JP2023520813A - 気道感染症の診断のためのバイオマーカー - Google Patents
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- G01N2800/127—Bronchitis
Abstract
本発明は、対象において気道感染症を診断するための方法であって、当該対象からの試料中で高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定すること、および/または当該対象からの試料中でヒストンタンパク質のレベルを決定すること、および/または当該対象からの試料中でインスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベルを決定することを含み、IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/もしくはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断され、かつ/またはHMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症と診断される、方法に関する。【選択図】なし
Description
本発明は、気道感染症(RTI)、特に、肺炎のような下気道感染症(LRTI)の診断および鑑別診断のためのマーカーおよび方法に関する。
臨床現場での深刻な問題は、重複する症状または不特定の疾患関連の特徴を有する障害のある患者の診断である。さらに、救急科(ED)またはプライマリーケアのような臨床現場にますます過負荷をかけているにもかかわらず、迅速な患者管理および正確な治療開始が望まれている。
示される症状は、疾患の重症度に依存して患者ごとに異なる可能性があり、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、急性冠症候群(ACS)、喘息、心不全、肺塞栓症、腫瘍、特に、肺腫瘍、浮腫、特発性肺炎症候群(IPS)または心房細動などの非感染症により引き起こされる疾患または障害と重複しているので、息切れ、脱力感、咳、倦怠感、混乱、胸膜炎性胸痛または発熱などの下気道感染症(LRTI)の症状を有する患者のトリアージにおいて明らかな問題が存在している(Girish et al.,Med Clin N Am 95(2011)1143-1161)。基礎疾患の多くは、敗血症のように重篤で生命を脅かす状態に患者をすばやく移行させる可能性があり、時間のかかる原因となる診断手順、または全体で数時間もしくはさらに数日かかる評価システムの余地がない。これは、医療スタッフにとって深刻な問題であり、そのような患者の迅速で個別化された治療および医学的決定に対する強い医学的必要性が存在する。
肺炎、急性気管支炎および細気管支炎などのLRTIは、病原性の感染性因子によって引き起こされ、重複感染またはさらなる蔓延を回避するために、病原体特異的な抗菌または抗寄生虫治療および患者の保護隔離を必要とする。
下気道感染症の中で、肺炎は深刻な健康問題であり、世界中の死亡率および罹患率の主要な原因のうちの1つである。これは、広範囲の細菌、ウイルス、およびまれな場合、真菌の病原体または他の寄生虫によって引き起こされる(Raeven et al.,BMC Infectious Diseases(2016)16:299;Li et al.,Microbes and Infection(2020)22(2):80-85)。経済的負担は高く、費用の要因は入院および患者の滞在期間である。
肺炎の最も一般的な形態は市中肺炎(CAP)であり、これは主に5歳未満の子供、65歳以上の成人、または併存疾患のある患者の重要な死因である。CAPの発生率は、人口の高齢化およびそれに続く併存疾患の増加により、今後10年間で増加すると予想される。したがって、CAPについての主なリスクは、喘息またはCOPDのような慢性障害、慢性心不全、免疫系の機能不全、またはプロトンポンプ阻害剤のような薬物の使用などの主要な病的状態、および大気汚染または喫煙のような呼吸ストレス要因である可能性がある。医療制度および患者の状況に応じて、死亡率は1%未満から最大で50%までの範囲である(Girish et al.,loc.cit.、Cillioniz et al.,Int.J.Mol.Sci.(2016)17:2120、Savvateeva et al.,BioMed Res Int(2019)1701276)。
肺炎は、病原体の多様性によって引き起こされる可能性があり、わずかに異なる症状を引き起こす可能性があり、それらの広がりは地域および季節によって異なる可能性がある(Ho et al.,Infect Dis Clin N Am(2019)33:1087-1103)。患者の死亡率を低下させるための主な要因は、適切な抗菌薬による迅速で効果的な病原体関連の治療、および酸素化または機械的人工呼吸のような他の補助的な医薬適用である。
病気を引き起こす細菌は、定型および非定型の群に分けることができる。
CAPを引き起こす最も一般的な病原体は、Streptococcus pneumoniae、Hemophilus influenzae、Moraxella catarrhalis、Staphylococcus aureus、特にメチシリン耐性Staphylococcus aureus(MRSA)を含む細胞外細菌である。
CAP病原体の2番目に頻度の高いクラスとしての非定型の群は、ヒト細胞における細胞内で増幅しており、通常、定型の細菌細胞壁を有しない。非定型の代表例は、Legionella pneumophila、Mycoplasma pneumoniae、Chlamydophila pneumoniae、Chlamydophila psittaciおよびCoxiella burnetiiである。非定型肺炎の割合は、多くの場合、症例のうちの5~30%で報告され、30%が混合感染症であり、のICUに入れられた患者でより一般的であるように見える(最大で20%)。非定型細菌に感染した患者は、多くの場合、乾性咳嗽、微熱、正常なWBC、および頻繁に関連する肺外症状のような亜急性症状を示す。
呼吸器ウイルスによって引き起こされるCAP感染率は、症例の2%~30%まで様々である。いくつかの研究では、パンデミックまたは流行性の事象に加えて、ウイルスによって引き起こされるCAPの頻度が以前に考えられていたよりも高く、症例が大幅に増加していることが見出された。最も一般的なウイルス粒子は、インフルエンザウイルス、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、コロナウイルス、ライノウイルス、パラインフルエンザウイルス、ヒトメタニューモウイルス、水痘、ハンタウイルス、およびアデノウイルスである。ウイルス感染症において、最も問題となる合併症のうちの1つは、他の病原体との同時感染であり、患者の状況をより深刻な状態に頻繁に移行させる可能性がある。ウイルス粒子と細菌の間の相互作用は、完全には理解されていないが、相互作用が、細菌の病原性を高め、結果として臨床転帰を悪化させる可能性が高く(Girish et al.,loc.cit.、Cillioniz et al.,loc.cit.、Savvateeva et al.,loc.cit.)、さらに病原性粒子の負荷が高いため、免疫系の負担が増加する。
根底にある病原体を特定するか、または少なくとも特定の病原体を排除することが、正確な診断、治療法の決定、および集団における感染の封じ込めについての鍵となる。
患者の症状および徴候の評価だけに基づいて、根本的な病原性の原因を伴う肺炎の正確な診断を行うことはできない。追加の臨床検査または画像化は、肺炎の診断をサポートするが、異なる病原体を区別することはできない。X線、超音波検査、またはCTスキャンのような画像化法は、それらの利用可能性の制限、結果の解釈における観察者間変動、および放射線科医または超音波検査者の経験の違いのために、欠点がある。
RTI、特にCAPを有するすべての患者に対する標準的な血清学的検査は存在せず、細胞内病原体と古典的な病原体とを区別することを可能にする迅速で簡単な臨床的手段は言うまでもなく、存在しない。
痰、気管支肺胞洗浄液または血液からの病原体の直接的な微生物学的同定は、得られた試料物質の質に強く依存し、数時間から数日かかる。
現在のIDSA/ATSガイドライン2019は、耐性病原体が疑われる患者にのみ痰または血液培養を推奨し、バイオマーカーの定期的な測定または尿中抗原検査、およびフォローアップX線検査は行わないが、抗生物質の経験的投与を推奨している(Metlay et al.,Am J Respir Crit Care Med(2019)200(7):e45-e67)。
前述の培養では、CAPでの病原体の同定率は50%未満である。1つの理由は、非定型細菌が細胞内に存在する、かつ/または定型細胞壁がないために同定することが容易ではないため、標準的な培養培地で非定型細菌を増殖させることが難しいことである。
別の方法は、ウイルスによって引き起こされる感染症の同定のために一般的に使用されるポリメラーゼ連鎖反応(PCR)のような分子生物学的技術による同定である。ここで、健康なヒトにおける上気道には、多くの場合、Pseudomonas aeruginosaのような潜在的に病的な細菌が定着していることを知ることは重要である。試料物質が、下気道において採取されなかった場合、または上気道からの定着した「無害な」微生物を含む場合、システムは偽陽性の結果を示す傾向があり、不必要な治療に終わるであろう(Savvateeva et al,loc.cit.)。これとは対照的に、ここで説明されるアプローチで検出された宿主応答バイオマーカーは、患者の免疫系が感染に対して反応する場合にのみ変更されるので、偽陽性を防ぐ。
血液宿主バイオマーカーを用いた現在の戦略が存在するが、単一のバイオマーカーの臨床的使用は制限されている。現在、CAPの病因を確立するためのバイオマーカーベースのアルゴリズムは存在しない。治療に関する臨床的決定を下すために異なる病原体を確実に区別することができる既知の単一のバイオマーカーはない。例えば、プロカルシトニンは、細菌感染症の診断および重症度のための周知のバイオマーカーである。TRAIL(WO2016/059636 A1)またはMxA(WO2014/137858 A1)のような他の公開されているバイオマーカーは、ウイルスの原因の検出に使用されている。それにもかかわらず、既知の単一のバイオマーカーの実現可能性は、ウイルス対細菌の同定または分化、特に、定型細菌感染症と非定型細菌感染症との間の亜分化に限定されている(Kruger et al.,Respiratory Research(2009)10:65)。
肺炎重症度指数(PSI)、CURB-65基準(英国胸部疾患学会評価システムの改変)、またはSMART-COPなどの複雑な重症度評価スコアは、死亡リスクに応じて患者を階層化するために使用され、医療の指針のために使用されているが、時間がかかり、計算が困難である。
多くの場合、原因となる病原体の正体は不明なままであるため、患者の治療は時間のかかる試行錯誤の方法に従うことがよくある。
現在の診療では、抗生物質が、肺炎に対する第一選択治療である。しかしながら、それらは寄生虫またはウイルス感染には効果がないか、または適応されないが、それにもかかわらず、抗生物質の使用全体のうちの約41%は呼吸器の状態に関連している(Ho et al.,loc.cit.)。
EDへの患者の入院後最初の数時間以内、または一般的な医師の環境での限られたタイムスロット内での治療的介入の必要性のため、治療指針は、経験的手順を推奨している(Thibodeau et al.,American Family Physician(2004)69(7):1699-1706)。
この処方慣行は、抗生物質の消費量を大幅に増やし、広範囲の抗生物質による過剰治療を引き起こし、これにより、追加のコストおよび薬物の副作用が生じる可能性がある。急性心不全および呼吸困難の患者などの、気道感染症に似た症状のある非感染の病的患者に抗生物質を使用すると、副作用および悪い転帰のリスクが高まることが示されている(Girish et al.,loc.cit.、Maisel et al.,Eur J Heart Fail.(2012)14:278-286)。
別の結果は、新しい抗生物質の有用性を大幅に制限する多剤耐性細菌の発生である。
セファロスポリン、マクロライドおよびフルオロキノロンなどのいくつかの抗生物質に対する、CAPの最も一般的な原因である、S.pneumoniaeの抗生物質耐性の増加は、世界的な問題になる可能性がある。過去20年以内で、世界中の肺炎球菌感染症の症例のうちの20%~30%が、3つより多いクラスの抗生物質に耐性がある。
細胞内の出現および存在しない細胞壁に基づいて、非定型肺炎病原体に対する治療には、定型肺炎の細菌性病原体と比較して異なる種類の抗生物質が必要である。非定型細菌についての抗生物質は、ヒトの細胞に侵入することができなければならず、定型細菌の細胞壁の種類に対して向けられてはならない。したがって、標準的なベータ-ラクタムは効果的ではなく、エリスロマイシンおよび時々、テトラサイクリンなどの他の抗菌薬が、非定型感染症に従来から使用されてきた。マクロライド系抗生物質は、エリスロマイシンよりも耐容性が高い。ドキシサイクリンは胃腸の副作用が少なく、より安価な代替品である。フルオロキノロンは、1日1回の投与を可能にする優れたバイオアベイラビリティを有する(Thibodeau et al.,loc.cit.)。
効果的な患者管理はコストの削減に役立つが、臨床現場(外来患者、病院または集中治療室(ICU)への入院)および適切な治療の選択について迅速かつ適切な決定が必要である。
現在の問題の1つの解決策は、病原因子を標的とした治療を可能にする迅速な診断を伴う高度な技術の使用である(Ho et al.,loc.cit.)。
最も重要な臨床的必要性のうちの1つは、最も原因となる病原体群の早期発見であり、RTIにおける細菌性病原体とウイルス性病原体の区別、ならびにまた、患者の効果的な管理および正確な治療のための非定型および定型細菌の早期かつ迅速な亜分化、ならびに現在使用されている経験的な「試行錯誤」法の回避が強調されている。
したがって、宿主バイオマーカー、特に、血液バイオマーカーの迅速で信頼性の高い検出は、感染に基づく障害の原因となる病原体の同定および鑑別診断、ならびに/または重複するもしくは似ている症状を伴う非感染性障害の除外のための解決策である。迅速な検査または自動化されたアッセイは取り扱いが簡単で、患者のトリアージの決定および最初の正確で個別化された治療を支持することができる。
これらの手順の明確な医学的利点は、一般的である抗生物質消費量の減少、または少なくともその不必要な適用の回避であり、これはまた、さらなる抗生物質耐性の生成を減少させるであろう。別の利点は、迅速な医療上の判断を下すこと、および適切な医薬による介入の開始の可能性である。臨床的に関連する病原体の別の群は、肺炎を引き起こす傾向があるウイルスである。コロナウイルス関連の重症急性呼吸器症候群-CoV(SARS-CoV)2002、中東呼吸器症候群-CoV(MERS-CoV)2012またはSARS-CoV2/COVID-19(M.Ashour et al.Pathogens 2020、9(3))のような今まで未知の病原性バリアントの場合のような、流行またはパンデミックのような危機的状況の場合では、医療制度には、新しい病原体に感染する潜在的リスクのある患者が多数存在するが、また、同様の症状を伴う非感染症関連の重大な障害、および細菌による同時感染を患っている患者も存在し得る。その場合、患者の迅速なトリアージは、次の臨床ステップを決定し、呼吸困難、ARDS、敗血症、(敗血症性)ショックなどの合併症のリスクまたは患者の死亡率を減らすための適切な医療支援を可能な限り十分に提供するための最も重要な手段である。
本発明は、対象において気道感染症を診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定すること、ならびに/または
当該対象からの試料中で、好ましくは、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2B、ヒストンH3およびヒストンH1から選択されるヒストンタンパク質のレベルを決定すること、ならびに/または
当該対象からの試料中で、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベルを決定すること含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症と診断され、かつ/または
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/もしくはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定すること、ならびに/または
当該対象からの試料中で、好ましくは、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2B、ヒストンH3およびヒストンH1から選択されるヒストンタンパク質のレベルを決定すること、ならびに/または
当該対象からの試料中で、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベルを決定すること含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症と診断され、かつ/または
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/もしくはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。
言い換えれば、一態様では本発明は、対象において気道感染症を診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、
(i)高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベル、
(ii)ヒストンタンパク質のレベル、および/または
(iii)インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベル、を決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症と診断され、かつ/または
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/もしくはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。
当該対象からの試料中で、
(i)高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベル、
(ii)ヒストンタンパク質のレベル、および/または
(iii)インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベル、を決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症と診断され、かつ/または
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/もしくはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。
本発明は、一態様では、気道感染症(RTI)を有する疑いがある対象において気道感染症を診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症と診断される、方法に関する。
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症と診断される、方法に関する。
別の態様では、本発明は、対象において気道の疾患を鑑別診断するための方法であって、当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症(RTI)と診断される、方法に関する。
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症(RTI)と診断される、方法に関する。
この文脈において、対象は、下気道感染症(LRTI)の1つ以上の症状を有する場合があり、例えば、当該対象は、息切れ、脱力感、発熱、痰形成、咳、倦怠感、喘鳴、胸部不快感または胸痛、呼吸促迫、呼吸困難、鬱血、鼻感冒および咽頭痛から選択される1つ以上の症状を示す場合がある。当該対象はまた、咳、ならびに痰形成、息切れ、喘鳴および胸部不快感または胸痛から選択される1つ以上の症状を患っている場合がある。この方法は、RTIと、下気道の他の疾患(「RTIミミック」)との間で重複する症状のある対象を区別するのに特に有益である。
本発明の文脈において、RTIは、例えば、急性気管支炎、肺炎および細気管支炎の群から選択される、特に、下気道感染症(LRTI)であり得る。LRTIは、非定型細菌感染症、特に非定型細菌性肺炎などの細菌またはウイルス感染症であり得る。本発明の方法は、非定型細菌性肺炎などの非定型細菌性LRTIを有する対象と、健康な対象またはLRTIの症状に似ている症状を有する対象、例えば、COPD患者とを区別するのに特に有用であり、以下を参照されたい。
本明細書において、ウイルス感染症は、例えば、インフルエンザA、インフルエンザB、重症急性呼吸器症候群(SARS)、中東呼吸器症候群(MERS)、およびコロナウイルス感染症2019(COVID-19)からなる群から選択され得る。
本発明の文脈において、さらに、プロカルシトニン(PCT)、プロアドレノメジュリン(proADM)またはその断片、ヒストンタンパク質、血清アミロイドA1(SAA1)、フェチュイン-A(FetA)、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)、腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)、およびC-X-Cモチーフケモカイン10(CXCL10)からなる群から選択される1つ以上のさらなるマーカーのレベルが、診断を改善するために、当該対象からの試料中で決定され得る。特定の場合、MR-proADMのレベルが、当該対象からの試料中で決定され、特に、MR-proADMのレベルが、感染症の重症度を示す。
また、HMGB1に加えて、ヒストンH2B、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH3およびヒストンH1から選択される1つまたはヒストンタンパク質のレベルが、当該対象からの試料中で決定され得、好ましくは、H4のレベルが決定される。少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくはH4のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象は、非定型細菌性肺炎と診断され得る。他方で、少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくはH4のレベルが、第1の所定の閾値レベルを超え、かつ第2の所定の閾値レベル未満である場合、対象は、定型細菌性肺炎と診断され得る。
加えて、さらに、FetAのレベルが、当該対象からの試料中で決定され得る。FetAのレベルが、所定の閾値レベル未満である場合、対象は、細菌性LRTIと診断され得る。他方で、FetAのレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象は、ウイルス性LRTIと診断され得る。
より一層、HMGB1に加えて、IGFALSのレベルが、当該対象からの試料中で決定され得る。IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満である場合、対象は、細菌性LRTIと診断され得る。他方で、IGFALSのレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象は、ウイルス性LRTIと診断され得る。
また、さらに、CXCL10のレベルが、当該対象からの試料中で決定され得る。CXCL10のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象は、ウイルス性LRTIと診断され得る。
なお一層、さらに、TRAILのレベルが、当該対象からの試料中で決定され得る。TRAILのレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象は、ウイルス性LRTIと診断され得る。
さらなる態様では、本発明は、対象において気道感染症を診断するための方法であって、当該対象からの試料中で、好ましくは、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2B、ヒストンH3およびヒストンH1から選択されるヒストンタンパク質のレベルを決定すること、ならびに/または
当該対象からの試料中で、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベルを決定すること含み、
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/もしくはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。特に、ヒストンタンパク質は、H4であり得る。
当該対象からの試料中で、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベルを決定すること含み、
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/もしくはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。特に、ヒストンタンパク質は、H4であり得る。
本明細書において典型的な対象は、細菌性気道感染症を有する疑いがある対象である。当該対象は、下気道感染症(LRTI)、特に肺炎の1つ以上の症状を有する場合がある。当該対象は、息切れ、脱力感、発熱、痰形成、咳、倦怠感、喘鳴、胸部不快感または胸痛、呼吸促迫、呼吸困難、鬱血、鼻感冒および咽頭痛から選択される1つ以上の症状を示す場合がある。特に、当該対象は、咳、ならびに痰形成、息切れ、喘鳴および胸部不快感または胸痛から選択される1つ以上の症状を患っている場合がある。
この文脈において、さらに、プロカルシトニン(PCT)、プロアドレノメジュリン(proADM)またはその断片、ヒストンタンパク質、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)、血清アミロイドA1(SAA1)、フェチュイン-A(FetA)、腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)およびC-X-Cモチーフケモカイン10(CXCL10)からなる群から選択される1つ以上のさらなるマーカーのレベルが、当該対象からの試料中で決定され得る。例えば、MR-proADMのレベルが、当該対象からの試料中で決定され得、特に、MR-proADMのレベルが、感染症の重症度を示す。
加えて、HMGB1のレベルが、当該対象からの血液試料中で、ヒストンタンパク質のレベルまたはIGFALSのレベルに対してさらに決定され得、IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、ヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超え、かつHMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象は、細菌性気道感染症と診断される。
本明細書において、少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくはH4のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、非定型細菌性肺炎と診断される。他方で、少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくはH4のレベルが、第1の所定の閾値レベルを超え、かつ第2の所定の閾値レベル未満である場合、対象は、定型細菌性肺炎と診断され得る。
本発明の文脈において、試料は、体液の試料、好ましくは、血液試料、唾液試料、鼻腔スワブ、汗試料、尿試料または気管支肺胞洗浄液(BAL)、より好ましくは、血清、血漿または全血、最も好ましくは、血漿である。
本発明はまた、対象における細菌性気道感染症の治療に使用するための抗生物質であって、対象が、本発明による方法により細菌性気道感染症を有すると決定された場合、当該対象が、抗生物質で治療される、抗生物質に関する。
本発明の目的は、気道感染症(RTI)、特に、下気道感染症(LRTI)の診断および鑑別診断のためのマーカーおよび方法を提供することである。特に、RTI/LRTIの急性型は、本発明の方法により診断される。本明細書上記で概説したように、本発明は、以下のマーカーが、気道感染症、特に、下気道感染症の鑑別診断に使用され得るという驚くべき発見に基づく:高移動度群タンパク質B1(HMGB1)、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2B、ヒストンH3およびヒストンH1などのヒストンタンパク質、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)、フェチュイン-A(FetA)。添付の実施例および図面から明らかなように、これらのマーカーは、この診断、特に、RTIと、類似もしくは同様の症状を有する疾患との区別、または細菌性と、ウイルス性RTI、特にLRTI、より特には肺炎との区別、または定型と、非定型細菌性肺炎との区別に役立ち得る。
本明細書において、この方法は、好ましくは、LRTIの診断に使用される。したがって、RTIは、すべての態様および実施形態において(特に明記しない限り)、好ましくは、LRTIである。肺炎は、LRTIの最も重度な形態のうちの1つである。したがって、本発明のすべての態様および実施形態において、特に、肺炎を診断することを目的とする。RTI/LRTI/肺炎は、本発明の文脈において、細菌性またはウイルス性病原体によって引き起こされるものなどの、異なる起源のものであり得る。細菌性肺炎の場合、異なる細菌によって引き起こされる定型および非定型の形態の肺炎が存在し、以下の説明を参照されたい。
気道感染症は、気道が関与する感染性疾患である。RTIは、上気道感染症(URTI)または下気道感染症(LRTI)としてさらに分類され得る。
上気道は、一般的に、声門または声帯の上の気道であると考えられる。これには、鼻、副鼻腔、咽頭、および喉頭が含まれる。上気道の典型的な感染症には、扁桃炎、咽頭炎、喉頭炎、副鼻腔炎、中耳炎、特定の種類のインフルエンザ、および一般的な風邪が含まれる。URTIの症状には、咳、咽頭痛、鼻水、鼻づまり、頭痛、微熱、顔面圧迫、およびくしゃみが含まれ得る。
下気道は、気管(喉笛)、気管支、細気管支、および肺からなる。肺炎などの下気道感染症は、一般的に、上気道感染症よりも重症になる。LRTIは、すべての感染性疾患の中で主要な死因である。最も一般的な2つのLRTIは、気管支炎および肺炎である。別のLRTIは、細気管支炎である。インフルエンザまたはコロナウイルスは、上気道および下気道の両方に影響を及ぼす。LRTIの症状には、一般的に、息切れ、脱力感、発熱、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)までの咳および倦怠感、臓器障害、ならびに敗血症が含まれる。
気管支炎は、咳を引き起こす肺における気管支(大型および中型の気道)の炎症である。症状には、痰の喀出、喘鳴、息切れ、および胸痛が含まれる。気管支炎は、急性または慢性であり得る。急性気管支炎は、通常、約3週間続く咳がある。症例のうち90%超で、原因は、ウイルス感染である。これらのウイルスは、人々が咳をしたり、直接接触したりすると、空気中に広がる可能性がある。典型的に、これらのウイルス感染症は、ライノウイルス、パラインフルエンザ、コロナウイルス、またはインフルエンザである。少数の症例は、Mycoplasma pneumoniaeまたはBordetella pertussisなどの細菌感染によって引き起こされる。
肺炎は、肺の炎症状態であり、主に肺胞として知られている小さな気嚢に影響を及ぼし、市中感染(CAP)または病院内感染(HAP)(院内感染)の可能性がある。典型的に、症状には、喀痰を伴う咳または乾性咳、胸痛、発熱および呼吸困難のいくつかの組み合わせが含まれる。細菌は、市中肺炎(CAP)の最も一般的な原因であり、Streptococcus pneumoniaeが、症例のほぼ50%で分離されている。他の一般的に分離される細菌には、Haemophilus influenzae、Chlamydophila pneumoniae、Mycoplasma pneumoniae、Staphylococcus aureus、Moraxella catarrhalis、Legionella pneumophila、およびグラム陰性桿菌が含まれる。薬剤耐性Streptococcus pneumoniae(DRSP)およびメチシリン耐性Staphylococcus aureus(MRSA)を含む、上記の感染症の多くの薬剤耐性型が、ますます一般的になってきている。
成人では、ウイルスが、肺炎の症例のうちの約3分の1を占め、小児では、約15%を占める。ウイルス性肺炎の一般的な原因は、インフルエンザウイルスAおよびB、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、およびヒトパラインフルエンザウイルスである。一般的に肺炎を引き起こすさらなるウイルスには、アデノウイルス、メタニューモウイルス、ハンタウイルス、特定の特殊な形態のコロナウイルス、変異/バリアント、または人畜共通感染症関連ウイルス、例えば、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス(SARS CoV)、中東呼吸器症候群コロナウイルス(MERS CoV)、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2/COVID-19)が含まれる。SARSコロナウイルスは、重症急性呼吸器症候群(SARS)を引き起こす。MERSコロナウイルスは、中東呼吸器症候群(MERS)を引き起こす。SARS-CoV-2は、コロナウイルス感染症2019(COVID-19)を引き起こす。
細気管支炎は、ウイルス感染による肺における小さな気道の閉塞であり、通常は、2歳未満の子供にのみ発生する。症状には、発熱、咳、鼻感冒、喘鳴、および呼吸障害が含まれ得る。
特に、HMGB1は、対象において、RTI(細菌性およびウイルス性)、特にLRTIを診断するのに有用であり、RTI、特にLRTIと、健康な個体、または類似もしくは重複する症状を有する、すなわち、RTIおよびLRTIに似ている疾患を有する患者とを区別するのに有用である。
同様に、ヒストンタンパク質(ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2B、ヒストンH3およびヒストンH1を含む)は、対象において、RTI(細菌性およびウイルス性)、特にLRTIを診断するのに有用なマーカーであり、RTI、特にLRTIと、健康な個体、または類似もしくは重複する症状を有する、すなわち、RTIおよびLRTIに似ている疾患を有する患者とを区別するのに有用なマーカーである。ヒストンはまた、非定型細菌性肺炎と、定型細菌性肺炎との区別にも有用である。
対照的に、フェチュインA(FetA)は、細菌性と、ウイルス性RTI/LRTIとの区別に特に有用であり、IGFALSは、定型細菌性肺炎と、非定型細菌性肺炎との区別、およびウイルス感染症と、定型細菌感染症との区別に特に有用である。
したがって、本発明の一態様では、RTI/LRTIを有する対象と、急性冠症候群(ACS)、喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、心不全、肺塞栓症、肺腫瘍、その他の腫瘍または心房細動のような類似または重複する症状を有する疾患を有する対象とを区別することを目的とする。
それらの個々の長所を考慮して、本発明のマーカーは、より詳細な鑑別診断を得るために、および/または適切な治療を指示もしくは監視するために、(少なくとも2つ、3つまたは4つのマーカーのパネルとして)組み合わせることができる。さらに、上記のマーカーは、個別またはパネルとして、診断をさらに改善するために、さらなるマーカーまたは他の臨床パラメータと組み合わせることができる。このような追加のマーカーには、プロカルシトニン(PCT)、プロアドレノメジュリン(proADM)およびその断片、例えば、MR-proADM、成熟ADM、PAMP、血清アミロイドA1(SAA1)、インターフェロン誘導GTP結合タンパク質Mx1(Mx1)、腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)、C-X-Cモチーフケモカイン10(CXCL10;IP10としても知られている)、およびC反応性タンパク質(CRP)が含まれる。
プロアドレノメジュリン(proADM)およびその断片、好ましくは、MR-proADMは、特にRTI/LRTIの重症度に対する追加マーカーとして使用され得る。proADM、特にMR-proADMのレベルが高いほど、疾患はより重症になる。
本発明は、以下で論じられるいくつかの態様に関する。
一態様では、本発明は、気道感染症を有する疑いがある対象において、気道感染症(RTI)、特にLRTIを診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症と診断される、方法に関する。
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症と診断される、方法に関する。
関連する態様では、本発明は、対象において気道の疾患を鑑別診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症、特にLRTIと診断される、方法に関する。
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症、特にLRTIと診断される、方法に関する。
この文脈において、HMGB1は、非定型LRTI、特に非定型細菌性肺炎を有する患者と、肺炎に似ている他の非細菌関連疾患または健康な対象とを区別するための特に有用なマーカーである。
別の態様では、本発明は、対象において気道感染症、特にLRTIを診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、好ましくは、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2B、ヒストンH3およびヒストンH1から選択される少なくとも1つのヒストンタンパク質のレベルを決定すること、ならびに/または
当該対象からの試料中で、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベルを決定すること含み、
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/またはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。
当該対象からの試料中で、好ましくは、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2B、ヒストンH3およびヒストンH1から選択される少なくとも1つのヒストンタンパク質のレベルを決定すること、ならびに/または
当該対象からの試料中で、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベルを決定すること含み、
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/またはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。
関連する態様では、本発明は、対象において細菌性肺炎を鑑別診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、好ましくは、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2BおよびヒストンH3から選択される少なくとも1つのヒストンタンパク質のレベルを決定することを含み、
当該ヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値レベル未満である場合、対象が、定型細菌性肺炎と診断され、かつ
当該ヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、非定型細菌性肺炎と診断される、方法に関する。
当該対象からの試料中で、好ましくは、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2BおよびヒストンH3から選択される少なくとも1つのヒストンタンパク質のレベルを決定することを含み、
当該ヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値レベル未満である場合、対象が、定型細菌性肺炎と診断され、かつ
当該ヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、非定型細菌性肺炎と診断される、方法に関する。
別の関連する態様では、本発明は、対象において気道感染症を鑑別診断するための方法であって、
当該対象からの試料中でIGFALSのレベルを決定することを含み、
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満である場合、対象が、細菌性気道感染症と診断され、かつ
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、ウイルス性LRTIと診断される、方法に関する。
当該対象からの試料中でIGFALSのレベルを決定することを含み、
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満である場合、対象が、細菌性気道感染症と診断され、かつ
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、ウイルス性LRTIと診断される、方法に関する。
ウイルス性対細菌性RTI/LRTI/肺炎のこのような鑑別診断は、IGFALSと、TRAIL、Mx1、FetA、CRPおよびCXCL10から選択される1つ以上のマーカーとの組み合わせによって改善され得る。
ヒストンタンパク質とIGFALSの組み合わせは、定型細菌性LRTI、特に定型細菌性肺炎の鑑別診断に特に有用である。
同様の態様では、本発明は、対象において気道感染症、特にLRTIを診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、好ましくは、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2BおよびヒストンH3から選択される少なくとも1つのヒストンタンパク質のレベルを決定すること、ならびに/または
当該対象からの試料中でフェチュイン-A(FetA)のレベルを決定することを含み、
FetAのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/またはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。
当該対象からの試料中で、好ましくは、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2BおよびヒストンH3から選択される少なくとも1つのヒストンタンパク質のレベルを決定すること、ならびに/または
当該対象からの試料中でフェチュイン-A(FetA)のレベルを決定することを含み、
FetAのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/またはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。
ヒストンタンパク質とFetAの組み合わせは、LRTI(細菌性対ウイルス性)、特に細菌性肺炎(定型および非定型)の鑑別診断に特に有用である。
関連する態様では、本発明は、対象において細菌性気道感染症を鑑別診断するための方法であって、
当該対象からの試料中でフェチュインAのレベルを決定することを含み、
フェチュインAのレベルが、所定の閾値レベル未満である場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。
当該対象からの試料中でフェチュインAのレベルを決定することを含み、
フェチュインAのレベルが、所定の閾値レベル未満である場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法に関する。
所定の閾値は、例えば、対照群、例えば、健康な対象からの1つ以上の個体からの試料中のそれぞれのマーカーレベルに基づき得る。目的の鑑別診断に応じて、対照群は、特定の形態のRTI(例えば、細菌/ウイルス感染症、非定型/定型肺炎など)を有する患者であり得る。最も好ましくは、所定の閾値は、アッセイの所望の特異性/感度に基づいて、対照群からのレベルに対するカットオフとして決定される。
本発明はまた、対象において、細菌性RTI、特に細菌性LRTI、より特には細菌性肺炎を抗生物質で治療する方法であって、対象が、本発明の方法により、細菌性RTIまたは細菌性LRTIまたは細菌性肺炎と診断されている、方法に関する。それに応じて、本発明は、細菌性RTI、特に細菌性LRTI、より特には細菌性肺炎を治療するこのような方法に使用するための抗生物質に関する。これには、細菌/ウイルスの混合感染も含まれる。
定型および非定型RTI/LRT/肺炎のために異なる抗生物質が一般的に処方される。定型細菌性RTI/LRTI/肺炎は、一般的に、アモキシシリン、エリスロマイシン、セフロキシム、フルクロキサシリン、ドキシサイクリン、第2世代セファロスポリン、例えば、セファクロル、シプロフロキサシン、またはリファンピシンで治療される。非定型細菌性RTI/LRTI/肺炎は、一般的に、マクロライド系抗生物質、例えば、アジスロマイシンおよびクラリスロマイシン、フルオロキノロン、例えば、シプロフロキサシンおよびレボフロキサシン、テトラサイクリン系抗生物質、例えば、ドキシサイクリンおよびテトラサイクリンで治療される。
定型肺炎の最も一般的な病原細菌は、Streptococcus pneumoniae、Staphylococcus aureus、Haemophilus influenzae、Klebsiella pneumoniae、Escherichia coli、Pseudomonas aeruginosaおよびMoraxella catarrhalisなどの細菌である。したがって、定型肺炎の治療には、これらの細菌に向けられた抗生物質が好ましい。
非定型肺炎の最も一般的な病原細菌は、Chlamydophila pneumoniae、Chlamydophila psittaci、Coxiella burnetii、Francisella tularensis、Legionella pneumophilaおよびMycoplasma pneumoniaeなどの細菌(細胞内生存周期または細胞壁がない、などの非定型細菌の仕様)である。したがって、非定型肺炎の治療には、細胞内複製周期のある、または細胞壁がない細菌に向けられた抗生物質が好ましい。
したがって、本発明は、対象における細菌性肺炎の治療のための抗生物質であって、
当該抗生物質が、アモキシシリン、エリスロマイシン、セフロキシム、フルクロキサシリン、ドキシサイクリン、第2世代セファロスポリン、例えば、セファクロル、シプロフロキサシン、リファンピシンからなる群から選択され、
対象が、本発明による方法によって、対象における定型細菌性肺炎を有すると決定された場合、当該対象が当該抗生物質で治療される、抗生物質に関する。
当該抗生物質が、アモキシシリン、エリスロマイシン、セフロキシム、フルクロキサシリン、ドキシサイクリン、第2世代セファロスポリン、例えば、セファクロル、シプロフロキサシン、リファンピシンからなる群から選択され、
対象が、本発明による方法によって、対象における定型細菌性肺炎を有すると決定された場合、当該対象が当該抗生物質で治療される、抗生物質に関する。
同様に、本発明は、対象における細菌性肺炎の治療のための抗生物質であって、
当該抗生物質が、マクロライド系抗生物質、例えば、アジスロマイシンおよびクラリスロマイシン、フルオロキノロン、例えば、シプロフロキサシンおよびレボフロキサシン、テトラサイクリン系抗生物質、例えば、ドキシサイクリンおよびテトラサイクリンからなる群から選択され、
対象が、本発明による方法によって、対象における非定型細菌性肺炎を有すると決定された場合、当該対象が当該抗生物質で治療される、抗生物質に関する。
当該抗生物質が、マクロライド系抗生物質、例えば、アジスロマイシンおよびクラリスロマイシン、フルオロキノロン、例えば、シプロフロキサシンおよびレボフロキサシン、テトラサイクリン系抗生物質、例えば、ドキシサイクリンおよびテトラサイクリンからなる群から選択され、
対象が、本発明による方法によって、対象における非定型細菌性肺炎を有すると決定された場合、当該対象が当該抗生物質で治療される、抗生物質に関する。
本発明のすべての態様において、「試料」という用語は、対象から得られる生物学的試料である。「試料」は、本明細書で使用される場合、例えば、患者などの関心対象の診断、予後、または評価の目的で得られた体液または組織の試料を指してもよい。好ましくは、本明細書において、試料は、体液の試料、例えば、血液、血清、血漿、尿、唾液、痰、涙、汗、鼻分泌物、および気管支肺胞洗浄液(BAL)である。特に、試料は、血液、血漿、血清、または尿である。試料は、分画または精製手順、例えば、全血の血清または血漿成分への分離などによって処理(前処理)され得る。そのような前処理はまた、希釈、濾過、遠心分離、濃縮、沈降、沈殿、または透析を含み得るが、これらに限定されない。前処理はまた、酸、塩基、緩衝剤、塩、溶媒、反応性染料、洗剤、乳化剤、キレート剤などの化学的または生化学的物質の溶液への添加も含み得る。好ましくは、試料は血液試料、より好ましくは血清試料または血漿試料である。
本発明の文脈における「血漿」は、遠心分離後に得られる抗凝固剤を含有する血液の実質的に細胞を含まない上清である。例示的な抗凝血剤には、EDTAまたはクエン酸塩などのカルシウムイオン結合化合物、およびヘパリン酸塩またはヒルジンなどのトロンビン阻害剤が含まれる。細胞を含まない血漿は、抗凝固処理された血液(例えば、クエン酸塩処理された、EDTAまたはヘパリン処理された血液)を、例えば、2000~3000gで少なくとも15分間遠心分離することによって得ることができる。
本発明の文脈における「血清」は、血液を凝固させた後に収集される全血の液体画分である。凝固した血液(血餅)が遠心分離されると、血清を上清として得ることができる。
本明細書で使用される場合、「尿」は、放尿(urination)(または排尿(micturition))と呼ばれる過程を通して腎臓によって分泌され、尿道を通して排泄される体の液体生成物である。
対象の試料中で1つより多いマーカーが決定される本発明のそれらの態様および実施形態では、少なくとも2つのマーカーが、典型的には、必ずしもではないが、同じ試料中で決定される。
本明細書中で使用される場合、「ヒストン」もしくは「ヒストンタンパク質」または「ヒストン」もしくは「ヒストンタンパク質」とは、H1、H2A、H2B、H3、もしくはH4などの標準的ヒストン、ならびにH3.3、H2A.Zなどのヒストンバリアント、またはそれらの断片を指す。ヒストンは、DNAがクロマチン構造を集合させるために包み込まれる八量体粒子を形成する(Luger,Nature.1997 Sep 18;389(6648):251-60)。例えば、ヒストンタンパク質H2A、H2B、H3、およびH4(それぞれ2つ)は八量体を形成し、これは165塩基対のDNAによって包まれてクロマチンの基本サブユニットであるヌクレオソームを形成する。したがって、本発明の例ではH4が決定されているが、他のヒストンタンパク質も決定することができる。したがって、一態様では、本明細書における少なくとも1つのヒストンは、H1、H2B、H4、H2AおよびH3からなる群から選択され得る。したがって、本発明のこの態様の方法およびキットにおいて決定されるべきヒストンのレベルは、特に、ヒストンH1、H2B、H4、H2A、および/またはH3のレベルである。別の態様では、本明細書における少なくとも1つのヒストンは、H1、H2A、H2B、H3およびH4からなる群から選択され得る。したがって、本発明のこの態様の方法およびキットにおいて決定されるべきヒストンのレベルは、特に、ヒストンH1、H2A、H2B、H3、および/またはH4のレベルである。ヒストンの構造およびヒストンタンパク質の配列は当業者に公知である(Porto&Stein,Front Immunol.(2016)7:311)。
ヒストンの例示的な配列は、配列番号4~8に示されている。ヒストンH4の例示的なアミノ酸配列は、配列番号4に示されている。ヒストンH2Aの例示的なアミノ酸配列は、配列番号5に示されている。ヒストンH3の例示的なアミノ酸配列は、配列番号6に示されている。ヒストンH2Bの例示的なアミノ酸配列は、配列番号7に示されている。ヒストンH1の例示的なアミノ酸配列は、配列番号8に示されている。特に、少なくとも1つのヒストンは、H2B、H4、H2A、H1およびH3からなる群から選択される。より具体的には、少なくとも1つのヒストンは、H2B、H4、およびH2Aからなる群から選択される。より具体的には、少なくとも1つのヒストンは、H2BおよびH4である。より具体的には、少なくとも1つのヒストンはH2BまたはH4である。
本明細書で使用される場合、用語「プロアドレノメジュリン」または「proADM」は、プロアドレノメジュリンまたはその断片、特にMR-proADMを指す。「proADMのレベルを決定すること」などは、proADMまたはその断片を決定することを指すことが理解される。断片がproADMのレベルの明白な決定を可能にする限り、断片は任意の長さ、例えば少なくとも約5、10、20、30、40、50または100アミノ酸を有することができる。本発明の特に好ましい態様において、「proADMのレベルを決定すること」は、中部領域のプロアドレノメジュリン(MR-proADM)のレベルを決定することを指す。MR-proADMは、proADMの断片である。ペプチドアドレノメジュリン(ADM)は、52個のアミノ酸を含む血圧降下ペプチドとして発見され、それはヒトフェノクロモサイトメトリーから単離された(Kitamura et al.,1993)。アドレノメジュリン(ADM)は、185個のアミノ酸を含む前駆体ペプチド(「プレプロアドレノメジュリン」または「プレproADM」;配列番号9)としてコードされる。プレproADMの例示的なアミノ酸配列は、配列番号9に示されている。ADMはプレproADMアミノ酸配列の95~146位を含み、それらのスプライス産物である。「プロアドレノメジュリン」(「proADM」)は、シグナル配列を有さないプレproADM(アミノ酸1~21)、すなわちプレproADMのアミノ酸残基22~285を指す。「中部領域プロアドレノメジュリン」(「MR-proADM」)は、プレproADMのアミノ酸42 95を指す。MR-proADMの例示的なアミノ酸配列は、配列番号10に示されているプレproADMまたはMR-proADMのペプチドおよびその断片を本明細書に記載の方法に使用できることも本明細書では想定されている。例えば、ペプチドまたはその断片は、プレproADMのアミノ酸22~41(PAMPペプチド)またはプレproADMのアミノ酸95~146(成熟アドレノメジュリン)を含み得る。proADMのC末端断片(プレproADMのアミノ酸153~185)は、アドレノテンシンと呼ばれる。proADMペプチドの断片またはMR-proADMの断片は、例えば、少なくとも約5、10、20、30、またはそれ以上のアミノ酸を含み得る。したがって、proADMの断片は、例えば、MR-proADM、PAMP、アドレノテンシン、および成熟アドレノメジュリンからなる群から選択することができ、好ましくは、本明細書では、断片はMR-proADMである。
高移動度群タンパク質B1(HMGB1)は、最も重要なクロマチンタンパク質の中でヒストンタンパク質と同様である。HMGB1(Uniprot ID P09429;https://www.uniprot.org/uniprot/P09429)は、HMGB1遺伝子(NCBI遺伝子番号3146)によってコードされる。ヒトHMGB1アイソフォームの例示的なアミノ酸配列は、配列番号11に示されている。HMGB1は、特定のRTIにおいて上方制御されることが知られている(Zhou et al.,Microbiol.Immunol.(2011)55:279-288、Patel et al.,mBio 9(2):e00246-18)。
フェチュインA(FetA)は、アルファ-2-HS-糖タンパク質(AHSG)(Uniprot ID P02765;https://www.uniprot.org/uniprot/P02765)としても知られており、ヒトにおいて、AHSG遺伝子(NCBI遺伝子番号197)によってコードされる。ヒトフェチュインAの例示的なアミノ酸配列は、配列番号12に示されている。
インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)(Uniprot ID P35858;https://www.uniprot.org/uniprot/P35858)は、ヒトにおいて、IGFALS遺伝子(NCBI遺伝子番号3483)によってコードされる。ヒトIGFALSの例示的なアミノ酸配列は、配列番号13に示されている。
インターフェロンガンマ誘導タンパク質10(IP-10またはIP10)としても知られているC-X-Cモチーフケモカイン10(CXCL10)(Uniprot ID P02778;https://www.uniprot.org/uniprot/P02778)は、ヒトにおいて、CXCL10遺伝子(NCBI遺伝子番号3627)によってコードされる8.7kDaタンパク質である。CXCL10は、ウイルス感染症において増加することが示されている(van der Does et al.,J Infect.(2016)72(6):761-763、WO2016/092554)。
MXダイナミン様GTPase1としても知られているインターフェロン誘導GTP結合タンパク質Mx1(Uniprot ID P20591;https://www.uniprot.org/uniprot/P20591)は、ヒトにおいて、MX1遺伝子(NCBI遺伝子番号4599)によってコードされるタンパク質である。Mx1は、ウイルス感染症に対するマーカーとして提案されている(WO2013/117746、WO2014/137858)。
血清アミロイドA1(SAA1)(Uniprot ID:P0DJI8;https://www.uniprot.org/uniprot/P0DJI8)は、ヒトにおいて、SAA1遺伝子(NCBI遺伝子番号6288)によってコードされるタンパク質である。SAA1は、肺炎、健康な対象およびCOPD患者に対する、結核(これは本発明の文脈ではLRTIではなく、M.tuberculosisは、本発明の文脈では非定型肺炎を引き起こす細菌ではない)についてのマーカーとして提案されている(Jiang et al.,PLoS One(2017)12(3):e0173304)。
CD253およびTNFSF10としても知られているTNF関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)(Uniprot ID:P50591;https://www.uniprot.org/uniprot/P50591)は、ヒトにおいて、TNFSF10遺伝子(NCBI遺伝子番号8743)によってコードされるタンパク質である。TRAILは、ウイルス感染症において増加することが示されている(van der Does et al.,J Infect.(2016)72(6):761-763、WO2016/092554、WO2018/011796、WO2013/117746、US10209260、WO2018/011795、US20190041388)。
プロカルシトニン(PCT)は、ホルモンカルシトニンのペプチド前駆体であり、116個のアミノ酸を有する。PCTは、心不全を伴う気道および肺の感染症または炎症性疾患の診断に関与しており、マーカーであるプロカルシトニンまたはその部分配列が、検査されるべき患者において決定される(WO2008/040328 A2)。その検出(またはその断片)についての方法は、WO2000/022439 A2およびWO2008/104321 A1にも記載されている。肺炎の鑑別診断におけるマーカーとしてPCTが記載されている(Self et al.,Clinical Infectious Diseases(2017)65(2):183-90、Neeser et al.,Clin Chem Lab Med.(2019)57(10):1638-1646)。PCTアッセイ、例えば、B・R・A・H・M・S・PCT高感度KRYPTORアッセイ(BRAHMS GmbH、Hennigsdorf、Germany)が市販されている。
本明細書中で使用される場合、「対象」(または「患者」)は脊椎動物であり得る。本発明の文脈において、「対象」という用語は、ヒトおよび動物の両方、特に哺乳動物、および他の生物を含む。したがって、本明細書に提供される方法は、ヒト対象および動物対象の両方に適用可能である。したがって、前述の対象は、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、モルモット、フェレット、ネコ、イヌ、ニワトリ、ヒツジ、ウシ種、ウマ、ラクダ、または霊長類などの動物であり得る。好ましくは、対象は、哺乳動物である。最も好ましくは、対象はヒトである。
マーカーまたはマーカーパネル、例えば、少なくとも1つのヒストン、IGFALS、HMGB1、MR-proADM、Mx1、PCT、TRAIL、CXCL10および/またはフェチュインAのレベルは、マーカーの濃度を確実に決定する任意のアッセイによって決定され得る。特に、質量分析(MS)および/またはイムノアッセイを添付の実施例に例示されているように用いることができる。本明細書で使用される場合、イムノアッセイは、抗体もしくは抗体結合断片もしくは免疫グロブリンの使用を通して溶液中の巨大分子/ポリペプチドの存在または濃度を測定する生化学的試験である。
本明細書で使用される場合、「抗体」という用語は、免疫グロブリン分子および免疫グロブリン(Ig)分子の免疫学的に活性な部分、すなわち抗原と特異的に結合する(免疫反応する)抗原結合部位を含有する分子を指す。本発明によると、抗体は、モノクローナル抗体であってもポリクローナル抗体であってもよい。特に、目的のマーカーに特異的に結合する抗体が使用される。目的のマーカーに対するその親和性が、目的の分子を含有する試料中に含まれる他の分子に対するよりも、少なくとも50倍高い、好ましくは100倍高い、最も好ましくは少なくとも1000倍高い場合、抗体は特異的であるとみなされる。所与の特異性を有する抗体をどのように開発し選択するかは、当該技術分野において周知である。本発明の文脈では、モノクローナル抗体が好ましい。さらに、抗体またはその抗原結合断片は、目的のマーカーに特異的に結合する本発明の方法で使用される。
あるいは、抗体の代わりに、標的配列、エピトープ、および標的タンパク質の構造的立体配座を特異的および/または選択的に認識する他の捕捉分子または分子足場も本発明の範囲に包含され得る。本明細書では、「捕捉分子」または「分子足場」という用語は、試料からの標的分子または目的の分子、すなわち分析物(すなわちマーカー)に結合するために使用され得る分子を含む。このため、捕捉分子は、空間的にも、表面電荷、疎水性、親水性、ルイス供与体および/または受容体の存在または不在などの表面の特徴に関しても適切に成形され、標的分子または目的の分子に特異的に結合する必要がある。これにより、結合は、例えば、イオン、ファンデルワールス力、パイ-パイ、シグマ-パイ、疎水性もしくは水素結合相互作用、または捕捉分子もしくは分子足場と標的分子もしくは目的の分子との間の先述の相互作用または共有結合性相互作用のうちの2つ以上の組み合わせによって媒介されてもよい。本発明の文脈において、捕捉分子または分子足場は、例えば、核酸分子、炭水化物分子、PNA分子、タンパク質、ペプチド、および糖タンパク質からなる群から選択され得る。捕捉分子または分子足場は、例えば、アプタマー、DARpin(設計されたアンキリンリピートタンパク質)、アフィマーなどを含む。
例示的なイムノアッセイは、発光イムノアッセイ(LIA)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、化学発光および蛍光イムノアッセイ、酵素イムノアッセイ(EIA)、酵素結合イムノアッセイ(ELISA)、発光ベースのビーズアレイ、磁気ビーズベースのアレイ、タンパク質マイクロアレイアッセイ、迅速試験フォーマット、希土類クリプテートアッセイであり得る。さらに、ポイントオブケア試験、および例えば免疫クロマトグラフィーストリップ試験などの迅速試験形式に好適なアッセイを用いることができる。
目的のマーカーについて2つの抗体を利用するイムノアッセイの特定の実施形態では、抗体の一方を標識することができ、他方の抗体を固相に結合させることができるか、または固相に選択的に結合させることができる。アッセイの特に好ましい態様では、抗体のうちの一方が標識される一方で、他方は、固相に結合されるか、または固相に選択的に結合され得るかのいずれかである。第1の抗体および第2の抗体が、液体反応混合物中に分散して存在し得、蛍光または化学発光消光または増幅に基づく標識系の一部である第1の標識成分が、第1の抗体に結合し、当該標識系の第2の標識成分が、第2の抗体に結合し、これにより、検出される両方の抗体のマーカーへの結合後、測定溶液中の得られたサンドイッチ複合体の検出を可能にする測定可能なシグナルが発生する。標識系は、希土類クリプテートまたはキレートを、特にシアニンタイプの蛍光または化学発光染料と組み合わせて含むことができる。
特定の実施形態では、本方法は異種サンドイッチイムノアッセイとして実施され、これにおいては、抗体の1つが、自由裁量で選択された固相、例えば、被覆試験管(例えばポリスチロール試験管;被覆管;CT)の壁もしくは例えばポリスチロールで構成されるマイクロタイタープレート上に、または例えば磁気粒子などの粒子に固定され、それにより、他の抗体が、検出可能な標識に似ているかまたは標識に選択的に結合することを可能にする、形成されたサンドイッチ構造の検出に役立つ群を有するようになる。好適な固相を使用する一時的な遅延またはその後の固定化も可能である。
本発明による方法は、検出される抗体/複数の抗体とマーカーとによって形成されているサンドイッチ複合体が、液相中で懸濁されたままである、均質な方法としてさらに具体化することができる。この場合、2つの抗体が使用されるときに、両方の抗体が検出系の一部で標識され、それにより、両方の抗体が単一のサンドイッチに統合される場合にシグナルの発生またはシグナルの誘発がもたらされることが好ましい。そのような技術は、特に蛍光増強または蛍光消光検出方法として具体化されるべきである。特に好ましい態様は、例えば、US 4 882 733 A、EP-B1 0 180 492、またはEP-B1 0 539 477、およびそれらで引用された従来技術に記載されているものなど、対で使用される検出試薬の使用に関する。このようにして、反応混合物中の単一の免疫複合体中に直接両方の標識構成要素を含む反応生成物のみが検出される測定が可能になる。例えば、そのような技術は、上で引用した出願の教示を実装する、商標名TRACE(登録商標)(時間分解増幅クリプテート放出)、またはKRYPTOR(登録商標)として提供される。したがって、特に好ましい態様では、本明細書で提供される方法を実行するために診断デバイスが使用される。
さらに、本発明のイムノアッセイ法は、好ましくは、検出されるマーカーのエピトープに特異的である第1の抗体および/もしくは第2の抗体、またはそれらの抗原結合断片もしくは誘導体を利用することができる。
加えて、宿主マーカーまたは感染性病原体(例えば、US9,074,236を参照)は、目的のマーカーの相対的定量化または絶対的定量化を決定する方法などの質量分析ベースの方法によって決定することができる。MS技術または分子ベースの方法などの他の検出方法を、免疫学的検査と組み合わせることができる。
相対的定量化「rSRM」は、以下によって達成され得る。
1.試料中で検出された所与の標的断片ペプチドからのSRM(選択反応モニタリング)シグネチャーピーク面積を、少なくとも第2、第3、第4、またはそれ以上の生体試料中の標的断片ペプチドの同じSRMシグネチャーピーク面積と比較することによって、標的タンパク質の増加または減少した存在を決定する。
2.試料中に検出された所与の標的ペプチドからのSRMシグネチャーピーク面積と、異なる別々の生物学的供給源に由来する他の試料中の他のタンパク質からの断片ペプチドから生じたSRMシグネチャーピーク面積とを比較することによって標的タンパク質の存在の増減を決定する。ペプチド断片についての2つの試料間のSRMサインピーク面積比較は、例えば各試料中で分析されたタンパク質の量に対して正規化される。
3.バイオマーカーのレベルの、さまざまな細胞条件下でそれらの発現レベルを変化させない他のタンパク質のレベルへの変化を正規化するために、所与の標的ペプチドについてのSRMシグネチャーピーク面積を、同じ生体試料内の異なるタンパク質に由来する他の断片ペプチドからのSRMシグネチャーピーク面積と比較することによって、標的タンパク質の存在の増減を決定する。
4.これらのアッセイは、非修飾断片ペプチドおよび標的タンパク質の修飾断片ペプチドの両方に適用することができ、修飾には、リン酸化および/またはグリコシル化、アセチル化、メチル化(モノ、ジ、トリ)、シトルリン化、ユビキチン化が含まれ、修飾ペプチドの相対レベルは、未修飾ペプチドの相対量を決定するのと同じ方法で決定される。
1.試料中で検出された所与の標的断片ペプチドからのSRM(選択反応モニタリング)シグネチャーピーク面積を、少なくとも第2、第3、第4、またはそれ以上の生体試料中の標的断片ペプチドの同じSRMシグネチャーピーク面積と比較することによって、標的タンパク質の増加または減少した存在を決定する。
2.試料中に検出された所与の標的ペプチドからのSRMシグネチャーピーク面積と、異なる別々の生物学的供給源に由来する他の試料中の他のタンパク質からの断片ペプチドから生じたSRMシグネチャーピーク面積とを比較することによって標的タンパク質の存在の増減を決定する。ペプチド断片についての2つの試料間のSRMサインピーク面積比較は、例えば各試料中で分析されたタンパク質の量に対して正規化される。
3.バイオマーカーのレベルの、さまざまな細胞条件下でそれらの発現レベルを変化させない他のタンパク質のレベルへの変化を正規化するために、所与の標的ペプチドについてのSRMシグネチャーピーク面積を、同じ生体試料内の異なるタンパク質に由来する他の断片ペプチドからのSRMシグネチャーピーク面積と比較することによって、標的タンパク質の存在の増減を決定する。
4.これらのアッセイは、非修飾断片ペプチドおよび標的タンパク質の修飾断片ペプチドの両方に適用することができ、修飾には、リン酸化および/またはグリコシル化、アセチル化、メチル化(モノ、ジ、トリ)、シトルリン化、ユビキチン化が含まれ、修飾ペプチドの相対レベルは、未修飾ペプチドの相対量を決定するのと同じ方法で決定される。
所与のペプチドの絶対定量化は、以下によって達成されてもよい。
1.個々の生体試料中の標的タンパク質からの所与の断片ペプチドについてのSRM/MRMシグネチャーピーク面積を、生体試料からタンパク質溶解物中にスパイクされた内部断片ペプチド標準のSRM/MRMシグネチャーピーク面積と比較する。内部標準は、調べられている標的タンパク質からの断片ペプチドの標識された合成バージョンまたは標識された組換えタンパク質であってもよい。この標準は、消化の前(組換えタンパク質にとって必須)または後に既知量で試料中にスパイクされ、生体試料中の内部断片ペプチド標準および天然断片ペプチドの両方について別個にSRM/MRMシグネチャーピーク面積が決定され、その後、両方のピーク面積の比較を行うことができる。これは未修飾断片ペプチドおよび修飾断片ペプチドに適用することができ、ここで修飾はリン酸化および/またはグリコシル化、アセチル化、メチル化(例えばモノ、ジ、またはトリメチル化)、シトルリン化、ユビキチン化、ここで、修飾ペプチドの絶対レベルは、未修飾ペプチドの絶対レベルを決定するのと同じ方法で決定することができる。
2.ペプチドはまた、外部較正曲線を使用して定量化され得る。正規曲線アプローチは、内部標準として一定量の重いペプチドを、また試料中にスパイクされたさまざまな量の軽い合成ペプチドを使用する。試験試料のものと同様の代表的なマトリックスを使用して、マトリックス効果を説明するための標準曲線を構築する必要がある。その上、逆曲線法により、マトリックス中の内因性分析物の問題が回避され、一定量の軽いペプチドが内因性分析物の上にスパイクされて内部標準を創出し、さまざまな量の重いペプチドがスパイクされて一組の濃度標準を創出する。正規曲線または逆曲線のいずれかと比較される試験試料は、較正曲線を作成するために使用されるマトリックス中にスパイクされた内部標準と同じ量の標準ペプチドでスパイクされる。
1.個々の生体試料中の標的タンパク質からの所与の断片ペプチドについてのSRM/MRMシグネチャーピーク面積を、生体試料からタンパク質溶解物中にスパイクされた内部断片ペプチド標準のSRM/MRMシグネチャーピーク面積と比較する。内部標準は、調べられている標的タンパク質からの断片ペプチドの標識された合成バージョンまたは標識された組換えタンパク質であってもよい。この標準は、消化の前(組換えタンパク質にとって必須)または後に既知量で試料中にスパイクされ、生体試料中の内部断片ペプチド標準および天然断片ペプチドの両方について別個にSRM/MRMシグネチャーピーク面積が決定され、その後、両方のピーク面積の比較を行うことができる。これは未修飾断片ペプチドおよび修飾断片ペプチドに適用することができ、ここで修飾はリン酸化および/またはグリコシル化、アセチル化、メチル化(例えばモノ、ジ、またはトリメチル化)、シトルリン化、ユビキチン化、ここで、修飾ペプチドの絶対レベルは、未修飾ペプチドの絶対レベルを決定するのと同じ方法で決定することができる。
2.ペプチドはまた、外部較正曲線を使用して定量化され得る。正規曲線アプローチは、内部標準として一定量の重いペプチドを、また試料中にスパイクされたさまざまな量の軽い合成ペプチドを使用する。試験試料のものと同様の代表的なマトリックスを使用して、マトリックス効果を説明するための標準曲線を構築する必要がある。その上、逆曲線法により、マトリックス中の内因性分析物の問題が回避され、一定量の軽いペプチドが内因性分析物の上にスパイクされて内部標準を創出し、さまざまな量の重いペプチドがスパイクされて一組の濃度標準を創出する。正規曲線または逆曲線のいずれかと比較される試験試料は、較正曲線を作成するために使用されるマトリックス中にスパイクされた内部標準と同じ量の標準ペプチドでスパイクされる。
患者の管理、臨床的意思決定、または病的菌株、重要な変異、および抗生物質を特定することによる感染のモニタリングの改善のために、さらなる診断方法をさらに使用することができる。この前述の方法は、(リアルタイム)ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCT)または次世代シーケンシング(NGS)、質量分析(MS)などの分子ベースの技術、および培養ベースの適用であり得る。これらのさらなる介入は、同時にまたは別の時点で検査することができる。
本明細書で前述したすべての診断方法は、連続測定のように、患者の1つまたは追加の試料から行うことができる。
リアルタイムPCRという用語は、継続中の増幅反応の進行を、それが発生しているときに(すなわちリアルタイムで)モニタリングすることができるようにする任意の増幅技術を意味することを意図している。したがって、データは、従来のPCRのようにエンドポイントではなく、PCR反応の対数期の間に収集される。PCRの初期段階で反応の動力学を測定することは、従来のPCR検出よりも明確な利点を提供する。リアルタイムPCRでは、反応は、一定のサイクル数の後に蓄積された標的の量ではなく、標的の増幅が最初に検出されたサイクリング中の時点によって特徴付けられる。核酸標的の開始コピー数が多いほど、蛍光の有意な増加がより早く観察される。従来のPCR法も適用することができ、PCR反応の最終段階または終点でのPCR増幅の検出には、アガロースゲルなどの分離法を使用する。qRT-PCRの場合、反応中にリアルタイムで定量化が行われるため、未知のDNA試料のPCR後処理は必要ではない。さらに、レポーター蛍光シグナルの増加は、生成されたアンプリコンの数に正比例する。この方法は同様の実験条件を使用するように設計されているため、各マルチプレックスについてのPCR増幅は、同じサーマルサイクリングプロファイルを使用して実施することができ、これにより、単一の装置(例えば、サーモサイクラー)においてすべての核酸標的を同時に増幅することができる。
核酸増幅は、多くの場合、PCRまたはRT-PCRによって実施されるが、他の方法も存在する。このような方法の非限定的な例には、定量的ポリメラーゼ連鎖反応(Q-PCR)、デジタルドロップレットPCR(ddPCR)、リガーゼ連鎖反応(LCR)、転写媒介増幅(TMA)、自家持続配列複製法(3SR)、核酸配列ベースの増幅(NASBA)、鎖置換増幅(SDA)、リコンビナーゼポリメラーゼ増幅(RPA)、ループ媒介等温増幅(LAMP)、ヘリカーゼ依存性増幅(HDA)、ヘリカーゼ依存性等温DNA増幅(tHDA)、分岐DNA(bDNA)、サイクリングプローブ技術(CPT)、固相増幅(SPA)、ローリングサークル増幅技術(RCA)、リアルタイムRCA、固相RCA、分子パドロックプローブと組み合わせたRCA(MPP/RCA)、アプタマーベースのRCA(アプタマー-RCA)、アンカーSDA、プライマー伸長前増幅(PEP)、縮重オリゴヌクレオチドプライム化PCR(DOP-PCR)、配列非依存性シングルプライマー増幅(SISPA)、リンカーアダプターPCR、ヌクレアーゼ依存性シグナル増幅(NDSA)、分岐増幅(RAM)、多重置換増幅5(MDA)、リアルタイムRAM、および全ゲノム増幅(WGA)(Westin,L.et al.,2000,Nat.Biotechnol.18:199-204、Notomi,T.et al.,2000,Nucleic Acids Res.28:e63、Vincent,M.et al.,2004,EMBO reports 5:795-800、Piepenburg,O.et al.,2006,PLoS Biology 4:E204、Yi,J.et al.,2006,Nucleic Acids Res.34:e81、Zhang,D.et al.,2006,Clin.Chim.Acta 363:61-70;McCarthy,E.L.et al.,2007,Biosens.Biotechnol.22:126-1244、Zhou,L.et al.,2007,Anal.Chem.79:7492-7500、Coskun,S.and Alsmadi,O.,2007,Prenat.Diagn.27:297-302、Biagini,P.et al.,2007,J.Gen.Virol.88:2629-2701、Gill,P.et al.,2007,Diagn.Microbiol.Infect.Dis.59:243-249、Lasken,R.S.and Egholm,M.,2003,Trends Biotech.21:531-535)が含まれる。
本発明の範囲は特定の検出技術に限定されず、本発明の文脈において、イムノアッセイ、PCRおよびMSなどの異なる技術を組み合わせることができることも本明細書で理解されるべきである。
本発明の方法としての診断方法または予後方法の感度および特異性は、単なる検査の分析の質以上のものによって決まり、特定の結果、例えば異常(病的)なまたは正常(健康)な結果を構成するものが何であるかという定義によっても決まる。特定の状態(例えば、RTI/LRTI、定型/非定型肺炎、細菌性/ウイルス性、健康/病的)を有する対象および有しない対象についてのマーカーのレベルの分布は、重複する可能性がある。そのような条件下では、検査は、100%の精度で特定の状態を有する対象および有しない対象を絶対的に区別しない。言い換えれば、偽陰性結果と偽陽性結果の混在の間の平衡を見出す必要がある。当業者は、対象の健康状態自体または対象の少なくとも1つのさらなるメーカーおよび/もしくはパラメータが、データの解釈を助けることができ、かつこのさらなる情報によって、重複領域におけるより信頼性のある診断が可能となるという事実を認識している。
実際には、受信者動作特性曲線(ROC曲線)は、典型的には、「正常」(例えば、出生前障害または状態を有しない明らかに健康な個体)および「疾患」集団(同様に、例えば、ウイルス性および細菌性RTIまたは定型および非定型肺炎のような2つの異なる状態について)において、変数対その相対頻度の値をプロットすることによって計算される。いずれかの特定のマーカーについて、疾患/状態を有する対象および有しない対象についてのマーカーレベルの分布は重複する可能性が高い。そのような条件下では、試験は、正常と疾患とを100%の正確性で完全に区別することはなく、重複の領域は、試験が正常と疾患とを区別できない部分を示し得る。閾値を選択し、それを下回ると検査を「異常」とみなし、それを上回ると検査を「正常」とみなし、またはそれを下回るかもしくは上回ると検査が具体的な状態を示す。ROC曲線下面積(AUC)は、知覚された測定値が状態の正しい識別を可能にするであろう確率の尺度である。試験結果が必ずしも正確な数を付与しない場合でも、ROC曲線を使用することができる。結果をランク付けできる限り、ROC曲線を作成することができる。例えば、「疾患」試料に対する試験の結果は、程度に応じてランク付けされ得る(例えば、1=低い、2=正常、および3=高い)。このランク付けは、「正常な」集団の結果と相関し得、ROC曲線が作成され得る。これらの方法は、当該技術分野において周知である。例えば、Hanley et al.1982.Radiology 143:29-36を参照されたい)。好ましくは、閾値は、約0.5より大きい、より好ましくは約0.7より大きい、さらにより好ましくは約0.8より大きい、なおより好ましくは約0.85より大きい、最も好ましくは約0.9より大きいROC曲線面積を提供するように選択される。この文脈における「約」という用語は、所与の測定値の+/-5%を指す。
ROC曲線の横軸は(1-特異性)を表し、これは偽陽性率とともに増加する。曲線の縦軸は感度を表し、これは真陽性率とともに増加する。このため、選択された特定のカットオフについて、(1-特異性)の値が決定されてもよく、対応する感度が得られてもよい。ROC曲線下面積は、測定されたマーカーレベルが疾患または状態の正確な識別を可能にするであろう確率の尺度である。したがって、ROC曲線下面積(AUC)は、この検査の有効性を判断するために使用することができる。
他の実施形態において、陽性尤度比、陰性尤度比、オッズ比、またはハザード比は、リスクを予測する、または障害もしくは状態を診断する試験の能力(「罹患群」)の尺度として使用される。正の尤度比の場合、1の値は、陽性の結果が「罹患」群と「対照」群の両方の対象間で等しく起こり得ることを示し、1より大きい値は、陽性の結果が罹患群においてより起こり得ることを示し、1未満の値は、陽性の結果が対照群においてより起こり得ることを示す。陰性尤度比の場合、1の値は、陰性の結果が「罹患」群と「対照」群の両方の対象間で等しく起こり得ることを示し、1より大きい値は、陰性の結果が試験群においてより起こり得ることを示し、1未満の値は、陰性の結果が対照群においてより起こり得ることを示す。
オッズ比の場合、1の値は、陽性の結果が「罹患」群と「対照」群の両方の対象間で等しく起こり得ることを示し、1より大きい値は、陽性の結果が罹患群においてより起こり得ることを示し、1未満の値は、陽性の結果が対照群においてより起こり得ることを示す。
ハザード比の場合、1の値は、エンドポイント(例えば、死亡または特定の転帰)の相対的なリスクが「罹患」群および「対照」群の両方において等しいことを示し、1を超える値は、リスクが罹患群においてより高いことを示し、かつ1未満の値は、リスクが対照群においてより高いことを示す。本明細書の「罹患」群および「対照」群は、異なる状態の2つの群を代表するものである。
診断指標または予後指標と、診断または将来の臨床転帰の予後リスクとの関連付けは統計分析であることを当業者は理解するであろう。例えば、Xより低いマーカーレベルは、統計的有意性のレベルによって決定された場合、X以上のレベルを有する患者よりも患者が有害転帰に罹患する可能性がより高いことを示し得る。さらに、ベースラインレベルからのマーカー濃度の変化は患者の予後を反映している可能性があり、マーカーレベルの変化の程度は有害事象の重症度に関連している可能性がある。統計的有意性は、多くの場合、2つ以上の集団を比較し、信頼区間および/またはp値を決定することによって決定され、例えば、Dowdy and Wearden,Statistics for Research,John Wiley & Sons,New York,1983を参照されたい。本発明の好ましい信頼区間は、90%、95%、97.5%、98%、99%、99.5%、99.9%および99.99%である一方で、好ましいp値は、0.1、0.05、0.025、0.02、0.01、0.005、0.001、0.0001である。
本明細書で上記に概説したように、本発明の態様で検出される特定のマーカーまたはマーカーパネルに加えて、特定の診断または鑑別診断のためにさらなるパラメータを考慮に入れることができる。本明細書で使用される場合、パラメータは、特定のシステムの定義を助けることができる特性、特徴、または測定可能な要因である。パラメータは、疾患/障害/臨床状態リスクなどの健康および生理学に関連する見積りにとって重要な要素である。さらに、パラメータは、正常な生物学的過程、発病過程、または治療的介入に対する薬理学的応答の指標として客観的に測定および評価される特性として定義される。
例示的なパラメータは、肥満度指数、体重、年齢、性別、診断スコア、X線などの画像化方法、白血球数、体温、血圧、呼吸数、心拍数、酸素飽和度、呼吸音、喫煙行動からの結果からなる群から選択することができる。
本発明はさらに、RTI/LRTI/肺炎のインビトロ診断のための「キット」またはそのようなキットの使用に関し、HMGB1、ヒストンタンパク質、IGFALSおよびフェチュインAの群から選択される少なくとも1つのマーカーの決定が、調査される対象において、特に本発明による方法において実施される。キットは、抗体のような捕捉分子を含む検出試薬と、任意選択で緩衝液および/またはキャリブレーターなどのさらなる試薬と、を含む。以下のマーカーおよびマーカーの組み合わせが好ましい(すなわち、キットは、以下の組み合わせまたはマーカーのための検出試薬を含む)。
-HMGB1;
-HMGB1+MR-proADM;
-HMGB1+FetA;
-HMGB1+TRAIL、IP10、PCTおよび/またはMX1;
-HMGB1+PCT、MR-proADM、ヒストンタンパク質(特にH4)、SAA1、FetA、IGFALS、TRAILおよび/またはCXCL10;
-ヒストンタンパク質(特にH4)+IGFALS;
-IGFALS+HMGB1;
-IGFALS+TRAIL、IP10、PCTおよび/またはMX1;
-IGFALS+MR-proADM;
-IGFALS+PCT、MR-proADM、ヒストンタンパク質(特にH4)、SAA1、FetA、TRAILおよび/またはCXCL10;
-ヒストンタンパク質(特にH4)+TRAIL、IP10、PCTおよび/またはMX1;
-ヒストンタンパク質(特にH4)+PCT、MR-proADM、SAA1、FetA、IGFALS、TRAILおよび/またはCXCL10。
-HMGB1;
-HMGB1+MR-proADM;
-HMGB1+FetA;
-HMGB1+TRAIL、IP10、PCTおよび/またはMX1;
-HMGB1+PCT、MR-proADM、ヒストンタンパク質(特にH4)、SAA1、FetA、IGFALS、TRAILおよび/またはCXCL10;
-ヒストンタンパク質(特にH4)+IGFALS;
-IGFALS+HMGB1;
-IGFALS+TRAIL、IP10、PCTおよび/またはMX1;
-IGFALS+MR-proADM;
-IGFALS+PCT、MR-proADM、ヒストンタンパク質(特にH4)、SAA1、FetA、TRAILおよび/またはCXCL10;
-ヒストンタンパク質(特にH4)+TRAIL、IP10、PCTおよび/またはMX1;
-ヒストンタンパク質(特にH4)+PCT、MR-proADM、SAA1、FetA、IGFALS、TRAILおよび/またはCXCL10。
本発明の態様
本発明は、特定の態様において、以下に関連する。
1.気道感染症(RTI)を有する疑いがある対象において気道感染症を診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症と診断される、方法。
本発明は、特定の態様において、以下に関連する。
1.気道感染症(RTI)を有する疑いがある対象において気道感染症を診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症と診断される、方法。
2.対象において気道の疾患を鑑別診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症(RTI)と診断される、方法。
当該対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、気道感染症(RTI)と診断される、方法。
3.対象が、下気道感染症(LRTI)の1つ以上の症状を有する、態様1または2に記載の方法。
4.当該対象が、息切れ、脱力感、発熱、痰形成、咳、倦怠感、喘息、胸部不快感または胸痛、呼吸促迫、呼吸困難、鬱血、鼻感冒および咽頭痛から選択される1つ以上の症状を示す、態様3に記載の方法。
5.当該対象が、咳、ならびに痰形成、息切れ、喘鳴および胸部不快感または胸痛から選択される1つ以上の症状を患っている、態様4に記載の方法。
6.RTIが、下気道感染症(LRTI)である、先行する態様のいずれか1つに記載の方法。
7.LRTIが、急性気管支炎、肺炎および細気管支炎の群から選択される、態様6に記載の方法。
8.LRTIが、細菌またはウイルス感染症である、態様7に記載の方法。
9.LRTIが、非定型細菌感染症、特に非定型細菌性肺炎である、態様8に記載の方法。
10.ウイルス感染症が、インフルエンザAまたはインフルエンザBなどのインフルエンザウイルス、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、コロナウイルス、特に重症急性呼吸器症候群(SARS)、中東呼吸器症候群(MERS)またはコロナウイルス感染症2019(COVID-19)、ライノウイルス、パラインフルエンザウイルス、ヒトメタニューモウイルス、水痘、ハンタウイルスおよびアデノウイルスからなる群から選択される、態様8に記載の方法。
11.さらに、プロカルシトニン(PCT)、プロアドレノメジュリン(proADM)またはその断片、ヒストンタンパク質、血清アミロイドA1(SAA1)、フェチュイン-A(FetA)、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)、腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)、およびC-X-Cモチーフケモカイン10(CXCL10)からなる群から選択される1つ以上のさらなるマーカーのレベルが、当該対象からの試料中で決定される、先行する態様のいずれか1つに記載の方法。
12.MR-proADMのレベルが、当該対象からの試料中で決定され、好ましくは、MR-proADMのレベルが、感染症の重症度を示す、態様11に記載の方法。
13.さらに、ヒストンH2B、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH3およびヒストンH1から選択される1つまたはヒストンタンパク質のレベルが、当該対象からの試料中で決定され、好ましくは、H4のレベルが決定され、
少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくはH4のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、非定型細菌性肺炎と診断され、かつ/または
少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくはH4のレベルが、第1の所定の閾値レベルを超え、かつ第2の所定の閾値レベル未満である場合、対象が、定型細菌性肺炎と診断される、先行する態様のいずれか1つに記載の方法。
少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくはH4のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、非定型細菌性肺炎と診断され、かつ/または
少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくはH4のレベルが、第1の所定の閾値レベルを超え、かつ第2の所定の閾値レベル未満である場合、対象が、定型細菌性肺炎と診断される、先行する態様のいずれか1つに記載の方法。
14.試料が、体液の試料、好ましくは、血液試料、唾液試料、鼻腔スワブ、汗、尿試料または気管支肺胞洗浄液(BAL)、より好ましくは、血清、血漿または全血、最も好ましくは、血漿である、先行する態様のいずれか1つに記載の方法。
15.対象における細菌性気道感染症の治療に使用するための抗生物質であって、対象が、態様13に記載の方法により細菌性気道感染症を有すると決定された場合、当該対象が、抗生物質で治療される、抗生物質。
16.対象において気道感染症を診断するための方法であって、
当該対象からの試料中で、好ましくは、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2B、ヒストンH3およびヒストンH1から選択されるヒストンタンパク質のレベルを決定すること、ならびに/または
当該対象からの試料中で、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベルを決定すること含み、
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/またはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法。
当該対象からの試料中で、好ましくは、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2B、ヒストンH3およびヒストンH1から選択されるヒストンタンパク質のレベルを決定すること、ならびに/または
当該対象からの試料中で、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベルを決定すること含み、
IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/またはヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法。
17.ヒストンタンパク質が、H4である、態様16に記載の方法。
18.当該対象が、細菌性気道感染症を有する疑いがある、態様16または17に記載の方法。
19.当該対象が、下気道感染症(LRTI)、特に肺炎の1つ以上の症状を有する、態様18に記載の方法。
20.当該対象が、息切れ、脱力感、発熱、痰形成、咳、倦怠感、喘息、胸部不快感または胸痛、呼吸促迫、呼吸困難、鬱血、鼻感冒および咽頭痛から選択される1つ以上の症状を示す、態様19に記載の方法。
21.当該対象が、咳、ならびに痰形成、息切れ、喘鳴および胸部不快感または胸痛から選択される1つ以上の症状を患っている、態様20に記載の方法。
22.さらに、プロカルシトニン(PCT)、プロアドレノメジュリン(proADM)またはその断片、ヒストンタンパク質、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)、血清アミロイドA1(SAA1)、フェチュイン-A(FetA)、腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)およびC-X-Cモチーフケモカイン10(CXCL10)からなる群から選択される1つ以上のさらなるマーカーのレベルが、当該対象からの試料中で決定される、態様16~21のいずれか1つに記載の方法。
23.MR-proADMのレベルが、当該対象からの試料中で決定され、好ましくは、MR-proADMのレベルが、感染症の重症度を示す、態様22に記載の方法。
24.高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルが、当該対象からの血液試料中で決定され、IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、ヒストンタンパク質のレベルが、所定の閾値を超え、かつHMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、細菌性気道感染症と診断される、態様26~23のいずれか1つに記載の方法。
25.少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくは、H4のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、対象が、非定型細菌性肺炎と診断される、態様16~24のいずれか1つに記載の方法。
26.少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくは、H4のレベルが、第1の所定の閾値レベルを超え、かつ第2の所定の閾値レベル未満である場合、対象が、定型細菌性肺炎と診断される、態様16~25のいずれか1つに記載の方法。
27.試料が、体液の試料、好ましくは、血液試料、唾液試料、鼻腔スワブ、汗試料、尿試料または気管支肺胞洗浄液(BAL)、より好ましくは、血清、血漿または全血、最も好ましくは、血漿である、態様16~26のいずれか1つに記載の方法。
28.対象における細菌性気道感染症の治療に使用するための抗生物質であって、対象が、態様16~27のいずれか1つに記載の方法により細菌性気道感染症を有すると決定された場合、当該対象が、抗生物質で治療される、抗生物質。
配列
本発明のマーカーについての例示的な配列表は、添付の配列プロトコルに示されている。配列プロトコルには、以下の配列が含まれる。
配列番号1:質量分析によって検出されたヒストンH4のペプチド断片。
配列番号2:質量分析によって検出されたフェチュインAのペプチド断片。
配列番号3:質量分析によって検出されたSAA1のペプチド断片。
配列番号4:ヒストンH4のアミノ酸配列。
配列番号5:ヒストンH2Aのアミノ酸配列。
配列番号6:ヒストンH3のアミノ酸配列。
配列番号7:ヒストンH2Bのアミノ酸配列。
配列番号8:ヒストンH1のアミノ酸配列。
配列番号9:プレproADMのアミノ酸配列。
配列番号10:MR-proADMのアミノ酸配列。
配列番号11:ヒトHMGB1のアミノ酸配列。
配列番号12:ヒトフェチュインAのアミノ酸配列。
配列番号13:ヒトIGFALSのアミノ酸配列。
本発明のマーカーについての例示的な配列表は、添付の配列プロトコルに示されている。配列プロトコルには、以下の配列が含まれる。
配列番号1:質量分析によって検出されたヒストンH4のペプチド断片。
配列番号2:質量分析によって検出されたフェチュインAのペプチド断片。
配列番号3:質量分析によって検出されたSAA1のペプチド断片。
配列番号4:ヒストンH4のアミノ酸配列。
配列番号5:ヒストンH2Aのアミノ酸配列。
配列番号6:ヒストンH3のアミノ酸配列。
配列番号7:ヒストンH2Bのアミノ酸配列。
配列番号8:ヒストンH1のアミノ酸配列。
配列番号9:プレproADMのアミノ酸配列。
配列番号10:MR-proADMのアミノ酸配列。
配列番号11:ヒトHMGB1のアミノ酸配列。
配列番号12:ヒトフェチュインAのアミノ酸配列。
配列番号13:ヒトIGFALSのアミノ酸配列。
方法
バイオマーカータンパク質は、異なる病院からの異なる患者集団からの試料中で定量化した。ウイルス性RTI、細菌性RTI、定型細菌性肺炎および非定型細菌性肺炎を含む、気道感染症(RTI)を患っている患者において、異なるバイオマーカーレベルを分析した。さらに、バイオマーカーレベルを、RTIのような症状(RTI「ミミック」)、肺炎のような症状(肺炎ミミック)を有する非感染患者、および健康な患者からの試料中で測定した。
バイオマーカータンパク質は、異なる病院からの異なる患者集団からの試料中で定量化した。ウイルス性RTI、細菌性RTI、定型細菌性肺炎および非定型細菌性肺炎を含む、気道感染症(RTI)を患っている患者において、異なるバイオマーカーレベルを分析した。さらに、バイオマーカーレベルを、RTIのような症状(RTI「ミミック」)、肺炎のような症状(肺炎ミミック)を有する非感染患者、および健康な患者からの試料中で測定した。
患者の登録および試料採取は救急科で行い、試料は、後続の方法に従ってウイルス感染症または細菌感染症として分類した。
ウイルス感染症の疑いがある患者では、分子検査によってウイルス感染症が確認されている。細菌感染症の疑いがある患者では、細菌感染症は、細菌培養結果が陽性であるか、または細菌抗原検査が陽性であることが証明されている。特定の病原体生体分子は、血液、肺検体、または尿のいずれかで検出した(レジオネラ抗原アッセイ)。細菌感染症およびウイルス感染症が混在する2人の患者は評価から除外した。
ウイルス感染症の疑いがある患者では、分子検査によってウイルス感染症が確認されている。細菌感染症の疑いがある患者では、細菌感染症は、細菌培養結果が陽性であるか、または細菌抗原検査が陽性であることが証明されている。特定の病原体生体分子は、血液、肺検体、または尿のいずれかで検出した(レジオネラ抗原アッセイ)。細菌感染症およびウイルス感染症が混在する2人の患者は評価から除外した。
ウイルス感染症または細菌感染症の存在が確認された患者からの試料のみを、さらなる試験に含めた。
異なる種類の肺炎を比較する目的のために、定型および非定型病原体が証明された患者からの試料を採取した。定型肺炎の症例は、肺炎診断のための局所経路に従って診断されている。肺炎特有の症状があり、気道由来の試料中で定型病原体の同定が陽性である患者のみを、定型肺炎患者として含めた。非定型肺炎は、分子法または尿中の特定の非定型抗原の検出によって、肺炎症状のある患者において診断された。
いわゆるRTIミミック群は、例えば、呼吸困難、咳、または胸痛のようなRTI症状と重複している非(細菌)感染患者からの試料を特徴とする。試料は、例えば、心不全、喘息、およびCOPDと診断された患者から採取した。他のいわゆる肺炎ミミック群も、ACS、喘息、COPD、心不全、肺塞栓症、肺腫瘍もしくは他の腫瘍、または心房細動を有する非感染患者からの試料を特徴とする。細菌感染が証明された患者は、RTIまたは肺炎ミミック群から除外した。
バイオマーカー
イムノアッセイによる決定:
IGFALS(インスリン様成長因子結合タンパク質複合体酸不安定サブユニット)レベルは、チェコ共和国のBioVendorによる酵素結合免疫吸着測定法(ALSヒトELISA)によって測定した。
イムノアッセイによる決定:
IGFALS(インスリン様成長因子結合タンパク質複合体酸不安定サブユニット)レベルは、チェコ共和国のBioVendorによる酵素結合免疫吸着測定法(ALSヒトELISA)によって測定した。
HMGB1(高移動度群ボックス1)の値は、ドイツのIBL Internationalによる酵素結合免疫吸着測定法(HMGB1 ELISA)によって決定した。
MR-proADM(中部領域プロアドレノメジュリン)およびPCT(プロカルシトニン)レベルは、ドイツのThermo Fisher Scientific製のKRYPTORランダムアクセスアナライザーにより超高感度アッセイB.R.A.H.M.S MR-proADMおよびB.R.A.H.M.S PCTを使用して血漿試料中で決定した。
フェチュインAは、米国のR&D Systems製のLuminexプラットフォームの磁気ビーズベースのマルチプレックスアッセイを用いて測定した。
TRAIL(TNF関連アポトーシス誘導リガンド)およびCXCL10(インターフェロン-ガンマ誘導タンパク質10kD)も、R&D Systems製のLuminexプラットフォームの磁気ビーズベースのマルチプレックスアッセイを用いて測定した。
質量分析計(MS)による決定:
ヒストンH4(検出されたペプチド配列、「VFLENVIR」、配列番号1)、フェチュインA(検出されたペプチド配列、「FSVVYAK」、配列番号2)およびSAA1(検出されたペプチド配列、「EANYIGSDK」、配列番号3)は、選択された反応モニタリングまたは複数の反応モニタリング(SRM/MRM)アッセイによって血漿試料中で決定した。
ヒストンH4(検出されたペプチド配列、「VFLENVIR」、配列番号1)、フェチュインA(検出されたペプチド配列、「FSVVYAK」、配列番号2)およびSAA1(検出されたペプチド配列、「EANYIGSDK」、配列番号3)は、選択された反応モニタリングまたは複数の反応モニタリング(SRM/MRM)アッセイによって血漿試料中で決定した。
SRMアッセイは、HPLC Ultimate 3000(Thermo Fisher Scientific)と組み合わせた三連四重極質量分析計TSQ Quantivaで開発した。クロマトグラフィー分離において軽および重標識遷移を共溶出することによってペプチドを同定した。ピンポイント(Thermo Fisher Scientific)およびスカイライン(MacCoss Lab)ソフトウェアを時間整列、遷移の相対的定量化および標的タンパク質の定量化に使用した。
統計分析
イムノアッセイのバイオマーカーレベル<LoD(検出限界)は、LoDの半分で帰属した(測定値の約10%はLoD未満であった)。欠落したバイオマーカーレベルにより、それぞれの比較から患者試料を除外した。2つの診断サブグループ(例えば、健康対罹患)を分離する際の診断精度を、利用可能なデータを有していたすべてのバイオマーカーについて評価した。どの分析でも統計的外れ値の処理は行わなかったため、すべての観測値が計算で同じ重みを受けた。カットオフに依存しない受信者動作特性曲線下面積(AUC)は、診断精度の主要な尺度として機能した。すべての分析は、R3.5.1(R Core Team 2018)において行った。
イムノアッセイのバイオマーカーレベル<LoD(検出限界)は、LoDの半分で帰属した(測定値の約10%はLoD未満であった)。欠落したバイオマーカーレベルにより、それぞれの比較から患者試料を除外した。2つの診断サブグループ(例えば、健康対罹患)を分離する際の診断精度を、利用可能なデータを有していたすべてのバイオマーカーについて評価した。どの分析でも統計的外れ値の処理は行わなかったため、すべての観測値が計算で同じ重みを受けた。カットオフに依存しない受信者動作特性曲線下面積(AUC)は、診断精度の主要な尺度として機能した。すべての分析は、R3.5.1(R Core Team 2018)において行った。
単一のバイオマーカーについて、AUCは、式AUC=W/(n1*n2)に従って、試料サイズn1およびn2で2つの診断サブグループからのバイオマーカーレベルを比較するウィルコクソン順位和検定に属するウィルコクソン統計Wに基づいて計算した。
二重および三重のバイオマーカーの組み合わせについて、AUCは、最尤推定により適合したロジスティック回帰モデルのC統計に基づいて計算した。モデルには、予測因子としてバイオマーカーが含まれ、バイナリ従属変数として診断サブグループが含まれた。多変量モデリングの前に、すべてのゼロを0.005で代入した後、すべてのバイオマーカーレベルを対数変換した。回帰モデルは、Rパッケージrms(Frank E Harrell Jr(2019)を使用して適合した。rms:回帰モデリング戦略。Rパッケージバージョン5.1-4
Claims (29)
- 対象において気道感染症を診断するための方法であって、
前記対象からの試料中で、
(i)高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベル、および/または
(ii)ヒストンタンパク質のレベル、および/または
(iii)インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベル、を決定することを含み、
前記HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、前記対象が、気道感染症と診断され、かつ/または
前記IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満である場合、かつ/もしくは前記ヒストンタンパク質の前記レベルが、所定の閾値を超える場合、前記対象が、細菌性気道感染症と診断される、方法。 - 前記対象が、気道感染症(RTI)を有する疑いがある、請求項1に記載の方法。
- 前記方法が、前記対象からの試料中で、前記高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、前記HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、前記対象が、気道感染症と診断される、請求項1または2に記載の方法。
- 対象において気道の疾患を鑑別診断するための方法であって、
前記対象からの試料中で、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルを決定することを含み、
前記HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、前記対象が、気道感染症(RTI)と診断される、方法。 - 前記対象が、下気道感染症(LRTI)の1つ以上の症状を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対象が、息切れ、脱力感、発熱、痰形成、咳、倦怠感、喘鳴、胸部不快感または胸痛、呼吸促迫、呼吸困難、鬱血、鼻感冒および咽頭痛から選択される1つ以上の症状を示す、請求項5に記載の方法。
- 前記対象が、咳、ならびに痰形成、息切れ、喘鳴および胸部不快感または胸痛から選択される1つ以上の症状を患っている、請求項6に記載の方法。
- 前記RTIが、下気道感染症(LRTI)である、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記LRTIが、急性気管支炎、肺炎および細気管支炎の群から選択される、請求項8に記載の方法。
- 前記LRTIが、細菌またはウイルス感染症である、請求項9に記載の方法。
- 前記LRTIが、非定型細菌感染症、特に非定型細菌性肺炎である、請求項10に記載の方法。
- 前記ウイルス感染症が、インフルエンザAまたはインフルエンザBなどのインフルエンザウイルス、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、コロナウイルス、特に重症急性呼吸器症候群(SARS)、中東呼吸器症候群(MERS)またはコロナウイルス感染症2019(COVID-19)、ライノウイルス、パラインフルエンザウイルス、ヒトメタニューモウイルス、水痘、ハンタウイルスおよびアデノウイルスからなる群から選択される、請求項10に記載の方法。
- さらに、プロカルシトニン(PCT)、プロアドレノメジュリン(proADM)またはその断片、ヒストンタンパク質、血清アミロイドA1(SAA1)、フェチュイン-A(FetA)、インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)、腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)、およびC-X-Cモチーフケモカイン10(CXCL10)からなる群から選択される1つ以上のさらなるマーカーのレベルが、前記対象からの試料中で決定される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- MR-proADMのレベルが、前記対象からの試料中で決定され、好ましくは、前記MR-proADMのレベルが、前記感染症の重症度を示す、請求項13に記載の方法。
- さらに、ヒストンH2B、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH3およびヒストンH1から選択される1つまたはヒストンタンパク質のレベルが、前記対象からの試料中で決定され、好ましくは、前記H4のレベルが決定され、および
前記少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくはH4の前記レベルが、所定の閾値レベルを超える場合、前記対象が、非定型細菌性肺炎と診断され、かつ/または
前記少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくはH4の前記レベルが、第1の所定の閾値レベルを超え、かつ第2の所定の閾値レベル未満である場合、前記対象が、定型細菌性肺炎と診断される、請求項3~14のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法が、前記対象からの試料中で、
(i)前記ヒストンタンパク質のレベル、および/または
(ii)前記インスリン様成長因子結合タンパク質、酸不安定サブユニット(IGFALS)のレベル、を決定することを含み、
前記IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、かつ/または前記ヒストンタンパク質の前記レベルが、所定の閾値を超える場合、前記対象が、細菌性気道感染症と診断される、請求項1に記載の方法。 - 前記方法が、前記ヒストンタンパク質のレベルを決定することを含み、前記ヒストンタンパク質が、ヒストンH4、ヒストンH2A、ヒストンH2B、ヒストンH3およびヒストンH1から選択される、請求項16に記載の方法。
- 前記ヒストンタンパク質が、H4である、請求項17に記載の方法。
- 前記対象が、細菌性気道感染症を有する疑いがある、請求項16~18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対象が、下気道感染症(LRTI)、特に肺炎の1つ以上の症状を有する、請求項19に記載の方法。
- 前記対象が、息切れ、脱力感、発熱、痰形成、咳、倦怠感、喘鳴、胸部不快感または胸痛、呼吸促迫、呼吸困難、鬱血、鼻感冒および咽頭痛から選択される1つ以上の症状を示す、請求項20に記載の方法。
- 前記対象が、咳、ならびに痰形成、息切れ、喘鳴および胸部不快感または胸痛から選択される1つ以上の症状を患っている、請求項21に記載の方法。
- さらに、プロカルシトニン(PCT)、プロアドレノメジュリン(proADM)またはその断片、ヒストンタンパク質、高移動度群タンパク質B1(HMGB1)、血清アミロイドA1(SAA1)、フェチュイン-A(FetA)、腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)およびC-X-Cモチーフケモカイン10(CXCL10)からなる群から選択される1つ以上のさらなるマーカーのレベルが、前記対象からの試料中で決定される、請求項16~22のいずれか一項に記載の方法。
- MR-proADMのレベルが、前記対象からの試料中で決定され、好ましくは、前記MR-proADMのレベルが、前記感染症の重症度を示す、請求項23に記載の方法。
- 前記高移動度群タンパク質B1(HMGB1)のレベルが、前記対象からの血液試料中で決定され、前記IGFALSのレベルが、所定の閾値レベル未満であり、前記ヒストンタンパク質の前記レベルが、所定の閾値を超え、かつ前記HMGB1のレベルが、所定の閾値レベルを超える場合、前記対象が、細菌性気道感染症と診断される、請求項16~24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくは、H4の前記レベルが、所定の閾値レベルを超える場合、前記対象が、非定型細菌性肺炎と診断される、請求項16~25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのヒストンタンパク質、好ましくは、H4の前記レベルが、第1の所定の閾値レベルを超え、かつ第2の所定の閾値レベル未満である場合、前記対象が、定型細菌性肺炎と診断される、請求項16~26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記試料が、体液の試料、好ましくは、血液試料、唾液試料、鼻腔スワブ、汗、尿試料または気管支肺胞洗浄液(BAL)、より好ましくは、血清、血漿または全血、最も好ましくは、血漿である、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 対象における細菌性気道感染症の治療に使用するための抗生物質であって、前記対象が、請求項1~28のいずれか一項に記載の方法により細菌性気道感染症を有すると決定された場合、前記対象が、前記抗生物質で治療される、抗生物質。
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