JP2016507743A - 心血管系疾患発症リスクの予測的マーカーとしての成長ホルモンの空腹時レベル - Google Patents
心血管系疾患発症リスクの予測的マーカーとしての成長ホルモンの空腹時レベル Download PDFInfo
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Abstract
Description
・該被験者由来の体液中の成長ホルモン(hGH)及び/又はそのアイソフォームの空腹時レベルを決定し、及び
・該成長ホルモン及び/又はそのアイソフォームの空腹時レベルと、心血管系リスク又は全体的な死亡リスクとを関連付けて、増強されるレベルは増強されるリスクを予測する。
・該被験者から得られた体液中の成長ホルモン(hGH)及び/又はそのアイソフォームの空腹時レベルを決定し、及び
・該成長ホルモン及び/又はそのアイソフォームの空腹時レベルと、心血管系リスク又は総死亡リスクとを関連付け、増強されるレベルは、増強されるリスクを予測すること、を含んでいる。
・該被験者から得られた体液中の成長ホルモン(hGH)、及び/又はそのアイソフォームの空腹時レベルを決定し、及び
・該成長ホルモン(hGH)、及び/又はそのアイソフォームの空腹時レベルと、心血管系リスク又は総死亡リスクとを関連付けことを含み、増強されるレベルは、増強されるリスクを予測し、
ここで、心血管系リスクが、有害事象又は総死亡リスクと定義されるものであって、該有害事象リスク又は総死亡リスクが、該被験者から該体液を採取後の10年以内、5年以内、又は2.5年以内に予測される。
配列番号1:hGH アイソフォーム1(22KD)
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抗体の親和性を決定するために、固定化された抗体に対するhGHの結合の反応速度論をBiacoa2000システム(GEヘルスケア ヨーロッパ有限会社、フレイバーグ、ドイツ)を用い、無標識の表面プラズモン共鳴法により決定した。製造業者の使用説明書に従い、CM5センサー表面に高密度に共有結合された抗マウスFc抗体(マウス抗体捕捉キット;GEヘルスケ)を用いて、抗体の可逆的固定を行った{59}。
他に言及がなければ、試薬はメルク社(ダルムシュタット、ドイツ)よりp.aグレードで購入されてものである。
免疫とキャリブレーションのために、組換えヒト成長ホルモン(NIBCコード 98/574、国立生物製品基準規制機構(National Institute for Biological Standards and Control)、ハートフォードシャー、英国)を使用した。
hGHに対するマウスモノクローナル抗体はUNICUにより開発された(カールスブルグ、ドイツ)。
0日目及び14日目において、BALB/cマウスは100μgのhGHが免疫され(完全フロイトアジュバント100μL中に乳化)、21日目及び28日に50μgのhGH(完全フロイトアジュバント100μL中)が免疫された。細胞融合実験を行う3日前、当該動物には100μL生理食塩中に溶解された50μgの抱合体(conjugate)が腹腔内及び静脈に注射で投与された。
本発明者らはさらなる探索のために5つの抗体を選択した。
全ての抗体は、以下の手順に沿って、アクリジニウムエステルで標識された:
固相:ポリスチレンチューブ(グライナー バイオ―ワン インターナショナル社、オーストリア)は、抗体(1.5μg抗体/0.3mL 100mmol/L NaCl、50mmol/L Tris/HCl、pH7.8)でコートされた(18時間、室温)。5%ウシ血清アルブミンでブロッキング後、チューブはPBS、pH7.4で洗浄され、真空乾燥された。
50μLサンプル(又はキャリブレーター)はコートしたチューブへピペットにて添加され、標識抗体(200μL)を加え、チューブは2時間、18−25℃で保温された。結合されなかったトレーサーは、洗浄液(20mmol/L PBS、pH7.4、0.1%Triton X−100)で5回洗浄されることで除かれた。チューブに結合された標識抗体はLB953で測定された。濃度が1ng/mLに固定されているhGHが使用された。異なった抗体の組み合わせにおけるノイズ(us−hGH非含有のRLU)に対するシグナル(1ng/mLにおけるRLU)の比を表1に示す。全ての抗体は他の抗体と伴にサンドイッチ複合体を形成可能であった。ノイズに対する強力なシグナルを伴った抗体ペア(ベスト感度)は、続いて行うus−hGH−イッムノアッセイを実施するために使用された:hGH G12抗体はチューブコート抗体として使用され、hGH H4抗体は標識抗体として使用された。
アッセイは、20mM K2PO4、6mM EDTA、0.5%BSA、50μMアマスタチン(Amastatin)、100μM ロイペプチン(Leupeptin)、pH8.5中に溶解された組換えhGH(WHO国際標準、NIBSC コード98/574)の希釈物によりキャリブレーションが行われた(図1)。
分析的アッセイ感度(hGH非含有サンプルの20検体のRLUの平均値+2SD)はhGH 2pg/mLであって、機能的アッセイ感度(上述参照)は8.5pg/mLであった。復元率と希釈率は、5−10,000pg/mL hGHの内部測定範囲の>85%であった。組換えhGH(22KD)特異的us−hGHアッセイ及びhGHアッセイ間のN=997サンプルの相関関数はr=0.98であって、0.95のrは、脳下垂体から天然に産生するhGHアイソフォームを優先的に認識するアッセイで見られる{20}。これらデータは、本発明中で、全てのhGHアイソフォーム測定の適合性を示している。
対象及び方法
研究集団
マルメダイエットアンドキャンサースタディー(MDC)は、1991年から1996年の間に実施された28499人の母集団によるプロペクティブ(prospective)疫学的コホートである{18}。このコホート由来のランダムサンプルには、1991年11月から1994年2月(n=6103)に調べられたMDC心血管系コホート(MDC−CC)が含まれており、MDC−CCは、当初、頸動脈疾患の疫学調査を目的とするものであった{19}。空腹時の血漿サンプルの値が欠けているものや、糖尿病の罹患率又は空腹時HDL−C、LDL−C若しくはhGHの値のデータが無い被験者を除外すると、4454人が残り、一次研究コホートを構成する。
参加者は既往歴、健康診断及び研究所事前評価を受けた。血圧は、仰向きの姿勢にて10分間休んだ後、水銀コラム血圧計にて測定した。ウエスト周りはへその位置で測定した。現在のタバコの喫煙は、過去1年以内に喫煙していたかどうかで定義し、自己管理アンケートによって調査された。ベースラインにおける降圧薬服用の普及を記録するために、日記と組み合わせた同様のアンケートが使用された。糖尿病は、医者が行った診断の自己申告、糖尿病薬の使用、又は空腹時の全血グルコースが6.0mmol/L(109mg/dL)より高い場合のいずれかとして定義された。
本発明者らは4つの主要な結果、冠状動脈疾患、脳卒中、心臓血管系死亡率、総死亡率を調べた。それぞれのスウェーデン人個別ID番号と、スウェーデン人病院退院記録(Swedish Hospital Discharge Register (SHDR))、スウェーデン人死因記録(Swedish Cause of Death Register(SCDR))、マルメ脳卒中記録(the Stroke in Malmo Register)及び、心臓病における推奨された治療法により評価された根拠に基づく治療の強化及び開発のためのスウェーデンウェブシステム(Swedish Web−system for Enhancement and Development of Evidence−based care in Heart disease Evaluated According to Recommended Therapies (SWEDEHEART))の記録の関連付けを通してエンドポイントが検索された。結果を分類するためのこれらの記録の使用は、以前有効性が確認されており、心筋梗塞のような事象を検出するための感度は90%を超えることが示されている{21}、{22}、{23}。CADは、致命的又は非致命的な心筋梗塞、虚血性心疾患による死、経皮的冠動脈形成術(PCI)又は冠動脈バイパス術のうち、いずれか早い方と定義されており、SHDR、又はSCDRのそれぞれにおいて、国際疾病分類 第9版及び10版(ICD−9、ICD−10)コード410及びI21、SCDRのコード412及び414(ICD−9)又はI22、I23及びI25(ICD−10)に基づいている。脳卒中は、コード430、431、434及び436(ICD−9)、又はI60、I61、I63及びI64(ICD−10)に基づき、致命的又は非致命的脳卒中と定義された。心血管系の死はSCDRにおいて、コード390−459(ICD−9)又はI00−I99(ICD−10)に基づき定義された。結果に対するフォローアップは2009年6月30日まで延長した。
空腹時のhGHの値は、右歪曲分布(right−skewed distribution)を示し、解析前に自然対数へと変換された。hGHが、従前の心血管系リスク因子{24}と相関があるかどうか確かめるために、ベースラインにおいて線形回帰モデルを用い、従属変数としてのhGHと、非従属変数としての年齢、性別、現在の喫煙状況、降圧剤摂取、糖尿病、並びに、収縮期血圧、BMI、HDL−C及びLDL−Cのための標準化された値を、独立(未処理(clude))又は同時(多変量補正)に導入した横断的解析(cross sectional analyses)を実施した。
横断的解析(Cross−sectional analysis)
コホートのベースライン特性は表2に示している。期待された通り、女性は、男性よりもhGHの空腹時の値が有意に高かった(表3)。クルード回帰モデルにおいて、女性の年齢を除き、全ての変数は、両方の性別におけるhGHレベルの重要な決定要因であった(表4)。補正したモデルにおいては、年齢、現在の喫煙及びHDL−Cは、hGHと有意な正の相関関係があり、一方で、LDL−C及びBMIは男女ともに有意に負の相関関係があった(表4)。収縮期血圧は女性において、有意に負の相関関係があったが、男性ではなかった。女性において、糖尿病は、単純な解析ではhGHと強い負の相関関係があったが、補正した解析においては、有意差はないボーダーラインであった。逆に、男性におけるhGHと糖尿病との間の相関関係は、いずれのモデルを用いた場合においても正であり、有意であった。重回帰モデルでは、男性に対しては9.5%のR2値、女性に対しては11.8%であった。全コホートを解析し、性別で補正すると、R2値は39%であった。hGHに関連した変数、ウエスト、インシュリン(自然対数)及び体脂肪率の追加は、男性に対しては10.4%、女性に対しては12.6%のR2値を与えた。これらの追加変数を含んだクルード回帰モデルは、全て空腹時hGHレベルと有意な負の相関関係を示した。
フォローアップ期間の中央値が16.1年(IQR、15.4−16.7)の期間中、CADの既往歴が無い4358人(男性1799人、女性2559人)のうち、401人(男性249人、女性152人)はCAD事象を経験した。全コホートにおいて、ベースラインhGHのそれぞれのSD増加は、1.14(P=0.08)の多変量補正(multivariate―adjusted)HRと関連性があった(表5)。HRは、男性の独立した解析結果と同様であったが(HR、1.17;p=.01)、女性では有意な上昇はなかった。CADの結果において、有意な性別間相互作用はなかった(p=.37)。hGHの最高四分位 対 最低四分位数は、総合解析においてHRが1.33(95%CI、0.99−1.78;p=.05)、男性では1.49(95%CI、1.01−2.09;p=.04)と関連していたが、女性では有意差がなかった(p=.91)(表6)。
コホート中の4417人(男性1849人、女性2568人)は脳卒中の既往歴が無かった。フォローアップ期間の中央値が16.2年(IQR、15.5−16.7)の間、265人(男性152人、女性123人)が脳卒中を罹患した。ベースラインにおけるそれぞれの空腹時hGHのSD増加は、全体コホートにおける多変量補正したHRが1.19と関連性があり、性別特異的解析では、男性においてHRが1.18であり、女性では有意差は無かった。結果において性別間相互作用に有意差は無かった(p=.81)。hGHの最高四分位数 対 最低四分位数は、総合解析において、HRが1.47(95%CI、1.03−2.11;p=.04)と関連しており、男性では1.48(95%CI、0.91−2.42;p=.11)、女性では1.46(95%CI、0.83−2.58;p=.19)であった。
コホート中の4452人(男性1872人、女性2568人)のうち、698人(男性383人、女性315人)はフォローアップ期間の中央値16.2年(IQR、15.6−16.7)の後、死亡した。ベースラインにおける空腹時hGHのそれぞれのSD増加は、全体コホートにおいて、多変量補正したHRが1.21と関連しており、男性のHR1.26と一致していたが、女性では有意差は無かった。性別の相互作用の解析は、結果における性別間の有意な差を示した(p=.01)。hGHの最高四分位数 対 最低四分位数は、総合解析におけるHRが1.46(95%CI、1.17−1.84;p<.001)、男性におけるHRが2.05(95%CI、1.47−2.86;p<.001)と関連していたが、女性では有意差が無かった(p=.96)
コホートにおいて、ベースライン時およびフォローアップ期間中において、4452人は解析可能であって、総死亡率におけるコホートと一致しており、これらのうち215人(男性126人、女性89人)は主要な死因として心血管系事象により死亡した。ベースラインにおけるそれぞれの空腹時hGHのSD増加は、全コホートにおける、多変量補正したHR 1.51と関連していた。性別特異的なHRは、男性では1.41、女性では1.38であった。この結果においては、性別間相互作用には有意差は無かった(p=.81)。hGHの最高四分位数 対 最低四分位数は、総合解析においてHRが2.68(95%CI、1.70−4.23;p<.001)、男性では3.41(95%CI、1.76−6.61;p<.001)と関連しており、女性では、1.98(95%CI、0.98−3.81;p=.06)であった。図2は、男性におけるCVD死亡事象の時間依存的な発生を示す。
CVDによる死の時間依存的発生は図2に記載されている。
男性のCVDによる死の短期間リスク予測において、hGHは特に強く示す。事象の相対的リスク(ベースラインにおける四分位数 4 対 四分位数 1)は、男性のCVDによる死の2.5年リスク予測に対しては>15、5年リスク予測に対しては、9.1、10年リクス予測に対しては7.9、15年リスク予測に対しては4.2である。これらのデータは、hGHの強力な短期間予測能力及びhGHの連続測定の適合性を示す。
総合CAD解析及び脳卒中解析においては、NRI解析は、CAD及び脳卒中に対しては有意差が無かったが、改善傾向が確認できた。総死亡率の結果において、NRIは男性では有意であったが(4.5%;p=0.005)、女性では有意ではなかった。改善の大部分は、無事象の下位分類から生じた(8.6%)。心血管系の死において、NRIは全ての被験者において11.1%(p<.001)であり、女性コホートでは10.2%(p=.05)であり、インシデント事象の上位分類で特に改善が見られた(総合サンプルでは、イベントの14.4%が向上、女性では16.9%)。
Claims (24)
- 被験者における10年以内の心血管系リスク又は総死亡リスクを予測するための方法であって、
・前記被験者から得られた体液中の成長ホルモン(hGH)、及び/又はそのアイソフォームの空腹時レベルを決定し;及び
・前記成長ホルモン(hGH)、及び/又はそのアイソフォームの空腹時レベルと、心血管系リスク又は総死亡リスクとを関連付け、ここで、増強されるレベルは、増強されるリスクを予測し、
ここで、前記血管系リスクは、有害事象又は総死亡リスクとして定義され、前記有害事象リスク又は前記総死亡リスクは10年以内に予測される方法。 - 心血管系リスクが、脳卒中、CVD(心血管系疾患)による死、及び冠状動脈疾患(CAD)を含む群から選択される有害事象として定義され、ここで、後者は、致命的若しくは非致命的な心筋梗塞、虚血性心疾患による死、経皮冠動脈形成術(PCI)又は冠動脈バイパス術(CABG)を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記心血管系リスク又は総死亡リスクが5年又は2.5年の期間に予測される、請求項1又は2に記載の方法。
- CVDによる死のリスクが予測され、ここで、CVDによる死が、心筋梗塞、心不全、又は脳梗塞による死である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記被験者が男性である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 体液中の成長ホルモン(hGH)及び/又はそのアイソフォームの前記空腹時レベルが、100pg/mL未満、好ましくは50pg/mL未満、好ましくは30pg/mL未満、好ましくは20pg/mL未満、好ましくは10pg/mL未満、好ましくは5pg/mL未満、好ましくは2pg/mL未満の分析的アッセイ感度を有する超高感度アッセイによって決定される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 体液中の成長ホルモン(hGH)及び/又はそのアイソフォームの前記空腹時レベルが、400pg/mL未満、好ましくは200pg/mL未満、好ましくは120pg/mL未満、好ましくは80pg/mL未満、好ましくは40pg/mL未満、好ましくは20pg/mL未満、好ましくは10pg/mL未満、最も好ましくは8.5pg/mL未満の機能的アッセイ感度を有する超高感度アッセイによって決定される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記アッセイが、前記体液中の分泌型hGHアイソマーの1つ若しくは2以上のいずれかに対して特異的であり、又は前記体液中の、アイソマー1、アイソマー2、アイソマー3及びアイソマー4(配列番号1〜4)を含む群から選択される、hGHの全ての分泌型アイソマーに特異的であり、かつ、決定する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記方法は、被験者における心血管系リスク若しくは総死亡リスクを監視するために、又は治療経過を監視するために、2度以上実施される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記監視は、採用される予防的及び/又は治療的手段に対する、前記被験者の反応を評価するために実施される、請求項9に記載の方法。
- 前記被験者をリスクグループへ階級化するため、及び/又は心血管系リスク若しくは総死亡リスクのために前記被験者を再分類するための、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記体液は血液、血漿、又は血清である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記被験者は男性であり、閾値は340pg/mL〜60pg/mLであって、340pg/mLを超える成長ホルモン(hGH)及び/又はそのアイソフォームの空腹時レベルを高リスクと予測し、60pg/mL未満の空腹時レベルを低リスクと予測する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記被験者は女性であり、閾値は3150pg/mL〜400pg/mLであって、3150pg/mLを超える成長ホルモン(hGH)及び/又はそのアイソフォームの空腹時レベルを高リスクと予測し、400pg/mL未満の空腹時レベルを低リスクと予測する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記CVD(心血管系疾患)が、心筋梗塞、心不全、及び脳卒中から選択される、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
- 付加的に、年齢、糖尿病の存在、現在の喫煙を含む群から選択される、少なくとも1つの臨床パラメーターが決定される、請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
- 付加的に、前記被験者の体液中の少なくとも1つのさらなるバイオマーカーが決定され、前記心血管系リスク又は前記総死亡リスクと関連付けられ、ここで、前記付加的なバイオマーカーは、プロニューロテンシン(PNT)1−117及び少なくとも5アミノ酸長を有するそのフラグメント、C反応性タンパク(CRP)、プロ脳性ナトリウム利尿ペプチド(pro−BNP)1−108、プロBNP、BNP、プロ心房性ナトリウム利尿ペプチド1−98(proANP−N−末端フラグメント)、Pro−ANP、アドレノメデュリン、プロアドレノメデュリン(proADM)24−71、プロADM127−164、プロ心房性ナトリウム利尿ペプチド(pro−ANP)及び少なくとも5アミノ酸長を有するそのフラグメント、ST−2、GDF15、ガレクチン−3及びコペプチンを含む群から選択される、請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記被験者は女性であり、付加的に、前記女性被験者の体液中の1つのさらなるバイオマーカーが決定され、前記心血管系リスク又は前記総死亡リスクと関連付けられ、前記付加的バイオマーカーがプロニューロテンシン(PNT)及び少なくとも5アミノ酸長を有するそのフラグメントである、請求項1〜4及び請求項6〜17のいずれか1項に記載の方法。
- 前記被験者は疾病を有する、又はアテローム性動脈硬化、高血圧、心不全、心筋梗塞を含む群から選択される事象を有していた、請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記成長ホルモン(hGH)及び/又はそのアイソフォームの空腹時レベルが、免疫アッセイで測定される、請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。
- 前記免疫アッセイが、10-8M以下の結合親和性を有する、少なくとも1つの抗体、好ましくは2つの抗体を含む、請求項20に記載の方法。
- hGH及びそのアイソフォームに対する結合親和性が10-8M以下である、少なくとも1つの単一特異的バインダー、好ましくは2つの単一特異的バインダーを含む超高感度hGHアッセイであって、ここで、前記バインダー(単数又は複数)は、分泌型hGHアイソマーの1つ若しくは2以上に対して特異的であり、又はアイソマー1、アイソマー2、アイソマー3及びアイソマー4(配列1〜4)を含む群から選択されるhGHの全ての分泌型アイソマーに対して特異的であり、かつ、結合し、超高感度アッセイが、100pg/mL未満、好ましくは50pg/mL未満、好ましくは30pg/mL未満、好ましくは20pg/mL未満、好ましくは10pg/mL未満、好ましくは5pg/mL未満、好ましくは2pg/mL未満の分析的アッセイ感度を有し、又は400pg/mL未満、好ましくは200pg/mL未満、好ましくは120pg/mL未満、好ましくは80pg/mL未満、好ましくは40pg/mL未満、好ましくは20pg/mL未満、好ましくは10pg/mL未満、最も好ましくは8.5pg/mL未満の機能的アッセイ感度を有する超高感度hGHアッセイ。
- 前記単一特異的バインダーがモノクローナル抗体である、請求項22に記載の超高感度hGHアッセイ。
- 請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法における、請求項22又は23に記載の超高感度hGHアッセイの使用。
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