KR20230078558A - Composition including avidin-expressing microorganisms for improving the diagnostic accuracy in immunoassay - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아비딘 발현 미생물을 포함하는 면역분석법 진단성능 개선용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for improving the diagnostic performance of an immunoassay comprising an avidin-expressing microorganism.
바이오 마커의 개발은 질병의 조기 진단 및 병원성 미생물의 검출을 위한 것이므로, 국민 건강과 밀접한 연관이 있다. 따라서 질병의 조기 진단 및 미생물의 검출을 위해, 유기 또는 무기 저분자 화합물(small molecule), 압타머(aptamer), 펩타이드(peptide), 항체(antibody)등을 이용한 바이오 마커 물질들이 개발되고 있다. 특정 물질을 검출하기 위해서는, 검출하고자 하는 타겟 물질만을 특이적으로 감지해야 하며 다른 물질과는 반응성이 없어야 한다. 항체가 가지는 이러한 특징은 이미 바이오산업의 다양한 분야에서 사용되고 있다. 예를 들면, 혈청 중 특이 단백질의 검출은 질병의 진단에 사용되며 이를 위하여 특이 단백질에 결합하는 항체를 이용한다. 또한, 특정 바이러스나 미생물의 검출을 위해서 바이러스나 미생물이 가지고 있는 단백질에 특이적으로 결합하는 항체를 이용하여 병원성 미생물의 존재 여부를 판단할 수 있다.Since the development of biomarkers is for early diagnosis of diseases and detection of pathogenic microorganisms, they are closely related to public health. Therefore, for early diagnosis of disease and detection of microorganisms, biomarker materials using organic or inorganic small molecule compounds, aptamers, peptides, antibodies, and the like are being developed. In order to detect a specific substance, only the target substance to be detected must be specifically detected and must not be reactive with other substances. These characteristics of antibodies are already used in various fields of the bioindustry. For example, detection of a specific protein in serum is used for diagnosis of a disease, and for this purpose, an antibody binding to the specific protein is used. In addition, in order to detect a specific virus or microorganism, the presence or absence of a pathogenic microorganism can be determined using an antibody that specifically binds to a protein possessed by the virus or microorganism.
현재 이용되고 있는 분자간의 결합(상호작용) 또는 효소활성 분석은 크게 이질성(heterogeneous) 방법과 동질성(homogeneous) 방법으로 나눌 수 있다. 이질성 방법의 대표적인 예로 효소면역측정법(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA), 마이크로어레이(microarray), 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance, SPR) 등을 들 수 있고, 동질성 방법의 대표적인 예로 형광 공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRT) 및 형광 편광(fluorescence polarization, FP) 등의 기술이 존재한다. ELISA는 항체에 효소를 결합시켜 항원-항체 반응을 확인하는 방법으로, 그 방법이 간단하고 비용이 많이 들지 않으며 다량 분석이 가능하기 때문에, 현재 가장 널리 쓰이고 있는 항원-항체 분석법 중 하나이다. 이는, 방사능면역시험법(RIA, Radio ImmunoAssay)과 같이 매우 민감한 반응이면서도 방사능면역시험법에서처럼 방사능을 사용하지 않는다는 장점이 있어서 그 사용이 증가되고 있다.Currently used intermolecular binding (interaction) or enzyme activity analysis can be largely divided into heterogeneous methods and homogeneous methods. Representative examples of the heterogeneity method include enzyme linked immunosorbent assay (ELISA), microarray, surface plasmon resonance (SPR), etc., and a representative example of the homogeneity method is fluorescence resonance energy transfer (fluorescence). Technologies such as resonance energy transfer (FRT) and fluorescence polarization (FP) exist. ELISA is a method of confirming an antigen-antibody reaction by binding an enzyme to an antibody, and is one of the most widely used antigen-antibody assays because the method is simple, inexpensive, and a large amount of analysis is possible. Although this is a very sensitive reaction like a radioimmunoassay (RIA), its use is increasing because it has the advantage of not using radioactivity as in the radioimmunoassay.
항체에 결합되는 효소 중에는 간단한 기질 용액을 넣으면 색깔을 띄는 반응이 이용되는 데, 대표적인 효소로는 알칼리 포스파타아제(Alkaline phosphatase)나 겨자무과산화효소(Horseradish peroxidase) 등이 많이 이용되고 있다. 이들 효소는 화학반응에 의해 항체분자의 Fc 지역에 공유결합된다. 이 경우에는, 상기 항원-항체 반응을 이용해 물질을 감지하였을 때의 신호를 나타내는 과정이 필요하다. 예를 들면, 항체에 효소를 컨쥬게이션 하여 기질을 처리하였을 때 기질의 변화를 검출하는 방법이 있고, 또 다른 방법으로는 항체에 형광물질을 컨쥬게이션하여 레이져로 검출하는 방법이 있다. 현재 주로 사용되는 비오틴(biotin)과 아비딘(avidin)은, 그 특이적 결합으로 우수한 안정성을 나타내고 있다. 그러나, 아비딘을 이용하더라도 타겟 물질이 소량인 경우에는 검출에 한계가 있으며, 무엇보다 인체에 유입된 유리 비오틴(free biotin)이 혈액 중에 다량으로 존재하는 경우, 아비딘-비오틴 상호작용을 이용하는 진단키트에 영향을 끼쳐서 위양성 또는 위음성의 가능성이 존재하는 문제점이 존재한다. 따라서, 소량의 타겟 물질만으로 검출을 해야 하는 경우에는, 검출 신호를 더 효과적으로 증폭시킬 수 있는 방법과 혈액 중에 다량 존재하는 유리 비오틴의 영향을 제어해야 한다.Among the enzymes that bind to the antibody, a color reaction is used when a simple substrate solution is added. Representative enzymes such as alkaline phosphatase and horseradish peroxidase are widely used. These enzymes are covalently linked to the Fc region of the antibody molecule by a chemical reaction. In this case, a process of displaying a signal when a substance is detected using the antigen-antibody reaction is required. For example, there is a method of detecting a change in a substrate when the substrate is treated by conjugating an antibody with an enzyme, and another method is a method of conjugating a fluorescent substance to an antibody and detecting the change with a laser. Currently, biotin and avidin, which are mainly used, exhibit excellent stability due to their specific binding. However, even if avidin is used, there is a limit to detection when the target substance is small, and above all, when free biotin introduced into the human body is present in a large amount in the blood, a diagnostic kit using avidin-biotin interaction There is a problem in that there is a possibility of false positive or false negative due to influence. Therefore, when detection is to be performed with only a small amount of the target material, a method for more effectively amplifying the detection signal and controlling the effect of free biotin present in large amounts in the blood are required.
본 발명자들은 질병의 명확한 진단 및 병원성 미생물 검출을 위해 신뢰성 높은 면역 분석 방법 개발을 위하여 예의 연구 노력하였다. 그 결과 면역분석법의 한계점을 극복하고자, 표면에서 아비딘을 발현하는 미생물을 시료에 투입하여 시료 내 유리 비오틴(free biotin)을 감소시킴으로써, 면역분석 검사의 위음성 또는 위양성 가능성을 현저히 감소시키고, 검사 정확도를 현저히 향상시킴으로써, 본 발명을 완성하게 되었다. The present inventors have made intensive research efforts to develop a reliable immunoassay method for clear diagnosis of disease and detection of pathogenic microorganisms. As a result, in order to overcome the limitations of the immunoassay method, microorganisms expressing avidin on the surface are introduced into the sample to reduce free biotin in the sample, thereby significantly reducing the possibility of false negative or false positive in the immunoassay test and improving test accuracy. Significant improvements have brought the invention to completion.
따라서 본 발명의 목적은 아비딘 발현 미생물을 포함하는 면역분석법 진단 성능 개선용 조성물을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for improving the diagnostic performance of an immunoassay comprising an avidin-expressing microorganism.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이하, 본원에 기재된 다양한 구체예가 도면을 참조로 기재된다. 하기 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 위해서, 다양한 특이적 상세사항, 예컨대, 특이적 형태, 조성물 및 공정 등이 기재되어 있다. 그러나, 특정의 구체예는 이들 특이적 상세 사항 중 하나 이상 없이, 또는 다른 공지된 방법 및 형태와 함께 실행될 수 있다. 다른 예에서, 공지된 공정 및 제조 기술은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않게 하기 위해서, 특정의 상세사항으로 기재되지 않는다. "한 가지 구체예" 또는 "구체예"에 대한 본 명세서 전체를 통한 참조는 구체예와 결부되어 기재된 특별한 특징, 형태, 조성 또는 특성이 본 발명의 하나 이상의 구체예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸친 다양한 위치에서 표현된 "한 가지 구체예에서" 또는 "구체예"의 상황은 반드시 본 발명의 동일한 구체예를 나타내지는 않는다. 추가로, 특별한 특징, 형태, 조성, 또는 특성은 하나 이상의 구체예에서 어떠한 적합한 방법으로 조합될 수 있다.Hereinafter, various embodiments described herein are described with reference to the drawings. In the following description, numerous specific details are set forth, such as specific forms, compositions and processes, etc., in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, certain embodiments may be practiced without one or more of these specific details, or with other known methods and forms. In other instances, well known processes and manufacturing techniques have not been described in specific detail in order not to unnecessarily obscure the present invention. Reference throughout this specification to “one embodiment” or “an embodiment” means that a particular feature, form, composition or characteristic described in connection with the embodiment is included in one or more embodiments of the invention. Thus, the appearances of "in one embodiment" or "an embodiment" in various places throughout this specification do not necessarily refer to the same embodiment of the invention. Additionally, particular features, forms, compositions, or properties may be combined in one or more embodiments in any suitable way.
명세서에서 특별한 정의가 없으면 본 명세서에 사용된 모든 과학적 및 기술적인 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자에 의하여 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.Unless otherwise defined in the specification, all scientific and technical terms used herein have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 아비딘(avidin)을 발현하는 미생물을 유효성분으로 포함하는 아비딘-비오틴 상호작용(avidin-biotin interaction) 매개 면역 분석용 조성물을 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention provides a composition for an avidin-biotin interaction mediated immunoassay comprising a microorganism expressing avidin as an active ingredient.
본 발명자들은 질병의 명확한 진단 및 병원성 미생물 검출을 위해 신뢰성 높은 면역 분석 방법 개발을 위하여 예의 연구 노력하였다. 그 결과 면역분석법의 한계점을 극복하고자, 표면에서 아비딘을 발현하는 미생물을 시료에 투입하여 시료 내 유리 비오틴(free biotin)을 감소시킴으로써, 면역분석 검사의 위음성 또는 위양성 가능성을 현저히 감소시키고, 검사 정확도를 현저히 향상시킴으로써, 본 발명을 완성하게 되었다. The present inventors have made intensive research efforts to develop a reliable immunoassay method for clear diagnosis of disease and detection of pathogenic microorganisms. As a result, in order to overcome the limitations of the immunoassay method, microorganisms expressing avidin on the surface are introduced into the sample to reduce free biotin in the sample, thereby significantly reducing the possibility of false negative or false positive in the immunoassay test and improving test accuracy. Significant improvements have brought the invention to completion.
본 명세서에서 용어"아비딘(avidin)"은 조류, 파충류 및 양서류의 난관에서 생성되고 알의 흰자위에 침착되는 4량체 비오틴 결합 단백질을 의미하며, 아비딘 계열의 이량체 구성원은 일부 박테리아에서도 발견된다. 계란 흰자에서 아비딘은 총 단백질의 약 0.05%를 구성(계란당 약 1800μg)하며, 4량체 단백질은 4개의 동일한 서브유닛(동종사량체)을 포함하고, 각각은 높은 친화도 및 특이도로 비오틴(비타민 B7, 비타민 H)에 결합할 수 있다. 아비딘-비오틴 복합체의 해리 상수는 KD 10-15 M으로 측정되어 가장 강력한 비공유 결합으로 알려져 있다.As used herein, the term "avidin" refers to a tetrameric biotin binding protein produced in the fallopian tubes of birds, reptiles and amphibians and deposited in egg whites, and dimeric members of the avidin family are also found in some bacteria. In egg white, avidin constitutes approximately 0.05% of the total protein (approximately 1800 μg per egg), and the tetrameric protein contains four identical subunits (homotetramers), each containing biotin (vitamin) with high affinity and specificity. B7, vitamin H). The dissociation constant of the avidin-biotin complex is KD It is known to be the strongest non-covalent bond, measured at 10-15 M.
한편, "스트렙트아비딘(Streptavidin)"은 아비딘과 마찬가지로 비오틴과 높은 친화도로 결합하는 탈리코실화된 아비딘 유도체로서, 아비딘과 거의 동일한 2, 3, 4차 구조를 가진다. 이에, 아비딘과 스트렙트아비딘은 서로 호환적으로 사용될 수 있으므로, 본 명세서에서 용어 "아비딘"은 "스트렙트아비딘"을 포함하는 의미이다. On the other hand, "Streptavidin" is a thalicosylated avidin derivative that binds to biotin with high affinity like avidin, and has almost the same secondary, tertiary, and quaternary structures as avidin. Accordingly, since avidin and streptavidin may be used interchangeably with each other, the term "avidin" in the present specification is meant to include "streptavidin".
본 명세서에서 용어 "비오틴(biotin)"은 비타민 B7이라고도 하는 비오틴은 비타민 B 중 하나로 비타민 H라는 별칭을 가지며, 코엔자임 R이라고도 한다. 그것은 인간과 다른 유기체 모두에서 주로 지방, 탄수화물 및 아미노산의 이용과 관련된 광범위한 대사 과정에 관여한다. In the present specification, the term "biotin" refers to biotin, which is also called vitamin B7, is one of the B vitamins, has an alias of vitamin H, and is also called coenzyme R. It is involved in a wide range of metabolic processes both in humans and other organisms, primarily involving the utilization of fats, carbohydrates and amino acids.
본 발명의 구체적인 구현예에 따르면, 상기 미생물은 황색포도상구균(Streptomyces aureorectus), 스트렙토미세스 그리세우스((Streptomyces griseus), 황색연쇄상구균(Streptomyces aureus), 스트렙토미세스 아베르미틸리스(Streptomyces avermitilis), 연쇄상구균(Streptomyces avicenniae), 스트렙토미세스 아비디니(Streptomyces avidinii), 대장균(Escherichia coli)으로 구성된 군으로부터 선택된다.According to a specific embodiment of the present invention, the microorganism is Streptomyces aureorectus, Streptomyces griseus, Streptomyces aureus, Streptomyces avermitilis, It is selected from the group consisting of Streptomyces avicenniae, Streptomyces avidinii, and Escherichia coli.
본 명세서에서 용어 "미생물(microorganism or microbe)"은 단세포 형태나 세포의 군체로 존재할 수 있는 미세한 크기의 유기체이다. 미생물에 대한 과학적 연구는 1670년대에 안톤 반 리웬후크에 의해 현미경으로 관찰되면서 시작되었으며, 1880년대에, 로버트 코흐는 미생물이 결핵, 콜레라, 디프테리아, 탄저균을 일으킨다는 것을 발견하였다. 미생물은 생명의 세 영역 모두에서 대부분의 단세포 유기체를 포함하기 때문에 매우 다양할 수 있다. 세 개의 영역 중 두 개는 고세균류(archaea)와 박테리아만 포함하고, 세 번째 영역인 진핵생물은 미생물인 많은 단세포 원생동물뿐만 아니라 모든 다세포 유기체를 포함한다. As used herein, the term "microorganism or microbe" is a microscopic organism that can exist in the form of a single cell or a colony of cells. The scientific study of microbes began with microscopic observation by Anton van Leewenhoek in the 1670s, and in the 1880s, Robert Koch discovered that the microbes cause tuberculosis, cholera, diphtheria, and anthrax. Microorganisms can be very diverse as they include most unicellular organisms in all three domains of life. Two of the three domains contain only archaea and bacteria, and the third domain, eukaryotes, includes all multicellular organisms as well as many single-celled protozoa, which are microorganisms.
본 명세서에서 용어 "아비딘(avidin)을 발현하는 미생물"은 아비딘을 발현하도록 아비딘 인코딩 핵산 분자를 유전자 전달체에 삽입하여 형질도입된 미생물뿐 아니라 내재적(endogenously)으로 아비딘을 발현하는 미생물을 포함하는 의미이다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 미생물은 아비딘 인코딩 유전자가 형질도입된 미생물이다. As used herein, the term "microorganism expressing avidin" is meant to include microorganisms that endogenously express avidin as well as microorganisms transduced by inserting an avidin-encoding nucleic acid molecule into a gene carrier to express avidin. . More specifically, the microorganism of the present invention is a microorganism transduced with an avidin-encoding gene.
본 명세서에서 용어 "유전자 전달체(gene delivery system)"는 원하는 타겟 유전자를 대상 세포에 도입하여 발현시키기 위한 매개체를 의미한다. 이상적인 유전자 전달체는 시료를 왜곡시키지 않으면서 대량생산이 용이하며 효율적으로 유전자를 전달할 수 있어야 한다.As used herein, the term "gene delivery system" refers to a medium for introducing and expressing a desired target gene into a target cell. An ideal gene delivery vehicle should be able to deliver genes efficiently and easily in mass production without distorting the sample.
본 명세서에서, 용어 "유전자 전달"은 유전자가 세포 또는 미생물 내로 운반되는 것을 의미하며, 유전자의 세포내 침투(transduction)와 동일한 의미를 가진다. 조직 또는 개체 수준에서, 상기 용어 유전자 전달은 유전자의 확산(spread)과 동일한 의미를 가진다. 따라서, 본 발명의 유전자 전달체는 유전자 침투 시스템 및 유전자 확산 시스템으로 기재될 수 있다.In this specification, the term "gene transfer" means the transfer of a gene into a cell or microorganism, and has the same meaning as transduction of a gene into a cell. At the tissue or individual level, the term gene transfer has the same meaning as the spread of a gene. Accordingly, the gene delivery system of the present invention can be described as a gene penetration system and a gene diffusion system.
본 발명의 구체적인 구현예에 따르면, 상기 면역분석은 효소면역측정법(EIA), 형광면역측정법(FIA; fluorescent immunoassay), 화학발광면역측정법(CLIA; chemiluminescent immunoassay) 및 방사면역측정법(RIA; Radioimmunoassay)로 구성된 군으로부터 선택된다.According to a specific embodiment of the present invention, the immunoassay is performed by enzyme immunoassay (EIA), fluorescent immunoassay (FIA), chemiluminescent immunoassay (CLIA), and radioimmunoassay (RIA). selected from the group consisting of
본 명세서에서 용어 "효소면역측정법(EIA)"은 혈액 내 항원, 항체 또는 햅텐(hapten)의 존재를 결정하기 위한 신속한 효소 면역화학 방법을 의미하며, 항원 또는 항체는 효소에 결합된다. 타겟 분자는 체액 샘플의 특정 면역학적 표적을 결합하고 효소적으로 그 존재를 강조할 수 있다. 효소면역측정법은 이전에 효소 관련 면역흡착 분석(ELISA)으로 알려져 있으며, 트레포네마 팔리둠(매독을 일으키는 스피로체테)과 인간 면역 결핍 바이러스(HIV)를 포함한 많은 전염병에 대한 일차 진단 테스트 중 하나로 사용된다.As used herein, the term "enzyme immunoassay (EIA)" refers to a rapid enzyme immunochemical method for determining the presence of antigens, antibodies or haptens in the blood, wherein the antigens or antibodies are bound to enzymes. A target molecule can bind and enzymatically highlight a specific immunological target in a bodily fluid sample. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), formerly known as enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), is one of the primary diagnostic tests for many infectious diseases, including Treponema pallidum (spirochetes that cause syphilis) and human immunodeficiency virus (HIV). used
본 명세서에서 용어 "형광면역측정법(FIA; fluorescent immunoassay)"은 면역세포화학에서 특정 단백질의 항원 결정기에 대한 첫 번째 항체를 붙이고 이차적으로 첫번째 항체에 달라붙는 이차 항체를 붙이는 방법을 포함한다. 두번째 항체의 끝에는 형광이 붙어 있기 때문에 현미경을 통해 관찰하면 특정 단백질이 세포내에서 형광으로 염색되어 있는 것을 확인할 수 있다. 몇개의 단백질이 서로 붙어 있을 경우, 이 단백질들에 대한 서로 다른 항체와 형광색을 이용하여 면역형광염색법을 실시하면 이 단백질들이 어떤 부위에서 서로 붙어 있는지 확인할 수 있다.In the present specification, the term "fluorescent immunoassay (FIA)" includes a method of attaching a first antibody to an antigenic determinant of a specific protein in immunocytochemistry and then attaching a second antibody that attaches to the first antibody. Since fluorescence is attached to the end of the second antibody, it can be confirmed that a specific protein is stained with fluorescence within the cell when observed through a microscope. When several proteins are attached to each other, immunofluorescence staining using different antibodies and fluorescent colors for these proteins can be performed to determine where these proteins are attached to each other.
본 명세서에서 용어 "화학발광면역측정법(CLIA; chemiluminescent immunoassay)"은 라벨, 즉 분석 반응의 진정한 지표가 발광 분자인 면역 분석 기법을 의미한다. 일반적으로 발광은 전자가 들뜬 상태에서 지면 상태로 전환될 때 발생하는 가시적 또는 근방사선(광선 = 300-800nm) 방사선의 방출이다. 원자의 결과적인 위치 에너지는 빛의 형태로 방출되고, 분광 측광학에서 발광은 전자가 절대적인 측정인 반면 후자는 상대적이라는 점에서 흡광도보다 유리하다. As used herein, the term "chemiluminescent immunoassay (CLIA)" refers to an immunoassay technique in which a label, ie, a true indicator of an assay response, is a luminescent molecule. In general, luminescence is the emission of visible or near-radiation (rays = 300-800 nm) radiation that occurs when electrons transition from an excited state to a ground state. The resulting potential energy of an atom is released in the form of light, and in spectrophotometry, luminescence has an advantage over absorbance in that the former is an absolute measurement, whereas the latter is a relative one.
본 명세서에서 용어 "방사면역측정법(RIA; Radioimmunoassay)"은 방사성 동위 원소를 이용하여 물질의 농도를 미세하게 측정하는 면역 분석 기법을 의미한다. 방사면역측정법은 물질의 농도를 측정하는 데 사용되는 매우 민감한 체외 검사 기법이며, 항체를 사용하여 항원 농도(예를 들어, 혈액 내 호르몬 수치)를 측정한다. 인슐린을 비롯한 거의 모든 종류의 호르몬과 활성 물질ㆍ효소ㆍ비타민ㆍ약물 따위의 물질을 미량으로 정량하여 병을 진단하고 치료 효과를 알아내는 데 사용한다. 방사면역측정법(RIA)은 항원 시약에 방사성동위원소를 표지하는 RIA (경쟁반응)와 항체 시약에 방사성동위원소를 표지하여 비경쟁반응을 통해 인체에서 유래된 항원을 검출하는 면역방사측정법(Immunoradiometric assay; IRMA)으로 구분할 수 있다. 면역방사측정법(IRMA)은 본질적으로 과잉 농도의 방사성 표지된 항체가 시약으로 사용되는 과잉 시약 분석법이다. 과량의 표지된 항체와 항원(표준 또는 샘플)이 반응하도록 하며, 분석이 끝나면 항원 결합 및 유리 항체가 분리되고 항원 결합 분획의 방사능이 분석된다.In the present specification, the term "radioimmunoassay (RIA)" refers to an immunoassay technique that minutely measures the concentration of a substance using a radioactive isotope. Radioimmunoassay is a highly sensitive in vitro test technique used to measure the concentration of a substance, and uses antibodies to measure the concentration of an antigen (eg, hormone levels in the blood). Almost all kinds of hormones including insulin, active substances, enzymes, vitamins, drugs, etc. Radioimmunoassay (RIA) is a RIA (competition reaction) that labels an antigen reagent with a radioisotope and an immunoradiometric assay (Immunoradiometric assay; IRMA). Immunoradiometric assay (IRMA) is essentially an excess reagent assay in which an excess concentration of radiolabeled antibody is used as a reagent. Excess labeled antibody and antigen (standard or sample) are allowed to react, and at the end of the assay, antigen-bound and free antibodies are separated and the antigen-bound fraction is assayed for radioactivity.
본 발명의 구체적인 구현예에 따르면, 상기 미생물은 분석대상 시료 내 0.1 x 106 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl로 포함되는 것을 특징으로 하는 조성물이다. 구체적으로는 0.1 x 106 내지 1.0 x 109 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 2.0 x 109 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 4.0 x 109 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 6.0 x 109 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 8.0 x 109 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 9.0 x 109 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 1.0 x 108 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 2.0 x 108 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 4.0 x 108 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 6.0 x 108 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 8.0 x 108 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 1.0 x 107 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 2.0 x 107 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 4.0 x 107 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 6.0 x 107 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 8.0 x 107 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 1.0 x 106 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 2.0 x 106 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 4.0 x 106 CFU/100μl, 0.1 x 106 내지 6.0 x 106 CFU/100μl, 또는 0.1 x 106 내지 8.0 x 106 CFU/100μl이며, 더 구체적으로는 0.1 x 106 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 1 x 106 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 2 x 106 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 4 x 106 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 6 x 106 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 8 x 106 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 1 x 107 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 2 x 107 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 4 x 107 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 6 x 107 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 8 x 107 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 0.1 x 108 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 0.2 x 108 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 0.4 x 108 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 0.6 x 108 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 0.8 x 108 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 1 x 108 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 2 x 108 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 4 x 108 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 6 x 108 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 8 x 108 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 1 x 109 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 2 x 109 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 4 x 109 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 6 x 109 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl, 또는 8 x 109 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl이고, 보다 더 구체적으로는 0.5 x 106 내지 1.0 x 109 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 2.0 x 109 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 4.0 x 109 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 6.0 x 109 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 8.0 x 109 CFU/100μl,0.5 x 106 내지 1.0 x 108 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 2.0 x 108 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 4.0 x 108 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 6.0 x 108 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 8.0 x 108 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 1.0 x 107 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 2.0 x 107 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 4.0 x 107 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 6.0 x 107 CFU/100μl, 0.5 x 106 내지 8.0 x 107 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 1.0 x 109 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 2.0 x 109 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 4.0 x 109 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 6.0 x 109 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 8.0 x 109 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 1.0 x 108 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 1.0 x 107 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 2.0 x 107 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 4.0 x 107 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 6.0 x 107 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 8.0 x 107 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 1.0 x 106 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 2.0 x 106 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 4.0 x 106 CFU/100μl, 0.8 x 106 내지 6.0 x 106 CFU/100μl, 또는 0.8 x 106 내지 8.0 x 106 CFU/100μl이나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to a specific embodiment of the present invention, the microorganism is a composition characterized in that it is included in 0.1 x 10 6 to 1.0 x 10 10 CFU / 100μl in the sample to be analyzed. Specifically, 0.1 x 10 6 to 1.0 x 10 9 CFU/100 μl, 0.1 x 10 6 to 2.0 x 10 9 CFU/100 μl, 0.1 x 10 6 to 4.0 x 10 9 CFU/100 μl, 0.1 x 10 6 to 6.0 x 10 9 CFU/100 μl, 0.1 x 10 6 to 8.0 x 10 9 CFU/100 μl, 0.1 x 10 6 to 9.0 x 10 9 CFU/100 μl, 0.1 x 10 6 to 1.0 x 10 8 CFU/100 μl, 0.1 x 10 6 to 2.0 x 10 8 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 4.0 x 10 8 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 6.0 x 10 8 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 8.0 x 10 8 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 1.0 x 10 7 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 2.0 x 10 7 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 4.0 x 10 7 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 6.0 x 10 7 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 8.0 x 10 7 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 1.0 x 10 6 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 2.0 x 10 6 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 4.0 x 10 6 CFU/100μl, 0.1 x 10 6 to 6.0 x 10 6 CFU/100 μl, or 0.1 x 10 6 to 8.0 x 10 6 CFU/100 μl, more specifically 0.1 x 10 6 to 1.0 x 10 10 CFU/100 μl, 1 x 10 6 to 1 x 10 6 CFU/100 μl 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 2 x 10 6 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 4 x 10 6 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 6 x 10 6 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 8 x 10 6 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 1 x 10 7 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 2 x 10 7 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 4 x 10 7 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 6 x 10 7 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 8 x 10 7 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 0.1 x 10 8 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 0.2 x 10 8 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl , 0.4 x 10 8 to 1.0 x 10 10 CFU / 100μl, 0.6 x 10 8 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 0.8 x 10 8 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 1 x 10 8 to 1.0 x 10 10 CFU /100μl, 2 x 10 8 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 4 x 10 8 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 6 x 10 8 to 1.0 x 10 10 CFU/100μl, 8 x 10 8 to 1.0 x 10 10 CFU/100 μl, 1 x 10 9 to 1.0 x 10 10 CFU/100 μl, 2 x 10 9 to 1.0 x 10 10 CFU/100 μl, 4 x 10 9 to 1.0 x 10 10 CFU/100 μl, 6 x 10 9 to 1.0 x 10 10 CFU/100 μl, or 8 x 10 9 to 1.0 x 10 10 CFU/100 μl, more specifically 0.5 x 10 6 to 1.0 x 10 9 CFU/100 μl, 0.5 x 10 6 to 2.0 x 10 9 CFU /100μl, 0.5 x 10 6 to 4.0 x 10 9 CFU/100μl, 0.5 x 10 6 to 6.0 x 10 9 CFU/100μl, 0.5 x 10 6 to 8.0 x 10 9 CFU/100μl, 0.5 x 10 6 to 1.0 x 10 8 CFU/100 μl, 0.5 x 10 6 to 2.0 x 10 8 CFU/100 μl, 0.5 x 10 6 to 4.0 x 10 8 CFU/100 μl, 0.5 x 10 6 to 6.0 x 10 8 CFU/100 μl, 0.5 x 10 6 to 8.0 x 10 8 CFU/100μl, 0.5 x 10 6 to 1.0 x 10 7 CFU/100μl, 0.5 x 10 6 to 2.0 x 10 7 CFU/100μl, 0.5 x 10 6 to 4.0 x 10 7 CFU/100μl, 0.5 x 10 6 to 6.0 x 10 7 CFU/100μl, 0.5 x 10 6 to 8.0 x 10 7 CFU/100μl, 0.8 x 10 6 to 1.0 x 10 9 CFU/100μl, 0.8 x 10 6 to 2.0 x 10 9 CFU/100μl, 0.8 x 10 6 to 4.0 x 10 9 CFU/100 μl, 0.8 x 10 6 to 6.0 x 10 9 CFU/100 μl, 0.8 x 10 6 to 8.0 x 10 9 CFU/100 μl, 0.8 x 10 6 to 1.0 x 10 8 CFU/100 μl, 0.8 x 10 6 to 1.0 x 10 7 CFU/100 μl, 0.8 x 10 6 to 2.0 x 10 7 CFU/100 μl, 0.8 x 10 6 to 4.0 x 10 7 CFU/100 μl, 0.8 x 10 6 to 6.0 x 10 7 CFU/ 100 μl, 0.8 x 10 6 to 8.0 x 10 7 CFU/100 μl, 0.8 x 10 6 to 1.0 x 10 6 CFU/100 μl, 0.8 x 10 6 to 2.0 x 10 6 CFU/100 μl, 0.8 x 10 6 to 4.0 x 10 6 CFU/100 μl, 0.8 x 10 6 to 6.0 x 10 6 CFU/100 μl, or 0.8 x 10 6 to 8.0 x 10 6 CFU/100 μl, but is not limited thereto.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 아비딘-비오틴 상호작용 매개 면역 분석용 조성물을 포함하는 표적 단백질 검출 키트를 제공한다. According to another aspect of the present invention, the present invention provides a target protein detection kit including a composition for immunoassay mediated by avidin-biotin interaction.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는, 아비딘-비오틴 상호작용(biotin-avidin interaction) 매개 면역 분석 방법을 제공한다:According to another aspect of the present invention, the present invention provides an avidin-biotin interaction mediated immunoassay method comprising the following steps:
(a) 대상체로부터 수득된 생물학적 시료 내 아비딘(avidin)을 발현하는 미생물을 첨가하는 단계; 및(a) adding a microorganism expressing avidin in a biological sample obtained from a subject; and
(b) 분석 대상 단백질을 특이적으로 인식하는 비오틴화된 항체를 첨가하는 단계.(b) adding a biotinylated antibody that specifically recognizes the protein to be analyzed.
본 발명에서 이용되는 면역분석 방법 및 아비딘 발현 미생물에 대해서는 이미 상술하였으므로, 과도한 중복을 피하기 위해 그 기재를 생략한다. Since the immunoassay method and the avidin-expressing microorganism used in the present invention have already been described in detail, their descriptions are omitted to avoid excessive redundancy.
본 발명에 따르면, 본 발명의 아비딘-비오틴을 이용한 면역분석(immunoassay) 방법에 따라 검출하여 대상체의 단백질에 대한 농도를 분석하는데 이용될 수 있다. 이러한 면역분석은 종래에 개발된 다양한 면역분석 또는 면역염색 프로토콜에 따라 실시될 수 있다. According to the present invention, it can be detected according to the immunoassay method using avidin-biotin of the present invention and used to analyze the concentration of a protein of a subject. Such an immunoassay can be performed according to various immunoassay or immunostaining protocols previously developed.
예를 들어, 본 발명의 방법이 방사능면역분석 방법에 따라 실시되는 경우, 방사능동위원소(예컨대, C14, I125, P32 및 S35)로 표지된 항체가 이용될 수 있다. 본 발명에서 비오틴화된 항체는 폴리클로날 또는 모노클로날 항체이며, 구체적으로는 모노클로날 항체이다.For example, when the method of the present invention is performed according to the radioimmunoassay method, antibodies labeled with radioactive isotopes (eg, C14, I125, P32 and S35) may be used. In the present invention, a biotinylated antibody is a polyclonal or monoclonal antibody, specifically a monoclonal antibody.
상술한 면역분석 과정에 의한 최종적인 농도의 강도를 분석함으로써, 인체에 타겟 단백질의 존재 여부 및 농도를 예측할 수 있다. 본 발명은 표면에서 아비딘을 발현하는 미생물을 시료에 투입함으로써 시료 내 유리 비오틴(free biotin)을 감소시켜 종래 아비딘-비오틴 상호작용을 이용한 면역분석의 신뢰도를 현저히 개선하였다.By analyzing the intensity of the final concentration by the above-described immunoassay process, the presence and concentration of the target protein in the human body can be predicted. The present invention significantly improved the reliability of conventional immunoassays using avidin-biotin interactions by reducing free biotin in the sample by introducing a microorganism expressing avidin on the surface into the sample.
본 발명의 구체적인 구현예에 따르면, 상기 시료는 인체 유래물이다.According to a specific embodiment of the present invention, the sample is derived from a human body.
본 발명의 구체적인 구현예에 따르면, 상기 인체 유래물은 전혈(whole blood), 백혈구(leukocytes), 말초혈액 단핵 세포(peripheral blood mononuclear cells), 백혈구 연층(buffy coat), 혈장(plasma), 혈청(serum), 객담(sputum), 눈물(tears), 점액(mucus), 세비액(nasal washes), 비강 흡인물(nasal aspirate), 호흡(breath), 소변(urine), 정액(semen), 침(saliva), 복강 세척액(peritoneal washings), 복수(ascites), 낭종액(cystic fluid), 뇌척수막 액(meningeal fluid), 양수(amniotic fluid), 선액(glandular fluid), 췌장액(pancreatic fluid), 림프액(lymph fluid), 흉수(pleural fluid), 유두 흡인물(nipple aspirate), 기관지 흡인물(bronchial aspirate), 활액(synovial fluid), 관절 흡인물(joint aspirate), 기관 분비물(organ secretions) 및 뇌척수액(cerebrospinal fluid)으로 구성된 군으로부터 선택된다.According to a specific embodiment of the present invention, the human-derived product is whole blood, leukocytes, peripheral blood mononuclear cells, buffy coat, plasma, serum ( Serum, sputum, tears, mucus, nasal washes, nasal aspirate, breath, urine, semen, saliva saliva), peritoneal washings, ascites, cystic fluid, meningeal fluid, amniotic fluid, glandular fluid, pancreatic fluid, lymph fluid, pleural fluid, nipple aspirate, bronchial aspirate, synovial fluid, joint aspirate, organ secretions and cerebrospinal fluid ) is selected from the group consisting of
본 발명에서 용어 "시료"는 인간을 포함한 포유동물로부터 얻어지는, 타겟 단백질 또는 이를 발현하는 세포를 포함하고 있는 모든 시료로서, 조직, 기관, 혈액, 세포 또는 세포 배양액을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the term "sample" is any sample obtained from a mammal, including a human, containing a target protein or a cell expressing the target protein, and includes, but is not limited to, tissue, organ, blood, cell or cell culture medium.
본 발명에 따르면, 상기 아비딘-비오틴 상호작용을 이용한 면역 분석법은 특정 단백질의 검출 및 정제를 위해 사용될 수 있다.According to the present invention, the immunoassay using the avidin-biotin interaction can be used to detect and purify a specific protein.
본 발명에 따르면, 상기 아비딘-비오틴 상호작용을 이용한 면역 분석법은 갑상선기능표지자, 호르몬, 종양 표지자, 심장 표지자, 감염 표지자, 영양 표지자, 약물 농도, 임신 관련 표지자 및 그 외 인체에서 유래된 다양한 단백질의 농도를 분석하는 데에 사용될 수 있다According to the present invention, the immunoassay using the avidin-biotin interaction is a thyroid function marker, hormone, tumor marker, cardiac marker, infection marker, nutritional marker, drug concentration, pregnancy-related markers, and other various proteins derived from the human body. can be used to analyze the concentration
본 발명에 따르면, 사이토케라틴 19(Cytokeratin 19)는 상피 세포의 중간 필라멘트 구조를 형성하는 20개 이상의 다양한 사이토케라틴 폴리펩타이드 계열의 구성원으로 분자량 40000 Da의 산성 세포질 단백질을 의미한다. 사이토케라틴 필라멘트는 잘 녹지 않지만 단백질 분해 후 가용성 단편이 형성되어 체액으로 방출된다.According to the present invention, cytokeratin 19 (Cytokeratin 19) refers to an acidic cytoplasmic protein with a molecular weight of 40000 Da as a member of more than 20 diverse cytokeratin polypeptide families that form the intermediate filament structure of epithelial cells. Cytokeratin filaments are poorly soluble, but soluble fragments are formed after proteolysis and are released into bodily fluids.
본 발명에 따르면, CYFRA 21.1 IRMA는 혈청 내 Cytokeratin 19 단편의 농도를 결정하는 면역분석법을 의미한다. 결정은 분자의 C-말단 나선 영역에 있는 2개의 서로 다른 에피토프를 인식하는 2개의 단일클론 항체인 BM 19.21 및 KS 19.1의 사용을 기반으로 한다. CYFRA 21.1은 다양한 고형암 환자에서 질병 진행 모니터링, 치료 효율성, 재발 조기 발견 및 환자의 장기 추적 관찰에 도움이 된다. According to the present invention, CYFRA 21.1 IRMA refers to an immunoassay method for determining the concentration of Cytokeratin 19 fragment in serum. The decision is based on the use of two monoclonal antibodies, BM 19.21 and KS 19.1, which recognize two different epitopes in the C-terminal helix region of the molecule. CYFRA 21.1 is helpful in monitoring disease progression, treatment efficiency, early detection of recurrence, and long-term follow-up of patients in patients with various solid cancers.
본 발명에 따르면, CA19-9는 세포 표면의 O-glycans에 붙는 당단백질(glycoprotein) 항원으로 소화기암, 간담췌암 등 다양한 고형암의 진단, 치료반응평가, 재발에 쓰이는 종양표지자이다. CA19-9 IRMA는 혈청 내 CA19-9의 특정 에피토프를 인식한다.According to the present invention, CA19-9 is a glycoprotein antigen attached to O-glycans on the cell surface and is a tumor marker used for diagnosis, treatment response evaluation, and recurrence of various solid cancers such as digestive cancer and hepatobiliary cancer. CA19-9 IRMA recognizes a specific epitope of CA19-9 in serum.
본 발명에 따르면, 표준시료는 어떤 물질의 특성이나 교정치를 측정하기 위해 기준으로 활용되는 물질을 의미하며, 표준물질로도 표현된다. 구체적으로는 CYFRA 21.1 또는 CA19.9일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to the present invention, a standard sample refers to a material used as a standard for measuring the characteristics or calibration values of a certain material, and is also expressed as a standard material. Specifically, it may be CYFRA 21.1 or CA19.9, but is not limited thereto.
본 발명에 따르면, 개선된 진단성능을 나타내는 아비딘-비오틴 상호작용은 비오틴에 영향을 줄 수 있는 avidin-biotin assay 이용한다. 이후, 농도를 이미 알고 있는 표준시료를 확보하여 농도 측정을 한다. 그 다음, 표준시료에 비오틴을 추가하여 시료의 농도가 과소 또는 과대 평가되었는지 확인한다. 비오틴이 함유되어 농도가 과소 또는 과대 평가된 표준시료에 아비딘 발현 미생물을 미리 처리하여 비오틴을 소비시킨다. 과소 또는 과대 평가된 표준시료 농도가 미생물 처리 후 본래 수치로 회복되는지를 평가하여 개선된 진단성능을 확인한다. According to the present invention, the avidin-biotin interaction showing improved diagnostic performance uses an avidin-biotin assay that can affect biotin. Then, a standard sample whose concentration is already known is secured and the concentration is measured. Next, biotin is added to the standard sample to determine if the concentration of the sample is underestimated or overestimated. Biotin is consumed by pre-treating an avidin-expressing microorganism to a standard sample containing biotin and having an underestimated or overestimated concentration. Improved diagnostic performance is confirmed by evaluating whether the underestimated or overestimated standard sample concentration recovers to its original value after microbial treatment.
본 발명에 따르면, cyfra21-1, 및 CA19-9의 표준시료에 비오틴을 넣어주면, 표준시료의 농도가 낮아지는 것을 확인하였으며, 비오틴과 아비딘이 발현된 미생물을 넣어 주었을 때, 표준시료의 농도가 상당부분 회복되는 것을 확인함으로써, 개선된 진단성능으로 아비딘-비오틴 상호작용을 기반으로 한 다양한 면역분석(immunoassay) 키트가 환자를 대상으로 향상된 신뢰도로 호르몬, 종양, 심장, 감염 표지자, 약물 농도 측정에 사용될 수 있다. 개선된 진단성능의 아비딘 발현 미생물을 포함하는 진단 키트를 제작할 경우 위음성, 위양성 가능성을 줄이고 검사 정확도를 현저히 향상시킬 수 있을 것이다.According to the present invention, when biotin was added to the standard samples of cyfra21-1 and CA19-9, it was confirmed that the concentration of the standard sample was lowered, and when biotin and avidin-expressing microorganisms were added, the concentration of the standard sample increased. By confirming a significant recovery, various immunoassay kits based on avidin-biotin interaction with improved diagnostic performance can be used to measure hormones, tumors, heart, infection markers, and drug concentrations with improved reliability for patients. can be used If a diagnostic kit containing an avidin-expressing microorganism with improved diagnostic performance is produced, it will be possible to reduce the possibility of false negatives and false positives and significantly improve test accuracy.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:
(a) 본 발명은 아비딘(avidin)을 발현하는 미생물을 유효성분으로 포함하는 아비딘-비오틴 상호작용(avidin-biotin interaction) 매개 면역 분석용 조성물 제공한다.(a) The present invention provides a composition for avidin-biotin interaction-mediated immunoassay comprising a microorganism expressing avidin as an active ingredient.
(b) 본 발명은 아비딘-비오틴의 강력한 상호작용에 기반하여, 미생물 표면에 아비딘을 발현 및 고정시켜 혈중의 유리 비오틴(free biotin)을 감소시킴으로써, 면역분석 검사의 위음성 또는 위양성 가능성을 현저히 줄이고, 검사 정확도가 크게 향상된 효율적인 면역분석 방법으로 유용하게 이용될 수 있다.(b) The present invention, based on the strong interaction of avidin-biotin, expresses and immobilizes avidin on the surface of microorganisms to reduce free biotin in the blood, significantly reducing the possibility of false negative or false positive results in immunoassay tests, It can be usefully used as an efficient immunoassay method with greatly improved test accuracy.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 아비딘 발현하는 미생물의 도식도를 나타낸 결과이다.
도 2는 본 발명의 일 실험예에 따른, 면역분석 전 아비딘 발현 미생물을 투여하여 비오틴 농도를 낮추는 도식도를 나타낸 결과이다.1 is a schematic diagram of a microorganism expressing avidin according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing the lowering of the biotin concentration by administering an avidin-expressing microorganism before immunoassay according to an experimental example of the present invention.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for explaining the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention. .
실시예Example
[실시예 1][Example 1]
CYFRA21.1 검정 (CYFRA21.1 assay)CYFRA21.1 assay
CYFRA21.1 검정은 0 내지 60ng/mL 범위에서 인간 혈청 내 사이토케라틴19 (Cytokeratin19) 단편의 직접적인 시험관 내 정량 측정을 할 수 있다. 상기 검정은 후지레비오(Fujirebio, Inc.)의 CYFRA 21.1 IRMA 키트를 이용하였다. 검정 방법은 다음과 같다. 먼저, 코팅된 튜브에 각 기준이 되는 표준(S0-S5)과 혈청 및 검체에 대해 중복 라벨을 붙이고 두 개의 테스트 튜브에 레이블을 표시한다. 그 다음으로, 100 μL의 표준, 대조군 및 샘플을 넣는다. 그리고 각 튜브에 100μL의 트레이서를 넣고, 튜브의 내용물을 부드럽게 섞는다. 이후, 플라스틱 호일로 모든 튜브를 밀봉하고, 2 내지 8 ℃에서 20±2시간 동안 배양한다. 그리고 각 튜브에 2.0mL의 세척 완충액(wash buffer)을 넣고, 튜브의 내용물을 따라 버린 후 랙을 거꾸로 흡수성 종이 위에 2분 동안 놓아둔다. 앞 단계를 두 번 더 반복한다. 다음으로 감마 카운터(gamma counter)에서 최소 60초 동안 각 튜브의 수를 세고, 결과 계산에 명시된 대로 샘플의 CYFRA21.1 농도를 계산하거나 특수 소프트웨어를 사용한다.The CYFRA21.1 assay is capable of direct in vitro quantitative measurement of Cytokeratin19 fragments in human serum in the range of 0 to 60 ng/mL. The assay used the CYFRA 21.1 IRMA kit from Fujirebio, Inc. The test method is as follows. First, duplicate labels are applied to the coated tubes for each reference standard (S0-S5), serum and sample, and the two test tubes are labeled. Next, add 100 μL of standards, controls and samples. Then, add 100 μL of tracer to each tube and gently mix the contents of the tube. Thereafter, all tubes are sealed with plastic foil and incubated at 2 to 8° C. for 20±2 hours. Then, add 2.0 mL of wash buffer to each tube, drain the contents of the tube, and place the rack upside down on absorbent paper for 2 minutes. Repeat the previous step two more times. Next, count each tube for at least 60 seconds on a gamma counter, and calculate the CYFRA21.1 concentration in the sample as specified in the calculation of results, or use special software.
비오틴에 따른 위음성 평가 1False negative evaluation according to biotin 1
먼저 농도를 알고 있는 종양표지자(표준물질)을 이용하여 비오틴 농도에 따른 간섭을 확인하였다. CYFRA 21.1 표준물질 27.3 ng/mL에 비오틴을 50, 100, 150, 200 ng을 처리하여 각각의 비오틴 농도에 따른 표준물질의 농도를 평가하였다. 그 결과 비오틴 100 ng 이상의 농도에서 심각한 간섭 즉 위음성을 확인하였다(표 1). First, interference according to the concentration of biotin was confirmed using a tumor marker (standard material) having a known concentration. 27.3 ng/mL of the CYFRA 21.1 standard material was treated with 50, 100, 150, and 200 ng of biotin to evaluate the concentration of the standard material according to each biotin concentration. As a result, serious interference, that is, false negatives, was confirmed at concentrations of 100 ng or more of biotin (Table 1).
아비딘 발현 미생물 추가에 따른 위음성 평가 1False negative evaluation according to the addition of avidin-expressing microorganisms 1
비오틴 농도를 선정한 뒤 미생물(E.coli MG1655)을 이용 하여 실험을 진행하였고 실험군은 아래와 같다(표 2). 아래의 대조군, 실험군 모두 CYFRA21.1 1 mL에서 200 uL씩 분주하였고 총 300 uL로 맞춰서 진행하였다. 발현 및 투여 방법은 미생물은 배양 1시간 30분 후, 아라비노스(arabinose)로 발현을 유도하였고 발현 유도 3시간 후 미생물을 개수를 계산하여 시료에 투여하였다. 실험에 사용된 대상은 농도를 알고 있는 종양표지자(표준시료)를 대조군으로 비오틴이 투여된 표준시료(표준물질)를 실험군 1, 비오틴이 투여된 표준시료에 아비딘이 미발현된 미생물(E.coli MG1655 1x108 CFU/100 ul)을 추가한 시료를 실험군 2, 비오틴이 투여된 표준물질에 아비딘이 발현된 미생물(E.coli MG1655 1x108 CFU/100 ul)을 추가한 시료를 실험군 3으로 실험을 진행하였다.After selecting the biotin concentration, the experiment was conducted using microorganisms ( E.coli MG1655), and the experimental groups are as follows (Table 2). In both the control and experimental groups below, 200 uL was dispensed from 1 mL of CYFRA21.1, and the total was adjusted to 300 uL. As for the expression and administration method, the expression of the microorganisms was induced with arabinose after 1 hour and 30 minutes of incubation, and the number of microorganisms was counted and administered to the sample after 3 hours of expression induction. The subjects used in the experiment were a tumor marker (standard sample) of known concentration as a control group, a standard sample (standard material) administered with biotin as an experimental group 1, and a microorganism without avidin expression ( E.coli ) in a standard sample administered with biotin. MG1655 1x10 8 CFU/100 ul) was added to experimental group 2, and the sample to which avidin-expressing microorganisms ( E.coli MG1655 1x10 8 CFU/100 ul) was added to biotin-administered standard material was used as experimental group 3. proceeded.
아비딘 발현 미생물 추가에 따른 분석 결과 1Assay results according to the addition of avidin-expressing microorganisms 1
CYFRA 21.1 표준물질의 Test 1, Test 2, Test 3 및 Test 4의 대조군 농도는 각각 46.7, 40.1, 47.5, 및 48.3 ng/mL이었고 비오틴 100 ng을 넣어준 것에서 값이 22.5, 18, 19.5, 및 21.8 ng/mL로 낮아졌다. 비오틴과 아비딘 발현하지 않는 미생물을 넣었을 때 값은 비오틴만 넣은 값과 비슷하게 유지되었으나, 비오틴과 아비딘 발현된 미생물을 넣었을 때 값은 31.2, 29.7, 32.8, 및 35.7 ng/mL로 회복되는 것을 확인하였다(표 2). 이 결과는 고농도의 비오틴이 함유된 시료에서 낮아졌던 시료의 농도가 아비딘 발현된 미생물을 넣었을 때 농도 값이 상당부분 회복된 것을 확인할 수 있었다.The control concentrations of Test 1, Test 2, Test 3, and Test 4 of the CYFRA 21.1 standard were 46.7, 40.1, 47.5, and 48.3 ng/mL, respectively, and the values were 22.5, 18, 19.5, and 21.8 when 100 ng of biotin was added. lowered to ng/mL. When biotin and non-avidin-expressing microorganisms were added, the values were maintained similar to those obtained only with biotin, but when biotin- and avidin-expressing microorganisms were added, the values recovered to 31.2, 29.7, 32.8, and 35.7 ng/mL ( Table 2). This result confirmed that the concentration value of the sample, which had been lowered in the sample containing high concentration of biotin, was recovered considerably when the avidin-expressing microorganism was added.
(시료 농도, ng/ml) Test 2 /
(sample concentration, ng/ml)
(시료 농도, ng/ml) Test 4 /
(sample concentration, ng/ml)
비오틴 100ngStandard sample (Cyfra21.1) +
100ng biotin
비오틴 100ng + 미생물
(아비딘 미발현 박테리아)Standard sample (Cyfra21.1) +
Biotin 100ng + Microorganisms
(Avidin non-expressing bacteria)
비오틴 100ng+미생물
(아비딘 발현 박테리아)Standard sample (Cyfra21.1)+
Biotin 100ng+Microorganism
(Avidin expressing bacteria)
[실시예 2][Example 2]
CA19.9 검정 (CA19.9 assay)CA19.9 assay
CA19.9 검정은 0 내지 240 U/mL 범위에서 인간 혈청 내 CA19-9 당단백질항원을 정량 측정을 할 수 있다. 상기 검정은 후지레비오(Fujirebio, Inc.)의 CA19.9 IRMA 키트를 이용하였다. 검정 방법은 다음과 같다. 먼저, 코팅된 튜브에 각 기준이 되는 표준(S0-S5)과 혈청 및 검체에 대해 중복 라벨을 붙이고 두 개의 테스트 튜브에 레이블을 표시한다. 그 다음으로, 100 μL의 표준, 대조군 및 샘플을 넣는다. 그리고 각 튜브에 100μL의 트레이서를 넣고, 튜브의 내용물을 부드럽게 섞는다. 이후, 플라스틱 호일로 모든 튜브를 밀봉하고, 2 내지 8 ℃에서 20±2시간 동안 배양한다. 그리고 각 튜브에 2.0mL의 세척 완충액(wash buffer)을 넣고, 튜브의 내용물을 따라 버린 후 랙을 거꾸로 흡수성 종이 위에 2분 동안 놓아둔다. 앞 단계를 두 번 더 반복한다. 다음으로 감마 카운터(gamma counter)에서 최소 60초 동안 각 튜브의 수를 세고, 결과 계산에 명시된 대로 샘플의 CA19.9 농도를 계산하거나 특수 소프트웨어를 사용한다.The CA19.9 assay can quantitatively measure the CA19-9 glycoprotein antigen in human serum in the range of 0 to 240 U/mL. The assay used the CA19.9 IRMA kit from Fujirebio, Inc. The test method is as follows. First, duplicate labels are applied to the coated tubes for each reference standard (S0-S5), serum and sample, and label the two test tubes. Next, add 100 μL of standards, controls and samples. Then, add 100 μL of tracer to each tube and gently mix the contents of the tube. Thereafter, all tubes are sealed with plastic foil and incubated at 2 to 8° C. for 20±2 hours. Then, add 2.0 mL of wash buffer to each tube, drain the contents of the tube, and place the rack upside down on absorbent paper for 2 minutes. Repeat the previous step two more times. Next, count each tube for at least 60 seconds on a gamma counter, and calculate the CA19.9 concentration in the sample as specified in the calculation of results, or use special software.
아비딘 발현 미생물 추가에 따른 위음성 평가 2False negative evaluation 2 according to the addition of avidin-expressing microorganisms
비오틴 농도를 선정한 뒤 미생물(E.coli MG1655)을 이용 하여 실험을 진행하였고 실험군은 아래와 같다(표 3). 아래의 대조군, 실험군 모두 CA19.9 1 mL에서 200 uL씩 분주하였고 총 300 uL로 맞춰서 진행하였다. 발현 및 투여 방법은 미생물은 배양 1시간 30분 후, 아라비노스(arabinose)로 발현을 유도하였고 발현 유도 3시간 후 미생물을 개수를 계산하여 시료에 투여하였다. 실험에 사용된 대상은 농도를 알고 있는 CA19.9 종양표지자(표준시료)를 대조군으로 비오틴이 투여된 표준시료(표준물질)를 실험군 1, 비오틴이 투여된 표준시료에 아비딘이 미발현된 미생물(E.coli MG1655 1x108 CFU/100 ul)을 추가한 시료를 실험군 2, 비오틴이 투여된 표준물질에 아비딘이 발현된 미생물(E.coli MG1655 1x108 CFU/100 ul)을 추가한 시료를 실험군 3으로 실험을 진행하였다.After selecting the biotin concentration, the experiment was conducted using microorganisms ( E.coli MG1655), and the experimental groups are as follows (Table 3). In both the control and experimental groups below, 200 uL was dispensed from 1 mL of CA19.9, and the total was adjusted to 300 uL. As for the expression and administration method, the expression of the microorganisms was induced with arabinose after 1 hour and 30 minutes of incubation, and the number of microorganisms was counted and administered to the sample after 3 hours of expression induction. The subjects used in the experiment were the CA19.9 tumor marker (standard sample) of known concentration as the control group, the standard sample (standard material) administered with biotin as experimental group 1, and the microorganisms in which avidin was not expressed in the standard sample administered with biotin ( E.coli MG1655 1x10 8 CFU/100 ul) was added to experimental group 2, and a sample to which avidin-expressing microorganisms ( E.coli MG1655 1x10 8 CFU/100 ul) was added to biotin-administered standard material was experimental group 3. experiment was conducted.
아비딘 발현 미생물 추가에 따른 분석 결과 2Analysis result 2 according to the addition of avidin-expressing microorganisms
CA19.9 표준물질의 Test 1 내지 Test 3의 대조군 농도는 각각 32.2, 58.5, 및 142 ng/mL이었고 비오틴 100 ng을 넣어준 것에서 값이 14.7, 25.4 및 49.4 ng/mL로 낮아졌다. 비오틴과 아비딘 발현하지 않는 미생물을 넣었을 때 값은 비오틴만 넣은 값과 비슷했으나 비오틴과 아비딘 발현된 미생물을 넣었을 때 값은 27.5, 38.1, 및 69 ng/mL로 회복되는 것을 확인하였다(표 3). 이 결과는 고농도의 비오틴이 함유된 시료에서 낮아졌던 시료의 농도가 아비딘 발현된 미생물을 넣었을 때 농도 값이 상당부분 회복된 것을 알 수 있다.The control concentrations of Test 1 to Test 3 of the CA19.9 standard were 32.2, 58.5, and 142 ng/mL, respectively, and the values decreased to 14.7, 25.4, and 49.4 ng/mL when 100 ng of biotin was added. When biotin and non-avidin-expressing microorganisms were added, the values were similar to those obtained only with biotin, but when biotin and avidin-expressing microorganisms were added, the values recovered to 27.5, 38.1, and 69 ng/mL (Table 3). From this result, it can be seen that the concentration value of the sample, which had been lowered in the sample containing high concentration of biotin, recovered to a considerable extent when the avidin-expressing microorganism was added.
(시료 농도, ng/ml)Test 1/
(sample concentration, ng/ml)
(시료 농도, ng/ml)Test 2 /
(sample concentration, ng/ml)
(시료 농도, ng/ml)Test 3 /
(sample concentration, ng/ml)
+ 미생물(아비딘 미발현 박테리아)Standard sample (CA19-9) + Biotin 100ng
+ Microorganisms (bacteria that do not express avidin)
+미생물(아비딘 발현 박테리아)Standard sample (CA19-9) + Biotin 100ng
+Microorganism (Avidin-expressing bacteria)
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Having described specific parts of the present invention in detail above, it is clear that these specific techniques are only preferred embodiments for those skilled in the art, and the scope of the present invention is not limited thereto. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.
Claims (8)
A composition for an avidin-biotin interaction mediated immunoassay comprising a microorganism expressing avidin as an active ingredient.
상기 미생물은 황색포도상구균(Streptomyces aureorectus), 스트렙토미세스 그리세우스((Streptomyces griseus), 황색연쇄상구균(Streptomyces aureus), 스트렙토미세스 아베르미틸리스(Streptomyces avermitilis), 연쇄상구균(Streptomyces avicenniae), 스트렙토미세스 아비디니(Streptomyces avidinii) 및 대장균(Escherichia coli)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
According to claim 1,
The microorganisms are Staphylococcus aureus ( Streptomyces aureorectus ), Streptomyces griseus ( ( Streptomyces griseus ), Streptomyces aureus ( Streptomyces aureus ), Streptomyces avermitilis ( Streptomyces avermitilis ), Streptomyces aureus ( Streptomyces avicenniae ), Streptomyces Avidini ( Streptomyces avidinii ) And Escherichia coli ( Escherichia coli ) A composition, characterized in that selected from the group consisting of.
상기 면역분석은 효소면역측정법(EIA), 형광면역측정법(FIA; fluorescent immunoassay), 화학발광면역측정법(CLIA; chemiluminescent immunoassay) 및 방사면역측정법(RIA; Radioimmunoassay)로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
According to claim 1,
Characterized in that the immunoassay is selected from the group consisting of enzyme immunoassay (EIA), fluorescent immunoassay (FIA), chemiluminescent immunoassay (CLIA) and radioimmunoassay (RIA) composition.
상기 미생물은 분석대상 시료 내 0.1 x 106 내지 1.0 x 1010 CFU/100μl로 포함되는 것을 특징으로 하는 조성물.
According to claim 1,
The microorganism is a composition, characterized in that contained in the analysis target sample 0.1 x 10 6 to 1.0 x 10 10 CFU / 100μl.
A target protein detection kit comprising the composition of any one of claims 1 to 4.
(a) 대상체로부터 수득된 생물학적 시료 내 아비딘(avidin)을 발현하는 미생물을 첨가하는 단계; 및
(b) 분석 대상 단백질을 특이적으로 인식하는 비오틴화된 항체를 첨가하는 단계.
Avidin-biotin interaction mediated immunoassay method comprising the following steps:
(a) adding a microorganism expressing avidin in a biological sample obtained from a subject; and
(b) adding a biotinylated antibody that specifically recognizes the protein to be analyzed.
상기 시료는 인체 유래물인 것을 특징으로 하는 조성물.
According to claim 1,
The composition, characterized in that the sample is human-derived.
상기 인체 유래물은 전혈(whole blood), 백혈구(leukocytes), 말초혈액 단핵 세포(peripheral blood mononuclear cells), 백혈구 연층(buffy coat), 혈장(plasma), 혈청(serum), 객담(sputum), 눈물(tears), 점액(mucus), 세비액(nasal washes), 비강 흡인물(nasal aspirate), 호흡(breath), 소변(urine), 정액(semen), 침(saliva), 복강 세척액(peritoneal washings), 복수(ascites), 낭종액(cystic fluid), 뇌척수막 액(meningeal fluid), 양수(amniotic fluid), 선액(glandular fluid), 췌장액(pancreatic fluid), 림프액(lymph fluid), 흉수(pleural fluid), 유두 흡인물(nipple aspirate), 기관지 흡인물(bronchial aspirate), 활액(synovial fluid), 관절 흡인물(joint aspirate), 기관 분비물(organ secretions) 및 뇌척수액(cerebrospinal fluid)로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
According to claim 3,
The human body-derived material is whole blood, leukocytes, peripheral blood mononuclear cells, leukocyte buffy coat, plasma, serum, sputum, tears Tears, mucus, nasal washes, nasal aspirate, breath, urine, semen, saliva, peritoneal washings , ascites, cystic fluid, meningeal fluid, amniotic fluid, glandular fluid, pancreatic fluid, lymph fluid, pleural fluid, characterized in that it is selected from the group consisting of nipple aspirate, bronchial aspirate, synovial fluid, joint aspirate, organ secretions and cerebrospinal fluid composition to be.
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2022
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