JP2905218B2 - Hivi抗原の検出のためのイムノアッセイ法 - Google Patents

Hivi抗原の検出のためのイムノアッセイ法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、血清、血漿または他の体液中におけるヒト
免疫不全ウイルス(HIV)の検出に関する。さらに詳し
くは、本発明は、HIV1抗原の検出のためにF(ab′)2
断片をプローブとして用いた診断アッセイ法に関する。
(従来の技術および発明が解決しようとする課題) HIV1は、後天性免疫不全症候群(AIDS)の原因物質で
あると思われている[チャンバーランド(Chamberlan
d)らのAnn.Int.Med.(1984)101:617〜623;セリグマン
(Seligman)らのNew Eng.J.Med.(1984)311:1286〜12
92]。このウイルスは、AIDS患者およびAIDS関連症状
(ARC)を呈する患者並びにAIDSに対するハイリスクの
健康人からも単離されている[ガロ(Gallo)らのScien
ce(1984)244:500〜502]。
1986年12月以来、酵素イムノアッセイ、たとえばアボ
ットHIV1抗原アッセイ(アボット・ラボラトリーズ、ノ
ースシカゴ、イリノイ)が、HIV1抗原の検出のために学
術研究ベースで市販されている。これらの試験は非常に
感度が優れており、しかもウイルスの存在を直接示すも
のである。従って、HIV1抗原を検出することは、HIV1感
染を診断およびモニタリングする上で有用である[ピダ
ーソン(Pedersen)らのBrit.Med.J.(1987)295:567〜
569;デュウォルフ(DeWolf)らのBrit.Med.J.(1987)2
95:569〜572]。
現在用いられているHIV1抗原アッセイの感度が極めて
良好であるが、特異性に関してはすこぶるまちまちであ
る。すべての製造業者は、アッセイの成分と非特異的に
反応して偽りの反応性を示す試料を有していると思われ
る。この理由から、アボット・ラボラトリーズは確認手
順を供しており、これはアッセイする前に試料中のHIV1
抗原を中和させることを含むものである。こうすること
によって確かにアッセイの特異性は100%近くまで上昇
するが、抗原試験の予測値を上昇させるための余分の試
験保証を要し、コストが高くなる。本発明は、アッセイ
の感度を高めかつタイミングよく行いうるように、特異
性を有意に上昇させる1つの方法を提供するものであ
る。
(課題を解決するための手段) すなわち、本発明は、生物学的試料中のHIV1抗原の検
出のためのイムノアッセイ法であって、抗HIV1 F(a
b′)2断片からなるプローブを用いて抗HIV1 F(ab′)
2断片/HIV1抗原/抗HIV1抗体/固体支持体からなる複合
体を生成させ、ついで該抗HIV1 F(ab′)2断片に特異
的な標識抗種抗体F(ab′)2断片とともにインキュベ
ートすることにより該複合体の存在または量を検出する
ことを特徴とする方法: 生物学的試料中のHIV1 p24抗原の検出のためのイムノ
アッセイ法であって、 (a)固体支持体に、第一の動物種に由来する抗HIV1モ
ノクローナル抗体混合物であって、ATCCにHB9726の受託
番号で寄託され31−42−19と命名されたハイブリドーマ
により産生されるモノクローナル抗体とATCCにHB9725の
受託番号で寄託され31−90−25と命名されたハイブリド
ーマにより産生されるモノクローナル抗体との混合物を
コーティングし、 (b)該コーティング支持体を試料と接触させ、インキ
ュベートし、洗浄し、 (c)該支持体を第二の動物種からの抗HIV1 F(ab′)
2断片からなるプローブと接触させ、インキュベート
し、洗浄し、 (d)該支持体を該プローブに対して特異的なペルオキ
シダーゼ標識F(ab′)2断片と接触させ、インキュベ
ートし、洗浄し、 (e)該支持体をo−フェニレンジアミン−過酸化水素
溶液と接触させ、ついで (f)生成した発色産物の492nmにおける吸光度を測定
して、試料中のHIV1 p24の存在を決定する、ことを特徴
とする方法;および 生物学的試料中のHIV1抗原の検出のためのイムノアッ
セイ法であって、 (a)固体支持体に第一の動物種からの抗HIV1抗体をコ
ーティングし、 (b)該コーティング支持体を試料と接触させ、インキ
ュベートし、洗浄し、 (c)該支持体を第二の動物種からの抗HIV1 F(ab′)
2断片からなるプローブと接触させ、インキュベート
し、洗浄し、 (d)該支持体を該プローブに対して特異的なペルオキ
シダーゼ標識F(ab′)2断片と接触させ、 (e)該支持体をo−フェニレンジアミン−過酸化水素
溶液と接触させ、ついで (f)生成した発色産物の492nmにおける吸光度を測定
して試料中のHIV1抗原の存在を決定する、ことを特徴と
する方法を提供するものである。
本発明により、血漿、血清、組織培養液および他の生
物学的流体中のHIV1抗原を検出するためのプローブが提
供される。このプローブは、化学的に修飾された抗体で
ある。修飾するには、HIV1に対する抗体を酵素的に開裂
してF(ab′)2断片を得ることが含まれる。
さらに、F(ab′)2プローブを用いて、HIV1抗原を
検出するための高度に特異的な診断アッセイが本発明に
より提供される。このF(ab′)2プローブに特異的な
標識F(ab′)2断片と組み合わせて用いれば、本発明
のアッセイは、従来のアッセイで観察されるものより優
れた特異性および感度でHIV1抗原を検出することが可能
である。
一般に、本発明のイムノアッセイは、 (a)固体支持体を抗HIV1抗体でコーティングし、 (b)該固体支持体を生物学的飼料と接触させ、 (c)該固体支持体を、工程(a)とは異なる動物種か
らの抗HIV1 F(ab′)2断片からなるプローブと接触さ
せ、 (d)該固体支持体を、工程(c)に用いたプローブに
特異的でペルオキシダーゼ標識に結合させたF(ab′)
2断片と接触させ、ついで (e)試料中のHIV1抗原の存在の指標として標識を検出
する ことを特徴とする。
本発明の特に好ましい態様においては、モノクローナ
ル抗体、最も好ましくは31−42−19および31−90−25と
命名されたハイブリドーマによりそれぞれ産生されるモ
ノクローナル抗体を固体支持体上にコーティングし、HI
V1 p24抗原を特異的に捕捉する。
以下に、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明は、HIV1抗原の検出のための改良手段を提供す
るものである。HIV1抗原を検出するためのイムノアッセ
イにF(ab′)2断片をプローブとして用いるとアッセ
イの特異性が上昇し、それと同時にアッセイの感度も上
昇する。このプローブは、たとえば、米国特許第4,748,
110号明細書(1988年5月31日発行)に開示されたイム
ノアッセイ法を改良するために有利に用いることができ
る。
別法として、あらゆる抗原結合断片、たとえば酵素パ
パインによる抗HIV1抗体の開裂により生成されるFabモ
ノマーなどもプローブとして改良アッセイに用いること
ができる。
抗HIV1 F(ab′)2断片をプローブとして用いること
に加えて、該プローブに特異的なF(ab′)2断片を標
識し、試料中に存在するHIV1抗原の量を測定するために
用いることができる。本発明のアッセイには、検出可能
なシグナルを生じることのできるあらゆる標識を用いる
ことができる。代表的な標識としては、酵素、放射性同
位体、蛍光標識および化学発光標識が挙げられる。さら
に、ビオチン/標識抗ビオチン系のようなハプテン/標
識抗ハプテン系を本発明のアッセイに用いることができ
る。
本発明のアッセイに用いた固体支持体上のHIV1抗原を
捕捉するための試薬としては、ポリクローナル抗体およ
びモノクローナル抗体の両方が有用である。本発明の特
に好ましい態様においては、31−42−19および31−90−
25で表示されるハイブリドーマ[「マウス・モノクロー
ナル・アンチボディーズ・トウ・HIV1 p24・アンド・ゼ
ア・ユーズ・イン・ダイアグノスティック・テスツ(Mo
use Monoclonal Antibodies to HIV1 p24 and their Us
e in Diagnostic Tests)」の標題でメータ(S.Mehta)
らにより出願された米国特許出願明細書に開示され、AT
CC(ロックビル、メリーランド)にそれぞれHB9726およ
びHB9725の受託番号で寄託されている]により産生され
るモノクローナル抗体をHIV1 p24抗原を特異的に捕捉す
るために用いる。加えて、IgGおよびIgM抗体の両方を本
発明のアッセイに用いることができる。
本発明のアッセイ法により容易に試験することのでき
る生物学的試料としては、全血、血清、血漿、脳脊髄液
およびリンパ球または細胞培養上清のようなヒトおよび
動物の体液が挙げられる。本発明のイムノアッセイ法に
用いることのできる固体支持体としては、反応トレイの
ウエル、試験管、ポリスチレンビーズ、ストリップ、メ
ンブラン、微細粒子、および当業者に知られた他の固体
マトリックスが挙げられる。
加えて、本発明のアッセイ試薬は、キットを調製する
のに理想的に適している。そのようなキットは、バイア
ル、びん、試験管などの1または2以上の収容手段を密
に詰めるべく区画化したキャリヤ手段を含んでいてよ
い。各収容手段は、アッセイに使用する別々の要素を1
つずつ含んでいる。
HIV1の検出のために現在行なわれているイムノアッセ
イは、HIV1抗原を有していない試料を反応性で陽性であ
ると日常的に検出するという点で特異性に限界がある。
これらの偽陽性の大部分は、使用した抗体と妨害因子
(たとえば、リウマチ因子)との非特異的反応により引
き起こされるものである。これらの反応は、しばしば抗
体分子のFc部分を媒介として引き起こされる。従って、
F(ab′)2断片を用いることにより、これらの非特異
的反応のほとんどを除去することが可能となる。このF
(ab′)2断片によりアッセイの特異性が高められるこ
とによって、HIV1に感染した患者の診断およびモニタリ
ングにおける本発明のアッセイ法の有用性が格段に向上
する。
つぎに、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明
するが、本発明はこれらに限られるものではない。
実施例1(F(ab′)2断片の調製) ウサギ抗HIV1抗体を、標準的な手順に従いペプシンに
よる開裂に供した[ファンガー(Fanger)らのJ.Immuno
l.(1970)105:1484〜1492;パーハム(Parham)のJ.Imm
unol.(1983)131:2895〜2902]。F(ab′)2断片を、
ゲル濾過クロマトグラフィーにより消化混合物から単離
した。ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル
電気泳動による分析[レムリ(Laemmli)のNature(197
0)227:680〜685]により、完全なF(ab′)2断片の存
在が確認された。この生成物はHIV1タンパク質を認識す
る特異性を保持しながら、全抗体のFc部分を媒介として
しばしば引き起こされる非特異的反応を回避させる。
実施例2(HIV1抗原の検出のための酵素イムノアッセイ
(EIA)におけるF(ab′)2断片のプローブとしての使
用) 本発明の典型的なアッセイ手順は、以下に示す通りで
あった。
(1)ヒトポリクローナル抗HIV1 IgGをコーティングし
た1/4インチポリスチレンビーズを、血漿、血清または
他の生物学的流体(200μl)と接触させた。室温で一
夜(16〜20時間)インキュベートした後、ビーズを水
(5ml)で3回洗浄して未結合の試料を除いた。
(2)洗浄したビーズをウサギF(ab′)2抗HIV1と接
触させ、水浴中、40℃で1時間インキュベートした。つ
いでビーズを上記工程(1)に記載のようにして洗浄し
て未結合の試薬を除いた。
(3)洗浄したビーズを、西洋ワサビペルオキシダーゼ
(HRPO)を結合させたヤギF(ab′)2抗ウサギF(a
b′)2[ペル−フリーズ・バイオロジカルズ(Pel−Fre
eze Biologicals)、ロジャーズ、アーカンサス](200
μl)と接触させ、水浴中、40℃で2時間インキュベー
トした。ビーズを再び上記工程(1)に記載のようにし
て洗浄した。
(4)洗浄したビーズを、o−フェニレンジアミン−過
酸化水素溶液(300μl)と室温にて約30分間接触さ
せ、西洋ワサビペルオキシダーゼの存在下で黄色〜オレ
ンジ色の発色生成物を生成させた。反応を1N H2SO4で停
止させ、ついで492nmにおいて吸光度を読み取った。
別のやり方として、上記工程(2)および(3)を1
工程にして手順を簡単にすることもできる。HIV1抗原を
捕捉するのにヒト以外の抗体種を用いることもできる
し、プローブとしてウサギ以外のF(ab′)2断片を用
いることもできる。捕捉抗体とプローブ抗体を異なる動
物種からのものとしたときに、一層優れた特異性が得ら
れる。F(ab′)2断片はまた、プローブおよび結合体
として用いることに加えて、ビーズをコーティングする
ためにも用いることができる。
加えて、反応混合物を水浴中またはダイナミックイン
キュベーター中、40℃でインキュベートすることにより
インキュベート時間を短くすることも可能である。たと
えば、上記アッセイにおいて、水浴中、40℃でインキュ
ベートすれば、試料、抗HIV1 F(ab′)2断片、および
結合体のインキュベート時間がそれぞれ1.5時間、0.5時
間、および2時間に短縮することができる。
実施例3 実施例2に記載したアッセイの特異性を、8つの非特
異的試料を用いて決定した。これらの試料はアボットHI
V1抗原アッセイにおいて反復的に反応性であったが確認
することはできなかった。このアボットHIV1抗原アッセ
イは、プローブとして全分子の抗体を用いるものであ
る。両アッセイにおいて、陰性コントロールの吸光度よ
り0.05吸光単位大きな吸光度値をカットオフ値とした。
カットオフ値よりも大きな吸光度値を示す試料は、HIV1
抗原について反応性であると考えられた。従って、カッ
トオフ吸光度値に対する試料吸光度値の比(S/C)が1.0
よりも大きいかまたは等しい試料は、反応性である考え
られた。すべての反応性の試料は、アボットHIV1中和試
験(学術研究に使用するためにアボット・ラボラトリー
ズから市販されている)により試験した。この手順によ
り中和された試料は、HIV1抗原について陽性が確認され
たと思われた。
第1表の結果は、ウサギF(ab′)2断片の2つの異
なる生成ロットをプローブとして用いたときに、8つの
試料がすべて陰性であったことを示している。
実施例4 アッセイ感度(カットオフ値に等しい吸光度値を与え
る1ml当たりのHIV1 p24のピコグラム数として定義)を
分析するために、精製HIV1 p24抗原の系列希釈パネルを
アッセイし、感度を直線回帰法により決定した。ノイズ
に対するシグナルの比(S/N)(陰性コントロールの吸
光度値の平均に対する陽性コントロールの吸光度値の平
均の比として定義)をも比較した。
実験では、固体支持体上のヒトポリクローナル抗HIV1
IgG(アボットHIV1抗原アッセイのものと同じ)かまた
はマウスモノクローナル抗HIV1 IgG(31−42−19および
31−90−25と命名されたハイブリドーマによりそれぞれ
産生されるモノクローナル抗体)を用いたF(ab′)2
プローブアッセイを比較した。その結果を第2表に示
す。アッセイ感度の測定は3つのすべてのアッセイにつ
いて標準手順を用いて行い、インキュベート時間は、試
料、抗HIV1プローブおよび結合体についてそれぞれ16〜
20時間、4時間および2時間とした。F(ab′)2断片
を用いた両アッセイにおいてシグナル/ノイズ比は上昇
し、HIV1抗原の検出能は有意に向上した。とりわけ、F
(ab′)2をモノクローナル抗体とともに用いたときに
は、感度は1pg/ml未満であった。
つぎに、6人の異なるHIV1抗原陽性のドナーからの正味
の試料および希釈試料からなるHIV1抗原陽性試料のパネ
ルについても感度の比較を行った。両アッセイにおい
て、ヒト抗HIV1 IgGをコーティングした同じビーズを用
いた。第3表の結果は、アボットHIV1抗原アッセイでは
29の試料のうち16の試料について陽性と検出できたのに
対し、F(ab′)2プローブアッセイでは29の試料のう
ち23の試料を陽性と検出できたことを示している。
F(ab′)2断片を用いることによりシグナルおよび
感度が高められることから、試料をアッセイするに要す
る時間を有意に短縮することが可能である。幾つかの短
時間のアッセイ態様が用いられる。その中には、1アッ
セイが3.5時間のアッセイが含まれ、これはモノクロー
ナル抗HIV1による固体支持体上での抗原捕捉、ウサギF
(ab′)2抗HIV1との固体支持体のインキュベーショ
ン、およびヤギF(ab′)2抗ウサギF(ab′)2との固
体支持体のインキュベーションをそれぞれ40℃で1時間
ずつ行い、ついでo−フェニレンジアミンを用いて発色
させるものである。インキュベート時間を20時間以上も
短縮するにもかかわらず、この手順のために計算された
感度は2.7pg/mlであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・ジェイ・スタンプ アメリカ合衆国イリノイ60031、シカゴ、 ウエスト・ノアウッド 7635番 (56)参考文献 特開 昭58−144747(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 33/53 - 33/577 CA

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生物学的試料中のHIV1抗原の検出のための
    イムノアッセイ法であって、抗HIV1 F(ab′)2断片か
    らなるプローブを用いて抗HIV1 F(ab′)2断片/HIV1抗
    原/抗HIV1抗体/固体支持体からなる複合体を生成さ
    せ、ついで該抗HIV1 F(ab′)2断片に特異的な標識抗
    種抗体F(ab′)2断片とともにインキュベートするこ
    とにより該複合体の存在または量を検出することを特徴
    とする方法。
  2. 【請求項2】標識が、放射性同位体、酵素、蛍光化合
    物、化学発光化合物および特異的結合ペアの一方よりな
    る群から選ばれたものである請求項(1)記載の方法。
  3. 【請求項3】固体支持体上に結合した抗HIV1抗体が、少
    なくとも1つのモノクローナル抗体からなる請求項
    (1)記載の方法。
  4. 【請求項4】固体支持体上に結合した抗HIV1抗体が、AT
    CCにHB9726の受託番号で寄託され31−42−19と命名され
    たハイブリドーマにより産生されるモノクローナル抗
    体、およびATCCにHB9725の受託番号で寄託され31−90−
    25と命名されたハイブリドーマにより産生されるモノク
    ローナル抗体からなる請求項(3)記載の方法。
  5. 【請求項5】固体支持体上に結合した抗HIV1抗体が、ポ
    リクローナル抗HIV1抗体からなる請求項(1)記載の方
    法。
  6. 【請求項6】固体支持体上に結合した抗HIV1抗体に、F
    (ab′)2断片がさらに含まれる請求項(3)、(4)
    または(5)記載の方法。
  7. 【請求項7】生物学的試料中のHIV1 p24抗原の検出のた
    めのイムノアッセイ法であって、 (a)固体支持体に、第一の動物種に由来する抗HIV1モ
    ノクローナル抗体混合物であって、ATCCにHB9726の受託
    番号で寄託され31−42−19と命名されたハイブリドーマ
    により産生されるモノクローナル抗体とATCCにHB9725の
    受託番号で寄託され31−90−25と命名されたハイブリド
    ーマにより産生されるモノクローナル抗体との混合物を
    コーティングし、 (b)該コーティング支持体を試料と接触させ、インキ
    ュベートし、洗浄し、 (c)該支持体を第二の動物種からの抗HIV1 F(ab′)
    2断片からなるプローブと接触させ、インキュベート
    し、洗浄し、 (d)該支持体を該プローブに対して特異的なペルオキ
    シダーゼ標識F(ab′)2断片と接触させ、インキュベ
    ートし、洗浄し、 (e)該支持体をo−フェニレンジアミン−過酸化水素
    溶液と接触させ、ついで (f)生成した発色産物の492nmにおける吸光度を測定
    して、試料中のHIV1 p24の存在を決定する、ことを特徴
    とする方法。
  8. 【請求項8】生物学的試料中のHIV1抗原の検出のための
    イムノアッセイ法であって、 (a)固体支持体に第一の動物種からの抗HIV1抗体をコ
    ーティングし、 (b)該コーティング支持体を試料と接触させ、インキ
    ュベートし、洗浄し、 (c)該支持体を第二の動物種からの抗HIV1 F(ab′)
    2断片からなるプローブと接触させ、インキュベート
    し、洗浄し、 (d)該支持体を該プローブに対して特異的なペルオキ
    シダーゼ標識F(ab′)2断片と接触させ、 (e)該支持体をo−フェニレンジアミン−過酸化水素
    溶液と接触させ、ついで (f)生成した発色産物の492nmにおける吸光度を測定
    して試料中のHIV1抗原の存在を決定する、ことを特徴と
    する方法。
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