JP3516655B2 - Bnpの免疫測定法 - Google Patents
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Description
ある脳性ナトリウム利尿ペプチド(BNP)の免疫測定
法に関し、さらに詳しくはγ−BNPおよびその誘導体
の免疫測定法に関する。
P)、脳性(BNP)およびCタイプ(CNP)ナトリ
ウム利尿ペプチドの3種が含まれており、これらのう
ち、ANPおよびBNPは主として心臓で生合成され、
分泌される心臓ホルモンである。ANPとBNPは構造
上類似しており、ANPは28アミノ酸からなる、第7
および第23位システイン間のジスルフィド結合により
形成されるリング部分を有するペプチドであり、他方B
NPは32アミノ酸からなる、第10および第26位シ
ステイン間のジスルフィド結合によって形成されるリン
グ部分を有するペプチドである。これら28および32
アミノ酸からなる成熟ペプチドは、細胞内で、または細
胞からの分泌に際してそれぞれの前駆体からリーダー配
列が切り離されて生成すると考えられていた。即ち、ヒ
トBNPについては、心筋細胞中でプレプロホルモン
(以下、プレプロBNPという)として産生され、分泌
前または分泌に際してSer26−His27間で開裂
され、プロBNP(以下、γ−BNPという)となった
後、Arg102−Ser103の間で開裂され、BN
P32(以下、α−BNPという)とBNP(1−7
6)になり、前者が活性を示すと報告されていた。これ
らの活性発現には、少なくともリング部分が必要である
と考えられている。
刺激を受けるため、心機能の変化を良好に反映できる。
ANPの分泌は主に心房への負荷で亢進され、BNPは
心室への負荷で生合成、分泌が亢進され、従ってANP
およびBNPは共に心疾患診断の指標として有用であ
る。それぞれの生体内における役割が解明されるにつ
れ、BNPを心疾患診断の指標とすることの利点が明ら
かにされてきた。例えば、正常な血中濃度を比較すると
BNPはANPの6分の1の濃度にすぎないが、心不全
などの場合には、ANPよりも血中濃度が高くなるこ
と; 心不全の症例では血中BNP濃度がANP濃度と
ともに上昇するが、重症例ほど血漿BNP濃度はANP
濃度を上回ることが多いこと: 末梢血レベルでの血漿
ANP、BNP濃度はともに心不全の重症度に伴い増加
するが、その増加率はANPよりもBNPのほうが大き
いことなどである。しかも、心不全症例でのBNP値は
健常者の数十倍〜数百倍に増加することもあり、心不全
におけるBNPの変動は他のホルモンに類を見ないほど
顕著であることから、BNP測定の有用性が示唆されて
いる(斎藤能彦ほか、Mebio, 12(5), 28, (1995))。
きる、BNP抗体を用いる免疫アッセイが開示されてい
る。特表平7−507210はプロテアーゼなどで生体
内分解されたγ−BNP(1−76)を測定する方法を
開示しているが、その方法の測定対象であるγ−BNP
(1−76)はBNP活性発現に必要なリング部分など
を含んでいないため、BNPのホルモン活性を直接に測
定するものでない。
測定する手法を提供するものとしてポリクローナル抗体
を用いた測定キット(「BNP−32」:ペニンシュラ
社製)が市販されている。しかし、この測定では血中に
て分解を受けてC末端などが欠損し活性を失ったα−B
NP分解物をも測定してしまうおそれがある。BNPの
血中濃度が低いことを勘案すると、この分解物に対する
測定値は無視できないものであり、よって本手法は心不
全等を正確に診断するためのBNP測定法としては不都
合を内包すると思われる。
ト(「シオノリアBNP」:塩野義製薬社製)が市販さ
れており、これは活性発現に必要な構造を認識する抗体
を用いることを特徴としている。しかし、この測定では
α−BNPが採血後、血中で極めて不安定であることか
ら、検体の採血および保存方法などが測定結果に大きく
影響することが危惧される。そのため、本手法において
信頼性あるデータを得るために、検体に特別な処理、例
えば採血管に分解抑制剤を添加したり、検体を低温に保
つなどが推奨されている。このような処理は本件BNP
測定キットの広範な臨床応用への障害となるおそれがあ
った。
を確立するために研究を重ねる過程で、血中でのBNP
の形態は、従来考えられていたようなα−BNPが主で
はなく、γ−BNPおよび少なくとも構造上α−BNP
を含むγ−BNP分解物(以下、これらをγ−BNP誘
導体という)で構成されていることを見出した。また、
血中においてγ−BNPはα−BNPよりも安定である
こと、即ち、γ−BNPのN−末端構造の役割の1つが
BNP分子の安定化であることを見出した。これらのこ
とは、生体が半減期の異なる少なくとも2種類のBNP
活性を有するBNP分子を生合成していることを示して
いる。このような知見を得て、本発明者らは、心疾患の
正確な診断のためには、α−BNPのみならず、γ−B
NP誘導体を特異的に測定する必要があるとの見解に達
し、本発明を完成した。
応する第1の抗体とプレプロBNPもしくはγ−BNP
誘導体に反応するがα−BNPには反応しない第2の抗
体とを用いることを特徴とする哺乳類のγ−BNP誘導
体に特異的な免疫測定方法を提供するものである。
は、哺乳類のプレプロBNPまたはγ−BNPがそのプ
ロセッシングシグナル配列のカルボキシ末端からプロセ
スされ、N−末端側のペプチドが分離されることにより
生成されるナトリウム利尿活性を有する低分子量のペプ
チドを意味する。α−BNPは、ヒトの場合、配列表の
配列番号1におけるカルボキシ末端側32アミノ酸(第
103−134位)からなり、環状構造を有するペプチ
ドである。プレプロBNPのプロセッシングシグナル配
列のカルボキシ末端の位置は種により若干異なり、例え
ばヒトBNPの場合、配列表の配列番号1に記載のアミ
ノ酸配列における第102位のアミノ酸残基Arg、ブタ
およびイヌでは第100位のアミノ酸残基に相当する。
末端にα−BNPに相当する32アミノ酸ペプチド部分
を有し、ヒトの場合には、配列表の配列番号1に記載の
アミノ酸配列の27位Hisから134位Hisまでの10
8アミノ酸からなるプロBNPを意味する。「プレプロ
BNP」とはヒトの場合、配列表の配列番号1に記載の
アミノ酸配列の1位Metから134位Hisまでの134
アミノ酸からなるペプチドを意味する。
類のプレプロBNPまたはγ−BNPから、主として生
体内のプロテアーゼ作用により生成される、α−BNP
を含み、該α−BNPよりも大きいペプチド断片を指
す。それは、通常、γ−BNPよりも小さいが、それよ
りも大きい分子であってもよい。本明細書中では、特記
しない限り、「γ−BNP誘導体」という場合、γ−B
NP自身も該誘導体に包含される。
ある」とは、プロテアーゼによる分解を受けるものの、
少なくともカルボキシ末端側のリング構造とC末端は残
存してナトリウム利尿活性を保持しており、採血後24
時間経過してもそのナトリウム利尿活性に有意な減少が
見られない状態であることを意味する。この定義に照ら
して、本発明の測定対象であるγ−BNP誘導体は安定
である。一方、不安定であるとは、プロテアーゼなどに
よりC末端が分解を受け、採血後24時間経過すればナ
トリウム利尿活性に有意な減少が見られる状態を意味
し、この定義に照らして、α−BNPは不安定である。
する第1の抗体とプレプロBNPもしくはγ−BNP誘
導体に反応するがα−BNPには反応しない第2の抗体
とを用いる方法に関する。この方法に使用する抗体は、
モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体のいずれ
でもよく、第1の抗体としては市販されている、または
当業者に既知の方法により化学的に合成したヒトα−B
NPもしくはその部分ペプチドを免疫原として当業者既
知の方法で製造することができる。或いは、市販のα−
BNP測定キット「シオノリアBNP」(塩野義製薬社
製)に用いられているα−BNPカルボキシ末端部分に
反応するモノクローナル抗体を用いることもできる。
任意の抗体を用いることができるが、例えば配列表の配
列番号1に記載のアミノ酸配列におけるアミノ酸番号2
7−102で示されるアミノ酸配列およびその代謝物に
特異的な抗体であることが好ましい。本発明の測定対象
であるγ−BNP誘導体は、ヒトの場合、少なくとも配
列番号1のアミノ酸配列におけるアミノ酸番号27−1
34で示される部分アミノ酸配列を包含することが好ま
しい。よって、好ましい態様では、本発明方法に使用さ
れる第2の抗体製造に際し、配列番号1のアミノ酸番号
27−102を認識する抗体が作製できるよう抗原を選
定する等の注意が必要であろう。このような抗体の製造
は当業者既知の方法で行うことができる。γ−BNPは
プロテアーゼによる切断可能な部位として、該配列番号
1の第47位のArg、53位のLysおよび72位のArg
を含有すると理論上考えられる。よって、配列番号1の
アミノ酸番号73−102を認識する抗体を第2の抗体
として用いることもできる。
チ法のいずれでもよく、用いる抗体はモノクローナル抗
体またはポリクローナル抗体のいずれでもよい。第1の
抗体および第2の抗体のうち、少なくとも一方は検出可
能に標識されているか、または固相化されていてもよ
い。抗体の標識および固相化法は当業者に既知である。
標識としては、放射性同位体、酵素、蛍光物質、発光物
質または粒子等を用いることができるが、これらに限定
されない。抗体の標識法も既知であり、例えば河野ら
(核医学技術、13(1), 2, (1993))の方法により標識す
ることができる。
する第1の抗体とプレプロBNPもしくはγ−BNP誘
導体に反応するがα−BNPには反応しない第2の抗体
とを含むことを特徴とする、哺乳類のγ−BNP誘導体
に特異的な免疫測定のためのキットを提供する。
チ法のいずれでもよく、用いる抗体はモノクローナル抗
体またはポリクローナル抗体のいずれでもよい。第1の
抗体および第2の抗体のうち、少なくとも一方は検出可
能に標識されていてよく、また固相化されていてよい。
さらに、本発明キットは標識を検出する手段を含んでい
てもよい。該標識としては、放射性同位体、酵素、蛍光
物質、発光物質または粒子を用いることができるが、こ
れらに限定されない。
をさらに詳細に説明するが、これらは本発明を限定する
ものではない。
ナカライテスク社の特級試薬を使用した。牛血清アルブ
ミン(BSA)はシグマ社製を使用した。
来アプロチニン(シグマ社製)(500KIU/L)添
加EDTA採血管に静脈血を採取し、4℃、×2000
gで5分間遠心分離(コクサン社製H−107RGA)
し、血球分離を行った。得られた血漿検体は使用するま
で−80℃で凍結保存した。 2)上記1)で調製した心疾患患者および健常人由来の
血漿をゲルろ過HPLCシステムLC10A(島津製作
所社製)にSuperdex75 10/30カラム(ファル
マシア社)を用いて分画した。0.1Mりん酸緩衝液(p
H7.5、0.3M NaCl、5mM EDTA)を用い、
流速1ml/minでカラムを平衡化した後、血漿検体1
mlを注入し、カラムからの溶出液1mlづつを捕集す
る。各分画を用い、下記(2)−2)のα−BNPの測
定法および(2)−3)のγ−BNP測定法に従い、そ
れぞれ測定を行った。
誘導体測定系の構築 1)測定には、以下のペプチド、抗体およびキットを用
いた。 ・ヒトα−BNP(ペプチド研究所社製) ・γ−hBNPアミノ末端部分(配列番号1におけるア
ミノ酸番号27−64)に対する抗体(ペプチド研究所
社製) ・α−BNPカルボキシ末端部分に対するモノクローナ
ル抗体(BC203)。BC203はシオノリアBNP
キット(塩野義製薬社製)に添付されているα−BNP
のカルボキシ末端(129−134)に対するモノクロ
ーナル抗体であり、ビーズに固定化されており、固定化
抗体として用いる。 ・α−BNPリング構造部分に対するモノクローナル抗
体(KY−BNPII)。 KY−BNPIIはシオノリアBNPキット(塩野義製
薬社製)に添付されているα−BNPのリング構造(1
12−128)に対するモノクローナル抗体であり、
125Iで標識されている。
定 α−BNP測定には市販の「シオノリアBNPキット」
(塩野義製薬社製)を用いた。この系では、α−BNP
のリング構造に対するモノクローナル抗体(KY−BN
PII)およびカルボキシ末端に対するモノクローナル
抗体(BC203)を用い、供給者の指示に従い、サン
ドイッチIRMA(ImmunoRadioMetric Assay)法で測定
する。すなわち、各測定検体および各種標準物質(α−
BNP溶液;0、4、10、150、600、2000
pg/ml)をポリスチレン製の試験管に100μl分
注し、200μlのヨウ化BNP抗体(125I)溶液
を添加し、BC203抗体固相化ポリスチレンビーズを
1個加えて攪拌後、4℃で18時間静置して反応させ
た。2mlの洗浄液で2回洗浄を行った後、放射活性をγ
カウンターARC−600(アロカ社製)で測定した。
その結果を図1および図2に示す。
分の測定 まず、γ−hBNPアミノ末端部分(27−64位)に
対する抗体の125Iによる標識を行った。γ−hBN
Pアミノ末端部分(配列番号1のアミノ酸番号27−6
4部分)に対する抗血清(ペプチド社製)からMASP
IIキット(バイオラッド社製)を用いてIgGを精製
し、セントリコン30(アミコン社製)を用いて0.5M
りん酸緩衝液(pH7.5)に置換した。抗体標識はクロ
ラミンT法を用いて行った。精製IgG溶液170μl
(77.6μgIgG)をガラスチューブに分注し、Na
125I溶液(アマシャム社製)を10μl(34.2M
Bq)添加した。0.1%クロラミンT溶液20μlを添
加し、室温で30秒間激しく撹拌した後、0.25%ピロ
亜硫酸ナトリウム溶液および5%ヨウ化カリウム水溶液
をそれぞれ20μlずつ加えて反応を停止した。Ampur
eSAカラム(アマシャム社製)により未反応の125
Iの除去および脱塩を行い、125I標識抗体を含む溶
液を得た。
キシ末端認識抗体(BC203)を固相したポリスチレ
ンビーズを用い、血漿画分に対してサンドイッチIRM
A法で行った。各測定検体100μlをポリスチレン製
の試験管に分注し、200μlの0.1Mりん酸緩衝液
(pH7.5、0.3M、5mMエチレンジアミン四酢酸(E
DTA)、0.2%BSA、500KIU/l牛肺由来ア
プロチニン(シグマ社製)を添加し、BC203抗体固
相ポリスチレンビーズを1個加えて撹拌後、4℃で18
時間静置して反応させた。2mlの洗浄液で2回洗浄を行
った後、125I標識抗体溶液300μlを加えて撹拌
し、4℃で18時間静置して反応させた。2mlの洗浄液
で2回洗浄を行った後、放射活性をγカウンターARC
−600(アロカ社製)で測定した。その結果を図3に
示す。
定結果を図1、図2および図3に示している。これらの
図においてAはα−BNPの溶出位置である。図1は、
上記(2)−2)のα−BNP測定キットによる測定結
果を示している。図中、縦軸は各分画中のシオノリアB
NPで測定したBNP様物質の濃度、横軸はカラムから
の溶出容量を表す。黒三角、白四角および白菱形はそれ
ぞれ異なる血漿検体の測定結果を示している。図2は、
図1と異なる検体を用いて、上記(2)−2)のα−B
NP測定系で測定した結果を示している。図中、縦軸は
各分画中のシオノリアBNPで測定したBNP様物質の
濃度、横軸はカラムからの溶出容量を表す。また、黒三
角および黒四角は異なる血漿検体を示す。図1および図
2から、心疾患患者血漿中にはα−BNPよりも分子量
の大きなBNP免疫活性様の物質が存在し、それがBN
P免疫活性をもつ主要物質であることが分かる。
(2)−3)に記載の本発明のγ−BNP測定系による
測定結果を示し、縦軸は本発明のγ−BNP免疫測定系
で測定した放射活性を、横軸はカラムからの溶出容量を
表している。また、黒丸はα−BNPを示す。図3中、
黒丸はヒトα−BNP溶液を血漿の場合と同様にHPL
Cにって分画して測定された結果である。図3から、本
発明のγ−BNP誘導体特異的免疫測定法では、BNP
免疫活性をもつ主要物質を検出することができるが、α
−BNPは全く検出されないことが分かる。
定法がα−BNPを認識せず、γ−BNP誘導体に特異
的な測定方法であることを示している。また、BNP免
疫活性をもつ主要物質がγ−BNPであることも明らか
となった。
ろ過HPLCの結果から、γ−BNP誘導体を含むと思
われる分画を採取した。牛肺由来アプロチニン未添加の
EDTA採血管を用い、健常人ボランティアから静脈血
を採取し、上記(1)−1)と同様の操作により血漿検
体(α−BNP最小検出限界(4pg/ml)未満)を
得、それに上記分画を添加後、室温(25℃)にて0、
2、6、24時間放置し、BNP免疫活性を、α−BN
Pを測定するためのシオノリアBNPキットで測定し、
γ−BNP誘導体の安定性を調べた。一方、上記と同様
の牛肺由来のアプロチニンを含まない健常人ボランティ
ア血漿に化学的に合成したα−BNPを添加後、4℃で
0、2、6、24時間放置し、そのBNP免疫活性を同
様にシオノリアBNPキットで測定し、α−BNPの安
定性を調べた。γ−BNP誘導体およびα−BNPの血
漿検体中での免疫活性の安定性の結果を図4および図5
にそれぞれ示す。
4時間放置しても初期値の免疫活性に比較して有意な低
下が見られないのに対し、図5から、α−BNPは4℃
で24時間放置した場合、初期値の約40%にまで免疫
活性が低下することが分かる。以上から、α−BNPは
γ−BNP誘導体よりも血液中で著しく不安定であり、
心疾患の診断には、後者が適することが示された。
〜数百倍に増加することもあり、心不全におけるBNP
の変動は他のホルモンに類を見ないほど顕著であること
から、BNP測定の有用性が示唆されている。本発明の
免疫測定法は、α−BNPは測定せずにγ−BNP誘導
体を特異的に測定できる方法である。よって本発明測定
法によれば、従来のBNP測定により判断されていた心
不全診断およびモニタリング予後の判定とは異なる臨床
上の意義を提供できると考えられる。また、本発明測定
法の測定対象であるγ−BNPは本明細書にて初めて明
らかにされたように血中にて安定である。よって本発明
測定法は測定検体の採取法、保存法および測定までの時
間による影響を受けることなく安定な信頼性ある臨床デ
ータを提供でき、しかも採血試料に特別な処理を施す必
要がないので、簡便に臨床データが得られ、心疾患のさ
らなる正確な診断に貢献し得る。
uperdex75によるゲルろ過HPLCでのクロマトグラ
ム。図中、Aはα−BNPの溶出位置を示す。
血漿検体のSuperdex75によるゲルろ過HPLCでの
クロマトグラム。図中、Aはα−BNPの溶出位置を示
す。
2と同じ血漿検体のSuperdex75によるゲルろ過HP
LCでのクロマトグラム。図中、Aはα−BNPの溶出
位置を示す。
ときの保存時間と、BNPの免疫活性との関係を示すグ
ラフ。
の保存時間と、α−BNPの免疫活性との関係を示すグ
ラフ。
Claims (8)
- 【請求項1】 哺乳類のα−BNPに反応する第1の抗
体とプレプロBNPもしくはγ−BNP誘導体に反応す
るがα−BNPには反応しない第2の抗体とを用いるこ
とを特徴とする哺乳類のγ−BNP誘導体に特異的な免
疫測定方法。 - 【請求項2】 γ−BNP誘導体が、配列表の配列番号
1に記載のアミノ酸配列におけるアミノ酸番号27−1
02で示されるアミノ酸配列を包含するものである請求
項1記載の方法。 - 【請求項3】 第2の抗体が、配列表の配列番号1に記
載のアミノ酸配列におけるアミノ酸番号27−102で
示されるアミノ酸配列に特異的な抗体である請求項1記
載の方法。 - 【請求項4】 第1の抗体および第2の抗体のうち、少
なくとも一方が検出可能に標識されているか、あるいは
固相化されていることを特徴とする請求項1〜3のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項5】 検出可能な標識が放射性同位体、酵素、
蛍光物質、発光物質または粒子である請求項1〜3のい
ずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 哺乳類のα−BNPに反応する第1の抗
体とプレプロBNPもしくはγ−BNP誘導体に反応す
るがα−BNPには反応しない第2の抗体とを含むこと
を特徴とする、哺乳類のγ−BNP誘導体に特異的な免
疫測定のためのキット。 - 【請求項7】 第1の抗体および第2の抗体のうち、少
なくとも一方が検出可能に標識されているか、固相化さ
れていることを特徴とする請求項6記載のキット。 - 【請求項8】 標識を検出する手段をさらに含むことを
特徴とする請求項7記載のキット。
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