成果報告書詳細
管理番号20120000000977
タイトル平成21年度~平成23年度成果報告書 ナノテク・先端部材実用化研究開発/高機能性蛍光磁性ビーズによる高速・高感度疾患診断システムの開発(2)
公開日2012/9/21
報告書年度2009 - 2011
委託先名学校法人慶應義塾
プロジェクト番号P05023
部署名電子・材料・ナノテクノロジー部
和文要約慶應義塾大学のグループではヒト腺癌、ヒト扁平上皮癌、ヒト乳癌症例における乳汁分泌などにおける癌疾患マーカーを検索して、それぞれ10種類近くのマーカーについて利用しうるハイブリドーマーや抗体などの特徴などを調査したが、その結果、癌疾患マーカーとしてはまずEGFRとc-erbB2産物を疾患マーカーとしてはBNPを最優先としてそれらの測定系を確立することに決定した。EGFRに対する抗体を産生する3種類(225,528、B4G7)とc-erbB2産物については2種類(NB3,TA1)のハイブリドーマーから抗体を精製した。この測定系で癌患者での臨床検体を検討するプロジェクトを行うために腫瘍患者慶應義塾大学倫理委員会に提出して許可を得、乳癌患者(15例)と食道癌患者(20例)の血清を集積した。また、測定系のコントロールとして使用するため健常ボランティアの血清・血漿・血球(18例)を採取した。通常腫瘍マーカーは癌種によって異なる複数項目の測定を行う。しかし、それぞれの癌種ごとのセットを作製することは開発費用とそれぞれの罹患率(需要)から鑑みて望ましくない。腫瘍マーカーによっては複数の癌に共通のものもあることから、我々のグループでは扁平上皮癌(CEA, SCC, CA125)と腺癌(CEA, CA19-9, CA15-3)の2グループに分けて、セットとして測定できるシステムを構築することを提案した。扁平上皮癌セットで対象となる癌種は食道癌、子宮癌、膀胱癌、喉頭癌、咽頭癌、肺癌(扁平上皮)、腺癌セットでは胃癌、乳癌、大腸癌、膵臓癌、肺癌(腺癌)を対象とする。さらに、本測定系の迅速性、定量性、高感度を生かせる分野として感染症に対する測定系を提案した。院内感染症で重要視される菌種を提示し、また救急や緊急検査として用いられる感染症として、B型肝炎・C型肝炎・エイズ等を提案した。臨床現場において,治療開始までの時間短縮が救命率に直結する疾患の診断に用いられるターゲットの調査・報告を行った。具体的には,救急現場におけるインフルエンザウィルス、劇症ヘルペス網膜炎,劇症型A群レンサ球菌感染症(人食いバクテリア症)や,臓器移植患者の術後管理におけるサイトメガロウィルス・EBウィルス感染の同定が挙げられる.これらのターゲットは除外診断としても有意義である。
英文要約The over-expression of epidermal growth factor receptors (EGFR) in squamous cell carcinoma and c-erbB2 products in adnocarcinoma was observed in these cancers. As the diagnosis of these cancer patients was easily performed by the detection of these products in there bloods, the high speed and sensitive diagnostic systems is required by clinics. To develop high speed and sensitive diagnostic systems for squamous cell carcinoma and adnocarcinoma using highly functionalized ferrite fluorescencent beads (FF beads), we purified anti-epidermal growth factor receptor (EGFR) and anti-c-erbB2 product antibodies. Three kinds of hybridomas (225, 528, B4G7) for EGFR and two kinds of hybridomas (NB3, TA-1) for c-erbB2 were implanted in the abdominal cavity of BALB/cA mice and the ascites was collected from the mice. The antibodies were purified from ascites by MabTrap Kit (GE). These antibodies were immobilized onto the surfaces of the FF beads and succeeded in accelerating specific antigen-antibody reactions when FF beads fixed with antibodies were magnetically collected onto complementary reaction regions on solid substrates.
To determine if this new technology can be applied to clinical, we analyzed serum from 20 esophagus cancer patients and 15 breast cancer patients as well as 18 healthy volunteers as controls. The protocol to collect the blood samples from the patients was approved by the ethics committee of Keio University, school of medicine. Written informed consent was obtained from each patient prior to study entry. All samples were immediately frozen at -80°C.
To develop this new system as a practically useful method for clinical and a pharmaceutical product, we proposed the sets of cancer specific markers specific to squamous cell carcinoma and adenocarcinoma based on our clinical experience as a surgical department. The set of squamous cell carcinoma contains three different tumor markers such CEA, SCC, and CA125, that targets variety of cancers such esophagus cancer, uterus cancer, bladder cancer, laryngeal cancer, pharynx cancer and lung cancer as well. The set of adenocarcinoma also contains three tumor markers such CEA, CA19-9 and CA15-3, that targets another variety of cancers such gastric cancer, breast cancer, colon cancer, pancreatic cancer and lung cancer. Using those sets of tumor markers, we evaluated the significance of this new system using FF beads technology.
Luck of the clinically relevant technology to detect some severe infection, which can provide high speed and sensitive diagnosis for patients, leads to the delay of the appropriate treatment. For example, acute retinal necrosis (ARN) can lead to uveitis, retinal detachment, and blindness. Streptococcal toxic shock syndrome (STSS) resulting from infection with the bacterium Staphylococcus aureus can rapidly progress to stupor, coma, and multiple organ failure. Also, rapid diagnosis and control of Cytomegalovirus or Epstein-Barr virus infection after transplantation is important for recovery to prevent rejection.
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