JP2024019568A - 分析的および治療的使用のための抗原特異的抗体の富化 - Google Patents

分析的および治療的使用のための抗原特異的抗体の富化 Download PDF

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Abstract

【課題】分析的および治療的使用のための抗原特異的抗体の富化の提供。【解決手段】本発明は、本明細書に記載の捕捉部分を含む表面を含む粒子(例えば、微粒子、ナノ粒子;磁性、非磁性)を使用して、本明細書に記載の干渉を除去するか、または診断試験の前にバイオマーカー、特に抗体を富化するか、または単離して予防もしくは治療目的に使用する方法に関する。モノクローナルマウス抗体で処置された患者または診断目的でそれらを受けた患者における異好性抗体などの、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加をもたらし得る多数の既知の試料特異的干渉を管理および緩和するための生物学的試料の単純で効率的かつ費用効果的なコンディショニングのための方法が、本明細書に記載される。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2020年4月10日に出願された米国仮特許出願第63/008,472号の優先権の利益を主張し、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
発明の分野
本開示は、その後の分析的、予防的または治療的使用のために抗原特異的抗体を単離するために、本明細書に記載の捕捉部分を含む表面を含む粒子(例えば、微粒子、ナノ粒子;磁性、非磁性)を使用するための方法に関する。
背景
検査室試験は、健康評価、健康管理、および最終的には公衆の健康において重要な役割を果たし、あらゆる生活段階の人に影響を及ぼす。ほぼすべての人が、生涯にわたって1またはそれを超える検査室試験を受けることになる。米国だけで毎年推定70~100億回の検査室試験が行われ、検査室試験は医学的決定の約70%に影響を及ぼす。
さらに、メディケア・メディケイド・サービスセンター(CMS)は2018年1月1日に、Protecting Access to Medicare Act(PAMA)によって要求される新しいClinical Laboratory Fee Schedule(CLFS)を施行したため、PAMAは検査室試験の払い戻しを削減している。なおもさらに重要なのは、検査室の結果が最初から正確であり、トラブルシューティングの労力が軽減されるか、または時間がかからず、検査室のワークフローに影響を与えないことである。
干渉は、例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確な値を変化させることができるか、または架橋、立体障害、もしくは自己抗体機構によって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、患者検体中に存在する物質である。イムノアッセイは干渉を受けやすいことが知られているが、臨床検査室は、そのような結果が機器(分析計)または検査室によって認識されず、かつフラグが付けられない場合、または医師が患者の結果が臨床像に適合しないことを検査室に通知しない場合、誤った結果を依然として報告する可能性がある。問題を引き起こす可能性があるような検体を前もって特定する実用的な手段がない任意の検体では、誤った結果が予期せず生じ得る。そのような干渉の結果として、誤った結果が偽陰性および偽陽性の試験結果をもたらし得、それが患者ケアに影響を及ぼす可能性があり、不必要な侵襲的、診断的もしくは治療的手順、または患者の処置の失敗をもたらし得る。
臨床検査室には、試料の種類(すなわち、血漿)、キャリーオーバー、凍結/解凍、安定性、溶血、黄疸、脂血症、抗凝固剤の効果、試料保存、結合タンパク質、薬物および薬物代謝産物、ならびに交差反応性などの試料特異的干渉の多くの供給源がある。しかしながら、ヒト抗動物抗体(HAAA)およびヒト抗マウス抗体(HAMA)の干渉などの異好性抗体干渉は、検出が困難であり、患者の管理に影響を及ぼし得るため、面倒で問題がある。
干渉に起因する複雑さにもかかわらず、バイオマーカースクリーニングおよび診断試験は、例えば生物学的試料中のそれらの存在または存在量が低いために、困難であり得る。
したがって、体内に見出されるバイオマーカーは、疾患を検出、予測、または管理するために使用することができるが、多くは現在市販されている試験を使用して検出するには存在量が少なすぎる。試験精度を改善し、バイオマーカーを見出すのが困難な測定を行い、コストを削減し、最終的には生命を守るために臨床試料を調製する新しい診断技術に対する満たされていない臨床的必要性が存在する。
ビオチンは、ビタミンB7としても知られており、多くの場合、マルチビタミンにおいて、また、処方箋不要の健康および美容の補助食品において見出される水溶性Bビタミンである。ストレプトアビジン-ビオチン結合機構を使用するインビトロ検査室診断試験は、高い循環ビオチン濃度による影響を受ける潜在性がある。ビオチンは、アビジン、ストレプトアビジン、またはニュートラアビジンタンパク質との特異的な非共有結合に対する影響を最小限に抑えながら、大きな抗体からステロイドホルモンまでの様々な標的に共有結合によって結合することができる。したがって、ビオチンは、様々な形態のイムノアッセイの検出系において頻繁に使用されている。
イムノアッセイは、一般に、サンドイッチイムノアッセイ(非競合的)または競合的阻害イムノアッセイのいずれかに分類される。一般に、ストレプトアビジン-ビオチン結合は、アッセイインキュベーション中に、サンドイッチイムノアッセイにおけるビオチン化抗体または競合イムノアッセイにおけるビオチン化抗原をストレプトアビジンコーティング表面に結合させるために使用される。生物学的検体が過剰なビオチンを含有する場合、ビオチンは、ストレプトアビジンコーティング表面への結合についてビオチン化抗体または抗原と競合し、ビオチン化抗体または抗原の捕捉が減少する。過剰なビオチンは、アッセイシグナルが分析物濃度に正比例するので、サンドイッチイムノアッセイにおいて誤って低い結果をもたらす。競合イムノアッセイにおける過剰なビオチンは、アッセイシグナルが分析物濃度に反比例するので、誤って上昇した結果をひきおこす。
食事由来のビオチンの正常な循環濃度および正常な代謝は、ビオチン化イムノアッセイに干渉するには低すぎる(1.2ng/mL未満)。しかしながら、高用量ビオチンサプリメント(例えば、5mgまたはそれより高い)の摂取は、一般的に使用されるビオチン化イムノアッセイに干渉し得る有意に高い血中濃度をもたらし得る。いくつかの研究は、ビオチンの血清濃度が、1日当たり20mgのビオチンのサプリメントを摂取している対象についてはビオチン摂取後1時間以内に最大355ng/mLに達し、300mgのビオチンの単回投与後の対象については最大1160ng/mLに達し得ることを示している。FDAによれば、高レベルのビオチンを摂取している患者から採取された血液または他の試料中のビオチンは、アッセイデザインに応じて、ビオチンベースのイムノアッセイにおいて誤って高いまたは誤って低い結果を引き起こし得る。
高レベルのビオチンを摂取している患者から採取された血液または他の試料中のビオチンは、アッセイデザインに応じて、ビオチンベースのイムノアッセイにおいて誤って高いまたは誤って低い結果を引き起こし得る。誤った試験結果は、不適切な患者管理ならびに誤診をもたらす場合がある。
ビオチン干渉閾値は、単一のプラットフォームであっても、アッセイ間で大きく異なる。51ng/mL未満のビオチン干渉閾値を有する試験は、高リスク試験、または脆弱な免疫測定法および競合法と考えられる。
ビオチンに基づく試験はまた、抗体、タンパク質もしくは抗原にコンジュゲートされたビオチンを捕捉するための試験デザインにおけるストレプトアビジンの使用に関連する干渉機構、または抗ストレプトアビジン干渉を受けやすい。抗ストレプトアビジン抗体およびタンパク質は、特定の検査室試験に有意に干渉し、誤った試験結果を引き起こし得る。アッセイデザインおよびフォーマットに応じて試験シグナルの減少および偽低または偽高の患者結果を引き起こすビオチン干渉と同様に、抗ストレプトアビジン干渉も試験シグナルの減少をもたらすが、異なる機構を介しており、したがってビオチン干渉と間違えられ得る。抗ストレプトアビジン抗体の原因は完全には知られておらず、議論されているが、1つの可能な原因は細菌S.avidiniiに由来する可能性がある。多くの人が日常生活においてこれらの細菌に曝露されており、それへの免疫学的反応を生じさせる可能性があると考えられる。
したがって、検査室のワークフローおよびターンアラウンドタイムに影響を与えることなく、診断試験前に試料干渉を排除または最小化し、バイオマーカー濃度を富化するための単純で安価で自動化可能で効果的な解決策が臨床的に必要とされている。
発明の概要
モノクローナルマウス抗体で処置された患者または診断目的でそれらを受けた患者における異好性抗体などの、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加をもたらし得る多数の既知の試料特異的干渉を管理および緩和するための生物学的試料の単純で効率的かつ費用効果的なコンディショニングのための方法が、本明細書に記載される。本明細書に記載の方法はまた、健康および美容および体重減少のために、または例えば多発性硬化症の処置のために消費者によって摂取される処方箋不要の(OTC)サプリメント、マルチビタミンおよび薬草剤から生じ得るビオチンから生じる試料特異的干渉を管理および緩和することができる。
生物学的試料中のバイオマーカーの濃度を富化または増加させる方法も本明細書に記載される。特に、バイオマーカーは、抗原特異的抗体、例えば、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)のスパイクタンパク質などのウイルス構造タンパク質であり得る。様々な実施形態において、スパイクタンパク質は、完全タンパク質、S1サブユニット、S2サブユニット、またはその抗原断片、例えば受容体結合ドメイン(アミノ酸331~524など)および/またはS1サブユニットのN末端ドメイン(例えば、アミノ酸残基1~260)である。スパイクタンパク質またはその抗原断片をビオチン化し、ストレプトアビジン化ビーズに結合させることができ、次いでストレプトアビジン化ビーズをSARS-CoV-2中和抗体の捕捉試薬として機能させることができる。典型的には、N末端ドメインおよび受容体結合ドメインの両方が使用される場合、それらの断片は別々のビーズに結合し、次いでそれらは混合されて捕捉試薬として機能する。
一態様において、生物学的試料から抗原特異的抗体を単離する方法であって、a)試料を、捕捉部分を含む粒子と組み合わせて、混合物を提供することと、b)混合物を混合して、抗体に粒子複合体を提供することと、それによって、生物学的試料から抗体を単離することと、を含む、方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質である。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質のS1サブユニット、またはその受容体結合ドメインおよび/またはN末端ドメインである。SARS-CoV-2スパイクタンパク質の構造は、当技術分野で公知である(Wallsら、Structure,Function,and Antigenicity of the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein、Cell 180:1-12、2020、それは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)。様々な実施形態において、生物学的試料は、血液、血漿、血清、または他の抗体含有生物学的流体であり得る。
いくつかの実施形態において、単離された抗体は、血清学的アッセイにおいて検出され、定量され、または特徴付けられる。
いくつかの実施形態において、捕捉部分-抗体複合体は、粒子から切断される。他の実施形態において、特に捕捉部分が依然として粒子に結合している間に、抗体が捕捉部分から溶出される。次いで、富化または単離された抗体を、質量分析およびエドマン分解を含むタンパク質化学分析的方法に供することができる。富化または単離された抗体は、予防または治療目的のための受動免疫に使用することができる。例えば、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質を認識する抗体を単離する場合、それらを治療薬としてCOVID-19患者に投与することができ、あるいは、それらを医療従事者またはCOVID-19患者への曝露によるSAR-CoV-2による感染のリスクがある他の人に予防的に投与することができる。
一態様において、生物学的試料から干渉を除去する方法であって、a)試料を捕捉部分を含む粒子と組み合わせて混合物を提供することと、b)混合物を混合して干渉に対する粒子複合体を提供することと、c)粒子複合体を除去または排除して枯渇溶液を提供することと、それによって干渉の量(例えば、質量、容量モル濃度(molarity)、濃度)を減少させるまたは低減することができること、を含む方法が本明細書で提供される。
図1は、本明細書に記載の粒子による生物学的試料からの干渉の除去(または枯渇)に基づく確認および不合格(disqualification)アッセイのスキームを示す。
図2は、本明細書に記載の凍結乾燥粒子による生物学的試料からの干渉の除去(または枯渇)に基づく枯渇アッセイのスキームを示す。
図3は、本明細書中に記載される磁化されたピペットチップによる生物学的試料からの干渉の除去(または枯渇)に基づく枯渇アッセイのためのスキームを示す。
図4は、ビオチン摂取後の経時的なビオチン濃度を示すグラフである。
図5は、ビオチン枯渇を示すグラフである。
図6は、ビオチン枯渇を示すグラフである。
図7は、ビオチン摂取後の経時的なビオチン濃度を示すグラフである。
図8は、異なるビオチン用量の摂取後のビオチン濃度を示すグラフである。
図9は、ビオチン枯渇を示すグラフである。
図10は、PTH濃度を示すグラフである。
図11は、3重キャリブレータービーズを用いて生成されたIgA、IgGおよびIgMの検量線を示す。
図12は、連続試料が入手可能であり、SARS-CoV-2中和抗体アッセイで最初に陰性と試験された5名のPCR陽性患者における総SARS-CoV-2中和抗体レベルを示す。
図13は、連続試料が入手可能である37名のPCR陽性患者における総SARS-CoV-2中和抗体レベルを示す。
発明の詳細な説明
本明細書に記載の粒子を本明細書に記載の生物学的試料と組み合わせることを含む、生物学的試料を枯渇または富化する方法が、本明細書に記載される。
一態様において、生物学的試料からバイオマーカーを単離する方法であって、a)試料を、捕捉部分を含む粒子と組み合わせて、混合物を提供することと、b)混合物を混合して、バイオマーカーに粒子複合体を提供することと、それによって、生物学的試料からバイオマーカーを単離することと、を含む、方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは抗原特異的抗体である。いくつかの実施形態において、抗原特異的抗体は、SARS-Cov-2スパイクタンパク質のスパイクタンパク質、例えばS1サブユニット、またはその受容体結合ドメインおよび/またはN末端ドメインを認識する。
いくつかの実施形態において、方法は、粒子複合体を診断試験に供することをさらに含む。いくつかの実施形態において、方法は、粒子複合体から切断または溶出されたバイオマーカーを診断試験に供することをさらに含む。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは病原体特異的抗体である。いくつかの実施形態において、病原体特異的抗体は抗SARS-CoV2抗体である。いくつかの実施形態において、抗SARS-CoV-2抗体は、受容体結合ドメイン、N末端ドメイン、またはその両方を認識する抗体を含む。
受容体結合ドメインおよびN末端ドメインの両方に対するSARS-CoV-2中和抗体が存在する。これらのドメインのいずれかに結合する抗体は、S1スパイクとウイルス受容体(アンジオテンシン変換酵素2(ACE2))との相互作用を立体的に遮断する。したがって、これらのドメインに結合する抗体は、中和抗体と考えられる。これらのドメインのいずれかを認識するIgM、IgGおよびIgAアイソタイプ抗体はすべて中和していると考えられる。したがって、生物学的試料中の中和抗体の程度を正確に評価するために、両方の種類の抗体を捕捉および定量することが有利であり得る。同様に、捕捉した抗体を予防的または治療的に使用する場合には、両方の種類を捕捉して使用することにより、より強固な受動免疫を確立することができる。例えば、受容体結合ドメインとN末端ドメインの両方を認識する抗体が使用される場合、これらのドメインのうちの1つを認識する抗体が使用される場合よりも、ドメインのうちの1つに変異を有するバリアントウイルスが中和から逃れる可能性は低い。
SARS-CoV-2中和抗体を捕捉するために、SARS-CoV-2 S1-RBD抗原およびS1-NTD抗原を捕捉試薬に使用する。いくつかの実施形態において、これらの抗原をビオチン化し、ストレプトアビジン化磁気ビーズ上にコーティングする。
一態様において、生物学的試料から干渉を除去する方法であって、a)試料を捕捉部分を含む粒子と組み合わせて混合物を提供することと、b)混合物を混合して干渉に対する粒子複合体を提供することと、c)粒子複合体を除去または排除して枯渇溶液を提供することと、それによって干渉の量(例えば、質量、容量モル濃度、濃度)を減少させるまたは低減することができること、を含む方法が本明細書で提供される。
いくつかの実施形態において、この方法は、枯渇溶液を特性評価(例えば、診断試験)に供することをさらに含む。
いくつかの実施形態において、粒子は、凍結乾燥生成物(例えば、LyoSphere(商標)(BIOLYPH LLC))として提供される。
一態様において、診断試験の精度を高める方法であって、a)生物学的試料を捕捉部分を含む粒子と組み合わせて混合物を提供することと、b)混合物を混合して干渉に対する粒子複合体を提供することと、c)粒子複合体を除去または排除して枯渇溶液を提供することと、d)枯渇溶液を診断試験に供することと、それによって診断試験の精度を高めることができることと、を含む、方法が本明細書で提供される。
いくつかの実施形態において、この方法に供されない生物学的試料と比較して、干渉の少なくとも1%、3%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、99%が除去される。いくつかの実施形態において、生物学的試料中に100ppm未満の干渉を提供するのに十分な量の干渉が除去される。いくつかの実施形態において、診断試験において検出可能な量未満の干渉を提供するのに十分な量の干渉が除去される。
いくつかの実施形態において、捕捉部分はヒト抗動物抗体(例えば、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において、捕捉部分は、異好性抗体(例えば、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において、捕捉部分は、アッセイ特異的結合剤(例えば、ビオチン、フルオレセイン、抗フルオレセインポリ/Mab、抗ビオチンポリ/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において、捕捉部分は、アッセイ特異的シグナル分子(例えば、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、N-(4-アミノブチル)-N-エチルイソルミノール(ABEI)/環状ABEI)である。いくつかの実施形態において、捕捉部分はアッセイ特異的ブロッカー(例えば、BSA、魚皮ゼラチン、カゼイン、オボアルブミン、PVP、PVA)である。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、アッセイ特異的コンジュゲートリンカー(例えば、LC、LC-LC、PEO4、PEO16)である。いくつかの実施形態において、捕捉部分は抗原自己抗体(例えば、遊離T3、遊離T4)である。いくつかの実施形態において、捕捉部分はタンパク質自己抗体(例えば、MTSH、TnI、TnT、非心臓TnT(骨格筋疾患))である。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、化学発光基質(例えば、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(例えば、フルオレセインまたは他のフルオロフォアおよび色素)である。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、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、組換えタンパク質、酵素、タンパク質、生体分子、またはポリマーである。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、ビオチン、フルオレセイン、Po1yDT、PolyA、抗原などである。
いくつかの実施形態において、除去することまたは排除することは、分離である。いくつかの実施形態において、分離は物理的分離を含む。いくつかの実施形態において、分離は磁気分離を含む。いくつかの実施形態において、磁気分離のための磁石は、大型ピペッティングマシンに1~12個の試料調製管を保持するように設計されたラック内に2~12個の磁石を含む多重磁石デバイスである。そのようなピペッティングマシンの例としては、HamiltonまたはTecanによって構築されたものが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、磁気分離のための磁石は、96ウェルまたは384ウェルマイクロタイタープレートに磁化を提供するように設計された96個または384個の磁石を含む多重磁石デバイスである。いくつかの実施形態において、分離は化学的分離を含む。いくつかの実施形態において、除去または排除することは、ペレットおよび上清を提供するために、1000×gまたはそれを超えて少なくとも1分間、2分間、3分間、4分間または5分間の遠心分離、および上清を除去することを含む。いくつかの実施形態において、除去することまたは排除することは、(例えば、フィルタによる)濾過を含む。いくつかの実施形態において、フィルタは、粒子の直径(例えば、ナノ粒子、微粒子)よりも十分に小さい多孔度または分子量カットオフ(MWCO)を有する。いくつかの実施形態において、濾過は、重力、真空、または遠心分離機によるものである。いくつかの実施形態において、除去することまたは排除することは、磁化を含む。いくつかの実施形態において、磁化は、強い磁石(例えば、ネオジム磁石)を使用して生じ、ペレットおよび上清を提供する。いくつかの実施形態において、磁石は遠心分離機ロータ内にある。いくつかの実施形態において、磁石は、使い捨てピペットチップ、カバーまたはシース内の磁石である。
一態様において、生物学的試料からバイオマーカーを単離する方法であって、a)試料を、捕捉部分を含む粒子と組み合わせて、混合物を提供することと、b)混合物を混合して、バイオマーカーを含む粒子複合体を提供することと、c)混合物から粒子複合体を除去することと、d)混合物に切断試薬または放出(溶出)剤を添加して、バイオマーカーを含む単離物を得ることと、それによって、生物学的試料からバイオマーカーを単離することと、を含む、方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態において、生物学的試料は、バイオマーカーを単離する前に、本明細書に開示される方法に従って前処理または洗浄される。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは抗原特異的抗体である。いくつかの実施形態において、抗原特異的抗体は、SARS-Cov-2スパイクタンパク質のスパイクタンパク質、例えばS1サブユニット、またはその受容体結合ドメインおよび/またはN末端ドメインを認識する。いくつかの実施形態において、生物学的試料からバイオマーカーを単離するための方法は、生物学的試料に対して診断試験を行う前に行われる。
いくつかの実施形態において、洗浄試薬は、捕捉部分としてヒト免疫グロブリン、例えばIgG、IgA、および/またはIgMを含む。いくつかの実施形態において、洗浄試薬は、捕捉部分として動物免疫グロブリン、例えばウサギ、ヤギ、またはマウスIgGを含む。いくつかの実施形態において、洗浄試薬はBSAを含む。洗浄試薬(複数可)には、バイオマーカー捕捉試薬と同じ微粒子を用いることが望ましい。このようにして、分析物抗体およびアッセイ試薬(例えば、ストレプトアビジンおよびビーズ自体)に特異的な1または複数の異好性干渉(複数可)を除去することができる。
一態様において、生物学的試料中にバイオマーカーが存在するかどうかを決定する方法であって、a)試料を捕捉部分と組み合わせて混合物を提供することと、b)混合物を、捕捉部分を含む粒子と組み合わせて、三次複合体を提供することと、c)三次複合体を混合物から除去して単離物を提供することと、d)三次複合体の指標が単離物中に存在するかどうかを決定することと、それによって、バイオマーカーが生物学的試料中に存在するかどうかを決定することと、を含む、方法が本明細書で提供される。
一態様において、生物学的試料中にバイオマーカーが存在するかどうかを決定する方法であって、a)試料を捕捉部分を含む粒子と組み合わせて混合物を提供することと、b)混合物を混合して、干渉に対する粒子複合体を提供することと、c)粒子複合体を除去または排除して枯渇溶液を提供することと、d)枯渇溶液を、第2の捕捉部分を含む第2の粒子と組み合わせて、第2の混合物を提供することと、e)第2の混合物を混合して、バイオマーカーを含む第2の粒子複合体を提供することと、f)第2の混合物から第2の粒子複合体を除去することと、g)第2の混合物に切断試薬または放出剤を添加して、バイオマーカーを含む単離物を提供することと、それによって生物学的試料からバイオマーカーを単離することと、を含む、方法が本明細書で提供される。
いくつかの実施形態において、方法は、粒子複合体を希釈剤で洗浄することをさらに含む。
いくつかの実施形態において、切断試薬は、ジスルフィド結合還元試薬である。
いくつかの実施形態において、方法は、バイオマーカーに対して診断試験を行うことをさらに含む。
一態様において、試料中のバイオマーカーの量を富化する方法であって、a)捕捉部分を含む粒子を試料に添加して混合物を提供することと、b)混合物を混合して粒子複合体を得ることと、c)粒子複合体を分離してペレットおよび上清を得ることと、e)ペレットから上清を除去することと、f)希釈剤でペレットを洗浄することと、g)バイオマーカーをペレットから溶出して、富化された試料を提供することと、試料中のバイオマーカーの量を富化することと、を含む方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態において、生物学的試料からバイオマーカーを富化するための方法は、生物学的試料に対して診断試験を行う前に行われる。
いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、腫瘍マーカー、例えばp53などの腫瘍抗原に対する自己抗体である。いくつかの実施形態において、腫瘍抗原はネオ抗原である。いくつかの腫瘍抗原は、発達上不適切な様式で発現され、例えば、それが通常は全く発現されないであろう組織または成熟段階で、またはそれが発現されているのと同程度の高レベルで発現される。これは、腫瘍抗原を認識する抗体の産生をもたらし得る。発癌プロセスに関与する他の腫瘍抗原は変異していてもよく、変異は腫瘍抗原を免疫原性にする(ネオ抗原)。再び、変化した腫瘍抗原を認識する抗体を産生することができる。そのような自己抗体の検出は、早期の検出または悪性状態の変化を含むがんの検出および診断に有用である場合があり、適切な処置を選択するのに有用である。このような腫瘍抗原は、抗腫瘍抗原自己抗体の捕捉試薬に使用することができる。
がんの早期検出に有用であり得る腫瘍マーカーに対するさらなる自己抗体としては、がん抗原15-3(CA15-3)、癌胎児性抗原(CEA)、がん抗原19-9(CA19-9)、c-Myc、p53、熱ショックタンパク質(Hsp)27およびHsp70、真核生物翻訳開始因子3サブユニットA(EIF3A)、ならびに肺がん(LC)を認識するものが挙げられる。これらの腫瘍抗原特異的自己抗体は、長い半減期を有し、低循環または低存在量のがんタンパク質に応答して大量に産生されるので、がんの早期検出のための有望なバイオマーカーである。
いくつかの実施形態において、バイオマーカーは外傷性脳損傷(TBI)の指標である。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、s-100β、グリア線維酸性タンパク質(GFAP)、ニューロン特異的エノラーゼ(NSE)、ニューロフィラメント軽鎖(NFL)、切断型タウタンパク質(C-タウ)およびユビキチンC末端ヒドロラーゼ-L1(UCH-L1)である。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、アルツハイマー病(AD)の指標である。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、アミロイドベータ、BACE1、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において、バイオマーカーは、性感染症(STD)の指標である。いくつかの実施形態において、STDは、クラミジア、淋病、梅毒、トリコモナス、HPV、ヘルペス、B型肝炎、C型肝炎、HIVである。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、細菌感染の指標である。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、細菌に対する捕捉部分である。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、切断試薬によって複合体から切断される。いくつかの実施形態において、バイオマーカーの存在がMALDI-MSによって決定される。いくつかの実施形態において、バイオマーカーの存在は分子診断法によって決定される。いくつかの実施形態において、バイオマーカーの存在はイムノアッセイによって決定される。
いくつかの実施形態において、干渉はフィブリノーゲンであり、除去または排除は分離、例えば遠心分離による物理的分離であり、粒子複合体はクロットに閉じ込められる。
図1を参照すると、本明細書に記載の粒子による生物学的試料からの干渉の除去(または枯渇)に基づく確認および不合格アッセイのスキームが示されている。生物学的試料は、一次採血管(PBCT)から吸引され、二次移送管(STT)に分注される。本明細書に記載される粒子、例えば、遊離ビオチンおよび/または異好性抗体の捕捉部分を含む表面を含む粒子は、STTに添加されて、試料干渉に結合し、それを枯渇させる。
図2では、本明細書に記載の凍結乾燥粒子による生物学的試料からの干渉の除去(または枯渇)に基づく枯渇アッセイのスキームが示されている。凍結乾燥粒子(例えば、本明細書に記載の粒子)を含むPBCTは、生物学的試料を受け取り、生物学的試料による粒子の再懸濁および分散をもたらす。
図3では、本明細書中に記載される磁化されたピペットチップによる生物学的試料からの干渉の除去(または枯渇)に基づく枯渇アッセイのためのスキームが示されている。本明細書に記載の干渉または本明細書に記載のバイオマーカーを生物学的試料から除去するために、磁石を含むピペットチップが生物学的試料に加えられる。
分離方法
本明細書に記載の粒子は、生物学的試料の添加前に、一次採血管、24時間蓄尿デバイス、採尿デバイス、唾液採取管、便採取デバイス、精液採取デバイス、採血バッグ、または任意の試料採取管もしくはデバイスなどの採取デバイスに添加することができる。
本明細書に記載の粒子はまた、試料を採取デバイスに採取した後、または一次採取デバイスからの試料を貯蔵または移送デバイス、例えばプラスチックまたはガラスチューブ、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ウェルプレート、384ウェルプレート1536ウェルプレート、キュベット、反応モジュール、リザーバ、または液体試料を保持、貯蔵または処理するのに適した任意の容器に移した後に、試料に添加することができる。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の粒子は、生物学的試料を含む採取デバイスに添加される。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の粒子は、生物学的試料の添加前に採取デバイスに添加される。
いくつかの実施形態において、特に分析的適用ではなく分取的適用を含む実施形態において、複数のドナーからの生物学的試料は、粒子を添加する前にプールされる。少なくとも10リットルを一度に処理することができる。
一態様において、尿採取デバイス上など、生物学的試料(すなわち、放出機構を駆動するスクリューキャップを含む本明細書に記載の採取デバイスを含む粒子を放出するためのデバイスが本明細書に記載される。例えば、デバイスは、スクリューキャップの閉鎖の際に本明細書に記載の粒子を放出するスクリューキャップを備えた管である。
一態様において、生物学的試料(すなわち、封入された組成物または規定の速度または時点で溶液に溶解する組成物)を含む容器への粒子の化学的放出を含むデバイスが本明細書に記載される。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のデバイスは、本明細書に記載の粒子の添加を遅延させるように、例えば、バイオマーカーの富化または単離の前に試料の前処理を提供するように、または診断試験を行うように構成される。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の試料は、本明細書に記載の粒子を添加する前に化学物質、タンパク質、ブロッカー、界面活性剤またはそれらの組み合わせで前処理して、例えば、pHを調整し、試料特異的干渉を枯渇または競合し、および/またはマトリックス固有の課題を管理してから、ナノ粒子を試料に添加、導入、分散または混合して、ナノ粒子の標的バイオマーカー(複数可)に対する特異性および結合動態を改善することができる。試料前処理後の試料へのナノ粒子の遅延添加は、試料前処理後の試料にナノ粒子を添加すること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、ナノ粒子が試料中に放出、添加、分散または混合され得る前に化学物質、ポリマーまたは糖が溶解する必要があるように、ナノ粒子が化学物質、ポリマーまたは糖シェル、コーティングまたは重合によって封入、遮蔽または保護される場合、試料前処理中に試料中に存在し得る。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公知の化学を使用することができる。
分取親和性分離は、一般的に使用されるカラムクロマトグラフィである。磁性粒子分離技術は、いくつかの試料が引き起こす可能性があるカラムの詰まりの問題を回避することができる。一例では、磁性粒子技術は、全血または細胞含有血液画分の処理を可能にする。磁性粒子分離技術はまた、典型的なカラムベースの親和性分離よりも短い時間で達成することができる。粒子分離技術のさらに別の利点は、捕捉されたリガンド(バイオマーカー)の溶出をより小さい体積で達成することができ、さらなる処理なしでより濃縮された分子をもたらすことである。
粒子の磁気分離方法
一態様において、生物学的試料から干渉を除去する方法(例えば、診断試験の前、またはバイオマーカーの富化もしくは単離の前に)、または磁性粒子を単離もしくは分離する方法(例えば、一次採血管内、カスタム試料採取デバイス内、二次移送管もしくはカスタム試料デバイス内、またはプールされた試料)が本明細書で提供される。例えば、磁石ベースのデバイスは、磁性ナノ粒子を側部(複数可)および/または底部に迅速に(2分未満;好ましくは30秒未満)単離して、本質的に粒子を含まない上清を形成する。粒子を含まない上清は、その後、粒子を含むペレットを破壊することなく吸引、排水、または他の方法で除去され、診断試験のために別個の移送管に分注することができる。いくつかの実施形態において、ペレットを単離するか、または診断試験に供する。
粒子の磁気分離のためのデバイス
本明細書で提供されるのは、本明細書に記載の方法で使用して、例えば診断試験のためにバイオマーカーを除去または枯渇させることができる、本明細書に記載の粒子を含むデバイスである。いくつかの実施形態において、デバイスは、本明細書に記載の粒子と本明細書に記載の試料との組み合わせを遅延させる物理的機構を含む。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のデバイスは、本明細書に記載の粒子と本明細書に記載の試料との組み合わせを遅延させるための時限放出機構を含む。
磁気チューブホルダー。カスタム磁気チューブホルダー、またはそのスタンドから除去され、粒子を含まない上清のその後の診断試験のために試料ラックの内部に挿入することができるカスタム磁気チューブホルダー。カスタム磁気チューブホルダーは、その設計において物理的開口部または透き通った/透明なプラスチック(磁石または磁石アレイが存在しない場合)を有するように設計することができ、試料管バーコードを依然として検出して分析計によって読み取ることができ、または脂血症、溶血、細胞残屑/クロット検出、レベル検知などの指数試験(indices test)は、依然として分析計によって実行する
ことができる。試料管は、磁気チューブホルダーの開口部(空間)または透き通った/透明なプラスチックによって分析計がバーコードを見て読み取ること、および/または脂血症、溶血、細胞残屑/クロット検出、レベル検知などの指数試験を実行することを可能にすることを確実にするために、特定の位置付けでカスタム磁気チューブホルダーにのみ適合するようにノッチまたは舌状のもの(tongue)および溝の設計を有するように設計されたカスタム試料管であり得る。
いくつかの実施形態において、接着剤、Velcro(登録商標)、または他の方法を介して試料ラックに取り付けることができる磁石(複数可)の使用。磁性ナノ粒子を含有する試料管が磁石(複数可)を用いて試料ラック位置(複数可)に挿入されると、磁性ナノ粒子は試料管の側面(複数可)および/または底部に迅速に分離して、試料ラック特異的試験プラットフォームまたは分析計によって、診断試験のための本質的に粒子を含まない試料上清を形成する。
試料ラック自体は、所与の分析計(例えば、Abbott ARCHITECT、Siemens ADVIA Centaur XP、Roche cobas e411/e601/602/e801、Beckman Coulter Access 2/DxI 400/DxI 800、DiaSorin LIAISON/LIAISON XLなどに特異的である)に適合するカスタム磁気試料ラックとして機能する。例えば、ラック内のすべての管位置は、磁性ナノ粒子を試料管の側面(複数可)および/または底部に迅速に分離して、診断試験のための本質的に粒子を含まない試料上清を形成するように設計された多くの磁石を有する。
一態様において、試験管のラック用のホルダ(例えば、試験管ホルダ)を含むデバイス(例えば、分離デバイス)であり、ホルダは磁石を含む、デバイスが本明細書で提供される。
使い捨てピペットチップ。一態様において、デバイスは、使い捨てピペットチップの内部に挿入されたカスタム磁石を含む使い捨てピペットチップであって、上記ピペットチップの表面に磁性ナノ粒子を迅速に単離して本質的に粒子を含まない試料上清を形成する、使い捨てピペットチップである。カスタム磁石を有する使い捨てピペットチップは、その後、粒子を含むペレットを破壊することなく試料から除去することができる。粒子を含む使い捨てチップは、粒子が捕捉したものを測定または特徴付ける必要がない場合(すなわち、干渉枯渇)は廃棄することができるか、または後続の診断試験(すなわち、富化)で粒子の単離および特性評価のために新しい管に挿入することができる。例えば、粒子を有する使い捨てチップを、緩衝液を含む二次移送管に挿入することができる。磁石がチップから除去された場合、または磁石がオフにされた場合(例えば、電磁石)、粒子は緩衝液中に自由に分散する。
一態様において、本明細書に提供されるのは、使い捨てピペットチップを含むデバイスであり、チップは磁石を含む。
粒子の物理的分離の方法
一態様において、物理的な力(例えば、重力)によって本明細書に記載の粒子を除去する方法が本明細書に記載される。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の粒子は、物理的な力によって(例えば、遠心分離によって)生物学的試料から分離、単離、または除去される。いくつかの実施形態において、本方法は、例えば、一次採血管、カスタム試料採取デバイス、二次移送管またはカスタム試料デバイス内で、本明細書に記載の診断試験方法の適用前に使用される。いくつかの実施形態において、粒子を除去する方法は濾過である。
例えば、フィブロネクチンおよび/または他の凝固因子に特異的な磁性ナノ粒子、またはその後の「クロット」(血清中)の捕捉もしくは結合のためのクロット成分/構成成分、細胞残屑(すなわち、赤血球膜特異的)、および/または細胞残屑(血清または血漿中)の捕捉もしくは結合は、遠心分離機ロータおよび/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って遠心分離速度および効率を高める(検査室の効率、ワークフロー、およびスループットを改善するために、回転時間を短くする)。遠心分離からのRCFまたはGsと磁性ナノ粒子複合体(すなわち、クロット+磁気ビーズ、細胞残屑+磁気ビーズ)の磁気分離とのこの組み合わせは、その後の分析のために試料を明確にするために、試料管の側面または底部でのはるかに迅速かつより効率的な分離および上清形成を可能にする。例えば、ほとんどの検査室におけるこの遠心分離工程は4分またはそれを超え、遠心分離と磁性ナノ粒子のクロット/細胞残屑の複合体の磁気分離/単離とを組み合わせることによって2分またはそれ未満(好ましくは1分またはそれ未満)に短縮することができる。
さらに、ナノ粒子または複数の磁性ナノ粒子が、1、5、10、20、30、またはそれを超える異なる干渉機構などの1またはそれを超える異なる試料干渉機構にも特異的である場合、これらの干渉は、存在する場合、ナノ粒子によって捕捉され、遠心分離からの物理的分離後、試料から除去されるか、または上記の遠心分離および磁気分離の組み合わせによって試料から除去される。
これらの磁性ナノ粒子は、遠心分離による、または遠心分離および遠心分離機での磁気分離との組み合わせによって単離されるクロットまたは細胞残屑に対する特異性も有する必要はないが、それらの表面は、1またはそれを超える抗体がクロットおよび/または細胞残屑に特異的であろう、一方、他の抗体(複数可)および/または抗原が試料干渉に特異的であろう2つ以上の抗体および/または抗原で、共コーティングまたは固定化することができる。これに関して、ナノ粒子は、遠心分離による、または遠心分離および磁気分離の組み合わせによるその後の物理的分離または単離のために、試料の干渉ならびにクロットおよび/または細胞残屑の両方に特異的に結合するであろう。
クロットおよび/または細胞残屑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結合によって凝固速度(clotting rate of speed)を増加させ、磁気分離および
単離のためにすべてを磁気に引っ張る。磁場および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、クロットの強制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クロット形成を加速する。
粒子の化学的分離方法
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の粒子は、化学的分離法によって生物学的試料から分離、単離、または除去される。いくつかの実施形態において、化学的分離方法は、例えば、一次採血管、カスタム試料採取デバイス、二次移送管またはカスタム試料デバイス内で、診断試験方法の適用前に使用される。
一態様において、粒子の化学的分離のための方法であって、塩、溶媒、ポリマー、または洗剤のうちの1またはそれを超えるものを提供することを含む方法が提供される。
いくつかの実施形態において、化学的分離方法、例えば液液相分離は、粒子を相Aに分配し、かつナノ粒子を含まない試料は相Bへと分配され、そこで相Bが試験される。液液相分離(化学相分離)のための作用物質(agent)は、塩、可溶性ポリマーおよび洗剤に
よるものであり得る。
例えば、液液相分離は、ヘキサンなどの非極性溶媒を極性水性試料に添加することによって行うことができ、粒子は非極性相に分配され、本明細書に記載の診断試験による試験のためにナノ粒子を含まない水相を残す。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の分離方法は、有機相中にナノ粒子を提供する。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の分離方法は、水相中にナノ粒子を提供する。
生物学的試料中の粒子を単離するための方法であって、粒子および生物学的試料に非極性溶媒および水性極性溶媒を提供して非極性溶媒層および極性溶媒層を提供することと、非極性溶媒を含む非極性溶媒層を除去することと、粒子を含む水性極性溶媒を単離することとを含み、それにより粒子を単離する方法。
試料回収は、非極性相を吸引および廃棄する前に、LC-MS/MS用の重水素化内部標準などの内部標準の添加および使用によって調整または補正することができる。
いくつかの実施形態において、分離は、磁気分離と組み合わせて使用される物理的分離である。例えば、一態様において、デバイス(例えば、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磁化遠心分離機または遠心分離機)が提供される。一態様において、本明細書に記載の粒子を分離するためのデバイスであって、磁石および遠心分離機を含むデバイスが本明細書で提供される。いくつかの実施形態において、デバイスは遠心分離の時間を有意に短縮する。
干渉の除去のための方法
干渉を除去または最小化するための方法が本明細書に記載され、この方法は、溶血、脂血症、黄疸、ビリルビン、ミクロフィブリンクロット、細胞残屑、血球、フィブリノーゲン、薬物、代謝産物、サプリメント、薬草剤、およびマルチビタミンなどの他の干渉物質に起因する試験誤差(例えば、干渉)の既知の分析前および分析ソースを枯渇させる(例えば、緩和する、低減する、または管理する)ことを含む。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の方法は、マトリックス効果または試料タイプの違い(例えば、動物種、ヒト種)による干渉を除去するための方法を提供する。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の方法は、診断試験(例えば、例えば臨床試験における診断またはバイオマーカー試験)の前に干渉を除去する方法を提供する。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のバイオマーカーを除去する方法は、本明細書に記載のバイオマーカーの診断試験の精度および信頼性を改善するために臨床試験で使用される。例えば、本明細書に記載の方法は、例えば、選択基準または除外基準のために、患者の選択またはスクリーニングに使用することができる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の方法または除去もしくは枯渇を使用して、臨床データまたは臨床試験結果における外れ値を同定することができる。例えば、臨床データまたは臨床試験結果における外れ値は、本明細書に記載のバイオマーカーの偽陽性または偽陰性の同定を含む。
枯渇は、その後の干渉のないまたは減少した定量的、半定量的もしくは定性的分析のために十分な量の干渉が捕捉および/または除去される場合、完全として定義される。枯渇は、十分な量の干渉(複数可)または干渉機構(複数可)がその後の半定量的または定性的分析のために捕捉および/または除去される場合、部分的として定義され、または十分な量の干渉(複数可)または干渉機構(複数可)および内部標準(複数可)が、LCMSおよびLC-MS/MS(すなわち、重水素化内部標準)およびHPLC(C14またはトリチウム化内部放射性同位体内部標準)などの標的分析物(複数可)またはバイオマーカーの回収について調整するために内部標準を使用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捕捉される場合も、部分的として定義される。
枯渇は、試料からの干渉の100%の除去を意味するのではなく、残留干渉がもはや誤った結果をもたらさないことを意味する。しかしながら、試料の処置前枯渇は、LC-MS/MSによるその後の溶出および分析などの特定のアッセイまたは目的のために、または試料の分析前処理、分子診断のための核酸精製および濃縮のために、または尿、唾液および便などの困難な試料タイプからのバイオマーカーの富化のために必要とされる場合、干渉の100%の除去をもたらし得る。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法は、1週間、6日間、5日間、4日間、3日間、2日間、1日間、24時間、20時間、16時間、12時間、8時間、4時間、2時間、1時間、30分、15分、10分、5分またはそれ未満で行われる。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載される方法は、1日未満で行われる。
干渉
本明細書で提供される方法は、生物学的試料における干渉を低減、最小化、または排除する。干渉は、例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確な値を変化させることができるか、または架橋、立体障害、もしくは自己抗体機構によって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、患者検体中に存在する物質である。本明細書で使用される「干渉」とは、血液、血漿、血清、CFS、尿、便、唾液、精液、羊水、または免疫グロブリン(IgG、IgM、IgA、IgE、IgD)、タンパク質、抗原、脂質、トリグリセリド、細胞構成成分、異物(foreign substance)、化学物質、薬物、薬物代謝産物、サプリメント、ビタミン、薬草剤、異物(foreign body)(ウイル
ス、細菌(グラム陽性、グラム陰性)、真菌、酵母)、および試験に干渉し、試験原料、製剤、生物学的および合成的な成分、試験デザイン、および/または試験フォーマットとの特異的または非特異的相互作用によって試験に干渉し誤った試験結果をもたらす可能性がある任意の異物、食品または食物物質によって生成される廃棄物などの他の体液または試料マトリックス中の任意の内因性もしくは外因性物質または内因性および/もしくは外因性物質の組み合わせを指す。干渉は、それらに限定されないが、自己抗体、リウマチ因子(RF)、ヒト抗マウス抗体(HAMA)、ヒト抗動物抗体(HAAA)、例えばヤギ、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抗体および/またはモノクローナル抗体などの異好性または異好性様干渉であってよく、試験デザインまたはアッセイ処方に使用されるアッセイ特異的干渉、例えば化学発光基質(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)、蛍光標識、例えばフルオレセインまたは他のフルオロフォアおよび色素、捕捉部分(ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、アビジン、CaptAvidin、ポリA、ポリDT、アプタマー、抗体、Fab、F(ab’)2、抗体断片、組換えタンパク質、酵素、タンパク質、生体分子、ポリマー)およびそれらの結合パートナー(すなわち、ビオチン、フルオレセイン、Po1yDT、PolyA、抗原など)、コンジュゲーションリンカー(LC、LC-LC、PEO、PEOn)、ウシ血清アルブミン、ヒト血清アルブミン、オボアルブミン、ゼラチン、精製ポリおよびモノクローナルIgG、例えばマウス、ヤギ、ヒツジおよびウサギ、ポリビニルアルコール(PAA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、Tween(登録商標)-20、Tween(登録商標)-80、Triton(登録商標) X-100、Pluronic(登録商標)およびTetronicなどのトリブロックコポリマー、ならびにSurmodicsおよびScantibodiesからのものなどの市販のブロッカー、ブロッキングタンパク質およびポリマーベースのブロッキング試薬)は、抗体ベースの診断試験、非抗体ベースの診断試験、または質量分析(すなわち、HPLC、MS、LCMS、LC-MS/MS)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、酵素結合イムノアッセイ(ELISA)、化学発光イムノアッセイ(CLIA)、分子診断法、ラテラルフロー、ポイントオブケア(PoC)、CLIAおよびCLIA除外試験およびデバイスによるその後の分析のための試料前処理方法およびデバイスの設計に典型的に使用される。
一態様において、生物学的試料から干渉(例えば、ビオチン)を除去する方法であって、捕捉部分で誘導体化された粒子(推論(inference)に結合する)を提供することを含
む方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態において、干渉はビオチンである。
別の態様において、試料を粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)で前処理して、血清または血漿から性ホルモン結合グロブリン(SHBG)または性ステロイド結合グロブリン(SSBG)を枯渇させ、SHBG枯渇試料をその後試験して、遊離または生物学的に利用可能なホルモンまたはステロイド(すなわち、遊離テストステロン)を測定することができる。いくつかの実施形態において、干渉は、性ホルモン結合グロブリン(SHBG)または性ステロイド結合グロブリン(SSBG)である。
いくつかの実施形態において、干渉は、ビオチン、HAMA、RF、異好性または抗SAvである。
バイオマーカーの除去または富化のための方法
生物学的試料中のバイオマーカーの濃度を富化または増加させる方法が本明細書に記載される。「富化」は、完全または部分的な粒子捕捉および、生物学的試料(例えば、ヒトもしくは動物の血清、血漿、血液、全血、処理血液、尿、唾液、便(液体および固体)、精液(semen)もしくは精液(seminal fluid)、細胞、組織、生検材料、DNA、RN
A、または任意の液体もしくは固体)由来の標的分析物(複数可)またはバイオマーカーの粒子への結合として定義される。いくつかの実施形態において、富化は、例えばバイオマーカー特異的ナノ粒子を洗浄し、次いで単離してバイオマーカーの特性評価および測定工程の前に干渉を除去または最小化することを可能にすることによる、生物学的試料の洗浄および濃縮を含む。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される方法を使用して、その後の溶出および試験または他の使用のために生物学的試料中の特異的標的(例えば、バイオマーカー)を単離および精製する、または診断試験、さらなる精製、製剤化または他の使用の前にバイオマーカーの濃度を富化または増加させる。
バイオマーカー特異的粒子を洗浄または単離した後、特性評価または測定工程の前に、リン酸緩衝食塩水(すなわち、PBS pH7.2)またはLC-MS/MS適合性緩衝液などの緩衝液中で粒子を分散、再構成または再懸濁することができる。これは、粒子による捕捉され富化されたバイオマーカーの重要な特性評価または測定工程が、同じ特性評価、測定または試験方法またはシステムを使用して血液、血漿、血清または尿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においてではなく、緩衝液系で行われることを意味する。洗浄は、試料マトリックス、成分、タンパク質および細胞構成成分ならびに関連する干渉またはマトリックス効果を洗浄することを可能にする。同様に、単離されたバイオマーカーは、動物またはヒトマトリックスから除去され、治療的または予防的使用のための製剤緩衝液に放出され得る。
富化は、十分な量の分析物(複数可)がその後の診断試験、例えば、定量的、半定量的、または定性的分析のために捕捉される場合、完全として定義され、十分な量の分析物(複数可)またはバイオマーカーがその後の半定量的または定性的分析のために捕捉される場合、部分的として定義され、または十分な量の標的分析物(複数可)またはバイオマーカーおよび内部標準(複数可)が、LCMSおよびLC-MS/MS(すなわち、重水素化内部標準)およびHPLC(C14またはトリチウム化内部放射性同位体内部標準)などの標的分析物(複数可)またはバイオマーカーの回収のために調整するために内部標準を使用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捕捉される場合も、部分的として定義される。十分な量の捕捉種がその後の予防的または治療的製品における使用のために得られる場合、富化は分取と定義される。
診断試験の前に試料中のバイオマーカーを富化するための方法であって、a)粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)を試料に添加することと、b)試料を粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)と混合することと、c)粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)を試料と共にインキュベートして、バイオマーカーを粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)に結合させ、捕捉することと、d)試料から粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)を分離または除去することと、e)粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)を保存することと、f)適切な洗浄希釈剤を使用して粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)を洗浄して、非特異的物質を除去することと、g)バイオマーカーに特異的な定性的、半定量的または定量的診断試験を用いて、粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)によって捕捉されたバイオマーカーの量、質量、容量モル濃度、濃度または収率を測定することと、を含む方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態において、希釈剤は水(例えば、脱イオン水、注射用水、食塩水、緩衝水溶液)を含む。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の富化方法は洗浄工程を含む。洗浄工程は、本明細書に記載の干渉を除去し、および/または目的の洗浄、精製または単離されたバイオマーカー(例えば、本明細書に記載のバイオマーカー)を提供する。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の富化方法は、マトリックス効果または種効果を低減する。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の富化方法は、異なる起源の2つの生物学的試料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において、本明細書に記載の富化方法は、動物試料とヒト試料と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において、本明細書に記載の富化方法は、血清試料と血漿試料と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において、本明細書に記載の富化方法は、高粘度の試料に対して使用される。
いくつかの実施形態において、富化方法は、バイオマーカーが富化された第1の生物学的試料を、バイオマーカーが富化された第2の生物学的試料と組み合わせることを含む。
本明細書で提供されるのは、粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)によって捕捉され富化された標的バイオマーカーの量、質量、容量モル濃度、濃度または収率を測定する方法であり、それによって、バイオマーカーは、本明細書に記載の切断試薬によって、例えば、pH(例えば、重炭酸ナトリウムなどの塩基でpHを上昇させ、酢酸、トリクロロ酢酸、スルホサリチル酸、HCl、ギ酸などの酸でpHを低下させ、一般的なpH溶出緩衝液、例えば100mMグリシン・HCl、pH2.5~3.0、100mMクエン酸、pH3.0、50~100mMトリエチルアミンまたはトリエタノールアミン、pH11.5、150mM水酸化アンモニウム、pH10.5)、ディスプレーサまたは置換剤(displacing agent)、競合的溶出(例えば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(例えば、NaCl、KCl、10mM Tris中3.5~4.0M塩化マグネシウム pH7.0、10mMリン酸緩衝液中5M塩化リチウム pH7.2、2.5Mヨウ化ナトリウム pH7.5、0.2~3.0Mチオシアン酸ナトリウム)、界面活性剤、洗剤、濃縮無機塩、変性(例えば、2~6Mグアニジン・HCl、2~8M尿素、1%デオキシコール酸、1%SDS)、有機溶媒(例えば、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、50%エチレングリコール pH8~11.5(カオトロピックでもある))、放射線または熱(温度上昇)、コンフォメーション変化、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)、酵素不活性化、カオトロピック剤(尿素、塩化グアニジニウム、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などの溶出戦略を使用して結合相互作用を破壊することによって、粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)から溶出、解離または遊離される。
いくつかの実施形態において、100mMグリシン、pH2.5を溶出緩衝液として使用して、複合体化抗IgA、IgG、および/もしくはIgM検出抗体(例えば、AlexaFluor488抗ヒトIgG、AlexaFluor555抗ヒトIgM、AlexaFluor647抗ヒトIgA)または標識検出抗体と複合体化した捕捉IgA、IgG、および/もしくはIgM抗体を捕捉ビーズから放出する。続いて、磁気ビーズを強磁性で単離し、次いで溶出物を中和緩衝液、例えば300mM Tris pH10.0で新しいウェルに移してpHを中和し、蛍光光度計または蛍光リーダーによるその後の検出のためにフルオロフォアの安定性を改善する。酸性溶出pHのこの中和は、アッセイの正確さおよび再現性を改善するために重要であり得る。
特に明記しない限り、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る任意の特定の方法または組成物に関連して記載される任意の実施形態は、本明細書に記載される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。
様々な実施形態の方法および組成物は、当技術分野で公知の任意の適切なアッセイ、例えば、タンパク質-タンパク質親和性アッセイ、タンパク質-リガンド親和性アッセイ、核酸親和性アッセイ、間接蛍光抗体アッセイ(IFAS)、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、および酵素免疫アッセイ(EIA)、直接または間接アッセイ、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(CLIA waved test)、LC-MS/MS、分析的アッセイなどを含むが、
これらに限定されない当技術分野で公知の任意の適切な親和性アッセイまたは免疫アッセイ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試料から試料干渉を枯渇させることおよびバイオマーカーを富化することの両方の方法であって、a)バイオマーカー特異的粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)を試料に添加する前に、試料特異的干渉を遮断または枯渇させるために、化学的および/または生物学的試薬、添加剤または組成物を試料に添加する、b)試料を化学的および/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粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)を試料に添加する、c)バイオマーカー特異的粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)を試料とインキュベートして、標的バイオマーカー(複数可)を粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)に結合させ、捕捉する、d)粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)を洗浄するか、または粒子を試料および化学的および/または生物学的試薬、添加剤または組成物から単離する、e)診断試験を使用して、粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)によって捕捉および富化されたバイオマーカー(複数可)を特徴付ける、からなる方法。
例えば、一実施形態では、CaptAvidinに結合した粒子は、中性pHで試料中のビオチンに結合するであろう。CaptAvidin粒子に結合したビオチンは、pHが10に上昇するとビオチンを放出するであろう。
バイオマーカー
生物学的試料中に存在するバイオマーカーを単離する、または単離もしくは富化する方法が本明細書に記載される。本明細書で言及される「バイオマーカー」は、老化または疾患などのプロセス、事象、または状態の特徴的な生物学的または生物学的に由来する指標(例えば、代謝産物)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、治療薬、代謝産物、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、エピトープ、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、ポリマーおよびアプタマーであり得る。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、本明細書に記載の干渉(例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確な値を変化させることができるか、または架橋、立体障害、もしくは自己抗体機構によって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、患者検体中に存在する物質)である。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、感染症抗原、例えばウイルス抗原に対する抗体である。感染症抗原に対する抗体は、感染症病原体による感染への曝露および該感染からの回復を示すことができる。そのような場合、抗体は、治療目的または予防目的のための受動免疫に使用することができる。いくつかの実施形態において、感染症疾患抗原に対する抗体は、SARS-Cov-2スパイクタンパク質のスパイクタンパク質、例えばS1サブユニット、またはその受容体結合ドメインおよび/またはN末端ドメインを認識する。本明細書で使用される「干渉」は、それらに限定されないが、自己抗体、リウマチ因子(RF)、ヒト抗マウス抗体(HAMA)、ヒト抗動物抗体(HAAA)、例えばヤギ、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抗体および/またはモノクローナル抗体などの異好性または異好性様干渉であってよく、試験デザインまたはアッセイ処方に使用されるアッセイ特異的干渉、例えば化学発光基質(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)、蛍光標識、例えばフルオレセインまたは他のフルオロフォアおよび色素、捕捉部分(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、組換えタンパク質、酵素、タンパク質、生体分子、ポリマー)およびそれらの結合パートナー(すなわち、ビオチン、フルオレセイン、Po1yDT、PolyA、抗原など)、コンジュゲーションリンカー(LC、LC-LC、PEO、PEOn)、ウシ血清アルブミン、ヒト血清アルブミン、オボアルブミン、ゼラチン、精製ポリおよびモノクローナルIgG、例えばマウス、ヤギ、ヒツジおよびウサギ、ポリビニルアルコール(PAA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、Tween(登録商標)-20、Tween(登録商標)-80、Triton(登録商標) X-100、Pluronic(登録商標)およびTetronicなどのトリブロックコポリマー、ならびにSurmodicsおよびScantibodiesからのものなどの市販のブロッカー、ブロッキングタンパク質およびポリマーベースのブロッキング試薬)は、抗体ベースの診断試験、非抗体ベースの診断試験、または質量分析(すなわち、HPLC、MS、LCMS、LC-MS/MS)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、酵素結合イムノアッセイ(ELISA)、化学発光イムノアッセイ(CLIA)、分子診断法、ラテラルフロー、ポイントオブケア(PoC)、CLIAおよびCLIA除外試験およびデバイスによるその後の分析のための試料前処理方法およびデバイスの設計に典型的に使用される。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、本明細書に記載の生物学的試料中に見出される。
フィブリノーゲン。フィブリノーゲンは、組織および血管の損傷中にトロンビンによってフィブリンに変換され、その後フィブリンに基づくクロットの形成をもたらす。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の方法で使用される本明細書に記載の粒子(例えば、粒子誘導性抗フィブリノーゲン(例えば、マウス抗フィブリノーゲン))は、全血中のフィブリノーゲンに結合し、フィブリノーゲンの分離(例えば、化学的分離)を可能にする。フィブリンを介してクロットに結合する粒子を単離し、粒子を含まない血清試験のための遠心分離後の血清から除去することができる。いくつかの実施形態において、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において、本明細書に記載の方法は、粒子由来抗フィブリノーゲンを使用して、試料(例えば、血液試料)の遠心分離の必要性を除去する。
外傷性脳損傷。一実施形態では、バイオマーカーは外傷性脳損傷に関するものである。急性脳損傷の重症度および大きさならびに血液脳関門(BBB)の完全性に関連するバイオマーカーは9つあるが、それらは血液中の非常に低い循環濃度で存在し、既存のイムノアッセイ技術および試験プラットフォームを使用して検出および定量することは非常に困難である。Banyan BTI試験(FDAは2018年2月14日に認可した)は、これらのバイオマーカーのうちの2つのみを測定するが、本明細書中に記載の方法およびデバイス(例えば、富化方法;富化デバイス)は、患者の9つすべてのバイオマーカーの同時測定を可能にして、ほとんどの患者の診断および予後診断を助ける。9つのバイオマーカーのそれぞれについての捕捉部分で誘導体化された粒子は、TBIを有すると疑われる患者からの生物学的試料に添加され得る。いくつかの実施形態において、外傷性脳損傷バイオマーカーは、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において、外傷性脳損傷バイオマーカーは、GFAPおよびUCH-L1から選択される。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の方法(例えば、富化方法)を使用して、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外傷性脳損傷バイオマーカーの1、2、3、4、5、6、7、8、または9つの存在を単離または富化する。
アルツハイマー病。一実施形態では、バイオマーカーはアルツハイマー病に関するものである。アルツハイマー病の重症度および規模に関連するバイオマーカーは、2つある。いくつかの実施形態において、アルツハイマー病バイオマーカーは、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。いくつかの実施形態において、アルツハイマー病バイオマーカーは、β-アミロイド(1-42)、ホスホ-タウ(181p)、および総タウからなる群から選択される。いくつかの実施形態において、本明細書に記載される方法(例えば、富化方法)を使用して、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つのアルツハイマー病バイオマーカーの存在を単離または富化する。いくつかの実施形態において、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において、アルツハイマー病のバイオマーカーは、生物学的試料(例えば、CSF)中に見出される。
性感染症。一実施形態では、バイオマーカーは性感染症(STD)に関するものである。STDの伝播に特徴的なバイオマーカーは少なくとも10個存在する。いくつかの実施形態において、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のバイオマーカーである。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の方法(例えば、富化方法)を使用して、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12または13個の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抗体の存在を単離または富化する。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは尿中にある(例えば、クラミジア、淋病、トリコモナス)。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、血液、血清、または血漿(例えば、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、HIV抗体)中にある。
細菌感染。一実施形態では、バイオマーカーは細菌感染、例えば敗血症に関するものである。細菌感染についての現在のゴールドスタンダード試験は、陽性結果が分子診断などの確認試験に反映され得る前に24~48時間かかり得る血液培養である。敗血症を予防または管理するために患者を首尾よく処置するために時間が重要である場合、わずか30分またはそれ未満で、例えば60分またはそれ未満(例えば、50分、40分、30分、20分またはそれ未満)で、細菌感染を除外する(rule-in)/除外する(rule-out)方
法が本明細書に記載される。細菌感染に特徴的なバイオマーカーは少なくとも30個存在する。いくつかの実施形態において、細菌バイオマーカーは、敗血症を引き起こす細菌種のバイオマーカー(例えば、Enterococcus faecium、大腸菌(Escherichia coli)、Klebsiella pneumoniae、Pseudomonas aeruginosaおよびStaphylococcus aureus)からなる群から選択される。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、Enterococcus faecium、大腸菌(Escherichia coli)、Klebsiella pneumoniae、およびStaphylococcus aureusのバイオマーカーである。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、グラム陽性またはグラム陰性細菌のバイオマーカーである。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、酵母病原体(例えば、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において、グラム陽性菌は、Enterococcus、Listeria monocytogenes、Staphylococcus aureus、Streptococcus、Streptococcus agalactiae)、Streptococcus pneumoniae、またはStreptococcus pyogenes)である。
いくつかの実施形態において、グラム陰性菌は、Acinetobacter baumannii、Haemophilus influenza、Neisseria meningitides、Pseudomonas aeruginosa、Enterobacteriaceae、Enterobacter cloacae複合体、大腸菌(Escherichia coli)、Klebsiella oxytoca、Klebsiella pneumoniae、Proteus、またはSerratia
marcescensである。
いくつかの実施形態において、酵母病原体は、Candida albicans、Candida glabrata、Candida krusei、Candida parapsilosis、Candida tropicalisである。
いくつかの実施形態において、質量分析法がそれに続く。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してリンカー(すなわち、粒子を表面捕捉部分にコンジュゲートするリンカー)を切断する方法が想定される。得られた細菌を培養で成長させるか、またはMALDI-TOF質量分析によって分析する。
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してリンカー(すなわち、粒子を表面捕捉部分にコンジュゲートするリンカー)を切断する方法が想定される。得られた細菌を培養で成長させるか、MALDI-TOF質量分析によって分析するか、またはBioFire DiagnosticsによるFilmArray(登録商標)Blood Culture Identification(BCID)パネルなどの分子診断によって分析する。
病原体特異的抗体。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、病原体、特に病原体の構造的または表面露出抗原を認識する抗体である。磁性粒子上の捕捉部分としては、病原体特異的抗原が用いられる。抗原特異的抗体が捕捉部分(病原体特異的抗原)に結合できるように、全血、血液画分、血漿または血清を磁性粒子と混合する。粒子は、生体液から磁気的に分離される。次いで、磁性粒子を放出緩衝液中で応答させて、捕捉部分から抗体を溶出させる。これは分析的規模で行うことができ、抗体を質量分析(例えば、存在し得る抗体の複数の種を分離するためのLC-MSを含む)、エドマン分解、および他のタンパク質化学分析的方法に供して、抗体のタンパク質配列を決定することができる。配列情報を使用して、同じ特異性(単数または複数)を有するモノクローナル抗体(パラトープ(複数可))を構築することができる。これはまた、分取規模で行うことができ、富化または単離された抗原特異的抗体は、治療または予防のために診療所で使用される。いくつかの実施形態において、病原体特異的抗原を認識する抗体は、SARS-Cov-2スパイクタンパク質のスパイクタンパク質、例えばS1サブユニット、またはその受容体結合ドメインおよび/またはN末端ドメインおよび/または受容体結合ドメインを認識する。
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試験の一部として測定される。いくつかの実施形態において本明細書中に記載される方法は、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において、バイオマーカーは抗原(例えば、TSH)である。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、抗原(例えば、TSH)に対する特異性を有する自己抗体(例えば、遊離自己抗体、複合体化自己抗体)である。
いくつかの実施形態において、干渉(甲状腺刺激ホルモン、遊離チロキシン、および遊離トリヨードチロニンの測定に影響を及ぼす)は、マクロTSH、ビオチン、抗ストレプトアビジン抗体、抗ルテニウム抗体、甲状腺ホルモン自己抗体、または異好性抗体である。
心機能。いくつかの実施形態において本明細書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。血中を循環するトロポニンのレベルの上昇は、心臓障害、例えば心筋梗塞のバイオマーカーである。心臓IおよびTは、心筋損傷の特異的指標である。トロポニンのサブユニットも心臓の健康のマーカーである。具体的には、cTnIおよびcTnTは、急性心筋梗塞(AMI)、例えば1型および2型心筋梗塞、不安定狭心症、術後心筋外傷ならびに関連疾患のバイオマーカーである。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは遊離cTnI、遊離cTnT、二元cTnI-TnCまたは三元cTnI-TnC-TnTである。いくつかの実施形態において、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において、バイオマーカーは、脳卒中の指標である(例えば、その全体が参照により組み込まれる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に記載されているように)。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは線維症の指標である(例えば、その全体が参照により組み込まれるhttp://www.onlinejacc.org/content/65/22/2449に記載されているように)。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは急性冠動脈症候群(ACS)の診断のためのものである。いくつかの実施形態において、バイオマーカーは、心臓トロポニン(I、I-C、I-C-T、T)および他の心臓トロポニン断片、ナトリウム利尿ペプチド(BNP、ANP、CNP)、N末端断片(すなわち、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に関するものである。
いくつかの実施形態において、典型的には、今日、試験不可能であるか、試験前に試料の希釈が必要である(これは試験の感度、精度および正確さを損なう)、非常に希薄または低濃度のバイオマーカー(複数可)ならびに、非常に小さな試料体積(すなわち、新生児、小児、高齢者)の検出の確度を改善するために、大きな試料体積(すなわち、1mL、10mL、100mL、1000mLなど)を試験することができることによる精度および正確さは、。いくつかの実施形態において、生物学的試料は、1mL、10mL、100mL、1000mLまたはそれを超える体積である。いくつかの実施形態において、生物学的試料は、0.5mL、0.25mL、0.1mL、0.05mLまたはそれ未満の体積である。
また、本明細書では、洗浄工程または粒子単離とそれに続く捕捉されたバイオマーカー(複数可)の選択的放出もしくは溶出、またはバイオマーカー特性評価工程の前に粒子からの捕捉部分-バイオマーカー複合体の選択的放出もしくは溶出を可能にすることによって、診断試験の前にバイオマーカーの富化を支援するための粒子試料前処理を使用する方法または試験方法も提供される。
粒子表面上の捕捉部分とバイオマーカー、例えば酸性または塩基性pH、高い容量モル濃度塩、糖、化学的ディスプレーサ、洗剤、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との間の結合を、捕捉部分を置き換えるまたは溶出することなく、バイオマーカーのみを除いて破壊する「切断試薬または「放出剤」の使用。磁石(複数可)を用いて試料マトリックスから粒子を洗浄または単離した後、続いて、粒子を放出剤(複数可)を含有する溶出溶液で処理して、バイオマーカーおよび/または標識検出試薬を溶液中に選択的に放出することができる。粒子は、本質的に粒子を含まない試料上清を形成するために、試料デバイス(バイアル、試験管、その他)の側面(複数可)および/または底部に迅速に(2分未満;理想的には30秒未満で)単離することができる。粒子を含むペレットを破壊することなく、粒子を含まない上清をその後吸引し、別個の移送管に分注するか、またはバイオマーカーを試験するために分析システム(すなわち、LC-MS/MSまたはMALDI-TOF)に直接注入することができる。いくつかの実施形態において、溶出した成分を含有する上清を中和緩衝液に移して、それほど過酷でない条件(pHなど)を再確立し、溶出溶液による分解または変性からバイオマーカーおよび/または標識を保存する。
例えば、本明細書に記載の切断試薬または放出剤は、例えば、pH(例えば、重炭酸ナトリウムなどの塩基でpHを上昇させ、酢酸、トリクロロ酢酸、スルホサリチル酸、HCl、ギ酸などの酸でpHを低下させ、一般的なpH溶出緩衝液、例えば100mMグリシン・HCl、pH2.5~3.0、100mMクエン酸、pH3.0、50~100mMトリエチルアミンまたはトリエタノールアミン、pH11.5、150mM水酸化アンモニウム、pH10.5)、ディスプレーサまたは置換剤、競合的溶出(例えば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(例えば、NaCl、KCl、10mM Tris中3.5~4.0M塩化マグネシウム pH7.0、10mMリン酸緩衝液中5M塩化リチウム pH7.2、2.5Mヨウ化ナトリウム pH7.5、0.2~3.0Mチオシアン酸ナトリウム)、界面活性剤、洗剤、濃縮無機塩、変性(例えば、2-6Mグアニジン・HCl、2-8M尿素、1%デオキシコール酸、1%SDS)、有機溶媒(例えば、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、50%エチレングリコール pH8~11.5(カオトロピックでもある))、放射線または熱(温度上昇)、コンフォメーション変化、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)、酵素不活性化、カオトロピック剤(尿素、塩化グアニジニウム、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などの溶出戦略を使用して、本明細書に記載の粒子と本明細書に記載の捕捉部分との間の本明細書に記載の結合相互作用または切断可能な結合を破壊する。いくつかの実施形態において、溶出した成分を含有する上清を中和緩衝液に移して、それほど過酷でない条件(pHなど)を再確立し、溶出溶液による分解または変性からバイオマーカーおよび/または標識を保存する。
特性評価方法
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および/または富化する方法が本明細書に記載される。本明細書に記載のバイオマーカー(例えば、干渉)の特性評価は、本明細書に記載のバイオマーカー(例えば、本明細書に記載の干渉)の同定および/または定量を含む。
特性評価は、バイオマーカー、例えば抗原特異的抗体の検出および/または定量を含み得る。抗原特異的抗体を粒子に結合させることにより、それを他の特異性から単離し、元の試料よりも小さい体積に放出し、必要に応じて濃縮することができる。特異的抗体の典型的な診断アッセイは、例えば全血清に関連して、最初に抗体を単離することなくそれらを検出する。これは絶対定量を困難にする。抗体活性は、血清がどれだけ希釈され得るかに基づいて力価として特徴付けられることが多いが、依然として活性を保持する。目的の種を捕捉し、それを血清中の免疫グロブリンの残りの部分から分離することによって、単純なタンパク質アッセイを使用して、どの程度の特異的抗体が存在するかを定量することができる。さらに、アイソタイプ特異的試薬を使用して、既知量のビーズ結合免疫グロブリンを用いて生成された標準曲線と比較することによって、関心対象の各アイソタイプを、並行アリコートで、または別個の標識にコンジュゲートされている場合、単一アリコートで多重化して別々に定量することができる。標準曲線は、一般に免疫グロブリンに対するものまたは特異的アイソタイプに対するものであってよく、後者は、別々にまたは多重様式で生成され得る。IgMは初期応答に典型的であり、IgGおよびIgAはより成熟したより効果的な免疫応答に典型的である。この容易な絶対定量により、血清中の抗原特異的抗体の量を1つの血清試料から次の試料まで直接比較することが可能になる。いくつかの実施形態において、抗原特異的抗体はSARS-CoV-2 S1サブユニット、またはその受容体結合ドメインおよび/またはN末端ドメインおよび/または受容体結合ドメインを認識する。
本発明の粒子
生物学的試料の単離、枯渇および/または富化のための粒子が本明細書に記載される。いくつかの実施形態において、粒子は、切断可能な結合および捕捉部分(例えば、1つの捕捉部分を提示するように官能化された粒子表面)を含む。いくつかの実施形態において、粒子は、切断不可能な結合および捕捉部分(例えば、1つの捕捉部分を提示するように官能化された粒子表面)を含む。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の粒子は、捕捉部分(例えば、本明細書中に記載のバイオマーカーに対する高い特異性を有する捕捉部分)を含む。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の粒子(例えば、本明細書に記載の粒子の表面、粒子表面は本明細書に記載の捕捉部分に結合していない)は、不活性である(例えば、本明細書中に記載されるバイオマーカーに対する有意な結合を示さない)。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の粒子は、粒子または診断試験をさらに改変することなく、本明細書に記載の診断試験に使用することができる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の粒子は、試料を変更することなく(例えば、追加のバイオマーカー(例えば、干渉)を添加または除去することなく、試料に添加および試料から除去することができる。
本明細書に記載の粒子は十分に小さく、平均直径は0.050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マイクロメートル、またはさらにより好ましくは直径0.200マイクロメートル~0.600マイクロメートル、またはさらにより好ましくは直径0.100マイクロメートル~0.500マイクロメートルである。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の粒子(例えば、微粒子、ナノ粒子)は、コアまたは支持体を含み、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材料である。
いくつかの実施形態において、粒子表面は、有機ポリマーまたは有機コポリマーを含み、有機ポリマーまたは有機コポリマーは疎水性である。いくつかの実施形態において、粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)表面は、これらに限定されないが、セラミック、ガラス、ポリマー、コポリマー、金属、ラテックス、シリカ、金、銀、または合金などのコロイド金属、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-アシレートコポリマー、スチレン-ブタジエンコポリマー、スチレン-ジビニルベンゼンコポリマー、ポリ(スチレン-オキシエチレン)、ポリメチルメタクリレート、ポリメタクリレート、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)、熱分解材料、ブロックコポリマー、およびこれらのコポリマーからなる群から選択される材料などの有機ポリマーまたはコポリマー、シリコーンもしくはシリカ、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を含む。
本明細書で使用される場合、「ブロッカー」は、タンパク質、ポリマー、界面活性剤、洗剤、またはそれらの組み合わせを指す。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の粒子(例えば、ナノ粒子、微粒子)上の捕捉部分の結合は、タンパク質、ポリマー、界面活性剤、洗剤、またはそれらの組み合わせなどのブロッカーでブロックされる。ブロッカーは、アルブミン、ウシ血清アルブミン、ヒト血清アルブミン、オボアルブミン、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、動物血清、ポリクローナル抗体、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)等のポリマー、タンパク質とポリマーの組み合わせ、ペプチド、(PEO)n-NHS、(PEO)n-マレイミド等のPEG化試薬、Pluronic(登録商標) F108、F127、F68等のトリブロックコポリマー、Triton(登録商標) X-100、ポリソルベート20(Tween(登録商標)-20)、Tween(登録商標) 80(非イオン性)等の非イオン性洗剤、CHAPS等の両性イオン性洗剤、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、サルコシル界面活性剤等のイオン性洗剤、スクロース等の糖、異好性ブロッキング試薬(Scantibodies)、MAK33(Roche Diagnostics)、免疫グロブリン阻害試薬(IIR)(Bioreclamation)、Heteroblock(Omega Biologicals)、Blockmaster(JSR)、TRU Block(Meridian Life Sciences)およびStabilCoat(登録商標)&StabilGuard(登録商標)(Surmodics)などの市販のブロッカーからなる群から選択される。いくつかの実施形態において、ブロッカーは、本明細書に記載の粒子に結合(例えば、共有結合、非共有結合)している。いくつかの実施形態において、ブロッカーは、本明細書に記載の粒子に結合(例えば、共有結合、非共有結合)していない。
切断可能な結合。一態様において、捕捉部分は、本明細書に記載の切断可能な結合によってバイオマーカーに結合する。切断可能な結合は、共有結合または非共有結合によるものであり得る。非共有結合の例には、親和性、イオン性、ファンデルワールス(例えば、双極子/双極子またはロンドン力)、水素結合(例えば、ポリヌクレオチド二重鎖間)、および疎水性相互作用が含まれる。会合が非共有結合性である場合、実体間の会合は、好ましくは特異的である。特異的な非共有結合性会合の非限定的な例としては、ビオチンとビオチン結合タンパク質、例えばアビジン、カプトアビジン(captavidin)、SA、ニュートラアビジン、SAの断片、アビジンの断片、ニュートラアビジンの断片、またはそれらの混合物との間の結合相互作用;ビオチン化Fab、ビオチン化免疫グロブリンもしくはその断片、ビオチン化小分子(例えば、ホルモンまたは受容体のリガンドなど)、ビオチン化ポリヌクレオチド、ビオチン化巨大分子(例えば、タンパク質または天然もしくは合成ポリマー)の、アビジン、SA、ニュートラアビジン、SAの断片、アビジンの断片、ニュートラアビジンの断片、またはそれらの混合物などのビオチン結合タンパク質への結合;基質のその酵素への結合;糖タンパク質と糖タンパク質に特異的なレクチンとの結合;リガンドとリガンドに特異的な受容体との結合;抗体が産生される抗原への抗体の結合;およびポリヌクレオチドと相補的または実質的に相補的なポリヌクレオチドとの間の二重鎖形成;等が挙げられる。
ジスルフィド結合(R-S-S-R)などの切断可能な結合を使用して、捕捉部分(すなわち、抗体または抗体断片、例えば、SH-Fab)を粒子に固定または結合する。試料マトリックスから粒子を洗浄または単離した後、続いて、TCEPまたはDTTなどの還元剤を含有する溶液で粒子を処理してジスルフィド結合を切断し、捕捉部分バイオマーカー複合体を溶液中に放出することができる。粒子は、本質的に粒子を含まない試料上清を形成するために、試料デバイス(バイアル、試験管、その他)の側面(複数可)および/または底部に迅速に(2分未満;理想的には30秒未満で)単離することができる。その後、粒子を含むペレットを破壊することなく粒子を含まない上清を吸引し、別個の移送管に分注するか、または捕捉部分-バイオマーカー複合体を試験するために分析システム(すなわち、LC-MS/MSもしくはMALDI-TOF、またはFilmArray血液培養同定パネルなどの分子診断)に直接注入することができる。
いくつかの実施形態において、切断可能な結合は、ジスルフィド結合(R-S-S-R)である。
いくつかの実施形態において、切断可能な結合は、ストレプトアビジンまたはカプトアビジン、アビジン、およびビオチンの間の非共有結合である。
捕捉部分。本明細書に記載の干渉に結合する1つの捕捉部分、または本明細書に記載のバイオマーカーを含む粒子が本明細書で提供される。本明細書で言及される場合、「捕捉部分」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、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において、捕捉部分はタンパク質である。タンパク質は、例えば、単量体、二量体、多量体、または融合タンパク質であり得る。特定の実施形態において、タンパク質は、アルブミン、例えば、抗体、抗体の断片、BSA、オボアルブミン、BSAの断片、オボアルブミンの断片、マウスIgG、重合マウスIgG、HAMAおよびRF干渉機構を標的とするマウスIgGの抗体断片(Fc、Fab、F(ab’)2)および異なるサブクラス(IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3、IgE、IgD)、HAAA干渉を標的とする精製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)、MASI干渉を標的とするストレプトアビジン、ALP、HRP、BSA(イソルミノール、ルテニウム、アクリジニウムにコンジュゲートした)、またはそれらの混合物のうちの少なくとも1つのものを含む。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、病原体、例えば細菌またはウイルスの構造的または表面露出抗原である。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、ウイルス構造タンパク質、例えば、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)のスパイクタンパク質である。いくつかの実施形態において、スパイクタンパク質は、S1サブユニット、またはその受容体結合ドメインおよび/またはN末端ドメインである。
いくつかの実施形態において、捕捉部分はヒト抗動物抗体(例えば、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において、捕捉部分は、異好性抗体(例えば、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において、捕捉部分は、アッセイ特異的結合剤(例えば、ビオチン、フルオレセイン、抗フルオレセインポリ/Mab、抗ビオチンポリ/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において、捕捉部分は、アッセイ特異的シグナル分子(例えば、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において、捕捉部分はアッセイ特異的ブロッカー(例えば、BSA、魚皮ゼラチン、カゼイン、オボアルブミン、PVP、PVA)である。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、アッセイ特異的コンジュゲートリンカー(例えば、LC、LC-LC、PEO4、PEO16)である。いくつかの実施形態において、捕捉部分は抗原自己抗体(例えば、遊離T3、遊離T4)である。いくつかの実施形態において、捕捉部分はタンパク質自己抗体(例えば、MTSH、TnI、TnT、非心臓TnT(骨格筋疾患))である。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、化学発光基質(例えば、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(例えば、フルオレセインまたは他のフルオロフォアおよび色素)である。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、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、組換えタンパク質、酵素、タンパク質、生体分子、ポリマー、または分子インプリントポリマーである。いくつかの実施形態において、捕捉部分は、ビオチン、フルオレセイン、Po1yDT、PolyA、抗原などである。
いくつかの実施形態において、捕捉部分はビオチンに結合する(例えば、アビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、CaptAvidin、抗ビオチン抗体、抗体断片、アプマー、分子インプリントポリマーなど)。
いくつかの実施形態は、2またはそれを超える異なる捕捉部分を有する結合表面を提供する。
捕捉部分の生成。一態様において、捕捉部分を作製する方法であって、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コンフォメーション特異的抗体の産生または生成を含む方法が提供される。遊離自己抗体は、それらの抗原標的にまだ複合体化されていない自己抗体である。複合体化自己抗体は、それらの抗原標的と複合体を形成した自己抗体である。
一態様において、捕捉部分を作製する方法であって、MTSHのような自己抗体複合体に対する複合体特異的またはコンフォメーション特異的抗体の産生または生成を含む方法が提供される。いくつかの実施形態において、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において、自己抗体複合体はMTSHである。例えば、複合体特異的抗体またはコンフォメーション特異的抗体をMTSHのような自己抗体複合体にすることができ、これをヒト血清から精製し、捕捉部分として使用することができる。このようにして、生成された抗体は、TSHとのhIgGまたはhIgM複合体に対する特異性のみを有するであろう。MTSHは、技術および公開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当業者によって精製され得る。いくつかの実施形態において、自己抗体アッセイ干渉の確度が最も高い自己免疫疾患を有する患者は、自己抗体を産生または生成するために使用される。例えば、その参考文献の全体が引用されている、BNP、国際公開第2014114780号、国際公開第2016113719号および国際公開第2016113720号についてのHyTest SESアッセイを参照されたい。
甲状腺特異的自己抗体。例えば、一実施形態では、自己抗体は抗甲状腺自己抗体(例えば、抗甲状腺ペルオキシダーゼ抗体、チ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、甲状腺上の1またはそれを超える成分に対して標的化される自己抗体である。
いくつかの実施形態において、自己抗体は、遊離自己抗体(例えば、チロトロピン(TSH))である。
いくつかの実施形態において、自己抗体は、複合体化自己抗体(例えば、MTSH)である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の捕捉部分は、複合体化した自己抗体に対する特異性を有するか、MTSHなどのその抗原標的に既に結合したhIgGおよび/またはhIgMに対する確認特異性を有するように生成された抗体である。
以下の項目は、親和性アッセイが設計される用途に応じて、分析物結合剤(捕捉部分)および分析物からなる結合対の一方のメンバーとして、またはあるい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。そのような物質は、例えば、捕捉部分(分析物結合剤)として使用することができ、または様々な実施形態で使用することができる捕捉部分を(例えば、それらをハプテン/抗原として使用して特異的抗体を生成することによって)生成するために使用することができる。イムノアッセイを含む親和性アッセイは、試料中の分析物であるそのような物質の存在および/またはレベルを検出するために、様々な実施形態に従って設計することができる。特定の実施形態において、分析物結合捕捉部分を使用して、試料中の分析物としてこれらの物質を検出することができる。あるいは、本明細書に開示される物質は、様々な実施形態に従って固相支持体表面と会合し、それらと相互作用する分子(例えば、列挙された物質、結合タンパク質、または酵素に特異的な抗体またはその断片など)を捕捉するために使用することができる。
分析物結合剤(捕捉部分)および分析物からなる結合対の一方のメンバーとして、またはあるい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、誘導性一酸化窒素合成酵素(iNOS)、CA19-9、IL-lα、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-γ、GM-CSF;PSA、pPSA、BPSAなどのPSA(前立腺特異的抗原)のアイソフォーム、PSA中、非α-抗キモトリプシン複合体化PSA、α-抗キモトリプシン複合体化PSA、hK2、hK4、およびhK15などの前立腺カリクレイン、ek-rhK2、Ala-rhK2、TWT-rhK2、Xa-rhK2、HWT-rhK2、および他のカリクレイン;HIV-1 p24;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)、NT-proBNP、CNP、NT-proCNP(1-50)、NT-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、ヒト黄体形成ホルモン、プロラクチン;ヒト絨毛性ゴナドトロピン(例えば、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、B.anthracis保護抗原、B.anthracis致死因子、B.anthracis胞子抗原、F.tularensis LPS、S.aureasエンテロトキシンB、Y.pestis莢膜F1
抗原、インスリン、αフェトプロテイン(例えば、AFP 300)、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、内因性因子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、虚血修飾アルブミン、HDL、LDL、oxLDL、VLDL、トロポニンT、トロポニンI、トロポニンC、ミクロアルブミン、アミラーゼ、ALP、ALT、AST、GGT、IgA、IgG、プレアルブミン、抗ストレプトリシン、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-抗トリプシン、α-ミクログロブリン、α-マクログロブリン、抗ストレプトリシンO、抗トロンビン-III、アポリポタンパク質Al、アポリポタンパク質B、β-ミクログロブリン、セルロプラスミン、補体C3、補体C4、C反応性タンパク質、DNase B、フェリチン、遊離カッパ軽鎖、遊離ラムダ軽鎖、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)、カッパ軽鎖、ラムダ軽鎖、リポタンパク質(a)、ミクロアルブミン、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、チログロブリン抗体、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、pim-1キナーゼ、E-カドヘリン(E-cadherein)、EZH2、およびα-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のアイソフォーム、s-VCAM-1、sFas、sICAM、B型肝炎表面抗原、トロンボプラスチン、HIV p24、HIV
gp41/120、HCV C22、HCV C33、ヘモグロビンA1c、および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、FGF-23、スクレロスチン、プロカルシトニン、カルシトニン、c. dificille毒素A&B、h. pylori、HSV-1、HSV2を含む。
親和性アッセイが設計される用途に応じて、分析物結合剤(捕捉部分)および分析物からなる結合対の一方のメンバーとして、またはあるいは他方のメンバーとして機能してよく、現在開示されている実施形態で使用できる適切な物質には、例えば、WHO International Laboratories for Biological Standards(2005年6月30日付けで更新されたhttp:/www.who.int/bloodproducts/re_materialsで入手可能であり、当技術分野で周知の物質が列挙されており、このリストは参照により本明細書に組み込まれる)によって保持され、特徴付けられ、および/または配布されるWHO International Biological Reference Preparationsのいずれかに特異的な部分、例えば抗体またはその断片も含む。
WHOコードによって物質の後の括弧内に特定されるそのような適切な国際参照標準の部分リストには、ヒト組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)、組換えヒト組織プラスミノーゲン活性化因子(98/714)、高分子量ウロキナーゼ(87/594)、前立腺特異的抗原(96/668)、前立腺特異的抗原90:10(96/700);ヒト血漿プロテインC(86/622)、ヒト血漿プロテインS(93/590)、関節リウマチ血清(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)、ウシ複合トロンボプラスチン(OBT/79)、抗D陽性対照静脈内免疫グロブリン(02/228)、膵島細胞抗体(97/550)、リポタンパク質a(IFCC SRM 2B)、ヒトパルボウイルスB19 DNA(99/800)、ヒトプラスミン(97/536)、ヒトプラスミノゲン活性化因子インヒビター1(92/654)、血小板因子4(83/505)、プレカリクレイン活性化因子(82/530)、ヒト脳CJD対照およびヒト脳孤発性CJD調製物1ならびにヒト脳孤発性CJD調製物2およびヒト脳バリアントCJD(なし;それぞれWHO TRS ECBS Report No.926,53.sup.rd Reportに引用されている、脳ホモジネート)、ヒト血清補体成分C1q、C4、C5、因子B、および全機能補体CH50(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、α-1-アンチトリプシン、α-2-マクログロブリン、セルロプラスミン、補体C3、トランスフェリン(W1031)、抗Dネガティブコントロール静脈内免疫グロブリン(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-1 RNA(97/656)、HIV-1 RNA遺伝子型(10 I01/466のセット)、ヒトフィブリノゲン濃縮物(98/614)、ヒト血漿フィブリノーゲン(98/612)、上昇したA2ヘモグロビン(89/666)、上げられたFヘモグロビン(85/616)、ヘモグロビンシアニド(98/708)、低分子量ヘパリン(85/600 および 90/686)、未分画ヘパリン(97/578)、血液凝固第VIII因子およびフォン・ヴィレブランド因子(02/150)、ヒト血液凝固第VIII因子濃縮物(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-ミクログロブリン(B2M)、ヒトベータトロンボグロブリン(83/501)、ヒト血液凝固第IX因子濃縮物(96/854)、ヒト血液凝固第IXa因子濃縮物(97/562)、ヒト血液凝固因子Vライデン、ヒト gDNA 試料 FV 野生型、FVLホモ接合体、FVL ヘテロ接合体(03/254、03/260、03/248)、ヒト血液凝固第VII因子濃縮物(97/592)、ヒト血液凝固第VIIa因子濃縮物(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)、ヒトアンチトロンビン濃縮物(96/520)、ヒト血漿アンチトロンビン(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)、アポリポプロテインA-1(SP1-01)、ヒト抗インターフェロンベータ血清(G038-501-572)、ヒト抗麻疹血清(66/202)、抗核リボ核タンパク質血清(W1063)、抗核因子(均一)血清(66/233)、抗パルボウイルスB19(IgG)血清(91/602)、抗ポリオウイルス血清タイプ1、2、3(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完全血液型判定血清(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α血清(B037-501-572)、ヒトアルファフェトプロテイン(AFP)、アンクロド(ancrod)(74/581)、ヒト抗A血液型判定血清(W1001)、ヒト抗B血液型判定血清(W1002)、ヒト抗C型完全血液型判定血清(W1004)、抗D(抗Rh0)完全血液型判定試薬(99/836)、ヒト抗D(抗Rh0)不完全血液型判定血清(W1006)、およびヒト抗D免疫グロブリン(01/572)が含まれる。
親和性アッセイが設計される用途に応じて、分析物結合剤(捕捉部分)および分析物からなる結合対の一方のメンバーとして、またはあるい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のハプテンとして使用することができる化合物が含まれ、プロゲステロン、エストロゲンおよびテストステロン、プロゲスチン、コルチコステロイドおよびデヒドロエピステロンを含むがこれらに限定されないホルモン、ならびにWHOによって国際参照標準として列挙されている任意の非タンパク質/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が、これらに限定されない。物質の後の括弧内の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リストには、ビタミンB12(WHO 81.563)、葉酸塩(WHO 95/528)、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組み込まれるInternational Biological Reference Preparations(WHOのウェブサイト、例えば、2005年6月30日に更新されたページhttp://www.who.int/bloodproducts/ref_materials/で入手可能)のWHOカタログに開示されている他の物質が含まれる。本明細書に記載の方法および組成物は、上述のWHO参照標準または参照標準を含有する混合物を含むことができる。
親和性アッセイが設計される用途に応じて、分析物結合剤(捕捉部分)および分析物からなる結合対の一方のメンバーとして、またはあるいは他方のメンバーとして機能し得る物質の他の例としては、乱用薬物が挙げられる。乱用薬物には、例えば、以下の薬物およびその代謝産物(例えば、血中、尿中、および他の生体物質中に存在する代謝産物)のリスト、ならびにその任意の塩、エステル、またはエーテル:ヘロイン、モルヒネ、ヒドロモルホン、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、スタドル、タルウィン(talwin)、パレゴリック、ブプレネックス;例えば、アンフェタミン、メタンフェタミンなどの興奮剤;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、マハング(ma huang)、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、ベミグライド(bemigride)、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、ケタミンなどの類似体;例えば、バルビツレート、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(talbutal)、そしてアプロバルビタール、フェノバルビタール、メフォバルビタールなどの抑制剤;例えば、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、クロラゼペート、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類(benzodiazapenes);ガンマヒドロキシル酪酸やガンマブチロラクトンなどの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(tetrahydracannabinol)および類似体など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);例えば、メスカリンとLSDなどの幻覚剤が含まれる。
実施例1:高用量ビオチン摂取後のビオチン干渉枯渇
内因性(非スパイク)ビオチン試料を連続的に収集した。ベースライン血清試料を、5名の見かけ上健康な成人ボランティア(4男性、1女性)から、BDブランドVacutainer(商標)10mL赤トップチューブ内の肘前静脈採血によって得た。その後、各ボランティアは、20mg用量のビオチン(4×5mg、Finest Nutrition Biotin 5000 mcg Strawberry、Quick Dissolve、商品番号938508、Walgreensによって販売されている)を摂取した。ビオチン摂取の1、3、6、8、および24時間後に血清試料を得た。血液を室温で1時間凝固させ、Beckman Allegra 6R卓上遠心分離機で2,000rpmで15分間遠心分離した。各時点について、各ボランティアからの血清試料をプールし、室温で15分間混合し、2mLクライオバイアル中の1.2mLのアリコートにアリコートし、-80℃で凍結した。
ビオチン代謝は、遊離ビオチンELISAを使用して、連続的に収集した試料中のビオチンレベルを測定することによって決定した。ビオチン血清試料を、Immundiagnostik IDK(登録商標)Biotin ELISAキット(部品番号K8141、ロット番号180906、測定範囲48.1~1100pg/mL)によって試験した。キットの測定範囲を上回る試料をキットの試料希釈緩衝液で希釈した。ビオチン摂取の1、3、6、および8時間後に収集した試料は、50,000~500,000pg/mLの範囲にあると仮定し、1:1000に希釈した。ビオチン摂取の24時間後に収集した試料は、20,000pg/mL付近またはそれ未満であると仮定し、1:20に希釈した。試料をELISAキットプロトコルに従って試験したところ、ビオチン濃度は、20mgのビオチン摂取の8時間後(60~107ng/mL;n=5)および24時間後(24~32ng/mL;n=4)に依然として有意に上昇していた(図4および表1)。
Figure 2024019568000001
ストレプトアビジン(VERAPREP Biotin試薬)でコーティングした超常磁性ナノ粒子を用いて連続的に収集した血清試料から高レベルの内因性ビオチン(370または550ng/mL)は、200μLの血清を1.5mLマイクロ遠心管に添加し、20μLのVERAPREP Biotin試薬を添加し、試料を10分間穏やかに混合/揺動させ、Dexter LifeSep(登録商標)1.5Sを用いてVERAPREP Biotin試薬を10分間磁気的に分離し、磁性粒子の破壊を回避するために血清を慎重に吸引し、遊離ビオチンELISAを用いて血清試料を試験することによって、枯渇させた。
第1の研究では、同じ高ビオチン(370ng/mL)内因性血清試料の異なるアリコートに漸増量(mg)のVERAPREP Biotin試薬を添加して、試料中の遊離ビオチンの100%を枯渇させるのに必要な試薬の量を決定した。20μLのVERAPREP Biotin試薬(直径230nm、ビーズ1mgあたり32μgのストレプトアビジン)を、20mgのビオチン摂取の1時間後に収集した血清試料の各200μLアリコートに添加し、室温で10分間穏やかに反転させることによって混合し、Dexter LifeSep 1.5S磁石を使用して10分間磁気的に分離した。175μLの血清上清を慎重に吸引し、Immundiagnostik IDK(登録商標)Biotin ELISAキット(部品番号K8141、ロット番号180906)によって測定し、キットの測定範囲を超える試料をキットの試料希釈緩衝液で希釈した。230nmのVERAPREP Biotin試薬は、単純な20分間のプロセス、200μLの試料、およびわずか0.39mgの試薬を使用して、100%の遊離ビオチンを首尾よく枯渇させた(図5)。
第2の研究では、同じ高ビオチン(550ng/mL)血清試料の異なるアリコートに漸増量(mg)の2つの異なるVERAPREP Biotin試薬を、添加して、試料中の遊離ビオチンの100%を枯渇させるのに必要な各試薬の量を決定した。20μLの230nm VERAPREP Biotin試薬(ビーズ1mg当たり32μgのストレプトアビジン)または20μLの550nm VERAPREP Biotin試薬(ビーズ1mg当たり4μgのストレプトアビジン)を、50mgのビオチン摂取の1時間後に収集した血清の各200μLアリコートに添加し、室温で10分間穏やかに反転させることによって混合し、Dexter LifeSep 1.5S磁石を使用して10分間磁気的に分離した。175μLの血清上清を慎重に吸引し、Immundiagnostik IDK(登録商標)Biotin ELISAキット(部品番号K8141、ロット番号180906)によって測定し、キットの測定範囲を超える試料をキットの試料希釈緩衝液で希釈した。230nm VERAPREP Biotin試薬は、単純な20分間のプロセス、200μLの試料、および0.75mgの試薬のみを使用して、100%の遊離ビオチンを首尾よく枯渇させたが、550nm VERAPREP Biotin試薬は、1.86mgの試薬を使用して、89%の遊離ビオチンのみを枯渇させた。これらの結果は、VERAPREP Biotin試薬の結合容量および結合効率が、ストレプトアビジンの量およびビーズ1mg当たりのビオチン結合容量を増加させることにより、および/またはVERAPREP Biotin試薬の濃度または量(mg)を増加させて添加することにより、ビーズ直径をより小さくし単位質量当たりの表面積を増やすことで改善されることを実証している(図6)。
実施例2.血清試料中の高濃度の遊離ビオチンを結合および枯渇させるための最適化された試料前処理試薬を使用したビオチン干渉枯渇
6人のボランティア(25歳~46歳までの5人の明らかに健康な成人、1人の糖尿病2型 65歳)は、BDブランドVacutainer(商標)10mL赤トップチューブに、肘前静脈採血によってベースライン時に採取した空腹時血清試料を有していた。その後、各ボランティアは、20mg、100mgまたは200mgの用量の処方箋不要の(OTC)ビオチンを摂取した。20mg用量については、ビオチン摂取の1、3、6、8、および24時間後に血清試料を得た。100および200mg用量については、ビオチン摂取の1、6および24時間後に血清試料を収集した。血液を室温で1時間凝固させ、Beckman Allegra 6R卓上遠心分離機で2,000rpmで15分間遠心分離した。各時点およびビオチン用量について、各ボランティアからの血清試料をプールし、室温で15分間混合し、2mLクライオバイアル中の1.2mLのアリコートにアリコートし、-80℃で凍結した。すべての試料は、ワシントン大学、検査医学部門、1959 NE Pacific Street、Seattle、WA 98195で、LC-MS/MSビオチン測定のために送られた。20mgの用量では、ビオチンレベルは1時間で最も高く[96~179ng/mL]、6時間では5名すべてのボランティアが依然として15ng/mL超[17~35]の血清ビオチンレベルを有し、8時間では5名のボランティアのうち4名が15ng/mL超[16~28]の血清ビオチンレベルを有し、24時間では、既知の糖尿病2型であるボランティア1が15ng/mL超[18]のビオチンレベルを有した(図7)。
100および200mg用量について、ビオチンレベルは、100mg用量については294~459ng/mL、200mg用量については610~861ng/mLで1時間で最も高かった。6時間で、20mgまたは100mgのビオチンを摂取したボランティアは、20mg用量では17~35ng/mL、200mg用量では95~347ng/mLの15ng/mL超の血清ビオチンレベルを有していた。24時間で、100mgのビオチンを摂取した2名のボランティアは、15ng/mLを超えるビオチンレベルを有し、糖尿病であることが知られているボランティア1は84ng/mL、ボランティア6は54ng/mLであった(図8)。
LC-MS/MS(図9)によって測定して高い内因性ビオチンレベル[294~861ng/mL]を有する4つの試料を選択した。ベースライン血清試料を、PTH Intact ELISA(DRG PTHインタクトELISA、パート番号EIA-3645)によって試験し、PTH値は28.1から50.3pg/mLの範囲であった。ビオチン摂取後1時間の試料はすべて、PTH結果が1.57pg/mL未満、または検出下限未満(LLD)であった(図10)。
4つすべての試料を、ストレプトアビジン(VeraPrep Biotin)でコーティングされた最適化された550nmの超常磁性ナノ粒子で前処理し、試料1および4は、LC-MS/MSによって500ng/mL未満のビオチンレベルを有し、0.5mgの試薬で前処理し、かつ試料2および3は、LC-MS/MSによって500ng/mL超のビオチンレベルを有し、以下のプロトコルを使用して1.5mgの試薬で前処理した。
1.VeraPrep Biotin試薬バイアルを貯蔵庫から取り出し、中速で最低10秒間ボルテックスしてよく混合し、試薬を再懸濁する。
2.試薬バイアルをフォームバイアルホルダーに挿入する。
3.管のカラー(collar)が磁石フレームに接触するまで、空のマイクロ管2ml(SARSEDT Order Number 72.694)をLifeSep(登録商標)1.5S磁石に挿入する。
4.200μL(0.5mg)または600μL(1.5mg)のよく混合した試薬を空の管に分注して、磁石上の試薬を30秒超の間分離して試薬ペレットを形成する。
5.試薬ペレットを乱すことなく、すべての保存緩衝液上清(約200μLまたは約600μL)を慎重に吸引し、廃棄する。
6.400μLのよく混合された血清または血漿試料を、試薬ペレットを含む管に分注する。
7.管のキャップのねじを締め、管を磁石から取り外し、中速で最低10秒間ボルテックスしてよく混合し、試料中に試薬を再懸濁する。
8.管を検査室用ミキサー上に中速で置き、室温で10分間インキュベートする。
9.ねじキャップを緩め、管のカラーが磁石フレームに接触するまで管を磁石に挿入する。
10.試薬を4分超の間磁気的に分離して試薬ペレットを形成する。
11.試薬ペレットを乱すことなく試料上清を慎重に吸引し、試験のために試料を移送管に分注する。注意:この工程を慎重に行う場合、すべての試料上清(約400μL)を吸引することができる。試薬のいずれかが誤って吸引された場合、試料/試薬混合物を管に戻し、工程10に戻るだけである。
12.試料は、試験の準備ができている。
ビオチン干渉除去を検証するために、Immundiagnostik IDK(登録商標)Biotin ELISAキット(部品番号K8141、測定範囲48.1~1,100ng/L)を使用して、VeraPrep Biotin前処理試料を試験した。ビオチン濃度は、0.2~1.0ng/mLの範囲、または正常な血漿レベル内(200~1,200ng/L)であった(図9)。試料1~4のVeraPrep Biotin前処理の直後に、PTH Intact ELISAを用いてPTH値を測定し、PTH値は26.7~52.0pg/mLの範囲であった(図10)。
ビオチン摂取後1時間の試料は、LC-MS/MSあたり高レベルのビオチン干渉(294~861ng/mL)およびPTH Intact ELISAによる検出不能なPTH値(1.57pg/mL未満)を有していたが、VeraPrep Biotinで前処理したビオチン摂取後1時間の試料は、Biotin ELISAキットあたりの生理学的に正常なビオチン値(1.1ng/mL未満)およびPTH Intact ELISAによる正常なPTH値(26.7~52.0pg/mL)を有していた(図9および10)。VeraPrepビオチン試料処置前のPTH値をベースラインPTH値と比較すると、結果は95~113%に回復した(105%の平均回復率)(図10)。VeraPrepビオチン試料前処理後の試験結果の有意差、またはこのPTH Intact ELISAサンドイッチイムノアッセイにおけるPTH値の有意な増加は、ビオチン干渉が試験した4つすべての試料で臨床的に有意であったことを裏付けている。
実施例3:低存在量バイオマーカー富化
ストレプトアビジンでコーティングし、続いてビオチン化抗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)でコーティングした550nmの超常磁性ナノ粒子を使用して、0.0195μIUのTSH/mLまたは0.497pgのPTH/mL)のいずれかの40mLのPBS中の非常に低レベルのバイオマーカーを富化した。
第1の研究では、550nmのVERAPREP Biotinをビオチン化抗TSH捕捉抗体でコーティングすることによって、VERAPREP Concentrate
TSH試薬を調製した。0.08mLのTSH抗原(10μIU/mL ELISAキャリブレーター)を、DRG TSH Ultrasensitive ELISA(部品番号EIA-1790、ロット番号RN 58849)の機能的感度(0.054μIU/mL未満)より低い41mLのPBS緩衝液で0.0195μIU/mLに希釈し、1mLをベースライン試料として保存した(富化前)。40mLの試料を、VERAPREP Concentrate TSHプロトコルを用いて処理して、その後のTSH ELISA試験のための1.0mLの富化試料を作製した。
10μIU/mLのTSH標準液80μLを41.0mLのPBS中で0.0195μIU/mLに希釈し、1.0mLをベースライン試料として保存する(富化前)。
1.80μLの10μIU/mLのTSH標準液を対照としての1.0mLのVERAPREP Cleave中0.80μIU/mLに希釈する
2.PBS中40mLの0.0195μIU/mLのTSHを50mLファルコン管に添加する
3.VERAPREP Concentrate TSHを添加し、混合する
4.混合しながら室温で60分間インキュベートする
5.Dexter LifeSep(登録商標)50SXを使用してVERAPREP
Concentrate TSHを60分間磁気的に分離する
6.40mLのPBSをデカントし廃棄物へと廃棄する
7.4.0mLのPBS Wash Bufferを添加し、混合する
8.Dexter LifeSep(登録商標)50SXを使用して4mLのPBS Wash Buffer中のVERAPREP Concentrate TSHを30分間磁気的に分離する
9.4mLのPBSをデカントして廃棄物へと廃棄する
10.1mLのPBS Wash Bufferを添加し、混合する
11.1mLのVERAPREP Concentrate TSHを1.75mL円錐底スナップキャップバイアルに移す。
12.Dexter LifeSep(登録商標)1.5Sを使用して、1mLのPBS Wash Buffer中のVERAPREP Concentrate TSHを10分間磁気的に分離する。
13.1mLのPBSを吸引して廃棄物へと破棄する
14.1mLのVERAPREP Cleaveを添加し、混合する
15.Dexter LifeSep(登録商標)1.5Sを用いて1mLのVERAPREP Cleave中のVERAPREP Concentrate TSHを、10分間磁気的に分離する。
16.1mLの上清(富化試料)を吸引して保存し、対照、ベースライン試料および富化試料を試験する。
0.08mLのTSH抗原(10μIU/mL ELISAキャリブレーター)も、対照としてVERAPREP Cleave緩衝液で1mLにして0.800μIU/mLに希釈した。ベースライン試料、富化試料、および対照をDRG TSH Ultrasensitive ELISAによって試験し、富化試料のTSH%回収率を[富化試料の結果]/[対照の結果]×100%として計算した。予想通り、希釈されたTSHベースライン試料は、Ultrasensitive ELISAによって検出不能であり、0.00μIU/mLを読み取った。0.80mgの試薬のみを使用して、VERAPREP Concentrate TSHは、検出不能から0.73μIU/mLまで希釈されたTSHを首尾よく富化した(表2)。対照と比較して、これは98.6%の回収率であったが、アッセイシグナルを抑制したTSH ELISAにおけるVERAPREP
Cleave緩衝液のマトリックス効果があった可能性がある(表3)。
Figure 2024019568000002
Figure 2024019568000003
第二の研究では、VERAPREP Concentrate PTH試薬を、ビオチン化抗PTH捕捉抗体で550nmのVERAPREP Biotinをコーティングすることによって調製した。0.021mLのPTH抗原(971pg/mL ELISAキャリブレーター)を、DRG PTH(副甲状腺)Intact ELISA(部品番号EIA-3645、ロット番号2896)の機能的感度(1.56pg/mL未満)未満で41mLのPBS緩衝液中で0.497pg/mLに希釈し、1mLをベースライン試料として保存した(富化前)。40mLの試料を、VERAPREP Concentrate PTHプロトコルを用いて処理して、その後のPTH ELISA試験のための1.0mLの富化試料を作製した。
1.971pg/mLのPTH標準液21μLをPBSで41.0mLにして0.497pg/mLに希釈し、1.0mLをベースライン試料として保存する(富化前)。
2.971pg/mLのPTH標準液21μLを対照としてVERAPREP Cleaveで1.0mLにして20.4pg/mLに希釈する。
3.PBS中の40mLの0.497pg/mL PTHを50mLファルコン管に添加する
4.VERAPREP Concentrate PTHを添加し、混合する
5.混合しながら室温で30分間インキュベートする
6.Dexter LifeSep(登録商標)50SXを使用してVERAPREP
Concentrate PTHを15分間磁気的に分離する。
7.40mLのPBSをデカントして廃棄物へと廃棄する
8.4.0mLのPBS Wash Bufferを添加し、混合する
9.Dexter LifeSep(登録商標)50SXを使用して4mLのPBS Wash Buffer中のVERAPREP Concentrate PTHを10分間磁気的に分離する。
10.4mLのPBSをデカントして廃棄物へと廃棄する
11.1mLのPBS Wash Bufferを添加し、混合する
12.1mLのVERAPREP Concentrate PTHを1.75mL円錐底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、1mLのPBS Wash Buffer中のVERAPREP Concentrate PTHを10分間を磁気的に分離する。
14.1mLのPBSを吸引して廃棄物へと破棄する
15.1mLのVERAPREP Cleaveを添加し、混合する
16.Dexter LifeSep(登録商標)1.5Sを使用して、1mLのVERAPREP Cleave中のVERAPREP Concentrate PTHを10分間磁気的に分離する。
17.1mLの上清(富化試料)を吸引して保存し、対照、ベースライン試料および富化試料を試験する。
0.021mLのPTH抗原(971pg/mL ELISAキャリブレーター)も、対照としてVERAPREP Cleave緩衝液で1mLにして20.4pg/mLに希釈した。ベースライン試料、富化試料および対照をDRG PTH(副甲状腺)Intact ELISAによって試験し、富化試料のPTH%回収率を[富化試料の結果]/[対照の結果]×100%として計算した。希釈PTHベースライン試料は、ELISAアッセイにおけるVERAPREP Cleave緩衝液のマトリックス効果のために13.5pg/mLを読み取った。このマトリックス効果は、アッセイシグナルの増強をもたらした。0.80mgの試薬のみを使用して、VERAPREP Concentrate PTHは、希釈したPTHを42.3pg/mLまで首尾よく富化した(表4)。対照と比較して、これは109%の回収率であった(表5)。
Figure 2024019568000004
Figure 2024019568000005
実施例4:後続の質量分析(LC-MS/MSまたはMALDI-MS)による分析のための尿からの低存在量バイオマーカー富化
以下に、バイオマーカーに特異的な捕捉部分でコーティングされた超常磁性ナノ粒子を使用して、大量の尿試料から低存在量バイオマーカーおよびスパイクした内部標準(ISTD)を富化するための質量分析試料前処理プロトコルを記載する。全く同じプロトコルはまた、同じ試料からの1を超えるバイオマーカーおよび対応するスパイクされたISTDを多重化および富化するために、各集団が異なる捕捉部分でコーティングされている、一緒に混合またはプールされた複数の異なる超常磁性ナノ粒子集団を使用することもできる。2またはそれを超えるバイオマーカーの富化および特性評価は、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の使用を容易にする。例えば、尿からの閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)の診断のために、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を捕捉して富化するための4つの異なる抗体、またはカリクレイン-1、ウロモジュリン、ウロコルチン-3およびオロソムコイド-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富化するための7つの異なる抗体を含み得る。
1.患者の尿を収集する(尿収集カップなどの標準的な尿収集プロトコルを使用する)
2.尿収集試料を混合する
3.40mLの尿を50mLのファルコン管に添加する
4.富化するバイオマーカーのための重水素化内部標準を添加し、混合する
5.VERAPREP Conditionを添加し、混合する
6.VERAPREP Concentrateを添加し、混合する
7.インキュベート:バイオマーカー+VERAPREP Concentrateによる重水素化内部標準捕捉
8.Dexter LifeSep(登録商標)50SXを使用した40mL尿中のVERAPREP Concentrateを磁気的に分離する。
9.尿を吸引して廃棄物へと破棄する
10.4mLのPBS Wash Bufferを添加し、混合する
11.Dexter LifeSep(登録商標)50SXを使用して、4mLのPBS Wash Buffer中のVERAPREP Concentrateを磁気的に分離する。
12.尿を吸引して廃棄物へと破棄する
13.工程12をさらに2回繰り返す(2X)
14.1mLのVERAPREP Cleaveを添加し、混合する(質量分析適合緩衝液)。
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.LC-MSによって1mLの上清試料を吸引し、試験する
17.1)40mLの尿試料サイズ、2)バイオマーカーのLC-MS定量、および3)重水素化内部標準回収率に基づいて報告されたバイオマーカー値を調整することに基づいて決定された最終バイオマーカー濃度
捕捉され富化された1つまたは複数のバイオマーカーの選択的放出または切断は、pHの変化(酸性pH、例えばグリシンpH2.5の溶出とそれに続く中和、またはアルカリ性pH10.0またはそれを超える)によって、TCEPまたはDTTなどの還元剤で切断されたジスルフィド結合などの切断可能なリンカーを使用して、またはモル過剰のD-ビオチンと単量体アビジン、またはコンカナバリンA上の結合部位について競合するモル過剰の糖とコンカナバリンAなどの競合的溶出を使用することにより、達成することができる。
実施例5.SARS-CoV-2中和抗体アッセイ
このアッセイは、受容体結合ドメインとN末端ドメインの両方を認識するSARS-CoV-2中和抗体を単離し、定量する。それは、IgG、IgAおよびIgMを別々に定量する。以下で行うように、血清抗体をアッセイしたが、この手順は、唾液抗体をアッセイするために経口食塩水リンスで行うこともできる。アッセイでは、試料を最初に洗浄して潜在的な異好性干渉を除去し、抗体をビーズ(微粒子)上に捕捉し、検出試薬と反応させ、捕捉された抗体(依然として検出試薬によって結合されている)をビーズから溶出させ、上清を定量のために移す。アッセイは、手動または自動で行うことができる。アッセイのための一般化された手順には、以下が含まれる。
1.プレートウォッシャを洗浄/ブロッキング緩衝液でプライミングする
a.最初に水で30分間音波処理する。
2.すべての試薬を調製する
a.すべてのビーズは、使用のために均質になるように混合され、ロッカー上にあるべきである。
3.プレートコンディショニング-ウェル表面への例えば免疫グロブリンの非特異的結合を阻止するために、TTA(トリス緩衝食塩水、0.05%Tween(登録商標)20(ポリソルベート20)、0.05%アジド、pH7.4)中0.023%(w/v)Pluronic(登録商標)F108(ポリ(エチレングリコール)-ブロック-ポリ(プロピレングリコール)-ブロック-ポリ(エチレングリコール)、トリブロックコポリマー)の洗浄緩衝液で、一対の透明な丸底96ウェルマイクロタイタープレートを洗浄する。一方の丸底プレートは「洗浄」プレートとして機能し、他方は「捕捉」プレートとして機能する。
4.異好性干渉を除去するための分析前試料清浄。
a.遠心分離の混合なしで、冷蔵貯蔵庫からの試料を直接使用する。いかなる脂質も直接ピペッティングすることを避ける。
b.ブロックされた丸底プレートに、「清浄」プレートレイアウト中の60μLの各試料を添加する。
c.すべての試料を添加したら、マルチチャンネルピペットを使用して、試料を含むすべてのウェルに140μLの清浄なビーズ(ウサギIgG、ヒトIgG、ストレプトアビジン、および/またはビーズ自体に特異的な異好性干渉を捕捉および除去するための、36μgのウサギIgG-ビオチン-ストレプトアビジンビーズと4μgのヒトIgG-ビオチン-ストレプトアビジンビーズとの混合物)を添加する。
i.注意:ベースの、清浄なビーズで使用される1.6ミクロン超常磁性磁気ストレプトアビジンビーズは、捕捉ビーズで使用される、全く同じベースの1.6ミクロン超常磁性ストレプトアビジンビーズである。このようにして、捕捉ビーズを用いて清浄な試料を試験する前に、ベースのストレプトアビジンビーズに特異的な任意の異好性干渉が試料から除去される。
d.プレートウォッシャ中で振盪しながら37℃で15分間インキュベートする。
i.速い設定での軌道振盪、425cpm
e.磁石上に4分間置く。
i.例えば、Alpaqua Catalyst 96、部品番号A000550。
5.SARS-CoV-2 S1-RBDまたはS1-NTDに特異的なIgM、IgGおよびIgAの検出および多重定量のための中和抗体の捕捉。
a.マルチチャンネルピペットを使用して、50μLの洗浄した試料をブロッキングした捕捉プレート(透明な平底)に移す。
b.マルチチャンネルピペットを用いて150μLの捕捉ビーズ(RBDまたはNTDに特異的なヒト免疫グロブリンIgA、IgGおよび/またはIgMを捕捉するために使用される30μgのSARS-CoV-2 S1-RBD-ビオチン-ストレプトアビジンビーズと10μgのSARS-CoV-2 S1-NTD-ビオチン-ストレプトアビジンビーズとの混合物)を各ウェルに添加する。
i.同じ体積の捕捉ビーズを空のウェルに添加して、捕捉ビーズブランクとして機能させる。
ii.SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質(S1)RBD(Hisタグあり、HEK293で作製;The Native Antigen Company、Part.No.REC31882)。
iii.SARS-CoV-2スパイクNTD(Hisタグあり、HEK293で作製;The Native Antigen Company、Part.No.REC31905)。
c.それぞれ異なるキャリブレーターレベルを含むプレートの6つのウェルに、60μLの3重キャリブレータービーズを添加する(下記参照)。
i.3重キャリブレータービーズを加えながらプレートを磁石上にセットし、各キャリブレーターを分注するときにチップを「リンス」する。
d.プレートリーダーで振盪しながら37℃で30分間インキュベートする。
i.速い設定での軌道振盪、425cpm。
e.プレートウォッシャで3回洗浄する。
i.2分間の初期/振盪工程。
6.捕捉された抗体の多重標識。
a.ウェルあたり200μLの3重コンジュゲートを添加する。
i.マルチチャンネルピペット上の同じ8チップのセットを使用して、プレート全体のすべてのウェルにコンジュゲートを添加することができる。
ii.すべてのウェルにコンジュゲートを入れたら、戻して5回上下にピペッティングしてウェルを完全に混合する(マルチチャンネルピペットを使用するが、各列には新しいチップを用意する)。
iii.3重コンジュゲートは、コンジュゲート緩衝液(TTA中0.1%BSA)中の、AlexaFluor-488とコンジュゲートした0.002mg/mlのポリクローナルウサギ抗ヒトIgM、AlexaFluor-555とコンジュゲートした0.002mg/mlのポリクローナルウサギ抗ヒトIgG、およびAlexaFluor-647とコンジュゲートした0.002mg/mlのポリクローナルウサギ抗ヒトIgAである。
b.プレートリーダーで振盪しながら37℃で30分間インキュベートする。
i.速い設定での軌道振盪、425cpm。
c.プレートウォッシャで3回洗浄する。
i.2分間の初期/振盪工程。
7.ビーズからの抗体-コンジュゲート複合体の溶出
a.35.5Mlの中和緩衝液(300mM Tris pH10.0)で透明底の黒色プレート(ブロックされていない)上のウェルを予め充填する。
b.捕捉プレートをプレートウォッシャから取り外す。
c.220μLの溶出緩衝液(100mMグリシン、pH2.5)を添加する。
i.マルチチャンネルピペット上の同じ8チップのセットを使用して、プレート全体のすべてのウェルにコンジュゲートを添加することができる。
ii.すべてのウェルに溶出緩衝液を入れたら、戻して5回上下にピペッティングしてウェルを完全に混合する(マルチチャンネルピペットを使用するが、各列には新しいチップを用意する)。
d.磁石上に2分間置く。
e.マルチチャンネルピペットを使用して、各ウェルの200uLを(工程7aの)黒色の透明な平底読み取りプレートに移す。
8.プレートリーダーで蛍光を読み取る。
トリプレックスキャリブレータービーズは、以下の4つの構成要素から組み立てられる。
・ストレプトアビジンで共有結合的に修飾され、ビオチン化ヒトIgAと反応する1.6μm磁気ビーズ(親和性精製)、
・ストレプトアビジンで共有結合的に修飾され、ビオチン化ヒトIgGと反応する1.6μm磁気ビーズ(親和性精製)、
・ストレプトアビジンで共有結合的に修飾され、ビオチン化ヒトIgMと反応する1.6μm磁気ビーズ(親和性精製)、
・Trisでクエンチする1.6μm磁気ビーズ(カルボキシル)(TRisビーズ)、
それぞれ10mg/mlで保存したのは、TTA中0.1%BSAのキャリブレータービーズ保存溶液である。
ビーズをキャリブレータービーズ保存溶液で1.00mg/mlに希釈し、IgA、IgG、およびIgMビーズをTrisビーズと以下の比:100:0、75:25、50:50、25:75、10:90、および0:100でそれぞれ別々にプールする。次いで、各非ゼロIg較正レベルについて、IgA、IgG、およびIgM混合物を1:1:1でプールして、3重キャリブレータービーズのセットを作製する。3重キャリブレータービーズをキャリブレータービーズ保存溶液中0.3mg/mlの最終濃度で使用する。検量線を図11に示す。
本質的に上記のようなプロトコルに従って、2018年12月以前に収集した146個の血清試料を、SARS-CoV-2中和抗体の存在について試験した。これは、ウイルスがヒト集団に出現するかなり前のものであったので、試料は陰性であると予想され、実際にこれが見出されたものである(表6参照)。
Figure 2024019568000006
「診断ルーチン」は、定期的な診断試験後に残っている血清試料を指し、そこでは、ドナーの健康状態は知られていない。「供血者」は、健常ドナーからの供血から保存された試料を指す。これらの結果は、このアッセイが95%というFDAの緊急使用許可の特異性(FDA emergency use authorization Specificity)要件を満たすことを示してい
る。
このアッセイを、PCRで確認されたSARS-CoV-2感染を有する63人の症候性患者について122個の試料を試験するためにも使用した。これらの試料は、症状発現日から採取した1またはそれを超える連続検体を含んでいた。結果を表7に示す。
Figure 2024019568000007
これらの結果は、このアッセイが90%というFDAの緊急使用許可の感度要件を満たすことを示している。最初のアッセイで偽陰性結果を示したいくつかの試料は、後に収集された試料について陽性結果を示した(図12)。2つまたは3つの連続試料があった多くの患者は経時的に同様のレベルの抗体を示したが、一部の患者は急速に増加または減少する抗体レベルを示した(図13)。
実施例6.食塩水による口腔すすぎ液からのバイオマーカーの清浄および捕捉
1mL(1000μL)の食塩水による口腔すすぎ液試料(5mLの0.9%NaClを25秒間ゆすぎ、5秒間うがいをして、収集管に吐き出した=5mL食塩水+唾液試料、または食塩水中の唾液ベースの試料)を清浄にするために、以下の組成を有する2×または4×の清浄ビーズのいずれかを添加する。
1試験当たり2×清浄ビーズの場合:
25ugのウサギIgGビーズ
25ugのBSAビーズ
10ugの精製ヒトIgAビーズ
10ugの精製ヒトIgGビーズ
10ugの精製ヒトIgMビーズ
1試験当たり4×清浄ビーズの場合:
50ugウサギIgGビーズ
50ugのBSAビーズ
20ugの精製ヒトIgAビーズ
20ugの精製ヒトIgGビーズ
20ugの精製ヒトIgMビーズ
清浄化した1mLの食塩水による口腔すすぎ液試料からSARS-CoV-2中和抗体を捕捉するために、5×または10×捕捉ビーズを添加して、この量のRBDおよびNTD捕捉ビーズを用いて、清浄な食塩水による口腔すすぎ液試料からの総中和免疫グロブリンを富化および捕捉する。
1試験当たり5×捕捉ビーズの場合:
150ugのRBDビーズ
50ugのNTDビーズ
試験あたり10×捕捉ビーズの場合:
300ugのRBDビーズ
100ugのNTDビーズ
SARS-CoV-2 mRNAワクチンの(通常の2回のうちの)1回の投与を受けた3人の患者およびワクチン接種されていない3人の対象に対する10×清浄ビーズおよび10×捕捉ビーズを使用したアッセイの結果を表8に示す。これらのデータは、投与後わずか8日で収集され、この初期の時点でさえ、アッセイがSARS-CoV-2中和抗体応答を検出(および定量)することができることを示している。(人は、一般に、ワクチンの2回目の投与の2週間後まで「完全にワクチン接種された」と見なされない。)
Figure 2024019568000008
図から分かるように、患者2は3つすべてのアイソタイプのSARS-CoV-2特異的抗体のバックグラウンドレベルを超えており、ワクチン接種した3人すべての患者はSARS-CoV-2特異的IgGのバックグラウンドレベルを超えている。
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 使用説明書
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タンデム質量分析
LDT 検査室開発試験
Mab モノクローナル抗体
MASI 製造アッセイ特異的干渉
MFG IVD製造業者
PMP 超常磁性微粒子
PBCT 一次採血管
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 研究使用のみ
SAv ストレプトアビジン
STT 二次移送管
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場合、「試料」または「生物学的試料」は、診断、予後、スクリーニング、リスク評価、リスク層別化、および治療薬モニタリングなどのモニタリングのために試験される任意の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、処理血液、尿、唾液、便(液体および固体)、精液もしくは精液、羊水、脳脊髄液、細胞、組織、生検材料、DNA、RNA、または任意の流体、溶解した固体、または処理した固体材料を指す。いくつかの実施形態において、試料は大容量試料である。いくつかの実施形態において、試料は、複数の試料(例えば、同じまたは異なる対象からの2つ以上の試料)を含む。いくつかの実施形態において、試料は、試料中に低存在量で存在するバイオマーカーを含む。
いくつかの実施形態において、試料は、一次採血管(PBCT)、二次移送管(SST)、採血バッグ、24時間(24時間)尿採取デバイス、ベリコア管、ナノテイナー(nanotainer)、唾液採取管、血液スポット濾紙、または便および精液などの任意の採取管もしくはデバイス、ヘパリンナトリウム、ヘパリンリチウム、またはヘパリンアンモニウムを含有する薄緑トップまたは緑トップ血漿セパレータチューブ(PST)と、クエン酸ナトリウム(すなわち3.2%または3.8%)またはクエン酸塩、テオフィリン、アデノシン、ジピリダモール(CTAD)を含有する薄青トップチューブ、ガラス(添加剤なし)またはプラスチックチューブ(凝固活性剤を含む)中の血清を収集するための血清学または免疫血液学のための赤トップチューブ、ガラス(添加剤なし)またはプラスチックチューブ(凝固活性剤を含む)中の血清の収集の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量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%)、またはEDTA K2/ゲルチューブを含有する紫ラベンダートップチューブ、血液バンク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、またはフッ化ナトリウム(抗凝固剤がない場合、血清試料が得られる)を含有する灰トップチューブ、ACD溶液AまたはACD溶液Bを含有する黄トップチューブ、藤紫トップ(血清、添加剤なしまたはヘパリンナトリウム)、血液を採取するための添加剤または任意の添加剤もしくはそれらの組み合わせを含まない、任意の用途または診断試験タイプのための白トップチューブ、または任意の色もしくはチューブタイプに採取される。
いくつかの実施形態において、試料は、尿、24時間尿、唾液および便などの困難な試料タイプであるか、または関心のあるバイオマーカーが希釈されているかもしくは測定が困難であり得る。例えば、生物学的試料は、患者集団(例えば、新生児の、小児の、老人の、妊婦の、腫瘍、自己免疫疾患)について困難であり得る。例えば、いくつかのバイオマーカーは、既存のPOCT分析計および中央検査室分析計によって確実に検出され、正確かつ正確に測定されるには、例えば循環中、または尿中で、薄すぎるまたは低すぎる濃度ある。いくつかの実施形態において、困難な試料は脳脊髄液(CSF)である。
本明細書で使用される場合、「採取デバイス」は、試料の添加前に、一次採血管(PBCT)、24時間尿採取デバイス、尿採取デバイス、唾液収集管、便採取デバイス、精液採取デバイス、採血バッグ、または任意の試料収集管もしくはデバイスであり得る。
PBCTおよび二次移送管(SST)は、Becton Dickinson(BD)、Greiner、VWRおよびSigma Aldrichのような会社からの任意の市販の標準またはカスタム収集管(ゲル分離器ありまたはなし)、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、またはヘパリンアンモニウムを含有する薄緑トップまたは緑トップ血漿セパレータチューブ(PST)と、クエン酸ナトリウム(すなわち3.2%または3.8%)またはクエン酸塩、テオフィリン、アデノシン、ジピリダモール(CTAD)を含有する薄青トップチューブ、ガラス(添加剤なし)またはプラスチックチューブ(凝固活性剤を含む)中の血清を収集するための血清学または免疫血液学のための赤トップチューブ、ガラス(添加剤なし)またはプラスチックチューブ(凝固活性剤を含む)中の血清の収集の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量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%)、またはEDTA K2/ゲルチューブを含有する紫ラベンダートップチューブ、血液バンク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、またはフッ化ナトリウム(抗凝固剤がない場合、血清試料が得られる)を含有する灰トップチューブ、ACD溶液AまたはACD溶液Bを含有する黄トップチューブ、藤紫トップ(血清、添加剤なしまたはヘパリンナトリウム)、血液を採取するための添加剤または任意の添加剤もしくはそれらの組み合わせを含まない、任意の用途または診断試験タイプのための白トップチューブ、または任意の色もしくは管タイプであり得る。
本明細書で使用される場合、「記憶デバイス」または「転送デバイス」は、採取デバイスに受け入れられた試料および/または他の構成要素を受け取るデバイスを指す。貯蔵または移送デバイスは、プラスチックまたはガラスチューブ、バイアル、ボトル、ビーカー、フラスコ、バッグ(例えば、採血バッグ、缶、マイクロタイタープレート、ELISAプレート、96ウェルプレート、384ウェルプレート 1536ウェルプレート、キュベット、反応モジュール、リザーバ、または液体試料を保持、貯蔵または処理するのに適した任意の容器であり得る。
本明細書で言及される場合、「診断試験」には、それだけに限らないが、任意の抗体ベースの診断試験、非抗体ベースの診断試験、免疫抽出(IE)および固相抽出(SPE)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、酵素結合イムノアッセイ(ELISA)、化学発光イムノアッセイ(CLIA)、分子診断、ラテラルフロー(LF)、ポイントオブケア(PoC)、消費者直接取引(DTC)、CLIAおよびCLIA除外試験およびデバイス、研究用途のみ(RUO)試験、インビトロ診断(IVD)試験、検査室開発試験(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、リスク層別化、および治療薬モニタリングなどの質量分析法(すなわち、HPLC、MS、LCMS、LC-MS/MS)によるその後の分析のための試料前処理方法またはデバイスが含まれる。いくつかの実施形態において、診断試験は、短いターンアラウンドタイム(STAT)診断試験、外来検査、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)、酵素結合イムノアッセイ(ELISA)、化学発光イムノアッセイ(CLIA)、CLIAおよびCLIA除外試験、ならびに診断、予後、スクリーニング、リスク評価、リスク層別化、処置モニタリングおよび治療薬モニタリングに使用される任意の診断試験を含む。
本明細書で使用される場合、病原体は、細菌、ウイルス、または疾患を引き起こし得る他の微生物である。
血清学は、血清および他の体液の科学的研究である。実際には、この用語は通常、血清中の抗体の診断的同定を指す。そのような抗体は、典型的には、感染(所与の微生物に対する)、他の外来タンパク質(例えば、不一致輸血に応答して、)、または自身のタンパク質(自己免疫疾患の場合)に応答して形成される。
最後に、本明細書の態様は特定の実施形態を参照することによって強調されているが、当業者は、これらの開示された実施形態が本明細書に開示された主題の原理の例示にすぎないことを容易に認識することを理解されたい。したがって、開示される主題は、本明細書に記載される特定の方法、プロトコル、および/または試薬などに決して限定されないことを理解されたい。したがって、本明細書の趣旨から逸脱することなく、本明細書の教示に従って、開示された主題の様々な修正もしくは変更または代替構成を行うことができる。最後に、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、特許請求の範囲によってのみ定義される本発明の範囲を限定することを意図するものではない。したがって、本発明は、正確に図示および説明されたものに限定されない。
本発明を実施するための本発明者らに知られている最良の形態を含む、本発明の特定の実施形態を本明細書に記載する。当然ながら、前記の説明を読めば、これらの記載された実施形態の変形形態が当業者には明らかになる。本発明者は、当業者がそのような変形形態を適切に使用することを期待しており、本発明者らは、本明細書に具体的に記載されている以外の方法で本発明が実施されることを意図している。したがって、本発明は、適用法によって許容されるように、添付の特許請求の範囲に列挙された主題のすべての修正および均等物を含む。さらに、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈と明らかに矛盾しない限り、上記の実施形態のすべての可能な変形形態の任意の組み合わせが本発明に包含される。
本発明の代替の実施形態、要素、または工程のグループ分けは、限定として解釈されるべきではない。各群メンバーは、個別に、または本明細書に開示される他の群メンバーと任意に組み合わせて参照および特許請求することができる。群の1またはそれを超えるメンバーは、利便性および/または特許性の理由から、群に含まれ得るか、または群から削除され得ることが予想される。そのような包含または削除が生じる場合、本明細書は、修正された群を含み、したがって添付の特許請求の範囲で使用されるすべてのマーカッシュ群の記載を満たすと見なされる。
特に明記しない限り、本明細書および特許請求の範囲で使用される特性、項目、量、パラメータ、特質、用語などを表すすべての数字は、すべての場合において「約」という用語によって修飾されると理解されるべきである。本明細書で使用される場合、「約」という用語は、そのように限定された特性、項目、量、パラメータ、特質、または用語が、記載された特性、項目、量、パラメータ、特質、または用語の値の上下10%の範囲を包含することを意味する。したがって、反対のことが示されない限り、本明細書および添付の特許請求の範囲に記載の数値パラメータは、変化し得る近似値である。少なくとも、特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値表示は、報告された有効数字の数に照らして、通常の丸め技術を適用することによって少なくとも解釈されるべきである。本発明の広い範囲を示す数値範囲および値は近似値であるにもかかわらず、特定の実施例に示される数値範囲および値は可能な限り正確に報告される。しかしながら、任意の数値範囲または値は、それぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本質的に含む。本明細書における値の数値範囲の列挙は、単に、その範囲内に入るそれぞれの別個の数値を個別に参照する簡略化した方法として役立つことを意図している。本明細書に別段の指示がない限り、数値範囲の個々の値は、あたかもそれが本明細書に個々に列挙されているかのように本明細書に組み込まれる。
本発明を説明する文脈(特に以下の特許請求の範囲の文脈)で使用される「a」、「an」、「the」という用語および同様の指示対象は、本明細書で特に示されない限り、または文脈と明らかに矛盾しない限り、単数および複数の両方を包含すると解釈されるべきである。本明細書に記載のすべての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈と明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書で提供されるありとあらゆる例または例示的な言語(例えば、「など」)の使用は、単に本発明をよりよく明らかにすることを意図しており、特許請求される本発明の範囲を限定するものではない。本明細書におけるいかなる言語も、本発明の実施に不可欠な特許請求されていない要素を示すと解釈されるべきではない。
本明細書に開示される特定の実施形態は、言語からなる、または本質的に言語からなることを使用して、特許請求の範囲においてさらに限定され得る。特許請求の範囲で使用される場合、出願時または補正によって追加されたかどうかにかかわらず、「からなる(consisting of)」という移行用語は、特許請求の範囲で指定されていない要素、工程、または成分を除外する。「から本質的になる(consisting essentially of)」という移行用語は、請求項の範囲を特定の材料または工程、ならびに基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさないものに限定する。そのように特許請求される本発明の実施形態は、本明細書に本質的にまたは明示的に記載され、可能にされる。
本明細書において参照および特定されるすべての特許、特許刊行物、および他の刊行物は、例えば、本発明に関連して使用され得るそのような刊行物に記載されている組成物および方法論を説明および開示する目的で、その全体が参照により個別に明示的に本明細書に組み込まれる。これらの刊行物は、本出願の出願日前のそれらの開示についてのみ提供される。この点に関するいかなるものも、本発明者らが先行発明によって、または他の理由でそのような開示に先行する権利がないことを認めるものとして解釈されるべきではない。これらの文書の日付に関するすべての記述または内容に関する表現は、出願人が入手可能な情報に基づいており、これらの文書の日付または内容の正確さに関するいかなる承認も構成しない。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
生物学的試料から抗原特異的抗体を単離する方法であって、
a)前記試料を、前記抗原特異的抗体のための捕捉部分を含む第1の粒子と組み合わせて、混合物を提供することと、
b)前記混合物を混合して、粒子複合体を前記バイオマーカーに提供することと、
c)前記生物学的試料から前記粒子を分離すること
それによって、前記生物学的試料から前記抗体を単離することと、を含む、方法。
(項目2)
前記粒子から前記抗原特異的抗体を解離させることをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
解離させることが、前記第1の粒子からの前記抗体の切断または溶出を含む、項目1に記載の方法。
(項目4)
前記放出された抗体を特性評価に供することをさらに含む、項目3に記載の方法。
(項目5)
特性評価が、検出可能な標識にコンジュゲートされた抗免疫グロブリン抗体と複合体を形成することを含む、項目4に記載の方法。
(項目6)
前記検出可能な標識が蛍光標識である、項目5に記載の方法。
(項目7)
前記抗原特異的抗体に関連するシグナルを免疫グロブリンの標準曲線と比較することをさらに含む、項目4~6のいずれか一項に記載の方法。
(項目8)
前記抗免疫グロブリン抗体がアイソタイプ特異的ではない、項目5~7のいずれか一項に記載の方法。
(項目9)
前記抗免疫グロブリン抗体がアイソタイプ特異的である、項目5~7のいずれか一項に記載の方法。
(項目10)
前記アイソタイプ特異的抗免疫グロブリン抗体が、抗IgA、抗IgG、および抗IgMのうちの少なくとも2つを含み、それぞれが異なる標識にコンジュゲートされた、項目9に記載の方法。
(項目11)
前処理をさらに含み、前記前処理は、
a)生物学的試料を干渉のための捕捉部分を含む第2の粒子と組み合わせて混合物を提供することと、
b)前記混合物を混合して第2の粒子複合体を前記干渉に提供することと、
c)前記第2の粒子複合体を除去または排除して、枯渇溶液を提供することと、を含む、項目1に記載の方法。
(項目12)
前記捕捉部分がヒトおよび/または非ヒト動物免疫グロブリンを含む、項目11に記載の方法。
(項目13)
前記捕捉部分がストレプトアビジンを含む、項目11または12に記載の方法。
(項目14)
前記第1および/または第2の粒子が凍結乾燥生成物として提供される、項目1または11に記載の方法。
(項目15)
項目1~3または11~14のいずれか一項に記載の方法によって作製された富化抗体。
(項目16)
前記抗原特異的抗体が病原体特異的抗体である、項目1~15のいずれか一項に記載の方法。
(項目17)
病原体がSARS-CoV-2である、項目16のいずれか一項に記載の方法。
(項目18)
前記捕捉部分がSARS-CoV-2のスパイクタンパク質である、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記スパイクタンパク質が、S1サブユニット、またはその受容体結合ドメインおよび/またはN末端ドメインである、項目18に記載の方法。
(項目20)
前記抗原特異的抗体が自己抗体である、項目1~15のいずれか一項に記載の方法。
(項目21)
前記抗原特異的抗体が腫瘍抗原特異的自己抗体である、項目20のいずれか一項に記載の方法。
(項目22)
前記抗原特異的抗体が外来タンパク質に対するものである、項目1~15のいずれか一項に記載の方法。
(項目23)
前記抗原特異的抗体がヒト抗体である、項目1~22のいずれか一項に記載の方法。

Claims (1)

  1. 明細書に記載の発明。
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