JP6998626B2 - 自己抗体-抗原結合体を利用した肺癌診断用免疫学的組成物、これを用いた肺癌診断方法及びこれを含む肺癌診断用キット - Google Patents
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Description
1)イメージング法(X-ray、CT、MRI):現在肺癌診断のためにはイメージング法への依存度が高い方であるが、肺癌を早期診断するには感度及び特異度が良くない。
2)組職検査:組職検査方法として、 喀痰細胞診検査 、気管支内視鏡検査、細針吸引生検 、縱隔鏡検査などがあり、生検組職を要する病理学的・細胞学的検出方法であって、侵襲的であり、かつ繰り返し測定しにくいという短所がある。
3)腫瘍マーカー検査:悪性腫瘍を診断する非侵襲的な診断方法であって、予後予測および治療効果の判定において良好な因子として広く用いられている。とりわけ、CYFRA21-1は、サイトケラチン19フラグメントであり、1993年に肺癌マーカーとして提示されて以後、ずっとその有用性に関する研究が続けられており、多くの研究において非小細胞性肺癌のマーカーとしての価値を認められている。しかし、ほとんどの腫瘍マーカーは、濃度が一定以上になると癌と判断し、そうでなければ正常と判断する基準(cut off)値を利用するため、正常人と癌患者とを区分する正確性においては限界がある。
また、前記課題を解決するために、本発明は、前述した肺癌診断用免疫学的組成物を利用してヒトの生物学的試料で肺癌を診断する方法を提供し、下記段階を含む:
(a)抗体組成物Aを利用して、 CYFRA21-1抗原の濃度を測定する段階;
(b)抗体組成物Bを利用して、 抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体の 濃度を測定する段階;及び
(c)前記(a)で得られた濃度及び前記(b)で得られた濃度との比率から、前記生物学的試料で正常と肺癌を判定する段階。
(a)「抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子」及び「抗CYFRA21-1二次抗体-測定マーカー」を含有する抗体組成物Aを利用して、前記生物学的試料中の「CYFRA21-1抗原」の有無または濃度を測定する段階;
(b)「抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子」及び「抗ヒトIgG抗体-測定マーカー」を含油する抗体組成物Bを利用して、前記生物学的試料中の「抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体」の有無または濃度を測定する段階;及び
(c)前記(a)で得られた濃度と、前記(b)で得られた濃度との比率から、前記生物学的試料で正常と肺癌を判定する段階。
本発明の目的は、生体試料中のCYFRA21-1抗原及びそれと結合された形態の抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体を測定し、それを利用する方法を提供するためのものである。
本発明において、前記測定マーカー(detection marker)は発色、発光、蛍光などの形で検出されることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記測定マーカーは蛍光物質、蛍光ビーズ、放射性アイソトープ、及びコロイドからなる群から選択されたいずれか一つであることができる。前述したコロイドは、一般的に肉眼測定のためのマーカーであることができ、例えばナノ金コロイドのようなナノ金属コロイドを使用してもよい。
本発明の第2の目的は、前述した肺癌診断用免疫学的組成物を用いてヒトの生物学的試料で肺癌を診断する方法を提供することであり、下記の段階を含む:
(a)「抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子」及び「抗CYFRA21-1二次抗体-測定マーカー」を含油する抗体組成物Aを利用して、前記生物学的試料中の「CYFRA21-1抗原」の濃度を測定する段階;
(b)「抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子」及び「抗ヒトIgG抗体-測定マーカー」を含有する抗体組成物Bを利用して、前記生物学的試料中の「抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体」の濃度を測定する段階;及び
(c)前記(a)で得られた濃度と、前記(b)で得られた濃度との比率から、前記生物学的試料で正常と肺癌を判定する段階。
本発明の一実施形態によれば、前記(c)において、「抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子」:「CYFRA21-1抗原」:「抗CYFRA21-1二次抗体-測定マーカー」複合体と、「抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子」:「抗CYFRA21-1自己抗体-抗原」:「抗ヒトIgG抗体-測定マーカー」複合体との比率を利用して、前記生物学的試料が正常状態であるか、それとも肺癌発病状態であるかを判定することができ、場合によって肺癌進行状態を判定することができる。
本発明の一実施形態によれば、前記(c)において、「抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体」/「CYFRA21-1抗原」の比率が一定数値(cut off)、例えば1以上、望ましくは1.5以上、より望ましくは2以上、具体的に1~4、もっと具体的には1.5~3から選択され得る数値よりも高い場合、肺癌であると選別するか、又は肺癌の発病又は進行状態であると判定することができる。
本発明は9GDNA技術(Chemical Communications2011, 47, 7104)に基づくDAGON技術(Chemical Communications 2011, 47, 7616)が適用されたプラットホームを利用して非侵襲的な方法である血液を用いた測定によって肺癌を0~I期で発見することがにより、生存率を高けるとともに、生活の質を向上させることにその目的がある。
本発明において、公知の方法(韓国登録特許第10-0883763号、第10-1682347号)により製造された遺伝子が固定化されたガラス繊維を利用して干渉現象及び非特異的な反応のない肺癌診断用キットを製造し、それを使用する方法を提供する。
本発明は、抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体及びCYFRA21-1抗原を測定するための、蛍光免疫測定法に関する。詳しくは、本発明はヒトの生物学的試料において抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体及びCFYRA21-1の抗原の有無及び比率を検定する、下記の段階を含む免疫測定法を提供する:
(a)抗体組成物Aを利用してCYFRA21-1抗原の有無または濃度を検定する段階:前記の段階では(抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子)及び(抗CYFRA21-1二次抗体-Cy5)が生物学的試料中の(CYFRA21-1抗原)と結合して(抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子):(CYFRA21-1抗原):(抗CYFRA21-1二次抗体-Cy5)複合体が形成される。(図2)
(b)抗体組成物Bを利用して抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体の有無または濃度を検定する段階:前記の段階では(抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子)及び(抗ヒトIgG抗体-Cy5)が生物学的試料中の(抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体)と結合して(抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子):(抗CYFRA21-1自己抗体-抗原):(抗ヒトIgG抗体-Cy5)複合体が形成される。(図3)
(c)前記で形成された(抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子):(抗CYFRA21-1自己抗体-抗原):(抗ヒトIgG抗体-Cy5)複合体と、(抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子):(CYFRA21-1抗原):(抗CYFRA21-1二次抗体-Cy5)複合体との比率を利用して生物学的試料で正常と肺癌を判定する段階。
本発明は正常人と肺癌患者の血液、血漿のような非侵襲的生物学的試料を用いて 抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体と、CYFRA21-1抗原との比率を利用して91.7%の特異度とI期76%、II期80%、III期77%、IV期50%の感度でI~IV期肺癌が発病したか否かを診断することができる診断キット及びその使用方法を提供する。
CYFRA21-1一次抗体-遺伝子結合体に用いた物質は下記表1に示し 、使用したターゲット遺伝子(TD)の塩基配列は下記表2に示す
測定マーカーとして蛍光物質を使用して「抗体-測定マーカー」結合体を製造したし、その製造に使用された物質を下記表3に示す。
表5に記載された物質を使用して、抗体組成物A及びBを製造した。抗体の濃度はいずれも300μl/mlに希釈して使用した。
下記表6に探針遺伝子の塩基配列を示す。
CYFRA21-1抗原タンパク質及び抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体の検出方法に関する概念は、図4及び図5に、その実験過程は図10及び図11に図式的に説明されている。
1)血液サンプル及び使用物質の準備
正常人と癌患者の血液サンプルは、正常200検体、肺癌I~IV期50検体を用い、原子力病院(KOREA CANCER CENTER HOSPITAL)から入手した(IRB#KIRAMS2018-10-006、2018-06-016)サンプルを利用した。癌患者のサンプルは、組職検査において肺癌を確定診断された患者の血漿サンプルを利用した。正常人のサンプルは、健康検診に参加した正常人のサンプルを利用した。実験に使用した物質は下記表7に示している 。
イ.CYFRA21-1抗原検出用抗原検出用0.2mlサイズのマイクロチューブに標準物質20μlを入れ、表7に示すように、準備した100μlの抗体組成物Aを混合して11分間常温でインキュベーションした。
ロ.抗CYFRA21-1自己抗体-抗原検出用
自己抗体-抗原検出用0.2mlサイズのマイクロチューブに標準物質20ml を入れ、表7に示すように、準備した100μlの抗体組成物Bを混合して11分間常温でインキュベーションした。
3)試料負荷及び交雑反応
イ.CYFRA21-1抗原検出用
反応物120μlが入っている抗原検出用の0.2mlサイズのマイクロチューブにR bufferを60μl添加した後、試料をすべて採取して、180μlを図12に示す抗原検出用の9GDNAメンブレンのサンプルポートにローディングした後、11分間常温で交雑反応した。
ロ.抗CYFRA21-1自己抗体-抗原検出用
反応物120μlが入っている自己抗体-抗原検出用の0.2mlサイズのマイクロチューブにR bufferを60μl添加後、試料をすべて採取して図12に示す自己抗体-抗原検出用の9GDNAメンブレンのサンプルポートに180μlをローディング後11分間常温で交雑反応した。
4)洗浄及びスキャン
イ.CYFRA21-1抗原検出用
180μlのW bufferを抗原検出用の9GDNAメンブレンの洗浄ポートにローディング後、11分間常温で洗浄してから、図13に示したように1Dスキャナーを用いて読み出した 。
ロ.抗CYFRA21-1自己抗体-抗原検出用
180μlのW bufferを自己抗体-抗原検出用の9GDNAメンブレンの洗浄ポートにをローディング後、11分間常温で洗浄してから、図13に示したように1Dスキャナーを用いて読み出した。
5)結果の分析
5.1)CYFRA21-1抗原検出に対する蛍光感度の結果
抗体組成物Aを用いて正常人と肺癌患者の血液サンプルに対するCYFRA21-1抗原検出に対する蛍光感度を確認して下記表8に示している。
5.2)抗CYFRA21-1自己抗体-抗原検出に対する蛍光感度
抗体組成物Bを利用して正常人と肺癌患者の血液サンプルに対する抗CYFRA21-1自己抗体-抗原検出に対する蛍光感度を確認して下記表9に示す。
5.3)血液サンプルで抗CYFRA21-1自己抗体-抗原/CYFRA21-1抗原の比率の確認
図7に示している ように、腫瘍マーカーCYFRA21-1抗原検査だけでは正常と癌を区分することができない。大部分の癌関連抗原(腫瘍マーカー)は癌が発生すると血液中の量的増加が現われる。癌病期0~III期までの量的変化が非常に小さく、IV期段階になってからこそ量的変化の差が現われるため、一般的に正常と癌との区分が難しく、特に癌0~I期である場合には一層区分しにくい。
自己抗体が急激に増加する時期である癌病期0~I期では、76%感度のレベルで効果が非常に大きく現われて、これによって肺癌早期診断用キット開発に有効であることを証明した。
1.9Gメンブレン:連続した9個のグアニンが含まれたオリゴ遺伝子が固定化される表面がケルリックスアレン誘導体に変性されたガラス繊維メンブレン。
2.9GDNAメンブレン:連続した9個のグアニンが含まれたオリゴ遺伝子が固定化されたガラス繊維メンブレン。
3.抗原(Antigen、Ag):免疫反応を起こして抗体を生産させる物質、一般的に体内で異物として見なされる物質の総体。
4.CYFRA21-1抗原:肺癌関連腫瘍マーカー。
5.抗CYFRA21-1一次抗体-遺伝子:抗CYFRA21-1一次抗体に遺伝子が結合された抗体-遺伝子結合体。
6.抗CYFRA21-1二次抗体-Cy5:抗CYFRA21-1二次抗体にCy5-dye(蛍光マーカー)が付着した抗体-蛍光マーカー結合体。
7.自己抗体(Autoantibody、AAb):自分の体成分と特異的に反応する抗体を意味し、自己抗体またはオート抗体とも言う。
8.抗CYFRA-21-1自己抗体(anti-CYFRA21-1Autoantibody):肺癌関連タンパク質であるCYFRA21-1抗原に特異的に反応する抗体。
9.抗CYFRA-21-1自己抗体-抗原結合体:抗CYFRA-21-1自己抗体とCYFRA21-1抗原とが結合された形態。
10.抗ヒトIgG抗体(anti-Human IgG):ヒト抗体に特異的に反応する抗体。
11.抗ヒトIgG抗体-Cy5:抗ヒトIgG抗体にCy5-dye(蛍光マーカー)が付着した抗体-蛍光マーカー結合体。
Claims (15)
- 「抗CYFRA21-1一次抗体-DNAオリゴヌクレオチド結合体」及び「抗CYFRA21-1二次抗体-測定マーカー結合体」を含有する抗体組成物Aと、
「抗CYFRA21-1一次抗体-DNAオリゴヌクレオチド結合体」及び「抗ヒトIgG抗体-測定マーカー結合体」を含有する抗体組成物Bと、
を含む肺癌バイオマーカーを検出するための組成物であって、
前記抗体組成物A及び前記抗体組成物Bは別個に使用され、
前記DNAオリゴヌクレオチドは、バイオチップの固形支持体に固定されたDNAプローブとの相補的な結合力を有する、組成物。 - 前記測定マーカーは発色酵素、蛍光物質、蛍光ビーズ、放射性アイソトープ、及びコロイドからなる群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする、請求項1記載の肺癌バイオマーカーを検出するための組成物。
- 前記測定マーカーは、蛍光物質から選択されることを特徴とする、請求項2記載の肺癌バイオマーカーを検出するための組成物。
- 人体から分離された血液試料において、請求項1記載の組成物を使用する肺癌バイオマーカーを検出するための方法であって、
(a)「抗CYFRA21-1一次抗体-DNAオリゴヌクレオチド結合体」と「抗CYFRA21-1二次抗体-測定マーカー結合体」とを含む抗体組成物Aを利用して、前記血液試料中の「CYFRA21-1抗原」の有無または濃度を測定する段階;
(b)「抗CYFRA21-1一次抗体-DNAオリゴヌクレオチド結合体」と「抗ヒトIgG抗体-測定マーカー結合体」とを含む抗体組成物Bを利用して、前記血液試料中の「抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体」の有無または濃度を測定する段階;及び
(c)前記(a)で得られた濃度及び前記(b)で得られた濃度との比率を確認する段階
を含む、肺癌バイオマーカーを検出するための方法。 - 前記(a)において、抗体組成物Aに含有された「抗CYFRA21-1一次抗体-DNAオリゴヌクレオチド結合体」及び「抗CYFRA21-1二次抗体-測定マーカー結合体」が血液試料中の「CYFRA21-1抗原」と結合して「抗CYFRA21-1一次抗体-DNAオリゴヌクレオチド結合体」:「CYFRA21-1抗原」:「抗CYFRA21-1二次抗体-測定マーカー結合体」複合体を形成させて、「CYFRA21-1抗原」の有無または濃度を測定することを特徴とする、請求項4記載の肺癌バイオマーカーを検出するための方法。
- 前記(b)において、抗体組成物Bに含有された「抗CYFRA21-1一次抗体-DNAオリゴヌクレオチド結合体」及び「抗ヒトIgG抗体-測定マーカー結合体」が血液試料中の「抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体」と結合して「抗CYFRA21-1一次抗体-DNAオリゴヌクレオチド結合体」:「抗CYFRA21-1自己抗体-抗原」:「抗ヒトIgG抗体-測定マーカー結合体」複合体を形成させて、「抗CYFRA21-1自己抗体-抗原結合体」の有無または濃度を測定することを特徴とする、請求項4記載の肺癌バイオマーカーを検出するための方法。
- 前記(c)において、「抗CYFRA21-1一次抗体-DNAオリゴヌクレオチド結合体」:「CYFRA21-1抗原」:「抗CYFRA21-1二次抗体-測定マーカー結合体」複合体と、「抗CYFRA21-1一次抗体-DNAオリゴヌクレオチド結合体」:「抗CYFRA21-1自己抗体-抗原」:「抗ヒトIgG抗体-測定マーカー結合体」複合体との比率を確認することを特徴とする、請求項4記載の肺癌バイオマーカーを検出するための方法。
- 前記血液試料は、全血、血清、及び血漿からなる群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする、請求項4記載の肺癌バイオマーカーを検出するための方法。
- 前記(a)及び(b)で形成された抗原-抗体の複合体は、固形支持体に固定されることを特徴とする、請求項4記載の肺癌バイオマーカーを検出するための方法。
- 前記固形支持体は、9Gメンブレンまたは9GDNAメンブレンを含むことを特徴とする、請求項9記載の肺癌バイオマーカーを検出するための方法。
- 前記抗CYFRA21-1自己抗体に特異的な抗原は、CYFRA21-1タンパク質であることを特徴とする、請求項4記載の肺癌バイオマーカーを検出するための方法。
- 前記測定マーカーは、発色酵素、蛍光物質、蛍光ビーズ、放射性アイソトープ、及びコロイドからなる群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする、請求項4記載の肺癌バイオマーカーを検出するための方法。
- 前記測定マーカーは、蛍光物質から選択されることを特徴とする、請求項12記載の肺癌バイオマーカーを検出するための方法。
- 請求項1記載の肺癌バイオマーカーを検出するための組成物及びバイオチップを含む肺癌バイオマーカーを検出するためのキット。
- 前記バイオチップは、9Gメンブレンまたは9GDNAメンブレンを含むことを特徴とする、請求項14記載の肺癌バイオマーカーを検出するためのキット。
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