JP6993654B2 - 腎機能を推定する方法及びシステム - Google Patents
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Description
[1] 評価対象の腎機能を推定する方法であって、
任意の対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を説明変数とし、前記任意の対象の糸球体濾過量を目的変数とする回帰分析によって、予め得られた以下の式(I):
Y=a1・X1+a2・X2+・・・+an・Xn+b ・・・(I)
[式中、
a1~anは、前記回帰分析により得られた定数を表し、
X1~Xnは、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の変数を表し、
bは、前記回帰分析により得られた定数を表す。]
を用い、前記評価対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量から算出される前記値Yに基づいて、前記評価対象の腎機能を推定する工程、
を含む、方法。
[2] 前記評価対象の腎機能を推定する工程が、前記値Yに基づいて前記評価対象の糸球体濾過量を推定し、それによって前記評価対象の腎機能を推定する工程である、項目1に記載の方法。
[3] 前記生体試料が、血液、血漿又は血清である、項目1又は2に記載の方法。
[4] 相関係数R≧0.5となる前記式(I)を用いる、項目1~3のいずれか1項に記載の方法。
[5] 相関係数R≧0.8となる前記式(I)を用いる、項目1~3のいずれか1項に記載の方法。
[6] さらに、前記説明変数が、クレアチニン及びシスタチンCからなる群から選択される因子の量を含み、
前記X1~Xnが、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の変数を表す、項目1~5のいずれか1項に記載の方法。
[7] 前記説明変数が、D,L-アミノ酸の量の対数を標準化した値であり、
前記目的変数が、糸球体濾過量の対数を標準化した値であり、
前記X1~Xnには、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の対数を標準化した値が適用される、項目1~5のいずれか1項に記載の方法。
[8] さらに、前記説明変数が、クレアチニン及びシスタチンCからなる群から選択される因子の量の対数を標準化した値を含み、
前記X1~Xnが、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の変数を表し、ここで前記X1~Xnには、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の対数を標準化した値が適用される、項目7に記載の方法。
[9] 前記X1~Xnが、少なくとも、D-セリン、D-アラニン、D-プロリン及びD-アスパラギンからなる群から選択された因子の量の変数を含む、項目1~8のいずれか1項に記載の方法。
[10] 前記任意の対象の糸球体濾過量が、イヌリンクリアランス、クレアチニンクリアランス、51Cr-EDTAクリアランス、125I-イオタラム酸ナトリウムクリアランス、99mTc-DTPAクリアランス、チオ硫酸ナトリウムクリアランス、イオヘキソールクリアランス、イオジキサノールクリアランス、又はイオタラメイトクリアランスによって算出された糸球体濾過量である、項目1~9のいずれか1項に記載の方法。
[11] 前記評価対象が、既存の検査により腎臓病の疑いがあると判定された評価対象である、項目1~10のいずれか1項に記載の方法。
[12] 腎機能が低下していると判定された前記評価対象に対して、治療介入が行われる、項目1~11のいずれか1項に記載の方法。
[13] 前記治療介入が、生活習慣改善、食事指導、血圧管理、貧血管理、電解質管理、尿毒素管理、血糖値管理、免疫管理及び脂質管理からなる群から選ばれる、項目12に記載の方法。
[14] 前記治療介入として、利尿薬、カルシウム拮抗薬、アンジオテンシン変換酵素阻害薬、アンジオテンシン受容体拮抗薬、交感神経遮断薬、SGLT2阻害薬、スルホニル尿素薬、チアゾリジン薬、ビグアナイド薬、α―グルコシダーゼ阻害薬、グリニド薬、インスリン製剤、NRF2活性化剤、免疫抑制剤、スタチン系薬剤、フィブラート系薬剤、貧血治療薬、エリスロポエチン製剤、HIF-1阻害剤、鉄剤、電解質調整薬、カルシウム受容体作動薬、リン吸着剤、尿毒素吸着剤、DPP4阻害薬、EPA製剤、ニコチン酸誘導体、コレステロールトランスポーター阻害剤、PCSK9阻害剤からなる群から選ばれる少なくとも1の薬剤を前記対象に投与することを含む、項目12又は13に記載の方法。
[15] 記憶部と、分析測定部と、データ処理部と、出力部とを含む、評価対象の腎機能を推定するシステムであって、
前記記憶部は、
任意の対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を説明変数とし、前記任意の対象の糸球体濾過量を目的変数とする回帰分析によって、予め得られた以下の式(II):
Y=a1・X1+a2・X2+・・・+an・Xn+b ・・・(II)
[式中、
a1~anは、前記回帰分析により得られた定数を表し、
X1~Xnは、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の変数を表し、
bは、前記回帰分析により得られた定数を表す。]
を記憶し;
前記分析測定部は、評価対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を定量し;
前記データ処理部は、前記評価対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を、前記記憶部に記憶された前記式(II)にあてはめて値Yを算出し、前記値Yに基づいて前記評価対象の腎機能を推定し;
前記出力部は、推定された前記評価対象の腎機能についての情報を出力する、システム。
[16] 前記データ処理部が、前記評価対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を、前記記憶部に記憶された前記式(II)にあてはめて値Yを算出し、前記値Yに基づいて前記評価対象の糸球体濾過量を推定し、それによって前記評価対象の腎機能を推定する、項目15に記載のシステム。
[17] 前記生体試料が、血液、血漿又は血清である、項目15又は16に記載のシステム。
[18] 相関係数R≧0.5となる前記式(II)を用いる、項目15~17のいずれか1項に記載のシステム。
[19] 相関係数R≧0.8となる前記式(II)を用いる、項目15~17のいずれか1項に記載のシステム。
[20] さらに、前記説明変数が、クレアチニン及びシスタチンCからなる群から選択される因子の量を含み、
前記X1~Xnが、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の変数を表す、項目15~19のいずれか1項に記載のシステム。
[21] 前記説明変数が、D,L-アミノ酸の量の対数を標準化した値であり、
前記目的変数が、糸球体濾過量の対数を標準化した値であり、
前記X1~Xnには、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の対数を標準化した値が適用される、項目15~19のいずれか1項に記載のシステム。
[22] さらに、前記説明変数が、クレアチニン及びシスタチンCからなる群から選択される因子の量の対数を標準化した値を含み、
前記X1~Xnが、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の変数を表し、ここで前記X1~Xnには、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の対数を標準化した値が適用される、項目21に記載のシステム。
[23] 前記X1~Xnが、少なくとも、D-セリン、D-アラニン、D-プロリン及びD-アスパラギンからなる群から選択される因子の量の変数を含む、項目15~22のいずれか1項に記載のシステム。
[24] 前記任意の対象の糸球体濾過量が、イヌリンクリアランス、クレアチニンクリアランス、51Cr-EDTAクリアランス、125I-イオタラム酸ナトリウムクリアランス、99mTc-DTPAクリアランス、チオ硫酸ナトリウムクリアランス、イオヘキソールクリアランス、イオジキサノールクリアランス、又はイオタラメイトクリアランスによって算出された糸球体濾過量である、項目15~23のいずれか1項に記載のシステム。
[25] 前記評価対象が、既存の検査により腎臓病の疑いがあると判定された評価対象である、項目15~24のいずれか1項に記載のシステム。
任意の対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を説明変数とし、前記任意の対象の糸球体濾過量を目的変数とする回帰分析によって、予め得られた以下の式(I):
Y=a1・X1+a2・X2+・・・+an・Xn+b ・・・(I)
[式中、
a1~anは、前記回帰分析により得られた定数を表し、
X1~Xnは、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の変数を表し、
bは、前記回帰分析により得られた定数を表す。]
を用い、前記評価対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量から算出される前記値Yに基づいて、前記評価対象の腎機能を推定する工程、
を含む方法を提供する。当該方法は、医師が診断を行うためのデータの提供を行うことができ、診断の予備的方法又は診断補助方法ということもできる。
Y=a1・X1+a2・X2+・・・+an・Xn+b ・・・(I)
[式中、
a1~anは、前記回帰分析により得られた定数を表し、
X1~Xnは、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の変数を表し、
bは、前記回帰分析により得られた定数を表す。]
が予め得られる。本発明では、上記式(I)を用いることにより、評価対象の腎機能を推定することができる。
記憶部11は、入力部12から入力された、
任意の対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を説明変数とし、前記任意の対象の糸球体濾過量を目的変数とする回帰分析によって、予め得られた以下の式(II):
Y=a1・X1+a2・X2+・・・+an・Xn+b ・・・(II)
[式中、
a1~anは、前記回帰分析により得られた定数を表し、
X1~Xnは、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の変数を表し、
bは、前記回帰分析により得られた定数を表す。]を記憶し、
分析測定部13は、評価対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を定量し、
データ処理部14は、前記評価対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を、前記記憶部に記憶された前記式(II)にあてはめて値Yを算出し、前記値Yに基づいて前記評価対象の腎機能を推定し、
出力部15が推定された前記評価対象の腎機能についての情報を出力することができる。なお、式(II)は、上述の評価対象の腎機能を推定する方法で用いられた式(I)と同一のものであり、評価対象の腎機能を推定する方法の説明が、評価対象の腎機能を推定するシステム、プログラムでも適用されるため、説明の一部は省略する。
Y=a1・X1+a2・X2+・・・+an・Xn+b ・・・(II)
[式中、
a1~anは、前記回帰分析により得られた定数を表し、
X1~Xnは、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の変数を表し、
bは、前記回帰分析により得られた定数を表す。]を記憶する。また、値Yに応じた腎機能分類を記憶することもできる。
入力部から入力されたD,L-アミノ酸の量を記憶部に記憶させ、
記憶部に予め記憶された、任意の対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を説明変数とし、前記任意の対象の糸球体濾過量を目的変数とする回帰分析によって、予め得られた以下の式(II):
Y=a1・X1+a2・X2+・・・+an・Xn+b ・・・(II)
[式中、
a1~anは、前記回帰分析により得られた定数を表し、
X1~Xnは、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の変数を表し、
bは、前記回帰分析により得られた定数を表す。]と、D,L-アミノ酸の量とを読み出し、データ処理部に値Yを決定させ、
決定された値Yを記憶部に記憶させ、そして
記憶された値Yを出力部に出力させる
ことを前記情報処理装置に実行させるための指令を含む。本発明のプログラムは、記憶媒体に格納されてもよいし、インターネット又はLAN等の電気通信回線を介して提供されてもよい。
被験者集合
診断及び/又は治療目的のために大阪大学医学部付属病院腎臓内科(Department of Nephrology,Osaka University Hospital))に、2016年~2017年の間に入院した慢性腎臓病(CKD)患者からなるコホートから、11人の患者について、後ろ向き研究に用いた。それとは別に、国立医薬基盤・健康・栄養研究所では15名の20歳以上の健常ボランティアを採用した。試験プロトコルは、各施設における倫理委員会により承認され、かつすべての被験者から書類によるインフォームドコンセントを取得した。
被験者のイヌリンクリアランス(Cin)を、Clin Exp Nephrol 13,50-54(2009)に記載された標準方法に従い、血液及び尿中のイヌリン濃度、並びに尿体積から計算した。簡潔に記載すると、絶食、服薬延期、及び水負荷環境下で、1%のイヌリン(イヌリード注:株式会社富士薬品)を2時間の持続静脈内点滴の間に、血液及び尿サンプルを異なる3時点で採取した。被験者は、点滴の30分前に、経口で500mLの水を飲水した。水負荷を維持するために、イヌリン点滴の開始後、60mLの水を40、60、90分で飲水した。点滴の初期速度は、最初の30分間について、300mL/hであり、続いて90分について100mL/hとした。イヌリン点滴の開始後、45、75、及び105分において血液試料を採取した。被験者は、点滴開始後、30分で完全に膀胱を空にするように排尿した。次に、尿サンプルを、30分~60分の間、60分~90分の間、及び90~120分の間で採取した。イヌリンは、酵素法を用いて計測した。3つのCin値の平均を、標準方法によるCin(Cin-ST)として用いた(図3-1及び3-2)。
サンプル調製
ヒト血漿からのサンプル調製を、下記のとおり行った:
20倍体積のメタノールを血漿に添加し、完全に混合した。遠心後、メタノールホモジネートから得られた上清の10μLを褐色チューブに移し、減圧乾燥させた。残渣に、20μLの200mMホウ酸ナトリウム緩衝液(pH8.0)及び5μLの蛍光標識試薬(無水MeCN中に40mMの4-フルオロ―7-ニトロ-2,1,3-ベンゾオキサジアゾール(NBD-F))を添加し、次いで60℃で2分加熱した。75μLの0.1%TFA水溶液(v/v)を加えて反応を止め、そして2μLの反応混合液を2次元HPLCに供した。
アミノ酸光学異性体を、以下の2次元HPLCシステムを用いて定量した。アミノ酸のNBD誘導体を、逆相カラム(KSAA RP、1.0mmi.d.×400mm;株式会社資生堂)を用い移動相(5~35%MeCN、0~20%THF、及び0.05%TFA)で分離、溶出した。カラム温度は45℃、移動相の流速は25μL/分に設定した。分離したアミノ酸の画分を、マルチループバルブを用いて分取し、連続的にキラルカラム(KSAACSP-001S,1.5mmi.d.×250mm;資生堂)で光学分割した。移動相として、アミノ酸の保持に応じて、クエン酸(0~10mM)又はギ酸(0~4%)含むMeOH-MeCNの混合用液を用いた。NBD-アミノ酸は470nmの励起光を用い、530nmで蛍光検出した。NBD-アミノ酸の保持時間は、アミノ酸光学異性体の標準品により同定し、検量線により定量した(図3-1及び3-2)。
各被験者の血漿中のD,L-アミノ酸、クレアチニン及びシスタチンCの量と、イヌリンクリアランスの結果のデータセットに対し、回帰分析を行った。回帰分析は、統計分析フリーソフト「R」(URL:<https://cran.r-project.org/>)のroplsパッケージを用いて、OPLSにより実施した。
実施例1と同一の検体と手法により得られた、血液中に高頻度で検出されるD-セリン、D-アラニン、D-プロリン、D-アスパラギンとイヌリンクリアランスのデータセット(図10)を用いて回帰分析を実施し、相関が上位の式を抽出した(図11)。これらのR2値より、対数変換した腎機能と血液中D-アミノ酸は、線形の相関をより強く有するものと評価することができた。なお、ここでは一次、二次回帰分析の結果を示しているが、データの特徴によってはn次多項式回帰分析を選択することを制限するものではない。
Claims (22)
- 評価対象の腎機能を推定するための情報を提供する方法であって、
任意の対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を説明変数とし、前記任意の対象の糸球体濾過量を目的変数とする回帰分析によって、予め得られた以下の式(I):
Y=a1・X1+a2・X2+・・・+an・Xn+b ・・・(I)
[式中、
a1~anは、前記回帰分析により得られた定数を表し、
X1~Xnは、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の変数を表し、
bは、前記回帰分析により得られた定数を表す。]
を用い、前記評価対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量から算出される前記値Yに基づいて、前記評価対象の腎機能を推定するための情報を提供する工程、
を含む、方法。 - 前記評価対象の腎機能を推定するための情報を提供する工程が、前記値Yに基づいて前記評価対象の糸球体濾過量を推定し、それによって前記評価対象の腎機能を推定するための情報を提供する工程である、請求項1に記載の方法。
- 前記生体試料が、血液、血漿又は血清である、請求項1又は2に記載の方法。
- 相関係数R≧0.5となる前記式(I)を用いる、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- 相関係数R≧0.8となる前記式(I)を用いる、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- さらに、前記説明変数が、クレアチニン及びシスタチンCからなる群から選択される因子の量を含み、
前記X1~Xnが、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の変数を表す、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記説明変数が、D,L-アミノ酸の量の対数を標準化した値であり、
前記目的変数が、糸球体濾過量の対数を標準化した値であり、
前記X1~Xnには、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の対数を標準化した値が適用される、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。 - さらに、前記説明変数が、クレアチニン及びシスタチンCからなる群から選択される因子の量の対数を標準化した値を含み、
前記X1~Xnが、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の変数を表し、ここで前記X1~Xnには、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の対数を標準化した値が適用される、請求項7に記載の方法。 - 前記X1~Xnが、少なくとも、D-セリン、D-アラニン、D-プロリン及びD-アスパラギンからなる群から選択された因子の量の変数を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記任意の対象の糸球体濾過量が、イヌリンクリアランス、クレアチニンクリアランス、51Cr-EDTAクリアランス、125I-イオタラム酸ナトリウムクリアランス、99mTc-DTPAクリアランス、チオ硫酸ナトリウムクリアランス、イオヘキソールクリアランス、イオジキサノールクリアランス、又はイオタラメイトクリアランスによって算出された糸球体濾過量である、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記評価対象が、既存の検査により腎臓病の疑いがあると判定された評価対象である、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 記憶部と、分析測定部と、データ処理部と、出力部とを含む、評価対象の腎機能を推定するシステムであって、
前記記憶部は、
任意の対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を説明変数とし、前記任意の対象の糸球体濾過量を目的変数とする回帰分析によって、予め得られた以下の式(II):
Y=a1・X1+a2・X2+・・・+an・Xn+b ・・・(II)
[式中、
a1~anは、前記回帰分析により得られた定数を表し、
X1~Xnは、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の変数を表し、
bは、前記回帰分析により得られた定数を表す。]
を記憶し;
前記分析測定部は、評価対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を定量し;
前記データ処理部は、前記評価対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を、前記記憶部に記憶された前記式(II)にあてはめて値Yを算出し、前記値Yに基づいて前記評価対象の腎機能を推定し;
前記出力部は、推定された前記評価対象の腎機能についての情報を出力する、システム。 - 前記データ処理部が、前記評価対象の生体試料中のD,L-アミノ酸の量を、前記記憶部に記憶された前記式(II)にあてはめて値Yを算出し、前記値Yに基づいて前記評価対象の糸球体濾過量を推定し、それによって前記評価対象の腎機能を推定する、請求項12に記載のシステム。
- 前記生体試料が、血液、血漿又は血清である、請求項12又は13に記載のシステム。
- 相関係数R≧0.5となる前記式(II)を用いる、請求項12~14のいずれか1項に記載のシステム。
- 相関係数R≧0.8となる前記式(II)を用いる、請求項12~14のいずれか1項に記載のシステム。
- さらに、前記説明変数が、クレアチニン及びシスタチンCからなる群から選択される因子の量を含み、
前記X1~Xnが、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の変数を表す、請求項12~16のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記説明変数が、D,L-アミノ酸の量の対数を標準化した値であり、
前記目的変数が、糸球体濾過量の対数を標準化した値であり、
前記X1~Xnには、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸の量の対数を標準化した値が適用される、請求項12~16のいずれか1項に記載のシステム。 - さらに、前記説明変数が、クレアチニン及びシスタチンCからなる群から選択される因子の量の対数を標準化した値を含み、
前記X1~Xnが、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の変数を表し、ここで前記X1~Xnには、前記回帰分析により選択されたD,L-アミノ酸、クレアチニン又はシスタチンCの量の対数を標準化した値が適用される、請求項18に記載のシステム。 - 前記X1~Xnが、少なくとも、D-セリン、D-アラニン、D-プロリン及びD-アスパラギンからなる群から選択される因子の量の変数を含む、請求項12~19のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記任意の対象の糸球体濾過量が、イヌリンクリアランス、クレアチニンクリアランス、51Cr-EDTAクリアランス、125I-イオタラム酸ナトリウムクリアランス、99mTc-DTPAクリアランス、チオ硫酸ナトリウムクリアランス、イオヘキソールクリアランス、イオジキサノールクリアランス、又はイオタラメイトクリアランスによって算出された糸球体濾過量である、請求項12~20のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記評価対象が、既存の検査により腎臓病の疑いがあると判定された評価対象である、請求項12~21のいずれか1項に記載のシステム。
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