JP2021533384A - バイオマーカーを検出する方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、バイオマーカー(たとえば、閉塞性睡眠時無呼吸のための)を単離して特性評価をするために、捕獲部位をそれぞれ独立して備える表面を含む複数種の粒子を使用する方法を対象としている。【選択図】なし

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2018年7月27日に出願された米国仮特許出願番号第62/711,415号、および2018年10月17日に出願された米国仮特許出願番号第62/747,017号、に基づき優先権を主張する。前述の各出願の内容全体が参照により本明細書に援用される。
(技術分野)
本発明は、バイオマーカー(たとえば、閉塞性睡眠時無呼吸のための)を単離して特性評価をするために、本明細書に記載されているような捕獲部位をそれぞれ独立して備える表面を含む複数種の粒子(たとえば、微粒子、ナノ粒子;磁性体、非磁性体)を使用する方法に関する。
臨床検査は、健康アセスメント、ヘルスケア、および究極的には公衆衛生に重要な役割があり、あらゆるライフステージの人に影響を与える。ほとんどの人が一生の間に1回以上臨床検査をするであろう。米国だけで、毎年推定70〜100億の臨床検査が行われており、臨床検査の結果は医療の決定のおおよそ70%に影響を与える。
さらに、2018年1月にメディケア・メディケイドサービスセンター(CMS)で、メディケアアクセス保護法(PAMA)により求められている新しい臨床検査料金表(CLFS)を実施して以来、PAMAは臨床検査の償還金を削減している。ラボの結果が最初に正確であり、トラブルシューティングの努力が軽減され、または時間が短縮され、ラボのワークフローに影響を与えないことは、さらに重要である。
干渉物質とは、たとえば抗体結合に干渉することによって診断試験の結果の正しい値を変化させることができ、または架橋、立体障害、もしくは自己抗体のメカニズムによってアッセイシグナルを増加もしくは減少させることができる、患者の検体中に存在する物質である。イムノアッセイが干渉の影響を受けやすいことが知られている一方、誤った結果が装置(分析装置)もしくは検査室で認識されず、警告シグナルがない場合、または患者の結果が臨床像と合致しないことを医師が検査室に伝えなかった場合、臨床検査室は依然として誤った結果を報告しているかもしれない。問題を引き起こす可能性のあるそのような検体を事前に特定するための実用的な手段がなければ、任意の検体で予期せず不正確な結果が生じる可能性がある。そのような干渉の結果、誤った結果により偽陰性および偽陽性の検査結果となる可能性があり、患者の治療に影響を与え、不要な侵襲的、診断的、もしくは治療的手段につながり、または患者の治療に失敗する可能性がある。
干渉から生じる問題にもかかわらず、たとえば生体サンプル中の存在量または存在比が少ないため、バイオマーカーのスクリーニングおよび診断試験が困難な場合がある。
閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)のための尿および/または血液バイオマーカーは、子供および成人において、診断を容易にし、費用効果の高い疾患の治療のために使用される。尿および/または血液バイオマーカーの全体的な目的は、OSAに最適なバイオマーカーの特徴に対処し、測定することである。OSAは、子供と成人において、心血管疾患、糖尿病、その他の慢性疾患の危険性の増加に関連して非常に有病率の高い障害である。残念ながら、OSA患者の最大90%は診断を受けておらず、この疾患を管理するための適切な治療を受けていない。OSAの病態生理と結果については多くのことが知られているが、OSAの分子機構はまだ十分に定義されていない。しかし、プロテオミクスに基づく技術の進歩により、OSAを含む多くの疾患の潜在的な診断および治療標的としての新規バイオマーカーの発見が容易になった。
疫学研究では、OSAは成人人口の6〜13%、小児人口の1〜4%が罹患していることが示されている。OSAの有病率は、心疾患または代謝障害のある患者では、一般の集団よりも50%以上高い。未治療のOSAは、生活の質を悪化させ、心血管疾患、高血圧、糖尿病、肥満、脳卒中、うつ病、および様々な代謝性疾患を含む長期的な結果をもたらす。子供では、OSAは認知障害や行動障害を引き起こし、注意欠陥障害(ADD)と誤診されることがある。
現在、OSAの確定診断には、研究室ベースのポリソムノグラフィー(PSG)による一晩睡眠試験が必要とされている。しかし、睡眠の研究は、子供および成人のOSAの診断のためには、手間がかかり、高価であり、手が届かず、不便である。携帯用睡眠モニターを使用した家ベースの付き添いのいない研究が促進されている一方、家ベースのOSAの診断の56%は依然として、研究室でのPSG試験による確認を必要としている。1)既知のOSA陽性患者サンプルにおける潜在的なOSAバイオマーカーの発見および分析の簡素化、および2)複数のバイオマーカーをパネルに組み合わせて、OSAの正確な診断のために望ましい感度および特異度を達成し、OSA治療の有効性にアクセスする技術等の、簡単で安価なスクリーニング検査または診断検査によって、患者のOSAを早期に特定する必要がある。
低濃度のバイオマーカーを正確、精密かつ高感度に測定することが、OSAを正しく確定診断/除外診断し、患者の転帰を改善するための鍵となる、閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)診断検査ソリューションの開発が必要とされている。肥満、高血圧、心疾患、糖尿病、行動問題および学習問題を引き起す可能性があり、子供においては意欠陥障害(ADD)と誤診される可能性があるOSAを、4,300万人のアメリカ人が有しているかもしれない。CDCは、米国における小児OSAの有病率を約100万と推定している。OSAは現在最も診断不足の症状の一つであり、OSAの診断は慣習的に高価で不便な睡眠試験(ポリソムノグラフィー)を必要とする。小児の場合、親が積極的でないこともよくあり、子どもが睡眠試験に耐えられないこともある。
したがって、検査室のワークフローおよび所要時間に影響を与えることなく、診断試験の前にサンプル干渉物質を除去または最小化し、バイオマーカー濃度を濃縮するための、簡易で、安価で、自動化可能かつ効果的な解決策に対する臨床的ニーズがある。
本明細書に記載されるのは、たとえば、モノクローナルマウス抗体で治療されているか、または診断目的のためにモノクローナルマウス抗体を受けている患者における異好抗体等の、誤った試験結果および患者の安全性に対するリスクの増大をもたらす可能性のある既知のサンプル特異的な干渉を管理および軽減するための、簡単で、効果的で、かつ費用効果の高い、生体サンプル中の1種以上のバイオマーカーの検出方法である。本明細書に記載される方法はまた、健康、美容、および体重減少のために、または治療的、たとえば多発性硬化症の治療のために消費者によって摂取される店頭販売(OTC)サプリメント、マルチビタミン、および植物性の生薬由来であり得るビオチンが引き起こすサンプル特異的な干渉を管理および軽減することができる。
ある観点では、提供されるのは、生体サンプルからバイオマーカーを除去するための方法であって、a)サンプルを、各粒子が独立して捕捉部位(すなわち、捕捉部位の型または種類)を含む複数種の粒子と組み合わせて、混合物を提供すること、b)混合物を混合して、バイオマーカーとの1種以上の粒子複合体を提供すること、c)粒子複合体を除去または単離して、枯渇させた溶液を提供することを含み、それにより、生体サンプルからバイオマーカーを除去する方法である。
ある観点では、提供されるのは、生体サンプルからバイオマーカーを単離するための方法であって、a)サンプルを、各粒子が独立して捕捉部位(すなわち、捕捉部位の型または種類)を含む複数種の粒子と組み合わせて、混合物を提供すること、b)混合物を混合して、バイオマーカーとの1種以上の粒子複合体を提供すること、c)粒子複合体を除去または単離して、枯渇させた溶液および濃縮された単離物を提供することを含み、それにより、生体サンプルからバイオマーカーを単離する方法である。
本明細書に記載されるのは、本明細書に記載されるような複数種の粒子を本明細書に記載されるような生体サンプルと組み合わせることを含む、生体サンプル中の1種以上の閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)のバイオマーカーを単離または濃縮するための方法である。
ある観点では、本明細書に記載されるのは、生体サンプルからOSAのバイオマーカーを除去するための方法であって、a)サンプルを、各粒子が独立して捕捉部位を含む(すなわち、捕捉部位の型または種類)複数種の粒子と組み合わせて、混合物を提供すること、b)混合物を混合して、バイオマーカーとの1種以上の粒子複合体を提供すること、c)粒子複合体を除去または単離して、枯渇させた溶液を提供することを含み、それにより、生体サンプルからバイオマーカーを除去する方法である。
ある観点では、本明細書に記載されるのは、生体サンプルからバイオマーカーを単離するための方法であって、a)サンプルを、a)サンプルを、各粒子が独立して捕捉部位を含む(すなわち、捕捉部位の型または種類)複数種の粒子と組み合わせて、混合物を提供すること、b)混合物を混合して、バイオマーカーとの1種以上の粒子複合体を提供すること、c)粒子複合体を除去または単離して、枯渇させた溶液および濃縮された単離物を提供することを含み、それにより、生体サンプルからバイオマーカーを単離する方法である。いくつかの実施形態では、複数種の粒子には、複数種の捕捉部位(たとえば、それぞれ独立に複数種の捕捉部位と共有結合または非共有結合している複数種の粒子)が含まれる。
いくつかの実施形態では、サンプルを複数種の粒子と組み合わせる前に、生体サンプルに条件調節剤が添加される。いくつかの実施形態では、条件調節剤は、pH調整剤、モル濃度調整剤、干渉遮断剤、または遊離剤もしくは放出剤である。
いくつかの実施形態では、複数種の粒子には、第1の捕捉部位を備える第1の粒子が含まれる。いくつかの実施形態では、複数種の粒子には、第2の捕捉部位を備える第2の粒子が含まれる。いくつかの実施形態では、複数種の粒子には、第3の捕捉部位を備える第3の粒子が含まれる。いくつかの実施形態では、複数種の粒子には、第4の捕捉部位を備える第4の粒子が含まれる。いくつかの実施形態では、複数種の粒子には、第5の捕捉部位を備える第5の粒子が含まれる。いくつかの実施形態では、複数種の粒子には、第6の捕捉部位を備える第6の粒子が含まれる。いくつかの実施形態では、複数種の粒子には、第7の捕捉部位を備える第7の粒子が含まれる。いくつかの実施形態では、複数種の粒子には、第8の捕捉部位を備える第8の粒子が含まれる。いくつかの実施形態では、複数種の粒子には、第9の捕捉部位を備える第9の粒子が含まれる。いくつかの実施形態では、複数種の粒子には、第10の捕捉部位を備える第10の粒子が含まれる。いくつかの実施形態では、方法には、生体サンプルから第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、または第10のバイオマーカーを除去または単離する方法が含まれる。
いくつかの実施形態では、方法には、混合物に切断試薬または放出剤を加えて、濃縮された単離物を提供することがさらに含まれる。
いくつかの実施形態では、方法には、バイオマーカーについて診断試験を行うこと(たとえば、本明細書に記載される除去方法または単離方法の後に)がさらに含まれる。いくつかの実施形態では、診断試験は、2種以上のバイオマーカーの存在または不存在を同時に検出する。
いくつかの実施形態では、第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が第2の粒子と異なる。いくつかの実施形態では、第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が第3の粒子と異なる。いくつかの実施形態では、第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が第4の粒子と異なる。いくつかの実施形態では、第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が第5の粒子と異なる。いくつかの実施形態では、第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が第6の粒子と異なる。いくつかの実施形態では、第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が第7の粒子と異なる。いくつかの実施形態では、第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が第8の粒子と異なる。いくつかの実施形態では、第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が第9の粒子と異なる。いくつかの実施形態では、第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が第10の粒子と異なる。いくつかの実施形態では、特性は、本明細書に記載のバイオマーカーに対する選択性、親和性、または結合性である。
いくつかの実施形態では、大きさは直径50〜1000nm、たとえば、直径50〜500nm、直径50〜300nm、直径50〜100nm、直径200〜600nm、直径400〜600nm、直径100〜500nm、である。いくつかの実施形態では、大きさは直径1〜3ミクロンである。いくつかの実施形態では、粒子は、直径5〜100nmである。
いくつかの実施形態では、第1の粒子集団は第2の粒子集団より高い濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第1の粒子集団は第3の粒子集団より高い濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第1の粒子集団は第4の粒子集団より高い濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第1の粒子対第2の粒子の比は、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10である。粒子の濃度は、単位容積あたりの質量(たとえば、mg/mL、g/L)または%固体(w/v)の単位で提供される。たとえば、0.50%w/vは、5mg/mLまたは5g/Lと同等である。
いくつかの実施形態では、第1の粒子は第1の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第2の粒子は第2の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第3の粒子は第3の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第4の粒子は第4の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第5の粒子は第5の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第6の粒子は第6の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第7の粒子は第7の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第8の粒子は第8の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第9の粒子は第9の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、第10の粒子は第10の濃度で存在する。
いくつかの実施形態では、第1の粒子は対照粒子(たとえば、標識または指標(たとえば、既知の量、濃度の標識または指標)を含む粒子)である。いくつかの実施形態では、標識または指標は、サンプルの濃度または容積の測定を提供する。いくつかの実施形態では、標識または指標は、サンプルのロット番号またはバッチ番号の指標を提供する。いくつかの実施形態では、標識または指標は、収率または粒子回収率の測定を提供する。
いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、ビオチン、HAMA、RF、異好、または抗SAvである。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、細菌の感染の指標である。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、細菌の捕捉部位である。
いくつかの実施形態では、粒子複合体の除去または単離には、捕捉部位−バイオマーカー複合体の切断、溶出、または選択的放出が含まれる。いくつかの実施形態では、捕捉部位(たとえば、捕捉部位−バイオマーカー複合体の捕捉部位)には、試験系で測定するためのシグナル検出分子が含まれる(または、シグナル検出分子で予め標識されている)。適切なシグナル検出分子には、限定されないが、HRP、ALP、アクリジニウムエステル、イソルミノール/ルミノール、ルテニウム、N−(4−アミノブチル)−N−エチルイソルミノール(ABEI)/環状ABEI、またはフルオレセインが含まれる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるバイオマーカーを除去または単離するための方法の、組み合わせステップa)の前に、干渉物質を除去または枯渇させるために、サンプルは前処理される。いくつかの実施形態では、干渉物質の除去または枯渇には、(i)サンプルを、バイオマーカーに対する特異性がない捕捉部位を含む粒子と組み合わせて、混合物を提供すること、(ii)混合物を混合して、干渉物質との粒子複合体を提供すること、および(iii)粒子複合体を除去、または完全に除去して、枯渇させた溶液を提供することが含まれる。いくつかの実施形態では、ステップ(iii)の除去、または完全な除去は、磁気的、物理的、または化学的に行われる。
いくつかの実施形態では、捕捉部位は、ヒト抗動物抗体(たとえば、マウスIgG、ヒツジIgG、ヤギIgG、ウサギIgG、ウシIgG、ブタIgG、ウマIgG)である。いくつかの実施形態では、捕捉部位は、異好抗体(たとえば、FR(Fc特異的))Fab、F(ab)’2、重合IgG(1、2a、2b型IgGおよびIgG断片、血清成分)である。いくつかの実施形態では、捕捉部位はアッセイ特異的な結合剤(たとえば、ビオチン、フルオレセイン、抗フルオレセインpoly/Mab、抗ビオチンpoly/Mab、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン)である。いくつかの実施形態では、アッセイ特異的なシグナル分子(たとえば、HRP、ALP、アクリジニウムエステル、イソルミノール/ルミノール、ルテニウム、ABEI/環状ABEI)である。いくつかの実施形態では、捕捉部位はアッセイ特異的な遮断剤(たとえば、BSA、魚皮ゼラチン、カゼイン、卵白アルブミン、PVP、PVA)である。いくつかの実施形態では、捕捉部位は、アッセイ特異的な結合リンカー(たとえば、LC、LC−LC、PEO4、PEO16)である。いくつかの実施形態では、捕捉部位は、抗原自己抗体(たとえば、遊離T3、遊離T4)である。いくつかの実施形態では、捕捉部位は、タンパク質自己抗体(たとえば、MTSH、TnI、TnT、非心臓性TnT(骨格筋疾患))である。いくつかの実施形態では、捕捉部位は、化学発光基質(たとえば、ルミノール、イソルミノール、イソルミノール誘導体、ABEI、ABEI誘導体、ルテニウム、アクリジニウムエステル)、または蛍光標識(フルオレセインまたは他の蛍光色素分子、および染色剤)である。いくつかの実施形態では、捕捉部位は、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、アビジン、ポリA、ポリDT、アプタマー、抗体、Fab、F(ab)’2、抗体断片、組み換えタンパク質、酵素、タンパク質、生体分子、重合体、または分子インプリントである。いくつかの実施形態では、捕捉部位は、ビオチン、フルオレセイン、ポリDT、ポリA、抗原等である。
ある観点では、本明細書に記載されるのは、複数種の粒子および取扱説明書を含むキットである。いくつかの実施形態では、キットには、複数種の粒子、採集チューブ、および取扱説明書が含まれる。いくつかの実施形態では、キットには、複数種の粒子、磁石、採集チューブ、および取扱説明書が含まれる。
(方法の多重応用)
本明細書に記載されるのは、本明細書に記載される方法の多重応用である。たとえば、ある実施形態では、2種以上の粒子(たとえば、本明細書に記載されるような粒子)は、生体サンプル中の1種以上のバイオマーカーと結合または複合化するために使用される。いくつかの実施形態では、第1の粒子は、第1のバイオマーカー(たとえば、本明細書に記載されるようなバイオマーカー)に結合または除去する第1の捕捉部位を含み、第2の粒子は、第2のバイオマーカー(たとえば、本明細書に記載されるようなバイオマーカー)に結合または除去する第2の捕捉部位を含み、第1および第2の粒子が生体サンプル(たとえば、本明細書に記載されるような生体サンプル)と組み合わせられた場合に、第1のバイオマーカーおよび第2のバイオマーカーは結合し、または生体サンプルから除去される。
いくつかの実施形態では、第1の粒子は、第2の粒子とは異なる物理特性(たとえば、大きさ、色)を有する。
たとえば、本明細書に記載される方法の多重応用のためのキットには、1)抗ヒトIgGで被覆した青色ビーズ、2)抗ヒトIgMで被覆した赤色ビーズ、3)ビオチン−PEGで被覆した黒色ビーズが含まれる。検出試薬は、定性視覚検出のためのこれら3種の異なるビーズの混合物である。ビーズはまた、蛍光光度計または蛍光プレートリーダーを用いて読み取られた場合に、多重検出のための異なる蛍光/励起光を有する固有の蛍光分子で標識され、半定量的または定量的な結果を得ることができる。カラービーズの使用に加え、ナノ粒子は、分析的な(蛍光、UV/vis、化学発光、電気化学発光等)検出のために標識することもできる。
ビーズは、ビーズ表面が抗体、タンパク質、抗原、抗体フラグメント、アプタマー、オリゴヌクレオチド(PolyA、PolyDT)、分子インプリントポリマー等の共有結合固定のために機能化された、ラテックスなどの非磁性染色ビーズ、ナノビーズ(すなわち、青、赤、黒、緑、黄、紫、白)、染色磁性ビーズ(すなわち、黄、赤、緑)、または未染色磁性ビーズ(茶色)であってもよい。
マイクロアレイ特性評価キットには、少なくとも1つの干渉機構に特異的である各ウェル/スポットに固定化(すなわち、共有結合、親和性相互作用)された1種以上の異なる干渉標的または分析物が含まれる。無希釈のサンプル、または希釈されたサンプルを各ウェル/スポットに添加すると、サンプル特異的な干渉物質が存在する場合にのみ、サンプル特的な干渉物質(サンプル中に存在する場合のみ)が、固定化された干渉標的または分析物(たとえばバイオマーカー、たとえば干渉物質)と相互作用する。たとえば、サンプルにヒト抗ヤギIgG干渉物質が含まれる場合、ヒトIgGは特定のウェル/スポットに固定化されたヤギIgGに特異的に結合する。別の例として、サンプルにヒト抗ストレプトアビジンIgMが含まれる場合、ヒトIgMは特定のウェル/スポットに固定化されたストレプトアビジンに特異的に結合する。別の例として、サンプル中に遊離ビオチンが存在する場合、それは特定のウェル/スポットに固定化されたストレプトアビジン、ニュートロアビジン、アビジンまたは抗ビオチンIgGに特異的に結合する。別の例として、サンプルに、ヒト抗ヒツジIgGおよびヒト抗ルテニウムIgM等の2つ以上の異なる干渉物が含まれる場合、サンプルをウェル/スポットに固定化されたヒツジIgGが含まれるウェル/スポットに添加すると、ヒト抗ヒツジIgGのみがこのウェル/スポットに特異的に結合してヒト抗ルテニウムIgGは結合せず、同じサンプルを、ウェル/スポットに固定化されたルテニウムが含まれる別のウェル/スポットに添加すると、ヒト抗ルテニウムIgMのみがこのウェル/スポットに特異的に結合してヒト抗ヒツジIgGは結合しない。
サンプルが入ったウェル/スポットをインキュベートした後、サンプルが所定のウェル/スポットに固定化された干渉標的に特異的であった場合にのみ、サンプル中のヒトIgG、ヒトIgM、および/またはビオチン干渉物質だけが所定のウェル/スポットに残るように、ウェル/スポットを洗浄した。ウェル/スポットに固定化された所定の干渉標的に対するサンプル特異的な干渉物質が存在しなかった場合は、洗浄後に検出可能な量のヒトIgG、ヒトIgM、またはビオチンはウェル/スポット中に存在しないであろう。
潜在的なサンプル干渉物質の特性評価のために、これら3種の異なるビーズの混合物を各ウェルまたは反応スポットに加え、ヒトIgGおよび/またはヒトIgMがその干渉標的との特異的な結合相互作用を介してウェル/スポットに結合した場合は青色および/または赤色ビーズのみが所定のスポットに結合し、黒色ビーズはビオチンにのみ特異的であるため結合しない。サンプル中の遊離ビオチンの量がビオチン結合能または遊離ビオチンの閾値より少ない場合、黒色ビーズのみが、固定化されたストレプトアビジン、ニュートラアビジン、アビジン、または抗ビオチンIgGを介してウェル/反応に結合する。サンプル中の遊離ビオチンがビオチン結合能または遊離ビオチンの閾値を超える場合、すべてのビオチン結合部位が占有されているか、または飽和しており、いずれの黒色ビーズも結合しない。
対照として、ヒトIgG、ヒトIgM、または抗ビオチンタンパク質(ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、アビジン、または抗ビオチンIgG)が固定化された3つ以上のウェル/スポットとすることができる。3種のビーズ(青色、赤色および黒色)の混合物を所定の対照ウェル/スポットに加え、ヒトIgG(青色ビーズ)、ヒトIgM(赤色)、または抗ビオチンタンパク質(黒色)に特異的な色ビーズのみが対照ウェル/スポットに結合し、他の2色のビーズは結合しない。たとえば、対照ウェル/スポットにヒトIgMが固定化されており、3色のビーズの混合物を加えた場合、赤色ビーズ(抗ヒトIgMで被覆された赤色ビーズ)のみが結合し、青色または黒色ビーズは結合しない。別の例として、対照ウェル/スポットに抗ビオチンタンパク質が固定化されており、3色のビーズの混合物を加えた場合、黒色ビーズ(ビオチン−PEGで被覆された黒色ビーズ)のみが結合し、青色または赤色ビーズは結合しない。しかし、誤った色のビーズが対照ウェル/スポットに結合した場合、または2種以上の色のビーズが対照ウェル/スポットに結合した場合、対照は不合格である。正しい色のビーズが正しい対照ウェル/スポットに結合した場合のみ、対象は合格である。
しかし、ヒトIgG(免疫グロブリンG)およびIgM(免疫グロブリンM)に加え、3つのさらなる類型のヒト抗体:ヒトIgA(免疫グロブリンA)、ヒトIgD(免疫グロブリンD)、およびヒトIgE(免疫グロブリンE)がある。5類型のヒト抗体があるため、これらの可能性のある干渉機構を検出するために、検出試薬混合物中のさらなるカラービーズ(N=6色)が考えられ得る。たとえば、キットには、1)抗ヒトIgGで被覆された青色ビーズ、2)抗ヒトIgMで被覆された赤色ビーズ、3)抗ヒトIgAで被覆された黄色ビーズ、4)抗ヒトIgEで被覆された緑色ビーズ、5)抗ヒトIgDで被覆された茶色ビーズ、6)ビオチン−PEGで被覆された黒色ビーズが含まれる。
別の例として、抗ヒトIgA、抗ヒトIgE、および抗ヒトIgDで共被覆された黄色ビーズ、または各ロット/バッチは単一の抗ヒト抗体で被覆されており、すべてのバッチは、ヒトIgA、IgE、またはIgDに特異的な3つの異なるロットの黄色ビーズを含む黄色ベッドの単一のバッチとしてプールまたはブレンドされている3つの別々のロット/バッチの黄色ビーズ等の、2種以上のヒト抗体型を検出するための単色ビーズを使用することができる。たとえば、検出試薬混合物中のさらなるカラービーズ(N=4色)は、それらの可能性のある干渉機構を検出するために使用されてもよい。1)抗ヒトIgGで被覆された青色ビーズ、2)抗ヒトIgMで被覆された赤色ビーズ、3)抗ヒトIgA、抗ヒトIgE、抗ヒトIgDで被覆された黄色ビーズ、またはあるロットは抗ヒトIgAで被覆され、第2のロットは抗ヒトIgEで被覆され、第3のロットは抗ヒトIgDで被覆された3つの異なるロットの黄色ビーズのバッチ/プール、4)ビオチン−PEGで被覆された黒色ビーズ。
IgMは2価(2つのFabを有し、IgG1モルあたり2モルの抗原を結合することができる)であり、IgMは10価(10個のFabを有し、IgM1モルあたり10モルの抗原を結合することができる)であるため、磁性ナノ粒子表面に固定化された同一の干渉標的が、マイクロアレイスポットまたはマイクロタイタープレートウェルにも固定化されている場合、アッセイ干渉特性化キットで特性表標識として磁気的ナノ粒子枯渇試薬を使うこともできる可能性がある。たとえば、磁気的ナノ粒子枯渇試薬が、ヒツジIgGで被覆されており、試験前にヒト抗ヒツジ抗体(HASA)干渉物質を枯渇させるためのサンプル前処理として、ヒト抗ヒツジIgGおよび/またはヒト抗ヒツジIgM干渉物質を含むサンプルに加えられた場合、ヒト抗ヒツジIgGおよび/またはヒト抗ヒツジIgMは磁性ナノ粒子表面上に固定化されたヒツジIgGに結合するであろう。サンプル前処理のインキュベートが完了した後、磁性ナノ粒子は、磁気的、物理的、または化学的分離方法を使用してサンプルから分離し、洗浄して結合していない物質をサンプルから除去することができる。洗浄された磁性ナノ粒子を水またはバッファーに入れ、アッセイ干渉特性評価キットのウェルまたはスポットに加えることができる。ウェル/スポットの表面にヒツジIgGが固定化さている場合、任意の2価(ヒトIgG)および/または10価(ヒトIgM)は磁性ナノ粒子表面上のヒツジIgGに結合し、また、ウェル/スポットに固定化されたヒツジIgGにも捕捉/結合して特異的なサンドイッチ複合体を形成することができる。
[磁性ナノ粒子]−(ヒツジIgG)−[ヒト抗ヒツジIgG/IgM]−(ヒツジIgG)−[マイクロアレイスポットまたはマイクロタイタープレートウェル]
ウェル/スポットを洗浄した後、茶色(すなわち磁性ナノ粒子)が残っている=陽性結果、またはヒト抗ヒツジ抗体がサンプルから検出された。洗浄後ウェル/スポットが透明または無色である場合=陰性結果、またはヒト抗ヒツジ抗体はサンプルから検出されなかった。
(分離の方法)
本明細書に記載された粒子は、生体サンプルを加える前に、一次採血チューブ、24時間採尿器、採尿器、唾液採集チューブ、採便器、精液採集器、採血バッグ、または任意のサンプル採集チューブもしくは装置等の採集装置に加えることができる。
本明細書に記載された粒子はまた、採集装置にサンプルを採集した後、または第1採集装置から、プラスチックまたはガラスのチューブ、バイアル、瓶、ビーカー、フラスコ、バッグ、缶、マイクロタイタープレート、ELISAプレート、96穴プレート、384穴プレート、1536穴プレート、キュベット、反応モジュール、リザーバー、もしくは液体サンプルの保持、保存、もしくは処理に適した任意の容器等の保存用もしくは移動用装置にサンプルを移した後に、サンプルに加えることもできる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載された粒子は、生体サンプルを含む採集装置に加えられる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載された粒子は、生体サンプルを加える前に、採集装置に加えられる。
ある観点では、本明細書に記載されるのは、採尿器などの、生体サンプルを含む本明細書に記載された採集装置を含む、粒子を放出するための装置(すなわち、放出機構のトリガーとなるスクリューキャップ)である。たとえば、装置は、スクリューキャップを閉じると本明細書に記載された粒子を放出するスクリューキャップを備えるチューブである。
ある観点では、本明細書に記載されるのは、生体サンプル(すなわち、カプセル化された組成物または定義された速度または時点で溶液に溶解する組成物)を含む容器に粒子を放出させる化学物質を含む装置である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される装置は、たとえば、診断試験の前にサンプルの前処理を提供するために、本明細書に記載される粒子の添加を遅延させるように構成されている。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるサンプルは、本明細書に記載される粒子の添加の前に、たとえばpHを調整したり、サンプル特異的な干渉物質を枯渇もしくは競合させたり、および/または標的バイオマーカーに対するナノ粒子の特異性と結合速度を向上させるためにサンプルにナノ粒子を添加、導入、分散、または混合する前に、マトリックス特有の課題を処理したりするために、化学物質、タンパク質、遮断剤、界面活性剤、またはそれらの組み合わせで前処理することができる。サンプルの前処理後の、サンプルへのナノ粒子の添加の遅延は、サンプルの前処理後のサンプルへのナノ粒子の添加によって物理的に制御することができる。ナノ粒子はまた、ナノ粒子がサンプル中に放出、添加、分散、もしくは混合される前に化学物質、重合体、もしくは糖を溶解する必要があるように、ナノ粒子が化学物質、重合体もしくは糖の殻、コーティング、または重合化によって、カプセル化、遮蔽または保護されている場合、サンプルの前処理の間、サンプル中に存在することもできる。ナノ粒子の遅延放出は、遅延薬物放出技術において今日使用されているような、当業者に知られている化学物質を使用することができる。
粒子の磁気的分離の方法
ある観点では、本明細書で提供されるのは、生体サンプルから干渉物質を除去する方法(たとえば診断試験の前)、または磁性粒子を単離もしくは分離する方法(たとえば、一次採血チューブ、カスタムのサンプル採集装置、二次トランスファーチューブまたはカスタムのサンプル装置内)である。たとえば、磁石ベースの装置は早急に(2分未満、好ましくは30秒未満)磁性ナノ粒子を側面および/または底面に単離して、本質的に粒子を含まない上清を形成するであろう。粒子を含まない上清は、粒子を含むペレットを崩壊することなく連続して吸引することができ、診断試験のための別個の移動チューブに分注することができる。いくつかの実施形態では、ペレットは分離されるか、または診断試験に供される。いくつかの実施形態では、磁気的分離のための磁石は、大型ピペット装置上の1〜12のサンプル調製チューブを保持するように設計されたラック中に2〜12の磁石を備える多磁石装置である。そのようなピペット装置の例には、限定されないが、HamiltonまたはTecanにより製造されたものが含まれる。いくつかの実施形態では、磁気的分離のための磁石は、96穴または384穴のマイクロタイタープレートを磁化するように設計された96または384の磁石を備える多磁石装置である。
粒子の物理的分離の方法
ある観点では、本明細書で提供されるのは、物理的な力(たとえば重力)によって、本明細書に記載される粒子を除去するための方法である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される粒子は、物理的な力によって生体サンプルから分離され、単離され、または除去される(たとえば遠心分離により)。いくつかの実施形態では、方法は、本明細書に記載された診断試験方法の適用の前、たとえば、一次採血チューブ中、カスタムのサンプル採集チューブ中、二次トランスファーチューブ中、またはカスタムのサンプル装置中で使用される。いくつかの実施形態では、粒子を除去する方法は濾過である。
たとえば、フィブロネクチン、および/または他の血栓因子に特異的な磁性ナノ粒子、または血栓成分/構成要素のオフ、その後の「血栓」(血清中)の捕捉もしくは結合のための細胞デブリ(すなわち、赤血球膜特異的)、および/または細胞デブリ(血清または血漿中)の捕捉もしくは結合のための磁性ナノ粒子は、遠心分離ローターおよび/またはチューブホルダーにおける強力な磁石または磁気技術の統合により、遠心分離速度および効率(研究室の効率、ワークフローおよびスループットを改善するためのより短いスピン時間)を増大させる。遠心分離のRCFまたはGと磁性ナノ粒子複合体(血栓+磁性ビーズ、細胞デブリ+磁性ビーズ)の磁気的分離の組み合わせにより、サンプルチューブの側面または底面でのはるかに迅速かつ効率的な分離と上澄みの形成が可能になり、その後の分析のためにサンプルが澄む。たとえば、ほとんどの研究室では、この遠因分離ステップは4分間以上であり、遠心分離と磁性ナノ粒子−血栓/細胞デブリ複合体の磁気的単離/分離の組み合わせにより、2分間以下(好ましくは1分以下)に短縮することができる。
さらに、ナノ粒子または大多数の磁性ナノ粒子が、1、5、10、20、30、またはそれ以上の異なる干渉メカニズム等の1以上の異なるサンプル干渉メカニズムに特異的である場合、それらの干渉物質は、存在するならば、ナノ粒子に捕捉され、遠心分離物からの物理的分離後に、または上述の遠心分離と磁気的分離の組み合わせによって、サンプルから枯渇するであろう。
これらの磁性ナノ粒子はまた、遠心分離、または遠心分離における遠心分離と磁気的分離の組み合わせを介して分離される血栓または細胞デブリへの特異性を必要とせず、それらの表面は、1種超の抗原および/または抗体で共被覆または固定されていてもよく、この場合、1種以上の抗体および/または抗原は血栓または細胞デブリに特異的であり、他の抗原および/または抗体はサンプル干渉物質に特異的である。その際、ナノ粒子は、遠心分離または遠心分離と磁気的分離の組み合わせを介したその後の物理的分離または単離のために、サンプル干渉物質と血栓および/または細胞デブリの両方に特異的に結合するであろう。
血栓および/または細胞デブリに特異的なナノ粒子の使用は、磁性ナノ粒子による特異的に結合、ならびに磁気的分離および単離のためにすべてを磁性体に引っ張ることによって、凝固速度を増加させる。磁場と強度によって形成されたこのビーズベースのペレットはまた、血栓の強制的な近接、またはナノ粒子およびその後の磁石によって特異的に捕捉された凝固因子に基づいて血栓形成を促進する。
粒子の化学的分離の方法
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される粒子は、化学的分離方法により生体サンプルから分離、単離、または除去される。いくつかの実施形態では、化学的分離方法は、診断試験方法が適用される前、たとえば、一次採血チューブ内、カスタムのサンプル採集装置内、二次トランスファーチューブ内、またはカスタムのサンプル装置内で使用される。
ある観点では、提供されるのは、1種以上の塩、溶媒、重合体、または界面活性剤を提供することを含む、粒子の化学的分離のための方法である。
いくつかの実施形態では、化学的分離方法、たとえば液液相分離は、粒子を相Aに分画し、ナノ粒子を含まないサンプルを試験される相Bに分画する。液液相分離(化学相分離)の薬剤は、塩、可溶性重合体、界面活性剤等によることができる。
たとえば、液液相分離は、極性水性サンプルにヘキサン等の非極性溶媒を加えることで起こすことができ、本明細書に記載されるような診断試験による試験のためのナノ粒子を含まない水相を残して、粒子は非極性相に分画される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される分離の方法は、有機相中にナノ粒子を提供する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される分離の方法は、水相中にナノ粒子を提供する。
粒子および生体サンプルに非極性溶媒と水性極性溶媒を供給して非極性溶媒層および極性溶媒層を提供し、非極性溶媒を含む非極性溶媒層を除去し、粒子を含む水性極性溶媒を単離することにより粒子を単離することを含む、生体サンプル中の粒子を単離する方法。
非極性相を吸引して廃棄する前に、LC−MS/MSのための重水素化された内部対照物質または内部参照粒子等の内部標準物質を添加して使用することにより、サンプルの回収を調整または修正することができる。
いくつかの実施形態では、分離は、磁気的分離と組み合わせて使用される物理的分離である。たとえば、ある観点では、提供されるのは装置(たとえば、磁化された遠心分離機、または重力および磁石の磁力の両方による分離を助ける磁石を備えた遠心分離機)である。ある観点では、本明細書で提供されるのは、本明細書に記載される粒子の分離のための、磁石および遠心分離機を備える装置である。いくつかの実施形態では、該装置は遠心分離時間を大幅に削減する。
(バイオマーカーの除去または濃縮の方法)
本明細書に記載されるのは、生体サンプル中のバイオマーカーの濃度を濃縮する、または増加させるための方法である。「濃縮」は、完全または部分的に、粒子を捕捉し、標的分析物またはバイオマーカーを生体サンプル(たとえば、ヒトもしくは動物の血清、血漿、血液、全血、処理された血液、尿、唾液、便(液体および固体)、精液もしくは精漿、細胞、組織、生検材料、DNA、RNA、または任意の液体または固体)からの粒子に結合させることとして定義される。いくつかの実施形態では、濃縮には、たとえば、バイオマーカー特異的ナノ粒子を洗浄して、バイオマーカーの特性評価および測定ステップの前に干渉物質を除去または最小化するために単離することによる、生体サンプルの洗浄および濃縮が含まれる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載された方法は、その後の溶出および試験のため、または診断試験の前にバイオマーカーの濃度を濃縮もしくは増加させるために、生体サンプル中の特定の標的(たとえばバイオマーカー)を分離および精製するために使用される。
バイオマーカー特異的な粒子を洗浄または単離した後、特性評価または測定ステップの前に、粒子は、リン酸塩緩衝生理食塩水(すなわちPBS pH7.2)、またはLC−MS/MS互換バッファー等のバッファー中に分散、再構成、または再懸濁することができる。これは、粒子によって捕捉され濃縮されたバイオマーカーの重要な特性評価または測定ステップは、緩衝系内で行われたものであり、同じ特性評価、測定または試験方法または系を使用して血液、血漿、血清または尿中で測定された同じバイオマーカーと比較して、動物の血液、血漿、血清、または尿で測定されたバイオマーカー間のマトリックス効果またはバイアスを導入または引き起こすものである動物またはヒトのマトリックス内でおこなわれたものではないことを意味する。洗浄により、サンプルマトリックス、成分、タンパク質、細胞成分、および関連する干渉またはマトリックス効果を洗い流すことができる。
濃縮は、その後の診断検査、たとえば定量的、半定量的、または定性的分析のために十分な量の分析物が捕捉された場合、完全であると定義され、その後の半定量的分析または定性的分析のために十分な量の分析物またはバイオマーカーが捕捉された場合、部分的であると定義され、また、LCMSおよびLC−MS/MS(すなわち、重水素化された内部標準)およびHPLC(C14またはトリチウム内部放射性同位元素の内部標準)等の、内部標準を使用して、目的の分析物またはバイオマーカーの回収を調整することができる測定方法による、定量的、半定量的、または定性的分析のために十分な量の標的の分析物またはバイオマーカー、および内部標準が捕捉された場合も、部分的であると定義される。
a)粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)をサンプルに加えること、b)粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)をサンプルと混合すること、c)粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)をサンプルとインキュベートしてバイオマーカーを粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)に結合および捕捉させること、d)粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)をサンプルから単離または除去すること、e)粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)を保存すること、f)適切な希釈剤を使用して粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)を洗浄し、非特異的な材料を除去すること、g)バイオマーカー特異的な定量的、半定量的、または定性的な診断試験を用いて、粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)に捕捉されたバイオマーカーの量、質量、モル濃度、濃度、または収量を測定すること、を含む、診断試験の前にサンプル中のバイオマーカーを濃縮するための方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、希釈剤には水(たとえば、脱イオン水、注射用水、生理食塩水、緩衝水溶液)が含まれる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される濃縮方法には、洗浄ステップが含まれる。洗浄ステップでは、本明細書に記載されるような干渉物質を除去し、および/または洗浄され、精製され、もしくは単離された関心のあるバイオマーカー(たとえば、本明細書に記載されているようなバイオマーカー)を提供する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される濃縮方法は、異なる起源の2つの生体サンプルを比較する診断試験の前に使用される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される濃縮方法は、動物のサンプルとヒトのサンプルを比較する診断試験の前に使用される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される濃縮方法は、血清サンプルと血漿サンプルを比較する診断試験の前に使用される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される濃縮方法は、高粘度のサンプルに使用される。
本明細書に記載される濃縮方法は、バイオマーカーの特性評価および測定ステップの前にバイオマーカー特異的なナノ粒子が洗浄され、または単離されて前述の干渉物質を除去または最小化することにより、溶血、脂血症、黄疸、ビリルビン、マイクロフィブリン血餅、細胞デブリ、血球、フィブリノーゲン、薬剤代謝、サプリメント、植物性の生薬、およびマルチビタミン等のその他の干渉物質に起因する試験誤差の既知の分析前または分析の原因を軽減、減少、または管理するために使用することができる。
いくつかの実施形態では、濃縮方法には、バイオマーカーが濃縮された第1の生体サンプルをバイオマーカーが濃縮された第2の生体サンプルと結合させることが含まれる。
本明細書で提供されるのは、本明細書に記載される切断試薬により、たとえば、pH(たとえば、炭酸水素ナトリウム等の塩基で増加したpH、酢酸、トリクロロ酢酸、スルホサリチル酸、塩酸、ギ酸等の酸で減少したpH、pH2.5〜3.0の100mMグリシンHCl、pH3.0の100mMクエン酸、pH11.5の50〜100mMトリエチルアミンまたはトリエタノールアミン、pH10.5の150mM水酸化アンモニウム等の一般的なpHの溶出バッファー)、ディスプレーサ―または置換剤、競合溶出(たとえば、0.1M超のカウンターリガンドまたは類似体)、イオン強度および/またはカオトロピック効果(たとえば、NaCl、KCl、10mMトリス中pH7.0の3.5〜4.0M塩化マグネシウム、pH7.2の10mLのリン酸緩衝液中5M塩化リチウム、pH7.5の2.5Mヨウ化ナトリウム、0.2〜3.0Mチオシアン酸ナトリウム)、界面活性剤、洗浄剤、濃縮無機塩、変性(たとえば、2〜6MグアニジンHCl、 2−8M尿素、1%デオキシコール酸塩、1%SDS)、有機溶剤(たとえば、アルコール、クロロホルム、エタノール、メタノール、アセトニトリル、ヘキサン、DMSO、10%ジオキサン、pH8〜11.5の50%エチレングリコール(カオトロピックも)、放射線または熱(高温)、構造変化、ジスルフィド結合還元剤(2−メルカプトエタノール、ジチオスレイトール、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン)、酵素不活化、カオトロピック剤(尿素、塩化グアニジン、過塩素酸リチウム)、機械的撹拌、超音波処理、およびタンパク質消化酵素(ペプシン、トリプシン)、ならびにそれらの組み合わせ等の溶出戦略を用いた結合相互作用の破壊によって、粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)から溶出、解離、または解放されることにより、粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)により捕捉および濃縮された標的バイオマーカーの量、質量、モル濃度、濃度、または収量を測定する方法である。
別段の記載がない限り、または本開示から暗示されない限り、本明細書に記載された特定の方法または組成物に関連して記載された任意の実施形態のいずれかは、本明細書に記載された他の実施形態のいずれかと組み合わせて使用することができる。
本発明の方法および組成物は、この分野で知られる任意の適切なアッセイ、たとえば、限定されないが、タンパク質−タンパク質アフィニティアッセイ、タンパク質−リガンドアフィニティアッセイ、核酸アフィニティアッセイ、間接蛍光抗体アッセイ(IFAS)、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、放射性免疫アッセイ(RIA)、および酵素免疫アッセイ(EIA)を含むこの分野で知られる任意の適切なアフィニティアッセイまたはイムノアッセイ、直接または間接のアッセイ、競合アッセイ、サンドイッチアッセイ、CLIAまたはCLIA免除試験、LC−MS/MS、分析アッセイ等と組み合わせて使用することができる。
診断試験の前に、同じサンプルからサンプルの干渉物質を枯渇させる方法とバイオマーカーを濃縮する方法の両方の方法には、a)バイオマーカー特異的な粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)をサンプルに添加する前に、化学的および/または生物学的試薬、添加剤または組成物(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)をサンプル添加して、サンプル特異的な干渉を遮断または枯渇させること、b)化学的および/または生物学的試薬、添加剤または組成物でサンプルを前処理またはインキュベートした後に、バイオマーカー特異的な粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)をサンプルに添加すること、c)バイオマーカー特異的な粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)をサンプルとインキュベートして、標的バイオマーカーを粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)に結合させ、捕捉させること、d)粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)を洗浄し、またはサンプル、ならびに化学的および/もしくは生物学的試薬添加剤または組成物からそれを単離すること、e)診断試験を用いて、粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)に捕捉され、濃縮されたバイオマーカーの特性評価をすること、からなる。
たとえば、ある実施形態では、キャプトアビジンに結合した粒子は、中性のpHでサンプル中のビオチンに結合するであろう。キャプトアビジンに結合したビオチンは、pHが10に上昇した場合にビオチンを放出するであろう。
バイオマーカー
本明細書に記載されるのは、単離方法、または生体サンプル中に存在する1以上のバイオマーカーを単離もしくは濃縮するための方法である。本明細書でいう「バイオマーカー(単数または複数)」は、老化または疾患等の進行、事象、または状態の、特徴的な生物学的指標または生物学的に由来する指標(たとえば代謝物)として定義される。バイオマーカーは、内因性および/または外因性分析物、抗原、小分子、大分子、薬物、治療剤、代謝物、生体異物、化学物質、ペプチド、タンパク質、タンパク質消化物、ウイルス抗原、細菌、細胞、細胞溶解物、細胞表面マーカー、抗原決定基、抗体、抗体の断片、IgG、IgM、IgA、IgE、IgD受容体、受容体のリガンド、ホルモン、ホルモンの受容体、酵素、酵素の基質、一本鎖オリゴヌクレオチド、一本鎖ポリヌクレオチド、二本鎖オリゴヌクレオチド、二本鎖ポリヌクレオチド、ポリマー、分子インプリントポリマー、およびアプタマーであってもよい。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、本明細書に記載される干渉物質(たとえば、抗体結合を阻害することにより診断試験の結果の正しい値を変化させることができる、または架橋、立体障害、または自己抗体のメカニズムによりアッセイシグナルを増加または減少させることができる、患者のサンプル中に存在する物質)である。本明細書で使用する「干渉物質」は、限定されないが、自己抗体、リウマチ因子(RF)、ヒト抗マウス抗体(HAMA)、ヤギ、ウサギ、ヒツジ、ウシ、マウス、ウマ、ブタ、およびロバのポリクローナルおよび/またはモノクローナル抗体等のヒト抗動物抗体(HAAA)等の、異好性または異好様の干渉物質、および化学発光性基質(ルミノール、イソルミノール、イソルミノール誘導体、ABEI、ABEI誘導体、ルテニウム、アクリジニウムエステル)、フルオレセインまたは他の蛍光色素分子、および染色剤等の蛍光標識、捕獲部位(ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、アビジン、キャプトアビジン、ポリA、ポリDT、アプタマー、抗体、Fab、F(ab’)2、抗体断片、組み換えタンパク質、酵素、タンパク質、生体分子、ポリマー、分子インプリントポリマー)およびそれらの結合相手(すなわち、ビオチン、フルオレセイン、ポリDT、ポリA、抗原等)、結合リンカー(LC、LC−LC、PEO、PEOn)、ウシ血清アルブミン、ヒト血清アルブミン、卵白アルブミン、ゼラチン、マウス、ヤギ、ヒツジ、およびウサギなどの精製ポリおよびモノクローナルIgG、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、Tween−20、Tween−80、TritonX−100、プルロニック(登録商標)およびテトロニック等の三元ブロック共重合体、および、質量分析(すなわち、HPLC、MS、LCMS、LC−MS/MS)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、酵素結合免疫吸着法(ELISA)、化学発光免疫測定法(CLIA)、分子診断、ラテラルフロー、ポイントオブケア(PoC)、CLIAおよびCLIA免除の試験および装置による、抗体ベースの診断試験、非抗体ベースの診断試験、またはその後の分析のためのサンプル前処理方法および装置の設計に典型的に使用される、Surmodics社およびScantibodies社等から市販されているブロッキング剤、ブロッキングタンパク質およびポリマー系のブロッキング試薬等の、試験設計またはアッセイ製剤に使用されるアッセイ特異的な干渉物質であり得る。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、本明細書に記載された生体サンプル中で確認される。
(フィブリノーゲン)
フィブリノーゲンは、組織や血管の損傷時にトロンビンによってフィブリンに変換され、その結果、フィブリンベースの血栓が形成される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法で使用される、本明細書に記載される粒子(たとえば、抗フィブリノーゲン(たとえばマウス抗フィブリノーゲン)で誘導体化された粒子)は、全血中のフィブリノーゲンと結合し、分離(たとえば、化学的分離)を可能にする。フィブリンを介して血栓に結合した粒子は、粒子を含まない血清試験のために、遠心分離後に、血清から単離し、除去することができる。いくつかの実施形態では、バイオマーカーはフィブリノーゲンである。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法は、抗フィブリノーゲンで誘導された粒子を使用して、サンプル(たとえば血液サンプル)の遠心分離の必要性を排除する。
たとえば、いくつかの実施形態では、これらの磁性ナノ粒子はまた、遠心分離、または遠心分離における遠心分離と磁気的分離の組み合わせを介して分離される血栓または細胞デブリへの特異性を必要とせず、それらの表面は、1種超の抗原および/または抗体で共被覆または固定されていてもよく、この場合、抗体(単数または複数)は血栓または細胞デブリに特異的であり、他の抗原および/または抗体はサンプル干渉物質に特異的である。その際、ナノ粒子は、遠心分離または遠心分離と磁気的分離の組み合わせを介したその後の物理的分離または単離のために、サンプル干渉物質と血栓および/または細胞デブリの両方に特異的に結合するであろう。
血栓および/または細胞デブリに特異的なナノ粒子の使用は、磁性ナノ粒子による特異的に結合、ならびに磁気的分離および単離のためにすべてを磁性体に引っ張ることによって、凝固速度を増加させるかもしれない。磁場と強度によって形成されたこのビーズベースのペレットはまた、血栓の強制的な近接、またはナノ粒子およびその後の磁石によって特異的に捕捉された凝固因子に基づいて血栓形成を促進するかもしれない。
(外傷性脳障害)
ある実施形態では、バイオマーカーは外傷性脳障害のためのものである。急性脳損傷の重症度および大きさ、血液脳関門(BBB)の完全性に関連するバイオマーカーは9種類(9)あるが、それらは極めて低い血中循環濃度で存在しており、既存のイムノアッセイ技術や試験プラットフォームを用いて検出および定量するのが非常に困難である。Banyan BTI試験(2018年2月14日にFDA承認)は、それらのバイオマーカーのうち2種類だけを測定するが、本明細書に記載される方法および装置(たとえば、濃縮方法、濃縮のための装置)は、患者の9種類のバイオマーカー全てを同時に測定し、患者の診断と予後を助けることができる。9種類の各バイオマーカー用の捕捉部位で誘導体化された粒子を、TBIが疑われる患者からの生体サンプルに添加してもよい。いくつかの実施形態では、外傷性脳障害のバイオマーカーは、S100B、GFAP、NLF、NFH、γ−エノラーゼ(NSE)、α−IIスペクトリン、UCH−L1、総タウ、およびリン酸化タウからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、外傷性脳障害のバイオマーカーは、GFAPおよびUCH−L1から選択される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法(たとえば濃縮方法)は、S100B、GFAP、NLF、NFH、γ−エノラーゼ(NSE)、α−IIスペクトリン、UCH−L1、全タウ、およびリン酸化タウからなる群から選択される1、2、3、4、5、6、7、8、または9種の外傷性脳障害のバイオマーカーを単離または濃縮するために使用される。
(アルツハイマー病)
ある実施形態では、バイオマーカーはアルツハイマー病のためのものである。アルツハイマー病の重症度および大きさに関連するバイオマーカーは2種類(2)ある。いくつかの実施形態では、アルツハイマー病のバイオマーカーは、アミロイドβ、BACE1、および可溶性Aβ前駆体タンパク質(sAPP)からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、アルツハイマー病のバイオマーカーは、βアミロイド(1−42)、ホスホタウ(181p)、および全タウからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法(たとえば濃縮方法)は、アミロイドベータ、BACE1、および可溶性Aβ前駆体タンパク質(sAPP)からなる群から選択される1、2、または3種のアルツハイマー病のバイオマーカーを単離または濃縮するために使用される。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、アミロイドベータ、BACE1、または可溶性Aβ前駆体タンパク質(sAPP)である。いくつかの実施形態では、アルツハイマー病のためのバイオマーカーは、生体サンプル(たとえばCSF)中で確認される。
(性感染症)
ある実施形態では、バイオマーカーは性感染症(STD)のためのものである。STDの感染に特徴的なバイオマーカーは少なくとも10種類(10)ある。いくつかの実施形態では、STDバイオマーカーは、クラミジア、淋病、梅毒、トリコモナス、HPV、ヘルペス1および2、HSV、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、HIV1および2、ならびにHIV抗体のためのバイオマーカーである。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法(たとえば濃縮方法)は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、または13種類のSTDバイオマーカー:クラミジア、淋病、梅毒、トリコモナス、HPV、ヘルペス1および2、HSV、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、HIV1および2、ならびにHIV抗体を単離または濃縮するために使用される。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは尿中に存在する(たとえば、クラミジア、淋病、トリコモナス)。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、血中、血清中、または血漿中に存在する(たとえば、梅毒、HPV、ヘルペス1および2、HSV、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、HIV1および2、ならびにHIV抗体)。
(細菌の感染)
ある実施形態では、バイオマーカーは細菌の感染のためのものである。細菌感染のための現在のゴールドスタンダードの試験は、陽性結果が分子診断等の確認試験に反映されるまでに24〜48時間かかり得る血液培養である。本明細書に記載されているのは、敗血症を予防または管理するために患者を首尾よく治療するために重要である短縮された時間、たとえば60分以下(例えば、50分、40分、30分、20分以下)、最短30分以下で細菌の感染を確定診断/除外診断するための方法である。細菌の感染に特徴的なバイオマーカーは少なくとも30種類(30)ある。いくつかの実施形態では、細菌のバイオマーカーは、敗血症を引き起こす細菌種(たとえば、フェシウム菌(Enterococcus faecium)、大腸菌(Escherichia coli)、肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、および黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus))のバイオマーカーからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、フェシウム菌(Enterococcus faecium)、大腸菌(Escherichia coli)、肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、および黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus))のバイオマーカーである。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、グラム陽性菌またはグラム陰性菌のバイオマーカーである。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、酵母病原体(たとえば、血流病原体に関連する酵母病原体)のバイオマーカーである。
いくつかの実施形態では、グラム陽性菌は、腸球菌属(Enterococcus)、リステリア菌(Listeria monocytogenes)、ブドウ球菌属(Staphylococcus)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、レンサ球菌属(Streptococcus)、アガラクチア菌(Streptococcus agalactiae)、肺炎レンサ球菌(Streptococcus pneumoniae)、または化膿性レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)である。
いくつかの実施形態では、グラム陰性菌は、アシネトバクター・バウマンニ(Acinetobacter baumannii)、インフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)、髄膜炎菌(Neisseria meningitides)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、エンテロバクター・クロアカ(Enterobacter cloacae)複合体、大腸菌(Escherichia coli)、クレブシエラ・オキシトカ(Klebsiella oxytoca)、肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)、プロテウス属(Proteus)、または霊菌(Serratia marcescens)である。
いくつかの実施形態では、酵母病原体は、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラタ(Candida glabrata)、カンジダ・クルセイ(Candida krusei)、カンジダ・パラプシローシス(Candida parapsilosis)、またはカンジダ・トロピカリス(Candida tropicalis)である。
いくつかの実施形態では、質量分析法が続く。リンカー(すなわち、粒子を表面捕捉部分に結合させるリンカー)を切断するために、切断剤(例えば、還元剤(例えば、DTTまたはTCEP))を細菌−粒子結合複合体に添加する方法が想定される。得られた細菌を培養、またはMALDI−TOF質量分析法もしくは分子診断法により分析する。
リンカー(すなわち、粒子を表面捕捉部分に結合させるリンカー)を切断するために、切断剤(例えば、還元剤(例えば、DTTまたはTCEP))を細菌−粒子結合複合体に添加する方法が想定される。得られた細菌を培養し、またはMALDI−TOF質量分析法もしくは分子診断法により分析する。
(甲状腺機能)
TSH濃度は、甲状腺ホルモンの過剰(甲状腺機能亢進症)または欠乏(甲状腺機能低下症)が疑われる患者の甲状腺機能検査の一環として測定される。本明細書のいくつかの実施形態で記載される方法は、甲状腺機能を評価するために使用される。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは抗原(たとえばTSH)である。いくつかの実施形態では、捕捉部位は、抗原(たとえばTSH)に対する特異性を有する自己抗体(たとえば遊離自己抗体、複合自己抗体)である。
(心機能)
本明細書のいくつかの実施形態に記載される方法は、心機能を評価するために使用される。トロポニンの血中循環濃度の上昇は、心疾患、たとえば心筋梗塞のバイオマーカーである。Cardiac IおよびTは、心筋損傷の特異的な指標である。トロポニンのサブユニットもまた、心臓の健康状態のマーカーである。特にcTnIおよびcTnTは、急性心筋梗塞(AMI)、たとえば、1型および2型の心筋梗塞、不安定狭心症、術後の心筋外傷、および関連する疾患のバイオマーカーである。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、遊離cTnI、遊離cTnT、2成分のcTnI−TnC、または3成分のcTnI−TnC−TnTである。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは心不全の指標である。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは脳卒中の指標である(たとえば、https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/STROKEAHA.117.017076、およびhttps://www.360dx.com/business−news/roche−test−helps−differentiate−bleeding−risk−stroke−risk−patients−considering#.W1jz0thKhcAに記載されており、それらの全体が参照により本明細書に援用される)。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは線維症の指標である(たとえば、http://www.onlinejacc.org/content/65/22/2449に記載されており、その全体が参照により本明細書に援用される)。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは急性冠状動脈症候群(ACS)の診断のためのものである。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、心筋トロポニン(I、I−C、I−C−T、T)および他の心筋トロポニン断片、ナトリウム利尿ペプチド(BNP、ANP、CNP)、N末端断片(たとえば、NT−proBNP、NT−proCNP)、グリコシル化、非グリコシル化、CRP,ミオグロビン、クレアチニンキナーゼ(CK)、CK−MB、sST2、GDF−15、ガレクチン−3のためのものである。
(閉塞性睡眠時無呼吸(OSA))
ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、およびカリクレイン1ペプチドは、OSAを診断するために使用され得る。OSAを診断するための方法およびバイオマーカーは、それぞれの全体が参照により本明細書に援用される、米国特許出願公開第2006/0029980号、米国特許出願公開第2016/0161489号、米国特許8,999,658号、および米国特許9,435,814号に記載されている。OSAのバイオマーカーはまた、その全体が参照により本明細書に援用される、De Luca Cantoら、Sleep Med.Rev.2015年10月;23:28−45にも記載されている。本明細書のいくつかの実施形態に記載される方法は、改善されたOSAを診断するための方法に関する。いくつかの実施形態では、OSAのバイオマーカーは、ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせである。いくつかの実施形態では、バイオマーカー(たとえば、ウロモジュリンペプチド)は、サンプル中に低濃度で存在する。いくつかの実施形態では、捕捉部位は、ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、またはそれらの組み合わせに特異的な抗体である。
ある観点では、本明細書に記載されるのは、患者のウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせを検出する方法であって、a.ヒト患者からサンプルを得ること、およびb.複数種の粒子により、ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせがサンプル中に存在するか否かを検出すること、およびウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせと、複数種の粒子との間の結合を検出することが含まれる方法である。ある観点では、本明細書に記載されるのは、患者の閉塞性睡眠時無呼吸を診断する方法であって、a.ヒト患者からサンプルを得ること、およびb.サンプルを複数種の粒子と接触させることにより、ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせがサンプル中に存在するか否かを検出すること、およびウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせと、複数種の粒子との間の結合を検出すること、ならびにc.サンプル中にウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質が検出された場合に、閉塞性睡眠時無呼吸の患者であると診断することが含まれる方法である。いくつかの実施形態では、患者はヒトである。いくつかの実施形態では、ヒトは約9歳から約2歳未満である。いくつかの実施形態では、方法には、ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質からなる群の2種以上の存在または不存在を同時に検出することが含まれる。
いくつかの実施形態では、サンプルは尿サンプルである。いくつかの実施形態では、サンプルは血液サンプルである。いくつかの実施形態では、小児患者の尿サンプルにおけるマルチマーカーアプローチ(ウロモジュリン、ウロコルチン−3、オロソムコイド−1、カリクレイン)が用いられている。いくつかの実施形態では、成人集団における尿のリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素(L−PGDS)濃度の測定は、重度のOSA患者を同定するためのマーカーとして使用される。いくつかの実施形態では、成人集団における酸化ストレスマルチバイオマーカーアプローチ(L−PGDS、F2−イソプロスタン、他)は、OSAを予測するために使用され得る。いくつかの実施形態では、OSAのバイオマーカーは、クロマトグラフィーおよび/またはMS法を用いて評価される。いくつかの実施形態では、脂質プロファイル、アドレナリン作動性/ドーパミン作動性バイオマーカーおよび誘導体、アミノ酸、酸化ストレスバイオマーカー、ならびに他の微小分子を含むタンパク質および代謝物は、OSAの診断および/または効果的な治療に使用される。いくつかの実施形態では、IL−6および/またはhsCRPは、成人のOSA患者の病的状態の有無にかかわらず識別するためのバイオマーカーとして使用される。いくつかの実施形態では、骨髄関連タンパク質(MRP)8/14は、小児の病的状態の有無にかかわらず識別するために使用される。いくつかの実施形態では、血清sLOX−1濃度は、OSAの存在の独立した予測因子として使用される。いくつかの実施形態では、血清YKL−40濃度の上昇は、OSAの存在の独立した危険因子として使用される。いくつかの実施形態では、血清ケメリン濃度の上昇は、OSA の存在と重症度の独立した予測マーカーとして使用される。
いくつかの実施形態では、サンプルは尿であり、OSAのバイオマーカーはウロモジュリン、ウロコルチン−3、オロソムコイド−1、カリクレイン、リポカリン型プロスタグランジンD合成酵素(L−PGDS)、F2−イソプロスタン、またはそれらの組み合わせである。いくつかの実施形態では、サンプルは血清または血液であり、OSAのバイオマーカーはIL−6、hsCRP、sLOX−1、YKL−40、骨髄関連タンパク質(MRP)8/14、ケメリン、またはそれらの組み合わせである。
いくつかの実施形態では、正確度および精度は、大きいサンプル量(すなわち、1mL、10mL、100mL、1000mL等)、また、非常に小さいサンプル量(すなわち、新生児、小児、高齢者)、典型的には現在検査できない、または検査前にサンプルを希釈する必要があって試験の感度、正確度、および精度が低下するサンプルを検査して、非常に希薄または低濃度のバイオマーカーの検出可能性を向上させることができる。いくつかの実施形態では、生体サンプルは、1mL、10mL、100mL、1000mL、またはさらに大きい容量である。いくつかの実施形態では、生体サンプルは、0.5mL、0.25mL、0.1mL、0.05mL、またはそれ未満の容量である。
また、本明細書で提供されるのは、バイオマーカー特性評価ステップまたは試験方法の前に、洗浄ステップまたは粒子分離の後、粒子から、捕捉したバイオマーカーを選択的に放出もしくは溶出、または捕捉部位−バイオマーカー複合体を選択的に放出もしくは溶出させることによる、診断試験の前に粒子サンプルの前処理を用いてバイオマーカーの濃縮を助ける方法である。
本明細書で使用される「切断試薬」または「放出剤」は、粒子表面の捕捉部位とバイオマーカーの結合を崩壊させ、たとえば、捕捉部位を置換または溶出させることなくバイオマーカーのみを置換または溶出させる、酸性または塩基性のpH、高モル濃度の塩、糖、化学置換剤、洗浄剤、界面活性剤、および/もしくはキレート剤、またはそれらの組み合わせである。洗浄、または磁石によりサンプルマトリックスから粒子を単離した後、粒子は放出剤を含む溶出溶液で処理し、バイオマーカーを溶液内に選択的に放出させることができる。粒子は、急速に(2分未満、理想的には30秒未満)サンプル装置(バイアル、試験管、他)の側面および/または底面に単離され、本質的に粒子を含まないサンプル上清を形成することができる。粒子を含まないサンプル上清は、その後、粒子を含むペレットを崩すことなく吸引し、別のトランスファーチューブに分注、またはバイオマーカーを試験するために直接分析系(すなわち、LC−MS/MSまたはMALDI−TOF)に入れることができる。
たとえば、本明細書に記載される切断試薬または放出剤は、(たとえば、炭酸水素ナトリウム等の塩基で増加したpH、酢酸、トリクロロ酢酸、スルホサリチル酸、塩酸、ギ酸等の酸で減少したpH、pH2.5〜3.0の100mMグリシンHCl、pH3.0の100mMクエン酸、pH11.5の50〜100mMトリエチルアミンまたはトリエタノールアミン、pH10.5の150mM水酸化アンモニウム等の一般的なpHの溶出バッファー)、ディスプレーサ―または置換剤、競合溶出(たとえば、0.1M超のカウンターリガンドまたは類似体)、イオン強度および/またはカオトロピック効果(たとえば、NaCl、KCl、10mMトリス中pH7.0の3.5〜4.0M塩化マグネシウム、pH7.2の10mLのリン酸緩衝液中5M塩化リチウム、pH7.5の2.5Mヨウ化ナトリウム、0.2〜3.0Mチオシアン酸ナトリウム)、界面活性剤、洗浄剤、濃縮無機塩、変性(たとえば、2〜6MグアニジンHCl、 2−8M尿素、1%デオキシコール酸塩、1%SDS)、有機溶剤(たとえば、アルコール、クロロホルム、エタノール、メタノール、アセトニトリル、ヘキサン、DMSO、10%ジオキサン、pH8〜11.5の50%エチレングリコール(カオトロピックも)、放射線または熱(高温)、構造変化、ジスルフィド結合還元剤(2−メルカプトエタノール、ジチオスレイトール、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン)、酵素不活化、カオトロピック剤(尿素、塩化グアニジン、過塩素酸リチウム)、機械的撹拌、超音波処理、およびタンパク質消化酵素(ペプシン、トリプシン)、ならびにそれらの組み合わせ等の溶出戦略を用いて、本明細書に記載される粒子と本明細書に記載される捕捉部位の間の、本明細書に記載される結合相互作用または切断可能な結合を崩壊させる。
(特性評価の方法)
本明細書に記載されるのは、その後の特性評価、または診断試験のために、バイオマーカーを枯渇させる、および/または濃縮するための方法である。本明細書に記載されたバイオマーカー(たとえば干渉物質)の特性評価には、本明細書に記載されたバイオマーカー(たとえば、本明細書に記載された干渉物質)の同定および/または定量が含まれる。
本明細書に記載されるバイオマーカーの特性評価には、検出感度を向上させるためのシグナル増幅技術(たとえば、化学発光、蛍光、金属増強蛍光)を含むことができる。
たとえば、バイオマーカーの特性評価は、検出が、視覚的(カラービーズ)または標識された粒子を使用して特定のシグナル(UV/vis吸光度、蛍光、化学発光、電気化学発光、比濁法等)を測定することができる、単一または複合的な特性評価アプローチに使用することができる。
いくつかの実施形態では、バイオマーカーの存在はMALDI−MSにより判定される。いくつかの実施形態では、バイオマーカーの存在は、分子診断法により判定される。いくつかの実施形態では、バイオマーカーの存在は、イムノアッセイにより判定される。
(本発明の粒子)
本明細書に記載されるのは、生体サンプルの単離、枯渇、および/または濃縮のための粒子である。いくつかの実施形態では、粒子には、切断不可能な結合および捕捉部位(たとえば、1種以上の捕捉部位を提示する機能がある粒子表面)が含まれる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される粒子には、捕捉部位(たとえば、本明細書に記載されるバイオマーカーに高い特異性を有する捕獲部位)が含まれる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される粒子(たとえば、本明細書に記載される粒子の表面、本明細書に記載される捕捉部位と結合していない粒子表面)は、不活性(たとえば、本明細書に記載のバイオマーカーへの有意な結合を示さない)である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される粒子は、粒子または診断試験にさらなる変更を加えることなく、本明細書に記載される診断試験において使用することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される粒子は、サンプルを変化させることなく(たとえばさらなるバイオマーカー(たとえば干渉)を追加または除去することなく)、サンプルに添加したり、サンプルから除去したりすることができる。粒子は、本明細書ではビーズとも言われる。
本明細書に記載される粒子は、平均直径が0.05マイクロメートル〜最大3.00マイクロメートル、または好ましくは直径0.100マイクロメートル〜1.1、さらに好ましくは0.200マイクロメートル〜0.600マイクロメートル、さらに好ましくは直径0.100マイクロメートル〜0.500マイクロメートルであり、十分に小さい。いくつかの実施形態では、粒子は、直径5nm〜100nmである。いくつかの実施形態では、粒子は、直径50nm〜100nmである。いくつかの実施形態では、粒子は、直径100nm〜500nmである。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される粒子(たとえば、マイクロ粒子、ナノ粒子)にはコアまたは支持体が含まれ、コアまたは支持体は、酸化鉄、強磁性酸化鉄、Fe、およびFe、マグヘマイト、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される常磁性または超常磁性の材料である。
いくつかの実施形態では、粒子の表面には、疎水性の有機重合体または共重合体が含まれる。いくつかの実施形態では、粒子(たとえば、ナノ粒子、マイクロ粒子)の表面には、限定されないが、セラミック、ガラス、重合体、共重合体、金属、ラテックス、シリカ、金、銀、または合金等のコロイド状金属、ポリスチレン、誘導体化ポリスチレン、ポリ(ジビニルベンゼン)、スチレンアシル酸エステル共重合体、スチレンブタジエン共重合体、スチレンジビニルベンゼン共重合体、ポリ(スチレンオキシエチレン)、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エステル、ポリウレタン、ポリグルタルアルデヒド、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリ(エーテルスルホン)、熱分解物質、ブロック共重合体、および前述の共重合体、シリコーン、またはシリカ、メチロールメラミン、デキストランもしくはポリ(エチレングリコール)デキストラン(PEG−DEX)などの生分解性ポリマー、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される材料等の有機重合体または共重合体が含まれる。
いくつかの実施形態では、粒子表面には、カルボキシル、トシル、エポキシ、アミン、スルフヒドリル、ヒドロキシル、エステル、塩化メチル、マレイミド等のその捕捉部位の共有結合(カップリング、共役、結合)クリックケミストリー機能性の[銅(I)触媒アジド−アルキン環化付加反応(CuAAC)、歪促進アジド−アルキン環化付加反応(SPAAC)、歪促進アルキン−ニトロン環化付加反応(SPANC)、ならびに、アルケンとアジドの[3+2]環化付加反応、アルケンとテトラジンの逆電子要請型Diels−Alder反応、およびアルケンとテトラゾールの光クリック反応等の歪型アルケン反応]のための官能基または複数の官能基、S−HyNic(スクシンイミジル−6−ヒドラジノ−ニコチンアミド)およびS−4FB(N−スクシンイミジル−4−ホルミルベンズアミド)ヘテロ二官能性架橋剤、ならびに光反応性化学物質が含まれる。
本明細書で使用される場合、「遮断剤」は、タンパク質、重合体、界面活性剤、洗浄剤、またはそれらの組み合わせをいう。いくつかの実施形態では、捕捉部位の本明細書に記載される粒子への結合は、タンパク質、重合体、界面活性剤、洗浄剤、またはそれらの組み合わせ等の遮断剤で遮断される。遮断剤は、アルブミン、ウシ血清アルブミン、ヒト血清アルブミン、卵白アルブミン、ゼラチン、カゼイン、酸加水分解カゼイン、ガンマグロブリン、精製IgG、動物の血清、ポリクローナル抗体、およびモノクローナル抗体等のタンパク質、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP
)、タンパク質と重合体の組み合わせ、ペプチド、(PEO)n−NHSまたは(PEO)n−マレイミド等のPEG化試薬、プルロニック(登録商標)F108、F127、およびF68等のトリブロック共重合体等の重合体、Triton X−100、ポリソルベート20(Tween−20)、およびTween 80(非イオン性)等の非イオン性界面活性剤、CHAPS等の双性イオン界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、デオキシコール酸塩、コール酸塩、およびサルコシル等のイオン性界面活性剤、界面活性剤、ショ糖等の糖、および異好抗体遮断試薬(Scantibodies社)、MAK33(Roche Diagnostics社)、免疫グロブリン阻害試薬(IIR)(Bioreclamation社)、ヘテロブロック(Omega Biologicals社)、ブロックマスター(JSR社)、TRU Block(Meridian Life Sciences社)、ならびにStabilCoat(登録商標)およびStabilGuard(登録商標)(Surmodics社)等の市販の遮断剤からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、遮断剤は、本明細書に記載される粒子に結合している(たとえば、切断可能な結合、切断不可能な結合)。いくつかの実施形態では、遮断剤は、本明細書に記載される粒子に結合(たとえば、切断可能な結合、切断不可能な結合)していない。
(捕捉部位)
本明細書に記載されるのは、本明細書に記載されるような干渉物質、または本明細書に記載されるようなバイオマーカーと結合する1種以上の捕捉部位を含む粒子である。本明細書に記載されるように、「捕捉部位」は、抗体、抗体の結合断片、IgG、IgM、IgA、IgE、IgD、受容体、受容体のリガンド、ホルモン、ホルモンの受容体、酵素、酵素の基質、一本鎖オリゴヌクレオチド、一本鎖ポリヌクレオチド、二本鎖オリゴヌクレオチド、二本鎖ポリヌクレオチド、抗原、ペプチド、ポリマー、分子インプリントポリマー、アプタマー、およびタンパク質からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、捕捉部位はタンパク質である。タンパク質は、たとえば、一量体、二量体、多量体、または融合タンパク質であり得る。特定の実施形態では、タンパク質には、たとえば抗体、抗体の断片、BSA、卵白アルブミン、BSAの断片、卵白アルブミンの断片、マウスIgG、重合マウスIgG、標的HAMAおよびRF干渉メカニズムに対する抗体断片(Fc、Fab、F(ab’)2)および異なるサブクラスのマウスIgG(IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3、IgE、IgD)、標的HAAA干渉に対する精製した動物ポリクローナル抗体(すなわち、ウシ、ヤギ、マウス、ウサギ、ヒツジ)、ストレプトアビジン、ALP、HRP、標的MASI干渉に対するBSA(イソルミノール、ルテニウム、アクリジニウムとのコンジュゲート)等の少なくとも1種のアルブミンまたはそれらの混合物が含まれる。
少なくとも1つの実施形態では、本発明は結合表面に2種以上の異なる捕捉部位を提供する。
(捕捉部位の生成)
ある観点では、提供されるのは、遊離自己抗体または自己抗体複合体に対する複合体特異的、または構造特異的な抗体を産生または生成することを含む、捕捉部位を製造する方法である。遊離自己抗体は、まだ抗原標的と複合体化していない自己抗体である。複合自己抗体は、抗原標的と複合体を形成している自己抗体である。
ある観点では、提供されるのは、MTSH等の自己抗体複合体に対する複合体特異的、または構造特異的な抗体を産生または生成することを含む、捕捉部位を製造する方法である。いくつかの実施形態では、自己抗体はトリヨードチロニン(T3)またはチロキシン(T4)である。いくつかの実施形態では、自己抗体複合体はMTSHである。たとえば、複合体特異的または構造特異的な抗体は、MTSH等の自己抗体複合体に産生され、ヒト血清から精製することができ、捕捉部位として使用することができる。このようにして、抗体は、hIgGまたはhIgMとTSHの複合体に対してのみ特異性を有するであろう。MTSHは、技術および公表された方法に基づいて、またはタンパク質生化学および精製の分野の当業者によって精製することができる。いくつかの実施形態では、自己抗体アッセイの干渉の可能性が最も高い自己免疫疾患患者は、自己抗体を産生または生成するために使用される。たとえば、その全体が引用される参考文献である国際公開第2014114780号、国際公開第2016113719号、および国際公開第2016113720号のBNPのためのHyTest SESアッセイを参照。
(甲状腺特異的な抗体)
たとえば、ある実施形態では、自己抗体は、抗甲状腺自己抗体(抗甲状腺ペルオキシダーゼ抗体、サイロトロピン受容体抗体、サイログロブリン抗体)である。抗甲状腺自己抗体は、甲状腺の1以上の構成要素を標的とする自己抗体標的である。
いくつかの実施形態では、自己抗体は遊離自己抗体(たとえばサイロトロピン(TSH))である。
いくつかの実施形態では、自己抗体は複合自己抗体(たとえばMTSH)である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される捕捉部位は、複合自己抗体に対する特異性、またはMTSH等の抗原標的に既に結合しているhIgGおよび/またはhIgMに対する構造特異性を備えて生成される抗体である。いくつかの実施形態では、自己抗体はT3およびT4である。
以下に示すのは、アフィニティアッセイが設計される用途に応じて、分析物の結合剤(捕捉部位)と分析物からなる結合対の一方のメンバーとして、または他方のメンバーとして機能し得る物質の非限定的なリストである。このような物質は、たとえば捕捉部位(分析物の結合剤)として使用することができ、または本発明で使用することができる捕捉部位を生成するために使用することができる(たとえば、特異的な抗体を生成するためのハプテン/抗原としての使用による)。イムノアッセイを含むアフィニティアッセイは、サンプル中の分析物であるそのような物質の存在および/または濃度を検出するために、本発明に従って設計することができる。特定の実施形態では、分析物に結合する本発明の捕捉部位は、サンプル中の分析物としてのこれらの物質を検出するために使用することができる。あるいは、以下にリストアップする物質は、本発明に従って固相支持体表面に関連づけられ、それらと相互作用する捕捉分子(たとえば、リストアップした物質、に特異的な抗体もしくはその断片、結合タンパク質、または酵素等)を捕捉するために使用することができる。
分析物の結合剤(捕捉部位)と分析物からなる結合対の一方のメンバーとして、または他方のメンバーとして機能し得る物質の非限定的なリストには、誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)、CA19−9、IL−1α、IL−1β、IL−2、IL−3、IL−4、IL−t、IL−5、IL−7、IL−10、IL−12、IL−13、sIL−2R、sIL−4R、sIL−6R、SIVコア抗原、IL−1RA、TNF−α、IFN−ガンマ、GM−CSF;PSA、pPSA、BPSA、inPSA、非α抗キモトリプシン複合型PSA、α抗キモトリプシン複合型PSA等のPSA(前立腺特異抗原)、hK2、hK4、およびhK15、ek−rhK2、Ala−rhK2、TWT−rhK2、Xa−rhK2、HWT−rhK2、ならびに他のカリクレイン等の前立腺カリクレインのイソ型;HIV−1p24;フェリチン、Lフェリチン、トロポニンI、BNP、レプチン、ジゴキシン、ミオグロビン、B型ナトリウム利尿ペプチドまたは脳性ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、N末端プロBNP、CNP、N末端プロCNP(1−50)、N末端CNP−53(51−81)、CNP−22(82−103)、CNP−53(51−103)、心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP);ヒト成長ホルモン、骨型アルカリホスファターゼ、ヒト卵胞刺激ホルモン、ヒト黄体ホルモン、プロラクチン;ヒト絨毛性ゴナドトロフィン(たとえば、CGα、CGβ);可溶性ST2、サイログロブリン;抗サイログロブリン;IgE、IgG、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、炭疽菌(B.anthracis)防御抗原、炭疽菌(B.anthracis)致死因子、炭疽菌(B.anthracis)胞子抗原、野兎病菌(F.tularensis)LPS、黄色ブドウ球菌(S.aureus)エンテロトキシンB、ペスト菌(Y.pestis)莢膜F1抗原、インスリン、アルファフェトプロテイン(たとえば、AFP300)、癌胎児性抗原(CEA)、CA15.3抗原、CA19.9抗原、CA125抗原、HAV Ab、HAV Igm、HBc Ab、HBc Igm、HIV1/2、HBsAg、HBsAb、HCV Ab、抗p53、ヒスタミン;ネオプテリン;s−VCAM−1、セロトニン、sFas、sFasリガンド、sGM−CSFR、s1CAM−1、チミジンキナーゼ、IgE、EPO、内因子Ab、ハプトグロブリン、抗カルジオリピン、抗dsDNA、抗Ro、Ro、抗La、抗SM、SM、抗nRNP、抗ヒストン、抗Scl−70、Scl−70、抗核抗体、抗セントロメア抗体、SS−A、SS−B、Sm、U1−RNP、Jo−1、CK、CK−MB、CRP、虚血変性アルブミン、HDL、LDL、oxLDL、VLDL、トロポニンT、トロポニンI、トロポニンC、微量アルブミン、アミラーゼ、ALP、ALT、AST、GGT、IgA、IgG、プレアルブミン、抗ストレプトリジン、クラミジア、CMV IgG、トキソIgG、トキソIgM、アポリポタンパク質A、アポリポタンパク質B、C3、C4、プロパージン因子B、アルブミン、α−酸性糖タンパク質、α−アンチトリプシン、α−マイクログロブリン、α−マイクログロブリン、抗ストレプトリジン−O、アンチトロンビンIII、アポリポタンパク質A1、アポリポタンパク質B、β−マイクログロブリン、セルロプラスミン、補体成分C3、補体成分C4、C反応性タンパク質、DNaseB、フェリチン、遊離カッパL鎖、遊離ラムダL鎖、ハプトグロビン、免疫グロブリンA、免疫グロブリンA(CSF)、免疫グロブリンE、免疫グロブリンG、免疫グロブリンG(CSF)、免疫グロブリンG(尿)、免疫グロブリンGサブクラス、免疫グロブリンM、免疫グロブリンM(CSF)、カッパL鎖、ラムダL鎖、リポタンパク質(a)、微量アルブミン、プレアルブミン、プロパージン因子B、リウマチ因子、フェリチン、トランスフェリン、トランスフェリン(尿)、風疹IgG、サイログロブリン抗体、トキソプラズマIgM、トキソプラズマIgG、IGF−I、IGF結合タンパク質(IGFBP)−3、ヘプシン、pim1キナーゼ、Eカドヘリン、EZH2、a−メチルアシルCoAラセマーゼ、TGFベータ、IL6SR、GAD、IA−2、CD−64、好中球CD−64、CD−20、CD−33、CD−52、シトクロムP450のイソ型、s−VCAM−1、sFas、sICAM、B型肝炎表面抗原、トロンボプラスチン、HIVp24、HIVgp41/120、HCVC22、HCVC33、ヘモグロビンA1c、GAD65、IA2、ビタミンD、25−OHビタミンD、1、25(OH)2ビタミンD、24、25(OH)2ビタミンD、25、26(OH)2ビタミンD、ビタミンDの3エピマー、FGF23、スクレロスチン、プロカルシトニン、カルシトニン、クロストリディオイデス・ディフィシル(C.difficile)トキシンAおよびB、ヘリコバクター・ピロリ(h.pylori)、HSV1、HSV2が含まれる。
アフィニティアッセイが設計される用途に応じて、分析物の結合剤(捕捉部位)と分析物からなる結合対の一方のメンバーとして、または他方のメンバーとして機能することができ、本発明で使用し得る適切な物質には、たとえば抗体またはその断片のような、生物学的基準のためのWHO国際研究所によって保持され、特性評価され、および/または配布されているWHO国際生物学的参照物質(2005年6月30日に更新され、当技術分野でよく知られている物質をリストアップしたhttp:/www.who.int/bloodproducts/re_materialsで入手可能であり、これは参照によって本明細書に援用される)のいずれかに特異的な部位が含まれる。
物質に続く括弧内のWHOコードによって特定される、そのような適切な国際標準の部分的なリストには:ヒト組み換えトロンボプラスチン(rTF/95)、ウサギトロンボプラスチン(RBT/90)、甲状腺刺激抗体(90/672)、ヒト組み換え組織プラスミノーゲンアクチベーター(98/714)、高分子ウロキナーゼ(87/594)、前立腺特異抗体(96/668)、前立腺特異抗体90:10(96/700);ヒト血漿タンパク質C(86/622)、ヒト血漿タンパク質S(93/590)、リウマチ関節炎血清(W1066)、血清アミロイドAタンパク質(92/680)、ストレプトキナーゼ(00/464)、ヒトトロンビン(01/580)、ウシ組み合わせトロンボプラスチン(OBT/79)、抗D陽性対照静注用免疫グロブリン(02/228)、島細胞抗体(97/550)、リポタンパク質a(IFCC SRM2B)、ヒトパルボウイルスB19DNA(99/800)、ヒトプラスミン(97/536)、ヒトプラスミノーゲンアクチベーター阻害剤1(92/654)、血小板第4因子(83/505)、プレカリクレインアクチベーター(82/530)、ヒト脳CJDコントロールおよびヒト脳散発性CJD調製物1およびヒト脳散発性CJD調製物2およびヒト脳変異体CJD(なし;それぞれWHO TRS ECBS報告書No.926、53sup.rd報告書、脳ホモジネートに引用)、C1q、C4、C5、因子B、および全機能補体CH50を含むヒト血清補体成分(W1032)、ヒト血清免疫グロブリンE(75/502)、ヒト血清免疫グロブリンG、A、およびM(67/86)、ヒト血清タンパク質アルブミン、アルファ1−アンチトリプシン、アルファ2−マクログロブリン、セルロプラスミン、補体成分C3、トランスフェリン(W1031)、抗D陰性対照静注用免疫グロブリン(02/226)、A型肝炎RNA(00/560)、B型肝炎表面抗原サブタイプadw2遺伝子型A(03/262および00/588)、B型肝炎ウイルスDNA(97/746)、C型肝炎ウイルスRNA(96/798)、HIV−1 p24抗原(90/636)、HIV−1RNA(97/656)、HIV−1RNA遺伝子型(10 I01/466のセット)、ヒトフィブリノーゲン濃縮物(98/614)、ヒト血漿フィブリノーゲン(98/612)、上昇A2ヘモグロビン(89/666)、上昇Fヘモグロビン(85/616)、ヘモグロビンシアン化物(98/708)、低分子ヘパリン(85/600および90/686)、未分画ヘパリン(97/578)、血液凝固因子VIIIおよびフォン・ヴィルブランド因子(02/150)、ヒト血液凝固因子VIII濃縮物(99/678)、ヒト血液凝固因子XIII血漿(02/206)、ヒト血液凝固因子II、VII、IX、X(99/826)、ヒト血液凝固因子IIおよびX濃縮物(98/590)、ヒト癌胎児性抗原(73/601)、ヒトC反応性タンパク質(85/506)、組み換えヒトフェリチン(94/572)、アポリポタンパク質B(SP3−07)、ベータ2マイクログロブリン(B2M)、ヒトベータトロンボグロブリン(83/501)、ヒト血液凝固因子IX濃縮物(96/854)、ヒト血液凝固因子IXa濃縮物(97/562)、ヒト血液凝固因子Vライデン、ヒトgDNAサンプルFV野生型、FVLホモ接合体、FVLヘテロ接合体(03/254、03/260、03/248)、ヒト血液凝固因子VII濃縮物(97/592)、ヒト血液凝固因子VIIa濃縮物(89/688)、ヒト抗梅毒血清(HS)、ヒト抗破傷風免疫グロブリン(TE−3)、ヒト抗トロンビン濃縮物(96/520)、ヒト血漿抗トロンビン(93/768)、ヒト抗サイログロブリン血清(65/93)、抗トキソプラズマ血清(TOXM)、ヒト抗トキソプラズマ血清(IgG)(01/600)、ヒト抗水痘帯状疱疹免疫グロブリン(W1044)、アポリポタンパク質A−1(SP1−01)、ヒト抗インターフェロンベータ血清(G038−501−572)、ヒト抗はしか血清(66/202)、抗核リボ核タンパク質血清(W1063)、抗核内因子(均質)血清(66/233)、抗パルボウイルスB19(IgG)血清(91/602)、1、2、3型抗パルボウイルス血清(66/202)、ヒト抗狂犬病免疫グロブリン(RAI)、ヒト抗風疹免疫グロブリン(RUBI−1−94)、抗平滑筋血清(W1062)、ヒト抗二本鎖DNA血清(Wo/80)、ヒト抗E完全血液型別血清(W1005)、ヒト抗エキノコックス血清(ECHS)、ヒト抗A型肝炎免疫グロブリン(97/646)、ヒト抗B型肝炎免疫グロブリン(W1042)、ヒト抗E型肝炎血清(95/584)、抗ヒト血小板抗原1a(93/710)、抗ヒト血小板抗原5b(99/666)、ヒト抗インターフェロンアルファ血清(B037−501−572)、ヒトαフェトプロテイン(AFP)、アンクロッド(74/581)、ヒト抗A血液型別血清(W1001)、ヒト抗B血液型別血清(W1002)、ヒト抗C完全血液型別血清(W1004)、抗D(抗Rh0)完全血液型別血清(99/836)、ヒト抗D(抗Rh0)不完全血液型別血清(W1006)、およびヒト抗D免疫グロブリン(01/572)が含まれる。
アフィニティアッセイが設計される用途に応じて分析物の結合剤(捕捉部位)と分析物からなる結合対の一方のメンバーとして、または他方のメンバーとして機能し得る適切な物質の他の例には、化合物を認識することができる抗体を生成するためにハプテンとして使用することができる化合物が含まれ、限定されないが、以下:限定されないが、プロゲステロン、エストロゲン、テストステロン、プロゲスチン、副腎皮質ステロイド、およびデヒドロエピアンドロステロンを含むホルモン、および、WHOにより国際参照標準としてリストアップされている非タンパク質/非ポリペプチド抗原の任意の塩、エステル、またはエーテルが含まれる。物質に続く括弧内のWHOコードによって特定される、そのような適切な国際参照標準の部分的なリストには、ビタミンB12(WHO81.563)、葉酸塩(WHO95/528)、ホモシステイン、トランスコバラミン、T4/T3、および参照により本明細書に援用されるWHOの国際生物学的参照物質のカタログ(WHOのウェブ、たとえば2005年6月30日に更新されたhttp://www.who.int/bloodproducts/ref_materials/のページで入手可能)に記載の他の物質が含まれる。本明細書に記載される方法および組成物は、前述の1種以上のWHO参照標準または参照標準を含む混合物を含むことができる。
アフィニティアッセイが設計される用途に応じて分析物の結合剤(捕捉部位)と分析物からなる結合対の一方のメンバーとして、または他方のメンバーとして機能し得る物質の他の例には、乱用薬物が含まれる。乱用薬物には、たとえば、以下の薬剤のリスト:ヘロイン、モルヒネ、ヒドロモルフォン、コデイン、オキシコドン、ヒドロコドン、フェンタニル、デメロール、メタドン、ダーボン、スタドール、タルウィン、パレゴリック、ブプレネックス;たとえば、アンフェタミン、メタンフェタミン等の覚醒剤;メチルアンフェタミン、エチルアンフェタミン、メチルフェニデート、エフェドリン、プソイドエフェドリン、エフェドラ、麻黄、メチレンジオキシアンフェタミン(MDS)、フェンテルミン、フェニルプロパノールアミン;アミフェナゾール、ベミグリド、ベンズフェタミン、ブロマタン、クロルフェンテルミン、クロプロパミド、クロテタミド、ジエチルプロピオン、ジメチルアンフェタミン、ドキサプラム、エタミバン、フェンカムファミン、メクロフェノキサート、メチルフェニデート、ニケタミド、ペモリン、ペンテトラゾール、フェンジメトラジン、フェンメトラジン、フェンテルミン、フェニルプロパノールアミン、ピクロトキシン、ピプラドール、プロリンタン、ストリキニーネ、シネフリン、フェンシクリジン、およびエンジェルダスト、PCP、ケタミン等の類似体;たとえばバルビツール酸塩、グルテチミド、メタカロン、およびメプロバメート、メトヘキシタール、チアミル、チオペンタール、アモバルビタール、ペントバルビタール、セコバルビタール、ブタルビタール、ブタバルビタール、タルブタール、およびアプロバルビタール、フェノバルビタール、メホバルビタールなどの抗うつ剤;たとえばエスタゾラム、フルラゼパム、テマゼパム、トリアゾラム、ミダゾラム、アルプラゾラム、クロルジアゼポキシド、クロラゼプ酸塩、ジアゼパム、ハラゼパム、ロラゼパム、オキサゼパム、プラゼパム、クアゼパム、クロナゼパム、フルニトラゼパムなどのベンゾジアザペン;ガンマヒドロキシル酪酸およびガンマブチロラクトン等のGBH薬;グルテチミド、メタカロン、メプロバメート、カリソプロドール、ゾルピデム、ザレプロン;テトラヒドラカンナビノールおよび類似体等のカンナビノイド薬;コカイン、3−4メチレンジオキシメタンフェタミン(MDMA);たとえばメスカリンおよびLSD等の幻覚剤、ならびにそれらの代謝物(たとえば、血中、尿中、および他の生体物質中に存在する代謝物)、ならびにそれらの任意の塩、エステル、またはエーテルが含まれる。
(実施例)
(実施例1:少量のバイオマーカー濃縮)
40mLのPBS中の非常に低濃度のバイオマーカー(0.0195μIU TSH/mLまたは0.497pg PTH/mL)は、ストレプトアビジンで被覆された550nmの超常磁性ナノ粒子を使用して濃縮し、その後、ビオチン化抗TSH抗体(VERAPREP Concentrate TSH試薬)またはビオチン化抗PTHモノクローナル抗体(VERAPREP Concentrate PTH試薬)で被覆した。
第1の研究では、550nmのVERAPREP Biotinをビオチン化抗TSH捕捉抗体で被覆することによりVERAPREP Concentrate TSH試薬を調製した。0.08mLのTSH抗原(10μIU/mL、ELISA校正用)を、41mL PBSバッファーで、DRG TSH Ultrasensitive ELISA(品番EIA−1790、ロット番号RN58849)の機能感度未満(0.054μIU/mL未満)である0.0195μIU/mLに希釈し、1mLをベースラインサンプル(濃縮前)として保存した。40mLのサンプルをVERAPREP Concentrate TSHのプロトコールを用いて処理し、その後のTSH ELISA試験用に1.0 mLの濃縮サンプルを作製した。
1. 10μIU/mLのTSH標準液80μLを41.0mLのPBSで0.0195μIU/mLに希釈し、ベースラインサンプルとして1.0mLを保存する(濃縮前)。
2. 10μIU/mL TSH標準液80μLを1.0mLのVERAPREP Cleave as Controlで0.80μIU/mLに希釈する。
3. PBS中の0.0195μIU/mL TSH 40μLを50mLファルコンチューブに加える。
4. VERAPREP Concentrate TSH混合物を加える。
5. 室温で60分間混合しながらインキュベートする。
6. Dexter LifeSep(登録商標)50SXを使用して、60分間VERAPREP Concentrate TSHを磁気的に分離する。
7. 40mLのPBSをデカンテーションして廃棄する。
8. 4.0mLのPBS洗浄バッファーを加え、混合する。
9. Dexter LifeSep(登録商標)50SXを使用して、30分間、4mLのPBS洗浄バッファー中のVERAPREP Concentrate TSHを磁気的に分離する。
10. 4mLのPBSをデカンテーションして廃棄する。
11. 1mLのPBS洗浄バッファーを加え、混合する。
12. 1mLのVERAPREP Concentrate TSHを、1.75mLのコニカル底のスナップキャップバイアルに移す。
13. Dexter LifeSep(登録商標)1.5Sを使用して、10分間、1mLのPBS洗浄バッファー中のVERAPREP Concentrate TSHを磁気的に分離する。
14. 1mLのPBSを吸引して廃棄する。
15. 1mLのVERAPREP Cleaveを加え、混合する。
16. Dexter LifeSep(登録商標)1.5Sを使用して、10分間、1mLのVERAPREP Cleave中のVERAPREP Concentrate TSHを磁気的に分離する。
17. 1mLの上清(濃縮サンプル)を吸引して保存し、対照、ベースラインサンプル、および濃縮サンプルを試験した。
0.08mLのTSH抗原(10μIU/mL、ELISA校正用)も、対照としてVERAPREP Cleave buffer1mLで0.800μIU/mLに希釈した。ベースラインサンプル、濃縮サンプル、対照をDRG TSH Ultrasensitive ELISAで測定し、濃縮サンプルのTSH回収率を[濃縮サンプルの結果]/[対照の結果]×100%として算出した。予想通り、希釈したTSHベースラインサンプルはUltrasensitive ELISA では検出されず、0.00μIU/mLと表示された。わずか0.80mgの試薬を使用して、VERAPREP Concentrate TSHは、希釈したTSHを、検出不可能な状態から0.73μIU/mLまで濃縮することに成功した(表1)。対照と比較して98.6%の回収率であったが、TSH ELISAにおけるVERAPREP Cleaveバッファーのマトリックス効果によりアッセイシグナルが抑制された可能性がある(表2)。
Figure 2021533384
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第2の研究では、550nm VERAPREP Biotinをビオチン化抗PTH捕捉部位で被覆することにより、VERAPREP Concentrate PTH試薬を調製した。0.021mLのPTH抗原(971pg/mL、ELISA校正用)も、DRG PTH(Parathyroid)Intact ELISA(品番EIA−3645、ロット番号2896)の機能感度未満(1.56pg/mL未満)の41mL PBSバッファーで0.497pg/mLに希釈し、1mLをベースラインサンプル(濃縮前)として保存した。40mLのサンプルをVERAPREP Concentrate PTHのプロトコールを用いて処理し、その後のPTH ELISA検査用に1.0mLの濃縮サンプルを作製した。
1. 971pg/mLのPTH標準液21μLを41.0mLのPBSで0.497pg/mLに希釈し、ベースライン検体として1.0mLを保存する(濃縮前)。
2. 971pg/mLのPTH標準液21μLを、対照として1.0mLのVERAPREP Cleaveで20.4pg/mLに希釈する。
3. PBS中の0.497pg/mL PTH 40mLを50mLのファルコンチューブに加える。
4. VERAPREP Concentrate PTHを加え、混合する。
5. 室温で30分間混合しながらインキュベートする。
6. Dexter LifeSep(登録商標)50SXを用いて、15分間VERAPREP Concentrate PTHを磁気的に分離する。
7. 40mLのPBSをデカンテーションして廃棄する。
8. 4.0mLのPBS洗浄バッファーを加え、混合する。
9. Dexter LifeSep(登録商標)50SXを使用して、10分間、4mLのPBS洗浄バッファー中のVERAPREP Concentrate PTHを磁気的に分離する。
10. 4mLのPBSをデカンテーションして廃棄する。
11. 1.0mLのPBS洗浄バッファーを加え、混合する。
12. 1mLのVERAPREP Concentrate PTHを、1.75mLのコニカル底のスナップキャップバイアルに移す。
13. Dexter LifeSep(登録商標)1.5Sを使用して、10分間、1mLのPBS洗浄バッファー中のVERAPREP Concentrate PTHを磁気的に分離する。
14. 1mLのPBSを吸引して廃棄する。
15. 1mLのVERAPREP Cleaveを加え、混合する。
16. Dexter LifeSep(登録商標)1.5Sを使用して、10分間、1mLのVERAPREP Cleave中のVERAPREP Concentrate PTHを磁気的に分離する。
17. 1mLの上清(濃縮サンプル)を吸引して保存し、対照、ベースラインサンプル、および濃縮サンプルを試験した。
0.021mLのPTH抗原(971pg/mL、ELISA校正用)も、対照として、VERAPREP Cleaveバッファー1mLで20.4pg/mLに希釈した。ベースラインサンプル、濃縮サンプルおよび対照をDRG PTH(Parathyroid)Intact ELISAで検査し、濃縮サンプルのPTH回収率を[濃縮サンプル結果]/[コントロール結果]×100%として計算した。希釈したPTHベースラインサンプルは、ELISAアッセイにおけるVERAPREP Cleaveバッファーのマトリックス効果により13.5pg/mLとなった。このマトリックス効果によりアッセイシグナルが向上した。わずか0.80mgの試薬を使用したVERAPREP Concentrate PTHは、希釈したPTHを42.3pg/mLまで濃縮することに成功した(表3)。対照と比較して109%の回収であった(表4)。
Figure 2021533384
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(実施例4:その後の質量分析(LC−MS/MSまたはMALDI−MS)分析のための尿からの低濃度バイオマーカー濃縮)
以下では、バイオマーカーに特異的な捕捉部位で被覆された超常磁性ナノ粒子を使用して、大容量の尿サンプルから低濃度のバイオマーカー、およびスパイクされた内部標準(ISTD)を濃縮するための質量分析サンプルの前処理プロトコールについて説明する。全く同一のプロトコールはまた、同じサンプルからの2つ以上のバイオマーカーおよび対応するスパイクされたISTDを多重化して濃縮するために、各集団が異なる捕捉部位で被覆されている、混合された、またはプールされた異なる複数の超常磁性ナノ粒子集団を使用することができる。2以上のバイオマーカーの濃縮および特性評価により、単一のバイオマーカーの特性評価では不可能な疾患の臨床診断および/または予後のためのアルゴリズムを容易に使用できる。たとえば、閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)を尿から診断するために、VERAPREP Concentrate試薬は、カリクレイン−1、ウロモジュリン、ウロコルチン−3、およびオロソムコイド−1を捕捉して濃縮するための4種類の抗体、またはカリクレイン−1、ウロモジュリン、ウロコルチン−3、およびオルソムコイド−1、IL−6、IL−10、および高感度C反応性タンパク質を捕捉して濃縮するための7種類の抗体から構成され得る。
1. 患者の尿を採集する(採尿カップ等の標準的な採尿プロトコールを使用)。
2. 採尿サンプルを混合する。
3. 40mLの尿を50mLのファルコンチューブに加える。
4. 濃縮するための、バイオマーカー用の重水素化した内部標準を加え、混合する。
5. VERAPREP Conditionを加え、混合する。
6. VERAPREP Concentrateを加え、混合する。
7. インキュベート:VERAPREP Concentrateによりバイオマーカーおよび重水素化された内部標準が捕捉される。
8. Dexter LifeSep(登録商標)50SXを使用して、40mLの尿中のVERAPREP Concentrateを磁気的に分離する。
9. 尿を吸引して廃棄する。
10. 4mLのPBS洗浄バッファーを加え、混合する。
11. Dexter LifeSep(登録商標)50SXを使用して、4mLのPBS洗浄バッファー中のVERAPREP Concentrateを磁気的に分離する。
12. 尿を吸引して廃棄する。
13. ステップ12をさらに2回(2×)繰り返す。
14. 1mLのVERAPREP Cleaveを加え、混合する(質量分析対応バッファー)。
15. Dexter LifeSep(登録商標)1.5Sを使用して、1mLのVERAPREP Cleave中のVERAPREP Concentrateを磁気的に分離する。
16. 1mLの上清サンプルを吸引し、LC−MSで試験した。
17. 1)40mLの尿サンプルサイズ、2)バイオマーカーのLC−MS定量、3)重水素化された内部標準物質の回収率に基づいて報告されたバイオマーカーの値の調整に基づき、最終バイオマーカー濃度を決定した。
捕捉され濃縮されたバイオマーカー(1または複数)の選択的放出または切断は、pHの変化(グリシンpH2.5の溶出後に中和するなどの酸性pH、またはpH10.0以上のアルカリ性pH)、TCEPもしくはDTTのような還元剤で切断されるジスルフィド結合のような切断可能なリンカーの使用、またはコンカナバリンA上の結合部位を競合させるモノマーアビジンとのD−ビオチンのモル過剰またはコンカナバリンAとの糖のモル過剰のような競合溶出の使用によって達成することができる。
(実施例5:低濃度のバイオマーカーの濃縮前のサンプル干渉物質枯渇のためのサンプル前処理)
以下に、低濃度のバイオマーカーを濃縮する前にサンプル干渉物質を枯渇させるためのサンプル前処理のプロトコールを説明する。このプロトコールでは、試薬Aの微粒子上の捕獲部位が濃縮されるバイオマーカーに対する特異性を有しないことを除いて、試薬Bのマイクロ粒子と全く同じマイクロ粒子が含まれる試薬Aでサンプルを前処理する。サンプルの干渉物質を枯渇させるためにサンプル前処理を行った後、試薬Aのビーズは、磁気的、物理的、または化学的にサンプルから除去される。次に、干渉物質が枯渇した、または干渉物質を含まないサンプルを試薬Bに加え、または試薬Bと混合して、干渉物質がない状態でバイオマーカーを捕捉および濃縮する。
この方法は、96穴または384穴プレート磁石等の磁性、常磁性または超常磁性のマイクロ粒子を捕獲するために、デッキ上の磁石を使用して、HamiltonやTecan等の液体処理システム上で自動化されている。
1.サンプルラックをシステム上に載せる。
2.サンプルを吸引し、チューブ、96穴プレート、または384穴プレート等の反応容器Aに分注する。
3.混合試薬A(磁性マイクロ粒子)を吸引して反応容器Aに分注し、混合し、インキュベートしてサンプル特異的な干渉物質を捕捉し、枯渇させる。
4.反応容器Aを磁石位置(たとえばチューブ用の単一の磁石、または96穴もしくは384穴磁気分離器)に移動し、試薬Aを分離する。
5.前処理したサンプルを吸引し、チューブ、96穴プレート、または384穴プレート等の反応容器Bに分注する。
6.混合試薬Bを反応容器に加え、混合し、インキュベートして、干渉物質がない状態(試薬Aでのサンプル前処理により枯渇し、除去される)でバイオマーカーを捕捉するか、またはバイオマーカーを濃縮する。
7. 反応容器Bを磁石位置(たとえばチューブ用の単一の磁石、または96穴もしくは384穴プレート磁気分離器)に移動し、試薬Aを分離する。
8.サンプル上清およびマトリックスを吸引/除去し、廃棄して試薬Bを洗浄する。
9.捕捉されたバイオマーカーを測定するために、試薬Bを直接測定系で試験するか、または、試験系での測定のために、バイオマーカーは試薬Bから切断、溶出、もしくは選択放出され、または捕捉部位−バイオマーカー複合体は試薬Bから切断、溶出、もしくは選択放出され、または(前もって標識された捕捉部位)−バイオマーカー複合体は試薬Bから切断、溶出、もしくは選択放出される。
(略語)
ABEI N−(4−アミノブチル)−N−エチルイソルミノール
ALP アルカリホスファターゼ
BSA ウシ血清アルブミン
Fab 断片抗体結合
Fc 断片、結晶化可能
HAAA ヒト抗動物抗体
HAMA ヒト抗マウス抗体
HASA ヒト抗ヒツジ抗体
IFU 使用のための説明
IgG 抗体または免疫グロブリン
IgM 免疫グロブリンM
HRP 西洋ワサビペルオキシダーゼ
LC−MS/MS 液体クロマトグラフィー・タンデム質量分析法
LDT 研究室で開発された試験
Mab モノクローナル抗体
MASI 製造アッセイ特異的な干渉
MFG IVDメーカー
PMP 超常磁性微粒子
PBCT 一次採血チューブ
RF リウマチ因子
RLU 相対光単位またはアッセイ応答シグナル
RUO 研究利用に限る
SAv ストレプトアビジン
STT 二次トランスファーチューブ
TAT ターンアラウンドタイム
WF ワークフロー
(定義)
本明細書で使用される「サンプル」または「生体サンプル」は、診断、予後、スクリーニング、リスク評価、重症度分類、および治療薬モニタリング等のモニタリングのために試験される、ヒトまたは動物の血清、血漿(すなわち、EDTA、ヘパリンリチウム、クエン酸ナトリウム)、血液、全血、処理された血液、尿、唾液、便(液体および固体)、精液または精漿、羊水、脳脊髄液、細胞、組織、生検材料、DNA、RNA、または任意の液体または溶解した固体、もしくは処理された固体材料をいう。いくつかの実施形態では、サンプルは大容量サンプルである。いくつかの実施形態では、サンプルには複数のサンプル(たとえば、同一または異なる対象からの2以上のサンプル)が含まれる。いくつかの実施形態では、サンプルには、サンプル中に低濃度で存在するバイオマーカーが含まれる。
いくつかの実施形態では、サンプルは、一次採血チューブ(PBCT)、二次トランスファーチューブ(SST)、24時間(24hr)採尿器、BDバキュテイナバリコア(Vacutainer Barricor)チューブ、ナノテイナー(nanotainer)、唾液採集チューブ、血液スポット濾紙、または便および精液用等の任意の採集チューブもしくは装置、ヘパリンナトリウム、ヘパリンリチウム、もしくはヘパリンアンモニウムを含む、淡緑色もしくは緑色トップの血漿分離チューブ(PST)、クエン酸ナトリウム(すなわち、3.2%または3.8%)もしくはクエン酸塩、テオフィリン、アデノシン、ジピリダモール(CTAD)を含む、淡青色トップのチューブ、ガラスチューブ(添加剤なし)もしくはプラスチックチューブ(血栓活性化剤を含む)に血清を採集するための血清学または免疫血液学用の赤トップチューブ、ガラスチューブ(添加剤なし)もしくはプラスチックチューブ(血栓活性化剤を含む)に血清を採集するための化学用の赤トップチューブ、分子診断およびウイルス負荷の検出において血漿を試験するための、EDTA K2、EDTA K3、液体EDTA溶液(すなわち、8%)を含む紫ラベンダートップのチューブもしくはEDTA K2/ゲルチューブ、血液銀行EDTA用のピンクトップチューブ、シュウ酸カリウムおよびフッ化ナトリウム、フッ化ナトリウム/EDTA、もしくはフッ化ナトリウムを含む灰色トップチューブ(抗凝血なし、血清サンプル用)、ACD溶液AまたはACD溶液Bを含む黄色トップチューブ、ロイヤルブルートップチューブ(血清、添加剤なしまたはヘパリンナトリウム)、白トップチューブ、または任意の用途もしくは診断試験のタイプのための、添加剤なしもしくは任意の添加剤、またはそれらの組み合わせを含む、血液採集用の任意の色もしくは任意の型のチューブに採集される。
いくつかの実施形態では、サンプルは、尿、24時間尿、唾液、および便、または目的のバイオマーカーが希釈されている、もしくは測定が困難である等、困難なタイプのサンプルである。たとえば、生体サンプルは、患者の集団(たとえば、新生児、小児、老人、妊婦、腫瘍、自己免疫疾患)のために困難な場合がある。たとえば、いくつかのバイオマーカーは、たとえば循環中もしくは尿中で希釈されすぎていて、または低濃度すぎて、現行のPOCTおよび主要な研究室分析装置により確実に検出することができず、正確かつ精密に測定することができない。いくつかの実施形態では、困難なサンプルは脳脊髄液(CSF)である。
本明細書で使用される「採集装置」は、一次採血チューブ(PBCT),24時間採尿器、採尿器、唾液採集チューブ、採便器、精液採集器、血液採集バッグ、またはサンプルを添加する前の任意のサンプル採集チューブもしくは装置であり得る。
PCBTおよび二次トランスファーチューブ(SST)は、Becton Dickinson(BD)、Greiner、VWR、およびSigma Aldrich等の会社の市販の標準チューブもしくはカスタムの採集チューブ(ゲル分離剤ありまたはなし)、ガラスチューブ、プラスチックチューブ、ヘパリンナトリウム、ヘパリンリチウム、もしくはヘパリンアンモニウムを含む、淡緑色もしくは緑色トップの血漿分離チューブ(PST)、クエン酸ナトリウム(すなわち、3.2%または3.8%)もしくはクエン酸塩、テオフィリン、アデノシン、ジピリダモール(CTAD)を含む、淡青色トップのチューブ、ガラスチューブ(添加剤なし)もしくはプラスチックチューブ(血栓活性化剤を含む)に血清を採集するための血清学または免疫血液学用の赤トップチューブ、ガラスチューブ(添加剤なし)もしくはプラスチックチューブ(血栓活性化剤を含む)に血清を採集するための化学用の赤トップチューブ、分子診断およびウイルス負荷の検出において血漿を試験するための、EDTA K2、EDTA K3、液体EDTA溶液(すなわち、8%)を含む紫ラベンダートップのチューブもしくはEDTA K2/ゲルチューブ、血液銀行EDTA用のピンクトップチューブ、シュウ酸カリウムおよびフッ化ナトリウム、フッ化ナトリウム/EDTA、もしくはフッ化ナトリウムを含む灰色トップチューブ(抗凝血なし、血清サンプル用)、ACD溶液AまたはACD溶液Bを含む黄色トップチューブ、ロイヤルブルートップチューブ(血清、添加剤なしまたはヘパリンナトリウム)、白トップチューブ、または任意の用途もしくは診断試験のタイプのための、添加剤なしもしくは任意の添加剤、またはそれらの組み合わせを含む、血液採集用の任意の色もしくは任意の型のチューブであってもよい。
本明細書で使用される「保存装置」または「トランスファー装置」は、採集装置で受け取ったサンプルおよび/または他の成分を受け取ることができる装置をいう。保存またはトランスファー装置は、プラスチックもしくはガラスのチューブ、バイアル、ボトル、ビーカー、フラスコ、バッグ、缶、マイクロタイタープレート、ELISAプレート、96穴プレート、384穴プレート、1536穴プレート、キュベット、反応モジュール、リザーバー、または、液体サンプルの保持、保存、もしくは処理に適した任意の容器であってもよい。
本明細書でいう「診断試験」には、限定されないが、抗体系の診断試験、非抗体系の診断試験、免疫抽出(IE)および固相抽出(SPE)等の、クロマトグラフィー法、分光光度法、および質量分析法(すなわち、HPLC、MS、LCMS、LC−MS/MS)によるその後の分析のためのサンプル前処理の方法もしくは装置、ラジオイムノアッセイ(RIA)、酵素結合免疫吸着法(ELISA)、化学発光免疫測定法(CLIA)、分子診断、ラテラルフロー(LF)、ポイントオブケア(PoC)、直販(DTC)、CLIAおよびCLIA免除の試験および装置、研究使用に限られる(RUO)試験、In Vitro診断(IVD)試験、研究室で開発された試験(LDT)、コンパニオン診断、ならびに、診断、予後、スクリーニング、リスク評価、重症度分類、および治療薬モニタリング等のモニタリングのための任意の試験が含まれる。いくつかの実施形態では、診断試験には、ターンアラウンドタイムが短い診断試験(STAT)、外来試験、ラテラルフロー試験、ポイントオブケア(PoC)試験、分子診断試験、HPLC、MS、LCMS、LC−MS/MS、ラジオイムノアッセイ(RIA)、酵素結合免疫吸着法(ELISA)、化学発光免疫測定法(CLIA)、CLIAおよびCLIA免除の試験、ならびに、診断、予後、スクリーニング、リスク評価、重症度分類、治療モニタリング、および治療薬モニタリングのための任意の診断試験が含まれる。
(付記)
(付記1)
生体サンプルからバイオマーカーを除去するための方法であって、
a)前記サンプルを、各粒子が独立して捕捉部位(すなわち、捕捉部位の型または種類)を含む複数種の粒子と組み合わせて、混合物を提供すること、
b)前記混合物を混合して、前記バイオマーカーとの1種以上の粒子複合体を提供すること、
c)前記粒子複合体を除去または単離して、枯渇させた溶液を提供すること、
を含み、
それにより、生体サンプルからバイオマーカーを除去する、
方法。
(付記2)
生体サンプルからバイオマーカーを単離するための方法であって、
a)前記サンプルを、各粒子が独立して捕捉部位(すなわち、捕捉部位の型または種類)を含む複数種の粒子と組み合わせて、混合物を提供すること、
b)前記混合物を混合して、前記バイオマーカーとの1種以上の粒子複合体を提供すること、
c)前記粒子複合体を除去または単離して、枯渇させた溶液および濃縮された単離物を提供すること、
を含み、
それにより、生体サンプルからバイオマーカーを単離する、
方法。
(付記3)
前記サンプルを前記複数種の粒子と組み合わせる前に、前記生体サンプルに条件調節剤が添加される、付記1または2に記載の方法。
(付記4)
前記条件調節剤は、pH調整剤、モル濃度調整剤、干渉遮断剤、または遊離剤もしくは放出剤である、付記3に記載の方法。
(付記5)
診断試験が行われる前に前記生体サンプルについて行われる、付記1または2に記載の方法。
(付記6)
前記複数種の粒子には、複数種の捕捉部位(たとえば、それぞれ独立に複数種の捕捉部位と共有結合または非共有結合している複数種の粒子)が含まれる、付記1または2に記載の方法。
(付記7)
前記複数種の粒子には、第1の捕捉部位を備える第1の粒子が含まれる、付記1または2に記載の方法。
(付記8)
前記複数種の粒子には、第2の捕捉部位を備える第2の粒子が含まれる、付記7に記載の方法。
(付記9)
前記複数種の粒子には、第3の捕捉部位を備える第3の粒子が含まれる、付記8に記載の方法。
(付記10)
前記複数種の粒子には、第4の捕捉部位を備える第4の粒子が含まれる、付記9に記載の方法。
(付記11)
前記複数種の粒子には、第5の捕捉部位を備える第5の粒子が含まれる、付記10に記載の方法。
(付記12)
前記複数種の粒子には、第6の捕捉部位を備える第6の粒子が含まれる、付記11に記載の方法。
(付記13)
前記複数種の粒子には、第7の捕捉部位を備える第7の粒子が含まれる、付記12に記載の方法。
(付記14)
前記複数種の粒子には、第8の捕捉部位を備える第8の粒子が含まれる、付記13に記載の方法。
(付記15)
前記複数種の粒子には、第9の捕捉部位を備える第9の粒子が含まれる、付記14に記載の方法。
(付記16)
前記複数種の粒子には、第10の捕捉部位を備える第10の粒子が含まれる、付記15に記載の方法。
(付記17)
前記生体サンプルから第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、または第10のバイオマーカーを除去、または分離することを含む、付記16に記載の方法。
(付記18)
前記混合物に切断試薬または放出剤を加えて、濃縮された単離物を提供することをさらに含む、付記1または2に記載の方法。
(付記19)
前記バイオマーカーについて診断試験を行うこと(たとえば、本明細書に記載される除去方法または単離方法の後に)をさらに含む、付記1または2に記載の方法。
(付記20)
前記診断試験は、2種以上のバイオマーカーの存在または不存在を同時に検出する、付記19に記載の方法。
(付記21)
前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第2の粒子と異なる、付記8に記載の方法。
(付記22)
前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第3の粒子と異なる、付記9に記載の方法。
(付記23)
前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第4の粒子と異なる、付記10に記載の方法。
(付記24)
前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第5の粒子と異なる、付記11に記載の方法。
(付記25)
前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第6の粒子と異なる、付記12に記載の方法。
(付記26)
前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第7の粒子と異なる、付記13に記載の方法。
(付記27)
前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第8の粒子と異なる、付記14に記載の方法。
(付記28)
前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第9の粒子と異なる、付記15に記載の方法。
(付記29)
前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第10の粒子と異なる、付記16に記載の方法。
(付記30)
前記特性は、本明細書に記載のバイオマーカーに対する選択性、親和性、または結合性である、付記21〜29のいずれか1つに記載の方法。
(付記31)
前記大きさは直径50〜1000nm(たとえば、100〜500nm、200〜600nm)である、付記21〜29のいずれか1つに記載の方法。
(付記32)
前記大きさは直径1〜3ミクロンである、付記21〜29のいずれか1つに記載の方法。
(付記33)
第1の粒子集団は第2の粒子集団より高い濃度で存在する、付記1または2に記載の方法。
(付記34)
前記第1の粒子対前記第2の粒子の比は、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10である、付記33に記載の方法。
(付記35)
前記第1の粒子は第1の濃度で存在する、付記7に記載の方法。
(付記36)
前記第2の粒子は第2の濃度で存在する、付記8に記載の方法。
(付記37)
前記第3の粒子は第3の濃度で存在する、付記9に記載の方法。
(付記38)
前記第4の粒子は第4の濃度で存在する、付記10に記載の方法。
(付記39)
前記第5の粒子は第5の濃度で存在する、付記11に記載の方法。
(付記40)
前記第6の粒子は第6の濃度で存在する、付記12に記載の方法。
(付記41)
前記第7の粒子は第7の濃度で存在する、付記13に記載の方法。
(付記42)
前記第8の粒子は第8の濃度で存在する、付記14に記載の方法。
(付記43)
前記第9の粒子は第9の濃度で存在する、付記15に記載の方法。
(付記44)
前記第10の粒子は第10の濃度で存在する、付記16に記載の方法。
(付記45)
前記第1の粒子は対照粒子(たとえば、標識または指標(たとえば、既知の量、濃度の標識または指標)を含む粒子)である、付記7に記載の方法。
(付記46)
前記標識または前記指標は、前記サンプルの濃度または容積の測定を提供する、付記45に記載の方法。
(付記47)
前記標識または前記指標は、収率または粒子回収率の測定を提供する、付記45に記載の方法。
(付記48)
前記標識または前記指標は、前記サンプルのロット番号またはバッチ番号の指標を提供する、付記45に記載の方法。
(付記49)
前記バイオマーカーは、ビオチン、HAMA、RF、異好、または抗SAvである、付記1または2に記載の方法。
(付記50)
前記バイオマーカーは、細菌の感染の指標である、付記1または2に記載の方法。
(付記51)
前記バイオマーカーは、細菌の捕捉部位である、付記1または2に記載の方法。
(付記52)
前記粒子複合体の除去または単離には、捕捉部位−バイオマーカー複合体の切断、溶出、または選択的放出が含まれる、付記1または2に記載の方法。
(付記53)
前記捕捉部位には、診断試験システムにおける測定のためのシグナル検出分子が含まれる、付記52に記載の方法。
(付記54)
前記サンプルは、組み合わせステップa)の前に、干渉物質を除去または枯渇させるために、(i)前記サンプルを、前記バイオマーカーに対する特異性がない捕捉部位を含む粒子と組み合わせて、混合物を提供すること、(ii)前記混合物を混合して、前記干渉物質との粒子複合体を提供すること、および(iii)前記粒子複合体を除去、または完全に除去して、枯渇させた溶液を提供すること、を含む前処理をされる、付記1または2に記載の方法。
(付記55)
複数種の粒子、磁石、チューブ、および取扱説明書を含むキット。
(付記56)
患者のウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせを検出する方法であって、
a.ヒト患者からサンプルを得ること、および、
b.複数種の粒子により、ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせが前記サンプル中に存在するか否かを検出すること、およびウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせと、前記複数種の粒子との間の結合を検出すること、
を含む、方法。
(付記57)
患者の閉塞性睡眠時無呼吸を診断する方法であって、
a.ヒト患者からサンプルを得ること、および、
b.前記サンプルを複数種の粒子と接触させることにより、ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせが前記サンプル中に存在するか否かを検出すること、およびウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせと、前記複数種の粒子との間の結合を検出すること、ならびに、
c.前記サンプル中にウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質の存在が検出された場合に、閉塞性睡眠時無呼吸の患者であると診断すること、
を含む、方法。
(付記58)
前記患者がヒトである、付記56または57に記載の方法。
(付記59)
前記ヒトは約9歳から約2歳未満である、付記58に記載の方法。
(付記60)
ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質からなる群の2種以上の存在または不存在を同時に検出することを含む、付記56または57に記載の方法。

Claims (60)

  1. 生体サンプルからバイオマーカーを除去するための方法であって、
    a)前記サンプルを、各粒子が独立して捕捉部位(すなわち、捕捉部位の型または種類)を含む複数種の粒子と組み合わせて、混合物を提供すること、
    b)前記混合物を混合して、前記バイオマーカーとの1種以上の粒子複合体を提供すること、
    c)前記粒子複合体を除去または単離して、枯渇させた溶液を提供すること、
    を含み、
    それにより、生体サンプルからバイオマーカーを除去する、
    方法。
  2. 生体サンプルからバイオマーカーを単離するための方法であって、
    a)前記サンプルを、各粒子が独立して捕捉部位(すなわち、捕捉部位の型または種類)を含む複数種の粒子と組み合わせて、混合物を提供すること、
    b)前記混合物を混合して、前記バイオマーカーとの1種以上の粒子複合体を提供すること、
    c)前記粒子複合体を除去または単離して、枯渇させた溶液および濃縮された単離物を提供すること、
    を含み、
    それにより、生体サンプルからバイオマーカーを単離する、
    方法。
  3. 前記サンプルを前記複数種の粒子と組み合わせる前に、前記生体サンプルに条件調節剤が添加される、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記条件調節剤は、pH調整剤、モル濃度調整剤、干渉遮断剤、または遊離剤もしくは放出剤である、請求項3に記載の方法。
  5. 診断試験が行われる前に前記生体サンプルについて行われる、請求項1または2に記載の方法。
  6. 前記複数種の粒子には、複数種の捕捉部位(たとえば、それぞれ独立に複数種の捕捉部位と共有結合または非共有結合している複数種の粒子)が含まれる、請求項1または2に記載の方法。
  7. 前記複数種の粒子には、第1の捕捉部位を備える第1の粒子が含まれる、請求項1または2に記載の方法。
  8. 前記複数種の粒子には、第2の捕捉部位を備える第2の粒子が含まれる、請求項7に記載の方法。
  9. 前記複数種の粒子には、第3の捕捉部位を備える第3の粒子が含まれる、請求項8に記載の方法。
  10. 前記複数種の粒子には、第4の捕捉部位を備える第4の粒子が含まれる、請求項9に記載の方法。
  11. 前記複数種の粒子には、第5の捕捉部位を備える第5の粒子が含まれる、請求項10に記載の方法。
  12. 前記複数種の粒子には、第6の捕捉部位を備える第6の粒子が含まれる、請求項11に記載の方法。
  13. 前記複数種の粒子には、第7の捕捉部位を備える第7の粒子が含まれる、請求項12に記載の方法。
  14. 前記複数種の粒子には、第8の捕捉部位を備える第8の粒子が含まれる、請求項13に記載の方法。
  15. 前記複数種の粒子には、第9の捕捉部位を備える第9の粒子が含まれる、請求項14に記載の方法。
  16. 前記複数種の粒子には、第10の捕捉部位を備える第10の粒子が含まれる、請求項15に記載の方法。
  17. 前記生体サンプルから第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、または第10のバイオマーカーを除去、または分離することを含む、請求項16に記載の方法。
  18. 前記混合物に切断試薬または放出剤を加えて、濃縮された単離物を提供することをさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
  19. 前記バイオマーカーについて診断試験を行うこと(たとえば、本明細書に記載される除去方法または単離方法の後に)をさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
  20. 前記診断試験は、2種以上のバイオマーカーの存在または不存在を同時に検出する、請求項19に記載の方法。
  21. 前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第2の粒子と異なる、請求項8に記載の方法。
  22. 前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第3の粒子と異なる、請求項9に記載の方法。
  23. 前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第4の粒子と異なる、請求項10に記載の方法。
  24. 前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第5の粒子と異なる、請求項11に記載の方法。
  25. 前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第6の粒子と異なる、請求項12に記載の方法。
  26. 前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第7の粒子と異なる、請求項13に記載の方法。
  27. 前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第8の粒子と異なる、請求項14に記載の方法。
  28. 前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第9の粒子と異なる、請求項15に記載の方法。
  29. 前記第1の粒子は、大きさ、形状、化学的特性、色、または他の特性が前記第10の粒子と異なる、請求項16に記載の方法。
  30. 前記特性は、本明細書に記載のバイオマーカーに対する選択性、親和性、または結合性である、請求項21〜29のいずれか1項に記載の方法。
  31. 前記大きさは直径50〜1000nm(たとえば、100〜500nm、200〜600nm)である、請求項21〜29のいずれか1項に記載の方法。
  32. 前記大きさは直径1〜3ミクロンである、請求項21〜29のいずれか1項に記載の方法。
  33. 第1の粒子集団は第2の粒子集団より高い濃度で存在する、請求項1または2に記載の方法。
  34. 前記第1の粒子対前記第2の粒子の比は、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10である、請求項33に記載の方法。
  35. 前記第1の粒子は第1の濃度で存在する、請求項7に記載の方法。
  36. 前記第2の粒子は第2の濃度で存在する、請求項8に記載の方法。
  37. 前記第3の粒子は第3の濃度で存在する、請求項9に記載の方法。
  38. 前記第4の粒子は第4の濃度で存在する、請求項10に記載の方法。
  39. 前記第5の粒子は第5の濃度で存在する、請求項11に記載の方法。
  40. 前記第6の粒子は第6の濃度で存在する、請求項12に記載の方法。
  41. 前記第7の粒子は第7の濃度で存在する、請求項13に記載の方法。
  42. 前記第8の粒子は第8の濃度で存在する、請求項14に記載の方法。
  43. 前記第9の粒子は第9の濃度で存在する、請求項15に記載の方法。
  44. 前記第10の粒子は第10の濃度で存在する、請求項16に記載の方法。
  45. 前記第1の粒子は対照粒子(たとえば、標識または指標(たとえば、既知の量、濃度の標識または指標)を含む粒子)である、請求項7に記載の方法。
  46. 前記標識または前記指標は、前記サンプルの濃度または容積の測定を提供する、請求項45に記載の方法。
  47. 前記標識または前記指標は、収率または粒子回収率の測定を提供する、請求項45に記載の方法。
  48. 前記標識または前記指標は、前記サンプルのロット番号またはバッチ番号の指標を提供する、請求項45に記載の方法。
  49. 前記バイオマーカーは、ビオチン、HAMA、RF、異好、または抗SAvである、請求項1または2に記載の方法。
  50. 前記バイオマーカーは、細菌の感染の指標である、請求項1または2に記載の方法。
  51. 前記バイオマーカーは、細菌の捕捉部位である、請求項1または2に記載の方法。
  52. 前記粒子複合体の除去または単離には、捕捉部位−バイオマーカー複合体の切断、溶出、または選択的放出が含まれる、請求項1または2に記載の方法。
  53. 前記捕捉部位には、診断試験システムにおける測定のためのシグナル検出分子が含まれる、請求項52に記載の方法。
  54. 前記サンプルは、組み合わせステップa)の前に、干渉物質を除去または枯渇させるために、(i)前記サンプルを、前記バイオマーカーに対する特異性がない捕捉部位を含む粒子と組み合わせて、混合物を提供すること、(ii)前記混合物を混合して、前記干渉物質との粒子複合体を提供すること、および(iii)前記粒子複合体を除去、または完全に除去して、枯渇させた溶液を提供すること、を含む前処理をされる、請求項1または2に記載の方法。
  55. 複数種の粒子、磁石、チューブ、および取扱説明書を含むキット。
  56. 患者のウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせを検出する方法であって、
    a.ヒト患者からサンプルを得ること、および、
    b.複数種の粒子により、ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせが前記サンプル中に存在するか否かを検出すること、およびウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせと、前記複数種の粒子との間の結合を検出すること、
    を含む、方法。
  57. 患者の閉塞性睡眠時無呼吸を診断する方法であって、
    a.ヒト患者からサンプルを得ること、および、
    b.前記サンプルを複数種の粒子と接触させることにより、ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせが前記サンプル中に存在するか否かを検出すること、およびウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質、またはこれらの組み合わせと、前記複数種の粒子との間の結合を検出すること、ならびに、
    c.前記サンプル中にウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質の存在が検出された場合に、閉塞性睡眠時無呼吸の患者であると診断すること、
    を含む、方法。
  58. 前記患者がヒトである、請求項56または57に記載の方法。
  59. 前記ヒトは約9歳から約2歳未満である、請求項58に記載の方法。
  60. ウロコルチンIIIペプチド、ウロモジュリンペプチド、オロソムコイド1ペプチド、カリクレイン1ペプチド、IL−6、IL−10、高感度C反応性タンパク質からなる群の2種以上の存在または不存在を同時に検出することを含む、請求項56または57に記載の方法。
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