JP6083784B2 - Method for detecting an exacerbation index of chronic obstructive pulmonary disease - Google Patents

Method for detecting an exacerbation index of chronic obstructive pulmonary disease Download PDF

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Description

本発明は、慢性閉塞性肺疾患の増悪の診断において利用可能な増悪指標の検出方法に関する。   The present invention relates to a method for detecting an exacerbation index that can be used in diagnosis of exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease.

慢性閉塞性肺疾患(COPD)とは、タバコ煙を主とする有害物質を長期に吸入曝露することで生じる肺の炎症性疾患である。この疾患の患者は、呼吸機能検査で正常に復すことのない気流閉塞を示す。気流閉塞は末梢気道病変と気腫性病変が様々な割合で複合的に作用することにより起こり、進行性である。COPDは2020年には全世界の死亡原因の第三位を占めると予測されている。COPD患者が同疾患により入院治療を必要とする場合、そのほとんどはCOPDの急性増悪が原因であると考えられている。   Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is an inflammatory disease of the lungs caused by long-term inhalation exposure to harmful substances, mainly tobacco smoke. Patients with this disease exhibit airflow obstruction that does not return to normal on a respiratory function test. Airflow obstruction is caused by the combined action of peripheral airway lesions and emphysematous lesions in various proportions and is progressive. COPD is predicted to be the third leading cause of death worldwide in 2020. Most patients with COPD who require hospitalization due to the disease are thought to be caused by an acute exacerbation of COPD.

COPDの増悪の指標となる血漿・血清マーカー等の探索が進められている(非特許文献1、2)が、決定的なものは未だ見出されていない。C反応性タンパク質(CRP)がCOPD増悪補助マーカーとしても利用されている(非特許文献2及び3)が、これは、炎症に伴い急激に濃度が上昇する急性期タンパク質であって、増悪そのもののマーカーというよりは増悪の引き金となる感染・炎症のマーカーであり、疾患特異性が低い。ライノウイルス感染をPCRを用いて検出してCOPD患者が増悪を起こしているか否かを調べる技術も報告されている(特許文献1)が、この方法では感染の有無から間接的に増悪を調べることしかできず、またライノウイルスを原因とするごく一部の増悪についてのみ適用できる方法となる。現状では呼吸機能の低下や患者の症状などを指標として個々の医師が総合的に判断をしており、COPDの増悪について客観的で精度の高い指標の開発が望まれている。   The search for plasma / serum markers and the like, which are indicators of COPD exacerbation, is ongoing (Non-Patent Documents 1 and 2), but no definitive one has been found yet. C-reactive protein (CRP) is also used as an auxiliary marker for COPD exacerbation (Non-Patent Documents 2 and 3), but this is an acute phase protein whose concentration increases rapidly with inflammation, It is a marker of infection / inflammation that triggers exacerbation rather than a marker, and has low disease specificity. A technique for detecting whether or not a COPD patient is aggravated by detecting rhinovirus infection using PCR has also been reported (Patent Document 1), but this method indirectly examines the aggravation from the presence or absence of infection. However, this method can only be applied to a small part of exacerbations caused by rhinovirus. Currently, individual doctors make comprehensive judgments based on indicators such as decreased respiratory function and patient symptoms, and the development of objective and highly accurate indicators for COPD exacerbation is desired.

プロラクチンなどを用いたCOPD患者の増悪感受性の検査法が知られている(特許文献2)が、これは増悪自体の指標を提供するものではない。   A test method for exacerbation sensitivity of COPD patients using prolactin or the like is known (Patent Document 2), but this does not provide an index of exacerbation itself.

米国特許出願第2002/0142294号公報US Patent Application No. 2002/0142294 米国特許出願第2008/0044843号公報US Patent Application No. 2008/0044843

Barnes P. J., et al., Pulmonary Biomarkers in Chronic Obstructive Pulmonary Disease., (2006) Am. J. Respir. Crit. Care Med., 174:6-14Barnes P. J., et al., Pulmonary Biomarkers in Chronic Obstructive Pulmonary Disease., (2006) Am. J. Respir. Crit. Care Med., 174: 6-14 Hurst J. R., et al., Use of Plasma Biomarkers at Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease., (2006) Am. J. Respir. Crit. Care Med., 174:867-874Hurst J. R., et al., Use of Plasma Biomarkers at Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease., (2006) Am. J. Respir. Crit. Care Med., 174: 867-874 Muller B. and Tamm M., Biomarkers in Acute Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease., (2006) Am. J. Respir. Crit. Care Med., 174:848-849Muller B. and Tamm M., Biomarkers in Acute Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease., (2006) Am. J. Respir. Crit. Care Med., 174: 848-849

本発明は、COPD患者の増悪指標の検出方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a method for detecting an exacerbation index of a COPD patient.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、IL-27の発現増加がCOPD患者の増悪と関連していることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that increased expression of IL-27 is associated with exacerbation of COPD patients, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下を包含する。
[1] COPD患者由来の生体試料中のIL-27タンパク質又はそれをコードする遺伝子の発現量を測定し、該患者の非増悪時の発現量と比較した増加を検出することを含む、COPD患者の増悪指標の検出方法。
[2] 生体試料中のIL-27タンパク質の発現量を測定する、上記[1]に記載の方法。
[3] 生体試料が、血液由来試料である、上記[1]又は[2]に記載の方法。
[4] IL-27タンパク質に特異的に結合する抗体を含む、COPD増悪指標の検出用キット。
That is, the present invention includes the following.
[1] A COPD patient, comprising measuring an expression level of IL-27 protein or a gene encoding the same in a biological sample derived from a COPD patient, and detecting an increase compared to the non-exacerbated expression level of the patient To detect the exacerbation index.
[2] The method according to [1] above, wherein the expression level of IL-27 protein in the biological sample is measured.
[3] The method according to [1] or [2] above, wherein the biological sample is a blood-derived sample.
[4] A kit for detecting a COPD exacerbation index, comprising an antibody that specifically binds to IL-27 protein.

本発明の方法を用いれば、COPD患者の増悪の客観的指標を得ることができる。   By using the method of the present invention, an objective index for exacerbation of COPD patients can be obtained.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

シグレック14(Siglec-14)は自然免疫系の細胞(顆粒球、単球など)に発現する免疫グロブリンスーパーファミリーに属する膜タンパク質である(Angata T., et al., Discovery of Siglec-14, a novel sialic acid receptor undergoing concerted evolution with Siglec-5 in primates., (2006) FASEB J., 20:1964-1973; 特許4423394号明細書)。シグレック14は免疫細胞の活性化に関わること、さらに、ヒトシグレック14遺伝子には多型があり、その遺伝的多型によりシグレック14タンパク質を発現するヒトとしないヒトが存在することが明らかになっている(Yamanaka M., et al., Deletion polymorphism of SIGLEC14 and its functional implications., (2009) Glycobiology. 19:841-846; 特開2010−035551号公報)。本発明者らは、COPDの増悪を惹起することが知られるインフルエンザ菌(Haemophilus influenza)を用いて免疫細胞を刺激した際、シグレック14タンパク質を発現する免疫細胞がこれを発現しない免疫細胞と比較してより強いサイトカイン応答を示すこと、また、シグレック14遺伝子の遺伝的多型がCOPD患者における増悪感受性に強い影響を及ぼすことを見出している(特願2011−175356)。シグレック14が非莢膜型インフルエンザ菌(Non-typeable Haemophilus influenzae(NTHi)を認識して免疫細胞を活性化することから、本発明者らは、シグレック14を発現しておりNTHi刺激で活性化された免疫細胞において高発現される遺伝子を選抜し、そこからCOPDの増悪マーカーとなる遺伝子/タンパク質を同定することを試みた。その結果、サイトカインの1種であるIL-27タンパク質及びそれをコードする遺伝子がCOPDの増悪マーカーとなることを見出した。本発明はこの知見に基づき、IL-27の発現量の変化を増悪指標として測定することによるCOPD患者の増悪指標の検出(増悪検査)方法を提供する。   Siglec-14 is a membrane protein belonging to the immunoglobulin superfamily expressed in cells of the innate immune system (granulocytes, monocytes, etc.) (Angata T., et al., Discovery of Siglec-14, a novel sialic acid receptor undergoing concerted evolution with Siglec-5 in primates., (2006) FASEB J., 20: 1964-1973; Patent 4423394). It is clear that siglec 14 is involved in immune cell activation, and that there are polymorphisms in human siglec 14 gene, and there are humans and non-humans that express siglec 14 protein due to the genetic polymorphism. (Yamanaka M., et al., Deletion polymorphism of SIGLEC14 and its functional implications., (2009) Glycobiology. 19: 841-846; JP 2010-035551 A). When stimulating immune cells using Haemophilus influenza, which is known to cause COPD exacerbation, the present inventors compared immune cells that express Siglec 14 protein with immune cells that do not express this. It has been found that a strong cytokine response is exhibited, and that the genetic polymorphism of the Siglec 14 gene has a strong influence on exacerbation susceptibility in COPD patients (Japanese Patent Application No. 2011-175356). Since Siglec 14 recognizes non-typeable Haemophilus influenzae (NTHi) and activates immune cells, we express Siglec 14 and are activated by NTHi stimulation. We selected genes that are highly expressed in immune cells, and tried to identify genes / proteins that could serve as markers for exacerbation of COPD, and as a result, IL-27 protein, which is a kind of cytokine, and coding for it. Based on this finding, the present invention provides a method for detecting an exacerbation index (exacerbation test) for COPD patients by measuring changes in the expression level of IL-27 as an exacerbation index. provide.

COPD患者では健常人と比べて喀痰中及び血清中のIL-27濃度が高いという報告がある(Cao J., et al., IL-27 is Elevated in Patients with COPD and Patients with Pulmonary TB and Induces Human Bronchial Epithelial Cells to Produce CXCL10., (2012) Chest., 141:121-130)。しかし、COPD患者におけるIL-27濃度の増悪時変化に関する報告はこれまでになく、IL-27がCOPDの増悪マーカーとなることは本発明者らによって初めて見出された。   There is a report that the concentration of IL-27 in sputum and serum is higher in COPD patients than in healthy individuals (Cao J., et al., IL-27 is Elevated in Patients with COPD and Patients with Pulmonary TB and Induces Human Bronchial Epithelial Cells to Produce CXCL10., (2012) Chest., 141: 121-130). However, there have been no reports on changes in IL-27 concentration during exacerbations in COPD patients, and it was first found by the present inventors that IL-27 is a marker for exacerbation of COPD.

本発明の方法では、COPD患者由来の生体試料中のIL-27タンパク質又はそれをコードする遺伝子の発現量を測定すればよい。   In the method of the present invention, the expression level of IL-27 protein or a gene encoding the same in a biological sample derived from a COPD patient may be measured.

医師により慢性閉塞性肺疾患(COPD)と診断される患者(COPD患者)が本発明の方法における好適な検査対象である。現在又は過去に喫煙歴があり、咳嗽や喀痰、呼吸困難がある患者はCOPDである可能性が高い。そのような患者について、肺機能検査を、肺機能検査システムCHESTAC(Chest株式会社)等を用いて行い、常法に従って気管支拡張薬投与後の1秒率(FEV1/FVC)が0.7(70%)以下の患者を、慢性閉塞性肺疾患(COPD)患者と診断することができる。ここで、FEV1は、一秒量、すなわち、息をできるだけ速く吐き出したときに1秒間で吐き出すことのできる呼気量である。またFVCは、努力肺活量、すなわち、息を大きく吸い込みできるだけ速く吐き出したときの肺活量である。COPD患者は、哺乳動物、好ましくはヒトである。   A patient (COPD patient) diagnosed as a chronic obstructive pulmonary disease (COPD) by a doctor is a suitable test subject in the method of the present invention. Patients with current or past smoking history, cough, sputum, and dyspnea are likely to have COPD. For such patients, a pulmonary function test is performed using the pulmonary function test system CHESTAC (Chest Co., Ltd.), etc., and the 1-second rate (FEV1 / FVC) after bronchodilator administration is 0.7 (70%) The following patients can be diagnosed as patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Here, FEV1 is a one-second amount, that is, an exhaled amount that can be exhaled in one second when exhaling as fast as possible. FVC is the vital capacity when forced breathing, that is, when breathing in and breathing out as fast as possible. The COPD patient is a mammal, preferably a human.

本発明の方法において測定に供する生体試料は、増悪検査を行うCOPD患者から採取する。生体試料は、以下に限定されるものではないが、例えば、血液(例えば、末梢血)、血清、血漿等の血液由来試料、口腔若しくは鼻咽頭粘膜、鼻腔若しくは気管支吸引液、唾液、呼気試料、喀痰等が好ましく、血液由来試料がより好ましい。   The biological sample used for the measurement in the method of the present invention is collected from a COPD patient who performs an exacerbation test. The biological sample is not limited to, for example, blood (eg, peripheral blood), serum, blood-derived sample such as plasma, oral or nasopharyngeal mucosa, nasal or bronchial aspirate, saliva, breath sample, Sputum etc. are preferred, and blood-derived samples are more preferred.

本発明の方法は、限定するものではないが、安定期であるが経過観察が望まれるCOPD患者、増悪の疑いがあるCOPD患者、又は症状から増悪と診断されたCOPD患者に由来する生体試料を検査対象として行うことも好ましい。本発明の方法は、例えば、増悪開始から1週間以上が経過したCOPD患者に由来する生体試料を検査対象として好適に行うことができる。増悪開始から1週間以降のCOPD患者由来の生体試料を検査する場合、増悪時にIL-27の発現量が増加している可能性がさらに高いことから、より信頼性の高い指標を得ることができる。増悪そのものではなく細菌感染等を反映すると考えられ、その発現量が増悪開始から1週間以内に低下するC反応性タンパク質(CRP)の場合とは異なり、IL-27の発現量は増悪開始から1週間以降であっても増悪が存在する限り増加した状態を維持する。従って、IL-27は増悪の存在を反映するマーカーとして有用である。なお「増悪開始」は通常は医師の判断により、増悪症状が出現した最初の日付として決定される。   The method of the present invention includes, but is not limited to, a biological sample derived from a COPD patient who is in a stable period but whose follow-up is desired, a COPD patient suspected of exacerbation, or a COPD patient diagnosed as exacerbated from symptoms. It is also preferable to carry out as an inspection object. The method of the present invention can be suitably performed, for example, using a biological sample derived from a COPD patient who has passed one week or more from the start of exacerbation as a test target. When testing biological samples derived from COPD patients one week after the start of exacerbation, it is more likely that the expression level of IL-27 has increased during exacerbation, so a more reliable index can be obtained. . Unlike the case of C-reactive protein (CRP), which is thought to reflect bacterial infection, not exacerbation itself, and its expression level decreases within one week from the onset of exacerbation, the expression level of IL-27 is 1 from the onset of exacerbation Maintain an increased state as long as there is an exacerbation even after a week. Therefore, IL-27 is useful as a marker that reflects the presence of exacerbations. “Start of exacerbation” is usually determined as the first date on which exacerbation symptoms appear based on the judgment of a doctor.

本発明では、一人の患者について増悪検査時に採取される生体試料に加えて非増悪時の生体試料についても測定値を得る必要がある。ここで慢性閉塞性肺疾患(COPD)の増悪とは、呼吸困難、咳、喀痰等のCOPDの症状が日常の生理的変動を超えて急激に悪化し、非増悪時(安定期)の治療内容の変更を要する状態をいう(日本呼吸器学会ガイドライン、2009)。COPDの増悪は、Anthonisenらの定義(Anthonisen NR et al., Ann Intern Med. 1987, 106:196-204)や、Rodriguez-Roisinの定義(Rodriguez-Roisin, R. Chest 2000, 117:398S-401S)に従って判別することができる。本発明において、COPD患者の「非増悪時」とは、COPD患者における呼吸困難、咳、喀痰等のCOPDの症状が日常の生理的変動の範囲内に収まっている時期をいう。本発明の方法で検査を行う可能性のあるCOPD患者については、予め非増悪時の生体試料を採取しておくことが好ましい。例えば、非増悪時の生体試料を予め採取して将来の測定用に保存しておき、検査時に採取した生体試料と非増悪時の生体試料を同時期に測定することが好ましい。あるいは非増悪時の生体試料について予め測定を行っておき、その測定値を検査時の生体試料の測定値と比較してもよい。   In the present invention, it is necessary to obtain measurement values for a biological sample collected at the time of an exacerbation test for a single patient as well as a biological sample at the time of non-exacerbation. Here, exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) means that the symptoms of COPD, such as dyspnea, cough, and sputum, suddenly worsen beyond normal physiological fluctuations, and the treatment during non-exacerbation (stable period) The condition that requires change (Japanese Respiratory Society Guidelines, 2009). COPD exacerbations are defined by Anthonisen et al. (Anthonisen NR et al., Ann Intern Med. 1987, 106: 196-204) and Rodriguez-Roisin (Rodriguez-Roisin, R. Chest 2000, 117: 398S-401S). ) Can be determined. In the present invention, the “non-exacerbation” of a COPD patient refers to a time when COPD symptoms such as dyspnea, cough, and sputum in the COPD patient are within the range of daily physiological fluctuations. For COPD patients who may be examined by the method of the present invention, it is preferable to collect a biological sample during non-exacerbation in advance. For example, it is preferable to collect a biological sample at the time of non-exacerbation in advance and store it for future measurement, and measure the biological sample collected at the time of examination and the biological sample at the time of non-exacerbation at the same time. Alternatively, the biological sample at the time of non-exacerbation may be measured in advance, and the measured value may be compared with the measured value of the biological sample at the time of examination.

本発明の方法の一実施形態では、COPD患者の検査時の生体試料及び非増悪時の生体試料中のIL-27タンパク質の発現量を測定することができる。   In one embodiment of the method of the present invention, the expression level of IL-27 protein in a biological sample at the time of examination of a COPD patient and in a non-exacerbated biological sample can be measured.

なお、上記基準に従って臨床的に非増悪時と判断されたCOPD患者から採取された生体試料であっても、IL-27の発現量が増加している場合は、非増悪時の生体試料から除外することが好ましい。このような場合は、症状が示されていない初期の増悪、終息していない既存の増悪などを表している可能性がある。   Even if a biological sample is collected from a COPD patient clinically determined to be non-exacerbated according to the above criteria, if the expression level of IL-27 is increased, it is excluded from the non-exacerbated biological sample. It is preferable to do. Such a case may represent an early exacerbation in which no symptoms are shown, an existing exacerbation that has not ended.

IL-27タンパク質は、IL-27βサブユニット(EBI3としても知られる)とIL-27αサブユニット(p28又はIL-30としても知られる)が非共有結合したヘテロダイマータンパク質である。ヒトIL-27βサブユニットの遺伝子及びアミノ酸配列の配列は公知であり(GenBankアクセッション番号NM_005755.2)、それぞれ配列番号1(mRNAに対応するcDNA配列)及び配列番号2に示す。ヒトIL-27αサブユニットの遺伝子及びアミノ酸配列の配列は公知であり(GenBankアクセッション番号NM_145659.3)、それぞれ配列番号3(mRNAに対応するcDNA配列)及び配列番号4に示す。   IL-27 protein is a heterodimeric protein in which an IL-27β subunit (also known as EBI3) and an IL-27α subunit (also known as p28 or IL-30) are non-covalently bound. The sequence of the gene and amino acid sequence of human IL-27β subunit is known (GenBank accession number NM — 005755.2) and is shown in SEQ ID NO: 1 (cDNA sequence corresponding to mRNA) and SEQ ID NO: 2, respectively. The gene and amino acid sequence of the human IL-27α subunit is known (GenBank accession number NM — 145659.3) and is shown in SEQ ID NO: 3 (cDNA sequence corresponding to mRNA) and SEQ ID NO: 4, respectively.

本発明の方法の測定対象となるヒトIL-27タンパク質を構成するサイトカインであるIL-27βサブユニットは、配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるものであってよいが、配列番号2に示されるアミノ酸配列において1〜100個(例えば、1〜50個又は1〜10個)のアミノ酸残基の欠失、置換又は付加を含む配列からなり、サイトカイン活性を有するタンパク質、例えば配列番号2に示されるアミノ酸配列からシグナルペプチド(配列番号2のN末端の1〜20残基)が除去された配列からなるタンパク質等であってもよい。本発明の方法において測定対象となるヒトIL-27タンパク質を構成するサイトカインであるIL-27αサブユニットは、配列番号4に示されるアミノ酸配列からなるものであってもよいし、配列番号4に示されるアミノ酸配列において1〜100個(例えば、1〜50個又は1〜10個)のアミノ酸残基の欠失、置換又は付加を含む配列からなり、サイトカイン活性を有するタンパク質、例えば配列番号4に示されるアミノ酸配列からシグナルペプチド(配列番号4のN末端の1〜28残基)が除去された配列からなるタンパク質等であってもよい。   The IL-27β subunit, which is a cytokine constituting the human IL-27 protein to be measured by the method of the present invention, may be composed of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, but is shown in SEQ ID NO: 2. A protein having a deletion, substitution or addition of 1 to 100 (for example, 1 to 50 or 1 to 10) amino acid residues in the amino acid sequence and having cytokine activity, for example, shown in SEQ ID NO: 2 It may be a protein comprising a sequence obtained by removing the signal peptide (N-terminal 1 to 20 residues of SEQ ID NO: 2) from the amino acid sequence. The IL-27α subunit, which is a cytokine constituting the human IL-27 protein to be measured in the method of the present invention, may be composed of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 or shown in SEQ ID NO: 4. A protein having cytokine activity, such as shown in SEQ ID NO: 4, comprising a sequence comprising deletion, substitution or addition of 1 to 100 (for example, 1 to 50 or 1 to 10) amino acid residues in the amino acid sequence Or a protein comprising a sequence obtained by removing a signal peptide (N-terminal residues 1 to 28 of SEQ ID NO: 4) from the amino acid sequence.

IL-27タンパク質の発現量の測定は、生体試料中のIL-27タンパク質を、ELISA法やフローサイトメトリー等に基づく公知のタンパク質測定法を用いて定量することにより実施することができる。例えば、生体試料中のIL-27タンパク質を、IL-27タンパク質、IL-27βサブユニット、又はIL-27αサブユニットに特異的に結合する抗体を用いて、ELISA法に基づきIL-27タンパク質を測定することができる。本発明における測定に用いる、IL-27タンパク質、IL-27βサブユニット、又はIL-27αサブユニットに特異的に結合する抗体は、モノクローナル抗体又はポリクローナル抗体であってよい。測定には市販の様々な抗IL-27抗体やヒト又はマウスIL-27 ELISAアッセイキットを利用することもできる。例えば、R&D Systems社からは、IL-27αサブユニットとIL-27βサブユニットをリンカーペプチドでつないだ組換え融合タンパク質を抗原として用いて作製したポリクローナル抗体や、それを用いるIL-27検出用のELISAキットを購入することができる。IL-27タンパク質、IL-27βサブユニット、又はIL-27αサブユニットに特異的に結合する抗体は、IL-27タンパク質、IL-27βサブユニット若しくはIL-27αサブユニット又はそれらの断片を抗原として用いて公知の免疫学的手法又は遺伝子工学的手法により作製することもできる。例えば、IL-27タンパク質、IL-27βサブユニット、又はIL-27αサブユニットに対するポリクローナル抗体は、それらを抗原として用いてマウス、ラット、ウサギ、ヤギ、ヒツジ、ロバ等の動物を免疫感作し、一定期間経過後血清を採取し、プロテインA、プロテインG、抗原タンパク質、抗原ペプチドなどを固相化したカラム等で精製することにより取得することができる。またIL-27タンパク質、IL-27βサブユニット、又はIL-27αサブユニットに対するモノクローナル抗体は、上記ポリクローナル抗体と同様の免疫感作を行い、一定期間経過後、例えば脾臓細胞を採取し、該細胞とミエローマ細胞とを細胞融合し、得られたハイブリドーマをスクリーニングし、用いた抗原タンパク質に対して特異的な結合性を示す抗体を産生するハイブリドーマを選抜して、その培養物又は培養上清から調製することができる。また、それらの抗体の抗原結合性フラグメント(Fab、F(ab’)2等)も、全抗体と同様に測定に使用することができる。生体試料中のIL-27タンパク質の定量は、サイトカインアッセイキットを用いたマルチプレックスビーズアレイ法(Procarta Cytokine Assay Kit, Affymetrix)によって行うこともできる。 The expression level of IL-27 protein can be measured by quantifying IL-27 protein in a biological sample using a known protein measurement method based on ELISA, flow cytometry, or the like. For example, IL-27 protein in a biological sample is measured based on ELISA using an antibody that specifically binds to IL-27 protein, IL-27β subunit, or IL-27α subunit. can do. The antibody that specifically binds to IL-27 protein, IL-27β subunit, or IL-27α subunit used for the measurement in the present invention may be a monoclonal antibody or a polyclonal antibody. For measurement, various commercially available anti-IL-27 antibodies and human or mouse IL-27 ELISA assay kits can also be used. For example, from R & D Systems, a polyclonal antibody prepared using a recombinant fusion protein in which an IL-27α subunit and an IL-27β subunit are linked by a linker peptide as an antigen, and an ELISA for detecting IL-27 using the same. Kits can be purchased. An antibody that specifically binds to IL-27 protein, IL-27β subunit, or IL-27α subunit uses IL-27 protein, IL-27β subunit, IL-27α subunit, or a fragment thereof as an antigen. It can also be prepared by known immunological techniques or genetic engineering techniques. For example, polyclonal antibodies against IL-27 protein, IL-27β subunit, or IL-27α subunit immunize animals such as mice, rats, rabbits, goats, sheep, donkeys using them as antigens, It can be obtained by collecting serum after a certain period of time and purifying it with a column or the like on which protein A, protein G, antigen protein, antigen peptide, etc. are immobilized. Further, a monoclonal antibody against IL-27 protein, IL-27β subunit, or IL-27α subunit is immunized in the same manner as the above polyclonal antibody, and after a certain period of time, for example, spleen cells are collected and Cell fusion with myeloma cells, screening of the obtained hybridoma, selecting a hybridoma producing an antibody exhibiting specific binding to the antigen protein used, and preparing from the culture or culture supernatant be able to. In addition, antigen-binding fragments (Fab, F (ab ′) 2, etc.) of these antibodies can be used for measurement in the same manner as for all antibodies. The quantification of IL-27 protein in a biological sample can also be performed by a multiplex bead array method (Procarta Cytokine Assay Kit, Affymetrix) using a cytokine assay kit.

このようにして得られた生体試料中のIL-27タンパク質の測定値を、IL-27タンパク質の発現量とすることができる。IL-27タンパク質の発現量は、濃度等の計測値で表してもよいし、相対値として表してもよい。   The measured value of IL-27 protein in the biological sample thus obtained can be used as the expression level of IL-27 protein. The expression level of IL-27 protein may be expressed as a measured value such as a concentration, or may be expressed as a relative value.

以上のようにして得られたCOPD患者の検査時の生体試料のIL-27タンパク質の発現量を、同じ患者の非増悪時の生体試料について同様にして測定されたIL-27タンパク質の発現量と比較する。   The expression level of IL-27 protein in a biological sample at the time of examination of a COPD patient obtained as described above was compared with the expression level of IL-27 protein measured in the same manner for a biological sample at the time of non-exacerbation of the same patient. Compare.

本発明の方法の別の一実施形態では、COPD患者の増悪検査時の生体試料及び非増悪時の生体試料中の、IL-27タンパク質をコードする遺伝子の発現量を測定してもよい。ここで「IL-27タンパク質をコードする遺伝子」は、IL-27タンパク質を構成するIL-27βサブユニット又はIL-27αサブユニットをコードする遺伝子を意味する。測定対象のIL-27βサブユニットをコードする遺伝子は、配列番号1に示される塩基配列からなるものであってもよいし、配列番号1に示される塩基配列において1〜10個(例えば、1〜5個)の塩基の欠失、置換又は付加を含む配列からなり、サイトカイン活性を有するタンパク質をコードするものであってもよい。IL-27αサブユニットをコードする遺伝子は、配列番号3に示される塩基配列からなる核酸であってもよいし、配列番号3に示される塩基配列において1〜10個(例えば、1〜5個)の塩基の欠失、置換又は付加を含む配列からなり、サイトカイン活性を有するタンパク質をコードする核酸であってもよい。IL-27αサブユニットをコードする遺伝子はまた、配列番号3に示される塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつサイトカイン活性を有するタンパク質をコードする核酸であってもよいし、配列番号3に示される塩基配列に対して70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上の同一性を有する塩基配列からなり、かつサイトカイン活性を有するタンパク質をコードする核酸であってもよい。本発明において「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成される条件をいい、例えば、相同性が高い核酸同士、すなわち90%以上、好ましくは95%以上の相同性を有するDNA同士がハイブリダイズし、それより相同性が低い核酸同士がハイブリダイズしない条件が挙げられる。より具体的には、ナトリウム塩濃度が15〜750mM、好ましくは50〜750mM、より好ましくは300〜750mM、温度が25〜70℃、好ましくは50℃〜70℃、より好ましくは55〜65℃、ホルムアミド濃度0〜50%、好ましくは20〜50%、より好ましくは35〜45%での条件をいう。さらに、ストリンジェントな条件では、ハイブリダイゼーション後のフィルターの洗浄条件が、通常はナトリウム塩濃度が15〜600mM、好ましくは50〜600mM、より好ましくは300〜600mM、温度が50〜70℃、好ましくは55〜70℃、より好ましくは60〜65℃である。上記「核酸」は、DNA又はRNAであってよく、修飾塩基を一部に含んでいてもよい。   In another embodiment of the method of the present invention, the expression level of a gene encoding IL-27 protein in a biological sample at the time of exacerbation test for COPD patients and a biological sample at the time of non-exacerbation may be measured. As used herein, “gene encoding IL-27 protein” means a gene encoding IL-27β subunit or IL-27α subunit constituting IL-27 protein. The gene encoding the IL-27β subunit to be measured may be composed of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, or 1 to 10 (for example, 1 to 1) in the base sequence shown in SEQ ID NO: 1. It may be a sequence comprising a deletion, substitution or addition of 5) bases, and may encode a protein having cytokine activity. The gene encoding the IL-27α subunit may be a nucleic acid having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3, or 1 to 10 (eg, 1 to 5) in the base sequence shown in SEQ ID NO: 3. Or a nucleic acid encoding a protein having cytokine activity. The gene encoding the IL-27α subunit may also be a nucleic acid that hybridizes with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 under stringent conditions and encodes a protein having cytokine activity. A protein comprising a nucleotide sequence having the identity of 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more with respect to the base sequence shown in 3, and having cytokine activity It may be a nucleic acid. In the present invention, “stringent conditions” refers to conditions under which a so-called specific hybrid is formed. For example, highly homologous nucleic acids, that is, DNA having 90% or more, preferably 95% or more homology. Examples include conditions in which nucleic acids hybridize with each other and nucleic acids with lower homology do not hybridize with each other. More specifically, the sodium salt concentration is 15 to 750 mM, preferably 50 to 750 mM, more preferably 300 to 750 mM, the temperature is 25 to 70 ° C., preferably 50 to 70 ° C., more preferably 55 to 65 ° C., This refers to conditions at a formamide concentration of 0-50%, preferably 20-50%, more preferably 35-45%. Furthermore, under stringent conditions, the washing conditions of the filter after hybridization are usually 15 to 600 mM, preferably 50 to 600 mM, more preferably 300 to 600 mM, and a temperature of 50 to 70 ° C., preferably It is 55-70 degreeC, More preferably, it is 60-65 degreeC. The “nucleic acid” may be DNA or RNA, and may contain a modified base in part.

IL-27タンパク質をコードする遺伝子の発現量の測定は、生体試料から抽出される核酸試料、好ましくはトータルRNAについて、当該遺伝子から発現されたmRNAの量を測定することにより行うことができる。トータルRNAの抽出は、市販のRNA抽出キット等を用いて常法により行うことができる。IL-27βサブユニット又はIL-27αサブユニットをコードする遺伝子由来のmRNA量の測定は、IL-27βサブユニット又はIL-27αサブユニットをコードする遺伝子から転写されたmRNAを特異的に増幅可能なPCRプライマー対を用いて定量的PCRにより実施することができる。あるいはそのようなmRNA量の測定は、IL-27βサブユニット又はIL-27αサブユニットをコードする遺伝子に特異的なプローブを用いて、ノーザンブロット法に基づいて行うことができる。当業者であれば、IL-27βサブユニット又はIL-27αサブユニットをコードする遺伝子の塩基配列、例えば配列番号1又は3に示される塩基配列に基づいて、適切なプライマー又はプローブを適切に設計することができる。   The expression level of a gene encoding IL-27 protein can be measured by measuring the amount of mRNA expressed from the gene of a nucleic acid sample extracted from a biological sample, preferably total RNA. Total RNA can be extracted by a conventional method using a commercially available RNA extraction kit or the like. Measurement of the amount of mRNA derived from a gene encoding IL-27β subunit or IL-27α subunit can specifically amplify mRNA transcribed from the gene encoding IL-27β subunit or IL-27α subunit It can be performed by quantitative PCR using PCR primer pairs. Alternatively, such mRNA amount can be measured based on Northern blotting using a probe specific for a gene encoding IL-27β subunit or IL-27α subunit. A person skilled in the art appropriately designs an appropriate primer or probe based on the nucleotide sequence of a gene encoding IL-27β subunit or IL-27α subunit, for example, the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 3. be able to.

以上のようにして測定された、生体試料中のIL-27βサブユニット又はIL-27αサブユニットをコードする遺伝子から発現されたmRNA量を、IL-27タンパク質をコードする遺伝子の発現量とすることができる。その発現量は、濃度等の計測値で表してもよいし、相対値として表してもよい。   The amount of mRNA expressed from the gene encoding IL-27β subunit or IL-27α subunit in the biological sample measured as described above is used as the expression level of the gene encoding IL-27 protein. Can do. The expression level may be expressed as a measured value such as a concentration, or may be expressed as a relative value.

次いで、COPD患者の増悪検査時の生体試料のIL-27タンパク質をコードする遺伝子の発現量を、同じ患者の非増悪時の生体試料中のIL-27タンパク質をコードする遺伝子の発現量と比較する。   Next, the expression level of the gene encoding IL-27 protein in the biological sample at the time of exacerbation test of COPD patient is compared with the expression level of the gene encoding IL-27 protein in the biological sample at the time of non-exacerbation of the same patient. .

本発明の方法では、COPD患者の増悪検査時の生体試料中のIL-27タンパク質又はIL-27タンパク質をコードする遺伝子の発現量を、同じ患者の非増悪時の生体試料中の対応する発現量と比較し、増悪検査時の生体試料での発現量が非増悪時の生体試料での発現量よりも増加したかどうかを判定する。その結果、検査時の生体試料での発現量が非増悪時の生体試料での発現量よりも増加した場合、当該COPD患者においてCOPDの増悪が生じている可能性が高いことが示される。さらに、検査時の生体試料での発現量が非増悪時の生体試料での発現量と比べて5%以上、好ましくは10%以上、さらに好ましくは20%以上増加した場合には、COPDの増悪が生じている可能性が特に高いということができる。   In the method of the present invention, the expression level of IL-27 protein or a gene encoding IL-27 protein in a biological sample at the time of exacerbation test of a COPD patient is expressed as the corresponding expression level in the biological sample at the time of non-exacerbation of the same patient. It is determined whether the expression level in the biological sample at the time of the exacerbation test is higher than the expression level in the biological sample at the time of the non-exacerbation. As a result, if the expression level in the biological sample at the time of the test is higher than the expression level in the non-exacerbated biological sample, it is highly likely that the COPD patient is exacerbated in COPD. Furthermore, when the expression level in the biological sample at the time of the test is increased by 5% or more, preferably 10% or more, more preferably 20% or more compared to the expression level in the biological sample at the time of non-exacerbation, COPD exacerbation It can be said that the possibility of occurrence is particularly high.

以上のようにして、COPD患者由来の生体試料中のIL-27タンパク質又はそれをコードする遺伝子の発現量を測定し、該患者の非増悪期の発現量と比較した増加を検出することにより、その検出結果を、COPD患者の増悪の可能性を示す客観的指標とすることができる。本発明は、このようなCOPD患者の増悪指標の検出方法を提供する。   As described above, by measuring the expression level of IL-27 protein or a gene encoding the same in a biological sample derived from a COPD patient, and detecting an increase compared to the expression level in the non-exacerbation period of the patient, The detection result can be used as an objective index indicating the possibility of COPD patient exacerbation. The present invention provides a method for detecting an exacerbation index of such a COPD patient.

本発明の方法によれば、例えば、症状からCOPDであると確定判断できない患者において、増悪を示す客観的指標を検出することができ、COPDの診断を裏付けることができる。さらに、本発明の方法を用いれば、治療中のCOPD患者について、増悪抑制/改善治療の有効性を判断するのに利用可能な指標として、本発明に係る増悪指標を得ることができる。本発明の方法では、特に、増悪開始日から1週間以降のCOPD患者について検査する場合に、IL-27の増加は、増悪についてより信頼性の高い指標となりうる。したがって、治療の有効性の判断などの目的でCOPDの増悪の経過を長期にわたり(好ましくは1週間以上)モニタリングする場合、本発明の方法は特に有利である。   According to the method of the present invention, for example, an objective index indicating aggravation can be detected in a patient who cannot be determined to be COPD based on symptoms, thereby supporting the diagnosis of COPD. Furthermore, if the method of the present invention is used, the exacerbation index according to the present invention can be obtained as an index that can be used to determine the effectiveness of the exacerbation suppression / amelioration treatment for COPD patients being treated. In the method of the present invention, an increase in IL-27 can be a more reliable indicator of exacerbation, particularly when examining COPD patients from one week after the exacerbation start date. Therefore, the method of the present invention is particularly advantageous when monitoring the progress of COPD exacerbation over a long period of time (preferably for a week or more) for purposes such as determining the effectiveness of treatment.

本発明はまた、IL-27タンパク質に特異的に結合する抗体を含む、COPD増悪指標の検出用キットも提供する。IL-27タンパク質に特異的に結合する抗体は、モノクローナル抗体であってもポリクローナル抗体であってもよく、上述のIL-27タンパク質測定用のものと同様である。当該キットは、IL-27タンパク質に特異的に結合する抗体に加えて、他の試薬、例えば抗体検出用の二次抗体等のELISAアッセイ用試薬や、バッファー、固相(例えば、ビーズ)、COPD増悪指標検出用の使用説明書等をさらに含んでもよい。   The present invention also provides a kit for detecting a COPD exacerbation index, comprising an antibody that specifically binds to IL-27 protein. The antibody that specifically binds to IL-27 protein may be a monoclonal antibody or a polyclonal antibody, and is the same as that described above for measuring IL-27 protein. In addition to antibodies that specifically bind to IL-27 protein, the kit includes other reagents, for example, ELISA assay reagents such as secondary antibodies for antibody detection, buffers, solid phases (for example, beads), COPD It may further include an instruction manual for detecting an exacerbation index.

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]増悪の血清マーカー候補の選定
(1)NTHi死菌の調製、THP-1細胞の刺激とRNAの調製
非莢膜型インフルエンザ菌(Non-typeable Haemophilus influenzae(NTHi))2019株を、文献の記載に従って0.5 mMのN-アセチルノイラミン酸を添加した最少培地を用いて培養し(Greiner LL et al., Infect Immun. 2004, 72:4249-60; Taylor RE, et al., J Exp Med. 2010, 207:1637-46)、次いで60℃、30分間の加熱により殺菌した。
[Example 1] Selection of serum marker candidates for exacerbation (1) Preparation of NTHi dead bacteria, stimulation of THP-1 cells and preparation of RNA Non-typeable Haemophilus influenzae (NTHi) 2019 strain And cultured in a minimal medium supplemented with 0.5 mM N-acetylneuraminic acid as described in the literature (Greiner LL et al., Infect Immun. 2004, 72: 4249-60; Taylor RE, et al., J Exp Med. 2010, 207: 1637-46), and then sterilized by heating at 60 ° C. for 30 minutes.

ヒト単球細胞株であるヒト単球性白血病細胞THP-1にシグレック14遺伝子(配列番号5)のcDNAを安定的に導入した株とシグレック5遺伝子(配列番号6)のcDNAを安定的に導入した株をそれぞれ作製した(Yamanaka M., et al., (2009) Glycobiology. 19:841-846)。シグレック14遺伝子が導入されそれを発現する細胞は、シグレック14野生型アリルについてホモ接合のヒト単球のモデルである。シグレック5遺伝子が導入されそれを発現する細胞は、シグレック14ヌル型アリルについてホモ接合のヒト単球のモデルである。   A strain obtained by stably introducing the siglec 14 gene (SEQ ID NO: 5) cDNA and the siglec 5 gene (SEQ ID NO: 6) cDNA into human monocytic leukemia cell THP-1 Each strain was prepared (Yamanaka M., et al., (2009) Glycobiology. 19: 841-846). Cells into which the Siglec 14 gene has been introduced and expresses are models of human monocytes that are homozygous for the Siglec 14 wild type allele. Cells in which the Siglec 5 gene has been introduced and expressed are models of human monocytes that are homozygous for the Siglec 14 null allele.

これらの株の細胞をマクロファージ・単球用無血清培地Macrophage-SFM(Invitrogen)に1 × 106細胞/mlで懸濁し、6ウェルプレートの各ウェルに2.5 mlずつ分注した(2.5 × 105細胞/ウェル)。これらの細胞に、上記で加熱殺菌したNTHi培養物を添加し(2.5 × 108 NTHi/ウェル;コントロールはNTHiを添加せず調製)、炭酸ガスインキュベーター(37℃、5% CO2)中で6時間培養した。培養後に遠心操作により細胞を回収し、RNeasy Mini(Qiagen)を用いてトータルRNAを抽出した。 Cells of these strains were suspended at 1 × 10 6 cells / ml in macrophage / monocyte serum-free medium Macrophage-SFM (Invitrogen), and 2.5 ml was dispensed into each well of a 6-well plate (2.5 × 10 5 Cells / well). To these cells, the NTHi culture heat-sterilized as described above is added (2.5 × 10 8 NTHi / well; the control is prepared without the addition of NTHi) and 6% in a carbon dioxide incubator (37 ° C., 5% CO 2 ). Incubate for hours. After culturing, cells were collected by centrifugation, and total RNA was extracted using RNeasy Mini (Qiagen).

(2)DNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析
DNAマイクロアレイを用いた各細胞における遺伝子発現解析(Affymetrix)を、以下の手順で実施した。
(2) Gene expression analysis using DNA microarray
Gene expression analysis (Affymetrix) in each cell using a DNA microarray was performed according to the following procedure.

i)RNAの定量と品質の確認
上記(1)で細胞から抽出したトータルRNAを、2100 Bioanalyzer(Agilent)を用いて解析し、RNAの品質(分解が少ない)を確認した。また分光光度計NanoDropで濃度及び純度を測定した。
i) Quantification of RNA and confirmation of quality The total RNA extracted from the cells in (1) above was analyzed using 2100 Bioanalyzer (Agilent) to confirm the quality of RNA (less degradation). The concentration and purity were measured with a spectrophotometer NanoDrop.

ii)ビオチン標識RNAの調製と断片化
上記のトータルRNA 250 ngをテンプレートに用い、GeneChip(登録商標)3' IVT Express Kit(Affymetrix)を使用して第一鎖cDNA及び第2鎖cDNAを逐次合成し、更にin vitro転写によりビオチン標識RNAを調製し、プロトコルに従って断片化した。
ii) Preparation and fragmentation of biotin-labeled RNA Using the above-mentioned total RNA 250 ng as a template, GeneChip (registered trademark) 3 'IVT Express Kit (Affymetrix) was used to sequentially synthesize first- and second-strand cDNA. Furthermore, biotin-labeled RNA was prepared by in vitro transcription and fragmented according to the protocol.

iii)DNAマイクロアレイへのハイブリダイゼーション
断片化したビオチン標識RNAをDNAマイクロアレイHuman Genome U133 Plus 2.0(Affymetrix)にハイブリダイズ(45℃、16時間)させた。ハイブリダイズにはハイブリダイゼーション用オーブンGeneChip Hybridization Oven 640(Affymetrix)を用いた。
iii) Hybridization to DNA microarray The fragmented biotin-labeled RNA was hybridized (45 ° C, 16 hours) to DNA microarray Human Genome U133 Plus 2.0 (Affymetrix). For hybridization, a hybridization oven GeneChip Hybridization Oven 640 (Affymetrix) was used.

iv)ハイブリダイズしたビオチン標識RNAの検出
試薬としてGeneChip Hybridization, Wash, and Stain Kit(Affymetrix)を、装置としてGeneChip Fluidics Station 450(Affymetrix)を用いて、ハイブリダイズした断片化ビオチン標識RNAに蛍光標識ストレプトアビジンを結合させ、洗浄し、スキャナーGeneChip Scanner 3000 7G(Affymetrix)を用いて画像をスキャンした。GeneChip Fluidics Station 450及びGeneChip Scanner 3000 7Gの制御にはソフトウェアGeneChip Operating Software(Affymetrix)を使用した。
iv) Detection of hybridized biotin-labeled RNA Using GeneChip Hybridization, Wash, and Stain Kit (Affymetrix) as a reagent and GeneChip Fluidics Station 450 (Affymetrix) as a device, the hybridized fragmented biotin-labeled RNA is fluorescent-labeled streptogram. Avidin was bound, washed, and images were scanned using the scanner GeneChip Scanner 3000 7G (Affymetrix). The software GeneChip Operating Software (Affymetrix) was used to control the GeneChip Fluidics Station 450 and GeneChip Scanner 3000 7G.

v)遺伝子発現の定量
GeneChip Operating Softwareを用いて、スキャンした画像から各スポットの蛍光強度を定量し、定量値を標準化した。
v) Quantification of gene expression
Using GeneChip Operating Software, the fluorescence intensity of each spot was quantified from the scanned image, and the quantified value was standardized.

(3)遺伝子発現パターンに基づくマーカー候補の選定
以上のようにして遺伝子発現を調べた各サンプルは以下のとおりである。
サンプルA: シグレック14遺伝子導入/THP-1細胞, NTHi(+)
サンプルB: シグレック14遺伝子導入/THP-1細胞, NTHi(-)
サンプルC: シグレック5遺伝子導入/THP-1細胞, NTHi(+)
サンプルD: シグレック5遺伝子導入/THP-1細胞, NTHi(-)
ここで、サンプルAとサンプルBの遺伝子発現パターンを比較してAの方がBの約2倍以上の発現を示し、かつ、サンプルAとサンプルCの遺伝子発現パターンを比較してAの方がCの約2倍以上の発現を示す遺伝子を抽出した。更に、遺伝子発現レベルが一定の水準以上であること、遺伝子産物であるタンパク質が分泌されること、タンパク質が肝臓で合成されていないこと、タンパク質の測定法が確立されていること、等の条件をクリアした複数の遺伝子を選択し、「COPD増悪の血清マーカー候補」とした。選択された「COPD増悪の血清マーカー候補」遺伝子群には、ヘテロダイマータンパク質IL-27のβサブユニットをコードする遺伝子EBI3(IL-27βとも称される)が含まれていた。
(3) Selection of marker candidates based on gene expression patterns The samples examined for gene expression as described above are as follows.
Sample A: Siglec 14 gene transfer / THP-1 cells, NTHi (+)
Sample B: Siglec 14 gene transfer / THP-1 cells, NTHi (-)
Sample C: Siglec 5 gene transfer / THP-1 cells, NTHi (+)
Sample D: Siglec 5 gene transfer / THP-1 cells, NTHi (-)
Here, comparing the gene expression patterns of sample A and sample B, A shows more than twice the expression of B, and comparing the gene expression patterns of sample A and sample C, A Genes that expressed more than about 2 times C were extracted. In addition, the gene expression level is above a certain level, the protein that is the gene product is secreted, the protein is not synthesized in the liver, and the protein measurement method is established. Multiple cleared genes were selected and designated as “COPD exacerbation serum marker candidates”. The selected “serum marker candidate for COPD exacerbation” gene group included the gene EBI3 (also referred to as IL-27β) encoding the β subunit of the heterodimeric protein IL-27.

[実施例2]患者由来増悪時・非増悪時ペア血清サンプルを用いたマーカー候補の定量解析
(1)患者のリクルートメントと血清の調製
日本医科大学呼吸ケアクリニックに来訪した外来患者のうち、以下の条件を満たす方に研究への参加意思の有無を訊ねた:(a)現在又は過去に喫煙歴があること、及び(b)咳嗽、喀痰、及び呼吸困難があること。研究参加の意志表示をした患者からはインフォームドコンセントを得た。インフォームドコンセントを得た患者から安定時(非増悪時)及び増悪時に採血を行い、常法に従って血清を調製した。肺機能検査を肺機能検査システムCHESTAC(Chest株式会社)を用いて行い、常法に従って気管支拡張薬投与後の1秒率(FEV1/FVC)が0.7(70%)以下の患者を慢性閉塞性肺疾患(COPD)患者と診断した。
[Example 2] Quantitative analysis of marker candidates using patient-derived exacerbated / non-exacerbated paired serum samples (1) Recruitment of patients and preparation of serum Among the outpatients who visited Nippon Medical University Respiratory Care Clinic, Those who meet the conditions were asked whether they were willing to participate in the study: (a) current or past smoking history, and (b) cough, sputum, and dyspnea. Informed consent was obtained from patients who indicated their intention to participate in the study. Blood was collected from patients who obtained informed consent at the time of stable (non-exacerbation) and at the time of exacerbation, and serum was prepared according to a conventional method. Pulmonary function tests are performed using the pulmonary function test system CHESTAC (Chest Co., Ltd.), and patients with a 1-second rate (FEV1 / FVC) of 0.7 (70%) or less after administration of bronchodilator according to conventional methods are chronic obstructive pulmonary Diagnosed as a patient with COPD.

なお増悪開始後一週間以降に採血された血清試料にはその旨を情報として登録した。増悪の開始日は、患者に出現した症状を基に医師が判断した。   In addition, information to that effect was registered in serum samples collected from one week after the start of exacerbation. The date of exacerbation was determined by the physician based on the symptoms that appeared in the patient.

(2)マーカー候補の定量
実施例1で「COPD増悪の血清マーカー候補」として絞り込んだ遺伝子に関して、マルチプレックスビーズアレイ法(Procarta Cytokine Assay Kit, Human By Request; Panomics/Affymetrix)を用いて、以下の手順でそれぞれの発現産物に対応するタンパク質の測定を行った(n = 39)。本法はLuminex社のxMAPテクノロジーの応用により、同一試料中の複数の測定対象を同時に定量する方法である。Panomics/Affymetrix社のプロトコル(Procarta Cytokine Assay Kit, User Manual Specifically for Serum and Plasma Samples; P/N 10483)に従って測定を行った。
(2) Quantification of marker candidates Regarding the genes selected as “serum marker candidates for COPD exacerbation” in Example 1, using the multiplex bead array method (Procarta Cytokine Assay Kit, Human By Request; Panomics / Affymetrix), the following The protein corresponding to each expression product was measured by the procedure (n = 39). This method is a method of simultaneously quantifying multiple measurement objects in the same sample by applying Luminex's xMAP technology. Measurement was carried out according to the protocol of Panomics / Affymetrix (Procarta Cytokine Assay Kit, User Manual Specifically for Serum and Plasma Samples; P / N 10483).

i)抗体ビーズの用意
フィルタープレートをセットしたマルチスクリーンバキュームマニホールド(Millipore)に、キャプチャー抗体を固相化した抗体ビーズ(それぞれ固有の量の蛍光色素でラベルされている)混合物を各ウェル50μlずつ添加して吸引して液を除き、Wash Bufferで洗浄し、吸引して液を除いた。
i) Preparation of antibody beads Add 50 μl of each antibody bead mixture (each labeled with a specific amount of fluorescent dye) to each multi-screen vacuum manifold (Millipore) with a filter plate. Then, the liquid was removed by aspiration, washed with Wash Buffer, and aspirated to remove the liquid.

ii)解析対象の抗体ビーズへの吸着
各ウェルにAssay Bufferを25μlずつ添加し、さらに25μlの血清又は定量用標準混合物(Standard Buffer、Human Serum with Human Assay Bufferを用いて4倍希釈系列を作成)を添加し、振盪しながら室温で60分インキュベートした。吸引して液を除き、Wash Bufferで洗浄し、吸引して液を除いた。
ii) Adsorption to antibody beads to be analyzed Add 25 μl of Assay Buffer to each well, and then add 25 μl of serum or standard mixture for quantification (Create a 4-fold dilution series using Standard Buffer and Human Serum with Human Assay Buffer) And incubated at room temperature for 60 minutes with shaking. The liquid was removed by aspiration, washed with Wash Buffer, and aspirated to remove the liquid.

iii)ビオチン化抗体の結合
各ウェルに25μlのビオチン標識された検出用抗体の混合物を添加し、振盪しながら室温で30分インキュベートした。吸引して液を除き、Wash Bufferで洗浄し、吸引して液を除いた。
iii) Binding of biotinylated antibody 25 μl of biotinylated detection antibody mixture was added to each well and incubated at room temperature for 30 minutes with shaking. The liquid was removed by aspiration, washed with Wash Buffer, and aspirated to remove the liquid.

iv)ストレプトアビジン-蛍光色素コンジュゲートとの結合
各ウェルに50μlのストレプトアビジン-R-フィコエリスリン溶液を加え、振盪しながら室温で30分インキュベートした。吸引して液を除き、Wash Bufferで洗浄し、吸引して液を除いた。
iv) Binding with streptavidin-fluorescent dye conjugate 50 μl of streptavidin-R-phycoerythrin solution was added to each well and incubated at room temperature for 30 minutes with shaking. The liquid was removed by aspiration, washed with Wash Buffer, and aspirated to remove the liquid.

v)蛍光強度の測定、定量化
各ウェルに120μlのReading Bufferを加え、室温で5分振盪し、各ビーズの蛍光測定に供した。蛍光強度の測定にはBio-Plexワークステーション(BIO-RAD)を使用し、データの解析にはBio-Plexマネージャーソフトウェア6.0(BIO-RAD)を用いて、各試料中の測定対象の濃度を定量した。
v) Measurement and quantification of fluorescence intensity 120 μl of Reading Buffer was added to each well, shaken at room temperature for 5 minutes, and subjected to fluorescence measurement of each bead. Quantify the analyte concentration in each sample using the Bio-Plex workstation (BIO-RAD) to measure fluorescence intensity and Bio-Plex Manager software 6.0 (BIO-RAD) to analyze the data. did.

(3)統計的解析
増悪時と非増悪時のペア血清における各測定対象の測定値を比較した。測定値の分布が正規分布に従わないため、ノンパラメトリックな検定法としてWilcoxonの符号順位検定を採用した。有意水準を0.05とした。
(3) Statistical analysis Measured values of each measurement target in paired sera during exacerbation and non-exacerbation were compared. Since the distribution of measured values does not follow the normal distribution, the Wilcoxon sign rank test was adopted as a nonparametric test method. The significance level was set to 0.05.

この結果、IL-27タンパク質の血清中タンパク質濃度が、増悪時に有意に増加することが示された(p値:0.0472(< 0.05)、片側検定)。ここで測定した患者集団においては、増悪時のIL-27は、非増悪時と比較して患者毎の値で最大で約148%の増加(非増悪時:397.25、増悪時:988.19)を示した。また非増悪時と比較して増悪時のIL-27測定値が10%以上の増加を示した患者の割合が測定を行ったCOPD増悪患者の45%超に上った。   As a result, it was shown that the serum protein concentration of IL-27 protein increased significantly during exacerbation (p value: 0.0472 (<0.05), one-sided test). In the patient population measured here, IL-27 at the time of exacerbation showed a maximum increase of about 148% per patient compared to non-exacerbation (non-exacerbation: 397.25, exacerbation: 988.19) It was. In addition, the proportion of patients whose IL-27 measurement at the time of exacerbation showed an increase of 10% or more compared to non-exacerbation was over 45% of the COPD exacerbated patients who measured.

更に、既存のCDPD増悪補助マーカーであるC反応性タンパク質(CRP)とIL-27を比較した。高感度CRPの測定は株式会社ビー・エム・エルに委託して行った。CRPの定量にはシーメンスヘルスケア・ダイアグノスティクス株式会社のN-ラテックス CRP IIを使用した。   Furthermore, C-reactive protein (CRP), an existing CDPD exacerbation assisting marker, was compared with IL-27. The measurement of high sensitivity CRP was outsourced to BML Co., Ltd. N-latex CRP II from Siemens Healthcare Diagnostics Co., Ltd. was used for CRP quantification.

CRPもIL-27も、全数測定(CRP: 37例、IL-27: 39例)で増悪時に有意に測定値が高かった(片側検定、p < 0.05)。一方、増悪開始後一週間以降に採血された血清試料に限定して検討したところ、IL-27(25例)は非増悪時と比較して高いが(片側、両側検定とも有意;p値:0.0027(片側)、0.0053(両側)(< 0.01))、CRP(24例)は高いとはいえない(片側、両側検定とも有意でない;p > 0.05)ことが示された。   Both CRP and IL-27 were significantly higher in the case of exacerbations in all counts (CRP: 37 cases, IL-27: 39 cases) (one-sided test, p <0.05). On the other hand, when limited to serum samples collected one week after the onset of exacerbation, IL-27 (25 cases) was higher than in non-exacerbated cases (significant for both one-sided and two-sided tests; p-value: 0.0027 (one-sided), 0.0053 (two-sided) (<0.01)) and CRP (24 cases) were not high (one-sided and two-sided tests were not significant; p> 0.05).

さらに、膿性痰のある症例(細菌感染症の疑い例、8例)についてその他の症例と比較すると、CRPでは有意に測定値が高かったが、IL-27の測定値は有意に高い結果は示されなかった。このことから、IL-27の増悪時の増加は、細菌感染症罹患時に限定されないことが示された。   In addition, cases with purulent sputum (suspected bacterial infection, 8 cases) were significantly higher in CRP than in other cases, but IL-27 was significantly higher. Not shown. This indicates that the increase in exacerbation of IL-27 is not limited to the time of bacterial infection.

以上の結果から、IL-27はCOPDの増悪の存在を反映するマーカーであることが示された。このためIL-27は、治療の際の薬効評価などの指標としても有用であると考えられた。   These results indicate that IL-27 is a marker that reflects the presence of COPD exacerbations. For this reason, IL-27 was thought to be useful as an index for evaluating drug efficacy during treatment.

本発明の方法により、COPD患者の増悪の客観的な診断が可能となり、患者のQOL並びに予後の改善、並びに医療資源の有効利用につながることが期待される。   The method of the present invention enables an objective diagnosis of exacerbation of COPD patients, and is expected to lead to improvement in patient QOL and prognosis, and effective use of medical resources.

Claims (3)

COPD患者由来の生体試料中のIL-27タンパク質又はそれをコードする遺伝子の発現量を測定し、該患者の非増悪時のその発現量と比較した増加を検出することを含む、COPD患者の増悪指標の検出方法であって、生体試料が血液由来試料である、方法An exacerbation of a COPD patient, comprising measuring the expression level of IL-27 protein or a gene encoding the same in a biological sample derived from a COPD patient, and detecting an increase compared to the expression level of the patient during non-exacerbation A method for detecting an index, wherein the biological sample is a blood-derived sample . 血液由来試料中のIL-27タンパク質の発現量を測定する、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the expression level of IL-27 protein in the blood-derived sample is measured. IL-27タンパク質に特異的に結合する抗体を含む、COPD増悪指標の検出用キット。   A kit for detecting a COPD exacerbation index, comprising an antibody that specifically binds to IL-27 protein.
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