの標準偏差を表しているが、多くのデータポイントでは、小さすぎて可視化できていない。
ウサギ抗血清をPBSで段階希釈することによって、ウサギ抗血清由来の抗ジニトロフェノール(DNP)のADAPによる検出と解析を行った(図9J)。抗原ナイーブ血清の希釈系列をネガティブコントロールとして解析した。
(表2)オリゴヌクレオチド配列
Figure 2018512862
U=デオキシリボウラシル
上記によって、ADAPには、ELISA及びRIAを含む従来の抗体検出方法を上回る利点が多くあることが示されている。ADAPでは、非常に小さい体積のサンプルを使用するとともに、溶液局面における試薬消費量が非常に少なく、洗浄工程がなく、反応は非放射性である。ADAPパラメーターと、ELISA及びRIAのパラメーターとの比較は、下記の表3に示されている。ADAPとELISAの値は、内部実験から算出した。RIA値は、過去に報告された結果(例えば、Falorni et al.(1995)J.Immunol.Meth.186:89−99(この文献の開示内容は、参照により、その全体が本明細書に援用される)参照)から割り出した。
(表3)ADAP、ELISA及びRIAのアッセイパラメーター:
Figure 2018512862
実施例2:ビオチン抗体、DNP抗体、IgG抗体及びGFP抗体に対するPCRベースの凝集−ライゲーションアッセイ
バッファー2μL中に1フェムトモルの各コンジュゲート体において、DNAリガーゼと架橋オリゴヌクレオチドを含む希釈溶液中で、抗原−DNAコンジュゲート体をインキュベートし、この架橋オリゴヌクレオチドが、両方の鎖の中央の20bp領域とハイブリダイズした。続いて、このライゲーション混合物を希釈し、13ラウンドのPCRによってプレ増幅した。その後、Sybr Greenの検出を用いて、得られたPCR産物をqPCRによって解析した。凝集抗体の濃度に対する添加量依存性応答を観察したところ、検出限界は、約37.5アトモルの抗体であった(図11A〜11C)。ウシ血清で希釈した抗体において、同様の検出限界が観察された。対応するアイソタイプコントロールとともにインキュベートしたところ、いずれのケースでも、シグナルは生成されなかった。用いる配列の適用範囲の広さを確定するために、直交的なDNA−抗原コンジュゲート体セットを合成し、実験を繰り返した。この配列は、わずかに高い性能を発揮し、検出限界は、3.75アトモルの抗体であった。
タンパク質ベースの抗原で、この検出方策を試験した。マウスIgG−DNAコンジュゲート体をα−マウスpAbの希釈系列とともにインキュベートした。ライゲーション及びプレ増幅後、サンプルをqPCRによって解析した。抗体濃度に応じた添加量依存性シグナルが観察された(図12A〜12C)。同様に、抗体と抗原−DNAコンジュゲート体を血清においてプレインキュベートしたところ、検出効率に対する影響はみられなかった。
アイソタイプコントロールでは、バックグラウンドを上回るシグナルは生成されなかった。GFP−DNAコンジュゲート体で、これらの実験を繰り返したところ、同様の結果が得られた(図13)。
アッセイを多重で行うために、ビオチン(配列セット1)及びマウス−IgG(配列セット2)を含む直交的な抗原−DNAコンジュゲート体セットを生成した。セット1プライマーが、セット2アンプリコンを増幅せず、セット2プライマーが、セット1アンプリコンを増幅しないように、これらのアンプリコンを設計した。2つの抗原−DNAコンジュゲート体をプールしてから、マウスIgGのみ(図14B)、ビオチンのみ(図14A)、またはこれらの両方(図14C)のいずれかに結合する抗体とともにインキュベートし、続いて、凝集を解析した。抗マウスIgG抗体とともにインキュベートしたサンプルでは、セット1プライマーにおいてのみシグナルが示され、抗GPP抗体とともにインキュベートしたサンプルでは、セット2プライマーのみでシグナルが示され、混合サンプルでは、両方のプライマーセットでシグナルが生成された(図14A〜14C)。
図11A〜11C:α−ビオチン抗体によるビオチン−DNAコンジュゲート体の凝集をqPCRによって検出する。バッファー(図11A、図11C)または血清(図11B)で希釈した様々な濃度のα−ビオチン抗体またはアイソタイプコントロール抗体とともに、ビオチン−DNAコンジュゲート体をインキュベートした。続いて、サンプルをDNAリガーゼで処理してから、qPCRによって解析した。図11Cでは、直交的なDNA配列を用いて、複製能を示した。Y軸の値は、ブランクと比較したΔCとして示されている。エラーバーは、トリプリケートの標準偏差を表しているが、多くのデータポイントでは、小さすぎて可視化できていない。
図12A〜12C:マウスIgG−DNAコンジュゲート体の凝集をqPCRによって高感度に検出する。バッファー(図12A、図12C)または血清(図12B)で希釈した様々な濃度のα−マウスIgG抗体またはアイソタイプコントロール抗体とともに、マウスIgG−DNAコンジュゲート体をインキュベートした。続いて、サンプルをDNAリガーゼで処理してから、qPCRによって解析した。図12Cでは、直交的なDNA配列を用いて、複製能を示した。Y軸の値は、ブランクと比較したΔCとして示されている。エラーバーは、トリプリケートの標準偏差を表しているが、多くのデータポイントでは、小さすぎて可視化できていない。
実施例1及び2における上記の内容によって、ADAPが、広範な抗原分子量に対応することが示されており、ビオチン(約0.24kDa)、GFP(26kDa)及びマウスIgG(150kDa)に対する抗原−抗体ペアに対するアッセイがすべて示されている(図17)。3つのすべてのペアにおいて、ADAPでは一貫して、低アトモルの抗体が検出された(例えば、表1、図11A〜11C、図12A〜12C及び図13を参照)。
図13:GFP−DNAコンジュゲート体の凝集をPCRベースの凝集−ライゲーションアッセイによって検出する。バッファーで希釈した様々な濃度の抗GFP抗体またはアイソタイプコントロール抗体とともに、GFP−DNAコンジュゲート体をインキュベートした。続いて、サンプルをDNAリガーゼで処理して、qPCRによって解析した。Y軸の値は、ブランクと比較したΔCとして示されている。いずれの実験も、トリプリケートで行った。抗GFP抗体またはアイソタイプコントロール抗体を血清で希釈したところ、同様の結果が得られた。エラーバーは、トリプリケートの標準偏差を表しているが、多くのデータポイントでは、小さすぎて可視化できていない。
図14A〜B:抗原凝集の多重化された検出:直交配列を有するマウスIgG−DNAとビオチン−DNAコンジュゲート体をプールし、マウスIgGのみ(図14B)、ビオチンのみ(図14A)、またはマウスIgGとビオチンの両方(図14C)に結合する抗体とともにインキュベートした。Y軸の値は、ブランクと比較したΔCとして示されている。これらの結果から、ADAPを用いる多重抗体検出の直交性が示されている。
図17:ADAPは、広範な分子量分布にわたる抗原に結合するゼプトモルからアトモル単位の抗体を検出する。PBSまたはウシ血清に加えた抗体を解析することによって、抗ビオチン抗体(抗原分子量0.24kDa)、抗インスリン抗体(抗原分子量5.8kDa)、抗GFP抗体(抗原分子量27kDa)及び抗マウスIgG抗体(抗原分子量150kDa)におけるADAPの検出限界を割り出した。エラーバーは、3つのサンプルの標準偏差を表している。
実施例3:多価抗体のPCRベースの増幅/検出
本明細書に記載されているような凝集ベースアッセイによる、サンプル中の抗原結合物質の増幅と検出は、抗原結合物質の多価性に依存する。本明細書に記載されているようなPCRベースの凝集アッセイにおけるポリヌクレオチド結合抗原を用いて、サンプルにおいて、濃度に依存する形で、qPCRによって、多価ポリクローナル抗マウス抗体(pAb α−マウス)を検出及び定量した(図15)。ポリクローナル抗体(pAb α−マウス)において、ロバストなシグナルが生成されたが、消化一価抗体断片(Fab α−マウス)とネガティブコントロール抗体断片(Fabコントロール)では、PCRベースの凝集アッセイにおけるポリヌクレオチド結合抗原を用いたqPCRでは、いずれの試験濃度でも、有意なシグナルは生成されなかった(図15)。
ポリヌクレオチド結合抗原との多価抗体複合体形成に増幅が依存する、PCRベースの増幅/検出アッセイでは、同程度の検出限界で、モノクローナル抗体とポリクローナル抗体が検出された(図16)。このようなアッセイでは、α−GFPモノクローナル抗体(mAb)とα−GFPポリクローナル抗体(pAb)の検出のダイナミックレンジは、同等ではなかった(ポリクローナル抗体では約6桁、モノクローナル抗体では4桁)ことから、pAbの検出と定量の方が、mAbの検出と定量よりもダイナミックレンジが広いことが示された。mAb(0.1μg/ml)の定量曲線の変曲点には、サンプルにおいて、加えたmAbの濃度が、加えた抗原−DNAコンジュゲート体の濃度とほぼ同等となる点が反映されており、理論に拘束されるものではないが、これによって、mAbの個々の分子間の抗原エピトープ結合部位に対する競合を示すことができる。これらの所見によって、記載したアッセイにおける機構的挙動または凝集が明らかになるとともに、異なるダイナミックレンジを予測できるとはいえ、ADAPは、ポリクローナル抗体とモノクローナル抗体の両方の検出に非常に適していることも示されている。
図15:ポリヌクレオチド結合抗原を用いるqPCR増幅/検出による、様々な濃度の多価ポリクローナル抗マウス抗体(pAb α−マウス)と一価抗マウス消化Fab断片(Fab α−マウス)の検出と定量の比較。
図16:ポリヌクレオチド結合抗原を用いるqPCR増幅/検出による、様々な濃度のポリクローナル抗GFP抗体(pAb)とモノクローナル抗GFP抗体(mAb)の検出と定量の比較。
図15及び図16のいずれにおいても、エラーバーは、3つのサンプルの標準偏差を表しているが、多くのデータポイントでは、エラーバーは、小さすぎて可視化できていない。
実施例4:抗DNA自己抗体からの干渉の回避
ADAPにおける内因性抗DNA自己抗体からの干渉を調べた。このような抗体は潜在的に、抗原に依存しない形で、抗原−DNAコンジュゲート体を凝集させることができ、その結果、偽陽性が生じる。全身性エリテマトーデス(SLE)のような自己免疫性障害の患者は、高力価で抗DNA抗体を産生することが多い。抗DNA抗体は概して、健常な成人の約10%にも少量で存在する。
抗DNA抗体を有することが独立して実証された患者血漿を得た。患者血漿よりもかなり低いレベルの抗DNA抗体を有するネガティブコントロールとして、正常血漿も得た。ヒト血漿には、天然の抗GFP抗体は存在しないはずなので、GFP−DNAコンジュゲート体をコントロール抗原として用いて、抗DNA自己抗体からの干渉の程度を観察した。
予測されるように、抗DNA陽性患者血漿からは強力なシグナルが観察され、正常血漿からも、弱いものの、ロバストなシグナルが観察され(図18A)、これらの抗体が、ADAP解析を妨げ得ることが示された。興味深いことに、抗GFP抗体に加えた後、抗DNA陽性患者血漿と正常血漿の両方において、同じ添加量応答曲線が観察された(図19)。この観察結果は、抗DNA抗体の存在にかかわらず、高親和性抗GFP抗体が凝集イベントとADAPシグナルを支配するという見解と一致している。
十分に慎重を期して、抗DNA自己抗体からの干渉の可能性を回避する一般的な解決策を模索した。そのために、遊離DNAを競合物質として滴下して、抗原−DNAコンジュゲート体を偽凝集から「保護」した(図18B)。100μMの競合DNAでは、抗DNA抗体からの偽シグナルは観察されなくなった(図18B〜18C)。競合DNAがADAPの性能を低下させないことを確認するために、抗GFP抗体と競合DNAの両方を抗DNA陽性血漿と正常血漿に加えた(図18D)。これらのサンプルのADAP解析によって、抗DNA抗体からの干渉がない予測添加量応答が示された。ヒト血漿における抗GFP抗体の検出限界は、バッファーにおける検出限界と同等であった(それぞれ、48アトモルおよび27アトモル;前者はヒト血漿の検出限界が3.6±0.5ng/mlであったことを示している)。また、これらの結果は、競合DNAを加えると、ヒト血漿サンプルにおいて干渉を回避できるようになることが示されている。
図18A〜18D:遊離DNAとの競合による、抗DNA自己抗体からの干渉の回避。抗DNA自己抗体からの干渉の調査:GFP−DNAコンジュゲート体を用いて、抗DNA陽性患者血漿と健常な正常血漿を解析した(図18A)。抗一本鎖DNA抗体(ssDNA)を含むグループと、抗dsDNA抗体(dsDNA)を含むグループに、患者サンプルを分けた。いずれのサンプルタイプにおいても、希釈係数1及び10で、干渉を観察した(図18B)。競合DNAを未希釈の患者血漿と正常血漿に滴下した。競合DNAを加えることによって、バックグラウンドシグナルが抗体に干渉することを排除した。図18Aにおける実験を繰り返した(ただし、干渉を排除する100μMの競合DNAを加えた)(図18C)。精製GFP抗体を抗DNA陽性血漿と正常血漿に加えた。すべてのサンプルにおいて、100μMの競合DNAの存在下で、GFP抗体の検出を行って、ADAPの性能を損なわないことを確認した(図18D)。
図19:抗DNA血漿と正常血漿における抗GFP抗体の、競合DNAを用いない検出:抗GFP抗体を抗DNA血漿または正常血漿で希釈してから、GFP−DNAコンジュゲート体をプローブとして用いたADAPによって解析した。図18Aに示されているように、抗DNA血漿と正常血漿では、1:1希釈液と1:10希釈液において干渉が観察されるが、抗GFP抗体の存在下では干渉は観察されない。これは、高親和性抗GFP抗体がGFP−DNAコンジュゲート体の凝集を支配し、それによって、抗DNA抗体からの干渉を阻止することによるものと見られる。
実施例5:抗原−DNAコンジュゲート体の合成
高感度ADAPアッセイの中核は、抗原−DNAコンジュゲート体の作製である。タンパク質抗原では、これらの成分は、スルホスクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)−シクロヘキサン−1−カルボキシレート(スルホ−SMCC)とチオール化オリゴヌクレオチドを用いて、リジン−チオール架橋によって合成した。簡潔に述べると、PBSにおけるスルホ−SMCCとの反応によって、マレイミドを精製抗原のリジンに導入した(図20)。ジチオスレイトール(DTT)を介した還元によって、チオール化オリゴヌクレオチドを活性化した。抗原とオリゴヌクレオチドの両方を脱塩し、プールし、一晩反応させた。サイズ排除スピンカラムを用いた高度な精製によって、未反応試薬を除去した。抗原とDNAのコンジュゲート比を紫外・可視分光法とSDS−PAGE解析によって割り出した。典型的には、1:2の抗原・DNAコンジュゲート比によって、ADAPアッセイにおいて最適なシグナルが生成された。抗原−DNAコンジュゲートの程度が高いほど、抗体結合のためのエピトープを遮蔽する傾向があるので、それにより、アッセイ感度が低下することが明らかとなった(図22)。
小分子抗原では、1段階コンジュゲートで、N−ヒドロキシスクシンイミジル(NHS)エステル活性化誘導体をアミン修飾オリゴヌクレオチドとともにインキュベートした(図23)。得られた小分子−DNAコンジュゲート体を高分解能質量分析によって特徴付けた。タンパク質ベースの抗原とは対照的に、小分子は、そのサイズにより、含まれる抗体エピトープがかなり少ない。したがって、エピトープの抗体への到達性を保持したままのコンジュゲート部位を設計するのが重要である。ジニトロフェノール(DNP)−DNAコンジュゲート体においては、同じコンジュゲート部位を用いて、試験抗体(DNPがリジン側鎖に連結されたDNP−BSAコンジュゲート体)に対する免疫原を生成した。
図22:抗原:DNAコンジュゲート比がADAPの性能に及ぼす作用:低い抗原:DNA比(1:2)または高い抗原:DNA比(1:6)のいずれかで、オボアルブミン(OVA)−抗原DNAコンジュゲート体を合成した。オボアルブミンコンジュゲート体をモノクローナル抗OVA抗体のバッファーでの希釈系列とともにインキュベートし、ADAP解析を行う。過剰にコンジュゲートしたオボアルブミンでは、アッセイ性能が有意に低下したことが示され、普通にコンジュゲートしたオボアルブミンでは、予測されるように、濃度依存的なシグナルが示された。理論に拘束されるものではないが、これは、抗原をオリゴヌクレオチドと過剰コンジュゲートしたときのエピトープの遮蔽によるものとみられる。
図23:小分子−DNAコンジュゲート体を合成するための反応スキーム:スクシンイミジルエステル活性化DNPをアミン修飾DNAと1工程で反応させることによって、DNP−DNAコンジュゲート体を合成する。続いて、このコンジュゲート生成物を質量分析法によって特徴付ける。
実施例6:ADAPアッセイによる口腔サンプルのHIVスクリーニング
HIVスクリーニングを受ける個体数が増えると、感染性の高い伝染源を公衆衛生官が遮断する能力が向上する。血清/血漿ベースのHIV検査は、確定診断のための標準的な方法であるが、この形式で採取できるサンプルの数は、低コンプライアンスと安全性の問題により、限られている。口腔流体サンプルは、採取プロセスが非侵襲的であるとともに、はるかに安全であるので、より大きな集団から得ることができる。
しかしながら、口腔流体中の抗体レベルは、血清または血漿で見られるレベルよりも約1000倍低い。現在FDAに認可されている口腔流体検査は、HIV感染後の最初の2〜6週間(患者が、HIVを移す可能性が最も高い期間)以内に、極めて低レベルの抗体を検出するには、解析感度が不足している。非常に低いレベルの抗体を検出できる高感度な口腔流体アッセイであれば、この重要なウィンドウ期に患者を特定できると同時に、スクリーニングを受け得る患者の数が増大する。
この課題に対応するために、HIVに特異的な抗原−DNAコンジュゲートプローブ(p24、gpl20、gpl60、gp41、gp36など)を用いるHIV特異的ADAPアッセイを設計した。HIVに関して、口腔流体中の抗体を検出するためのアッセイでは、宿主の免疫応答におけるHIVが動的プロセスであることを考慮する必要がある。B細胞が、まずIgMを放出し、その後、クラススイッチを起こして、IgGを産生する。ごく初期の段階にこの疾患を特定するためには、口腔流体アッセイは、両方のアイソタイプにおけるウイルス特異的抗体を検出する必要がある。ADAPでは、IgM抗体とIgG抗体の多価性と凝集力を利用して、抗体−抗原結合において、増幅可能なdsDNAの形成を促すので、両方の抗体アイソタイプを検出するのに非常に適している。この方法によるHIVの検出の難しさを構成しているのは、口腔サンプル中の抗体が本来的に低いレベルであることと、感染したばかりの個体におけるウイルス特異的抗体のレベルが低いことが重なっていることである。
初期検査で、ADAPは、2μlのサンプルにおいて、数アトモルの抗p24抗体(HIV感染個体から精製したもの)を検出することが示された(図24A)。2つの異なる関連抗体(抗gp120及び抗p24)の多重化された検出も示された(図24B)。
さらに大規模な検査では、44個の保存口腔流体サンプルからなるコホートにおいて、ADAPによって、抗p24抗体と抗gp120抗体の存在をアッセイした(図25及び図26)。このような検査により、HIV陽性患者集団において、有意に高いレベルの抗p24及び抗gp120が検出されたことが明らかになり、設計したADAPアッセイによって、HIV陽性集団を正常な口腔サンプル集団と区別できることが示された。両方の抗原を併せて検討したところ、このアッセイでは、感度は95%、特異性は100%であった。さらに、ネガティブコントロール(GFP−DNAコンジュゲート体)では、HIV陽性患者集団とHIV陰性患者集団との間に有意な差は見られなかった。
これらの結果から、ADAPアッセイが、実際の口腔サンプルにおいて、HIV抗体を検出する機能を果たすことが示されている。
図24A〜24B:ADAP技術による、抗体の超高感度検出:ADAPは、抗p24抗体を検出し、2μLのサンプルにおいてアトモルレベルの感度を示す(図24A)。アイソタイプコントロール抗体を添加した血清をアッセイすることによって、ADAPの特異性を確認した。ネガティブコントロール実験からはシグナルは検出されなかった。抗gp120抗体と抗p24抗体の多重化された検出(図24B):Gp120抗原とp24抗原をDNA配列でコードし、それぞれプライマー1またはプライマー2のいずれかによって増幅した。それらの同種抗体は、gpl20ではプライマー1(破線の棒)またはp24ではプライマー2(無地の棒)を用いて、ADAPアッセイによって検出される。技術的複製に起因する、個々のデータポイントのエラーバーの大半は、小さすぎて見えない(ΔCt:サイクル閾値の変化(コントロールサンプルに対するqPCRシグナルを記録する標準的な手段))。
図25:ヒト口腔流体サンプルにおけるADAPベースの抗体検出:抗gp120(左)またはp24抗体(中央)を検出するADAPアッセイは、HIV陽性集団(「p」)とHIV陰性集団(「n」)に分ける。抗GFP抗体(右)を検出するADAPアッセイでは、これらの2つの集団間の差はあまり見られない。
図26:gpl20及びp24に基づく臨床的感度と特異性:44個の口腔流体サンプルに対する初期ADAPアッセイでは、1μLの口腔流体を用いたところ、95%の感度、100%の特異性が実現された。追加の抗原(例えば、gp160及びgp41)を含めると、アッセイの性能がさらに高まる(●=陽性口腔流体、〇=陰性口腔流体)。
実施例7:多重抗体検出
単一のサンプルの少量のアリコートから得た多数の異なる抗体を並列検出するために、多重抗体探索キットを設計した。自己免疫疾患と関連する最も一般的な抗原を含む96個の抗原(代表的な例としては、サイログロブリン、C1q、MPO、トランスグルタミナーゼ、Sm/RNP、GAD65、Ro/SSA、JO−1、IA−2、La/SSB、PR3、Sm B/B’、CENP−A、U1−snRNP−C、グリアジン、ヒストンH3、H2B、SmD、ヒストンH4及びインスリンHが挙げられる)を用いて、初期の96ウェル検出プレートベースのアッセイを設計した。
まず、抗原−DNAコンジュゲートのために、抗原を分子量によって2つのグループに分類する(「グループA」=分子量9kDa超、「グループB」=分子量9kDa未満)。
様々な異なる抗原をそれぞれ独立して、特有のプライマー結合領域と、架橋オリゴヌクレオチドの半分に対して相同性を有する末端のユニバーサルな領域を含む特有のポリヌクレオチドにコンジュゲートする。ユニバーサルな配列によって、すべての抗原のライゲーション工程において、同じ架橋オリゴを使用可能になる。2つの特有のプライマー部位(すなわち、架橋オリゴによって連結された各ポリヌクレオチド上の部位)が、各抗原の同一性を定義する。記載されている方法は、優れた潜在的な多重能力を有し、したがってそれほど制限されないが、ここで説明されている実施形態では、従来の96ウェルのqPCR増幅及び検出器具に適合させるために、96重の初期形態を用いた。
抗原−DNAコンジュゲート体の形成を促すための過剰なDNA(13kDa)を用いることによって、グループA由来の抗原−DNAコンジュゲート体を合成する。過剰なDNAは、MWCO20kDaのフィルタープレートによって、抗原−DNAコンジュゲート体(22kDa超)から分離する。反応生成物の形成を促すための過剰な抗原を用いることによって、グループBの抗原−DNAコンジュゲート体を合成する。MWCO10kDaのフィルタープレートによって、遊離抗原(9kDa未満)を抗原−DNAコンジュゲート体(少なくとも13kDa)から分離する。
グループAおよびグループBの例示的な抗原として、それぞれヒストンH3(15kDa)およびインスリン(5.8kDa)についてこのプロセスを説明する。簡潔に述べると、ヒストンH3では、5モル当量のスルホ−SMCCを1mgのヒストンH3とともに2時間、室温でインキュベートする。同時に、100μMのチオール化DNAをDTTとともに1時間、37℃でインキュベートする。ヒストンとDNAの両方を、(例えば、Thermo Fisher Scientific,Inc.から入手可能なような)脱塩プレートによって、未反応小分子から分離する。続いて、活性化ヒストンとDNAを一晩、4℃でインキュベートする。次に、その反応混合物をMWCO20kDaの96ウェルフィルタープレートに分注し、未反応DNAから効率的に分離する。生成物の純度と、プレートの個々の各ウェルからの収量は、電気泳動及び紫外・可視分光法によって確認できる。
MWCO10kDaのカットオフフィルタープレートを用いて、インスリン−DNAコンジュゲート体を同様に調製する(ただし、主な違いは、過剰な抗原を、限られたDNAとともにインキュベートする点である)。したがって、MWCO10kDaのフィルタープレートを用いて、ヒストンH3に関して説明したようなDNAではなく、抗原を除去する。
24ウェルのSDS−PAGE電気泳動と銀染色によって、抗原−DNAコンジュゲート体のコンジュゲート効率について特徴付けることができ、銀染色によって、3つのすべての成分(抗原−DNAコンジュゲート体、未コンジュゲート抗原、遊離DNA)を可視化できる。SDS−PAGEを用いて、純粋抗原との移動度の差を比較することによって、抗原−DNAコンジュゲート体を確認できる。抗原に対するDNAコンジュゲート比は、紫外・可視分光法とBCAアッセイによって確認でき、紫外・可視分光法では、DNA量に関する情報が明らかになり、BCAアッセイでは、タンパク質濃度について明らかになる。(適切な標準物質との)これらの2つの測定間の比によって、コンジュゲート比が示され、この実施形態では、1:2の抗原:DNA比が目標とされる。
広範な抗原分子量(例えば、9kDa(インスリン)、29kDa(GFP)、65kDa(GAD65)及び660kDa(サイログロブリン))にわたって、良好な抗原−DNAコンジュゲートが行われた。加えて、膜タンパク質抗原(概して疎水性が高い)による抗原−DNAコンジュゲート体も良好に生成された(例えば、gp120)。
開発した多重ADAPアッセイをヒト患者血清サンプル(全身性エリテマトーデス(SLE)患者及び関節リウマチ(RA)患者のサンプルを含む)で確認する。アッセイでは、SLE(例えば、ヒストンH2B、Jo−1、Ro−52)及びRA患者で産生されることが知られている抗体に結合する必須の自己抗原を含む。多重化ADAPアッセイを用いて得られた結果と、感度の向上は、同じサンプルを用いたタンパク質マイクロアレイに対して、独立して確認できる。
一般的な多重アッセイプロトコールでは、2μLのサンプルを2μLのプローブ(併せてプールした96個のすべての抗原−DNAコンジュゲート体を含む)と15分混合する。次に、116μLのライゲーション混合物(ユニバーサルな架橋オリゴ、リガーゼ及びバッファーを含む)を加える。このライゲーション工程は、30℃で15分行う。得られたライゲーション生成物を96ウェルのqPCRプレートに分注する(このプレートの各ウェルには、特有のプライマー対が予め充填されている)。qPCRマスターミックスを20μLの最終体積まで加えることによって、標準的なqPCR装置で定量を行う。プロセス全体に必要なサンプル消費量は最小限であり、標準的な研究設備を用いて、2時間未満で完了できる。
本発明の具体的な実施形態を参照しながら、本発明について説明してきたが、当業者であれば、本発明の真の趣旨と範囲から逸脱しなければ、様々な変化を加えてよいとともに、均等物に置き換えてよいことを理解するはずである。加えて、特定の状況、材料、物質の組成、プロセス、1つのプロセス工程または複数のプロセス工程を本発明の目的、趣旨及び範囲に適合させるために、多くの修正を加えてよい。このようないずれの修正形態も、添付の請求項の範囲内であるように意図されている。

Claims (61)

  1. サンプル中の抗原結合物質の検出方法であって、
    a)前記サンプルを、第1のポリヌクレオチドにコンジュゲートされた、抗原である第1の分子、及び第2のポリヌクレオチドにコンジュゲートされた、抗原である第2の分子に、前記第1の分子と前記第2の分子に結合した前記抗原結合物質を含む複合体を形成させるのに十分な条件で、接触させる工程と、
    b)アンプリコンを形成させるために、前記複合体の前記第1のポリヌクレオチドと前記第2のポリヌクレオチドを結合させる工程と、
    c)増幅産物を生成するために、前記アンプリコンを増幅する工程と、
    d)前記増幅産物を検出する工程であって、前記増幅産物の検出によって、前記抗原結合物質の検出を可能にする、前記工程と
    を含む前記方法。
  2. 前記第1の分子の前記抗原と前記第2の分子の前記抗原が同じである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記抗原結合物質が抗体である、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  4. 前記抗体が、免疫グロブリンA(IgA)、免疫グロブリンD(IgD)、免疫グロブリンE(IgE)、免疫グロブリンG(IgG)または免疫グロブリンM(IgM)である、請求項3に記載の方法。
  5. 前記抗原がポリペプチドである、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記結合工程が、架橋ポリヌクレオチドを前記第1のポリヌクレオチド及び前記第2のポリヌクレオチドにハイブリダイズさせることを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記結合工程が、前記第1のポリヌクレオチドのヌクレオチド配列を前記第2のポリヌクレオチドの相補的なヌクレオチド配列にハイブリダイズさせることを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記第1のポリヌクレオチドと前記第2のポリヌクレオチドの前記相補的なヌクレオチド配列が、少なくとも6ヌクレオチド長である、請求項7に記載の方法。
  9. 前記結合工程が、前記第1のポリヌクレオチドと前記第2のポリヌクレオチドをライゲーションすることを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記サンプルをスプリントポリヌクレオチドと接触させる工程をさらに含み、前記結合工程が、前記スプリットポリヌクレオチドを前記第1のポリヌクレオチドもしくは前記第2のポリヌクレオチド、または前記第1のポリヌクレオチドと前記第2のポリヌクレオチドの両方にライゲーションすることを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  11. 前記第1のポリヌクレオチドと、前記第2のポリヌクレオチドと、前記架橋ポリヌクレオチドが、DNAポリヌクレオチドであり、前記ライゲーションが、前記サンプルをDNAリガーゼと接触させることを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  12. 架橋ポリヌクレオチドを前記第1のポリヌクレオチド及び前記第2のポリヌクレオチドにハイブリダイズさせる工程と、前記ハイブリダイズ工程後に、前記第1のポリヌクレオチドと前記第2のポリヌクレオチドをライゲーションする工程と、前記ライゲーション工程後に、前記架橋ポリヌクレオチドを特異的に分解する工程とを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  13. 前記架橋ポリヌクレオチドが、1つ以上のヌクレオシドアナログを含み、前記分解工程が、前記サンプルを1つ以上の塩基除去試薬と接触させることを介して、前記1つ以上のヌクレオシドアナログの塩基を除去することを含む、請求項12に記載の方法。
  14. 前記1つ以上の塩基除去試薬が、グリコシラーゼ、エンドヌクレアーゼまたはこれらを組み合わせたものを含む、請求項13に記載の方法。
  15. 前記1つ以上のヌクレオシドアナログが、デオキシリボウラシルを含む、請求項14に記載の方法。
  16. 前記増幅工程が、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による増幅を含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  17. 前記増幅工程が、等温増幅を含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  18. 前記検出工程が、前記増幅産物の定量に基づいて、前記サンプル中の前記抗原結合物質の量を測定することを含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  19. 前記増幅工程が、定量PCRを含む、請求項18に記載の方法。
  20. 15ng/ml未満の濃度の、前記サンプル中の前記抗原結合物質の存在を検出する、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  21. 100pg/ml未満の濃度の、前記サンプル中の前記抗原結合物質の存在を検出する、請求項20に記載の方法。
  22. 抗ポリヌクレオチド抗体を有する疑いのある対象から前記サンプルが入手される、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  23. ある状態を有する疑いのある対象から前記サンプルが入手される、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  24. 前記状態が感染を含む、請求項23に記載の方法。
  25. 前記状態が、自己免疫障害または炎症性障害を含む、請求項23に記載の方法。
  26. 前記状態が、新生物に対する免疫応答である、請求項23に記載の方法。
  27. 前記状態が、腫瘍随伴症候群である、請求項22に記載の方法。
  28. 前記新生物が、前立腺がん、乳がん、肺がん、大腸がん、胃がん、肝臓がん及び甲状腺がんからなる群から選択されるがんである、請求項26に記載の方法。
  29. 前記状態が代謝性疾患を含む、請求項22に記載の方法。
  30. 前記代謝性疾患が糖尿病である、請求項29に記載の方法。
  31. 前記サンプルが組織サンプルである、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  32. 前記組織サンプルが血液サンプルである、請求項31に記載の方法。
  33. 前記血液サンプルが血清サンプルである、請求項32に記載の方法。
  34. 前記サンプルが、排出体液または半固体である、請求項1〜30のいずれか1項に記載の方法。
  35. 前記排出体液または半固体が、尿、唾液、涙、汗、膿及び糞便からなる群から選択される、請求項34に記載の方法。
  36. 前記サンプルが、前記抗原結合物質を産生するように構成された細胞に由来する、請求項1〜21のいずれか1項に記載の方法。
  37. 前記細胞が、ハイブリドーマであり、前記抗原結合物質が、前記ハイブリドーマによって産生される抗体である、請求項36に記載の方法。
  38. 前記サンプルが、前記抗原結合物質を産生するように構成された実験動物に由来する、請求項1〜21のいずれか1項に記載の方法。
  39. 前記サンプルが血液サンプルである、請求項38に記載の方法。
  40. 前記血液サンプルが血清サンプルである、請求項39に記載の方法。
  41. 前記サンプルが、排出体液または半固体である、請求項40に記載の方法。
  42. 前記排出体液または半固体が、尿、唾液、涙、汗、膿及び糞便からなる群から選択される、請求項41に記載の方法。
  43. 前記接触工程が、前記サンプルを遊離DNAと接触させることをさらに含む、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  44. 抗原である前記第1の分子と前記第1のポリヌクレオチド、及び抗原である前記第2の分子と前記第2のポリヌクレオチドがどちらも、抗原:ポリヌクレオチドが1:1〜1:4であるモル比でコンジュゲートされている、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
  45. 抗原結合物質を検出するためのキットであって、
    a)第1のポリヌクレオチドにコンジュゲートされた第1の抗原であって、前記抗原結合物質の第1の抗原結合部位で、前記抗原結合物質に特異的に結合する、前記第1の抗原と、
    b)第2のポリヌクレオチドにコンジュゲートされた第2の抗原であって、前記抗原結合物質の第2の抗原結合部位で、前記抗原結合物質に特異的に結合する、前記第2の抗原と、
    を含む前記キット。
  46. 前記第1のポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズする架橋ポリヌクレオチドをさらに含む、請求項45に記載のキット。
  47. 前記第1のポリヌクレオチドが、前記第2のポリヌクレオチドのヌクレオチド配列に相補的であるヌクレオチド配列を含む、請求項45〜46のいずれか1項に記載のキット。
  48. 前記第1のポリヌクレオチド、前記第2のポリヌクレオチドまたは前記架橋ポリヌクレオチドのうちの1つ以上に特異的にハイブリダイズするスプリントポリヌクレオチドをさらに含む、請求項45〜47のいずれか1項に記載のキット。
  49. 前記第1の抗原と前記第2の抗原が同じである、請求項45〜48のいずれか1項に記載のキット。
  50. リガーゼをさらに含む、請求項45〜49のいずれか1項に記載のキット。
  51. 1つ以上の増幅試薬をさらに含む、請求項45〜50のいずれか1項に記載のキット。
  52. キットの構成要素a)及びb)が単一の容器に存在する、請求項45〜51のいずれか1項に記載のキット。
  53. キットの構成要素a)及びb)が別々の容器に存在する、請求項45〜51のいずれか1項に記載のキット。
  54. 抗原結合物質の多重化された検出のためのライブラリーであって、
    a)特有のプライマー結合部位を含むポリヌクレオチドにそれぞれコンジュゲートされた2つの同じ抗原を各抗原対が含む、複数の抗原対と、
    b)抗原対の特有のプライマー結合部位に対する相補的な配列を各プライマー対が含む、複数のプライマー対であって、前記抗原対が抗原結合物質に結合すると、前記抗原対の前記ポリヌクレオチドが、前記プライマー対によって特異的に増幅できるアンプリコンを形成し、それによって、前記抗原結合物質の多重化された検出を可能にする、前記複数のプライマー対と
    を含む前記ライブラリー。
  55. 前記複数の抗原対の抗原が、自己免疫疾患抗原を含む、請求項54に記載のライブラリー。
  56. 前記複数の抗原対の抗原が、がん抗原を含む、請求項54〜55のいずれか1項に記載のライブラリー。
  57. 前記複数の抗原対の抗原が、病原体抗原を含む、請求項54〜56のいずれか1項に記載のライブラリー。
  58. 各抗原対の前記ポリヌクレオチドが、互いに対して相補的な配列を含む、請求項54〜57のいずれか1項に記載のライブラリー。
  59. 各抗原対の前記ポリヌクレオチドがそれぞれ、架橋ポリヌクレオチドに対して相補的な配列を含む、請求項54〜57のいずれか1項に記載のライブラリー。
  60. 前記複数の抗原対が、単一の容器内にある、請求項54〜59のいずれか1項に記載のライブラリー。
  61. 前記複数のプライマー対の各プライマー対が、別々の容器またはマルチウェルプレートの別々のウェルに存在する、請求項54〜59のいずれか1項に記載のライブラリー。
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