JP5048207B2 - 敗血症状態の発症および存在を決定するための装置及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、敗血症状態の発症および存在を迅速に決定するための新規かつ有用な装置及び方法に関する。
1. 体温が36 ℃未満または38 ℃を越えている;
2. 心拍数が90を越えている;
3. 呼吸数が20を越えている;または
4. 白血球カウント数が1 mlあたり4×106個未満もしくは1 mlあたり12×106個を越えている。
「敗血症」は、培養による感染の立証を伴うSIRSの状態である[敗血症患者は、全身性血管抵抗疾患で見られるような心拍出量の増加を伴うが、臓器潅流(血流量)は低い]。「重症敗血症」は、臓器不全、低血圧、または低潅流をさらに伴う敗血症の状態である。「敗血性ショック」は、低潅流異常を伴う低血圧(輸液蘇生にもかかわらず)と定義される。組織低潅流(血流量の低下)による細胞死の結果として、臓器不全が起こる。
本発明により、敗血症状態の存在を決定する測定を行うための新規かつ有用な装置及び方法が本明細書中で提供される。
本発明のいくつかの局面は、以下の好ましい態様の詳細な説明およびその実施例から生ずるが、これらは後記の図面に関連させて考慮されるべきである。
米国特許出願第08/833,506号中で、クローン21C10-1D10および2A1-F8として同定された、2つの抗iNOSモノクローナル抗体産生クローンからマウスIgGを得た。抗体は、培養上清液からプロテインGによるアフィニティー精製により、または腹水液から硫酸アンモニウム沈殿に続くSephadex G 200によるゲルろ過クロマトグラフィーにより精製した。図1は、ゲルろ過クロマトグラフィーの結果を示す。サンドイッチ型ELISAで「捕捉用」抗体として使用するため、精製した21C10-1D10抗体をマイクロタイタープレート上に吸着させた。クローン2A1-F8から精製したIgG 5.0 mgを、Pierce Chemical社(ロックビル、イリノイ)から購入した、10倍モルの過剰スルホスクシンイミジル 6-(ビオチンアミド)ヘキサノエート(sulfosuccinimidyl 6-(biotinamido) hexanoate)と反応させた。炭酸水素ナトリウム緩衝液(pH 8.5)中にて16時間反応させ、次いで1.0 M トリス緩衝液(pH .5) 0.1 mlを添加して反応を停止させた。0.1 M トリス緩衝液(pH 8.5)に対し4時間透析し、さらにリン酸緩衝生理食塩水に対し、これを3回交換しつつ透析することで、未結合のビオチンを除去した。ビオチン-2A1-F8複合体を、適当な結合パートナーとともにサンドイッチ型EIAで「検出用」抗体として使用した。
臨床研究の患者から得られた血漿および/または血清中のiNOSを、EIA法、免疫細胞化学的染色法、およびウエスタンブロット法により直接的に測定しようとしたところ、血液試料の非液体部分中、すなわち誘導白血球中にiNOSが認められた。血漿部分中の遊離型iNOSは検出されなかった。当初、血漿の遊離型iNOSを検出できなかったのは、iNOSが細胞内タンパク質であるという事実や、iNOSを発現している細胞がアポトーシスにより死ぬことが報告されているという事実が原因であったと考えられる。アポトーシス機構では、細胞の残骸はマクロファージによって貪食される。白血球の細胞内成分が、この過程の下で放出されることはないと理論づけられた。敗血症患者の血漿および/または血清中のiNOSを、より感度の高い他の方法により検出することを試みた。健常ボランティアからの血漿(iNOSを含んでいなかったはずである)および誘発させたDLD-1細胞から精製したiNOSを使用した。後者はヒト結腸直腸上皮腺癌由来であり、その細胞は炎症性サイトカインの併用による誘発後、ヒトiNOSを発現することが報告されていた。精製したヒトiNOSの原液は、抗ペプチドポリクローナル抗体、既知量の非標識の遊離型ペプチド、および125I標識ペプチドを用いた、競合結合放射免疫測定法によりキャリブレーションした。iNOSの原液は、高感度EIA法を開発するため、既知量のiNOSを健常人血漿にスパイクするのに使用した。本実施例のEIAによる最初の測定法は、結合パートナーとしてABCを使用し、比色分析による読み取りを行ったが、SIRS患者および敗血症患者の血漿中のiNOSを検出できなかった。しかし、結合パートナーをHRP標識ストレプトアビジンに置き換え、化学発光による読み取りを行ったところ、健常人の血漿試料中にスパイクされたiNOSを検出することができた。この置換によって、感度が80倍に増大したと考えられる。図2は、化学発光による読み取りの結果を示している。
1. モノクローナル抗iNOS抗体クローン21C10-1D10(「捕捉用抗体」)のIgG分画でコーティングした、96ウェルの白色EIAマイクロタイタープレート1枚
2. 洗浄用緩衝液
3. 試料添加用緩衝液
4. キャリブレーション用iNOS標準(Calibrated iNOS standard)
5. モノクローナル抗iNOS抗体クローン2A1-F8のビオチン化IgG分画(「検出用抗体」)
6. 西洋ワサビペルオキシダーゼ標識ストレプトアビジン(標識「結合パートナー」)
7. 次の2成分からなる化学発光基質:
増強型の化学発光基質溶液(増強剤入りルミノールまたはイソルミノール)、
安定化過酸化水素溶液
8. iNOSの血漿濃度を決定するためのチャート/グラフ
9. 取扱説明書(操作マニュアル)
取扱説明書(操作マニュアル)、チャート/グラフ、および他のデータは、フロッピーディスク、コンパクトディスク、またはダウンロード可能なインターネットファイルのような、コンピュータ可読形態で提供されてもよい。
化学発光による読み取りを目的とし、実施例2記載のサンドイッチ型EIA法を、各インキュベーション時間の長さ、緩衝液の組成、および酵素標識結合パートナーの濃度について標準化した。iNOS血漿試料は、健常ボランティア8人から、およびSIRS/敗血症患者またはSIRS/敗血症が進行している「危険性のある」患者10人から得た。インフォームド・コンセントを、ボランティアおよび患者全員ともこの研究に登録される前に、成人(本人)からおよび患者(本人)または子供の保護者から得た。健常ボランティア8人の年齢は、18歳から50歳に及んでいた。健常ボランティアのうち、3人が女性、5人が男性であった。健常ボランティア8人から得られた血漿中には、iNOSが検出されなかった。健常ボランティア8人の血漿中の遊離型iNOS量は、仮にそれが存在していたとしても、実施例2記載の測定法の通常検出限界、すなわち0.375 fmol/ml未満であるにちがいないと総括された。
実施例3の、SIRSおよび/もしくは敗血症患者、またはSIRSもしくは敗血症が進行している「危険性のある」患者のiNOSの血漿濃度に関して得られたデータを、亜硝酸塩(NO2)および硝酸塩(NO3)の血漿濃度と比較した。図5から、これらの患者から得られた血漿中に存在する亜硝酸塩または硝酸塩との間には、統計的に有意な相関が認められなかったことが示される。このデータに関して、回帰直線はy = 0.014x + 60.27、相関係数はr = 0.1038と定義される。
治療前のSIRSおよび/または敗血症患者10人から得られた14の試料について、実施例2の化学発光EIA法により決定された血漿中のiNOS濃度を、健常ボランティア8人の血漿中で確認された濃度と比較した。図6は、その結果を示している。スチューデントのt検定により、そのデータを統計的に解析した。SIRSおよび敗血症患者から得られた14の試料の平均濃度は、404 ± 212 fmol/ml(平均 ± 標準偏差)であった。そして対照の健常ボランティア8人についての平均濃度は、ゼロであった。スチューデントのt検定により、これらの2つの集団が同一である確率は、0.001未満(p < 0.001)である。従って、血漿中で測定された、健常ボランティアと治療前のSIRSおよび/または敗血症患者との間のiNOSの相違は、統計的に極めて有意である。
Claims (14)
- 全身性炎症反応症候群、敗血症、重症敗血症、または敗血性ショックの発症を、哺乳動物被験体における内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)又は神経型一酸化窒素合成酵素(nNOS)の存在とは別に、前記哺乳動物被験体の血液の液体部分の試料を用いて誘導性酸化窒素合成酵素(iNOS)の存在を検出することによって迅速に決定するための高感度アッセイ装置であって:
a.前記哺乳動物被験体の血液の液体部分中の誘導性酸化窒素合成酵素(iNOS)に結合し、ヒトiNOSの残基39位ないし45位に特異的に結合する捕捉用抗iNOSモノクローナル抗体であって、内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)又は神経型一酸化窒素合成酵素(nNOS)と交差反応しない捕捉用抗iNOSモノクローナル抗体と;
b.前記哺乳動物被験体の血液の液体部分中の誘導性酸化窒素合成酵素(iNOS)に結合する検出標識抗体と;
を含み、更に:
c.前記捕捉用抗iNOSモノクローナル抗体と前記検出標識抗体とを用いた、化学発光性のサンドイッチ型ELISAと化学発光性のサンドイッチ型EIAとからなる群から選択されるアッセイ型式;
を具えることを特徴とするアッセイ装置。 - 請求項1に記載のアッセイ装置において、前記捕捉用抗iNOSモノクローナル抗体が前記哺乳動物被験体の血液の液体部分中の誘導性酸化窒素合成酵素(iNOS)の第1の部位に結合し、前記検出標識抗体が前記哺乳動物被験体の血液の液体部分中の誘導性酸化窒素合成酵素(iNOS)の第2の部位に結合することを特徴とするアッセイ装置。
- 請求項1に記載のアッセイ装置において、前記検出標識抗体が、抗iNOSモノクローナル抗体を含むことを特徴とするアッセイ装置。
- 請求項3に記載のアッセイ装置において、検出標識型の前記抗iNOSモノクローナル抗体がビオチンで標識されるか、あるいは直接的に発光化合物又は光発生酵素に直接的に接合されることを特徴とするアッセイ装置。
- 請求項1に記載のアッセイ装置において、前記誘導性酸化窒素合成酵素(iNOS)に結合する前記捕捉用抗iNOSモノクローナル抗体が、第1の抗ヒト誘導性酸化窒素合成酵素(hiNOS)を含み、前記誘導性酸化窒素合成酵素(iNOS)に結合する前記検出標識抗体が第2の抗ヒト誘導性酸化窒素合成酵素(hiNOS)を含むことを特徴とするアッセイ装置。
- 請求項3に記載のアッセイ装置において、前記検出標識型のモノクローナル抗体が第1の結合パートナーで標識され、更に:
a.前記第1の結合パートナーに結合する第2の結合パートナーと;
b.当該第2の結合パートナーに結合する更なる標識と;
を具えることを特徴とするアッセイ装置。 - 請求項6に記載のアッセイ装置において、前記更なる標識が発光化合物又は光発生酵素を具えることを特徴とするアッセイ装置。
- 請求項6に記載のアッセイ装置において、前記第1の結合パートナーがビオチン、ペプチド、ハプテン、タンパク質、オリゴヌクレオチド、及び多糖類からなる群から選択されることを特徴とするアッセイ装置。
- 請求項6に記載のアッセイ装置において、前記第2の結合パートナーがストレプトアビジン、アビジン、抗ビオチン抗体、およびアビジン−ビオチン複合体からなる群から選択されることを特徴とするアッセイ装置。
- 請求項6に記載のアッセイ装置において、前記第2の結合パートナーが光発生酵素に接合されることを特徴とするアッセイ装置。
- 請求項6に記載のアッセイ装置において、前記第1の結合パートナーに結合可能な前記第2の結合パートナーがビオチン、ペプチド、ハプテン、タンパク質、オリゴヌクレオチド、及び多糖類からなる群から選択される任意の群の要素に特異的な抗体からなる群から選択されることを特徴とするアッセイ装置。
- 請求項6に記載のアッセイ装置において、前記第2の結合パートナーに接合した前記更なる標識が、酵素、発光化合物、光発生酵素、蛍光色素、蛍光性金属キレート、着色化合物、色生成化合物、および放射性同位元素からなる群から選択されることを特徴とするアッセイ装置。
- 請求項1に記載のアッセイ装置において、前記哺乳動物被験体の血液の液体部分中の前記誘導性酸化窒素合成酵素(iNOS)に結合する前記捕捉用抗iNOSモノクローナル抗体が、捕捉用の固定化抗iNOS抗体を含むことを特徴とするアッセイ装置。
- 請求項1に記載のアッセイ装置において、前記哺乳動物被験体の血液の液体部分中の前記誘導性酸化窒素合成酵素(iNOS)に結合する前記捕捉用抗iNOSモノクローナル抗体が、捕捉用の固定化抗hiNOS抗体を含むことを特徴とするアッセイ装置。
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