JPH02238000A - がん胎児性抗原の精製法 - Google Patents

がん胎児性抗原の精製法

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JPH02238000A
JPH02238000A JP2040884A JP4088490A JPH02238000A JP H02238000 A JPH02238000 A JP H02238000A JP 2040884 A JP2040884 A JP 2040884A JP 4088490 A JP4088490 A JP 4088490A JP H02238000 A JPH02238000 A JP H02238000A
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梶田 芳弘
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 木主凱■宜五 CEAは等電点p H 4. 5、炭水化物含量約40
ないし75重量%,高いN−アセチルグルコサミン含量
(10ないし30重量%),微量のN−アセチルガラク
トサミン、および4ないし20重量%のシャル酸を有す
る熱安定性糖タンパク質である.それは公知方法によっ
て腫瘍または組織培養から製造される.上昇した血清C
EA濃度はある種のがん、特に胃腸管のそれらに関連し
ているので、CEAは意義深い,CEA}レーサー(標
識したCEA類縁体),CEA抗体および標識したCE
A抗体はすべて既知である(米国特許第3,927,1
93号および第3, 663, 684号).α1酸性
糖タンパク質またはオロソムコイド(以後AGという)
は熱安定性で、そして炭水化物約40ないし45重量%
,シャル酸およびアスパラギン酸約10重量%,そして
CEAと偵た濃度でグルタミン酸、メチオニン、N−ア
セチルグルコサミンおよびN−アセチルガラクトサミン
を含有する,AGは等電点p H 2. 7 ,  β
−グロプリン易動度ではなくα−グロプリン電気泳動易
動度、CEAの約200 , 000ではなくて約45
,000の分子量を有することにおいてCEAと実質的
に相違する。
不溶性AGは先行技術に既知である。免疫学的にCEA
と交差反応する種々の正常組織中に存在する物質(非特
異性交差反応抗原またはNCA)は知られているが、こ
れら物質はAG免疫決定因子を有するものとして同定さ
れていない。
本発明の一つの目的は既知CEAアッセイの感度を改良
し、そしてこの目的のための新規な試薬を提供すること
である。
これらおよび他の目的は本明細書を全体として考慮する
ことにより自明であろう。
本主班夏量! 驚くべきことに、そして予期せざることに、CEA分子
中にはAGに対し著しい免疫学的相似性を有する部分が
存在することが判明した。この発見は以下の新規な方法
および組成物へ導いた.1.本発明によって、AG抗体
と交差反応しない、CEA}レーサーおよび標準の一部
分を除くことによって、CEAアッセイの感度が改良さ
れる.除去は、交差反応するCEAと、受容体としてA
G抗体とを結合し、そしてCEAを回収することによっ
て達成される。このCEAは、吸着されないCEA組成
物よりもCEA抗体に対して高い親和性を示す。
2.  CEAアッセイは、PセグメントとAG決定因
子の両方を示すCEAだけを測定する新規な方法によっ
てさらに改良される。標識したAGは新規であり、そし
て以後に記載されるこの方法において使用される. この方法によって精製すべきCEA製剤は任意の慣用方
法によって得ることができる,CEAは普通組織培養ま
たは腫瘍、例えば胃腸がんの肝転移の抽出によって得ら
れる,CEA含有出発物質の好通な一製造方法が米国特
許第3,663,684号に開示されている。しかしな
がらもっと複雑でない方法が満足であろう。例えば、細
胞または組織試料は水中でホモジネートし、過塩素酸の
ような塘タンパク賞溶媒で抽出し(または熱変性タンパ
ク質を沈澱するように70゜Cで加熱する)、不溶物を
除去するため遠心し、残余の過塩素酸を透析または過塩
素酸カリウム沈澱法(米国特許第4.180,556号
)によって除去し、そしてCEAを回収することができ
る。このCEAは公知の方法でラジオアイソトープ、酵
素、安定なフリーラジカル、補酵素、螢光基、化学ルミ
ネセンス基、または酵素阻害剤もしくは賦活剤のような
適当な検出可能基をもって、後記の精製操作の以前また
は以後に標識することができる。
こ一での精製方法の目的は、AG抗体と交差反応性のC
EAに富む、または実質的に該CBAよりなる天然もし
くは標!!eEAを調製することにある。市販の放射性
ヨード化CEAのかなりの部分はAG抗体に結合しない
か、または非常に弱くしか結合しない.例えば、そのよ
うな放射性ヨード化CEA製剤の放射能の約3分の1だ
けがAG抗体と直ちに反応するに過ぎず、他方該放射能
の約50%以下は一夜インキエベーション後にようやく
結合するであろう。CEA製剤の非結合部分の本体は現
在未知である。それは夾雑タンパクを含有するであろう
. CEA製剤の一部はAG抗体を結合し得るが、CEA抗
体はAGを結合し得ないことは興味ある事項である。こ
のパラドックスはCEA抗体がつくられる方法のためで
あると信じられる,CEA抗体は慣例・的に動物をCE
A製剤で免疫化して調製され、そのためCEAのAG決
定因子と、該CEA製剤中の他のCEA決定因子および
夾雑物との両方に特異性の抗体の発生へみちびく。次に
免疫するCEA製剤中の夾雑物に対して上昇された非C
EA抗体を除去する意図で、抗血清が正常な組織とイン
キユベートされる.しかしながらCEAに対して上昇さ
れた抗体集団は正常組織成分であるAGに特異的な抗体
をも含む.このようにAG抗体は正常組織とのインキエ
ベーションによって除去される.残りのCEA抗体は従
ってAG抗体と交差反応性でない、すなわちAGのそれ
らに類偵の免疫部位を持たないCEAの部分に向けられ
るだけである.以後この部分をCEA  Pセグメント
と呼ぶ。このセグメントに特異性の抗体はCEA  P
セグメント抗体である。PセグメントとAG免疫部位の
両方を含有するCEAを、以後便宜上無傷のCEAと呼
ぶ. 無傷のCEAを精製するための好ましい方法は、不純出
発組成物をAG抗体をもって吸着し、出発組成物の未結
合残部を除去し、そしてCEAをAG抗体から分離する
ことを伴う。不純組成物中に存在するかも知れないAG
からCEAを最初に分屠する必要はない,AGのAG抗
体に対する親和性は無傷のCEAのそれよりも著しく高
い。このため、AG抗体へ結合したAGを遊離するAG
抗体結合CEAの溶離のための条件の注意深い選択およ
び制御は、二つの物質のAG抗体に対する親和力の差に
基づいてCEAをAGから分離することを可能にするで
あろう。
もっと精巧な操作は、不純CEA含有組成物をCEA 
 Pセグメントだけを結合し得る抗体と接触させ、結合
物質を組成物残部から分離し、抗体により吸着されたC
EAを分離して中間組成物を生成させ、中間組成物中の
無傷のCEAをAG抗体へ結合させ、結合した無傷のC
EAを残部から分離し、そして無傷のCEAをAG抗体
から分離することを含む。
結合CEAを有する抗体を未結合物質の残部から分離す
ることを含む前述のステップは、抗体を溶液から分離す
るための任意の既知方法によって達成することができる
.そのような方法は、普通抗体を不溶化することを伴う
.これは抗体をCEAヘ結合する前か、後のいずれでも
実施することができる。
好ましくは、該抗体はCEAと接触させる前に水不溶性
化される。これは抗体を水不溶性担体へ共有結合するか
( Biou e t al, ”CIin. Bio
chen.[ Ottaiya ) 10 [ 4 ]
: 141−7 [1977]).または抗体を非共存
結合的に適当な担体へ吸着する(Hangat al.
 ”CIin. Chew.” 25 [ 4 ]: 
546−9 [1979])ことによって達成し得る。
代表的な担体には架橋デキストランのようなポリオール
、セルロース、ガラスまたはナイロンを含む。担体は繊
維状塊、ビーズまたは顆粒の形でよい。担体が抗体へ共
有結合によって結合されるとき、アミド、エーテルまた
はエステルのような有機結合基が抗体を担体へ共有結合
するために用いられる。抗体を不溶化するための適当な
手法は当業者によって容易に選択され、そして本発明に
とって重要でない。
AG抗体およびCEA  Pセグメント抗体は市販され
ており、またはそれらは既知方法で調製することができ
る,AG抗体はアジュバント中のAG溶液により免疫化
することにより、ウサギまたはヤギのような実験動物中
に容易につくられる.CEA  Pセグメント抗体は前
述のようにCEAを調製し、実験動物を免疫化し、そし
てCEAと同じ起源からの正常組織で抗血清を吸着する
ことによって製造される.この最後の工程は一般に慣用
であり、そしてそれはAG抗体を除去するけれども、そ
の目的として動物を免疫化するために使用したCEA製
剤中に存在し得た正常な非CEA夾雑物に対する抗体の
除去を含む。免疫化した動物からの抗血清はそのま一使
用してもよく、または既知の態様、例えばクロマトグラ
フィー、電気泳動、および所望の類似方法でさらに精製
することができる。
典型的には、無傷のCEAは抗体を臭化シアン活性化架
橋デキストランへ結合することにより、標識した、また
は天然すなわち標識しないCEA製剤から回収される.
不溶性抗体はカラムに充填され、そして中性pH近くで
緩衝液で平衡化される.標識された、または天然CEA
はカラム中の非特異性結合を減らすのを助けるため、正
常血清と混合される.次にCEA組成物が通常室温でカ
ラムへ加えられる.組成物が抗体と接触を保っている時
間は数分(通過時間)から約24時間まで変化するであ
ろう。約IO時間が一般に好ましい。
インキュベーション時間が長ければ長い程、より多量の
CEA回収を得るであろうが、時間は重要でない。
インキュベーションが終了した後、残りの未結合分画は
中性近くに保った緩衝液で溶離される。
次に結合した分画が遊離剤で溶離される。抗原一抗体複
合体を分離させる任意の物質または条件が遊離剤として
使用し得る。酸のほかの例は、尿素および塩類を含む。
溶離工程はCEA溶屠を最大にしながら、AG溶離を最
小にするように最適化される。このことを念頭に置き、
当業者は出発組成物の本質、不溶性抗体、所望の精製度
、CEAが標識化されているかどうか、もしそうなら標
識の本質に依存して溶離条件を調節し、適当な溶離液を
選択するであろう. 回収された無傷の、標識または天然CEAは、もし望む
ならば残りのAGを除去するためさらに精製し、そして
使用するまで凍結乾燥もしくは冷凍保存することができ
る.精製した無傷のCEAはこれまでCEAに適したど
んな用途にも、例えば既知CEAアッセイにおいてトレ
ーサー(標識した類縁体)として、またはCEA抗体製
造のための免疫源として供することができる。上記のよ
うに調製した精製CEA}レーサーの使用は、既知アッ
セイで実行されているような試料の過塩素酸もしくは熱
抽出が省略でき、そして血清のような未処理試料が直接
使用できるので、イムノアッセイの感度を増す. −土脇ノニこL±Δ一 上で調製された精製した標識したCEAを典型的な競合
型イムノアッセイに使用することは本発明の範囲内であ
る。このことは、標識したCEAとテスト試料とが限ら
れた数のCEA抗体結合部位に対して競合し、その後抗
体結合物質が標識について定量される。もし多量の試料
CEAが存在すれば、そのときは標識したCEAの大部
分は競合的に抗体から置換され、もし試料中のCEAが
低ければその反対である.AG抗体によって結合されな
いタンパク質を実質上含まない標識したCEA,すなわ
ち、そのように結合されないタンパク質を約40%以下
しか含まない標識したCEAにより、ホフマン、ラ、ロ
シュおよびCrSから販売されている市販のラジオイム
ノアッセイにかなりの改善を得ることができる。精製し
た標識CEAは未精製トレーサーよりもCEA抗体に対
して著しく免疫反応性である.問題は、これまでCEA
は大部分均一であると考えられていたが、実際には無傷
のCEA中にAGおよびPセグメント決定部分が存在し
、テスト試料CEAの未知割合だけがPセグメント決定
部分であるということである。試料Pセグメントは従来
の競合型イムノアッセイにおいて標識および試料の無傷
のCEAと競合し、それにより無傷のCEAの定量を妨
害するものと推測される。この潜在的な妨害は、この点
を考慮に入れたアッセイプロトコールを選ぶことによっ
て排除される.従って、本発明の改良は無傷のCEAの
み、すなわちAGおよびPセグメントに共通な免疫学的
に表われる決定因子を含存する物質のみを測定すること
を含む。これは非AG抗体交差反応性物質をテスト試料
から予備精製によって除去し、次に試料を競合系によっ
て定量することによって達成することができる。しかし
ながら、好適な具体例は改良したサンドインチ法である
サンドイツチイムノアッセイ法はよく知られている。一
般的に、このアッセイに使用される試薬は被分析物質に
対する不溶性抗体と、被分析物質に対する標識した可溶
性抗体とである。予期される試料被分析物質集団よりも
少数の被分析物質結合部位を含有する量の不溶性抗体が
使用される。
このアッセイは一般に不溶性抗体をテスト試料、次に標
識した抗体と順番に接触させ、結合した標識をアッセイ
することによって実施される。被分析物質は不溶性抗体
と標識抗体との間にサンドイッチされる.これには勿論
被分析物質が少なくとも二つの免疫結合部位を持ってい
ることを要する.無傷のCEAのアッセイ中のCEA 
 Pセグメントの存在の可能性はこのアッセイの一つの
変法を好ましいものとする。可溶性の標識した抗体と不
溶性抗体とは、共に同じ被分析物質と結合するけれども
同じ抗体ではなく、すなわち一方の抗体は無傷のCEA
のPセグメント決定因子に向い、第二の抗体はCEA 
 AG  決定因子を結合することができる。これはA
GまたはPセグメントのどちらかが無傷のCEAの模倣
をすることを防止する。
この改良したサンドインチ法は、 (a)  テスト試料をCEAのPセグメントに対する
水不溶性抗体を含むテストマトリックスと接触させるこ
と、 Φ)テスト試料の残りを除去すること、(C)  テス
トマトリックスをAGに対する標識した抗体と接触させ
ること、 (司 結合しない標識した抗体を除去すること、(e)
  結合または未結合標識の量を測定することを含む. 例示のため、この方法の最終生成物は以下のようになる
であろう. 上記において点線は免疫結合であり、*はtl!識であ
る. 結合したCEA  Pセグメントは標識した抗体によっ
て結合されず、従ってCEAとして定量されない.存在
することがあるCEA  PセグメントはAG抗体を結
合しない.2またはそれ以上の別々の免疫部位を結合す
ることができる各種の抗体を使用することができる.勿
論Pセグメント抗体はAGと交差反応性であってはなら
ず、またAG抗体はCEA  Pセグメントを結合して
はならない.それにもか\わらず、抗体はそれぞれでき
るだけ均一であることが望ましく、すなわち既知手法で
ハイブリドーマ培養によって得ることができるような、
単一の免疫部位に向けられた単一の抗体を使用すべきで
ある。
Pセグメント抗体は、AG抗体が先に製造された方法と
同じ方法で不溶性化することができる。
好ましくは、抗体はそれをポリスチレンビーズまたはボ
リブロビレン試験管内底へ吸着させることによって不溶
性化される。
標識した抗AG抗体は新規であると思われる。
前述のCEAに対する標識のどれもがAG抗体にも使用
でき、他の標識した抗体と同じ方法で製造される.例え
ば、放射標識した抗CEA抗体の製造法を記載する米国
特許第3.927,193号参照。好ましい標識は酵素
およびラジオアイソトープであり、最も好ましいのは放
射性ヨードである。放射性ヨード化のための好ましい方
法は、Dermody etal.,加1inical
 Chemistry”25 ( 6 ); 989−
995(1979)またはParsons et al
。″AnalyticalBiochemistry 
” 豆568: 574 (1979)に記載されてい
るようにクロラミンーTまたはラクトベルオキシダーゼ
、(1!51)ヨードヒドロキシフエニルプロビオネー
トーN−ヒドロキシスクシニメートエステル( Bol
ton et al.. ”8ioches.Jour
nal”1i529−533[1973]),  (”
’ I )ジョードフルオレセインイソチオシアネート
(Gabel et al.+’Analytical
 Biochemistry”86 :396−406
[1973]),L−プトキシカルボニルーL−C!S
I)ヨードチロシンーN−ヒドロキシスクシニミドエス
テル(八ssoian  et  al。 “Anal
ytical  Bioches+istry103:
70−76[1980]),またはI C 1 (Mo
ntelaro etal.,“^nalytical
 Bioches+istry″99:92−96 [
1979] )のような外部放射性ヨード化小分子を使
用する。
クロラミンT法が好ましい具体例である。
無傷のCEAを測定するために選ばれた個々の方法は重
要でない。上記以外の方法は当業者に自明であろう. 本発明は以下の実施例にさらに詳しく記載される。
実施例1(参考例) AG抗体(ヘキストまたはマイルス)をこの意図した実
施例およびGreenwood et at., ”旧
ochea.J.m尊:114−123(1963)の
方法によって1251で標識した。抗体の50μg部分
標本をGreenwoodらの方法で処理し、セファデ
ックスG−50のカラムを通過させることによって遊離
ヨードを分離した。標識した抗体分画は、5%子ウシ血
清および抗菌剤として0. 1%NaN.を含む希釈液
中に約3μCi/ldに希釈される。製品は4゜Cで貯
蔵する。
実施例2(参考例) この方法は無傷のCEAを測定するための企図された改
良サンドイツチイムノアッセイを記載する。
CEAは結腸の一次アデノカルチノーマの肝転移から、
該組織をーarringプレンダー中等量の蒸留水中に
ホモジナイズすることによって精製された。ホモジネー
トは8000rpmにおいて30分間5“Cで遠心する
ことにより清澄化された。上清をIM過塩素酸と混合し
、沈澱を遠心によって除去した.上清を蒸留水で5日間
透析した。
タンパク質5IlgZII1を含んでいる過塩素酸抽出
分画をp H 7. 8の0. 0 5 M IJン酸
緩衝液で平衡化したセファデククスG−200カラム(
170X1. 5 cm )でゲル口遇することによっ
て精製した。
溶出液を4IIiづつの部分標本として集め、タンパク
質を280nmにおいて、そしてCEAをラジオイムノ
アッセイでモニターした。溶出液の最初のタンパク質ピ
ーク(空隙体積)を集めて濃縮し、次にゲル口過をくり
返した。
CEA  Pセグメント抗体は、上記CEA製剤の51
gを完全なフロインドアジュバント中に乳化し、エマル
ジョンをウサギに注射し、CEAタイターが上昇した後
に血清20Jdを採取し、そして抗血清を非がん肝臓組
織および正常ヒト血清へ吸着させることによって作られ
た。製剤は4゜Cで貯蔵した。
約IIdlのCEA  Pセグメント抗血清を米国特許
第3.686.346号によってポリプロピレン試薬管
の内表面の底に塗布した。腸のアデノカルチノーマを有
することが既知の患者の血清試料0. 1 7と、正常
コントロール0.III1とを2系列塗布試験管中にピ
ペットし、12時間インキユベートした。結合しない試
料を水で各試験管から洗浄し、実施例1において調製し
た標識したAG抗体0. 3 dを各試験管へ加え、2
4時間インキユベートし、結合しない標識抗体を水で試
験管から洗浄し、そして試験管へ結合した放射能を測定
した。試料試験管へ結合した放射能はコントロール中の
それよりも著しく大であった。
実施例3 この実施例は放射性ヨード化CEA製剤(ホフマン、ラ
、ロシs, > 1.000,000c pm)の精製
法を記載する。AGに対する不溶性抗体はAG抗体(ガ
ンマグロプリンーDako) 3 0 0■を臭化シア
ン活性化セファローズ4B(ファルマシア)30dへ結
合することによって作られた。不溶性抗体は5X1.O
C1mのカラムに充填された。1151標識CEAの部
分標本を正常ウサギ血清と混合し、前記カラムへ注ぎ、
p H 7. 8の0. 0 5 Mリン酸緩衝液で溶
離し、2番目の部分標本を注加した直後5゜Cで一夜イ
ンキユベートし、正常ウサギ血清0. 1威をカラムに
注加し、そしてカラムをリン酸緩衝液で溶離した。これ
らの分画を未結合分画と呼ぶ。
結合分画は未結合分画を集めた後、両方の場合ともp 
H 2. 2の0.1Mグリシン緩衝液で溶離した.各
分画の放射能をカウントした。表1はその結果を記録す
る. 表   1 直後 一夜後 トレーサーの少量がカラムに残るので、結合および未結
合放射能は全体で100%に達しない.同様な結果は他
の2供給源(ヘキストおよびマイルスラボラトリーズ)
からのAG抗体を使用した放射性ヨード化CEAのポリ
エチレングリコール促進沈澱法によって得られた.殆ど
すべての結合溶離放射能はAG抗体(Dako)でも、
CEA抗体でも沈澱したが、しかし未結合分画中にはコ
ントロールに比較して有意な沈澱放射能は発見されなか
った。AG抗体を結合するCEAは、(1)AGはAG
抗体からのCEA放射能を用量反応的に置換し、(2)
他の血清タンパク質に対する抗血清はCEAを沈澱しな
いことから免疫特異性であることが示された。
結合した溶離分画は、市販CEA測定キット(CISお
よびホフマン、ラ、ロシュ)の未精製トレーサーに代え
て用いられた。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)不純CEAまたは標識したCEA含有組成
    物をAGに対する抗体へ接触させることと、 (b)該組成物の吸着されない残部を除去することと、 (c)CEAまたは標識したCEAを前記抗体から分離
    することを特徴とするCEAの精製方法。
  2. (2)(a)不純CEAまたは標識したCEA含有組成
    物をCEAに対する抗体に、CEAまたは標識したCE
    Aが吸着されるように接触させることと、(b)CEA
    抗体および結合したCEAもしくは標識したCEAを前
    記組成物残部から分離することと、 (c)CEAまたは標識CEAを前記抗体から分離して
    中間組成物を取得することと、 (d)分離したCEAまたは標識したCEAをAGに対
    する抗体に、前記中間組成物の一部分が吸着されるよう
    に接触させることと、 (e)吸着したCEAまたは標識したCEAを前記中間
    組成物の残部から分離することと、 (f)CEAまたは標識したCEAをAGに対する抗体
    から分離することを含む特許請求の範囲第1項の方法。
  3. (3)前記抗体は不溶化され、そしてCEAまたは標識
    したCEAは酸による溶離によってAG抗体から分離さ
    れる特許請求の範囲第1項の方法。
  4. (4)前記抗体は不溶化され、そして未吸着組成物残部
    は該抗体の洗浄によって除去される特許請求の範囲第1
    項の方法。
  5. (5)前記抗体は水不溶性担体への共有結合によって不
    溶化される特許請求の範囲第1項の方法。
  6. (6)前記共有結合は前記抗体と担体との間の有機結合
    基である特許請求の範囲第5項の方法。
  7. (7)結合基はアミド、エステルまたはエーテルである
    特許請求の範囲第6項の方法。
  8. (8)担体は水不溶性ポリオールである特許請求の範囲
    第5項の方法。
  9. (9)前記抗体は水不溶性抗体への非共有結合吸着によ
    って不溶化される特許請求の範囲第1項の方法。
  10. (10)担体はポリオレフィンである特許請求の範囲第
    9項の方法。
  11. (11)担体は顆粒状である特許請求の範囲第10項の
    方法。
  12. (12)CEAは未標識であり、そして不純CEA含有
    組成物は腫瘍抽出物である特許請求の範囲第1項または
    第2項の方法。
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