JP3715027B2 - C型肝炎ウイルス感染症診断薬 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、HCV抗原とキャリアータンパク質との化学結合により調製した複合抗原を固相に感作させて得られるC型肝炎ウイルス(HCV)感染症を検出する診断薬に関する。
【0002】
【従来の技術】
C型肝炎は1988年、米国のカイロン社の研究グループによってHCV遺伝子がウイルスに先立って発見された。このHCVに対する抗体を検出するために各種組換え抗原や合成ペプチドが検討され、HCV関連抗体を検出するキットが開発されている。また、検出方法としては、寒天ゲル拡散法、対向免疫電気泳動法、放射免疫測定法、酵素免疫測定法、受身赤血球凝集法、ラテックス凝集法などがある。
【0003】
HCV関連抗体を検出するために用いられるHCV抗原タンパクとしては、構造領域タンパクとしてコアおよびエンベロープタンパク、非構造領域タンパクとしてNS1〜NS5タンパクが知られている。1つのHCV抗原タンパクのみでは検出感度が十分高くなく、特異性にも問題があるので、構造領域と非構造領域のタンパクを適宜組み合わせて用いられている(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:10011-10015, 1992)。また、さらに検出感度を高めるための試みもなされている。例えば、粒子凝集法では、感作するHCV抗原の数をさらに増やしたり、HCV抗原活性ポリペプチドを加熱処理したり(特開平6−1002273号)、あるいはHCV抗原タンパクとキャリアータンパクとの融合タンパクを親水性粒子に感作して用いる(特開平7−198723号)などが行われている。
【0004】
また、抗原として合成ペプチドを用いる試みもなされているが、合成ペプチドを用いた場合には一般に検出感度が低くなると言われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、より高感度で迅速にC型肝炎ウイルス感染症を検出することができるHCV感染症診断薬が求められている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、分子量1000〜5000のHCV抗原とキャリアータンパク質との化学結合により調製した複合抗原、および分子量10000以上のHCV抗原を固相に感作させることにより、高感度化が可能となった。またこの複合抗原を使用することにより、粒子の安定性についても大幅に改善することが可能となった。
【0007】
本発明は、分子量1000〜5000のHCV抗原とキャリアータンパク質との化学結合により調製した複合抗原、および分子量10000以上のHCV抗原を固相に感作させて得られるC型肝炎ウイルス感染症診断薬を提供する。
【0008】
キャリアータンパク質としては、水溶性タンパクであれば特に制限はないが、好ましくは分子量10,000〜1,000,000、より好ましくは30,000〜150,000であり、具体的にはウシ血清アルブミン(BSA)、卵白アルブミン、ヘモシアニンなどが好適に用いられる。この他にも、水溶性合成高分子、例えばポリビニルアルコール、デキストランなども使用できる。
【0009】
固相としては、担体粒子、ミクロタイタープレート、試験管などを使用できる。担体粒子を用いることが好ましい。担体粒子としては、通常粒子凝集法の診断薬で用いられる公知の粒子を用いることができる。例えば、ポリスチレンラテックスのような疎水性粒子、粒子表面にアミノ基、カルボキシル基などの親水基を有する共重合ラテックス粒子、赤血球、ゼラチン粒子などを用いることができる。より好ましくはポリスチレンラテックスが用いられる。
【0010】
本発明の診断薬で使用するHCV抗原タンパク質は、公知のHCVの構造領域タンパク質や非構造タンパク質である。構造領域タンパク質としては、コアタンパク、非構造領域タンパク質としてはNS3タンパク、NS4タンパク、およびNS5タンパクを使用できる。なお、これらの抗原タンパク質のアミノ酸およびヌクレオチド配列については文献(特表平5−508219号)に記載されている。抗原タンパク質の由来についてはHCV抗原活性を有するものであれば特に制限されず、天然から単離したもの、化学合成によるもの、および遺伝子組換え法により製造したものを使用できる。抗原タンパク質としてはこれらの領域のタンパク質のうちの種々の長さのペプチドを用いることができ、好ましくは、少なくとも1つのエピトープを含む8個以上のアミノ酸からなるペプチドを用いる。より好ましくは、分子量1,000〜5,000の合成ペプチドを用いる。ペプチドは当業界で公知の方法、例えば固相合成法、フラグメント縮合法、または古典的溶液合成法を用いて合成することができる。好ましくは文献(Merrifield, J. Am. Chem. Soc. 85:2149, 1963)に記載の固相ペプチド合成法により製造できる。なお、本発明では、コア、NS3、NS4、NS5のそれぞれの抗原タンパク質として、少なくとも1つ以上の異なるエピトープを含む1種類以上の抗原を組み合わせて、これらを直接あるいはキャリアータンパク質との複合抗原として担体粒子に感作することができる。後述する実施例ではコア抗原として特表平5−508219号記載のコア領域のうちのアミノ酸49〜68を含むペプチドを使用し、NS4ペプチドとして特表平5−508219号記載のNS4領域のうちのアミノ酸1706〜1725、1718〜1737および1724〜1743を含むペプチドを使用し、またNS5ペプチドとして特表平5−508219号記載のNS5領域のうちのアミノ酸2287〜2306、2299〜2318および2311〜2330を含むペプチドを使用し、またNS3抗原としては特表平5−508219号記載のNS3領域のうちのアミノ酸1192〜1457のペプチドを使用したが、これに限定されない。
【0011】
上記抗原タンパク質のそれぞれをキャリアータンパク質と化学結合により結合して複合抗原を調製する。抗原タンパク質は直接担体粒子に感作させるよりも複合抗原として感作させた方が検出感度のよいことが見いだされた。ただし、本発明で使用したNS3抗原のように分子量が10,000以上のものについては顕著な差は観察されず、したがってそのような抗原タンパク質を直接担体粒子に感作し、他の抗原タンパク質を複合抗原として感作させてもよい。キャリアータンパク質と抗原タンパク質との結合には公知の方法を用いることができ、例えば、カルボジイミド法、過ヨウ素酸法、マレイミド法、グルタルアルデヒド法などを用いることができる。グルタルアルデヒドによる架橋により行うことによって反応性が増大するのでグルタルアルデヒド法を用いることが好ましい。また、キャリアータンパク質と抗原タンパク質は、分子数の比で、約1:3〜1:20、好ましくは約1:4〜1:9、より好ましくは約1:6〜1:8の割合で混合して複合抗原を調製する。このようにして調製した複合抗原を公知の方法により担体粒子と結合(感作)する。例えば、物理的吸着、化学的吸着によって行うことができる。上述したように、NS3抗原はキャリアータンパク質と複合抗原を形成することなく直接担体粒子に感作することもできるが、これも同様の方法を用いることができる。感作は緩衝作用のある緩衝液中で行い、例えばリン酸緩衝液、グリシン緩衝液、トリス緩衝液、酢酸緩衝液を用い、好ましくはpH3〜8、より好ましくはpH4〜5で行う。
【0012】
また、固相として担体粒子を用いた上記C型肝炎ウイルス感染症診断薬の場合、このC型肝炎ウイルス感染症診断薬を検体試料に添加し、担体粒子の凝集度をフローサイトメーターで測定することによってC型肝炎ウイルス感染症を検出することができる。このC型肝炎ウイルス感染症診断薬は、検体試料中に抗HCV抗体が存在する場合にはこれに反応して凝集を生じる。生じた凝集は目視、あるいは濁度、吸光度などでも測定は可能であるが、フローサイトメータの原理を応用した全自動免疫凝集測定装置(例えば東亜医用電子社製のPAMIA−30TM)を用いて凝集粒子の大きさを光学的に測定することにより迅速かつ高感度、高精度に測定することができる。すなわち、試料をシースフロー機構によりフローセル中に導き、1列に並べて通過させる。ここにレーザー光を照射して生じる散乱光の強度を測定することによっても凝集の程度を知ることができる。凝集粒子数(P:Polymer)と未凝集粒子数(M:Monomer)を計数する。このPとMからP/T(T=P+M)を演算し、あらかじめ得られたカットオフ値からHCV抗体の有無を定性判定するものである。この方法を用いることによって、HCV抗体をより高感度に検出することができる。また、粒径を適当なものとすれば、電気抵抗法を用いた血液分析装置や粒度分析測定装置により測定することも可能である。ただし検出器の目詰まりなどの問題を考慮すると、光学的な方法で測定する方が好ましい。
【0013】
【発明の効果】
本発明のC型肝炎ウイルス感染症診断薬を用いるとC型肝炎ウイルスへの感染を感度よく、かつ市販の診断薬よりも早期に診断することが可能である。すなわち、HCV抗体が陽性化していく過程で同一人から経時的に採血した数検体から構成されるパネル血清(例えば、HCVセロコンバージョンパネル、輸入販売元:協和メディックス、製造元:BOSTON BIOMEDICA,INC)を用いて試験したところ、本発明のC型肝炎ウイルス感染症診断薬は、従来の赤血球を用いる受動血球凝集法(PHA)、酵素免疫検定法(EIA)、および酵素免疫ソルベント検定法(ELISA)に比べてより早期に、すなわち感染初期にHCVへの感染を検出できることが明らかとなった。
【0014】
また、本発明の診断薬と、同じ抗原を用いるがキャリアータンパク質と複合抗原を調製することなく直接感作することによって製造した診断薬とを比較したところ、本発明の診断薬の方が検出感度の優れていることが判明した。
【0015】
さらに、本発明の診断薬は長期保存をした後にも検出感度が落ちず、安定な診断薬であるといえる。
【0016】
本発明の診断薬として、固相に担体粒子を用いた診断薬を用いた場合には、ELISAなどの従来法と比較して、繁雑な洗浄工程を伴わなず、単に本発明のHCV感染症診断薬(好ましくはHCV抗原を感作したラテックス粒子)を、検体試料(好ましくは被験者血液)と混合するだけの操作によって実施することが可能である。また、本発明の診断薬は上記混合操作および測定操作のいずれをも全自動で行う測定機による測定が可能であり、多数の検体を測定するのに好適である。
【0017】
【実施例】
以下の実施例において本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の範囲はこれに限定されない。
【0018】
実施例1:HCV複合抗原の調製
HCV抗原として、NS3抗原は、特表平5−508219号の実施例1の記載に基づいて遺伝子組換え法により製造し使用した。用いたNS3ペプチドはHCVタンパク質のアミノ酸1192〜1457である。
【0019】
コア抗原、NS4抗原、NS5抗原については、特表平5−508219号に記載されたアミノ酸配列のうち、それぞれ49〜68、1706〜1725、2287〜2306を含むペプチドを、PERKIN ELMER社のペプチドシンセサイザModel 431Aを用いて合成し使用した。
【0020】
BSA(市販品、分子量66,000)を10mM PBS、pH7.0中に、1%(w/v)の濃度で調製したもの1容量に、コア抗原(アミノ酸49〜68のペプチド)を10mM PBS、pH7.0中に0.1%(w/v)の濃度に調製したもの7容量を添加し、最終的に10mM PBS、pH7.0を加えて9容量となるよう調製する。その後、1%グルタルアルデヒド水溶液を添加し反応を開始する。反応温度は30℃で行い、30分後に20%グリシン水溶液1容量を添加して反応を停止する。
【0021】
NS3、NS4、NS5抗原についても同様の操作を行い、10mM PBS、pH6〜8の緩衝液を用い、1容量の1%(w/v)BSA溶液に対し、1〜8容量の0.1%(w/v)HCV抗原溶液を反応させてHCV複合抗原を調製した。
【0022】
実施例2:HCV抗原感作ラテックスの製造
粒径0.78μmのポリスチレンラテックス粒子(積水化学工業株式会社製)を10mM PBS、pH4.0中に5%(w/v)の濃度に調製し、この中に実施例1で調製したNS3複合抗原、NS4複合抗原、NS5複合抗原をラテックス分散液1ml当たり50μg添加し、4℃で24時間反応させた。その後遠心(12000rpm、10分)を行い、1mg/ml BSAを含む0.1MPBS緩衝液、pH7.0を最初と同量添加し粒子を分散させた。再度遠心処理を行い、同じ緩衝液中に分散させてHCV抗原感作ラテックスとした。
【0023】
実施例3:凝集反応
検体試料(被験者血液)10μlに実施例2で調製したHCV抗原感作ラテックス(5%)10μlを添加し、1mg/mlのBSAを含む0.1Mリン酸緩衝液80μlを加え、45℃で15分間反応させた後、ラテックス粒子の凝集度を測定した。この反応および測定は全自動免疫測定装置PAMIA−30(東亜医用電子株式会社製)を用い、前方散乱光を測定した。
【0024】
凝集度はトータルの粒子数に対する凝集した粒子数のパーセント(P/T%)で示される。
【0025】
測定結果を以下の表1に示す。表1から明らかなように、HCV抗体陽性検体において十分な凝集度が得られている。また、HCV抗体陰性検体ではラテックスは凝集せず、HCV抗体を含む検体試料では凝集が認められることから、HCV抗原で感作したラテックス粒子がHCV抗体と反応することによって凝集が生じたことがわかる。
【0026】
【表1】
【0027】
実施例4:早期検出感度
HCV抗体が陽性化していく過程で同一人から経時的に採血した数検体から構成される、市販のHCVセロコンバージョンパネルPHV901、PHV902およびPHV903(輸入販売元:協和メディックス、製造元:BOSTON BIOMEDICA,INC)を用いて、HCV抗体陽転の早期検出感度を試験した。実施例2で調製した診断薬を用いる本発明のカウンティングイムノアッセイ(CIA)を、以下の方法を用いる他社製品と比較した:
A社:赤血球を用いる受動血球凝集法(PHA)
使用HCV抗原:コア、NS3、NS4
B社:酵素免疫検定法(EIA)
使用HCV抗原:コア、NS3、NS4
C社:酵素免疫ソルベント検定法(ELISA)
使用HCV抗原:コア、NS3、NS4
得られた結果を以下の表2、表3および表4に示す(なお、表中のB社およびC社のデータはパネルに添付のデータを記載した)。本発明の診断薬ならびに診断法を用いると、パネルPHV902およびPHV903(これらのパネルの被験者は採血第1日目からPCRによる抗体検査は陽性である)において、他社のいずれの診断薬よりも早期にHCV感染を検出できた。
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】
実施例5:HCV抗原を直接感作した診断薬との比較
本発明の診断薬と、同じHCV抗原を直接感作して調製した診断薬とを用いて、HCV抗体の検出感度試験を行った。
【0032】
NS3抗原(遺伝子組換え法により得たもの)、コア抗原(合成法により得たペプチド)、NS4抗原(合成法により得たペプチド)、およびNS5抗原(合成法により得たペプチド)はそれぞれBSAとの複合抗原とした後に、実施例2の方法により感作して、HCV複合抗原感作ラテックスとした。
【0033】
対照として、同じ抗原、同じ感作条件を用いてすべて直接感作によりHCV抗原直接感作ラテックスを調製した。
【0034】
これらのラテックスを用いて、実施例3の方法により、HCV抗体陽性の検体試料(A〜E)およびHCV抗体陰性の検体(F〜J)の凝集度(P/T%)を測定した。カットオフ値(複合抗原感作ラテックスで1.95%;抗原直接感作ラテックスで1.01%)を考慮して各検体のHCV抗体陽性または陰性を判定した。得られた結果を以下の表5に示す。
【0035】
【表5】
【0036】
HCV抗体陽性検体である検体試料AおよびEにおいて、抗原を直接感作した診断薬ではHCV抗体を検出できなかったが、本発明による複合抗原を感作した診断薬では検出可能であった。
【0037】
実施例6:長期保存安定性試験
実施例5のHCV抗原感作ラテックス5%(w/v)、0.1M PBS、pH7.0懸濁液を冷蔵保存し、試薬の保存安定性を試験した。得られた結果を以下の表6に示す。
【0038】
【表6】
【0039】
以上の結果から明らかなように、複合抗原感作ラテックスは13カ月の長期保存後でも凝集度が安定していた。一方、直接感作ラテックスでは、HCV抗体陰性プール血清を用いた試験では凝集度が長期保存とともに徐々に上昇し、HCV抗体陽性プール血清を用いた試験では凝集度が徐々に低下し、またカットオフ値が徐々に上昇することが観察された。
【0040】
実施例7:HCV抗原感作ラテックスの製造(2)
HCV抗原として、実施例1と同じものを用い、NS3抗原を複合抗原とせずに直接感作した以外は、実施例2と同様に操作を行い、HCV抗原感作ラテックスと調製した。
【0041】
実施例8:HCV抗原感作ラテックスの製造(3)
NS3抗原は、実施例1と同じものを用い、コア抗原として、前記公報(特表平5−508219号)記載のアミノ酸49〜68のペプチド、NS4抗原として、同じくアミノ酸1706〜1725、1718〜1737のペプチド、NS5抗原として、同じくアミノ酸2287〜2306、2299〜2318のペプチドを用い、実施例1と同様に1容量の1%(w/v)BSA溶液に対し、1〜8容量の0.1%(w/v)HCV抗原溶液を反応させてHCV複合抗原を調製し、実施例2と同様にHCV抗原感作ラテックスを調製した。
【0042】
実施例9:HCV抗原感作ラテックスの製造(4)
NS3抗原は、実施例1と同じものを用い、コア抗原として、前記公報記載のアミノ酸49〜68のペプチド、NS4抗原として、同じくアミノ酸1706〜1725、1718〜1737、1724〜1743のペプチド、NS5抗原として、同じくアミノ酸2287〜2306、2299〜2318、2311〜2330のペプチドを用い、実施例1と同様に1容量の1%(w/v)BSA溶液に対し、1〜8容量の0.1%(w/v)HCV抗原溶液を反応させてHCV複合抗原を調製し、実施例2と同様にHCV抗原感作ラテックスを調製した。
Claims (9)
- 分子量1000〜5000のHCV抗原とキャリアータンパク質との化学結合により調製した複合抗原、および分子量10000以上のHCV抗原を固相に感作させて得られるC型肝炎ウイルス感染症診断薬。
- 前記キャリアータンパク質の分子量が10000〜1000000である請求項1記載のC型肝炎ウイルス感染症診断薬。
- 複合抗原のHCV抗原が、コア抗原、NS4抗原およびNS5抗原から選ばれたものである請求項1又は2記載のC型肝炎ウイルス感染症診断薬。
- a.コア抗原とキャリアータンパク質との化学結合により調製した複合抗原、
b.NS3抗原、
c.NS4抗原とキャリアータンパク質との化学結合により調製した複合抗原、
d.NS5抗原とキャリアータンパク質との化学結合により調製した複合抗原、
から選択される3種以上のHCV抗原を固相に感作させて得られる請求項1〜3のいずれかに記載のC型肝炎ウイルス感染症診断薬。 - 複合抗原のHCV抗原が合成ペプチドであり、分子量10000以上のHCV抗原が遺伝子組換え法による抗原タンパク質である請求項1記載のC型肝炎ウイルス感染症診断薬。
- キャリアータンパク質がBSA、卵白アルブミンまたはヘモシアニンから選択される請求項1〜5のいずれかに記載のC型肝炎ウイルス感染症診断薬。
- 固相が担体粒子である請求項1〜6のいずれかに記載のC型肝炎ウイルス感染症診断薬。
- 担体粒子が疎水性粒子である請求項7記載のC型肝炎ウイルス感染症診断薬。
- 疎水性粒子がポリスチレンラテックスである請求項8記載のC型肝炎ウイルス感染症診断薬。
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