[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP5678045B2 - 高感度バイオマーカーパネル - Google Patents

高感度バイオマーカーパネル Download PDF

Info

Publication number
JP5678045B2
JP5678045B2 JP2012515019A JP2012515019A JP5678045B2 JP 5678045 B2 JP5678045 B2 JP 5678045B2 JP 2012515019 A JP2012515019 A JP 2012515019A JP 2012515019 A JP2012515019 A JP 2012515019A JP 5678045 B2 JP5678045 B2 JP 5678045B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
marker
sample
antibody
label
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012515019A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012529655A5 (ja
JP2012529655A (ja
Inventor
フィリップ・ジェイ・ゴイックス
ロバート・プスカス
ジョン・トッド
リチャード・リビングストン
ダグラス・ヘルド
サラ・リ
Original Assignee
シンギュレックス・インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シンギュレックス・インコーポレイテッド filed Critical シンギュレックス・インコーポレイテッド
Publication of JP2012529655A publication Critical patent/JP2012529655A/ja
Publication of JP2012529655A5 publication Critical patent/JP2012529655A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5678045B2 publication Critical patent/JP5678045B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6863Cytokines, i.e. immune system proteins modifying a biological response such as cell growth proliferation or differentiation, e.g. TNF, CNF, GM-CSF, lymphotoxin, MIF or their receptors
    • G01N33/6869Interleukin
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6893Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids related to diseases not provided for elsewhere
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/195Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from bacteria
    • G01N2333/32Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from bacteria from Bacillus (G)
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/46Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans from vertebrates
    • G01N2333/47Assays involving proteins of known structure or function as defined in the subgroups
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/46Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans from vertebrates
    • G01N2333/47Assays involving proteins of known structure or function as defined in the subgroups
    • G01N2333/4701Details
    • G01N2333/4712Muscle proteins, e.g. myosin, actin, protein
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/52Assays involving cytokines
    • G01N2333/525Tumor necrosis factor [TNF]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/52Assays involving cytokines
    • G01N2333/54Interleukins [IL]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/52Assays involving cytokines
    • G01N2333/54Interleukins [IL]
    • G01N2333/5412IL-6
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/575Hormones
    • G01N2333/58Atrial natriuretic factor complex; Atriopeptin; Atrial natriuretic peptide [ANP]; Brain natriuretic peptide [BNP, proBNP]; Cardionatrin; Cardiodilatin
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/32Cardiovascular disorders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/32Cardiovascular disorders
    • G01N2800/325Heart failure or cardiac arrest, e.g. cardiomyopathy, congestive heart failure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/60Complex ways of combining multiple protein biomarkers for diagnosis

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

循環器系疾患は、心臓および/または血管機能の異常である。冠状動脈疾患、鬱血性心不全、不整脈、アテローム性動脈硬化、高血圧症、卒中、脳血管疾患、末梢血管疾患および心筋梗塞のような様々な医学的状態がこの名称の下に含まれる。米国において、CVDは主な死因である。1997年において、全ての死の約40%または約100万人が循環器系疾患に起因した。この国において、6200万人が循環器系疾患にかかっており、5000万人が高血圧症にかかっていると推定される。
循環器系疾患は、心筋(心臓病理学)および血管炎症の両方に病因を有する進行性プロセスである。疾患のプロセスは、早期発症性の軽度の血管炎症から急性心筋梗塞等の深刻な急性事象または心不全等の慢性事象への連続的変化に従う。よく知られた健康状態、高血圧症、肥満、糖尿病、メタボリックシンドローム、高コレステロール血症等の患者は、様々な程度のCVDを発症するリスクを有する。CVDリスク因子を示す患者を有する臨床医が直面する課題は、それらのリスクの程度を理解すること、適切な治療計画を開発すること、そして疾患リスクの改善について患者をモニタリングすることである。
豊富な研究により、CVDが概して予防可能であることの説得力のある証拠が提示されてきた。循環器系疾患の原因は、構造的欠陥から感染(症)、炎症、環境及び遺伝的性質へと多岐にわたる。変更(または修正)することができないリスク因子もあるが(遺伝的性質、年齢、性別)、生活様式の変化によって又は医学的に対処することができるリスク因子が多数存在する。これらの制御可能なリスク因子として、喫煙、高血圧症、肥満、糖尿病、運動不足および高血中コレステロール値が挙げられる。心臓に関する問題が検出される時点までに、根底にある原因(アテローム性動脈硬化)は通常かなり発達しており、数十年間進行している。従って、リスク因子を修正することによって、例えば健康な食事、運動および喫煙の回避等によってアテローム性動脈硬化を予防することが、ますます注目されている。
CVD、例えば鬱血性心不全(CHF)はしばしば、臨床症状の発症の後に最初に診断され、それにより、早期介入の可能性が排除される。CVDの高感度検出に対するニーズが存在する。
一の態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングする方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料における第1マーカーを検出すること、および第2マーカーを検出することを含み、ここで第1マーカーには、心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれ、第1マーカーの検出限界は約20pg/mlより小さい。いくつかの態様において、少なくとも1つのマーカーの検出は、マーカーに対するラベルに試料を接触させること、およびラベルの存在または不存在を検出することを含み、ラベルの存在の検出は、対応するマーカーの存在を意味する。いくつかの態様において、ラベルは蛍光部分を含み、検出は、ラベルが単一分子検出器を通過することを含み、単一分子検出器は以下のものを含んでなる:(a)蛍光部分を刺激するための電磁放射線源;(b)電磁波源から放射される電磁放射線を受容するためのインタロゲーション・スペース;および(c)刺激された蛍光部分の電磁気学的特性を決定するために、インタロゲーション・スペースに操作可能に接続される電磁放射線検出器。
いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約10pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約10pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約5pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約1pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.5pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.1pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.05pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.01pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.005pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.001pg/mlより小さい。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約20%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約100%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約75%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約50%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約25%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約20%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約15%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約10%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約5%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、試料サイズは約10μl〜約0.1μlの範囲である。いくつかの態様において、試料サイズは約100μl〜約0.1μlの範囲である。いくつかの態様において、試料サイズは約75μl〜約0.1μlの範囲である。いくつかの態様において、試料サイズは約50μl〜約0.1μlの範囲である。いくつかの態様において、試料サイズは約25μl〜約0.1μlの範囲である。いくつかの態様において、試料サイズは約20μl〜約0.1μlの範囲である。いくつかの態様において、試料サイズは約5μl〜約0.1μlの範囲である。いくつかの態様において、試料サイズは約1μl〜約0.1μlの範囲である。いくつかの態様において、試料サイズは約100μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約75μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約50μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約25μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約20μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約15μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約10μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約5μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約2μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約1μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約0.5μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約0.1μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約0.05μlより小さい。いくつかの態様において、試料サイズは約0.01μlより小さい。
いくつかの態様において、本方法は、第1試料を2つ又はそれより多くのアリコートに分割すること、およびその2つ又はそれより多くのアリコート中の少なくとも1つのマーカーを検出することを更に含む。いくつかの態様において、試料には血漿、血清、細胞溶解物または組織試料が含まれる。いくつかの態様において、試料には、気管支肺胞洗浄液(BAL)、血液、血清、血漿、尿、鼻腔スワブ、脳脊髄液、胸膜液、滑液、腹水、羊水、胃液、リンパ液、間質液、組織ホモジネート、細胞抽出物、唾液、痰、便、生理学的分泌物、涙液、粘液、汗、母乳、精液、精漿、膣分泌物、潰瘍ならびに他の表面皮疹、水疱、および膿瘍からの液体、ならびに正常組織、悪性組織および疑わしい組織、または目標とする件の粒子を含有し得る他の何らかの身体構成要素の生検を含む組織抽出物が含まれる。細胞もしくは組織培養物または培養ブロス等の他の同様の検体も対象となる。
いくつかの態様において、第2マーカーにはバイオマーカー、生理学的マーカーまたは遺伝子マーカーが含まれる。いくつかの態様において、第2マーカーにはタンパク質が含まれる。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、10pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、100pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、75pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、50pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、25pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、20pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、15pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、10pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、5pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、2pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、1pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、0.5pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、0.1pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、0.05pg/mlより低い濃度で発見される。いくつかの態様において、第1マーカーおよび第2マーカーの少なくとも1つが、正常者からの試料において、0.01pg/mlより低い濃度で発見される。
いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約10pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約10pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約5pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約1pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.5pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.1pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.05pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.01pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.005pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.001pg/mlより小さい。
いくつかの態様において、第2マーカーにはB型ナトリウム利尿ペプチド、IL−1α、IL−1β、IL−6、IL−8、IL−10、TNF−α、IFN−γ、cTnI、VEGF、インスリン、GLP−1(活性型)、GLP−1(total)、TREM1、ロイコトリエンE4、Akt1、Aβ−40、Aβ−42、FasリガンドまたはPSAが含まれる。いくつかの態様において、第2マーカーはサイトカインである。いくつかの態様において、サイトカインはG−CSF、MIP−1α、IL−10、IL−22、IL−8、IL−5、IL−21、INF−γ、IL−15、IL−6、TNF−α、IL−7、GM−CSF、IL−2、IL−4、IL−1α、IL−12、IL−17α、IL−1β、MCP、IL−32またはRANTESである。いくつかの態様において、サイトカインはIL−10、IL−8、INF−γ、IL−6、TNF−α、IL−7、IL−1αまたはIL−1βである。いくつかの態様において、第2マーカーにはアポリポタンパク質、虚血修飾アルブミン(IMA)、フィブロネクチン、C反応性タンパク質(CRP)、B型ナトリウム利尿ペプチド(BNP)またはミエロペルオキシダーゼ(MPO)が含まれる。
いくつかの態様において、本発明の方法は、第1マーカーの濃度を決定すること、および、第2マーカーがタンパク質を含む場合、第2マーカーの濃度を決定することを更に含む。いくつかの態様において、本発明の方法は、第2マーカーがタンパク質を含む場合、第2マーカーの濃度に対する第1マーカーの濃度の比を決定することを含む。
いくつかの態様において、第2マーカーには生理学的マーカーが含まれる。いくつかの態様において、生理学的マーカーには心電図(EKG)、ストレス試験、放射性映像(nuclear imaging)、超音波、インスリン耐性、ボディマス指数、血圧、年齢、性別または睡眠時無呼吸が含まれる。
いくつかの態様において、第2マーカーには分子マーカーが含まれる。いくつかの態様において、分子マーカーにはコレステロール、LDL/HDL/Q−LDL、トリグリセリド、尿酸、クレアチニン、血中ブドウ糖(または血糖)またはビタミン−Dが含まれる。いくつかの態様において、分子マーカーにはトリグリセリドまたはLDL/HDL/Q−LDLの亜分画が含まれる。
いくつかの態様において、第2マーカーには遺伝子マーカーが含まれる。いくつかの態様において、遺伝子マーカーには、ApoE等のアポリポタンパク質をエンコードする遺伝子の変異が含まれる。いくつかの態様において、遺伝子マーカーには一塩基多型(SNP)が含まれる。いくつかの態様において、遺伝子マーカーには挿入、欠失、融合または他の変異が含まれる。いくつかの態様において、遺伝子マーカーにはDNAメチル化またはインプリンティング等のエピジェネティックマーカーが含まれる。
本発明の方法のいくつかの態様において、病態には、心臓障害、炎症性疾患、増殖性疾患、代謝異常、血管形成、アテローム性動脈硬化または糖尿病が含まれる。いくつかの態様において、心臓障害には、心筋梗塞、壊死、心筋機能障害、不安定狭心症、斑、心不全、冠動脈疾患またはリウマチ性心疾患が含まれる。いくつかの態様において、増殖性疾患には癌が含まれる。いくつかの態様において、癌には乳癌、前立腺癌またはリンパ腫が含まれる。
いくつかの態様において、本発明の方法は、被験体からの第1試料と第2試料との間でマーカーの濃度変化を測定することを更に含み、それにより、その変化は、病態を検出またはモニタリングするのに用いられる。いくつかの態様において、本発明の方法は、被験体からの第1試料と第2試料との間で、第1マーカーおよび第2マーカーの濃度比における変化を測定することを更に含み、それにより、その変化は、病態を検出またはモニタリングするのに用いられる。いくつかの態様において、被験体からの第1試料の採取と第2試料の採取との間に医療処置を行う。いくつかの態様において、医療処置には、外科的処置、ストレス試験または治療的介入が含まれる。いくつかの態様において、被験体からの一連の試料が、病態を検出またはモニタリングするのに用いられる。いくつかの態様において、一連の試料を時間と共に収集し、一連の試料における濃度変化を評価する。
いくつかの態様において、本発明によるモニタリングは、病気の進行、病気の再発、リスク評価、治療効果または外科的効果のモニタリングを含む。
一の態様において、本発明は、試料中の単一粒子を検出する方法を提供し、その方法は、(a)粒子が存在する場合、その粒子をラベルでラベリングすること;および(b)ラベルの存在または不存在を検出することを含み、ラベルの存在の検出は試料中に単一粒子が存在することを意味し、単一粒子の検出限界は20pg/mlより小さく、単一粒子には、心筋トロポニン−I(cTnI)、B型ナトリウム利尿ペプチド(BNP、proBNPまたはNT−proBNP)、TREM−1、インターロイキン1α(IL−1α)、インターロイキン1β(IL−1β)、インターロイキン4(IL−4)、インターロイキン6(IL−6)、インターロイキン8(IL−8)、インターロイキン10(IL−10)、インターフェロンγ(IFN−γ)、腫瘍壊死因子α(TNF−α)、グルカゴン様ペプチド−1(GLP−1)、ロイコトリエンE4(LTE4)、形質転換増殖因子β(TGFβ)、Akt1、Aβ−40、Aβ−42、Fasリガンド(FasL)または血管内皮増殖因子(VEGF)の単一分子、フラグメントまたは複合体が含まれる。いくつかの態様において、単一粒子の検出限界は約10pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、単一粒子の検出限界は約10pg/mlより小さい。いくつかの態様において、単一粒子の検出限界は約5pg/mlより小さい。いくつかの態様において、単一粒子の検出限界は約1pg/mlより小さい。いくつかの態様において、単一粒子の検出限界は約0.5pg/mlより小さい。いくつかの態様において、単一粒子の検出限界は約0.1pg/mlより小さい。いくつかの態様において、単一粒子の検出限界は約0.05pg/mlより小さい。いくつかの態様において、単一粒子の検出限界は約0.01pg/mlより小さい。いくつかの態様において、単一粒子の検出限界は約0.005pg/mlより小さい。いくつかの態様において、単一粒子の検出限界は約0.001pg/mlより小さい。
一の態様において、本発明は、2つ又はそれより多くのバイオマーカーに対する2つ又はそれより多くの抗体を含有する組成物を含むキットを提供し、ここで、2つ又はそれより多くの抗体は蛍光色素部分に結合し、2つ又はそれより多くのバイオマーカーは上述の粒子を含み、当該部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、少なくとも約200個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは約3マイクロジュール以下であり、組成物は、適切なパッケージングの中に包まれている。
一の態様において、本発明は、被験体における心血管の状態を検出またはモニタリングする方法を提供し、その方法は、2つまたはそれより多くのバイオマーカーを検出することを含み、バイオマーカーは心臓病理学的バイオマーカーまたは血管炎症バイオマーカーであり、少なくとも1つのマーカーの検出限界は約20pg/mlより小さい。いくつかの態様において、少なくとも1つのマーカーの検出は、試料をマーカーに対するラベルに接触させること、およびラベルの存在または不存在を検出することを含み、ラベルの存在の検出は、対応するマーカーの存在を意味する。いくつかの態様において、ラベルは蛍光部分を含み、検出は、単一分子検出器にラベルを通すことを含み、単一分子検出器は以下のものを含む:a)蛍光部分を刺激するための電磁放射線源;b)電磁波源から放射される電磁放射線を受け取るためのインタロゲーション・スペース;およびc)刺激された蛍光部分の電磁気学的特性を決定するための、インタロゲーション・スペースに操作可能に接続された電磁放射線検出器。いくつかの態様において、少なくとも1つのマーカーの検出限界は、約10pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である。
いくつかの態様において、心臓病理学的バイオマーカーは心筋トロポニン−I(cTnI)またはB型ナトリウム利尿ペプチド(BNP、proBNPまたはNT−proBNP)である。いくつかの態様において、血管炎症バイオマーカーは、インターロイキン6(IL−6)、腫瘍壊死因子α(TNF−α)またはインターロイキン17a(IL−17a)である。いくつかの態様において、状態(または病態)は鬱血性心不全を含み、バイオマーカーはcTnI、BNP、IL−6、TNF−αおよびIL−17aを含む。
一の態様において、本発明は、被験体における心血管の状態を検出する方法を提供し、その方法は、生理学的バイオマーカーを測定すること、および被験体からの血液試料中の1つまたはそれより多くのバイオマーカーを検出することを含む。いくつかの態様において、生理学的バイオマーカーはストレス試験であり、1つまたはそれより多くのバイオマーカーはcTnIを含む。いくつかの態様において、生理学的バイオマーカーは睡眠試験であり、1つまたはそれより多くのバイオマーカーは1つまたはそれより多くのサイトカインを含む。1つまたはそれより多くのサイトカインは、TNF−α、IL−6、IL−17aおよび/またはhsCRPを含み得る。いくつかの態様において、生理学的バイオマーカーは頸動脈内中膜厚(CIMT)であり、1つまたはそれより多くのバイオマーカーは1つまたはそれより多くの血管炎症マーカーを含む。1つまたはそれより多くの血管炎症マーカーは、hsCRP、IL−6、TNF−αおよび/またはIL−1を含み得る。
[引用による組み込み]
本明細書において言及する全ての出版物、特許および特許出願は、各個別の出版物、特許または特許出願が引用により組み込まれたと具体的かつ個別に示されたのと同程度に、引用することにより本明細書に組み込まれる。
本発明の新規の特徴は、添付の特許請求の範囲において詳細に明記される。本発明の原理が用いられている例示的態様を明記する以下の詳細な説明、および添付の図面を参照することによって、本発明の特徴および利点のより良い理解が得られるだろう。
図1Aおよび1Bは、単一粒子分析器の構成要素の配置の概略図を示す。図1Aは1つの電磁波源および1つの電磁波検出器を有する分析器を示す。 図1Bは、2つの電磁波源および1つの電磁波検出器を有する分析器を示す。 図2Aおよび2Bは、単一粒子分析器のためのキャピラリーフローセルの概略図を示す。図2Aは、1つの電磁波源を有する分析器のフローセルを示す。 図2Bは、2つの電磁波源を有する分析器のフローセルを示す。 図3Aおよび3Bは、単一粒子分析器のレーザーおよび検出器の光学機器構成の、常套的(A)および共焦点(B)配置を示す概略図を示す。図3Aは、1つの電磁波源および1つの電磁波検出器を有する分析器の配置を示す。 図3Bは、2つの電磁波源および2つの電磁波検出器を有する分析器の配置を示す。 図4は、複数のマーカー検出または状態のモニタリングのフローチャートを示す。 図5は、顧客のワークステーションがリモート・コンピュータからの分析結果を受け取るコンピュータシステムを示す。 図6は、cTnIの濃度範囲に対する線形化された検量線を示す。 図7Aは、0.1〜0.2pg/mlのLoDにおける、100μl試料および50μl試料のcTnI分析感度を示すグラフである。 図7Bは、検量線信号の下端を示すグラフである。 図8は、対応する10%の変動係数(CV)によって99パーセンタイルにおいて設定される、7pg/mlのcTnI濃度におけるcTnIに対する生物学的閾値(カットオフ濃度)を示す。 図9は、 本発明の分析器システムを用いて規定されるcTnIの分析結果の、米国標準技術局(NIST)によって提供される標準測定との相関関係を示す(R=0.9999)。 図10は、緊急治療室において胸の痛みを示す患者からの一連の血清試料中のcTnIの検出を示す。本発明の分析器システムを用いて行われる測定を、市販のアッセイを用いて行われる測定と比較した。 図11は、cTnIの正常な生物学的濃度、および胸の痛みを示している患者からの血清試料中のcTnI濃度の分布を示す。 図12はLTE4に関する競合曲線を示す。LODは1.5pg(LTE4)/mlであると決定された。 図13は、Akt1濃度に関する検量線を示すグラフを図示する。LODは25pg(Akt1)/mlであると計算された。 図14は、TGFβ濃度に関する検量線を示すグラフを図示する。LODは、350pg(TGFβ)/mlであると計算された。 図15は、試料中の単一タンパク質分子、ならびに蛍光部分およびタンパク質分子に対する結合パートナーを含む少なくとも1つのラベルを検出するための分析器システムを有するキットの配置図を示し、分析器は、蛍光部分を刺激するための電磁放射線源;ラベルを通すためのキャピラリーフローセル;キャピラリーフローセルにおいてラベルを移動させるための駆動力源;電磁波源から放射される電磁放射線を受け取るための、キャピラリーフローセル内に規定されたインタロゲーション・スペース;および刺激された蛍光部分の電磁気学的特性を測定するための、インタロゲーション・スペースに操作可能に接続された電磁放射線検出器を含んでなり、蛍光部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、少なくとも約200個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは約3マイクロジュール以下である。 図16は、単一粒子分析器システムに対して開発されたサンドウィッチ分子免疫測定において測定されたTREM−1の検量線を示す。分析の線形範囲は100〜1500fMである。 図17A〜FはIL−6およびIL−8の検出を図示する。A)市場で入手可能なキット(R&D Systems、ミネソタ州ミネアポリス)によって希釈されたIL−6標準物質は、0.1〜10pg/mlの間で線形応答をもたらした。 B)1pg/mlより低濃度のIL−6検量線。 C)血液バンクドナーのEDTA標本において同定されたIL−6の分布。 D)血液バンクドナーのEDTA標本において同定されたIL−8の分布。 E)任意の被分析物の低濃度における検出範囲は、分析器の検出を、分子のカウント(デジタル信号)から、より高濃度の被分析物において発生する光子の総数(アナログ信号)の検出に切り替えることによって、より高濃度に拡張し得る。単一粒子分析器は、6logの拡張された線形ダイナミックレンジを有する。6−logの検出レンジは、デジタル検出からアナログ検出への切り替えに基づいている。 F)個別の粒子によって放出される光子をカウントする(デジタル信号)ことによって決定される、IL−6の低濃度範囲(0.1fg/ml〜10fg/ml)、およびIL−6の高濃度範囲(10fg/ml〜1pg/ml)を示す非線形検量線。 図18は、本発明の分析の、常套的分析との比較を示す。 図19Aは、ヒトVEGF分析の性能を示すグラフである。 図19Bは、最も低い濃度における分析性能のグラフである。 図20Aは、マウスVEGF分析の性能を示すグラフである。 図20Bは、最も低い濃度における分析性能のグラフである。 図21は、本発明のVEGF分析と、ヒト血漿のELISA分析とを比較するグラフである。 図22Aは、細胞溶解物において検出されるVEGFのレベルと、MDA−MB−231胸腺癌細胞を用いた培地とを比較するグラフである。 図22Bは、細胞溶解物において検出されるVEGFのレベルと、HT−29結腸腺癌細胞を用いた培地とを比較するグラフである。 図23は、本発明のVEGF分析と、マウス血漿試料に対するELISA分析との比較である。 図24Aは、細胞溶解物、およびB16黒色腫マウス細胞株を用いた培地において検出されたマウスVEGFの濃度を示すグラフである。 図24Bは、細胞溶解物、および4T1乳癌を用いた培地において検出されたマウスVEGFの濃度を示すグラフである。 図24Cは、細胞溶解物、およびCT26結腸癌細胞株を用いた培地において検出されたマウスVEGFの濃度を示すグラフである。 図25Aは、VEGFの高感度検出を示すグラフを図示する。 図25Bは、下端における検量線信号を示す。 図26は、3つの異なる免疫測定フォーマット:1)磁性微粒子をベースとする単一分子カウント(MP−SMC);2)384−ウェルプレートをベースとする単一分子カウント(Plate−SMC);および3)西洋ワサビペルオキシダーゼをベースとする酵素免疫吸着法(HRP−ELISA)を用いたヒトVEGF検出の、予測されたレベルに対する測定されたレベルを示す。 図27Aは、健康な患者および乳癌患者の血漿試料10μlにおいて検出されたヒトVEGFのレベルを示す。標準的なELISAフォーマット(LOD=31.2pg/ml)に対する、本発明の方法(Errena;LOD=3.5pg/ml)を用いた検出限界(LOD)を示す。 図27Bは、10μl溶解物試料における同様のデータを示す。 図28A〜Cは、VEGFのアナログおよびデジタル測定を組み合わせたものを示す。 図29Aは、Aβ−40分析の選択性(または特異性)および線形性を示すグラフである。 図29Bは、Aβ−42分析の選択性および線形性を示すグラフである。 図30Aは、IL−1αに関する分析のカーブフィッティングを示すグラフである。 図30Bは、IL−1α分析の検量線信号の下端を示すグラフである。 図31Aは、IL−1β分析のカーブフィッティングを示すグラフである。 図31Bは、IL−1βカーブ信号の下端検量線を示す。 図32Aは、IL−4分析のカーブフィッティングを示すグラフである。 図32Bは、下端におけるIL−4分析の検量線信号である。 図33Aは、IL−6分析のカーブフィッティングを示すグラフである。 図33Bは、下端におけるIL−6分析の検量線信号である。 図34は、年齢および性別が適合した健康な対照被験体と比較した、鬱血性心不全(CHF)の被験体に対する循環器系疾患(CVD)パネルの診断特異性を示す。 図35は、鬱血性心不全(CHF)の被験体における循環器系疾患(CVD)パネルに関するバイオマーカーの増加数を示す。
[概要]
I.緒言
II.本発明の方法および組成物による高感度検出に関する分子
A.総則
B.マーカー
III.ラベル
A.結合パートナー
1.抗体
B.蛍光部分
1.色素
2.量子ドット
C.結合パートナー−蛍光部分組成物
IV.分子の高感度分析
A.試料
B.試料調製
C.件の分子の検出および濃度の測定
V.分子の高感度分析に適した機器およびシステム
A.装置/システム
B.単一粒子分析器
1.電磁放射線源
2.キャピラリーフローセル
3.駆動力
4.検出器
C.サンプリングシステム
D.試料調製システム
E.試料の回収
VI.分子の高感度分析を用いる方法
A.方法
B.例示的マーカー
1.心臓障害
2.感染症
3.サイトカイン
a.インターロイキン1
b.インターロイキン4
c.インターロイキン6
4.炎症マーカー
a.ロイコトリエンE4
b.TGFβ
5.Akt1
6.Fasリガンド
7.VEGF
8.アミロイドベータタンパク質
C.多重マーカーパネル
1.多重バイオマーカーパネル
2.混合マーカーパネル
D.検出およびモニタリング
E.心血管バイオマーカーパネル
F.臨床的方法
VII.キット
VIII.実施例
[I.緒言]
本発明は、単一分子の高感度検出のための、および試料中の分子濃度の測定のための機器、キット、組成物および方法を提供する。いくつかの態様において、本発明の機器、組成物、方法およびキットの感度および精度は、以下のものから選択される要素の組み合わせによって達成され得るが、これらの要素に限定されない。適切な波長および出力を有する電磁波源、適切なインタロゲーション・スペース寸法、高開口数のレンズ、単一光子を検出できる検出器、ならびに単一分子をカウントするためのデータ分析システム。本発明の機器は、「単一分子検出器」または「単一粒子検出器」と呼ばれ、用語「単一分子分析器」および「単一粒子分析器」によっても包含される。いくつかの態様において、本発明のキットおよび方法の感度および精度は、本発明の機器を、以下のものから選択される要素の組み合わせと一緒に用いることによって達成されるが、これらの要素に限定されない。単一分子のレベルでの分子の検出を可能にする特性を示す、分子に対するラベル、および本明細書に記載の機器においてラベルを分析する方法。
本発明の機器、キットおよび方法は、単一分子または少数の分子の高感度かつ高精度の検出において、および試料中の分子濃度の決定に関して特に有用である。
いくつかの態様において、本発明は、単一分子の検出による分子濃度の高感度検出および測定のための機器およびキット、そのような検出および測定のためのラベル、ならびにそのような機器およびラベルを試料分析において用いる方法を提供する。特に、本発明の機器、キットおよび方法の感度および精度により、極めて低い濃度、例えば、約100、10、1、0.1、0.01または0.001フェムトモル濃度より低い濃度における、分子(例えば生物学的状態に関するマーカー)の濃度の検出および測定が可能となる。更なる態様において、本発明の機器およびキットは、試料の希釈または他の処理を必要とすることなく広いダイナミックレンジの濃度にわたって、例えば10倍、10倍または10倍より大きい濃度範囲にわたって、試料中の種の濃度、例えば分子の濃度を測定することができる。
本発明の機器、キットおよび方法の高感度により、検出感度が不足しているので従来は有用でなかったマーカー、例えば生物学的マーカーの使用が可能となる。本発明の機器、キットおよび方法の高感度は、新規のマーカーの確立も容易にし得る。生物学的状態を決定するのに有用であり得るが、マーカーの低濃度範囲の測定における現在の限界により、現在のところ実用的でない、現在入手可能な多数のマーカーが存在する。いくつかの場合において、異常に高レベルのマーカーは現在の方法によって検出可能であるが、正常範囲は知られていない。いくつかの場合において、異常に高いレベルのマーカーは現在の方法によって検出可能であるが、正常範囲は確立されていなかった。いくつかの場合において、マーカーの上方正常範囲は検出可能であるが、下方正常範囲または正常範囲より下のレベルは検出不可能である。いくつかの場合、例えば癌または感染症のマーカーにおいて、いずれのレベルのマーカーも、生物学的状態の存在を示し得、増大した検出感度は早期診断に対する利点である。いくつかの場合において、複数の時点にわたるマーカー濃度における変化速度(または変化率)または変化の欠如は、最も有用な情報を提供するが、現在の分析方法は、通常は最も処置し易い病態の初期段階におけるタイムポイントサンプリングを許容しない。いくつかの場合において、複雑な試料処理および時間を要する分析を必要とする方法のように、臨床状況において実用的または有用でない煩雑な方法によってのみ、マーカーは臨床的に有用なレベルで検出され得る。更に、現在の方法によって存在を検出することが依然として極めて困難または不可能であるほど低濃度の、生物学的状態の潜在的マーカーが存在する。
本発明の分析方法および組成物は、生物学的状態に関するマーカーの、従来はマーカーを検出できなかった濃度での検出を可能にする、従って、確認マーカーまたは限られた研究状況でのみ有用なマーカーから、診断マーカー、予後診断マーカー、治療向けマーカー、または臨床状況および/もしくは臨床試験を含む大規模臨床状況において有用な他の種類のマーカーへと、そのようなマーカーの「再目的化」を可能にするレベルの感度、精度およびロバスト性を提供する。そのような方法により、そのようなマーカーに対する正常および異常範囲の決定が可能となる。
そのように再目的化されたマーカーは、例えば、正常状態(正常範囲)の検出、(例えば、薬の投与等の処置に対する)レスポンダー(または応答者)/ノンレスポンダー(または非応答者)の検出;早期疾患または病理学的発現の検出(例えば、癌の早期検出、心虚血の早期検出);病期分類(例えば癌);疾患のモニタリング(例えば、糖尿病のモニタリング、治療後の癌の再発に関するモニタリング);疾患のメカニズムの研究;および薬物治療の毒性等の治療毒性の研究に用いられ得る。
従って、本発明は、マーカーの高感度検出のための方法および組成物、ならびにマーカーの正常および異常レベルに関する値を確立する更なる方法を提供する。更なる態様において、本発明は、マーカーに対して確立された値に基づく、診断、予後診断および/または治療の選択の方法を提供する。本発明は、そのような方法において用いるための組成物、例えば、マーカーの超高感度検出のための検出試薬も提供する。
[II.本発明の方法および組成物による高感度検出に関する分子]
本発明の機器、キットおよび方法は、複数の異なる種類の単一分子の濃度の高感度検出および決定に使用可能である。特に、機器、キットおよび方法は、生物学的状態のマーカー濃度の高感度検出および決定において有用である。「単一分子の検出」は、本明細書においてその用語を用いる場合、直接的検出および間接的検出の両方を指す。例えば、単一分子を蛍光ラベルでラベリングしてよく、分子−ラベル複合体を本明細書に記載の機器において検出してよい。別法として、単一分子を蛍光ラベルでラベリングしてよく、その後、蛍光ラベルを単一分子から分離し、ラベルを本明細書に記載の機器において検出する。用語「単一分子の検出」は、両方の検出形態を包含する。
[A.総則]
本発明の分析器および関連する方法を用いて検出され得る分子の例として以下のものが挙げられる:タンパク質、核酸、炭水化物等の生体高分子および有機および無機の小分子。本明細書に記載の機器、キットおよび方法は特に、生物学的試料中のタンパク質および小分子の単一分子の検出、ならびに試料中のそのような分子の濃度の決定において有用である。
用語「タンパク質」、「ポリペプチド」、「ペプチド」および「オリゴペプチド」は、本明細書において互いに置き換え得るように用いられ、それらの用語には、ペプチド結合によって結合した2つ又はそれより多くのアミノ酸を含む任意の組成物が含まれる。ポリペプチドには、20種の天然に存在するアミノ酸と一般に呼ばれる20種のアミノ酸以外のアミノ酸が含まれ得ることが理解され得る。また、ポリペプチドには、末端アミノ酸を含む1つまたはそれより多くのアミノ酸が含まれ得、これらは、当該技術分野において公知の方法によって(自然に、あるいは人工的に)修飾される。ポリペプチド修飾の例として、例えばグリコシル化による修飾、または他の翻訳後修飾が挙げられる。本発明のポリペプチドにおいて存在してよい修飾には以下のものが含まれるがこれらに限定されない。アセチル化、アシル化、ADP−リボシル化、アミド化、フラビンの共有結合、ヘム部分の共有結合、ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチド誘導体の共有結合、脂質または脂質誘導体の共有結合、ホスファチジルイノシトールの共有結合、架橋、環化、ジスルフィド結合の形成、脱メチル化、共有架橋の形成、シスチンの形成、ピログルタミン酸の形成、ホルミル化、γ−カルボキシル化、糖化、グリコシル化、GPIアンカーの形成、水酸化、ヨウ素(またはヨード)化、メチル化、ミリストイル化、酸化、タンパク質分解処理、リン酸化、プレニル化、ラセミ化、セレノイル化、硫酸化、アルギニル化等のタンパク質へのアミノ酸の転移RNA仲介付加およびユビキチン化。
本発明の機器、キットおよび方法によって検出された分子は遊離していてよく、または複合体の一部、例えば抗体−抗原複合体、もしくはより一般的にはタンパク質−タンパク質複合体、例えばトロポニンもしくは前立腺特異抗原(PSA)の複合体の一部であってよい。タンパク質に言及する場合、本発明は断片(またはフラグメント)、ポリペプチド、突然変異体、変異型またはそれらの複合体を検出し得ることを、当業者は理解するであろう。
[B.生物学的状態のマーカー]
いくつかの態様において、本発明は、生物学的マーカーの高感度検出、ならびに診断、予後診断および/または治療方法の決定におけるそのようなマーカーの使用のための組成物および方法を提供する。
本発明のマーカーは、例えば、生物の生物学的状態(例えば、病気の状態または病気でない状態等の病態)に関連する組成物および/もしくは分子、または組成物および/もしくは分子の複合体のいずれかであってよい。マーカーは、例えば、小分子、ポリペプチド、DNAおよびRNA等の核酸、リン脂質またはミセル等の脂質、ミトコンドリアまたは葉緑体等の細胞成分等であり得る。本発明で意図されるマーカーは、既に公知であり得、または未知であり得る。例えば、いくつかの態様において、本発明の方法は、件の生物学的状態または件の状態に関するマーカーとして使用可能である新規のポリペプチドを同定してよく、一方、他の態様において、既知のポリペプチドが、件の生物学的状態または状態に関するマーカーとして同定される。本発明のシステムを用いると、それらのマーカー、例えば生物の生物学的状態の決定に用いられる高い可能性を有するが低濃度でのみ存在するポリペプチド(病変組織から「漏れた」ポリペプチド等)を観測し得ることが可能である。有用性に関して高い可能性を有する他のマーカーまたはポリペプチドは、疾患に関連するマーカーまたはポリペプチド、例えば、腫瘍−宿主環境において発生するマーカーまたはポリペプチドであってよい。生物学的状態に関する情報を提供するいずれの適切なマーカーも、本発明の方法および組成物において使用してよい。「マーカー」には、本明細書においてその用語を用いる場合、生物からの試料において検出してよい分子であって、それらの検出または定量が生物の生物学的状態に関する情報を提供するいずれの分子も含まれる。
生物学的状態には以下のものが含まれるが、それらに限定されない。表現型の状態;生物に影響を及ぼす状態;進行状態;年齢;健康状態;病理;疾患の検出、治療もしくは病期分類;感染;毒性;または化学的要因、環境因子もしくは薬物因子(薬物反応の表現型検査、薬物毒性の表現型検査、または薬物の有効性の表現型検査等)に対する応答。
用語「生物」は、本明細書において用いる場合、少なくとも1つの細胞からなる生物を指す。生物は、単細胞生物と同じくらい単純であり得、または哺乳類と同じくらい複雑であり得る。本発明の生物は、好ましくは哺乳類である。そのような哺乳類は、例えばヒト、または霊長類(例えば、サル、チンパンジー等)、飼い慣らされた動物(例えば、イヌ、ネコ、ウマ等)、家畜(例えば、ヤギ、ヒツジ、ブタ、ウシ等)もしくは実験動物(例えば、マウス、ラット等)等の動物であり得る。好ましくは、生物はヒトである。
いくつかの態様において、本発明の方法および組成物は、複数の種類のマーカー、例えばサイトカイン、成長因子、腫瘍マーカー、炎症マーカー、内分泌マーカー、自己免疫マーカー、甲状腺マーカー、心血管マーカー、糖尿病マーカー、感染症マーカー、神経マーカー、呼吸器マーカー、消化管マーカー、筋骨格マーカー、皮膚疾患および代謝マーカーを対象としている。
表1は、本発明の方法および組成物によって測定された、これらの種類のマーカーの例を提示し、本発明の方法および組成物によって検出されたマーカーの例示的濃度、および本発明の単一粒子分析器システムによって特定のマーカーに関してカウントされる粒子の数を提示する。
Figure 0005678045
Figure 0005678045
Figure 0005678045
[1.サイトカイン]
研究および診断の両方に対して、サイトカインは、多数の状態、疾患、病理等のマーカーとして有用であり、本発明の組成物および方法は、サイトカインを検出および定量するためのラベル、ならびにサイトカインの正常レベルおよび異常レベルを決定するためにそのようなラベルを用いる方法、ならびにそのようなレベルに基づく診断、予後診断および/または治療の決定の方法を含む。
現在のところ、同調調節または非調和(discordant)調節が臨床的に興味深い100種類を超えるサイトカイン/ケモカインが存在する。特定の疾患過程をサイトカインのレベルにおける変化と関連付けるために、理想的なアプローチは、試料を、所定の1つのサイトカインまたは複数のサイトカインに関して高い感度で分析することを必要とする。現在マーカーパネルにおいて使用されており、かつ本発明の方法および組成物において使用してよい例示的サイトカインには以下のものが含まれるが、これらに限定されない。BDNF、CREB pS133、CREB Total、DR−5、EGF、ENA−78、エオタキシン、脂肪酸結合タンパク質、塩基性FGF、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、GCP−2、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子GM−CSF(GM−CSF)、成長関連癌遺伝子−ケラチノサイト(GRO−KC)、HGF、ICAM−1、IFN−α、IFN−γ、インターロイキンIL−10、IL−11、IL−12、IL−12 p40、IL−12 p40/p70、IL−12 p70、IL−13、IL−15、IL−16、IL−17、IL−18、IL−1α、IL−1β、IL−1ra、IL−1ra/IL−1F3、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、インターフェロン誘導タンパク質(10 IP−10)、JE/MCP−1、ケラチノサイト(KC)、KC/GROa、LIF、リンホタクチン、M−CSF、単球走化性タンパク質−1(MCP−1)、MCP−1(MCAF)、MCP−3、MCP−5、MDC、MIG、炎症性マクロファージ(MIP−1α)、MIP−1β、MIP−1γ、MIP−2、MIP−3β、OSM、PDGF−BB、RANTES(regulated upon activation,normal T cell expressed and secreted)、Rb(pT821)、Rb(total)、Rb pSpT249/252、Tau(pS214)、Tau(pS396)、Tau(total)、組織因子、腫瘍壊死因子−α(TNF−α)、TNF−β、TNF−RI、TNF−RII、VCAM−1ならびにVEGF。いくつかの態様において、サイトカインはIL−12p70、IL−10、IL−1α、IL−3、IL−12 p40、IL−1ra、IL−12、IL−6、IL−4、IL−18、IL−10、IL−5、エオタキシン、IL−16、MIG、IL−8、IL−17、IL−7、IL−15、IL−13、IL−2R(可溶性)、IL−2、LIF/HILDA、IL−1β、Fas/CD95/Apo−1またはMCP−1である。
[2.成長因子]
成長因子には以下のものが含まれる。アンフィレグリン、LRIG3、ベータセルリン、ニューレグリン−1/NRG1、EGF、ニューレグリン−3/NRG3、エピゲン、TGF−α、エピレグリン、TMEFF1/トモレグリン−1、HB−EGF、TMEFF2、LRIG1等のEGFリガンド;EGF R、ErbB3、ErbB2、ErbB4等のEGF R/ErbB受容体ファミリー;FGFリガンドである酸性FGF、FGF−12、塩基性FGF、FGF−13、FGF−3、FGF−16、FGF−4、FGF−17、FGF−5、FGF−19、FGF−6、FGF−20、FGF−8、FGF−21、FGF−9、FGF−22、FGF−10、FGF−23、FGF−11、KGF/FGF−7、FGF受容体であるFGF R1−4、FGF R3、FGF R1、FGF R4、FGF R2、FGF R5、FGF調節因子であるFGF−BP等のFGFファミリー;ヘッジホッグファミリーであるデザートヘッジホッグ、ソニックヘッジホッグ、インディアンヘッジホッグ;ヘッジホッグ関連分子および調節因子であるBOC、GLI−3、CDO、GSK−3α/β、DISP1、GSK−3α、Gas1、GSK−3β、GLI−1、Hip、GLI−2;IGFファミリーであるIGFリガンドのIGF−I、IGF−II、IGF−I受容体(CD221)IGF−I R、およびIGF結合タンパク質(IGFBP)ファミリーであるALS、IGFBP−5、CTGF/CCN2、IGFBP−6、Cyr61/CCN1、IGFBP−L1、エンドカン、IGFBP−rp1/IGFBP−7、IGFBP−1、IGFBP−rP10、IGFBP−2、NOV/CCN3、IGFBP−3、WISP−1/CCN4、IGFBP−4;受容体型チロシンキナーゼであるAxl、FGF R4、C1q R1/CD93、FGF R5、DDR1、Flt−3、DDR2、HGF R、Dtk、IGF−I R、EGF、R IGF−II R、Eph、INSRR、EphA1、インスリンR/CD220、EphA2、M−CSF R、EphA3、Mer、EphA4、MSP R/Ron、EphA5、MuSK、EphA6、PDGF Rα、EphA7、PDGF Rβ、EphA8、Ret、EphB1、RTK様オーファン受容体1/ROR1、EphB2、RTK様オーファン受容体2/ROR2、EphB3、SCF R/c−kit、EphB4、Tie−1、EphB6、Tie−2、ErbB2、TrkA、ErbB3、TrkB、ErbB4、TrkC、FGF、R1−4 VEGF R、FGF R1、VEGF R1/Flt−1、FGF R2、VEGF R2/KDR/Flk−1、FGF R3、VEGF R3/Flt−4;プロテオグリカンおよびプロテオグリカン調節因子であるアグリカン、ミメカン、アグリン、NG2/MCSP、バイグリカン、オステオアドヘリン(Osteoadherin)、デコリン、ポドカン、DSPG3、δ−サルコグリカン、エンドカン、シンデカン−1/CD138、エンドグリカン、シンデカン−2、エンドレペリン/パールカン、シンデカン−3、グリピカン2、シンデカン−4、グリピカン3、テスチカン(Testican)1/SPOCK1、グリピカン5、テスチカン2/SPOCK2、グリピカン6、テスチカン3/SPOCK3、ルミカン、バーシカン、プロテオグリカン調節因子、アリールスルファターゼA/ARSA、グルコサミン(N−アセチル)−6−スルファターゼ/GNS、エキソストシン−ライク2/EXTL2、HS6ST2、エキソストシン−ライク3/EXTL3、イズロン酸2−スルファターゼ/IDS、GalNAc4S−6ST;SCF、Flt−3リガンドおよびM−CSF Flt−3、M−CSF R、Flt−3リガンド、SCF、M−CSF、SCF R/c−kit;TGF−βスーパーファミリー(炎症マーカーに関して列挙されるものと同様);VEGF/PDGFファミリーであるニューロピリン−1、PlGF、ニューロピリン−2、PlGF−2、PDGF、VEGF、PDGF Rα、VEGF−B、PDGF Rβ、VEGF−C、PDGF−A、VEGF−D、PDGF−AB、VEGF R、PDGF−B、VEGF R1/Flt−1、PDGF−C、VEGF R2/KDR/Flk−1、PDGF−D、VEGF R3/Flt−4;Wnt関連分子、ディックコップ(Dickkopf)タンパク質およびWnt阻害因子であるDkk−1、Dkk−4、Dkk−2、Soggy−1、Dkk−3、WIF−1、Frizzledおよび関連タンパク質であるFrizzled−1、Frizzled−8、Frizzled−2、Frizzled−9、Frizzled−3、sFRP−1、Frizzled−4、sFRP−2、Frizzled−5、sFRP−3、Frizzled−6、sFRP−4、Frizzled−7、MFRP;WntリガンドであるWnt−1、Wnt−8a、Wnt−2b、Wnt−8b、Wnt−3a、Wnt−9a、Wnt−4、Wnt−9b、Wnt−5a、Wnt−10a、Wnt−5b、Wnt−10b、Wnt−7a、Wnt−11、Wnt−7b;他のWnt関連分子であるAPC、クレメン−2、アキシン−1、LRP−1、β−カテニン、LRP−6、ディシブルド(Dishevelled)−1、ノリン(Norrin)、ディシブルド−3、PKCβ1、グリピカン3、ピゴパス(Pygopus)−1、グリピカン5、ピゴパス−2、GSK−3α/β、R−スポンジン(Spondin)1、GSK−3α、R−スポンジン2、GSK−3β、R−スポンジン3、ICAT、RTK様オーファン受容体1/ROR1、クレメン−1、RTK様オーファン受容体2/ROR、および他の成長因子であるCTGF/CCN2、β−NGF、Cyr61/CCN1、ノリン、DANCE、NOV/CCN3、EG−VEGF/PK1、オステオクリン、ヘパソシン、PD−ECGF、HGF、プログラヌリン、LECT2、トロンボポエチン、LEDGF、WISP−1/CCN4。
[3.炎症マーカー]
炎症マーカーにはICAM−1、RANTES、MIP−2、MIP−1−β、MIP−1−αおよびMMP−3が含まれる。更なる炎症マーカーには、インテグリンであるα1β1、α2β1、α3β1、α4β1、α5β1、α6β1、α7β1、α8β1、α9β1、αVβ1、α4β7、α6β4、αDβ2、αLβ2、αMβ2、αVβ3、αVβ5、αVβ6、αVβ8、αXβ2、αIIbβ3、αIELbβ7、β−2インテグリン、β−3インテグリン、β−2インテグリン、β−4インテグリン、β−5インテグリン、β−6インテグリン、β−7インテグリン、β−8インテグリン、α−1インテグリン、α−2インテグリン、α−3インテグリン、α−4インテグリン、α−5インテグリン、α−6インテグリン、α−7インテグリン、α−8インテグリン、α−9インテグリン、α−Dインテグリン、α−Lインテグリン、α−Mインテグリン、α−Vインテグリン、α−Xインテグリン、α−IIbインテグリン、αIELbインテグリン等の接着分子;βIG−H3、メルシン(Melusin)、CD47、MEPE、CD151、オステオポンチン、IBSP/シアロタンパク質II、RAGE、IGSF8等のインテグリン関連分子;E−セレクチン、P−セレクチン、L−セレクチン等のセレクチン;CD34、GlyCAM−1、MadCAM−1、PSGL−1、ビトロネクチック、ビトロネクチン受容体、フィブロネクチン、ビトロネクチン、コラーゲン、ラミニン、ICAM−1、ICAM−3、BL−CAM、LFA−2、VCAM−1、NCAM、PECAM等のリガンドが含まれる。更なる炎症マーカーには、IFN−α、IFN−β、IFN−ε、−κ、−τ、−ζ、IFN−ω、IFN−γ、IL29、IL28AおよびIL28B、IL−1、IL−1αおよびβ、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、IL−12、IL−13、IL−14、IL−15、IL−16、IL−17、IL−18、IL−19、IL−20、IL−21、IL−22、IL−23、IL−24、IL−25、IL−26、IL−27、IL−28、IL−29、IL−30、TCCR/WSX−1等のサイトカインが含まれる。更なる炎症マーカーには、共通β鎖、IL−3Rα、IL−3Rβ、GM−CSF R、IL−5Rα、共通γ鎖/IL−2Rγ、IL−2Rα、IL−9R、IL−2Rβ、IL−4R、IL−21R、IL−15Rα、IL−7Rα/CD127、IL−1ra/IL−1F3、IL−1R8、IL−1RI、IL−1R9、IL−1RII、IL−18Rα/IL−1R5、IL−1R3/IL−1R AcP、IL−18Rβ/IL−1R7、IL−1R4/ST2 SIGIRR、IL−1R6/IL−1R rp2、IL−11Rα、IL−31RA、CNTF Rα、レプチンR、G−CSF R、LIF Rα、IL−6R、OSM Rβ、IFN−α/βR1、IFN−α/βR2、IFN−γR1、IFN−γR2、IL−10Rα、IL−10Rβ、IL−20Rα、IL−20Rβ、IL−22R、IL−17R、IL−17RD、IL−17RC、IL−17B R、IL−13Rα2、IL−23R、IL−12Rβ1、IL−12Rβ2、TCCR/WSX−1、IL−13Rα1等のサイトカイン受容体が含まれる。更なる炎症マーカーには、CCL−1、CCL−2、CCL−3、CCL−4、CCL−5、CCL−6、CCL−7、CCL−8、CCL−9、CCL−10、CCL−11、CCL−12、CCL−13、CCL−14、CCL−15、CCL−16、CCL−17、CCL−18、CCL−19、CCL−20、CCL−21、CCL−22、CCL−23、CCL−24、CCL−25、CCL−26、CCL−27、CCL−28、MCK−2、MIP−2、CINC−1、CINC−2、KC、CINC−3、LIX、GRO、胸腺ケモカイン−1、CXCL−1、CXCL−2、CXCL−3、CXCL−4、CXCL−5、CXCL−6、CXCL−7、CXCL−8、CXCL−9、CXCL−10、CXCL−11、CXCL−12、CXCL−13、CXCL−14、CXCL−15、CXCL−16、CXCL−17、XCL1、XCL2、ケメリン(Chemerin)等のケモカインが含まれる。更なる炎症マーカーには、CCR−1、CCR−2、CCR−3、CCR−4、CCR−5、CCR−6、CCR−7、CCR−8、CCR−9、CCR−10、CXCR3、CXCR6、CXCR4、CXCR1、CXCR5、CXCR2、Chem R23等のケモカイン受容体が含まれる。更なる炎症マーカーには、TNF−α、4−1BBリガンド/TNFSF9、LIGHT/TNFSF14、APRIL/TNFSF13、リンホトキシン、BAFF/TNFSF13B、リンホトキシンβ/TNFSF3、CD27リガンド/TNFSF7、OX40リガンド/TNFSF4、CD30リガンド/TNFSF8、TL1A/TNFSF15、CD40リガンド/TNFSF5、TNF−α/TNFSF1A、EDA、TNF−β/TNFSF1B、EDA−A2、TRAIL/TNFSF10、Fasリガンド/TNFSF6、TRANCE/TNFSF11、GITRリガンド/TNFSF18、TWEAK/TNFSF12等の腫瘍壊死因子(TNF)が含まれる。更なる炎症マーカーには、4−1BB/TNFRSF9、NGF R/TNFRSF16、BAFF R/TNFRSF13C、オステオプロテジェリン/TNFRSF11B、BCMA/TNFRSF17、OX40/TNFRSF4、CD27/TNFRSF7、RANK/TNFRSF11A、CD30/TNFRSF8、RELT/TNFRSF19L、CD40/TNFRSF5、TACI/TNFRSF13B、DcR3/TNFRSF6B、TNF RI/TNFRSF1A、DcTRAIL R1/TNFRSF23、TNF RII/TNFRSF1B、DcTRAIL R2/TNFRSF22、TRAIL R1/TNFRSF10A、DR3/TNFRSF25、TRAIL R2/TNFRSF10B、DR6/TNFRSF21、TRAIL R3/TNFRSF10C、EDAR、TRAIL R4/TNFRSF10D、Fas/TNFRSF6、TROY/TNFRSF19、GITR/TNFRSF18、TWEAK R/TNFRSF12、HVEM/TNFRSF14、XEDAR等のTNFスーパーファミリー受容体が含まれる。更なる炎症マーカーには、FADD、TRAF−2、RIP1、TRAF−3、TRADD、TRAF−4、TRAF−1、TRAF−6等のTNFスーパーファミリー修飾因子が含まれる。更なる炎症マーカーには急性期反応物質および急性期タンパク質が含まれる。更なる炎症マーカーには、アクチビン、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、BMP(骨形成タンパク質)、BMP−2、BMP−7、BMP−3、BMP−8、BMP−3b/GDF−10、BMP−9、BMP−4、BMP−10、BMP−5、BMP−15/GDF−9B、BMP−6、デカペンタプレジック、成長/分化因子(GDF)、GDF−1、GDF−8、GDF−3、GDF−9 GDF−5、GDF−11、GDF−6、GDF−15、GDF−7、GDNFファミリーリガンド、アルテミン、ニュールツリン、GDNF、ペルセフィン(Persephin)、TGF−β、TGF−β、TGF−β3、TGF−β1、TGF−β5、LAP(TGF−β1)、潜在型TGF−β bp1、潜在型TGF−β1、潜在型TGF−β bp2、TGF−β1.2、潜在型TGF−β bp4、TGF−β2、レフティ(Lefty)、MIS/AMH、レフティ−1、ノーダル(Nodal)、レフティ−A、アクチビンRIA/ALK−2、GFRα−1/GDNF Rα−1、アクチビンRIB/ALK−4、GFRα−2/GDNF Rα−2、アクチビンRIIA、GFRα−3/GDNF Rα−3、アクチビンRIIB、GFRα−4/GDNF Rα−4、ALK−1、MIS RII、ALK−7、Ret、BMPR−IA/ALK−3、TGF−βRI/ALK−5、BMPR−IB/ALK−6、TGF−β RII、BMPR−II、TGF−β RIIb、エンドグリン/CD105、TGF−β RIII等のTGF−βスーパーファミリーリガンドが含まれる。更なる炎症マーカーには、アムニオンレス(Amnionless)、NCAM−1/CD56、BAMBI/NMA、ノギン(Noggin)、BMP−1/PCP、NOMO、カロンテ(Caronte)、PRDC、ケルベロス(Cerberus)1、SKI、コーディン、Smad1、コーディン−ライク1、Smad2、コーディン−ライク2、Smad3、COCO、Smad4、CRIM1、Smad5、クリプト、Smad7、クロスベインレス(Crossveinless)−2、Smad8、クリプティック(Cryptic)、SOST、DAN、潜在型TGF−β bp1、デコリン、潜在型TGF−β bp2、FLRG、潜在型TGF−β bp4、フォリスタチン、TMEFF1/トモレグリン−1、フォリスタチン−ライク1、TMEFF2、GASP−1/WFIKKNRP、TSG、GASP−2/WFIKKN、TSK、グレムリン、バソリン(Vasorin)等のTGF−βスーパーファミリー調節因子が含まれる。更なる炎症マーカーには、アンフィレグリン、LRIG3、ベータセルリン、ニューレグリン−1/NRG1、EGF、ニューレグリン−3/NRG3、エピゲン、TGF−α、エピレグリン、TMEFF1/トモレグリン−1、HB−EGF、TMEFF2、LRIG1等のEGFリガンドが含まれる。更なる炎症マーカーには、EGF R、ErbB3、ErbB2、ErbB4等のEGF R/ErbB受容体ファミリーが含まれる。更なる炎症マーカーにはフィブリノゲンが含まれる。更なる炎症マーカーにはSAAが含まれる。更なる炎症マーカーには、α.1−抗トリプシン、C反応性タンパク質(CRP)、α.2−マクログロブリン、グリア線維酸性タンパク質(GFAP)、Mac−1、F4/80等のグリアマーカーが含まれる。更なる炎症マーカーにはミエロペルオキシダーゼが含まれる。更なる炎症マーカーには、C3d、C1q、C5、C4d、C4bpおよびC5a−C9等の補体マーカーが含まれる。更なる炎症マーカーには、HLA−DRおよびHLA−A、D、C等の主要組織適合遺伝子複合体(MHC)糖タンパク質が含まれる。更なる炎症マーカーには、CR3受容体、MHC I、MHC II、CD31、CD11a、CD11b、CD11c、CD68、CD45RO、CD45RD、CD18、CD59、CR4、CD45、CD64およびCD44等のミクログリアマーカーが含まれる。更なる炎症マーカーには、α.2マクログロブリン受容体、線維芽細胞成長因子、Fc γ RI、Fc γ RII、CD8、LCA(CD45)、CD18、CD59、Apo J、クラスタリン、2型プラスミノーゲン活性化因子阻害剤、CD44、マクロファージコロニー刺激因子受容体、MRP14、27E10、4−ヒドロキシノネナール−タンパク質共役(または複合体)、I.κ.B、NF.κ.B、cPLA.sub.2、COX−2、マトリクス・メタロプロテイナーゼ、膜脂質過酸化およびATPアーゼ活性が含まれる。HSPC228、EMP1、CDC42、TLE3、SPRY2、p40BBP、HSPC060もしくはNAB2、またはHSPA1A、HSPA1B、MAPRE2およびOAS1発現のダウンレギュレーション、TACE/ADAM17、α−1−酸性糖タンパク質、アンジオポエチン−1、MIF、アンジオポエチン−2、CD14、β−ディフェンシン2、MMP−2、ECF−L/CHI3L3、MMP−7、EGF、MMP−9、EMAP−II、MSP、EN−RAGE、酸化窒素、エンドセリン−1、オステオ
アクチビン/GPNMB、FPR1、PDGF、FPRL1、ペントラキシン3/TSG−14、FPRL2、Gas6、PLUNC、GM−CSF、RAGE、S100A10、S100A8、S100A9、HIF−1α、P物質、TFPI、TGF−β1、TIMP−1、TIMP−2、TIMP−3、TIMP−4、TLR4、LBP、TREM−1、ロイコトリエンA4、加水分解酵素TSG−6、リポカリン−1、uPA、M−CSF、ならびにVEGF。
[4.多岐にわたるマーカー]
腫瘍マーカーには、EGF、TNF−α、PSA、VEGF、TGF−β1、FGFb、TRAILおよびTNF−RI(p55)が含まれる。
内分泌機能マーカーには、17β−エストラジオール(E2)、DHEA、ACTH、ガストリンおよび成長ホルモン(hGH)が含まれる。
自己免疫マーカーには、GM−CSF、C−反応性タンパク質およびG−CSFが含まれる。
甲状腺機能マーカーには、環状AMP、カルシトニンおよび副甲状腺ホルモンが含まれる。
心血管マーカーには、心筋トロポニンI、心筋トロポニンT、B−ナトリウム利尿ペプチド、NT−proBNP、C−反応性タンパク質HSおよびβ−トロンボグロブリンが含まれる。
糖尿病マーカーには、C−ペプチドおよびレプチンが含まれる。
感染症マーカーには、IFN−γおよびIFN−αが含まれる。
代謝マーカーには、Bio−intact PTH(1−84)およびPTHが含まれる。
[5.生物学的状態のマーカー]
マーカーは、件の特定の表現型の状態の存在を示し得る。表現型の状態の例として以下のものが挙げられる。環境の変化、薬物治療、遺伝子操作もしくは遺伝子変異、傷害、食物の変化、加齢、または1つの生物もしくは生物の網もしくは亜網の他の何らかの(1つまたは複数の)特性に起因する表現型。
いくつかの態様において、件の表現型の状態は、臨床的に診断された疾患の状態である。そのような疾患の状態には、例えば、癌、循環器疾患、炎症性疾患、自己免疫疾患、神経疾患、感染症、妊娠に関連する障害が含まれる。別法として、健康状態がマーカーを用いて検出可能である。
癌表現型は、本発明のいくつかの要旨に含まれる。癌の例として以下のものが挙げられるが、これらに限定されない:乳癌、皮膚癌、骨肉腫、前立腺癌、肝臓癌、肺癌、脳腫瘍、喉頭癌、胆嚢癌、膵臓癌、直腸癌、副甲状腺癌、甲状腺癌、副腎癌、神経組織癌、頭部および頸部癌、結腸癌、胃癌、気管支癌、腎臓癌、基底細胞癌、潰瘍性および乳頭型の扁平上皮癌、転移性皮膚癌、骨肉腫、ユーイング肉腫、細網肉腫(veticulum cell sarcoma)、骨髄腫、巨細胞腫、小細胞肺腫瘍、非小細胞肺癌結石、島細胞腫、原発性脳腫瘍、急性および慢性のリンパ球性および顆粒球性腫瘍、有毛細胞腫瘍、腺腫、過形成、髄様癌、褐色細胞腫、粘膜神経腫、腸神経節細胞腫、過形成角膜神経腫、マルファン症候群様体質腫瘍、ウィルムス腫瘍、精上皮腫、卵巣腫瘍、平滑筋腫瘍、子宮頸部形成異常および上皮内癌、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫、軟部組織肉腫、悪性カルチノイド、局所性皮膚病変、菌状息肉腫、横紋筋肉腫、カポジ肉腫、骨肉腫および他の肉腫、悪性高カルシウム血症、腎細胞腫、真性多血症、腺癌、多形神経膠芽腫、白血病、リンパ腫、悪性黒色腫、扁平上皮癌、ならびに他の癌腫および肉腫。
本発明は癌を検出する方法を提供する。いくつかの態様において、がんには急性リンパ性白血病が含まれる。他の態様において、癌には急性骨髄性白血病が含まれる。他の態様において、癌には副腎皮質癌が含まれる。他の態様において、癌にはAIDSに関連する癌が含まれる。他の態様において、癌にはAIDSに関連するリンパ腫が含まれる。他の態様において、癌には肛門癌が含まれる。他の態様において、癌には虫垂癌が含まれる。他の態様において、癌には小児小脳星細胞腫が含まれる。他の態様において、癌には小児大脳星細胞腫が含まれる。他の態様において、癌には中枢神経系非定型奇形腫様/横紋筋肉腫様腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には、基底細胞癌または他の皮膚癌(非黒色腫)が含まれる。他の態様において、癌には肝外胆管癌が含まれる。他の態様において、癌には膀胱癌が含まれる。他の態様において、癌には、骨肉腫または悪性線維性組織球腫等の骨癌が含まれる。他の態様において、癌には脳幹部神経膠腫が含まれる。他の態様において、癌には成人脳腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には、中枢神経系非定型奇形腫様/横紋筋肉腫様腫瘍を含む脳腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には、大脳星細胞腫/悪性神経膠腫を含む脳腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には頭蓋咽頭腫脳腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には上衣芽細胞腫脳腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には上衣腫脳腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には髄芽腫脳腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には髄様上皮腫脳腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には、中間分化型松果体実質腫瘍を含む脳腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には、テント上原始神経外胚葉性腫瘍および松果体芽腫を含む脳腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には、視経路および視床下部膠腫を含む脳腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には脳および脊髄腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には乳癌が含まれる。他の態様において、癌には気管支腫瘍が含まれる。他の態様において、癌にはバーキットリンパ腫が含まれる。他の態様において、癌にはカルチノイド腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には消化管カルチノイド腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には原発不明癌が含まれる。他の態様において、癌には中枢神経系非定型奇形腫様/横紋筋肉腫様腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には中枢神経系胚芽腫が含まれる。他の態様において、癌には中枢神経系原発リンパ腫が含まれる。他の態様において、癌には小脳星細胞腫が含まれる。他の態様において、癌には大脳星細胞腫/悪性神経膠腫が含まれる。他の態様において、癌には子宮頸癌が含まれる。他の態様において、癌には小児癌が含まれる。他の態様において、癌には脊索腫が含まれる。他の態様において、癌には慢性リンパ性白血病が含まれる。他の態様において、癌には慢性骨髄性白血病が含まれる。他の態様において、癌には慢性骨髄増殖性疾患が含まれる。他の態様において、癌には結腸癌が含まれる。他の態様において、癌には結腸直腸癌が含まれる。他の態様において、癌には頭蓋咽頭腫が含まれる。他の態様において、癌には、菌状息肉腫およびセザリー症候群を含む皮膚T細胞リンパ腫が含まれる。他の態様において、癌には中枢神経系胚芽腫が含まれる。他の態様において、癌には子宮内膜癌が含まれる。他の態様において、癌には上衣芽細胞腫が含まれる。他の態様において、癌には上衣腫が含まれる。他の態様において、癌には食道癌が含まれる。他の態様において、癌にはユーイング腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には頭蓋外胚細胞腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には性腺外胚細胞腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には肝外胆管癌が含まれる。他の態様において、癌には眼内黒色腫眼癌が含まれる。他の態様において、癌には網膜芽細胞腫眼癌が含まれる。他の態様において、癌には胆嚢癌が含まれる。他の態様において、癌には胃癌(Gastric(Stomach)Cancer)が含まれる。他の態様において、癌には消化管カルチノイド腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には消化管間質腫瘍(GIST)が含まれる。他の態様において、癌には消化管間質細胞腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には頭蓋外胚細胞腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には性腺外胚細胞腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には卵巣胚細胞腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には妊娠性絨毛腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には神経膠腫が含まれる。他の態様において、癌には脳幹部神経膠腫が含まれる。他の態様において、癌には大脳星細胞腫神経膠腫が含まれる。他の態様において、癌には視経路または視床下部膠腫が含まれる。他の態様において、癌には有毛細胞白血病が含まれる。他の態様において、癌には頭部および頸部癌が含まれる。他の態様において、癌には肝細胞(肝臓)癌が含まれる。他の態様において、癌にはホジキンリンパ腫が含まれる。他の態様において、癌には下咽頭癌が含まれる。他の態様において、癌には眼内黒色腫が含まれる。他の態様において、癌には島細胞腫(内分泌膵臓(Endocrine Pancreas))が含まれる。他の態様において、癌にはカポジ肉腫が含まれる。他の態様において、癌には腎臓(腎細胞)癌が含まれる。他の態様において、癌には喉頭癌が含まれる。他の態様において、癌には急性リンパ性白血病が含まれる。他の態様において、癌には急性骨髄性白血病が含まれる。他の態様において、癌には慢性リンパ性白血病が含まれる。他の態様において、癌には慢性骨髄性白血病が含まれる。他の態様において、癌には有毛細胞白血病が含まれる。他の態様において、癌には口唇癌が含まれる。他の態様において、癌には口腔癌が含まれる。他の態様において、癌には原発性肝癌が含まれる。他の態様において、癌には非小細胞肺癌が含まれる。他の態様において、癌には小細胞肺癌が含まれる。他の態様において、癌にはAIDS関連リンパ腫が含まれる。他の態様において、癌にはバーキットリンパ腫が含まれる。他の態様において、癌には皮膚T細胞リンパ腫が含まれる。他の態様において、癌には菌状息肉腫およびセザリー症候群が含まれる。他の態様において、癌にはホジキンリンパ腫が含まれる。他の態様において、癌には非ホジキンリンパ腫が含まれる。他の態様において、癌には中枢神経系原発リンパ腫が含まれる。他の態様において、癌にはワルデンシュトレーム・マクログロブリン血症が含まれる。他の態様において、癌には、骨の悪性線維性組織球腫または骨肉腫が含まれる。他の態様において、癌には髄様上皮腫が含まれる。他の態様において、癌には黒色腫が含まれる。他の態様において、癌には眼内(眼球)黒色腫が含まれる。他の態様において、癌にはメルケル細胞癌が含まれる。他の態様において、癌には中皮腫が含まれる。他の態様において、癌には原発不明の転移性頸部扁平上皮癌が含まれる。他の態様において、癌には口腔(mouth)癌が含まれる。他の態様において、癌には多発性内分泌腫瘍症候群が含まれる。他の態様において、癌には多発性骨髄腫/形質細胞腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には菌状息肉腫が含まれる。他の態様において、癌には骨髄異形成症候群が含まれる。他の態様において、癌には骨髄異形成または骨髄増殖性疾患が含まれる。他の態様において、癌には慢性骨髄性白血病が含まれる。他の態様において、癌には急性骨髄性白血病が含まれる。他の態様において、癌には多発性骨髄腫が含まれる。他の態様において、癌には慢性骨髄増殖性疾患が含まれる。他の態様において、癌には鼻腔または副鼻腔癌が含まれる。他の態様において、癌には上咽頭癌が含まれる。他の態様において、癌には上咽頭癌が含まれる。他の態様において、癌には神経芽細胞腫が含まれる。他の態様において、癌には非ホジキンリンパ腫が含まれる。他の態様において、癌には非小細胞肺癌が含まれる。他の態様において、癌には口腔(oral)癌が含まれる。他の態様において、癌には口腔(oral cavity)癌が含まれる。他の態様において、癌には口腔咽頭癌が含まれる。他の態様において、癌には骨肉腫が含まれる。他の態様において、癌には骨の悪性線維性組織球腫が含まれる。他の態様において、癌には卵巣癌が含まれる。他の態様において、癌には上皮性卵巣癌が含まれる。他の態様において、癌には卵巣胚細胞腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には卵巣低悪性度腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には膵臓癌が含まれる。他の態様において、癌には島細胞腫膵臓癌が含まれる。他の態様において、癌には乳頭腫症が含まれる。他の態様において、癌には副鼻腔癌が含まれる。他の態様において、癌には鼻腔癌が含まれる。他の態様において、癌には副甲状腺癌が含まれる。他の態様において、癌には陰茎癌が含まれる。他の態様において、癌には咽頭癌が含まれる。他の態様において、癌には褐色細胞腫が含まれる。他の態様において、癌には中間分化型松果体実質腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には松果体芽腫またはテント上原始神経外胚葉性腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には下垂体部腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には形質細胞腫瘍/多発性骨髄腫が含まれる。他の態様において、癌には胸膜肺芽腫が含まれる。他の態様において、癌には中枢神経系原発リンパ腫が含まれる。他の態様において、癌には前立腺癌が含まれる。他の態様において、癌には直腸癌が含まれる。他の態様において、癌には腎細胞(腎臓)癌が含まれる。他の態様において、癌には腎盂および尿管の移行上皮癌が含まれる。他の態様において、癌には、15番染色体におけるNUT遺伝子に関連する呼吸器癌が含まれる。他の態様において、癌には網膜芽細胞腫が含まれる。他の態様において、癌には筋肉腫が含まれる。他の態様において、癌には唾液腺癌が含まれる。他の態様において、癌にはユーイング肉腫ファミリーの腫瘍が含まれる。他の態様において、癌にはカポジ肉腫が含まれる。他の態様において、癌には軟部組織肉腫が含まれる。他の態様において、癌には子宮肉腫が含まれる。他の態様において、癌にはセザリー症候群が含まれる。他の態様において、癌には非黒色腫皮膚癌が含まれる。他の態様において、癌には黒色腫皮膚癌が含まれる。他の態様において、癌にはメルケル細胞皮膚癌が含まれる。他の態様において、癌には小細胞肺癌が含まれる。他の態様において、癌には小腸癌が含まれる。他の態様において、癌には扁平上皮癌、例えば非黒色腫皮膚癌が含まれる。他の態様において、癌には原発不明の転移性頸部扁平上皮癌が含まれる。他の態様において、癌には胃癌(Stomach(Gastric)Cancer)が含まれる。他の態様において、癌にはテント上原始神経外胚葉性腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には皮膚T細胞リンパ腫、例えば菌状息肉腫およびセザリー症候群が含まれる。他の態様において、癌には精巣癌が含まれる。他の態様において、癌には咽頭癌が含まれる。他の態様において、癌には胸腺腫または胸腺癌が含まれる。他の態様において、癌には甲状腺癌が含まれる。他の態様において、癌には腎盂および尿管の移行上皮癌が含まれる。他の態様において、癌には妊娠性絨毛腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には原発不明癌が含まれる。他の態様において、癌には小児に特有の癌が含まれる。他の態様において、癌には尿管および腎盂の移行上皮癌が含まれる。他の態様において、癌には尿道癌が含まれる。他の態様において、癌には子宮内膜癌が含まれる。他の態様において、癌には子宮肉腫が含まれる。他の態様において、癌には膣癌が含まれる。他の態様において、癌には視経路および視床下部膠腫が含まれる。他の態様において、癌には外陰癌が含まれる。他の態様において、癌にはワルデンシュトレーム・マクログロブリン血症が含まれる。他の態様において、癌にはウィルムス腫瘍が含まれる。他の態様において、癌には女性の癌が含まれる。
循環器疾患は本発明の他の用途に含まれてよい。循環器疾患の例として以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。鬱血性心不全、高血圧、不整脈、アテローム性動脈硬化、コレステロール、ウォルフ・パーキンソン・ホワイト症候群、QT延長症候群、狭心症、頻脈、徐脈、心房細動、心室細動、鬱血性心不全、心筋虚血、心筋梗塞、心タンポナーデ、心筋炎、心膜炎、催不整脈性右心室異形成、肥大型心筋症、ウイリアムズ症候群、心臓弁膜症、心内膜炎、細菌性の肺動脈閉鎖、大動脈弁狭窄症、レイノー病、コレステロール塞栓症、ワレンベルグ症候群、ヒッペル・リンダウ病および毛細血管拡張症。
炎症性疾患および自己免疫疾患は本発明の他の態様に含まれてよい。炎症性疾患および自己免疫疾患の例としては以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。関節リウマチ、非特異的関節炎、喉頭の炎症性疾患、炎症性腸疾患、乾癬、甲状腺機能低下症(例えば橋本甲状腺機能低下症)、結腸炎(または大腸炎)、1型糖尿病、骨盤内炎症性疾患、中枢神経系の炎症性疾患、側頭動脈炎、リウマチ性多発筋痛、強直性脊椎炎、結節性多発動脈炎、ライター症候群、強皮症、全身紅斑症およびエリテマトーデス。
本発明の方法および組成物は、以下のもののマーカーを含む感染症マーカーに関する実験情報も提供し得る。アデノウイルス、百日咳菌、クラミジア肺炎、クラミジア・トラコマチス、コレラ毒素、コレラ毒素β、カンピロバクター・ジェジュニ、サイトメガロウイルス、ジフテリア毒素、エプスタイン・バーNA、エプスタイン・バーEA、エプスタイン・バーVCA、ヘリコバクター・ピロリ、B型肝炎ウイルス(HBV)コア、B型肝炎ウイルス(HBV)エンベロープ、B型肝炎ウイルス(HBV)サーフェス(Ay)、C型肝炎ウイルス(HCV)コア、C型肝炎ウイルス(HCV)NS3、C型肝炎ウイルス(HCV)NS4、C型肝炎ウイルス(HCV)NS5、A型肝炎、D型肝炎、E型肝炎ウイルス(HEV)orf2 3KD、E型肝炎ウイルス(HEV)orf2 6KD、E型肝炎ウイルス(HEV)orf3 3KD、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)−1 p24、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)−1 gp41、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)−1 gp120、ヒト・パピローマウイルス(HPV)、単純ヘルペスウイルスHSV−1/2、単純ヘルペスウイルスHSV−1 gD、単純ヘルペスウイルスHSV−2 gG、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV)−1/2、A型インフルエンザ、A(H3N2)型インフルエンザ、B型インフルエンザ、ドノバン・リーシュマニア、ライム病、おたふく風邪、肺炎マイコプラズマ、結核菌、1型パラインフルエンザ、2型パラインフルエンザ、3型パラインフルエンザ、ポリオウイルス、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、風疹、麻疹、ストレプトリジンO、破傷風毒素、梅毒トレポネーマ15kd、梅毒トレポネーマp47、クルーズトリパノソーマ、トキソプラズマおよび水疱帯状ヘルペス。
[III.ラベル]
いくつかの態様において、本発明は、分子(例えばマーカー)の高感度検出および定量のためのラベルを含む方法および組成物を提供する。
粒子混合物中の目標とする分子の検出または識別を可能にするために、その目標とする分子をラベリングすることに関して、多数の戦略が使用可能であることを、当業者は理解するであろう。ラベルは、任意の公知手法によって取り付けてよく、その手法として、ラベルとターゲットとの非特異的または特異的相互作用を利用する方法が挙げられる。ラベルは検出可能な信号を提供してよく、または電場における粒子の移動度に影響を及ぼしてよい。更に、ラベリングは直接的に又は結合パートナーを通じて達成され得る。
いくつかの態様において、ラベルは件の分子に対する結合パートナーを含み、ラベルにおいて、結合パートナーは蛍光部分に結合されている。本発明の組成物および方法は、高度に蛍光を発する部分、例えば、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると少なくとも約200個の光子を放出することができる部分を使用してよく、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは約3マイクロジュール以下である。本発明の組成物および方法に適した部分を、以下により詳細に記載する。
いくつかの態様において、本発明は、生物学的分子を検出するためのラベルであって、蛍光部分に結合された、生物学的分子に対する結合パートナーを含むラベルを提供し、蛍光部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、少なくとも約200個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、蛍光部分は複数の蛍光成分、例えば、約2〜4、2〜5、2〜6、2〜7、2〜8、2〜9、2〜10、または約3〜5、3〜6、3〜7、3〜8、3〜9もしくは3〜10の蛍光成分を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は約2〜4の蛍光成分を含む。いくつかの態様において、生物学的分子はタンパク質または小分子である。いくつかの態様において、生物学的分子はタンパク質である。蛍光成分は蛍光色素分子であり得る。いくつかの態様において、蛍光色素分子は、少なくとも1つの置換インドリウム環系であって、インドリウム環の3位の炭素における置換基が化学反応性基または共役物質を含む置換インドリウム環系を有する。いくつかの態様において、色素分子は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 680またはAlexa Fluor 700からなる群から選択されるAlexa Fluor分子である。いくつかの態様において、色素分子は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 680またはAlexa Fluor 700からなる群から選択されるAlexa Fluor分子である。いくつかの態様において、色素分子はAlexa Fluor 647色素分子である。いくつかの態様において、色素分子は、第1の種類および第2の種類の色素分子、例えば2種類の異なるAlexa Fluor分子を含有し、例えば、第1の種類および第2の種類の色素分子は異なる放射スペクトルを有する。第2の種類の色素分子に対する第1の種類の色素分子の数の比は、例えば4対1、3対1、2対1、1対1、1対2、1対3または1対4であり得る。結合パートナーは、例えば抗体であり得る。
いくつかの態様において、本発明はマーカーを検出するためのラベルを提供し、そのラベルはマーカーに対する結合パートナーおよび蛍光部分を含有し、その蛍光部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、少なくとも約200個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、蛍光部分は蛍光分子を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は、複数の蛍光分子、例えば約2〜10、2〜8、2〜6、2〜4、3〜10、3〜8または3〜6の蛍光分子を含む。いくつかの態様において、ラベルは約2〜4の蛍光分子を含む。いくつかの態様において、蛍光色素分子は、少なくとも1つの置換インドリウム環系であって、インドリウム環の3位の炭素における置換基が化学反応性基または共役物質を含む置換インドリウム環系を有する。いくつかの態様において、蛍光分子は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 680またはAlexa Fluor 700からなる群から選択される。いくつかの態様において、蛍光分子は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 680またはAlexa Fluor 700からなる群から選択される。いくつかの態様において、蛍光分子はAlexa Fluor 647分子である。いくつかの態様において、結合パートナーには抗体が含まれる。いくつかの態様において、抗体はモノクローナル抗体である。他の態様において、抗体はポリクローナル抗体である。
抗体は適切なマーカーに対して特異的であってよい。いくつかの態様において、抗体は、サイトカイン、成長因子、腫瘍マーカー、炎症マーカー、内分泌マーカー、自己免疫マーカー、甲状腺マーカー、心血管マーカー、糖尿病マーカー、感染症マーカー、神経学的マーカー、呼吸器マーカー、消化管マーカー、筋骨格マーカー、皮膚疾患および代謝マーカーからなる群から選択されるマーカーに対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるサイトカインに対して特異的である。いくつかの態様において、サイトカインは、以下のものからなる群から選択される。BDNF、CREB pS133、CREB Total、DR−5、EGF、ENA−78、エオタキシン、脂肪酸結合タンパク質、塩基性FGF、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、GCP−2、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子GM−CSF(GM−CSF)、成長関連癌遺伝子−ケラチノサイト(GRO−KC)、HGF、ICAM−1、IFN−α、IFN−γ、インターロイキン(IL−10、IL−11、IL−12、IL−12 p40、IL−12 p40/p70、IL−12 p70、IL−13、IL−15、IL−16、IL−17、IL−18、IL−1α、IL−1β、IL−1ra、IL−1ra/IL−1F3、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9等)、インターフェロン誘導タンパク質(10 IP−10)、JE/MCP−1、ケラチノサイト(KC)、KC/GROa、LIF、リンホタクチン、M−CSF、単球走化性タンパク質−1(MCP−1)、MCP−1(MCAF)、MCP−3、MCP−5、MDC、MIG、炎症性マクロファージ(MIP−1α)、MIP−1β、MIP−1γ、MIP−2、MIP−3β、OSM、PDGF−BB、RANTES(regulated upon activation,normal T cell expressed and secreted)、Rb(pT821)、Rb(total)、Rb pSpT249/252、Tau(pS214)、Tau(pS396)、Tau(total)、組織因子、腫瘍壊死因子−α(TNF−α)、TNF−β、TNF−RI、TNF−RII、VCAM−1、およびVEGF。
いくつかの態様において、サイトカインは以下のものからなる群から選択される。IL−12p70、IL−10、IL−1α、IL−3、IL−12 p40、IL−1ra、IL−12、IL−6、IL−4、IL−18、IL−10、IL−5、エオタキシン、IL−16、MIG、IL−8、IL−17、IL−7、IL−15、IL−13、IL−2R(可溶性)、IL−2、LIF/HILDA、IL−1β、Fas/CD95/Apo−1およびMCP−1。
いくつかの態様において、抗体は、マーカーである成長因子に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーである成長因子、即ちTGF−βに対して特異的である。いくつかの態様において、成長因子は、アンフィレグリン、LRIG3、ベータセルリン、ニューレグリン−1/NRG1、EGF、ニューレグリン−3/NRG3、エピゲン、TGF−α、エピレグリン、TMEFF1/トモレグリン−1、HB−EGF、TMEFF2、LRIG1等のGFリガンド;EGF R、ErbB3、ErbB2、ErbB4等のEGF R/ErbB受容体ファミリー;FGFリガンド、酸性FGF、FGF−12、塩基性FGF、FGF−13、FGF−3、FGF−16、FGF−4、FGF−17、FGF−5、FGF−19、FGF−6、FGF−20、FGF−8、FGF−21、FGF−9、FGF−22、FGF−10、FGF−23、FGF−11、KGF/FGF−7、FGF受容体であるFGF R1−4、FGF R3、FGF R1、FGF R4、FGF R2、FGF R5、FGF調節因子であるFGF−BP等のFGFファミリー;ヘッジホッグファミリーであるデザートヘッジホッグ、ソニックヘッジホッグ、インディアンヘッジホッグ;ヘッジホッグ関連分子および調節因子であるBOC、GLI−3、CDO、GSK−3α/β、DISP1、GSK−3α、Gas1、GSK−3β、GLI−1、Hip、GLI−2;IGFファミリーIGFリガンドであるIGF−I、IGF−II、IGF−I受容体(CD221)IGF−I R、およびIGF結合タンパク質(IGFBP)ファミリーALS、IGFBP−5、CTGF/CCN2、IGFBP−6、Cyr61/CCN1、IGFBP−L1、エンドカン、IGFBP−rp1/IGFBP−7、IGFBP−1、IGFBP−rP10、IGFBP−2、NOV/CCN3、IGFBP−3、WISP−1/CCN4、IGFBP−4;受容体型チロシンキナーゼであるAxl、FGF R4、C1q R1/CD93、FGF R5、DDR1、Flt−3、DDR2、HGF R、Dtk、IGF−I R、EGF、R IGF−II R、Eph、INSRR、EphA1、インスリンR/CD220、EphA2、M−CSF R、EphA3、Mer、EphA4、MSP R/Ron、EphA5、MuSK、EphA6、PDGF Rα、EphA7、PDGF Rβ、EphA8、Ret、EphB1、RTK様オーファン受容体1/ROR1、EphB2、RTK様オーファン受容体2/ROR2、EphB3、SCF R/c−kit、EphB4、Tie−1、EphB6、Tie−2、ErbB2、TrkA、ErbB3、TrkB、ErbB4、TrkC、FGF、R1−4 VEGF R、FGF R1、VEGF R1/Flt−1、FGF R2、VEGF R2/KDR/Flk−1、FGF R3、VEGF R3/Flt−4;プロテオグリカンおよび調節因子プロテオグリカンであるアグリカン、ミメカン、アグリン、NG2/MCSP、バイグリカン、オステオアドヘリン、デコリン、ポドカン、DSPG3、δ−サルコグリカン、エンドカン、シンデカン−1/CD138、エンドグリカン、シンデカン−2、エンドレペリン/パールカン、シンデカン−3、グリピカン2、シンデカン−4、グリピカン3、テスチカン1/SPOCK1、グリピカン5、テスチカン2/SPOCK2、グリピカン6、テスチカン3/SPOCK3、ルミカン、バーシカン、プロテオグリカン調節因子、アリールスルファターゼA/ARSA、グルコサミン(N−アセチル)−6−スルファターゼ/GNS、エキソストシン−ライク2/EXTL2、HS6ST2、エキソストシン−ライク3/EXTL3、イズロン酸2−スルファターゼ/IDS、GalNAc4S−6ST;SCF、Flt−3リガンドおよびM−CSFであるFlt−3、M−CSF R、Flt−3リガンド、SCF、M−CSF、SCF R/c−kit;TGF−βスーパーファミリー(炎症マーカーに関して列挙したものと同じ);VEGF/PDGFファミリーであるニューロピリン−1、PlGF、ニューロピリン−2、PlGF−2、PDGF、VEGF、PDGF Rα、VEGF−B、PDGF Rβ、VEGF−C、PDGF−A、VEGF−D、PDGF−AB、VEGF R、PDGF−B、VEGF R1/Flt−1、PDGF−C、VEGF R2/KDR/Flk−1、PDGF−D、VEGF R3/Flt−4;Wnt関連分子、ディックコップ(Dickkopf)タンパク質およびWnt阻害因子であるDkk−1、Dkk−4、Dkk−2、Soggy−1、Dkk−3、WIF−1 Frizzledおよび関連タンパク質であるFrizzled−1、Frizzled−8、Frizzled−2、Frizzled−9、Frizzled−3、sFRP−1、Frizzled−4、sFRP−2、Frizzled−5、sFRP−3、Frizzled−6、sFRP−4、Frizzled−7、MFRP WntリガンドであるWnt−1、Wnt−8a、Wnt−2b、Wnt−8b、Wnt−3a、Wnt−9a、Wnt−4、Wnt−9b、Wnt−5a、Wnt−10a、Wnt−5b、Wnt−10b、Wnt−7a、Wnt−11、Wnt−7b;他のWnt関連分子であるAPC、クレメン−2、アキシン−1、LRP−1、β−カテニン、LRP−6、ディシブルド−1、ノリン、ディシブルド−3、PKC β1、グリピカン3、ピゴパス−1、グリピカン5、ピゴパス−2、GSK−3α/β、R−スポンジン1、GSK−3α、R−スポンジン2、GSK−3β、R−スポンジン3、ICAT、RTK様オーファン受容体1/ROR1、クレメン−1、RTK様オーファン受容体2/ROR、および他の成長因子であるCTGF/CCN2、β−NGF、Cyr61/CCN1、ノリン、DANCE、NOV/CCN3、EG−VEGF/PK1、オステオクリン、ヘパソシン、PD−ECGF、HGF、プログラヌリン、LECT2、トロンボポエチン、LEDGF、またはWISP−1/CCN4である。
いくつかの態様において、抗体はマーカーである癌マーカー(腫瘍マーカー)に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体はマーカーである癌マーカー、即ちEGFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーである癌マーカー、即ちTNF−αに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるマーカー、即ちPSAに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるマーカー、即ちVEGFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるマーカー、即ちTGF−βに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるマーカー、即ちFGFbに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるマーカー、即ちTRAILに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるマーカー、即ちTNF−RI(p55)に対して特異的である。
別の態様において、抗体は、癌マーカーであるα−フェトプロテインに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるER β/NR3A2に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるErbB2に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるカリクレイン3/PSAに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるER α/NR3A1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるプロゲステロンR/NR3C3に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるA33に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるMIAに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるオーロラAに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるMMP−2に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるBcl−2に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるMMP−3に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるカドヘリン−13に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるMMP−9に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるE−カドヘリンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるNEK2に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーである炭酸脱水酵素IXに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるネスチンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるβ−カテニンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるNG2/MCSPに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるカテプシンDに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるオステオポンチンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるCD44に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるp21/CIP1/CDKN1Aに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるCEACAM−6に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるp27/Kip1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるコルヌリン(Cornulin)に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるp53に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるDPPA4に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるプロラクチンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるECM−1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるPSP94に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるEGFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるS100Bに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるEGF Rに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるS100Pに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるEMMPRIN/CD147に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるSCF R/c−kitに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーである線維芽細胞活性化タンパク質α/FAPに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるセルピンE1/PAI−1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーである酸性FGFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーである血清アミロイドA4に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーである塩基性FGFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるスルビビン(Survivin)に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるガレクチン−3に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるTEM8に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるグリピカン3に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるTIMP−1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるHIN−1/セクレトグロブリン(Secretoglobulin)3A1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるTIMP−2に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるIGF−Iに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるTIMP−3に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるIGFBP−3に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるTIMP−4に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるIL−6に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるTNF−α/TNFSF1Aに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるカリクレイン6/ニューロシンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるTRAF−4に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるM−CSFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるuPAに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるマトリプターゼ/ST14に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるuPARに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるメソテリンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるVCAM−1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるメチオニンアミノペプチダーゼに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるVEGFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、癌マーカーであるメチオニンアミノペプチダーゼ2に対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は、炎症マーカーであるマーカーに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、炎症マーカーであるマーカー、即ちICAM−1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、炎症マーカーであるマーカー、即ちRANTESに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、炎症マーカーであるマーカー、即ちMIP−2に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、炎症マーカーであるマーカー、即ちMIP−1βに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、炎症マーカーであるマーカー、即ちMIP−1αに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、炎症マーカーであるマーカー、即ちMMP−3に対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は、内分泌機能マーカーであるマーカーに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、内分泌機能マーカーであるマーカー、即ち17β−エストラジオール(E2)に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、内分泌機能マーカーであるマーカー、即ちDHEAに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、内分泌機能マーカーであるマーカー、即ちACTHに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、内分泌機能マーカーであるマーカー、即ちガストリンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、内分泌機能マーカーであるマーカー、即ち成長ホルモンに対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は、自己免疫疾患マーカーであるマーカーに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、自己免疫疾患マーカーであるマーカー、即ちGM−CSFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、自己免疫疾患マーカーであるマーカー、即ちC反応性タンパク質(CRP)に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、自己免疫疾患マーカーであるマーカー、即ちG−CSFに対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は、甲状腺機能マーカーに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、甲状腺機能マーカーである環状AMPに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、甲状腺機能マーカーに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、甲状腺機能マーカーであるカルシトニンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、甲状腺機能マーカーに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、甲状腺機能マーカーである副甲状腺ホルモンに対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は心血管機能マーカーに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、心血管機能マーカーであるB−ナトリウム利尿ペプチドに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、心血管機能マーカーであるNT−proBNPに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、心血管機能マーカーであるC反応性タンパク質、HSに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、心血管機能マーカーであるβ−トロンボグロブリンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、心血管機能マーカーである心筋トロポニンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、心血管機能マーカーである心筋トロポニンIに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、心血管機能マーカーである心筋トロポニンTに対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は糖尿病マーカーに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、糖尿病マーカーであるC−ペプチドに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、糖尿病マーカーであるレプチンに対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は感染症マーカーに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、感染症マーカーであるIFN γに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、感染症マーカーであるIFN αに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、感染症マーカーであるTREM−1に対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は代謝マーカーに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、代謝マーカーであるbio−intact PTH(1−84)に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、代謝マーカーであるPTHに対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体はマーカーであるIL−1βに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるTNF−αに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−6に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるTnI(心筋トロポニンI)に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−8に対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるAβ40に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるAβ42に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるcAMPに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるFASリガンドに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーである塩基性FGFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるGM−CSFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIFN−αに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIFN−γに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−1aに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−2に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−4に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−5に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−7に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−12に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−13に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−17に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるMCP−1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるMIP−1aに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるRANTESに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるVEGFに対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるACEに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるアクチビンAに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるアディポネクチンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるアジプシンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるAgRPに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるAKT1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるアルブミンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるベータセルリンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるボンベシンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるCD14に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるCD−26に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるCD−38に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるCD−40Lに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるCD−40sに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるCDK5に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーである補体C3に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーである補体C4に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるC−ペプチドに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるCRPに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるEGFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるE−セレクチンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるFASに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるFASLGに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるフェチュインAに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるフィブリノゲンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるグレリンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるグルカゴンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーである成長ホルモンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるハプトグロブリンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーである肝細胞成長因子に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるHGFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるICAM1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIFNGに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIGF1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−1RAに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIl−6srに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−8に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−10に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−18に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるILGFBP1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるILGFBP3に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるインスリン様成長因子1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるLEPに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるM−CSFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるMMP2に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるMMP9に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるNGFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるPAI−1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるRAGEに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるRSP4に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるレジスチンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーである性ホルモン結合グロブリンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるSOCX3に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるTGF βに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるトロンボプラスチンに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるTNF R1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるVCAM−1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるVWFに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるTSHに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるEPITOMEに対して特異的である。
いくつかの態様において、抗体は、マーカーである心筋トロポニンIに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるTREM−1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−6に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるIL−8に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるロイコトリエンT4に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるAkt1に対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるTGF−βに対して特異的である。いくつかの態様において、抗体は、マーカーであるFasリガンドに対して特異的である。
いくつかの態様において、蛍光部分は蛍光分子を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は複数の蛍光分子、例えば約2〜10、2〜8、2〜6、2〜4、3〜10、3〜8または3〜6の蛍光分子を含む。いくつかの態様において、ラベルは約2〜4の蛍光分子を含む。いくつかの態様において、蛍光分子には、少なくとも1つの置換インドリウム環系を有する分子であって、インドリウム環の3位の炭素における置換基が化学反応性基または共役物質基(conjugated substance group)を含む分子が含まれる。いくつかの態様において、蛍光分子は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 680またはAlexa Fluor 700からなる群から選択される。いくつかの態様において、蛍光分子は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 680またはAlexa Fluor 700からなる群から選択される。いくつかの態様において、蛍光分子はAlexa Fluor 647分子である。
[A.結合パートナー]
検出すべき分子、例えばマーカーの形態に対して必要な特異性(または選択性)を有する任意の適切な結合パートナーを用いてよい。分子、例えばマーカーがいくつかの異なる形態を有する場合、様々な特異性の結合パートナーが可能である。適切な結合パートナーは当該技術分野において公知であり、それには抗体、アプタマー、レクチンおよび受容体が含まれる。有用かつ多用途な結合パートナーの種類は抗体である。
[1.抗体]
いくつかの態様において、結合パートナーは、検出すべき分子に対して特異的な抗体である。用語「抗体」は、本明細書において用いられる場合、幅広い意味を有する用語であり、その通常の意味で用いられ、その用語は、天然抗体および非天然抗体を意味することが含まれるがこれらに限定されず、例えば、一本鎖抗体、キメラ抗体、二機能性抗体およびヒト化抗体、ならびにそれらの抗原結合性フラグメントが含まれる。エピトープまたは抗体が取り上げられる分子領域の選択が、例えば分子(存在する場合)または全体(例えば、全て又は実質的に全ての分子)の様々な形態に対するその特異性を決定するであろうことが理解されるであろう。
抗体を製造する方法は十分に確立されている。当業者は、例えば『Antibodies,A Laboratory Manual』(Ed HarlowおよびDavid Lane、Cold Spring Harbor Laboratory(1988)、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー)に記載されているように、多数の手法が抗体の製造に利用可能であることを理解するであろう。抗体に類似した結合性フラグメントまたはFabフラグメントもまた、様々な手法によって遺伝情報から製造され得ることも、当業者は理解するであろう(『Antibody Engineering:A Practical Approach』Borrebaeck,C.編、1995、Oxford University Press、オクスフォード;J.Immunol.第149巻、第3914〜3920頁(1992))。分子(例えばタンパク質)およびマーカーに対するモノクローナルおよびポリクローナル抗体もまた、商業的に入手可能である(R and D Systems、ミネソタ州ミネアポリス;HyTest,HyTest Ltd.、フィンランド、トゥルク;Abcam Inc.、米国マサチューセッツ州ケンブリッジ;Life Diagnostics,Inc.、米国ペンシルベニア州ウェストチェスター;Fitzgerald Industries International,Inc.、米国マサチューセッツ州01742−3049コンコード;BiosPacific、カリフォルニア州エメリービル)。
いくつかの態様において、抗体はポリクローナル抗体である。他の態様において、抗体はモノクローナル抗体である。
捕捉結合パートナーと検出結合パートナーのペア、例えば捕捉および検出抗体のペアを、本発明の態様において用いてよい。従って、いくつかの態様において、通常は2つの結合パートナー、例えば2つの抗体を使用する不均一分析プロトコルを用いる。一方の結合パートナーは、通常は固体支持体に固定化された捕捉パートナーであり、他方の結合パートナーは、通常は検出可能なラベルが結合された検出結合パートナーである。そのような抗体ペアは、上述の供給源、例えばBiosPacific(カリフォルニア州エメリービル)から入手可能である。抗体ペアは、当該技術分野において公知の方法によっても設計および製造可能である。本発明の組成物には抗体ペアが含まれ、抗体ペアの一方の要素は本明細書に記載のラベルであり、他方の要素は捕捉抗体である。
いくつかの態様において、様々な種と公差反応する抗体を、捕捉抗体、検出抗体、またはその両方として用いることが有用である。そのような態様として、例えば心臓障害のマーカーとしての心筋トロポニンの血液中への放出を測定することによる、薬物毒性の測定が挙げられる。交差反応抗体は、毒性の研究を一の種、例えばヒト以外の種において行い、その結果を、アッセイの試薬中の同じ抗体または抗体ペアを用いて、従ってアッセイ間の変動を減少させて、別の種、例えばヒトの研究または臨床的観察に直接受け渡すことを可能にする。従って、いくつかの態様において、マーカー、例えば心筋トロポニン(心筋トロポニンI等)に対する結合パートナーとして使用するための抗体の1つまたはそれより多くは、交差反応抗体であってよい。いくつかの態様において、抗体は、ヒト、サル、イヌおよびマウスからなる群から選択される少なくとも2つの種からのマーカー、例えば心筋トロポニンと交差反応する。いくつかの態様において、抗体は、ヒト、サル、イヌおよびマウスからなる群の全てからのマーカー、例えば心筋トロポニンと交差反応する。
[B.蛍光部分]
本発明において用いられるラベルのいくつかの態様において、結合パートナー、例えば抗体を、蛍光部分に結合させる。蛍光部分の蛍光は、本明細書に記載の単一分子検出器等の単一分子検出器における検出を可能にするのに十分であろう。
「蛍光部分」は、本明細書においてその用語を用いる場合、1つ又はそれより多くの蛍光成分であって、その全蛍光は、本明細書に記載の単一分子検出器において蛍光部分を検出し得るようなものである、蛍光成分を含む。従って、蛍光部分は、単一の成分(例えば量子ドットまたは蛍光分子)または複数の成分(例えば複数の蛍光分子)を含んでよい。「(蛍光)部分」が、本明細書においてその用語を用いる際に蛍光成分の群、例えば複数の蛍光色素分子を意味する場合、検出されるべき十分な蛍光を、それらの成分が1つの群として提供する限りにおいて、各個別の成分は別々に結合パートナーと結合してよく、または成分は一緒に結合してよいことが、理解されるであろう。
通常、蛍光部分の蛍光は、単一分子検出器においてバックグラウンドレベルを超えて蛍光部分を検出し得るのに十分な量子効率および光退色の欠如と、分析の所望の検出限界、確度および精度に対して必要な整合性との組み合わせを含む。例えば、いくつかの態様において、蛍光部分の蛍光は、本明細書に記載の機器において、約10、5、4、3、2、1、0.1、0.01、0.001、0.00001または0.000001pg/mlより小さい検出限界、および約20、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1%より小さい又はそれ未満の、例えば約10%またはそれ未満の変動係数で、分子、例えばマーカーを検出および/または定量し得るようなものである。いくつかの態様において、蛍光部分の蛍光は、本明細書に記載の機器において、約5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001pg/mlより小さい検出限界、および約10%より小さい変動係数で、分子、例えばマーカーを検出および/または定量し得るようなものである。
「検出限界」またはLoDは、これらの用語を本明細書において用いる場合、試料が件の物質の分子を含有すると同定し得る最も低い濃度、例えば最初の非ゼロ値を含む。それは、ゼロ値の変動および検量線の傾きによって規定可能である。例えば、分析の検出限界は、検量線を引くこと、検量線のゼロ値を決定すること、およびその値に2標準偏差を加えることによって決定してよい。この値と等しい信号を生じる件の物質の濃度は、「検出下限」濃度である。
更に、蛍光部分は、最適な分析におけるその使用に合致した特性を有する。いくつかの態様において、分析は免疫測定であり、その免疫測定において、蛍光部分は抗体に結合されている;当該部分は、他の抗体もしくはタンパク質と凝集しないような特性、または必要とされる分析確度および精度に合致するよりも多くの凝集を経験しないような特性を有しなければならない。いくつかの態様において、好ましい蛍光部分は、蛍光部分、例えば、1)高い吸収係数;2)高い量子収率;3)高い光安定性(低い光退色性);および4)件の分子(例えばタンパク質)のラベリングとの適合性の組み合わせを有し、その結果、本発明の分析器およびシステムを用いて分析し得る(例えば、件のタンパク質の沈殿、または当該部分が結合しているタンパク質の沈殿を引き起こさない)色素分子である。
本発明のいくつかの態様において有用な蛍光部分、例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子を、EM放射によって刺激される際のそれらの光子放出特性によって規定してよい。例えば、いくつかの態様において、本発明は蛍光部分、例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子を含む部分を使用し、蛍光部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約10、20、30、40、50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300、350、400、500、600、700、800、900または1000個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。レーザーの出力と色素部分の曝露時間の長さとの多数の異なる組み合わせによって全エネルギーを達成してよいことが、理解されるであろう。例えば、出力1mWのレーザーは3msの間使用してよく、出力3mWのレーザーは1msの間使用してよく、出力6mWのレーザーは0.5msの間使用してよく、出力12mWのレーザーは0.25msの間使用してよいといったことである。
いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分、例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子を使用し、その蛍光色素部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約50個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分、例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子を使用し、その蛍光色素部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約100個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分、例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子を使用し、その蛍光色素部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約150個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分、例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子を使用し、その蛍光色素部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約200個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分、例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子を使用し、その蛍光色素部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約300個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分、例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子を使用し、その蛍光色素部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約500個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。
いくつかの態様において、蛍光部分は平均で少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の蛍光成分、例えば蛍光分子を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は、平均で約2、3、4、5、6、7、8、9、10または11以下の蛍光成分、例えば蛍光分子を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は、平均で約1〜11、または約2〜10、または約2〜8、または約2〜6、または約2〜5、または約2〜4、または約3〜10、または約3〜8、または約3〜6、または約3〜5、または約4〜10、または約4〜8、または約4〜6、または約2、3、4、5、6、または約6より多くの蛍光成分を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は、平均で約2〜8の結合された蛍光部分を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は平均で約2〜6の蛍光成分を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は平均で約2〜4の蛍光成分を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は平均で約3〜10の蛍光成分を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は平均で約3〜8の蛍光成分を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は平均で約3〜6の蛍光成分を含む。「平均」は、本発明のラベル群を代表する所定の試料であって、試料が複数の結合パートナー−蛍光部分ユニットを含有する試料において、標準的な分析方法によって測定すると、結合パートナーに対する特定の蛍光成分のモル比が、規定された数または数の範囲に一致することを意味する。例えば、ラベルが、抗体である結合パートナーと、固有の吸光度を有する複数の蛍光色素分子を含む蛍光部分とを含む態様において、ラベル溶液を適切なレベルに希釈し、タンパク質(抗体)のモル濃度を決定するために280nmにおける吸光度を取得し、蛍光色素分子のモル濃度を決定するために、例えば(Alexa Fluor 647に対して)650nmにおける吸光度を取得する分光光度分析が使用可能である。前者に対する後者のモル濃度の比は、各抗体に結合された蛍光部分における蛍光成分(色素分子)の平均数を表している。
[1.色素]
いくつかの態様において、本発明は蛍光色素分子を含む蛍光部分を使用する。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素分子であって、その分子の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約50個の光子を放出することができる蛍光色素分子を使用し、レーザーは、その分子を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素分子であって、その分子の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約75個の光子を放出することができる蛍光色素分子を使用し、レーザーは、その分子を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素分子であって、その分子の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約100個の光子を放出することができる蛍光色素分子を使用し、レーザーは、その分子を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素分子であって、その分子の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約150個の光子を放出することができる蛍光色素分子を使用し、レーザーは、その分子を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素分子であって、その分子の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約200個の光子を放出することができる蛍光色素分子を使用し、レーザーは、その分子を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。
いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分(例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子)であって、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約50個の光子を放出することができる蛍光色素部分を使用し、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分(例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子)であって、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約100個の光子を放出することができる蛍光色素部分を使用し、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分(例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子)であって、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約150個の光子を放出することができる蛍光色素部分を使用し、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分(例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子)であって、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約200個の光子を放出することができる蛍光色素部分を使用し、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分(例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子)であって、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約300個の光子を放出することができる蛍光色素部分を使用し、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、本発明は、蛍光色素部分(例えば単一の蛍光色素分子または複数の蛍光色素分子)であって、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約500個の光子を放出することができる蛍光色素部分を使用し、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。
本発明の蛍光部分において用いる有用な蛍光成分の包括的でない一覧表を下記の表2に示す。いくつかの態様において、蛍光色素は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 700、Alexa Fluor 750、フルオレセイン、B−フィコエリトリン、アロフィコシアニン、PBXL−3およびQdot 605からなる群から選択される。いくつかの態様において、蛍光色素は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 700、Alexa Fluor 750、フルオレセイン、B−フィコエリトリン、アロフィコシアニン、PBXL−3およびQdot 605からなる群から選択される。
Figure 0005678045
Figure 0005678045
Figure 0005678045
本発明において用いるのに適した色素には修飾カルボシアニン色素が含まれる。そのような修飾には、カルボシアニン色素のインドリウム環の、3位の位置における反応性基または共役物質を許容する修飾が含まれる。インドリウム環の修飾は、タンパク質、核酸および他の生体高分子において、1位の位置における窒素原子を通じて結合される、構造的に類似したカルボシアニン色素でラベリングされた共役よりも、均一に、かなり多くの蛍光を発する色素共役(または複合体)を提供する。実質的に同一の波長において構造的に類似した色素より強度の大きい蛍光放射を有すること、および生体高分子と共役した際にそれらの吸収スペクトルにおいてアーチファクトが減少することに加えて、修飾カルボシアニン色素は、構造的に類似した色素よりも、優れた光安定性、およびピーク吸光度の波長における高い吸光度(減衰係数)を有する。従って、修飾カルボシアニン色素は、修飾色素およびそれらの共役を用いた分析において、より優れた感度をもたらす。好ましい修飾色素として、少なくとも1つの置換インドリウム環系を有する化合物であって、インドリウム環の3位の炭素における置換基が化学反応性基または共役物質を含む化合物が挙げられる。他の色素化合物として、アザベンズアゾリウム環部分および少なくとも1つのスルホネート部分を包含する化合物が挙げられる。本発明の種々の態様において個々の分子を検出するのに用いられ得る修飾カルボシアニン色素は、米国特許第6,977,305号に記載されており、これは、その全体を引用することによって本明細書に組み込まれる。従って、いくつかの態様において、本発明のラベルは、置換インドリウム環系を有する蛍光色素であって、インドリウム環の3位の炭素における置換基が化学反応性基または共役物質基を含む蛍光色素を利用する。
いくつかの態様において、ラベルは、1つ又はそれより多くのAlexa Fluor色素(Molecular Probes、オレゴン州ユージーン)を含む蛍光部分を有する。Alexa Fluor色素は、米国特許第6,977,305号;第6,974,874号;第6,130,101号;および第6,974,305号に開示されており、これらは、その全体を引用することによって本明細書に組み込まれる。本発明のいくつかの態様は、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 555、Alexa Fluor 610、Alexa Fluor 680、Alexa Fluor 700およびAlexa Fluor 750からなる群から選択される色素を使用する。本発明のいくつかの態様は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 700およびAlexa Fluor 750からなる群から選択される色素を使用する。本発明のいくつかの態様は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 555、Alexa Fluor 610、Alexa Fluor 680、Alexa Fluor 700およびAlexa Fluor 750からなる群から選択される色素を使用する。本発明のいくつかの態様は、Alexa Fluor 647分子を使用し、これは、約650〜660nmの間に吸収極大を有し、約660〜670nmの間に放射極大を有する。Alexa Fluor 647色素は単独で使用し、または他のAlexa Fluor色素と組み合わせて使用する。
現在入手可能な有機蛍光色素は、ポリエチレン等の親水性基を加えることによりそれらの疎水性を減じることによって、改良可能である。別法として、Alexa Fluor 647色素等の現時点でスルホン化されている有機fluorは、それらを両性イオンにすることによって酸性を減じることが可能である。修飾fluorでラベリングされた抗体等の粒子は、免疫測定において表面およびタンパク質に非特異的に結合する可能性が低く、従って、より高い感度およびより低いバックグラウンドを有する分析を可能にする。単一分子を検出するシステムの感度を高めるために、蛍光色素の特性を変更(または修飾)および改良する方法は、当該技術分野において公知である。好ましくは、修飾は、高い量子収率を保持しながらストークスシフトを改良する。
[2.量子ドット]
いくつかの態様において、本発明の分析器システムを用いて試料中の分子を検出するのに用いられる蛍光ラベル部分は量子ドットである。量子ドット(QD)は、半導体ナノ結晶または人工原子としても知られており、いずれの場所においても100〜1000の電子および2〜10nmの範囲を有する半導体結晶である。QDの中には、直径が10〜20nmであり得るものもある。QDは高い量子収率を有し、それにより、それらのQDは光学的用途に対して特に有用である。QDは、励起子の形成によって蛍光を発するフルオロフォアであり、これは、従来のフルオロフォアの励起状態に類似しているが、最大で200ナノ秒のより長い寿命を有する。この特性は、QDに低い光退色性を与える。QDのエネルギーレベルは、QDの寸法および形状、ならびにQDのポテンシャルの深さを変化させることによって制御可能である。小さい励起子QDの光学的特徴の1つは着色であり、これは、ドット寸法によって決定される。ドットが大きいほど、蛍光はより赤くなり、またはより一層スペクトルの赤色端に向かう。ドットが小さいほど、スペクトルはより青くなり、またはより一層青色端に向かう。エネルギー、従って蛍光の色を規定するバンドギャップエネルギーは、QD寸法の2乗に反比例する。QDが大きいほど、より狭い間隔の、より高いエネルギーレベルを有し、従って、QDが、より小さいエネルギーを有する光子、即ちスペクトルの赤色端により近い光子を吸収することが可能となる。ドットの放射振動数がバンドギャップに依存するので、ドットの出力波長を非常に高精度に制御することが可能である。いくつかの態様において、単一分子分析器システムで検出されるタンパク質は、QDでラベリングされる。いくつかの態様において、単一分子分析器は、1つのQDでラベリングされたタンパク質を検出するのに用いられ、フィルターを用いることにより、異なる波長で異なるタンパク質を検出することが可能となる。
QDは、広い励起特性および狭い放射特性を有し、QDは、カラーフィルタリングと共に用いられる場合、唯一つの電磁波源が、1つの試料における多数のターゲットの多重分析の間に、個々の信号を解像することを必要とする。従って、いくつかの態様において、分析器システムは、1つの連続波レーザー、および各々が1つのQDでラベリングされた粒子を含む。コロイド状に調製されたQDは浮遊しており、金属配位官能基を介して種々の分子に結合し得る。これらの群には、チオール、アミン、ニトリル、ホスフィン、ホスフィンオキシド、ホスホン酸、カルボン酸または他のリガンドが含まれるが、これらに限定されない。適切な分子を表面に結合させることによって、量子ドットはほとんど全ての溶媒中に分散もしくは溶解し得、または様々な無機および有機フィルムの中に組み込まれ得る。量子ドット(QD)は、マレイミドエステルカップリング反応によってストレプトアビジンと直接カップリングし得、またはマレイミド−チオールカップリング反応によって抗体とカップリングし得る。これにより、表面に共有結合した生体分子を有する材料がもたらされ、比活性度の高い共役を形成する。いくつかの態様において、単一分子分析器で検出されるタンパク質は、1つの量子ドットでラベリングされる。いくつかの態様において、量子ドットは直径が10〜20nmである。他の態様において、量子ドットは直径が2〜10nmである。他の態様において、量子ドットは直径が約2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nmまたは20nmである。有用な量子ドットには、QD605、QD610、QD655およびQD705が含まれる。好ましい量子ドットはQD605である。
[C.結合パートナー−蛍光部分組成物]
一般に、本発明のラベルは、蛍光部分に結合された結合パートナー、例えば抗体を含有し、それによって、本明細書に記載の機器における検出および定量に必要な蛍光を提供する。本明細書に記載の単一分子検出器における検出に適した、結合パートナーと蛍光部分とのいずれの組み合わせも、本発明におけるラベルとして用いてよい。いくつかの態様において、本発明は、生物学的状態のマーカーに対するラベルを提供し、ラベルは、マーカーに対する抗体および蛍光部分を有する。マーカーは、上述のマーカーのいずれであってもよい。抗体は、上述のいずれの抗体であってもよい。蛍光部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、ラベルが平均で少なくとも約50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300、350、400、500、600、700、800、900または1000個の光子を放出し得るように結合されてよく、レーザーは、ラベルを含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、蛍光部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、平均で少なくとも約50、100、150または200個の光子を放出し得る蛍光部分であってよく、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。蛍光部分は、置換インドリウム環系を含む構造を有する1つ又はそれより多くの色素分子であって、インドリウム環の3位の炭素における置換基が化学反応性基または共役物質基を含む色素分子を有する蛍光部分であってよい。ラベル組成物は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 700またはAlexa Fluor 750からなる群から選択される1つまたはそれより多くの色素分子を有する蛍光部分を含んでよい。ラベル組成物には、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 700またはAlexa Fluor 750からなる群から選択される1つまたはそれより多くの色素分子を有する蛍光部分を含んでよい。ラベル組成物は、Alexa Fluor 488である1つまたはそれより多くの色素分子を有する蛍光部分を含んでよい。ラベル組成物は、Alexa Fluor 555である1つまたはそれより多くの色素分子を有する蛍光部分を含んでよい。ラベル組成物は、Alexa Fluor 610である1つまたはそれより多くの色素分子を有する蛍光部分を含んでよい。ラベル組成物は、Alexa Fluor 647である1つまたはそれより多くの色素分子を有する蛍光部分を含んでよい。ラベル組成物は、Alexa Fluor 680である1つまたはそれより多くの色素分子を有する蛍光部分を含んでよい。ラベル組成物は、Alexa Fluor 700である1つまたはそれより多くの色素分子を有する蛍光部分を含んでよい。ラベル組成物は、Alexa Fluor 750である1つまたはそれより多くの色素分子を有する蛍光部分を含んでよい。
いくつかの態様において、本発明は、生物学的状態のマーカーを検出するための組成物を提供し、その組成物は、Alexa Fluor分子、例えば、マーカーに対して特異的な抗体に結合されるAlexa Fluor 647分子等の記載された群から選択されるAlexa Fluor分子を含有する。いくつかの態様において、組成物は、平均で約1〜11、または約2〜10、または約2〜8、または約2〜6、または約2〜5、または約2〜4、または約3〜10、または約3〜8、または約3〜6、または約3〜5、または約4〜10、または約4〜8、または約4〜6、または約2、3、4、5、6、または約6より多くの、マーカーに対する抗体に結合されたAlexa Fluor 647分子を含有する。いくつかの態様において、本発明は、生物学的状態のマーカーを検出するための組成物を提供し、その組成物は、平均で約1〜11、または約2〜10、または約2〜8、または約2〜6、または約2〜5、または約2〜4、または約3〜10、または約3〜8、または約3〜6、または約3〜5、または約4〜10、または約4〜8、または約4〜6、または約2、3、4、5、6、または約6より多くの、マーカーに対して特異的な抗体に結合されたAlexa Fluor 647分子を含有する。いくつかの態様において、本発明は生物学的状態のマーカーを検出するための組成物を提供し、その組成物は、平均で約2〜10の、マーカーに対して特異的な抗体に結合されたAlexa Fluor 647分子を含有する。いくつかの態様において、本発明は生物学的状態のマーカーを検出するための組成物を提供し、その組成物は、平均で約2〜8の、マーカーに対して特異的な抗体に結合されたAlexa Fluor 647分子を含有する。いくつかの態様において、本発明は生物学的状態のマーカーを検出するための組成物を提供し、その組成物は、平均で約2〜6の、マーカーに対して特異的な抗体に結合されたAlexa Fluor 647分子を含有する。いくつかの態様において、本発明は生物学的状態のマーカーを検出するための組成物を提供し、その組成物は、平均で約2〜4の、マーカーに対して特異的な抗体に結合されたAlexa Fluor 647分子を含有する。いくつかの態様において、本発明は生物学的状態のマーカーを検出するための組成物を提供し、その組成物は、平均で約3〜8の、マーカーに対して特異的な抗体に結合されたAlexa Fluor 647分子を含有する。いくつかの態様において、本発明は生物学的状態のマーカーを検出するための組成物を提供し、その組成物は、平均で約3〜6の、マーカーに対して特異的な抗体に結合されたAlexa Fluor 647分子を含有する。いくつかの態様において、本発明は生物学的状態のマーカーを検出するための組成物を提供し、その組成物は、平均で約4〜8の、マーカーに対して特異的な抗体に結合されたAlexa Fluor 647分子を含有する。
蛍光部分または蛍光部分を構成する蛍光成分の、結合パートナー(例えば抗体)との結合は、任意の適切な方法によるものであってよい;そのような方法は当該技術分野においてよく知られており、例示的方法は実施例において示される。いくつかの態様において、蛍光部分を結合パートナーに結合させて、本発明の方法において用いるラベルを形成した後に、かつ件のタンパク質をラベリングするのにそのラベルを使用する前に、濾過工程を行うことが有用である。例えば、抗体−色素ラベルを、使用前に、例えば0.2ミクロンのフィルターまたは凝集体を除去するための任意の適切なフィルターを用いて濾過してよい。本発明の分析において使用する他の試薬もまた、例えば0.2ミクロンのフィルターまたは任意の適切なフィルターを用いて濾過してよい。理論に拘束されることなく、そのような濾過によって、例えば抗体−色素ラベルの凝集体の一部が除去されると考えられる。そのような凝集体はユニットとして件のタンパク質に結合し得るが、溶出緩衝液に放出すると分散される(またはバラバラになる)可能性があるので、偽陽性が生じることがある;即ち、唯1つの件のタンパク質分子に結合した凝集体から、複数のラベルが検出されるだろう。理論にかかわらず、濾過によって、その後の分析における偽陽性が減少し、かつ確度および精度が改善されることがわかった。
免疫測定はサンドウィッチ形式をしばしば採用し、そのサンドウィッチ形式において、同じ分子(例えばマーカー)に対する結合パートナーのペア(例えば抗体)が用いられることが理解されるであろう。本発明は、結合パートナーのペア(例えば抗体)も包含し、両方の抗体は同じ分子、例えば同じマーカーに対して特異的であり、ペアの少なくとも一方の要素は、本明細書に記載のラベルである。従って、結合パートナーおよび蛍光部分を有する任意のラベルに関して、本発明は、結合パートナーのペアであって、、第1の結合パートナー(例えば抗体)はラベルの一部であり、第2の結合パートナー(例えば抗体)は通常はラベリングされておらず、捕捉結合パートナーとしてはたらく結合パートナーのペアも包含する。更に、結合パートナーのペアは、FRET分析において頻繁に用いられる。本発明において有用なFRET分析が米国特許出願第11/048,660号に記載されており、その全体を引用することによって本明細書に組み込まれ、また、本発明は、各々がFRETラベルを含む結合パートナーのペアも包含する。
[IV.分子の高感度分析]
一の要旨において、本発明は、試料中の単一分子、例えば生物学的状態のマーカー分子の存在または不存在を、i)分子が存在する場合、その分子をラベルでラベリングすること;およびii)ラベルの存在または不存在を検出することによって決定する方法を提供し、ラベルの存在の検出は、試料中に単一分子が存在していることを示す。いくつかの態様において、本方法は、約100、80、60、50、40、30、20、15、12、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.05、0.01、0.005または0.001フェムトモル濃度より小さい検出限界で分子を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100フェムトモル濃度より小さい検出限界で分子を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10フェムトモル濃度より小さい検出限界で分子を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1フェムトモル濃度より小さい検出限界で分子を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1フェムトモル濃度より小さい検出限界で分子を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01フェムトモル濃度より小さい検出限界で分子を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001フェムトモル濃度より小さい検出限界で分子を検出することができる。検出限界は、適切な標準物質、例えば米国国立標準技術研究所の参照標準物質を用いることによって規定してよい。
本方法は、試料中の分子の単一分子を検出することによって、試料中の分子、例えば生物学的状態を示すマーカーの濃度を決定する方法も提供する。単一分子を「検出すること」には、分子を直接的に又は間接的に検出することが含まれる。間接的検出の場合において、単一分子に対応するラベル、例えば単一分子に結合されるラベルを検出し得る。
いくつかの態様において、本発明は、生物学的試料中のタンパク質の単一分子の存在または不存在を決定する方法を提供し、その方法は、前記分子をラベルでラベリングすること、および単一分子検出器において前記ラベルの存在または不存在を検出することを含み、ラベルは、蛍光部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、少なくとも約200個の光子を放出し得る蛍光部分を含み、レーザーは、当該部分を含む直径約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、単一分子検出器は、1つ以下のインタロゲーション・スペースを含んでよい。試料中の単一分子の検出限界は、約10、1、0.1、0.01または0.001フェムトモル濃度より小さくてよい。いくつかの態様において、検出限界は約1フェムトモル濃度より小さい。検出は、前記蛍光部分によって放射される電磁放射線の検出を含んでよい。本方法は、電磁放射線、例えばレーザー(約2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20mWの出力を有するレーザー等)によって与えられる電磁放射線に、前記蛍光部分を曝すことを更に含む。いくつかの態様において、レーザーによる刺激は、約10〜1000マイクロ秒、または約1000、250、100、50、25または10マイクロ秒の間、インタロゲーション・スペースに光を供給する。いくつかの態様において、ラベルは、前記分子を結合するのに特異的な結合パートナー、抗体等を更に含む。いくつかの態様において、蛍光部分は蛍光色素分子(少なくとも1つの置換インドリウム環系を有する色素分子であって、インドリウム環の3位の炭素における置換基が化学反応性基または共役物質を含む色素分子等)を有する。いくつかの態様において、色素分子は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 680またはAlexa Fluor 700からなる群から選択されるAlexFluor分子である。いくつかの態様において、色素分子はAlexa Fluor 647色素分子である。いくつかの態様において、蛍光部分は複数のAlexa Fluor 647分子を含む。いくつかの態様において、複数のAlexa Fluor 647分子は約2〜4のAlexa Fluor 647分子、または約3〜6のAlexa Fluor 647分子を含む。いくつかの態様において、蛍光部分は量子ドットである。本方法は、試料中の前記タンパク質の濃度測定を更に含んでよい。
いくつかの態様において、前記ラベルの存在または不存在の検出は以下の工程を含む:(i)インタロゲーション・スペースを通して前記試料の一部を移動させる工程;(ii)前記インタロゲーション・スペースを電磁放射線に曝露させる工程であって、前記ラベルが存在する場合、前記電磁放射線は、前記蛍光部分を刺激して光子を放出させるのに十分である工程;および(iii)工程(ii)の前記曝露の間に放出される光子を検出する工程。本方法は、前記インタロゲーション・スペースにおけるバックグラウンド光子レベルを決定する工程を更に含んでよく、前記バックグラウンドレベルは、インタロゲーション・スペースが工程(ii)と同じ方法で電磁放射線に付されるがインタロゲーション・スペースにラベルが存在しない場合の、インタロゲーション・スペースの平均光子放出を表している。本発明は、工程(iii)において検出される光子の量を閾値光子レベルと比較する工程を更に含んでよく、前記閾値光子レベルは、前記バックグラウンド光子レベルの関数であり、工程(iii)において検出される、閾値レベルの光子量より多い光子量は、前記ラベルの存在を意味し、工程(iii)において検出される、閾値レベルに等しい又はそれより少ない光子の量は、前記ラベルが存在しないことを意味する。
[A.試料]
試料は任意の適切な試料であってよい。通常、試料は生物学的試料、例えば生物学的液体(または流体)である。そのような液体には、気管支肺胞洗浄液(BAL)、血液、血清、血漿、尿、鼻腔スワブ、脳脊髄液、胸膜液、滑液、腹水、羊水、胃液、リンパ液、間質液、組織ホモジネート、細胞抽出物、唾液、痰、便、生理学的分泌物、涙液、粘液、汗、母乳、精液、精漿、膣分泌物、潰瘍ならびに他の表面皮疹、水疱および膿瘍からの液体、ならびに生体の正常組織、悪性組織および疑わしい組織、または目標とする件の粒子を含み得る他の何らかの身体構成要素の生検を含む組織抽出物が含まれるが、これらに限定されない。細胞もしくは組織培養物または培養ブロス等の他の同様の検体も対象となる。
いくつかの態様において、試料は血液試料である。いくつかの態様において、試料は血漿試料である。いくつかの態様において、試料は血清試料である。いくつかの態様において、試料は尿試料である。いくつかの態様において、試料は鼻腔スワブである。いくつかの態様において、試料は細胞溶解物である。いくつかの態様において、試料は組織試料である。
[B.試料調製]
一般に、件の分子、例えば測定すべき生物学的状態のマーカーに対応するラベルを製造するいずれの試料調製方法を用いてもよく、この方法において、ラベルは、本明細書に記載の機器において検出可能である。当該技術分野において知られているように、1つ又はそれより多くの分子にラベルを加える試料調製は、均一または不均一形式で行ってよい。いくつかの態様において、試料調製は均一形式で構成される。均一形式を採用する分析器システムにおいて、結合していないラベルは試料から除去されない。例えば米国特許出願第11/048,660号を参照のこと。いくつかの態様において、件の1つの粒子または複数の粒子は、件の1つの粒子または複数の粒子に結合する、ラベリングされた1つの抗体または複数の抗体を加えることによってラベリングされる。
いくつかの態様において、不均一分析形式が用いられ、この形式において、結合していないラベルを除去するための工程が通常採用される。そのような分析形式は、当該技術分野においてよく知られている。一の特に有用な分析形式はサンドウィッチ・アッセイ、例えばサンドウィッチ免疫測定である。この形式において、件の分子、例えば生物学的状態のマーカーが、捕捉結合パートナーを用いて、例えば固体支持体上で捕捉される。その後、不要な分子および他の物質を場合により洗い落としてよく、次いで、検出結合パートナーおよび検出可能なラベル、例えば蛍光部分を有するラベルを結合する。更に洗浄して、結合していないラベルを除去し、その後、検出可能ラベルは通常、検出結合パートナーに必ずしも未だ結合されていないが、検出可能なラベルが放出される。別の態様において、試料およびラベルは、間に洗浄することなく、例えば同時に、捕捉結合パートナーに加えられる。他の変更は当業者に明らかだろう。
いくつかの態様において、件の分子、例えば生物学的状態のマーカーを検出する方法は、抗体、例えばモノクローナル抗体を捕捉結合パートナーとして用いるサンドウィッチ・アッセイを用いる。この方法は、試料中の分子を、結合表面に固定化された捕捉抗体に結合すること、および検出抗体を含むラベルをその分子に結合して「サンドウィッチ」複合体を形成することを含む。本明細書に記載されているように、ラベルは検出抗体および蛍光部分を含有し、例えば本発明の単一分子分析器を用いて検出される。捕捉抗体および検出抗体の両方が分子に特異的に結合する。サンドウィッチ免疫測定の多数の例が公知であり、いくつかはGrubbらの米国特許第4,168,146号およびTomらの米国特許第4,366,241号に記載されており、この両方は引用することにより本明細書に組み込まれる。特定のマーカーに特有の更なる例は実施例に記載する。
捕捉結合パートナーは、固体支持体、例えばマイクロタイタープレートまたは常磁性ビーズと結合してよい。いくつかの態様において、本発明は、常磁性ビーズに結合された、件の分子、例えば生物学的状態のマーカーに対する結合パートナーを提供する。捕捉することが望まれる分子に対して特異的な任意の適切な結合パートナーを用いてよい。結合パートナーは抗体、例えばモノクローナル抗体であってよい。抗体の製造および供給源は本明細書の他の箇所に記載されている。本明細書において捕捉抗体として有用であると同定された抗体は検出抗体としても有用であり得、逆もまた真であることが理解されるであろう。
結合パートナー(例えば抗体)の、固体支持体への結合は、共有結合または非共有結合であってよい。いくつかの態様において、結合は非共有結合である。当該技術分野においてよく知られている非共有結合の一例は、ビオチン−アビジン/ストレプトアビジン相互作用である。従って、いくつかの態様において、固体支持体、例えばマイクロタイタープレートまたは常磁性ビーズは、非共有結合、例えばビオチン−アビジン/ストレプトアビジン相互作用によって、捕捉結合パートナー、例えば抗体に結合される。いくつかの態様において、結合は共有結合である。従って、いくつかの態様において、固体支持体、例えばマイクロタイタープレートまたは常磁性ビーズは、共有結合によって捕捉結合パートナー、例えば抗体に結合される。
捕捉抗体は、件の分子の捕捉を最適化する方向で共有結合され得る。例えば、いくつかの態様において、結合パートナー、例えば抗体は、固体支持体、例えばマイクロタイタープレートまたは常磁性微粒子に対して配向した形式で結合される。
固体支持体に対する抗体の配向性結合のための例示的プロトコルは以下の通りである:IgGをpH5.5の0.1M酢酸ナトリウム緩衝液に溶解させて、1mg/mlの最終濃度にする。等体積の氷冷した0.1M酢酸ナトリウム中の20mM過ヨウ素酸ナトリウム(pH5.5)を加える。IgGを氷上で1/2時間酸化させる。過剰な過ヨウ素酸試薬を、0.15体積の1Mグリセロールを加えることによって急冷する。酸化反応の低分子量副生成物を、限外濾過によって除去する。酸化されたIgGフラクションを適切な濃度(通常は1ml当たり0.5マイクログラムのIgG)に希釈し、室温で少なくとも2時間、ヒドラジドで活性化されたマルチウェルプレートと反応させる。結合していないIgGは、ホウ酸塩緩衝生理食塩水または別の適切な緩衝液でマルチウェルプレートを洗浄することによって除去される。必要に応じて、保管のためにプレートを乾燥させてよい。マイクロビーズの材料がそのような結合に適している場合、マイクロビーズに関して同様のプロトコルに従ってよい。
いくつかの態様において、固体支持体はマイクロタイタープレートである。いくつかの態様において、固体支持体は常磁性ビーズである。一の例示的常磁性ビーズはストレプトアビジンC1(Dynal、650.01−03)である。他の適切なビーズは当業者に明らかであろう。抗体を常磁性ビーズに結合させる方法は、当該技術分野においてよく知られている。一例を実施例2に示す。
件の分子は、捕捉結合パートナー、例えば固体支持体に固定化された捕捉抗体に接触する。いくつかの試料調製を用いてよい;例えば血液試料からの血清の調製、または試料が捕捉抗体に接触する前の濃縮工程。免疫測定においてタンパク質を結合するためのプロトコルは当該技術分野においてよく知られており、実施例に含まれる。
結合が許容される時間は、条件に応じて変化するだろう;いくつかの状況、特に臨床状況において、より短い結合時間が望ましいことは明らかであろう。例えば常磁性ビーズの使用が、結合に要する時間を減少させ得る。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合が許容される時間は、約12、10、8、6、4、3、2もしくは1時間より短く、または約60、50、40、30、25、20、15、10もしくは5分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合が許容される時間は、約60分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合が許容される時間は、約40分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合が許容される時間は、約30分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合が許容される時間は、約20分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合が許容される時間は、約15分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合が許容される時間は、約10分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合が許容される時間は、約5分より短い。
いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば捕捉抗体に対する件の分子の粒子の結合の後に、非特異的に結合された粒子および試料中の他の望ましくない物質を洗い流して、特異的に結合した件の分子の粒子のみを実質的に残す。他の態様において、試料の追加とラベルの追加との間に洗浄を行わず、このことは試料調製時間を短縮し得る。従って、いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合と、件の分子に対するラベルの結合の両方が許容される時間は、約12、10、8、6、4、3、2もしくは1時間より短く、または約60、50、40、30、25、20、15、10もしくは5分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合と、件の分子に対するラベルの結合の両方が許容される時間は、約60分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合と、件の分子に対するラベルの結合の両方が許容される時間は、約50分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合と、件の分子に対するラベルの結合の両方が許容される時間は、約40分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合と、件の分子に対するラベルの結合の両方が許容される時間は、約30分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合と、件の分子に対するラベルの結合の両方が許容される時間は、約20分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合と、件の分子に対するラベルの結合の両方が許容される時間は、約15分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合と、件の分子に対するラベルの結合の両方が許容される時間は、約10分より短い。いくつかの態様において、捕捉結合パートナー、例えば抗体に対する件の分子の結合と、件の分子に対するラベルの結合の両方が許容される時間は、約5分より短い。
件の分子を測定するのに用いられる捕捉および信号抗体を含むいくつかの免疫測定診断試薬は、動物血清に由来し得る。他の種の免疫グロブリンに結合する能力を有する内因性ヒト異好性抗体またはヒト抗動物抗体は、10%より多くの患者の血清または血漿中に存在する。これらの血中異好性抗体は、免疫測定法を妨げ得る。サンドウィッチ免疫測定において、これらの異好性抗体は、捕捉抗体と検出(診断)抗体とを架橋し得、それによって偽陽性信号が生じ、あるいは、これらの異好性抗体は、診断抗体の結合を阻害し得、それによって偽陰性信号が生じる。競合免疫測定において、異好性抗体は、分析抗体に結合し得、件の分子に対するその分析抗体の結合を阻害し得る。異好性抗体は、特に抗種(antispecies)抗体が分離システムにおいて用いられる場合、遊離した件の分子からの抗体−件の分子複合体の分離を阻害し得、または増加させ得る。従って、これらの異好性抗体の妨害の影響は予測困難であり、異好性抗体の結合を阻害することが好都合であり得る。本発明のいくつかの態様において、免疫測定は、1つ又はそれより多くの異好性抗体阻害剤を用いて、試料から異好性抗体を激減させる工程を含む。免疫測定において試験すべき試料から異好性抗体を除去する方法は公知であり、以下の工程を含む:標本を、酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.0)中で90℃にて15分間加熱し、1200gで10分間遠心分離する;ポリエチレングリコール(PEG)を用いて異好性免疫グロブリンを沈殿させる;タンパク質Aまたはタンパク質Gを用いて標本から妨害異好性免疫グロブリンを免疫抽出する;または非免疫マウスIgGを加える。本発明の方法の態様は、単一分子検出器による分析の前の試料調製を検討する。前処理方法の妥当性を決定し得る。異好性抗体によって引き起こされる免疫測定の妨害を最小にするための生化学薬品が、市場で入手可能である。例えば、MAK33と呼ばれる製品は、h−CK−MMに対するIgG1モノクローナル抗体であり、Boehringer Mannheimから入手可能である。MAK33 plus製品は、IgG1およびIgG1−Fabの組み合わせを含有する。polyMAK33はIgG1と共に重合されたIgG1−Fabを含有し、polyMAC 2b/2aはIgG2bと共に重合されたIgG2a−Fabを含有する。Bioreclamation Inc.(ニューヨーク州イーストメドウ)は、免疫グロブリン阻害試薬として知られている異好性抗体を無効化(または失活)させるための生化学薬品の第2の商業的供給源を商っている。この製品は、多数の種、主にBalb/cマウスからのマウスIgG2a、IgG2bおよびIgG3からの免疫グロブリン(IgGおよびIgM)の製剤である。いくつかの態様において、異好性抗体は、当該技術分野において公知の方法を用いて、例えば妨害抗体をタンパク質Aまたはタンパク質Gに結合させることにより試料中の異好性抗体試料を激減させることによって、試料から免疫抽出され得る。いくつかの態様において、異好性抗体は、1つ又はそれより多くの異好性抗体阻害剤を用いて無効化可能である。異好性阻害剤は、抗アイソタイプ異好性抗体阻害剤、抗イディオタイプ異好性抗体阻害剤および抗−抗イディオタイプ異好性抗体阻害剤からなる群から選択され得る。いくつかの態様において、異好性抗体阻害剤の組み合わせが使用可能である。
ラベルは、試料の添加および洗浄と共に、またはその後に加える。抗体および他の免疫ラベルをタンパク質および他の分子に結合するためのプロトコルは、当該技術分野においてよく知られている。ラベル結合工程が捕捉結合工程から独立している場合、ラベルの結合が許容される時間は、例えば臨床的用途または他の時間に敏感な設定において重要であり得る。いくつかの態様において、ラベル、例えば抗体−色素に対する件の分子の結合が許容される時間は、約12、10、8、6、4、3、2もしくは1時間より短く、または約60、50、40、30、25、20、15、10もしくは5分より短い。いくつかの態様において、ラベル、例えば抗体−色素に対する件の分子の結合が許容される時間は、約60分より短い。いくつかの態様において、ラベル、例えば抗体−色素に対する件の分子の結合が許容される時間は、約50分より短い。いくつかの態様において、ラベル、例えば抗体−色素に対する件の分子の結合が許容される時間は、約40分より短い。いくつかの態様において、ラベル、例えば抗体−色素に対する件の分子の結合が許容される時間は、約30分より短い。いくつかの態様において、ラベル、例えば抗体−色素に対する件の分子の結合が許容される時間は、約20分より短い。いくつかの態様において、ラベル、例えば抗体−色素に対する件の分子の結合が許容される時間は、約15分より短い。いくつかの態様において、ラベル、例えば抗体−色素に対する件の分子の結合が許容される時間は、約10分より短い。いくつかの態様において、ラベル、例えば抗体−色素に対する件の分子の結合が許容される時間は、約5分より短い。過剰なラベルを洗浄によって除去する。
いくつかの態様において、ラベルは件のタンパク質から溶出されない。他の態様において、ラベルは件のタンパク質から溶出される。好ましい溶出緩衝液は、有意なバックグラウンドが生じることなくラベルを放出するのに有効である。溶出緩衝液が静菌性である場合が有用である。本発明において用いられる溶出緩衝液は、カオトロープ、緩衝液、マイクロタイタープレートの表面を覆うためのアルブミンおよび比較的低いバックグラウンドを生じる様に選択される界面活性剤を含み得る。カオトロープには、尿素、グアニジン化合物、または他の有用なカオトロープが含まれ得る。緩衝液には、ホウ酸塩緩衝生理食塩水または他の有用な緩衝液が含まれ得る。タンパク質キャリアには、例えばアルブミン(ヒト、ウシまたは魚アルブミン等)、IgG、または他の有用なキャリアが含まれ得る。界面活性剤には、Tween 20、Triton X−100、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)その他を含むイオン性または非イオン性洗剤が含まれ得る。
もう1つの態様において、固相結合分析は、競合的結合分析であり得る。そのような方法の1つは以下の通りである。第1に、結合表面において固定化された捕捉抗体が、i)試料中の件の分子、例えば生物学的状態のマーカー、およびii)検出可能なラベルを含む分子(検出試薬)のラベリングされた類似物によって競合的に結合される。第2に、単一分子分析器を用いてラベルの量を測定する。もう1つのそのような方法は以下の通りである。第1に、検出可能なラベルを有する抗体(検出試薬)を、i)試料中の件の分子、例えば生物学的状態のマーカー、およびii)結合表面に固定化された分子(捕捉試薬)の類似物と、競合的に結合させる。第2に、単一分子分析器を用いてラベルの量を測定する。本明細書において、「分子の類似物」は、捕捉抗体に結合させるための分子と競合する種を意味する。競合免疫測定の例は、Deutschらの米国特許第4,235,601号、Liottaの米国特許第4,442,204号およびBuechlerらの米国特許第5,208,535号に開示されており、それらの全ては引用することによって本明細書に組み込まれる。
[C.件の分子の検出および濃度の測定]
溶出の後に、ラベルは、例えば溶出緩衝液中で、単一分子検出器を通って流れる。処理試料は、ラベルを含まなくてよく、単一のラベルを含んでよく、または複数のラベルを含んでよい。ラベルの数は、捕捉工程の間に捕捉された件の分子、例えば生物学的状態のマーカーの分子数に一致または比例(試料の希釈またはフラクションが用いられる場合)する。
件の分子と共に用いられるラベルを検出し得るいずれの適切な単一分子検出器を用いてもよい。適切な単一分子検出器は本明細書に記載されている。通常、検出器は、調製された試料をサンプリングするための自動サンプラー、および場合により試料を回収するための回収システムを有するシステムの一部であろう。
いくつかの態様において、処理試料は、キャピラリーフローシステムを利用する単一分子分析器において分析され、その単一分子分析器は、キャピラリーフローセル、処理試料が通過するキャピラリー内のインタロゲーション・スペースを照射するためのレーザー、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するための検出器、およびインタロゲーション・スペースを通って処理試料を移動させるための駆動力源を有する。いくつかの態様において、単一分子分析器は、処理試料がインタロゲーション・スペースを通って移動する際にその処理試料から放射される光を集光する顕微鏡対物レンズ、例えば高開口数の顕微鏡対物レンズを更に有する。いくつかの態様において、レーザーおよび検出器は共焦点配置にある。いくつかの態様において、レーザーは連続波レーザーである。いくつかの態様において、検出器はアバランシェフォトダイオード検出器である。いくつかの態様において、駆動力源は圧力を供給するためのポンプである。いくつかの態様において、本発明は、複数の試料を自動的にサンプリングし得るサンプリングシステムであって、試料容器とインタロゲーション・スペースとの間の流体連結を与えるサンプリングシステムを有する分析器システムを提供する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約0.001〜500pL、または約0.01pL〜100pL、または約0.01pL〜10pL、または約0.01pL〜5pL、または約0.01pL〜0.5pL、または約0.02pL〜約300pL、または約0.02pL〜約50pL、または約0.02pL〜約5pL、または約0.02pL〜約0.5pL、または約0.02pL〜約2pL、または約0.05pL〜約50pL、または約0.05pL〜約5pL、または約0.05pL〜約0.5pL、または約0.05pL〜約0.2pL、または約0.1pL〜約25pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約0.004pL〜100pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは、約0.02pL〜50pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約0.001pL〜10pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約0.001pL〜10pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約0.01pL〜5pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約0.02pL〜約5pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約0.05pL〜5pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約0.05pL〜10pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約0.5pL〜約5pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約0.02pL〜約0.5pLの体積を有する。
いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約1μmより大きい、約2μmより大きい、約3μmより大きい、約4μmより大きい、約5μmより大きい、約10μmより大きい、約15μmより大きい、約30μmより大きい、約50μmより大きい、約75μmより大きい、約100μmより大きい、約150μmより大きい、約200μmより大きい、約250μmより大きい、約300μmより大きい、約400μmより大きい、約500μmより大きい、約550μmより大きい、約600μmより大きい、約750μmより大きい、約1000μmより大きい、約2000μmより大きい、約4000μmより大きい、約6000μmより大きい、約8000μmより大きい、約10000μmより大きい、約12000μmより大きい、約13000μmより大きい、約14000μmより大きい、約15000μmより大きい、約20000μmより大きい、約30000μmより大きい、約40000μmより大きい、または約50000μmより大きい体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは、体積が約50000μmより小さく、約40000μmより小さく、約30000μmより小さく、約20000μmより小さく、約15000μmより小さく、約14000μmより小さく、約13000μmより小さく、約12000μmより小さく、約11000μmより小さく、約9500μmより小さく、約8000μmより小さく、約6500μmより小さく、約6000μmより小さく、約5000μmより小さく、約4000μmより小さく、約3000μmより小さく、約2500μmより小さく、約2000μmより小さく、約1500μmより小さく、約1000μmより小さく、約800μmより小さく、約600μmより小さく、約400μmより小さく、約200μmより小さく、約100μmより小さく、約75μmより小さく、約50μmより小さく、約25μmより小さく、約20μmより小さく、約15μmより小さく、約14μmより小さく、約13μmより小さく、約12μmより小さく、約11μmより小さく、約10μmより小さく、約5μmより小さく、約4μmより小さく、約3μmより小さく、約2μmより小さく、または約1μmより小さい。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースの体積は、約1μm〜約10000μmである。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは、約1μm〜約1000μmである。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは、約1μm〜約100μmである。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは、約1μm〜約50μmである。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは、約1μm〜約10μmである。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは、約2μm〜約10μmである。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは、約3μm〜約7μmである。
いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器はキャピラリーフローシステムを利用し、かつキャピラリーフローセルと、処理試料が通過するキャピラリーの中のインタロゲーション・スペースを照射するための連続波レーザーと、処理試料がインタロゲーション・スペースを通過する際にその処理試料から放射される光を集光する高開口数顕微鏡対物レンズと、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器と、インタロゲーション・スペースを通って処理試料を移動させるための圧力を提供するポンプとを有し、インタロゲーション・スペースは約0.02pL〜約50pLである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器はキャピラリーフローシステムを利用し、かつキャピラリーフローセルと、処理試料が通過するキャピラリーの中のインタロゲーション・スペースを照射するための連続波レーザーと、処理試料がインタロゲーション・スペースを通過する際にその処理試料から放射される光を集光する高開口数顕微鏡対物レンズ(レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する)と、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器と、インタロゲーション・スペースを通って処理試料を移動させるための圧力を提供するポンプとを有し、インタロゲーション・スペースは約0.004pL〜約100pLである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器はキャピラリーフローシステムを利用し、かつキャピラリーフローセルと、処理試料が通過するキャピラリーの中のインタロゲーション・スペースを照射するための連続波レーザーと、処理試料がインタロゲーション・スペースを通過する際にその処理試料から放射される光を集光する高開口数顕微鏡対物レンズ(レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する)と、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器と、インタロゲーション・スペースを通って処理試料を移動させるための圧力を提供するポンプとを有し、インタロゲーション・スペースは約0.05pL〜約10pLである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器はキャピラリーフローシステムを利用し、かつキャピラリーフローセルと、処理試料が通過するキャピラリーの中のインタロゲーション・スペースを照射するための連続波レーザーと、処理試料がインタロゲーション・スペースを通過する際にその処理試料から放射される光を集光する高開口数顕微鏡対物レンズ(レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する)と、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器と、インタロゲーション・スペースを通って処理試料を移動させるための圧力を提供するポンプとを有し、インタロゲーション・スペースは約0.05pL〜約5pLである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器はキャピラリーフローシステムを利用し、かつキャピラリーフローセルと、処理試料が通過するキャピラリーの中のインタロゲーション・スペースを照射するための連続波レーザーと、処理試料がインタロゲーション・スペースを通過する際にその処理試料から放射される光を集光する高開口数顕微鏡対物レンズ(レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する)と、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器と、インタロゲーション・スペースを通って処理試料を移動させるための圧力を提供するポンプとを有し、インタロゲーション・スペースは約0.5pL〜約5pLである。これらの態様のいずれにおいても、分析器は最大で1つのインタロゲーション・スペースを含んでよい。
いくつかの態様において、2008年12月18日に出願された米国特許出願第12/338,955号(発明の名称「単一分子検出のための走査分析器および使用方法」)に開示されているように、単一分子検出器は走査分析器システムを有する。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料が入っている試料プレートに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ(レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する)、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための、可動鏡を有する走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約1μm〜約10000μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ(レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する)、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約1μm〜約1000μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ(レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する)、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約1μm〜約100μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ(レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する)、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約1μm〜約10μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ(レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する)、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約2μm〜約10μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ(レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する)、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約2μm〜約8μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ(レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する)、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約3μm〜約7μmである。これらの態様のいずれにおいても、分析器は1つのインタロゲーション・スペースのみを有し得る。
他の態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料が入っている試料プレートに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための、可動鏡を有する走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約1μm〜約10000μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約1μm〜約1000μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約1μm〜約100μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約1μm〜約10μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約2μm〜約10μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約2μm〜約8μmである。いくつかの態様において、本発明の方法において用いられる単一分子検出器は、試料プレート、試料内に配置されるインタロゲーション・スペースに向けられる連続波レーザー、インタロゲーション・スペースが試料を通って移動する際に試料から放射される光を集光する高開口数の顕微鏡対物レンズ、インタロゲーション・スペースから放射される放射線を検出するためのアバランシェフォトダイオード検出器、および試料を通ってインタロゲーション・スペースを移動させるための走査モーターを使用し、インタロゲーション・スペースは約3μm〜約7μmである。これらの態様のいずれにおいても、分析器は1つのインタロゲーション・スペースのみを有し得る。
いくつかの態様において、単一分子検出器は、試料中の件の分子に対する濃度を決定することができ、試料は、少なくとも約100倍、または1000倍、または10,000倍、または100,000倍、または300,000倍、または1,000,000倍、または10,000,000倍、または30,000,000倍の範囲にわたる濃度に及び得る。
いくつかの態様において、本発明の方法は、検出器に導入される第1の試料と第2の試料との間の、被分析物濃度における約50%、40%、30%、20%、15%または10%より小さい差を検出できる単一分子検出器を使用し、分析器に導入される第1の試料および第2の試料の体積は約100、90、80、70、60、50、40、30、20、15、10、5、4、3、2または1μlより小さく、被分析物は、約100、90、80、70、60、50、40、30、20、15、10、5、4、3、2または1フェムトモル濃度より低い濃度で存在する。いくつかの態様において、本発明の方法は、検出器に導入される第1の試料と第2の試料との間の、被分析物濃度における約50%より小さい差を検出できる単一分子検出器を使用し、分析器に導入される第1の試料および第2の試料の体積は約100μlより小さく、被分析物は、約100フェムトモル濃度より低い濃度で存在する。いくつかの態様において、本発明の方法は、検出器に導入される第1の試料と第2の試料との間の、被分析物濃度における約40%より小さい差を検出できる単一分子検出器を使用し、分析器に導入される第1の試料および第2の試料の体積は約50μlより小さく、被分析物は、約50フェムトモル濃度より低い濃度で存在する。いくつかの態様において、本発明の方法は、検出器に導入される第1の試料と第2の試料との間の、被分析物濃度における約20%より小さい差を検出できる単一分子検出器を使用し、分析器に導入される第1の試料および前記第2の試料の体積は約20μlより小さく、被分析物は、約20フェムトモル濃度より低い濃度で存在する。いくつかの態様において、本発明の方法は、検出器に導入される第1の試料と第2の試料との間の、被分析物濃度における約20%より小さい差を検出できる単一分子検出器を使用し、分析器に導入される第1の試料および前記第2の試料の体積は約10μlより小さく、被分析物は、約10フェムトモル濃度より低い濃度で存在する。いくつかの態様において、本発明の方法は、検出器に導入される第1の試料と第2の試料との間の、被分析物濃度における約20%より小さい差を検出できる単一分子検出器を使用し、分析器に導入される第1の試料および前記第2の試料の体積は約5μlより小さく、被分析物は、約5フェムトモル濃度より低い濃度で存在する。いくつかの態様において、本発明の方法は、検出器に導入される第1の試料と第2の試料との間の、被分析物濃度における約20%より小さい差を検出できる単一分子検出器を使用し、分析器に導入される第1の試料および前記第2の試料の体積は約5μlより小さく、被分析物は、約50フェムトモル濃度より低い濃度で存在する。
単一分子検出器およびシステムを、以下により詳細に記載する。本発明の方法において有用な単一分子分析器の更なる態様、例えば、1つより多くのインタロゲーション窓を有する検出器、動電学または電気泳動の流れを利用する検出器等は、米国特許出願第11/048,660号において見ることができ、その全体を引用することによって本明細書に組み込まれる。
測定の間に機器を洗浄してよい。いくつかの態様において、キャピラリーのコンディショニングを保持するため;即ちキャピラリー表面を試料間で相対的に一定に保って変動を少なくするために、試料の塩濃度および界面活性剤濃度を保持する洗浄緩衝液を用いてよい。
本発明の機器および方法の極めて高い感度に寄与する特徴は、ラベルを検出およびカウントする方法であり、いくつかの態様において、それらのラベルは、検出すべき単一分子に結合されており、または、より一般的には、検出すべき単一分子に一致する。簡潔に言うと、キャピラリーを通って流れる又は試料プレートに入っている処理試料は、キャピラリーの所定のインタロゲーション・スペースに、ラベルにおいて用いられる蛍光部分に適した励起波長で光を放射するレーザーからのEM放射を既定の時間受けさせること、およびその時間の間に放出される光子を検出することによって、一連の検出イベントに有効に分割される。各々の既定の時間は「ビン」である。あるビンにおいて検出される光子の総数が所定の閾値レベルを上回る場合、検出イベントはそのビンに対して記録される(即ち、ラベルが検出された)。光子の総数が所定の閾値レベルにない場合、検出イベントは記録されない。いくつかの態様において、処理試料濃度は、大部分の検出イベントに関して検出イベントが唯1つのラベルが窓を通過することを意味する程度に十分希薄であり、このことは原試料における件の単一の分子に対応し、即ち、ほとんどの検出イベントは、1つのビンにおける1つより多くのラベルを意味しない。いくつかの態様において、処理試料中のより高いラベル濃度(即ち2つ又はそれより多くのラベルが単一の検出イベントとして検出される可能性がもはや取るに足らないものでない濃度)を正確に検出することを可能にするために、更なる改良が適用される。
他のビン時間が本発明の範囲から逸脱することなく用いられ得るが、いくつかの態様において、ビン時間は約1マイクロ秒〜約5msの範囲で選択される。いくつかの態様において、ビン時間は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、250、300、400、500、600、700、750、800、900、1000、2000、3000、4000または5000マイクロ秒より長い。いくつかの態様において、ビン時間は約2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、250、300、400、500、600、700、750、800、900、1000、2000、3000、4000または5000マイクロ秒より短い。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜1000マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜750マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜500マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜250マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜100マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜50マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜40マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜30マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜25マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜20マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜10マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜7.5マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1〜5マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約5〜500マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約5〜250マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約5〜100マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約5〜50マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約5〜20マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約5〜10マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約10〜500マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約10〜250マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約10〜100マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約10〜50マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約10〜30マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約10〜20マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約2マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約3マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約4マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約5マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約6マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約7マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約8マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約9マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約10マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約11マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約12マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約13マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約14マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約5マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約15マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約16マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約17マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約18マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約19マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約20マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約25マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約30マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約40マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約50マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約100マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約250マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約500マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約750マイクロ秒である。いくつかの態様において、ビン時間は約1000マイクロ秒である。
いくつかの態様において、試料中の粒子−ラベル複合体の濃度の決定には、バックグラウンド・ノイズレベルの決定が含まれる。いくつかの態様において、バックグラウンド・ノイズレベルは、平均ノイズレベルまたは二乗平均平方根ノイズから決定される。他の場合において、通常のノイズ値または統計値が選択される。多くの場合、ノイズはポアソン分布に従うと予想される。
従って、ラベルがインタロゲーション・スペースに直面すると、ラベルはレーザービームに照射されて光子のバーストを発生する。ラベルによって放出される光子は、試料中に存在するバックグラウンド・ノイズの量からなる所定の閾値エネルギーレベルより大きいエネルギーを有する光子のバーストのみを考慮することによって、バックグラウンド光またはバックグラウンド・ノイズ放射と区別される。バックグラウンド・ノイズは通常、例えば、試料中に存在するラベリングされていない粒子の固有の蛍光、分析のための試料調製において用いられる緩衝液または希釈剤の固有の蛍光、ラマン散乱および電子ノイズによって生じる低振動数放射を含む。いくつかの態様において、バックグラウンド・ノイズに割り当てられる値は、複数のビンにおいて検出される平均バックグラウンド信号ノイズとして計算され、それらのビンは、所定の長さの時間の間にインタロゲーション・スペースにおいて検出される光子信号の測定である。従って、いくつかの態様において、バックグラウンド・ノイズは、各試料に対してその試料に固有の数として計算される。
バックグラウンド・ノイズの値を仮定すると、閾値エネルギーレベルを割り当てることができる。上で議論したように、閾値は、(ラベルの蛍光に起因する)真の信号をバックグラウンド・ノイズと区別するために決定される。ランダムなノイズからの偽陽性信号の数を最小にし、それと共に拒絶される真の信号の数も最小にするように、閾値の選択に注意を払わなければならない。


閾値を選択する方法には、ノイズレベルより大きい固定値を決定すること、およびノイズ信号の分布に基づいて閾値を計算することが含まれる。一の態様において、閾値は、バックグラウンドレベルよりも固定された数の標準偏差分大きい値に設定される。ノイズのポアソン分布を仮定すると、この方法を用いて、実験の時間経過と共に偽陽性信号の数を見積もることができる。いくつかの態様において、閾値レベルは、バックグラウンド・ノイズより4σ大きい値として計算される。例えば、平均バックグラウンド・ノイズレベルが200個の光子であると仮定すると、分析器システムによって、200個の光子である平均バックグラウンド・ノイズレベルより4√200大きい閾値レベルは256個の光子であると定められる。従って、いくつかの態様において、試料中のラベルの濃度の決定には閾値レベルの規定が含まれ、その閾値レベルより大きい光子信号がラベルの存在を示す。反対に、閾値レベルのエネルギーより大きくないエネルギーレベルを有する光子信号は、ラベルが存在しないことを意味する。
試料濃度を決定するために多数のビン測定が行われ、ラベルの存在または不存在が各ビン測定に対して確認される。通常、60,000回またはそれより多くの測定を1分で行うことができる(例えば、ビンサイズが1msである態様において、ビンサイズが小さいほど、測定数はそれに対応してより大きくなる(例えば、10マイクロ秒のビンサイズに対して1分当たり6,000,000回の測定))。従って、単一の測定は重要でなく、本方法は、広い誤差範囲に備えている。ラベルを含有していないと測定されたビン(「ノー」ビン)は考慮されず、ラベルを含有していると測定されたビン(「イエス」ビン)において行われた測定のみが、処理試料中のラベル濃度の決定に考慮される。「ノー」ビンまたはラベルを有しないビンにおいて行われる測定を考慮に入れないことにより、ノイズに対する信号の割合および測定の確度が増加する。従って、いくつかの態様において、試料中のラベルの濃度の決定には、ラベルの存在を反映するビン測定の検出が含まれる。
ノイズに対する信号の割合または分析器システムの感度は、粒子−ラベル複合体が検出されるビン測定の間にバックグラウンド・ノイズが検出される時間を最小にすることによって増大させることができる。例えば、1ミリ秒の間継続し、その間に1つの粒子−ラベル複合体が検出されるビン測定において、250マイクロ秒の内にインタロゲーション・スペースを通過する場合、1ミリ秒の内750マイクロ秒はバックグラウンド・ノイズ放射を検出するのに費やされる。ノイズに対する信号の割合は、ビン時間を短くすることによって改良可能である。いくつかの態様において、ビン時間は1ミリ秒である。他の態様において、ビン時間は750、500、250マイクロ秒、100マイクロ秒、50マイクロ秒、25マイクロ秒または10マイクロ秒である。他のビン時間は本明細書に記載されているとおりである。
測定に影響を及ぼす他の要因は、蛍光部分の輝度または薄暗さ(dimness)、流速およびレーザー出力である。ラベルの検出を可能にする関連要因の種々の組み合わせは、当業者に明らかであろう。いくつかの態様において、ビン時間を、流速を変化させることなく調節する。ビン時間が減少するにつれて、ビン時間の間にインタロゲーション・スペースに供給される全エネルギーを一定に保持するために、インタロゲーション・スペースに向けられるレーザー出力を増加させなければならないことを、当業者は理解するであろう。例えば、ビン時間が1000マイクロ秒から250マイクロ秒に減少する場合、第1の近似として、レーザー出力は約4倍増加しなければならない。これらの設定によって、従来の設定を仮定して1000μsの間にカウントされる光子の数と同じ数の光子を、250μsの間に検出することが可能となり、かつ、より小さいバックグラウンド、即ちより高い感度で試料をより速く分析することが可能となる。更に、試料の処理を加速するために流速を調節してよい。これらの数は単に例示的なものであり、当業者は、所望の結果を達成するために必要に応じてパラメータを調節し得る。
いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは、試料ストリームの全断面を包含する。インタロゲーション・スペースが試料ストリームの全断面を包含する場合、規定された長さの時間においてカウントされるラベルの数および試料ストリームの断面を通過する体積のみが、処理試料中のラベルの濃度を計算するのに必要とされる。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは試料ストリームの断面積より小さく規定され得、それは例えば、インタロゲーション・スペースがレーザービームによって照射されるスポットの寸法によって規定されることによる。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは、分析器の開口部306(図1A)または358および359(図1B)を調節して、対物レンズによって検出器に結像される照射体積を小さくすることによって規定可能である。インタロゲーション・スペースが試料ストリームの断面積より小さく規定される態様において、ラベル濃度は、既知の標準物質濃度の1つ又はそれより多くの試料を用いて得られる検量線から、複合体によって放射される信号を内挿することによって決定され得る。更に他の態様において、ラベル濃度は、測定された粒子を内部ラベル標準と比較することによって決定され得る。希釈された試料を分析する態様において、出発試料中の件の分子の濃度計算において希釈係数が考慮される。
上で議論したように、インタロゲーション・スペースが試料ストリームの全断面を包含する場合、規定の長さの時間(ビン)において試料ストリームの断面を通過するラベルのカウント数、およびビンにおいてインタロゲートされた試料の体積のみが、試料濃度を計算するのに必要とされる。「イエス」ビンに含まれるラベルの総数が決定され、処理試料中のラベルの濃度を決定するために、分析において用いられるビンの総数によって表される試料体積と関連付けられる。従って、一の態様において、処理試料中のラベル濃度の決定には、「イエス」ビンで検出されるラベルの総数を決定すること、および検出されたラベルの総数を分析された全試料体積と関連付けることが含まれる。分析される全試料体積は、特定の時間間隔においてキャピラリーフローセルを通過してインタロゲーション・スペースを横切る試料体積である。別法として、試料中のラベル複合体の濃度は、多数のビンにおいてラベルによって放射される信号を検量線から内挿することによって決定され、その検量線は、同じ数のビンにおけるラベルによって放射される信号を、既知の濃度のラベルを含有する標準試料により決定することによって得られる。
いくつかの態様において、ビンにおいて検出される個々のラベルの数は、処理試料中の粒子の相対濃度に関連する。比較的低い濃度、例えば約10−16Mより低い濃度において、ラベルの数は、ビンにおいて検出される光子信号に比例する。従って、ラベル濃度が低い場合、光子信号はデジタル信号として与えられる。比較的高い濃度、例えば約10−16Mより高い濃度において、2つ又はそれより多くのラベルがほぼ同じ時間にインタロゲーション・スペースを横切って、1個としてカウントされる尤度(または可能性)が有意になるので、ラベルに対する光子信号の比例関係は失われる。従って、いくつかの態様において、約10−16Mより高濃度の試料中の個々の粒子は、ビン測定の時間の長さを短くすることによって分割される。
別法として、他の態様において、任意の一のビンに存在する複数の粒子によって放出される全光子信号を検出する。これらの態様により、ダイナミックレンジが少なくとも3、3.5、4、4.5、5.5、6、6.5、7、7.5、8logである、または8logより大きい本発明の単一分子検出器が可能となる。
「ダイナミックレンジ」は、本明細書においてその用語を用いる場合、濃度の異なる一連の試料の濃度を変化させるための希釈または他の処理を必要とすることなく機器によって定量化してよい試料濃度の範囲を意味し、ここで、濃度は、目的とする用途に適した確度で決定される。例えば、マイクロタイタープレートが、1つのウェルにおいて、件の被分析物に関して濃度が1フェムトモル濃度の試料を含有し、別のウェルにおいて、件の被分析物に関して濃度が10,000フェムトモル濃度の試料を含有し、かつ第3のウェルにおいて、被分析物に関して濃度が100フェムトモル濃度の試料を含有する場合、ダイナミックレンジが少なくとも4logで定量下限が1フェムトモル濃度の機器は、濃度を調節するための更なる処理、例えば希釈を必要とすることなく、全ての試料の濃度を正確に定量することができる。確度は、標準的な方法によって、例えば、ダイナミックレンジにわたる濃度の一連の標準物質を用いて検量線を作図することによって決定してよい。得られる検量線をフィッティングする標準的な基準、例えば約0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98または0.99より大きいrを、確度の基準として用いてよい。
検出器からのデータを分析する方法を変更することによって、および/または検出器とインタロゲーション・スペースとの間で減衰器を用いることによって、ダイナミックレンジの増大が達成される。処理試料が十分に低濃度で、その結果、ビンにおける各検出イベント、即ち閾値レベルを上回る各光子バースト(「イベント光子」)が唯1つのラベルを表す可能性が高い、範囲の下端において、データが分析されて検出イベントが単一分子としてカウントされる。それにより、上述のように、各ビンは、ラベルの存在に関して単純な「イエス」または「ノー」として分析される。2つ又はそれより多くのラベルが1つのビンに占める尤度(または可能性)が有意になる、より高濃度の処理試料に関して、かなりの数のビンにおけるイベント光子の数が、1つのラベルに対して予想される数より実質的に大きいことがわかり、例えば、かなりの数のビンにおけるイベント光子の数は、1つのラベルに対して予想されるイベント光子の数の2倍、3倍またはそれより多くに一致する。これらの試料に関して、機器は、そのデータ分析方法を、処理試料のビンに関してイベント光子の総数を積分する方法に変更する。この合計は、全てのビンに存在するラベルの総数に比例するだろう。大部分のビンにおいて多数のラベルが存在する、より一層高濃度の処理試料に関して、バックグラウンド・ノイズは各ビンからの全信号の有意でない部分になり、機器は、そのデータ分析方法を、ビン毎の全光子(バックグラウンドを含む)をカウントする方法に変更する。検出器に達する光の強度が、減衰器を用いなければ正確に光子をカウントするための検出器の能力を超えるような濃度、即ち検出器が飽和するような濃度である場合、フローセルと検出器との間で減衰器を使用することによって、ダイナミックレンジをより一層増大させることができる。
機器は、検出器からの入力を受け、測定中の試料に適した分析方法を決定し、そしてそのような分析に基いて値を出力するデータ分析システムを有してよい。データ分析システムは、減衰器が機器に含まれる場合、減衰器を使用する又は使用しないという指示を更に出力してよい。
そのような方法を用いることによって、機器のダイナミックレンジは飛躍的に増大し得る。従って、いくつかの態様において、機器は、約1000(3log)、10,000(4log)、100,000(5log)、350,000(5.5log)、1,000,000(6log)、3,500,000(6.5log)、10,000,000(7log)、35,000,000(7.5log)または100,000,000(8log)より大きいダイナミックレンジにわたって試料濃度を測定し得る。いくつかの態様において、機器は、約100,000(5log)より大きいダイナミックレンジにわたって試料濃度を測定し得る。いくつかの態様において、機器は、約1,000,000(6log)より大きいダイナミックレンジにわたって試料濃度を測定し得る。いくつかの態様において、機器は、約10,000,000(7log)より大きいダイナミックレンジにわたって試料濃度を測定し得る。いくつかの態様において、機器は、約1〜10フェムトモル濃度から少なくとも約1000;10,000;100,000;350,000;1,000,000;3,500,000;10,000,000;または35,000,000フェムトモル濃度のダイナミックレンジにわたって試料濃度を測定し得る。いくつかの態様において、機器は、約1〜10フェムトモル濃度から少なくとも約10,000フェムトモル濃度のダイナミックレンジにわたって試料濃度を測定し得る。いくつかの態様において、機器は、約1〜10フェムトモル濃度から少なくとも約100,000フェムトモル濃度のダイナミックレンジにわたって試料濃度を測定し得る。いくつかの態様において、機器は、約1〜10フェムトモル濃度から少なくとも約1,000,000フェムトモル濃度のダイナミックレンジにわたって試料濃度を測定し得る。いくつかの態様において、機器は、約1〜10フェムトモル濃度から少なくとも約10,000,000のダイナミックレンジにわたって試料濃度を測定し得る。
いくつかの態様において、本発明の分析器または分析器システムは、1ナノモル濃度、または1ピコモル濃度、または1フェムトモル濃度、または1アトモル濃度、または1ゼプトモル濃度より小さい検出限界で被分析物、例えばバイオマーカーを検出し得る。いくつかの態様において、バイオマーカーが試料中で1ナノモル濃度、または1ピコモル濃度、または1フェムトモル濃度、または1アトモル濃度、または1ゼプトモル濃度より低い濃度で存在する場合、かつ各試料の寸法が約100、50、40、30、20、10、5、2、1、0.1、0.01、0.001または0.0001μlより小さい場合、分析器または分析器システムは、一の試料から別の試料への、1つの被分析物または複数の被分析物、例えば1つのバイオマーカー又は複数のバイオマーカーの約0.1%、1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%または80%より小さい濃度変化を検出し得る。いくつかの態様において、被分析物が約1ピコモル濃度より低い濃度で存在する場合、かつ各試料の寸法が約50μlより小さい場合、分析器または分析器システムは、第1の試料から第2の試料への、被分析物の約20%より小さい濃度変化を検出し得る。いくつかの態様において、被分析物が約100フェムトモル濃度より低い濃度で存在する場合、かつ各試料の寸法が約50μlより小さい場合、分析器または分析器システムは、第1の試料から第2の試料への、被分析物の約20%より小さい濃度変化を検出し得る。いくつかの態様において、被分析物が約50フェムトモル濃度より低い濃度で存在する場合、かつ各試料の寸法が約50μlより小さい場合、分析器または分析器システムは、第1の試料から第2の試料への、被分析物の約20%より小さい濃度変化を検出し得る。いくつかの態様において、被分析物が約5フェムトモル濃度より低い濃度で存在する場合、かつ各試料の寸法が約50μlより小さい場合、分析器または分析器システムは、第1の試料から第2の試料への、被分析物の約20%より小さい濃度変化を検出し得る。いくつかの態様において、被分析物が約5フェムトモル濃度より低い濃度で存在する場合、かつ各試料の寸法が約5μlより小さい場合、分析器または分析器システムは、第1の試料から第2の試料への、被分析物の約20%より小さい濃度変化を検出し得る。いくつかの態様において、被分析物が約1フェムトモル濃度より低い濃度で存在する場合、かつ各試料の寸法が約5μlより小さい場合、分析器または分析器システムは、第1の試料から第2の試料への、被分析物の約20%より小さい濃度変化を検出し得る。
本発明の単一分子検出器は、変動係数(CV)が非常に小さい高感度な方法で件の分子を検出し得る。いくつかの態様において、CVは約50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%より小さく、または約1%より小さい。いくつかの態様において、CVは約50%より小さい。いくつかの態様において、CVは約40%より小さい。いくつかの態様において、CVは約30%より小さい。いくつかの態様において、CVは約25%より小さい。いくつかの態様において、CVは約20%より小さい。いくつかの態様において、CVは約15%より小さい。いくつかの態様において、CVは約10%より小さい。いくつかの態様において、CVは約5%より小さい。いくつかの態様において、CVは約1%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約100pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約50pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約40pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約30pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約20pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約15pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約10pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約5pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約1pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約0.05pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約0.01pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約10pg/mlより小さく、かつCVは約50%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約10pg/mlより小さく、かつCVは約25%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約10pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約10pg/mlより小さく、かつCVは約5%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約10pg/mlより小さく、かつCVは約1%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約5pg/mlより小さく、かつCVは約100%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約5pg/mlより小さく、かつCVは約50%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約5pg/mlより小さく、かつCVは約25%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約5pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約5pg/mlより小さく、かつCVは約5%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約5pg/mlより小さく、かつCVは約1%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約1pg/mlより小さく、かつCVは約100%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約1pg/mlより小さく、かつCVは約50%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約1pg/mlより小さく、かつCVは約25%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約1pg/mlより小さく、かつCVは約10%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約1pg/mlより小さく、かつCVは約5%より小さい。いくつかの態様において、検出限界(LOD)は約1pg/mlより小さく、かつCVは約1%より小さい。
[V.分子の高感度分析に適した機器およびシステム]
本発明の方法は、高感度分析機器、例えば単一分子検出器を利用する。そのような単一分子検出器には以下に記載する態様が含まれる。
いくつかの態様において、本発明は、試料中の単一タンパク質分子を検出するための分析器システムキットを提供し、前記システムには、試料中の単一タンパク質分子、ならびに蛍光部分およびタンパク質分子に対する結合パートナーを含む少なくとも1つのラベルを検出するための分析器システムが含まれ、そのシステムにおいて、分析器は、蛍光部分を刺激するための電磁放射線源;ラベルを通過させるためのキャピラリーフローセル;キャピラリーフローセルにおいてラベルを移動させるための駆動力源;電磁波源から放射される電磁放射線を受け取るための、キャピラリーフローセル内に規定されたインタロゲーション・スペース;および刺激された蛍光部分の電磁気学的特性を測定するための、インタロゲーション・スペースに操作可能に接続された電磁放射線検出器を有し、蛍光部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、少なくとも約200個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは約3マイクロジュール以下である。
本発明の分析器キットの一の態様を図15に表す。キットは、タンパク質分子に対する結合パートナーと蛍光部分とを有する、タンパク質分子に対するラベルを含む。キットは、単一タンパク質分子を検出するための分析器システム(300)を更に含み、その分析器システムは、蛍光部分を刺激するための電磁放射線源301、ラベルを通過させるためのキャピラリーフローセル313;キャピラリーフローセルにおいてラベルを移動させるための駆動力源(図示せず);電磁波源から放射される電磁放射線を受け取るための、キャピラリーフローセル内に規定されたインタロゲーション・スペース314(図2A);および刺激された蛍光部分の電磁気学的特性を測定するための、インタロゲーション・スペースに操作可能に接続された電磁放射線検出器309を有し、蛍光部分は、当該部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、少なくとも約200個の光子を放出することができ、レーザーは、当該部分を含む直径が約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、電磁放射線源301からのビーム311は、顕微鏡対物レンズ315によって焦点が合わせられて、キャピラリーフローセル313内に1つのインタロゲーション・スペース314(図2A)を形成する。いくつかの態様において、顕微鏡対物レンズは0.7、0.8、0.9または1.0に等しい又はそれより大きい開口数を有してよい。
分析器システムキットのいくつかの態様において、分析器は、1つ以下のインタロゲーション・スペースを有する。いくつかの態様において、電磁放射線源は、少なくとも約3、5、10または20mWの出力を有するレーザーである。いくつかの態様において、蛍光部分は蛍光分子を含有する。いくつかの態様において、蛍光分子は、少なくとも1つの置換インドリウム環系を有する色素分子であって、インドリウム環の3位の炭素における置換基が化学反応性基または共役物質を含む色素分子等の、色素分子である。いくつかの態様において、蛍光部分は量子ドットである。いくつかの態様において、電磁放射線源は、発光ダイオードまたは連続波レーザー等の連続波電磁放射線源である。いくつかの態様において、駆動力は圧力である。いくつかの態様において、検出器はアバランシェフォトダイオード検出器である。いくつかの態様において、分析器は、前記インタロゲーション・スペース上にレーザービームを偏向させるため、および前記刺激された色素分子を結像するための共焦点光学配置(図1、3に示す)を利用し、前記共焦点光学配置は、少なくとも約0.8の開口数の対物レンズを有する。いくつかの態様において、分析器は、複数の試料を自動的にサンプリングすることができ、かつ試料容器と前記インタロゲーション・スペースとの間の流体連結を与えることができるサンプリングシステムを更に有する。いくつかの態様において、分析器システムは、前記インタロゲーション・スペースに流体連結した試料回収システムを更に有し、前記回収システムは、実質的に全ての前記試料を回収し得る。いくつかの態様において、キットには、システムの使用に関する取扱説明書が更に含まれる。
[A.装置/システム]
一の要旨において、本明細書に記載の方法は、試料中の単一分子を検出し得る分析器システムを使用する。一の態様において、分析器システムは、蛍光ラベリングされた粒子の単一分子検出が可能であり、分析器システムは、分析器システムのサンプリングシステムに流体接続されるキャピラリーフローセルの内部に規定されたインタロゲーション・スペースに単一粒子が存在する場合に、電磁放射線源による曝露に応答して励起された蛍光ラベルによって放射されるエネルギーを検出する。分析器システムの更なる態様において、単一粒子は、駆動力によってキャピラリーフローセルのインタロゲーション・スペースを通って移動する。分析器システムのもう1つの態様において、自動サンプリングシステムは、試料を分析器システムに導入するために分析器システムに含まれてよい。分析器システムのもう1つの態様において、試料調製システムは、試料を調製するために分析器システムに含まれてよい。別の態様において、分析器システムは、分析が完了した後に試料の少なくとも一部を回収するための試料回収システムを有してよい。
一の要旨において、分析器システムは、蛍光ラベルでラベリングされた単一粒子を励起させるための電磁放射線源を含んでなる。一の態様において、分析器システムの電磁放射線源はレーザーである。別の態様において、電磁放射線源は連続波レーザーである。
通常の態様において、電磁放射線源は、ラベルがキャピラリーフローセルのインタロゲーション・スペースを通過する際に、ラベルに結合された蛍光部分を励起させる。いくつかの態様において、蛍光ラベル部分は、1つ又はそれより多くの蛍光色素分子を含む。いくつかの態様において、蛍光ラベル部分は量子ドットである。本明細書に記載のいずれの蛍光部分も、ラベルにおいて用いてよい。
キャピラリーフローセルの内部に設けられたインタロゲーション・スペースをラベルが通過する際に、ラベルは電磁放射線に曝露される。インタロゲーション・スペースは通常、サンプリングシステムに流体接続される。いくつかの態様において、ラベルは、分析器システムを通ってラベルを前進させるための駆動力によって、キャピラリーフローセルのインタロゲーション・スペースを通過する。インタロゲーション・スペースは、放射源から放射される電磁放射線を受け取る様に配置される。いくつかの態様において、サンプリングシステムは、人間のオペレーターから介入されることなく複数の試料をサンプリングし得る自動サンプリングシステムである。
ラベルはインタロゲーション・スペースを通過し、電磁放射線源によって励起されると、検出可能な量のエネルギーを放射する。一の態様において、電磁放射線検出器は、インタロゲーション・スペースに操作可能に接続される。電磁放射線検出器は、ラベル、例えばラベルの蛍光部分によって放射されるエネルギーを検出し得る。
分析器システムの更なる態様において、システムは試料調製メカニズムを更に含み、そのメカニズムにおいて、分析器システムによる分析のために、試料を部分的に又は完全に調製してよい。分析器システムのいくつかの態様において、試料は、システムによって分析した後に廃棄する。他の態様において、分析器システムは、試料回収メカニズムを更に有し、それによって、試料の少なくとも一部、または別法として試料の全て若しくは実質上全てを、分析後に回収してよい。そのような態様において、試料は、試料の源(または起点)に戻すことができる。いくつかの態様において、試料は、試料マイクロタイタープレートにおけるマイクロタイターウェルに戻すことができる。分析器システムは通常、検出された信号を収集し、報告(または記録)するためのデータ取得システムを更に含んでなる。
[B.単一粒子分析器]
図1Aに示すように、分析器システム300の一の態様をここで説明する。分析器システム300は、電磁放射線源301、鏡302、レンズ303、キャピラリーフローセル313、顕微鏡対物レンズ305、開口部306、検出器レンズ307、検出器フィルター308、単一光子検出器309、および場合により検出器に接続されるプロセッサ310を有する。
操作において、電磁放射線源301は、その出力311が鏡302の正面312で反射されるように配置される。レンズ303は、キャピラリーフローセル313における単一のインタロゲーション・スペース(インタロゲーション・スペース314の実例となる一例を図2Aに示す)において、ビーム311の焦点を合わせる。顕微鏡対物レンズ305は、試料粒子からの光を集め、開口部306にビームの像を形成する。開口部306は、キャピラリーフローセル313のインタロゲーション・スペースにおける標本によって放射される、集光され得る光のフラクションに影響を及ぼす。検出器レンズ307は、開口部306を通過する光を集め、検出器フィルター308を通過した後に、検出器309のアクティブ領域上に光の焦点を合わせる。検出器フィルター308は、粒子に結合される励起された蛍光部分によって放射される信号を最大にしながら、光散乱または周辺光に起因する異常なノイズ信号を最小にする。プロセッサ310は、本明細書に記載の方法によって粒子からの光信号を処理する。
一の態様において、顕微鏡対物レンズ305は高開口数の顕微鏡対物レンズである。本明細書において用いられる場合、「高開口数のレンズ」には、開口数が0.6に等しい又はそれより大きいレンズが含まれる。開口数は、高度に回折された像形成光線の、対物レンズによって捕捉される数の尺度である。開口数が大きいほど、より多くの斜光線が対物レンズに入ることが可能になり、それによって、より解像度の高い像が形成される。更に、像の輝度は、開口数が高くなるにつれて増加する。高い開口数のレンズは、種々の製造業者から商業的に入手可能であり、約0.6に等しい又はそれより大きい開口数を有する任意の1つのレンズを、分析器システムに使用してよい。いくつかの態様において、レンズは約0.6〜約1.3の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは約0.6〜約1.0の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは約0.7〜約1.2の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは約0.7〜約1.0の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは約0.7〜約0.9の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは約0.8〜約1.3の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは約0.8〜約1.2の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは約0.8〜約1.0の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは少なくとも約0.6の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは少なくとも約0.7の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは少なくとも約0.8の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは少なくとも約0.9の開口数を有する。いくつかの態様において、レンズは少なくとも約1.0の開口数を有する。いくつかの態様において、顕微鏡対物レンズ305の開口数は約1.25である。0.8の顕微鏡対物レンズ305が用いられる態様において、Nikon 60X/0.8NA Achromatレンズ(Nikon,Inc.、米国)を用いることができる。
いくつかの態様において、電磁放射線源301は、可視スペクトルにおける光を放射するレーザーである。全ての態様において、電磁放射線源は、レーザー波長が、粒子に結合されている蛍光ラベルを励起するのに十分な波長であるように設定されるように設定される。いくつかの態様において、レーザーは、波長が639nmの連続波レーザーである。他の態様において、レーザーは、波長が532nmの連続波レーザーである。他の態様において、レーザーは、波長が422nmの連続波レーザーである。他の態様において、レーザーは、波長が405nmの連続波レーザーである。本発明の方法および組成物において使用する際に蛍光部分を励起するのに適した波長を有するいずれの連続波レーザーも、本発明の範囲から逸脱することなく用いてよい。
単一粒子分析器システム300において、各粒子が電磁放射線源のビーム311を通過すると、粒子は励起状態になる。粒子がその励起状態から緩和すると、検出可能な光のバーストが放射される。粒子がビームを通過するのにかかる長さの時間、各粒子によって励起−放射サイクルが何度も繰り返され、分析器システム300が、粒子がインタロゲーション・スペース314を通過する際に各粒子に対して数十〜数千個の光子を検出することができる。蛍光粒子によって放出される光子を、検出器309(図1A)によって、粒子−ラベル複合体がインタロゲーション・スペースを通過する時間を示す時間遅延と共に記録する。光子強度を検出器309によって記録し、サンプリング時間をビンに分割し、ビンは、均一で任意の、自由に選択可能な時間チャンネル幅を有する時間セグメントである。各ビンに含まれる信号の数を評価する。粒子が存在する場合を決定するためにいくつかの統計的分析方法の1つまたは組み合わせを採用する。そのような方法には、分析器システムのベースラインノイズを決定すること、および検出器からの偽陽性信号を排除するために、ベースラインノイズより大きい統計的レベルにおいて蛍光ラベルの信号強度を設定することが含まれる。
電磁放射線源301は、分析器システム300のキャピラリーフローセル313に焦点が合わせられ、キャピラリーフローセル313は、試料システムに流体接続される。インタロゲーション・スペース314を図2Aに示す。図1Aの連続波電磁放射線源301からのビーム311は、キャピラリーフローセル313の内部の特定の深さ(または深度)に光学的に焦点が合わせられる。ビーム311は、試料を満たしたキャピラリーフローセル313に、キャピラリーフローセル313に垂直な角度で向けられる。ビーム311は、件の粒子をラベリングするのに用いられる特定の蛍光ラベルを励起させるように選択された所定の波長で操作される。インタロゲーション・スペース314の寸法または体積は、ビーム311の直径、およびビーム311の焦点が合わせられる深度(または深さ)によって規定される。別法として、インタロゲーション・スペースは、既知の濃度の較正試料を分析器システムの中に流すことによって規定され得る。
単一分子が試料濃度で検出される場合、単一分子検出に必要とされるビーム寸法および焦点深度が設定され、それによって、インタロゲーション・スペース314の寸法を規定する。インタロゲーション・スペース314は、時刻観察が行われる各時間間隔の間に、唯1つの粒子が適切な試料濃度でインタロゲーション・スペース314に存在するように設定される。
検出インタロゲーション体積は、ビームによって規定される場合、完全な球形でなく、通常は「ボウタイ」形状であることが理解されるであろう。しかし、定義付けの目的のために、インタロゲーション・スペースの「体積」は、ここでは、ビームの集光されたスポットの直径に等しい直径の球によって囲まれる体積として定義される。ビーム311の集光されたスポットは、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の直径を有してよい。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約1〜約5、10、15もしくは20ミクロン、または約5〜約10、15もしくは20ミクロン、または約10〜約20ミクロン、または約10〜約15ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約5ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約10ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約12ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約13ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約14ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約15ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約16ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約17ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約18ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約19ミクロンである。いくつかの態様において、ビームの集光されたスポットの直径は、約20ミクロンである。
単一粒子分析器システムの別の態様において、異なる波長の蛍光ラベルでラベリングされた粒子を励起するために、1つより多くの電磁放射線源を使用し得る。もう1つの別の態様において、キャピラリーフローセルにおける1つより多くのインタロゲーション・スペースを使用し得る。もう1つの別の態様において、蛍光ラベルからの異なる放射波長を検出するのに複数の検出器を利用可能である。分析器システムのこれらの別の態様の各々を包含する図を図1Bに示す。これらの態様は、先の米国特許出願第11/048,660号から引用することによって包含される。
分析器システム300のいくつかの態様において、分析器システム300のキャピラリーフローセル313を通って粒子を移動させるために、駆動力が必要とされる。一の態様において、駆動力は圧力の形態であり得る。キャピラリーフローセルを通って粒子を移動させるのに用いられる圧力は、ポンプによって発生可能である。いくつかの態様において、Scivex,Inc.製のHPLCポンプを使用し得る。ポンプが駆動力として用いられるいくつかの態様において、試料は、1μl/分〜約20μl/分または約5μl/分〜約20μl/分の速度でキャピラリーフローセルを通過し得る。いくつかの態様において、試料は、約5μl/分の速度でキャピラリーフローセルを通過し得る。いくつかの態様において、試料は、約10μl/分の速度でキャピラリーフローセルを通過し得る。いくつかの態様において、試料は、約15μl/分の速度でキャピラリーフローセルを通過し得る。いくつかの態様において、試料は、約20μl/分の速度でキャピラリーフローセルを通過し得る。いくつかの態様において、分析器システムを通って粒子を移動させるために導電学的力を使用し得る。そのような方法は、既に開示されており、先の米国特許出願第11/048,660号から引用することによって組み込まれる。
分析器システム300の一の要旨において、分析器システムの検出器309は、蛍光ラベルによって放出される光子を検出する。一の態様において、光子検出器はフォトダイオードである。別の態様において、検出器はアバランシェフォトダイオード検出器である。いくつかの態様において、フォトダイオードは、190nmおよび1100nmの波長検出を有するシリコンフォトダイオードであり得る。ゲルマニウムフォトダイオードが用いられる場合、検出される光の波長は400nm〜1700nmの間である。他の態様において、インジウムガリウムヒ化物フォトダイオードが用いられる場合、フォトダイオードによって検出される光の波長は、800nm〜2600nmの間である。硫化鉛フォトダイオードが検出器として用いられる場合、検出される光の波長は、1000nm〜3500nmの間である。
いくつかの態様において、電磁放射線源301の光学的構成および検出器309の光学的構成を、常套的な光学配置で配置する。そのような配置において、電磁放射線源および検出器を、異なる焦点面に配列する。図1Aおよび1Bに示すように、分析器システムのレーザーおよび検出器光学の配置は、常套的な光学配置の配置である。
いくつかの態様において、電磁放射線源の光学的構成および検出器の光学的構成を、共焦点光学配置で配置する。そのような配置において、電磁放射線源301および検出器309は、同一の焦点面に配列する。共焦点配置は、分析器システムを移動させる場合に電磁放射線源301および検出器光学309を再調整する必要がないので、分析器のロバスト性をより高める。この配置は、分析器システムの要素を再調整する必要がないので、分析器の使用をより簡単にする。分析器300(図1A)および分析器355(図1B)に対する共焦点配置を各々、図3Aおよび3Bに示す。図3Aは、電磁放射線源301からのビーム311が顕微鏡対物レンズ315によって焦点を合わせられて、キャピラリーフローセル313の中に1つのインタロゲーション・スペース314(図2A)を形成することを示す。ダイクロイックミラー(または二色鏡)316は、レーザー光を反射するが蛍光を透過し、レーザー光から蛍光を分離するのに用いられる。検出器の正面に配置されるフィルター317は、検出器における非蛍光を排除する。いくつかの態様において、共焦点配置で構成される分析器システムは、2つ又はそれより多くのインタロゲーション・スペースを有し得る。そのような方法は既に開示されており、先の米国特許出願第11/048,660号から引用することによって組み込まれる。
レーザーは、ヘリウム−ネオンレーザー等の可変色素レーザーであり得る。レーザーは、632.8nmの波長を放射するように設定され得る。別法として、レーザーの波長は、543.5nmまたは1523nmの波長を放射するように設定され得る。別法として、電磁レーザーはアルゴンイオンレーザーであり得る。そのような態様において、アルゴンイオンレーザーは、可視スペクトルにおける約25の異なる波長にて、連続ガスレーザーとして操作され得、その波長は、408.9〜686.1nmに設定されるがその最適性能においては488〜514.5nmに設定される。
[1.電磁放射線源]
分析器システムのいくつかの態様において、化学発光ラベルを使用してよい。そのような態様において、粒子を検出するためのEM源を使用することが必要でないことがある。もう1つの態様において、外的なラベルまたは粒子に固有の特性は、蛍光ラベルまたは光散乱ラベル等の、光相互作用ラベルまたは特性である。そのような態様において、EM放射源は、ラベルおよび/または粒子を照射するのに用いられる。蛍光ラベルを励起するためのEM放射源が好ましい。
いくつかの態様において、分析器システムは、電磁放射線源301を含んでなる。本発明の範囲から逸脱することなく、任意の数の放射源を任意の1つの分析器システム300において使用してよい。電磁放射線の多数の源が既に開示されており、先の米国特許出願第11/048,660号から引用することによって組み込まれる。いくつかの態様において、全ての連続波電磁(EM)放射線源は、同じ波長の電磁放射線を放射する。他の態様において、異なる放射源は異なる波長のEM放射を放出する。
一の態様において、(1つまたは複数の)EM源301、351、352は、200nm〜1000nmの波長を生じさせる連続波レーザーである。そのようなEM源は、小型で、耐久性があり、比較的安価であるという利点を有する。更に、それらのEM源は一般に、他の光源より大きい蛍光信号を発生させる能力を有する。適切な連続波EM源の具体例には以下のものが含まれるが、これらに限定されない:アルゴン、クリプトン、ヘリウム−ネオン、ヘリウム−カドミウム型のレーザー、および波長可変ダイオードレーザー(赤色〜赤外領域)、各々は振動数倍増の可能性を有する。レーザーは、それらの照射を遮断するための付属の電子装置または機械装置(シャッター等)の無い連続照射を提供する。連続波レーザーが用いられる態様において、3mWの電磁放射線源は、蛍光ラベルを励起させるのに十分なエネルギーであり得る。そのようなエネルギー出力の連続波レーザーからのビームは、直径が2〜5μmであってよい。3mWに曝露させるために粒子をレーザービームに曝露する時間は、約1ミリ秒の時間であってよい。別の態様において、レーザービームに曝露する時間は、約500マイクロ秒に等しくてよく又はそれより短くてよい。別の態様において、曝露時間は、約100マイクロ秒に等しくてよく又はそれより短くてよい。別の態様において、曝露時間は、約50マイクロ秒に等しくてよく又はそれより短くてよい。別の態様において、曝露時間は、約10マイクロ秒に等しくてよく又はそれより短くてよい。
LEDは、低コストで信頼性の高いもう1つの照射源である。超高輝度LEDならびに大きい吸収断面および量子効率を有する色素における最近の進歩は単一粒子検出に対するLEDの適用可能性を支持している。そのようなレーザーは単独で、または水素アークランプ、元素アークランプ、ハロゲンランプ、アーク放電、プラズマ放電、発光ダイオードまたはそれらの組み合わせ等の他の光源と組み合わせて使用することができる。
他の態様において、EM源はパルス波レーザーの形態であり得る。そのような態様において、レーザーのパルス寸法は重要な要因である。そのような態様において、寸法、焦点スポット、およびレーザーによって放射される全エネルギーが重要であり、蛍光ラベルを励起し得るように十分なエネルギーでなければならない。パルスレーザーを使用する場合、継続時間のより長いパルスを必要とすることがある。いくつかの態様において、2ナノ秒のレーザーパルスを使用してよい。いくつかの態様において、5ナノ秒のレーザーパルスを使用してよい。いくつかの態様において、2〜5ナノ秒のパルスを使用してよい。
最適なレーザー強度は、単一色素の光退色特性、およびインタロゲーション・スペースを横切るのに必要とされる時間の長さ(粒子速度、1つより多くのインタロゲーション・スペースを使用する場合のインタロゲーション・スペース間の距離、および(1つまたは複数の)インタロゲーション・スペースの寸法が含まれる)に依存する。最大の信号を得るために、大部分の色素の光退色を引き起こさないであろう最大の強度で試料を照射することが望ましい。好ましい強度は、粒子がインタロゲーション・スペースを横切るまでの時間に、5%以下の色素が脱色されるようなものである。
レーザー出力は、刺激されることを必要とする色素分子の種類、および色素分子が刺激される時間の長さ、ならびに/または色素分子がキャピラリーフローセルを通過する速度に応じて設定する。レーザー出力は、エネルギーがビームによって伝達される速度として定義され、ジュール/秒またはワットの単位で測定される。レーザーの出力が大きいほど、レーザーが粒子を照射する時間が短くてよく、一方、粒子がインタロゲーション・スペースを通過する間に、一定量のエネルギーがそのインタロゲーション・スペースに供給されることが理解されるであろう。従って、いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90または100マイクロジュールより大きいような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100または110マイクロジュールより小さいような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約0.1〜100マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約1〜100マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約1〜50マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約2〜50マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約3〜60マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約3〜50マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約3〜40マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約3〜30マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約1マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約3マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約5マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約10マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約15マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約20マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約30マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約40マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約50マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約60マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約70マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約80マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約90マイクロジュールであるような組み合わせである。いくつかの態様において、レーザー出力と照射時間の組み合わせは、照射時間の間にインタロゲーション・スペースによって受け取られる全エネルギーが約100マイクロジュールであるような組み合わせである。
いくつかの態様において、レーザー出力は、少なくとも約1mW、2mW、3mW、4mW、5mW、6mW、7mW、8mW、9mW、10mW、13mW、15mW、20mW、25mW、30mW、40mW、50mW、60mW、70mW、80mW、90mW、100mWに設定され、または100mWより大きく設定される。いくつかの態様において、レーザー出力は少なくとも約1mWに設定される。いくつかの態様において、レーザー出力は少なくとも約3mWに設定される。いくつかの態様において、レーザー出力は少なくとも約5mWに設定される。いくつかの態様において、レーザー出力は少なくとも約10mWに設定される。いくつかの態様において、レーザー出力は少なくとも約15mWに設定される。いくつかの態様において、レーザー出力は少なくとも約20mWに設定される。いくつかの態様において、レーザー出力は少なくとも約30mWに設定される。いくつかの態様において、レーザー出力は少なくとも約40mWに設定される。いくつかの態様において、レーザー出力は少なくとも約50mWに設定される。いくつかの態様において、レーザー出力は少なくとも約60mWに設定される。いくつかの態様において、レーザー出力は少なくとも約90mWに設定される。
レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は、約1、2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900または1000マイクロ秒以上に設定され得る。レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は、約2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、150、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1500または2000マイクロ秒以下に設定され得る。レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は、約1〜1000マイクロ秒の間に設定され得る。レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は、約5〜500マイクロ秒の間に設定され得る。レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は、約5〜100マイクロ秒の間に設定され得る。レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は、約10〜100マイクロ秒の間に設定され得る。レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は、約10〜50マイクロ秒の間に設定され得る。レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は、約10〜20マイクロ秒の間に設定され得る。レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は、約5〜50マイクロ秒の間に設定され得る。レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は、約1〜100マイクロ秒の間に設定され得る。いくつかの態様において、レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は約1マイクロ秒である。いくつかの態様において、レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は約5マイクロ秒である。いくつかの態様において、レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は約10マイクロ秒である。いくつかの態様において、レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は約25マイクロ秒である。いくつかの態様において、レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は約50マイクロ秒である。いくつかの態様において、レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は約100マイクロ秒である。いくつかの態様において、レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は約250マイクロ秒である。いくつかの態様において、レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は約500マイクロ秒である。いくつかの態様において、レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は約1000マイクロ秒である。
例えば、レーザーがインタロゲーション・スペースを照射する時間は、3mW、4mw、5mWの、または5mWより大きい出力を提供するレーザーと共に、1ミリ秒、250マイクロ秒、100マイクロ秒、50マイクロ秒、25マイクロ秒または10マイクロ秒に設定され得る。いくつかの態様において、ラベルは、3mWの出力を提供し、かつ約1000マイクロ秒間ラベルを照射するレーザーによって照射される。他の態様において、ラベルは、1000ミリ秒より短い間、約20mW以下の出力を提供するレーザーによって照射される。他の態様において、ラベルは、約250マイクロ秒に等しい又はそれより短い間、20mWのレーザー出力によって照射される。いくつかの態様において、ラベルは、約1000マイクロ秒に等しい又はそれより短い間、約5mWのレーザー出力によって照射される。
[2.キャピラリーフローセル]
キャピラリーフローセルは、試料システムに流体接続される。一の態様において、分析器システムのインタロゲーション・スペース314は、対応するビーム311の断面積によって、および検出器309の視野内のビームのセグメントによって規定される。分析器システムの一の態様において、インタロゲーション・スペース314は、ここで規定するように、約0.01〜500pL、または約0.01pL〜100pL、または約0.01pL〜10pL、または約0.01pL〜1pL、または約0.01pL〜0.5pL、または約0.02pL〜約300pL、または約0.02pL〜約50pL、または約0.02pL〜約5pL、または約0.02pL〜約0.5pL、または約0.02pL〜約2pL、または約0.05pL〜約50pL、または約0.05pL〜約5pL、または約0.05pL〜約0.5pL、または約0.05pL〜約0.2pL、または約0.1pL〜約25pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペースは約0.01pL〜10pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペース314は約0.01pL〜1pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペース314は約0.02pL〜約5pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペース314は約0.02pL〜約0.5pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペース314は約0.05pL〜約0.2pLの体積を有する。いくつかの態様において、インタロゲーション・スペース314は約0.1pLの体積を有する。他の有用なインタロゲーション・スペース体積は、本明細書に記載されているようなものである。分析器の最大性能に対してインタロゲーション・スペース314を選択し得ることを、当業者は理解するべきである。非常に小さいインタロゲーション・スペースがバックグラウンド・ノイズを最小にすることが示されてきたが、大きいインタロゲーション・スペースは、低濃度試料を妥当な長さの時間で分析し得るという利点を有する。2つのインタロゲーション・スペース370および371を用いる態様において、1つのインタロゲーション・スペース314に関して本明細書に記載した体積等の体積を用いてよい。
本発明の一の態様において、インタロゲーション・スペースは、約1000フェムトモル濃度(fM)〜約1ゼプトモル濃度(zM)の範囲の濃度での粒子の検出を可能にするのに十分な大きさである。本発明の一の態様において、インタロゲーション・スペースは、約1000fM〜約1アトモル濃度(aM)の範囲の濃度での粒子の検出を可能にするほど十分に大きい。本発明の一の態様において、インタロゲーション・スペースは、約10fM〜約1アトモル濃度(aM)の範囲の濃度での粒子の検出を可能にするのに十分な大きさである。多くの場合、大きいインタロゲーション・スペースは、前濃縮装置または技術を追加することなく、約1fMより低い濃度での粒子の検出を可能にする。最も適切なインタロゲーション・スペース寸法が、検出すべき粒子の輝度、バックグラウンド信号のレベル、および分析すべき試料の濃度に依存することを、当業者は理解するであろう。
インタロゲーション・スペース314の寸法は、分析器の光学的構成を調節することによって限定することができる。一の態様において、ビーム311の直径を調節してインタロゲーション・スペース314の体積を変化させることができる。もう1つの態様において、検出器309の視野を変化させることができる。従って、源301および検出器309を調節して、インタロゲーション・スペース314の中で単一粒子を照射および検出することができる。もう1つの態様において、検出器309の視野を決定する開口部306(図1A)の幅は変更可能である。この構成により、ほぼリアルタイムでインタロゲーション・スペースを変化させて、それによって、より高濃度または低濃度の試料を補償し、2つ又はそれより多くの粒子が同時にインタロゲーション・スペース内に存在する低い可能性を確保することが可能となる。2つ又はそれより多くのインタロゲーション・スペース370および371に関して同様の変更を行ってよい。
もう1つの態様において、インタロゲーション・スペースは、実際の試料を試験する前に、キャピラリーフローセルを通過する既知の濃度の較正試料を用いることによって規定し得る。較正試料がキャピラリーフローセルを通過する際に、較正試料において1度にたった1つの単一粒子が検出される場合、焦点深度は、電磁放射線源のビームの直径と共に、キャピラリーフローセル内のインタロゲーション・スペースの寸法を決定する。
インタロゲーション・スペースに対する物理的制限を固体壁によって提供することも可能である。一の態様において、試料流体がキャピラリー内に収容されている場合、壁はフローセル313(図2A)の壁の1つまたはそれより多くである。一の態様において、セルはガラスから作製されるが、石英、溶融石英、および有機材料(テフロン(登録商標)、ナイロン、プラスチック(塩化ポリビニル、ポリスチレンおよびポリエチレン等)等)またはそれらのいずれかの組み合わせ等の、約200〜約1,000nmの範囲またはそれより長い光に対して透明な他の物質を、本発明の範囲から逸脱することなく使用してよい。他の断面形状(例えば長方形、円筒形)を本発明の範囲から逸脱することなく用いてよいが、一の態様において、キャピラリーフローセル313は正方形断面を有する。もう1つの態様において、インタロゲーション・スペースは、チップ(図示せず)内にエッチングされたチャンネル(図示せず)によって少なくとも部分的に規定してよい。同様の考察が、2つのインタロゲーション・スペースを用いる態様に適用される(図2Bにおける370および371)。
インタロゲーション・スペースは液体に浸かっている(bathed)。一の態様において、液体は水性である。他の態様において、液体は非水性、または水性流体および非水性流体の混合物である。更に、液体は、pHを調節する試薬、イオン性組成物、または可溶性マクロ粒子もしくはポリマーもしくはゲル等のシービング剤(sieving agent)を含有してよい。流体接続を一時的に中断するために、バルブまたは他のデバイスがインタロゲーション・スペースの間に存在してよいことが考えられる。一時的に中断されたインタロゲーション・スペースは、流体によって接続されていると考えられる。
本発明のもう1つの態様において、インタロゲーション・スペースは、フローセル313内に存在する単一のインタロゲーション・スペースであって、希釈体積(または希釈剤体積)内の試料材料の層流(鞘流(sheath flow)とも呼ぶ)の寸法によって制限されるインタロゲーション・スペースである。これらの態様および他の態様において、インタロゲーション・スペースは、鞘流のみによって、または照射源の寸法もしくは検出器の視野との組み合わせによって規定し得る。鞘流は多数の方法で構成可能であり、それには以下のものが含まれる:試料材料が、同心の層流における内側(または内部)材料であり、希釈体積を外側に有する;希釈体積が試料体積の1つの側にある;希釈体積が試料材料の2つの側にある;希釈体積が試料材料の多数の側にあるが、試料材料を完全に取り囲んではいない;希釈体積が試料材料を完全に取り囲んでいる;希釈体積が試料材料を同心円状に完全に取り囲んでいる;試料材料が、不連続な一連の滴における内側材料であり、希釈体積が試料材料の各々の滴を完全に取り囲んでいる。
いくつかの態様において、本発明の単一分子検出器は、1つ以下のインタロゲーション・スペースを有する。いくつかの態様において、多数のインタロゲーション・スペースが用いられる。多数のインタロゲーション・スペースは既に開示されており、米国特許出願第11/048,660号から引用することによって組み込まれる。いくつかの場合において、分析器が複数の異なるインタロゲーション・スペースを有するであろうことを、当業者は理解するであろう。いくつかの態様において、分析器は、2、3、4、5、6またはそれより多くの異なるインタロゲーション・スペースを有する。
[3.駆動力]
分析器システムの一の態様において、粒子は、駆動力によってインタロゲーション・スペースを通って移動する。いくつかの態様において、粒子を移動させるための駆動力は圧力である。いくつかの態様において、圧力は、ポンプ、および空気圧源、真空源、遠心分離器、またはそれらの組み合わせによって供給される。いくつかの態様において、粒子を移動させるための駆動力は導電学的力である。駆動力として導電学的力を使用することは先の出願において既に開示されており、米国特許出願第11/048,660号から引用することによって組み込まれる。
一の態様において、キャピラリーフローセルのインタロゲーション・スペースを通って粒子を移動させるための駆動力として、圧力が使用可能である。別の態様において、ポンプによって試料を移動させるために圧力が供給される。適切なポンプは、当該技術分野において公知である。一の態様において、HPLC用途で製造されたポンプ(Scivax,Inc.によって製造されたポンプ等)が、駆動力として使用可能である。他の態様において、より小さい体積の試料をポンプで送る場合、マイクロフルイディクス用途で製造されたポンプが使用可能である。そのようなポンプは米国特許第5,094,594号、第5,730,187号、第6,033,628号および第6,533,553号に記載されており、これらは、ナノリットルまたはピコリットル範囲の流体体積をポンプで送ることができる装置を開示している。好ましくは、試料に接触するポンプ内の全ての材料は、高度に不活性な材料、例えばポリエーテルエーテルトン(PEEK)、溶融石英またはサファイアから作製される。
キャピラリーフローセルを通って試料を移動させて、分析のためのインタロゲーション・スペースを通って試料を押し出すために、駆動力が必要である。駆動力は、試料が通過した後に、キャピラリーフローセルを通って洗浄試料を押し出すためにも必要とされる。試料の回収を行う場合、駆動力は、試料回収容器の中に試料を押し戻すためにも必要とされる。標準的なポンプは様々な寸法のものがあり、予想される試料寸法および流れの必要条件に適するように、適切な寸法を選択してよい。いくつかの態様において、個別のポンプを試料分析、およびシステムの洗浄に使用する。分析ポンプは約0.000001mL〜約10mL、または約0.001mL〜約1mL、または約0.01mL〜約0.2mL、または約0.005、0.01、0.05、0.1、または0.5mLの容量を有してよい。洗浄ポンプは、分析ポンプより大きい容量であってよい。洗浄ポンプは約0.01mL〜約20mL、または約0.1mL〜約10mL、または約0.1mL〜約2mL、または約0.05、0.1、0.5、1、5、または10mLの体積を有してよい。これらのポンプ寸法は一例に過ぎず、用途、試料サイズ、ポンプで送る液体の粘度、管の寸法、流速、温度、および当該技術分野においてよく知られている他の要因に応じてポンプ寸法を選択してよいことを、当業者は理解するであろう。いくつかの態様において、システムのポンプはステッピングモーターによって駆動され、このステッピングモーターは、マイクロプロセッサによって非常に正確に制御することが容易である。
好ましい態様において、洗浄および分析ポンプを、流れの方向を制御するために特別な逆止弁と共に連続して使用する。分析ポンプが最大量の試料を抜き出す場合に、試料がポンプ自体に達しないように、配管を設計する。このことは、分析ポンプの1回拍出量(stroke volume)より管体積が大きくなるように、分析ポンプと分析キャピラリーとの間の管のIDおよび長さを選択することによって達成される。
[4.検出器]
一の態様において、電磁放射線に曝された後に蛍光ラベルによって放射される光(例えば、紫外、可視または赤外領域における光)が検出される。検出器309(図1A)または検出器(364、365、図1B)は、蛍光部分からの光子バーストの振幅および継続時間を捕らえることができ、更に、光子バーストの振幅および継続時間を電気信号に変換することができる。CCDカメラ、ビデオ入力モジュールカメラおよびストリークカメラ等の検出装置を、連続信号で像を形成するために使用し得る。もう1つの態様において、逐次的な信号を形成する、ボロメータ、フォトダイオード、フォトダイオードアレイ、アバランシェフォトダイオードおよび光電子増倍管等の装置を使用してよい。上述の検出器のいずれの組み合わせを用いてもよい。一の態様において、アバランシェフォトダイオードが、光子を検出するために用いられる。
インタロゲーション・スペース314(図2A)と、それに対応する検出器309(図1A)との間に特定の光学機器を用いると、放射される電磁放射線のいくつかの異なる特性を検出し得、その特性には以下のものが含まれる:放射波長、放射強度、バーストサイズ、バーストの継続時間および蛍光偏光。いくつかの態様において、検出器309は、逆バイアスで使用されるフォトダイオードである。逆バイアスに設定されたフォトダイオードは通常、極めて高い抵抗を有する。この抵抗は、適切な振動数の光がP/N接合において光を放つ場合に減少する。従って、逆バイアスダイオードは、その中を流れる電流をモニタリングすることによって、検出器として使用可能である。この効果に基づく回路は、ゼロバイアスに基づく回路よりも、光に対して高感度である。
分析器システムの一の態様において、フォトダイオードは、常套的なフォトダイオードよりずっと大きい逆バイアスで操作可能なアバランシェフォトダイオードであり得、従って、各々の光発生キャリアをアバランシェ降伏によって増加させることが可能となり、そのことがフォトダイオード内に内部増幅をもたらし、それにより装置の有効反応性(または応答性)(感度)が増加する。フォトダイオードの選択は、蛍光ラベリングされた粒子によって放射されるエネルギーまたは放射波長によって決定される。いくつかの態様において、フォトダイオードは、190〜1100nmの範囲のエネルギーを検出するシリコンフォトダイオードである;もう1つの態様において、フォトダイオードは、800〜1700nmの範囲のエネルギーを検出するゲルマニウムフォトダイオードである;もう1つの態様において、フォトダイオードは、800〜2600nmの範囲のエネルギーを検出するインジウムガリウムヒ化物フォトダイオードである;また、更に他の態様において、フォトダイオードは、1000nm未満〜3500nmの範囲のエネルギーを検出する硫化鉛フォトダイオードである。いくつかの態様において、アバランシェフォトダイオードは、400nm〜1100nmの波長範囲のエネルギーを検出するように設計された単一光子検出器である。単一光子検出器は市販されている(例えばPerkin Elmer、マサチューセッツ州ウェルズリー)。
いくつかの態様において、検出器は、300nm〜1700nmのエネルギーを検出するアバランシェフォトダイオード検出器である。一の態様において、シリコンアバランシェフォトダイオードは、300nm〜1100nmの波長を検出するのに使用可能である。インジウムガリウムヒ化物フォトダイオードは、900nm〜1700nmの波長を検出するのに使用可能である。いくつかの態様において、分析器システムは少なくとも1つの検出器を有し得る;他の態様において、分析器システムは少なくとも2つの検出器を有し得、各検出器は、特定の波長範囲で光エネルギーを検出するように選択および構成され得る。例えば、2つの個別の検出器が、異なるラベルで標識された粒子を検出するのに使用可能であり、それらの粒子は、EM源で励起されると、異なるスペクトルのエネルギーを有する光子を放出するであろう。一の態様において、分析器システムは、緑色色素(例えばAlexa Fluor 546)によって放射されるような450〜700nmの範囲の蛍光エネルギーを検出し得る第1検出器;および遠赤色色素(例えばAlexa Fluor 647)によって放射されるような620〜780nmの範囲の蛍光エネルギーを検出し得る第2検出器を有し得る。青色色素(例えばHoechst 33342)によって放射されるような400〜600nmの範囲の蛍光エネルギーを検出するため、および赤色色素(Alexa Fluor 546およびCy3)によって放射されるような560〜700nmの範囲のエネルギーを検出するための検出器もまた、使用可能である。
2つ又はそれより多くの検出器を有するシステムは、異なるスペクトルで光を放射する2つ又はそれより多くのラベルで各々標識された個別の粒子を検出するのに使用可能である。例えば、2つの異なる検出器が、2つの異なる色素ラベルで標識された抗体を検出し得る。別法として、2つの検出器を有する分析器システムは、異なる種類の粒子を検出するのに使用され得、各々の種類の粒子は、異なる色素分子または2つ若しくはそれより多くの色素分子の混合物で標識されている。例えば、2つの異なる検出器が、2つの異なるタンパク質を認識する2つの異なる種類の抗体を検出するのに使用され得、各々の種類の抗体は、異なる色素ラベルまたは2つ若しくはそれより多くの色素ラベル分子の混合物で標識される。2つ又はそれより多くの色素ラベル分子の割合を変化させることによって、2つ又はそれより多くの異なる種類の粒子を、2つの検出器を用いて個別に検出することができる。3つ又はそれより多くの検出器が、本発明の範囲から逸脱することなく使用可能であることが理解される。
1つ又はそれより多くの検出器が各インタロゲーション・スペースに設定され得ること、1つ又はそれより多くのインタロゲーション・スペースがフローセル内で規定されること、および上で列挙した放射された電磁放射線の特性のいずれかを検出するために各検出器を設定してよいことを、当業者は理解するべきである。多数の検出器、例えば多数のインタロゲーション・スペースに対する多数の検出器の使用が、先の出願において既に開示されており、米国特許出願第11/048,660号から引用することによって本明細書に組み込まれる。一旦粒子がラベリングされて検出可能になると(または、粒子がその粒子を検出可能にする固有の特性を有する場合)、当該技術分野において公知の任意の適切な検出メカニズムを本発明の範囲から逸脱することなく使用してよい(例えばCCDカメラ、ビデオ入力モジュールカメラ、ストリークカメラ、ボロメータ、フォトダイオード、フォトダイオードアレイ、アバランシェフォトダイオード、および連続信号を生成する光電子増倍管、ならびにそれらの組み合わせ)。以下のものを含む電磁放射線の異なる特性を検出し得る:放射波長、放射強度、バーストサイズ、バーストの継続時間、蛍光偏光、およびそれらのいずれかの組み合わせ。
[C.サンプリングシステム]
別の態様において、分析器システムは、分析器システムに導入する試料を調製するためのサンプリングシステムを含んでよい。含まれるサンプリングシステムは、複数の試料を自動的にサンプリングし、試料容器と第1のインタロゲーション・スペースとの間の流体連結を提供することができる。
いくつかの態様において、本発明の分析器システムは、試料のアリコートを分析のために単一粒子分析器に導入するためのサンプリングシステムを有する。試料を導入し得るいずれのメカニズムを用いてもよい。試料は、ポンプによって形成される真空吸引を用いて、または液体をチューブの中へ押し進めるであろう、試料に加えられた圧力によって、または試料をサンプリング管に導入するように機能する他の何らかのメカニズムによって抜き出し得る。一般に、サンプリングシステムは、既知の試料体積の試料を単一粒子分析器の中に導入するが、必ずしもそうではない;1つの粒子または複数の粒子の存在または不存在が検出されるいくつかの態様において、試料サイズの正確な情報は重要でない。好ましい態様において、サンプリングシステムは、単一試料または複数の試料に対する自動サンプリングを提供する。既知の体積の試料がシステムの中に導入される態様において、サンプリングシステムは、約0.0001、0.001、0.01、0.1、1、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、500、1000、1500または2000μlより多くの分析試料を供給する。いくつかの態様において、サンプリングシステムは、約2000、1000、500、200、100、90、80、70、60、50、40、30、20、10、5、2、1、0.1、0.01または0.001μlより少ない分析試料を供給する。いくつかの態様において、サンプリングシステムは、約0.01〜1500μl、または約0.1〜1000μl、または約1〜500μl、または約1〜100μl、または約1〜50μl、または約1〜20μlの分析試料を供給する。いくつかの態様において、サンプリングシステムは約5μl〜200μl、または約5μl〜約100μl、または約5μl〜50μlの分析試料を供給する。いくつかの態様において、サンプリングシステムは約10μl〜200μl、または約10μl〜100μl、または約10μl〜50μlの分析試料を供給する。いくつかの態様において、サンプリングシステムは、約0.5μl〜約50μlの分析試料を供給する。
本発明の方法の感度を理由として、非常に小さい試料体積を使用し得る。例えば、本発明の方法は、標準的な試料体積である100μlと比較して小さい試料体積、例えば10μlまたはそれより小さい試料体積でVEGFを測定するのに使用可能である。本発明は、他の方法と比較して、より多数の試料が小体積試料における定量的結果をもたらすことを可能にする。例えば、通常の1mm針生検から調製される溶解物は、10μlより小さい又はそれに等しい体積を有してよい。本発明を用いると、そのような試料を分析し得る。いくつかの態様において、本発明は100μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は90μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は80μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は70μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は60μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は50μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は40μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は30μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は25μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は20μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は15μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は10μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は5μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は1μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.05μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.01μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.005μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.001μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.0005μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.0001μlより小さい試料体積の使用を可能にする。
いくつかの態様において、サンプリングシステムは、試料ごとに変化し得る試料サイズを提供する。これらの態様において、試料サイズは、本明細書に記載のいずれの試料サイズであってもよく、記載されているように、各試料で又は試料の各組で変化させてよい。
試料体積の確度、およびサンプリングシステムの試料間の体積精度が、当面の分析に対して必要とされる。いくつかの態様において、サンプリング体積の精度は、用いられるポンプによって決まり、通常、試料体積の約50、40、30、20、10、5、4、3、2、1、0.5、0.1、0.05または0.01%より小さいCVによって示される。いくつかの態様において、サンプリングシステムの試料間の精度は、約50、40、30、20、10、5、4、3、2、1、0.5、0.1、0.05または0.01%より小さいCVによって示される。いくつかの態様において、サンプリングシステムのアッセイ内(intra−assay)の精度は、約10、5、1、0.5または0.1%より小さいCVによって示される。いくつかの態様において、サンプリングシステムのアッセイ内の精度は、約10%より小さいCVを示す。いくつかの態様において、サンプリングシステムのアッセイ間(interassay)の精度は、約5%より小さいCVによって示される。いくつかの態様において、サンプリングシステムのアッセイ間の精度は、約1%より小さいCVを示す。いくつかの態様において、サンプリングシステムのアッセイ間の精度は、約0.5%より小さいCVによって示される。いくつかの態様において、サンプリングシステムのアッセイ間の精度は、約0.1%より小さいCVを示す。
いくつかの態様において、サンプリングシステムは、小さい試料キャリーオーバーを提供し、これは、試料間で追加の洗浄工程を必要としないという点で好都合である。従って、いくつかの態様において、試料のキャリーオーバーは約1、0.5、0.1、0.05、0.04、0.03、0.02、0.01、0.005または0.001%より小さい。いくつかの態様において、試料のキャリーオーバーは約0.02%より小さい。いくつかの態様において、試料のキャリーオーバーは約0.01%より小さい。
いくつかの態様において、サンプラーは試料ループを提供する。これらの態様において、多数の試料が管の中へと連続的に抜き出され、各々は、緩衝液の「栓」によって他から分離される。試料は通常、間に洗浄することなく、次々と読み取られる。洗浄はループの最後に1回行われる。緩衝液の「栓」を用いる態様において、栓を回収して、マイクロタイタープレートの独立したウェルの中に緩衝液の栓を排出してよい。
サンプリングシステムは、標準的分析器具、例えば96−ウェルマイクロタイタープレート、または好ましくは384−ウェルプレートと共に使用されるようになっていてよい。いくつかの態様において、システムは、96−ウェルプレート・ポジショナー、ならびに試料管をウェルに浸すため及びウェルから取り出すためのメカニズム、例えばX、YおよびZ軸に沿う動きを提供するメカニズムを有する。いくつかの態様において、サンプリングシステムは、多数のサンプリングチューブであって、試料を保存して試験を開始する際にそこから試料を抽出してよいサンプリングチューブを提供する。いくつかの態様において、多数のチューブからの全ての試料を1つの検出器において分析する。他の態様において、複数の単一分子検出器を試料管に接続してよい。試料は、サンプリングシステムによってサンプリングする前に、プレートのウェル中の試料において実施される操作を含む工程によって調製してよく、または分析器システム内で試料を調製してよく、または両方の何らかの組み合わせであってよい。
[D.試料調製システム]
試料の調製には、分析のための原試料を調製するのに必要な工程が含まれる。これらの工程は、例として、以下の1つまたはそれより多くの工程を含み得る:遠心分離、濾過、蒸留、クロマトグラフィー等の分離工程;濃縮、細胞溶解、pHの変化、緩衝液の追加、希釈剤の追加、試薬の追加、加熱または冷却、ラベルの追加、ラベルの結合、照射による架橋、結合していないラベルの分離、妨害化合物の不活性化および/または除去、ならびに単一粒子分析器による分析のために試料を調製するのに必要とされる他の何らかの工程。いくつかの態様において、血液を処理して血漿または血清に分離する。追加のラベリング、結合していないラベルの除去および/または希釈工程もまた、血清または血漿試料において実施してよい。
いくつかの態様において、分析器システムは、単一粒子分析器による分析の準備がされた試料を提供するのに必要とされる工程のいくつか又は全てを行う試料調製システムを含む。このシステムは、上で列挙した試料調製のための工程のいずれか又は全てを行ってよい。いくつかの態様において、試料は、分析器システムの試料調製システムによって部分的に処理される。従って、いくつかの態様において、試料は、まず、分析器システムの外部で部分的に処理してよい。例えば、試料をまず遠心分離してよい。その後、試料調製システムによって分析器の内部で試料を部分的に処理してよい。分析器内部における処理は、試料のラベリング、試料と緩衝液との混合、および当業者に公知であろう他の処理工程を含む。いくつかの態様において、血清または血漿試料を提供するために、血液試料を分析器システムの外部で処理し、その試料を分析器システムの中に導入し、件の1つの粒子または複数の粒子をラベリングするため、および場合により結合していないラベルを除去するために、試料調製システムによって更に処理する。他の態様において、試料調製は、注目していない粒子を除去するため、および試料分析を阻害し得る粒子を除去するための試料の免疫除去を含み得る。更に他の態様において、試料は、試料分析を阻害し得る粒子が激減され得る。例えば、試料調製は、異好性抗体の激減を含み得、異好性抗体は、件の粒子を直接的または間接的に検出するために非ヒト抗体を使用する免疫測定を阻害することが知られている。同様に、件の粒子の測定を阻害する他のタンパク質が、阻害タンパク質を認識する抗体を用いて試料から除去可能である。
いくつかの態様において、試料は、測定および分析の前に固相抽出に付すことができる。例えば、cAMPに関して分析される血清試料は、まず、それと結合するc18カラムを用いて固相抽出にかけることができる。プロテアーゼ、リパーゼおよびホスファターゼ等の他のタンパク質をカラムから洗い流し、cAMP測定を劣化させ得る又は阻害し得るタンパク質を実質的に含まないcAMPを溶出する。固相抽出は、分析感度を低下させ得る試料の塩基性マトリクス(basic matrix)を除去するのに使用可能である。更に他の態様において、試料中に存在する件の粒子は、試料を乾燥または凍結乾燥させ、元の試料の体積より小さい体積中で粒子を可溶化することによって濃縮してよい。
いくつかの態様において、分析器システムは、システムにおいて分析すべき試料の完全な調製、例えば血液試料、唾液試料、尿試料、脳脊髄液試料、リンパ液試料、BAL試料、生検標本、法医学試料、バイオテロ試料等の完全な調製を提供する試料調製システムを提供する。いくつかの態様において、分析器システムは、試料調製のいくつか又は全てを提供する試料調製システムを提供する。いくつかの態様において、初期試料は、分析器システムによって更に処理される血液試料である。いくつかの態様において、試料は、分析器システムによって更に処理される血清または血漿試料である。血清または血漿試料は、例えば、件の1つの粒子または複数の粒子に結合するラベルに接触させることによって更に処理してよい;試料は、その後、結合していないラベルの除去と共に、または結合していないラベルを除去することなく用いてよい。
いくつかの態様において、試料の調製は、分析システムの外部で、または分析システムの試料調製要素において、96−ウェルプレート等の1つ又はそれより多くのマイクロタイタープレートにおいて行われる。試薬、緩衝液等の貯蔵容器は、当該技術分野においてよく知られているように、管または他の適切な構造によって、プレートのウェルと断続的に流体連結され得る。試料は、96−ウェルプレートまたはチューブにおいて個別に調製してよい。試料分離工程、ラベル結合工程、および必要であればラベル分離工程は、1つのプレートにおいて行ってよい。いくつかの態様において、調製された粒子をその後、プレートから放出し、試料分析システムの中へとサンプリングするためのチューブの中に試料を移動させる。いくつかの態様において、試料調製の全ての工程は1つのプレートにおいて行われ、分析システムは、試料をプレートから直接採取する。この態様は96−ウェルプレートに関して記載されているが、1つ又はそれより多くの試料を入れるための容器であって、試料調製に適した任意の容器を使用してよいことが、理解されるであろう。例えば、標準的な384または1536ウェルのマイクロタイタープレートを使用してよい。より一般的には、いくつかの態様において、試料調製システムは、約5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、500、1000、5000または10,000より多くの試料を保持および調製することができる。いくつかの態様において、複数の分析器システムにおける分析のために、複数の試料を採取してよい。従って、いくつかの態様において、2つの試料、または約2、3、4、5、7、10、15、20、50もしくは100より多くの試料を試料調製システムから採取し、複数の試料分析器システムにおいて並行して実行する。
マイクロフルイディクスシステムもまた、試料調製のために、および、特により少量の試料が検出に必要とされるのに十分な高濃度の粒子を含有すると推測される試料のための、分析器システムの一部である試料調製システムとして使用してよい。マイクロ流体マニピュレーションの原理および技術は当該技術分野において公知である。例えば、米国特許第4,979,824号;第5,770,029号;第5,755,942号;第5,746,901号;第5,681,751号;第5,658,413号;第5,653,939号;第5,653,859号;第5,645,702号;第5,605,662号;第5,571,410号;第5,543,838号;第5,480,614号;第5,716,825号;第5,603,351号;第5,858,195号;第5,863,801号;第5,955,028号;第5,989,402号;第6,041,515号;第6,071,478号;第6,355,420号;第6,495,104号;第6,386,219号;第6,606,609号;第6,802,342号;第6,749,734号;第6,623,613号;第6,554,744号;第6,361,671号;第6,143,152号;第6,132,580号;第5,274,240号;第6,689,323号;第6,783,992号;第6,537,437号;第6,599,436号;第6,811,668号および公開されたPCT特許出願WO9955461(A1)を参照のこと。試料は、単一または複数の分析器システムにおいて使用するために、連続して又は並行して調製してよい。
いくつかの態様において、試料は緩衝液を含む。緩衝液は、分析器システムの外部で試料と混合してよく、または試料調製メカニズムによって提供してよい。任意の適切な緩衝液を使用し得るが、好ましい緩衝液は低い蛍光バックグラウンドを有し、検出可能にラベリングされた粒子に対して不活性であり、作動pHを保持し得、駆動力が導電学的である態様において、電気泳動に適したイオン強度を有する。緩衝液濃度は、約1〜約200mMの範囲の濃度等の、任意の適切な濃度であり得る。溶解度、機能、および件の分子の検出可能性を備える限り、任意の緩衝液系を用いてよい。いくつかの態様において、例えば、ポンピングを用いる用途に関して、緩衝液は以下のものからなる群から選択される。ホスフェート、グリシン、アセテート、シトレート、アシデュレート(acidulate)、カーボネート/バイカーボネート、イミダゾール、トリエタノールアミン、グリシンアミド、ボレート、MES、ビス−トリス、ADA、aces、PIPES、MOPSO、ビス−トリスプロパン、BES、MOPS、TES、HEPES、DIPSO、MOBS、TAPSO、トリズマ(Trizma)、HEPPSO、POPSO、TEA、EPPS、トリシン、Gly−Gly、ビシン(Bicine)、HEPBS、TAPS、AMPD、TABS、AMPSO、CHES、CAPSO、AMP、CAPSおよびCABS。緩衝液は、以下のものからなる群からも選択され得る。Gly−Gly、ビシン、トリシン、2−モルホリンエタンスルホン酸(MES)、4−モルホリンプロパンスルホン酸(MOPS)および2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール塩酸塩(AMP)。有用な緩衝液は、pH8.1の2mMトリス/ボレートであるが、トリス/グリシンおよびトリス/HClも許容できる。他の緩衝液は本明細書に記載される。
電気泳動に有用な緩衝液は、先の出願において開示されており、米国特許出願第11/048,660号から引用することによって本明細書に組み込まれる。
[E.試料の回収]
本発明の分析器および分析システムの態様の一の非常に有用な特徴は、試料を消費することなくその試料を分析し得ることである。このことは、試料材料が制限される場合に特に重要であり得る。試料の回収は、試料の他の分析を行うこと、または試料を再分析することも可能にする。試料サイズが制限され、かつ/または試料を再分析する能力が望まれる用途、例えば法医学、薬物のスクリーニング、および臨床的診断用途に対するこの特徴の利点は、当業者に明らかだろう。
従って、いくつかの態様において、本発明の分析器システムは、分析後に試料を回収するための試料回収システムを更に提供する。これらの態様において、システムは、試料を分析器の中へと抜き出し、分析し、その後、例えば同じ経路によって、試料ホルダー、例えば試験管に戻すメカニズムおよび方法を含む。試料が破壊されないので、また、試料がバルブまたは他の管ののいずれにも入らないので、試料は汚染されないままである。更に、試料経路における全ての材料が高度に不活性である(例えばPEEK、溶融石英またはサファイア)ので、試料経路からの汚染がほとんど存在しない。ステッピングモーターで制御されたポンプ(特に分析ポンプ)を使用することにより、引き上げられる体積および外に押し返される体積の正確な制御が可能となる。これにより、洗浄緩衝液による僅かな希釈がたとえあったとしても、試料の完全な又はほとんど完全な回収が可能となる。従って、いくつかの態様において、約50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%または99.9%より多くの試料が分析の後に回収される。いくつかの態様において、回収された試料は希釈されない。いくつかの態様において、回収された試料は約1.5倍、1.4倍、1.3倍、1.2倍、1.1倍、1.05倍、1.01倍、1.005倍または1.001倍より小さい割合で希釈される。
サンプリングおよび/または試料の回収のために、試料容器から分析器へ液体試料を移すための何らかのメカニズムを使用してよい。いくつかの態様において、分析キャピラリーの入口端は、短い長さの管、例えば試料容器(例えば試験管またはサンプルウェル)の中に浸され得る、または廃容器の上で保持され得るPEEK管に取り付けられる。洗浄する場合、装置から前の試料を取り除くために、このチューブを廃容器の上に配置して、洗浄廃液を捕らえる。試料を抜き取る場合、チューブをサンプルウェルまたは試験管の中に入れる。通常、試料は素早く抜き取られ、次に、試料内の粒子を観察しながらゆっくりと押し出される。別法として、いくつかの態様において、抜き取りサイクルの少なくとも一部の間に、試料をゆっくりと抜き取る;試料は、ゆっくりと抜き取りながら分析してよい。この後に、試料を急速に戻して急速に洗浄することができる。いくつかの態様において、試料は、内側(抜き取り)サイクルおよび外側(押し出し)サイクルの両方で分析してよく、このことによって、例えば少量かつ希薄な試料の計数統計および結果の裏付け等が改善される。試料を節約することが望ましい場合、試料を、その試料が来た同じサンプルウェルの中に、または別のサンプルウェルに押し戻すことが可能である。試料の節約が望まれていない場合、管を廃容器の上に設ける。
[VI.分子の高感度分析を用いる方法]
本発明のシステム、システムキットおよび方法により、従来測定されていた濃度よりずっと低い濃度で試料中の分子を測定することが可能となる。本発明の機器、キットおよび方法の高感度によって、検出感度の欠如により従来は不可能であったマーカー、例えば生物学的マーカーの設定が可能となる。本発明は、新たなマーカーを発見するために、本明細書に記載の組成物および方法を使用することも含む。
生物学的状態を決定するのに使用される可能性を有するが、それらの下方範囲が知られていないので現在のところ実用的な役に立たない、現在入手可能な多数のマーカーが存在する。いくつかの場合において、異常に高いレベルのマーカーは現在の方法論によって検出可能であるが、正常範囲は確立されていなかった。いくつかの場合において、マーカーの上方正常範囲は検出可能であるが、下方正常範囲、または正常より下のレベルは検出できない。いくつかの場合、例えば、腫瘍に対して特異的なマーカー、または感染症マーカーにおいて、マーカーのいずれのレベルも生物学的状態の潜在的な存在を示し、検出感度の増強は早期診断に対して好都合である。いくつかの場合において、複数の時点にわたるマーカー濃度の変化速度または変化の欠如は最も有用な情報を提供するが、現在の分析方法では、通常は最も治療し易い病態の早期段階でのタイムポイントサンプリングにおけるマーカーレベルの決定が不可能である。多くの場合、マーカーは、臨床状況において実用的でない又は有用でない面倒な方法(複雑な試料処理および時間を要する分析を必要とする方法等)を使用することによってのみ、臨床的に有用なレベルで検出されることがある。
更に、現在の方法によってその存在を検出することが極めて困難または不可能なままであるのに十分な低濃度で存在する潜在的な生物学的状態のマーカーが存在する。
本発明の分析方法および組成物は、従来はマーカーを検出できなかった濃度での、生物学的状態に関するマーカーの検出を可能にし、従って、確認マーカー、または診断、予後、治療の方向付けに対する限られた研究状況においてのみ有用なマーカー、または臨床状況および/もしくは臨床試験等の大規模臨床状況において有用な他の種類のマーカーからのそのようなマーカーの「再目的化」を可能にするレベルの感度および精度を提供する。そのような方法によって、例えば、そのようなマーカーに対する正常および異常範囲の決定が可能となる。
そのように再目的化されたマーカーは、例えば正常状態(正常範囲)の検出、(例えば、薬の投与等の処置に対する)レスポンダー/ノンレスポンダーの検出;早期疾患または病理学的発現の検出(例えば、早期段階の癌の検出、心虚血の早期検出);病期分類(例えば癌);疾患のモニタリング(例えば、糖尿病のモニタリング、治療後の癌の再発のモニタリング);疾患のメカニズムの研究;および治療毒性(薬物治療の毒性(例えば心毒性)等)の研究のために使用可能である。
[A.方法]
従って、本発明は、マーカーの高感度検出のための方法および組成物、ならびにマーカーの正常および異常レベルに対する値を確立する更なる方法を提供する。更なる態様において、本発明は、マーカーに対して確立された値に基づく診断、予後診断および/または治療の選択の方法を提供する。本発明は、そのような方法において用いるための組成物、例えばマーカーの超高感度検出のための検出試薬も提供する。
いくつかの態様において、本発明は、例えばマーカーの単一分子に結合したラベルを検出することによって、マーカーの単一分子を検出し、それによって生物学的試料のマーカー濃度を測定し、それによって、第1集団から得られる生物学的試料中のマーカーに関する濃度範囲を設定することにより、生物学的状態に関するマーカーを確立する方法を提供する。いくつかの態様において、マーカーは、ポリペプチドまたは小分子である。試料は本明細書に記載のいずれのもの(例えば血液、血漿、血清または尿)であってもよい。
本方法は第1集団からの試料を使用してよく、この方法において、その集団は生物学的状態を示さない集団である。生物学的状態が病態である場合において、第1集団は、疾患を示さない集団、例えば「正常」集団であってよい。いくつかの態様において、本方法は、マーカーの単一分子を検出することにより生物学的試料のマーカー濃度を測定することによって、第2集団から得られる生物学的試料中のマーカーに関するレベルの範囲を設定することを更に含んでよく、第2集団の要素は生物学的状態を示す。いくつかの態様、例えば横断的研究において、第1および第2集団は異なる。いくつかの態様において、第2集団の少なくとも1つの要素は第1集団の要素であり、または前記集団の少なくとも1つの要素は第2集団の要素である。いくつかの態様、例えば縦断的研究において、第2集団の実質的に全ての要素は、生物学的状態、例えば疾患または病的状態が進行した第1集団の要素である。
マーカーの単一分子の検出は、本明細書に記載の方法、例えば前記マーカーに対して、約1000、100、50、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005または0.001フェムトモル濃度より小さい試料中のマーカーの検出限界を有する方法を用いて、マーカーの単一分子を検出することによって行われる。いくつかの態様において、マーカーの単一分子を検出することによる前記マーカーの検出限界は、約100、50、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005または0.001pg/mlより小さい試料中のマーカーである。
生物学的状態は、表現型の状態;生体に影響を及ぼす状態;発達状況;年齢;健康;病理;疾患;疾患過程;病期分類;感染症;毒性;または化学的因子、環境因子もしくは薬物因子(薬物反応の表現型検査、薬物毒性の表現型検査または薬物有効性の表現型検査等)に対する反応であってよい。
いくつかの態様において、生物学的状態は病的状態であり、それには炎症、異常な細胞増殖および異常な代謝状態が含まれるがこれらに限定されない。いくつかの態様において、状態は病態である。病態には、癌、循環器疾患、炎症性疾患、自己免疫疾患、神経疾患、感染症および妊娠に関連する障害が含まれるがこれらに限定されない。いくつかの態様において、状態は、病期状態、例えば癌の病期状態である。
本方法は、治療反応状況を決定するのに用いてもよい。いくつかの態様において、治療は薬物治療である。反応は、治療効果または副作用(例えば有害な影響)であってよい。治療効果に対するマーカーは、薬物によって治療された疾患または病態に基づくであろう。有害な影響に対するマーカーは通常、薬物の分類、ならびに作用および代謝の特定の構造およびメカニズムに基づくであろう。一般的な有害な影響は薬物毒性である。一例は心毒性であり、これは、心筋トロポニンマーカーによってモニタリング可能である。いくつかの態様において、病態に対する1つ又はそれより多くのマーカー、および薬物の1つ又はそれより多くの有害な影響に対する1つ又はそれより多くのマーカーを、通常は薬物を投与されている集団において、モニタリングする。試料は、間隔をおいて採取してよく、試料中のマーカーの各々の値を、時間と共に評価してよい。
マーカーの単一分子の検出は、蛍光部分の励起波長で光を放射するレーザーによって刺激すると、少なくとも約200個の光子を放出し得る蛍光部分を含むラベルでマーカーをラベリングすることを含んでよく、レーザーは、当該部分を含む直径約5ミクロン以上のスポットに焦点が合わせられ、レーザーによってスポットに向けられる全エネルギーは、約3マイクロジュール以下である。いくつかの態様において、蛍光部分は、少なくとも1つの置換インドリウム環系を有する分子であって、インドリウム環の3位の炭素における置換基が化学反応性基または共役物質を含む分子を有する。いくつかの態様において、蛍光部分は、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 680またはAlexa Fluor 700からなる群から選択される色素を含んでよい。いくつかの態様において、蛍光部分はAlexa Fluor 647を含む。いくつかの態様において、ラベルはマーカーに対する結合パートナー、例えば、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体等の、前記マーカーに対して特異的な抗体を更に含む。種々のマーカーに対する結合パートナーは本明細書に記載される。
本方法は、第1範囲に基づいて、または第1および第2範囲に基づいて、マーカーに関する閾値レベルを設定することを更に含んでよく、閾値レベルの上または下のレベルにおける、個体からの生物学的試料中のマーカーの存在は、前記個体における生物学的状態の存在の可能性の増加を示す。正常集団に対して決定された閾値の一例は、心筋トロポニンに関して提案された、正常集団における99パーセンタイル値より大きい閾値である。実施例3を参照のこと。他の閾値レベルは、実験的に、即ち第1および第2集団からの、マーカーレベル、ならびにモニタリングされている生物学的状態の存在、非存在、重症度、発達速度、退縮速度等に関するデータに基づいて決定してよい。範囲のいずれかの端、例えば最小値(それより下では、試料中のマーカー濃度が生物学的状態の可能性の増加を示す)および/または最大値(それより上では、試料中のマーカー濃度が生物学的状態の可能性の増加を示す)において、閾値レベルを設定してよいことが、理解されるであろう。いくつかの態様において、リスク層化を形成してよく、そのリスク層化において、2つ又はそれより多くのマーカー濃度範囲が2つ又はそれより多くのリスクレベルに対応する。2つの集団からのデータ又はマーカーに対するデータを分析する他の方法、および例えば医師および他の健康管理専門家によって用いられる臨床的に意義のある値を生み出す他の方法は、当該技術分野においてよく知られている。
いくつかの生物学的マーカーに関して、マーカーが少しでも存在することは、疾患または病的状態を示すものであり、閾値は実質的にゼロである。一例は、前立腺除去後の癌の再発をモニタリングするための、前立腺特異抗原(PSA)の使用である。PSAは前立腺によってのみ製造されるので、また、前立腺および全ての腫瘍は除去されていると推測されるので、除去後のPSAはゼロである。いずれのレベルにおけるPSAの出現も、例えば転移部における、癌の再発の可能性を示す。従って、検出方法が高感度であるほど、そのような再発の発症に対してより早期の介入を行うことができる。
一連の試料における評価方法等のマーカー濃度の他の評価方法も行ってよく、その評価方法において、値の変化、変化速度、混合量、減少等は全て、生物学的状態の決定に有用な情報を提供し得る。更に、1つより多くのマーカーが生物学的状態に関する情報を提供することが発見される場合、マーカーのパネルを用いてよい。マーカーのパネルを用いる場合、マーカーは、別々の試料(例えば、共通の試料のアリコート)において別々に測定してよく、または多重化によって同時に測定してよい。マーカーのパネルおよび多重化の例は、例えば米国特許出願第11/048,660号に示されている。
そのようなマーカー、ならびに例えば正常および/または異常状態に対する参照範囲の設定により、生物の生物学的状態の高感度かつ正確な決定が可能となる。従って、いくつかの態様において、本発明は、生物の生物学的状態の存在または不存在を検出する方法を提供し、その方法は以下のものを含む。i)生体からの生物学的試料中のマーカー濃度の測定であって、前記マーカーが、第1集団から得られる生物学的試料中の前記マーカーに関する濃度範囲を、マーカーの単一分子の検出により生物学的試料のマーカー濃度を測定することにより設定することによって設定されるマーカーである、測定;およびii)前記生物中の前記マーカーの前記濃度に基づく、前記生物学的状態の存在または不存在の決定。
いくつかの態様において、本発明は、生物における生物学的状態の存在または不存在を検出するための方法を提供し、その方法は以下のものを含む。i)前記生物からの複数の生物学的試料中のマーカー濃度の測定であって、前記マーカーは、第1集団から得られる生物学的試料中の前記マーカーに関する濃度範囲を、マーカーの単一分子を検出することにより生物学的試料のマーカー濃度を測定することによって設定することによって設定されるマーカーである、測定;およびii)前記複数の試料中の前記マーカーの前記濃度に基づく、前記生物学的状態の存在または不存在の決定。いくつかの態様において、試料は異なる種類のものであり、例えば、異なる種類の組織からの試料である。この場合において、決定は、前記異なる種類の試料中の前記マーカーの濃度の比較に基づく。より一般的には、試料は同じ種類のものであり、試料は間隔をおいて採取される。試料は、本明細書に記載のいずれの種類の試料、例えば血液、血漿もしくは血清;または尿であってもよい。試料間の間隔は、数分、数時間、数日、数週間、数ヶ月または数年であってよい。緊急の臨床状況において、間隔は数分または数時間であってよい。個体のモニタリングを含む設定において、間隔は数日、数週間、数ヶ月または数年であってよい。
多くの場合において、その存在または不存在を検出すべき生物学的状態は、疾病表現型である。従って、一の態様において、件の表現型の状態は臨床的に診断された疾患の状態である。そのような疾患の状態には、例えば、癌、循環器疾患、炎症性疾患、自己免疫疾患、神経疾患、呼吸器疾患、感染症および妊娠に関連する障害が含まれる。
癌表現型が本発明のいくつかの要旨に含まれる。本明細書における癌の例として以下のものが挙げられるが、これらに限定されない:乳癌、皮膚癌、骨肉腫、前立腺癌、肝臓癌、肺癌、脳腫瘍、喉頭癌、胆嚢癌、膵臓癌、直腸癌、副甲状腺癌、甲状腺癌、副腎癌、神経組織癌、頭部および頸部癌、結腸癌、胃癌、気管支癌、腎臓癌、基底細胞癌、潰瘍性および乳頭型の両方の扁平上皮癌、転移性皮膚癌、骨肉腫、ユーイング肉腫、細網肉腫、骨髄腫、巨細胞腫、小細胞肺腫瘍、非小細胞肺癌結石、島細胞腫、原発性脳腫瘍、急性および慢性のリンパ球性および顆粒球性腫瘍、有毛細胞腫瘍、腺腫、過形成、髄様癌、褐色細胞腫、粘膜神経腫、腸神経節細胞腫、過形成角膜神経腫、マルファン症候群様体質腫瘍、ウィルムス腫瘍、精上皮腫、卵巣腫瘍、平滑筋腫瘍、子宮頸部形成異常および上皮内癌、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫、軟部組織肉腫、悪性カルチノイド、局所性皮膚病変、菌状息肉腫、横紋筋肉腫、カポジ肉腫、骨肉腫および他の肉腫、悪性高カルシウム血症、腎細胞腫、真性多血症、腺癌、多形神経膠芽腫、白血病、リンパ腫、悪性黒色腫、扁平上皮癌、ならびに他の癌腫および肉腫。
循環器疾患は本発明の他の用途に含まれてよい。循環器疾患の例として以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。鬱血性心不全、高血圧、不整脈、アテローム性動脈硬化、コレステロール、ウォルフ・パーキンソン・ホワイト症候群、QT延長症候群、狭心症、頻脈、徐脈、心房細動、心室細動、鬱血性心不全、心筋虚血、心筋梗塞、心タンポナーデ、心筋炎、心膜炎、催不整脈性右心室異形成、肥大型心筋症、ウイリアムズ症候群、心臓弁膜症、心内膜炎、細菌性肺動脈閉鎖、大動脈弁狭窄症、レイノー病、コレステロール塞栓症、ワレンベルグ症候群、ヒッペル・リンダウ病、および毛細血管拡張症。
炎症性疾患および自己免疫疾患は本発明の他の態様に含まれてよい。炎症性疾患および自己免疫疾患の例として以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。関節リウマチ、非特異的関節炎、喉頭の炎症性疾患、炎症性腸疾患、乾癬、甲状腺機能低下症(例えば橋本甲状腺炎)、結腸炎(または大腸炎)、1型糖尿病、骨盤内炎症性疾患、中枢神経系の炎症性疾患、側頭動脈炎、リウマチ性多発筋痛、強直性脊椎炎、結節性多発動脈炎、ライター症候群、強皮症、全身性紅斑症およびエリテマトーデス。
本発明の方法および組成物は、以下のもののマーカーを含む感染症マーカーに関する研究情報も提供する。アデノウイルス、百日咳菌、クラミジア肺炎、クラミジア・トラコマチス、コレラ毒素、コレラ毒素β、カンピロバクター・ジェジュニ、サイトメガロウイルス、ジフテリア毒素、エプスタイン・バーNA、エプスタイン・バーEA、エプスタイン・バーVCA、ヘリコバクター・ピロリ、B型肝炎ウイルス(HBV)コア、B型肝炎ウイルス(HBV)エンベロープ、B型肝炎ウイルス(HBV)サーフェス(Ay)、C型肝炎ウイルス(HCV)コア、C型肝炎ウイルス(HCV)NS3、C型肝炎ウイルス(HCV)NS4、C型肝炎ウイルス(HCV)NS5、A型肝炎、D型肝炎、E型肝炎ウイルス(HEV)orf2 3KD、E型肝炎ウイルス(HEV)orf2 6KD、E型肝炎ウイルス(HEV)orf3 3KD、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)−1 p24、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)−1 gp41、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)−1 gp120、ヒト・パピローマウイルス(HPV)、単純ヘルペスウイルスHSV−1/2、単純ヘルペスウイルスHSV−1 gD、単純ヘルペスウイルスHSV−2 gG、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV)−1/2、A型インフルエンザ、A(H3N2)型インフルエンザ、B型インフルエンザ、ドノバン・リーシュマニア、ライム病、おたふく風邪、肺炎マイコプラズマ、結核菌、1型パラインフルエンザ、2型パラインフルエンザ、3型パラインフルエンザ、ポリオウイルス、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、風疹、麻疹、ストレプトリジンO、破傷風毒素、梅毒トレポネーマ15kd、梅毒トレポネーマp47、クルーズトリパノソーマ、トキソプラズマおよび水痘帯状疱疹。
癌の検出およびモニタリングはしばしば、腫瘍の成長の粗い測定(腫瘍自体の可視化等)の使用に依存し、その測定は不正確であり、または、例えば現在の方法による実際の臨床状況において検出可能になる前に、高いレベルに達してしまう。検出の時点において、腫瘍はしばしばかなりの大きさに成長し、転移の前に介入が行われる可能性は低い。例えば、X線による肺癌の検出は、腫瘍の直径が1cmより大きいことを必要とし、CTスキャンによる検出は、腫瘍の直径が2〜3mmより大きいことを必要とする。別法として、腫瘍成長のバイオマーカーを使用してよいが、バイオマーカーが現在の臨床技術で利用可能なレベルで検出可能である時点までに、腫瘍は再びかなり発達していることが多い。更に、医療介入(例えば、1つの腫瘍もしくは複数の腫瘍を縮小もしくは除去するための外科手術、化学療法、または放射線療法)の後に、残存疾患が、更なる介入が成功しない可能性の高い時点に進行するまでに、癌の再発が存在するか否かを決定するのに十分な感度で腫瘍マーカーを測定することは不可能であることが多い。本発明の分析器、システムおよび方法を用いると、例えば転移可能性が低いことにより介入が成功する可能性の高い時点における、腫瘍成長の発現および腫瘍成長の再発の両方を検出することが可能である。今までは示されていないレベルで検出可能である癌のためのマーカーには、本明細書に記載のマーカーが含まれる。診断マーカーへと再目的化し得るマーカーを検出するための分析の例として、本明細書に記載されているように、TGFβ、Akt1、FasリガンドおよびIL−6が挙げられる。
[B.例示的マーカー]
本発明の機器、ラベルおよび方法は、例えば血清および尿中のマーカーに対する範囲を、従来のレベルより10〜100倍低い、またはそれより低いレベルに設定するために使用した。マーカーは、幅広い種類の生物学的状態、例えば心疾患および心毒性(トロポニン)、感染症(TREM−1)、炎症および他の状態(LTE4、IL−6およびIL−8)、喘息(LTE4)、癌(Akt1、TGF−β、Fasリガンド)、ならびに同種移植片拒絶および変性疾患(Fasリガンド)を示す。
マーカーにはタンパク質マーカーおよび非タンパク質マーカーが含まれる。マーカーはここで簡潔に記載され、手順および結果は実施例において示される。
[1.心臓障害]
心筋トロポニンは、従来においては異常に多い量でのみ検出可能であるマーカーの一例である。心筋トロポニンは、多数の疾患および病態、例えば急性心筋梗塞(AMI)における診断、予後診断および治療方法の決定において有用な心臓障害のマーカーである。更に、心筋トロポニンは、治療、例えば薬物治療による心毒性の有用なマーカーである。
筋肉中のトロポニン複合体はトロポニンI、CおよびTからなる。トロポニンCは、2つのアイソフォームとして存在し、1つは心筋および遅筋からのものであり、もう1つは速筋からのものである;トロポニンCは、実質上全ての横紋筋において発見されるので、特異的マーカーとしてのトロポニンCの使用は限定される。対照的に、トロポニンIおよびTは、遅筋、速筋および心筋における異なるアイソフォームとして発現する。トロポニンIおよびTの特有の心臓アイソフォームは、それらを、骨格筋の他のトロポニンと免疫学的に区別することを可能にする。従って、心筋トロポニンIおよびTの血液中への放出は、心筋に対する障害を示し、診断マーカーもしくは予後マーカーとしてのそれらの使用、または処置の決定を補助するためのそれらの使用に関する基礎を提供する。
現在使用されている心臓障害マーカーは、それらの臨床的有用性を制限する不都合な点がある。心筋酵素分析において、心筋に対するダメージが存在するか否かを決定するための基準が作成された。残念ながら、標準的なクレアチンキナーゼ−MB(CK−MB)分析は、胸痛の発症後10〜12時間までの梗塞の排除において信頼できない。早期診断は、線溶療法およびトリアージに関して非常に特別な利点を有するだろう。
健常者の血液循環において見られるトロポニンのレベルが非常に低いので、また、心筋に特異的なトロポニンは心臓外の源から生じないので、トロポニンは非常に感度が高く、特異的な心外傷マーカーである。心筋梗塞に加えて、多数の他の状態が心筋に対して障害を引き起こし得、そのような障害の早期検出が臨床医に対して有用であることが判明するであろう。しかし、心筋トロポニンの現在の検出および定量方法は、レベルが異常に高い濃度、例えば0.1ng/mlまたはそれより高濃度に達するまでに、心筋トロポニンの血液中への放出を検出するのに十分な感度を有しない。
従って、本発明の方法および組成物は、心筋トロポニンの高感度検出および定量のための方法および組成物、ならびにそのような高感度検出および定量に基づく診断、予後診断、および/または治療の決定のための組成物および方法を含む。心筋トロポニンIに関する検量線を、約1pg/mlより小さい検出限界で規定した(実施例1)。心筋トロポニンIのレベルを、正常者において規定し、正常者の99パーセンタイルにおける閾値を規定した(実施例3)。急性心筋梗塞に罹患した個体からの一連の試料を分析し、心筋トロポニンI濃度に関する時間経過(ベースラインからの偏差を含む)を決定した(実施例4)。従って、心筋トロポニンIは、本発明のシステムおよび方法によって、臨床状況および研究状況における使用の診断情報および予後情報を提供するためのレベルで検出し得るマーカーの一例として機能する。2008年3月5日に出願された米国特許出願第11/784,213号(発明の名称『Highly Sensitive System and Methods for Analysis of Troponin』、これはその全体を引用することにより本明細書に組み込まれる)も参照のこと。
心筋トロポニン−I(cTnI)は心筋細胞に対して特異的であり、心臓障害に従って血液中に放出される。広範囲な研究は、損傷した心筋細胞からcTnIがゆっくりと放出され、外傷後、検出可能になるのにしばしば4〜8時間を要することを示した。血漿/血清中のcTnI濃度の測定は、非STEMI急性心筋梗塞(AMI)の診断に関する治療の基準である。更に、このバイオマーカーは、前臨床薬および臨床薬の開発状況において、心筋障害、従って心臓障害の指標として広く受け入れられている。TnIは、実験的治療の潜在的な心毒性を評価するためのバイオマーカーとして受け入れられる。TnIは前臨床状況において幅広く研究されており、前臨床データが心臓関連有害事象の可能性を示唆する場合、臨床的薬物開発プログラムに含まれる。
AMIを診断するための治療標準として、ならびに前臨床および臨床開発において、cTnIが使用されているにもかかわらず、最近まで、現在のところ健康な人および前臨床動物モデルの血漿中のcTnI濃度は報告されていなかった。従って、所定の動物またはヒトの中の「正常」レベルを基準に従って評価すること、および僅かな心臓障害に関連し得るcTnIの僅かな増加(速度)を測定することは不可能であった。更に、多数のアッセイは、異なる種にわたるcTnIを等しく定量せず、大きい血漿試料体積を必要とし、前臨床状況、特に齧歯類モデルシステムにおけるこれらの使用が制限される。本発明の方法を用いると、内因性cTnIの正常レベル、および血漿cTnIにおける小変化が、ヒト、ラット、イヌおよびサルにおいて定量され得、以前は解決困難であった心筋細胞の病態生理学に関する解法が提供される。実施例1〜4を参照のこと。
いくつかの態様において、本発明のcTnI分析は:(1)健康なヒト、ラット、イヌおよびサルにおける血漿および血清cTnIの濃度を規定するため;(2)AMIをより早期に同定するため;(3)物理的圧力もしくは既知の心臓毒性の下で、より早期に心臓障害を測定するため;ならびに/または(4)僅か10μlの血漿を用いて、1つのラットにおけるcTnI濃度を試験するために用いられる。他の態様において、本発明のcTnI分析は:(1)前臨床および臨床状況の両方における、治療法の心臓に関する潜在的な安全性および投与量を測定するため;(2)試料体積が問題となる場合に、個別の小動物もしくは貴重な試料を用いて試験を実施するため;(3)ベースライン正常レベルからのcTnI濃度変化速度がエンドポイントとして用いられる場合、よりロバスト性の高い臨床試験および前臨床試験を設計するため;(4)種々の心臓関連疾患における、正常レベルからのcTnIレベルの変化の様子を理解するため;ならびに/または(5)臨床的事象に対するサロゲートエンドポイントとして機能するためのバイオマーカーとしてのcTnIの有用性を理解するために用いられる。
いくつかの態様において、本方法は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でcTnIを検出することができる。
[2.感染症]
最近の報告によって、細菌性または真菌性感染症のバイオマーカーとしてTREM−1が確立された。例えば、Bouchonら(2000年)、J.Immunol.164:4991−95;Colonna(2003年)、Nat.Rev.Immunol.3:445−53;Gibotら(2004年)、N.Engl.J.Med.350:451−58;Gibotら(2004年)、Ann.Intern.Med.141:9−15を参照のこと。本発明の分析は、100fMまたはそれより低い濃度でTREM−1を定期的に測定してよいことを示唆している。実施例9を参照のこと。
いくつかの態様において、本方法は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でTREM−1を検出することができる。
[3.サイトカイン]
現行の技術が、病気の患者からの試料において発見されるレベルより下のレベルを検出できないので、多数のサイトカイン、ケモカインおよび成長因子の正常レベルは主として知られていない。例えば、他のサイトカイン(IL−10、TNF−α、IL−4、IL−1β、IL−2、IL−12およびIFN−γ等)の基礎レベルが、臨床状況において実施されるルーチン分析によって検出することができないのに対し、本発明の分析器システムは、これらのサイトカインおよび他のサイトカインのレベルを直ちに決定することができる。サイトカインおよび成長因子のレベルを知ることは、癌ならびに呼吸器疾患、感染性疾患および循環器疾患を含む種々の疾患の診断、予後診断および処置を行う臨床医を助ける。臨床標本における正常状態および病態をモニタリングするための早期のサイトカイン検出は、血漿、血清および尿、ならびにより優れた展開医療(translational medicine)を提供するための他の流体試料等の試料を分析するために本発明の分析器システムを用いることによって達成され得る。例えば、正常範囲の濃度が知られていないサイトカインのレベルを決定することは、以下の状態および疾患の診断および治療を行う臨床医を補助するであろう。骨形成タンパク質は、骨折、脊椎固定、整形外科および口腔外科に関する治療をモニタリングするのに有用であろう;インターロイキン−10(IL−10)は、非ホジキンリンパ腫、多発性骨髄腫、黒色腫および卵巣癌を含む癌の存在に関する検出およびモニタリングに対して、ならびに抗炎症療法、臓器移植、免疫不全、および寄生虫感染症の影響の検出およびモニタリングに対して有用であろう;インターロイキン−11(IL−11)は、乳癌等の癌の存在に関する検出およびモニタリングに対して有用である;インターロイキン−12(IL−12)は癌およびHIV感染症に関する検出およびモニタリングに対して有用である;TNF−α、炎症性サイトカインは、単独で又はIL−6と組み合わせて、敗血症、急性膵炎、結核、ならびに関節リウマチおよび狼瘡等の自己免疫疾患の良好な予測因子として使用可能である。
別法として、正常および異常値に関してデータベースが既に存在していることがあるが、現在の方法は、定められた(またはルーチン)基準で個体をスクリーニングして、マーカーに対する個々の値が正常範囲内であるか否かを十分な感度で決定するのに実用的でないことがある。例えば、試料中のIL−6濃度を決定するための現在の方法の大部分は、約5pg/mlまでの濃度のIL−6のみを検出することができる;IL−6の正常範囲値は約1〜約10pg/mlである;従って、現在の方法は、正常範囲の上部分においてのみ、IL−6を検出することができる。対照的に、本発明の分析器および分析器システムは、約0.01pg/mlより低い、または正常範囲値の1/10〜1/100より低い濃度までIL−6を検出し得る。従って、本発明の分析器および分析器システムによって、更に広範囲でより詳細なデータベースをバイオマーカー、例えばIL−6に対して作成することが可能となり、かつそのバイオマーカーに対する正常範囲の内側および外側の両方でのクリーニングも可能となり、早期検出が可能となる。従って、本発明の分析器および分析器システムによって、更に広範囲でより詳細なデータベースをバイオマーカー(例えばIL−6)に対して作成することが可能となり、かつそのバイオマーカーに対する正常範囲の内側および外側の両方でのスクリーニングも可能となり、バイオマーカー、例えばIL−6が関与する状態の早期発見が可能となる。
[a.インターロイキン1]
IL−1αおよび−βは、感染症に対する免疫防御に関与する炎症促進性サイトカインであり、サイトカインのIL−1スーパーファミリーの一部である。IL−1αおよびIL−1βの両方は、マクロファージ、単球および樹状細胞によって形成される。IL−1は、炎症において主要な役割を有する種々の免疫応答に関与し、それにより、IL−1は関節リウマチ(RA)に関するターゲットとなる。IL−1αおよびIL−1βは前駆体ペプチドとして形成され、これは、細胞傷害に応答してタンパク質分解的に処理されて放出され、従ってアポトーシスを誘発する。末梢組織におけるIL−1β生成は、熱に関連する痛覚過敏(痛みに対する感度の増大)とも関連する。
Amgenは現在、ヒトインターロイキン−1受容体拮抗薬(IL−1Ra)の合成型である、キネレット(アナキンラ)を市販している。IL−1Raは、IL−1が、幅広い種類の組織および臓器において発現するインターロイキン−1I型受容体(IL1−RI)と結合するのを競合的に阻害することによって、IL−lαおよびβの生物活性を妨げる。IL−1Raは、体外および体内の両方におけるIL−1の生物学的活性を抑制し、敗血性ショック、関節リウマチ、移植片対宿主拒絶反応、脳卒中および心虚血の動物モデルにおいて有効であることが示されてきた。インターロイキン−1(IL−1)の作用を阻害することを目的とする十分なヒトモノクローナル抗体である、AMG108が、アムジェン・パイプラインにおいても存在する。AMG108で関節リウマチを治療することの長期安全性を評価するために、第2相臨床研究が進行中である。
[i.インターロイキン1α(IL−1α)]
ヒトの疾患において炎症が幅広く関与することにより、このタンパク質が興味深い診断対象であり続けるであろうことが確実となる。IL−1αレベルの増加は、関節リウマチ等の炎症性疾患に対する診断対象であり続ける。従って、疾患を示すIL−1αの低いレベルと高いレベルとを区別するために、IL−1αの低い正常レベルを定量するための高感度分析を開発する必要がある。また、IL−1α関連疾患に対する治療としてIL−1αレベル増加を減少させるために、治療薬物ターゲットとしてのIL−1αの可能性を評価する必要がある。このことは、治療の有効性および投与量を評価するためにIL−1αレベルの減少速度を検出する必要性を示すであろう。このことは、炎症性サイトカイン経路をターゲットとする薬物(キネレット(IL−1Ra拮抗薬)およびエンテラセプト(enteracept)(TNF−α拮抗薬)等)の同時投与(または併用)の後に進行する、好中球減少症のような有害事象を防止し得る。これらの目標を達成するために、ヒト血漿において正常レベルより下でIL−1αを検出し得る分析を有することが重要である。
本発明は、健康で正常な人の被験体からの血漿中のIL−1α濃度を、従来は達成不可能であったレベルの確度および精度で定量するのに十分な高感度のIL−1α分析を提供する。実施例23を参照のこと。それは、健康な状態と疾患状態との間のIL−1α濃度の区別を可能にし、有効な前臨床および臨床研究設計を可能にする。IL−1α分析により、薬物の有効性または疾患の進行に関する識見を提供し得る非常に低いレベルにおける定量と、小さい濃度変化の間の区別とが可能となることによって、IL−1αの有用性が増大する。IL−1α分析は、幅広いダイナミックレンジにおけるヒト血漿中のIL−1αの正確な定量を可能にする。種々の態様において、分析は、研究者が:(1)IL−1を介した炎症性反応を妨げるように設計された治療法(キネレット等)の有効性および投与量を測定すること;(2)AMG108の臨床試験のように、IL−1α濃度を治療上のエンドポイントとして使用し得る場合に、よりロバスト性の高い臨床および前臨床研究を設計すること;ならびに/または(3)患者が健康な状態から病気の状態に移行する際に、患者におけるIL−1αレベルの変化の様子を理解することを可能にする。
いくつかの態様において、本方法は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でIL−1αを検出することができる。
[ii.インターロイキン1β(IL−1β)]
IL−1αと同様に、ヒトの疾患において炎症が幅広く関与することにより、IL−1βが興味深い診断対象であり続けるであろうことが確実である。IL−1βレベルの増加は、関節リウマチ等の炎症性疾患に対する診断対象であり続ける。従って、疾患を示すIL−1βの低いレベルと高いレベルとを区別するために、IL−1βの低い正常レベルを定量するための高感度分析を開発する必要がある。また、IL−1β関連疾患に対する治療としてIL−1βレベル増加を減少させるために、治療薬物ターゲットとしてのIL−1βの可能性を評価する必要がある。このことは、治療の有効性および投与量を評価するためにIL−1βレベルが減少する速度を検出する必要性を示すであろう。このことは、炎症性サイトカイン経路をターゲットとする薬物(キネレット(IL−1Ra拮抗薬)およびエンテラセプト(TNF−α拮抗薬)等)の同時投与(または併用)の後に進行する、好中球減少症のような有害事象を防止し得る。これらの目標を達成するために、ヒト血漿において正常レベルより下でIL−1βを検出し得る分析を有することが重要である。
本発明は、薬物の有効性または疾患の進行に関する識見を提供し得る非常に低いレベルにおける定量、および小さい濃度変化の間の区別を可能にすることによって、IL−1βの有用性を増大させるIL−1β分析を提供する。実施例24を参照のこと。IL−1β分析は、健康で正常な人間の被験体からの血漿中のIL−1β濃度を、以前は達成不可能であったレベルの確度および精度で定量するのに十分な高感度である。IL−1β分析は、幅広いダイナミックレンジでのヒト血漿中のIL−1βの正確な定量を可能にする。種々の態様において、この分析は、研究者が:(1)IL−1を介した炎症性反応を妨ぐように設計された治療法(キネレット等)の有効性および投与量を測定すること、;(2)AMG108の臨床試験のように、IL−1β濃度を治療上のエンドポイントとして使用し得る場合に、よりロバスト性の高い臨床試験および前臨床試験を設計すること;ならびに(3)患者が健康状態から疾病状態に移行する際に、患者におけるIL−1βレベルの変化の様子を理解することを可能にするだろう。
いくつかの態様において、本方法は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約200pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約150pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でIL−1βを検出することができる。
[b.インターロイキン4(IL−4)]
インターロイキン−4(IL−4)は、液性免疫および適応免疫において重要な調節因子であるサイトカインである。IL−4は、ナイーブヘルパーT細胞(Th0細胞)のTh2細胞への分化を引き起こす。それは多数の生物学的役割を有し、それには、活性化されたB細胞およびT細胞の増殖の刺激、ならびにCD4+T細胞のTh2細胞への分化が含まれる。IL−4は、アレルギー性炎症反応の進行において重要な役割を果たす。IL−4は、IgEの製造を制御し、IL−4によるT細胞サブセットの製造を拡大させ、エフェクター細胞の機能を安定化させる。
IL−4は、アレルギー性炎症反応の進行におけるIL−4の役割に起因する治療可能性を有する。IL−4は、癌をターゲットとする薬物において見込みを有することも示されてきた。例えば、PRX321(Protox)は目標とされる治療毒であり、そこでは、IL−4が緑膿菌外毒素、癌細胞を破壊し得る強力な物質に結合される。脳腫瘍、腎臓癌および肺癌に加えて、PRX321は、膵臓、卵巣、胸部、頭部および頸部、黒色腫、前立腺、ならびに慢性リンパ性白血病(CLL)およびホジキンリンパ腫等の血液の癌を含む、IL−4受容体を過剰に発現する多数の癌において、有望な前臨床的結果を示した。
健康な人の被験体における血漿IL−4濃度は、まだ規定されていない。従って、IL−4濃度における差異が疾患状態と健康な状態との間で果たす役割を理解することは困難である。更に、IL−4減少速度を測定することによる、IL−4の低下を目標とする実験的治療法の有効性の測定は、分析感度の欠如によって妨げられる。更に、最も高感度のELISAの読取り範囲は2logより小さく制限され、そのことは、試料に再試験または消耗を強制する。従って、僅かな濃度変化の速度を検出し得、かつ正常な被験体におけるIL−4のベースライン濃度を測定し得る高感度分析に対する必要性が存在する。
本発明によって提供されるIL−4分析は、健康で正常な人の被験体からの血漿中のIL−4濃度を、現在のところ他の高感度分析を用いて得ることができないレベルの確度および精度で定量するのに十分な高感度である。実施例25を参照のこと。この分析は、非常に低レベルの血漿IL−4の定量を可能にする。いくつかの態様において、分析は、治療効果に関する識見を提供し得るIL−4レベルの僅かな変化の測定を可能にする。種々の態様において、この分析は、研究者が:(1)一般的な炎症性反応およびアレルギー反応を妨げるように設計された治療法の有効性および投与量を測定すること;(2)IL−4濃度を治療上のエンドポイントとして使用する場合に、よりロバスト性の高い臨床および前臨床研究を設計すること;ならびに(3)患者が健康状態から疾病状態に移行する際に、患者におけるIL−4レベルの変化の様子を理解することを可能にする。
いくつかの態様において、本発明の方法は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でIL−4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でIL4を検出することができる。
[c.インターロイキン6(IL−6)]
インターロイキン−6(IL−6)は、外傷(特に、火傷または炎症をもたらす他の組織損傷)に対する免疫応答を刺激するために、T細胞およびマクロファージによって分泌される炎症促進性サイトカインである。IL−6はまた、病原体関連分子パターン(PAMPs)と呼ばれる特定の微生物分子に応答して、マクロファージによって分泌され、これは先天性免疫応答を誘発し、炎症性サイトカインの生成を開始させる。IL−6は、熱および急性相反応の最も重要なメディエーターの1つである。IL−6は「ミオカイン(myokine)」とも呼ばれ、筋肉から生成するサイトカインであり、筋収縮に反応して増加する。更に、骨芽細胞はIL−6を分泌して破骨細胞の形成を促進する。
IL−6関連疾患は、敗血症、末梢動脈疾患および慢性閉塞性肺疾患を含むがこれらに限定されない。インターロイキン−6を介した炎症は、アテローム硬化性血管疾患ならびに骨粗鬆症および2型糖尿病を含む年齢関連疾患に対する共通の原因要素および治療対象でもある。更に、IL−6は、敗血性ショック等の更なる疾患を診断するために、他のサイトカイン、例えばTNF−αと組み合わせて測定可能である。IL−6は、抗炎症および急性相反応の抑制をもたらすであろう薬物ターゲットとしての治療可能性を有する。異質な病原体に対する宿主反応に関して、IL−6は、マウスにおいて、バクテリア、肺炎連鎖球菌に対する抵抗を必要とすることが示された。IL−6の阻害物質(エストロゲンを含む)が、閉経後骨粗鬆症を治療するのに用いられる。IL−6はハイブリドーマ成長に不可欠であり、briclone等の多数の追加(または補助)クローニング媒体において発見されるので、癌に対する治療可能性も存在する。
健康な被験体の血漿におけるIL−6の血中レベルは、現在利用可能な多数の分析を用いて決定することが困難であり、従って、健康な状態から疾患を区別することは困難である。更に、治療対象として用いる場合、IL−6レベルが正常状態レベルより下に減少する際のIL−6レベルを測定することによって治療効果を測定することが望ましい。これは、現在利用可能な分析によっては達成することができない。IL−6分析は、米国外においては診断用途のために現在のところ利用可能であり、米国および日本においては研究用途のみ(RUO)である。
本発明は、非常に低いレベルの血漿IL−6の定量を可能にし、かつ疾患過程または治療的介入に起因するIL−6レベルにおける小さな変化の正確な測定を可能にするIL−6分析を提供する。実施例26を参照のこと。この高レベルの感度は、治療効果に関する識見を提供し得る。種々の態様において、この分析は、研究者が:(1)炎症性反応を妨げるように設計された治療法の有効性および投与量を測定すること;(2)IL−6濃度を治療上のエンドポイントとして使用する場合に、よりロバスト性の高い臨床および前臨床研究を設計すること;ならびに(3)患者が健康な状態から病気の状態へと推移する際に患者におけるIL−6レベルの変化の様子を理解することを可能にするだろう。
いくつかの態様において、本発明は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる方法を提供する。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でIL−6を検出することができる。
[d.インターロイキン8(IL−8)]
IL−6と同様に、本発明は、非常に低いレベルの血漿IL−8の定量を可能にし、かつ疾患過程または治療的介入に起因するIL−8レベルの小さな変化の正確な測定を可能にするインターロイキン8(IL−8)分析を提供する。図17を参照のこと。いくつかの態様において、本発明は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる方法を提供する。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でIL−8を検出することができる。
[4.炎症マーカー]
炎症性疾患の早期発症を検出するのに有用であり得る他のサイトカインには、本明細書に記載の炎症マーカー、および炎症マーカーのパネルが含まれる。炎症性疾患を検出するのに使用され得るサイトカインの例として、喘息の早期マーカーであり得るロイコトリエン4(LTE4)、および線維症、硬化症を含む炎症性疾患の状態を検出およびモニタリングするのに使用され得るTGFβが挙げられる。いくつかのマーカーは、1つより多くの疾患を検出するのに使用することができ、例えばTGFβは癌の存在を検出するのにも使用可能である。
[a.ロイコトリエンE4]
システイニルロイコトリエン(LTC4、LTD4、LTE4)は、喘息の発症において重要な役割を果たす。ロイコトリエンは、肥満細胞、好酸球および他の気道炎症性細胞によって製造され、血管透過性を増加させ、気管支平滑筋を収縮させ、気管支過敏性を仲介する。LTC4およびLTD4の安定な代謝物である尿中LTE4のレベルは、抗原の気管支投与の後、アスピリンに敏感な喘息患者におけるアスピリンの経口投与の後、および運動によって引き起こされた気管支けいれんの間に、健康な対照と比較して喘息の子供および大人において、ならびに喘息患者において増加する。喘息の病理におけるロイコトリエンの重要性は、ロイコトリエンの作用を阻害する試薬による大規模臨床試験において更に実証された。例えば、モンテルカスト(一日1回経口摂取される強力なロイコトリエン受容体拮抗薬)は、子供(2〜14歳)および大人の両方において喘息のコントロールをかなり改善し、運動によって引き起こされる気管支収縮を弱める。
ロイコトリエン経路の活性化は尿中LTE4レベルの増加を伴い、喘息の急性悪化は尿中LTE4レベルが増加してその後、消散の間にかなり減少することを伴う。悪化および追跡期間の間、気流制限の程度は尿中LTE4レベルと相関し、従って、ロイコトリエン経路が急性喘息の間に活性化されることを示す。更に、LTC4またはLTE4の気管支収縮用量の吸入は、用量依存的な方法で尿中LTE4の排出を変化させ、従って、喘息患者の肺におけるスルフィドペプチドロイコトリエン合成のマーカーとして尿中LTE4を使用し得ることを示す。
本発明の方法は、尿試料等の生物学的試料中のLTE4の変化を検出するのに使用され得る。実施例5を参照のこと。サブナノグラムレベルのLTE4の測定は、慢性または急性喘息患者の肺におけるスルフィドペプチドロイコトリエン合成の検出およびモニタリンクに関するレファレンスとして有用であり得る。
いくつかの態様において、本発明の方法は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でLTE4を検出することができる。
[b.TGFβ]
本発明の方法は、TGFβがマーカーである疾患の早期発症を検出するためにも実施可能である。TGFβ関連疾患の例として線維症が挙げられる。線維症は、瘢痕組織の過剰かつ持続的な形成を意味し、これは、肺、腎臓、眼、心臓、肝臓および皮膚に影響を及ぼす種々の慢性疾患における臓器不全に関係する罹患率および死亡者数に関与する。TGFβは、慢性線維化作用のメディエーターとしてのその役割でよく知られている。例えば、TGFβは、線維性肺疾患における線維芽細胞増殖およびマトリクスの蓄積の促進に関与する。TGFβの抑制は、肺線維症を扱うための潜在的な治療手段として提案されてきた。TGFβは、フィブロネクチンおよびI型コラーゲンならびにそれらの受容体を含む多数の細胞外マトリクス分子の合成を促進するだけでなく、プロテアーゼおよびそれらの阻害物質の発現における分化効果(differectial effect)によってマトリクス分解を減少させ、細胞外マトリクスの発生を強固に促進する。従って、本発明の分析器システムは、例えば線維症に関連するTGFβの異常レベルを検出し得、線維症には、特発性肺線維症、糖尿病性腎症、糸球体硬化症およびIgA腎症を含む進行性腎症(腎臓障害の原因であり、透析および再移植の必要性);糖尿病性網膜症および進行性黄斑変性症(眼の線維症であり、失明の主な原因);肝硬変および胆道閉鎖症(肝線維症および障害の主な原因);鬱血性心不全;シャーガス病における進行性線維症に関連する心筋症;肺線維症;ならびに強皮症が含まれるがこれらに限定されない。
TGFβは、前立腺癌、子宮頸癌、肺癌およびホジキン病を含む癌のマーカーでもある。肺癌患者におけるTGFβの血漿レベルはしばしば増加する。診断において血漿TGF β1レベルが増加している患者において、このレベルのモニタリングが、放射線治療後の病気の持続および再発の両方の検出に有用であり得ることが示された。
形質転換増殖因子−β(TGFβ)もまた、進行、恒常性および組織修復に影響を及ぼす多能性成長因子である。TGFβ発現の増加が異なる悪性度で報告されており、腫瘍形成においてこの成長因子が果たす役割を示唆している。特に、骨肉腫の腫瘍間質における小血管の内皮層および血管周囲層におけるTGFβの存在がこの成長因子の血管形成活性を示唆すること、ならびにTGF−βアイソフォームの発現の増加が骨肉腫の進行に関与することが示唆されたことが実証されてきた(Kloenら、Cancer、80:2230〜39(1997))。TGFβは、細胞増殖を抑制し得るあまり知られていないタンパク質の1つである。しかし、概念に議論の余地があるにもかかわらず、研究者の中には、乳癌等のいくつかのヒト悪性腫瘍がそれら自体の目的のためにTGFβを破壊すると信じている者もいる。理解されていないパラドクスにおいて、これらの癌はTGFβを生成し、そして、そのTGFβが転移の進行および生存率の低下のマーカーになるまで、徐々にその発現を増大させる。例えば、血漿TGFβのレベルは、局所リンパ節および骨への転移性前立腺癌の男性において著しく上昇する。転移の臨床的または病理学的証拠のない男性において、術前の血漿TGF−βレベルは、前立腺全摘出術の際に存在する潜在性転移疾患との関連性により恐らく、手術後の生化学的経過の強力な予測因子である。
いくつかの態様において、本方法は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でTGF−βを検出することができる。
本明細書に記載されているように、本発明の方法によって検出される異常細胞増殖の他のマーカーには、Akt1、Fasリガンド、VEGF、Aβ−40、Aβ−42、cTnI、IL−1α、IL−1β、IL−4およびIL−6が含まれる。
[5.Akt1]
Akt1はv−aktマウス胸腺腫ウイルス性癌遺伝子ホモログ1であり、AKT1遺伝子によってエンコードされたセリン−トレオニンタンパク質キナーゼである。Aktキナーゼは、アポトーシスの抑制ならびに細胞増殖、血管形成および腫瘍細胞侵潤性の促進を含む異種細胞の反応に関与してきた。
アポトーシスおよび非アポトーシス性細胞死を抑制するAktの能力に関してよく知られているので、Aktは、抗癌治療に対する腫瘍反応を予測するためにモニタリングされ得る。アポトーシスおよび非アポトーシス性細胞死の影響を評価することによる腫瘍反応の予測は、抗癌治療の治療効果を強化するためのより有用な戦略の開発を可能にするであろう。抗癌治療に起因するアポトーシスは、ミトコンドリアを介するアポトーシス促進性および非アポトーシス性タンパク質のバランスによって調節され、アポトーシスに対する耐性は、Akt依存性経路およびBcl−2依存性経路によって仲介される。Bcl−2は、アポトーシスおよび非アポトーシス性細胞死を部分的に抑制し、一方、Aktは、いくつかのターゲットタンパク質によって、アポトーシスおよび非アポトーシス性細胞死の両方を抑制する。薬物の感度がアポトーシスおよび非アポトーシス性細胞死の蓄積に関連する可能性があるので、薬物感度は、抗癌治療における腫瘍反応全体に影響を及ぼし得る。いくつかの重要な細胞死関連タンパク質の調節から腫瘍反応全体を予測する能力は、治療効果を向上させるためのより有効な戦略をもたらし得る。
Akt1は、上皮間葉移行(EMT)にも関与し、EMTは、進行および腫瘍形成において重要なプロセスであり、それによって、上皮細胞が線維芽細胞様特性を獲得し、細胞間接着性の低下および運動性の増加を示す。AKTは、多数のヒト癌において活性化され、AKT駆動EMTは、組織侵潤および転移に必要とされる運動性を与えることがある。従って、AKT抑制に基づく将来の治療が、腫瘍細胞の浸潤および転移を制御することによる常套的治療を補ってよい。Aktは、大部分の黒色腫細胞株および異なる進行段階の腫瘍試料において構造的に活性化され、AKTの活性化は、浸潤/転移関連黒色腫細胞接着分子(MelCAM)の発現に結び付き、次いで、このことがヒト黒色腫による悪性の獲得と強く関連する。Akt1は膵臓癌においても活性化され、AKTの活性化は、より高い組織学的腫瘍悪性度に関連することが示された。従って、AKTの活性化は、重要な予後因子である腫瘍の悪性度に関連する。Akt1は、前立腺癌においても上方制御され、その発現は腫瘍の発達に関連する。従って、Akt1は、癌の最も早期の段階における、癌の治療的介入を対象とし得た。いくつかの態様において、本発明の分析器システムは、Akt1レベルが約100、50または25pg/mlより低い場合に、患者からの試料中のAkt1の存在または濃度を決定することによる癌の早期診断を提供するための方法を提供する。実施例6を参照のこと。
いくつかの態様において、本発明の方法は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でAkt1を検出することができる。
[6.Fasリガンド]
Fasリガンド(FasL)は、CD95Lとしても知られており、TNFファミリーの一員であり、Fas(CD95)との結合によってアポトーシスを引き起こす。タンパク質は2つの形態で存在する;膜FasLまたは可溶性FasLのいずれかであり、これらは各々、45kDaおよび26kDaの分子量で移動する。FasLは、活性化リンパ球、ナチュラルキラー細胞および単球を含む種々の細胞において発現する。FasLとFasとの相互作用は、生理的アポトーシスプロセスにおいて重要な役割を果たす。Fas−FasL系の機能不全は、末梢リンパ器官における過形成を引き起こし、自己免疫疾患の進行および腫瘍形成を促進する。一般に、可溶性アポトーシス因子のレベルに関して、より具体的には治療計画による可溶性アポトーシス因子の修飾に関して限られたデータしか存在しない。
本発明のシステムおよび方法は、2.4pg/mlにまで低下したFasリガンド濃度を検出し得る。従って、いくつかの態様において、本発明の分析器システムおよび方法は、アポトーシスの異常レベル等の病態を同定するためのFasリガンドの検出を提供する。患者試料中のFasの測定は、多嚢胞性卵巣症候群、精巣生殖細胞腫瘍等の腫瘍、膀胱癌、肺癌および濾過樹状細胞腫瘍等の珍しい腫瘍等の状態を診断するのに使用可能である。更に、FasリガンドのFas測定は、同種移植片拒絶および変形性関節症等の変性疾患を診断するのに使用可能である。従って、いくつかの態様において、本発明の分析器システムおよび方法は、Fasリガンド関連疾患を診断するために、Fasリガンド関連疾患に罹っている疑いのある患者からの試料中のFasリガンド濃度を決定するのに使用可能であり、あるいは、Fasリガンド濃度は、Fasリガンド関連疾患の治療を受けている患者におけるFasリガンド関連疾患の経過および状態をモニタリングするのに使用可能である。いくつかの態様において、分析は、約100、50、25、10または5pg/mlより小さい濃度で、試料中のFasリガンドのレベルを決定することができる。実施例8を参照のこと。
いくつかの態様において、本発明の方法は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でFasLを検出することができる。
[7.VEGF]
VEGFとして一般に知られている血管内皮成長因子−A(VEGF−A)は、内皮細胞増殖、生存、移動および血管透過性を促進する分泌性糖タンパク質ファミリーの一員であり、それらの全ては血管形成に寄与する。VEGFの、その受容体への結合は、既存の血管系からの血管の成長のために重要である細胞シグナル伝達経路の活性化を引き起こす。VEGFは、癌、加齢性黄斑変性症、糖尿病性網膜症および関節リウマチを含む種々の疾患に関与する。このように、VEGFは、これらの疾患、特に癌に対する治療の開発のための興味を引く候補である。
第1の抗VEGF薬物、モノクローナル抗体アバスチンは、2004年にFDAによって認可され、転移性大腸癌および非小細胞肺癌を治療することが認可されている。薬物は、他の多数の癌の治療に関しても研究中である。VEGFを介した細胞シグナル伝達をターゲットとする他の化合物として、加齢性黄斑変性症を治療することが認可されているモノクローナル抗体フラグメント・ルセンティス、ならびにVEGF受容体を含む受容体型チロシンキナーゼをターゲットとする2つの小分子、スーテントおよびネクサバールが挙げられる。この経路をターゲットとする他の薬物候補が開発中である。
VEGFおよびその経路をターゲットとする薬物に見られる有効性により、VEGFは、興味深い開発対象である。更に、VEGFシグナル伝達が関与する種々の癌および他の疾患を研究者が調査する場合、VEGFレベルにおける小変化の測定は、疾患が進行するに従って生じる生物学的変化を研究者が理解するのに役立つだろう。しかし、現在商業的に入手可能な免疫測定は、増加したVEGF濃度のみを測定し得る。それらの免疫測定は、健康な人の被験体から得られる血漿中のVEGFを測定するのに十分な高感度でなく、または早期疾患状態を示すことのあるVEGFレベルにおける小さい変化を検出するのに十分な高感度でない。しかし、本発明による血漿VEGF分析は、疾患に対するバイオマーカーとしてVEGFを使用するのに必要とされる能力(またはパワー)、ならびに健常者の被験体および抗VEGF治療を受けている被験体におけるVEGFを定量するための感度を提供する。いくつかの態様において、ヒトVEGF分析は、約0.1pg/mlのLODおよび0.3pg/mlの定量下限(LLOQ)を有し、一般に用いられているELISA分析より90倍高感度になる。実施例11〜21を参照のこと。
本発明は、科学者が非常に低いレベルのVEGFを検出して、薬物の有効性または疾患の進行に関する識見を提供し得るVEGFレベルにおける小さい変化を測定することを可能にすることによって、VEGFの臨床的有用性を増大させる。他の改良の中で、本分析は、研究者が:(1)特にVEGFレベルを正常状態においてみられるレベルより非常に小さくするべきである場合に、VEGFレベルを低下させるために設計された治療法の有効性および投薬を測定すること;(2)VEGF濃度を治療上のエンドポイントとして使用する場合に、よりロバスト性の高い臨床および前臨床研究を設計すること;ならびに(3)患者が健康状態から、癌および血管形成を含む他の疾患を有する疾病状態に移行する際に、患者におけるVEGFレベルの変化の様子を理解することを可能にする。
いくつかの態様において、本発明は、正常レベルのVEGFを定量する方法、および早期段階の癌/腫瘍の存在を示す、異常に増加したVEGFレベルを同定する方法を提供する。ヒトにおけるVEGFの通常の健常レベルは50pg/mlより小さく、癌の被験体においてはかなり増加する(>100pg/ml、しばしば200〜500pg/ml)。他の態様において、本明細書に記載の方法は、他の癌(前立腺およびリンパ腫等)の存在を示すのに使用可能である。本発明の方法は、増加したVEGFレベルを有するであろう血管新生中の固形(または充実性)腫瘍の存在を示すのに使用可能である。
いくつかの態様において、本発明は、正常レベルのVEGFを定量する方法、および血管炎症の存在を示す異常に増加したVEGFレベルを同定する方法を提供する。この測定は、健常者において、増加したレベルが炎症を示す他の炎症性サイトカインの同時測定によって補強され得る。いくつかの態様において、血管形成およびアテローム性動脈硬化におけるVEGFの役割を理由として、本発明は、心筋梗塞を検出するのに最も信頼できる基準であるcTnIのレベルの増加と関連する心疾患の指標として、異常に増加したレベルのVEGFを定量するのにも使用可能である。この測定は、健常者において、他の心臓マーカー(即ちpro−BNP)または炎症マーカー(即ちhsCRP、サイトカイン)の同時測定によって補強され得、増加したレベルは心疾患を示す。いくつかの態様において、記載された方法は、正常レベルのVEGFを定量するのに使用され得、糖尿病の被験体におけるアテローム性動脈硬化の存在を示す、異常に増加したレベルのVEGFを同定し得る。この測定は、他の糖尿病マーカー(即ちインスリン)および代謝性疾患マーカー(即ちグルカゴン様ペプチド−1(GLP−1))の同時測定によって補強され得る。
本発明は、標準的な試料体積である100μlより小さい、非常に小さい試料体積におけるVEGFを測定する方法を提供する。本発明の方法は、分析の感度によって可能となり、他の方法と比較して、より多数の試料が小さい体積にて定量可能な結果を提供することが可能となる。一の態様において、本発明の方法は、10μlより少ない又はそれに等しいヒトまたはマウス血漿試料中のVEGFを測定する。もう1つの態様において、本発明の方法は、10μlより少ない又はそれに等しいヒトまたはマウス血漿試料からの組織溶解物中のVEGFを測定する。これらの方法は、ヒト乳癌組織生検からの溶解物において、およびいくつかのマウス株からのマウス組織溶解物において検査された。もう1つの態様において、本発明の方法は、健康な個体および病気の個体における組織生検から調製された溶解物中のVEGFを測定する。通常の1mmの針生検、および10μlより小さい又はそれに等しい得られる溶解物体積に基づいて、この方法は、針生検からのVEGFの定量を可能にする。小体積の試料サイズは本発明の他のマーカーによっても提供される。
一の要旨において、本発明は、試料中のVEGFの単一分子またはフラグメントまたはそれらの複合体の存在または不存在を、i)分子、フラグメントまたは複合体が存在する場合、それらをラベルでラベリングすることによって;およびii)ラベルの存在または不存在を検出することによって決定する方法を提供し、ラベルの存在の検出は、試料中にVEGFの単一分子、フラグメントまたは複合体が存在することを意味する。いくつかの態様において、本発明の方法は、約115、100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約115pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約115pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でVEGFを検出することができる。
[8.Aβ−40およびAβ−42]
アミロイドベータタンパク質(40および42アミノ酸)は、アルツハイマー病(AD)患者の脳におけるアミロイド斑の主な構成要素である。健康な状態および病気の状態において、脳脊髄液(CSF)および血漿の両方において、2つの内Aβ−40がより一般的な形態である(Aβ−42より10〜20倍高い)。ADの患者において、Aβ−42がまず凝集し、そして脳に堆積して斑を形成する。従って、多数のAD患者のCSFにおいてAβ−42濃度が減少する。最近の研究は、CSFおよび血漿におけるAβ−42濃度の低下(Aβ−40/Aβ−42比における並行する変化を伴う)がADの発症の前兆となることを示唆している。
アルツハイマー病に対する治療法は存在せず、現在利用可能な治療法は、ADに関連する症状のいくらかを最小限にするが、疾患の進行を遅らせない。多数の実験的アプローチは、Aβ−42の生成を防ぐことによって又はAβ−42濃度を低下させることによって、Aβ−42レベルを最小限にすること、Aβタンパク質を攻撃するために免疫系を刺激すること、およびAβタンパク質が凝集して斑を形成するのを防ぐことに焦点を合わせている。治験の設計において重要な要素は、研究を費用対効果の高いタイムリーな方法で行い得るように、ADが進行する危険性のある患者を同定することである。従って、バイオマーカーは、サロゲートエンドポイントとして及び有効な研究計画においてAβレベルを理解するのに非常に重要であろう。
予防的治療は、ADを扱う最良の方法としての主要な焦点である。ガイドラインは、ADの形成を予測および診断するのに使用可能な非侵襲性バイオマーカーの必要性を記載している。そのような情報は、臨床研究の設計および治療の有用性の評価に関して有用であろう。血漿中のAβ−40およびAβ−42濃度の測定は、そのような情報に関する展望を提供する。健康で正常なヒトにおいて、血漿濃度は、200〜400pg/ml(Aβ−40)および15〜30pg/ml(Aβ−42)の範囲である。しかし、ADに罹っていると、Aβ−42レベルが減少し、現在利用可能なEIA技術によって検出できないことが多い。更に、Aβ−42の形成を激減させることに基づく介入戦略は、Aβ−42の減少を測定する方法を必要とする。従って、血漿中の低濃度のアミロイドタンパク質を正確かつ精密に定量する必要がある。
本発明によるAβ−40およびAβ−42分析は、ヒト血漿からのアミロイドベータタンパク質を非常に優れた感度で定量することを可能にし、アルツハイマー病研究における速度バイオマーカーとして、および治療的介入を評価するために、Aβ−40/Aβ−42の使用を可能にする。実施例22を参照のこと。他の利点の中で、この分析は、研究者が:(1)ADの進行に対する潜在的なハイリスクを有する被験体を同定し、従って、疾患の進行に対するハイリスクを含む介入研究を設計すること;(2)Aβタンパク質濃度を治療上のエンドポイントとして使用する場合に、よりロバスト性の高い臨床および前臨床研究を設計すること;ならびに(3)ヒトが健康状態から疾病状態に移行する際に、ヒトにおけるAβタンパク質レベルの変化の様子を理解することを可能にする。
いくつかの態様において、本発明の方法は、約100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約100pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でAβ−40を検出することができる。
いくつかの態様において、本方法は、約250、200、150、100、80、60、50、30、20、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01、0.005、0.001、0.0005または0.0001pg/mlより小さい検出限界、例えば約200pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約200pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約150pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約100pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約80pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約60pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約50pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約30pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約25pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約10pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約5pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約1pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.5pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.1pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.05pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.01pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.005pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.001pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0005pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。いくつかの態様において、本方法は、約0.0001pg/mlより小さい検出限界でAβ−42を検出することができる。
[C.多重マーカーパネル]
医療診断は、伝統的に単一の分子マーカー(例えば、遺伝子突然変異、PSAレベルの増加)の検出に依存していた。残念ながら、単一マーカーのアプローチは、多数の生物学的状態または疾患、例えば癌を検出または区別するのに次善のものである。従って、いくつかの場合において、ただ1つのマーカーを認識する分析は、限定された予測値を有する。本発明の方法によれば、複数のマーカーを用いたそのような生物学的状態、例えば疾患のスクリーニング、診断および治療のモニタリングが、単一マーカー分析を用いる方法に関するかなりの改良を提供し得る。癌は非常に複雑な疾患であるので、この多重アプローチは癌の診断に特に良く適しており、この多機能「パネル」アプローチは、癌の細胞学的および臨床的不均一性に整合する。
医学的検査に対するパネルアプローチの実施の成功の鍵は、生物学的状態を特徴付けて識別することができる最適化されたマーカーパネル(またはマーカーのパネル)の設計および開発である。あらゆる医学的スクリーニングまたは診断検査の鍵となる2つの評価基準は、その感度および特異性であり、それらは、病気に冒された全ての個体を、例外なく、かつターゲットとする疾患を有しない個体が誤って含まれることなく正確に検出するために検査をどのように実施するかを評価する(予測値)。歴史的に、多数の診断検査が、乏しい感度および特異性を理由として批判されてきた。
真陽性(TP)の結果は、検査が陽性であり、病態が存在するものである。偽陽性(FP)の結果は、検査は陽性であるが、病態は存在しないものである。真陰性(TN)の結果は、検査は陰性であり、病態は存在しないものである。偽陰性(FN)の結果は、検査は陰性であるが、病態は存在するものである。ここで、感度=TP/(TP+FN)であり、選択性(または特異性)=TN/(FP+TN)であり、予測値=TP/(TP+FP)である。
感度は、検査される個体において目標とする疾患を正確に検出する検査能力の尺度である。乏しい感度を有する検査は、高い割合の偽陰性、即ち、疾患を有するが、その特定の疾患がないと誤って同定される個体を生む。偽陰性の潜在的な危険性は、病気の個体が、いくらかの期間診断されず治療されないままになり、その間、疾患が後の段階に進行し得、その後の段階においては、治療をたとえ行ったとしてもあまり有効でないことがあることである。低い感度を有する検査の一例は、HIVに関するタンパク質ベースの血液検査である。疾患が十分に成立してかなりの数のウイルスが血流に侵入するまで、ウイルスの存在を検出できないので、この種の検査は、低い感度を示す。対照的に、高感度を有する検査の一例は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いたウイルス量検出である。この種の検査は非常に少量のウイルスを検出し得るので、高い感度が達成される。誤診断によって生じる結果が大きい場合、高い感度が特に重要である。
一方、選択性(または特異性)は、病態のない患者を正確に同定するための検査能力の尺度である。選択性の乏しい検査は、高い割合の偽陽性、即ち疾患を有していると誤って同定される個体を生む。偽陽性の不都合な点は、付随するリスク、感情的および経済的ストレスを伴う不必要な医療処置を受けることを患者に強いることであり、このことは、患者の健康に有害な影響を有し得るだろう。選択性の高い診断検査の開発を困難にする疾患の特徴は、疾患のメカニズムが、特に癌において、しばしば複数の遺伝子およびタンパク質に作用することである。更に、特定のタンパク質が、病態とは無関係の理由で増加することがある。高い選択性を有する検査の一例は、p53突然変異を検出し得る遺伝子ベースの検査である。更なる診断法または更なる医療介入に関連するコストまたはリスクが非常に高い場合、選択性が重要である。
多数のマーカーからのデータを組み合わせるために統計的手法が開発され、生物学的状態の存在、例えば癌等の疾患の存在の統計的尤度を提供することを、当業者は理解するであろう。そのような方法の例は、米国特許出願第11/934,008号;第11/939,484号;および第11/640,511号において開示されている。一の態様において、患者の試料中のパネル要素濃度はロジスティック回帰を用いて組み合わせることができ、被験体の疾患状態は受信者操作特性(ROC)分析を用いて決定することができる。例えば米国特許出願第11/934,008号;第11/939,484号;および第11/640,511号を参照のこと。他の手法において、マーカーパネルの検出に基づいて試料を分類するために統計的方法を用いることができる。例えば、マーカー分析結果は、試料を病気である又は健康であると分類するのに用いることができる。そのような分類(パターン認識)方法として、例えば、ベイズ分類器、プロファイル相似(profile similarity)、人工ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン(SVM)、ロジスティックまたは論理回帰、線形または二次判別分析、決定木、クラスタリング、主成分分析、Fischer判別分析または近傍分類分析が挙げられる。分類のための機械学習法として、例えば、加重投票、k近傍法、決定木の誘導、サポートベクターマシン(SVM)およびフィードフォワードニューラルネットワークが挙げられる。そのような方法は当業者に公知である。
他の態様において、より簡単なスキームを用いることができる。例えば、一の態様において、2つのマーカーの濃度増加が生物学的状態、例えば疾患の存在を示すことがある。もう1つの態様において、2つのマーカーの濃度低下が生物学的状態、例えば疾患の存在を示すことがある。もう1つの態様において、1つのマーカーの濃度増加および別のマーカーの濃度低下が生物学的状態、例えば疾患の存在を示すことがある。そのような方法を用いると、第2マーカーの結果は、診断、予後診断、または治療経過における信頼性の増加を医師にもたらす。多数のマーカーは確証的な検出、診断、予後診断等を提供し得る。上述のいずれの方法も、3つのマーカー、4つのマーカー等に対して使用し得ることが理解されるであろう。
[1.多重バイオマーカーパネル]
バイオマーカー(例えばcTnI、サイトカインまたはVEGF)の定量的測定に関して記載された本発明の方法は、同じ技術を用いて定量された他のバイオマーカーの測定と組み合わせることができる。図4を参照のこと。これらの多重マーカー分析は、被験体における状態の検出およびモニタリングの感度および選択性を改良し得る。そのような分析は高感度のままであり、正常で健康な参照範囲にわたって各被分析物を正確に定量する能力を有する。本明細書において開示されているように、本発明のマーカーは、例えば、生物の生物学的状態(例えば、病態または非疾患状態等の病態)に関連する任意の組成物および/もしくは分子、または組成物および/もしくは分子の複合体を含む。
一の態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングするための方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、第1マーカーは、心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)を含み、第1マーカーの検出限界は約10pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約100pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約50pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約5pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約1pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.5pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.1pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.05pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.01pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.005pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.001pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.0005pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約0.0001pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は約10pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は、約5pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は、約1pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は、約10pg/ml〜約0.001pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は、約5pg/ml〜約0.001pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は、約1pg/ml〜約0.001pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は、約10pg/ml〜約0.0001pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は、約5pg/ml〜約0.0001pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第1マーカーの検出限界は、約1pg/ml〜約0.0001pg/mlの範囲である。
いくつかの態様において、試料は血漿、血清、細胞溶解物または本明細書に記載の他の試料を含む。例えば、本発明は、本明細書に記載されているように、ヒトおよびマウスの血漿中のVEGFを測定するのに使用され得る。
本発明の利点はそのロバスト性である。再現性のレベルにより、広範囲の検出にわたるより高感度な検出が可能となる。より高いレベルにおける変動を減少させることができるので、検出限界が所定のマーカーの通常レベルまたは予想されるレベルより小さい場合であっても、本発明は利点を提供する。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約100%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約90%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約80%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約70%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約60%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約50%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約40%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約30%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約20%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約15%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約10%〜約1%の範囲である。いくつかの態様において、検出限界の変動係数(CV)は約5%〜約1%の範囲である。
本発明の方法の感度を理由として、非常に少量の試料体積を用いることができる。例えば、本方法は、標準的な試料体積である100μlと比較して、少量の試料体積、例えば10μlまたはそれより少ない量でVEGFを測定するのに用いることができる。本発明は、多数の試料が、他の方法と比較して少量の試料において定量可能な結果を提供することを可能にする。例えば、通常の1mm針生検から調製された溶解物は、10μlより小さい又はそれに等しい体積を有してよい。本発明を用いると、そのような試料を分析することができる。いくつかの態様において、本発明は100μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は90μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は80μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は70μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は60μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は50μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は40μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は30μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は25μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は20μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は15μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は10μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は5μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は1μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.05μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.01μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.005μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.001μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.0005μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、本発明は0.0001μlより小さい試料体積の使用を可能にする。いくつかの態様において、試料サイズの範囲は約10μl〜約0.1μlである。いくつかの態様において、試料サイズの範囲は約10μl〜約1μlである。いくつかの態様において、試料サイズの範囲は約5μl〜約1μlである。いくつかの態様において、試料サイズの範囲は約5μl〜約0.1μlである。
いくつかの態様において、第2マーカーにはバイオマーカー、例えばタンパク質または核酸が含まれる。ここで開示されるように、第1マーカーまたは第2マーカーがタンパク質である場合、タンパク質のフラグメントもしくは複合体、またはポリペプチドを包含することが理解される。第2マーカーがそのようなタンパク質である態様において、第2マーカーの検出限界は約10pg/ml〜約0.1pg/mlの範囲であり得る。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約100pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約10pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約5pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約1pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.5pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.1pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.05pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.01pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.005pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.001pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.0005pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約0.0001pg/mlより小さい。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約10pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約5pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約1pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約10pg/ml〜約0.001pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約5pg/ml〜約0.001pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約1pg/ml〜約0.001pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約10pg/ml〜約0.0001pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約5pg/ml〜約0.0001pg/mlの範囲である。いくつかの態様において、第2マーカーの検出限界は約1pg/ml〜約0.0001pg/mlの範囲である。
第2マーカーは、生物学的状態を示す任意のバイオマーカーであり得る。多数のそのようなバイオマーカーが本明細書に記載される。第2マーカーは本発明の方法によって測定してよく、または別の方法、例えば既存の方法を用いて測定してよい。いくつかの態様において、第2マーカーは本発明の方法を用いて検出される。いくつかの態様において、第2マーカーは、種々の供給者から商業的に入手可能なキットを用いて検出される。これらのキットには、アフィニティー精製された抗体および共役物質を含む第2マーカーを検出するために使用可能である商業的に入手可能なキット、ウエスタンブロット・キットおよび試薬、組み替え型タンパク質の検出および分析、elisaキットおよび試薬、免疫組織学キットおよび試薬、試料調製およびタンパク質精製、ならびにタンパク質ラベリングキットおよび試薬が含まれる。そのようなキットを供給する会社には、Invitrogen、Millipore、R&D Systems、Cogent Diagnostics、Buehlmann Laboratories AG、QuidelおよびScimedx Corporationが含まれる。実際には、本発明の方法は、別のバイオマーカーを検出する任意の方法と組み合わせることができる。
いくつかの態様において、第2マーカーは、proBNP、IL−1α、IL−1β、IL−6、IL−8、IL−10、TNF−α、IFN−γ、cTnI、VEGF、インスリン、GLP−1、TREM1、ロイコトリエンE4、Akt1、Aβ−40、Aβ−42またはFasリガンドを含むバイオマーカーである。いくつかの態様において、第2マーカーはサイトカインである。ここで開示するように、現在のところ、その同調調節または非調和(discordant)調節が臨床的に注目されている100を越えるサイトカイン/ケモカインが存在し、そのいずれも、本発明の方法を用いて検出可能である。いくつかの態様において、サイトカインはG−CSF、MIP−1α、IL−10、IL−22、IL−8、IL−5、IL−21、INF−γ、IL−15、IL−6、TNF−α、IL−7、GM−CSF、IL−2、IL−4、IL−1α、IL−12、IL−17α、IL−1β、MCP、IL−32またはRANTESである。いくつかの態様において、サイトカインはIL−10、IL−8、INF−γ、IL−6、TNF−α、IL−7、IL−1αまたはIL−1βである。他の態様において、第2マーカーは多量のタンパク質である。そのような態様において、第2マーカーはアポリポタンパク質、虚血修飾アルブミン(IMA)、フィブロネクチン、C反応性タンパク質(CRP)、B型ナトリウム利尿ペプチド(BNP、proBNPおよびNT−proBNPを含む)またはミエロペルオキシダーゼ(MPO)であり得る。
いくつかの態様において、提供される方法は、第1マーカー、即ちcTnIまたはVEGFに関する濃度を決定すること、および第2マーカーがバイオマーカー、例えばタンパク質である場合、第2マーカーに関する濃度を決定することを含む。いくつかの態様において、提供される方法は、第2マーカーに関する濃度に対する第1マーカー濃度の比を決定することを含む。本発明の装置および方法を用いて濃度を決定する方法は、本明細書において開示される。市販のキット、例えば市販のELISAキットもまた、例えば検出されたバイオマーカーのレベルを検量線と比較することによって、タンパク質濃度を決定するのに使用可能である。
[2.混合マーカーパネル]
本発明の方法は、所望の生物学的状態、例えば疾患の状態の測定基準としてはたらく他の種類のマーカーと組み合わせることも可能である。図4を参照のこと。例として、生理学的マーカー(ストレス試験、インスリン耐性、BMI、血圧、睡眠時無呼吸)、分子マーカー(コレステロール、LDL/HDL、ビタミン−D)、多量のタンパク質(アポリポタンパク質、IMA、フィブロネクチン)、および疾患に関する遺伝子マーカーが挙げられる。いくつかの態様において、第2マーカーは生理学的マーカーである。いくつかの態様において、第2マーカーは分子マーカーである。いくつかの態様において、第2マーカーは遺伝子マーカーである。
一の態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングする方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、第1マーカーは、心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)を含み、第2マーカーは生理学的マーカーを含む。生理学的マーカーの例として、心電図(EKG)、ストレス試験、放射性映像、超音波、インスリン耐性、ボディー・マス・インデックス(または体格指数)、骨量、血圧、年齢、性別、睡眠時無呼吸、病歴、または他の生理的状態が挙げられる。一の態様において、第2マーカーは、被験体が冠動脈疾患を有するか、または被験体が冠動脈疾患の合併症を発症する危険性があるかを決定するための医療処置を含み、その医療処置には以下のものが含まれるがこれらに限定されない。冠動脈造影法、冠動脈血管内超音波法(IVUS)、ストレス試験(画像を伴う及び伴わない)、頸動脈内膜中膜厚の評価、仮想組織学(virtual histology)の技術の実施を伴う又は伴わない頸動脈超音波検査、冠動脈電子ビーム・コンピュータ断層撮影法(EBTC)、心臓コンピュータ断層撮影(CT)スキャン、CT血管造影法、心臓核磁気共鳴画像法(MRI)および磁気共鳴血管造影法(MRA)。本発明の方法は、循環器疾患を有する危険性がある被験体をモニタリングするのにも有用であり、ここで、第2マーカーは危険因子である。心疾患の危険因子として、血中MPOレベルの上昇、高血圧、早期CVDの家族歴、喫煙、高い総コレステロール、低HDLコレステロール、肥満、糖尿病等が挙げられる。循環器疾患は通常、被験体の血管系の一部分に限定されないので、冠動脈疾患を有する又は有する危険性があると診断された被験体は、脳血管疾患、大動脈腸骨疾患および末梢動脈疾患等の他の形態のCVDを進行させる又は有する危険性もあると考えられる。循環器疾患を有する危険性がある被験体は、ストレス検査の異常または心臓カテーテル検査の異常を有する危険性がある。CVDを有する危険性がある被験体は、頸動脈内膜中膜厚および冠動脈石灰化の増加を示す危険性もあり、これらは、非侵襲性造影技術を用いて評価可能な特性である。CVDを有する危険性がある被験体は、動脈硬化性プラーク負荷の増加を有する危険性もあり、これは、血管内超音波法を用いて検査可能な特性である。
虚血性心疾患(IHD)に対する危険因子を有する患者に関して、スクリーニング検査が特に重要である。IHDに関する一般的な初期スクリーニング検査は、ある期間にわたって電気的活性を測定するものであり、電気活性は繰り返し波形として再現され、それは一般に心電計(ECGまたはEKG)と呼ばれ、心筋の律動性脱分極および再分極を示す。様々な波、ならびに脱分極および再分極の法線ベクトルの分析により、重要な診断情報が得られる。しかし、ECG測定は、特に高感度ではなく、心血管異常または機能不全の検出に非常に有用なデータでもない。従って、制御された条件の下で心臓にストレスを加えて、ECGデータにおける変化を測定することは通常、次の段階であるが、常にそうではない。ストレス試験は、時にトレッドミル試験または運動試験と呼ばれ、心臓に向かう動脈を通る血液供給の不足が存在しているか否かを示すことができる。ストレス検査において、患者は、脈拍、EKG、血圧および疲労を含む種々のパラメータをモニタリングしながら、制御された条件のもとで運動する。運動の実施によって、または別法として運動に類似した生理学的効果を呈するドブタミン等の医薬品の投与によって、ストレスを加えてよい。IEDに関するスクリーニング検査において用いられるもう1つの種類のストレス検査には、放射性同位体(通常はタリウムまたはカーディオライト)を患者の血流に注入し、その後、血管系全体にわたる放射性ヌクレオチドの拡散、および心臓筋肉組織への放射性ヌクレオチドの吸収を可視化することを含む放射性ヌクレオチド(核)ストレス検査が含まれる。その後、患者は一定時間の運動を受け、その後、画像化を繰り返して血管系および心臓全体にわたる放射性ヌクレオチドの分布における変化を可視化する。負荷心エコー法には、運動前、運動中および運動後の心臓の超音波可視化が含まれる。放射性ヌクレオチド負荷試験および負荷心エコー法は、個人の心血管の健康状態に関するより明確な理解を得るために、ECG測定と組み合わせて用いられることが多い。
一の態様において、本発明の装置によって検出されるマーカー、例えばcTnIまたはVEGFのレベルの増加、および生理学的マーカーの存在は、生物学的状態、例えば疾患を意味する。例えば、被験体における状態を、第1マーカーのレベルの増加、および異常なEKGまたは負荷試験の結果によって検出してよい。
一の態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングするための方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、第1マーカーは心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)を含み、第2マーカーは分子マーカーを含む。分子マーカーには、その存在が生物学的状態を意味するいずれの物質も含まれる。生物由来の分子マーカーの例として、総コレステロール、高密度リポタンパク質(HDL)、低密度リポタンパク質(LDL)LDL/HDL比、トリグリセリド、尿酸またはクレアチニンが挙げられる。いくつかの態様において、分子マーカーには、総コレステロール、高密度リポタンパク質(HDL)、低密度リポタンパク質(LDL)LDL/HDL比、トリグリセリド、尿酸またはクレアチニンが含まれる。いくつかの態様において、分子マーカーには、トリグリセリド、LDL/HDL/Q−LDLの亜分画が含まれる。米国心臓協会は、脂質プロファイル測定に関する以下の勧告を提示している。
HDL:「正常」示数は、男性に関して40〜50mg/dLの間で変化し、女性に関して50〜60mg/dLの間で変化する;60mg/dLより大きい測定値が「保護的(protective)」であると考えられる。
LDL:130mg/dLより小さいと良いと考えられる;100より小さいと「最適」であると考えられる。
トリグリセリド:150mg/dLより小さいと「正常」であると考えられる。
総コレステロール(トリグリセリド測定値の1/5にLDLおよびHDLの数を加える):200mg/dLより小さいことが「望ましい」と考えられる。
一般に、0.3〜0.4またはそれより大きいHDL/LDL比が望ましいものとして示される。
分子マーカーを被験体中に導入することも可能であり、例えば塩化ルビジウムが、心筋の灌流を評価するための放射性同位体として用いられる。他の分子マーカーとして、血糖(例えば血中ブドウ糖)およびビタミン−Dが挙げられる。
一の態様において、本発明の装置によって検出されるマーカー、例えばcTnIまたはVEGFのレベルの増加、および分子マーカーの存在は、生物学的状態、例えば疾患を示す。例えば、被験体における状態は、第1マーカーのレベルの増加および低HDL/LDL示数によって検出してよい。
一の態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングする方法を含み、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、第1マーカーは、心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)を含み、第2マーカーは遺伝子マーカーを含む。遺伝子マーカーは、染色体において同定可能な物理的位置を有するDNAセグメントであって、その遺伝形質が継承され得るDNAセグメントを含む。遺伝子マーカーには、制限断片長多型(RFLP)、増幅断片長多型(AFLP)、ランダム増幅多型DNA(RAPD)、タンデム反復数(VNTR)、マイクロサテライト多型、ミニサテライト、一塩基多型(SNPs)、短いタンデム反復(STR)、およびシングルフィーチャー多型(SFP)が含まれる。多数の遺伝子マーカー、例えばSNPsが、種々の疾患に対する危険因子として関連付けられた。例えば、アルツハイマー病に関連する遺伝子の1つである、アポリポタンパク質E(ApoE)は、この遺伝子に対する3つの可能な対立遺伝子E2、E3およびE4をもたらす2つのSNPを含有する。各対立遺伝子は、1つのDNA塩基が異なり、各遺伝子のタンパク質生成物は、1つのアミノ酸が異なる。少なくとも1つのE4対立遺伝子を受け継いでいる人は、アルツハイマー病が進行するより高い可能性を有するが、一方、E2対立遺伝子を受け継いでいることは、アルツハイマー病が進行する尤度(または可能性)が少ないことを示していると考えられる。SNPsのデータベースは、ハップマッププロジェクトによって維持されおり、http://www.hapmap.org/で利用可能である。心血管系疾患に関連するSNPsの例は、米国特許出願第12/109,137号;第12/139,139号;第12/151,275号;第12/077,935号;および第12/019,651号に記載されている。遺伝子マーカーは、挿入、欠失または融合を含む突然変異を更に含む。遺伝子マーカーは、DNAメチル化等のエピジェネティックマーカー、例えばCpG配列の文脈におけるシトシンのメチル化を更に含む。DNAメチル化パターンは、特定の条件に応じて細胞において変化し得る。例えば、異常DNAメチル化は、癌の顕著な特徴である。例えば一の対立遺伝子のDNAメチル化サイレンシングによる、遺伝子の発現に特異的な対立遺伝子を含むインプリンティングもまた、病態、例えば癌等の病態のリスクの増大を示し得る。その様なマーカーは、当業者によく理解されている。例えば、Laird、「Cancer epigenetics」、Hum Mol Genet.、2005年4月15日;14 Spec No 1、第R65〜76頁)、TangおよびHo、「Epigenetic reprogramming and imprinting in origins of disease」、Rev Endocr Metab Disord.、2007年6月;8(2)、第173〜82頁を参照のこと。
一の態様において、本発明の装置によって検出されるマーカー、例えばcTnIまたはVEGFのレベルの増加、および遺伝子マーカーの存在は、生物学的状態、例えば疾患を意味する。例えば、被験体における状態は、第1マーカーおよび病態と相関関係にあるSNPのレベルの増加によって検出してよい。例えば、被験体における状態は、第1マーカー、および病態と相関することがわかっているDNAメチル化パターンのレベルの増加によって検出してよい。
[D.検出およびモニタリング]
長期的な(longitudinal)試料が定められた期間にわたって個体から収集される場合、本発明の方法は、バイオマーカー、例えばVEGFのレベルにおける微細な変化を時間と共に定量し得る。目立たない変化を定量する能力は、本明細書に記載の方法を用いる場合に行われる測定の感度と精度とを組み合わせることによって可能となる。
本明細書に記載された方法は、健常者におけるバイオマーカー、例えばVEGF、サイトカイン、cTnIのレベルをモニタリングするのに用いることができ、疾患の危険性または早期疾患を示す被分析物のレベルにおける微細な増加を検出する能力を有する。一定の長期的な試料が個体から収集される場合、正常を上回るそのような増加を時間と共に定量することができる。目立たない変化をモニタリングする能力は、本明細書に記載の方法を用いる場合に行われる測定の感度と精度とを組み合わせることによって可能となる。
本明細書に記載された方法は、バイオマーカー、例えばVEGF、サイトカイン、cTnIのレベルを、レベルの増加が観察された個体に関してモニタリングするのに用いることができ、被分析物のレベルにおける、健康な状態への回復を示す微細な減少を検出する能力を有する。一定の長期的な試料が個体から収集される場合、そのような減少を時間と共に定量することができ、健康な範囲と比較することができる。この情報は、治療的介入の成功または正常で健康な状態への回復を確定するのに用いることができる。目立たない変化をモニタリングする能力は、本発明の測定の感度と精度とを組み合わせることによって可能である。
記載された方法は、長期的な試料が定められた期間にわたって個体から収集される場合に、被分析物、例えばVEGF、サイトカイン、cTnIのレベルにおける微細な変化を時間と共にモニタリングするのに用いることができる。目立たない変化をモニタリングする能力は、本発明による測定の感度と精度とを組み合わせることによって可能である。
一の態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングする方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、この方法において、第1マーカーの濃度が決定され、かつ第2マーカーの濃度が決定され、この方法は、被験体からの第1試料と第2試料との間のマーカー濃度の変化の測定を更に含む。いくつかの態様において、第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれる。この方法によると、変化は、状態を検出またはモニタリングするのに用いられる。
一の態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングする方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、この方法において、第1マーカーの濃度が決定され、かつ第2マーカーの濃度が決定され、この方法は、被験体からの第1試料と第2試料との間の第1マーカーおよび第2マーカーの濃度比の変化を決定することを更に含み、それにより、この変化が状態の検出またはモニタリングに用いられる。いくつかの態様において、第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれる。
いくつかの態様において、被験体から第1試料の取得と第2試料取得との間に、医療処置が行われる。いくつかの態様において、医療処置には、外科的処置、ストレス試験、放射性ヌクレオチドストレス試験または治療的介入が含まれる。いくつかの態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングする方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出、外科的処置の実施、ならびに処置後の第1および第2マーカーの検出を含み、処置の前後のマーカーにおける変化が、状態を検出およびモニタリングするのに用いられる。いくつかの態様において、第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれる。いくつかの態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングするための方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出、被験体におけるストレス試験の実施、ならびにストレス試験後の第1および第2マーカーの検出を含み、処置の前後のマーカーにおける変化が、状態を検出およびモニタリングするのに用いられる。いくつかの態様において、第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれる。いくつかの態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングするための方法を提供し、この方法は、被験体の第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出(第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)が含まれる)、被験体におけるストレス試験の実施、ならびにストレス試験後の第1および第2マーカーの検出を含み、処置の前後のマーカーにおける変化が、状態を検出およびモニタリングするのに用いられる。いくつかの態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングするための方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出(第1マーカーには血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれる)、被験体におけるストレス試験の実施、ならびにストレス試験後の第1および第2マーカーの検出を含み、処置の前後のマーカーにおける変化が、状態を検出およびモニタリングするのに用いられる。いくつかの態様において、本発明は、被験体における状態を検出またはモニタリングするための方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出、被験体における治療的介入の実施、ならびにストレス試験後の第1および第2マーカーの検出を含み、処置の前後のマーカーにおける変化が、状態を検出およびモニタリングするのに用いられる。いくつかの態様において、第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれる。

一の態様において、本発明は、被験体における状態をモニタリングする方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、モニタリングには、疾患の進行、疾患の再発、リスク評価、治療効果または手術の有効性のモニタリングが含まれる。いくつかの態様において、第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれる。いくつかの態様において、モニタリングには、被験体からの一連の試料、例えば2つ又はそれより多くの試料中のマーカーの検出が含まれる。いくつかの態様において、一連の試料が、本明細書に開示されているように種々の時間間隔で時間と共に収集される。いくつかの態様において、本発明は、一連の試料からの各試料からのマーカーのレベルを、第1試料から採取された試料中のマーカーのレベルと比較することを含む。いくつかの態様において、異なる体液、組織または他の生体起源から一連の試料が収集される。そのような試料は、同一もしくは同様の時点で、および/または上述のように時間と共に収集され得る。一連の試料におけるマーカーの変化または変化の欠如は、生物学的状態、例えば疾患の進行、治療効果、疾患の再発、リスク評価または手術の有効性をモニタリングするのに用いることができる。いくつかの態様において、本発明の方法は、以下のものからなる群から選択される分析を含む。1つのマーカーまたは複数のマーカーの濃度または一連の濃度を、その1つのマーカーまたは複数のマーカーの濃度に関する正常値と比較すること、濃度または一連の濃度を、ベースライン値と比較すること、および一連の濃度に関する濃度変化速度を決定すること。いくつかの態様において、本発明の方法は、試料中のマーカー濃度を所定の閾値濃度と比較すること、および試料濃度が閾値レベルより大きい場合に診断、予後診断または治療方法を決定することを含む。
一の態様において、本発明は、被験体における状態をモニタリングする方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、モニタリングには疾患の進行のモニタリングが含まれる。いくつかの態様において、第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれる。一の態様において、マーカーの増加は疾患の進行を示す。一の態様において、マーカーの減少は疾患の進行を示す。一の態様において、マーカーにおける変化の欠如は疾患の進行を示す。例えば、マーカーの増加はマーカーを発現する細胞の増殖を示すことがあり、例えば、マーカーの増加は腫瘍細胞の増殖を示し得る。いくつかの態様において、医学的検査または治療は、1つのマーカーまたは複数のマーカーのモニタリングに応じて変化する。いくつかの態様において、被験体に対して追加検査が指示されることがある。例えば、本発明による分析の結果が循環器疾患の進行を示すことがあり、ストレス検査または同様の検査がそれに応じて命じられることがある。もう1つの例において、本発明による分析結果が癌の進行を示すことがあり、撮像技術または同様のものがそれに応じて命じられることがある。いくつかの態様において、分析が疾患の進行を示す場合、被験体に治療薬または外科手術を施してよい。そのような医学的検査または治療が、マーカー、病態、被験体の病歴等に依存するであろうことを、当業者は理解するであろう。
一の態様において、本発明は、被験体における状態をモニタリングする方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、モニタリングには疾患の再発のモニタリングが含まれる。いくつかの態様において、第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれる。一の態様において、マーカーの増加は疾患の再発を示す。一の態様において、マーカーの減少は疾患の再発を示す。一の態様において、マーカーにおける変化の欠如は疾患の再発を示す。例えば、マーカーの増加は、マーカーを発現する細胞、例えば腫瘍細胞の存在を示すことがあり、それによって病態、例えば癌の再発を示す。いくつかの態様において、医学的検査または治療は、1つのマーカーまたは複数のマーカーのモニタリングに応答して禁止される。例えば、分析が疾患の再発を示す場合、治療薬を投与することができ、または外科的処置を行うことができる。そのような医学的検査または治療が、マーカー、病態、被験体の病歴等に依存するであろうことを、当業者は理解するであろう。
一の態様において、本発明は、被験体における状態をモニタリングする方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、モニタリングにはリスク評価のモニタリングが含まれる。いくつかの態様において、第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれる。一の態様において、マーカーの増加は疾患の再発を示す。一の態様において、マーカーの減少は疾患の再発を示す。一の態様において、マーカーにおける変化の欠如は疾患の再発を示す。例えば、マーカーの増加は、心血管系の合併症、例えば心臓発作の危険性、危険性の増加、または危険性の減少を示すことがある。いくつかの態様において、医学的検査または治療は、1つのマーカーまたは複数のマーカーのモニタリングに応答して禁止される。例えば、分析が危険性または危険性の増加を示す場合、治療薬の投与または外科的処置の実施を行い得る。同様に、例えば患者の生活様式の変化または治療効果に応じて危険性が低下した場合、治療的処置を減じてよい。そのような医学的検査または治療が、マーカー、病態、被験体の病歴等に依存するであろうことを、当業者は理解するであろう。
一の態様において、本発明は、被験体における状態をモニタリングする方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、モニタリングには治療効果のモニタリングが含まれる。いくつかの態様において、第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれる。一の態様において、マーカーの増加は準最適な治療効果を示す。一の態様において、マーカーの減少は準最適な治療効果を示す。一の態様において、マーカーにおける変化の欠如は準最適な治療効果を示す。例えば、マーカーにおける増加または変化の欠如は、治療が、例えば腫瘍の成長の停止に有効でないことにより、疾患の進行を遅らせるのに失敗したことを示し得る。いくつかの態様において、本発明は、個体における治療的処置の有効性をモニタリングする方法であって、個体からの第1試料中のマーカーの濃度を測定すること(第1試料は治療的処置の適用前に採取される)を含み、治療的処置の開始後の異なる時点において、個体から採取された一連の試料中のマーカー濃度を測定することを更に含み、更に、治療的処置の有効性を決定するために、治療的処置の前のマーカー濃度を、治療処置の後のマーカーのレベルと比較する、方法を提供する。本明細書において開示されているように、確証的または補足的結果を提供するために、追加のマーカーを評価することができる。いくつかの態様において、治療的処置は、1つのマーカーまたは複数のマーカーのモニタリングに応じて変化する。いくつかの態様において、治療薬(例えば薬物または生物剤(biological agent))の投与量は、結果に応じて変化することがある。いくつかの態様において、治療薬(例えば薬物または生物剤)による治療は、結果に応じて中断されることがある。いくつかの態様において、追加の治療薬、例えば薬物または生物剤を、結果に応じて、第1の薬剤に加えて又は第1の薬剤に替えて投与してよい。
一の態様において、本発明は、被験体における状態をモニタリングする方法を提供し、この方法は、被験体からの第1試料中の第1マーカーの検出および第2マーカーの検出を含み、第1マーカーには心筋トロポニン−I(cTnI)または血管内皮増殖因子(VEGF)が含まれ、モニタリングには手術の有効性のモニタリングが含まれる。一の態様において、マーカーの増加は準最適な手術の有効性を示す。一の態様において、マーカーの減少は準最適な手術の有効性を示す。一の態様において、マーカーにおける変化の欠如は準最適な手術の有効性を示す。例えば、マーカーにおける増加または変化の欠如は、外科手術が病変組織、例えば組織腫瘍に由来する組織の全てを除去するのに失敗したことを意味し得る。いくつかの態様において、被験体の治療は検査結果の影響を受ける。例えば、分析結果が、外科的切除が被験体からの全ての癌の除去に失敗したことを示す場合、対象は化学療法によって治療されることがある。同様に、分析結果が、外科的切除が成功したことを示す場合、更なる治療を回避してよい。そのような医学的検査または治療が、マーカー、病態、被験体の病歴等に依存するであろうことを、当業者は理解するであろう。
[E.心血管バイオマーカーパネル]
循環器系疾患に対する多数のリスク因子が同定されてきた。これらのリスク因子は2つの大きなカテゴリーに分類することができる:変更不可能な(unmodifiable)因子(性別が男性であること、および若年性心臓疾患の家族歴等)および変更可能な因子。変更可能な因子は、生活様式因子および根底にある障害/疾患因子へと更に細かく分けることができる。多くの場合、生活様式および根底にある疾患は結び付いている(肥満および糖尿病等)。組み合わされたこれらの因子の全てを、一般集団における、循環器系疾患になる特に高いリスクを有する者を同定するのに使用することができる。
循環器系疾患を予防する試みは、それらの試みが原因を取り除く又は防ぐ場合により効果的であり、それらの試みはしばしば、リスク因子の変更という形式をとる。生活様式の変更または治療のいずれかによって変更可能なリスク因子の包括的でないリストとして、以下のものが挙げられる。
(生活様式のリスク因子)
喫煙、肥満および運動不足。
(疾患のリスク因子)
高血圧症、高コレステロール値、メタボリックシンドローム、糖尿病、リウマチ性関節炎、全身性エリテマトーデス(SLE)および閉塞型睡眠時無呼吸。
(高血圧症)
高血圧症は、脳血管疾患および冠動脈性心疾患に対して強力なリスク因子である。およそ5000万人が高血圧症である。
(血中コレステロール値)
血中コレステロール値とその後の冠動脈性心疾患との間の明確かつ肯定的な関係が繰り返し実証されている。低密度リポタンパク質(LDL)フラクションと関連付けられるコレステロール値は、冠動脈性心疾患と正の相関があり、一方、高密度リポタンパク質(HDL)と関連付けられるコレステロールは負の相関がある(レベルが高くなるほどリスクが低くなる)。
(メタボリックシンドローム)
メタボリックシンドロームの主な特徴として、インスリン抵抗性、高血圧症(hypertension(high blood pressure))、コレステロール異常および凝固の危険性の増加が挙げられる。患者はほとんどの場合、体重超過または肥満である。このクラスタリングによって、あるいはいくつかのリスク因子が同時に進行すると、CVDのリスクが非常に高くなる。
(糖尿病)
糖尿病は循環器系疾患に対する強力かつ独立したリスク因子であり、糖尿病患者の主な死因である。血糖値に加えて他の要因によってリスクが高まる。
(リウマチ性関節炎(RA))
リウマチ性関節炎の患者は早期死亡の高いリスクを有し、これは循環器系疾患に起因する可能性が高い。
(全身性エリテマトーデス(SLE))
自己免疫疾患である全身性エリテマトーデス(SLE)に罹っている女性は、その疾患にかかっていない女性と比較して2倍以上高い循環器系疾患のリスクを有する。
(閉塞型睡眠時無呼吸(OSA))
OSAは、咽頭の気道の虚脱(collapse)に起因して睡眠中に呼吸が繰り返し中断されることを特徴とする。OSA患者の集団ベースの疫学的研究および観察は一貫して、OSAに罹っている人々において高血圧症、2型糖尿病、循環器系疾患および脳卒中の罹患率がより高いことを示してきた。
心血管障害、例えば鬱血性心不全(CHF)はしばしば、臨床症状の発症の後に最初に診断され、これにより早期介入の可能性が排除される。一の態様において、本発明は、血液試料、例えば血漿においてCHFを早期検出するより高感度の分析のためのマルチマーカー免疫分析を提供する。超高感度単一分子計数法を用いてマーカーを定量する多重マーカーパネルの使用は、診断鋭敏度および特異性(または特異度)の改良を実証し、リスク因子の治療および変更(または修正)を改善するのに使用することができる。
一の態様において、本発明は、バイオマーカーを用いて心筋機能の完全性を評価する方法を提供する。例えば、ナトリウム利尿ペプチド(BNPおよびNTproBNP)濃度は、左心室機能不全に罹患している無症候性および症候性の両方の患者において、鬱血性心不全を検査および診断するのに使用することができる。ペプチド濃度が高くなるほど、より悪いCVD転帰(または結果)と関連付けられ、従って強力な予後情報を提供する。心筋トロポニンは、心筋の病理を評価し得るもう1つの種のバイオマーカーである。トロポニンは心筋細胞によって製造される。可逆的または不可逆的方法のいずれかにおいてこれらの細胞が損傷されると、トロポニンの循環血液中への放出がもたらされる。無症候性の集団における血中トロポニン濃度の上昇は、その後の心臓事象の兆候であり、トロポニン濃度が高いほど高いリスク分類が規定される。これらの炎症性サイトカインの血中バイオマーカーおよび心筋に特異的な血中バイオマーカーは、患者におけるCVD事象に先立つCVDリスクおよび再発リスクを評価する手段である。更に、これらのマーカーは、より悪い転帰(または結果)と関連するより高い濃度に対して動的である。いくつかの態様において、心臓病理学的バイオマーカーおよび血管炎症バイオマーカーのパネルが使用される。
バイオマーカーであるproBNP、cTnI、IL−6、TNF−α、IL−17aおよびhsCRPは、循環器系疾患の様々な病期の患者における様々な上昇段階(stages of elevation)を示す。いくつかの態様において、これらの血中バイオマーカーはマルチマーカーパネルにおいて組み合わされて、循環器系疾患のリスクおよび状態のより高感度かつ特異的な評価を提供する。いくつかの態様において、追加のバイオマーカーがパネルに加えられる。いくつかの態様において、2つまたはそれより多くのマーカーが、CVDを評価するのに使用される。更に、これらのマーカーは、より悪い転帰(または結果)と相関するより高い濃度に対して動的である。本明細書に記載の単一分子検出デバイスおよび方法を用いてマーカーが定量されるこれらの高感度マルチマーカーパネルは、心臓疾患に対する生理学的バイオマーカーに基づく従来の検査と組み合わせることができ、それにより、心血管リスクの程度を評価し、且つ疾患状態を改善するためにリスクを有する患者をモニタリングすることができる。従来の診断法による検査は以下のものを含むがこれらに限定されない。トレッドミル/EKGストレス試験、閉塞型睡眠障害(OSD)評価および頸動脈内中膜複合体厚(CIMT)評価。これらの従来の試験は、以下に記載の補助的診断法(ADM)を構築するために高感度の血中バイオマーカーを加えることによって改良される。
(改良されたストレス試験)
いくつかの態様において、EKGによる標準的なトレッドミルストレス試験の性能は、血漿心筋トロポニン−I(cTnI)バイオマーカー測定を加えることによって改良される。本発明に従って測定されるcTnIは、心臓負荷(ストレス)の間の心筋生理学に関する洞察を提供する。血漿cTnI濃度は、ストレス試験により誘発される虚血を呈する個体において増加し、その血漿cTnI濃度は核潅流イメージング(nuclear perfusion imaging)および他の技術を用いて測定することができる。軽度の虚血でさえ、cTnI濃度の増加を誘発し得る。cTnIの増加の大きさは、虚血の程度と正の相関を示す。高度の虚血は、心筋ミオサイトから血中へのcTnIの最大の放出を誘発する。cTnIの増加を他の全てのストレスEKG出力変数と比較する多変数分析を用いると、cTnI増加のみが虚血と相関していた。cTnIを検出する他の方法、例えばSiemens超高感度cTnIおよびRoche cTnTは、トロポニンの変化を虚血と関連付けるための感度および確度を提供しない。
いくつかの態様において、心筋の病理をモニタリングするために血漿cTnI測定が使用される。血漿cTnIは、健康なヒトにおいて1−8pg/mlの範囲で特異的かつ正確に測定することができる。単一個体の内部において、cTnIは安定なバイオマーカーであり、時間単位または週単位で最小限の変化を示す。cTnI濃度における2倍より大きい経時的増加は有意である。更に、単一心筋トロポニン測定の上昇は、測定から3月〜8年後の心臓有害事象と相関する。従って、本明細書において提示される血中cTnIのモニタリングは、心筋細胞の完全性、従って心筋の病理をモニタリングする方法を提供し、将来の心血管事象の可能性に対する洞察を与える。
(改良された睡眠試験)
閉塞型睡眠障害(OSD)は高度に蔓延しているが、強力なCVDリスク因子としては未だ正しく評価されていない。米国心臓協会は最近、エキスパート・コンセンサス・ドキュメント(Expert Consensus Document)を発行し、それはCVDに対するリスクを有する個体または既にCVDに罹っている個体に対するOSDの関連性を強調している。Somers VKらの『Sleep apnea and cardiovascular disease:an American Heart Association/American College of Cardiology Foundation Scientific Statement from the American Heart Association Council for High Blood Pressure Research Professional Education Committee,Council on Clinical Cardiology,Stroke Council,and Council on Cardiovascular Nursing』(J Am Coll Cardiol.52:686−717.(2008年))を参照のこと。OSDの特質として、低酸素症、血管収縮、かなり上昇した血圧が挙げられる。そのような攪乱(perturbation)は、TNF−α、IL−6およびIL−17a等の血漿バイオマーカーサイトカイン並びにhsCRPの増加を伴う血管炎症をもたらし得る。これらのバイオマーカーの上昇は治療的介入の成功によって減少し得る。
OSDは、簡単な家庭用検査手順によって診断することができる。本発明は、1つまたはそれより多くのバイオマーカー、例えばTNF−αまたはIL−17a等の血漿サイトカインを加えることによる、家庭用睡眠試験を改良する方法を提供する。これらの測定は、睡眠障害の大きさ(または程度)および全身性炎症におけるその睡眠障害の影響に関するより幅広く且つより深いイメージを提供する。これらの炎症性バイオマーカーは動的であるので、それらはOSD患者において、睡眠時無呼吸および血管炎症の両方に対する治療的介入の成功に関するマーカーとしてモニタリング可能である。
(改良されたCIMT試験)
頸動脈内膜中膜厚(CIMT)は冠動脈を含む全ての動脈におけるアテローム性動脈硬化の評価基準である。CIMTは動脈壁のイメージを提供し、それにより、潜在性(または無症状)アテローム性動脈硬化の場合であっても狭窄症の程度の評価が可能となる。本発明は、超音波診断に基づく改良されたCIMT試験を提供する。アテローム性動脈硬化は、血管炎症の最終結果である。いくつかの態様において、血中のバイオマーカー、例えば、血漿中の炎症誘発性サイトカインの測定は、潜在性(または無症状)疾患を含む動脈疾患のリスクおよび状態の物理的および生化学的評価を提供することによって、CIMTを改良することができる。血漿バイオマーカー、例えばhsCRP、IL−6、TNF−αおよびIL−1は、血管炎症とともに増加し得、CIMT試験によって測定される狭窄症と相関し得る。これらのバイオマーカーは、炎症性リスクの大きさに関する洞察を提供する。更に、それらは動的であるので、それらの血漿濃度の変化は、患者をモニタリングする間に治療の有効性を評価するのに使用可能である。
[F.臨床的方法]
本発明は、生物学的状態または生物における状態を診断するために使用可能なマーカーを確立するため、そのようなマーカーに基づく診断を整備するため、ならびに診断およびそのような診断を用いたサービスを商業化/市販するためのシステムおよび方法(臨床的方法を含む)に関する。
一の態様において、本発明の臨床的方法は:1つのマーカーまたは複数のマーカーの単一分子の検出により生物学的試料中の1つのマーカーまたは複数のマーカーの濃度を測定することによって、第1集団から得られた生物学的試料中の前記1つのマーカーまたは複数のマーカーに関する濃度範囲を確定すること;および例えば診断製品において、上述の工程において同定された1つ又はそれより多くのマーカーを商品化することを含む方法を用いて、1つ又はそれより多くのマーカーを確立することを含む。同定されたバイオマーカーは、好ましくはポリペプチドまたは小分子である。そのようなポリペプチドは、既に公知であり得、または未知であり得る。ここに示す診断製品薬には、マーカー(例えば、ポリペプチド)に特異的に結合する1つ又はそれより多くの抗体が含まれ得る。
一の態様において、本発明の臨床的方法は:マーカーの単一分子の検出により生物学的試料のマーカー濃度を測定することによって、第1集団から得られる生物学的試料中の前記マーカーに関する濃度範囲を確立すること;および生物が生物学的状態または件の病態を有するか否かを決定するための診断サービスを提供することを含むシステムを用いて、1つ又はそれより多くのマーカーを確立することを含む。ここに示す診断サービスは、事業の下で認可された又は事業自体である、CLIAに認可された研究施設によって提供されてよい。本明細書における診断サービスは、医療提供者、医療保険業者または患者に直接提供することができる。従って、本明細書における臨床的方法は、例えば診断サービスまたは診断製品の販売から収益を上げることができる。
本明細書における臨床的方法は、例えば医療提供者、保険業者、患者等に診断サービスを提供することも意図している。ここに示す事業は、サービスラボに外注することによって、または(臨床検査室改善法(CLIA)または他の規制認可の下で)サービスラボを設立することによって、診断サービスを提供することができる。その後、そのようなサービスラボは、本明細書に記載の方法を実施して、試料内に特定のマーカーまたはマーカーパターンが存在するか否かを同定することができる。
1つまたはそれより多くのマーカーは、ポリペプチドもしくは小分子、または新規化学成分である。
他の態様において、本発明の方法を用いて収集されたデータが得られ、治療を管理するために医師に提出される。一の例示的態様において、被験体からの試料は研究所に送られ、そこで、本発明の方法を用いて試料を分析する。分析結果はその後、医療専門家、例えば医師に伝えられる。医療専門家はその後、分析結果に基づいて被験体に関する治療経過を管理するだろう。一の態様において、分析は、被験体からの試料において増加したレベルのcTnIまたはVEGFを提供する。分析結果は、例えば電子通信または標準的な紙の郵便物によって、医療専門家に提出される。医療専門家は、患者に対する治療方針、例えば心疾患を予防する薬を提案することができる。医療専門家は、行動の方針を決定する場合、分析結果を、他の医療マーカー、例えば病歴、喫煙、年齢、体重、人種、ストレス試験、血圧等と組み合わせてもよい。
いくつかの態様において、本発明の種々の論理演算を実行するために、コンピュータシステムが用いられる。コンピュータシステムは、1つ又はそれより多くのコンピュータ、データベース、メモリシステムおよびシステム出力(例えばコンピュータスクリーンまたはプリンタ)を含み得る。いくつかの態様において、コンピュータが実行可能な論理回路またはプログラムコードは、記憶媒体に保存され、コンピュータにロードされ且つ/若しくはコンピュータによって実行され、または何らかの伝送媒体を介して、例えば電気配線もしくはケーブルを介して、光ファイバーを通じて、もしくは電磁放射線によって、例えばワイヤレスで、伝送される。汎用マイクロプロセッサにおいて実行する場合、コンピュータが実行可能な論理は、特定の論理回路を作成するためにマイクロプロセッサを設定することができる。いくつかの態様において、多数のコンピュータシステムが用いられる。一の態様において、患者または機関は、安全なサーバー(安全性に関する工業的要件を満たしている)にそのようなデータをアップロードすることによって、または高密度ポータブルフォーム(CDROM、DVD等)で情報を送ることによって、分析データを提供することができる。その後、遠隔地でデータを分析することができる。
いくつかの態様において、コンピュータシステムは、種々の論理演算を実行するための1つ又はそれより多くの命令の集合を含むプログラムコードを有するコンピュータ読取可能媒体、例えばフロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROM、ハードドライブ、フラッシュメモリ、テープまたは他のデジタル記憶媒体を含む。いくつかの態様において、コンピュータシステムは分析機器の操作を管理するために用いられる。いくつかの態様において、コンピュータシステムは分析データを分析するのに用いられる。いくつかの態様において、コンピュータシステムは、多数のマーカーからデータを組み合わせ、それによって、生物学的状態、例えば疾患の検出またはモニタリングに役立てるために用いられる。
いくつかの態様において、関連情報、例えば実験的プロトコル、マーカー特性、または多数のマーカーを組み合わせるためのアルゴリズムのデータベースは、デジタル記憶媒体、例えばフロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROM、ハードドライブ、フラッシュメモリ、テープまたは他のデジタル記憶媒体に保存可能である。そのようなデータベースは、他のコンピュータシステム、例えば論理演算を実行するため、または医師にデータを提示するために用いられるコンピュータシステムに対してローカルまたはリモートで保存可能である。図5を参照のこと。
[VII.キット]
本発明はキットを更に提供する。いくつかの態様において、キットは、上述のように、分析器システムおよびラベルを含む。本発明のキットは、適切なパッケージングにおいて、本明細書に記載の分子(マーカー等)の高感度検出に有用な1つ又はそれより多くの組成物を含む。いくつかの態様において、本明細書に記載されているように、本発明のキットは、他の要素(取扱説明書、試薬または他の要素等)と一緒にラベルを提供する。いくつかの態様において、キットは、使用前に消費者によって結合させるために、個別の容器における、個別の要素(抗体および蛍光部分等)としてラベルを提供する。本明細書において記載されているように、いくつかの態様において、本発明のキットは、結合パートナーのペア、例えば抗体ペアを提供し、これらは分子、例えばマーカーに対して特異的であり、結合パートナーの少なくとも1つは、マーカーに対するラベルである。いくつかの態様において、結合パートナー、例えば抗体は、別々の容器で提供される。いくつかの態様において、結合パートナー、例えば抗体は、同じ容器で提供される。いくつかの態様において、結合パートナー、例えば抗体の内の1つは、固体支持体、例えばマイクロタイタープレートまたは常磁性ビーズに固定化される。これらの態様のいくつかにおいて、もう一方の結合パートナー、例えば抗体が、本明細書に記載されているように、蛍光部分でラベリングされる。
結合パートナー(例えば抗体)、固体支持体、およびキットの要素に対する蛍光ラベルは、本明細書に記載のそのような適切な任意の要素であってよい。
キットは、本発明の方法において有用な試薬、例えば緩衝液、および結合反応において用いられる他の試薬、洗浄剤、緩衝液、または分析を行う機器を前調節するための他の試薬、試薬を濾過するためのフィルター、ならびに溶出緩衝液または装置に試料を流すための他の試薬を更に含んでよい。
キットは、1つ又はそれより多くの標準物質、例えば本発明の分析において使用する標準物質(高度に精製された標準物質、例えば組み替え型、タンパク質マーカー、またはそれらの種々のフラグメント、複合体等)を含んでよい。キットは、取扱説明書を更に含んでよい。
本願発明は以下の態様を含む。
(態様1)
被験体からの試料における2つまたはそれより多くのバイオマーカーを検出することを含む、被験体における心血管の状態を検出またはモニタリングする方法であって、
バイオマーカーは、トロポニン−I(cTnI)、B型ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、proBNPおよびNT−proBNPからなる群から選択される心臓病理学的バイオマーカー、並びにインターロイキン6(IL−6)、腫瘍壊死因子α(TNF−α)またはインターロイキン17a(IL−17a)からなる群から選択される血管炎症バイオマーカーであり、
少なくとも1つのバイオマーカーの検出限界は約20pg/mlより小さい、方法。
(態様2)
約20pg/mlより小さい検出限界を有する少なくとも1つのバイオマーカーの検出が、試料をマーカーに対するラベルに接触させること、およびラベルの存在または不存在を検出することを含み、ラベルの存在の検出は対応するマーカーの存在を意味する、態様1に記載の方法。
(態様3)
ラベルが蛍光部分を含み、約20pg/mlより小さい検出限界を有する少なくとも1つのバイオマーカーが、バイオマーカーの単一分子に対応するラベルを含むインタロゲーション・スペースにおいて検出される、態様2に記載の方法。
(態様4)
ラベルが蛍光部分を含み、検出が、単一分子検出器にラベルを通すことを含み、単一分子検出器が
(a)蛍光部分を刺激するための電磁放射線源;
(b)電磁波源から放射される電磁放射線を受け取るためのインタロゲーション・スペース;および
(c)刺激された蛍光部分の電磁気学的特性を決定するための、インタロゲーション・スペースに操作可能に接続された電磁放射線検出器
を含む、態様2に記載の方法。
(態様5)
少なくとも1つのマーカーの検出限界が約10pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である、態様1に記載の方法。
(態様6)
前記状態が鬱血性心不全を含み、2つまたはそれより多くのバイオマーカーがcTnI、BNP、IL−6、TNF−αおよびIL−17aを含む、態様1に記載の方法。
(態様7)
被験体における心血管の状態を検出する方法であって、その方法は、生理学的バイオマーカーを測定すること、および被験体からの血液試料中の1つまたはそれより多くのバイオマーカーを検出することを含み、バイオマーカーは、トロポニン−I(cTnI)、B型ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、proBNP、NT−proBNP、インターロイキン6(IL−6)、腫瘍壊死因子α(TNF−α)またはインターロイキン17a(IL−17a)からなる群から選択され、
少なくとも1つのバイオマーカーの検出限界は約20pg/mlより小さい、方法。
(態様8)
生理学的バイオマーカーがストレス試験である、態様7に記載の方法。
(態様9)
1つまたはそれより多くのバイオマーカーがcTnIを含む、態様8に記載の方法。
(態様10)
生理学的バイオマーカーが睡眠試験である、態様7に記載の方法。
(態様11)
1つまたはそれより多くのバイオマーカーが1つまたはそれより多くのサイトカインを含む、態様10に記載の方法。
(態様12)
1つまたはそれより多くのサイトカインがTNF−α、IL−1、IL−6、IL−17aおよび/またはhsCRPを含む、態様11に記載の方法。
(態様13)
生理学的バイオマーカーが頸動脈内膜中膜厚(CIMT)である、態様7に記載の方法。
(態様14)
1つまたはそれより多くのバイオマーカーが1つまたはそれより多くの血管炎症マーカーを含む、態様13に記載の方法。
(態様15)
1つまたはそれより多くの血管炎症マーカーがhsCRP、IL−6、TNF−αおよび/またはIL−1を含む、態様14に記載の方法。
(態様16)
被験体における鬱血性心不全を検出する方法であって、その方法は、2つまたはそれより多くのバイオマーカーを含むバイオマーカーパネルの1つまたはそれより多くの要素が、正常集団における1つまたはそれより多くのバイオマーカーのレベルと比較して増加しているか否かを検出することを含み、バイオマーカーは、トロポニン−I(cTnI)、B型ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、proBNP、NT−proBNP、インターロイキン6(IL−6)、腫瘍壊死因子α(TNF−α)またはインターロイキン17a(IL−17a)からなる群から選択され、パネルの少なくとも1つの要素の検出限界は約20pg/mlより小さい、方法。
(態様17)
パネルの約20pg/mlより小さい検出限界を有する少なくとも1つの要素がcTnIである、態様16に記載の方法。
(態様18)
約20pg/mlより小さい検出限界を有する少なくとも1つのバイオマーカーの検出が、試料をマーカーに対するラベルに接触させること、およびラベルの存在または不存在を検出することを含み、ラベルの存在の検出は、対応するマーカーの存在を意味する、態様16に記載の方法。
(態様19)
ラベルが蛍光部分を含み、約20pg/mlより小さい検出限界を有する少なくとも1つのバイオマーカーが、バイオマーカーの単一分子に対応するラベルを含むインタロゲーション・スペースにおいて検出される、態様16に記載の方法。
(態様20)
ラベルが蛍光部分を含み、検出が、単一分子検出器にラベルを通すことを含み、単一分子検出器が
(a)蛍光部分を刺激するための電磁放射線源;
(b)電磁波源から放射される電磁放射線を受け取るためのインタロゲーション・スペース;および
(c)刺激された蛍光部分の電磁気学的特性を決定するための、インタロゲーション・スペースに操作可能に接続された電磁放射線検出器
を含む、態様16に記載の方法。
(態様21)
少なくとも1つのマーカーの検出限界が約10pg/ml〜約0.01pg/mlの範囲である、態様20に記載の方法。
下記の実施例は例示を目的として提示されるものであり、残りの開示事項を限定することを目的とするものでない。
他に明記しない限り、実施例における処理試料は、本明細書に記載の単一分子検出器(SMD)において、以下のパラメータを用いて分析した:レーザー:波長639nmの連続波ガリウムヒ素ダイオードレーザー(Blue Sky Research、カリフォルニア州ミルピタス)、約2ミクロンのスポット寸法に焦点を合わせる(ここで規定されるように0.004pLのインタロゲーション・スペース);内径100平方ミクロンおよび外径300平方ミクロンの溶融石英キャピラリーを通る流速=5マイクロリットル/分;レンズの非共焦点配置(例えば図1Aを参照のこと);開口数が0.8の集光レンズ(Olympus);シリコンアバランシェフォトダイオード検出器(Perkin Elmer、マサチューセッツ州ウォルサム)。
[実施例1 バイオマーカーに関するサンドウィッチ・アッセイ:心筋トロポニンI(cTnI)]
分析:この分析の目的は、ヒト血清中の心筋トロポニンI(cTNI)の存在を検出することであった。分析形式は、マウスモノクローナル捕捉抗体およびヤギポリクローナル検出抗体をベースとする2段階サンドウィッチ免疫測定であった。10マイクロリットルの試料が必要であった。分析の動作範囲は、0〜900pg/mlであり、通常の分析検出限界は1〜3pg/mlである。分析は、完了に約4時間のベンチタイムを必要とした。
材料:以下の材料を、下記に記載の手順で使用した。:分析プレート:Nunc Maxisorp、製品464718、384ウェル、透明、モノクローナル抗体で受動的に(passively)コーティング、BiosPacific A34440228P、ロット番号A0316(0.05M炭酸ナトリウム(pH9.6)における5μg/ml、室温で一晩);PBS中の5%スクロース、1%BSAで阻害(またはブロック)し、4℃で保存。検量線のために、ヒト心筋トロポニンI(BiosPacific カタログ番号J34000352)を用いた。標準濃度のための希釈剤は、アリコートされて−20℃で保存された、内因性cTNI免疫枯渇ヒト血清であった。標準物質の希釈は、96ウェル、円錐形、ポリプロピレン(Nunc、製品番号249944)において行った。以下の緩衝液および溶液を用いた:(a)分析緩衝液:1%BSAおよび0.1%TritonX−100を含むBBS;(b)2mg/mlのマウスIgG(Equitech Bio)を含有する分析緩衝液中の受動的阻害溶液(passive blocking solution);2mg/mlのヤギIgG(Equitech Bio);ならびに2mg/ml MAK33 poly、Roche#11939661;(c)検出抗体(Ab):ペプチド3へとアフィニティー精製されたヤギポリクローナル抗体(BiosPacific G129C)(蛍光色素Alexa Fluor 647でラベリングし、4℃で保存した);検出抗体希釈剤:50%分析緩衝液、50%受動的阻害溶液;洗浄緩衝液:ホウ酸緩衝生理食塩水Triton Buffer(BBST)(1.0Mホウ酸、15.0M塩化ナトリウム、10%Triton X−100、pH8.3);溶出緩衝液:4M尿素を含むBBS、0.02%Triton X−100および0.001%BSA。
Alexa Fluor 647でラベリングされた抗体の調製:最初に100μgのG−129−Cを400μlのカップリング緩衝液(0.1M NaHCO)に溶解することによって、検出抗体G−129−CをAlexa Fluor 647に接合させた。次に、溶液をYM−30フィルターの中に移し、溶液およびフィルターを遠心分離にかけることによって、抗体溶液を50μlに濃縮した。次に、400μlのカップリング緩衝液を加えることによって、YM−30フィルターおよび抗体を3回洗浄した。50μlをフィルターに加え、フィルターを反転させ、5,000xgで1分間遠心分離することによって、抗体を回収した。得られた抗体溶液は1〜2μg/μlであった。20μlのDMSOを1バイアルのAlexa Fluor 647に加えることによって、Alexa Fluor 647 NHSエステルを再構成し、この溶液を最大で1ヶ月間、−20℃で保存した。Alexa Fluor 647ストック溶液3μlを抗体溶液に加え、次にそれを混合し、暗所で1時間培養した。1時間後、1Mトリス7.5μlを抗体Alexa Fluor 647溶液に加えて混合した。溶液を、YM−30で限外ろ過して低分子量成分を除去した。Alexa Fluor 647に結合した抗体を含有する保持物(retentate)の体積を、PBSを加えることによって200〜400μlに調節した。3μlの10%NaNを溶液に加え、得られる溶液をUltrafree0.22遠心分離ユニットに移し、12,000xgで2分間回転させた。結合した抗体を含有する濾液を収集し、分析に用いた。
手順:cTnI標準物質および試料の調製ならびに分析:
検量線を以下のように作成した:cTnIのストックを標準希釈剤中に連続希釈することによって、または1.2pg/ml〜4.3μg/mlのcTnI濃度を達成するために、実施(working)標準物質を調製した(0〜900pg/ml)。
10μlの受動的阻害溶液および10μlの標準物質または試料を、各ウェルに加えた。標準物質は4回測定した。プレートをAxyseal封止フィルムで封止し、3000RPMで1分間遠心分離し、25℃で2時間振動させながら培養した。プレートを5回洗浄し、ペーパータオルの上で反転させた状態で、ローターが3000RPMに達するまで遠心分離した。1nMの検出抗体の実施希釈液を調製し、20μlの検出抗体を各ウェルに加えた。プレートを封止して遠心分離し、アッセイを、25℃で1時間振動させながら培養した。30μlの溶出緩衝液をウェル毎に加え、プレートを封止し、アッセイを25℃で1/2時間培養した。プレートは、分析前に4℃にて最大で48時間保存し、または試料は直ちに分析した。
分析のために、ウェル毎に20μlを40μl/分で入れ、5μlを5μl/分で分析した。データは、4σの閾値に基づいて分析した。標準物質濃度に対する未加工信号をプロットした。低濃度範囲に対して線形フィッティングを行い、検量線全体に対して非線形フィッティングを行った。検出限界(LoD)は、LOD=(3×ゼロ値の標準偏差)/(線形フィッティングの傾き)として計算した。試料濃度は、試料信号に適した方程式(線形または非線形)から決定した。
アリコートを、ポンプで分析器の中に送った。唯1つの蛍光ラベルの放射が、レーザー励起後の規定されたスペースにおいて検出されるように、インタロゲーション体積を設定することによって、個別にラベリングされた抗体をキャピラリーフローの間に測定した。デジタルイベントを表す各信号によって、この構成は極めて高い分析感度を可能にする。全蛍光信号は、個々のデジタルイベントの合計として決定される。カウントされた各分子は、数百〜数千のDMCイベント/試料を含む陽性データ点である。本発明のcTnI分析の検出限界は、「平均+3SD」法によって決定した。
結果:分析プロトコルを用いて4回測定した通常のcTnI検量線に関するデータを表3に示す。
Figure 0005678045
分析器システムの感度を、15回試験し、表4におけるデータによって示されるように、規定通りに、サブフェムトモル濃度(fM)レベルの較正試料が検出されることがわかった。精度は、4および12pg/ml(cTnI)において10%であった。
Figure 0005678045
cTnIの濃度範囲に関する線形化された検量線を図6に示す。分析的検出限界(LoD)を、15回の連続分析にわたって決定した。LoDは、アッセイ内の測定の0std+3SD(n=4)の平均である。平均LoDは1.7pg/mlであった(範囲:0.4〜2.8pg/ml)。
cTnIを免疫除去して、既知の量のcTnIを混合した血清の試料を分析することによって、試料の回収を測定した。表5は、3日間にわたって分析されたシステムによる試料の回収に関するデータを示す。
Figure 0005678045
cTnIを混合し、標準的な希釈剤で希釈したヒトプール血清において、分析の線形性を決定した。表6の結果は、希釈、および対応する希釈に対して予想される信号の%を示す。
Figure 0005678045
更なる実験において、本発明は、正常レベルに対するcTnI定量を提供する(例えば10%およびそれより小さいCVにおいて0.8pg/ml)。cTnIに対する分析システムの分析感度を図7Aに図示する。LoDは0.1〜0.2pg/mlであった。100μlの試料について、LoDは0.117pg/mlであった。50μlの試料について、LoDは0.232pg/mlであった。下端の検量線信号を図7Bに示す。
これらのデータは、本発明の分析器システムが、サブフェムトモル濃度のcTnIに対する高感度レーザー誘起免疫測定の実施を可能にすることを示している。分析は、ヒト、ラット、イヌおよびサルの間でcTnIを等しく(equilaterally)定量するのに使用可能である。
[実施例2 TnIに対するサンドウィッチ・ビーズベース・アッセイ]
上述の分析は、目標とする分子を固定化するのにプラスチック面を使用する、同一のマイクロタイタープレート形式を用いる。単一粒子分析器システムは、結合していない成分からの結合された成分の分離を達成するために微粒子またはビーズを用いて溶液中で行われる分析にも適合する。
材料:MyOneストレプトアビジンC1微粒子(MP)はDynalから得られる(650.01〜03、10mg/mlストック)。以下のものを含む緩衝液を分析において使用する:10Xホウ酸緩衝生理食塩水Triton Buffer(BBST)(1.0Mホウ酸、15.0M塩化ナトリウム、10%Triton X−100、pH8.3);分析緩衝液(0.1Mトリス(pH8.1)、0.025M EDTA、0.15M NaCl、0.1%BSA、0.1%Triton X−100および0.1% NaNにおける、2mg/mlの正常なヤギIgG、2mg/mlの正常なマウスIgGおよび0.2mg/mlのMAB−33−IgG−ポリマー、4℃にて保存);および溶出緩衝液(4M尿素、0.02%Triton X−100および0.001%BSAを含むBBS、2〜8℃にて保存)。サンドウィッチ・ビーズベース・アッセイにおいて用いられる抗体には以下のものが含まれる:Bio−Ab(IgG1つ当たり1〜2のビオチンを有するA34650228P(BiosPacific))およびDet−Ab(A647に結合したG−129−C(BiosPacific)、IgG1つ当たり2〜4のfluors)。標準物質は、組み替え型ヒト心筋トロポニンI(BiosPacific、カタログ#J34120352)である。較正希釈剤はTBS wEDTA中の30mg/mlのBSAである。
微粒子コーティング:100μlのMPストックをエッペンドルフチューブに入れる。磁石を適用し、上澄みを除去し、磁石を除去し、洗浄緩衝液中で再懸濁させることによって、MPを100μlのBBST洗浄緩衝液で3回洗浄する。洗浄後、MPを100μlの分析緩衝液中に再懸濁させて、15μgのBio−Abを加える。次に、混合物を室温で1時間、常に撹拌しながら培養する。MPを、上述のように1mlの洗浄緩衝液で5回洗浄する。洗浄後、MPを15mlの分析緩衝液中で再懸濁させる(または100μlの分析緩衝液中で再懸濁させて4℃で保存する)。
標準物質および試料の調製:標準物質を較正希釈剤で希釈して適切な検量線を作成する(通常、200pg/mlから0.1pg/mlに低下させる)。凍結血清および血漿試料は、室温にて10分間、13Krpmで遠心分離することが必要である。澄んだ血清/血漿を注意深く取り出して、ペレットまたは浮遊物をできるだけ採取しないようにして、新たなチューブに入れる。50μlの各標準物質または試料を、ピペットで適切なウェルに入れる。
捕捉ターゲット:(分析緩衝液+400mM NaClにおいて15mlに再懸濁させた後の)150μlのMPを各ウェルに加える。混合物を室温で1時間JitterBug,5において培養する。
洗浄および検出:プレートを磁石の上に置き、全てのMPが磁石によって確実に捕捉された後に、上澄みを除去する。プレートを磁石から取り外した後に、250μlの洗浄緩衝液を加える。その後、プレートを磁石上に置き、全てのMPが磁石によって確実に捕捉された後に、上澄みを除去する。20μlのDet−Abをウェル毎に加える(500ng/mlまでのDet−Abを分析緩衝液+400mM NaClにおいて希釈する))。混合物を室温で30分間、JitterBug,5において培養する。
洗浄および溶出:プレートを磁石の上に置き、洗浄緩衝液で3回洗浄する。全てのMPが磁石によって捕捉されたことを確認した後に上澄みを除去し、250μlの洗浄緩衝液を加える。洗浄後、試料を新たな96−ウェルプレートに移す。次いで、新たなプレートを磁石上に置き、全てのMPが磁石によって捕捉されたことを確認した後に上澄みを除去する。次に、磁石からプレートを取り外した後に、250μlの洗浄緩衝液を加える。その後、プレートを磁石上に置き、全てのMPが磁石によって捕捉されたことを確認した後に上澄みを除去する。次いで、20μlの溶出緩衝液を加え、混合物を室温にて30分間、JitterBug,5において培養する。
MPの濾取および384−ウェルプレートへの移動:標準物質および試料を、384−ウェル分析プレートの上端に配置された384−ウェルフィルタープレートの中に移す。その後、プレートを、プレートローターを用いて室温にて3000rpmで遠心分離にかける。フィルタープレートを取り出し、適切な較正試料を加える。プレートを覆い、SMDにおいて実行する準備を整える。
SMD:アリコートをポンプで分析器の中に送る。レーザー励起によって唯1つの蛍光分子の放射が規定されたスペースにおいて検出されるようにインタロゲーション体積を設定することによって、個別にラベリングされた抗体をキャピラリーフローの間に測定する。各信号がデジタルイベントを表すことにより、この構成は極めて高い分析感度を可能にする。全蛍光信号は、個々のデジタルイベントの合計として決定される。カウントされた各分子は、数百〜数千のDMCイベント/試料を含む陽性データ点である。本発明のcTnI分析の検出限界を「平均+3SD」法によって決定する。
[実施例3 正常な非疾病被検体の集団におけるcTnIの濃度範囲]
ヒト血清中のcTnI濃度に関する参照範囲または正常範囲を、88の現在のところ健康な(病気でない)被験体からの血清試料を用いて確定した。実施例1に記載のサンドウィッチ免疫測定を行い、本発明の単一粒子分析器システムを用いて上述の信号またはイベントの数をカウントした。血清トロポニンI濃度は、分析器によって検出される信号を上述の検量線と関連付けることによって決定した。全ての分析は4回行った。
現在の欧州および米国心臓病学会(ESC/ACC)による推奨によると、トロポニン分析は、ACS患者と虚血性心疾患に罹患していない患者とを確実に区別するために、および心臓有害事象に対するリスク層化のために、10%より小さい分析の不正確性(CV)で、正常範囲の99パーセンタイルを正確に定量すべきである。分析は、TnIに対する生物学的閾値(カットオフ濃度)が7pg/mlのTnI濃度であり、これは、99パーセンタイルにおいて、対応する10%のCVで設定されることを示した(図8)。10%のCVレベルにおいて、精度プロファイルは4〜12pg/mlのTnI濃度を示す。
更に、分析は、米国標準技術局によって提供されるトロポニン−I標準測定とよく相関する(図9)。
本発明の分析は、ESC/ACCの要件を満たすのに十分に高感度かつ正確であり、これは、Koerbinらによって記載された分析(Ann Clin Biochem、42:19〜23(2005))等の分析と比較した場合、心筋トロポニンIに関する最も高感度な分析である。本発明の分析は、生物学的閾値範囲が111〜333pg/ml(cTnI)であると決定された、現在利用可能な分析より10〜20倍高い感度をする。
[実施例4 急性心筋梗塞(AMI)患者の血液循環へのTnIの早期放出の検出]
調査1:救急科(ED)において胸痛を示した18人の患者から47の試料を連続的に得た。これらの患者の全ては非STのECG増加を有し、AMIと診断された。18人の患者全てからの初期試料中のcTnI濃度は、緊急治療室に入る際に、市販の分析によって、350pg/ml(10%カットポイント)より低いと測定され、12人は100pg/ml(99パーセンタイル)より低かった。その後、同じ市販の分析を用いてこれらの試料を検査し、cTnIに対して陽性反応を示すことが測定された。同じ血清試料を、TnIに対して実施例1および3に記載の本発明の分析によっても分析し、その結果を、市販の分析を用いて得られた結果と比較した。
患者が胸痛を示した時に最初に採血を行い(試料1)、その後、4〜8時間の間隔で採血を行った(12時間において試料2、16時間において試料3、24時間において試料4、30時間において試料5、36時間において試料6、42時間において試料7、および48時間において試料8)。本発明の方法および現在の市販の方法によって血清を分析し、得られた結果を図10に示す。本発明の分析器は、患者が胸痛を示した時にTnIを検出した(試料1)が、一方、市販の分析は、更に後の時点で最初にcTnIを検出した(36時間における試料6)。試料3におけるTnI濃度は、本発明の分析器を用いて確定された生物学的閾値レベル(7pg/ml、図8を参照のこと)を上回り、試料3がTnIに対して陽性であることを示し、それによって、心臓事象の発生を示唆した。市販の分析に対する生物学的閾値は、111〜333pg(TnI)/mlである。従って、試料3は、心臓事象の可能性を示していると考えられなかったであろう。
更に、本発明の方法および組成物は、患者から採取した最初の試料に関する結果からわかるように、心筋トロポニンレベルに基づくより一層早期の診断および介入の可能性を可能にする。100〜350ng/mlの市販の分析の初期cTnI値を有した3つの場合において、本発明の分析方法によって、全てがcTnIに対して陽性であった(即ち7pg/mlを超えるcTnI)。100pg/mlより小さい市販の分析の初期cTnI値を有した12の場合において、本発明の分析によって、5つの分析が心血管系イベントに対して陽性であると決定された(即ち7pg/mlを超えるcTnI)。本発明の分析の期待される用途は、緊急治療室に入る際の試料を検査した場合に現在の市販の分析より53%多いAMI事例を検出しただろう。
調査2:市販の分析によって陰性であると検査された50の追加の血清試料を、本発明の分析器およびアッセイを用いて検査した。結果を図11に示す。50の試料の内、36は、99パーセンタイル内であり、本発明の分析によって設定される正常範囲内であると決定された。しかし、市販の「正常」または非疾患範囲内であると決定された残りの14の試料は、本発明によって設定された生物学的閾値を上回ることが示された。
従って、本発明の高感度cTnI分析は、cTnI血清レベルが商業的に入手可能な技術による閾値より下の場合における、患者の心筋障害の検出を可能にする。高感度かつ正確な本発明のcTnI分析の使用は、現行のcTnI分析より早期のAMI検出を可能にし、それにより、適切な診断および早期医療介入の機会を提供して結果を改善する。
[実施例5 ロイコトリエンT4(LTE4)の検出]
例えば尿標本を用いる分析に対する予備分析として、緩衝液中のロイコトリエンE(LTE)を定量するために分析手法を開発した。分析形式は、1段階の単一抗体競合免疫測定であった。50マイクロリットルの試料が必要であった。この分析手法の通常の実施範囲は0〜300pg/mlであり、通常の検出限界は2〜3pg/ml(0.1〜0.15pg/試料)であった。分析は、完了に約4時間のベンチタイムを必要とした。
以下の材料を調製し、下記に記載の手順で使用した:Cayman Chemical Leukotriene E(EIA Kit、カタログ番号 520411)において提供されるマウス抗ウサギIgGで被覆されたプレート;ストックLTE標準物質(エタノール中の100ng/mlの精製LTE4(Cayman Chemical Leukotriene E EIA Kit、カタログ番号520411));90mlのNanopure水で1:10に希釈した分析緩衝液(10X EIA緩衝液濃縮物(Cayman Chemical Leukotriene E EIA Kit、カタログ番号520411));標準物質を希釈するための緩衝液(3%エタノール);30mlのEIA緩衝液で希釈した抗LTE抗体(ロイコトリエンE EIA抗血清(Cayman ChemicalロイコトリエンE EIA Kit、カタログ番号520411);31μMのストレプトアビジン−Alexa検出試薬ストック溶液(Alexa Fluor(商標)647で標識されたストレプトアビジン);トレーサー(LTE−ビオチン複合体)を、分析器による検出に適合させた;1:40に希釈した洗浄緩衝液(400X濃縮物(Cayman Chemical Leukotriene E EIA Kit、カタログ番号520411));溶出緩衝液(4M尿素、0.02%Triton X−100および0.001%BSAを含むホウ酸塩緩衝生理食塩水、pH8.3)。トレーサーのマトリクスおよび抗血清濃度を試験して最も高感度な分析条件を同定した。
検量線を以下のように作成した:100ng/mlストックの分析緩衝液中への連続希釈を行うことによって実施標準物質を調製し、0.005pg/ml〜3000pg/mlの濃度範囲を得た。50μlの標準物質(または試料)を分析プレートの各ウェルに加えた。全ての標準物質を2回測定した。トレーサーストックを分析緩衝液で1pg/mlに希釈することによって実施トレーサーを調製した。50μlのトレーサー(または緩衝液)を分析プレートの各ウェルに加えた。100%のストック(キットの取扱説明書に従って作製)を分析緩衝液で希釈することによって、10%の実施抗血清溶液を調製した。50μlの抗血清(または緩衝液)を、分析プレートの各ウェルに加えた;プレートを封止し、25℃で一晩振動させながら培養した。ストックを分析緩衝液で140pMに希釈することによって実施ストレプトアビジン−Alexa検出試薬を調製した。検出試薬15μlを各ウェルに加え、プレートを振動させながら25℃で30分間培養した。プレートを5回洗浄した。50μlの溶出緩衝液を各セルに加え、振動させながらプレートを25℃で1/2時間培養した。プレートは直ちに使用し、または分析の前に4℃で最大で48時間保存した。
20μlを速度40μl/分で分析器の中にポンプで送り、5μlの試料を5μl/分で分析した。データファイルを、閾値=4σおよび0〜8ミリ秒の相互相関を用いて分析した。標準物質に関して、未加工信号を濃度に対してプロットし、線形フィッティングを低濃度範囲の標準物質に対して用い、一方、非線形フィッティングを検量線全体に対して用いた。検出限界は、LOD=(最大信号の80%(標的制御なし))(B/B=80%における濃度)として計算した。試料濃度は、試料信号に適した方程式(線形または非線形)から算出した。
LTE4の競合曲線を図12に示す。LoDは、80%B/Bo=1.5pg/ml(約5pM)であると計算された。商業的に入手可能なキットを用いて行われるLTE4分析は、少なくとも30pg/mlの濃度で存在する場合のみ、LTE4を検出し得る。
従って、分析器システムは、LTE4のレベルを検出してLTE4関連疾患、例えば疾患の発症における喘息の存在を示すため、および臨床転帰を改善するための疾患の早期段階における治療的介入の必要性を臨床医に警告するために使用することができる。
[実施例6 ヒトAkt1の検出]
血清試料中の低レベルのAkt1を定量するために、サンドウィッチ免疫測定を開発した。検量線は、高濃度標準物質を緩衝タンパク質溶液中で希釈することによって作成した。分析緩衝液10マイクロリットル(μl)、および試料または標準物質10μlを、Akt1に特異的な抗体で被覆された384−ウェルプレートの各ウェルに加え、2時間培養した。より具体的には、抗体841660(R&D Systems)をNunc Maxisorpプレート上に2.5マイクログラム/mlで被覆させた。プレートを洗浄し、Akt1に対して特異的な、ラベリングされた検出抗体AF1775(R&D Systems)(Alexa Fluor 647でラベリング、2〜4のfluor/IgG)を20μl、各ウェルに加えた。1時間の培養の後、プレートを洗浄して結合していない検出抗体を除去した。結合した検出抗体を溶出させ、分析機器において測定した。
以下の材料を後述の分析手順において使用した。被覆された384ウェルプレート;分析緩衝液;再懸濁緩衝液;希釈緩衝液;標準希釈剤;Akt1標準物質;Akt1に対する検出抗体試薬;洗浄緩衝液(10mMホウ酸、150mM NaCl、0.1% TritonX−100、pH8.3);溶出緩衝液(0.02% Triton X−100および0.001%BSAを含む4M尿素)、「7」に設定されたマイクロプレート振盪機、マイクロプレート洗浄器、プレート遠心分離器、Axyseal封止フィルム(Axygen製品321−31−051)、Nunc穿孔可能封止テープ(Nunc製品235306)。
材料:
(提供された試薬)
捕捉抗体:Nunc Maxisorpプレート上に、2.5マイクログラム/mlで被覆された841660(R&D Systems)(384ウェルプレート)
分析緩衝液
再懸濁緩衝液
希釈緩衝液
標準希釈剤
Akt 1標準物質
Alexa Fluor 647でラベリングされた(2〜4のfluor/IgG)、Akt1に対する検出抗体試薬、AF1775(R&D Systems)
(必要とされる他の試薬)
TritonX−100洗浄緩衝液(10mMホウ酸、150mM NaCl、0.1% TritonX−100、pH8.3)
溶出緩衝液(0.02%Triton X−100および0.001%BSAを含有する4M尿素)
「7」に設定されたマイクロプレート振盪機
マイクロプレート洗浄器
プレート遠心分離器
Axyseal封止フィルム、Axygen製品321−31−051
Nunc穿孔可能封止テープ、Nunc製品235306
手順:
Akt1標準物質調製
標準物質を0.5mlの再懸濁緩衝液において再懸濁させる。最終濃度=170ng/ml
標準物質を希釈緩衝液において1:3に希釈する(=57ng/ml)。
標準物質を標準希釈剤において1:19に希釈する(=3ng/ml)。
標準希釈剤において3倍希釈を連続して行って4.1pg/mlへと低下させる。
ウェルごとに10μlの分析緩衝液を加える。
ウェルごとに10μlの標準物質または試料を加える。
Axyseal封止フィルムでプレートを封止する。
3000RPMで1分間回転させる。
振動させながら25℃で2時間培養する。
プレートを5回洗浄する。
ペーパータオルの上で逆さにしたプレートを3000RPMで1分間回転させる。
ウェルごとに20μlの検出抗体試薬を加える。
Axyseal封止フィルムでプレートを封止する。
ペーパータオルの上で逆さにしたプレートを3000RPMで1分間回転させる。
振動させながら25℃で1時間培養する。
プレートを5回洗浄する。
ペーパータオルの上で逆さにしたプレートを3000RPMで1分間回転させる。
ウェルごとに30μlの溶出緩衝液を加える。
3000RPMで1分間回転させる。
Nunc穿孔可能封止テープで封止し、ローラーを用いて堅固な封止を確保する。
振動させながら、25℃で1/2時間培養する。
プレートを、分析の前に、4℃にて最大で48時間保存してよい。
ZeptX機器において分析する。
Akt1検量線を以下のように作成した。Akt1標準物質を調製して、4.1pg/ml〜170ng/mlの範囲のAkt1を得た。10μlの各標準希釈物(または試料)を分析プレートウェルに加えた。プレートを封止し、振動させながら25℃にて2時間培養した。プレートを洗浄し、遠心乾燥させた。ウェルごとに20μlの検出抗体試薬を加え、振動させながら25℃にて1時間培養した。ウェルごとに30μlの溶出緩衝液を加え、振動させながら25℃にて1/2時間培養することによって、抗体−Akt1複合体を分離した。プレートは、直ちに使用するか、または分析の前に最大で48時間4℃で保存した。溶出液を、ポンプによって分析器に送った。
分析プロトコルを用いて4回測定した通常のAkt1検量線に関するデータを表7に示し、グラフ化したデータを図13に示す。
Figure 0005678045
1つのプレートにおける試料を分析することによって、同一アッセイ内(Intra−Assay)の精度を、標準物質1000pg/mlの36回の反復実験試料を用いて検査した。平均信号は、1822±243(%CV=13)であった。分析の検出限界(LoD)は、36回のゼロ標準物質の反復実験の平均信号に2標準偏差を加え、検量線から対応するAkt1濃度を計算することによって決定した。LoDは、25pg/mlであると計算された。
従って、分析器システムは、Akt1関連疾患、例えば癌の存在または不存在を決定するためにAkt1のレベルを検出するのに使用可能である。
[実施例7 TGF−βの検出]
血清中の低レベルのTGFβを定量するために、サンドウィッチ免疫測定を開発した。高濃度標準物質を緩衝タンパク質溶液中で希釈することによって検量線を作成した。10マイクロリットル(μl)の分析緩衝液および10μlの試料または標準物質を、TGFβに対して特異的な抗体で被覆された384−ウェルプレートの各ウェルに加え、2時間培養した。プレートを洗浄し、TGFβに対して特異的な、ラベリングされた検出抗体20μlを各ウェルに加えた。1時間培養した後、プレートを洗浄して結合していない検出抗体を除去した。結合された検出抗体を溶出させ、分析機器において測定した。
下記の分析手順において以下の材料を用いた。被覆された384ウェルプレート;分析緩衝液;標準希釈剤;TGFβ標準物質の10μg/mlストック溶液;TGFβに対する検出抗体試薬;TritonX−100洗浄緩衝液(100mMホウ酸、150mM NaCl、0.1%TritonX−100、pH8.3);溶出緩衝液(0.02%Triton X−100および0.001% BSAを含有する4M尿素)。
TGF−β検量線を以下のように作成した。TGF−β標準物質を調製して、100ng/ml〜4.1pg/mlの範囲のTGFβを達成した。10μlの分析緩衝液および10μlの標準物質または試料を各ウェルに加えた。プレートを封止し、25℃で2時間振動させながら培養した。プレートを洗浄し、遠心乾燥した。ウェル毎に20μlの検出抗体試薬を加え、25℃で1時間振動させながら培養した。30μlの溶出緩衝液をウェル毎に加え、25℃で1/2時間振動させながら培養することによって、抗体−TGF−β複合体を分離させた。プレートは直ちに使用し、または分析の前に最大で48時間4℃にて保存した。溶出液を分析器の中にポンプで送った。
分析プロトコルを用いて4回測定された通常のTGF−β検量線に関するデータを表8に示し、グラフ化したデータを図14に示す。
Figure 0005678045
20回のゼロ標準物質の反復試験の平均信号に2標準偏差を加え、検量線から対応するTGFβ濃度を計算することによって、分析の検出限界(LoD)を決定した。LoD=350pg/ml。
従って、分析器システムは、TGFβ関連疾患、例えば癌の存在または不存在を決定するためにTGFβのレベルを検出するのに使用可能である。
[実施例8 Fasリガンドの検出]
[血清中の低レベルのFasリガンドを定量するためのサンドウィッチ免疫測定]
高濃度標準物質を緩衝タンパク質溶液中で希釈することによって、検量線を作成した。10マイクロリットル(μl)の分析緩衝液および10μlの試料または標準物質を、Fasリガンドに対して特異的な抗体で被覆した384−ウェルプレートの各ウェルに加え、2時間培養した。プレートを洗浄し、Fasリガンドに特異的な、ラベリングされた検出抗体20μlを各ウェルに加えた。1時間培養した後、プレートを洗浄して、結合していない検出抗体を除去した。結合された検出抗体を溶出し、ZeptX(商標)装置において測定した。
Fasリガンド検量線を以下のように作成した。Fasリガンド標準物質を調製して、100ng/ml〜4.1pg/mlの範囲のFasリガンドを得た。10μlの分析緩衝液および10μlの標準物質または試料を各ウェルに加えた。プレートを封止し、25℃で2時間振動させながら培養した。プレートを洗浄して遠心乾燥した。20μlの検出抗体試薬をウェル毎に加え、振動させながら25℃で1時間培養した。30μlの溶出緩衝液を各ウェルに加えて、25℃で1/2時間振動させながら培養することによって、抗体−Fasリガンド複合体を分離させた。プレートは、直ちに使用し、または分析前に4℃にて最大で48時間保存した。
分析プロトコルを用いて4回測定した通常のFasリガンド検量線のデータを表9に示す。
Figure 0005678045
1つのプレートにおける試料を分析することによって、同一アッセイ内(Intra−Assay)の精度を、3つの標準物質濃度の12回の反復試験試料を用いて検査した。3つの点の各々に対する12の値の平均、標準偏差およびCVを表10に示す。
Figure 0005678045
20のゼロ標準物質の反復試験の平均信号に2標準偏差を加え、対応するFasリガンド濃度を検量線から計算することによって、分析の検出限界(LoD)を決定した。LoDは2.4pg/mlであると計算された。
従って、本発明の分析器システムは、Fasリガンド関連疾患、例えば癌、同種移植片拒絶および変形性関節症等の変性疾患の存在を示すために、Fasリガンドのレベルを検出することができる。
[実施例9 バイオマーカーTREM−1に関するサンドウィッチ・アッセイ]
TREM−1に関する分析は、サンドウィッチ・アッセイフォーマットを用いて開発された(「Sandwich Assay for Detection of Individual Molecules」、米国特許仮出願第60/624,785号)。TREM−1検出のための分析試薬は商業的に入手可能である(R&D Systems、ミネソタ州ミネアポリス)。96−ウェルプレートにおいて分析を行った。モノクローナル抗体を捕捉試薬として使用し、検出のために別のモノクローナルまたはポリクローナル抗体を用いた。検出抗体を、Alexa Fluor 647(登録商標)でラベリングした。
分析のプロトコルは以下の通りであった:
1.プレートを捕捉抗体で被覆し、5回洗浄する。
2.PBS中の1%BSA、5%スクロースにおいて阻害(またはブロック)する。
3.血清で希釈されたターゲットを加え、培養し、5回洗浄する。
4.検出抗体を加え、培養し、5回洗浄する。
5.0.1Mグリシン(pH2.8)を加えて、結合分析要素をプレートから放出する。
6.試料を処理プレートから検出プレートに移し、試料のpHを中性にし、単一粒子分析器システムにおいて測定する。
図16は、この分析を用いて作成されたTREM−1の検量線である。分析は、100〜1500フェムトモル濃度の測定範囲において線形であった。R&D SystemsのELISA分析は最近導入された。それらのELISA分析に対して報告した検量線は、60〜4000pg/mlであった。この実施例は、100fM(4.7pg/ml)を検量線において規定通りに測定し得、約10倍高感度な測定を可能にし得ることを示唆している。更に、ケモカイン、T細胞活性化分子、細胞接着分子およびシグナル伝達分子に対する検量線を作成した。図18を参照のこと。結果は、単一粒子分析器を用いた被分析物の検出による検出が、ELISA分析を用いた検出より一貫して10〜100倍高感度であることを示す。
[実施例10 バイオマーカーに関するサンドウィッチ・アッセイ:血清中のIL−6およびIL−8レベル]
分析:このプロトコルは、本発明の単一粒子分析器システムを用いて血清中の低レベルのIL−6を定量するためのサンドウィッチ免疫測定を説明する。高濃度標準物質を緩衝タンパク質溶液で希釈することによって、検量線を作成した。10マイクロリットル(μl)の分析緩衝液および10μlの試料または標準物質を、IL−6に対して特異的な抗体で被覆された384−ウェルプレートの各ウェルに加え、2時間培養した。プレートを洗浄し、IL−6に対して特異的な、ラベリングされた検出抗体20μlを各ウェルに加えた。1時間培養した後、プレートを洗浄して結合していない検出抗体を除去した。結合した検出抗体を溶出させ、単一粒子分析器において測定した。
材料:以下の材料を、下記に記載の手順で使用した。:被覆された384ウェルプレート;分析緩衝液;標準希釈剤;IL−6標準物質の100ng/mlストック溶液;Alexa Fluor 647色素でラベリングされた、IL−6に対する検出抗体(R&D Systems);TritonX−100洗浄緩衝液(10mMホウ酸、150mM NaCl、0.1%TritonX−100、pH8.3);溶出緩衝液(0.02%Triton X−100および0.001%BSAを含む4M尿素);「7」に設定されたマイクロプレート振盪機;マイクロプレート洗浄器;プレート遠心分離器;Axyseal封止フィルム、Axygen製品321−31−051;およびNunc穿孔可能封止テープ、Nunc製品235306。
手順:IL−6に対する検量線を以下のように作成した:100ng/mlのストック溶液を解凍し、標準希釈剤において1:1000希釈して100pg/mlにし、6回連続の3倍希釈を行うことによって、0.14pg/mlの最も低い標準物質濃度を有する濃度範囲を得る。ウェル当たり10μlの分析緩衝液および10μlの標準物質または試料を、被覆された384ウェルプレートの各ウェルに加えた。プレートをAxyseal封止フィルムで封止し、3000RPMで1分間遠心分離した。分析プレートを25℃で2時間振動させながら培養した;5回洗浄した;ペーパータオルの上で反転させて3000RPMで1分間遠心分離した。20μlの検出抗体試薬を各ウェルに加えた;プレートをAxyseal封止フィルムで封止し、3000RPMで1分間遠心分離した。分析プレートを25℃で1時間、振動させながら培養し、5回洗浄し、ペーパータオルの上で反転させて3000RPMで1分間遠心分離した。30μlの溶出緩衝液を各ウェルに加えた;プレートをNunc穿孔可能封止テープで封止し、ローラーと共に用いることで堅固な密封を確保した。分析プレートを3000RPMで1分間遠心分離し、25℃で1/2時間、振動させながら培養した。アッセイ分析を直ちに行った。別法として、分析前にプレートを4℃にて最大で48時間保存した。
EDTAで処理された32人の血液バンクドナーの全ての血液からの血清試料をIL−6に関して分析した。
結果:分析プロトコルを用いて4回測定した通常のIL−6検量線に関するデータを表11に示す。
Figure 0005678045
IL−6のより高濃度範囲および低濃度範囲に関する線形化された検量線を各々図17A〜Bに示す。分析は、0.5pg/mlより低濃度のIL−6の検出を可能にした(図17A〜B)。検出限界(LoD)は、0.06pg/mlであると計算された。ゼロ標準物質の反復試験の平均信号に標準偏差を加え、対応するIL−6濃度を検量線から計算することによって、分析の検出限界(LoD)を決定した。この感度レベルは、0.5〜10pg/mlの範囲のIL−6の正常レベルの検出に対してさえも優れている。
血液バンクドナーからの血液試料の血清中のIL−6およびIL−8を検出するための分析を実施し、分析結果を図17C〜Dに示す。100%の試料(32/32)においてIL−6を定量した。IL−6の平均濃度は2.3pg/mlであり、濃度範囲は0.2pg/mlから26pg/mlより高濃度であった(図17C)。同じ試料を、IL−6に関して記載した手順を実質的に用いて、IL−8に関しても分析した。IL−8標準物質およびIL−8に特異的な抗体を用いた。IL−8に対する検量線を設定し(図示せず)、試料中のIL−8濃度を決定するのに用いた(図17D)。IL−8は、100%(32/32)の試料において定量した。IL−8の平均濃度は7.3pg/mlであり、濃度範囲は1.2pg/mlから26pg/mlより高濃度であった。
IL−6または任意の件の粒子の測定は、より高濃度の被分析物において、分析器の検出を分子のカウント(デジタル信号)から生じる光子の総量(アナログ信号)の検出に切り替えることによって、低濃度およびより高い濃度において測定可能である(図17AおよびB)。このことを、図17Eにおいて一般的な方法で示す。単一粒子分析器は、6logの拡大された線形ダイナミックレンジを有する。試料中の粒子濃度を検出するための、ダイナミックレンジを増大させる能力は、正常レベル(低濃度範囲)および疾患レベル(高濃度範囲)に対する粒子濃度の決定を可能にする。IL−6の正常および疾患レベルに対する検出範囲を図17Fに示す。
[実施例11 血管内皮成長因子−A(VEGF−A)分析]
ヒトVEGFおよびマウスVEGFの両方に対して、VEGFを検出するための分析を開発した。いくつかの態様において、ヒトVEGF分析は、約0.1pg/mlのLODおよび0.3pg/mlのLLOQを有し、このことにより、このヒトVEGF分析は一般に用いられるELISA分析より90倍高い感度になる。マウスVEGFとの公差反応性は、検査した全ての試料種に関して最小限であった。分析は、検査した100%の血漿、細胞溶解物および使用済み媒体試料中のVEGF濃度を測定することができた。対照的に、ELISAは通常、6%の健康な血漿試料および10%の健康な細胞溶解物試料におけるヒトVEGFしか正確に検出することができなかった。両方の分析が試料中のVEGF濃度を測定した場合、ELISAがかなり多くのVEGFを検出した使用済み媒体を除いて、決定されたレベルを2つの分析に対して比較した。この不一致は、ELISAが全VEGFを測定するのに対し、本発明の分析は遊離VEGFを測定するという事実に起因するものであろう。可溶性VEGF受容体が使用済み媒体中に放出されることにより、遊離VEGF濃度はかなり低下するだろう。同一アッセイ内(Intra−Assay)の変動性は、大部分の血漿試料に対して10%より小さく、高VEGF濃度の血漿試料に対して15%より小さかった。血漿試料の分析に対するアッセイ間(Inter−assay)のCVは10%より小さかった。
[実施例12 マウスおよびヒトVEGFの検出のためのサンドウィッチ免疫測定]
抗体および抗原試薬の調製:
マウスVEGFバイオアッセイの開発に要する必要な抗体および抗原試薬の生成。マウスVEGF分析に最適な試薬を同定するために、組み替え型マウスVEGFタンパク質(R&D SystemsおよびSigma)および抗マウスVEGF抗体(R&D Systems、AbcamおよびSigma)を、適合性に関して検査した。ヒトVEGF分析のために、組み替え型VEGFタンパク質(R&D SystemsおよびAbcam)、および抗ヒトVEGF抗体(R&D SystemsおよびAbcam)を入手して検査した。サンドウィッチ−免疫測定フォーマットの捕捉工程において使用するために、磁性粒子を抗VEGF抗体で被覆した。潜在的な検出抗体を、Alexa Fluor(登録商標)色素と接合(または共役)させた。両方の分析に関する抗体ペアは、初期分析条件の基本的なセットを用いて、分析最適化プロセスの一部としてスクリーニングした。
サンドウィッチVEGF免疫測定の準備:
抗体および抗原試薬の調製において調製された最適な抗体ペアを用いて、分析を行って、捕捉抗体、検出抗体および磁性粒子の濃度を最適化した。更に、種々の分析成分を試験して、各分析に対する最適な分析緩衝液を設計した。これは、最良の阻害試薬および洗剤を同定し、次いで各成分の濃度を最適化することを含む。
ヒトVEGF分析を実施する方法:
濃度1ng/mlの組み替え型ヒトVEGFタンパク質の標準物質溶液を連続希釈した。試料を3回調製した。VEGF分析を用いてこれらの試料の濃度を測定した。この分析を用いて測定された濃度を、予測されたVEGF濃度に対してプロットした。
結果:
分析の性能が実証され、投入される標準物質として用いられる組み替え型VEGF濃度との線形性の高い相関を提供することがわかった。ヒトVEGF分析は、0.1pg/mlのLODおよび0.3pg/mlのLLOQを有する(表12および図19A〜B)。表12は、ヒトVEGF分析の性能データを示し、分析は10%より小さいCVおよび84〜107%の回収率を示す。
Figure 0005678045
表13はヒトVEGF分析性能のデータを示し、分析は0.07pg/mlのLODを示す。
Figure 0005678045
表12および13に示すデータを、図19A〜Bに図示する。
同様に、マウスVEGF分析は2pg/mlのLODおよび3pg/mlのLLOQを有する(表14および15)。
Figure 0005678045
Figure 0005678045
表14および15に示すデータを、図20A〜Bにおいて図示する。
データは、基準となる各々のR&D SystemsのVEGF ELISA分析キット(9pg/mlのmVEGF分析感度;32pg/mlのヒトVEGF分析感度)の規定感度と比較すると、マウスVEGF分析は3倍高感度であり、ヒトVEGF分析は90倍高感度であることを示している。[分析のLODを正確に規定するために、R&D Systemsが提示したヒトVEGF分析に対する6.8pg/mlのLODに5を掛けなければならないことに留意すること。この調節は、R&D Systemsの分析において必要とされる試料の1:5希釈を計算に入れるのに必要とされる(この分析における標準物質は希釈せず、試料の1:5希釈は、その感度計算の一部として含まれない)]。実施例のヒトVEGF分析のために、モノクローナル抗体で被覆された磁性粒子を捕捉工程に用い、Alexaラベリングされたポリクローナル抗体を検出工程に用いる。マウスVEGF分析に関して、ポリクローナル抗体は、R&D Systems ELISAキットと同様に、捕捉および検出工程の両方に用いられる。
本発明とELISA分析との同等な比較を確保するために、値の割り当てに用いられる標準被分析物濃度の間で比較を行った。この情報の結果として、ELISA標準物質の分析からの結果に従って本発明の標準物質を再評価した。現在のデータをこの標準物質再評価で調節した場合、両方の分析を用いて決定されたVEGF濃度は類似した。元のデータおよび再評価したデータを、下記の表16に示す。
[実施例13 血漿中のヒトおよびマウスVEGFバイオマーカー分析の再現性、変動性および精度の決定]
ヒト血漿分析の比較:
24の個別のマウスからの血漿試料を、本発明の分析を用いて分析した;12のこれらの試料は、R&D Systems ELISAを用いた試験も行った(主張された感度のLoD=31.2pg/ml(血清/血漿))。本発明の分析は、12の試料の全てのVEGF濃度を決定し、一方、ELISA分析は、検査した試料の1/12(8.3%)のみを定量した(表16および図21)。表16は、血漿分析に関する、本発明の分析とELISAヒトVEGF分析との比較を示す。
Figure 0005678045
表16に示す選択データを、ヒト血漿のSingulexとELISA分析との比較として図21において図示する。ELISA分析は、1つの試料においてVEGFを検出した(検査された16個の内の1つ);他の血漿試料のVEGF値は、ELISA検量線の最も下の点より小さく、従って確実に決定することができなかった。Singulex分析のCVは平均して20%より小さかった。
異なる細胞株の細胞溶解物および培地におけるhVEGFレベルの決定:
2種類の異なるヒト細胞株を培養して採取した。より低濃度のSDSが用いられること、および試料が煮沸されないことを除いて、NCI SOP#340506に従って細胞を溶解させた。用いられる細胞株は、ヒト細胞株MDA−MB−231胸腺癌およびHT−29結腸腺癌であった。
試料は、本発明の分析およびR&D ELISA分析の両方において2回測定した。溶解物をまず1:8に希釈し、その後(3)連続1:2希釈を行った。媒体をそのまま分析し、また、1:4、1:16および1:64に希釈して分析した。各試料を2回ずつ検査した。2つの分析からの値の比較を図21に示す。両方の分析が、細胞抽出物および使用済み媒体におけるVEGFを検出した(図22A〜B)。分析結果は、使用済み媒体より細胞抽出物において検出されるVEGFが少ないことで概ね一致した。全体的なVEGFレベルは、MDA−MD231試料においてかなり低く、このことは、両方の分析によって裏付けられた。
マウス血漿試料の分析の比較:
各マウスからの8つのマウス血漿試料を、本発明の分析およびR&D Systems ELISAを用いて分析した。同程度の値が両方の分析において観察された(図23)。
細胞溶解物および培地におけるmVEGFレベルの決定:
異なる3つのマウス細胞株を培養し、採取した。細胞を上述のように溶解させた。用いられる細胞株は、マウス細胞株:B16黒色腫、4T1乳癌およびCT26結腸癌であった。
試料は、本発明の分析およびR&D ELISA分析の両方において2回測定した。溶解物は、最初は1:8に希釈し、その後(3)連続1:2希釈を行った。媒体をそのまま分析し、また、1:4、1:16および1:64に希釈して分析した。各試料を2回ずつ検査した。2つの分析からの値の比較を図24に示す。両方の分析が、細胞抽出物および使用済み媒体におけるVEGFを検出した。分析結果は、細胞株の各々に対して同様の範囲にあり、図24A〜Cに示される。図の間でわかるように、4T1乳腺細胞株は、最も低いレベルを有した;B16黒色腫試料は、4T1の約4倍のレベルを有し、CT26結腸試料は、B16の約2倍の高さのレベルであった。2つの分析間で一貫した差異が存在した。本発明の分析は、細胞溶解物においてより多くのVEGFを検出し、使用済み媒体においてより少ないVEGFを検出した。更に、放出されたVEGFに対する細胞内VEGFの割合は、Singulex分析に関しては一貫して約5:1であったが、ELISA分析結果に関しては、細胞外のVEGFに対する細胞内のVEGFの割合がかなり変化した。
[実施例14 VEGFの同一アッセイ内(Intra−Assay)およびアッセイ間(Inter−Assay)の性能]
ヒトVEGF(hVEGF)の同一アッセイ内(Intra−Assay)の再現性:
試料の調製:
2つの異なる正常なヒト血漿試料を、1つのマイクロアッセイプレートを用いて複数回分析した。P1血漿試料をそのまま分析し、かつ1:8希釈して分析した。希釈された血漿は、低hVEGF濃度における同一アッセイ内(intra−assay)を決定するために試料源を提供した。試料は、18、21および18の反復試験において試験した。
結果:
ヒト血漿試料に関する同一アッセイ内(Intra−Assay)再現性の概略を表17に示す。表17におけるデータの概略は、試料の反復試験に対するCVが7、12および9%であることを示している。表17の最終列は、ELISA分析において用いられる標準物質と比較した分析標準物質濃度の評価に基づいて補正された測定VEGF濃度を示す。2pg/mlより低いVEGF濃度が10%より小さいCVで測定された。
Figure 0005678045
ヒトVEGFのアッセイ間(inter−assay)再現性:
試料の調製:
ヒト血漿試料に対する検量線および値のアッセイ間(inter−assay)再現性を試験するために、3日間にわたって異なる人により試料当たり3回の反復試験と共に独立して7回分析を行った。
結果:
ヒト血漿試料の間のアッセイ間(inter−assay)の変動性を表18に示す。血漿アッセイに対する変動係数(CV)は10%より小さかった(表18)。血漿分析に対するCVは同様に、分析実施番号6に関する血漿P2の結果を除いて10%より小さかった(表18)。この分析において、3つの値の内2つはほぼ一致しており、値の1つは実質的に低かった。この1回の反復試験をシリーズから除いた場合、VEGF血漿試料分析に対する全体的なCVは10%より小さくなるであろう。
Figure 0005678045
マウスVEGFの同一アッセイ内(Intra−Assay)再現性:
試料の調製:
3つの異なるEDTAマウス血漿からの反復試験試料を、本発明の1つのマイクロタイタープレートにおいて分析した。
結果:
マウス血漿試料に対する同一アッセイ内(Intra−Assay)再現性を表19に示す。各血漿試料からの18〜21の各反復試験に対するデータを表19に示す。3つの血漿試料の反復試験に対するCVは、14%〜16%の範囲であった(表19)。
Figure 0005678045
Singulexのアッセイ間(inter−assay)再現性 − マウス血漿試料:
試料の調製:
4つの異なるマウスEDTA血漿試料を、10分間13,000Xgで遠心分離することによって澄ませた。その後、異なる6日間において試料を3回ずつ検査した。
結果:
マウス血漿VEGF分析のアッセイ間(inter−assay)再現性の概略を表20および21に示す。マウス血漿試料のCVは、6つのアッセイにわたって25%より小さかった(表20および21)。
Figure 0005678045
Figure 0005678045
[実施例15 異種移植片マウスにおけるVEGF]
マウス乳癌異種移植片からの試料は、ワシントン大学のDr.Matthew Ellisの研究室から入手した。血漿および乳癌組織は、5つの異なる異種移植片株から得た。対照として、SCIDマウスからの血漿およびマウス胸部組織を使用した。全ての試料を、マウスVEGFおよびヒトVEGFの存在に関して試験した。マウスVEGFは、正常なマウス血漿において86〜109pg/mlの範囲であった。3つの異種移植片マウスは、正常なものの2倍の大きさのVEGFレベルを有し、他の2つの異種移植片試料は、現在の正常範囲の下方におけるVEGFレベルを有する(80〜86pg/ml)。データを表22に示す。
Figure 0005678045
[実施例16 血漿および細胞溶解物中のヒトVEGFの定量のための免疫測定キット]
Erenna(商標)ヒトVEGF免疫測定は、ヒト血漿および細胞溶解物中の血管内皮増殖因子(VEGF)を測定するために、定量的蛍光サンドウィッチ免疫測定技術を用いる。ヒトVEGFに対して特異的な捕捉抗体を常磁性微粒子(MP)の上にプレコートした。使用者は、MP、標準物質および試料を、被覆されていないマイクロプレートウェルにピペットで移す。培養の間、試料中に存在する遊離VEGFは、被覆されたMP上の捕捉抗体に結合する。結合していないVEGF分子を、その後の緩衝液の交換および洗浄工程の間に洗い流す。VEGFに特異的な、蛍光ラベルされた色素検出抗体を各ウェルに加え、培養する。この検出抗体は、MPの上に捕捉されたVEGFを認識してそのVEGFと結合するだろう。その後の洗浄工程の間にMPを清潔なプレートに移す。その後、溶出緩衝液を加えて培養する。溶出緩衝液は、結合したタンパク質サンドウィッチをMP表面から解離させる。蛍光抗体はこの時、ウェル内で浮遊している。最終のマイクロプレートに移す間にこれらの抗体は微粒子から分離され、プレートは、蛍光分子をカウントするErennaシステムの中に取り付けられる。蛍光ラベルされた検出抗体のカウントされた数は、捕捉された際に試料中に存在する遊離VEGFの量に直接比例する。未知の試料中の遊離VEGFの量は検量線から内挿する。
(提供された試薬)
Figure 0005678045
[1.保存の指示および安定性]
Erenna VEGF試薬キットは2〜8℃で保存するべきである。標準物質は、別の容器においてドライアイス上で輸送し、−70℃以下で保存するべきである。キット到着時に標準物質が凍ったままであることが重要である。キット要素の有効期限は、要素が適切に保存された場合および各要素が1回使用された場合にのみ保証される。成分を適切な有効期限によってラベリングする。
[2.追加の/他の供給業者]
Figure 0005678045
[3.微粒子関連部材および供給品]
Figure 0005678045
[4.他の有用な備品(明示されていない)]
・脱イオン水または蒸留水
・20μl、100μlおよび250μlを移す又は加えることができるマルチチャンネルピペット
・マイクロ遠心分離器チューブ
・小型遠心分離器
・250mL容器
・250mLメスシリンダー
(安全上の注意事項)
・生物学的試料を扱う際には、防護服およびグローブを着用することによって、常に注意すること。
・この試薬キットの成分は、約0.1%のアジ化ナトリウムを保存料として含有する。アジ化ナトリウムは、酸または金属と混合した場合に有毒かつ危険な化合物である。アジ化ナトリウムを含有する溶液は適切に廃棄するべきである。
(高感度分析に起因する技術的ヒント)
・実験台およびピペットを、使用前に70%イソプロパノールでしっかりと拭く。
・バイアルをあける前に、高濃度標準物質および初期の標準希釈物を高速回転させる。
・交差汚染の回避を助けるために、滅菌ピペットチップおよび試薬トレイを用いる。
・高濃度の標準物質を移す際にフィルターチップを用いる。
・標準物質および試料を調製するために96−ウェル1mLポリプロピレン希釈プレートを用いることが推奨される。
・各標準点の3回の反復試験試料を希釈プレートから移し、その後96−ウェルVEGF分析プレートの中に移すことが推奨される。
・各移し替え(または移動)の前に、チップを2回予め湿らせる(ウェル内で吸引および排出する)。
(試薬調製)
1.使用前に全ての試薬を室温に温める。
2.1X洗浄緩衝液を(10X洗浄緩衝液から)以下のように調製する:
a.10X洗浄緩衝液の25mL瓶を250mL容器に注ぎ入れる。
b.225mLの脱イオン水を加える。
c.ゆっくりと反転させることによって十分に混合する。
3.使用する直前に、回転器を用いて30分間バイアルを反転させることによってMPを再懸濁させ、それによって、バイアルにおいてMPを確実に均等に分布させるのに役立てる。
(アッセイ調製)
(標準物質 − 初期標準物質希釈の説明)
1.バイアルを開ける前に、小型遠心分離器において標準物質バイアルを渦動および高速回転させる。材料の減損、または標本もしくはプレートのエアロゾル汚染を防ぐために、この高濃度標準物質バイアルを開ける際に注意する。
2.VEGF標準物質濃度に関して標準物質分析の証明書を参照する。標準希釈剤でストックを10ng/mLに希釈する。
[5.血漿試料検量線]
検量線を作成して、96−ウェル1mlディープ希釈プレートにおける列にする。1:2の連続希釈を行って、200pg/ml〜0.05pg/mlの曲線を得る。標準物質を3回検査する。
[C.細胞溶解物および媒体の検量線]
検量線を作成して、96−ウェル1mlディープ希釈プレートにおける列にする。1:2の連続希釈を行って、4000pg/ml〜0.24pg/mlの曲線を得る。標準物質を3回検査する。
[D.試料調製]
血漿試料を、使用する直前に15,800xgより大きい遠心力で10分間遠心分離することが重要である。微粒子を避けながら注意深くピペットで採取する;脂質層の下をゆっくりと吸引する。凍結−解凍サイクルの繰り返しを避ける。移動を容易にするために、試料を96−ウェルプレートに加える。
溶解物は、使用する直前に、4,600xgで5分間、4℃にて遠心分離するべきである。上澄みを注意深くピペットで吸い取る。凍結−融解サイクルを避ける。
分析にかける前に、溶解物を標準物質希釈剤中で少なくとも10倍希釈するべきである。
[ヒトVEGF分析手順]
(分析の設定)
キットに含まれる取扱説明書による試薬調製、およびバルク試薬パッケージの挿入を行う。上述のように検量線を作成し、試料を調製する。
(ターゲットの捕捉)
微粒子(MP)を再懸濁させた後に、100μlのVEGF捕捉試薬を96−ウェルポリプロピレンプレート(PPP)に加える。ウェル毎に、100μlの標準物質/試料を96−ウェルPPPにピペットで採取する。プレートを、仮のプレートシール(AxySeal、PCRSPプレート封止フィルム)または同等物で封止する。室温(RT)で2時間、培地環境で培養する/振動させる。仮のプレートシールを注意深く除去して跳ね返りを避ける。プレートを磁石(Dynal MPC(登録商標)−96S)上に設置し、MPを安定させる(全てのMPをペレットとして磁石に確実に寄せ集める)ために2分待ち、その後、上澄みを吸引する(MPは目に見えるままである)。MPを固定したままで、250μlの洗浄緩衝液を各ウェルに加える。2分待ち(MPは寄せ集められたままである)、緩衝液を吸引する。
(検出)
プレートを磁石から取り外し、20μlのVEGF検出試薬を各ウェルに加える。プレートを仮のシールで封止する。遠心分離器において最大100Xgで脈動(pulse)させる。遠心分離器からプレートを取り出し、室温で1時間培養する/振動させる。プレートシールを除去し、プレートを磁石上に設置する。2分待ち、上澄みを吸引する。250μlの洗浄緩衝液を3回(3X)加えて除去し、その間MPを磁化する/寄せ集める。各緩衝液を加えた後に2分間脈動させる。MPを磁石から浮遊させない又は取り除かない。プレートを磁石から取り外し、250μlの洗浄緩衝液を各ウェルに加える。プレートを10秒間振動させてMPを再懸濁させる。各ウェルの内容物を新しい96−ウェルPPPに移す。新たな96−ウェルプレートを磁石上に設置し、MPを寄せ集める/安定させるために2分間待つ。洗浄緩衝液を除去する。プレートを磁石から取り外し、250μlの洗浄緩衝液を加えて10秒間振動させる。プレートを磁石上に取り付け、2分待ち、その後緩衝液を吸引する。サイクルを繰り返すと、磁化されたMPは目に見えるはずである。
(溶出)
プレートを磁石から取り外し、ウェル毎に20μlの溶出緩衝液を加える。プレートを仮のシールで封止し、遠心分離器において最大100xgで脈動させる。室温で30分間培養する/振動させる。別々に、384−ウェルポリプロピレンプレートの上に384−ウェルフィルタープレートを設置し、遠心分離アダプターカラムを用いてフィルター−ボトムプレートを作製する。96−ウェルプレートからシールを取り除き、標本を384−ウェルフィルター−ボトムプレートに移す前に、磁石上で2分間MPを集合させる。フィルター−ボトムプレートの上部を仮のプレートシールで覆い、プレートを遠心分離器の中に設置する。室温にて1分間、850xgでプレートを回転させる。フィルタープレートを取り外して廃棄し、穴開け可能な(耐久性のある)プレートシール(Nunc、235306)を用いて分析プレートを覆う。良好な封止を確保するために、プレートシールローラー(VWR # 60941−118)を用いる。完成した分析プレートをErenna免疫測定システムに取り付ける。
(ヒトVEGFクイック分析ガイド)
1. 全ての試薬、検量線および試料を指示通りに準備する。
2. 96−ウェルポリプロピレンプレートの各ウェルに100μlの捕捉試薬を加え、次いで100μlの標準物質/試料を加える。
3. 覆いをし、室温で2時間培養する/振動させる。
4. カバーを取り除き、プレートを磁石の上に設置し、MPを2分間安定させ/寄せ集め、上澄みを取り除く。
5. プレートを磁石上に置いた状態で、250μlの洗浄緩衝液を加える。2分間待ち、緩衝液を取り除く。
6. 磁石から取り外し、20μlのVEGF検出試薬を各ウェルに加える。100xgでパルス(pulse)遠心分離する。
7. 覆いをし、室温で1時間培養する/振動させる。
8. プレートを磁石の上に設置し、MPを寄せ集めるために2分間待つ。上澄みを除去する。
9. 磁石の近くでMPを磁気的に寄せ集めながら、250μlの洗浄緩衝液を3回加えて除去する。各サイクルの間に、緩衝液を吸引する前に2分間待つ。
10.磁石から取り外し、250μlの洗浄緩衝液を加え、10秒間プレートを振動させて、MPを再懸濁させる。全内容物を新しい96−ウェルプレートに移す。
11.プレートを磁石の上に設置し、2分間待つ。上澄みを除去する。
12.磁石から取り外し、250μlの洗浄緩衝液を加え、10秒間プレートを振動させる。
13.工程11および12を各々繰り返す。
14.磁石から取り外し、各ウェルに20μlの溶出緩衝液を加える。100xgでパルス遠心分離する。
15.覆いをし、室温で30分間培養する/振動させる。
16.フィルタープレートを384−ウェルプレート(分析プレート)の上に設置する。
17.96−ウェルプレートの内容物を、384−ウェルフィルタープレート/分析プレートの組み合わせに移す。
18.フィルタープレートの組み合わせを覆い、1分間850xgで遠心分離する。
19.上部のフィルタープレートを取り外して廃棄する。384−ウェルプレートを穴開け可能なプレートシールカバーで覆う。
20.プレートをErennaシステムに取り付ける。
[追加の試料情報]
この分析は、様々な種類の血漿および血清を検査するのに用いてよい。
(性能特性)
(通常の検量線)
図26に示す検量線を、情報を提供する目的のために提供する。検量線は、分析する試料の各セットに対して作成するべきである。
Figure 0005678045
[実施例17 血漿および細胞溶解物中のマウスVEGFの定量的決定のための免疫測定キット]
Erenna(商標)マウスVEGF免疫測定は、マウス血漿および細胞溶解物中の血管内皮増殖因子(VEGF)を測定するために、定量的蛍光サンドウィッチ免疫測定技術を使用する。マウスVEGFに対して特異的な捕捉抗体を常磁性微粒子(MP)の上にプレコートした。使用者は、MP、標準物質および試料を、被覆されていないマイクロプレートウェルにピペットで移す。培養の間、試料中に存在するVEGFは、被覆されたMP上の捕捉抗体に結合する。結合していないVEGF分子を、その後の緩衝液の交換および洗浄工程の間に洗い流す。蛍光ラベルされた色素検出抗体を各ウェルに加え、培養する。この検出抗体は、MPの上に捕捉されたVEGFを認識してそのVEGFと結合するだろう。その後の洗浄工程の間にMPを清潔なプレートに移す。その後、溶出緩衝液を加えて培養する。溶出緩衝液は、結合したタンパク質サンドウィッチをMP表面から解離させる。蛍光抗体はこの時、ウェル内で浮遊している。最終のマイクロプレートに移す間にこれらの抗体は分離され、プレートは、蛍光分子をカウントするErennaシステムの中に取り付けられる。蛍光ラベルされた検出抗体のカウントされた数は、捕捉された際に試料中に存在するVEGFの量に直接比例する。未知の試料中のVEGFの量は検量線から内挿する。
(提供された試薬)
Figure 0005678045
(保存の指示および安定性)
Erenna VEGF試薬キットは2〜8℃で保存するべきである。標準物質は、別の容器においてドライアイス上で輸送し、−70℃以下で保存するべきである。キット到着時に標準物質が凍ったままであることが重要である。キット成分の有効期限は、成分が適切に保存された場合、および各成分が1回使用された場合にのみ保証される。成分を適切な有効期限によってラベリングする。
(追加の/他の供給物)
Figure 0005678045
(微粒子の部材および供給物)
Figure 0005678045
(他の有用な備品(明示されていない))
・脱イオン水または蒸留水
・20μl、100μlおよび250μlを移す又は加えることができるマルチチャンネルピペット
・マイクロ遠心分離器チューブ
・小型遠心分離器
・250mL容器
・250mLメスシリンダー
(安全上の注意事項)
生物学的試料を扱う際には、防護服およびグローブを着用することによって、常に注意すること。この試薬キットの成分は、約0.1%のアジ化ナトリウムを保存料として含有する。アジ化ナトリウムは、酸または金属と混合した場合に有毒かつ危険な化合物である。アジ化ナトリウムを含有する溶液は適切に廃棄するべきである。
(高感度分析に起因する技術的ヒント)
・実験台およびピペットを、使用前に70%イソプロパノールでしっかりと拭く。
・バイアルをあける前に、高濃度標準物質および初期の標準希釈物を高速回転させる。
・交差汚染の回避を助けるために、滅菌ピペットチップおよび試薬トレイを用いる。
・高濃度の標準物質を移す際にフィルターチップを用いる。
・標準物質および試料を調製するために96−ウェル1mLポリプロピレン希釈プレートを用いることが推奨される。
・各標準点の3回の反復試験試料を希釈プレートから移し、その後96−ウェルVEGF分析プレートの中に移すことが推奨される。
・各移し替え(または移動)の前に、チップを2回予め湿らせる(ウェル内で吸引および排出する)。
(試薬調製)
使用前に全ての試薬を室温に温める。1X洗浄緩衝液を(10X洗浄緩衝液から)下記のように調製する:10X洗浄緩衝液の25mL瓶を250mL容器に注ぎ入れる;225mLの脱イオン水を加える;ゆっくりと反転させることによって十分に混合する。使用前に、回転器を用いて30分間バイアルを反転させることによってMPを再懸濁させ、それによって、バイアルにおいてMPを確実に均等に分布させる。
(分析の準備)
(標準物質−初期標準物質希釈の説明)
バイアルを開ける前に、小型遠心分離器において標準物質バイアルを渦動および高速回転させる。材料の減損、または標本もしくはプレートのエアロゾル汚染を防ぐために、この高濃度標準物質バイアルを開ける際に注意する。VEGF標準物質濃度に関して標準物質分析の証明書を参照する。標準希釈剤でストックを10ng/mLに希釈する。
[検量線]
検量線を作成して、96−ウェル1mlディープ希釈プレートにおける列にする。1:2の連続希釈を行って、4000pg/ml〜3.9pg/mlの曲線を得る。標準物質を3回検査する。
[試料の調製]
使用する直前に、血漿試料を15,800xgより大きい遠心力で10分間遠心分離する。(微)粒子を避けながら注意深くピペットで採取する;脂質層の下をゆっくり吸引する。凍結−解凍サイクルの繰り返しを避ける。移動を容易にするために、試料を96−ウェルプレートに加える。使用する直前に、溶解物を4℃、4,600xgで5分間遠心分離するべきである。注意深く上澄みをピペットで取り除く。凍結−解凍サイクルを回避する。溶解物は、分析にかける前に、少なくとも10倍希釈するべきである。
[マウスVEGF分析手順]
(分析の準備)
キットに含まれる指示毎の試薬調製、およびバルク試薬パッケージの挿入を行う。上述のように検量線を作成し、試料を調製する。
(ターゲット捕捉)
微粒子(MP)を再懸濁させた後に、ウェルごとに50μlのVEGF捕捉試薬を96−ウェルポリプロピレンプレート(PPP)に加える。ウェルごとに10μlの標準物質/試料を96−ウェルPPPにピペットで加える。プレートを最大100xgでパルス回転(Pulse spin)させて、全ての試料が確実にMP混合物内にあるようにする。プレートを、仮のプレートシール(AxySeal、PCRSPプレート封止フィルム)または同等物で封止する。室温(RT)で2時間、培地環境で培養する/振動させる。仮のプレートシールを注意深く除去して跳ね返りを避ける。プレートを磁石(Dynal MPC(登録商標)−96S)上に設置し、MPを安定させる(全てのMPをペレットとして磁石に確実に寄せ集める)ために2分待ち、その後、上澄みを吸引する(MPは目に見えるままである)。MPを固定したままで、250μlの洗浄緩衝液を加える。2分間待ち(MPは寄せ集められたままである)、緩衝液を吸引する。
(検出)
プレートを磁石から取り外し、20μlのVEGF検出試薬を各ウェルに加える。プレートを仮のシールで封止する。遠心分離器において最大100Xgで脈動させる。遠心分離器からプレートを取り出し、室温で2時間培養する/振動させる。プレートシールを除去し、プレートを磁石上に設置する。2分待ち、上澄みを吸引する。250μlの洗浄緩衝液を3回(3X)加えて除去し、その間MPは磁化/収集される。各緩衝液を加えた後に2分間脈動させる。MPを磁石から浮遊させない又は取り除かない。プレートを磁石から取り外し、250μlの洗浄緩衝液を各ウェルに加える。プレートを10秒間振動させてMPを再懸濁させる。各ウェルの内容物を新しい96−ウェルPPPに移す。新たな96−ウェルプレートを磁石上に設置し、MPを寄せ集める/安定させるために2分間待つ。洗浄緩衝液を除去する。プレートを磁石から取り外し、250μlの洗浄緩衝液を加えて10秒間振動させる。プレートを磁石上に取り付け、2分待ち、その後緩衝液を吸引する。サイクルを繰り返すと、磁化されたMPが目に見えるはずである。
(溶出)
プレートを磁石から取り外し、ウェル毎に20μlの溶出緩衝液を加える。プレートを仮のシールで封止し、遠心分離器において最大100xgで脈動させる。室温で30分間培養する/振動させる。別々に、384−ウェルPPP分析プレートの上に384−ウェルフィルター−プレートを設置し、フィルター−ボトムプレートを作製する。96−ウェルプレートからシールを取り除き、標本を384−ウェルフィルター−ボトムプレートに移す。フィルター−ボトムプレートの上部を仮のプレートシールで覆い、プレートを遠心分離器の中に設置する。室温にて1分間、850xgでプレートを回転させる。フィルタープレートを取り外して廃棄し、穴開け可能な(耐久性のある)プレートシール(Nunc、235306)を用いて分析プレートを覆う。良好な封止を確保するために、プレートシールローラー(VWR # 60941−118)を用いる。完成した分析プレートをErenna免疫測定システムに取り付ける。
(マウスVEGFクイック分析ガイド)
1. 全ての試薬、検量線および試料を指示通りに準備する。
2. 96−ウェルポリプロピレンプレートの各セルに50μlの捕捉試薬を加え、次いで10μlの標準物質/試料を加える。
3. 最大100xgでプレートをパルス回転させて、試料が確実にMP溶液中に存在するようにする。
4. 覆いをし、室温で2時間培養する/振動させる。
5. 覆いを取り除き、プレートを磁石の上に設置し、MPを2分間安定させ/寄せ集め、上澄みを取り除く。
6. プレートを磁石上に置いた状態で、250μlの洗浄緩衝液を加える。2分間待ち、緩衝液を取り除く。
7. 磁石から取り外し、20μlのVEGF検出試薬を各ウェルに加える。1000RPMでパルス遠心分離する。
8. 覆いをし、室温で2時間培養する/振動させる。
9. プレートを磁石の上に設置し、MPを寄せ集めるために2分間待つ。上澄みを除去する。
10.磁石の近くでMPを磁気的に寄せ集めながら、250μlの洗浄緩衝液を3回加えて除去する。各サイクルの間に、緩衝液を吸引する前に2分間待つ。
11.磁石から取り外し、250μlの洗浄緩衝液を加え、10秒間プレートを振動させて、MPを再懸濁させる。全内容物を新しい96−ウェルプレートに移す。
12.プレートを磁石の上に設置し、2分間待つ。上澄みを除去する。
13.磁石から取り外し、250μlの洗浄緩衝液を加え、10秒間プレートを振動させる。
14.工程11、12および13を各々繰り返す。
15.磁石から取り外し、各ウェルに20μlの溶出緩衝液を加える。100xgでパルス遠心分離する。
16.覆いをし、室温で30分間培養する/振動させる。
17.フィルタープレートを384−ウェルプレート(分析プレート)の上に設置する。
18.96−ウェルプレートの内容物を、384−ウェルフィルタープレート/分析プレートの組み合わせに移す。
19.フィルタープレートの組み合わせを覆い、1分間850xgで遠心分離する。
20.上部のフィルタープレートを取り外して廃棄する。384−ウェルプレートを穴開け可能なプレートシールカバーで覆う。
21.プレートをErennaシステムに取り付ける。
この分析は、様々な種類の血漿および細胞溶解物を検査するのに用いてよい。
(性能特性)
(通常の検量線)
表30に示す検量線は、情報を与える目的で提供する。検量線は、分析する試料の各セットに対して作成するべきである。
Figure 0005678045
[実施例18 VEGFの高感度検出]
血漿中の異なる濃度のVEGFに関するシステムの感度を表31に示す。データを図25Aにおいて図示する。
Figure 0005678045
VEGF−A検量線の下端における検出されたVEGF−A濃度を表32に示す。
Figure 0005678045
このデータは、図25Bに示すグラフに対応する。
[実施例19 VEGFに関する予測値に対する測定値]
図26は、VEGFに関して予測値に対する測定値を3つの異なる分析形式で示す。異なる固相免疫測定形式を用いた3つのヒトVEGF分析に対する標準的な検量線(または較正曲線)を、連続的に希釈した較正試料の共通の組において作成した。hVEGF MPをベースとする分析は、固相捕捉形式としての検出抗体、および蛍光ラベリングされた検出抗体で被覆された常磁性微粒子を使用する。hVEGFプレートをベースとする分析は、384−ウェルプレートを使用し、ウェルは、固相捕捉形式としての検出抗体、および蛍光ラベリングされた検出抗体で被覆した。hVEGF HRP−ELISA分析は、R&D Systemsから商業的に利用可能なELISA分析(LoD=31.2pg/ml)であり、これは、96−ウェル固相捕捉フォーマットからなり、酵素的に共役した検出抗体を使用する。
[実施例20 血漿および細胞溶解物の小体積試料中のVEGFの検出]
健康な患者および乳癌患者からの10μlの試料において検出されたヒトVEGFのレベルを比較した。標準的なELISA形式(LOD=31.2pg/ml)に対する、本発明の方法を用いた検出限界(LOD)(Errena;LOD=3.5pg/ml)を示す。ヒト血漿(図27A)および組織(図27B)試料を、Erenna hVEGF−A免疫測定で試験した。(図27A)hVEGF−Aの血中濃度を、健康な血液ドナー(n=24)および乳癌の被験体(n=15)からの血漿試料において測定した。血漿VEGFレベルのメジアンおよび4分位範囲を計算し、健康な血液ドナーと乳癌の被験体との間で比較した。(図27B)乳癌の被験体(n=10)からの適合された悪性組織生検標本と非悪性(または良性)組織生検標本との、メジアンおよび4分位範囲の比較。組織試料を、手術後に正常または悪性のいずれかとして指定し、結果を、試料当たりの全タンパク質1mg当たりのVEGFタンパク質(pg)で示す。標準的なELISA分析を用いた定量は、健康な試料の質の悪い定量を示したが、本発明による血漿試料の定量には、健康な被験体および癌の被験体から試験された全ての試料が含まれた。標準的なELISA分析を用いた定量は、健康な試料の質の悪い定量を示すが、血漿における場合と同様に、本発明による組織試料の定量には健康な被験体および癌の被験体から試験された全ての試料が含まれる。
[実施例21 組み合わされたアナログおよびデジタルVEGF測定]
図28は、本発明に関する読み出し方法の相関を示す。hVEGF被分析物に対して検量線を作成し、Erennaシステムを用いて測定した。3つの異なる読み出し方法の各々に対して結果を示す:(a)全光子(TP)、これは標準的なELISAプレート・リーダー技術に類似している;(b)検出されたイベント(DE)、これはインタロゲーション・ゾーンを通過する単一分子を別々のイベントとしてカウントする;ならびに(c)全光子および検出されたイベントを組み合わせる処理アルゴリズムの使用。(図28A)および(図28B)平均の2標準偏差を傾きで除したものを用いた各方法(DEおよびTP)の結果を用いて、LoDを計算した。図28Aおよび図28Bにおけるデータを、4つのパラメータの曲線を用いて分析した。線形回帰を用いて図28Cにおけるデータを分析し、得られた方程式および相関統計を示す。
[実施例22 Aβ−40およびAβ−42(アミロイドベータタンパク質40および42)分析]
本発明は、Aβ−40およびAβ−42に関する分析を提供する。試料中のAβ−40およびAβ−42に関するシステムの詳細を表33に示す。
Figure 0005678045
Aβ−40およびAβ−42の被分析物濃度に関連するシステムによって検出されるイベントを図29Aに示す。図29BにAβ−42分析の選択性および線形性を示す。
[実施例23 インターロイキン1,α(IL−1α)分析]
IL−1α検出における、本発明によって提供される分析の感度を表34に示す。LoDは通常、約0.1pg/mlまたはそれより小さい。図30Aは、表34で表されるデータに対応するグラフを示す。
Figure 0005678045
IL−1α曲線の下端を表35に記載し、図30Bにおいてグラフで表す。
Figure 0005678045
[実施例24 インターロイキン1β(IL−1β)分析]
IL−1βの異なる濃度に関する一の態様の感度を、下記の表36に示す。LoDは通常、0.02pg/mlまたはそれより少ない。測定された又は計算されたIL−1β濃度に対する、予測された濃度を図31Aにおいて図示する。
Figure 0005678045
下端のIL−1β検量線データを下記の表37に示す。これらの値を図31Bにおいてグラフで表す。
Figure 0005678045
[実施例25 インターロイキン4(IL−4)分析]
本発明によって提供されるIL−4分析の感度を表38に示す。計算または測定されたIL−4レベルに対する、予測されたIL−4濃度レベルを図32Aに示す。
Figure 0005678045
IL−4分析は、20%より小さいCVで、僅か0.04pg/mlの血漿IL−4を定量した。いくつかの態様において、LoDは0.04pg/mlである。表39は、下端のIL−4検量線データにおいて検出されたIL−4濃度を列挙している。図32Bは、表39に示されたデータに対応している。
Figure 0005678045
[実施例26 インターロイキン6(IL−6)分析]
本発明によって提供されるIL−6分析の一の態様の感度および確度を表40に示す。分析によって計算または測定された濃度に対する、予測されたIL−6濃度を、図33Aにグラフで示す。
Figure 0005678045
下端のIL−6検量線データを表41に示し、図33Bにおいて図示する。
Figure 0005678045
IL−6分析は、20%より小さいCVで僅か0.01pg/mlの血漿IL−6を定量する。LoDは、0.01pg/mlまたはそれより小さい。これにより、健康な被験体から得られる0.36〜1.17pg/mlまたはそれより小さい範囲のヒト血漿中のIL−6の正確な定量が可能となる。
[実施例27 バイオマーカー分析]
ここで開示される種々のマーカーの検出限界(LOD)を本発明によって分析した。分析の結果を表42および43に示す。種々のマーカーに対する用途を図42、43、44に示す。
Figure 0005678045
Figure 0005678045
Figure 0005678045
[実施例28 循環器系疾患の検出のためのバイオマーカーパネル]
材料および方法:CHFに罹患している被験体(N=32、40%女性、76±11歳、56%NYHA I/II、44%NYHA III)ならびに現在のところ健康な被験体の年齢および性別が適合した対照群(N=32、40%女性、平均年齢75±10歳)からEDTA−血漿を収集した。収集したEDTA血漿パネルはProMedDxから購入した。
試料は、単一分子計数に基づくErenna(商標)免疫分析システムに関して開発されたタンパク質バイオマーカー免疫分析の幅広いパネルに関して試験した。初期のマルチパネルにおける分析は以下のものを含む:心臓病理学的マーカーであるcTnIおよびpro−BNP;血管炎症マーカーであるVEGFa;並びに炎症性サイトカインであるIL−1α、IL−6、IL−8、IL−10、IL−17a、IL−17f、TNF−αおよびIFN−γ。標準的Erenna免疫分析に対するSOPを以下に説明する。
試料はErenna機器において読み取られ、検出されたイベント、イベント光子および全光子の値が決定され、試験した全ての試料について、SMD Curve Fit,v 2.0を用いて被分析物濃度がpg/mL単位で計算された。階層的クラスタリング法は、包含/除外に関するトレーニングセットを開発するために用いられ、得られたパネルを診断特異性に関して評価した。データをデータマトリクスへと配列し、Cluster v 3.0を用いて階層的クラスタリングを行った。データを対数に変換し、平均に対して集中させ(centered against the mean)、規格化した。平均距離を用いてタンパク質セットおよびEDTA血漿試料の両方の階層的クラスタリングを行った。初期データセットをトレーニングセットとして使用し、診断特異性が最適化されるまで、連続データセットにおいてクラスタリングを繰り返した。
得られたパネルは、CHF被験者と対照被験体との間の群の比較における個々の有意性に関して、Student T検定を用いて更に検査した。群の間で有意な差を有するマーカーを、最終パネルに対して同定した。対照被験体の値の平均+3標準偏差(99%CI)を用いて、各個別のマーカーに対してカットポイントを決定した。カットポイントより上および下のCHFパネルにおける個体の数を、各個別のマーカーに対して決定し、マーカーの診断鋭敏度およびパネルの累積診断鋭敏度を計算するのに使用した。
Erenna免疫分析システムの標準的な操作手順は以下の通りである:
・尿素分析緩衝液を用いて検量線希釈系列を構築し、標準被分析物を用いて実験目的に適した範囲を構築する。
・微粒子(MP)を尿素分析緩衝液で希釈して、最適化された最終濃度にする。
・96ウェルポリプロピレンプレートにおいて、100μlの希釈したMPと100μlの標準物質または試料とを混合する。
・撹拌しながら2時間培養する。
・洗浄して、結合していないタンパク質を除去する。
・ヤギ/マウス/ウサギIgG+NaFを含むTBS/BSAベースの分析緩衝液で希釈した濾過検出抗体を20μl加える。
・撹拌しながら1時間培養する。
・洗浄して、結合していない検出抗体を取り除く。
・ウェル1つ当たり20μlの溶出試薬を加え、撹拌しながら10分間培養する。
・384ウェルフィルタープレートに移す。
・ 4μlの1M Trisが入っている384ウェルポリプロピレンプレート中に遠心濾過(spin filter)する。
・Erennaシステムにおいて読み込む。
結果:トレーニングセットの階層的クラスタリングにより、年齢および性別が適合した対照被験体と比較して91%のCHFに対する診断特異性を有する予備マルチマーカーパネルが得られた(図34)。2つの群の間で著しい差異を示したマーカーのサブセットを更に同定した:cTnI(p=0.0025)、BNP(p<0.0001)、IL−6(p<0.0001)、TNF−α(p<0.0001)およびIL−17a(p=0.0166)。これらのマーカーを最終パネルに使用し、カットポイントおよび診断特異性を決定した(表45)。確立されたカットポイントを基準として、個別のマーカーの診断鋭敏度は、パネルの累積鋭敏度(または感度)と比較して低かった。5つのタンパク質バイオマーカー全てをパネルに包含させることにより、94%の総診断鋭敏度が得られた。更に、多重バイオマーカーは、CHFパネルにおいて75%(24/32)の被験体に対して増加し(図35)、このことは、相乗的なバイオマーカーの増加が要因であることを示唆している。
Figure 0005678045

Claims (23)

  1. 被験体からの試料におけるバイオマーカーを検出することを含む、被験体における心血管の状態を検出またはモニタリングする方法であって、
    バイオマーカーは、トロポニン−I(cTnI)およびインターロイキン17a(IL−17a)を含み
    少なくとも1つのバイオマーカーの検出限界は20pg/mlより小さい、方法。
  2. B型ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、proBNP、NT−proBNP、インターロイキン6(IL−6)および腫瘍壊死因子α(TNF−α)からなる群から選択される少なくとも1つの追加のバイオマーカーの検出を更に含む、請求項1に記載の方法。
  3. 20pg/mlより小さい検出限界を有する少なくとも1つのバイオマーカーの検出が、試料をマーカーに対するラベルに接触させること、およびラベルの存在または不存在を検出することを含み、ラベルの存在の検出は対応するマーカーの存在を意味する、請求項1に記載の方法。
  4. ラベルが蛍光部分を含み、20pg/mlより小さい検出限界を有する少なくとも1つのバイオマーカーが、バイオマーカーの単一分子に対応するラベルを含むインタロゲーション・スペースにおいて検出される、請求項に記載の方法。
  5. ラベルが蛍光部分を含み、検出が、単一分子検出器にラベルを通すことを含み、単一分子検出器が
    (a)蛍光部分を刺激するための電磁放射線源;
    (b)電磁波源から放射される電磁放射線を受け取るためのインタロゲーション・スペース;および
    (c)刺激された蛍光部分の電磁気学的特性を決定するための、インタロゲーション・スペースに操作可能に接続された電磁放射線検出器
    を含む、請求項に記載の方法。
  6. 少なくとも1つのマーカーの検出限界が10pg/ml〜0.01pg/mlの範囲である、請求項1に記載の方法。
  7. 前記状態が鬱血性心不全を含み、バイオマーカーがcTnI、BNP、IL−6、TNF−αおよびIL−17aを含む、請求項に記載の方法。
  8. 被験体における心血管の状態を検出する方法であって、その方法は、心疾患の生理学的バイオマーカーを測定すること、および被験体からの血液試料中のバイオマーカーを検出することを含み、バイオマーカーは、トロポニン−I(cTnI)およびインターロイキン17a(IL−17a)を含み
    少なくとも1つのバイオマーカーの検出限界は20pg/mlより小さい、方法。
  9. B型ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、proBNP、NT−proBNP、インターロイキン6(IL−6)および腫瘍壊死因子α(TNF−α)からなる群から選択される少なくとも1つの追加のバイオマーカーの検出を更に含む、請求項8に記載の方法。
  10. 生理学的バイオマーカーの測定がストレス試験にて行われる、請求項に記載の方法。
  11. 生理学的バイオマーカーの測定が睡眠試験にて行われる、請求項に記載の方法。
  12. イオマーカーが1つまたはそれより多くのサイトカインを含む、請求項11に記載の方法。
  13. 1つまたはそれより多くのサイトカインがTNF−α、IL−1、IL−6および/またはhsCRPを含む、請求項12に記載の方法。
  14. 生理学的バイオマーカーが頸動脈内膜中膜厚(CIMT)である、請求項に記載の方法。
  15. イオマーカーが1つまたはそれより多くの血管炎症マーカーを含む、請求項14に記載の方法。
  16. 1つまたはそれより多くの血管炎症マーカーがhsCRP、IL−6、TNF−αおよび/またはIL−1を含む、請求項15に記載の方法。
  17. 被験体における鬱血性心不全を検出する方法であって、その方法は、バイオマーカーパネルの1つまたはそれより多くの要素が、正常集団における1つまたはそれより多くのバイオマーカーのレベルと比較して増加しているか否かを検出することを含み、バイオマーカーは、トロポニン−I(cTnI)およびインターロイキン17a(IL−17a)を含み、パネルの少なくとも1つの要素の検出限界は20pg/mlより小さい、方法。
  18. パネルの要素が、B型ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、proBNP、NT−proBNP、インターロイキン6(IL−6)および腫瘍壊死因子α(TNF−α)の少なくとも1つを更に含む、請求項17に記載の方法。
  19. パネルの20pg/mlより小さい検出限界を有する少なくとも1つの要素がcTnIである、請求項17に記載の方法。
  20. 0pg/mlより小さい検出限界を有する少なくとも1つのバイオマーカーの検出が、試料をマーカーに対するラベルに接触させること、およびラベルの存在または不存在を検出することを含み、ラベルの存在の検出は、対応するマーカーの存在を意味する、請求項17に記載の方法。
  21. ラベルが蛍光部分を含み、20pg/mlより小さい検出限界を有する少なくとも1つのバイオマーカーが、バイオマーカーの単一分子に対応するラベルを含むインタロゲーション・スペースにおいて検出される、請求項17に記載の方法。
  22. ラベルが蛍光部分を含み、検出が、単一分子検出器にラベルを通すことを含み、単一分子検出器が
    (a)蛍光部分を刺激するための電磁放射線源;
    (b)電磁波源から放射される電磁放射線を受け取るためのインタロゲーション・スペース;および
    (c)刺激された蛍光部分の電磁気学的特性を決定するための、インタロゲーション・スペースに操作可能に接続された電磁放射線検出器
    を含む、請求項17に記載の方法。
  23. 少なくとも1つのマーカーの検出限界が10pg/ml〜0.01pg/mlの範囲である、請求項22に記載の方法。
JP2012515019A 2009-06-08 2010-06-07 高感度バイオマーカーパネル Expired - Fee Related JP5678045B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18519409P 2009-06-08 2009-06-08
US61/185,194 2009-06-08
PCT/US2010/037613 WO2010144358A1 (en) 2009-06-08 2010-06-07 Highly sensitive biomarker panels

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2012529655A JP2012529655A (ja) 2012-11-22
JP2012529655A5 JP2012529655A5 (ja) 2013-07-25
JP5678045B2 true JP5678045B2 (ja) 2015-02-25

Family

ID=43309176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012515019A Expired - Fee Related JP5678045B2 (ja) 2009-06-08 2010-06-07 高感度バイオマーカーパネル

Country Status (6)

Country Link
US (3) US8450069B2 (ja)
EP (1) EP2440936A4 (ja)
JP (1) JP5678045B2 (ja)
AU (1) AU2010259022B2 (ja)
CA (1) CA2762612A1 (ja)
WO (1) WO2010144358A1 (ja)

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8685711B2 (en) 2004-09-28 2014-04-01 Singulex, Inc. Methods and compositions for highly sensitive detection of molecules
US9040305B2 (en) 2004-09-28 2015-05-26 Singulex, Inc. Method of analysis for determining a specific protein in blood samples using fluorescence spectrometry
EP2016394A4 (en) 2006-04-04 2013-04-24 Singulex Inc METHOD AND COMPOSITIONS FOR HIGHLY SENSITIVE ANALYSIS OF MARKERS AND DETECTION OF MOLECULES
US7838250B1 (en) 2006-04-04 2010-11-23 Singulex, Inc. Highly sensitive system and methods for analysis of troponin
AU2008352940B2 (en) 2007-12-19 2014-06-05 Singulex, Inc. Scanning analyzer for single molecule detection and methods of use
US10359425B2 (en) 2008-09-09 2019-07-23 Somalogic, Inc. Lung cancer biomarkers and uses thereof
WO2010062960A2 (en) 2008-11-26 2010-06-03 Cedars-Sinai Medical Center METHODS OF DETERMINING RESPONSIVENESS TO ANTI-TNFα THERAPY IN INFLAMMATORY BOWEL DISEASE
EP2440936A4 (en) 2009-06-08 2013-03-13 Singulex Inc GROUPS OF HIGHLY SENSITIVE BIOMARKERS
US20120231472A1 (en) * 2009-11-07 2012-09-13 Astute Medical, Inc. Methods and compositions for diagnosis and prognosis of renal injury and renal failure
KR101870123B1 (ko) 2010-07-09 2018-06-25 소마로직, 인크. 폐암 바이오마커 및 그것의 용도
US20130130933A1 (en) * 2010-08-12 2013-05-23 William Marsh Rice University Biomarker signatures for wellness testing
BR112013003391B8 (pt) 2010-08-13 2022-10-25 Somalogic Inc Método para diagnosticar câncer pancreático em um indivíduo
US8766034B2 (en) 2010-09-22 2014-07-01 Cedars-Sinai Medical Center TL1A model of inflammation fibrosis and autoimmunity
WO2012095507A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Methods and kits for predicting the risk of having a cardiovascular event in a subject
JP5673955B2 (ja) * 2011-09-27 2015-02-18 株式会社島津製作所 分光蛍光光度計
US20140315742A1 (en) 2011-09-29 2014-10-23 Meso Scale Technologies, Llc Biodosimetry panels and methods
AU2015249162B2 (en) * 2011-09-30 2018-01-04 Somalogic Operating Co., Inc. Cardiovascular risk event prediction and uses thereof
SG10201906900QA (en) * 2011-09-30 2019-09-27 Somalogic Inc Cardiovascular risk event prediction and uses thereof
EP2508890A1 (en) * 2011-10-25 2012-10-10 Roche Diagnostics GmbH CAIX based diagnosis of heart failure
CA2874432A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 Berg Llc Interrogatory cell-based assays for indentifying drug-induced toxicity markers
KR20150043566A (ko) 2012-09-12 2015-04-22 버그 엘엘씨 심장독성 약제의 동정에 마커를 사용하는 용도
GB201220573D0 (en) * 2012-11-15 2013-01-02 Univ Central Lancashire Methods of diagnosing proliferative disorders
CN113156138A (zh) * 2013-01-03 2021-07-23 梅索磅秤技术有限公司 测定实验对象组
WO2014127265A1 (en) * 2013-02-14 2014-08-21 Singulex, Inc. Non-invasive methods to determine vulnerable plaque burden in subjects
EP3764084A1 (en) 2013-03-12 2021-01-13 Ventana Medical Systems, Inc. Digitally enhanced microscopy for multiplexed histology
BR112015024752A2 (pt) 2013-03-27 2017-07-18 Cedars Sinai Medical Center mitigação e reversão da fibrose e inflamação através da inibição da função de tl1a e vias de sinalização relacionadas
EP2989211B1 (en) * 2013-04-26 2018-06-13 Koninklijke Philips N.V. Medical prognosis and prediction of treatment response using multiple cellular signalling pathway activities
WO2015009970A1 (en) 2013-07-18 2015-01-22 Erythron Llc Spectroscopic measurements with parallel array detector
EP3022295A4 (en) 2013-07-19 2017-03-01 Cedars-Sinai Medical Center Signature of tl1a (tnfsf15) signaling pathway
CN105636648A (zh) * 2013-09-06 2016-06-01 雪松-西奈医学中心 用于抗tl1a疗法的系统、装置和方法
US20160340737A1 (en) * 2014-01-29 2016-11-24 Albert Einstein College Of Medicine, Inc. Epigenetic stem cell commitment-associated signature
EP3111216A4 (en) * 2014-02-28 2017-11-22 Nueon, Inc. Method and apparatus for determining markers of health by analysis of blood
CN106132286B (zh) 2014-03-07 2020-04-21 心脏起搏器股份公司 多级心力衰竭事件检测
US20170124701A1 (en) * 2014-03-17 2017-05-04 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University System and method for measuring artery thickness using ultrasound imaging
WO2015166461A1 (en) 2014-05-01 2015-11-05 Nestec S.A. Methods of selecting treatment regimen using tnf alpha and anti-tnf alpha drug levels
CA2961340C (en) 2014-09-26 2023-10-17 Somalogic, Inc. Cardiovascular risk event prediction and uses thereof
WO2016063204A1 (en) 2014-10-20 2016-04-28 Nestec S.A. Methods for prediction of anti-tnf alpha drug levels and autoantibody formation
CN104630341B (zh) * 2014-11-24 2017-12-05 吉林大学 中国西门塔尔牛fgf‑1基因作胴体肉品质的遗传标记
JP2018504584A (ja) 2014-12-02 2018-02-15 ネステク ソシエテ アノニム 過敏性腸疾患患者を治療するためのベドリズマブの投与計画を確立する方法
WO2016168090A1 (en) 2015-04-14 2016-10-20 Nueon, Inc. Method and apparatus for determining markers of health by analysis of blood
US10983135B2 (en) 2016-02-01 2021-04-20 Prevencio, Inc. Diagnostic and prognostic methods for cardiovascular diseases and events
CN109462996A (zh) 2016-03-17 2019-03-12 西达-赛奈医疗中心 通过rnaset2诊断炎性肠病的方法
WO2017165403A1 (en) 2016-03-21 2017-09-28 Nueon Inc. Porous mesh spectrometry methods and apparatus
WO2018085699A1 (en) 2016-11-04 2018-05-11 Nueon Inc. Combination blood lancet and analyzer
US12130290B2 (en) 2016-11-29 2024-10-29 Trustees Of Tufts College Compositions and methods for diagnosing breast cancer
SG11202003216QA (en) 2017-10-10 2020-05-28 Prometheus Biosciences Inc Methods for monitoring vedolizumab treatment
US20190259482A1 (en) * 2018-02-20 2019-08-22 Mediedu Oy System and method of determining a prescription for a patient
WO2020035605A1 (en) * 2018-08-17 2020-02-20 Roche Diagnostics Gmbh Circulating bmp10 (bone morphogenic protein 10) in the assessment of atrial fibrillation
US11446009B2 (en) 2018-12-11 2022-09-20 Eko.Ai Pte. Ltd. Clinical workflow to diagnose heart disease based on cardiac biomarker measurements and AI recognition of 2D and doppler modality echocardiogram images
US12001939B2 (en) 2018-12-11 2024-06-04 Eko.Ai Pte. Ltd. Artificial intelligence (AI)-based guidance for an ultrasound device to improve capture of echo image views
US11931207B2 (en) 2018-12-11 2024-03-19 Eko.Ai Pte. Ltd. Artificial intelligence (AI) recognition of echocardiogram images to enhance a mobile ultrasound device
JP7536780B2 (ja) * 2019-03-13 2024-08-20 クレッシェンド バイオサイエンス インコーポレイテッド 関節リウマチにおける心血管疾患のための方法
US11567068B2 (en) * 2019-03-28 2023-01-31 Autonomous Medical Devices Inc. Detection of cardiac troponin or biological markers via shear horizontal surface acoustic wave biosensor using a wet-dry bioanalytical technique
EP4073510A1 (en) * 2019-12-13 2022-10-19 Janssen Biotech, Inc. Materials and methods for inflammatory molecular markers
EP4100744A4 (en) * 2020-02-03 2024-07-24 Hadasit Med Res Service DIAGNOSIS OF CONGENITAL CYTOMEGALOVIRUS INFECTION
KR102334303B1 (ko) * 2020-05-06 2021-12-01 건국대학교 산학협력단 당뇨병성 황반부종에 대한 혈액내 바이오마커 및 이의 용도
WO2022101937A1 (en) * 2020-11-12 2022-05-19 Shah Komal An integrated health data capture and analysis based device for evaluation, diagnosis and prognosis of heart failure
CN114836542A (zh) * 2022-05-30 2022-08-02 南方科技大学 一种神经内分泌肿瘤生物标志物在制备神经内分泌肿瘤诊断试剂中的应用
CN116223818B (zh) * 2023-05-09 2023-07-21 四川大学华西医院 Dr3蛋白检测试剂在制备筛查aecopd的试剂盒的用途及筛查aecopd的试剂盒

Family Cites Families (269)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4071298A (en) 1974-06-27 1978-01-31 Stanford Research Institute Laser Raman/fluorescent device for analyzing airborne particles
DE2732272C2 (de) 1977-07-16 1979-07-05 Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung Des Oeffentlichen Rechts, 6900 Heidelberg Verfahren und Vorrichtung zur Fluoreszenzanalyse von gefärbten Partikeln, insbesondere biologischen Zellen
US4251733A (en) 1978-06-29 1981-02-17 Hirleman Jr Edwin D Technique for simultaneous particle size and velocity measurement
US4172227A (en) 1978-07-21 1979-10-23 Becton, Dickinson And Company Flow microfluorometer
US4452773A (en) 1982-04-05 1984-06-05 Canadian Patents And Development Limited Magnetic iron-dextran microspheres
US4521733A (en) 1983-05-23 1985-06-04 General Electric Company NMR Imaging of the transverse relaxation time using multiple spin echo sequences
US4768879A (en) 1986-06-17 1988-09-06 The Dow Chemical Company Method for measuring the size of objects in a fluid medium
US4770183A (en) 1986-07-03 1988-09-13 Advanced Magnetics Incorporated Biologically degradable superparamagnetic particles for use as nuclear magnetic resonance imaging agents
US4988191A (en) 1987-03-09 1991-01-29 University Of Illinois Electro-optical method and system for determining the direction of motion in double-exposure velocimetry by shifting an optical image field
US5041733A (en) 1987-03-20 1991-08-20 Agency Of Industrial Science & Technology Method and apparatus for identifying chromosomes or cells
DE3720844A1 (de) 1987-06-24 1989-01-05 Stefan Miltenyi Trennsaeule fuer die magnetische separierung von zellen, zellaggregaten, und zellulaeren bestandteilen
US4793705A (en) 1987-10-07 1988-12-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Single molecule tracking
EP0315118A3 (en) 1987-11-02 1990-09-19 Takeda Chemical Industries, Ltd. Dna coding for endothelin and use thereof
EP0331100A1 (en) 1988-03-02 1989-09-06 Takeda Chemical Industries, Ltd. Anti-endothelin antibodies and their use
US4927265A (en) 1988-04-29 1990-05-22 501 Microphoretic Systems, Inc. Detector for fluorescence and absorption spectroscopy
US5155581A (en) 1988-05-06 1992-10-13 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Electronic still video camera
US5231166A (en) 1988-10-25 1993-07-27 Takeda Chemical Industries, Ltd. Endothelin
US5002389A (en) 1988-12-22 1991-03-26 Honeywell Inc. Pulsed fluorescence velocimeter
US5385707A (en) 1988-12-28 1995-01-31 Stefan Miltenyi Metal matrices for use in high gradient magnetic separation of biological materials and method for coating the same
US4979824A (en) 1989-05-26 1990-12-25 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University High sensitivity fluorescent single particle and single molecule detection apparatus and method
US5108179A (en) 1989-08-09 1992-04-28 Myers Stephen A System and method for determining changes in fluorescence of stained nucleic acid in electrophoretically separated bands
US5274240A (en) 1990-01-12 1993-12-28 The Regents Of The University Of California Capillary array confocal fluorescence scanner and method
US5770029A (en) 1996-07-30 1998-06-23 Soane Biosciences Integrated electrophoretic microdevices
DE69115690T2 (de) 1990-04-11 1996-05-30 Ludwig Inst Cancer Res Verfahren und gerät zum folgerichtigen chemischen reaktionsablauf
US5094594A (en) 1990-04-23 1992-03-10 Genomyx, Incorporated Piezoelectric pumping device
US5230997A (en) 1990-07-19 1993-07-27 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Methods of detecting the presence of human herpesvirus-7 infection
US5269937A (en) 1990-10-23 1993-12-14 Cetus Corporation HPLC light scattering detector for biopolymers
EP0499266B1 (en) 1991-02-15 1996-07-10 Takeda Chemical Industries, Ltd. Endothelin antagonist
US5366859A (en) 1991-10-31 1994-11-22 Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. Radioimmunoassay method
US5605662A (en) 1993-11-01 1997-02-25 Nanogen, Inc. Active programmable electronic devices for molecular biological analysis and diagnostics
US5846708A (en) 1991-11-19 1998-12-08 Massachusetts Institiute Of Technology Optical and electrical methods and apparatus for molecule detection
US5290834A (en) 1991-12-04 1994-03-01 Rohm & Haas Company Method for controlling elution rate of agent
US5209834A (en) 1992-03-09 1993-05-11 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Ordered transport and identification of particles
AU5884394A (en) 1993-01-18 1994-08-15 Evotec Biosystems Gmbh Method and device for assessing the suitability of biopolymers
GB9301122D0 (en) 1993-01-21 1993-03-10 Scient Generics Ltd Method of analysis/separation
US5547849A (en) 1993-02-17 1996-08-20 Biometric Imaging, Inc. Apparatus and method for volumetric capillary cytometry
JPH06265447A (ja) 1993-03-16 1994-09-22 Hitachi Ltd 微量反応装置およびこれを使用する微量成分測定装置
US5543838A (en) 1993-08-31 1996-08-06 Xerox Corporation Signal multiplexing system for an image sensor array
KR950008684A (ko) 1993-09-21 1995-04-19 쇼다 오사무 아포리포프로틴 b로 이루어진 엔도텔린 전환효소
JP3290786B2 (ja) 1993-11-26 2002-06-10 シスメックス株式会社 粒子分析装置
DE4405005A1 (de) 1994-02-17 1995-08-24 Rossendorf Forschzent Mikro-Fluiddiode
US5540494A (en) 1994-06-03 1996-07-30 Purvis, Jr.; Norman B. Method and apparatus for determining absolute particle size, surface area and volume normalized fluorescence using forward angle light scatter intensity in flow cytometry
US6001229A (en) 1994-08-01 1999-12-14 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis
US5645702A (en) 1995-06-07 1997-07-08 Hewlett-Packard Company Low voltage miniaturized column analytical apparatus and method
US5658413A (en) 1994-10-19 1997-08-19 Hewlett-Packard Company Miniaturized planar columns in novel support media for liquid phase analysis
US5571410A (en) 1994-10-19 1996-11-05 Hewlett Packard Company Fully integrated miniaturized planar liquid sample handling and analysis device
US5585069A (en) 1994-11-10 1996-12-17 David Sarnoff Research Center, Inc. Partitioned microelectronic and fluidic device array for clinical diagnostics and chemical synthesis
US5603351A (en) 1995-06-07 1997-02-18 David Sarnoff Research Center, Inc. Method and system for inhibiting cross-contamination in fluids of combinatorial chemistry device
FI98765C (fi) 1995-01-16 1997-08-11 Erkki Soini Virtaussytometrinen menetelmä ja laite
DE19508366C2 (de) 1995-03-10 1998-01-29 Evotec Biosystems Gmbh Verfahren zum direkten Nachweisen weniger Nucleinsäurestränge
US5793485A (en) 1995-03-20 1998-08-11 Sandia Corporation Resonant-cavity apparatus for cytometry or particle analysis
US5682038A (en) 1995-04-06 1997-10-28 Becton Dickinson And Company Fluorescent-particle analyzer with timing alignment for analog pulse subtraction of fluorescent pulses arising from different excitation locations
US6991907B1 (en) 1995-04-18 2006-01-31 Biosite, Inc. Methods for the assay of troponin I and T and complexes of troponin I and T and selection of antibodies for use in immunoassays
DE19524572A1 (de) 1995-07-06 1997-01-09 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Kalibrators für den Einsatz in Immunoassays, bestehend aus den Analyten oder Teilsequenzen davon, die an inerten Trägermoleküle konjugiert sind
US5798222A (en) 1995-07-17 1998-08-25 Guava Technologies, Inc. Apparatus for monitoring substances in organisms
US6132580A (en) 1995-09-28 2000-10-17 The Regents Of The University Of California Miniature reaction chamber and devices incorporating same
US5716825A (en) 1995-11-01 1998-02-10 Hewlett Packard Company Integrated nucleic acid analysis system for MALDI-TOF MS
DE19548028A1 (de) 1995-12-21 1997-06-26 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Kalibrators für den Einsatz in Sandwich-Immunoassays, bestehend aus einem Antikörper gegen einen der im Assay benutzten Antikörper und einer Sequenz des Analyten
US5746901A (en) 1996-04-05 1998-05-05 Regents Of The University Of California Hybrid slab-microchannel gel electrophoresis system
US6399023B1 (en) 1996-04-16 2002-06-04 Caliper Technologies Corp. Analytical system and method
US5795758A (en) 1997-04-18 1998-08-18 Smithkline Beecham Corporation DNA encoding histidyl tRNA synthetase variant from Streptococcus pneumoniae
US5863801A (en) 1996-06-14 1999-01-26 Sarnoff Corporation Automated nucleic acid isolation
DE19630956A1 (de) 1996-07-31 1998-02-05 Basf Ag Verfahren und Vorrichtung zur Raman-Korrelationsspektroskopie
DE19634873A1 (de) 1996-08-29 1998-03-12 Boehringer Mannheim Gmbh System zur Unterscheidung fluoreszierender Molekülgruppen durch zeitaufgelöste Fluoreszenzmessung
US6131101A (en) 1996-11-14 2000-10-10 Melissa Data Corp. Electronic processing of mailing lists
DE19647927A1 (de) 1996-11-20 1998-05-28 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung einer stabilen Troponin I Präparation und dessen Verwendung als Kalibrator in Immunoassays
DE19649048C1 (de) 1996-11-27 1998-04-09 Evotec Biosystems Gmbh Verfahren zur Unterscheidung oder Erfassung von Partikeln in einer Probe durch Identifizierung von Signalabschnitten zeitaufgelöster, optischer Rohsignale aus der Probe auf Basis von Einzelphotonendetektion
US5795158A (en) 1996-12-02 1998-08-18 Warinner; Peter Apparatus to review clinical microbiology
IL156002A0 (en) 1997-02-12 2003-12-23 Eugene Y Chan Methods and products for analyzing polymers
US5999250A (en) 1997-03-17 1999-12-07 Tsi Corporation System for detecting fluorescing components in aerosols
US6235471B1 (en) 1997-04-04 2001-05-22 Caliper Technologies Corp. Closed-loop biochemical analyzers
US5985214A (en) 1997-05-16 1999-11-16 Aurora Biosciences Corporation Systems and methods for rapidly identifying useful chemicals in liquid samples
US6710871B1 (en) 1997-06-09 2004-03-23 Guava Technologies, Inc. Method and apparatus for detecting microparticles in fluid samples
GB2326229A (en) 1997-06-13 1998-12-16 Robert Jeffrey Geddes Carr Detecting and analysing submicron particles
US5989402A (en) 1997-08-29 1999-11-23 Caliper Technologies Corp. Controller/detector interfaces for microfluidic systems
US6130101A (en) * 1997-09-23 2000-10-10 Molecular Probes, Inc. Sulfonated xanthene derivatives
US6143152A (en) 1997-11-07 2000-11-07 The Regents Of The University Of California Microfabricated capillary array electrophoresis device and method
US6049380A (en) 1997-11-12 2000-04-11 Regents Of The University Of California Single molecule identification using selected fluorescence characteristics
EP1248110A3 (en) 1997-11-18 2005-01-26 Bio-Rad Laboratories, Inc. Multiplex flow immunoassays with magnetic particles as solid phase
US6041515A (en) 1998-01-12 2000-03-28 Life Technologies, Inc. Apparatus for drying solutions containing macromolecules
SE9800360D0 (sv) 1998-02-06 1998-02-06 Goeteborg University Science I Method, apparatus and flow cell for high sensitivity detection of fluorescent molecules
DE19822452C2 (de) 1998-04-22 2003-02-13 Stefan Seeger Verfahren zur Bestimmung der Dichte lumineszierender Moleküle an einer Oberfläche, Verwendung des Verfahrens zur Bestimmung von Adsorptions- und Bindungskinetiken und Gleichgewichts- und Bindungskonstanten von Molekülen an einer Oberfläche durch Lumineszenz-Messungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE69835342T2 (de) 1998-04-27 2007-08-23 Corning Inc. Verfahren zur Ablage von biologischen Proben mit Hilfe eines nachgezogenen Kapillarspeichers
DE19847690A1 (de) 1998-10-15 2000-04-20 Brahms Diagnostica Gmbh Verfahren und Substanzen für die Diagnose und Therapie von Sepsis und sepsisähnlichen systemischen Infektionen
US6689323B2 (en) 1998-10-30 2004-02-10 Agilent Technologies Method and apparatus for liquid transfer
US6361671B1 (en) 1999-01-11 2002-03-26 The Regents Of The University Of California Microfabricated capillary electrophoresis chip and method for simultaneously detecting multiple redox labels
JP2000208208A (ja) * 1999-01-18 2000-07-28 Sony Corp コネクタ装置及びそれを用いた電子機器並びにプラグ
US6249341B1 (en) 1999-01-25 2001-06-19 Amnis Corporation Imaging and analyzing parameters of small moving objects such as cells
US6671044B2 (en) 1999-01-25 2003-12-30 Amnis Corporation Imaging and analyzing parameters of small moving objects such as cells in broad flat flow
US6473176B2 (en) 1999-01-25 2002-10-29 Amnis Corporation Imaging and analyzing parameters of small moving objects such as cells
DE19909326A1 (de) 1999-03-03 2000-09-21 Lucas Ind Plc Vorrichtung und Verfahren zum Steuern der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges
US6821249B2 (en) 1999-03-08 2004-11-23 Board Of Regents, The University Of Texas Temperature monitoring of congestive heart failure patients as an indicator of worsening condition
EP1169722A1 (en) 1999-03-18 2002-01-09 Cambridge Research & Instrumentation, Inc. High-efficiency multiple probe imaging system
ES2296613T3 (es) 1999-03-18 2008-05-01 Queen Mary And Westfield College Inhibidores de la sintesis de endotelina-1.
US6242266B1 (en) 1999-04-30 2001-06-05 Agilent Technologies Inc. Preparation of biopolymer arrays
US6506609B1 (en) 1999-05-17 2003-01-14 Caliper Technologies Corp. Focusing of microparticles in microfluidic systems
US6309886B1 (en) 1999-06-04 2001-10-30 The Regents Of The University Of California High throughput analysis of samples in flowing liquid
US6811668B1 (en) 1999-06-22 2004-11-02 Caliper Life Sciences, Inc. Apparatus for the operation of a microfluidic device
US6338746B1 (en) 1999-07-23 2002-01-15 Rlc Technologies, L.L.C. Polymer-sulfur-polymer coated fertilizers
US6532067B1 (en) 1999-08-09 2003-03-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Aerosol fluorescence spectrum analyzer for rapid measurement of single airborne particles
US6495104B1 (en) 1999-08-19 2002-12-17 Caliper Technologies Corp. Indicator components for microfluidic systems
US7654998B1 (en) 1999-08-23 2010-02-02 Aeris Therapeutics, Inc. Tissue volume reduction
AU7747600A (en) 1999-10-01 2002-05-15 University Of California, The Microfabricated liquid sample loading system
DE60022892T2 (de) 1999-10-21 2006-07-13 Kao Corp. Verfahren zur Enthaarung
AU784618B2 (en) 1999-12-28 2006-05-18 Kyowa Hakko Kogyo Co. Ltd. Cells capable of differentiating into heart muscle cells
WO2001048150A1 (fr) 1999-12-28 2001-07-05 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Cellules pouvant se differencier en cellules du muscle cardiaque
DE10019058A1 (de) 2000-04-06 2001-12-20 Epigenomics Ag Detektion von Variationen des DNA-Methylierungsprofils
US6296452B1 (en) 2000-04-28 2001-10-02 Agilent Technologies, Inc. Microfluidic pumping
AU2001263286A1 (en) 2000-05-19 2001-12-03 Iowa State University Research Foundation Inc. High-throughput methods of distinguishing at least one molecule individually in a sample comprising multiple molecules and systems for use therein
US6764826B2 (en) 2000-06-08 2004-07-20 Board Of Regents, The University Of Texas System Inhibitors of C-reactive protein induced inflammation
US6608680B2 (en) 2000-08-25 2003-08-19 Amnis Corporation TDI imaging system for kinetic studies
AUPR005600A0 (en) 2000-09-12 2000-10-05 University Of Sydney, The Diagnostic assay
EP1322710B2 (en) 2000-09-29 2015-02-18 Life Technologies Corporation Modified carbocyanine dyes and their conjugates
US20040029140A1 (en) 2000-10-04 2004-02-12 Anderson David W. Therapeutic polypeptides, nucleic acids encoding same, and methods of use
US6537437B1 (en) 2000-11-13 2003-03-25 Sandia Corporation Surface-micromachined microfluidic devices
WO2002046465A2 (en) 2000-12-08 2002-06-13 Oxford Biomedica (Uk) Limited Method for identification of genes involved in specific diseases
US6783992B2 (en) 2001-01-03 2004-08-31 Agilent Technologies, Inc. Methods and using chemico-mechanical microvalve devices for the selective separation of components from multi-component fluid samples
EP1221678A1 (fr) 2001-01-09 2002-07-10 Telectronic SA Récepteur destiné à capter un signal électromagnétique et dispositif utilisant un tel récepteur
US6850317B2 (en) 2001-01-23 2005-02-01 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and methods for determining velocity of oil in a flow stream
US6386219B1 (en) 2001-02-01 2002-05-14 Agilent Technologies, Inc. Fluid handling system and method of manufacture
CA2438030A1 (en) 2001-02-14 2002-10-10 Protein Design Labs Methods of diagnosis of angiogenesis, compositions and methods of screening for angiogenesis modulators
US6949377B2 (en) 2001-03-05 2005-09-27 Ho Winston Z Chemiluminescence-based microfluidic biochip
US6802342B2 (en) 2001-04-06 2004-10-12 Fluidigm Corporation Microfabricated fluidic circuit elements and applications
US7713705B2 (en) 2002-12-24 2010-05-11 Biosite, Inc. Markers for differential diagnosis and methods of use thereof
DE60235416D1 (de) 2001-05-04 2010-04-01 Biosite Inc Diagnostische Marker der akuten koronaren Syndrome und ihre Verwendungen
US7076092B2 (en) 2001-06-14 2006-07-11 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy High-throughput, dual probe biological assays based on single molecule detection
US6766817B2 (en) 2001-07-25 2004-07-27 Tubarc Technologies, Llc Fluid conduction utilizing a reversible unsaturated siphon with tubarc porosity action
US20040033495A1 (en) 2001-08-03 2004-02-19 Eos Biotechnology, Inc. Methods of diagnosis of angiogenesis, compositions and methods of screening for angiogenesis modulators
US20070015145A1 (en) 2001-08-14 2007-01-18 Clifford Woolf Nucleic acid and amino acid sequences involved in pain
US7608406B2 (en) 2001-08-20 2009-10-27 Biosite, Inc. Diagnostic markers of stroke and cerebral injury and methods of use thereof
US20040219509A1 (en) 2001-08-20 2004-11-04 Biosite, Inc. Diagnostic markers of stroke and cerebral injury and methods of use thereof
US6394305B1 (en) 2001-08-31 2002-05-28 Beverly Sydlosky Food holder and lifter with adjustable handles
US20040191774A1 (en) 2001-09-11 2004-09-30 Moskowitz David W Endothelin-1 promoter polymorphism
US6867005B2 (en) 2001-10-24 2005-03-15 Beckman Coulter, Inc. Method and apparatus for increasing the dynamic range and accuracy of binding assays
WO2003035671A2 (en) 2001-10-24 2003-05-01 Singulex, Inc. Methods for detecting genetic haplotypes by interaction with probes
US6599436B1 (en) 2001-12-06 2003-07-29 Sandia Corporation Formation of interconnections to microfluidic devices
US20030143544A1 (en) 2002-01-09 2003-07-31 Vitivity, Inc. Diagnosis and treatment of vascular disease
US20030139333A1 (en) 2002-01-18 2003-07-24 Genetix Pharmaceuticals, Inc. Methods and compositions for promoting angiogenesis
WO2003080801A2 (en) 2002-03-19 2003-10-02 Advanced Research & Technology Transfer Adipose stromal stem cells for tissue and vascular modification
CA2486490A1 (en) 2002-03-19 2003-12-31 Curagen Corporation Therapeutic polypeptides, nucleic acids encoding same, and methods of use
US20070015271A1 (en) 2002-04-04 2007-01-18 Rosen Craig A Human secreted proteins
EP1515743A2 (en) 2002-04-10 2005-03-23 Applied Research Systems ARS Holding N.V. Use of osteoprotegerin for the prevention and/or treatment of fibrosis/sclerosis
WO2003088294A2 (en) 2002-04-11 2003-10-23 Bristol-Myers Squibb Company Mass spectrometer autosampler
EP1542704A1 (en) 2002-04-18 2005-06-22 Stephen H. Embury Method and composition for preventing pain in sickle cell patients
MXPA03004105A (es) * 2002-05-14 2004-10-15 Hoffmann La Roche Elaboracion de una prognosis en casos de enfermedad cardiaca usando una combinacion de marcadores.
US7485298B2 (en) 2002-05-23 2009-02-03 Michael Powell Diagnosis and treatment of human dormancy-related sequellae
US20070225614A1 (en) * 2004-05-26 2007-09-27 Endothelix, Inc. Method and apparatus for determining vascular health conditions
JP2004097086A (ja) 2002-09-09 2004-04-02 National Cardiovascular Center エンドセリン1遺伝子中の多型を利用した高血圧症の遺伝子診断およびこれに用いるための核酸分子
WO2004044178A2 (en) 2002-11-13 2004-05-27 Genentech, Inc. Methods and compositions for diagnosing dysplasia
JP4741249B2 (ja) 2002-11-16 2011-08-03 シーメンス・ヘルスケア・ダイアグノスティックス・プロダクツ・ゲーエムベーハー 心血管疾患における生化学的マーカーの組合せとしてのsCD40L,PAPP−Aおよび胎盤増殖因子(PlGF)
AU2003298672A1 (en) 2002-11-19 2005-01-28 Singulex, Inc. Detection of target molecules through interaction with probes
EP1562984B1 (de) 2002-11-20 2006-08-09 B.R.A.H.M.S Aktiengesellschaft Sandwich-immunoassay zur bestimmung von proanp-teilpeptiden
CA2941594C (en) 2002-12-20 2021-07-06 Celera Corporation Genetic polymorphisms of the protein receptor c (procr) associated with myocardial infarction, methods of detection and uses thereof
AU2003299817A1 (en) 2002-12-20 2004-07-22 Applera Corporation Genetic polymorphisms associated with stenosis, methods of detection and uses thereof
CA2511501A1 (en) 2002-12-24 2004-07-15 Biosite Incorporated Markers for differential diagnosis and methods of use thereof
CA2511807A1 (en) 2002-12-31 2004-07-22 Marine Polymer Technologies, Inc. Hemostatic compositions and uses therefor
JP2006520463A (ja) 2003-01-23 2006-09-07 ユー.エス. ジェノミクス, インコーポレイテッド ポリマー集団を解析するための方法
JP2004313168A (ja) 2003-02-24 2004-11-11 National Cardiovascular Center 降圧薬への感受性の遺伝子診断に用いることができる核酸分子
DE10316583A1 (de) 2003-04-10 2004-10-28 B.R.A.H.M.S Aktiengesellschaft Bestimmung eines midregionalen Proadrenomedullin-Teilpeptids in biologischen Flüssigkeiten zu diagnostischen Zwecken, sowie Immunoassays für die Durchführung einer solchen Bestimmung
FI20030652A0 (fi) 2003-04-30 2003-04-30 Susann Eriksson Parannettu immunomääritys
US7074194B2 (en) 2003-05-19 2006-07-11 Ischemia Technologies, Inc. Apparatus and method for risk stratification of patients with chest pain of suspected cardiac origin
US20050008710A1 (en) 2003-07-09 2005-01-13 Phytomyco Research Corporation Method for screening for endothelin-receptor antagonist activity and for treating conditions caused by endothelin
US7547518B2 (en) 2003-08-19 2009-06-16 Becton, Dickinson And Company Method of screening endothelial cells for angiogenic capability
US20050106100A1 (en) 2003-09-03 2005-05-19 Harris Thomas D. Compounds containing matrix metalloproteinase substrates and methods of their use
US20070092888A1 (en) 2003-09-23 2007-04-26 Cornelius Diamond Diagnostic markers of hypertension and methods of use thereof
US20050181386A1 (en) 2003-09-23 2005-08-18 Cornelius Diamond Diagnostic markers of cardiovascular illness and methods of use thereof
US20080010024A1 (en) 2003-09-23 2008-01-10 Prediction Sciences Llp Cellular fibronectin as a diagnostic marker in cardiovascular disease and methods of use thereof
US7392140B2 (en) 2003-09-23 2008-06-24 Prediction Sciences, Llc Cellular fibronectin as a diagnostic marker in stroke and methods of use thereof
WO2005033283A2 (en) 2003-09-30 2005-04-14 Singulex, Inc. Methods for enhancing the analysis of particle detection
EP1530047A1 (en) 2003-11-07 2005-05-11 Roche Diagnostics GmbH Proximal markers of arterial thrombosis and inflammation for risk stratification of coronary heart disease
EP1692506A4 (en) 2003-11-17 2008-01-09 Janssen Pharmaceutica Nv MODELING A SYSTEMIC INFLAMMATORY RESPONSE TO INFECTION
EP2386657B1 (en) 2003-11-26 2014-01-08 Celera Corporation Genetic polymorphisms associated with cardiovascular disorders and drug response, methods of detection and uses thereof
US7332569B2 (en) 2004-01-27 2008-02-19 Compugen Ltd. Brain natriuretic peptide spliced variant
ATE312351T1 (de) 2004-02-13 2005-12-15 Brahms Ag Verfahren zur bestimmung der bildung von endothelinen zu zwecken der medizinischen diagnostik, sowie antikörper und kits für die durchführung eines solchen verfahrens
US8182990B2 (en) 2004-03-18 2012-05-22 Rusk Intellectual Reserve Ag Method for diagnosing or predicting susceptibility to optic neuropathy
WO2005089045A2 (en) 2004-03-19 2005-09-29 Universite Catholique De Louvain Prognostic methods for congestive heart failure
WO2005089524A2 (en) 2004-03-19 2005-09-29 U.S. Genomics, Inc. Compositions and methods for detection of single molecules
EP1745144B1 (en) 2004-05-11 2010-12-01 Axiogenesis Ag Assay for drug discovery based on in vitro differentiated cells
US7764995B2 (en) 2004-06-07 2010-07-27 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus to modulate cellular regeneration post myocardial infarct
CA2614507A1 (en) 2004-07-09 2006-08-17 Amaox, Ltd. Immune cell biosensors and methods of using same
ES2300681T3 (es) 2004-07-22 2008-06-16 Brahms Aktiengesellschaft Procedimiento para el diagnostico y tratamiento de pacientes criticos con endotelina, agonistas de endotelina y antagonistas de adrenomedulina.
US7828711B2 (en) 2004-08-16 2010-11-09 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for modulating cellular growth and regeneration using ventricular assist device
WO2006036388A2 (en) 2004-08-23 2006-04-06 U.S. Genomics, Inc. Systems and methods for detecting and analyzing polymers
US7572640B2 (en) 2004-09-28 2009-08-11 Singulex, Inc. Method for highly sensitive detection of single protein molecules labeled with fluorescent moieties
EP1805500A4 (en) 2004-09-28 2008-05-07 Singulex Inc SYSTEM AND METHOD FOR THE SPECTROSCOPIC ANALYSIS OF INDIVIDUAL PARTICLES
US8685711B2 (en) 2004-09-28 2014-04-01 Singulex, Inc. Methods and compositions for highly sensitive detection of molecules
US9040305B2 (en) 2004-09-28 2015-05-26 Singulex, Inc. Method of analysis for determining a specific protein in blood samples using fluorescence spectrometry
WO2006098772A2 (en) 2004-10-13 2006-09-21 U.S. Genomics, Inc. Systems and methods for measurement optimization
US7919093B2 (en) 2004-11-16 2011-04-05 Trustees Of Boston University Roles for dual endothelin-1/angiotensin II receptor (Dear) in hypertension and angiogenesis
GB0521621D0 (en) 2005-10-24 2005-11-30 Domantis Ltd Tumor necrosis factor receptor 1 antagonists for treating respiratory diseases
DE602006017071D1 (de) 2005-01-25 2010-11-04 Five Prime Therapeutics Inc Zusammensetzungen und verfahren zur behandlung von herzkrankheiten
JP2006339516A (ja) 2005-06-03 2006-12-14 Rohm Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
WO2006135781A2 (en) 2005-06-09 2006-12-21 Biosite, Inc. Methods and compositions for the diagnosis of venous thromboembolic disease
WO2007008604A2 (en) 2005-07-08 2007-01-18 Bristol-Myers Squibb Company Single nucleotide polymorphisms associated with dose-dependent edema and methods of use thereof
DE102005036094A1 (de) 2005-08-01 2007-02-08 B.R.A.H.M.S Ag In vitro Verfahren zur Diagnose von neurodegenerativen Erkrankungen
BRPI0616720A2 (pt) 2005-09-28 2011-06-28 Becton Dickinson Co método para o diagnóstico ou prognóstico de sepse em um paciente, kit para diagnóstico ou prognóstico, ou monitoração, de sepse em um paciente, e, dispositivo para o diagnóstico ou prognóstico de sepse
AU2006299417A1 (en) 2005-10-03 2007-04-12 Biosite Incorporated Methods and compositions for diagnosis and/or prognosis in Systemic Inflammatory Response Syndromes
US20070259377A1 (en) 2005-10-11 2007-11-08 Mickey Urdea Diabetes-associated markers and methods of use thereof
JP4976412B2 (ja) 2005-12-01 2012-07-18 ベー・エル・アー・ハー・エム・エス・ゲーエムベーハー エンドセリン、エンドセリンアゴニスト及びアドレノメジュリンアンタゴニストによる危篤患者の診断及び治療のための方法
US8906857B2 (en) 2005-12-01 2014-12-09 B.R.A.H.M.S. Gmbh Methods for the diagnosis and treatment of critically ill patients with endothelin, endothelin agonists and adrenomedullin antagonists
WO2009074634A2 (en) 2007-12-13 2009-06-18 Glaxo Group Limited Compositions for pulmonary delivery
WO2008039553A1 (en) 2006-02-10 2008-04-03 Zymogenetics, Inc. Soluble il-17rcx4 and methods of using in inflammation
CA2646704A1 (en) 2006-03-23 2007-10-04 Amylin Pharmaceuticals, Inc. Endothelin and endothelin receptor agonists in the treatment of metabolic diseases
US7838250B1 (en) 2006-04-04 2010-11-23 Singulex, Inc. Highly sensitive system and methods for analysis of troponin
EP2016394A4 (en) * 2006-04-04 2013-04-24 Singulex Inc METHOD AND COMPOSITIONS FOR HIGHLY SENSITIVE ANALYSIS OF MARKERS AND DETECTION OF MOLECULES
CA2650443A1 (en) 2006-05-02 2007-11-15 University Of Southampton Phenotype prediction
DE102006023175A1 (de) 2006-05-17 2007-11-22 B.R.A.H.M.S Aktiengesellschaft In vitro Verfahren zur Diagnose und Frühdiagnose von neurodegenerativen Erkrankungen
WO2007146229A2 (en) 2006-06-07 2007-12-21 Tethys Bioscience, Inc. Markers associated with arteriovascular events and methods of use thereof
DE102006027818A1 (de) 2006-06-16 2007-12-20 B.R.A.H.M.S. Aktiengesellschaft In vitro Multiparameter-Bestimmungsverfahren zur Diagnose und Frühdiagnose von neurodegenerativen Erkrankungen
DE102006034142A1 (de) 2006-07-24 2008-01-31 B.R.A.H.M.S. Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung der Therapie von Patienten mit Herzinsuffizienz anhand der vitro Bestimmung von Schwellenwerten von vasoaktiven Peptiden
EP1887361A1 (en) 2006-08-07 2008-02-13 Bio-Rad Pasteur Method for the prediction of vascular events
EP1890153A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-20 F. Hoffman-la Roche AG Cardiac troponin as an indicator of advanced coronary artery disease
WO2008054598A2 (en) 2006-09-29 2008-05-08 Schering Corporation Panel of biomarkers for prediction of fti efficacy
DE102006052916A1 (de) 2006-11-08 2008-05-15 Brahms Aktiengesellschaft Diagnose und Risikostratifizierung von Diabetes mellitus mittels MR-proADM
US9012151B2 (en) 2006-11-09 2015-04-21 B.R.A.H.M.S. Gmbh Methods of diagnosis and risk stratification of adverse events in post myocardial infarction patients using pro-adrenomedullin
US7960110B2 (en) 2006-11-15 2011-06-14 The Regents Of The University Of California Detection of chromosomal region copy number changes to diagnose melanoma
DE102006062398A1 (de) 2006-12-20 2008-06-26 Edi (Experimentelle & Diagnostische Immunologie) Gmbh Verfahren zur Erkennung und/oder Charakterisierung zellulärer Aktivitätsmuster, Verwendung von Toll-like-Rezeptor-Liganden (TLR-Liganden) und ein Kit
DE102006060835A1 (de) 2006-12-22 2008-06-26 Brahms Aktiengesellschaft Diagnose und Risikostratifizierung des akuten Koronarsyndroms mittels CT-proET-1 in Kombination mit NT-proBNP
US8075902B2 (en) 2007-01-03 2011-12-13 Michael Powell Diagnosis and treatment of cancer related to human dormancy
WO2008118258A2 (en) 2007-02-06 2008-10-02 Genizon Biosciences Inc. Genemap of the human genes associated with adhd
DE102007010834A1 (de) 2007-03-03 2008-09-04 Brahms Aktiengesellschaft Diagnose und Risikostratifizierung von Herzinsuffizienz für NYHA I Patienten
US9289426B2 (en) 2007-03-21 2016-03-22 University Of Pennsylvania Methods and compositions for treating solid tumors and enhancing tumor vaccines
WO2008131039A2 (en) * 2007-04-16 2008-10-30 Board Of Regents, The University Of Texas System Cardibioindex/cardibioscore and utility of salivary proteome in cardiovascular diagnostics
DE102007022367A1 (de) 2007-05-07 2008-11-20 B.R.A.H.M.S Ag Verfahren zur Bestimmung von aminoterminalen pro-ANP bei übergewichtigen Patienten
DE102007021443A1 (de) 2007-05-08 2008-11-13 Brahms Aktiengesellschaft Diagnose und Risikostratifizierung mittels NT-proET-1
GB0724331D0 (en) 2007-12-13 2008-01-23 Domantis Ltd Compositions for pulmonary delivery
DE102007029766A1 (de) 2007-06-22 2008-12-24 Brahms Aktiengesellschaft Verfahren zur Detektion von Analyten
WO2009000784A1 (de) 2007-06-22 2008-12-31 Brahms Aktiengesellschaft Verfahren zur detektion von analyten
US9062347B2 (en) 2007-07-27 2015-06-23 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Endothelin single nucleotide polymorphisms and methods of predicting β-adrenergic receptor targeting agent efficacy
EP2212696B1 (en) 2007-10-25 2013-12-04 Genelux Corporation Systems and methods for viral therapy
WO2009061456A2 (en) 2007-11-07 2009-05-14 University Of Houston Ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles and uses thereof
WO2009070234A2 (en) 2007-11-21 2009-06-04 The University Of The Sciences In Philadelphia Complexation of fatty acid-conjugated molecules with albumin
US20090176312A1 (en) 2007-12-04 2009-07-09 Selinfreund Richard H Biological and chemical test media and system
EP2080812A1 (en) 2008-01-18 2009-07-22 Transmedi SA Compositions and methods of detecting post-stop peptides
JP5607543B2 (ja) 2008-02-01 2014-10-15 ベー.エル.アー.ハー.エム.エス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 治療に必要な軽度認知障害患者の特定方法とかかる患者の治療剤
AU2009234106A1 (en) 2008-03-05 2009-10-15 Singulex, Inc. Methods and compositions for highly sensitive detection of molecules
JP2011516038A (ja) 2008-03-12 2011-05-26 オタゴ イノベーション リミテッド バイオマーカー
US20110033842A1 (en) 2008-04-04 2011-02-10 Woo Chul Moon Skin Sampling Kit Which Stores Nucleic Acids In Stable Status, Genetic Test Methods By Using The Kit And Their Practical Application
EP2107377A1 (en) 2008-04-04 2009-10-07 BRAHMS Aktiengesellschaft Pro-endothelin-1 levels for the prediction of risk of tachyarrhytmic events
CN107402307A (zh) 2008-04-09 2017-11-28 B.R.A.H.M.S 有限公司 用于预测受损峰值耗氧量的内皮素1原
US8476012B2 (en) 2008-04-18 2013-07-02 Genomas, Inc. Physiogenomic method for predicting metabolic and cardiovascular side effects of thiazolidinediones
EP2131200A1 (en) 2008-06-04 2009-12-09 BRAHMS Aktiengesellschaft A marker for graft failure and mortality
EP2310525B1 (en) 2008-07-09 2014-02-26 Celera Corporation Genetic polymorphisms associated with cardiovascular diseases, methods of detection and uses thereof
WO2010025393A2 (en) 2008-08-28 2010-03-04 The Regents Of The University Of California Protein biomarkers and methods for diagnosing kawasaki disease
US20120003751A1 (en) 2008-10-07 2012-01-05 B.R.A.H.M.S. Gmbh Biomarker for the prediction of first adverse events
EP2180322A1 (en) 2008-10-22 2010-04-28 BRAHMS Aktiengesellschaft Prognostic biomarkers for the progression of primary chronic kidney disease
ES2724478T3 (es) 2008-10-24 2019-09-11 Brahms Gmbh Pronóstico y evaluación del riesgo en pacientes con accidente cerebrovascular determinando el nivel de péptidos marcadores
CN102203608B (zh) 2008-10-31 2016-11-23 B.R.A.H.M.S有限公司 用于与代谢综合征、心血管疾病和/或胰岛素抗性相关的病症的诊断、预后、监测和治疗追踪的体外方法
DK3199951T3 (da) 2008-10-31 2020-02-24 Brahms Gmbh Arginin-vasopressin-prohormon som prædiktiv biomarkør for diabetes
US20110262939A1 (en) 2008-10-31 2011-10-27 B.R.A.H.M.S Gmbh Methods and assays for classifying foodstuff and/or beverage and/or diet and/or nutrition regimen and/or medicament in view of an effect on the cardiovascular system
ES2431358T3 (es) 2008-11-11 2013-11-26 B.R.A.H.M.S Gmbh Pronóstico y evaluación del riesgo en pacientes que padecen insuficiencia cardíaca mediante la determinación de la concentración de ADM
MX2011006675A (es) 2008-12-23 2011-07-12 Merck Patent Gmbh Biomarcadores para inhibidores con actividad anti-angiogenica.
EP2427764B1 (en) 2009-05-05 2017-07-26 B.R.A.H.M.S GmbH Vasoactive hormone-based stratification of patients suffering from diseases related to endothelial function/dysfunction
EP2440936A4 (en) 2009-06-08 2013-03-13 Singulex Inc GROUPS OF HIGHLY SENSITIVE BIOMARKERS
US20120149131A1 (en) 2009-08-28 2012-06-14 B.R.A.H.M.S Gmbh Procalcitonin for the prognosis of adverse events
GB0922240D0 (en) 2009-12-21 2010-02-03 Cambridge Entpr Ltd Biomarkers
AU2011213685B2 (en) 2010-02-05 2014-10-30 Astute Medical, Inc. Methods and compositions for diagnosis and prognosis of renal injury and renal failure
KR101878749B1 (ko) 2010-03-05 2018-07-17 삼성전자주식회사 표적 세포의 분리 방법 및 키트
US20110263438A1 (en) 2010-04-22 2011-10-27 Mehmet Ali Soylemez Diagnosis and complication risk assessment of pancreatic diabetes using procalcitonin
WO2011141544A1 (en) 2010-05-13 2011-11-17 Universität Zürich Discrete states for use as biomarkers
BR112012032389A2 (pt) 2010-06-18 2016-10-25 Brahms Gmbh biomarcadores para a previsão de câncer incidente
WO2011157445A1 (en) 2010-06-18 2011-12-22 Cezanne S.A.S. Markers for the prognosis and risk assessment of pregnancy-induced hypertension and preeclampsia
US9255931B2 (en) 2010-06-24 2016-02-09 Morehouse School Of Medicine Method and compositions for the treatment and detection of endothelin-1 related kidney diseases
CN103328976B (zh) 2010-11-01 2016-08-10 B.R.A.H.M.S有限公司 具有非特定主诉的患者的预后和风险评估
WO2012060109A1 (en) 2010-11-05 2012-05-10 Kyoto University Method of examining polycystic kidney disease and method of screening for therapeutic agent of the disease
US20120142089A1 (en) 2010-12-01 2012-06-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of separating target cell in biological sample
US9227071B2 (en) 2011-06-30 2016-01-05 Cardiac Pacemakers, Inc. Systems and methods for setting parameters of implantable medical devices using predictive marker data
TWI613215B (zh) 2012-02-22 2018-02-01 再生元醫藥公司 抗-大-內皮素-1(big-et-1)抗體及其用途
EP2657707A1 (en) 2012-04-26 2013-10-30 B.R.A.H.M.S GmbH Biomakers for the diagnosis, prognosis, assessment and therapy stratification syncope

Also Published As

Publication number Publication date
US20110003707A1 (en) 2011-01-06
WO2010144358A1 (en) 2010-12-16
US20160091497A1 (en) 2016-03-31
JP2012529655A (ja) 2012-11-22
EP2440936A4 (en) 2013-03-13
US9068991B2 (en) 2015-06-30
CA2762612A1 (en) 2010-12-16
EP2440936A1 (en) 2012-04-18
AU2010259022A1 (en) 2011-12-01
US20130261009A1 (en) 2013-10-03
US8450069B2 (en) 2013-05-28
AU2010259022B2 (en) 2016-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5678045B2 (ja) 高感度バイオマーカーパネル
US20240110870A1 (en) Methods and Compositions for Highly Sensitive Detection of Molecules
JP6001028B2 (ja) 高感度のマーカー分析および分子検出のための方法および組成物
JP2011513753A (ja) 分子の高感度検出の方法および組成物
JP6456990B2 (ja) 単一分子検出走査分析器およびその使用方法
US7572640B2 (en) Method for highly sensitive detection of single protein molecules labeled with fluorescent moieties
GB2458025A (en) Methods of detecting cardiac troponin using a single molecule detector
EP3156799B1 (en) Analyzer and method for highly sensitive detection of analytes
AU2013219225B2 (en) Methods and compositions for highly sensitive analysis of markers and detection of molecules

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130606

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130606

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140507

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5678045

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees