JP2023027284A - ミスフォールドタンパク質を検出するためのデバイスおよびその使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、ミスフォールドタンパク質がコンゴーレッド(CR)色素に結合すること(「コンゴーレッド親和性」)に基づいて、ミスフォールドタンパク質が子癇前症を有する女性の尿から見出された。これらの(単数または複数の)ミスフォールドタンパク質または立体配座状態に依存する抗アミロイド凝集体抗体に結合した「超分子凝集体」は、子癇前症の女性由来の胎盤における高活性なアミロイド前駆体タンパク質(APP)プロセシング経路およびアミロイド様タンパク質沈着物に関連するものであった。[Buhimschiら、Sci.Transl.Med.6、245ra92(2014年)を参照されたい]。ドットブロット親和性アッセイによって洗浄後に保持されたCRの割合(ミスフォールドタンパク質に結合することに起因する)が測定され(元のCRの割合(%)として)、結果はコンゴーレッド保持率(%)(CRR)として報告された。
本発明は、哺乳動物の生体試料中の少なくとも1種のタンパク質を検出するための診断デバイスを含む。該デバイスは、a)試料受容材料、b)検出試薬、c)トラップ、d)毛細管床を含み、試料受容材料は、生体試料を受容することが可能であり;検出試薬は、生体試料中に存在する少なくとも1種のタンパク質に反応性であり(すなわち結合し);トラップは、試料受容材料と接触しており、生体試料中の少なくとも1種のタンパク質に結合している検出試薬を、生体試料中の少なくとも1種のタンパク質に結合していない検出試薬から分離することができ、これによって、生体試料中の少なくとも1種のタンパク質に結合している検出試薬がトラップを通って流動することができ、生体試料中の少なくとも1種のタンパク質に結合していない検出試薬がトラップによって捕捉され;毛細管床は、トラップと接触しており、生体試料がトラップを通って流動した後に生体試料を含有するように構成されている。毛細管床は、生体試料中に少なくとも1種のタンパク質が検出された場合、結合されている検出試薬を表示する。試料受容材料、トラップ、および毛細管床は、順に接触するように構成される。デバイスの試料受容材料は、例えば検出試薬を含んでもよい。また、検出試薬は、試料受容材料上にあっても試料受容材料内にあってもよい。
試料受容材料、トラップ、および毛細管床は、同一の材料または異なる材料から作製することができる。材料は、一般に、ラテラルフローデバイスおよびクロマトグラフィーの技術分野で公知である[参考文献:EMD Millipore、ビレリカ、MAから入手可能な、EMD Millipore Rapid Lateral Flow Test Strips Considerations for Product Developmentを参照されたい]。膜は、毛細管流動に影響を与え、したがって試薬の沈着およびアッセイ性能に影響を与える物理的および化学的性質に基づいて選択される。これらの材料として、例えば、ニトロセルロース、ろ紙、クロマトグラフィー用ペーパー、セルロース、可塑性ポリマー、非対称ポリスルホン膜、綿、リンターおよび/またはガラス繊維、ポリエステル、ポリエチレン、ならびにポリスルホンが挙げられるが、これらに限定されない。膜は、例えば、ニトロセルロース、ポリフッ化ビニリデン、ナイロン、およびポリエーテルスルホンを含めた、ポリマーから作製されていてもよい。パッド材料を試料受容材料として使用して、試料が制御されて一様に受容されるように、またデバイスの隣接するストリップ材料に流れやすくなるようにすることが多い。パッド材料は多孔質であり、セルロース(すなわち、ろ紙)、ガラス繊維、メッシュ織物および合成不織布材料、またはポリエステルで作製されていることが多い。特に、試料中に含有される無関係の物質をアッセイしようとする試料の部分から分離して取り出す(例えば、細胞物質を流体から分離して取り出す)ことが望ましいならば、フィルターマトリックスが試料の受容に使用されてもよい。これらのフィルターマトリックスは、例えば、セルロース、非対称ポリスルホン膜(Vivid(商標)血漿分離膜および非対称サブミクロン(BTS)ポリスルホン膜が挙げられるが、これらに限定されない)であってもよい。吸収パッドは、例えばデバイスのストリップの端部のウィック(wick)として、ラテラルフローストリップを通して試料を引き寄せるために使用することができ、またアッセイされる試料の量を増加させて、アッセイの感度を高めることができる。これらの吸収パッドは、セルロースまたはコットンリンターであることが多く、厚さ、圧縮率、および総容積の均一性に基づいて最適に選択される。ストリップ全体は、裏当てカード上に組立てられてもよく、該カードは、プラスチック製裏材および接着剤からなるカードであることが多い。これらの様々な材料は、本明細書に記載する通りのラテラルフローデバイスにおける特定の目的のために考えられることが多いが、各材料は、本発明の受容材料、トラップ、および表示ストリップの目的に適した性質ごとに考慮することができる。材料のさらなる考察については実施例を参照されたい。
試料受容材料(試料パッド)
デバイスの第1の要素(以降、試料受容材料または試料パッドと称する)は、スポンジとしての役割を果たし、試験しようとする過剰な試料流体を保持する。受容材料は試料を吸収するだけでなく、これを隣接する次の材料に向かって流動させるすなわち吸い上げることができる。受容材料は、典型的には、試料中に存在し得る関心対象のタンパク質だけでなく検出試薬(例えば色素)に対しても不活性であり、よってこれらと反応しないので、タンパク質および検出試薬を、該材料を通ってラテラルフローデバイス内の隣接する材料に向かって流動させるすなわち吸い上げることができる。
次に、流体(例えば、試料、または検出試薬と混合された試料)は、試料受容材料または試料パッドから、結合していない検出試薬があれば保持するように設計されたフィルター(以降、「トラップ」と称する)を通って流動する。特に、トラップは、ラテラルフローデバイス内で、遊離の検出試薬(例えば、色素)を、タンパク質に結合している検出試薬から分離する役目を果たす。具体的には、トラップ材料は、試料が中を通って次の隣接する材料に流動することを許容するが、関心対象のタンパク質(1種または複数種)が生体試料中に存在しなければ、結合していない検出試薬を保持するか、その流動を遅延させるか、またはそれと結合する。
検出試薬は、試料中の関心対象のタンパク質(1種または複数種)に反応性である物質である。例えば、検出試薬は、哺乳動物からの生体試料、例えば患者の試料中に存在する、ミスフォールドタンパク質(1種または複数種)(例えば、コンゴーレッド親和性のタンパク質)、凝集タンパク質、および/または超分子凝集タンパク質に反応性であるかまたは結合親和性を有する物質であってもよい。検出試薬は、試薬パッド上に予め担持されていてもよい(例えば、試薬パッド上に塗布されている、または試薬パッドが検出試薬または色素中に浸されている)。試薬パッドは、試料受容材料または試料受容パッドであってもよい。
タンパク質が結合している検出試薬を含むかまたは含まない試料(例えば、尿)は、トラップを通過して毛細管床(以降、「表示ストリップ」と称する)上に移動し、そこで貯留する。よって、表示ストリップは、試料を吸い上げて流動させ、検出試薬の有無を表示する。特に、表示ストリップは、試料を吸い上げて流動させ、検出試薬に結合している分析物の有無を表示する。検出試薬または結合している試薬は、次いで人間または機械的手段によって視覚化することができ(定性的結果を得るために)、および/または次いで測定することができる(すなわち、半定量的または定量的に)。表示ストリップによって、全体にわたる試料の一様な流れ、および関心対象のタンパク質が存在するときの検出試薬の比較的均一な表示が最適に得られる。ある特定の実施形態では、表示ストリップ上の検出試薬の強度または濃度が、試料中の関心対象のタンパク質の量に相当し得る。別の実施形態では、検出試薬が表示ストリップを流動して上昇する距離が、生体試料中の関心対象のタンパク質の量を示し得る。さらに、検出試薬の強度と表示ストリップを上昇した距離との両方が、試料中のタンパク質の濃度を示し得る。さらに、ミスフォールドタンパク質凝集体または超分子凝集体を検出する場合は、検出試薬の強度と表示ストリップを上昇する距離との両方が、試料中に存在するタンパク質凝集体の大きさを示し得る。毛細管床に適した材料として、例えば、ニトロセルロースまたはクロマトグラフィー用ペーパーが挙げられる。また、ポリスルホン非対称膜は、適切な表示ストリップをもたらす。他の適切な材料として、CytoSep(登録商標)1660およびMN-260のような、CytoSep(登録商標)膜が挙げられる。ラテラルフローストリップの毛細管床は、ラテラルフローストリップのカセットまたは筐体(後述)の、結果目視窓の下の位置に合わせて配置される。材料のさらなる説明については実施例を参照されたい(例えば、実施例2、3および9)。タンパク質が結合している検出試薬が存在すれば、検出試薬は窓内で視覚化される(図1を参照されたい)。
任意選択的に、デバイスはウィックを含有する。ウィックは、本発明のストリップまたはデバイス内の第3のゾーンまたは表示ストリップの後に配置されてもよい。使用時に、デバイスに適用された生体試料(例えば、流体)は、表示ストリップから移動を続け、最終的な多孔質吸収材料、すなわち「ウィック」の中に至る。ウィックは、試料貯留部としての役割を果たし、ストリップを通って試料を引き寄せる機能も果たすことができる。吸収パッドは、例えば、デバイスのストリップの端部におけるウィックとして、ラテラルフローストリップを通して試料を引き寄せるために使用することができ、アッセイされる試料の量を増加させ、アッセイの感度を高めることができる。これらの吸収パッドは、セルロースまたはコットンリンターであることが多く、厚さ、圧縮率、および総容積の均一性に基づいて最適に選択される。
デバイスは、裏当てカードを有してもよい。ストリップ全体は、裏当てカード(例えば、Lohmann、オレンジ、VAから入手可能なもの)上に組立てられてもよく、該カードは、プラスチック製裏材および接着剤からなるカードであることが多い。
本発明の一実施形態では、診断デバイスは、筐体またはカセット内に、収容されるか、収納されるか、または封入される。デバイスは筐体またはカセットをさらに含んでもよく、これらとして、デバイスを収納する、カートリッジ、プラスチックデバイス、またはこの目的のために構成された押出しプラスチック部品が挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの汎用的なカセット筐体が(例えば、Kanani Biologicals、グジャラート、インドまたはEASE-Medtrend Biotech LTD、上海、中国から)市販されており、またはここでの目的のために特注製造されてもよい(例えば、米国意匠特許出願第29/533,647号を参照されたい)。デバイスは、試料を受容するための試料ウェルを有する筐体またはカセット内に構成されてもよく、ここでは、ストリップがカセット内で組立てられるかまたはこれに収容される場合に、試料ウェルがストリップの試料受容材料の上方に配置される。さらに、デバイスは、筐体またはカセット内で立てられる場合に、表示ストリップまたはストリップの毛細管床が筐体の結果目視窓の下に配置されるように構成されてもよい。
筐体を有しているかまたは有していないデバイスは、保護用粘着テープ(例えば、Lohmann、オレンジ、VAから入手可能なもの)、またはデバイスを損傷から保護し、試験結果を適正に読取りを可能にする他の材料などのカバーをさらに含んでもよい。例えば、デバイスは、尿ディップスティックのようなディップスティックとして使用されるように構成されてもよい。この実施形態では、ラテラルフローストリップは、保護用粘着テープで覆われていてもよい(図5および実施例11を参照されたい)。
好ましい実施形態では、デバイスが使用される前に目視窓内に見える対照試薬が毛細管床上に存在してもよい。(図1および図2、実施例12を参照されたい。)生体試料(例えば、流体)が毛細管床を通って流れると、対照試薬が溶解し、表示ストリップに吸い上げられて対照試薬の線が拡散しそして/または対照が運び去られ、その結果、対照試薬が結果窓に見えなくなるかもしくはぼやける、または何らかの他の相違が視覚化されるかもしくは測定されてもよい。目視窓内の対照試薬の変化によって、試験試料(例えば、流体)が添加されたことおよびデバイスを通って適正に流れたことが示され、例えば、試行対照としての役目を果たす(実施例12を参照されたい)。対照試薬は、例えば肉眼によって、視覚的に検出可能であり、さもなければ、例えば機械的試験および/または電子読取機によって検出または測定される。一実施形態では、対照試薬はタルトラジンである。試行対照試薬として使用されてもよい他の色素として、FD&C青色1号-ブリリアントブルーFCF、E133(青色)、FD&C青色2号-インジゴチン、E132(藍色)、FD&C緑色3号-ファストグリーンFCF、E143(ターコイズ色)、FD&C赤色3号-エリスロシン、E127(桃色)、FD&C赤色40号-アルラレッドAC、E129(赤色)、FD&C黄色5号-タルトラジン、E102(黄色)、FD&C黄色6号-サンセットイエローFCF、E110(橙色)が挙げられる。
上述のように、本発明は、関心対象のタンパク質、より具体的には、ミスフォールドタンパク質、凝集タンパク質、および/または超分子タンパク質凝集体を検出するためのデバイスおよびこのデバイスを利用する方法を対象とする。αヘリックスは、機能性タンパク質の、その天然立体配座における重要な構造モチーフであることが知られている。対照的に、タンパク質の立体配座が変化すると、βシート構造モチーフ(すなわち、βシート構造)またはミスフォールドタンパク質になることがあり、これは次にタンパク質凝集および毒性を引き起こす傾向がある。したがって、ミスフォールドタンパク質は、タンパク質凝集体または超分子凝集体の形態であり得、子癇前症、アルツハイマー病、プリオン病、およびパーキンソン病のようなミスフォールドタンパク質障害と関連し得る。
検出しようとする関心対象のタンパク質(1種または複数種)は、哺乳動物からの生体試料中に見出すことができる。生体試料は、例えば、クリーンキャッチすなわち自然採尿から得られた尿、脳脊髄液、羊水、または関心対象のタンパク質(1種または複数種)を含んでいる可能性のある任意の体液試料(例えば、血液、唾液、羊水、脳脊髄液、血漿、または血清)であってもよい。試料はまた、患者からの排泄物の抽出物、例えば、鼻汁、糞便物質、もしくは耳垢からの抽出物、または適正な溶液で抽出され、デバイスに適用される組織の分析物であってもよい。関心対象のタンパク質は、例えば、妊娠中または分娩後の哺乳動物からの生体試料中に見出され得る。
患者は、哺乳動物であり得る。さらに、哺乳動物は、妊娠中であり得、例えば、妊娠中の女性、妊娠中の霊長類、または実験室での研究に利用されるもののような、子癇前症の身体症状および徴候(例えば、高血圧および尿中タンパク質)を有するように設計された遺伝子操作された動物モデルであり得る。好ましくは、子癇前症の診断の場合、患者は、任意の妊娠中の女性であり得る。こうした妊娠中の女性は、子癇前症を有する疑いがあるかまたは子癇前症を有するリスクがある場合がある。例えば、この疑いは以下に基づいている:1)例えば、米国産科婦人科学会(the American College of Obstetrics and Gynecology)ガイドライン(ACOG)(Hypertension in Pregnancy、Report of the American College of Obstetricians and Gynecologists’Task Force on Hypertension in Pregnancy、Obstetrics and Gynecology 122 第122巻、第5号、2013年11月)、具体的には、例えば表E-1(「ACOG 2013ガイドライン」)に記述されているような、子癇前症の徴候および症候を呈すること、および/または2)子癇前症の1つ以上のリスク因子を有していること(例えば、以前の妊娠に子癇前症が関与する女性、複数の胎児を身ごもっている女性、心血管または腎臓に異常のある女性、またはループスのような自己免疫疾患を有する女性)。
本発明はまた、試料中の関心対象のタンパク質を検出するためのキットを含む。一実施形態では、キットは、妊娠中の哺乳動物からの試料に存在する、子癇前症に関連するミスフォールドタンパク質を検出するためのデバイスを含む。キットは、上で述べた通りの本発明のデバイスを、上で述べた任意の代替実施形態で含む。キットはまた、患者の試料を試料受容材料に適用するための手段、例えば、ピペット(例えば、Genesee Scientific、サンディエゴ、CAから入手可能な先の細いホールピペット)またはスポイト、対照、ならびに該デバイスを使用するための指示書も含んでもよい。よって、該デバイスは、独立主体として利用することができるだけでなく、ある臨床または非臨床の環境においてより有利であり得るキットの形態でも使用することができる。キットは、ホイルまたはマイラーパウチ中に包装されてもよい。キットのパウチは、1個ずつ、または複数個ずつ、例えば、1包装当たり2、5、10、15、25、50、または100キットで、さらに包装されてもよい。
本発明のデバイスは、例えば、臨床試験室(病院環境内または病院環境外のいずれか)、即応医療環境、医師の個人的試験室、救急治療部(例えば、病院内)において、または患者の傍らで行う試験もしくはポイントオブケアデバイスとして、医療関係者、非医療専門家によって、または患者がヒトであるときは患者自身であっても使用することができる。さらに、該デバイスは、他の診断アッセイ(例えば、sFlt-1、PlGF、PP-A、PP13、ペントラキシン、インヒビン-A、および可溶性エンドグリンのような、子癇前症に関連する他のタンパク質(すなわち、バイオマーカー)を検出するイムノアッセイなどのイムノアッセイ)、および/または子癇前症の診断に一般に利用される他の方法もしくは所見(例えば、血圧測定値、子癇前症の診断に使用される臨床検査(血小板数、血清クレアチニン濃度(concertation)、血清ALT(アラニンアミノ基転移酵素(alaninine aminotransferase))およびAST(アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ)を含む)、および体重増加、めまい、頭痛、かすみ目のような他の徴候または症候等)と組み合わせて使用することができる。
本発明のデバイスは、少なくとも次の理由で既存のデバイスより有利である。すなわち、1)該デバイスによって、試験手順のステップが減少し、試験手順が単純化する;2)該デバイスは、標準化された試験材料を使用して、最適に製造できる;3)該デバイスによって、試験キット中の検出試薬の安定性が改善されて、貯蔵寿命が長くなる;4)結果はすべての読取りがより単純で簡単でありながら、5)相対的に低いコストを保つ;および6)ポイントオブケアでの使用または臨床試験室環境での使用に適した迅速な結果を出す。
サンプルデバイス
図1は、カセットまたは筐体内の本発明のデバイスの試験ストリップの写真を示している。図1の左側の枠は、生体試料と接触する前の筐体内のデバイスを図示している。右側の枠は、子癇前症に関連するミスフォールドタンパク質に対して、陰性、弱陽性、および陽性であることが分かっている尿試料を試験したデバイスの結果を示している。
材料の試験
子癇前症を有しているまたは有していない妊娠中の女性からの尿試料を鑑別する能力について、様々な紙状材料を試験した。コンゴーレッド(CR)色素(Sigma.セントルイス、MO)を尿試料に添加し、1滴を材料に添加して、試料の受容、トラップ、および表示ストリップに適した特性を査定した。得られたスポットを約3分後に可視化し、子癇前症患者からの尿と対照である正常な妊娠からの尿との間の視覚的な相違について評価した(表1)。「優良」という結果は、材料が、子癇前症患者からのCR尿と対照の妊娠患者からのCR尿との間に視覚的に観察可能な相違をもたらすのに適しているため、診断試験デバイスに有用であり得ることを示す。「不良」という結果は、材料が、CR子癇前症陽性とCR対照の尿の間に視覚的に観察可能な相違をもたらすのに適していなかったことを示す。最も適していない材料である「不良」という結果からの尺度から、「微妙」はわずかに良いが理想的ではなく、「許容」はさらに良く、「良好」は一層良く、「より良好」はさらに向上し、「優良」は最も適した材料である。ポリスルホン(polysufone)非対称材料は、最も良好な結果を生じることが判明した。CF3およびCF4のようなある特定の綿材料は良く機能したが、他方で、Ahlstrom 270のような他の綿は良く機能しなかった。ニトロセルロースおよびガラス繊維材料は一般に、この目的には良く機能しなかった。
試験ストリップ
BTSおよびVivid(商標)は、子癇前症患者からのCR尿と対照妊娠患者からのCR尿との間で視覚的に観察可能な相違をもたらすことにおいて優良な結果を実証したので、試験ストリップを、Ahlstrom(登録商標)8950(綿/ガラス繊維組成物)(「8950」)の試料パッド、およびBTSまたはVivid(商標)の試行ストリップまたは毛細管床を使用して組立てた。コンゴーレッドを尿試料に添加し、この試料をボルテックスし、次いで試料を試験ストリップの8950の末端に適用した。結果を、BTSまたはVivid(商標)膜試行ストリップ上で観察した。Vivid(商標)膜を含有するストリップに適用された子癇前症を有する女性からの尿は、極めて明白なシグナル(桃色/赤色のコンゴーレッド染色)を生じ、陰性尿はシグナルを示さなかった。シグナルは量に依存し、量が減少するとシグナルが減少した。BTSストリップは、陽性尿と陰性尿との間で相違を示さず、試料の量が多くなると両方とも陽性に染色された。試料の量を減少させながら適用すると、陽性尿および陰性尿のシグナルは等しく減少した。
トラップ材料の評価
Vivid(商標)およびBTS膜を、試料パッドと試行ストリップ(すなわち、毛細管床または表示ストリップ)との間に配置され、子癇前症陽性尿と結合したCRを通して表示ストリップまで流動させると同時に、陰性尿(すなわち、子癇前症を有していない女性由来の、関心対象のタンパク質を含有していない尿)が適用されたときにCR色素の保持を補助したかどうかを判定することにより、トラップ用の材料として評価した。試験ストリップを、試験パッドとしての8950、およびVivid(商標)膜またはBTS膜のいずれか、それに続くCytoSep(登録商標)1660試行ストリップを含むように組立てた。CRを添加した尿を8950に適用し、結果をCytoSep(登録商標)1660試行ストリップ上で観察した。
試験ストリップ内に予め担持される検出試薬に使用するための材料の評価
コンゴーレッド色素を試料パッド材料に塗布し、そのまま乾燥させた。陽性尿を適用し、試料パッドから放出された色素についての結果を観察した。
試験ストリップ内に組込んだ、色素を有する試料パッドの評価
コンゴーレッド色素を注入したPorex(登録商標)X4897およびPOREX(登録商標)4894を含む試料パッド材料を、Vivid(商標)xのトラップおよびMN-260の試行または表示ストリップを有する試験ストリップ内に組込んだ。尿を各ストリップの試料パッドに適用し、結果をMN-260の表示ストリップ上で観察した。
ラテラルフローアッセイカセット中での試験ストリップの評価
Fusion 5の上に載せた色素注入済みPOR-4899試料パッド、続いてトラップとしての役目を果たすVivid X膜、次いでMN260の表示ストリップから、ストリップを組立てた。ストリップを汎用的なカセットに入れ、試料パッドがカセットの試料ポートの真下になり、MN260がカセットの結果窓から見えるようにした。[75ul]75マイクロリットルの尿を試料ポート内に添加し、結果を結果窓で確認した。陽性尿を添加したときに赤色の染色が結果窓に見えたのに対して、陰性尿を添加したときには染色は観察されなかった。この構成によって、子癇前症陽性尿を子癇前症陰性尿から鑑別する有用な診断デバイスが得られた。
トラップの改良
ストリップ上で試験した陰性尿が、特に時間の経過と共に、結果ストリップに吸い上げられた幾らかの色素の筋を生じることが時折あった。陰性試料に対して陽性試料をもっとよく分離できるか、また陰性尿に伴うこの筋を排除できるかを見るために、追加的なトラップ構成を評価した。ストリップを、Fusion 5の上に載せた色素注入済みPOR-4899試料パッド、ずらしてあるが重なり合う2つのVivid(商標)Xの層のトラップ、およびMN260の結果ストリップを用いて組立てた。陰性尿を適用することによって試験したとき、二重層トラップによって色素の漏出および筋が防止され、それによって子癇前症陽性尿を子癇前症陰性尿から鑑別するための改善された診断試験デバイスが得られた。
デバイスのストリップ構成
POR-4899に、Kinematic分注機を使用して6μl/cmで分注したコンゴーレッド色素溶液で線を付けた。POR-4588は、4μl/cmで線を付けた。パッドを37℃で1時間乾燥させ、乾燥棚内に保管した。試験ストリップを、線を付けたPOR材料、1層のVivid(商標)Xのトラップ、およびMN260を使用して組立てた。POR-4899のストリップは、尿を試験したときに良く動作したが、POR-4588を含有するストリップは、陰性尿を試験したときに表示ストリップ上に色素の漏出を生じた。POR-4588を4μl/cmで線を付けた場合についてさらに評価すると、陰性尿の流れはきれいになった。次いで、POR-4588を、6または8μl/cmで線を付けて二重のVivid(商標)トラップと共に組立てた場合について評価した。6μl/cmの色素の線を有するこのストリップ組立品は、陽性尿で試験したときに最良の結果を与え、陰性尿で試験したときに色素の漏出または筋の量が最小になった。さらに、3層のVivid(商標)トラップおよび8μl/cmで線を付けたPOR-4588を有するストリップを評価すると、良好な結果およびより強い陽性シグナルが得られた。
ディップスティック形式の試験設計の評価
試験ストリップを、6、8、または10μl/cmで線を付けたPOR-4588および3層のVivid(商標)トラップ、ならびにMN260を使用して組立てた。ストリップを、60μlの尿中に浸した。尿はストリップに成功裏に吸い上げられ、8μl/cmで線を付けたバージョンが、きれいな陰性試験結果と共に最良の陽性試験結果を生じた。したがって、診断試験デバイスの最適なディップスティック形式はこのように構成することができ、これは診断を目的として子癇前症陽性尿を子癇前症陰性尿から鑑別するのに有用である。
診断試験デバイス構成のさらなる評価
2つのPorex(登録商標)試料パッド(1つには色素で線を付ける)、3層のVivid(商標)トラップ、およびMN260で作製した試験ストリップを、カセット/筐体内で、および尿試験用ディップスティックとして試験した。カセット筐体によって結果が改善されたが、その理由は恐らく、試料パッド上の中心スポット上における試料の制御された流動、良好な色素の取り込み、ストリップの中央に吸い上げられる流動、および試行ストリップの結果のより均一な染色の結果である。試験した5つの陰性尿はすべて陰性であり、5つの陽性尿は、2つが弱陽性、3つが陽性の結果となった。ディップスティックとして、試験ストリップを試験管中の100μlの尿の中に入れた。3分の時点で、陽性尿および陰性尿の結果は両方ともすべて陰性であった。しかし、さらに時間が経つと、5分までに陽性尿の結果は、2つが弱陽性、3つが陽性となったが、陰性尿は陰性のままであった。したがって、これらの試験構成は、子癇前症診断試験デバイスに適している。
試行対照の評価
この実験の目的は、試料がいつ成功裏にストリップに吸い上げられて流れたかを示す対照、すなわち「試行対照」を調査することであった。陰性の生体試料を試験したときに表示または結果ストリップ上に何も染色が観察されなければ、これが陰性の結果なのか、または試験が正しく実行されなかったか(すなわち、試料が実際に何も添加されなかったのか、不十分な試料が添加されたのか、またはストリップの不十分な試料の吸い上げが起こったのか)を見分けるのは困難である。線状の水溶性着色剤を、試行ストリップ材料を横切るように噴霧し、筐体内に組立てられたときにこれがカセットの結果窓の上部に見えるように配置した。試料ポートを通して尿試料を試料パッドに添加し、結果窓を通して流動を観察した。試料が対照色素の線に到達したとき、この線は溶解し、試料と共に流れた。試行対照の線の消失は、試料がストリップを成功裏に流れたことを容易に視認できる指標となった。該対照は、尿の試験結果の読取りを妨げなかった。対照の線の色素の例は、タルトラジンである。試行対照として使用されてもよい他の色素として、FD&C青色1号-ブリリアントブルーFCF、E133(青色)、FD&C青色2号-インジゴチン、E132(藍色)、FD&C緑色3号-ファストグリーンFCF、E143(ターコイズ色)、FD&C赤色3号-エリスロシン、E127(桃色)、FD&C赤色40号-アルラレッドAC、E129(赤色)、FD&C黄色5号-タルトラジン、E102(黄色)、FD&C黄色6号-サンセットイエローFCF、E110(橙色)が挙げられる。
トラップ用の代替材料の調査
試験ストリップを、2つのPorex(登録商標)試料パッド(第1の試料パッドにはコンゴーレッド(CR)色素の線を付ける)、表5に一覧表示される通りの種々の代替トラップ材料、およびMN260の試行ストリップを用いて組立てた。陰性尿の試料を組立てた試験ストリップ上で試験し、各トラップの、1)試料中に関心対象のタンパク質が存在しないときにCR色素を保持する能力、および2)CRに結合しているタンパク質を保持しない能力について評価した。
トラップ材料のさらなる調査
本発明の診断試験デバイスにおけるトラップとして使用するのに適した材料をさらに調査するために、2つのPorex(登録商標)試料パッド(第1の試料パッドにはCR色素で線を付けた(8ul/cm))、表7に記載する通りのトラップ、およびMN260の試行ストリップを有するストリップを組立てた。各構成のストリップを、コンゴーレッド親和性陰性尿試料、2つの弱陽性コンゴーレッド親和性タンパク質試料および2つの強陽性コンゴーレッド親和性タンパク質試料を用いて試験した。
診断試験デバイスの評価
Fusion 5(GEによって作製される独自開発の単層マトリックス膜)の上に載せた色素注入済みPorex(登録商標)試料パッド、Vivid(商標)膜ストリップトラップおよびMN260の毛細管床膜を含む、完全な試験ストリップを組立てた。このストリップを汎用のLFAカセットケース内に収容した。尿試料を円形の試料ウェルに添加し、3分の時点で結果を長方形の窓で確認した。
最適なトラップ材料のさらなる評価
色素注入済みPorex(登録商標)試料パッド、第2のPorex(登録商標)パッド(色素なし)、11513、5475、319、247、またはCF1の単層または二重層トラップ、Whatman 470のウィックを有するMN260膜の毛細管床を含む、完全な試験ストリップを組立てた。MN260は、試行対照のタルトラジン色素の線を含有していた。試験試料の色素注入済みPorex(登録商標)パッド上への添加のために最適化し、また、タルトラジン色素が試験実行前に観察できて試験実行後に観察されないように目視窓の中央がMN260膜の上に置かれるよう最適化した、LFA様カセット内に、試験ストリップを収納した。尿試料を円形の試料ウェルに添加し、3分の時点で結果を長方形の窓で確認した。
3分の時点で、陰性尿では窓に色素は何も観察されず、弱陽性尿では薄い桃色が観察され、強陽性尿試料では強い桃色/赤色が観察された。さらに、黄色のタルトラジン色素の線が、試料添加前はくっきりしていて、試料を吸い上げるにつれて移動することを観察することができ、3分の時点でほとんど見えないまたは完全に消え失せていた。これらの結果から、これは、子癇前症を診断するために試料中のコンゴーレッド親和性タンパク質を検出するための診断試験デバイスに適した構成であることが示される。
本発明のデバイスの結果対CRD試験の結果
本発明の試験デバイスを、子癇前症の疑いのある女性におけるコンゴーレッドドット(Congo Red dot:CRD)試験の研究(Roodら、2016年 AJOG、214(1)s24-s25)からの105の臨床尿を試験することによって評価した。試料は、強陽性試料が27、陰性試料が28、弱陽性試料が50となるように選択した。試料の陰性/陽性状態は、CRR(%)(Irina A.Buhimschiら、Sci.Transl.Med.6、245ra92(2014年))によって判断した。試料を試験デバイスに添加し、3分の時点で、結果を目視で、陰性(-または0)、弱陽性(+または1)または強陽性(++または2)のいずれかに採点した。
尿試料対照を使用したデバイスの評価
120ug/デバイスの色素を注入したPorex(登録商標)4588試料パッド、第2のPorex(登録商標)パッド(色素なし)、Ahlstrom 319の二重層のトラップ、Whatman 470のウィックを有するMN260膜毛細管床を含む、デバイスの試験ストリップを組立てた。MN260は、試行対照のタルトラジン色素の線を含有していた。試験試料が色素注入済みPorex(登録商標)パッド上に添加されるように、また目視窓の中央がMN260膜の上方に置かれ、試験実行前にタルトラジン色素が観察でき、試験実行後に観察されないように最適化したLFA様カセット内に、試験ストリップを収容した。
Claims (34)
- 哺乳動物の生体試料中の少なくとも1種のタンパク質を検出するための診断デバイスであって、
a)試料受容材料、
b)検出試薬、
c)トラップ、
d)毛細管床
を含み、
前記試料受容材料が、生体試料を受容することが可能であり、
前記検出試薬が、前記生体試料中に存在する少なくとも1種のタンパク質に反応性であり、
前記トラップが、前記試料受容材料と接触しており、前記トラップが、前記生体試料中の前記少なくとも1種のタンパク質に結合している前記検出試薬を、前記生体試料中の前記少なくとも1種のタンパク質に結合していない前記検出試薬から分離することができ、これによって、前記生体試料中の前記少なくとも1種のタンパク質に結合している前記検出試薬が前記トラップを通って流動することができ、前記生体試料中の前記少なくとも1種のタンパク質に結合していない前記検出試薬が前記トラップによって捕捉され、
前記毛細管床が、前記トラップと接触しており、前記生体試料が前記トラップを通って流動した後に、前記毛細管床が、前記生体試料を含有するように構成され、
前記試料受容材料、前記トラップ、および前記毛細管床が、順に接触するように構成されており、
前記少なくとも1種のタンパク質が前記生体試料中に存在するならば、前記毛細管床が検出試薬を表示する、診断デバイス。 - 前記試料受容材料が前記検出試薬を含む、請求項1に記載の診断デバイス。
- 前記検出試薬が、前記試料受容材料上または前記試料受容材料中にある、請求項1に記載の診断デバイス。
- 前記検出試薬が乾燥形態である、請求項3に記載の診断デバイス。
- 前記生体試料を前記試料受容材料に適用した後に、前記試料受容材料が前記検出試薬を前記生体試料中に放出する、請求項1に記載の診断デバイス。
- 前記試料受容材料が、前記検出試薬を前記生体試料と混合するためのマトリックスである、請求項5に記載の診断デバイス。
- 検出試薬を生体試料と混合した後に、前記試料受容パッドが、混合した検出試薬および生体試料を、前記試料受容パッドに隣接する前記毛細管床に放出する、請求項6に記載の診断デバイス。
- 請求項1に記載の診断デバイスを入れる、筐体またはカセット。
- 前記検出試薬が、ミスフォールドタンパク質、タンパク質凝集体、超分子タンパク質凝集体、ミスフォールドタンパク質の断片、タンパク質凝集体の断片、超分子タンパク質凝集体の断片、これらの混合物、および前記混合物の断片からなる群から選択される少なくとも1種のタンパク質と結合する、請求項1に記載の診断デバイス。
- 前記ミスフォールドタンパク質が、α1アンチトリプシン(セルピンA1)、セルロプラスミン、重鎖IgG、軽鎖IgG、インターフェロン誘導タンパク質6-16(IF16-6、G1P3)、アルブミン、およびこれらの断片からなる群から選択される、請求項9に記載の診断デバイス。
- 前記少なくとも1種のタンパク質がコンゴーレッド親和性である、請求項1に記載のデバイス。
- 前記検出試薬が、アゾ染料、チオフラビンTおよびアゾ染料の類似体からなる群から選択される、請求項1に記載の診断デバイス。
- 前記アゾ染料がコンゴーレッドである、請求項12に記載の診断デバイス。
- 前記コンゴーレッドが前記試料受容材料上に予め担持されている、請求項13に記載の診断デバイス。
- 前記試料受容材料が、ニトロセルロース、セルロース、ガラス繊維、綿、メッシュ織物、不織布材料、多孔性プラスチック、ポリマーおよびポリエステルからなる群から選択される材料を含む、請求項1に記載の診断デバイス。
- 前記ポリエステルがポリエチレンである、請求項15に記載の診断デバイス。
- 前記トラップが、ニトロセルロース、セルロース、ガラス繊維、綿/ガラス繊維、メッシュ織物、不織布材料、ポリマー、およびポリスルホンからなる群から選択される材料を含む、請求項1に記載の診断デバイス。
- 前記トラップがセルロースである、請求項17に記載の診断デバイス。
- 前記毛細管床が、ニトロセルロース、クロマトグラフィー用ペーパー、ポリスルホン、およびセルロースからなる群から選択される材料を含む、請求項1に記載の診断デバイス。
- 哺乳動物の生体試料中の少なくとも1種のタンパク質を検出する方法であって、
a)前記哺乳動物の生体試料を、請求項1に記載の前記診断デバイスの前記試料受容材料に、前記少なくとも1種のタンパク質を前記検出試薬に結合させるのに十分な時間および条件下で適用すること;および
b)前記毛細管床上で検出試薬の存在を検出すること
を含み、前記毛細管床上の検出試薬の存在が、前記生体試料中に存在する前記少なくとも1種のタンパク質の存在を示す、方法。 - 前記哺乳動物が、タンパク質ミスフォールディング障害を有する疑いがある、またはタンパク質ミスフォールディング障害を有するリスクがある、請求項20に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のタンパク質が、ミスフォールドタンパク質、凝集タンパク質、超分子凝集タンパク質、ミスフォールドタンパク質の断片、凝集タンパク質の断片、超分子凝集タンパク質の断片、これらの混合物、および前記混合物の断片からなる群から選択される、請求項21に記載の方法。
- 前記ミスフォールドタンパク質が、α1アンチトリプシン(セルピンA1)、セルロプラスミン、重鎖IgG、軽鎖IgG、インターフェロン誘導タンパク質6-16(IF16-6、G1P3)、アルブミン、およびこれらの断片からなる群から選択される、請求項22に記載の方法。
- 前記タンパク質ミスフォールディング障害が、子癇前症、アルツハイマー病、プリオン病およびパーキンソン病からなる群から選択される、請求項21に記載の方法。
- 前記子癇前症が、軽症の子癇前症、重症の子癇前症、非定型子癇前症、血液透析-肝酵素上昇-血小板数減少(HELLP)症候群および子癇からなる群から選択される、請求項24に記載の方法。
- 前記生体試料が、尿、血液、唾液、組織、間質液、血清、血漿、脳脊髄液、羊水および抽出物質からなる群から選択される、請求項21に記載の方法。
- 前記哺乳動物が妊娠中である、請求項21に記載の方法。
- 前記妊娠中の哺乳動物が、ヒト、霊長類および遺伝子操作された哺乳動物からなる群から選択される、請求項27に記載の方法。
- 前記哺乳動物がヒトである、請求項28に記載の方法。
- 前記ヒトが、妊娠およそ8週から42週である、請求項29に記載の方法。
- 前記哺乳動物が分娩後である、請求項21に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のタンパク質が、定性的結果または半定量的結果を得るために可視化によって検出されてもよいし、または半定量的または定量的結果を得るために測定によって検出されてもよい、請求項22に記載の方法。
- 請求項1に記載のデバイスを含む、キット。
- 標準物質または対照試薬をさらに含む、請求項33に記載のキット。
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