JP6365988B2 - 抗癌剤候補の相対的有効性の自動判定のためのシステム及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、組織、血液、及び体液由来の生細胞に対する抗癌剤候補の相対的有効性を判定するために用いられるシステム及び方法に関し、より具体的には、抗癌剤を使用した治療に応答する細胞の光学密度を評価するために分光光度法を使用する、かかるシステム及び方法に関する。
細胞死は様々な様式で生じ得るが、成功した抗癌剤は、非常に特異的なアポトーシス過程により癌細胞死を引き起す傾向がある。アポトーシスは、細胞が、身体による秩序立った廃棄処分のために、自身を分解し、ひとまとめにするメカニズムである。アポトーシスは、細胞がもはや必要なくなった、古くなり過ぎた、又は損傷若しくは罹患した場合に細胞を廃棄するために、身体が一般的に用いるものである。実際、癌に至る可能性のある危険な変異を有する幾つかの細胞、さらには幾つかの初期の癌性細胞でさえも、自然過程の結果としてアポトーシスを起こすことがある。
アポトーシス中、細胞は、DNAを切断して保存し、核を凝縮し、過剰な水を捨て、細胞膜は、不規則な隆起が細胞膜に形成されるブレブ形成のような様々な変化を受ける。アポトーシスは一般に、幾つかのトリガーのうちの1つが、アポトーシスを起こすべき細胞にシグナルを送った後に起る。多くの癌細胞では、細胞がトリガーを検出することができないか、トリガーを受け取った後シグナルを適切に送ることに失敗するか、又はシグナルに基づいて行動することに失敗するか、又は、細胞はこれらの問題の組合せを有することさえあるので、このメッセージシステムが正確に働かない。全体としての効果が、幾つかの癌細胞でアポトーシスを起こすことに対する抵抗性となる。
本明細書で用いる場合、癌は、上皮悪性腫瘍、白血病、リンパ腫及び間葉悪性腫瘍を含む。多くの有効な制癌剤は、癌細胞がその過程への抵抗にもかかわらずアポトーシスを起こすことを誘発することができる。従って、特定の薬物候補が様々な型の癌細胞にアポトーシスを引き起すことができるかどうかを検出すること、さらに他の薬物又は薬物候補と比べた場合のその薬物候補の有効性を決定することが必要とされる。有効性の完全な分析は、当該技術に用いられる分光光度機器と通信するための自動化プロセス、並びに、適切なデータ処理、ユーザ、及びどの薬物が最適であるかを判定する決定プロセスに関与する他者に対する表示に大きく依存する。
特許文献1及び特許文献2に記載されているMiCKアッセイは、患者由来の癌細胞が、1つ又はそれ以上の型の癌に対して有効であることが既知の特定の薬物に応答してアポトーシスを起こすかどうかを検出するために現在使用されている。MiCKアッセイでは、患者由来の癌細胞を所与の濃度の単一細胞又は小細胞クラスタの懸濁液中に入れて、マイクロタイタープレートの複数のウェル内の条件に順応させる。対照溶液、又は既知の抗癌剤、典型的には患者の癌型に対して推奨される抗癌剤の様々な濃度の溶液を、1ウェルにつき1つの検査試料を有するウェルに導入する。次いで、各ウェルの光学密度を、周期的に、典型的には数分毎に、ある期間、典型的には数日間にわたって測定する。細胞がアポトーシス関連のブレブ形成を起こすにつれて、その光学密度はほぼ直線的に増大する。細胞がアポトーシスを起こさないか又は他の原因で死ぬ場合、その光学密度はこのようには変化しない。よって、あるウェルについての光学密度(OD)対時間のプロットがその時間間隔にわたって正の勾配を有する直線状の曲線になった場合、そのウェル内の抗癌剤は、患者の癌細胞のアポトーシスを誘発したことになり、その患者に対する適切な療法になる可能性がある。OD対時間データは、動力学的単位(kinetic unit)を計算するために使用することもでき、これも同様に患者に対する療法の適合性と相関する。
本出願人はまた、基礎となる技術に関する係属中の米国特許出願(特許文献3)並びに国際特許出願PCT/US2010/029318号を有しており、これらの開示全体が引用により本明細書に組み入れられる。
米国特許第6,077,684号明細書 米国特許第6,258,553号明細書 米国特許出願公開第2011/0244503号
Kravtsov、Vladimir D.他、「Use of the Microculture Kinetic Assay of Apoptosis to Determine Chemosensitivities of Leukemias」、Blood、1998年、第92巻、968−980頁
患者、医療提供者、及び腫瘍学分野の他の関係者に対するMiCKアッセイ及びその発展する技術の利益に鑑みて、抗癌剤候補の相対的有効性の判定を自動化するためのシステム及び方法が必要である。以下で説明するように、これらの検査及びそれに関連するパラメータ、在庫管理、記録保存、出荷追跡、及び様々な人々との通信は、単調で時間のかかる仕事になることがある。従って、これらの技術がより広範に使用されるようになってきていることから、プロセスの大部分の局面を最新のコンピュータシステム及びソフトウェアを用いて自動化して、それにより迅速且つ正確な結果を分析し行き渡らせることができるようにすることが重要である。
抗癌剤の相対的有効性を判定するためのコンピュータシステムが提供され、このコンピュータシステムは、コンピュータシステムのハードウェア構成要素であるプロセッサと、プロセッサと通信し、複数の命令を格納するメモリとを含み、この命令は、プロセッサによって実行されると、(a)電子装置上に表示されるインタフェースアプリケーションを提供するステップであって、インタフェースが、薬物検査パラメータを管理するための少なくとも1つのオプションを含む選択可能なオプションを有する、インタフェースアプリケーションを提供するステップと、(b)電子入力装置を介した、薬物検査パラメータを管理するためのオプションのユーザ選択に応答して、プロセッサと電子通信する分光光度計の物理ウェルプレートに関連付けられた仮想ウェルプレートに関連した所望の薬物検査パラメータを選択し、この薬物検査パラメータをデータベースに格納するステップと、(c)電子入力装置を介したユーザ選択に応答して、分光光度計に薬物検査を開始させるステップであって、物理ウェルプレートが、(1)生存癌細胞と、(2)所定濃度の少なくとも1つの薬物候補とを含む少なくとも1つの検査ウェルと、生存癌細胞のみ含む少なくとも1つの対照ウェルとを含むものである、薬物検査を開始させるステップと、(d)所定波長におけるウェルの光学密度を、選択された時間間隔で選択された継続時間にわたって記録し、光学密度及び時間の測定値をデータベースに格納するステップと、(e)光学密度及び時間の測定値から活性値を計算するステップと、(f)活性値と、癌細胞におけるアポトーシスを誘発する薬物候補の能力との間の相関を表示するステップと、を実行する。
好ましい実施形態において、活性値は、細胞アポトーシスに起因する、時間の関数としての光学密度の変化に基づいて計算される動力学的単位値である。
別の実施形態において、インタフェースは、薬物検査プロジェクトを管理するための少なくとも1つのオプションと、自身の癌細胞が検査される患者を管理するための少なくとも1つのオプションと、薬物検査に関する管理業務を管理するための少なくとも1つのオプションとをさらに含む。
データベースは、好ましくは、1つ又はそれ以上のワークステーションによってアクセスされるサーバ上に存在し、サーバは、1つ又はそれ以上の分光光度計と通信する1つ又はそれ以上のサービスを含む。
システムは、データベースと通信する電子アラームをさらに含むことができ、アラームは、データベースに格納される光学密度データにおける異常を検出すると、指定された受信者に通知を送る。
システムは、サーバと通信して分光光度計の遠隔電源サイクリングを可能にする遠隔電源スイッチと、遠隔電源スイッチと動作可能に通信するバッテリと、バッテリを充電することができる発電機とをさらに含むことができる。
好ましくは、インタフェースは、活性値と癌細胞におけるアポトーシスを誘発する薬物候補の能力との間の相関に基づいて1つ又はそれ以上のレポートを作成するための少なくとも1つのオプションを含む。より好ましい実施形態において、レポートは、検査された複数の薬物候補間の比較データを含む。さらに別の実施形態において、レポートは、検査された薬物候補の、それぞれの活性値順のリストを含む。別の実施形態において、レポートは、検査された薬物候補の活性値を、検査された薬物候補の1つ又はそれ以上の濃度に対して相関させる比較チャートを含む。
インタフェースは、薬物検査に関連して用いられる細胞株を管理するための少なくとも1つのオプションをさらに含むことが好ましい。
本発明によるコンピュータ可読媒体及び方法もまた提供される。
従来技術の細胞の顕微鏡写真を示す。図1Aは、アポトーシス前の細胞を示す。図1Bは、アポトーシス中にブレブ形成が起きているときの細胞を示す。図1Cは、アポトーシスが完了又はほぼ完了したときの細胞を示す。 抗癌剤が検査された癌細胞におけるアポトーシスを誘発する場合のMiCKアッセイ中の時間対光学密度(OD)の例示的プロットを示す従来技術のグラフである。 MiCKアッセイにおけるアポトーシスの誘発、薬物抵抗性、及び薬物無しの対照細胞についての代表的な曲線を示すグラフである。「B12」とラベル付けされた曲線は、薬物がアポトーシスを誘発した細胞を表すデータを示す。「F3」とラベル付けされた曲線は、薬物に対して抵抗性の細胞を表すデータを示す。「G5」とラベル付けされた曲線は、いかなる薬物も受容していない対照細胞を表すデータを示す。 MiCKアッセイにおけるアポトーシス又は壊死の誘発についての代表的なデータを示すグラフである。「D2」とラベル付けされた曲線は、薬物がアポトーシスを誘発した細胞を表すデータを示す。「D7」とラベル付けされた曲線は、アッセイの過程で薬物が壊死を誘発したか又はそれ以外に壊死を起こした細胞を表すデータを示す。 MiCKアッセイにおける、薬物で誘発されたのではない一般的な細胞死についての代表的なデータを示すグラフである。「C4」とラベル付けされた曲線は、アッセイの過程での自然細胞死を表す代表的なデータを示す。 イダルビチンに対する、異なる癌型に対応する既知の細胞株の応答の評価のための代表的なデータを示すグラフである。 種々の化学療法薬に対する、既知のCAOV−3卵巣癌細胞株の応答の評価のための代表的なデータを示すグラフである。 システム全体の好ましい実施形態の略図であり、コンピュータ、データベース、分光光度計(読取り装置)、及び共通通信内の他の構成要素を示す。 本発明の操作に必要なコンピュータの略図である。 本発明の好ましい実施形態によるシステムの典型的な動作を示すフローチャートである。 本発明の好ましい実施形態によるシステムの典型的な動作を示すフローチャートである。 本発明の好ましい実施形態によるシステムの典型的な動作を示すフローチャートである。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明による自動化アプリケーションのスクリーンイメージを示す。 本発明に関連して使用される関係型データベース構造の好ましい実施形態を示す。 本発明に関連して使用される関係型データベース構造の好ましい実施形態を示す。 本発明に関連して使用される関係型データベース構造の好ましい実施形態を示す。 本発明に関連して使用される関係型データベース構造の好ましい実施形態を示す。 本発明に関連して使用される関係型データベース構造の好ましい実施形態を示す。 本発明に関連して使用される関係型データベース構造の好ましい実施形態を示す。 本発明に関連して使用される関係型データベース構造の好ましい実施形態を示す。 本発明に関連して使用される関係型データベース構造の好ましい実施形態を示す。
付録A、B、及びCは、本発明の自動化アプリケーションによって生成されたサンプルレポートである。
本発明の説明に先立って、抗癌剤候補を上記のMiCKアッセイ法を用いて検査する基礎となるプロセスを理解することが有益である。このプロセスは、癌細胞にアポトーシスを引き起すうえでの抗癌剤候補の有効性を、分光光度的アッセイを用いて光学密度(OD)をある期間にわたって測定することにより評価することに関する。
アッセイ
アッセイは、抗癌剤候補を選択し、その薬物を検査する対象とする少なくとも1つの既知の癌細胞型を選択することによって進めることができる。癌細胞は、RPMIのような培地中に単一細胞懸濁液として懸濁させることができる。本明細書で用いる場合、「単一細胞懸濁液」は、液体中の1つ又はそれ以上の細胞の懸濁液であり、細胞は個々に分離されているか又は50細胞以下の凝集塊の状態にある。培地は他の成分、例えば、ウシ胎児血清又は癌細胞により特異的に要求される成分を含むことができる。これらの成分は、細胞をアッセイの期間、典型的には少なくとも24時間かつ120時間を超えない期間にわたって保持するのに必要なものに限定することができる。
懸濁された細胞は、分光光度プレートのウェル内に試料を入れることによって検査することができる。細胞は、ODの分光光度測定中にプレート読取り装置のビームが細胞の層を正常に通過するような任意の濃度に懸濁させることができる。ほとんどの細胞に対して、2×105細胞/mLと1×106細胞/mLとの間の濃度を用いることができる。濃度は、小さい細胞では高くし、大きい細胞では低くすることができる。適切な細胞濃度をより正確に決定するために、薬物候補検査の試料に使用される量の細胞懸濁液をプレートの少なくとも1つの濃度検査ウェルに加えることができる。ウェルが薬物候補の検査中に追加の培地でプレフィルされることになる場合、濃度検査ウェルも同様に追加の培地でプレフィルすることができる。濃度検査ウェルを充填した後、プレートを遠心分離(例えば、プレート型式に応じて、500RPMで30秒間から2分間まで)して、細胞をウェルの底に沈降させることができる。細胞濃度がアッセイに適切であれば、細胞は重ならずに単層を形成するはずである。この結果が得られるまで、細胞濃度を適切に調整することができる。種々の濃度検査ウェルを用いて複数の細胞濃度を同時に検査することができる。
細胞が、細胞をプレート内に配置してから薬物候補アッセイの開始までの間に終夜で又は他の期間で著しく増殖し得る実施形態によれば、細胞濃度は、薬物候補アッセイの開始のときに単層として十分な細胞が存在することになるように増殖を見越して、最初は単層より少なくなるように調整することができる。
癌細胞は、指数関数的増殖相又は非指数関数的増殖相の場合がある。特定の実施形態において、特に癌細胞が1つの癌細胞株に由来する場合、癌細胞は指数関数的増殖相となり得る。
適切な細胞濃度が決定された後、プレート内の検査ウェル及び対照ウェルを適切な量の培地及び適切な数の細胞で充填することにより、薬物候補アッセイを進行することができる。他の実施形態において、ウェルを培地のみで部分的にプレフィルすることができる。
充填後、細胞を設定された期間にわたって、例えば、少なくとも12時間、少なくとも16時間、少なくとも24時間、又は12〜16時間、12〜24時間、又は16〜24時間、プレート条件に順応させることができる。順応期間は、非付着性細胞については省略することができる。順応期間は、典型的には、細胞がその時間中に著しく増殖しないように十分に短くする。順応期間は、薬物候補アッセイに使用される癌細胞の型に応じて変えることができる。順応は、細胞を生かしたまま健康に保つのに適した条件下で行うことができる。例えば、プレートを37℃で5%CO2雰囲気下の加湿インキュベータ内に配置することができる。幾つかの細胞型、特に順応期間を経ない細胞型、例えば白血病又はリンパ腫細胞株については、プレートを遠心分離(例えば、プレート型式に応じて、500RPMで30秒間から2分間まで)して細胞をウェルの底に沈降させることができる。
順応期間後、薬物候補及び任意の対照薬物又は他の対照試料をウェルに添加することができる。典型的には、薬物候補は、ウェル内の液体の全体積に比べて小さい体積の培地又は他の液体に入れた状態で添加される。例えば、添加される薬物の体積は、ウェル内の液体の全体積の10%未満にすることができるが、状況の特定の要求に合わせて他の百分率濃度を用いることもできる。薬物候補は、任意の濃度効果の判定が可能になるように複数の希釈率で添加することができる。多くの薬物候補は水溶性であり得るが、水に容易に溶けない薬物候補を検査することも可能である。そのような候補は、いずれかの適切な担体と混合することができる。そのような候補は、好ましくは、実際の臨床での使用が予想される担体と混合することができる。粘性のある薬物候補は、検査するにはかなりの希釈を必要とする場合がある。濃い色の薬物候補には、この薬物候補のみを含む検査ウェル内のODをモニタリングして、このODを検査試料ウェルの測定値から減算することが有益であり得る。
薬物候補の添加後、細胞を、さらに別の、短い、例えば15分間又は30分間の順応期間に供することができる。細胞は、細胞を生かしたまま健康に保つのに適した条件下におくことができる。例えば、プレートを37℃、5%CO2雰囲気下の加湿インキュベータ内に配置することができる。この短い順応期間の後、培地中のCO2を維持するために鉱油の層を各ウェルの上面に配置することができる。
次にプレートを、各ウェルについて波長600nmにおけるODを所与の時間間隔で所与の全期間にわたって測定するように構成された分光光度計内に配置することができる。例えば、各ウェルのODを、秒、分、又は時間の時間枠で定期的に、24時間と120時間との間の期間にわたって測定することができる。ある特定の細胞については、12時間程度の短期間の測定で十分であり得る。特定の実施形態おいて、測定は5分から10分毎に行うことができる。分光光度計は、細胞の自然死を避けるためにインキュベートされたチャンバを有してもよい。
分光光度データは、動力学的単位に変換することができる。動力学的単位は、細胞のブレブ形成に起因する600nmでのODの変化を時間の関数としてプロットしたときに作成される曲線の勾配によって決定することができる。動力学的単位の計算に関する具体的な情報は、引用により本明細書に組み入れられる非特許文献1で与えられる。所与の薬物候補の所与の濃度における光学密度を時間に対してプロットすることができる。このプロットは、細胞がアポトーシスを起こす場合に特徴的な増加曲線を与える。細胞がアポトーシスを起こす場合に得られる曲線の例を図3及び図4に示す。比較すると、薬物候補が細胞に影響を及ぼさない(例えば、細胞が抵抗性である)場合、曲線は、薬物又は薬物候補を含まない、対照試料に対して得られるものと類似する(図3)。アポトーシス以外の原因による細胞死もまた現行のアッセイによって判定することができ、薬物候補スクリーニングから偽陽性を排除するのに有用である。例えば、細胞の壊死は、図4に示すようにアポトーシス関連曲線から容易に区別することができる特徴的な右下がり曲線を生じる。さらに、一般的な細胞死もまた図5に見られるような右下がり曲線をもたらす。
薬物候補の有効性は、既知の細胞株又は特定の患者由来の生細胞を用いた改良MiCKアッセイにおいて該薬物候補が生成する動力学的単位の値によって判定することができる。動力学的単位は、次式のように決定することができる。
KU=(Vmax薬物処理−Vmax対照)×60×y/(OD細胞−ODブランク
Vmaxは最大動的速度であり、細胞がアポトーシスを起こしているときのOD対時間プロットにおける急激な上昇の勾配である。この式中のVmaxはミリ光学密度単位/時間(mOD/h)で与えられる。OD細胞は、細胞を含む対照の初期ODであり、ODブランクは、培地のみ又は培地及び薬物を含むブランクウェルの初期ODである(ある種の薬物に関しては薬物を省略することができるが、特に着色薬物に関してはブランクに含めることができる)。yはアッセイされる細胞型に依存する係数であり、細胞株の観察により実験的に決定することができる。この評価に関するさらなる情報は、非特許文献1に見出すことができる。
本明細書においてさらに詳しく説明される本発明の目的に関して、詳細には、薬物候補の相対的有効性を判定するための自動化システムの能力に関して、動力学的単位(KU)は、必ずしも、かかる判定のための唯一の基準ではないことに留意されたい。検査ウェル内の測定された光学密度に関連するいずれの計算値も、かかる計算値がブレブ形成及び最終的にはアポトーシスを誘発する薬物候補の活性に対して何らかの相関を有することを条件として、薬物候補が有効であるかどうかを評価するための基準を形成することができる。従って、その最も広い実施形態において、本発明ではそのような値を「活性値」と呼び、前記の式で定義された動力学的単位(KU)値はそうした活性値の単なる一例である。
薬物候補がアポトーシスを誘発するかどうかの判定を可能にすることに加えて、現行のアッセイを用いて作成される動力学的単位値を比較して、特定の薬物候補が現行薬物よりもよく効く又は同様に効くかどうかを判定することができる。異なる濃度の薬物候補の比較も行うことができ、適切な用量の一般的な指示を与えることができる。ときとして、ある種の薬物は、ある種の癌において低濃度よりも高濃度で効きが悪くなることがある。異なる濃度の薬物候補の動力学的単位値を比較することで、類似のプロファイルを有する薬物候補を識別することができる。
全体として、抗癌剤候補の評価は、癌細胞のアポトーシスに対するその薬物候補の効果の何らかの判定を含むことができる。効果としては、アポトーシスの誘発、既知の制癌剤と比べたアポトーシス誘発度、異なる薬物候補濃度におけるアポトーシス誘発度、及びアポトーシス誘発の失敗を挙げることができるが、それらに限定されない。抗癌剤評価アッセイは、癌細胞内の非薬物関連事象又は非アポトーシス事象、例えば、アッセイ中の癌細胞増殖又は細胞壊死などを検出することが可能な場合もある。
統計的に有意な正の動力学的単位値はいずれも、薬物候補が癌細胞のアポトーシスを誘発することの何らかの傾向を示すものであり得る。しかし、多くの臨床目的のためには、非常に低レベルのアポトーシスしか誘発できない薬物候補又は薬物濃度には関心がもたれない。従って、低いKU値、すなわち1.0以下のKU値を有する薬物候補は、その薬物が有効ではないことを示すことになり、特に、可能性のある副作用、及び他のより有効な療法が遅れることを考慮すると、患者の治療に使用されるべきではない。従って、本開示の特定の実施形態において、動力学的単位値の閾値を設定して、癌細胞における臨床的に妥当なレベルのアポトーシスを誘発することができる薬物候補を識別することができる。例えば、閾値は1.5、2、又は3動力学的単位値とすることができる。特定の薬物候補又は薬物候補濃度に対して選択される実際の閾値は、多くの因子に依存するものであり得る。例えば、1.5又は2といった低い閾値は、他の薬物には応答しないか又は著しい負の副作用を有する薬物のみに応答する癌型にアポトーシスを誘発することができる薬物候補に関して許容可能とすることができる。低い閾値はまた、濃度が高いと効力の減少を示すか又はそれ自体が著しい負の副作用を有する可能性が高い薬物候補に関しても許容可能とすることができる。例えば、3のような高い閾値は、既に適切な治療法が存在する癌型にアポトーシスを誘発することができる薬物候補に関して許容可能とすることができる。
薬物候補
抗癌剤候補は、癌細胞にアポトーシスを誘発する能力について評価される任意の化学物質とすることができる。これらの候補としては、様々な化学的又は生物学的実体、例えば、化学療法薬、他の小分子、タンパク質又はペプチド系薬物候補(化学療法薬分子に結合された抗体又は抗体断片を含む)、核酸系療法薬、他の生物製剤、ナノ粒子系候補などを挙げることができる。薬物候補は、既存の薬物と同じ化学物質ファミリーのものであってもよく、又は新規の化学的又は生物学的実体であってもよい。
薬物候補は、単一の化学的、生物学的又はその他の実体に限定されない。薬物候補は、異なる化学的又は生物学的実体の組合せ、例えば提唱される併用療法を含むことができる。さらに、本明細書における多くの例は、単一の薬物候補が適用されるアッセイに関連するが、アッセイは、複数の薬物候補の組合せに対して実施することもできる
1つより多くの薬物候補、薬物候補濃度、又は薬物若しくは薬物候補の組合せを、単一プレートを用いた単一アッセイで評価することができる。異なる検査試料は、異なるウェル内に配置することができる。検査される薬物候補濃度は、具体的な実施形態において、0.01μMと100,000μMとの間にすることができる。検査される濃度は、薬物の種類によって変えることができる。
プレート及び分光度計システム
プレート及び分光光度計は、分光光度計がプレートを読み取ることができるように選択することができる。例えば、旧式の分光光度計を使用する場合、機器が小さいウェルのプレートを読取ることができないので、より大きいウェルを有するプレートを使用することがある。より新しい分光光度計は、より小さいウェルを有するプレートを読み取ることができるであろう。しかし、極端に小さいウェルを有するプレートは、ウェルを充填する際及び小さい体積を正確に測定する際に困難なので避けることができる。一実施形態において、各ウェルの底部の直径は、分光光度計の光ビームの直径よりも小さくないものとする。分光光度計は、600nm以外の波長で測定を行うことができる。例えば、波長は+/−5nm又は+/−10nmとすることができる。しかし、アポトーシスを識別することが可能になるように他の波長を選択することもできる。
分光光度計は、機器を操作するため又は結果を記録するための1つ又はそれ以上のコンピュータ又はプログラムを含むことができる。分光光度計を単一のサーバ又はコンピュータに機能的に接続して、そのサーバを通して複数のコンピュータワークステーションから利用可能にすることができ、測定プロセスを制御し、その結果を記録し、ウェル毎に光学密度を時間の関数としてプロットしたグラフを表示又は送信することができる。そうした機能を、以下で本発明を具体的に参照して説明する。
組織培養用に設計されたプレートを使用してもよく、又は他のプレートを滅菌してこれを組織培養に適合させることもできる。分光光度計からアクセスできない領域、例えば隅に細胞が集まってしまうプレートは、そのような群集を回避するプレートよりもうまく機能しない場合がある。あるいは、より多くの癌細胞をこれらのプレートに添加して、アッセイ中に分光光度計からアクセス可能な単層を確実に存在させるようにすることができる。Corning Costerハーフエリア96ウェルプレートのような底部が狭いプレートもまた、不都合なほど少ない試料体積を必要とすることなくウェルの底部での単層の形成を促すことを助けることができる。他のプレート、例えば他の96ウェルプレート又はより小さいウェルプレート、例えば384ウェルプレートを使用することもできる。
癌細胞
アッセイに用いられる癌細胞は、任意の樹立癌細胞株、又は特定の患者由来の生存癌細胞とすることができる。樹立細胞株の使用は、細胞の一部分の突然変異のような、検出するのが困難で、不正確な検査結果をもたらす可能性のある厄介な問題を避けるのに役立つ。特定の実施形態において、癌細胞は、特定の癌を治療するための薬物のFDA又は同等の政府認可を得るために制癌剤スクリーニングに共通して使用される任意の株由来のものとすることができる。
一般に、正確な結果のために、癌細胞株は既知の癌細胞株、例えば、American Type Culture Collection又は同様の保存機関から入手可能な細胞株とすることができる。この既知の癌細胞株は、悪性であると立証できるもの又は当該分野で該細胞株を識別するのに用いられるマーカを有するものとして立証できるものとすることができる。例えば、HeLa細胞株は、既知の子宮頸癌細胞株である。必須ではないが、幾つかの事例では、既知の癌細胞株は不死化される。
現行のアッセイにおいて、複数の癌細胞株を同じプレート上で検査することができる。しかし、大きく異なる増殖速度、又は対照薬物に対する大きく異なる感受性を有する細胞株は、順応時間及び検査時間の違いにより、異なるプレート上で検査することができる。
アッセイ中、癌細胞は、必ずしも単一細胞懸濁液のままでない場合もある。例えば、固形腫瘍株は、ウェルの表面に付着して互いに接合した細胞の層を形成することがある。この付着及び接合は、特に、分光光度計測定値がブレブ形成及び最終的なアポトーシスを起こす全細胞の割合を実質的に表すのを妨げるようには細胞が重ならないか又は集塊を形成しない場合には、一般にはアッセイを妨害しないであろう。
薬物有効性決定の自動化
上記のプロセスの自動化、及び薬物有効性判定を行うのに必要な種々の局面の管理は、以下に説明するように行うことができる。好ましい実施形態において、本発明は、腫瘍学個別化情報エンジン(OPIE:Oncology Personalized Information Engine)と呼ばれる包括的ソフトウェアアプリケーションであり、これは、データベースサーバ、ネットワークコンピュータ、分光光度計(「読取り装置」と呼ばれるときもある)、及び他の周辺装置と通信しながら動作する。OPIEは、ユーザが読取り装置と対話してそれを制御すること及びデータベースに格納されているデータを見ることを可能にするグラフィカルユーザインタフェース(GUI)を含む。OPIEはまた、癌細胞に対する薬物候補の有効性を判定するために必要な全ての計算を実行する。
図8は、一次データベースを含むサーバ、例えばマイクロソフト社により市販されているSQLサーバに、ローカルエリアネットワーク又は仮想ローカルエリアネットワーク(LAN/VLAN)上で接続される1つ又はそれ以上のワークステーションコンピュータを示す。データベースは、サーバ自体に配置することもできるが、データベースは、遠隔位置にサーバと通信するように配置することもできる。コンピュータは、LAN/VLANではなくインターネットを介してサーバにアクセスすることができるが、そうした要求はいずれも、ユーザのアクセス資格証明を認証し且つデータベースをインターネットから隔離するリクエストマネージャを通過する必要がある。図8中のデータベースの関係型データベース構造の好ましい実施形態は、本明細書において図47Aから図47Hを参照しながらより詳しく説明される。
図9は、OPIEと共に使用するためのコンピュータ又は処理システム200の例示的な実施形態を示す。処理システム200は、中央処理ユニット(CPU)201を有する。CPU201は、メモリに格納された命令を実行してアプリケーションを遂行するプロセッサ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサとマイクロプロセッサとの任意の組合せである。CPU201は、メモリバス203及び入力/出力(I/O)バス204に接続される。読出し専用メモリ(ROM)211のような不揮発性メモリがメモリバス203を介してCPU201に接続される。ROM211は、初期化のための命令、及び処理システム200の他のシステムコマンドを格納する。当業者であれば、CPUによる書込み不可の任意のメモリをROM211の機能のために使用することができることを認識するであろう。
ランダムアクセスメモリ(RAM)212のような揮発性メモリもまた、メモリバス203を介してCPU201に接続される。RAM212は、実行中の全てのプロセスの命令、及び実行されているプロセスによって操作されるデータを格納する。当業者であれば、DRAM及びSRAMのような他の型のメモリもまた揮発性メモリとして使用できること、並びに、メモリキャッシュ及び他のメモリデバイス(図示せず)をメモリバス203に接続することができることを認識するであろう。
周辺装置には、I/Oバス204を介してCPU201に接続されるメモリ221、ディスプレイ222、I/O装置223、及びネットワーク接続装置224が含まれるが、これらに限定されない。I/Oバス204は、これらの装置とCPU201との間でデータを移送する。メモリ221は、データを媒体上に格納するための装置である。メモリ221の幾つかの例としては、読出し/書込みコンパクトディスク(CD)及び磁気ディスクドライブが挙げられる。ディスプレイ222は、モニタ又はディスプレイ、及びデータをディスプレイ向けに変換するための付随するドライバである。I/O装置223は、ユーザがデータを入力するのに使用することができるキーボード、ポインティング装置又は他の装置である。ネットワーク装置224は、処理システム200をネットワークに接続するイーサネット(登録商標)装置であり、その接続は有線であっても無線であってもよい。当業者であれば、ネットワーク内の各処理システムに接続される正確な構成及び装置は、処理システムがネットワーク内で実行する動作に応じて変更することができることを認識するであろう。
再び図8を参照すると、インターネット又は遠隔電源スイッチ(IPS)がサーバに接続され、接続された装置の遠隔リブートを可能にする。IPSは、万一の非常時又はその他の停電の場合に発電機によって充電されるバッテリにも接続されることが好ましい。複数の分光光度計又は読取り装置がIPSと電子的に通信し、それらが本明細書で前述したようにウェルの内容物のODの測定を担当する。読取り装置サービスとIPSとの間の通信が行われることができるようにサーバとIPSとの間にスイッチ制御が存在する。例えば、各々の読取り装置は一意の識別子(ID)を含み、特定の読取り装置のリブートが必要とされると、データベース内のその読取り装置のポート番号がアクセスされ、リブートが遂行される。
多数のサービスがサーバにインストールされており、各サービスが特定の読取り装置に対応するようになっている。それらのサービスが、サーバと、読取り装置と、コンピュータ上のOPIEソフトウェアとの間の通信を可能にし、OPIEからのコマンドを、読取り装置が理解してそれに従って動作することになるコマンドに変換する。読取り装置がOD読取り値などのデータをサーバに送ると、関連付けられたサービスがそのデータを解析し、読取り装置に送られた最新のコマンドに従って動作する。サービスは、OPIEによってリクエストされたコマンドを読取り装置が実行すると、その結果(例えば、確認又は失敗など)をOPIEに返す。同様に、OPIEを介して読取り装置に送られるあらゆるコマンドは、その特定の読取り装置に関連するサービスによって発行される。重要なことに、各サービスはその特定の読取り装置のみを制御するので、1つのサービスがクラッシュするか又はそれ以外に動作不能になったとしても、残りのサービス及び読取り装置は動作可能のままであり、監視対象のままである。また、アッセイを実行している間、各サービスは自己監視されており、これは、予期された事象が起きない場合、読取り装置をリブートするリクエストがスイッチ制御に送られ、最後に成功した読み取りからアッセイが再開することを意味する。データベースと通信する電子アラームを含む別個のアラームシステムも設けられ、そのアラームは、データベースに格納されている光学密度データに異常を検出すると、指定された受信者に通知を送る。例えば、アッセイが実行されていれば、アラームシステムは、ある所定の時間間隔、おそらく20分間隔でデータベースをチェックする。予期される読取り値がデータベースに記録されない場合、アラームシステムは、ラボ管理者又は他の適切な職員に電話又は電子通信によって通知して問題を知らせる。アッセイの間、特定の読取り装置によって実行されたあらゆる読取りが、それぞれのサービスによって解析され、データベースに格納される。
図10は、本発明の好ましい実施形態によるシステムの典型的な動作を示すフローチャートである。サーバ上に存在するサービスに関して、以下の説明は、動作中のサーバ・スレッドの一例を説明する。初めに、サービスは、OPIEからの入接続を受信し、これは多数の異なるコマンドを含むことができる。例えば、「Single Read(単一読取り)」は、読取り装置コントローラの「単一読取り」方法に対する呼出しであり、ウェルプレート全体のODの測定を、付随する波長及び幾何学的形状の入力を用いて行うように読取り装置に指示するが、1つのODのみが測定され、全てのODがOPIEに返される。別のコマンドは「Start Test(検査開始)」とすることができ、これは読取り装置コントローラの「動力学的」方法を呼出し、読取り装置にアッセイを開始するように指示する。別のコマンドは「Switch(スイッチ)」とすることができ、これは読取り装置コントローラの「スイッチを切る」方法を呼出し、読取り装置をオフにする。「Pause(一時停止)」コマンドは、読取り装置コントローラの「一時停止」方法を呼出し、読取り装置に、アッセイを一時的に停止し、停止した位置を記憶するように指示する。「Restart(再開)」コマンドは、読取り装置コントローラの「再開」方法を呼出し、読取り装置に、一時停止していたアッセイを再開するように指示する。最後に、「Stop(停止)」コマンドは、読取り装置コントローラの「停止」方法を呼出し、読取り装置に全面的に停止するように指示する。コマンドがOPIEを介してユーザによって発行されるたびに、受信通知が、実行の成功を示す「ACK」信号又は実行の不成功を示す「NAK」信号でOPIEに返信される。
データベースには、サービス、スイッチ制御、及びコンピュータ上のOPIEによって直接アクセスできるが、それは、コンピュータがLAN/VLAN上で動作している場合だけである。コンピュータがLAN/VLANの外部でOPIEを実行している場合、データベースとのあらゆる通信は、上記のようにリクエストマネージャを介して処理される必要がある。
OPIEソフトウェア及びそのインタフェースに関して、OPIEはOracle Corporationによって開発されたJava(登録商標)プログラミング言語で構築され、Java(登録商標)仮想マシン(JVM)を使用するが、他の適切なプラットフォームを用いてコンパイルし、動作させることもできる。OPIEが開始されるとき、初期スクリーンが図11に従って表示される。OPIEにアクセスするには、ユーザ名及びパスワードが必要である。ユーザ名又はパスワードが間違っている場合、赤色のメッセージが現われ、正しいユーザ名及びパスワードの再入力を要求する。通常、ラボラトリ管理者及び/又は医長がユーザアカウントの作成の責任を負い、ユーザは、データを編集する又はアッセイの実行を制御する権利に応じて異なるアクセス権を有する。ひとたびユーザが認証されると、複数の選択可能な上部タブ、すなわち、LOG IN(ログイン)、TESTS(検査)、PROJECT(プロジェクト)、PATEINT(患者)、及びOTHERS(その他)がロック解除される。幾つかのタブは、ユーザレベルに応じてロックされたままである場合もある。図11の開始ページ上に便利に配置されたCheck Tracking(追跡チェック)ボタンにより、アクティビティを有するデータベース内に登録されている全ての出荷追跡番号を含むブラウザウィンドウが開く。
好ましい実施形態において、OPIEは、上記の5つの主セクションに編成され、図12に示すようにタブによって表される。例えば、LOG INタブは、ユーザがOPIEへの接続を開くこと及びログアウトすることを可能にする。TESTSタブは、ユーザが検査を作成し、編集し、修正し、及び削除することを可能にする。PROJECTタブは、ユーザが検査を特定の名称のもとで分類することを可能する。PATIENTタブは、ユーザが、典型的には検査に関係するレポート及び画像を含む患者関連データを作成し、編集し、修正し、及び削除することを可能にする。OTHERSタブは、ユーザが、プログム設定を修正すること、及び、単一読取り、パッケージ追跡、細胞株の管理、パスワード変更などを含む補完モジュールを使用することを可能にする。
検査パラメータの編集
OPIEソフトウェアにおいて、検査(本明細書では、「動力学」と呼ぶこともある)は、動力学の開始からその終了までMiCKアッセイが行われるウェルプレートを表す。TESTタブのもとで、図13により詳しく示すように、検査はその状態によって分類され、それには5つの異なるカテゴリが存在する。Complete(完全)カテゴリは、完全なMiCKアッセイが行われた完全な検査である。Incomplete(不完全)カテゴリは、動力学的アクティビティの途中で停止された検査である。検査が不完全であったとしても、十分なデータが蓄積されていれば計算を実行することができる。Prepared(準備中)カテゴリは、いずれの検査でも最初の状態であり、動力学がまだ開始されていないことを示す。Running(実行中)カテゴリは、検査がデータ取得段階にあること、すなわちウェルプレートが分光光度計(又は読取り装置)内にあり、動力学が実行中であることを意味する。Paused(一時停止)カテゴリは、検査はデータ取得段階にあったが、ユーザがこの検査を一時停止させ、動力学は、ユーザが動力学を再開させるまで停止されていることを意味する。検査リストの内容を更新するため、例えば別のユーザが別のコンピュータ上で新しい検査を作成したかどうかを調べるために、Refresh(更新)ボタンを選択することができる。各々のカテゴリは、その状態に対応するアイコン、例えば「停止」ボタン、「一時停止」ボタン、又はそれに類したユーザにとってなじみがあり容易に理解できるしるしで視覚的に図形表示されることが好ましい。
TESTSタブの下部分は、ユーザが、特定の基準、例えば、Specimen(特定の検体に関する検査)、Desc(特定の説明を伴う検査)、Drug(特定の薬物を含む検査)、Last(最後に作成された検査)、Date(特定の年月日に作成された検査)、及びAll(基準に関わらず全ての検査を示す)に対応する検査を検索することを可能にする。検査は、Add Test(検査追加)ボタンにより、隣接するフィールドに説明を入力することによって追加することができ、新しい検査は、上述のようにPrepared(準備中)カテゴリ内に現れる。
図14に示すように、Test List(検査リスト)のフォルダアイコンを選択し、次いで状態に基づくカテゴリの1つをさらに選択することにより、検査を編集することができる。ユーザが十分な資格を有している場合、検査を削除することができ、又は、Parameters(パラメータ)名を選択し、次に図15に示すインタフェースを用いることによって検査を編集することができる。検査は、編集可能な多くのパラメータを含み、好ましい実施形態では以下のパラメータが含まれる。
Description(説明):テストの一般的説明。
VMax Points(VMaxポイント):このパラメータは動力学的単位(KU)の計算の際に使用され、ここでVMaxポイントは勾配を計算するのに用いられる距離である。例えば、36という値は、勾配が、読取り番号6と42との間、7と43との間、等で計算されることを意味する。
Temperature(温度):動力学の間の分光光度計のインキュベーションチャンバの温度。
Run time(実行時間):時間及び分単位の動力学の継続時間。
Lag time(遅延時間):この間隔の間に収集されたODは計算の際に無視されることになる。例えば遅延時間が30分であるということは、読取りの間隔が5分に設定されている場合、初めの6つの読取り値はKUの計算に使用されないことを意味する。
Read interval(読取り間隔):動力学の間の各読取りの間の時間。
Blank average(ブランク平均):この値は、テンプレートがブランクを含まない場合に用いられる。
Negative slope to zero(負勾配をゼロにする):これが選択された場合、計算の際に対照の勾配が負であれば勾配の値が0に置換えられる。勾配はVmaxから差し引かれるので、対照の勾配が負ならば試料のKU値を押し上げることになる。
Use average while calculating VMax(Vmax計算時に平均を使用):このオプションが選択された場合、勾配の計算の際に、ソフトウェアは、点n及びn+VMaxについて3つのODの平均を用いて勾配を計算する。
Plate type drop−down box(プレート型式ドロップダウンボックス):使用されているウェルプレートの型を示す。
Wavelength(波長):分光光度計によって使用されるナノメートル(nm)単位の波長。上限6波長まで割り当てることが可能である。読取りは、選択された全ての波長に対して行われる。全ての波長は一意であることが必要であり、200nmと999nmとの間に設定する必要があるが、多くの検査に対してより一般的な波長は600nmである。
Control(対照):この検査が対照細胞株を含むものであるかを示す。どの検査がこの検査を対照として用いるかを示すために、図15の右側のリストから1つ又はそれ以上の検査が選択され、方向制御ボタンを用いて一番右側のボックスに移される(又はそこから除去される)。
Comments(コメント):検査のより詳しい説明又は他の注釈。
ひとたび検査パラメータに対する全ての所望の編集が終了すると、Save(保存)ボタンを選択して新たな検査パラメータをデータベースに記録する。
テンプレートを編集することもできるが、検査に対して初めに細胞株を割り当てる必要がある。図14のCell Lines(細胞株)フォルダの下の<add cell line>(細胞株追加)を選択すると、図16に示すような新しいボックスが開かれる。新規患者又は新規細胞株を作成するには、ユーザはNew Patient(新規患者)又はNew Cell Line(新規細胞株)のボタンを選択する。既存の患者又は細胞株を追加するには、ユーザは、リストから選択し、次いでボックスの右上にあるAdd Existing(既存追加)ボタンを選択する。選択された細胞株又は患者は、ここで検査のCell Line(細胞株)フォルダの下に現れることになる。細胞株は、予め定義された樹立細胞株を表し、自動生成番号の代りに細胞株の名称を用いてテンプレート内のウェルが識別される。自動生成番号を用いるカスタム細胞株を使用するには、ユーザはOld CLボタンを選択して現れるリストから選ぶことになる。
代替的に、検査が、Levey−Jenningsプロットを生成するために対照細胞株を含む必要がある場合、ユーザはLevey−Jenningsリストの細胞株を選択する必要がある。選択された細胞株に関連付けられたテンプレートを検査のテンプレートに添付する必要があるかどうかを尋ねるポップアップデシジョンボックスが現れる。Yesを選択すると、Levey−Jenningsに割り当てられた列、例えばカラム15から18の中のウェルのみが上書きされ、他のウェルはそのまま手付かずにされる。
細胞株を編集するために、ユーザがCell Line(細胞株)フォルダから所望の細胞株を選択すると、図17に示すインタフェースが開かれる。容易に分かるように、このインタフェースは、細胞株に関する情報、並びに、検体に関する詳細、患者情報、及びどの薬剤を検査することができるかについての指示に関する、多数の見慣れた改めて説明するまでもないフィールドを含む。特定のより注目すべき特徴に関して言えば、Clone(複製)ドロップダウンボックスは、ユーザが全てのフィールドを別の患者の情報で埋めることを可能にする。Print(印刷)ボタンは、全ての患者データを含む印刷用ポータブルドキュメントフォーマット(PDF)ファイルを作成するために使用される。修正は、Initial(頭文字)ボックス内にユーザの頭文字をタイプ入力し、Save(保存)ボタンを選択することによって記録され、頭文字がAdditional Data(追加データ)フィールドに自動的に添付される。念のために、全てのデータが正しいことを表明する確認ボタンが含められる。
係数調整ファクターは、検体の係数を(この検体が関連する全ての検査において)修正するために用いられる。0と1との間の値は係数を小さくし、1より大きい値は係数を大きくする。非特許文献1で言及されているように、係数はアッセイされる細胞株に依存し、細胞株の観察を通じて実験的に決定されるので、ほとんどの場合、医長又はその検体に適した知識の豊富な人が係数を調整することができることが重要である。
インタフェースの右上側は、検体及び検体の出荷状態を説明するために用いられる。このセクションのフィールドは、左上側セクション内で選択された、例えば、組織、体液/滲出液、又は血液/骨髄などの検体の型に従って変化する。
この検体由来の細胞が冷凍されて液体窒素中に保管されていたものである場合、全てのチューブの場所が右下側の表中に現れる。細胞が冷凍されていたものではなかった場合、右下側の表は無効のままとなる。
重要なことに、細胞株が患者由来ではない場合、代りに図18のインタフェースが現れる。細胞株はCell Line(細胞株)ドロップダウンボックスから選択される。別の細胞株のデータをClone(複製)ドロップダウンボックス内の所望の細胞株の選択によってコピーすることができる。終了したら、Save(保存)ボタンを選択してインタフェースを閉じる。また、1つの患者又は細胞株を複数の検査に割り当てることもできる。細胞株をある検査から除外するためには、その細胞株を選択してキーボード上のDelete(削除)キーを用いて削除するが、これは細胞株自体をデータベースから削除するものではない。
テンプレートの編集
任意の特定の検査に関して、そのテンプレートを図19のインタフェースに示すように編集することができ、このインタフェースは、内容物が読取り装置内でOD測定に供される物理ウェルプレートをモデル化した仮想ウェルプレートを表すものである。例えば、物理的な96ウェルプレートは、各々が英数字で指定されるウェル位置を有する8×12格子のウェルである。12個のウェルの第1の行はA1〜A12で示され、ウェルの第2の行はB1〜B12で示され、最終(8番目)行のウェルはH1〜H12で示される。この配置が、図19の仮想ウェルプレートのインタフェースにおいて複製される。
インタフェースの左側パネルは、個々のウェルの内容物及び表示を定めるための種々のオプションを与え、ウェルの上方には編集メニューバーがある。各ウェルは、上限3つの薬物及び濃度、並びに一型式を含む。ユーザによって選択されたウェルは赤い枠線で囲まれ、そのウェルの内容が左側パネル内に示される。ユーザにはなじみ深い追加の選択オプションも利用可能であり、これには、同じパラメータ(薬物及び濃度)を複数のウェルに同時に適用することを可能にする複数ウェル区域及び選択範囲が含まれる。図20は、ユーザが使用できる機能を示すテンプレート編集パネルのより詳しい図を与える。384ウェルプレートが使用される場合、パネルの下部にある4つのボタンによりプレートの各四半分の選択が可能になる。例えば、左上ボタンを選択すると、図19に示すウェルと同様のウェルA1〜H12が表示され、右上ボタンを選択すると、ウェルA13〜H24が表示され、左下ボタンを選択すると、ウェルI1〜P12が表示され、右下ボタンを選択すると、ウェルI13〜P24が表示される。
選択された変更を適用するには、ユーザは適切なApply(適用)ボタンを選択する。例えば、個々のApply(適用)ボタンは、それぞれのフィールドのみを、選択されたウェル内に適用し、他方、Apply All(全て適用)ボタンは、薬物、濃度、色、及び型を適用する。選択された薬物、濃度及び型は、選択後にEnterキーを押すことによって適用することもできる。
Series(系列)ボタンは、系列希釈、例えば、Carbo 250、500及び750のように種々の薬物濃度についての検査を作成するために用いられる。所望のウェルを所望の最小濃度と共に(図20の一番上の薬物、Carbo 250で示されるように)選択し、Series(系列)ボタンを選択すると、選択された全てのウェルに選択された薬物及び昇順の濃度が割り当てられる。
図19の上部にある編集メニューバーは、従来のプログラムの使用経験を有するユーザにはなじみ深いであろう多数の編集オプション及びアイコンを含む。例えば、
Copy(コピー)(Ctrl+C):全ての選択されたウェルをメモリバッファに入れる。
Cut(切り取り)(Ctrl+X):全ての選択されたウェルをメモリバッファに入れ、全ての選択されたウェルを消去する。
Paste(貼り付け)(Ctrl+V):メモリバッファ内にコピーされたウェルを最初に選択されたウェル内に貼り付ける。バッファされたウェルのパターンは保持される。
Paste Line(行貼り付け)(Ctrl+L):メモリバッファ内にコピーされたウェルを最初に選択されたウェル内に貼り付ける。全ての選択されたウェルに連続的に貼り付けられる。
Clear wells(ウェル消去)(Del):選択されたウェル全ての内容を消去する。
Undo(元に戻す)(Ctrl+Y):以前の動作を元に戻す。これは変更が行われた回数に応じて複数回実行することができる。
Redo(やり直し)(Ctrl+R):元に戻した動作をやり直す。これは複数回実行することができる。
Print(印刷)(Ctrl+P):テンプレートを印刷用PDFファイルにコピーする。PDFは、ローカルコンピュータ上のOPIEディレクトリのTemplate(テンプレート)フォルダ内に保存される。
Print drug list(薬物リスト印刷):これは、このテンプレート内に含まれる全ての用事調製でない(non−fresh)薬物の希釈ロット番号、有効期限及び所在を含むリストを作成する。このPDFはローカルコンピュータ上のOPIEディレクトリのDrugs(薬物)フォルダ内に保存される。
Save(保存)(Ctrl+S):テンプレートの現在の状態を保存する。最後の変更を保存せずにウィンドウが閉じられるとき、ユーザは保存するよう促される。NOが選択されるとテンプレートは保存されない。
Create .dws file(.dwsファイル作成)(EPボタン):Eppendorf Internationalから市販されている自動ピペッティングシステムであるepMotionで用いられるテンプレートの.dwsファイル形式を作成する。.dwsファイルは、epMotionシステムに接続されたローカルコンピュータ内の適切なフォルダ内に保存され、その後、そのファイルはepBlueの患者フォルダにおいて利用可能になる。図21に示すポップアップボックスが以下のオプションと共に現れる。
Duplicate(二つ組):ピペッティングシステムロボットは、薬物を2つの別個のプレートに送出する。
Multi−dispense(マルチディスペンス):二つ組の薬物がマルチディスペンスモードで分注される。選択されない場合には、代りにピペットモードが用いられる。
Show test template(検査テンプレート表示):印刷可能な検査テンプレートを表示する。
Show tube position templare(チューブ位置テンプレート表示):印刷可能なチューブ位置テンプレートを表示する。このテンプレートは、保温ラック内での薬物アリコートの配置を示す。
最後に、編集メニューバーの最も右側の部分は、図22で最も良く分かるように示された2つのドロップダウンボックスを含む。これらを選択すると、現在のテンプレートがデフォルトテンプレートリストのテンプレートで置換えられる。第1のボックスを用いてテンプレートのカテゴリが選択され、第2のボックスを用いて特定のテンプレートが選択される。既存の検査を複製するには、第1のドロップダウンボックスからClone(複製)オプションを選択することができ、次いでユーザはコピーする検査を選択する。ポップアップウィンドウが、関連付けられた.dwsファイルと同じ順番で薬物を配置するかどうか尋ねてくる。
検査の開始
検査(又は動力学)は、左側パネル上のStart Test(検査開始)オプションを選択することによって開始され、これは、図23に示すものと同様のStart Test(検査開始)インタフェースをユーザに表示する。最初のステップは、検査に用いる読取り装置を選択することであり、その一例は図中に示された「SPE−06」である。ある読取り装置が利用可能でない場合、これは、その読取り装置が使用中であること、そのコントローラがサーバにインストールされていないこと、そのサービスが稼働していないこと、又は、384ウェルプレートが選択され、読取り装置がこの型式のプレートをサポートしていないことを意味する。
検査を開始する前に、Single Read(単一読取り)を行って、検査に適用可能な係数を決定しなければならない。ユーザは、図23のSingle Read(単一読取り)ボタンを選択して係数を計算する。テンプレート内に対照が割り当てられていない場合、警告メッセージが現れ、テンプレート内に少なくとも1つの対照が割り当てられるまでユーザが検査を続行することを妨げる。サーバが応答しない場合、接続時間切れを知らせる警告メッセージが現れ、これは、読取り装置がオンにならないこと、又は読取り装置サービスが適切に稼働していないことを意味する。
単一読取りが正しく進行すると、対照ウェルは、図24に示すように強調表示され、係数が上のテーブル内に現れる。係数が許容限度内にない場合、警告メッセージが現れる。プレートが正しい向きで配置されていることを確認するために、ウェルA1が検査される。あらゆる患者又は細胞株の検査は、ウェルA1が培地17.5μl+ストックボトルのトリパンブルー0.1%(1:4)希釈物2.5μlで充填されることを必要とする。
プレートの初期読取り後、返されたウェルA1内のOD値が1.2を上回らない場合、警告メッセージがプレートの向きの確認を求めてくる。ひとたび適切な向きが確立されると、現在ログインしているユーザのパスワードを入力してOKを押すことによって開始ボタンをロック解除することができる。走査範囲は、以下の3つのオプションのうちの1つ選択することによって調整することができる。
Automatic(自動):走査範囲はソフトウェアによって決定される。
Full plate(プレート全体):プレート全体が走査される。
Manual(手動):ユーザが特定の走査範囲を選択することができる。
図24の左下のDrugテーブルは、薬物在庫を調整するために用いられる。テンプレート内に含まれる各々の薬物がこのテーブル内に現れる(新鮮な薬物以外)。プレートを調製するために用いられるアリコート数を調整することができ、この量が在庫から自動的に減らされることになる。あるアリコートが1つより多くのプレートに使用された場合、ユーザは、開始された第1の検査に対して1を指示し、次の検査に対して0を設定する。
前述のパラメータの全てが定められた後、Start(開始)ボタンを選択することによって検査が開始される。インタフェースは第1の読取りが完了するまでフリーズし、その後ウィンドウを閉じることができる。Start(開始)ボタンがPause(一時停止)ボタンに変わり、これを用いて検査を一時停止することができる。検査が一時停止されると、タイマーが現れて一時停止の継続時間を示し、Restart(再開)ボタンが現れる。ほとんどの場合、一時停止は15分を越えて続かないはずである。検査を再開するには、ユーザはRestart(再開)ボタンを選択する。Stop(停止)ボタンをクリックすることによって、いつでも検査を停止することができる。検査が停止されると、ポップアップウィンドウが現れて、その検査の状態をComplete(完全)に設定すべきかどうかユーザに尋ねる。Yesを選択すると、検査はComplete(完全)として分類され、他方、Noを選択すると検査はIncomplete(不完全)として分類される。
図24の薬物リストの下のReset Test(検査リセット)ボタンは、検査自体を削除せずに全ての蓄積データを消去するのに用いられる。このオプションは元に戻すことができず、この機能は6つより多くの読取りが行われていれば使用不可にされる。この時点から、動力学的測定を停止する必要があり、新たな検査を作成する必要がある。
検査結果の表示
ひとたび検査が実施されると、検査の結果が、図25に示されるものと同様のインタフェース内に表示される。検査が384ウェルプレートで行われた場合、ユーザは、仮想ウェルプレートの上方のタブを用いて、プレートの4つの四半分の中を移動することができる。全ての検査パラメータが、仮想ウェルプレートの下に位置するステータスバーに含まれる。ユーザが選択可能な、結果の表示に影響を与えるオプションを以下で説明する。
Show drugs(薬物表示):計算結果の代りに、全てのウェルに割り当てられた薬物を表示する。
Show results(結果表示):計算結果、KU、VMax、及び点VMaxにおける対照の勾配を表示する。対照ウェルは、KU値の代りに係数の値を表示する。
Zoom(ズーム):曲線を拡大するために用いられる。まず、仮想ウェルプレート内の1つ又はそれ以上のウェルを選択することによってグラフを指示する必要がある。図26は、ある検査から得られた3つのOD曲線を表示するものであり、この図に示すように同じグラフ内の複数の曲線を拡大することができる。
Mask(マスク):ウェルをマスクするには、ユーザは、ウェルを選択し、次いでMask(マスク)ボタンを選択する。マスクされたウェルは、レポート作成の際に無視される。ウェルのマスクを外すためには、以前にマスクされたウェルを選択し、次いでMask(マスク)ボタンを選択する。マスクされたウェルは透明に表示されるようになる。
Reload(再ロード):結果の表示を閉じて再び開く必要なしに、全ての計算を再実行する。パラメータが変更された場合、変更を有効にするためにデータを再ロードしなければならない。
Print(印刷):結果の印刷用PDFファイルを作成する。
Export(書き出し):全てのKUを.textファイルにコピーする。
Unselect(選択解除):全ての選択されたウェルを選択解除する。
AS:オートスケール、全ての曲線の全体が見えるように縮尺が調整される。
他のオプションは、曲線グラフにおけるY縮尺の調整を可能にするものであり、ここでY Range(Y範囲)は、グラフに表示される最小値と最大値との間の距離を表し、全てのグラフは同じ縮尺に従う。動力学の進行を示すための進行バーも表示される。
キーボード上のCtrlキーを押下しながら所望のウェルを選択することによって、特定のウェルの未処理OD、読取りシーケンス、及び関連データを表示することができる。データは図25の右側に現れるが、データのより詳細なビューを図27に示す。このテーブルはKU計算の全ての詳細を含む。強調表示された行はVMaxの位置を示し、このポイントで結果におけるKUが計算され報告される。
図27のUse First(冒頭の__個を使用)ボックスに、より低い値を入力することにより、特定の読取り数の後で計算を強制的に停止させることが可能であり、これにより曲線の一部分が無視される。Uniqueボタンは、この制限を選択されたウェル内にのみ限定し、他方、Allボタンは、この制限を全てのウェルに適用する。計算に使用されない曲線の部分は、グラフにおいて目立つように示される。特定のVMaxを割り当てるには、ユーザは、VMaxPtsフィールド内の値を変更し、Uniqueボタンを選択してこのVMaxを強調表示されたウェルに割り当てるか、又はAllボタンを選択して検査の全てのウェルに割り当てることができる。Coefficient Adjustment Factor(係数調整ファクター)ボックスは、現在の係数を調整するために用いられ、現在の係数にこのフィールド内の値が掛け合わされる。
重要なことに、Levey−Jennings(LJ)細胞株が検査に割り当てられた場合、ユーザに以下のオプションを可能する追加ボタンが現れる。Save LJ(LJ保存)ボタン(図25に示される)は、ユーザが、全てのマスクされていないKU(LJ細胞株に帰属する)を累積Levey−Jenningsデータベース内に保存することを可能にする。これらのKUは、以前の他のアッセイと比較するために用いられる総平均及び標準偏差に含められることになる。Del LJ(LJ削除)ボタン(図25に示される)は、ユーザが、この検査に含まれる全てのKUを累積Levey−Jenningsデータベースから除外することを可能にする。総平均及び標準偏差は、これらの値を除外するように更新される。削除された値は、Save LJ(LJ保存)ボタンを選択することによってデータベースに戻して加えることができる。
KUをLevey−Jenningsデータベースに保存すると、又はデータベース内に既に保存されたKUを伴う検査の結果を開くと、やはり図25に示すように、プレート四半分タブの隣に新しいタブが現れる。これらのタブを選択すると、図28に示すものと同様の、LJ拡張を伴う選択された薬物に関連付けられたLevey−Jenningsプロットが示される。平均及び標準偏差は、Levey−Jenningsデータベースに以前に保存された全てのKUを用いて計算される。図28に示すプロット上で、1つの線が平均を表し、他はそれぞれ1SD、2SD及び3SDを表す。全ての統計量は、蓄積されたデータから計算される。
プロジェクトの管理
PROJECTタブ及びそのオプションを図29に示すが、これはTESTSタブに似ている。これは、ユーザが検査を分類することを可能にし、検査を見つけやすくする。プロジェクトを開くには、ユーザはプロジェクト名を選択する。新しいプロジェクトを作成するには、ユーザは、<add project>(プロジェクト追加)オプションを選択し、プロジェクト名をタイプ入力してOKを選択する。
検査をプロジェクトに追加するには、ユーザはプロジェクト名を選択してツリーを展開し、次いで<add test>(検査追加)オプションを選択する。全ての既存の検査IDを含むインタフェースが現れる。ユーザは、所望の検査を選択し、次いで<add existing>(既存追加)オプションを選択する。新しい検査を作成することも可能である。また、1つの検査が1つより多くのプロジェクトに含まれてもよい。
ある検査をプロジェクトから除外するには、ユーザは、その検査を選択してキーボード上のDelete(削除)キーを使用する。その検査はプロジェクトから除外されることになるが、依然としてTESTSタブ内で利用可能である。同様に、プロジェクトを削除するには、ユーザはプロジェクト名を選択してキーボード上のDelete(削除)キーを使用する。
患者の管理
PATIENTSタブは、OPIEにおける全ての患者関連情報を表示するために使用される。ナビゲーションは、TESTSタブと類似しており、図30に示すように、本明細書で説明するように展開することができる以下の選択可能なオプションを含む。
Edit/View(編集/閲覧):これは、TESTSタブにおける細胞株の編集と同じである。
Results(結果)(検査番号を含む):含まれる検査番号の結果(TESTSタブセクションのResults(結果)セクションを参照されたい)を閲覧する。この検体が割り当てられた全ての検査ごとに1つのノードが作成される。対照細胞検査がこの検査番号に割り当てられていた場合、対照検査の番号がControl(対照)フォルダの下に現れる。
Reports(レポート):この患者のレポートを閲覧する。医長又はその他の適切な高い資格証明を有する人だけがレポートを編集することができる。資格証明が低い人は、履歴を閲覧すること及びファックスすることに制限される。
Pictures(画像):この患者に帰属する全ての画像を閲覧/アップロードする。画像を閲覧するには、ユーザは画像名を選択する。
画像を追加するには、ユーザは<add picture>(画像追加)オプションを選択し、図31のインタフェースが現れる。Open File(ファイルを開く)ボタンを用いて、アップロードする必要がある画像を選択する。ほとんどのコンピュータではCtrlキーを押下することによって複数のファイルを選択することができる。同じカテゴリ内の画像だけを選択するように、すなわち、ICCとプレート画像を同時に選択しないように注意する必要がある。画像が開かれると、ユーザは画像カテゴリを選択してSave(保存)ボタンを選択する。画像名が、Save(保存)ボタンをクリックする前に選択されたカテゴリに対応するノード内に現れる。画像は、ツリー内の画像を選択してキーボード上のDelete(削除)キーを選択することによって削除される。
レポートはReports(レポート)フォルダの下にファイルされ、このフォルダを展開して、患者に関連付けられた全てのレポートを見ることができる。この患者に関してレポートが1つも書かれていない場合、<add report>(レポート追加)ノードのみが現われ、そうでない場合には、検査番号の連結が現れる。この連結はレポートIDであり、このレポートを作成するのに使用された全ての検査IDから成る。レポートが検査からのデータを用いずに作成された場合には、No Data(データ無し)ノードが現れる。
あるレポートに関連付けられたデータを表示するには、ユーザはレポートIDを選択し、図32のインタフェースが現れる。このレポートを見るには、ユーザはView Report(レポート閲覧)ボタンを選択する。ファクシミリ伝送に適した白黒のテーブルを有するレポートを見るには、ユーザはView Fax Report(ファックスレポート閲覧)を選択する。レポートがファックス送信される場合、受信者名及びファックス番号が適切なテキストフィールド内に示され、Add Recipient(受信者追加)を選択することにより更なる受信者を追加することができる。一旦これを実行すると、レポートには完了済みのマークが付され、それ以上編集することはできない。この時点から、医長又は同様の職員は、追記レポートを作成することを要求される。
ユーザのログイン資格証明が、そのユーザがレポートを作成することを許可するものである場合、図32のインタフェースの代りに図33のインタフェースが現れる。インタフェースの上部にあるタブを用いて、全てのレポートセクション間を移動する。Graphic(図表)タブは、レポート内に現れることになる図表を作成するのに使用される。このセクションでは、図表及び凡例からある系列を除外すること、並びに、Y範囲及びマーカを編集することが可能である。グラフの下のShow/Hide(表示/隠す)タブを用いて、図表から系列を除外する。そのためには、ユーザは図表から除外しようとする系列名を選択する。除外された系列は、凡例中にND(データ非表示)として一覧表示される。
図33の図表の下のEdit Legend(凡例編集)タブは、凡例から系列を除外するため及びマーカを編集するために使用され、これは展開すると図34に示すオプションを与える。系列を編集するには、ユーザは、リストから系列名を選択し、所望の形を選び、スライダを調整して図表中のマーカのサイズを変更し、色を選ぶ。別の系列を選択する前に変更を保存するためにSet(設定)ボタンを選択する。Show on Legend(凡例上に表示)チェックボックスを用いて、その系列を凡例上から除外し又は表示する。図34のEdit Background(背景編集)タブは、Y軸の範囲、セクションのサイズ、セクションの色、及び系列の形状を調整するために使用される。
図33に戻ると、Recommendation(推奨)タブを展開して、図35のインタフェースを表示することができ、これはまた、残りのタブ、すなわちInterpretation(解釈)、Comments(コメント)、Studies(研究)、Contact(コンタクト)、及びFinalize Report(レポート仕上げ)でも用いられる。上部セクション(テキスト領域)は、レポートの薬物選択セクション内に含められるテキストをタイプ入力するのに使用され、下部セクションは、レポートに含められることになるテーブルを示す。種々の追加オプションにより、ユーザはレポートの内容及び形式を制御することが可能になる。
図36のこのFinalize Report(レポート仕上げ)タブインタフェースは、図32に関して上で説明したView/Register Fax(閲覧/登録ファックス)インタフェースに似ており、これら2つのインタフェース間で共通のデータフィールドは同じ目的で働く。
最後に、レポートに完了済みのマークが付されている場合にユーザがこのレポートを編集することを所望する場合、メッセージインタフェースが、追記レポートを作成することをユーザが望むかどうかを尋ねてくる。Noが選択されると、レポート編集インタフェースが現われるが、Finalize Report(レポート仕上げ)セクション以外の全てのセクションはロックされている。Yesが選択されると、新たなレポート編集インタフェースが現れる。そして、作成されるレポートは、他のテキストセクションと同様に編集することができる追記セクションを含むことになる。追記レポートは、レポートID内に追記番号を有することになる。
他の設定及び情報
OPIEシステムのOTHERS(その他)タブは、補完的モジュール及び管理モジュールを含む。ユーザがOTHERSタブを選択すると、パネルは図37に示すオプションを表示する。
Single Read(単一読取り)モジュールは、プレートの単一読取りを実行さし、係数計算を行うために用いられる。単一読取りを行うには、ユーザはSingle Read(単一読取り)ボタンを選択し、図38のインタフェースが現れる。左側セクションは、全てのODを表示する仮想ウェルテーブルを含み、図39でより明瞭に示される右側セクションは、単一読取り及び係数計算を実行するためのインタフェースを含む。図39を参照すると、このインタフェースの上部分は、細胞株を選択し、適切な細胞株を含むウェルを選ぶために用いられる。ウェルを設定するために、対応するカラーボタンが選択され、次いでユーザがウェルの内部を選択する。ブランクは、細胞株と同じように関連付けられる。プレートが何もブランクを含まない場合には、固定値を割り当てることができる。プレートを読み取る前に、ウェルプレート型式(96又は384)及び波長を選択する必要がある。プレートを読み取るには、ユーザはRead(読取り)ボタンを選択する。係数計算を行うには、ユーザはCalculate(計算)ボタンを選択し、これは読取り毎に複数回行うことができる(プレートの読取りを繰り返すことなくウェルの割当てを変更することができる)。Export(書き出し)ボタンは、全てのODを含むテキストファイルを作成する。Print(印刷)ボタンは、仮想ウェルテーブルを、計算された係数及びComments(コメント)テキスト領域にタイプ入力されたコメントと共に印刷する。
Manage Drugs(薬物管理)モジュールは、薬物在庫リストを管理し、薬物調製形態を可視化するために用いられる。OPIEシステムは、薬物在庫リストを自動的に管理する。例えば、検査が開始されると、在庫リストは自動的に更新される。Manage Drugsボタンを選択すると、図40のインタフェースが表示される。同様のインタフェースを使用している人にはなじみのある方法で、薬物を追加し、保存し、削除することができる。希釈物有効期限がストック有効期限を越えないことを確認するように注意を払う必要がある。ユーザは、上部アイコンバー内に配置された方向ボタンを用いて在庫リストの中を移動することができる。テンプレート内に一覧表示された薬物は、在庫リスト内に一覧表示された薬物に直接リンクされる。
所望であれば、ユーザは、カレンダアイコンを用いて選択された時間範囲内で有効期限切れになるように設定された薬物のみを表示することができ、このときカレンダアイコンの隣のボックスは時間範囲を調整するために用いられる。ストックの期限切れを含めるには、ユーザはStock(ストック)チェックボックスを選択することができ、希釈物を含めるには、Dilution(希釈物)チェックボックスを選択することができる。Aliquots Left(アリコート残数)ボックスは、残っているアリコート数が一定数よりも少ない薬物を含めるために使用され、その設定(残りのアリコートの最小数)はユーザが選択することができる。Prepare Fresh(用事調製)チェックボックスは、この薬物は用事調製する必要があること示すために使用され、このチェックボックスを選択すると、希釈物に関連するフィールド(右側カラム)が除外される。「研究開発」(R&D)とマーク付けされた薬物は、カレンダアイコンを介してShow Expired Dgugs(期限切れ薬物表示)ボタンが使用されるときには現れない。
Color May Interface(色による妨害の可能性有り)チェックボックスの選択は、この薬物が着色薬物であり、その性質が分光光度計のOD測定を妨げる可能性があることを示す。このように「着色」薬物としてマーク付けされた薬物を含むテンプレートを用いた検査を開始するとき、ユーザに対して警告ボックスが現れる。
希釈物調製フォームをアップロードするには、ユーザはSave Form(フォーム保存)ボタンを選択し、以前にアップロードされたフォームが上書きされる。希釈物調製フォームを見るには、ユーザはView Form(フォーム閲覧)ボタンを選択する。
図40の左下にあるConcentrations(濃度)テーブルは、この薬物の全ての可能なアリコート濃度を一覧表示する。テンプレートエディタ内の濃度リストは、このリストに直接リンクされる。濃度を追加するには、ユーザは値をテキストフィールドにタイプ入力してAdd(追加)ボタンを選択する。濃度を削除するには、ユーザはリスト内のその濃度を選択してキーボード上のDelete(削除)キーを使用する。
Manage Reader(読取り装置管理)モジュールは、読取り装置をセットアップするために使用されるものであり、サーバ及びIPSへの読取り装置の物理的接続並びにOPIEシステム内に現れる読取り装置の論理名を含む。Manage Reader(読取り装置管理)モジュールへのアクセスは、マネージャ及びその他の適切な高いログイン資格証明を有する人物に制限することができる。ユーザがManage Reader(読取り装置管理)ボタンを選択すると、図41のインタフェースが表示され、読取り装置は以下のステップを用いてOPIEに追加される。
Port(ポート)を作成する。Port(ポート)はサーバへの物理的接続を表す。Port(ポート)を作成するには、ユーザは、ポートリストの下のテキストフィールドにポート名を入力し、+ボタンを選択する。サーバ上の利用可能なポートのリスト及びポート名を見るには、サーバ上のDevice Manager(デバイスマネージャ)を選択し、ポートノードを展開する。OPIE内のポート名は、Device Manager(デバイスマネージャ)内に一覧表示された名称と一致する必要がある。
IPS(インターネット電源スイッチ)を作成する。ユーザは、IPSリストの下のテキストフィールドにIPS名を入力し、次いでポートを選択する。ポートは、IPSをサーバに接続するために使用されるポートと一致する必要がある。
読取り装置型式を作成又は選択する。ユーザは、Reader Types(読取り装置型式)リストの下のテキストフィールド内に読取り装置型式を入力し、この読取り装置が384ウェルプレートを読み取ることができる場合にはSupport 384 Wells(384ウェルをサポート)チェックボックスにチェックを入れる。これにより、ユーザが大きいウェルプレートを用いる検査を開始しようとするときに、384ウェルプレートをサポートする読取り装置のみが使用可能となることを保証する。
読取り装置の論理名を作成する。ユーザは、読取り装置テーブルの下のテキストフィールドに読取り装置の論理名を入力し、これがStart Test(検査開始)インタフェース及びSingle Read(単一読取り)インタフェース内の読取り装置リストに現れる名称となる。次にユーザは、読取り装置がサーバに接続されるサーバポートに対応する、ポートを選択する。対応する読取り装置型式、並びに、読取り装置が接続されるIPS、及び読取り装置がプラグ接続されるIPS上の出口番号が選択される。最後に、各読取り装置はそれ自体の一意のソケット番号を有する必要があるので、ユーザは、ソケットポート番号を最後のテキストフィールドに入力する。使用可能なソケットポート番号は4900から4999までの範囲である。ユーザは+ボタンを選択して、この読取り装置をテーブルに追加する。読取り装置テーブルは、修正を必要とするフィールドを選択することによって編集することができる。物理ポートは、1つの装置にのみ関連付けることができるので、各ポートが一回だけしか使用されないことを確認するよう注意を払う必要がある。
図42のインタフェースとして表示されるManage Cell Lines(細胞株管理)モジュールは、細胞株を編集し、作成し、削除するために使用され、さらに以下の式を用いる係数計算のための最適値を設定するためにも使用される。
係数=X/(平均OD対照−平均ODブランク
ここで、X=最適値である。
新しい細胞株を作成するには、ユーザは、テーブルの下のテキストフィールドに細胞株の名称及び最適値を入力して+ボタンを選択する。最適値は、テーブル内の値を選択することによって変更することができる。細胞株の名称変更はできないので、削除して再度作成する必要がある。重要なことに、細胞株を削除すると、削除された細胞株を用いる全ての検査における計算を破棄することになる。
Manage Users(ユーザ管理)モジュールは、ユーザを編集し、作成し、削除するために使用され、図43に示されるインタフェースを表示する。Change Current User’s Password(現在のユーザパスワードの変更)タブは、いずれのユーザも自身のパスワードを変更するために使用することができる。パスワードを変更するには、ユーザは、旧パスワード、続いて新パスワードを入力してOKボタンを選択する。View/Modify/Delete(閲覧/修正/削除)タブは、ユーザの全説明を有するテーブルを含む。ユーザのパラメータを修正するには、ユーザは、修正するフィールドを選択して新たな値を入力する。ユーザの削除は、ユーザ名を選択してキーボード上のDelete(削除)キーを使用することによって実行される。Add User(ユーザ追加)タブは、新規ユーザを作成するために使用され、同様の状況において一般に用いられるデータフィールドを有し、これにはログイン時に認証資格証明を確認するためのアクセスレベルが含まれる。
Manage Templates(テンプレート管理)モジュールは、所定のテンプレートを作成又は編集するために使用される。インタフェースは、型式の割当てを除いて図19の検査テンプレートエディタと同じである(型式は空のままにされる)。
Parameters(パラメータ)モジュールは、図44A、図44B、及び図44Cのインタフェース内に表示されているような多くのデフォルトのOPIE設定値を定め、編集するために使用される。パラメータは3つのカテゴリ、すなわち、Calculations(計算)、Reports(レポート)、及びTest Defaults(検査デフォルト)に分類される。図44Aに示されるようなCalculations(計算)に関して、これは、KUがどのように計算されるかということに影響を与える以下のようなパラメータを意味する。
Warning KU(警告KU):KUがこの値を超えると、このKUがレポート編集ウィンドウ内の赤い背景の上に現れる。一般にこの値を超えるKUは、プレートの操作中の操作エラー(気泡、オイル無し、等)によって引き起されたものである可能性があり、値が真実のものであることを確認するためにプレートの目視検査を行う必要がある。
AML/CLL scale(AML/CLLスケール):細胞株がAML又はCLLに関連付けられる場合、最終KUにこのパラメータが掛け合わされる。
Threshold(閾値):VMAXの計算の際に勾配を計算するのに用いられる2つのODの差がこの設定閾値より大きくない場合、勾配はゼロと見なされる。
Lowest detection limit(最低検出限界):この値より小さいKUはゼロとみなされ、それらはレポート内ではNS(反応しない)で置換えられる。
Levey−Jennings calculation cut−off(Levey−Jennings計算カットオフ):この日付の前に蓄積された全てのLevey−Jenningsデータは、統計量を計算するときに考慮されず、全体のプロット内には表示されない。
図44Bに示されるReports(レポート)に関して、これは、レポートの出力に影響を与えるパラメータ、例えば、ラボの住所、注意書、フォント、画像のデフォルトフォルダ、及びその他の識別情報などを意味する。
図44Cに示されるTest Defaults(検査デフォルト)に関して、これは、新たな検査が作成されるときに用いられるパラメータを意味する。
OTHERタブの下の残りのモジュールに関する図37を再び参照すると、Manage Trackings(追跡管理)モジュールは、検体収集キットを編集し、作成し、削除し、医療提供者に送付するために使用される。
Report Templates(レポートテンプレート)モジュールは、医長又は同様の資格のあるユーザがレポートテンプレートを編集及び作成できるようにする。
Export Max KU to .csv(MaxKUの.csvへの書き出し)モジュールは、ユーザが、検体ID及び薬物のリストからの最大KUを含むファイルを書き出すことができるようにする。
Build Histogram(ヒストグラム作成)モジュールは、図45のインタフェースに示すように、任意の検査の組合せについて薬物対KUのヒストグラムの作成を可能する。これは、選択された検査に関する基礎統計量も生成する。上のテーブルは、各々の個別に選択された検査に関する全ての統計量を示し、他方、下のテーブルは、単一のセットとして扱われた全ての選択された検査の統計量を示す。中央のテーブルは、選択された検査毎のウェル毎の全てのKUを示す。中央のグラフは、選択された検査毎に薬物濃度対平均KUを表すヒストグラムであり、Levey−Jenningsプロットが薬物濃度毎に作られている。これらの統計量は、全Levey−Jenningsからのデータを使用していない。
Overall Levey−Jennings(全Levey−Jennings)モジュールは、図46のインタフェース内に示すように、全ての蓄積されたLevey−Jenningsデータを表示する。これらのプロットは、標準的なLevey−Jennings(LJ)プロットである。プロットは、全Levey−Jenningsデータベースに保存された全てのLJ細胞株−LJ薬物の組合せに対して作成される。2SDから外れるすべての点には、検査ID及び範囲外値のウェルの位置を有するラベルが付される。
Nitrogen Tank(窒素タンク)モジュールは、OPIEシステムを通じて実行される検査に関連して使用される窒素貯蔵槽内の全ての用品をユーザが管理することを可能にする。
最後に、図47Aから47Hに関して、本発明に関連して用いられる関係型データベース構造の好ましい実施形態が示される。これらの図は、スペースに制約があるので順次示されているが、3×3のグリッド状に配置することができ、そうすると種々の構成要素間の関係及び結合がよりよく理解できるようになる。例えば、図47A〜図47Cは、グリッドの第1の行を構成し、図47D〜図47Fは、グリッドの中央の行を構成し、図47G〜図47Hは、グリッドの第3の行の初めの2つのセクションを構成する。一般に、鍵の形のアイコンは、データベースの他の領域を通じてその値又は内容が同じままである一意のフィールド名を表す。
サンプルレポート
付録A、B、及びCは、本明細書で説明された検査に基づきOPIEにより作成される典型的なサンプルレポートである。サンプルレポートの各々は、患者及び病状についての臨床情報を提供する。比較のために、検体由来の生細胞に対して検査された薬物候補(その可能な有効性順)をそれぞれの最大動力学的単位(KU)と共に示すテーブルを提供する。レポートはまた、細胞アポトーシス(KU)を、検査された薬物候補の種々の濃度に対して相関させた比較チャートも含む。検査から得られた結果を、それらの条件下で最良に機能した薬物候補についての推奨と共に説明するコメントを含める。さらなる比較目的で、レポートはまた、現在の特定の癌及びその進行ステージに対するベストプラクティス又は標準的ケアを代表する薬物のリストも含む。
付録Aは、肺癌転移に関する固形癌検体に対して行われた検査に基づくレポートである。このレポートは、パクリタキセルが最大の7.6KUであり、続いてシスプラチンとパクリタキセルとの組合せが6.0KUであることを示す。
付録Bは、急性骨髄性白血病(AML)に関する血液検体に対して行われた検査に基づくレポートである。このレポートは、サイトキサン(シクロホスファミド)が、AMLに対して選択される典型的な薬物ではないが7.4KUという高い効力を与えることを示す。ダウノルビシンと組み合せて使用されたとき、より高い9.8KUの値が達成され、この組合せがサイトキサン単独より有効であることを示唆した。
付録Cは、乳癌に関する滲出液検体に対して行われた検査に基づくレポートである。サイトキサンとドキソルビシン及びドセタキセルとの組合せが7.9KUの感度を示し、この組合せがこの患者に対して推奨される投薬計画であることを示唆する。
本明細書において引用された全ての参考文献は、あたかも各文献が引用により明確かつ個別に組み入れられているかの如くに引用により本明細書に組み入れられる。いずれの文献の引用も出願日前のその開示に関するものであり、本発明が、先願発明によってかかる文献に先行する権利を与えられないことを承認したものと解釈されるべきではない。
前述の要素の各々、又は2つ若しくはそれ以上を一緒にしたものは、前述の種類とは異なる他の種類の方法における有用な用途を見いだすこともあり得ることを理解されたい。これ以上検討しなくても上記内容で本発明の主旨は十分に明らかになるので、他者は、現在の知識を適用することにより、添付の特許請求の範囲において記述される本発明の一般的な又は特定の態様の本質的特徴を従来技術の見地から適正に構成する特徴を省くことなく、本発明を種々の用途に容易に適合させることができる。前述の実施形態は、例証のみを目的として提示されたものであり、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきものである。
200:コンピュータ又は処理システム
201:中央処理ユニット(CPU)
203:メモリバス
204:入力/出力(I/O)バス
211:読出し専用メモリ(ROM)
212:ランダムアクセスメモリ(RAM)
221:メモリ
222:ディスプレイ
223:I/O装置
224:ネットワーク接続装置

Claims (30)

  1. 患者の癌を治療するための抗癌剤の相対的有効性を判定するためのシステムであって、
    前記システムのハードウェア構成要素であるプロセッサと、
    前記プロセッサと電子的に通信する分光光度計と、
    電子警報システムと、
    前記プロセッサと通信し、複数の命令を格納するメモリと、
    を含み、
    前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
    (a)電子装置上に表示されるインタフェースアプリケーションを提供するステップであって、前記インタフェースアプリケーションが、薬物検査パラメータを管理するための少なくとも1つのオプションを含む選択可能なオプションを有し、前記分光光度計の前記物理ウェルプレートに関連付けられた仮想ウェルプレートを含み、前記仮想プレートが前記物理プレートの物理ウェルの行及び列に対応する仮想ウェルの行及び列を含む、インタフェースアプリケーションを提供するステップと、
    (b)電子入力装置を介した、前記薬物検査パラメータを管理するためのオプションのユーザ選択に応答して、前記仮想ウェルプレートに関連した所望の薬物検査パラメータを選択し、前記薬物検査パラメータをデータベースに格納するステップと、
    (c)電子入力装置を介したユーザ選択に応答して、前記分光光度計を制御して、薬物検査を開始させるステップであって、前記物理ウェルプレートが、
    (1)前記患者から採取された生存癌細胞と、
    (2)所定濃度の少なくとも1つの薬物候補と、
    を含む少なくとも1つの検査ウェルと、前記生存癌細胞のみを含む少なくとも1つの対照ウェルとを含むものである、薬物検査を開始させるステップと、
    (d)所定波長における前記検査ウェルの光学密度を、選択された時間間隔で選択された継続時間にわたって記録し、前記光学密度及び時間の測定値を前記データベースに格納し、前記電子警報システムが、前記データベース内に格納される前記光学密度の測定値に少なくとも部分的に基づいて、光学密度データにおける異常を検出し、光学密度データにおける異常を検出すると、指定された受信者に通知を送るように作動可能なステップと、
    (e)前記検査ウェルに対応し且つ前記データベースに格納される前記光学密度測定値、前記時間の測定値及び薬物検査パラメータに少なくとも部分的に基づいて活性値を計算するステップと、
    (f)同様に検査された他の薬物候補の活性値に関係する前記少なくとも一つの薬物候補の前記活性値を示す情報を提供して、患者の癌を治療するための前記薬物候補の相対的有効性を示すステップと、
    を実行することを特徴とするシステム。
  2. 前記活性値が、時間の関数としての前記検査ウェルに対応する前記光学密度測定値の変化に基づいて計算される動力学的単位値であることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記アプリケーションインタフェースが、薬物検査プロジェクトを選択するための少なくとも1つのオプションをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
  4. 前記アプリケーションインタフェースが、前記薬物検査に関する管理業務を選択するための少なくとも1つのオプションをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
  5. 前記データベースが、1つ又はそれ以上のワークステーションによってアクセスされるサーバ上に存在することを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
  6. 前記サーバが、1つ又はそれ以上の分光光度計と通信する1つ又はそれ以上のサービスを含むことを特徴とする、請求項5に記載のシステム。
  7. 前記サーバと通信し、前記分光光度計の遠隔電源サイクリングを可能にする遠隔電源スイッチと、前記遠隔電源スイッチと動作可能に通信するバッテリと、前記バッテリを充電することができる発電機と、をさらに含むことを特徴とする、請求項6に記載のシステム。
  8. 前記アプリケーションインタフェースが、前記活性値と前記癌細胞におけるアポトーシスを誘発する前記薬物候補の能力との間の前記相関に基づいて1つ又はそれ以上のレポートを作成するための少なくとも1つのオプションを含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
  9. 前記レポートが、検査された複数の薬物候補間の比較データを含むことを特徴とする、
    請求項8に記載のシステム。
  10. 前記レポートが、検査された薬物候補の、それぞれの活性値順のリストを含むことを特徴とする、請求項8に記載のシステム。
  11. 前記レポートが、検査された薬物候補の前記活性値を、前記検査された薬物候補の1つ又はそれ以上の濃度に対して示す比較チャートを含むことを特徴とする、請求項8に記載のシステム。
  12. 前記アプリケーションインタフェースが、前記薬物検査に関連して用いられる細胞株に対応する情報を選択するための少なくとも1つのオプションをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
  13. 患者の癌を治療するための抗癌剤の相対的有効性を決定する方法であって、システムのハードウェア構成要素であるプロセッサが、
    (a)インタフェースアプリケーションを提供するステップであって、前記インタフェースアプリケーションは電子装置上に表示され、前記インタフェースアプリケーションが、薬物検査パラメータを管理するための少なくとも1つオプションを含む選択可能なオプションを有し、更に、分光光度計の物理的ウェルプレートと関連する仮想ウェルプレートを含む、前記インタフェースアプリケーションを提供するステップと、
    (b)電子装置を介した、前記薬物検査パラメータを管理するためのオプションのユーザ選択に応答して、前記仮想ウェルプレートに関連した所望の薬物検査パラメータを選択し、前記薬物検査パラメータをデータベースに格納するステップと、
    (c)電子入力装置を介したユーザ選択に応答して、前記分光光度計を制御して薬物検査を開始させるステップであって、前記物理ウェルプレートが、
    (1)前記患者から採取された生存癌細胞と、
    (2)所定濃度の少なくとも1つの薬物候補と、
    を含む少なくとも1つの検査ウェルと、前記生存癌細胞のみを含む少なくとも1つの対照ウェルとを含むものである、薬物検査を開始させるステップと、
    (d)所定の波長における前記検査ウェルの光学密度を、選択された時間間隔で選択された継続時間にわたって記録し、前記光学密度及び時間の測定値を前記データベースに格納し、電子警報システムが、前記データベース内に格納される前記光学密度の測定値に少なくとも部分的に基づいて、光学密度データにおける異常を検出し、光学密度データにおける異常を検出すると、指定された受信者に通知を送るステップと、
    (e)前記検査ウェルに対応し且つ前記データベースに格納される前記光学密度測定値、前記時間の測定値及び薬物検査パラメータに少なくとも部分的に基づいて活性値を計算するステップと、
    (f)同様に検査された他の薬物候補の活性値に関係する前記少なくとも一つの薬物候補の前記活性値を示す情報を提供して、患者の癌を治療するための前記薬物候補の相対的有効性を示すステップと、
    を実行することを特徴とする方法。
  14. 前記活性値が、時間の関数としての前記検査ウェルに対応する前記光学密度測定値の変化に基づいて計算される動力学的単位値であることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
  15. 前記アプリケーションインタフェースが、薬物検査プロジェクトを選択するための少なくとも1つのオプションをさらに含むことを特徴とする、請求項13に記載の方法。
  16. 前記アプリケーションインタフェースが、前記薬物検査に関する管理業務を選択するための少なくとも1つのオプションをさらに含むことを特徴とする、請求項13に記載の方法。
  17. 前記データベースが、1つ又はそれ以上のワークステーションによってアクセスされるサーバ上に存在することを特徴とする、請求項13に記載の方法。
  18. 前記サーバが、1つ又はそれ以上の分光光度計と通信する1つ又はそれ以上のサービスを含むことを特徴とする、請求項17に記載の方法。
  19. 前記サーバは前記分光光度計の遠隔電源サイクリングを可能にする遠隔電源スイッチと通信し、前記遠隔電源スイッチはバッテリと動作可能に通信状態にあり、前記バッテリは前記バッテリを充電することができる発電機と結合している、ことを特徴とする、請求項17に記載の方法。
  20. 前記アプリケーションインタフェースが、前記癌細胞におけるアポトーシスを誘発する前記薬物候補の能力に基づいて1つ又はそれ以上のレポートを作成するための少なくとも1つのオプションを含むことを特徴とする、請求項13に記載の方法。
  21. 前記レポートが、検査された複数の薬物候補間の比較データを含むことを特徴とする、
    請求項20に記載の方法。
  22. 前記レポートが、検査された薬物候補の、それぞれの活性値順のリストを含むことを特徴とする、請求項20に記載の方法。
  23. 前記レポートが、検査された薬物候補の前記活性値を、前記検査された薬物候補の1つ又はそれ以上の濃度に対して示す比較チャートを含むことを特徴とする、請求項20に記載の方法。
  24. 前記アプリケーションインタフェースが、前記薬物検査に関連して用いられる細胞株に対応する情報を選択するための少なくとも1つのオプションをさらに含むことを特徴とする、請求項13に記載の方法。
  25. 前記電子アラームが、予期される光学密度の測定値が前記データベースに格納されたか否かを、所与の間隔で、決めることによって、前記光学密度データにおける異常を検出するように動作可能である、請求項1に記載のシステム
  26. 前記サーバは、予期された事象が起きないことを検出し、予期された事象が起きない場合に前記分光光度計をリブートするように前記遠隔電源スイッチを制御するように作動可能である、請求項7に記載のシステム
  27. 前記予期された事象が、前記データベースへの光学密度測定値の格納である、請求項26に記載のシステム
  28. 前記光学密度データにおける異常を検出することが、予期される光学密度の測定値が前記データベースに格納されたか否かを、所与の間隔で、決めることである、請求項13に記載の方法。
  29. 予期された事象が起きないことを検出すること、及び前記予期された事象が起きないことを検出した場合に前記分光光度計をリブートするように前記遠隔電源スイッチを制御することを更に含む、請求項19に記載の方法。
  30. 前記予期された事象が、前記データベースに光学密度の測定値を記録することを含む、
    請求項29に記載の方法。
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