JPH10501070A - 歯周病の特異的で鋭敏な診断方法とその診断用試験キット - Google Patents

歯周病の特異的で鋭敏な診断方法とその診断用試験キット

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JPH10501070A JP8508506A JP50850696A JPH10501070A JP H10501070 A JPH10501070 A JP H10501070A JP 8508506 A JP8508506 A JP 8508506A JP 50850696 A JP50850696 A JP 50850696A JP H10501070 A JPH10501070 A JP H10501070A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、歯周病活性、ペリ−インプラント破壊症またはHIV(+)感染/エイズ病関連歯周病の信頼性があり鋭敏で選択性がある評定を行う手段を提供する方法と試験キットを開示する。本発明の好ましい方法と試験キットは、簡単で迅速なチェアサイド試験法になるよう構成されている。本発明は、哺乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8(MMP−8)を認識しかつ前記活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8とその非活性プロ型を区別することができるモノクローナル抗体の製造と使用に基づいている。

Description

【発明の詳細な説明】 歯周病の特異的で鋭敏な診断方法と その診断用試験キット 発明の背景 発明の技術分野 本発明は、哺乳類、特にヒトの歯周病の活性の診断方法とその診断用試験キッ トに関する。本発明の方法は、歯周炎、ペリ−インプラント破壊症(peri−impl antitis)およびHIV(+)−感染/エイズ病関連歯周病の迅速なチェアサイ ド診断(chair−side diagnosis)を行う方法である。 発明の背景 歯周病はヒトの生歯にとって重要な問題である。実際に、むし歯より歯周病に よって多くの歯が失われている。したがって、歯周病の信頼性が高い診断試験法 が強く要望されている。 歯周病は、歯肉および歯を支持する歯槽(顎)骨を冒す感染症が原因の一群の 炎症障害で構成されている。歯周病の主な原因は、歯に付着した細菌苔である。 この細菌苔が歯肉の炎症を起こして、実際の歯(actual tooth)を支持する構 造体と骨の破壊をもたらす。歯周病の場合は、通常、歯肉線の上方(歯肉上)お よび下方(歯肉下)の両方の細菌苔に大量の細菌が蓄積されている。その細菌苔 は石灰化して石灰結石を形成する。この石灰結石と付随する細菌苔は、歯と歯肉 の間に“ポケット”を生成し、このポケットが歯周症の特徴である。 歯肉炎(歯肉の炎症)は、歯肉が炎症を起こしているが、深い(>4mm)歯 周ポケットが検出されない点が歯周炎と異なっている。したがって歯を支持する 構造体の回復不能の破壊は歯肉炎には見られない。歯周炎は、炎症を起こした歯 肉と、歯を支持する構造体の破壊とが特徴であるが、歯周炎は、臨床上健康に見 える歯肉の場合、見落とされるときがある。 歯周病を検出する方法がいくつも開発されている(Armitage,G.C.,C.D. A.Journal,36巻、35〜41頁、1993年)。しかし、現在利用できる検 出法は、歯周病の活性を診断し、ペリ−インプラント破壊症およびHIV(+) −感染症/エイズ関連歯周病を評定する信頼性の高い手段を提供するのに十分正 確で特異的な方法ではない。 特に、以下に考察するように進行中の歯周炎を評定する方法を開発する試みが いくつも、なされているが、これらの方法はいずれも、迅速で信頼性が高いチェ アサイド試験を生み出すのに十分満足すべきものではないことが分かっている。 視覚検査 歯肉が歯周病に冒されると、色が変化し(ピンク色から赤へ)、組織の変化( 赤さと腫脹)と出血する傾向の増大(特定の歯肉と小溝/溝の領域)が検出され る。歯周病が進行した段階では、歯の可動性と浮上がりが増大することが多い。 しかし、限局性若年型歯周炎(LJP)のような歯周病 のいくつかの形態のものは、性質が不安定でありかつ紛らわしい臨床過程をとる 。したがって、活動中の局所性歯周炎は視覚検査によって必ずしも検出できるわ けではない。その結果、若年型歯周炎の臨床診断に役立つ生化学的補助手段が、 特に若年の患者の場合、敏速で十分な早期診断を行うのに望ましくかつ有益であ る。 歯周の状態の臨床評定と歯周病変部の消息子検査(probing)。 現在、歯周病は、歯周ポケットの存在と深さ、歯と骨の結合の減損、および歯 肉の乳頭状出血のような指標を臨床観察することによって診断されている。しか し、臨床観察結果は必ずしも信頼性が高い指標ではない。例えば、推定される歯 周病病原体が入っている深い歯周炎ポケットが、疾患の活性または歯周組織の破 壊を必ずしも示していない。 歯周の結合のレベルは、目盛付き歯周消息子によって評定し、セメント質とエ ナメル質の接合部から歯周ポケットの底部までの距離で表すことができる。比較 的長い各歯面(tooth surface)の距離を記録して歯周図に入れる。4mm未満 のポケット深さの値は通常の変動(normal variation)の範囲内にあるとして 図から除外する。したがって4mmを超えるポケットは歯周炎ポケットまたは歯 周病変部とみなされる。 歯周消息子検査法は、測定法としていくつもの誤差原因をもっている。消息子 の侵入度は、挿入力、歯周組織の炎症状態、および消息子先端の直径によって変 化する。消息 子の太さ、歯面の外形および消息子の不適切な角形成(angulation)から生じる 測定誤差は、適正な測定器を選択しかつ検査手順を注意深く管理することによっ て小さくしたりまたは回避することができる。しかしながら、消息子挿入力と歯 周組織の炎症の変動が原因の誤差は回避することが一層困難である。これらの測 定誤差によって、正確さと再現性が制限される。 歯肉炎すなわち歯肉の炎症は、注目すべきことであるが、歯肉は炎症を起こし ているが深い(>4mm)歯周ポケットは検出できないという点で歯周炎とは区 別される。したがって、消息子検査および/またはX線撮影法で検出される、歯 を支持する構造体の回復不能の劣化(破壊)は、歯肉炎には見られない。歯周炎 は、炎症を起こした歯肉と、歯を支持する構造体の破壊が特徴であるが“臨床上 健康に見える”歯肉にかなり存在している。 結論として、臨床観察の結果は、必ずしも信頼性がある指標ではないことは明 らかである。その外の問題点は、進行中の活性歯周病を評定するのは困難である ことである。というのは、症例によっては、深い歯周炎ポケットに、歯周病病原 体と考えられるものが宿っていても、炎症歯周組織の破壊については必ずしも活 性ではないからである。したがって、既存の試験法は炎症歯周組織の破壊に対し ては信頼性がなく、歯周ポケットが活性であるか否かを決定する信頼性が高く安 価で客観的な手段がない。 歯周病の活性を明らかにしかつ監視する診断試験法がないことは、一般に歯周 病を治療するためとる必要がある矯 正方法が困難なので特に重大な問題になっている。 自動歯周消息子も開発されている。主な利点は、挿入力が制御されること、再 現性があり直接データが入力されることである。主な欠点は、オペレータと患者 の接触感覚が減少することである。 X線撮影法による評価 連続X線画像も、歯周病の活性を評価するのに使用されている。歯槽堤におけ る骨密度の喪失が歯周炎が進行している徴候であることが多い。 歯槽(顎)骨の高さと歯槽堤の外形はX線撮影器で検査できる。X線撮影器は 歯間の歯槽骨の高さと形態の情報を提供する。しかしながら、歯周病の活性のX 線撮影による評定には欠点がある。優れた一組のフィルムがあって、経験をつん だ検査員でも、裸眼では、歯槽骨の鉱物質の30〜50%が失われてしまった後 の骨の変化しか検出できない。カバー構造(骨、組織、歯)によって、頬側と舌 側の歯槽堤の輪郭を適正に確認することが困難になることが多い。X線撮影器に よる分析は、正しい正確な診断結果を得るには、ポケットの深さと結合レベルの データの詳細な評価を組合せて行わねばならない。再診(recall)時(治療され た歯周炎患者の検査)にはX線撮影検査が必要である。 要約すると、歯周消息子とX線撮影器は、歯周炎進行の二つの別個の構成要素 を測定している。一方は軟組織の歯面に対する結合が失われていることを推定し 、他方は骨密度の喪失を測定する。 歯周消息子法に加えて、生物学的(微生物および生化学による)試験法が、進 行中の歯周病巣に関連する情報を提供するために計画されている。これらの生物 学的歯周炎試験法は、四つの一般的な範疇に分類され、1)推定病原体に関連す る物質、2)宿主由来の酵素、3)組織破壊生成物、および4)炎症媒体(infl ammatory mediator)の存在を検出するよう設計されている。 推定歯周病病原体の存在についての試験法 どの微生物が進行中の歯周炎に関連しているかを決定するため多くの研究が行 われている(Armitage,G.C.,“Periodontal diagnostic aids”,C.D.A .Journal,36巻、35〜41頁、1993年)。歯周炎がみられる未治療の 患者には、下記の細菌類(各種の組合せで)が推定病原体として示唆されている 。すなわちスピロヘータ類[例えばトレポネーマ・デンティコラ(Treponema d enticola )]、ポルフィロモナス・(バクテロイデス)・ジンジバリス[Porohy romonasBacteroidesgingivalis]、バクテロイデス・フォーシンサス(Bact eroides forsythus)、プレボテラ・(バクテロイデス)・インターメディア[Prevotella Bacteroidesintermedia]、カンピロバクター・レククス(Camp ylobacter rectus)[ウォリネラ・レクタ(Wolinella recta)]、エイケネ ラ・コローデンス(Eikenella corrodens)、アクチノバシラス・アクチノミセ テムコミタンス(Actinobacillus actinomycetemcomitans)、フソバクテリウ ム・ヌクレアタム(Fusobacterium nucleatum)、キャプノサイトファガ・ス プチゲナ(Capnocytophaga sputigena)、ペプトストレプトコッカス・ミクロ ス(Peptostreptococcus micros)、ストレプトコッカス・ミティス(Streptoc occus mitis)、セレノモナス(Selenomonas)属の種の細菌、ユウバクテリウ ム(Eubacterium)属の種の細菌およびヘモフィルス(Haemophilus)属の種の細 菌である。これらの微生物は、培養分析、顕微鏡検査およびDNAプロープ分析 (Armitage ,G.C.,C.D.A.Journal,36巻、35〜41頁、1993年 )によって、歯肉下の細菌苔の試料中に確認されている。 ベンゾイル−アルギニン−ナフチルアミド/ベンゾイル−アルギニン−p−ニ トロアニリドの加水分解に基づいたBANA/BAPNA−試験法は同じ推定病 原体を確認している(Armitage,C.G. ,C.D.A.Journal ,36巻、35〜 41頁、1993年)。これら微生物のどれが(存在している場合)歯周炎の進 行に関与しているか明確には分かっていないので、これら微生物の存在が歯周病 の実際の活性を示していない。 宿主由来の酵素に基づいた試験 歯周病/歯周炎病巣の進行に伴う組織の破壊は、各種の宿主および細菌由来の タンパク質分解酵素の独立の作用と協働作用が原因であろう。歯周炎の病巣が拡 張し進行している間、マトリックスメタロプロティナーゼ類(MMP)、エラス ターゼ、カテプシン類およびトリプシン様プロティナーゼ類を含む各種酵素が、 トリガーされた宿主の細胞から放出される。またこれらプロティナーゼ類は口腔 細菌 からもある程度誘導される(Uitto ,V.J.ら、Proc.Finn.Dent.Soc.,83 巻、119〜130頁、1987年)。したがって、この種のいくつもの酵素は 、歯周病の進行と活性を監視するための生化学的指標として提案されている(Ar mitage ,C.G.,C.D.A.Journal,36巻、35〜41頁、1993年)。 酵素活性を確認し測定することに基づいた試験法が開発されている。例えば、 アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(ASAT)は歯周病と関連づけられ ている。この酵素は、歯肉溝液、すなわち歯肉細胞組織の実際の健康状態を示す ことが分かっている隣接歯肉の炎症滲出液中に測定されている(Page,R.C., J.Periodont.Res.,26巻、230〜242頁、1991年)。しかし、A SATは、各種歯周組織の損傷細胞のほとんどすべてが放出し、かつ血液中にも かなりの量で存在している。したがって、歯肉溝液のASAT試験法は、高い非 特異的なバックグランドによって妨害される。 活性歯周病以外の症状で放出される酵素類が起こす偽陽性は、提案されている 他の酵素(例えばβ−グルクロニダーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、アリールスル ファターゼおよびいくつかのプロティナーゼ類)の大部分を用いる場合、重大な 問題である。チェアサイド試験法が歯肉液エラスターゼ(Prognostik ,Dentspl y Corp 社、米国ペンシルバニヤ州ヨーク)と一般プロティーゼの活性[Perioc heck(登録商標)、Advanced Clinical Technologies Inc.社、米国マサチュ ーセッツ州ウェストウォード]について 開発されている。この両者の試験法には特異性が欠けている。基質として使用さ れる合成ペプチド類とゼラチンは、ヒトおよび細菌のプロティナーゼ類のほとん どすべてによって分解される。したがって、酵素活性が、歯周が健康な対照と比 べて歯周病の臨床過程と関連している場合、高いバックグランド活性、偽陽性お よび偽陰性の試験結果が認められている。 唾液/口内リンス液、歯肉溝液および歯苔の試料から歯周病を診断するチェア サイド比色プロテアーゼ検定システムが提案され開発されている[Periocheck( 登録商標)、Advanced Clinical Technologies Inc.社、米国マサチューセッ ツ州ウェストウォード]。 BANA/BAPNA−試験法として知られている試験法は、ベンゾイル−ア ルギニン−ナフチルアミド/ベンゾイル−アルギニン−p−ニトロアニリドの加 水分解に基づいている。その加水分解によって、嫌気性口腔細菌、例えばポルフ ィロモナス・ジンジバリス、トレポネーマ・デンティコラおよびバクテロイデス ・フォーシンサスの存在を示す赤橙色を呈する(Armitage,C.G.,C.D.A.J ournal,36巻、35〜41頁、1993年)。これらの微生物は、合成のBA NA/BAPNA−ペプチドの基質を加水分解することができるトリプシン様プ ロティナーゼ類を放出すると考えられている。しかしこの試験法は、細菌プロテ ィナーゼ類に対してだけ特異的であるわけではない。宿主細胞由来の多数のプロ ティナーゼ類(例えばトリプシン類、トリプシン様プロティナーゼ類、マスト細 胞トリ プターゼ類など)がBANA/BAPNA−ペプチド類に対して同様の特異性を 有している(Ingman,T.ら、Oral Microbiol.Immunol.,8巻、298〜3 05頁、1993年)。歯周炎の歯肉溝液中に、ヒト細胞由来のトリプシン様プ ロティナーゼ類が存在することが報告されている(Sorsa,T.ら、J.Dent.Res .,71巻、732頁、1992年)。したがって、この試験法の問題点は、ヒ ト細胞由来のプロティナーゼと細菌プロティナーゼを識別しないことである。 要約すると、上記の検定法では、各種の宿主および細菌由来のプロティナーゼ 類が非特異的な合成もしくは天然の基質、例えばゼラチンの分解に関与している ので偽陰性および偽陽性の試験結果が起こることが多い。 組織分解生成物の測定 歯周炎の主な特徴の一つは、歯周組織の細胞外マトリックス(すなわちコラー ゲン)の破壊である。I型とIII型のコラーゲンが歯周組織中に存在する主なコ ラーゲンの種類である。 歯周炎の患者の歯肉溝液中のヒドロキシプロリンとグリコサミングリカン類の 濃度が増大していることが分かっている。歯周炎の歯肉溝液中の特定のN末端と C末端を有するコラーゲンテロペプチド類が研究されている。歯肉溝液中にこれ らコラーゲンのI型とIII型のプロペプチド類が存在してることは歯肉コラーゲ ンの合成と分解の両者を反映していると提言されている(Talonpoika,J.Ann. Univ.Turku,Serie D 142、1994年)。しかし、こ れらプロペプチドは、歯肉コラーゲンの分解を反映している代わりに、一般に一 層有効なコラーゲンの合成/代謝を反映し、活性歯周病の進行に関連する実際の 歯周の破壊ではなく歯周の治療を行った後の歯周の治癒を監視する場合有益であ った(Talonpoika,J.ら、J.Clin.Periodontol.,21巻、320〜333 頁、1994年)。 炎症媒体の測定 歯周組織、特に歯肉炎と歯周炎に明確に関連がある細胞は、各種の炎症媒体を 産生することが知られている。これら媒体のいくつかは、疾患の活性を評価する 際の生化学的/免疫学的マーカーとして提案されている(Page,R.C.,J.Per iodont.Res.,26巻、533〜546頁、1991年)。病気にかかってい る歯肉組織と歯肉溝液中に検出されるこれら炎症媒体の量は、健康な歯周の歯肉 と歯肉溝液と比べ増大している(Page,R.C.,J.Periodont.Res.,26巻 、533〜546頁、1991年)。腫瘍壊死因子−α、インターロイキン−1 βおよびプロスタグランジンE2が研究されている(Page,R.C.,J.Periodo nt.Res.,26巻、533〜546頁、1991年)。これらの媒体は、炎症 プロセスの活性を反映しているので、マーカーとして有望である。しかしこれら 媒体はどれも歯周病に対して十分特異的であると証明されているわけではない。 また迅速試験法も開発されていない。生体外で、これらの炎症媒体は、常在口腔 細胞(歯肉の線維芽細胞と角化細胞)によるde−novo MMPの発現を誘 発することができることが知られている(Birkedal−Han sen,H.,J.Periodontol.,64巻、474〜484頁、1993年)。生体 内で、歯周炎の歯肉と歯肉溝液中の炎症媒体の量が増大するのは、線維芽細胞型 のMMPの量の増大とは関連がない。これらの種類のMMPは、PMN−型のM MPとは対照的に、常在の歯肉/口腔線維芽細胞と上皮細胞によって発現され産 生される。好中球由来のMMPとエラスタービが歯周炎の歯肉と歯肉溝液中に見 出されている(Suomalainen,K.,Thesis,Univ.ヘルシンキ、1993年;In gman,T.,Thesis,Univ.ヘルシンキ、フィンランド、1994年)。したが って、炎症媒体(腫瘍壊死因子−α、インターロイキン1−βおよびプロスタグ ランジンE2など)のMMP依存性歯周組織破壊に対する関係は、生体外の試験 結果は有望であるにもかかわらず、(Birkedal−Hansen,H.,J.Periodontal .,64巻、474〜484頁、1993年)、明らかでない(Sorsa,T.ら、A nn.NY.Acad.Sci.,732巻、112〜131頁、1994年)。 歯周病のマトリックスメタロプロティナーゼ類(MMP) 歯周結合組織の酵素分解は、病気にかかった歯周組織に特徴的な各種の変化( alternation)の原因になっている。これらの変化としては、コラーゲン(類) の正味の減少、歯周/歯肉組織の強度の低下と透過性の増大および歯槽骨の損失 がある。 コラーゲンの損失はコラーゲン代謝の変化が原因であろう。線維芽細胞による 合成の速度は、炎症組織では低下し、合成されるコラーゲンは、繊維構造体の分 子構造に欠陥 がある。このような変化があると、コラーゲンは、タンパク質分解作用を一層受 け易くなる。分子間架橋を有する高分子コラーゲンフィブリルは、可溶性コラー ゲンフィブリルより、タンパク質分解/コラーゲン分解の作用に対し著しく耐性 であることが分かっている。 コラーゲン分解酵素(コラゲナーゼ類、ゼラチナーゼ類およびストロメリシン 類すなわちマトリックスメタロプロティナーゼ(MMP)のファミリーのメンバ ー)は、歯周病に関連して十分に研究されてきた宿主細胞由来のプロティナーゼ 群である。培養条件で、炎症歯肉の外植片は、臨床上健康な歯肉由来の外植片よ り多量のコラゲナーゼを分泌する。いくつもの生体内の徴候が、宿主細胞由来の マトリックスメタロプロティナーゼ類(MMP)がヒトの歯周組織の破壊に関与 していることを示している(Birkedal−Hansen,H.,J.Periodontal.,64 巻、474〜484頁、1993年)。その徴候としては、歯周炎患者の炎症歯 肉組織、歯肉溝液および唾液/口内リンス試料の抽出物中の高いコラゲナーゼ活 性(MMP−1とMMP−8)とゼラチナーゼ類(MMP−2とMMP−9)が ある(Sorsa,T.ら、Ann.NY.Acad.Sci.,732巻、112〜131頁、1 994年)。これらプロティナーゼ類の活性は、これらプロティナーゼ類を歯肉 細胞外マトリックスと隣接歯肉に提供する歯周炎病巣部位における歯周炎症とポ ケットの深さの重症度に対して正の相関関係がある(Sorsa,T.ら、Ann.NY.Ac ad.Sci.,732巻、112〜131頁、1994年)。さらに、潜在型では なくて活性型 で見出されるこれらプロティナーゼ類の相対量は、歯周病の重症度が高いほど増 大するようである(Suomalainen,K.,Thesis,Univ.ヘルシンキ、フィンラン ド、1993年)。さらに、歯周炎部位におけるこれらMMPの活性は、機器に よる治療(歯石除去および歯根剥削)の後、低下する(Ingman,T.,Thesis,U niv.ヘルシンキ、フィンランド、1994年)。さらに、実験歯肉炎における歯 肉溝液中のコラゲナーゼの活性が増大することが見出されている(Sodek,J.ら 、Matrix 12(Suppl.1),352〜362頁、1992年)。最後になるが 、炎症ヒト歯肉からは、炎症の程度が低い歯肉より多量のコラゲナーゼが抽出さ れる(Sorsa,T.Thesis,Univ.ヘルシンキ、フィンランド、1989年)。こ れらの試験結果は、哺乳類MMPの活性の変化を反映していると考えられる。と いうのは、病気にかかった部位に見出されるプロティナーゼは、三重らせんのコ ラーゲンを分解して、哺乳類のコラーゲンの開裂に特徴的な3/4〜1/4のフ ラグメントを生成するからである(Sorsa,T.,Thesis,Univ.ヘルシンキ、フ ィンランド、1989年;Sodek,J.ら、Matrix 12(Suppl.1),352〜 362頁、1992年)。歯肉炎/歯周炎の場合の、歯肉、歯肉溝液および唾液 の中のコラゲナーゼ類に関する最近の研究では、脊椎動物と細菌のコラゲナーゼ によるコラーゲンの開裂パターンの差を利用して、コラゲナーゼの起源を確認し ている(Sorsa,T.ら、Ann.NY.Acad.Sci.,732巻、112〜131頁、 1994年)。例えばI型コラーゲンを炎症ヒト 歯肉の歯肉抽出物とともにインキュベートして反応生成物が分析された。試験結 果は一貫して、細菌のコラゲナーゼではなくてヒトコラゲナーゼが特徴とする開 裂パターンを示した。したがって、歯肉溝液試料のコラゲナーゼは、主としてヒ トの細胞から生成し細菌からは生成しないことが証明されたのである(Sorsa,T .らAnn.NY.Acad.Sci.,732巻、112〜131頁、1994年)。また最 近の研究によって、ヒトの唾液ならびにヒトの歯肉上および歯肉下の歯苔試料の コラゲナーゼは、ヒトが起源のコラゲナーゼであり、活性型のMMP−8の機能 的および免疫学的特性を有することも報告されている(Sorsa,T.ら、J.Clin. Perio.印刷中、1995年)。したがって、歯周病のコラゲナーゼは主として 宿主由来であることは明らかである。 歯肉組織、歯肉溝液および唾液のコラゲナーゼ類の特性解析をさらに行った結 果、これら酵素の主な起源は、歯周炎症に存在する多形核中性白血球(PMN) であることが分かった。このことは、I〜III型のコラーゲンに対する基質の特 異性の研究、プロコラゲナーゼ・アクチベーターに対する応答および特定の抗M MP抗体を用いるウエスタンブロットと免疫化学の分析に基づいている(Sorsa ,T.ら、Ann.NY.Acad.Sci.,732巻、112〜131頁、1994年)。 Tonetti,M.S.らは最近、好中球コラゲナーゼ(MMP−8)のトランスクリ プト(transcript)が炎症ヒト歯肉組織に見られることを指摘した(Tonetti,M .S.ら、J.Periodont.Res.,28巻、511〜5 13頁、1993年)。 これらプロティナーゼ類は、歯肉溝液(GCF)と唾液のコラゲナーゼまたは ゼラチナーゼの活性の合計として測定されると、炎症歯肉組織のコラゲナーゼと ゼラチナーゼの活性に対して正の相関関係があるので、歯周組織の破壊と歯周病 の活性を反映していることが見出されている(Kinane,Curr.Op.Dent.,2巻 、25〜32頁、1992年)。歯周を治療すると、歯肉溝液と唾液/口内リン スのPMN MMP−活性が低下する(Sorsa,T.Thesis,Univ.ヘルシンキ、 1989年;Suomalainen,K.,Thesis,Univ.ヘルシンキ、フィンランド、1 993年;およびIngman,T.,Thesis,Univ.ヘルシンキ、フィンランド、1 994年)。Sorsa,T.らは、PMN細胞由来の好中球コラゲナーゼ(MMP− 8)が、コラゲナーゼ/MMP−群の主要メンバーであり、特に歯周病に見られ る組織破壊の進行に関与していることを確認できた(Sorsa,T.ら、J.Periodon t.Res.,23巻、386〜393頁、1988年;Sorsa,T.ら、Arch.Oral .Biol.,35巻、193〜196頁、1990年;Golub,L.M.ら、J.Clin .Periodont.,22巻、100〜109頁、1995年;Sorsa,T.ら、Ann.N Y.Acad.Sciences,732巻、112〜131頁、1994年;Ingman,T.ら 、J.Periodontol.,64巻、82〜88頁、1993年)。またHIV(+) 感染症/エイズ病に関連する歯周炎(Robinson,P.G.ら、J.Periodont.,6 5巻、236〜243頁、1994年; Holmstrup,P.ら、J.Clin. Periodontol.,21巻、270〜280頁、1994年)も活性(MMP− 8)の増大と関連している(Salo ,T.ら、Ann.NY.Acad.Sci.,732巻、4 76〜478頁、1994年)。またペリ−インプラント破壊症に関連する炎症 プロセスは、ペリ−インプラント破壊症の歯肉溝液中のコラゲナーゼ類(MMP −8)の活性の増大と関連があることが分かっている(Ingman,T.ら、J.Cli n.Periodontol.,21巻、301〜307頁、1994年;Teronen,O.ら 、J.Dent.Res.,74巻、495頁、1995年)。 歯周炎患者由来の歯肉溝液と唾液のコラゲナーゼ類(PMN MMP−8)は 、歯周炎症によって、非活性で潜在型のプロフォーム(proform)から触媒的に 活性の形態に変換されることが見出されている(Sorsa,T.ら、J.Periodont.R es.,23巻、386〜393頁、1988年;Uitto,V.ら、J.Periodont. Res.,25巻、135〜142頁、1990年)。歯肉炎の場合の歯肉溝液と 唾液のプロ−MMPの活性化は、他のヒト/PMN−プロティナーゼ類(カテプ シンG)、細菌、(ピー・ジンジバリスおよびティー・デンティコラ)のプロテ ィナーゼ類、およびPMNが生成する反応性酸素の種(例えば次亜塩素酸:HO Cl)の独立のおよび/または協力作用によって起こると考えられる(Sorsa,T .ら、N.Engl.J.Med.,321巻、327〜328頁、1989年;Sorsa,T .ら、Infection and Immunity,60巻、4491〜4495頁、1992年; Sorsa,T.ら、Semin.Arth.Rheum.,22 巻、44〜53頁、1992年)。 コラゲナーゼの活性は、コラーゲンの分解として、分光光度法(227nm) で測定することができる(Lindy,S.ら、Eur.J.Biochem.,158巻、1〜4 頁、1986年)。合成ペプチドの分解も分光光度法または蛍光光度法で監視で きる(Bergmeyer,U.H.編集“Methods in Enzymatic Analysis”,Verlag Chemie社、ドイツ、バインハイム1985年239〜248頁に記載のTsches che,H.らの報告)。 これらの方法によって、個々のコラゲナーゼを区別することは可能なので、特 定のインヒビターとアクティベーターによってこの区別は達成することができる (Sorsa,T.ら、Thesis Univ.ヘルシンキ、フィンランド、1989年)。 しかし、一般に、上記の方法は、ヒト好中球(MMP−8)と線維芽細胞型( MMP−1)のコラゲナーゼの活性を識別することができない。Sorsa,T.らが 確認したように、ヒト好中球コラゲナーゼ(MMP−8)(Sorsa,T.ら、J.Pe riodont.Res.,23巻、386〜393頁、1988年;Sorsa,T.ら、Arch .Oral.Biol.,365巻、193S〜196S、1990年)は、歯周病にお いて歯肉/歯周組織および歯槽骨組織の破壊を開始する際の主要MMPである。 他の起源(単球/マクロファージ類、上皮細胞類および歯肉線維芽細胞)由来の コラゲナーゼ類は、この場合、あまり重要な役割をはたしていないようである( Sorsa,T.Thesis,Univ.ヘルシンキ、フィンラン ド、1989年;Sorsa,T.ら、Ann.NY.Acad.Sci.,732巻、112〜1 31頁、1994年;Golub,L.M.ら、J.Clin.Periodont.,22巻、100 〜109頁、1994年)。 したがって、歯周炎の歯肉溝液のMMP−8に対して特異的な方法は、歯周炎 における組織破壊事象のコースを検討するのに最適であろう。 コラゲナーゼ類はウエスタンブロット法で同定することができる。SDS−P AGEに次いでニトロセルロースへの転移を行った後、標識化ポリクローナル抗 体で蛍光免疫学的ステイニングを行って特定の酵素を同定することができる。 本発明の発明者らは、歯周炎がみられる患者と健康な対照由来の歯肉溝液と唾 液の中の全MMP−8を定量するため、ELISA法(酵素結合イムノソルベン ト検定法)で、潜在状態および活性のMMP−8に対するポリクローナルウサギ 抗血清を使用した。 しかしこの方法は、労力と時間がかかりすぎて日常的な実験室の試験では利用 できない。さらに、迅速なチェアサイド試験は電気泳動法によって実施できそう にない。 歯肉溝液は、炎症ヒト歯肉から歯周ポケットを通じて唾液へ流入する炎症滲出 液である。それは、隣接する炎症歯肉で起こっている無数の炎症反応を反映して いる。臨床業務において、歯肉溝液は、細長い濾紙を、歯周ポケットの開口部に 入れることによって容易に収集される。したがって、歯肉溝液は、歯周炎の進行 に対する有力なマーカーの 興味深い原料である。 歯周病活性の生化学的マーカーの研究は、歯肉溝液(GCF)または唾液/口 内リンスの試料に集中している。病気の炎症ヒト歯肉組織の分解プロセスは、隣 接歯肉溝液に反映される。歯肉溝液分析法の利点は、冒されていない部位と冒さ れている部位に関する部位特異性である。欠点は試料容積が小さいことと試料収 集が技術的に難しいことである。一方、唾液/口内リンスの試料の場合、炎症媒 体類/酵素類の濃度は希釈されることが多いので部位特異性を反映しない。 上記のように、歯周病の活性を評価する多数の方法が開発されている。しかし これらの方法はいずれも十分満足すべきものではない。視覚検査では、歯周炎の すべてのタイプと段階を検出することができない。臨床観察の結果には十分な信 頼性がない。なぜならば、深いポケットでさえ、炎症が必ずしも活性ではないか らである。X線撮影による評価を行うには、詳細な臨床観察結果と視覚観察結果 を組合わさねばならない。病原微生物が存在していても、実際の歯周病の活性を 十分に反映しているわけではない。分解生成物に基づいた診断も満足すべきもの ではない。なんとなれば、分解生成物が存在していることは、コラーゲンの迅速 な代謝または合成を示し、必ずしもコラーゲンの分解を示すものではないからで ある。炎症媒体が研究されているが、満足すべき迅速かつ特異的な試験法は設計 されていない。いくつもの宿主由来酵素に基づいた試験法が開発されているが、 細菌が放出する酵素類によって起こる偽陽性 のため特異的でない。 MMPについて許容可能な方法は入手できなかった。コラゲナーゼを測定する 生化学的方法は多数あるが、いずれの方法も、試験キットで成功するための前提 条件である信頼性が高い迅速なチェアサイド試験法を設計するのには十分でない ことが証明された。使用されたポリクローナル抗体は十分に特異的ではない。上 記のウエスタンブロット法、ELISA法などのような免疫学的方法は高価な機 器と設備が必要である。これらの方法は、冗長でかつ実施することが困難である 。したがって、これらの方法では、信頼性が高く、簡単な迅速チェアサイド試験 法は得られない。技術の現状はMcCulloch,C.A.G.,J.Clin.Periodontol. ,21巻、497〜506頁、1994年で考察されている。 簡単で実用的な信頼性の高い方式で歯周病の活性を検出する生化学的マーカー 試験法は、感度と特異性が必要である。感度は、試験の結果が陽性の場合、疾患 が存在している確率である。特異性は、試験結果が陰性の場合、疾患が存在しな い確率である。歯周炎が進行している場合、最適の試験法は、進行中の歯周炎部 位をすべて偽陰性の試験結果を示すことなく検出し(最適感度)、かつ進行して いない部位を偽陽性の試験結果を示すことなく検出する(最適特異性)。 上記のように、MMP−8は、歯周炎の際に起こる結合組織の破壊に直接関連 している。MMP−8は、歯肉溝液に含有され、歯肉ポケットを通じて口腔に拡 散されるので 、歯肉溝液試料中のMMP−8の活性の大きさを評定することによって部位特異 的歯周病活性を測定することが可能である。 プロMMP−8は、歯周炎症に関連する炎症プロセス中に活性型に変換される 。したがって、歯周炎部位から収集した歯肉溝液試料における潜在型から活性型 プロMMP−8への変換を測定することは、進行性歯周病の活性の特異的でかつ 鋭敏な生化学的指標として役立つはずである。健康な歯周と歯周炎の歯周の歯周 溝液試料由来のポリクローナル抗MMP−8で行ったウエスタンブロット試験の データは、MMP−8が存在していることは歯周炎が存在していることを示し偽 陽性と偽陰性の試験結果が最も少ないことを示唆している。しかしながら、ポリ クローナル抗MMP−8は、活性のMMP−8と非活性のプロMMP−8を識別 することができない。したがって、特異的なモノクローナル抗体を利用して歯肉 溝液中の活性化されたMMP−8を同定する試験法は、歯周病の活性を選別し、 かつ部位特異的サンプリング時の試料サイズが小さいという問題と口内リンスサ ンプリング時の希釈される問題を克服するのに最適であろう。 唾液または歯肉溝液のコラーゲン分解酵素活性を測定する方法がいくつも報告 されている。活性は、コラーゲンの分解によって起こる吸光度の増大を観察する ことによって分光光度法で測定することができる。基質としての合成ペプチドの 分解は色または蛍光を生成するシステムに接続して、分光光度法または対応して 蛍光分光法によって追跡す ることができる。全MMP−8を定量測定するELISA法には、潜在型と活性 型のMMP−8の両者と反応性のポリクローナルウサギ抗血清が使用されている 。 しかし、これらの方法は、本発明の発明者の知見によると、歯周病の歯肉組織 の破壊の主原因であるMMP−8の活性と、他の起源由来のコラゲナーゼ類の活 性を区別しない。これらの方法は、各種の酵素の活性が含まれているため、歯周 炎に対して特異的ではないので、歯周炎とは無関係の理由により、例えば非病原 性であるがコラゲナーゼを産生する細菌が存在しているため増大した値を示すこ とが多い。 MMP−8(先に述べたコラゲナーゼ/間質コラゲナーゼ)は、ヒトの多形核 好中球(PMN)によってプロコラゲナーゼ(プロMMP−8)として産生され る。MMP−8はPMNからプロMMP−8として精製される。プロMMP−8 は高度にグリコシル化されている安定なポリペプチドであり分子量は約8500 0である。このプロ酵素は生体外で、各種のプロティナーゼ類(例えばトリプシ ン、キモトリプシンおよびカテプシンG、しかしプラスミンは含まれない)また は有機水銀化合物類のような薬剤によって活性化することができる。生体内での 活性化の機構はほとんど分かっていないが、活性化は、PMNがつくり出す反応 性の酸素代謝物と炎症部位においてトリガーされたPMNがつくり出す酸化剤( ヒドロキシルラジカルと次亜塩素酸)によって起こるようである。活性化はプロ 酵素分子の開裂によって行われる。この開裂によって活性コラゲナ ーゼが創製される。分子量は、活性化のモードによって、 V.ら、Eur.J.Biochem.189巻、295〜300頁、1990年)。プロコラ ゲナーゼのN末端プロペプチドが除去されると、その酵素の活性部位が生成して 露出する。プロMMP−8の自己活性化も分子分解(molecular splitting)な しで起こることがある(Saari,H.ら、Biochem.Biophys.Res.Commun.171 巻、979〜987頁、1990年)。 発明の要約 上記のように、各種の宿主細胞由来の炎症媒体が、歯肉炎、歯周炎、ペリ−イ ンプラント破壊症およびHIV(+)−感染/エイズ関連歯周病の歯周組織によ って産生される。これらの宿主細胞由来炎症媒体のいくつかが歯周炎において組 織破壊を行う主流になっているであろうという状況に鑑みて本発明の発明者らは 、これら炎症媒体の一種以上が進行中の病巣の生化学的マーカーとして有用であ るという可能性を検査した。 本発明の発明者らは、哺乳類のMMP−8の活性型を認識してその活性型とプ ロ酵素型を区別するモノクローナル抗体が、歯周炎を診断するのに用いる信頼性 が高い鋭敏な方法と試験キットを製作する手段を提供することを見出したのであ る。活性MMP−8の各種の分子型のすべてが共有しているのは酵素的に活性の 部位であるから、活性MMP−8を検出するのに用いるのを目的とする抗体はこ の部位を認識するよう開発される。これらの抗体は、その分子 の外の部分の大きさにかかわりなく、同様に上記活性部位に結合しなければなら ない。 したがって本発明は、哺乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8を 認識するモノクローナル抗体に基づいた、歯周病活性の信頼性が高く、再現性が あり、高感度で特異的な診断法を提供するものである。 また本発明は、チェアサイドで利用することができ、そして特異性、感度およ び信頼性に加えて迅速かつ容易に実施できる方法を提供するものである。これら のチェアサイド法は、精巧な機器や設備を必要としない。サンプリングによって 外傷は生じない。本発明の方法は、部位特異的サンプリングと前もって簡単に行 う選別に有用である。 また本発明は、口内リンスサンプリングに関連する希釈の問題と部位特異的試 料のサイズが小さい問題を克服する方法を提供するものである。 また本発明は、ペリ−インプラント破壊症を早期に高い信頼性で診断する手段 、ならびに歯肉炎およびHIV(+)−感染症/エイズ病に関連する歯周病の経 過と進行を診断し監視する手段を提供するものである。 本発明の方法は、試験キットを組立てることによって実施することができる。 本発明の方法は、チェアサイド診断用に組立てられた試験キットによって実施す ることができる。 本発明の試験キットには、PMNが産生する哺乳類の活性MMP−8を認識す る少なくとも1種のモノクローナル抗体が入っている。 本発明の試験キットには任意に、哺乳類の非活性MMP−8と活性MMP−8 を認識するが両者を区別しない他のモノクローナル抗体が入っており、任意の試 験キットを製造するのに使用できる。 また本発明の試験キットには、免疫学的試験を実施するのに用いる直接または 間接の標識ならびに任意の固体または液体の担体が入っている。 本発明は、歯周病の活性を診断する試験キットに関する。本発明の試験キット には、多形核好中球(PMN)が産生する、哺乳類の特にヒトの活性マトリック スメタロプロティナーゼ8(MMP−8)を認識する少なくとも1種のモノクロ ーナル抗体が入っている。 また本発明の試験キットには、免疫額的試験を実施するのに必要である検出可 能な直接または間接の標識ならびに任意の固体または液体の担体が入っている。 公知の免疫学的検定法のいずれも適用することができる。好ましい実施態様に おいて、側方流動原理に基づいた免疫クロマトグラフィー法および流動通過原理 に基づいた免疫化学的な特に免疫分析法(immunometric method)が用いられる 。 活性型および非活性型のMMP−8を認識する抗体はモノクローナル抗体であ る。しかし、本発明には、モノクローナル抗体に加えて、使用できる必要な特性 を有するポリクローナル抗体も含まれている。抗体は任意の哺乳類の起源から誘 導することができる。抗体は、任意の哺乳類の起源由来のMMP−8を認識する と解される。 哺乳類の活性MMP−8を認識するモノクローナル抗体は、哺乳類および/ま たはヒトの非活性のMMP−8が活性化されて、異なるイソ型の活性化MMP− 8の混合物で免疫化が実施される方法で得ることができるモノクローナル抗体で ある。細胞系は、通常のハイブリドーマ法で製造され、次いで本発明の試験キッ トと方法に必要な異なるタイプのモノクローナル抗体を産生する細胞が選別され る。 また本発明は、歯周病の活性の診断方法に関する。その方法は、免疫学的検定 法として実施され、その検定法は、試料を収集し次に試料を哺乳類の活性MMP −8だけを認識する1種もしくは複数種のモノクローナル抗体と接触させ、そし て同時にまたは上記ステップの後、試料を、哺乳類の非活性プロMMP−8を認 識するモノクローナルまたはポリクローナルでもよい追加の1種または複数の抗 体と接触させるステップを含んでなる方法である。これらの抗体は適当な方法で 試験キットに組み入れることができ、そしてその試験は、試験結果を容易に解釈 することができる検出法を用いて実施される。 試料は、特定の部位または病巣に関連する歯肉溝液から部位特異的方式で収集 することが好ましい。 本発明の別の実施態様で、歯周炎になる危険は、唾液試料または口内リンスの 試料を試験することによって前もって選別される。陽性の場合は引続いて部位特 異的方法を行い、試料の収集は、免疫学的試験の帯状物として作動するかまたは 作動しない固体の吸収性サンプリング器具で実施する。 発明の詳細な説明 以下の説明では、免疫学と免疫病理学、臨床科学、薬科学および歯科学と歯科 病理学の技術分野の熟練者にとって公知の各種の方法を参照する。参照するかよ うな公知方法が記載されている刊行物などの資料は、完全に記載されているよう にその全体を本明細書に援用するものである。 免疫検定法の一般原理および試験室と臨床の用具としての抗体の生成と使用は 、例えば“Antibodies,A Laboratory Manual”(Harlow,E.および Lane,D. 編集、Cold Spring Harbor Laboratory、米国ニューヨーク州コールドスプリ ングハーバー、1988年)に記載されている。 薬科学の一般原理は、例えば“Remington´s Pharmaceutical Sciences”( 第18版、Gennaro,A.R.編集、Mack Publishing 社、米国ペンシルベニア州 イーストン、1990年)に記載されている。 定義 本明細書で用いる技術用語と科学用語はすべて、特にことわりないかぎり、本 発明が属する技術分野の熟練者が通常理解しているのと同じ意味を有している。 以下の説明には、免疫学と歯科学で用いられる多くの用語が広範囲に使用されて いる。本明細書と特許請求の範囲を、これら用語に与えられる作用域を含めて明 確かつ一貫して理解するために下記の定義を提供する。 “抗原”は、組成物、生物または物質であって、それらに対して特異的な抗体 産生応答を誘発することができるも のを意味する。 “チェアサイド試験法”は、患者が医科医院にいる間に、歯科治療室内にいる のと同様に医科医院の職員が実施することができる試験法または手順を意味する 。 “歯周病”は、一般に軟組織の炎症と歯槽骨支持体の損失の両者を含む、歯の 支持構造体すなわち歯周組織の疾患を意味する。この疾患には、ペリ−インプラ ント破壊症とHIV(+)−感染/エイズ病関連の歯周病が含まれている。 “歯肉炎”は、歯肉または口の結合粘膜軟組織が炎症の状態にある症状を意味 する。 “メタロプロティナーゼ”は、ヒト多形核白血球(PMN)コラゲーナーゼ: MMP−8およびヒト線維芽細胞コラゲナーゼ:MMP−1を含むコラゲナーゼ 類のファミリーを意味する。MMP−8は、歯肉と歯周の疾患の開始に関連する 主なメタロプロティナーゼである。メタロプロティナーゼ類は、細菌の細胞また は哺乳類の細胞によって合成される。メタロプロティナーゼ類は、最初、非活性 のすなわち“プロ酵素”の形態で合成され、次に開裂されて酵素の活性部位を創 製するかまたは露出するときに酵素として活性になる。活性部位の生成は、プロ 酵素の生体内または生体外での化学的開裂または酵素的開裂によって行うことが できる。生体内で、酵素は活性部位を生成することができ、起源は細菌または内 因性のすなわち哺乳類でもよい。プロ酵素は“プロ型(proform)”とも呼称さ れている。 “イソ型”は同じタンパク質の異なる型を意味する。例 えば、メタロプロティナーゼMMP−8のような活性コラゲナーゼは、上記のよ うに、プロ酵素が開裂して活性部位が露出した活性酵素を生成することによって 生成される。異なる酵素反応を含む異なる反応によって活性酵素を創製すること ができる。これらの多様な反応によってプロ酵素が別の方式で開裂され、イソ型 と呼ばれる異なる分子種を生成する。本発明では、プロ酵素を認識する抗体は、 活性型と非活性型の酵素に共通の酵素の一部を認識する抗体が好ましい。 “ペリ−インプラント破壊症(peri−implantitis)”は歯槽骨堤に外科手術 で移植された安定な移植片によって起こる軟組織および骨組織の炎症の状態を意 味する。 “部位特異的サンプリング”は、遠位歯周ポケット由来の溝内液だけ試験を行 うため、遠位歯周病巣の試料だけをサンプリングする方法または手順を意味する 。 “直接標識”は、検定試験で抗体または抗原を検出可能にする標識を意味し、 検出可能な標識が、主な免疫反応に関与している抗体または抗原に直接結合され ている。 “間接標識”は、検定試験で抗体または抗原を検出可能にする標識を意味し、 検出可能な標識が、主な免疫反応に関与している抗原または抗体に間接的に結合 されている。 “固体の担体”は、抗体が結合されている固体媒体または固体相を意味する。 例えば、抗体のようなタンパク質はラテックスのビーズ、コロイド金属、ポリ塩 化ビニル(PVC)およびポリスチレンに結合される。スタフィロコッカス・ア ウレウス(Staphylococcus aureus)のプロテ インAはニトロセルロース膜に結合され、これらのタンパク質は個体の担体に結 合される。 “液体担体”は、抗体または抗体接合複合体のような組成物(液体によって拡 散する)を移動させることができる液体媒体または液体相を意味する。 “免疫検定法”は、ある物質を検出および/または測定できる方法または手順 であって、特異的な活性試薬に、前記物質を特異的に捕捉できる少なくとも1種 の抗体が含まれている方法または手順を意味する。免疫検定法の基本的なタイプ としては、抗原捕捉検定法、抗体捕捉検定法および以下に定義する抗体サンドイ ッチ検定法がある。 “二抗体サンドイッチ検定法”は、試料中の抗体もしくは抗原を検出しその量 を定量することができる免疫検定法を意味する。この検定法は、抗原の異なる二 つの非オーバーラップ(非競合)エピトープに結合できる2種の異なる抗体を使 用する必要がある。 “側方流動法(Lateral Flow Technique)”は、免疫クロマトグラフィーの 原理を用いる免疫検定法を意味する。この試験法では液体型の試料または試験溶 液が試験帯状体にそって移動するのが一般的であるが、これは試験溶液を試験器 具の膜を通過して流動させる“流動通過法(Flow−Through Technique)”とは 対照的である。 “流動通過法”は、サンドイッチ法に基づいたものが多い免疫検定法である。 抗原を含有する試料または試験溶液をスポットとして塗布して、器具の膜を通じ て拡散させる。 “RIA”すなわち“放射線免疫検定法”は、検出可能な標識が、抗原に結合 された放射性同位元素の形態の放射能標識である免疫検定法を意味する。 “IRMA”すなわち”イムノラジオメトリックアッセイ(immunoradiometri c assay)”は,検出可能な標識が抗体に結合された放射能同位元素の形態の放 射能標識である免疫検定法を意味する。 “酵素免疫検定法”は、活性試薬として酵素を使用する免疫検定法を意味する 。例えば、酵素を一次または二次の抗体に結合させてもよい。その酵素は色素源 の基質と反応する。 “蛍光免疫検定法”は、検出可能な標識として蛍光物質を使用する免疫検定法 を意味する。 “発光免疫検定法”は、検出可能な標識として発光物質を使用する免疫検定法 を意味する。 “免疫凝集反応検定法(immunoagglutination assay)”は、免疫特異的反応 を検出する手段として、多価抗原による粒子の凝集反応を利用する免疫検定法を 意味する。例えば精製抗体を赤血球または着色ビーズに結合させ次に前記抗体に 対し反応性の多価抗原を添加すると、免疫特異的抗体/抗原反応によって前記粒 子の凝集(aggregation)または凝集反応(agglutination)が起こる。 “比濁分析免疫検定法(turbidimetric immunoassay)”は、免疫特異的反応 を検出する手段として多価抗原による粒子の濁度の測定を利用する、免疫検定法 を意味する。例えば、多価抗原によりそして微小粒子を用いることによ り任意にさらに強制される抗体複合粒子の凝集によって、さもなければ透明な溶 液に測定可能な濁りを生成させることができる。 “ネフェロ分析免疫検定法(nephelometric immunoassay)”は、比濁分析免 疫検定法の一変形を意味する。 本発明は、歯周病の進行を診断し評定する生化学的手段と方法、特に免疫学的 手段と方法に関する。その方法と手段は哺乳類、特にヒトに適用される。それら の手段と方法は信頼性の高いチェアサイド試験法を提供する。また本発明の方法 と試験キットは、ペリ−インプラント破壊症およびHIV(+)感染/エイズ病 関連歯周病の評定に利用することができる。 本発明は、抗体を用いて本発明の方法を実施して歯周病を診断する手段を提供 する試験キットに関する。本発明の試験キットには、いくつもの抗体が入ってい るが、哺乳類の好ましくはヒトの活性MMP−8を認識する少なくとも1種のモ ノクローナル抗体と少なくとも1種の標識が入っていなければならない。その標 識は入っている抗体に結合させることができる。本発明の試験キットは、活性M MP−8と非活性のプロMMP−8を区別する手段も提供することができる。上 記哺乳類のMMP−8とプロMMP−8には任意の与えられた哺乳類のMMP− 8とプロMMP−8が含まれていると解すべきである。しかしながらヒトは最も 好ましい種であると認識すべきである。勿論、家畜およびその外の動物も含まれ る。 本発明の抗体は好ましくはモノクローナル抗体であり、 特に活性MMP−8を認識する抗体である。しかしながら、本明細書に記載され ているような必要な特徴を有する抗体が含まれている。 哺乳類の活性MMP−8を認識するモノクローナル抗体は、以下のステップを 含んでなる方法で得ることができる。粗製製剤または高度に精製された製剤中の 哺乳類非活性プロMMP−8を活性化する。活性化は自己活性化で起こすことが できる。活性化は生体外で、限定はしないが、トリプシン、キモトリプシンまた はカテプシンGのような酵素によって活性化することが好ましい。有機水銀化合 物のような化学薬剤および/またはNaOClのような酸化剤も使用できる。こ れらの物質は別個にまたは組み合わせて使用できる。同じ試料に対して異なる活 性化法を用いてもよい。 活性化を行った後、各種イソ型の哺乳類活性MMP−8の混合物でマウスを免 疫化する。ハイブリドーマ細胞系を通常のハイブリドーマ法で製造し、次いで異 なるタイプのモノクローナル抗体を得るために選別を行う。最も望ましいモノク ローナル抗体は哺乳類活性MMP−8だけを認識する抗体である。このような抗 体は鋭敏であり(十分なアフィニティーを有している)そして非活性のプロMM P−8および他の類縁構造を有する酵素(十分な特異性を有している)との交差 反応性は最小である。 特に上記の方法またはモノクローナル抗体の通常の製造方法で得ることができ るほぼ同じ特性を有するモノクローナル抗体は本発明の範囲内に含まれる。例え ばPCT特許 願公開第WO 90/14443号と同第WO 92/18619号に記載のフ ァージディスプレイ法(phage display method)も使用できる。 本発明の試験キットには、哺乳類活性MMP−8を認識するモノクローナル抗 体に加えて、哺乳類非活性プロMMP−8と交差反応を行う少なくとも1種の第 二の抗体を入れておいてもよい。これら抗体類は、ポリクローナルまたはモノク ローナルの抗体でもよいが、モノクローナル抗体が好ましい。モノクローナル抗 体の場合、通常のハイブリドーマ法を用いるかまたは先に述べたのとほとんど同 じ方法であるが他の選別法を用いることによって得ることができる。 選択された免疫学的方法に適合させて各種の試験キットを製造することができ る。担体の材料と付属品を所望の方法に対応して試験キットに入れる。その方法 は、免疫クロマトグラフィー法類(immunochromatographic method)、免疫分析 法類(immunometric method)、放射線免疫検定法類、放射線免疫分析検定法類 (radioimmunometric assay)、酵素免疫検定法類、蛍光免疫検定法類、ルミネ ッセンス免疫検定法類、免疫凝集反応法類、赤血球凝集法類、凝集反応阻害法類 および比濁分析免疫検定法類の中から選択することが好ましい。検出可能な標識 と任意の担体は適当な方法で選択される。 チェアサイドで使用するのに最も好ましい本発明の試験キットは、側方流動原 理に基づいた免疫クロマトグラフィー法または流動通過原理に基づいた免疫分析 法にしたがっ て製造される。 哺乳類の活性MMP−8を認識する抗体に加えて、試験キットには、哺乳類の 非活性プロMMP−8を認識する任意の第二の抗体が入っていてもよい。またこ の第二の抗体は、直接または間接の標識からなる群から選択される少なくとも1 種の検出可能な標識で標識化することが好ましい。この第二抗体はモノクローナ ルでもポリクローナルでもよい。第二抗体はプロMMP−8と活性MMP−8を 区別する必要はない。換言すれば、本発明の試験キットには、哺乳類の活性MM P−8を認識するモノクローナル抗体に加えて少なくとも1種の第二抗体が入っ ていてもよい。 歯周病の活性の診断方法は特に、下記のステップを含む免疫学的検定法として 実施する。歯肉溝液試料をサンプリング器具で収集する。簡単な固体の器具を用 いて部位特異的試料を収集することができる。本発明の任意の実施態様で、サン プリング器具は、試験器具としても使用される。そのとき試料は、サンプリング 器具または試験器具に予め付着させてあるかまたはサンプリングと試験の兼用器 具に添加してもよい少なくとも1種のモノクローナル抗体と接触させる。あるい は、そのサンプリング器具を、モノクローナル抗体が入っている試験器具に入れ てもよい。 MMP−8の検出は、活性MMP−8と非活性プロMMP−8を区別できる免 疫学的方法によって実施する方が好ましい。 好ましい方法で、歯周病の活性は、試験器具として作動しうる固体の吸収性サ ンプリング器具で試料を収集する部 位特異的方法によって検出される。 一実施態様で、歯周病の活性の危険は、唾液の試料または口内リンスの試料中 のMMP−8の濃度が増大しているのを知るため試験することによって事前に選 別することができる。 歯周病の活性の事前選別は、以下のステップを用いて免疫学的検定法として実 施できる。歯肉溝液を含有する試料を集め、次にその試料を、MMP−8を認識 する少なくとも1種の抗体と接触させる。MMP−8の増大した濃度は免疫学的 方法で検出される。 本発明にはチェアサイド診断用の一組の試験キットも含まれている。各試験キ ットには、哺乳類の活性MMP−8を認識する少なくとも1種のモノクローナル 抗体が入っている。その一組の試験キットは、一つ以上の事前選別用試験キット と一つ以上の口内リンス入りバイアルびんおよびモノクローナル抗体に加えて一 つ以上のサンプリング器具が入っている一つ以上の部位特異的試験キットが入っ ている包装組合せ物として提供することができる。これらの事前選別用および部 位特異的な試験キットは、例えば学校クラスの全児童の事前選別と、MMP−8 の濃度が増大している児童の部位特異的確認試験を行うことができる各種の数の 組み合わせで提供することができる。 本発明の試験キットと方法を開発するのに用いた方法と材料を以下にさらに詳 細に考察する。 唾液と歯肉溝液中のコラーゲン分解酵素は各種の公知の方法で評定することが できる。本発明の発明者らは、成人 の歯周炎患者と歯周が健康な個体由来の唾液と歯肉溝液中の潜在プロMMP−8 と活性MMP−8の量を、ELISA法、SDS−PAGE法およびウエスタン ブロット法で推定できた。 異なるコラゲナーゼ類もウエスタンブロット法で同定された。すなわち、酵素 の製剤をSDS−PAGE法に付した後、得られたバンドをニトロセルロースに 移し、次いで試験されるMMP−8、MMP−1などの酵素に対する標識化ポリ クローナル抗体で蛍光免疫学的に染色することによって特性を解析した。 このような方法によれば、コラゲナーゼ/MMPの実際の細胞起源と活性化度 について一層特異的な結果が得られるが、これらの方法は、非常に労力を要しか つ時間がかかりすぎるので日常的な実験室の試験には使用できない。その上に、 迅速なチェアサイド試験はいかなる種類の電気泳動法をもってしても実施できな い。 発明者のTimo Sorsa 博士は、彼の研究結果を組み合わせて、成人の歯周炎 患者と歯周が健康な個体由来の唾液と歯肉溝液中の潜在MMP−8と活性MMP −8の量を推定することができた。成人の歯周炎患者と歯周が健康な対照由来の 唾液と歯肉溝液の、ELISA検定法の場合の濃度のデータを、SDS−PAG E/機能検定法とウエスタンブロット法のデータとともに解明した。 最初の予備試験で、MMP−8の濃度が、歯肉溝液を直接部位特異的にサンプ リングした場合に少なくとも1μg/mlであれば、歯周病活性またはペリ−イ ンプラント破 壊症の危険があることが分かった。唾液試料の場合、約2μg/mlのMMP− 8の濃度は上記危険を示す(下記表1参照)。 鋭敏で信頼性が高くかつ特異的な抗体でその後に実施したELISA試験で( Lauhio,A.ら、Antimikrobial.Agents Chemother.,38巻、400〜402頁 ;Lauhio,A.ら、Clin. Exp.Immunol.,98巻、21〜28頁、1994年 )、直接部位特異的試料中の全MMP−8の濃度が100ng/mlを超える場 合、歯周病の危険があるということが見出された(表2)。唾液試料の場合、対 応する危険がある濃度は200ng/mlである。活発に進行中の歯周炎の場合 、活性MMP−8の対応する危険がある濃度は、部位特異的試料の場合約100 0ng/mlであり、唾液試料の場合約200ng/mlである。 上記予備試験において(表1)、成人歯周炎患者由来の歯肉溝液は、全MMP −8を約1.1〜3.6μg/ml含有し活性MMP−8を1.0〜1.5μg /ml含有していると推定された。同じ予備試験で、健康な被検者の歯肉溝液は 、全MMP−8を0.02〜0.08μg/ml含有し活性MMP−8は0.0 5μg/ml未満であった。 下記表2は、ELISA試験法で得た唾液のMMP−8の値を示す。これらの 試験結果は、MMP−8が歯周病の活性の進行を診断して評定するのに最適のマ ーカーであることを示している。しかし、得られるELISA法の実測値は、抗 体の特異性、サンプリング法およびサンプリング 時間の変化によって変わるようである。しかし、信頼性がある閾値を、これらの 試験結果から得ることができる。これらの閾値によって信頼性がある試験キット と呼ぶことができる。 異なる数値の試験結果が得られたのは、異なるセットの抗体を使用したことと 試験条件のその外の変動を反映している。しかし、活性MMP−8の場合、罹病 者と健康者の間の比率がほぼ同じままであることに注目することが大切である。 これらの知見は、潜在MMP−8と活性MMP−8を区別するモノクローナル抗 体を用いる免疫クロマトグラフィー試験法は、歯周病の活性を診断するのに最適 に選択できることを示している。 表1に示した試料物質由来の抗ヒトMMP−8と抗ヒトMMP−1の両者を使 用するウエスタンブロット分析試験を行ったところ、MMP−8が70〜75k Dの非活性型すなわち潜在型と65kDの活性型とで存在しMMP−1 は検出されなかった。MMP−1は特異的ELISAレコーディング(specific ELISA recording)でも検出されなかった。 本発明の発明者らの上記知見(表2)は、歯周炎患者由来の歯肉溝液には、機 能で評定したMMP−8の量が増大しているが免疫反応性の線維芽細胞タイプの MMP−1はほとんど存在しないことを示すHaerianらの最近の試験結果(J.De nt.Res.,73巻、208頁、1993年)と一致している。コラゲナーゼの活 性の起源は、MMP−8であることがウエスタンブロット法で確認され(Sorsa ,T.ら、Ann.NY.Acad.Sci.,732巻、112〜131頁、1994年)、M MP−1は歯周が健康な対照から得た歯周溝液中には検出されなかった(表1) 。 また、MMP−8がペリ−インプラント破壊症で中心的な役割を演じており( Teronen,O.ら、J.Dent.Res.,74巻、495頁、1995年)、その上に 、最近、HIV(+)/エイズ患者の歯周炎部位/ポケットから収集された歯肉 溝液中に検出された活性MMP−8量が増大していること(Salo,T.ら,Ann.N .Y.Acad.Sci.,1732巻、470〜478頁、1994年)も見出されて いる。これは、歯科インプラントのまわりの結合組織の炎症の一種であり(Ingm an,T.ら,J.Clin.Periodontal.,21巻、301〜307頁、1994年;Te ronen,O.ら、J.Dent.Res.,74巻、495頁、1995年)、そしてHIV (+)感染とエイズに関連する歯周病(Robinson,P.G.ら、J.Periodontal.、 65巻、236〜242頁、1994 年;Holmstrup,P.ら、J.Clin.Period.,21巻、270〜280頁,199 4年)が最近報告されている。 成人歯周炎患者と健康な対照の対応する試料の歯肉溝液中にMMP−1は検出 されなかった。 ペリ−インプラント破壊症における結合組織巨大分子の分解は、ヒトのマトリ ックスメタロプロティナーゼ類、特に好中球(PMN)由来のマトリックスメタ ロプロティナーゼによって仲介されることが見出されている(Sorsa,T.ら,Ann .Ny.Acad.Sci.,732巻、112〜131頁、1994年;Teronen,O.ら 、J.Dent.Res.,74巻、495頁、1995年)。したがって、本発明の試験 キットと方法によってペリ−インプラント破壊症を評定することができる。 活性MMP−8に対するモノクローナル抗体 露出した酵素的に活性な部位は、異なる分子型のすべての活性MMP−8に共 通しているので、本発明は前記活性部位を認識できる免疫化学試験法に基づいて いる。本発明の試験法に要求される特異性は、前記活性部位を特異的に標的とす るモノクローナル抗体を用いることによって達成される。これらのモノクローナ ル抗体は、MMP−8分子の他の部分の大きさに関係なくその活性部位のエピト ープに結合することができる。 本発明のモノクローナル抗体は、K hlerとMilsteinの最初の方法(Nature,2 56巻、495頁、1975年)によって育成する。本発明の発明者らは、Sten man U.らが報告したその特定の実用性を利用した(J.Immunol.Meth .,46巻、337頁、1981年)。 抗体の育成 活性MMP−8の分子立体配置は個体ごとに異なっている。生体内で、プロ酵 素:プロMMP−8の活性化は、異なる宿主細胞内因子のみならず推定歯周病原 体由来の特定の細菌プロテアーゼによって起こる。また個体に見られる細菌の種 と細菌プロテアーゼも患者ごとに変化する。生体外での実験活性化法によって、 患者の組織中には非常にまれに存在しているかまたは全く存在していない活性M MP−8のイソ型を産生させることができる。 このイソ型分子立体配置への変化は、本発明に用いるモノクローナル抗体を育 成する手順において考慮する。マウスを1種の活性イソ型だけで免疫化し、同じ イソ型を選別に使用すると、そのイソ型に対してのみ反応性の抗体が生成する。 この一抗体だけを使用すると、他のイソ型をもっている患者には偽陰性が起こる 。したがって本発明では全活性イソ型を認識できる抗体を使用する。 本発明において、免疫化法は、例えば活性部位として、共通のエピトープと反 応性の抗体を選別できるように、免疫原として各種の分子イソ型の活性MMP− 8を用いる。しかし難しい問題点はハイブリドーマとクローンを試験するシステ ムである。ハイブリドーマは患者に広く存在する1種類のイソ型で選別される。 成育させたクローンはさらに各種の活性MMP−8に対して試験した後、広範囲 にわたって反応性の抗体を最終的に選択する。 免疫化に使用する抗原 理想的な抗体は、MMP−8の活性部位を、その活性酵素の可能なすべての分 子立体配置(イソ型)の場合に十分に等しく認識する。免疫化を行う場合、最初 、MMP−8の粗製剤を使用するが、最後のブースターでは、高度に精製した活 性MMP−8の製剤の混合物を用いることによって異なる活性分子型の存在を保 証する。MMP−8は、例えば、3種の異なる方法によって生体外で活性化され る。これによって、最適な種類の活性部位特異的抗体を産生するハイブリドーマ が得られる。分子の他の部分を認識しないハイブリドーマを選択することができ る。 プロ酵素のプロMMP−8は軟膜内のヒトPMN白血球から部分的に精製され る(Sorsa,T.,Scand.J.Rheumat ら,Eur.J.Biochem.,189巻、295〜300頁、1990年)。最終のブー スターについては、抗原はさらに精製され、そして例えば1)自己活性化、2) 酸化剤による処理および3)ヒトと細菌のプロティナーゼによる酵素分解(ヒト のカテプシンGの場合:Saari,H.ら、Biochem.Biophys.Res.Commun.,171 巻、979〜987頁、1990年;ティー・デンティコラのキモトリプシン様 プロテアーゼの場合:Sorsa,T.ら,Infection and Immunity,60巻、449 1〜4495頁、1992年)によって活性化されたイソ型の混合物(例えば1 :1:1のモル比)として使用される。あるいは別個のマウスを1種のイソ型で 追加抗原刺激を行ってもよい。 MMP−8製剤の自己活性化は、報告されているのと同 様にして行われる(Sorsa,T.,Thesis,Univ.ヘルシンキ、フィンランド、19 89年)。酸化剤による活性化の場合は、NaOClを酸化剤として利用し、活 性化は報告されているのとほぼ同様にして行われる(Saari,H.ら、Biochem.Bi ophys.Res.Commun.,171巻、979〜987頁、1990年)。ヒト好中球 とティー・デンティコラから得られるプロティナーゼで活性化を行う場合は、So rsa,T.らの方法(Infection and Immunity,60巻、4491〜4495頁 、1992年)を使用する。 免疫化、融合、クローン化、およびクローンの移植 粗製活性MMP−8を50〜100μg/ml含有する溶液300〜500μ lを腹腔内に注射することによってBALB/cマウスの免疫化とブースト(追 加免疫刺激)を行う。これは、2〜4週間の間隔をおいてフロイント不完全アジ ュバントで注射することによって行う。そのマウスが第一ブーストの後に抗体価 をもっている場合、上記抗原混合物50〜100μgを含有する食塩水を腹腔内 に注射してブーストを行う。最後のブーストを行ってから3〜4日後に脾臓を取 り出す。1〜2×108の脾臓細胞を、対数増殖期のP3×63−Ag8.65 3骨髄腫細胞(Syngeneic)2.5〜5.0×107と、ポリエチレングリコール (PEG、Boehringer Mannheim Cat.No.1243268)中で融合させる。 融合後、細胞を、15%のウマ血清を含有するダルベッコの改質イーグル培地( DME)または7.5%のウマ血清を含有するRPMP−1640の入ったU型 底のミクロ平板内で、2×106細胞/ml の密度で平板培養を行う。各ウェルに培地が0.1mlずつ入っている。1日後 、その焙地に、HAT選択培地(DMEM中ヒポキサンチン、アミノブテリンお よびチミジンの混合物:Gibco50×HAT Cat.No.043−01060H) 0.1mlを添加する。この後、培地の1/2ずつを1日おきに取り出して新し いHAT培地で取り替える。 2週間培養した後、細胞をHT培地(アミノプテリンなしの2%HAT:Gibc o 50×HT、Cat.No.043−01065H)に移し、その培地は2週間に わたって1週間に3回変える。2週間後、培地をDME+15%ウマ血清または RPTM−1640+7.5%ウマ血清と取り替える。はげしく増殖する抗体産 生培養物を選別し、報告されているのと同様にして特性決定を行う。選択したハ イブリドーマの培養物を、平底微量滴定プレート内でヒト線維芽細胞の支持細胞 層上で、希釈を限定することによってクローン化する。抗体産生クローンを96 ウェルの平板で再クローン化を行う。得られたサブクローンを試験管内で増殖さ せ次にFalconの組織培養フラスコ内で増殖させる。 ハイブリッドクローンを移植する場合、抗体産生細胞(1×106/動物)を 、プリスタン(2,6,10,14−テトラメチルペンタデカン、Aldrich社) で初回抗原刺激を行ったBALB/cレシピエントに腹腔内注射を行う。腹水が 3〜4週間以内に発生する。その腹水を取り出し、その腹水中の抗体を試験する 。 選別と滴定 培養物の上澄み液を、ハイブリッド形成またはクローン化を行ってから1週間 間隔で抗体の産生について選別する。抗体の滴定は1週間毎に実施する。また抗 体の滴定を、免疫化マウス由来の腹水中の抗血清で実施する。 前記MMP−8の活性部位に対する抗体の産生を検出するのに、放射線免疫検 定法(RIA)を使用する。放射性同位元素のヨウ素でヨウ素化し、活性化され た、高純度のMMP−8を使用する。活性化には、ヒトPMNカテプシン−Gに よるMMP−8の分解反応を利用できる。PMNカテプシン−Gは、内因性のタ ンパク質分解プロ酵素のプロMMP−8のアクティベーターとして作用する(Suo malai−nen,K.,Thesis,Univ.ヘルシンキ、フィンランド、1993年)。 プロMMP−8は、PMNカテプシン−Gによってタンパク質分解作用で、プ ロMMP−8のN末端におけるPhe79〜Met80ペプチドがスプリットして活 性化される。その結果、85kDの非活性プロMMP−8が64kDの活性型M MP−8に変換する。プロMMP−8のN末端における対応するスプリットは、 ティー・デンティコラのキモトリプシン様プロティナーゼによるプロMMP−8 の活性化に関連していることは、本発明の発明者らが見出したのである。カテプ シン−Gで活性化されたMMP−8をクロラミンT法によって放射性同位元素の ヨウ素でヨウ素化して(Greenwood,F.C.ら、Biochem.J.,89巻、114頁 、1963年)、選別検定法の標識として使用する。その検定では、上澄み液5 0μlを、0.33%のBSA を含有するリン酸−EDTA−NaCl緩衝液pH7.4内で抗原の125I標識 (約10000cpm)150μlとともにインキュベートする。一夜インキュ ベートした後、結合した標識を、ウシγ−グロブリン(IgG)を含有するリン 酸緩衝液100μlおよび20%PEG6000含有リン酸緩衝液1mlを添加 することによって沈殿させる。遠心分離を行った後、上澄み液を吸引して沈殿の 放射能を計数する。沈殿した放射能がバックグランド(培養上澄み液の代わりに 増殖培地)より著しく大きい場合、すなわち結合放射能が対照として使用したポ リクローナル製剤の最大結合量の50%を超える場合、その試料は抗体の産生に ついて陽性であるとみなされる。 滴定する場合、力価は、大過剰の抗体によって特異的に捕捉される最大量の標 識の50%を捕捉する希釈度と定義する。非活性のプロ酵素と活性MMP−8の 両者を認識するポリクローナル抗MMP−8を対照抗体として使用する。 試験法と特性解析 陽性のハイブリドーマ培養物をさらに、活性MMP−8を検出する該培養物の 感度すなわち活性MMP−8との反応性、および該培養物の、プロ酵素との交差 反応性について試験する。RIA法を利用する。標識は、選別検定法において先 に述べたのと同じ、放射能ヨウ素化カテプシン−Gで活性化されたMMP−8の 製剤である。標識100μl、試験される標準または交差反応物50μlおよび 抗体溶液50μl(これらはすべて0.33%BSA含有リン 酸−EDTA−NaCl緩衝液pH7.4に含有されている)を一夜インキュベ ートする。結合した放射能を前記選別法と同様に分離する。各抗体を希釈して、 その最大捕捉容量の約50%を捕捉するようにする。標準は、10〜1000μ g/lの範囲の濃度の、カテプシン−Gで活性化されたMMP−8で製造する。 最高の感度を有しかつプロMMP−8と交差反応を行わないハイブリドーマを 選択してクローン化させる。さらに、この新しいモノクローンの特異性を確認す る。これらのクローンが分泌する抗体を、免疫化に用いた3種のMMP−8のイ ソ型との結合についてRIAで評定する。診断試験に使用するため、すべてのイ ソ型と反応するクローンを選択する。すべてのイソ型に対して共通のエピトープ は酵素の活性部位である。またこれらクローンは、歯肉溝液試料中に存在してい るMMP−8に構造上および免疫学的に類縁の酵素〔例えばPMN−ゼラチナー ゼ(MMP−9)、線維芽細胞型コラゲナーゼ(MMP−1)およびストロメリ シン−1(MMP−3)〕に対するそれらクローンの交差反応について試験する 。0.01%を超える交差反応を起こすクローン(標識の50%の置換を起こす 標準濃度に対する交差反応物の濃度の百分率と定義する)は選択しない。選択さ れたクローンが産生する免疫グロブリンのイソ型はキット法(Mouse Typer,Bi oRad社、米国カリフォルニア州)で測定される。これら抗体は、プロテインA( Pharmacia社、スエーデン)を用いてアフィニティークロマトグラフィーによっ て精製し、それら抗体の等電点は 、標準の方法を用い等電点電気泳動法(Phast System,Pharmacia社、スエーデ ン)によって記録される。 PMNプロコラゲナーゼ(プロMMP−8)に対するモノクローナル抗体 いくつもの免疫検定法、特に免疫分析法は2種の異なる抗体すなわち同時に同 じ抗原分子に結合できる抗体対を必要とする。したがって、それら抗体はその抗 原分子の異なるエピトープを認識しなければならないからそれらエピトープはア フィニティーを損失させる立体障害なしで結合が起こるよう十分に距離をおいて 位置していなければならない。活性MMP−8において、その活性部位は2種の 抗体を受け入れるほど十分に大きくはない。しかし、抗体のうち一方だけが特異 的であれば同時に結合するのに十分である。他方の抗体は、活性型と非活性型の すべてに共通のMMP−8分子の部分に位置するエピトープを認識する。第二の 抗体を選択するため、プロ酵素と強い交差反応性を示すハイブリドーマを選択し てクローン化する。これらのクローンの中で、活性型と非活性型の両者に対して 最も広い特異性を有するクローンを最終的に選択する。全コラゲナーゼ酵素(活 性MMP−8と非活性プロMMP−8を同時に)を測定する試験において、選択 される2種のモノクローナル抗体は、一方が活性酵素に対して特異的であり、一 方は活性酵素とプロ酵素に共通の酵素の部分と反応することができる。 歯周病の活性を確認する診断試験法 上記方法にしたがって生成させた、ヒトおよび/または 哺乳類の活性MMP−8に対して特異的なモノクローナル抗体は、歯周病の活性 を評価するのに有用な各種の試験法を設計するのに使用される。定量法と定性法 を以下に説明する。 抗原の存在を免疫学的に検出する標準の方法は、抗原の結合によって起こる、 抗体でコートされた粒子の視覚で観察される凝集反応である。このような粒子と してはラテックスの粒子がある。そのラテックス粒子の一部はMMP−8の活性 部位に特異的なモノクローナル抗体でコートされ、そして一部は該活性部位以外 のエピトープに特異的な抗体でコートされている。活性MMP−8が存在すると 、上記2種の粒子は抗原のブリッジングによって網目構造で結合されて凝集反応 が起こる。いわゆる赤血球凝集試験を行う場合、粒子として赤血球を用いること ができる。逆に凝集反応を阻害する原理を使用することもできる。 一層最近の方法は、流動通過免疫分析法(米国特許第4366241号)の2 種の抗体を使用する。この試験法は、吸収性材料製のパッドを例えばニトロセル ロースまたはナイロンの膜でカガーしてある器具で実施することが最もよい。そ の膜の上に、1種の抗体(例えばMMP−8の活性部位を認識する抗体)を結合 させる部分がある。液体の試料を膜の上にピペットで落とし、その試料中に存在 する活性MMP−8を該抗体に結合させる。試料の残りの部分は膜を流動通過す る。次に標識化試薬を添加する。この標識は、第二抗体(第一抗体とは異なるエ ピトープを認識するモノクローナルもしくはポリクローナル抗MMP−8) と西洋ワサビペルオキシダーゼのような酵素との複合体でもよい。膜上で結合し たMMP−8があると、該複合体はそれに結合し、次いで過剰の複合体を洗い落 として沈殿基質を標識化酵素に加えることによって視覚化することができる。沈 殿した基質は目視可能な色を生成することができる。また基質は、例えば蛍光も しくは化学発光のシグナルのような眼に見えないシグナルを発する基質でもよい 。色、蛍光または化学発光は適当な計器で記録することができ、そしてこれらの 場合、濃度の校正を利用すれば試験結果で定量することができる。また標識化試 薬は、第二の抗体でコートされている着色した(そうでなければシグナルを発す る)粒子(例えばラテックスで製造されている)の懸濁液でもよい。この場合、 その膜の細孔の大きさは、その膜に免疫化学的に捕捉されていない粒子は細孔を 通過するよう調節されている。洗浄ステップの後、捕捉された粒子は、目視可能 な場合は直接検出することができ、またはシグナルを測定することによって間接 的に検出することができる。 本明細書に述べているような歯周病活性の試験は、免疫クロマトグラフィーの 原理に基づいていてもよい。この方法は、側方流動法と呼ばれることが多いが、 ヨーロッパ特許第291194号に詳細に記載されている。なおこの特許は本明 細書に援用するものである。PCT特許願公開第WO 92/15215号には 、チャンバー様ギャップで作られているディップスティック中の膜と吸収性パッ ドで特に構成されている試験器具が記載されている。異なる2 種の抗体を利用する免疫分析法の変形では、第一抗体(すなわちMMP−8の活 性部位を認識する抗体)は、眼で検出できる標識(目視可能な色)または適切な 計器で検出できる標識(蛍光もしくは化学発光のシグナルを発する)として作動 する粒子にコートされる。これら粒子は、例えば、ラテックス、コロイド金属( 金、セレン)または分散染料で製造することができる。これらの標識粒子は、試 験器具に結合され、試験器具の吸収性の部分を液体試料と接触させて試料が吸収 されると、該粒子は液体試料の流れで移動し同時に、試料中に抗原(活性MMP −8)が存在すると標識抗体が該抗原を捕捉するようになっている。その液体は さらに、該器具の膜の中に吸収される。その膜には、第二抗体(第一抗体以外の エピトープを認識するモノクローナルまたはポリクローナル抗MMP−8)が区 域様部分(zone−like area)に結合されている。該標識を運ぶ該液体の流れが 上記区域を通過して移動すると、抗原を捕捉したこれら標識粒子はその区域に結 合する。したがって、試料中に抗原が存在するとその区域は検出することができ る。またこの免疫検定法は、1種の抗体だけを使用することに基づいていてもよ い。これは、試料中に存在している可能性がある抗原と競合する抗原でコートさ れた標識粒子を用いて実施することができる。MMP−8の活性部位に特異的な モノクローナル抗体を膜の区域に結合させる。試料の抗原は該区域の抗体結合部 位をふさぐので、全く検出できない区域が出現する。他の変形では、抗原類似体 でコートされた標識化粒子は、該吸収性部分に結合された抗体に ゆるく結合される。試料の抗原は、結合している抗体の該類似体を置換するので 標識粒子は捕捉試薬を含有する区域に移動することができる。 免疫クロマトグラフィーも、公知の標準または未知の試料が流動しているとき 、膜に結合されている標識が発するシグナルを測定することによって定量を行う ことができる。区域内の抗体の量を増大させたいくつもの抗体区域を試験器具に 用いれば視覚による半定量を行うことが可能である。 上記の免疫検定法は、短い実施時間(わずか数分間のことが多い)の迅速なチ ェアサイド試験法を開発するのに有用である。さらに最近の方法(側方流動法と 流動通過法)は、実験室の試験に未熟な職員が非常に高い信頼性でもって実施し かつ説明できる試験法を提供する。またこれらの方法には、凝集反応法に伴うい くつもの重大な欠点、例えばリウマチ因子を含有する試料による偽陽性、および 特に濁った試料の解釈の難しさがない。 しかし、他の諸免疫学的方法は、歯周病の活性を評定する試験法に採用するこ とができる。これらの方法は通常、研究室で実施される。というのは、特定の自 動化が可能な機器および/または熟練職員が必要だからである。定量試験の試験 結果が必要な場合、以下の方法も適している。比濁分析法とネフェロ分析法を用 いることができる。これらの方法は通常ポリクローナル抗体を利用するが、モノ クローナル抗体に対する特異性が要求されるこのような検定法では、使用される 試薬は2種の抗体でコートされた適切な 大きさのラテックス粒子の混合物で構成されている。放射性同位元素の標識を用 いる古典的な免疫化学法も利用できる(競合検定法の構成で1種の抗体を使用す る放射線免疫検定法および抗体の対を使用する免疫放射分析法)。同位体標識の 代わりに、各種の他の標識化合物が関連免疫検定法に有用である。西洋ワサビペ ルオキシダーゼまたはアルカリホスファターゼのような酵素は、抗体に接合させ て、比色分析法、蛍光分析法または化学発光分析法の基質の助力で検出される、 酵素免疫検定法または免疫酵素分析検定法における標識として作動させることが できる。また蛍光化合物は、抗体に直接接合させて、いくつもの高性能の検出法 が開発されている定量蛍光免疫検定法または定量蛍光免疫分析検定法に使用する ことができる〔例えば遅延蛍光、蛍光偏極(fluorescence polarization)〕。 蛍光法とともに、ルミネセンスを発する標識を用いる方法〔ルミネセンス免疫検 定法または免疫ルミノメトリー検定法(immunoluminometric assay)〕は現在 利用できる最も感度の高い免疫化学法である。 歯周病の活性を確認する部位特異的試験法と選別試験法 上記の試験法はすべて、原則として部位特異的試験と選別試験の両者に用いる ことができる。しかし視覚化凝集反応法、流動通過法および免疫クロマトグラフ ィー法が迅速なチェアサイド試験に最もよく適している。これらの方法は、部位 特異試験と選別試験の両者に任意に用いられる。 選別試験の目的は、患者の歯肉溝液、唾液および口内リンスの試料中に存在す る全MMP−8が増大しているかど うかを見つけることである。全MMP−8と活性MMP−8を同時に測定すると 、起こっている可能性がある歯周病の進行段階を推定することができる。 唾液は、まず患者に口を十分にすすがせた後パラフィンをかませることによっ て容易に収集することができる。他の唾液分泌刺激剤も使用できる。分析を行う 前に試験試料を保管する必要がある場合は、特別の唾液収集器具、例えばOmni− SAL(登録商標)(Saliva Diagnostic Systems、米国ワシントン州)を使用し てもよい。あるいは、患者にパラフィンを30秒〜1分間かませ続いて口腔液を 吐き出させ、その後、患者の空になった口を3mlの水道水ですすがせてその水 を試験用に収集した口内リンス試料で試験を実施することができる。 部位特異的ディップスティック試験の場合、歯科医は、細長い濾紙を歯周ポケ ットの開口に置くことによって歯肉溝液の試料を収集することができる。細長い 濾紙には、標準化された時間、液体を吸収させることが好ましい。次に、その細 長い濾紙を適当な緩衝液が入っている試験管に移して試料のタンパク質類を抽出 させる。免疫クロマトグラフィーのディップスティック方式を使用する場合は、 ディップスティックを試験管内に直接浸積して試験する。細長い濾紙の外に、多 孔質のプラスチックもしくはセラミックおよび有機もしくは無機のシリカ化合物 のような他の吸収材料も利用することができ、これらはたいてい、簡便に動かす ためホルダーに取付けられている。該液体はガラスまたはプラスチック製のキャ ピラリー管でも収集することが できる。最後になるが、ディップスティック型試験器具は、歯周ポケット中に配 置される吸収末端を備え、試料が試験器具中に直接吸収されるよう設計すること ができる。 歯周病が個々の部位に存在している可能性を打ち消すかまたは臨床家にさらに 試験させるための部位特異的ディップスティック試験法は定性試験でもよい。そ の試験法の閾値(カットオフ濃度)を、最適の感度と特異性を与えるように選択 する。歯周病活性試験の場合、歯肉溝液試料中の全MMP−8の濃度が約100 ng/mlを超えたときは陽性とみなすことができる。対応して、唾液/口内リ ンスの選別試験では、全MMP−8の濃度が200ng/mlを超えると、歯周 炎が進行する危険が増大していることを示唆し、そして1000ng/mlを超 える活性MMP−8の濃度はいくつかの部位に活性疾患がある徴候なのでこれら の部位は個々に試験しなければならない。ディップスティック試験では、異なる 特異性を有する2種の抗体の線を一本のスティックに塗布して、全体試験と特定 の試験を一本のスティックに組み込むことができる。この試験法(歯肉溝液、唾 液、口内リンスの試料に対する試験)は新しい方法であり、歯周結合の損失と歯 槽骨の損失の両者にしたがって異なる歯周炎とペリ−インプラント破壊症の患者 のグループに起こる可能性がある歯周病活性が起こる危険を示す歯周部位を検出 するのに使用される。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年11月29日 【補正内容】 請求の範囲 1.哺乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8(MMP−8)を特 異的に認識する少なくとも1種のモノクローナル抗体および少なくとも1種の検 出可能な標識を含んでなる、歯周病の活性、ペリ−インプラント破壊症またはH IV(+)−感染/エイズ病関連歯周病の診断用試験キット。 2.MMP−8を認識する少なくとも1種のモノクローナル抗体が、下記ステ ップすなわち (a)哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8のプロ酵素を活性化し ; (b)ステップ(a)で得た活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8の異 なるイソ型の混合物でマウスを免疫化し; (c)ステップ(b)で免疫化されたマウスを用いてハイブリドーマ細胞系を 製造し;次いで (d)哺乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8を特異的に認識す るモノクローナル抗体を得るため、ステップ(c)で製造したハイブリドーマ細 胞系を選別する; ステップを含んでなる方法で得ることができるモノクローナル抗体である請求 の範囲1記載の試験キット。 3.さらに、前記哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8のプロ酵素 と交差反応を行う第二抗体を含んでなる請求の範囲1記載の試験キット。 4.第二抗体がモノクローナル抗体である請求の範囲3 記載の試験キット 5.第二抗体がポリクローナル抗体である請求の範囲3記載の試験キット。 6.前記哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8がヒトのマトリック スメタロプロティナーゼ−8である請求の範囲1記載の試験キット。 7.キットが、免疫クロマトグラフィー法類、免疫分析法類、放射線免疫検定 法類、放射線免疫分析検定法類、酵素免疫検定法類、蛍光免疫検定法類、ルミネ ッセンス免疫検定法類、免疫凝集反応法、赤血球凝集反応法、凝集反応阻害法、 比濁分析免疫検定法類およびネフェロ分析免疫検定法類からなる群から選択され る免疫学的方法用に構成され、そして検出可能な標識と任意の担体が、使用され る方法に応じて選択される請求の範囲1記載の試験キット。 8.キットが、側方流動の原理に基づいた免疫クロマトグラフィー法用に構成 されている請求の範囲7記載の試験キット。 9.キットが、流動通過の原理に基づいた免疫学的方法用に構成されている請 求の範囲7記載の試験キット。 10.さらに、ポリクローナル抗体とモノクローナル抗体からなる群から選択さ れる第二抗体を含んでなり、そのポリクローナル抗体とモノクローナル抗体が哺 乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8と哺乳類の非活性マトリック スメタロプロティナーゼ−8プロ酵素の両者を認識する請求の範囲3記載の試験 キット。 11.前記第二抗体が、活性マトリックスメタロプロティ ナーゼ−8と非活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8プロ酵素を区別しな い請求の範囲10記載の試験キット。 12.さらに、固体吸収体のサンプリング器具で試料を収集することによる、部 位特異的検出用の手段を含んでなる請求の範囲1記載の試験キット。 13.診断試験をサンプリング器具で実施する請求の範囲12記載の試験キット 。 14.前記検出可能な標識が、直接標識および間接標識からなる群から選択され る請求の範囲1記載の試験キット。 15.任意の固体または液体の担体を含んでなる請求の範囲1記載の試験キット 。 16.下記ステップすなわち (a)歯肉溝液試料を試料収集器具で収集し; (b)前記試料を、哺乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8を特 異的に認識する少なくとも1種のモノクローナル抗体と接触させ;次いで (c)前記哺乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8の存在を検出 する; ステップを含んでなる検出法を免疫学的検定法として実施する、歯周病活性、 ペリ−インプラント破壊症またはHIV(+)感染/エイズ病関連歯周病の診断 方法。 17.さらに、哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8のプロ酵素を認 識する第二抗体を含んでなる請求の範囲16記載の方法。 18.第二抗体がモノクローナル抗体である請求の範囲1 7記載の方法。 19.第二抗体がポリクローナル抗体である請求の範囲17記載の方法。 20.第二抗体が、直接標識または間接標識からなる群から選択される標識で標 識化される請求の範囲17記載の方法。 21.前記哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8がヒトのマトリック スメタロプロティナーゼ−8である請求の範囲16記載の方法。 22.試料を、部位特異的歯肉溝液、唾液および口内リンスの試料からなる群か ら選択する請求の範囲16記載の方法。 23.歯周病活性の進行を評定する請求の範囲16記載の方法。 24.下記ステップすなわち (a)歯肉溝液を含有する試料を収集し; (b)前記試料を、哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8を認識す る少なくとも1種の抗体と接触させ;次いで (c)マトリックスメタロプロティナーゼ−8の増大した濃度を認識できる免 疫学的方法によって前記哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8の存在 を検出する; ステップを含んでなる検出法を免疫学的検定法として実施する、歯周病活性、 ペリ−インプラント破壊症またはHIV(+)感染/エイズ病関連歯周病の危険 を事前に選別する請求の範囲16記載の方法。 【手続補正書】 【提出日】1997年6月9日 【補正内容】 (1) 明細書第39頁第19行の「0.02〜0.08μg/ml」を「0.2 〜0.8μg/ml]と訂正する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG), AM,AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB ,GE,HU,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LK,LR,LT,LU,LV,MD,MG,M K,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO ,RU,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM, TT,UA,UG,US,UZ,VN (72)発明者 ルンドクヴィスト, レイラ クリスティ ーナ フィンランド, エフアイエヌ−02130 エスポー, ヴェンメルセーレンティエ 2 エー 6

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.哺乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8(MMP−8)を認 識する少なくとも1種のモノクローナル抗体および少なくとも1種の検出可能な 標識を含んでなる、歯周病の活性、ペリ−インプラント破壊症またはHIV(+ )−感染/エイズ病関連歯周病の診断用試験キット。 2.MMP−8を認識する少なくとも1種のモノクローナル抗体が、下記ステ ップすなわち (a)哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8のプロ酵素を活性化し ; (b)ステップ(a)で得た活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8の異 なるイソ型の混合物でマウスを免疫化し; (c)ステップ(b)で免疫化されたマウスを用いてハイブリドーマ細胞系を 製造し;次いで (d)哺乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8を特異的に認識す るモノクローナル抗体を得るため、ステップ(c)で製造したハイブリドーマ細 胞系を選別する; ステップを含んでなる方法で得ることができるモノクローナル抗体である請求 の範囲1記載の試験キット。 3.さらに、前記哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8のプロ酵素 と交差反応を行う第二抗体を含んでなる請求の範囲1記載の試験キット。 4.第二抗体がモノクローナル抗体である請求の範囲3 記載の試験キット 5.第二抗体がポリクローナル抗体である請求の範囲3記載の試験キット。 6.前記哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8がヒトのマトリック スメタロプロティナーゼ−8である請求の範囲1記載の試験キット。 7.キットが、免疫クロマトグラフィー法類、免疫分析法類、放射線免疫検定 法類、放射線免疫分析検定法類、酵素免疫検定法類、蛍光免疫検定法類、ルミネ ッセンス免疫検定法類、免疫凝集反応法、赤血球凝集反応法、凝集反応阻害法、 比濁分析免疫検定法類およびネフェロ分析免疫検定法類からなる群から選択され る免疫学的方法用に構成され、そして検出可能な標識と任意の担体が、使用され る方法に応じて選択される請求の範囲1記載の試験キット。 8.キットが、側方流動の原理に基づいた免疫クロマトグラフィー法用に構成 されている請求の範囲7記載の試験キット。 9.キットが、流動通過の原理に基づいた免疫学的方法用に構成されている請 求の範囲7記載の試験キット。 10.さらに、ポリクローナル抗体とモノクローナル抗体からなる群から選択さ れる第二抗体を含んでなり、そのポリクローナル抗体とモノクローナル抗体が哺 乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8と哺乳類の非活性マトリック スメタロプロティナーゼ−8プロ酵素の両者を認識する請求の範囲3記載の試験 キット。 11.前記第二抗体が、活性マトリックスメタロプロティ ナーゼ−8と非活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8プロ酵素を区別しな い請求の範囲10記載の試験キット。 12.さらに、固体吸収体のサンプリング器具で試料を収集することによる、部 位特異的検出用の手段を含んでなる請求の範囲1記載の試験キット。 13.診断試験をサンプリング器具で実施する請求の範囲12記載の試験キット 。 14.前記検出可能な標識が、直接標識および間接標識からなる群から選択され る請求の範囲1記載の試験キット。 15.任意の固体または液体の担体を含んでなる請求の範囲1記載の試験キット 。 16.下記ステップすなわち (a)歯肉溝液試料を試料収集器具で収集し; (b)前記試料を、哺乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8を認 識する少なくとも1種のモノクローナル抗体と接触させ;次いで (c)前記哺乳類の活性マトリックスメタロプロティナーゼ−8の存在を検出 する; ステップを含んでなる検出法を免疫学的検定法として実施する、歯周病活性、 ペリ−インプラント破壊症またはHIV(+)感染/エイズ病関連歯周病の診断 方法。 17.さらに、哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8のプロ酵素を認 識する第二抗体を含んでなる請求の範囲16記載の方法。 18.第二抗体がモノクローナル抗体である請求の範囲1 7記載の方法。、 19.第二抗体がポリクローナル抗体である請求の範囲17記載の方法。 20.第二抗体が、直接標識または間接標識からなる群から選択される標識で標 識化される請求の範囲17記載の方法。 21.前記哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8がヒトのマトリック スメタロプロティナーゼ−8である請求の範囲16記載の方法。 22.試料を、部位特異的歯肉溝液、唾液および口内リンスの試料からなる群か ら選択する請求の範囲16記載の方法。 23.歯周病活性の進行を評定する請求の範囲16記載の方法。 24.下記ステップすなわち (a)歯肉溝液を含有する試料を収集し; (b)前記試料を、哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8を認識す る少なくとも1種の抗体と接触させ;次いで (c)マトリックスメタロプロティナーゼ−8の増大した濃度を認識できる免 疫学的方法によって前記哺乳類のマトリックスメタロプロティナーゼ−8の存在 を検出する; ステップを含んでなる検出法を免疫学的検定法として実施する、歯周病活性、 ペリ−インプラント破壊症またはHIV(+)感染/エイズ病関連歯周病の危険 を事前に選別する請求の範囲16記載の方法。
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