CN106053825B - 标定试剂和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于标定多重测定的方法，包括：将标定试剂加入到其上已固定多种捕获剂的固相，加入具有结合到所述标定试剂的能力的检测分子，检测结合的检测分子，从而建立标定曲线，其中所述标定试剂包含至少2种不同的结合分子，其中每种结合分子具有特异性结合到固定在固相上的捕获剂的能力和结合到检测分子的能力。还提供的是包含所述标定试剂的多重测定系统。
Description
本申请为分案申请，原申请的申请日为2012年9月14日，申请号为201280044625.7(PCT/SE2012/050977)，发明名称为“标定试剂和方法”。
发明领域
本发明涉及多重测定领域，更具体地讲涉及多重测定系统、用于标定多重测定的方法和标定试剂(calibration reagent)。
发明背景
在单重测定中，分析物是在分析程序中测量的化学组分。在免疫测定中，分析物或是抗体或是抗原。抗体是在血液中的、由免疫系统产生以防护外来物的蛋白质，而所述外来物是抗原。抗体与抗原结合。
在分析前，对抗原或抗体进行标记，以便给出可测量信号。该标记可以是酶、放射性同位素或荧光素。得自免疫测定的信号可以是放射性或发光。这些信号通常称为响应。免疫测定涉及在标准化条件下进行的得自患者的临床样品与试剂(即化学溶液)之间的化学反应。结果是与样品中的分析物浓度相关的响应。在竞争性免疫测定中，分析物未经标记并与标记分子竞争。响应则是分析物浓度的减函数。在非竞争性免疫测定中，标记分子与分析物结合，响应是增函数。在这两种情况下，需要估计响应和浓度间的准确关系。这样的估计就称为标定。为了标定，需要已知浓度的样品。这些特定样品就称为标定物(calibrator)或标准品，通常提前制备。例如，可将具有已知高浓度的单个样品溶于水或动物血清中，以产生具有覆盖测量范围的一些指定较低浓度的标定物。当讨论用于标定的统计学设计时，指定的标定物浓度称为设计点。因为标定物是特别制备的，但样品不是，所以标定物和临床样品可以稍微不同的方式反应。
通常，将具有未知浓度的一组临床样品与标定物在一次测定运行中一起进行测定。将标定曲线与标定物的响应拟合。该曲线可以是直线或某些其它单调函数。通过拟合的标定曲线，将临床样品的响应转化为浓度的估计值。估计样品浓度的这一方法称为反向预测(inverse prediction)。因为响应和浓度间的关系在每次测定运行中可能变化，所以每次测定运行通常都包括标定物，这样每次测定运行就可以分别进行标定。然而，在某些系统中，假设所述关系是稳定的，使得标定不必频繁进行，例如可每月一次，或当新批次试剂启用时才进行标定(Forkman J., Doctoral Thesis, Swedish University ofAgricultural Sciences, Uppsala, 2008, ISSN 1652-6880, ISBN 978-91-86195-13-7)。
使用单一的试剂反应混合物，在单一样品样本中检测多特异性分析物的多重测定，是本领域已知的。这些测定的一个重要组件是标定系统，其用于确定通过测定而测量的试剂(即抗体或生物标志物)的水平。经典地，使用多个任意单位来报告这些水平，这取决于测定系统所提供的定量测定程度。在定性测定中，根据所测响应信号水平，与预先指定的阳性阈值水平进行比较，报告血清样本中的靶向分子为阳性或阴性。在多种半定量测定中，同时报告了阳性/阴性结果、所测信号的量值(例如发光单位[LU], 毫伏[mVolts])、等级评分、经调整或标准化的计数(来自经修改的评分系统)或最低对照的百分率(替代评分系统)。信号量值与测试血清中存在的分子的数量在等级次序(rank order)方面相关(但并非总是与之直接成比例)。
在此我们将以本领域已知的3种不同测试类型的多重测定来举例说明：
1) 特异性IgE的分析；
2) 特异性IgG的分析；和
3) 非免疫球蛋白生物标志物(抗原)的分析。
特异性免疫球蛋白的通常的分析方法是1) 特异性IgE分析，目的是检测变态反应/超敏感性，和2) 特异性IgG分析，目的是检测例如自身免疫性疾病或感染性疾病。疾病相关抗原沉积到微阵列的限定位置。使这些抗原暴露给包含可结合到所选抗原的免疫球蛋白的患者样品。特异性免疫球蛋白用与该特异性免疫球蛋白相互作用的免疫球蛋白特异性试剂(报道分子)来检测，并且这样的相互作用可通过检测系统来分析。从而有可能检测对某抗原具有特异性的所有不同的免疫球蛋白。对于测试类型3)，非免疫球蛋白生物标志物(抗原)例如血清中的前列腺癌生物标志物的分析，具有结合到目标生物标志物的能力的分子沉积在微阵列的限定位置。沉积的分子可以是例如生物标志物-特异性抗体、酶或与目标生物标志物互补的其它分子。使沉积的分子暴露给包含可结合到所选沉积分子的生物标志物的患者样品。特异性生物标志物用与该特异性生物标志物相互作用的生物标志物特异性试剂(报道分子)来检测，并且这样的相互作用可通过检测系统来分析。
例如，在特异性IgE检测领域中，WO2002029415 A1描述了在样品中检测变应原-特异性免疫球蛋白的方法，以及体外诊断个体中的变态反应的方法。临床表现例如在暴露给特异性变应原之后发生哮喘、枯草热、特应性湿疹和胃肠道症状。对特异性和/或交叉反应性变应原组分的致敏模式的确定有助于更详细评价过敏患者。
可将市售的IgE抗体免疫测定分为定性、半定量或定量测定，这取决于测定结果准确反映测试样本中的IgE抗体量的程度和测定的精确度要求。这样的免疫测定传统上测量总血清IgE水平或变应原-特异性IgE水平。
然而，尽管不同的技术平台以似乎相同的类别或单元报道它们的IgE结果，但研究已经显示了技术平台之间在检测总IgE和特异性IgE活性上的差异(Wood R A等人, AnnAllergy Asthma Immunol. 2007, 99: 34-41)。
定量IgE抗体测定法使用最先进的测定标定方法。定量测定的标定部分的目的是确定测定的剂量-反应关系，使得通过测试患者血清而得到的反应结果可以以剂量单位而插值，其涉及到血清中的IgE抗体的相对量。同源和异源的插值方法都已被成功使用。同源插值程序促进了总体测定平行性并使测定的工作范围最大化，即通过在整个测定中使用相同的固相变应原并用具有与待在测试血清中检测相同的变应原特异性的人IgE抗体建立标定曲线。一般而言，含有IgE抗体的参考血清库以与测试血清IgE相同的方式稀释，从而确保测定的平行性。该方法的主要局限是需要以升计的人血清库的数量，所述人血清库含有对待测的各变应原特异性具有特异性的IgE抗体。难以维持可以在各批次之间以可重现方式提供这样大量的人血清的血清储库(serum bank)，尤其是对于不太常见的变应原特异性。因为由有限的含IgE抗体的人血清库而导致使用同源插值标定的测定所具有的限制，已采用来自总IgE标定曲线的异源插值作为标定策略，用于当今的涉及数百种不同的变应原特异性的定量IgE抗体测定法。异源插值系统已经成为行业标准。在异源插值系统中，使用可追踪到WHO 75/502标准的IgE标定物，总血清IgE标定曲线与测定的变应原-特异性IgE部分同时进行(I/LA20-A2 Analytical performance characteristics and clinicalutility of immunological assays for human immunoglobulin E (IgE) antibodiesand defined allergen specificities； Approved Guideline, ISBN no. 1-56238-695-6 (I/LA20-A2人免疫球蛋白E(IgE)抗体和确定变应原特异性的免疫测定法的分析表现特征和临床应用；已获批的指南，ISBN no. 1-56238-695-6)。
ImmunoCAP ISAC®是一种使用微阵列芯片技术的体外诊断测试。它允许在一次测试中同时测量特异性分子，仅使用几µl的流体，例如血清或血浆样品。它可用于分析任何生物标志物，包括IgE、IgG和非免疫球蛋白生物标志物(抗原)。
例如，在通过使用ImmunoCAP ISAC®而分析特异性IgE抗体的情况下，特异性IgE(sIgE)芯片给出来自超过50种变应原来源的超过百种组分的结果。固定在微阵列形式的固体基质上的变应原组分与患者样品中的特异性IgE反应。洗去非特异性IgE之后，加入荧光-标记的抗人IgE抗体，形成复合物。孵育之后，通过洗涤除去未结合的荧光标记的抗人IgE抗体。该程序随后是使用合适的微阵列扫描仪进行荧光测量。反应值越高，样本中存在的特异性IgE越多。
测试结果用Phadia®微阵列图像分析(MIA)软件分析并计算特异性IgE的ISAC标准化单位(ISU-E) (Protein microarrays for the diagnosis of allergic diseases:state-of-the-art and future development (用于诊断变应性疾病的蛋白微阵列：技术发展水平和未来发展), Clinical Chemical Laboratory Medicine, 第43卷, 第12期，第1321–1326页)。
以4个类别半定量呈现结果(0=未检出或非常低，1=低，2=中到高，3=非常高)。Phadia MIA软件自动执行这种计算。
针对内部参考制品或标定试剂进行ImmunoCAP ISAC®微阵列芯片的标定，所测IgE抗体浓度表示为任意单位；IgE的ISAC标准化单位(ISU-E)。针对ImmunoCAP特异性IgE(其中抗体浓度表示为千单位IgE每升；kUA/l)标定ImmunoCAP ISAC®内部参考制品，所述抗体针对用于IgE的WHO参考制品75/502而标准化(Hamilton R G, Assessment of humanallergic diseases. 载于: Clinical Immunology, Principles and Practice ，Rich RR编著, 第3版, 2008, 第1471-84页；参见第1476页)。
ImmunoCAP ISAC®也可以类似于分析特异性IgG和/或其它生物标志物(抗原和抗体)的方式而使用。
本发明的标定系统通常包括各抗原针对相应的特异性抗体的独立标定。这可用Biorad’s Bioplex ANA screen来说明，其使用多重免疫测定流并且其检测血清或血浆中的临床相关的循环自身抗体的存在。同时，这是如上所述的第二类多重测定的实例，即特异性IgG的分析。Bioplex系统使用基于珠的多重测定形式，标定过程描述如下：“尽管通过染 料的荧光确定了染色珠的身份，但抗原捕获的抗体量通过连接的PE (即藻红蛋白：荧光检 测分子)的荧光而测定”。“计算相对荧光强度(RFI)和荧光比率(FR)的原始数据。3种额外的 染色珠，内标珠(ISB)、血清验证珠(SVB)和空白珠(BB)存在于每种反应混合物中，以证实检 测器反应，将血清或血浆加入到反应容器中，血清或血浆中不存在明显的非特异性结合。更 多信息参考BioPlex 2200系统操作手册。该仪器用一组6个不同标定物小管标定，所述标定 物小管分别由Bio-Rad Laboratories提供。对于dsDNA，代表6个不同的抗体浓度水平的6个 小管用于定量标定，患者样品的结果表示为IU/mL。sA IU/mL的结果是阴性，5-9 IU/mL是不 明确的，10 IU/mL或更高结果被认为对dsDNA抗体是阳性。对于其它12个珠，代表4个不同的 抗体浓度的4个小管用于半-定量标定。这些抗体的每一种的结果表示为抗体指数(AI)。AI 为1.0表明抗体截止浓度，其对应于得自未患病群体的大约第99百分位数的值，1.0或更高 的结果报告为阳性。<1.0的结果报告为阴性”(Biorad, Bioplex 2200 Ana Screen SIO(k)Summary, FDA 510(k), SIO(k) Number k041658)。
第三类多重测定包括非免疫球蛋白生物标志物(抗原)例如前列腺癌生物标志物的分析。这是将传统的单重免疫测定转化为多重形式的实例。这已经通过若干基于珠的测定以及使用不同固体阵列的有限的多重而举例说明。在所有这些测定法中，重要的是，每个单独测试被分别标定，当运行多重形式时这往往变得冗长而繁重。
Beckman Coulter描述了其Access Hybritech free PSA测定法的标定，这是前列腺癌生物标志物PSA的游离形式的分析，作为一组5个不同的标准点和1个阴性样品，总共6个不同的标定间隔。它也证明游离PSA浓度依赖于用于标定测定的标准(Beckman Coulter,Inc., 2010, A85087C, Access Hybritech free PSA)。
目前，如上所述，用于检测不同类型分子的免疫测定的标定通常必需对于每次测试而运行若干标定样品，包括不同浓度的标定样品和含有不同标定物分子的标定样品。因此，这样的标定技术是耗时的并且可能是不精确的，因为系统测定系统随时间的变化性。
本发明的目的是提供参考制品或标定试剂，其消除了或至少减少了与目前已知技术相关的上述问题。
附图简述
图1A和B显示按照实施例1(下文)，通过在包含15种不同的嵌合抗体的标定试剂上进行ImmunoCAP ISAC® sIgE测定而获得的标定曲线。4个标定点位于1.0、4.0、15.0和50ISU-E。标定曲线给出了所观察的荧光强度(y轴)和特异性IgE的ISAC标准化单位(ISU-E)，任意单位(x轴)之间的关系。图中描绘的点代表标定点。在图1A中，所用的等式是y=x+6.22R2=1.00。在图1B，所用的等式是ln(FI)=5.87+1*ln(ISU-E) R2=0.99。
图2A和B显示了不同的变应原组分的关系图，其中按照实施例1 (下文)的标定试剂用于计算ISU-E值。直线表示转化的拟合log到log。图中的黑点代表在ImmunoCAP ISAC®sIgE测定中运行的患者样品中检测的分别对Phl p 5 (图2A)和对Bet v 1 (图2B)具有特异性的IgE抗体，并与参考方法ImmunoCAP sIgE测定进行比较。图2A显示了变应原组分Phlp 5的相关图。ISU/chiplot与kUA/l Phl p 5. Log(ISU/chiplot)的双变量拟合= 0,1735344 + 0,8732028*Log(kUA/l)。图2B显示了变应原组分Bet v 1的相关图。ISU/chiplot与kUA/l Bet v 1. Log(ISU/chiplot)的双变量拟合 = 0,4851362 + 0,8967003*Log(kUA/l)。
图3显示按照实施例2 (下文)，在包含来自类风湿性关节炎患者的5种合并的人血清的标定试剂上进行ImmunoCAP ISAC® sIgG测定5次而获得的5个标定曲线。标定曲线给出了log/log图中的所观察的荧光强度(y轴)和特异性IgG的ISAC标准化单位，任意单位(x轴)之间的关系。图中的箭头代表所选的目标标定间隔/点。
图4显示基于图3所示的结果，在ln/ln图中所观察的荧光强度的中位值(y轴)和特异性IgG的ISAC标准化单位、任意单位(x轴)。
图5显示按照实施例3 (下文)，在包含5种不同的前列腺癌的抗原性生物标志物的标定试剂上进行ImmunoCAP ISAC®抗原生物标志物测定而获得的5个标定曲线。标定曲线给出了所观察的荧光强度(y轴)和抗原性生物标志物的ISAC标准化单位，任意单位(x轴)之间的关系。图中描绘了4个不同的标定间隔，被细虚线分开。斜向的粗虚线箭头代表基于所有20个标准点间的相互关系而计算的平均值。在标定曲线和粗虚线箭头之间延伸的细箭头说明独立于动态范围和浓度间隔的各标定曲线可被描述为(在这种情况下)所有20个不同的标准点的函数。
术语
本说明书中使用的所有术语意图具有本领域通常赋予其的含义。为了清楚起见，一些术语进一步描述如下。
“多重测定”应理解为指这样的程序：通过该程序采用单一的反应试剂混合物在单一血清样本中检测、并且在某些情况下定量测定多特异性分析物。例如，多重测定是使用单一反应步骤测量IgE抗体针对多个变应原特异性的测定。多重IgE测定的一个实例是基于芯片的微阵列测试，其中各个纯化的变应原(通常在性质上是重组的)一式三份地被吸附到硅微芯片上的点(spot)上。将少量血清与微阵列芯片一起孵育，使患者血清同时暴露给许多不同的变应原特异性。经过缓冲液洗涤以除去未结合的血清蛋白之后，结合的IgE再用抗人IgE缀合物并随后加入底物来检测。
术语“捕获剂”应理解为能够直接或间接地与目标分析物结合的分子。当分析物是IgE抗体时，捕获剂可以是抗原例如变应原。
“检测分子”定义为具有以下2个基本特征的结构：即1)具有特异性结合到捕获剂的能力，和2)具有通常可检测特征。检测分子的实例是：具有可变区和恒定区的抗体、由DNA组成但具有限定结合结构的适体、具有结合DNA和含有DNA的表面抗原的细菌，其可以被标记和检测。对人IgE具有特异性的抗体已知用作检测分子，用于总IgE抗体测定和变应原-特异性IgE抗体测定中。这些关键试剂赋予测定法特异性，因此它们对于ε-重链上的独特决定簇必须是高度特异性。一旦纯化后，多克隆或单克隆抗人IgE试剂抗体直接用作溶液相抗体或者以放射性标记形式、酶标记形式进行化学修饰或在固相基质上进行化学和物理固定。
依据本发明，“结合分子”应理解为具有以下2个基本特征的分子：即1)特异性结合到捕获剂的能力，和2)结合到检测分子的能力。免疫球蛋白及其片段就是这样的结合分子的实例。其它实例包括细胞受体、可溶性受体和它们的配体、和更多的肽生物标志物和蛋白生物标志物，例如抗原性生物标志物。
发明概述
本发明解决了与多重测定的标定相关的上述问题，所述测定用于检测结合分子，例如单独的免疫球蛋白和/或与其它结合分子组合的免疫球蛋白。
本发明提供用于标定多重测定的方法，包括：
将标定试剂加入到其上已固定多种捕获剂的固相，
任选洗涤所述相，以除去未结合的标定试剂，
加入具有结合到所述标定试剂的能力的检测分子，
任选洗涤固相，以除去未结合的检测分子，
检测结合的检测分子，
从而建立包含许多标定点/间隔的标定曲线，
其特征在于，所述标定试剂包含至少2种不同的结合分子，其中每种结合分子具有特异性结合到固定在固相上的捕获剂的能力和结合到检测分子的能力，并且其中至少2种结合分子在标定试剂中以不同浓度存在，从而代表标定曲线中的不同的标定点/间隔。
在一个实施方案中，所述捕获剂以多点(spot)固定在固相上。
在另一个实施方案中，所述固相是珠的形式，捕获剂固定在其上。这样的珠可存在于液相中。
在所述方法的一个实施方案中，所述结合分子是重组抗体、天然抗体例如自身抗体、或肽/蛋白生物标志物例如抗原性生物标志物。
在所述方法的更具体的实施方案中，所述结合分子是嵌合抗体，例如包含变应原-特异性单克隆小鼠IgG的重链可变结构域和人IgE重链的小鼠-人嵌合抗体。
在所述方法的一个实施方案中，所述多种捕获剂是至少5种不同的捕获剂，例如至少10种、至少50种或至少100种不同的捕获剂。
在所述方法的一个实施方案中，所述捕获剂是：变应原组分，例如天然或重组变应原组分；或疾病-相关抗原，例如感染性疾病或自身免疫性疾病例如类风湿性关节炎相关的抗原性组分；或对肽/蛋白生物标志物具有特异性的抗体。
在所述方法的一个实施方案中，所述检测分子是抗免疫球蛋白缀合物，例如抗人IgE缀合物或抗人IgG缀合物，或是对肽/蛋白生物标志物具有特异性的抗体。
在所述方法的一个实施方案中，所述结合分子是重组抗体，优选嵌合IgE抗体，所述捕获剂是变应原组分，例如天然或重组变应原组分，所述检测分子是抗人IgE缀合物。
在所述方法的另一个实施方案中，所述结合分子是天然抗体，优选IgG自身抗体，所述捕获剂是疾病-相关抗原，例如感染性或自身免疫性疾病优选自身免疫性疾病相关的抗原性组分，所述检测分子是抗人IgG缀合物。
在所述方法的再一个实施方案中，所述结合分子是肽/蛋白生物标志物，优选前列腺癌的生物标志物，所述捕获剂是对所述肽/蛋白生物标志物具有特异性的抗体，所述检测分子是对所述肽/蛋白生物标志物具有特异性的抗体。
在所述方法的一个实施方案中，所述标定试剂包含至少5种、例如至少10种、例如至少15种不同的结合分子，例如重组抗体、天然抗体例如自身抗体，或肽/蛋白生物标志物。
在所述方法的更具体的实施方案中，所述标定试剂包含至少5种、优选地至少10种、更优选地至少15种不同的嵌合IgE抗体，其中每种嵌合抗体具有特异性结合到选自以下的变应原组分的能力：Bet v 1、Der p 2、Ole e 1、Gal d 1、Art v 1、Fel d 1、Phl p 1、Amb a 1、Can f 1、Der p 1、Gal d 2、Can f 2、Can f 5、Phl p 5和Pru p 3。
在所述方法的一个实施方案中，所述多重测定在微阵列芯片上进行。
依据本发明的第二方面，提供多重测定系统，用于检测存在于生物样品中的目标分子，例如(a)免疫球蛋白或(b)肽/蛋白生物标志物，所述系统包括：
反应容器，
固定在固相上的多种捕获剂，
检测分子，例如(a)抗免疫球蛋白检测分子或(b)结合到肽/蛋白生物标志物的检测分子，
标定试剂，
反应缓冲介质，
其特征在于，所述标定试剂包含至少2种不同的结合分子，其中每种结合分子具有特异性结合到固定在固相上的捕获剂的能力和结合到检测分子的能力，并且其中至少2种结合分子在标定试剂中以不同浓度存在。
所述反应容器可以是塑料(聚乙烯)或玻璃管、塑料微量滴定板孔、塑料条、具有内部海绵基质的聚乙烯帽、和碳水化合物丝-包被的硅芯片的形式。
在一个实施方案中，所述捕获剂以多点固定在固相上。或者，所述固相是珠的形式，捕获剂固定在其上。这样的珠可存在于液相中。
在所述系统的一个实施方案中，所述目标分子是(i) IgE抗体或(ii) IgG抗体，或(iii) 疾病例如癌症的肽/蛋白生物标志物。
在所述系统的一个实施方案中，所述检测分子是(i) 抗人IgE缀合物，(ii) 抗人IgG缀合物，或(iii) 对肽/蛋白生物标志物具有特异性的抗体。
在所述系统的一个实施方案中，所述生物样品是人血清或血浆样品。
在所述系统的一个实施方案中，所述标定试剂包含至少5种、例如至少10种、例如至少15种不同的结合分子。
在所述系统的一个实施方案中，所述结合分子是重组抗体例如嵌合抗体、天然抗体例如自身抗体、或肽/蛋白生物标志物。
在所述系统的一个实施方案中，所述捕获剂是：变应原组分，例如天然或重组变应原组分；或疾病-相关抗原；例如感染性疾病相关的抗原性组分，或自身免疫性疾病相关的抗原性组分；或对肽/蛋白生物标志物具有特异性的抗体。
在所述系统的一个实施方案中，所述结合分子是重组抗体，优选地嵌合IgE抗体，所述捕获剂是变应原组分，例如天然或重组变应原组分，所述检测分子是抗人IgE缀合物。
在所述系统的另一个实施方案中，所述结合分子是天然抗体，优选地IgG自身抗体，所述捕获剂是疾病-相关抗原，例如感染性疾病或自身免疫性疾病优选自身免疫性疾病相关的抗原性组分，所述检测分子是抗人IgG缀合物。
在所述系统的再一个实施方案中，所述结合分子是肽/蛋白生物标志物，优选前列腺癌的生物标志物，所述捕获剂是对所述肽/蛋白生物标志物具有特异性的抗体，所述检测分子是对所述肽/蛋白生物标志物具有特异性的抗体。
在所述系统的一个实施方案中，所述标定试剂包含15种不同的小鼠-人嵌合IgE抗体，其中每种嵌合抗体具有特异性结合到选自以下的变应原组分的能力：Bet v 1、Der p2、Ole e 1、Gal d 1、Art v 1、Fel d 1、Phl p 1、Amb a 1、Can f 1、Der p 1、Gal d 2、Canf 2、Can f 5、Phl p 5和Pru p 3。
本发明进一步提供包含至少2种不同的嵌合抗体的标定试剂，其中每种结合分子具有特异性结合到至少一种附表1中列举的变应原组分的能力。
在一个实施方案中，所述标定试剂包含至少5种、例如至少10种、例如至少15种不同的小鼠-人嵌合IgE抗体。
在另一个实施方案中，标定试剂的每种小鼠-人嵌合IgE抗体具有特异性结合到选自以下的变应原组分的能力：Bet v 1、Der p 2、Ole e 1、Gal d 1、Art v 1、Fel d 1、Phlp 1、Amb a 1、Can f 1、Der p 1、Gal d 2、Can f 2、Can f 5、Phl p 5和Pru p 3。
在一个实施方案中，所述标定试剂由15种不同的小鼠-人嵌合IgE抗体溶液组成，其中每种嵌合抗体具有特异性结合到选自以下的变应原组分的能力：Bet v 1、Der p 2、Ole e 1、Gal d 1、Art v 1、Fel d 1、Phl p 1、Amb a 1、Can f 1、Der p 1、Gal d 2、Can f2、Can f 5、Phl p 5和Pru p 3。
本发明的标定试剂可任选包含防腐剂，例如Kathon CG或叠氮化钠或本领域技术人员已知的其它防腐剂。
本发明进一步提供包含如上所述的标定试剂的试剂盒，其适用于如上所述的标定方法。
此外，本发明提供产生用于多重测定的标定试剂的方法，包括：
- 提供至少2种不同的结合分子，其中每种结合分子具有特异性结合到固定在所述测定的固相上的捕获剂的能力和结合到检测分子的能力，
- 将所述结合分子的浓度调节到所述测定的相关测量范围，
- 制备所述结合分子的混合物，
从而获得标定试剂。
发明详述
本发明提供了在时间上有效的和准确的标定方法和标定试剂，所述标定试剂包括标定分子混合物，包括在多重设置中的许多抗原和/或生物标志物结合位点。依据本发明，所有标定分子都已合并为一个单一标定样品并且已经证明可以利用存在于同一溶液中的若干结合分子，包括不同浓度以及不同特异性的结合分子。
目前，在用6个不同的免疫测定(目标标定分子)，各需要5个标定浓度的通常情况下，将需要进行6x5=30次不同的测定的分析。通过使用本发明，将其减少到最少。另外，以不同浓度存在的一组合并的标定分子的分析使得建立不同的结合分子之间的相对相互关系成为可能，而没有潜在的系统性测定系统变化性，其可由需要分析30个不同的各个测定所导致。因此，与传统单重测定相比，本发明可以减少满足标定需要和所需质量所必需的浓度间隔的数量。
现在将参考本发明的3个具体实施方案更详细地描述本发明：
1) 特异性IgE抗体的分析，其中所述标定试剂包含至少2种不同的嵌合IgE抗体，其中每种具有特异性结合到固定在待标定的微阵列芯片上的变应原性组分的能力。
2) 特异性IgG自身抗体的检测，其中所述标定试剂包含至少2种不同的IgG抗体，其中每种具有特异性结合到固定在待标定的微阵列芯片上的抗原性组分(例如肽或蛋白)的能力。
3) 肽/蛋白生物标志物的检测，其中所述标定试剂包含至少2种不同的肽/蛋白生物标志物。在待标定的微阵列芯片上，固定了抗体。所述抗体的每一个都能够特异性结合到一类肽/蛋白生物标志物。
实施例1
本方法用于建立用于过敏个体中存在的特异性IgE抗体的定量测定的标定曲线。标定物由含有结合分子的样品组成，所述结合分子在缓冲液中呈嵌合IgE抗体的形式。每个嵌合IgE抗体具有不同特异性，并且嵌合IgE抗体以不同浓度存在于样品中。
对于嵌合抗体的制备，小鼠细胞系用于产生单克隆IgG抗体。将变应原特异性单克隆IgG抗体的重链可变结构域的外显子和内含子克隆并与人IgE重链的信号序列和编码序列一起插入到表达载体中。将表达载体转化到Sp 2/0骨髓瘤细胞系中，引起变应原特异性人IgE重链的表达。将产生IgE重链的Sp2/0细胞与表达IgG重链和轻链的杂交瘤细胞系融合，而可变结构域最初是从所述细胞系中克隆的。通过使用包含相关变应原和抗IgE缀合物的ELISA，鉴定了正确表达包含人IgE重链和小鼠IgG轻链的嵌合IgE抗体的融合细胞。优选地，仅选择专门产生IgE抗体并且已经失去产生IgG重链的能力的细胞克隆，用于产生嵌合抗体。
制备嵌合抗体的一个替代方法包括根据上文描述将表达载体直接转化到杂交瘤细胞系(可变结构域最初是从所述细胞系中克隆的)。除了IgE之外，由此产生的IgE阳性杂交瘤克隆还将产生IgG抗体。IgE抗体可通过在抗IgE柱上的亲和色谱而纯化(Bohman等人2007, Allergy, 第62卷, 增刊83, 第49页)。
由此产生和纯化的嵌合抗体在溶液中的浓度可通过使用ImmunoCAP sIgE测定法来测定，所述测定法，如前所述，是针对IgE的WHO参考制品75/502而标准化的(Hamilton RG, 见上文)。
当通过使用定量ImmunoCAP sIgE测定法测定浓度，表示为kUA/l时，再将这样的嵌合抗体溶液在半-定量ImmunoCAP ISAC® sIgE测定中运行，以测定所述测定中的嵌合抗体浓度，表示为任意单位, ISU-E。
依据本发明，通过使用包含若干嵌合抗体溶液的标定试剂来标定ImmunoCAP ISAC® sIgE测定，所述嵌合抗体的确定浓度已经在ImmunoCAP系统中测定。
用于标定试剂中的每个嵌合抗体在耗尽特异性IgE抗体的血清(所谓的阴性血清)中被单独稀释成0.3-100 ISU-E的临床相关测量范围。1 kUA/l 对应于 2.42 ng sIgE /ml，其用于计算每个嵌合抗体的稀释因子。
作为阴性血清的替代，缓冲液可用于稀释嵌合抗体。例如，用于ImmunoCAP测定的缓冲液可用于稀释，并且可因此成为本发明标定试剂的一部分。
可将特异性IgE抗体的ImmunoCAP值(kUA/l)和ImmunoCAP ISAC®值(ISU-E)，正如在患者样品中检测的，针对彼此在图中绘制，得到证据：本发明嵌合标定的概念是有效的。这样的关系图分别在图2A和图2B的直线中说明(kUA/l 在x轴，ISU-E在y轴)。
通过以下而获得本发明的标定试剂：
- 在临床相关测量范围内测定至少2个标定点，优选地至少3个、更优选地至少4个标定点；
- 每个标定点使用至少一种嵌合抗体，优选地至少2种、更优选地至少3或4种嵌合抗体；
- 选择标定点，使得所有标定点在ImmunoCAP ISAC®测定中给出大致相同的作为荧光强度(FI)测量的响应，即，使得所用的嵌合抗体的所有溶液都具有完全相同的浓度。
如上所述，ImmunoCAP ISAC®测定是半-定量的，给出4类结果(0=未检出或非常低，1=低，2=中到高，3=非常高)。
每个标定点原则上可位于测量范围内的任何位置，然而，因为测试是半-定量的，所以在至少某些类型的端点上选择标定点是有利的。ISU-E值低于0.3属于0类；ISU-E值在0.3-1.0是1类；2类是指ISU-E值在1.0-15.0；和ISU-E值高于15属于3类。优选地，一个标定点位于1 ISU-E，而另一个标定点位于15 ISU-E。
此外，标定点优选地是在整个测量范围内完全均匀散开。因此，选择2个另外的标定点以覆盖测量范围的剩余部分。最优选地，所述另外的2个标定点分别位于4 ISU-E和50ISU-E。
本发明的标定试剂如下产生。使用15种不同的嵌合抗体溶液，每种对以下变应原之一具有特异性：
表2. 变应原特异性嵌合IgE抗体
表2中的变应原特异性嵌合抗体是小鼠-人嵌合抗体，各自包含变应原-特异性单克隆小鼠IgG的重链可变结构域和人IgE重链。
先通过使用ImmunoCAP测定(以kUA/l给出值)测定所述抗体溶液的浓度，然后通过将所述溶液在ImmunoCAP ISAC®测定上运行而确定相应的ISU-E值。
测定4个标定点，每个标定点使用3或4种嵌合抗体，如下：
点a, 1.0 ISU-E: Bet v 1, Der p 2, Ole e 1, Gal d 1。
点b, 4.0 ISU-E: Art v 1, Fel d 1, Phl p 1。
点c, 15.0 ISU-E: Amb a 1,Can f 1, Der p 1, Gal d 2。
点d, 50 ISU-E:Can f 2,Can f 5, Phl p 5, Pru p 3。
稀释每种嵌合抗体溶液，使其得到上述所需的ISU-E值(表3)。所用的稀释介质是耗尽特异性IgE的人血清。
表3. 用于标定试剂的嵌合IgE抗体的稀释方案
| ISU嵌合批次(Chimeric lot) | 稀释因子1/X |
| 1_Bet v 1_009125 | 10114 |
| 1_Der p 2_011571 | 5088 |
| 1_Gal d 1_011534 | 2968 |
| 1_Ole e 1_006381 | 6033 |
| 4_Art v 1_009834 | 1822 |
| 4_Fel d 1_07128 | 10602 |
| 4_Phl p 1_007121 | 1855 |
| 15_Amb a 1_06310 | 1865 |
| 15_Can f 1_009119 | 1004 |
| 15_Der p 1_007121 | 948 |
| 15_Gal d 2_011583 | 58 |
| 50_Can f 2_009844 | 344 |
| 50_Can f 5_009853 | 2513 |
| 50_Phl p 5_007132 | 825 |
| 50_Pru p 3_012813 | 953 |
每种嵌合抗体各自稀释后，所有15种嵌合抗体溶液都混合在一起，由此得到本发明的标定试剂。
标定试剂用于分别建立图1A和图1B的标定曲线，显示出所观察的荧光强度(y轴)和特异性IgE的ISAC标准化单位(ISU-E)，任意单位(x轴)之间的关系。
当将标定试剂加入到ImmunoCAP ISAC® sIgE微阵列芯片上时，上述15种嵌合抗体将结合到15种变应原组分，对此，所述嵌合抗体具有特异性。然而，另外，嵌合抗体也会与固定在微阵列芯片上的其它变应原组分(其具有与所述15种变应原组分的任一种的相似结构)交叉反应。
任选地，这类其它变应原组分因此可用作标定试剂的对照，并且将不需要单独对照样品。在本实施例中，3种其它变应原用作对照：
在低水平的荧光强度(ISU-E值低于1.0): Mal d 1或Acd 8
中等水平(1-15 ISU-E): Der f 1、Pla a 2或Pla a 3
高水平(> 15 ISU-E): Art v 3
测定中所用的检测分子是抗人IgE缀合物。
实施例2
本方法用于建立用于在类风湿性关节炎(RA)患者中存在的特异性IgG抗体的定量测定的标定曲线。标定物由含有结合分子的样品组成，所述结合分子呈不同特异性和不同浓度的IgG自身抗体的形式。这与以上实施例1中所述的IgE标定物相似，除了样品由来自RA患者的不同人血清的库组成之外。在此，将来自5个不同患者的血清合并。然而，它可能是较小或较大量的合并血清，只要所得样品含有IgG抗体的多种不同特异性，代表了覆盖所需数量的标定点/间隔的多种浓度。
RA标定物由以下体积的5种不同血清组成：
血清1 = 5 µL
血清2 = 5 µL
血清3 = 5 µL
血清4 = 10 µL
血清5 = 5 µL
总体积= 30 µL
将合并血清在稀释剂中稀释1:50，用于ISAC测定。
将RA相关的抗原性组分(例如肽或蛋白)形式的捕获剂固定在微阵列芯片上。在此，固定了32种不同的抗原(表4中的抗原编号1-32)。
测定中所用的检测分子是抗人IgG缀合物。
表4. 固定在微阵列芯片上的抗原。
| 抗原编号 | 任意单位 |
| 1 | 38 |
| 2 | 41 |
| 3 | 43 |
| 4 | 47 |
| 5 | 88 |
| 6 | 93 |
| 7 | 97 |
| 8 | 98 |
| 9 | 101 |
| 10 | 103 |
| 11 | 142 |
| 12 | 174 |
| 13 | 336 |
| 14 | 446 |
| 15 | 487 |
| 16 | 564 |
| 17 | 595 |
| 18 | 652 |
| 19 | 691 |
| 20 | 1259 |
| 21 | 1325 |
| 22 | 1389 |
| 23 | 2293 |
| 24 | 2692 |
| 25 | 2706 |
| 26 | 2918 |
| 27 | 3226 |
| 28 | 3344 |
| 29 | 4008 |
| 30 | 4394 |
| 31 | 4597 |
| 32 | 4722 |
标定试剂用于建立图3的标定曲线，显示出在log/log图中的所观察的荧光强度(y轴)和特异性IgG的ISAC标准化单位，任意单位(x轴)之间的关系。在本实施例中我们已经分析了标定样品5次并且图3显示了不同的5次样品分析之间的紧密关系。32种不同的抗原与所选患者血清免疫球蛋白结合并以完全曲线范围被覆盖的方式稀释。图中的箭头代表所选的目标标定间隔/点。图4显示基于图3所示的结果，在ln/ln图中的所观察的荧光强度的中位值(y轴)和特异性IgG的ISAC标准化单位，任意单位(x轴)，并利用所有32个值产生了非常稳定的标定曲线，确保阵列中每个变量的完整性是完整的。
实施例3
本方法用于建立用于肽/蛋白组分的定量测定的标定曲线，所述组分用作诊断男性前列腺癌的生物标志物。标定物由含有结合分子的样品组成，所述结合分子呈不同浓度的不同肽/蛋白生物标志物的形式。
将对前列腺癌相关的不同肽/蛋白组分具有特异性的抗体形式的捕获剂固定在微阵列芯片上。
测定中所用的检测分子是对抗原性组分(即结合分子)上的不同表位具有特异性的第二抗体，而不是固定的抗体(即捕获剂)对其具有特异性的表位。
使用标定试剂建立图5的标定曲线，显示了所观察的荧光强度(y轴)和抗原性生物标志物的ISAC标准化单位，任意单位(x轴)之间的关系。
图5代表一个实例，其解释了当在单一阵列上分析生物标志物时，具有不同浓度跨度的生物标志物之间的相互关系可如何互相联系，从而使许多不同浓度的使用最小化。所有检测的浓度构成普通平均数，其用于重新计算实际浓度。应当针对在单一阵列上同时分析的每一独特组的生物标志物而优化这些计算。在此，与用于单重PSA测定的现有方法(其通常需要6个不同的标准点)相比，使用5种不同的肽/蛋白组分并以4个不同浓度进行分析。事实上，我们通过使用所有20个标准点以限定5个不同测定的标定曲线，由此而显著地减少了单次分析的数量并增加了精确度。被细虚线分开的4个不同的标定间隔描绘在图中。斜向的粗虚线箭头代表基于所有20个标准点间的相互关系而计算的平均值。在标定曲线和粗虚线箭头之间延伸的细箭头说明独立于动态范围和浓度间隔的各标定曲线可被描述为(在这种情况下)所有20个不同标准点的函数。与对于使用较少标定样品浓度的单次测定而通常存在的6个单独标定点相比，这允许提高精确度。
对每个标定点都使用若干结合分子(例如重组抗体例如嵌合抗体(实施例1)、人IgG自身抗体(实施例2)、或肽/蛋白生物标志物(实施例3))的原因是为了减少标定中的可能变化性，所述变化性归因于捕获剂(例如变应原组分(实施例1)、人IgG自身抗体所结合的抗原(实施例2)或对目标肽/蛋白生物标志物具有特异性的抗体(实施例3))的固定中的变化性，其可发生在微阵列芯片的制造期间。因此，即使1或2种组分偏离期望值，这也不会明显影响标定曲线。
标定曲线可以是线性逼近(如例如图1所示)或S形曲线的形式。亦在本发明范围内的是，使用更大数量的结合分子(例如重组抗体例如嵌合抗体(实施例1)、人IgG自身抗体(实施例2)，或肽/蛋白生物标志物(实施例3))并测定若干不同的标定曲线，从而进一步补偿曲线形式中的差异，所述差异归因于捕获剂(例如变应原组分(实施例1)、人IgG自身抗体所结合的抗原(实施例2)或对目标肽/蛋白生物标志物具有特异性的抗体(实施例3))的变化特性。
以上实施例说明了涉及标定试剂、其生产方法及其用途的本发明。所述实施例仅仅是说明性的，不得视为限制本发明，本发明由所附权利要求书的范围限定。
表1. 可用于多重测定的变应原组分
。
Claims (24)
1.用于标定多重测定的方法的标定试剂，其包含至少2种不同的嵌合抗体，其中每种嵌合抗体具有特异性结合到表1中列举的至少一种变应原组分的能力，并且其中至少2种所述不同的嵌合抗体具有不同的特异性并且在标定试剂中以不同浓度存在，从而代表相同标定曲线中的不同的标定点/间隔。
2.权利要求1的标定试剂，包含至少5种不同的小鼠-人嵌合IgE抗体。
3.权利要求1的标定试剂，包含至少10种不同的小鼠-人嵌合IgE抗体。
4.权利要求1的标定试剂，包含至少15种不同的小鼠-人嵌合IgE抗体。
5.权利要求1的标定试剂，其中每种嵌合抗体具有特异性结合到选自以下的变应原组分的能力：Bet v 1、Der p 2、Ole e 1、Gal d 1、Art v 1、Fel d 1、Phl p 1、Amb a 1、Canf 1、Der p 1、Gal d 2、Can f2、Can f5、Phl p 5和Pru p 3。
6.权利要求5的标定试剂，由15种不同的小鼠-人嵌合IgE抗体溶液组成，其中每种嵌合抗体具有特异性结合到选自以下的变应原组分的能力：Bet v 1、Der p 2、Ole e 1、Gal d1、Art v 1、Fel d 1、Phl p 1、Amb a 1、Can f 1、Der p 1、Gal d 2、Can f2、Can f5、Phl p5和Pru p 3。
7.权利要求1-6中任一项的标定试剂的用途，用于标定多重测定的方法，其包括：
将标定试剂加入到其上已固定多种变应原组分的固相，
加入具有结合到所述标定试剂的能力的检测分子，
检测结合的检测分子，
从而建立包含许多标定点/间隔的标定曲线，
其特征在于，所述标定试剂包含至少2种不同的嵌合抗体，其中每种嵌合抗体具有特异性结合到固定在固相上的变应原组分的能力和结合到检测分子的能力，并且其中至少2种嵌合抗体具有不同的特异性并且在标定试剂中以不同浓度存在，从而代表相同标定曲线中的不同的标定点/间隔。
8.权利要求7的用途，其中所述嵌合抗体是小鼠-人嵌合抗体，其包含变应原-特异性单克隆小鼠IgG的重链可变结构域和人IgE重链。
9.权利要求7的用途，其中所述多种变应原组分是至少5种不同的变应原组分。
10.权利要求7的用途，其中所述多种变应原组分是至少10种不同的变应原组分。
11.权利要求7的用途，其中所述多种变应原组分是至少50种不同的变应原组分。
12.权利要求7的用途，其中所述多种变应原组分是至少100种不同的变应原组分。
13.权利要求7的用途，其中所述变应原组分是天然的或重组的变应原组分。
14.权利要求7的用途，其中所述检测分子是抗免疫球蛋白缀合物。
15.权利要求7的用途，其中所述抗免疫球蛋白缀合物是抗人IgE缀合物。
16.包含权利要求1-6中任一项的标定试剂的试剂盒，其适用于标定方法，其中每种嵌合抗体具有结合到检测分子的能力，并且其中至少2种嵌合抗体在标定试剂中以不同浓度存在，从而代表相同标定曲线中的不同的标定点/间隔，所述标定曲线通过进行所述标定方法来产生，所述标定方法包括：
将标定试剂加入到其上已固定多种变应原组分的固相，
加入具有结合到所述标定试剂的能力的检测分子，
检测结合的检测分子，
从而建立包含许多标定点/间隔的标定曲线，
其特征在于，所述标定试剂包含至少2种不同的嵌合抗体，其中每种嵌合抗体具有特异性结合到固定在固相上的变应原组分的能力和结合到检测分子的能力，并且其中至少2种所述嵌合抗体具有不同的特异性并且在标定试剂中以不同浓度存在，从而代表相同标定曲线中的不同的标定点/间隔。
17.权利要求16的试剂盒，其中所述嵌合抗体是包抗免疫球蛋白缀合物含变应原-特异性单克隆小鼠IgG的重链可变结构域和人IgE重链的小鼠-人嵌合抗体。
18.权利要求16的试剂盒，其中所述多种变应原组分是至少5种不同的变应原组分。
19.权利要求16的试剂盒，其中所述多种变应原组分是至少10种不同的变应原组分。
20.权利要求16的试剂盒，其中所述多种变应原组分是至少50种不同的变应原组分。
21.权利要求16的试剂盒，其中所述多种变应原组分是至少100种不同的变应原组分。
22.权利要求16的试剂盒，其中所述变应原组分是天然或重组变应原组分。
23.权利要求16的试剂盒，其中所述检测分子是抗免疫球蛋白缀合物。
24.权利要求16的试剂盒，其中所述抗免疫球蛋白缀合物是抗人IgE缀合物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |