JP2661712B2 - ハプテン性質を有する遊離物質の決定のための免疫的方法 - Google Patents
ハプテン性質を有する遊離物質の決定のための免疫的方法Info
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Description
上の生理的結合パートナーの存在において生物学流体中
に特にホルモン,ステロイド,薬剤またはその代謝物
質,ビタミンまたは毒素のハプテン性質を有する遊離物
質の決定のための免疫的方法に関する。この関連にて研
究されるべき生物的流体におけるこの型式の物質の全量
は遊離画分及び結合画分にわたり分布している。この関
連にて、結合画分は1つまたはそれ以上の生理学的タン
パク質または同様のこれらの物質のこれらの結合パート
ナーに結合し、一定の親和力をもって特異的に多かれ少
かれ特別の物質に結合できる。
画分,換言すれば遊離物質が生理的に活性成分を代表し
ていること、一方結合画分は、この物質を使用できるよ
うにする容器の型を構成することは妥当として最近の理
論に基づき考えられている。更に、所謂輸送タンパク質
に結合することは知られていて輸送タンパク質はその物
質を有機体に分布させるよう働き、作用する位置に彼等
を輸送する。
が臨床的診断においては結合画分及び非結合画分を同時
的に決定することよりもさらに価値があると近年一般的
に認められてきた。「人体の流体における遊離(タンパ
ク質−非結合)ホルモンの直接的免疫的検定法」と題す
るR.P.Ekinsの論文はモデル的假説に基づき遊離物質の
決定の理由を説明し、さらに遊離物質の決定に適してい
る免疫学的決定法の種々のタイプを図表にする試みを行
っている。(「臨床化学のための免疫学的検定法」W.N.
Hunter及びJ.E.T.Corrieによる編輯,Churchill Livings
ton,第2版(1983年)319−339頁) ヨーロッパ特許26,103及び73,865,ドイツ特許3,415,8
13は実際の応用段階で開発された遊離物質のための免疫
学的決定法を記載している。
イン(T3)の遊離チロイドホルモンの決定を経由してチ
ロイドの生理学的状態を確立することは醫学的に重要で
あるので前記特許はまず第1にこの型の決定方法に関
し、記載された基本的な方法のこの特殊な場合に対する
応用を検討している。本発明において記述した免疫学的
決定方法の第1の重要さはチロイドの生理学的状態を確
立することにある。
ている結合タンパク質はアルブミン(約10%),サイロ
キシン−結合プリアルブミン(TBPA,約30%)及びサイ
ロキシン−結合グロブリン(TBG,約60%)である。生理
学的能動遊離T4(FT4)はタンパク質結合T4の約0.01か
ら0.03%である。このことはFT4の正規の濃度範囲が人
体の流体の約8から20pg/mlの範囲にあることを意味し
ている。
平衡透析法である。(Clin.Invest.45(1966)153−163
頁を参照)。これは血清に加えられている放射性T4また
はT4の放射性免疫検定法で直接得られる透析物中のT4含
量を伴う。しかしながら、高い信頼性にも拘らず、この
方法は約20時間という各々の決定に好ましくない長時間
を必要として日常の臨床診断には不適当である。
成りの不正確さを生じる方法に加えて、日常的臨床診断
のための決定されるべき遊離物質の濃度についての直接
的情報を与えることのできる免疫学的決定法が開発され
てきた。これに関連してこの型の免疫学的決定法が実際
の応用段階で開発され、特に放射性免疫検定法が決定さ
れるべき物質の標識した形が研究されるべき試料に加え
られ、公知の競争原理が行われ、適当な抗体との反応の
後に、決定されるべき物質の濃度について標識された抗
体に基づいて確立された結合形の画分から結論がひき出
される。この関連して、特にFT4の遊離物質の決定にお
いて結合タンパク質の変形による干渉を除外するために
公知の方法において所謂T4−類似のトレーサーが決定さ
れるべき物質の標識された形として使用される。(F
T4)のこれらのトレーサーは化学構造により結合タンパ
ク質に対する親和力が明らかに減少し、遊離物質/結合
物質の平衡に最小の作用を持つものである。しかしなが
ら、多くの著者はすくなくとも或る特殊な場合でこれら
の方法の有効性と臨床値について疑問を投げている。
(Helenius,T.,Liewendahl,K.,Clin.Chem.29(5)(19
83),816−822頁;Mardell,R.,Gamlen,T.R.,The Lancet,
24th April 1983,973−974頁;Gow,S.M.等、Clinica Chi
mica Acta 152(1985),325−333頁;Chopra,I.J.等、J.
Clin.Endocrin.Met.51(1)(1980),135−143頁及びH
errmann,J.等、Nucl.−Med.21(5)(1982),186−191
頁)。その方法は厳しい病(NTI=非−甲状腺病)の場
合に多数の干渉及び影響因子(異化代謝産物,タンパク
質損失,内発的に放出されまたはヘパリンの影響のもと
で脂肪酸)のために失敗している。(Reiner,Ch.,rzt
l.Lab.31(1985),331−344頁を参照)。Ito,M.等によ
りClim.Chem 30(10)(1984),1682−1685頁に記述さ
れたFT4の決定のための酸素免疫検定法は類似のトレー
サー方法に含まれるものであり、そこでT4−β−D−ガ
ラクトシダーゼ接合はトレーサーとして使用され、結合
タンパク質に結合していないものである。
(1982),666−671頁に記載されているがFT4画分を計画
するための複雑な数学的モデル及び遊離及びタンパク質
−結合画分に対するT4−ワサビダイコン パーオキシダ
ーゼ接合の分布に基づいている。2つの最後に述べた方
法は日常的臨床診断の本質的な部分に未だなっていな
い。
すべての方法につまり標識された抗原が用いられた。
検出のための標識抗体の使用は原理としてすでに同様に
Miles,L.E.M.及びHales.,C.N.,により最初Nature 219,
(1986)186−189頁に記載されている。標識抗体及び固
相に結合した抗体の使用によりステロイドホルモンのよ
うなより低い分子量の可能な免疫的決定の記述はStaffo
rd,J.E.H及びKilgallon,W.のJ.Immunol.Methods 34(19
80),339−343頁にあり、放射性標識を使用している。
蛍光標識を使用する同様な決定法はWood,W.G等によるJ.
Clin.Chem.Clin.Biochem.20(1982),825−831頁に記載
されている。
説がある。その330頁に第8図8.I.Jに記載された図を参
照して決定されるべき物質のため1つまたそれ以上の生
理学的結合タンパク質の存在で生物学流体のなかでハプ
テン性質を有る遊離物質の決定のための免疫学的方法を
設計する他の可能な方法であり、そこで生物学流体は決
定されるべき物質に対して特異性抗体の一定量と反応す
る。さらに決定されるべき物質または過剰のこの物質の
誘導体をもって液相から分離される固相について固相に
結合して固定された形で標識を測定することにより、液
相及び/または固相における標識された抗体の含量を測
定し、生物学的試料の決定されるべき遊離物質の含量が
得られた測定結果の電算機による処理で得られる。この
方法が有効であるとする考察において固相に結合する抗
原の性質は標識された抗体または抗体の混合物と100%
の交叉反応性があるものであり、それは遊離形にて存在
する抗原と比較して使用されている。かくして標識抗原
が可能であるこの方法による決定のために、固相に結合
する抗原及び遊離抗原に対して比較的高い親和力を持つ
べきである。しかしながら、この型の決定方法が実際に
成功したということは未だ報告されていない。
する方法の原則の変形が記述されている。そこでの試料
は標識した抗−T4と共にT4の全モル量を基にして1/10か
ら1/2000の量で10分間以下の培養が行われる。そのあと
ただちに過剰の固定されたT4が加えられ、再び新しい培
養がすくなくとも1分間行われる。ドイツ公開特許3,44
2,817のこの方法は代表的な「動的」方法であり、それ
は標識された抗−T4抗原と共に第1の主な培養の間で最
初遊離形で存在するT4の量のみが捕獲され、そこには緩
慢に平衡に戻るために放出されないですでに結合したT4
の放出がないという假説に明らかに基づいている。その
ことは測定の結果を歪曲するであろう。前培養の期間に
おいて遊離T4と結合T4との間の平衡がよく知られている
ように迅速に到達するために検定法の結果は影響をうけ
るのでこの検定法はすべての同様の2段階検定法のよう
に検定条件における変化から干渉される傾向があり、実
際の臨床に適切な方法として使用することを困難にする
欠点を持つのは当然である。
行うことができ、臨床的情報の術語において適切であ
り、最適の感度を有し、決定方法に必要とされる材料及
び物質の最適な品質管理を実施し、製造を可能とする遊
離物質の決定方法を提供することである。
部によりその特徴部にある特色による免疫学的決定方法
により達成される。
それ自身公知である基本的方法に基づく免疫学的決定法
の開発にあたり例えばEkinsによりすでに記述されてい
るように実際の目的のために充分に高い再現性をつ決定
法がもしも得られるならば、決定されるべきである遊離
抗原に比較してこのましくは8から25%の範囲にあり50
%以下の大きく減少した交叉反応性を持つことが固相に
結合した抗原のために必要であるという驚くべき認識に
基づいている。Ekinsにより提案された100%交叉−反応
性以上またはその領域においてより高い交叉−反応性が
明らかに歪曲した結果に導き、測定範囲が遊離物質のた
めの臨床適に適切な濃度範囲の外側にあることが驚くほ
どに明らかになった。交叉−反応性がすでに述べられた
範囲のなかに保たれる時に、ドイツ公開公報3,442,817
の方法では必要とされている前培養は不必要なものとな
り、その方法は生物学的流体が標識された抗体と過剰に
存在する固定された抗原と同時に実質的に反応すること
ができるために一段階で行うことができる。
一定の親和力を有する適切な抗体または抗体混合物を選
択するために一段階方法では遊離物質/結合物質の平衡
において干渉がないかまたはごく僅かである。したがっ
て標識された抗体と遊離物質及び固定された物質の異な
る交叉−反応性が固定された抗原に対して標識された抗
体の結合の動的について説明することが必要であること
を意味している。しかしながら培養時間が変えられると
ころでは、これは遊離物質/結合物質の平衡の移動に影
響を及ぼさないで結合比に影響を及ぼす。
な単純性をもたらす前培養なしに行うことは好ましいこ
とである。
またはその代謝物質,ビタミンまたは毒素を生物学的流
体のなかでハプテン性質を持つ遊離物質の決定のために
一般的に適当であるが、特に必要なことは遊離サイロキ
シン(FT4)と遊離トリヨードサイロナイン(FT3)との
関連である。
された反応物を使用する決定方法のすべて公知の利点を
持っている。固相の上の固定は必要である洗浄工程を著
しく簡単にし、決定の精度を改良する。決定されるべき
である物質の固定された形に結合される適切な固相はす
べてそれ自身よく知られている不活性のキャリヤ材料で
あり、適当な高結合能力及び充分に安定な結合性質を有
し、それにはポリスチレン,ポリエチレン,テフロンの
ようなプラスチックスまたはガラスが含まれている。適
当な固相はアメリカ特許4,657,873及びWood,W.G.及びGa
dow,A.によりJ.Clin.Chem.Clin.Biochem.21(1983)789
−797頁の刊行物に記載されている。抗体の反応性に相
対的に小さい作用を有する相対的に小さいマーカーによ
る標識は本発明の範囲において好ましいものである。特
別に放射性同位元素、特にヨードアイソトープ、及び発
光物がある。しかしながら、トレーサー部分が保持され
るべき適切な抗体に関して必要な交叉−反応性を与える
ことを假定するときに例えば酵素,基質,蛍光を発する
標識,燐光を発する標識,ビオチン(標識されたアビジ
ンを経由して検知できる)または助因子はマーカーとし
て適している。マーカーが測定の前に抗体から再び分離
され、光学的,物理的または化学的反応に基づき定量適
に検知することのできるすべての物質も同じく直接標識
方法に使用できる。
であると知られているすべての抗体である。この型の抗
体はT4及びT3のために親和力を有し、生理学的結合タン
パク質に対するT4とT3のおのおのの親和力よりも大きく
ない。この型の抗−T4(またはT3)抗体は普通1010/m
olまたはそれ以下の親和力常数を持っている。
誘導体はキャリヤ物質と接合の形で固相に固定されるの
が望ましい。このための適切なキヤリヤ成分はタンパク
質,ポリペプチドまたは多糖類のような高分子量物質で
あり、標識された抗体及び標識された抗体混合物は0.5
%以下の交叉−反応性を持っている。これらのキヤリヤ
成分は決定されるべきである物質が使用される抗体の生
成に結合されたキャリヤ成分に同一でないのが適切であ
り好ましい。
同一条件の下で同一の出発物質から製造されたとしても
広く変化できることは明らかである。特別に固定された
形で明らかに同一な接合は非常に異なる交叉−反応性を
表示できる。したがって使用された抗体に関して各々特
別の一群の交叉−反応性は本発明による方法のために適
当であるかを決定するために決定されねばならない。そ
こで交叉−反応性の決定は本発明による方法において関
係する接合を使用する可能性についてなされるよう明確
な言明を与えている。これらの環境は決定されるべきで
あるところの物質または誘導体の直接的使用の場合に存
在する環境とは明らかに異なる。固定された形または溶
液中にて特殊な抗体に関する交叉−反応性はただ物質そ
れ自身の本質にのみ依存している。
範囲内で使用した標識によって結合性質に及ぼす影響の
考察して使用した特殊な抗体に依存し、本発明によって
確立された範囲内で正確な交叉−反応性に依存する。適
切な培養条件は培養温度が17゜から37℃であり、培養時
間は30分から3時間である。好ましい培養条件は、実施
例に使用された培養条件では22℃で、2時間(±10分)
水平型振とう機のなかで振とうして培養される。
するところの物質または誘導体の減少した交叉−反応性
の重要性はFT3及びFT4の決定に関係する本発明の請求の
範囲にあって好ましい実施例によって以下詳しく説明さ
れる。
B.A.,J.Qrg.Chem.1950年,840−843頁)を変形した方法
により製造された。
発光及び化学発光,ニューヨーク,アカデミープレス
1978年,424−445頁の変形した方法により製造された。
酸エチルに溶解した。11.5mlの3フッ化酢酸及び1.9ml
の3フッ化酢酸無水物が加えられ、混合物は0℃で1時
間撹拌した。
混合物に加えられ、得られた溶液は塩化ナトリウムで飽
和した。有機相は分離して除かれ、飽和塩化ナトリウム
溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥
した相は過され、乾燥のため蒸発された。精製残渣は
次の合成にさらに精製することなしに使用した。
た。
燥しアミンを除去したDMFに溶融され、室温で一夜間撹
拌された。12.6mgのN−ヒドロキシコハク酸イミド及び
22.6mgのN,N′−ジシクロヘキシカルボジイミドが反応
混合物に加えられ、室温で1時間撹拌された。
となしに使用された。
(SIGMA,Munich)は20mlの水に溶解された。200μlの
活性エステルが800μlの乾燥したアミンを除去したDMF
に稀釈され、ウサギのIgGの水溶液に加えられた。約12
時間後、反応混合物は限外過により精製された。
れIgGのモル当たり4.2であった。
した水に溶解され、10から15℃にて均衡に保った。
が乾燥されアミンを除去したDMF及びメタノールのアル
カリ性1:1混合物の5mlに溶解された。
チル−2−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイ
ミド(EDC)が1.5時間の間、撹拌されたIgG水溶液に加
えられた。pHを5と6の間に保った。最後の添加の後、
混合物は4℃で1夜間放置され、その後限外過により
精製された。
Gのモル当たり4.3であった。
gのN−ヒトロキシコハク酸イミド及び11.33mgのN,N′
−ジシクロヘキシルカルボジイミドが1mlの乾燥したア
ミンを除去したDMFに溶解され室温で1時間撹拌した。
の20mlに溶解された。
去したDMFの600μlで稀釈し、IgG水溶液に加えられ
た。反応混合物が室温で12時間撹拌された後にアンモニ
ヤ性の条件下で限外過により精製された。同時にトリ
フッ素アセチル保護基の同時消去が行われる。
Gのモル当たり11.5であった。
留した水に溶解された。
溶解され2.5gのEDCと共にIgG水溶液に加えられた。反応
混合物は室温でpHを約5にして2時間光を排除して撹拌
され、一夜間4℃で貯蔵された。混合物はその後限外
過により精製された。
れIgGモル当たり1.5であった。
が弱アルカリ性条件のもとで10%のアミンを除去したDM
Fを含む500mlの2回蒸留した水に溶解された。
れた。L−サイロキシンとウサギのIgGの2つの水溶液
は混合され、約10分間の間隔を置いて撹拌しながら全部
で1.9gのEDCが10部に加えられた。反応混合物は一夜間
4℃に放置されその後限外過により精製された。
IgGモル当たり3.3であった。
ている。
リ−またはモノクロナル抗体,またはこれら抗体の混合
物はエポキシ基を含み、均一な粒子の大きさ1.055±0.0
32μmを有する超微粒子に共有結合している。各々の場
合に結合する抗体(複数)/抗体の混合物の量は超微粒
子のグラム当たり350μgの精製抗体(複数)または抗
体混合物であった。結合の後に表れる別の結合位置は不
活性物質で飽和された。このやり方で製造された超微粒
子は10mlの0.1Mの燐酸塩緩衝液すなわち超微粒子のグラ
ム当たりpH7.2で1mol/のNaClと0.05%のアジドを含ん
でいる緩衝液に溶解した。
サイロキシンであり、比活性度は濃度27.6mg/におい
て6.22M Bg/μgであった。
の参照物質として使用されるトリヨウ素サイロキシンま
たはサイロキシンと同様に0.2%のゼラチン及び遊離の
結合タンパク質を含む20m mol/の燐酸塩緩衝液から成
る緩衝液マトリックスのなかに各検定法のために新しく
調合された。このために次の濃度が選択された。
次のようであった。
lの125I−標識サイロキシン(トレーサー)プラス適当
な稀釈度の1mlの超微粒子懸濁液。
の稀釈度は最大識別がT4/mlの30と40ngとの間の範囲に
あるように調整された。
心分離し、つづいて遠心分離のあいだ沈降した超微粒子
から上澄液を(結合/遊離の分離)乾燥されるまで吸引
された。結合相の測定はガンマ線計数器で60秒間各々の
接合の交叉反応性が公知の方法によって決定された。
す表の最後から2番目の欄に示されている。
次に示される実施例1及び実施例2を基に決定された。
この欄は本発明による方法で使用されるために研究され
た抗体との接合において特別な接合が適しているかどう
かを示している。標準のプロットの最大傾斜の領域を表
し、濃度における小さな差異の間の最大識別を表す50%
切点が8から20pg/mlのFT4のため正規の生理学的濃度範
囲であるときには、相当する接合は本発明による方法で
使用するのに非常に好都合である。
あるこれらの接合によってこれらの条件が一致している
ことが理解できる。交叉−反応性が36%であるときには
50%交点は40pg/mlであり、検定法の感度における減少
が明らかに表示されている。
うに実施例1プラス2の同一の検定条件下で決定され
た。
た数値を決定するための記載された形式で使用された本
発明の方法はさらに詳しく2つの実施例に基づきこの後
に説明される。
リスチレン管である固相に結合された。
の抗体であった。抗体は公知の方法で125Iをもって生成
された。精製した標識抗体の比活性度は抗体の25及び35
K Bq/μgの間であった。標識抗体はpH7.2の1mol/の
塩化ナトリウムの0.05%のアジドを含む0.1Mの燐酸塩緩
衝液に溶解された。標識抗体の濃度はこの緩衝液におい
て1及び1.25μg/の間であった。
リックスであった。
含むポリスチレン管のなかにピペットで採取され、500
μlの125I−標識抗体(トレーサー)が加えられた。
疫反応はすべて管の外に培養液を吸引することにより停
止された。
置かれ3回デカンテーションした。
測定された。得られた結果は公知方法によりデータ減少
によって数値を求めた。
れるべき接合の固定に用いられた。
抗体であった。しかし放射性核種で標識されないで発光
物で標識された。発光物は公知の方法(アメリカ特許4,
645,646;ドイツ公開公報2,921,781または3,132,491を参
照)で抗体に結合された。環式ジアシルヒトラジド誘導
体が発光物として用いられた。
%のアジドを含む0.1Mの燐酸塩緩衝液に溶解された。標
識抗体の濃度はこの緩衝液中1と1.25μg/の間であっ
た。
清マトリックスであった。検定法は実施例1のそれに正
確に一致している。
発光計ですくなくとも4秒間測定位置に(Berlhold LB
9502またはHamilton LUMICON)注入して測定された。測
定方法及びこのために用いられる試薬は、なかんづく、
すでに引用したアメリカ特許4,645,646に詳しく記載さ
れている。
た。
されたポリスチレン管であった。しかしながら、固相と
して他のプラスチック例えばポリプロピレン,ナイロ
ン,テフロン及び他の適当な活性化プラスチックもガラ
スと同じく困難なく使用できる。この場合の接合の結合
は文献から公知の方法で例えば吸着によりまたは共有、
結合的行われる。(Catt,K.,Tregear,G.W:Science,158
(1967)1570/1572頁;アメリカ特許4,657,873またはWo
od,W.G.及びGadow,A.:J.Clin.Chem.Biochem.21(198
3),789−797頁を参照)。
られた発光物による標識の代わりに他の公知の方法で標
識することができる。酵素,基板,螢光物質または他の
検知できる物質が使用され、勿論その場合適当な検知方
法が選択されるべきである。
いる。FT3の検出に対して本発明による方法が適当であ
るために同じ方法に関係する実験結果が利用できる。FT
3についても本発明の記述における供述を確認してい
る。
(conjugate)1から5についてのFT4検定のため標準プ
ロット(マウスの抗−T4抗体)を示し、縦軸は抗原抗体
反応時結合T4と非結合T4(B/B0)比を、横軸は定量され
るFT4の濃度を示す。
Claims (7)
- 【請求項1】ハプテン性質を有するホルモン及び該ホル
モンと結合する1つまたはそれ以上の生理学的結合パー
トナーを含む生物学的流体中に存在する遊離したハプテ
ン性質を有するホルモンを定量的に決定するための免疫
学的方法において、 i)17から37℃の範囲の温度で、前記生物学的流体を、 a)所定量の前記ホルモンに特異的な標識抗体、及び、 b)固相に固定化された過剰量の前記ホルモンまたはそ
の誘導体の接合であって、前記生理学的結合パートナー
に対する反応性が前記ホルモンの反応性より低下した接
合を含む液体反応混合物とを接触させ、 ii)30分から3時間反応させた後、前記固相を前記液体
反応混合物から分離し、 iii)前記液体反応混合物中の標識抗体、及び、前記固
相中の標識抗体の量を測定し、その結果から前記生物学
的流体中の遊離したハプテン性質を有するホルモンの量
を決定する過程を具備し、 前記特異的な標識抗体の前記固定化した接合に対する親
和力が、前記決定すべき遊離したハプテン性質を有する
ホルモンに対する前記特異的な標識抗体の親和力の28%
より低い(交差反応性<28%)ことを特徴とする方法。 - 【請求項2】前記固定化接合に対する前記特異的な標識
抗体の親和力が、前記決定すべき遊離したハプテン性質
を有するホルモンに対する該特異的な標識抗体の親和力
の8から25%の範囲(8%<交差反応性<25%)から選
択されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】前記決定すべき遊離したハプテン性質を有
するホルモンを含む生物学的流体が、前記標識抗体及び
ホルモンまたはその誘導体の固定化接合と、実質的に同
時に接触することを特徴とする請求項1または2に記載
の方法。 - 【請求項4】決定すべき遊離したハプテン性質を有する
ホルモンが、チロイドホルモンのL−サイロキシンまた
はL−トリヨードサイロナインでることを特徴とする請
求項1から3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】前記固相が、プラスチックまたはガラスか
らなることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項6】前記ホルモンまたはその誘導体の固定化接
合が、タンパク質、ポリペプチド、またはポリサッカラ
イドからなるキャリア成分を含有し、このキャリア成分
を介して固相に固定化されることを特徴とする請求項1
から5のいずれかに記載の方法。 - 【請求項7】前記キャリア成分に対する前記標識抗体の
親和力が、前記決定すべき遊離したハプテン性質を有す
るホルモンに対する該標識抗体の親和力の0.5%より低
いことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の
方法。
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