KR101332003B1 - 면역 및 산소 시스템 측정 및 약물 스크리닝 방법 및 장치 - Google Patents

면역 및 산소 시스템 측정 및 약물 스크리닝 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

면역 시스템 기능에 관련된 건강을 모니터링하기 위하여, 및 독소 및 다른 스트레스의 효과를 측정하기 위한 방법 및 장치. 약제학적 파이프라인용 약물을 예비-스크리닝하기 위한 방법. 연구 도구로서 이뮤노그램을 이용하기 위한 방법. 질병의 처리, 치료, 또는 치유를 위한 화합물 또는 약물을 제조하기 위한 방법.

Description

면역 및 산소 시스템 측정 및 약물 스크리닝 방법 및 장치{Immune and Oxygen System Measuring and Drug Screening Method and Apparatus}
본 출원은 전체로 본 명세서에 혼합되는 2010년 4월 27일 출원된 U.S. 가출원 제 61/328,409 호의 우선권의 이익을 주장한다.
면역 및 산소 시스템은 동물 및 인간에서의 발병(illness) 및 질병에 대한 신체 기능 및 방어 기전의 중요한 부분이다. 실제로, 식물 및 미생물을 포함하는 임의의 살아있는 것은 스트레스 및 역경을 이겨내기 위한 내부 시스템을 이용한다. 질병에 반응하고, 조직에 에너지를 공급하며, 오염 및 약물에 대해 신체를 해독시키고, 신경근 신호전달 등을 수행하는 이 시스템의 능력은 개개인 마다 및 같은 개인에서도 날에 따라 변한다. 이 시스템을 본 명세서에서 간략하게 "면역 시스템"이라 한다.
예를 들어, C 형 간염, 암, 다른 질병, 또는 심지어 물리적 또는 정신적 스트레스를 앓는 환자는 텍스드(taxed) 면역 시스템을 가질 수 있다. C 형 간염용 인터페론, 또는 암용 사이토카인 및/또는 활성화된 T-세포와 같은 면역 시스템을 증대시키거나 조절하도록 설계된 특정의 면역치료 약물은 개개인의 면역 시스템이 소정의 질병과 싸우는 것을 돕는다. 예를 들어, 인터페론은 개인이 C 형 간염과 싸우는 것을 도울 수 있다. 그러나, 모든 개인들이 면역 치료에 같은 정도로 반응하지는 않는다.
면역 치료에 대한 반응 중에서의 차이가, 뉴저지의 의과 및 치의예과 대학교의 임상 시험 심사 위원회에 의해 인정된 바와 같이, 인터페론 치료시 C 형 간염 환자를 평가하기 위한 임상 연구에 나타나 있다. 이 연구의 요약에서, C 형 간염 환자의 인터페론 치료에 대해 비-반응자가 존재한다는 것이 잘 알려져 있다. 미국 텍사스 대학 사우스 웨스턴 메디칼 스쿨의 Dr. 윌리엄 엠. 이(Dr. William M.Lee)에 의해 검토서가 제공되었다. 9개의 다른 기관에서 Dr. 이 및 동료들은 2002년 부터 2007년까지 HALT-C 연구에 종사했다. 이 연구는 인터페론 더하기 리바비린 치료에 대해 50 내지 60%의 비-반응자가 있다는 것을 지적하였다. 이들 비-반응자는, 또한 인터페론에 대한 비-반응자와 인터페론 유지(interferon maintenance)를 하지 않는 것에 대한 비-반응자 사이에 간 질병의 진행률에 유의적인 차이가 없다는 점에서, 장기간 인터페론 유지 전략에 비-반응적이다. 이 연구로부터 제기된 문제는 반응자와 비-반응자 사이에 왜 차이가 있느냐 이다.
힌쇼(Hinshaw), 소퍼(Sofer), 및 공동 연구자들(Am. J. Physiol Heart Cir. Phys:H742-750(1980))은, 개 내독소 쇼크 모델에서 체외혈액 재순환 시스템(extracorporeal blood recirculation system)을 연구할 때, 체외 순환 펌프 시스템에 의해 발생된 전단 스트레스는 자가항응고에 이르게 하였다는 것을 발견하였다. 즉, 스트레스를 받은 혈액은 심지어 격렬하게 교반된(agitated) 혈액 순환 시스템에서 조차 헤파린과 같은 외부의 항응고제의 부재하에서도 엉기지(clot) 않는다. 이 연구자들은 스트레스 받은 혈액으로부터 헤파린-유사 인자인, HLF(하기 bNOS의 참조문헌을 참고할 것)를 단리 했으며, 이는 엉김을 방지하는 것으로 나타났다. 힌쇼와 공동 연구자들(Circ. Shock 1979;6(3)261-9)은 또한 개 안의 이러한 스트레스 받은 혈액은 개에서 '치유'에 이르게 하였고, 자가항응고된 개는 박테리아 내독소를 주입받았을 때 쇼크에 내성을 나타내었는가를 주목했다.
여기서 발명자인 소퍼(Sofer)는 생물공학의 뉴저지 주 후원 연구 교수로서 이 문제를 추적하고, 스트레스 받은 혈액으로 부터 발생된, 혈액으로부터 나오는 MOPs, 또는 분자성 산소 피크(라디칼 산소 종이 아님)를 발견했다. (Comparative Haematology International(1999) 9:68-71). 소퍼의 NJIT 생물공학 그룹에 의한 수천 실시에 기초한 다른 공개된 연구들은 많은 다른 타입의 스트레스:화학적, 열적, pH등에 의해 발생된 산소 피크의 존재를 강화한다. 여기서 일어나는 문제는 무산소 농도의 혈액으로부터 MOPs가 발생한다는 사실에 비추어 MOPs로부터의 산소가 어디에서 오는 것인가, 헤모글로빈 평형 산소 함량이 0 인가, 스트레스는 이 산소를 왜 방출하는가, 스트레스는 박테리아 내독소 공격에 대해 면역 시스템을 왜 강화하는가 이다. 이들 문제는 이들 연구자들에 의해 명료해지지 않았다.
소퍼 그룹은 산소 측정에 그들이 사용한 프로브가 또한 산화 질소 또는 H2S 또는 다른 화합물을 판독할 수 있는 가능성을 인정하는 한편, 이들은 산소와 이들 화합물의 조합된 작용을 고려하지 않았고, 또한 NO- 또는 다른 저장소의 존재를 가정하지 않았다.
NO, Pieper(Hypertension. 1998;31:1047-1060)의 문헌의 철저한 검토에서 Galen M.Pieper은 문헌[Review of Alterations in Endothelial Nitric Oxide Production in Diabetes]에서 산소 또는 NO 또는 기타의 것이 저장소에 존재한다는 것을 교시하지 않았고, 이 조합된 작용을 제안하지도 않았다. 또한, 이 검토는 시간의 함수로서 이들 물질의 농도의 변화 속도, 즉, 반응 속도에 관련된 곡선의 기울기를 고려하는데 실패했다. 그는 많은 주요 질병에 관해서 NO 과학이 결론을 내지 못하고 있음을 지적했다.
말테프(Maltepe) 및 소그스타드(Sougstad)(Maltepe, Emin; Saugstad, Ola Didrik, Oxygen in Health and Diease: Regulation of Oxygen Homostasis-Clinical Implications Pediatric Research: March 2009-Volume 65-Issue 3-pp 261-268)는 건강과 질병에서 산소의 역할의 상세한 검토를 제공한다. 이들은 산소 또는 NO 또는 기타 저장소, 또는 그들의 조합된 작용을 고려하지 않는다. 배경기술에서 언급된 앞서의 모든 문헌은 그 전체로서 본 명세서에 참고로 혼합된다.
따라서, 질병을 격퇴하고 인터페론과 같은 면역 시스템-증강 약물에 반응하는 개개인의 면역 시스템의 능력을 평가하거나 정량화하는 방법에 대한 필요가 있다.
발명의 요약
다음은 본 발명의 일부 면의 기초적인 이해를 제공하기 위하여 본 발명의 단순화된 요약을 제공한다. 이 요약은 본 발명의 포괄적인 개략은 아니다. 본 발명의 중요한 또는 중대한 요소들을 확인하거나 본 발명의 범주의 윤곽을 그리고자 하는 것은 아니다; 그의 유일한 목적은 후에 제공되는 보다 상세한 기술에 대한 서론으로서 본 발명의 개념을 단순화된 형태로 제공하고자 하는 것이다.
주요 면에 따르고 간략히 언급하면, 본 발명의 하나의 실시 형태는 적어도 하나의 센서를 준비하는 단계; 일정량의 신호전달 물질을 갖는 일정량의 체액 또는 물질을 포함하는 샘플을 준비하는 단계; 상기 양의 신호전달 물질에 대한 기준선 값을 결정하는 단계; 상기 샘플에 스트레스를 도입하는 단계; 상기 센서로 상기 샘플 내의 ROX 값을 측정하는 단계; 및 상기 센서로 상기 샘플 내의 BOX 값을 측정하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다. 더욱이, 본 발명은 시간에 따른 ROX 및 BOX의 농도에서의 변화를 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명은 추가로 장치를 포함한다. 그 장치의 한 실시 형태는 소정의 샘플 내의 ROX 값 및 BOX 값을 계산하는 프로세서에 작동적으로 연결된 광학적 프로브(probe) 및 막 프로브를 포함한다. 본 발명의 프로세서는 추가로 시간에 따른 ROX 및 BOX의 농도의 변화 속도를 계산한다. 이 변화 속도들은 대표적인 기울기에 의해 나타내진다.
본 발명의 ROX 및 BOX의 농도를 조절하기 위한 방법은, 적어도 하나의 센서를 준비하는 단계; 일정량의 신호전달 물질을 갖는 일정량의 체액을 포함하는 샘플 또는 유기체를 준비하는 단계; 상기 량의 신호전달 물질에 대한 기준선 값을 결정하는 단계; 스트레스를 상기 샘플 또는 유기체에 도입하는 단계; 상기 센서에 의해 상기 샘플 또는 유기체 내의 ROX 값을 측정하는 단계;상기 센서에 의해 상기 샘플 또는 유기체 내의 BOX 값을 측정하는 단계; 및 환자일 수 있는, 상기 샘플 또는 유기체에 조절물질 또는 차단 물질(blocking material)을 도입하는 단계를 포함하며, 상기 조절 물질은 상기 샘플 또는 상기 유기체 내의 ROX 값 또는 상기 BOX 값을 변경시킬 수 있다.
추가로, 본 발명의 기관 이식 또는 약물에 대한 거부의 개시를 예측하는 방법은, 적어도 하나의 센서를 준비하는 단계; 치료를 하려는 환자로부터 일정량의 신호전달 물질을 갖는 일정량의 신체 물질을 포함하는 샘플을 준비하는 단계; 상기 신호전달 물질량에 대한 기준선 값을 결정하는 단계;상기 샘플에 스트레스를 도입하는 단계, 여기서 상기 스트레스는 일정 량의 치료 물질을 포함하고, 상기 치료물질은 상기 치료에 필수적이다; 상기 센서로 상기 샘플 내의 ROX 값을 측정하는 단계; 및 상기 센서로 상기 샘플 내의 BOX 값을 측정하는 단계를 포함한다.
다음 도면이 수반되는 바람직한 실시 형태를 주의 깊게 읽음으로써 건강 및 의약 치료의 용이성을 평가하는 이들 및 다른 특징 및 그들의 이점이 본 분야의 숙련된 자에게는 쉽게 명백할 것이다.
도면에서
도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 생물학적 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시 형태에 따라 모니터링되는 환자의 혈액 샘플 내에서 ROX 및 BOX의 농도를 측정하기 위한 방법의 단계들을 예시하는 도식적인 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 소정의 약물 또는 다른 스트레스의 독성을 예측하는 방법의 단계들을 예시하는 도식적인 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 한 실시 형태에 따른 방법의 단계들을 통해서 SOX 이벤트(event)를 얻기 위한 하나의 가능성을 예시한다.
도 5는 본 발명의 한 실시 형태에 따른 이뮤노그램(immunogram)TM을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 시험 장치상에서 전형적인 일련의 실시(runs)를 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 한 실시 형태에 따라 시험 장치의 재현성을 설정하기 위하여, 및 ACD(산-시트레이트-덱스트로즈) 항응고제의 독성을 나타내기 위하여 제 2의 일련의 실시를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 시험 장치에 의해 측정된 최대 BOX 속도 및 전환점(turning point) 데이터를 나타내는 두 개의 실시를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 공격에 저항하는 겉보기에 건강한 개개인의 면역 시스템의 상태를 측정하는 방법, C 형 간염과 같은 질병과 싸우는데 있어서 면역 치료의 부분으로서 , 면역 조절 인자, 또는 면역 시스템 성능을 증대시키거나 변경시키는 물질에 대한 환자의 반응 및 반응하는 능력을 측정하기 위한 방법, 및 면역조절 인자, 특히 보다 큰 투여량인 경우 독성일 수 있는 면역 조절 인자의 투여량을 조정하는 방법이다. 본 발명은 추가로 내부 및 외부 스트레스를 견디거나 극복하는 개개인의 잠재성을 포함하는 일반적인 건강 정보를 측정하는 방법이다.
본 발명은 질병을 격퇴하고, 이와 관련하여 인터페론과 같은 면역-증강 또는 조절 약물에 의해 도움을 받는 개개인의 면역 시스템의 능력을 정량화하기 위한 방법 및 장치이다. 본 발명은 또한 개인의 신경 시스템, 해독 시스템, 근육 시스템, 및 에너지 생성 및 전달 시스템에 적용할 수 있다.
내부 표준과 함께 사용될 때에는, 이 방법 및 장치는 잠재적인 미래 약물 및 기타 화학물질들의 독성 및 생리학적 효과를 정량화하는데도 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용된바, "내부 표준"은 시험하려는 샘플의 성질 또는 품질을 반영하고 나타낼 수 있는 어느 적절한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소 혈액으로부터 유래된 MedXTM으로 알려진 물질은 본 발명의 목적을 위하여 환자의 혈액 샘플과 비교를 위한 적절한 내부 표준이다. 중요하게도, MedXTM과 같은 내부 표준의 사용은 샘플의 내력 및 진본성(authenticity)을 추적하는데에 용이하게 한다. 예를 들어, 샘플이 파괴되고, 관련된 내부 표준이 또한 파괴된 경우, 내부 표준 및 샘플 모두가 유사한 취급 부주의 또는 환경적 스트레스를 받았음을 가정할 수 있다.
본 발명 및 장치는 또한 생체지표(biomarkers)의 유용성을 평가하는데에 사용될 수 있다. 더욱이, 상기 방법 및 장치는 또한 스트레스, 질병, 및 약물 치료를 수용하고 극복하는 능력과 관련하여 개인의 강도에 대한 정보를 제공하는 것을 포함하는 개인의 전반적 건강을 측정하는데에 사용될 수 있다.
이론에 얽매이려함이 없이, 본 명세서에서 모두 "신호전달 물질"이라 하는, 산소, 또는 산소를 함유하는 분자, 예를 들어 산화 질소(nitric acid) 및 기타 면역 시스템 또는 신체 신호전달 분자, 예를 들어 황화 수소 및 기타 것들은 침입하는 외부 화학물질 및 유기체에 대한 신체 방어에 있어 중요하고 효능 있는 도구라고 믿어진다. 풍부한 양의 신호전달 물질, 특히 산소의 저장 및 방출은 신체 면역 시스템의 필수 부분을 형성한다.
그러나, 산소와 같은 신호전달 물질은 예를 들어 매우 낮은 농도로 혈장에 가용성이다. 그러므로, 신체는 신호전달 물질을 이동성의 패키징된(packaged) 형태로 필요로 하는 부위, 예를 들어 베인 상처, 종양 및 높은 양의 에너지를 요구하는 조직으로 운반해야 한다. 이 패키징된 형태의 신호전달 물질을 산소의 저장소(ROX)라 한다. 본 명세서에서 사용된바, 용어 "ROX"는 분자성 산소뿐만 아니라, 혈액을 통해 효과적인 전달을 위한 패키징된 또는 다발화된(bundled) 형태의, NO 및 H2S를 포함하는 기타 신호 전달 물질을 의미한다.
용어 "다발화된(bundled)" 및 "패키징된(packaged)" 용어는 상호 교환가능하게 사용되고, 전자기력 또는 단백질 래핑(wrapping)과 같은 임의 수단을 의미하며, 이 수단에 의해 백혈구를 포함하는 혈액 중의 세포는 신호전달 물질, 예를 들어 산소 및 NO를 신체 내에서 면역 시스템과 같은 시스템에 의해 사용하기 위해 혈액 중에서 운반가능한 형태로 농축시킨다. ROX의 측정은 환자의 선천적인 면역 생존력 및 환자가 소정의 치료 또는 약물에 어떻게 즉각적으로 반응할지를 측정하는 것이다. ROX가 스트레스를 받을 때, 분자성 산소는 다발화된 형태로부터 방출된다. 본 명세서에서 사용된바, "스트레스"는 혈액의 기존 상태 또는 평형을 변경시키는 물리적, 화학적, 전자기적 또는 다른 것일 수 있는 임의의 인자로 정의된다. 더구나, 스트레스는 단일의 완전한(full) 스트레스, 예를 들어 약물의 완전한 치료 투여량, 부분적인 스트레스, 예를 들어, 부분적인 치료 투여량, 또는 시간에 걸쳐 한 번 이상으로 투여되는 스트레스, 예를 들어 일정 시간에 걸쳐 다중 횟수로 투여되는 치료 약물의 완전한 투여량일 수 있다.
혈액 또는 조직 중의 ROX는 혈액 내에서 이용될 수 있는 신호전달 물질의 저장에 대한 인디케이터이고, 침입하는 외부 화학물질 및 유기체에 의한 공격에 대해 산소 또는 다른 중요한 신체 물질의 제공하는 개인의 선천적인 능력의 측정이라고 말해진다. 이러한 공격에 대한 반응을 위한 신호전달제로서 작용하는 외에, 스트레스에 의해 혈액으로 방출되는 ROX는 예를 들어 에너지를 필요로 하는 조직에 신호전달 물질을 공급한다. 일반적으로 동맥혈에서 현재 이용가능한 산소를 나타내는, 단지 헤모글로빈의 측정치를 넘어서, ROX는 산소, NO, 및 H2S 저장소(reservoirs)뿐만 아니라 혈장 및 적혈구를 포함하는 혈액의 모든 성분들에 존재하는 다른 신호전달 물질의 저장소의 측정치이다. 더구나, 본 발명은 신호전달 물질의 저장소를 함유하는, 척수 액을 포함하는 임의의 체액을 분석하는데에 사용될 수 있다.
추가로, 본 명세서에서 "BOX"라 명명되는 혈액 또는 다른 세포 산소 및 신호전달 물질은 또한 면역 시스템의 적응 능력의 인디케이터이다. 본 명세서에서 사용된바, "BOX"는 혈액 세포의 산화적 소모 능력, 즉 다발화된 또는 패키징된 것을 포함하는 산소, NO, 또는 다른 신호전달 물질이 소모되는 속도(rate)의 측정치이고, 이는 혈액에 진입하기 위하여 ROX가 준비되는 속도에 관련된다. 따라서, BOX는 환자의 적응된 면역 시스템 강도, 또는 혈액 세포가 신호 전달 물질에 대한 용량을 확립하는 능력 및 신체에 의해 사용하기 위해 신호전달 물질의 전달을 증대시키는 능력의 측정치이다. BOX 수준을 모니터링하여, 장기간에 걸친 치료에 대한 환자의 반응을 추적할 수 있다. BOX는 또한 면역 스위치가 시동되는(triggered) 투여량을 제공하고, 약물의 적당한 투여량을 결정하는데에 이용될 수 있다.
측정될 수 있는, 혈액 중의 ROX와 BOX의 정상적 농도들에서의 불균형을 갖는 사람 및 동물(도 6 및 7 참조)은 질병에 보다 감수성이고 인터페론과 같은 면역 시스템-증대 약물에 덜 효과적으로 반응한다고 믿어진다. 따라서, ROX 및 BOX의 농도의 정밀한 측정은 면역 시스템 및 일반적 건강이 관심사인 동물 및 인간에서 질병에 대한 임상적 및 진단적 가치가 있을 수 있다. 본 명세서에서 사용된바, 용어 "불균형"이란 질병이 없고, 이완되거나 스트레스가 없으며 정상적 상태인 개인 또는 다른 생존 유기체로부터 얻어진 데이터에 기초한 정상적 범위 안에서보다 높거나 낮은 BOX, ROX, 또는 일반적으로 신호전달하는 물질의 수준을 말한다. 내부 또는 외부 스트레스를 겪지 않은 건강한 생존 유기체는 BOX 및 ROX에 대해 정상적 범위의 값을 갖는다고 믿어진다.
예외적으로 장기간 동안 산소와 같은 신호전달 물질의 집중적으로 높은 농도가 또한 신체에 의해 요구된다는 것이 추가로, 언급된다. 이 현상을 초산화성 이벤트의 경우로 SOX라고 한다. SOX는 혈액 세포뿐만 아니라, 이자섬 같은 다른 조직에 의해서도 발생할 수 있다. 전형적인 SOX 이벤트는 특별한 체액에서 신호전달 물질의 수준이 가파르게 증가할 때 검출가능하다. 예를 들어, SOX 이벤트는 락토페린 및 미엘로퍼옥시다제와 같은 면역 반응의 기타 강한 인디케이터를 수반하는, 간헐적인 O2의 폭발과 함께 NO의 매우 큰 폭발을 포함할 수 있다. 이 시나리오는 암 또는 AIDS 또는 림프절의 전쟁터에서의 병원체와 싸우는데 예외적으로 효과적이다. 예로서, SOX 이벤트가 시동될 수 있다면, 신호전달 물질의 다발화와 관련된 백혈구는 환자 자신의 혈액, 체액 또는 신체 질병 또는 문제와 실질적으로 싸우는데 사용하기 위한 물질로 되돌려질 수 있다.
추가적으로, 본 발명은 문제의 환자에 의해 소유되는 체액 또는 물질일 필요가 없는 유체 또는 물질에서 SOX 이벤트를 선동 또는 생성하는 방법을 제공한다. 환자의 신체 물질이 너무 약하거나 일반적으로 SOX 이벤트를 생성할 수 없는 경우에, 본 발명의 방법은: 1) 환자의 면역 시스템에 의해 허용되는 적절한 유체 또는 물질을 준비하는 단계; 2) SOX 이벤트를 일으키는 단계; 및 3) 환자에게 SOX-가능한 물질을 투여하는 단계를 포함한다. 이 방법은 환자가 신체 내에 SOX 이벤트를 생성하는 개인의 획득된 능력에 기초해서, 질병, 약물 요법, 또는 다른 스트레스를 보다 잘 견디고 극복할 수 있게 한다.
또한, 스트레스를 받은 혈액의 양이 증가하는 것에 비교해서, 신호전달 물질 수준의 측정은 스트레스를 극복하는 혈액의 선천적인 능력에 대해 정보를 제공한다. 복수의 연속적인 스트레스를 받은 개인의 혈액에서의 강도의 이 표시는 본 명세서에서는 혈액의 "전환 점(turning points)" 또는 "턴 어라운드 포인트(turn around points)"라고 한다.
따라서, 본 방법 및 장치는 혈액 샘플 내의 ROX 및 BOX의 농도를 측정한다. ROX 및 BOX의 정상적 농도를 갖는 정상 혈액을 나타내는 내부 표준 화합물과 비교해서, 본 방법 및 장치는 또한 약물, 화학물질, 및 다른 스트레스의 독성 및 그에 대한 생리학적 반응을 측정할 수 있다. 이는 생체지표 또는 다른 현상을 조사하는 사람들에게 연구 도구로서 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, T-림프구는 순환하며, 산화적 공격에 대해 ROX를 사용할 수 있으며, 정상적 세포는 순환하여 글루코즈 산화 요구에 대해 ROX를 사용할 수 있다. ROX는 또한 인슐린에 대한 당뇨병 II형의 저항의 징조를 설명하고 제공하는데에 도움이 된다.
본 방법에서, 혈액을 환자로부터 채취하고, 건강한 개인의 것과 비교한다. 이 방법의 단계들은 시험받는 개인 또는 환자로부터의 일정량의 새로 채취되거나 냉동된 혈액을 ROX, BOX, 및 SOX를 검출하고 측정하기 위한 센서에 연결된 리더를 가지며, 또한 이들 이벤트에 관련된 기타 정보를 갖는 시험 장치 안의 웰에 도입하는 것을 포함한다. 이 측정에 적절한 시험 장치의 예는 이뮤노그램 어낼라이저(Immunogram Analyzer)TM(또한, 본 명세서에서 "IA"이라고도 한다)이다. 이뮤노그램 어낼라이저TM은 장치상에서 시험 실시(run)의 데이터 요약을 제공하는 이뮤노그램(immunogram)TM을 발생한다. 이뮤노그램TM은 면역-증강 또는 인터페론 같은 약물 치료의 조절에 대한 비-반응자를 확인하기 위하여 사용될 수 있다.
이뮤노그램 어낼라이저TM는 현재 임상적 시험 중에 있다. 특히, 임상적 시험은 C 형 간염을 앓는 환자와 건강한 환자의 대조군을 상대로 진행 중에 있다(뉴저지의 의과 및 치의예과 대학교, IRB Protocol No. 0120090320). 임상 시험의 목적은 ROX 및 BOX의 수준의 양에서 불균형을 갖는 환자를 확인하는 것이고, 인터페론 및 리바비린 보충물로 치료하는 과정 동안 이들 수준의 진행을 조사하는 것이다. ROX 및 BOX 수준의 측정은 당뇨병 및 특정 암을 포함하는 다른 만성 질병의 치료에 대한 암시를 가질 것이라고 예상된다.
시험 장치의 센서는 샘플 내의 ROX 및 BOX의 존재를 검출하고, 시간에 걸친 이들 농도에 대한 변화를 포함하는, ROX 및 BOX 농도를 출력한다. 이들 출력 농도를 그 후 건강한 개인의 것과 비교한다.
시험 장치는 또한 규칙적인 물리적 시험 동안에 항상성 및 건강의 "기준선" 인디케이터로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 운동, 명상, 약물, 감정 및 다른 스트레스 등의 효과는 신체의 조건을 개선시키기 위해 또는 잠재적 약함의 경고를 위해 모니터링 될 수 있다.
추가로, 시험장치를 화학적 또는 다른 스트레스(들)를 갖는 폐쇄된 시스템으로서 작동시키는 것은 SOX가 수 시간까지 지속되는 경우들을 만든다.
이뮤노그램TM에 의한 단순한 혈액 시험으로, 치료에 대한 정보화된 추천을 하는데 필요한 정보가 얻어진다. 예시적인 시험에서, 단계들은 약 0.05 내지 0.5 ml의 환자 혈액 샘플을 웰 또는 셀에 첨가하는 것을 포함한다. 적절한 셀은 인간 피부를 포함하는 어느 구조일 수 있고, 관찰된 판독(readings)은 혈액 샘플을 채취할 필요없이 피부를 통해 읽을 수 있다는 것이 본 발명에 의해 예상된다. ROX 및 BOX 수는 0과 동등한 O2 퍼센트 포화에 기초한 100%에서 교정된 리더/프로세서에 의해 계산되어 출력될 수 있다. 상승 및 하향하는 변동, 반응 속도의 기울기 및 수치의 범위가 읽어질 수 있고, 잠재적인 가치를 갖는다.
ROX와 BOX의 농도에서의 불균형은 약화된 면역 시스템 및 면역-증강 또는 -조절 약물로의 치료에 반응이 덜한 면역 시스템을 나타낸다. 그러나, 일부 질병 경우, ROX 및 BOX는 일시적으로 상승할 수 있다. 일정 기간에 걸쳐 같은 환자의 ROX 및 BOX의 수준을 모니터링하는 것은 임상적으로 및 진단상 가치가 있을 수 있다. 따라서, 혈액 내의 ROX 및 BOX의 수준을 평가하는 본 방법은 환자 모니터링, 약물 스크리닝, 생체지표 평가뿐만 아니라 다른 관련된 목적을 위한 도구일 수 있다.
환자를 치료하기 위하여, 혈액에 스트레스를 주는 것, 그 자체로 또는 ROX, BOX, 및 SOX에 대해 측정하면서, 이어서 그 혈액 또는 그 혈액으로부터의 물질들을 이용하는 것은 본 기술의 최종 적용이다.
ROX, BOX, SOX 및 약물 전달, 치료, 치유 또는 프로토콜을 위한 다른 이러한 이벤트의 특징을 합성하는데에 본 방법을 사용하는 것은 이 기술의 부가된 적용이다.
특히, 본 발명은 생물학적 시스템이 도식적으로 나타내진 도 1을 참고로 하여 기술할 것이다. 도 1에서, 생물학적 시스템(100)은 신호전달 물질(108)을 가역적으로 용매화할 수 있는 매트릭스(102)를 포함한다. 백혈구와 같은 운반 물질(104)은 감염, 암성 영역 등과 같은 원하지 않는 성분(106)의 처분을 위하여 그 원하지 않는 성분(108')을 다루는데 사용하기 위하여 또는 그에 운반하기 위한 매트릭스 내에 신호전달 물질(108')을 추출하고/하거나 다발화 한다. 본 발명에 있어서, 매트릭스(102) 중 신호전달 물질의 이용가능한 양은 ROX라고 하고, 원하지 않는 성분의 폐기시에 소모를 위한 다발화 및/또는 운반 물질에 의해 추출될 수 있는 신호전달 물질의 양은 BOX이다. 알 수 있듯이, ROX 및 BOX는 모두 정상적 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 이는 신호전달 물질의 충분한 양 및 신호전달 물질의 이용의 충분한 용량을 제시하기 때문이다.
본 발명은 추가로 ROX, BOX, SOX 및 개개인의 면역 시스템 또는 다른 신체적 기능에 관련있는 다른 성분들을 측정하는 장치를 포함한다. 특히, 본 발명은 시험을 수행할 수 있는 시험 장치를 포함하며, 이 시험장치는 본 명세서에 기술된 특정한 용도 이외에도 유용한 연구 도구이다.
본 발명은 개개인의 환경에 따라 스트레스를 극복하는 강도 및 효과에 대한 정보를 제공하기 위하여 사람의 신경 시스템, 탈독소화 시스템, 근육 시스템 또는 에너지 시스템 또는 백혈구와 같은 다발화 능력을 갖는 어느 체액에 적용할 수 있다.
한 실시 형태에서, 본 방법은 기준과 비교하여 혈액 샘플 내의 ROX 및 BOX의 농도를 측정하는 단계들을 포함한다. 혈액에서 발견되는 ROX 및 BOX 농도는 병원체에 대해 방어하기 위하여 산소를 공급하고, 면역 반응을 신호화하고 조정하며, 항상성의 수준을 유지시키는 면역 시스템의 능력을 측정는 인디케이터라고 믿어진다. 혈액의 ROX 및 BOX 는 신체에 위치되는 스트레스에 따라 요구되는 산소의 많은 양을 조직에 전달하기 위하여 인간 또는 동물에 의해 사용되는 기전에서 필수 역할을 한다.
따라서, 본 발명은 스트레스에 대한 인간 및 동물의 면역 반응에 관련되는 다수의 목적에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 방법은 일상적 신체 검사 동안과 같은 일반적으로 사람 및 동물의 건강을 평가하고, 또한 면역 치료 요법을 위해, 당뇨병 및 자가-면역 결핍 증후군(AIDS)을 앓는 환자의 즉응성(readiness)을 평가하기 위하여 사용될 수 있다. 본 발명은 추가로 컨디션을 개선하기 위하여 운동가의 기능을 평가하기 위하여, 그리고 오염 및 다른 외부 스트레스에에 노출된 사람을 시험하기 위하여 사용될 수 있다. 본 방법은 섬유 근육통, 신경근 및 신경퇴행성 질환과 같은 현재 잘 정의되지 않은 질병을 연구하는데에 이용될 수 있다.
본 방법은 독성 및 면역원성에 대해 새로운 약물을 빠르게 및 값싸게 예비스크리닝하고, 임상적 시험에 참여하는 개개인을 모니터링 하는데에 사용될 수 있다. 다른 화학물질, 환경적 오염, 또는 온도 및 압력 등의 물리적 스트레스, 감정적 스트레스 등이 또한 시험될 수 있다.
의사 또는 수의사는 항상성의 측정으로서 ROX 및 BOX를 사용할 수 있다. 이어서, 그들은 특정 약물 및/또는 의학 프로토콜에 민감할 수 있는 환자를 모니터링하기 위하여 ROX 및 BOX를 사용할 수 있다. 이는 적어도 두 방법으로 수행될 수 있다: 약물 또는 프로토콜이 투여됨에 따라 실시간으로 ROX 및 BOX 측정을 위하여 채혈하여 환자를 모니터링하여, 또는 환자를 잠재적으로 위험한 약물 또는 프로토콜에 실제로 노출시킴이 없이 약물 또는 프로토콜에 노출되었던 환자의 혈액 샘플의 ROX 및 BOX를 측정하여.
본 발명의 또 다른 특징은 신체에서 NO의 직접적인 측정을 포함한다. 본 발명 전에는, NO의 직접적인 측정은 불가능하였다. 본 발명이 암 방지, 예상, 및 치유에서, 그리고 암 연구에서 주요 문제를 명료하게 하는 데에 연구 도구로서 어떻게 이용될 수 있는지의 예시가 여기에 제공된다.
산화 질소는 암에 대한 방어에서 매우 중요한 것으로 발견되었다. 신체가 산화 질소를 만들기 위하여, 다음 단계가 일어나야 한다: 1) 유전자가 효소인 산화 질소 신타제(NOS)를 코딩하여야 한다; 2) 이 코드는 발현되어야 한다; 3) 효소, NOS는 NOS 코드로부터 제조되어야 한다; 4) 효소는 산화 질소를 만드는데 필요한 모든 기질 및 보조인자(cofactors)를 가져야 한다; 5) 효소는 활성화되어야 한다; 및 이 발견과 관련해서, 6) NO는 사용 부위에 쉽게 운반되고 집중되는 형태로 다발화되어야 한다.
NOS-코딩(coded) 유전자 형태의 수는 수백개 이다. 이들 형태는 다음과 같이 특성화되었다: 내피, eNOS; 유도성, iNOS; 신경의 nNOS; 및 미토콘드리얼, mNOS. 본 발명은 혈액-bNOS로부터 새로운 타입의 NOS를 밝혀낸다.
가장 중요한 것은 최종 산물 NO이다. 그러므로, 본 검토는 이들 카테고리의 모두에 대해 단순화된 용어, "NOS"를 사용한다.
문헌 검토 논문[An emerging role for endotherial nitric oxide synthase in chronic inflammation and cancer, Cancer Res . 2007 Feb 15, 67(4):1470-10]에서, 엘. 잉(L.Ying) 및 엘.제이. 호프세트(L.J. Hofseth)는 NOS가 세포자살, 신혈관생성, 세포 주기, 침입(invasion), 및 전이를 포함하는 모든 중요한 암 경로를 조절한다고 요약한다. 이들 연구자는 NOS가 또한 인간 고형 종양에서 다이스레귤레이트됨(dysregulated)과 NOS가 또한 만성 염증에서 역할을 함을 지적한다. 그들의 권고는 NOS가 암 방지 및 치료에서 파라미터로 사용되어야 한다고 그들은 권하고 있다.
문헌[Co-expression of inducible nitric oxide syntase and cyclooxygenase-2 in hepatocellular carcinoma and surrounding liver: possible involvement of COX-2 in the angiogenesis of hepatitis C-virus positive cases Clin Cancer Res 2001 May; 7(5) 1325-32]의 라만 등(Rahman et al.)의 100명 환자로부터 인간 간 조직 절개물(sections)의 연구에서, 라만 및 공동 연구자들은 NOS 발현 단독이 C 형 간염 바이러스-양성(HCV) 간세포 암(HCC) 환자에서 치사의 예견자가 아니지만, NOS와 COX-2 발현의 조합은 HCV/HCC 환자에서 치사성과 상관관계가 있다고 결론지었다.
최근에, 논문[Genetic polymorphisms in the endotherial nitric oxide gene correlate with overall survival in advanced non-small-cell-lung cancer patients treated with platinum-based doublet chemotheraphy, BMC Medical Genetics 2010, 11:167]에서, 에스 후지타 등(S Fujita et al.)은 NOS에 대해 160개가 넘는 유전적 다형성이 있다고 지적했다. 그들은 비소세포성 폐암(NSCLC)에서 생존에 대해 마커인 NOS 유전자의 하나의 특별한 대립 유전자를 발견하였다. NSCLC를 앓는 환자 및 백금-계 치료에 대한 연구에서, NOS는 생존에 대한 마커이다.
한편, HCC를 갖는 HCV 환자는 NOS 및 COX-2 유전자가 발현했을 때 생존하지 않았다. 다른 한편, NOS를 발현하는 NSCLC 환자는 NOS 유전자가 발현했을 때, 생존했다. 이 외관상 불일치는 어떻게 설명될까.
NOS의 유전적 발현은 복잡하고, 비용이 들며, 시간-소모하는 분석 방법이다. 보다 중요하게는, NOS 유전자의 단순한 발현이 NO가 정말로 형성되었다는 것을 충분히 충분한 측정 척도는 아니라는 것이다. 본 발명은 이용가능한 NO에 대해 쉽게 분석하는 도구, IA를 제공한다. 또한 본 발명은 외관상 불일치를 설명하는 기전을 가정하는 것을 가능하게 했다. 예를 들어, 생존하는 NSCLC 환자는 ROXNO 기전을 가지며, 생존하지 않는 HVC/HCC 환자는 적당한 ROXNO를 갖지 않고, COX-2는 산소를 요구하며 그러므로 ROX에 대해 부가적인 부담이라는 것을 예측할 수 있다.
시험에 대한 설명적 질병 모델을 형성하는 능력은 암 치유에 대한 탐구에서 중요하다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 설명적 질병 모델은 다음 단계에 의해 형성된다: 1) 질병 모델을 만들어 내고; 2) 모델을 입증하기 위하여 임상적 또는 리서치 연구를 수행하고; 3) 모델이 올바르다면, 그것을 확장하고; 및 4) 모델이 옳바르지 않다면, 데이터에 따라 모델을 변경하고 개선시킨다.
도 2에 예시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시 형태는 다음 장치 및 방법 단계들을 포함한다. 먼저, 센서 또는 프로브(20) 및 리더/프로세서(30)을 갖는 샘플 웰(10) 또는 셀 시험장치가 준비된다. 유의적으로는, 셀(10)은 인간 피부를 포함하는 모든 타입의 구조일 수 있다. 시험 프로브를 셀에 삽입하고, 시험 장치를 신호전달 물질의 수준에 대한 판독(reading)이 0 이도록 보정한다. 예를 들어, 신호전달 물질이-없는 식염수 용액과 같은 화합물 A를 셀 E에 첨가하여 신호전달 물질이 없는 기구 기준선 판독을 얻을 수 있다. 달리는, 신호전달 물질이 없는 기체를 셀에 채울 수 있다.
신호전달 물질에 대한 0 판독을 보이는 기준선이 설정되면, 일정 량의 혈액 D를 셀 E에 첨가한다. 이러한 혈액 D의 양은 시험 개인 또는 환자로부터 새롭게 채혈되거나 냉동된 혈액의 소량, 예를 들어 약 0.02 mL 내지 약 0.10 mL일 수 있다. 편의를 위해, 항응고된 혈액 3.00 mL의 샘플을 나중 분석을 위해 냉동시킬 수 있다. 약 0.02 mL 미만과 같은 매우 적은 양의 샘플이 또한 분석될 수 있다.
임의의 스트레스가 가해지기 전에 샘플 내에 있는 신호전달 물질의 수준에 대한 초기 판독이 이뤄진다. 이어서 화합물 A 및 혈액 D의 혼합물을 초기 스트레스 B에 노출시킨다. 적당한 스트레스는 투여 주사기에 의해 생성된 물리적 전단 스트레스 및/또는 회전 자기 교반기일 수 있다. 다음으로 셀 E 안의 센서는 아마도 스트레스 B의 첨가에 의해 발생된 신호전달 물질의 농도에서의 강하를 측정한다. 일반적으로, 신호전달 물질에서의 이 강하는 BOX 값을 산출하고, 이 값은 운반하기 위한 신호전달 물질을 혼합하는 시스템의 능력과 상호관계가 있다. 이 강하에 이어, 신호 전달 물질의 농도에서의 모든 상승은 ROX의 값을 산출하며, 이는 시스템의 신호전달 물질의 저장소를 제공하는 시스템의 용량과 상호관계가 있다.
시험 장치의 센서는 바람직하게는 두 개 이상의 센서를 포함하고- 하나는 O2, NO, H2S 및 결합하지 않고 따라서 막을 통과할 수 있는 다른 신호전달 물질을 측정하는, 폴라로그래픽 클락 산소 전극(polarographic Clark oxygen elctrode)과 같은 막-계 산소 전극(22)일 수 있다. 폴라로그래픽 센서에서는, 극성화된 애노드, 및 캐소드가 산소 및 다른 신호전달 물질이 막을 통과하여 들어가는 전해질에 침지된다. 애노드/캐소드 쌍은 시스템에 들어가는 산소와 같은 신호전달 물질의 양에 직접 비례해서 전류가 흐르게 한다. 따라서, 전류의 크기는 프로브 또는 센서에 들어가는 신호전달 물질의 양과 직접적으로 상관관계가 있다. 막-계 센서는 반드시 소모의 결과로서 시험되는 물질의 샘플을 고갈시키나, 센서에 의해 소모되는 물질의 수준은 본 명세서에서는 실질적인 목적으로는 비유의적인 크기의 차수(order)로 여겨진다.
기타 센서(24) 또는 프로브는 광학 형광 용해된 산소 분석기, 예를 들어 오션(Ocean) 옥팁스(Optics) 류테늄 코팅된 광섬유 발광 다이오드(LED) 프로브일 수 있고, 또한 O2 및 다발화된(bundled) O2 저장소(ROXO2)에 수치의 양을 결정하는, 레이저(이하 집합적으로 "광학 센서"라고 한다)를 포함하는 다른 적절한 광-계 장치를 포함할 수 있다. 다른 센서, 예를 들어 칩-계 센서가 또한 가격, 편리, 및 새로운 신호전달 및 반응성 물질에 대한 민감도에 기초해서 사용될 수 있다.
본 발명의 시험 장치는 컴퓨터화된 시스템을 포함하고, 이 시스템에서 각 프로브로부터의 데이터 라인이 컴퓨터에 연결될 수 있고, 상기 컴퓨터는 프로세서, 디스플레이 및 프로브에 의해 얻어진 데이터를 가공하고, 구성할 뿐만 아니라 ROX, BOX, 또는 SOX 이벤트와 같은 관련 이벤트들에 대한 값을 계산할 수 있는 작업 소프트웨어를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는, "ROXO2"는 측정가능한 O2 저장소이고, "ROXNO"는 측정가능한 NO 저장소이다. 혈액, 및 특히 신체에서 사용하기 위한 신호전달 물질을 제조하는 백혈구에 의해 다발화되면, ROXO2 및 ROXNO는 막 센서를 통과하여 이동할 수 없다. 그러나, BOX 이벤트가 일어나 후, 서로 추적하는 경향이 있는 막 또는 광학 센서에 의해 측정된 바, 샘플 내의 신호전달 물질의 증가된 수준은 ROXO2 및 ROXNO의 양을 산출한다. 예를 들어, 막 센서에서의 판독이 0으로 갈 경우, 모든 비다발화된 O2가 측정되었거나 막을 통과했다는 것을 의미하고, 광학 센서로부터의 판독에서 다음의 상승이 ROXO2의 양을 대안적으로 측정하는 하는 것을 의미할 수 있다. 유사하게, NO에 대한 막 판독이 0으로 가면, 모든 비결합된 NO가 측정되거나 막을 통과했다는 것을 의미하고, 막 센서로부터 신호전달 물질의 판독에서 다음 상승은 임의의 산소가 광학 센서에 의해서처럼 별개로 원인이 된다는 것을 가정하면서 ROXNO의 양을 산출한다.
그러므로, 이들 두 개 이상의 센서 사이에서, 시험은 도 6 및 7에 나타난 바와 같이 다발화된 저장소(ROXNO)에 있는 O2, NO, ROXO2, 및 NO에 판독을 제공한다. 이 실시 형태에서, 완전한 ROX 측정은 ROXO2 + ROXNO를 포함한다. 따라서, 막 프로브와 광학 프로브로부터의 리딩은 함께 물리적 스트레스 B에의 노출 후 샘플 내의 BOX 및 ROX(ROXO2 + RONOX)의 총 농도를 제공한다. 또한 도 6 및 7에서의 곡선의 기울기는 이들 성분들의 반응 속도에 대해서 가치있는 정보를 산출한다. 예를 들어, 신호전달 물질의 수준에서의 상승은 ROX 이벤트 및 그의 타이밍을 나타내고, 반면에 신호 전달 물질의 수준에서의 강하는 BOX 이벤트 및 그의 타이밍을 나타낼 수 있다.
요약하면, 신호전달 물질이 스트레스에 대한 반응에서 사용될 때, 신호전달 물질의 수준이 강하되는 것으로 나타날 것이다. 그러나, 이들 강하가 일어나면, 신호전달 물질 수준에서의 모든 추후 상승은 이전에는 검출되지 않은 다발화된 신호전달 물질의 존재 및 양, 또는 신호저장 물질의 저장소를 나타낸다.
도 2에 추가로 예시되는 바와 같이, 화합물 A 및 혈액 D의 혼합물은 다음으로 화학적 스트레스 C에 노출된다. 스트레스 C는 6% 수성 페놀과 같은 강력한 화학물질 또는 샘플 내에 남아있는 어느 ROX를 본질적으로 방출하기에 충분히 강한 다른 형태의 스트레스일 수 있다. 이어서 셀 E 안의 센서는 아마도 스트레스 C의 도입의 결과로, 산소 및 NO에서의 모든 상승을 측정한다. 이 스트레스가 적용된 후 산소 및 NO의 상승은 용액에 남아있는 ROX의 양을 산출한다. 시간에 따른 샘플 내의 이들과 같은 신호전달 물질의 수준은 시험 장치의 리더/프로세서(30)에 의해 추적되고 기록된다.
중요하게는, 체액의 BOX 및 ROX는 서로에 대해 영향을 끼치는 것으로 보인다. 예를 들어, 체액이 비정상적으로 낮은 ROX를 가지면, 그 체액에 대한 BOX는 또한, 다발화 하는데에 이용가능한 신호전달 물질이 적음에 따라, 낮은 경향이 있다. 유사하게, 체액의 BOX가, 체액이 낮은 다발화 능력을 갖는 점에서 비정상적으로 낮으면, ROX가 다발화된 신호전달 물질이 낮음에 따라, 낮을 경향이 있다. 더구나, 체액의 선천적인 강도가 시간에 걸쳐 그 체액의 검출가능한 ROX 및 BOX에 의해 측정될 수 있다. 정상 유체 보다 강한 것에서는, 보다 많은 스트레스 및/또는 보다 강한 스트레스의 첨가는 같은 스트레스를 겪을 때 정상적 범위 밖의 BOX 및/또는 ROX 값을 산출하는, 정상 유체보다 약한 것과 비교해서, 정상적 범위 내의 BOX 및/또는 ROX 값을 산출한다.
ROX 및 BOX의 농도에서의 변화는 스트레스에 대한 사람의 반응이 급성인지 만성인지를 나타낸다. 예를 들어, 실질적으로 약해진 BOX는 급성 대 만성 반응에 대하여 예측할 수 있다. 환자의 BOX가 스트레스가 많은 이벤트 후 비정상적으로 낮다면, 환자의 반응은 만성 반응일 수 있고, 반면에 BOX 수준이 스트레스 후 정상적이거나 보다 높으면, 이는 급성 반응을 나타낼 수 있다.
본 발명은 추가로 소정의 약물 또는 다른 스트레스의 독성을 측정하기 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 도 2에서의 방법과 다르다. 그 이유는 소정의 약물 또는 독소와 결합한 내부 표준(또는 환자의 혈액)이, 표준에 대한 그 약물의 독성, 또는 그 약물 또는 독소에 대해 개별 환자의 민감성을 결정하는데에 사용될 수 있다. 도 3에 나타나는 바와 같이, 센서(20)와 리더/프로세서(30)을 갖는 샘플 웰(10) 또는 셀을 갖는 시험 장치가 제공된다. 화합물 A가 시험 장치의 셀 E에 도입된다. 이어서 항응고된 소 혈액과 같은 대용 혈액 샘플인 화합물 D를 셀 E에 첨가한다. 이어서 화합물 A와 화합물 D의 혼합물을 제 1 화학적 스트레스 B에 노출시킨다. 셀 E의 센서는 샘플 내의 BOX의 양을 발생시키는 신호전달 물질에서의 모든 강하를 측정한다. 이어서, 제 2 화학적 스트레스 C를 셀 E 안의 혼합물에 첨가한다. 센서에 의해 검출되는 신호전달 물질에서의 측정된 상승은 샘플 내의 ROX의 양을 산출한다. 따라서, 소정의 약물의 독성을 일반 약 스크리닝, 또는 소정의 환자경우의 약물 독성을 모니터링하기 위하여 시험할 수 있다.
본 발명은 추가로 SOX 이벤트를 얻기 위하여 이러한 이벤트를 겪은 환자의 ROX 및 BOX를 측정하기 위한 방법을 포함한다. 도 4에 예시된 바와 같이, 화합물 A는 센서 또는 센서들을 갖는 셀 E에 첨가된다. 혈액 샘플 S를 셀에 첨가한다. 물리적 또는 화학적 스트레스 B가 첨가된다. 셀에 의해 측정된 신호전달 물질에서의 강하는 BOX를 산출한다. 물리적 또는 화학적 스트레스 C가 면역 반응의 '점화(firing)'를 증대시키기 위하여 첨가되고, 셀은 외부 환경에 폐쇄된다. SOX 이벤트가 시간에 걸쳐 일어나고 기록된다. SOX는 혈액 샘플의 실제적 '점화'를 나타낸다. 그러므로, 이 물질을 함유하는 혼합물은 환자에 되돌려졌을 때, 예를 들어 암 및 AIDS 치료 및/또는 치유에서 가장 유용할 수 있다.
임상적 및 진단적 가치가 있기 위하여, ROX 및 BOX의 농도 리딩은 건강한 개인의 것 또는 정상적인 건강 상태에 있는 동안의 동일 개인의 것과 비교한다. 일반적으로, 시험 개인 또는 환자의 ROX 및 BOX의 농도가 건강한 개인(또는 건강한 기간 동안의 동일 환자의) 경우의 농도에 비교시 정상 범위 밖이면, 이 시험 개인 또는 환자는 불균형을 갖고, 따라서 질병의 공격에 반응하는 가능성 있는 보다 낮은 능력을 또는 평균 사람 보다 면역조절 인자에 대하여 감소된 반응을 갖는다. 시험 개인 또는 환자의 ROX 또는 BOX의 농도가 건강한 개인의 것과 비교해서 정상 범위의 농도 안에 있으면, 시험 개인은 질병에 정상적으로 반응할 것으로 예상되고, 환자는 면역 조절에 잘 반응할 것이다.
여기에서 이해되는 바와 같이, 막-계 센서 및 광학 센서가, 이용된다면, 이들 모두가 분자성 산소에 상호관련된 측정을 제공하지만, 막-계 센서는 NO와 같은 다른 물질을 검출한다. 바람직한 실시 형태에서, 측정들의 상호관계는 추가적인 성분들의 간접적인 측정을 허용하는 분석적인 도구를 제공하여, 이에 의해 진단 및 생물학적 정보를 크게 신장한다.
도식적인 이뮤노그램TM이 도 5에서 제공된다. 이뮤노그램에서, 광학 측정의 결과는 시간(T)의 함수로서 실선에 의해 나타내지고, 막-계 센서의 결과는 점선으로 나타내져 있다. 위로 이동하는 신호는 측정된 물질에서의 증가를 나타내고, 아래로 이동하는 신호는 측정된 물질에서의 감소를 나타낸다.
도 5를 참조하여, 매트릭스 중에 측정된 신호전달 물질의 총량을 나타내는 기준선(200)이 설정된다. 두 개의 신호가 믹-계 센서에 의해 측정된 고 수준의 NO 또는 다른 물질을 예외로 하여 전형적으로 유사하다. 특정 시간에 스트레스인, T1이 시스템에 가해지고, 이에 의해 신호전달 물질이 백혈구에 의해 예를 들어 운반을 위해 매트릭스로부터 추출된다. 측정된 신호전달 물질(202)에서의 감소는 본 명세서에서 BOX라고 언급되는 운반을 위해 매트릭스로부터 제거된 신호전달 물질과 상관관계가 있다. 시간 T2에서, 스트레스는 증가되고, 이 추가적인 스트레스는 매트릭스에 신호전달 물질의 방출을 야기한다. 신호전달 물질(204)의 총량은 ROX이다. 광학적 센서(206)에 의해 측정된 바의 산소 양은 ROXNO(212)라고 언급되는, 막-계 센서(208)에 의해 측정된 신호전달 물질과 광학 센서(206)에 의해 측정된 신호전달 물질과의 차이에 의해 아산화 질소 같은 산소가 아닌 신호전달 물질의 측정을 가능하게 한다. 특히, ROX가 형성되고, ROX가 광학적 센서 보다 막 센서에 의해 측정된 바 더 큰 후, 그 차이는 NO의 양이다. (210)라고 나타내진 ROXO2는 (212)에 의해 나타내진 ROXNO가 적은 ROX의 총합계이다.
본 발명의 시험 장치에 의해 발생된 데이터의 예는 도 6 에 나타나있다. 이 도면에서 6개의 실시(runs)가 나타나있다. 다이아그램의 좌측으로부터 출발하여, 제 1 및 제 3 실시가 식염수와 함께 반복되었다. 제 2 실시는 0 점이다. 여기서 헬륨 버블링(또는 다른 어느 과정)이 '0' 점을 표시하기 위하여 사용되었고, 20.9%의 대기 산소 평형이 기준선을 결정하기 위하여 사용되었다. 다음 두 개의 실시는 식염수/붕산염 혼합물과 함께 반복 주입되면서, 전형적으로 눈(ocular) 세척에서 사용되는 붕산염의 존재하에서 BOX 및 ROX의 증가를 나타낸다. 최종 실시는 아스피린의 효과를 나타내면서 아스피린의 혈관을 확장시키며 피를-묽게하는 성질로부터 예상되는바 NO의 매우 급속한 방출을 나타낸다. 이 실시는 또한 혈액에서의 아스피린의 활성 기전에 대한 새로운 경로를 보여준다: 이 경로는 혈액에 직접적으로 및 급속적으로 영향을 끼친다. 새로운 경로는 또한 다른 약물의 경로 및 효과를 발견하는 것을 도울 수 있다.
추가로 나타난 바와 같이, O2 및 NO를 측정하는, 막을 갖는 클락(Clark) 타입 센서의 출력은 개방 사각형과 함께 짧은 점선으로 표시되어 있다. 광학 센서(다이아몬드와 함께 실선으로 나타내지는)는 오직 O2를 측정한다. 두 개 센서 사이의 차이(개방 원과 함께 큰 점선)는 편리를 위해 나타내었다. 양 센서에서의 강하는 혈액의 첨가에 기인한다. 막 센서 라인에서의 강하는 BOX라고 정의되고, 도 6에서 보다 작은 화살표로 나타내진다. 광학 센서 곡선은 막 센서와 같이 많이 강하하지 않는다. 차이인 개방 원은 막을 가로지를 수 없는 산소를 나타내나 광학적으로 읽을 수 있다. 이는 ROXO2이다. 스트레스 C가 첨가되는 지점은 판독시 큰 증가를 나타낸다. 도 6에서 큰 화살표는 상승을 나타내고, 이는 ROX라고 정의된다. 막 리딩이 광학 리딩 보다 크다는 것을 주목하라. 이는 NO(및 가능하게는 H2S와 같은 다른 화합물)가 새로이 방출되었음을 의미한다. 이는 ROXNO의 파괴 더하기 모든 급속히 제조된 NO에 기인한다. 본 발명은 유체 또는 물질 중에 존재하는 NO를 직접적으로 측정하기 위한 알려진 유일한 방법을 제공한다. 더욱이, 초기에 시험된 물질이 NO에 대해 0 농도를 나타내고, 그 후 NO가 검출된다면, bNOS의 발견은 추가로 이러한 시험 실시에서 나타난다. 막이 있거나 없는 다른 센서는 또한 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
하기에 나타낸 바의 표 1은 도 6으로부터의 데이터를 요약하고, 혈액에 대한 의약의 독성 및 다른 효과를 결정하기 위한 본 발명의 용도를 나타내다. 환자의 혈액에서의 식염수 실시와 비교해서 붕산염 눈 세척 및 아스피린은 모두 ROX 및 BOX에 영향을 끼친다. 같은 환자에 대한 아스피린의 효과는 이 환자에 대해 항응고(anticlotting) 결과를 나타낸다. 표에 나타나있지 않은 ROXNO로부터 NO 형성의 급속한 상승 및 결과적인 NO 합성은 예를 들어 혈액에서 아스피린의 분석에서 가치가 있다. 도 6에서. 많은 양의 NO가 마커 사이에 2초 떨어진 간격으로 형성된다.
도 6의 요약, 장치 사용을 나타냄. 실온에서 5일 동안 숙성된 인간 혈액에 대한 붕산염과 아스피린의 효과. 0.01 ml 혈액, 0.9 ml 식염수. 숫자는 공기 포화의 퍼센트이다. 코멘트는 연구자임.
1
식염수
2회 실시 평균		 2
붕산염
2회 실시 평균		 3
아스피린		 코멘트
BOX 27 41 35 아스피린 및 붕산염은 ROX 및 BOX를 증가시키고, 붕산염은 아스피린 보다 강한 영향을 갖는다.
ROX 57 79 74
ROXO2 20 27 29
ROXNO 23 31 34
비고 기초 붕산염은 의약 농도에서 효능 촉진제이다 아스피린은 ROXO2 및 ROXNO를 증대시킨다 아스피린은 보다 많은 ROXO2 및 ROXNO를 생성한다.
아스피린은 2초에 37% 상승의 NO의 측정가능한 급속한 상승을 유도한다(도 4).
많은 양의 추가의 정보가 시험 장치에 의해 전형적인 시험 실시로부터 찾아낼 수 있다: 검출된 신호전달 물질에서의 강하에 의해 나타내지는 BOX는 수 개의 지점에서 기울기 및 농도를 산출하고, 이로부터 미카엘리스-멘텐(Michaelis-Menten) 키네틱스(kinetics)(반응 속도의 함수로서 산소의 곡선), 및 반응 키네틱스를 분석하기 위한 보다 정교한 기술이 유래 될 수 있다. 느린 상승은 산소 및 NO 상승의 속도를 주고, ROX 부분은 NO 및 O2 전달 속도를 준다. 더욱이, 헤모글로빈이 혈액 샘플 내에 존재한다면, 그 샘플 내의 50% 포화 수준에서 BOX 곡선은 O2 소모 속도 때문에 기울기에서 실질적인 감소를 보여주어야 한다. BOX의 기울기는 혈액 및 O2 소모에 대한 기전이 헤모글로빈 밖으로의 O2의 단순한 확산을 넘어선다는 것을 보여준다. 전자기 힘이 또한 작용한다. 특히, 백혈구는 또는 신호전달 물질을 잡거나 이용하고, 이 물질은 전자기력의 사용을 통해서 다발 형태일 때, 성질에 있어서 아마도 상자성이다. 50% 아래 포화 때문에, 헤모글로빈은 용액에 추가의 O2를 방출하기 시작한다. O2 소모가 일정하다면, 기울기는 새로운 산소가 첨가되기 때문에 보다 약하게 나타날 것이다.
도 7은 시험 장치를 사용하여 12회 실시를 보여주는 그래프이다. 이들 실시는 장치의 재현성 혈액 대용(surrogate) 표준의 가공, 및 혈액 표준을 측정하는데 있어서 작업자의 기술을 시험하기 위하여 수행되었다. 좌측으로부터 출발하여, 처음 세 개 실시는 실험자 1에 의해 수행되었다. 실시의 나머지는 실험자 2에 의해 수행되었다. ACD 항응고제 농도가 역시 시험되었다. 결과는 혈액 표준을 냉동시키는 것은 BOX 및 ROX를 약간 감소시키고, 냉동과 조합됐을 때 ACD의 보다 높은 농도는 ROX 및 BOX를 감소시켜, 대부분이 표준 혈액의 거친 처리를 나타낸다.
도 7의 시험의 결과는 하기 표 2에 요약되어 있다. 이들 일련의 실시는 최적 작업 농도 및 시험 장치의 조건을 어떻게 결정할 것인가, 및 장치의 가동자를 훈련시키기 위해서 장치를 어떻게 사용할 것인가를 보여준다.
도 7의 요약, 장치 사용을 보임. 소 혈액 표준에 대한 냉동 및 ACD 항응고제의 고 농도의 효과. 0.05 ml 혈액, 0.3 ml 식염수.
숫자는 공기 포화의 퍼센트이다. 코멘트는 연구자의 설명임.
1
5 회 실시의 평균
신선한
1.2 x ACD		 2
3회 실시의 평균
냉동
1.2 x ACD		 3
2회 실시의 평균
신선한
2.2 x ACD		 4
3회 실시의 평균
냉동
2.2 x ACD		 코멘트
BOX 78 79 80 74 스트레스는 냉동 2.2 ACD에서 가장 높음

혈액 세포는 화학적 독성의 기대에서 보다 많은 ROXO2를 만듬

독성은 ROXNO의 발생을 방지
ROX 118 113 108 99
ROXO2 31 30 33 34
ROXNO 26 25 20 21
비고 냉동 1.2 x ACD
4%로 ROX 낮춤
 냉동 2.2 ACD
8%로 BOX 낮춤
9%로 ROX 낮춤
10%로 ROXO2 증가시킴
25% 로 ROXNO 낮춤
바람직하게는, 임상적 연구를 위하여, 시험 샘플을 비교하기 위하여, 처방된 의약을 섭취하지 않은 그리고 아프지 않다고 기술한 개개인의 큰 집단을 샘플링하여 얻어질 ROX 및 BOX의 정상적 농도. ROX 및 BOX 농도의 분포가 이 집단으로부터 생성될 것이다. 평균은 100과 같은 표준 수에 세팅된 기준선을 정의한다.
하기 표 3 및 4는 C 형 간염으로 감염된 개개인에 비교해 "정상" 개인(시험시 질병이 없는 개개인)의 혈액 샘플에서의 반응에 관련된 개인적 임상으로부터 모아진 데이터를 보여준다. 표 3에 예시된 바와 같이, 중간 스트레스 표준이 설정되고, 막 센서 및 광학적 센서에 의해 샘플 내의 산소 수준을 측정하기 위하여 일련의 실시가 이뤄졌다. 이들 측정에 기초하여, 막 센서는 스트레스 받은 상태의 혈액에서 약 20%의 산소 보다 큰 퍼센트를 검출하고, 광학 센서는 약 11.5%의 산소 보다 큰 퍼센트를 검출했다.
표 3 : 개인적 임상-중간 스트레스 반응
실시 기술 막
O 2 + NO , % 		광학적
O 2 + ROXO 2 , %
1 MedX 스트레스 표준 34 7.8
2 HepC 26.4 12.4
3 정상 13.1 11.1
4 HepC 23.6 15.6
5 정상 19.1 9.4
6 정상 15.2 4.6
" 정상" 중간 스트레스
M<20 L<11.5
표 4는 같은 개인으로부터의 혈액 샘플 상에서 검출된 ROX, BOX 및 NO의 수준을 보여준다. ROX, BOX 및 NO의 측정에 기초해서, 정상적 혈액은 약 40 내지 약 110의 ROX를 나타내고, 약 40 내지 약 160의 BOX를 나태며, 약 200 미만의 NO를 나타냈다. 이 표의 목적은 BOX 및 ROX에 관련하여 불균형을 확인하기 위한 목적으로 정상적 ROX 및 BOX 값의 범위를 결정하는 방법을 보여주는 것이다. 얻어진 실제적 수는 BOX 및 ROX의 범위가 개인의 이러한 샘플링 내에서 정상적인 것으로 결정되는 사실 만큼 중요하지 않다. HepC 환자의 경우에, 예를 들어 정상 상태의 범위가 추후 보다 많은 임상적 데이터가 얻어짐에 따라 조정될 수 있다.
표 4 : 개인적 임상- ROx , BOX , NO
실시 설명 ROX BOX NO
1 MedX 스트레스
표준		 82.7 200 206
2 HerC 110.6 187 237
3 정상 108.3 155 162
4 HepC 113.9 173 205
5 정상 101.1 101 93
6 정상 91.1 44 45
"정상" ROX : 40<ROX<110
"정상" BOX : 40<BOX<160
"정상" NO : NO<200
하기의 표 5는 본 발명과 관련하여 혈액 전환점과 관련된 정보를 제공한다. 시험은 혈액의 증가 수준에서, 독소에서의 점진적 증가로 실시한다. 스트레스 1에서의 BOX 리딩 후, 화학적 스트레스를, 한 번에 첨가하는 대신, 일부분씩 첨가한다. 전형적으로, 6% 페놀의 0.2ml와 같은 독소 량을 스트레스 2, 3 및 4에 대해서는 3회 연속적으로 첨가한다. 혈액의 낮은 수준에서는, ROX가 형성하기 시작하고, O2 및 NO 수준이 상승한다. 혈액은 독소에 정복되어 O2 및 NO 가 방출된다.
혈액의 높은 수준에서는, 혈액은 스트레스 2를 극복하기에 충분히 강하고, O2 및 NO 수준은 상승하지 않는다. 대신에 보다 많은 산소가 소모된다. 이 수준이 전환점이고, 혈액이 스트레스를 극복한다는 것을 나타낸다.
상기 광학적 프로브 경우, 전환점은 0.10 ml의 혈액에서 시작한다. 막 프로브 경우, 전한점은 0.20 ml의 혈액에서 시작한다. 보다 강한 혈액을 갖는 사람은 전환점에 도달하는데에 보다 적은 혈액을 요구한다. 이 방법으로, 면역 시스템 강도의 프로파일이 모든 개인에 대해 모니터링 될 수 있다. 따라서, 각 개인은 습관, 운동, 약물 및 독소에의 노출 등의 함수로서 두 개의 별개의 프로파일(광학적 및 막 프로파일)을 관찰하여 건강 상태를 최적화할 수 있다.
면역 시스템 강도의 측정
스트레스 수준
낮음=1
높음=4 		1 2 3 4
광학적 프로브
전환점

약함 또는 강함
 0.02 ml 혈액 약함 약함 약함 약함
0.05 ml 혈액 약함 약함 약함 약함
0.10 ml 혈액 약함 약함 강함 강함
0.20 ml 혈액 약함 약함 강함 강함
막 프로브
전환점

약함 또는 강함
 0.02 ml 혈액 약함 약함 약함 약함
0.05 ml 혈액 약함 약함 약함 약함
0.10 ml 혈액 약함 약함 약함 강함
0.20 ml 혈액 약함 약함 강함 강함
도 8은 두 개의 시험을 보여주는 그래프이다. 이들 시험의 결과는 표 6에 상세히 기술되어 있다. 나타낸 숫자는 포화 퍼센트이다(100%= 대기압에서 25℃에서 공기와 평형된, 물 중의 등가 산소의 양). 0.20 및 0.05 ml 혈액에 대한 실시가 도 8에 나타나 있다. 최대 BOX 속도는 단지 전단 스트레스부터 온다. NO 형성은 화학적 스트레스가 첨가되고 실시가 완료된 후이다.
이들 데이터는 면역 시스템의 전체 강도를 측정하는 많은 방법에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 프로브에 대한 최대 BOX 속도 프로파일이 소정의 약에 대해서 환자에 대해 관찰될 수 있고, 환자의 약물에 대한 반응을 평가하기 위하여 약이 없는 사전 실시와 비교될 수 있다. 이는 또한 격한 운동(workout) 요법 등에 대한 운동자의 반응을 평가하기 위하여 실시될 수 있다.
"전환" 점은 실시로부터 위치할 수 있고, 도 8에 나타난 바와 같이 혈액의 적정과 많이 유사하게 대상의 일반적 면역 강도를 보정하는데 사용될 수 있다.
최종 NO 농도 및 전체 NO 발생은 심장 환자의 혈액 엷어짐의 중요한 면, NO 이용성 및 신경근 퇴화 환자, 특히 NO 불균형을 갖는 것으로 알려진 더첸느 근육 영양실조 환자(Duchenne's Muscular Dystropy patients)에 대한 ROXNO 투여량을 나타낸다.
표 6: 최대 BOX 속도, 및 형성된 총 NO 의 측정에 의해 면역 시스템 강도의 측정
최대 BOX 속도
총/혈액 ml 당
광학적 프로브 		최대 BOX 속도
총/혈액 ml 당
막 프로브 		NO 형성
총/혈액 ml 당
0.02 ml 혈액 8.47/423.5 4.24/212 39.33/1,966.5
0.05 ml 혈액 32.98/659.6 7.87/157.4 39.33/786.6
0.10 ml 혈액 37.52/375.2 9.08/90.8 35.55/355.5
0.20 ml 혈액 42.36/211.8 17.4/87 29.95/149.75
ROX 및 BOX의 측정은 질병과 싸우고, 기관 이식을 포함하는 치료를 받으며, 일반적으로 건강을 개선시키는 생존 유기체의 능력을 향상시키는 것으로 부터의 수많은 적용에서 이용될 수 있다는 것이 본 발명에 의해 추가로 고려된다.
따라서, 본 발명은 추가로 1) 센서를 준비하는 단계; 2) 일정량의 신호전달 물질을 갖는 일정량의 신체 물질을 포함하는 샘플 또는 유기체를 준비하는 단계; 3) 상기 신호전달 물질의 양에 대해 센서에 의해 기준선을 결정하는 단계; 4) 샘플 또는 유기체에 스트레스를 도입하는 단계; 5) 샘플 또는 유기체 내의 ROX 값을 센서에 의해 측정하는 단계; 6) 샘플 또는 유기체 내의 BOX 값을 센서에 의해 측정하는 단계; 및 샘플 또는 유기체에 조절 또는 블로킹 물질을 도입하는 단계를 포함하고, 상기 조절 물질은 샘플 또는 유기체 내의 ROX 또는 BOX 값을 변형시킬 수 있는 ROX 및 BOX의 농도를 조절하는 방법을 포함한다. 이 방법에 기초해서, 성공적인 조절 또는 블로킹 물질을 확인하여 ROX 및 BOX의 불균형을 조정하거나, SOX 이벤트를 만들거나 또는 긴급한 스트레스에 대해 유기체를 준비시키는 효과적인 양으로 생존 유기체에 투여할 수 있다.
본 발명은 추가로 1) 센서를 준비하는 단계; 2) 일정 량의 신호전달 물질을 갖는 일정량의 신체 물질을 포함하는 치료를 하려는 환자로부터 샘플을 준비하는 단계; 3) 상기 신호전달 물질의 양에 대해 센서에 의해 기준선을 결정하는 단계; 4) 스트레스를 샘플에 도입하는 단계로서, 상기 스트레스가 일정량의 치료 물질을 포함하고, 상기 치료물질이 치료, 즉 기관 이식에 필수적인 물질인 단계; 5) 샘플 내의 ROX 값을 센서에 의해 측정하는 단계; 및 6) 상기 샘플 내의 BOX 값을 센서에 의해 측정하는 단계를 포함하는, 기관 이식 또는 약물에 거절의 개시를 예측하는 방법을 포함한다. 절박한 치료를 위해 샘플링을 받은 환자에 대한 ROX 및 BOX 값에 기초해서, 새로운 기관을 수용하는 환자의 능력 및 기존 이식의 거절을 결정할 수 있다.
생명 과학 연구에 친밀한 자들은 첨부된 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 취지 및 범주로부터 벗어남이 없이 본 발명의 앞서의 바람직한 실시형태에 많은 변경 및 치환이 이루어질 수 있다는 것을 인지할 것이다.

Claims (22)

  1. 일정량의 신호전달 물질을 갖는 일정량의 체액 물질을 포함하는 샘플에서 ROX 및 BOX를 측정하는 방법으로서,
    적어도 하나의 센서를 준비하는 단계;
    상기 일정량의 신호전달 물질에 대한 기준선 값을 결정하는 단계;
    상기 샘플에 스트레스를 도입하는 단계;
    상기 센서에 의해 상기 샘플 내의 ROX 값을 측정하는 단계; 및
    상기 센서에 의해 상기 샘플 내의 BOX 값을 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 신호전달 물질은 분자성 산소, NO, H2S 또는 산소를 함유하는 화합물이고,
    상기 ROX는 다발형태의 신호전달 물질이고,
    상기 BOX는 신호전달 물질이 소모되는 속도의 측정치인 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서가 광학적 프로브 및 막 프로브로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 센서가 광학적 프로브 및 막 프로브를 포함하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 셀을 준비하고, 상기 셀 안에 상기 샘플을 도입하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 신호전달 물질이 일정량의 O2, 일정량의 NO, 일정량의 ROXO2, 및 일정량의 ROXNO를 포함하고, 상기 ROXO2는 다발화된 분자성 산소 저장소이고, 상기 ROXNO는 다발화된 NO 저장소인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 광학적 프로브가 상기 일정량의 O2 및 상기 일정량의 ROXO2 를 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 막 프로브가 상기 일정량의 O2, 상기 일정량의 NO 및 상기 일정량의 ROXNO를 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 삭제
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 ROX 값이 상기 신호전달 물질에 존재하는 ROXO2 값 및 ROXNO 값의 총합인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 BOX 값이 상기 기준선 값에서의 강하와 동등한 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 샘플 내의 SOX 값을 측정하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 SOX는 초산화성 이벤트인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 샘플 내의 상기 체액 물질의 양에 대한 전환점을 측정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 ROX 값 및 상기 BOX 값이 인간 또는 동물 피부를 통해 상기 센서에 의해 측정되는 방법.
  14. ROX 및 BOX를 측정하기 위한 장치로서, 소정의 샘플에서 ROX 값 및 BOX 값을 계산하는 프로세서에 작동적으로 연결된 광학적 프로브 및 막 프로브를 포함하고,
    상기 ROX는 다발형태의 신호전달 물질이고, 상기 신호전달 물질은 분자성 산소, NO, H2S 또는 산소를 함유하는 화합물이고,
    상기 BOX는 신호전달 물질이 소모되는 속도의 측정치인 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 막 프로브가 상기 소정 샘플 내에 존재하는 O2, NO, 또는 ROXNO의 양을 측정하는 폴라로그래픽(polarographic) 산소 전극이고, 상기 ROXNO는 다발화된 NO 저장소인 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 광학적 프로브가 O2 및 ROXO2 양을 측정하는 루테늄-코팅 광섬유 발광 다이오드 프로브이고, 상기 ROXO2는 다발화된 분자성 산소 저장소인 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 14 항에 있어서, 물리적 스트레스 또는 화학적 스트레인 스트레스 공급원을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 스트레스 공급원이 적어도 하나의 완전한 스트레스, 적어도 하나의 부분적인 스트레스, 또는 시간에 따라 한 번 이상으로 투여되는 적어도 하나의 스트레스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 기관 이식 또는 약물에 대한 거절의 개시를 예측하는 방법으로서,
    적어도 하나의 센서를 준비하는 단계;
    치료하려는 환자로부터 채취되어 분리되어 있는, 일정량의 신호전달 물질을 갖는 일정량의 체액 물질을 포함하는 샘플을 준비하는 단계;
    상기 일정량의 신호전달 물질에 대한 기준선 값을 결정하는 단계;
    상기 샘플에 스트레스를 도입하는 단계로서, 상기 스트레스는 일정량의 치료 물질을 포함하고, 상기 치료물질은 상기 환자의 치료에 필수적인 물질인 단계;
    상기 센서에 의해 상기 샘플 내의 ROX 값을 측정하는 단계; 및
    상기 센서에 의해 상기 샘플 내의 BOX 값을 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 신호전달 물질은 분자성 산소, NO, H2S 또는 산소를 함유하는 화합물이고,
    상기 ROX는 다발형태의 신호전달 물질이고,
    상기 BOX는 신호전달 물질이 소모되는 속도의 측정치인 것을 특징으로 하는 방법.
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