JPH04501355A - 白血病及びリンパ腫におけるモノクローナリテイーの診断法 - Google Patents

白血病及びリンパ腫におけるモノクローナリテイーの診断法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 白血病及びリンパ腫におけるモノクローナリティーの診断法 本発明は悪性腫瘍(malignancy)を検出し、その直系を測定するため に白血病及びリンパ腫において使用することができる診断法に関する。
免疫応答性細胞であるリンパ球には (a)各々、特定の外来抗原に結合する特異性免疫グロブリン分子を産生ずるB −リンパ球、及び(b)各々、細胞をして特定の外来抗原に結合するのを可能に する特異性表面リセブターを存するT−リンパ球 という2つのタイプがある。
各B−リンパ球は他の全てのB−リンパ球の免疫グロブリン遺伝子とは構造がや や異なり、他方T−リンパ球を含めて他の全ての体細胞(body cells )の免疫グロブリン遺伝子とは構造が著しく異なる、他にはない独特の免疫グロ ブリン遺伝子を含む。同様に、各T−リンパ球は他の全てのT−リンパ球のT− リセブタ遺伝子とは構造がやや異なり、他方B−リンパ球を含めて全ての体細胞 のT−リセブタ遺伝子とは構造が著しく異なる、他にはない独特のT−リセブタ 遺伝子を含む。
リンパ系白血病及びリンパ腫はリンパ組織の癌のl形特界平4−501355  (3) 態である。各白血病又はリンパ腫は単一のB−又はT−リンパ球から生じ、それ が複合し、拡がり、そして治療しなければ最後には死をもたらす。腫瘍の細胞は 全て単一の細胞に由来するので、それらは全て遺伝的に同一であり、全て同一の 唯一の遺伝子、即ち腫瘍がB−リンパ球に生じた場合は独特の免疫グロブリン遺 伝子を、又は腫瘍がT−リンパ球に生じた場合は独特のT−リセブタ遺伝子を含 む。
逆に、もし組織に白血病又はリンパ腫によって冒されている疑いがある場合、上 記の独特の免疫グロブリン遺伝子が検出されれば、それはB−リンパ球腫瘍を推 定させる証拠となり、これに対して独特のT−リセブタ遺伝子が検出されれば、 それはT−リンパ球腫瘍を推定させる証拠となる。
本発明の目的は組織の試料の中に白血病又はリンパ腫が存在するか、それとも存 在しないかを、その試料の中にモノクローナルのB−またはT−リンパ球集団が 存在するか、存在しないかを測定することによって判定することである。一般的 に言うと、本発明は免疫グロブリン分子またはT−リセブタ分子の個別セグメン トに焦点を当て、そして組織試料中のこれらセグメントの全て又は大部分が再配 置され、かつ正確に同一の長さを有するかどうかを測定することによって上記の 判定を行うものである。ここで、それらセグメントの全て又は大部分が同一の長 さを持つことはそれらセグメントが同じ独特の分子に由来することを意味する。
現在のモノクローナリテイ−(monoclonality)の検出法は制限酵 素の消化、続いてサウザン・プロッティング(southern blotti ng)及び遺伝子の精査に基づく。このアプローチは複雑で、高価で、しかも時 間がかかり、そのため情報は、それが実質的に実用価値のあるものとするには通 常余りにも遅く提供される。
これに対して、本発明の方法は速やかで、かつ敏感な診断試験法を提供する。更 に、組織試料として使用することができる材料として血液、節又は骨髄中の腫瘍 組織、ホルマリン固定され、包埋された組織材料、アスピレート(aspira te)された細胞材料又はスライド上の細胞があるので、本発明の方法は用途が 非常に多い。
本発明によれば、組織の試料の中の免疫グロブリン遺伝子及び/又はT−リセブ タ遺伝子のセグメント長の均−性又は不均一性を判定して試料中のB−及び/又 はT−リンパ球集団のモノクローナリティーの存否を表示することを含んで成る 、組織試料におけるリンパ系白血病及び/又はリンパ腫の検出法が提供される。
本発明の1態様によれば、 (a)組織の試料の中の免疫グロブリン遺伝子及び/又はT−リセブタ遺伝子の セグメントをそれらセグメントのための特異性プライマー又は特異性プライマー 混合物を使用するポリメラーゼの連鎖反応で拡大する工程、及び (b)拡大されたセグメントを大きさに基づいて分離してそれら拡大セグメント の長さの均−性又は不均一性を判定する工程 を含んで成る、組織試料におけるモノクローナリティー及び推定悪性腫瘍を検出 し、及び/又は主要のB−リンパ球又はT−リンパ球の起源を判定する方法が提 供される。 1つの特定の態様において、使用されるプライマーは免疫グロブリ ン遺伝子及び/又はT−リセブタ遺伝子のセグメントのためのコンセンサスブラ イマー(consensus primers)である◎本発明はまた組織の試 料の中の免疫グロブリン遺伝子及び/又はT−リセブタ遺伝子のセグメントをポ リメタラーゼの連鎖反応で拡大するための、免疫グロブリン遺伝子及び/又はT −リセブタ遺伝子のセグメント用の1組の特異性プライマーまたは特異性プライ マー混合物を含んで成る、上記で広く概説した本発明の方法を実施するためのキ ットにも及ぶ。
もう1度述べると、1つの特定の態様において、使用されるプライマーは免疫グ ロブリン遺伝子及び/又はT−リセブタ遺伝子のセグメントのためのコンセンサ スブライマーである。
免疫グロブリン(Ig)及びT−リセブタ(Tr)の遺伝子は総ての細胞の中に 存在する。各遺伝子は4つの族、即ち可変(V)領域、不同(D)領域、結合( J)領域及び不変(C)領域の族(Dセグメントを欠く免疫グロブリンの軽鎖を 除く)より成る。B−またはT−リンパ球の発生過程において、遺伝子は各族の ランダムに選択されたl員が一緒に結合されて最終分子を形成するように再配置 される。VD、DJ及びJCの各結合点ではランダムな突然変異も起こる。この ランダムな結合と突然変異の結果、最終の免疫グロブリン又はT−リセブタの分 子は事実上地には見られない独特なものとなる。
しかし、本発明に関して特に重要な2つの特徴がある。
即ち、 (a)VD、DJ及びJC結合点において取り除かれ及び/又は挿入される塩基 数が極めて変りやすく、そのため異なる免疫グロブリン又はT−リセブタの分子 、特にVD、DJ及びJCの各結合間のセグメントは長さが実質的に異なる。
(b)遺伝子内に絶対的同一性がないとしても遺伝子内には類似性を持つ若干の 領域が存在する。これらの領域は“フレームワーク(framework)”と 称されるV領域のある特定の部分、及びJ領域とC領域の部分を含む。
本発明はポリメラーゼの連鎖反応(PCR)の新しい様式での使用を含む。PC Rは1985年に初めて記載されたが、今や周知のものであって、小さいcDN Aセグメントの配列が知られているという条件でそれらセグメントの指数関数的 な拡大を可能にする。PCRの原理は2つのDNAプライマー(その1つは各D NA鎖についてのものである)が変性とそれに続<DNA合成の連続サイクルに おいて使用され、これによってプライマーにより結合されたDNAのセグメント の指数関数的拡大がもたらされる、ということである。各サイクルには6〜7分 間要するので、20〜30サイクルを実施するのが実際的であり、また各サイク ルの効率は最大で70〜80%であるので、高忠実度においては最大lO・倍の 拡大が可能である。
記載したPCRはプライマーに基づくものであり、各各は既知の配列に対して正 確に相補性である。本発明の1つの態様において、免疫グロブリン及びT−リセ ブタの分子を拡大するという問題はコンセンサスブライマーを免疫グロブリン及 びT−リセブタの遺伝子の中に類似しているが同一ではない配列をそれぞれ存す る領域に対して使用することによって解決された。これらの領域は免疫グロブリ ンのV領域のフレームワーク部、T−リセブタ遺伝子の保存V領域、並びに免疫 グロブリン遺伝子又はT−リセブタ遺伝子のり、J及び/又はC領域の1部分を 含んで成る。これら領域に対するプライマーは2つの理由から作用する。第一に 、それらプライマーは免疫グロブリン又はT−リセブタのDNAまたはRNAの 適切な領域に対して十分に相同性である構造を有し、それによって全DNA又は RNAにおけるそのような領域だけを認識することである。第二に、PCR領域 は2つのプライマーによって認識される配列か短かい場合に作用するだけである 、ということである。この状態はvlD及びJ(又はC)領域が一緒に結合され ており、成熟した免疫グロブリン又はT−リセブタの分子が形成されているDN A又はRNAのそのようなセグメントについて達成されるに過ぎない。これら2 つの性質の結果として、プライマーは最終の成熟免疫グロブリン又はT−IJセ ブタ分子だけを認識し、拡大するのである。
PCRにおいてこれらプライマーを使用すると、組織試料の中の成熟免疫グロブ リン又はT−リセブタの全分子のプライマー間セグメントが拡大される。拡大さ れたセグメントはVD、DJ (及びJC)の結合点を横断している。その結果 、DNA配列に無関係にDNAの最終拡大片は、組織中の免疫グロブリン又はT −リセブタの遺伝子が全てモノクローナルな悪性の集団に由来する場合には単一 の長さを有し、あるいはそれらの分子が不均質な悪性でない集団に由来する場合 には不均一な長さを有する。免疫グロブリン分子のためのプライマーはB−リン パ球起源の悪性集団を同定し、他方T−リセブタ分子のためのプライマーはT− リンパ球起源の悪性腫瘍を同定する。
DNAの拡大片の長さは分子を大きさに基づいて分離する方法でDNA分子を分 離することによって簡単に測定することができる。現在、アガロースゲル又はポ リアクリルアミドゲル中での電気泳動が用いられているが、クロマトグラフィー が自動化の可能性のために色々な利点を持つと思われる。大きさに基づいて分離 された分子は非同位体手段、例えばエチジウムブロマイド染色法で、若しくは放 射性同位体の組み込みで、または内部プローブへのサウザン転移(Southe r transfer)とハイブリダイゼーションで同定することができる。
本発明の更に他の特徴は次の詳細な説明によって明らかになるだろう。
総ての免疫グロブリン重鎮遺伝子において同様であるDNA配列の4つの領域は 次の通りである:(a) J−領域の3′末端において、34塩基のうち30塩 基が全6本の生殖系列のJ−鎖の中に保存される。
DNA (+)鎖に付く3つのDNAプライマーが用いられた。即ち、 ELJr5”TGAGG AGACG G”!’GACCAGGG TNCCT πGCCCCAG3゜WH−SoTuGG AGACG GTGACC3””n Jy−5″ GTGACCAGG(3”rsccr TGGCCCCAG3゜( ただし、Nは4種のヌクレオチド塩基のいずれかを表(b)〜(d) V−領域 は3つの“フレームワーク”領域とその中に介在する“鎖決定“領域に細分する ことができる。“フレームワーク“領域はあらゆる免疫グロブリンの中で同様で あり、他方“鎖決定”領域は大幅に変化する。17リンパ球系列の配列を比較す ることによって、DNAの保存伸張鎖(conserved 5tretche s)を各フレームワーク領域において同定した。しかし、それらの配列は余り保 存されない。不適組合わせのPCRに対する影響の仕方は不明確であるので、若 干の合成プライマーには重複が導入された。DNAの(−)鎖にハイブリダイズ するプライマーに次のものがある:FIIBI: S’(Y[C/GJ[T/A ICCrG(’r/CJ[G/A]CAGtT/CICTCrGG 3’Fjl lBS: S’CrCTCCni℃ CAGCCp=Nc3’DNAの(+)鎖 に付くプライマーにはmA−x I画MTACA[G/C1[A/GIGCCK ;TGT 3’がある。
DNAの反対鎖に付くプライマー及び/又は他の免疫グロブリン鎖のためのプラ イマーも等しく十分に使用することができるだろう。
内部の又は末端の制限酵素部位を含有するように変性されたプライマーを使用し ても好結果が得られた。それらは引続くクローニングの助けになる。
T−リセブタ遺伝子のために類縁のプライマーが使用される。これら遺伝子のた めのプライマーを選択する際に適用される原理は免疫グロブリン遺伝子について の原理と同じであるが、強調しなければならないいくつかの相違点がある。特に 、VD、DJ及びJC結合部におけるヌクレオチドの除去とランダムヌクレオチ ドの挿入による不同性の発生に更に強い力点がある。T−リセブタのV−領域は 可変性がより小さい領域及び“フレームワーク”領域、並びに可変性のより大き い“鎖決定”領域に容易には分割することができない。しかし、VD結合部付近 では約20塩基の伸張鎖が保存される。
C工^ S@ Gh^ TAG GCA GAG AGA CrT (T rE Cak S’ACrGGAfflゴAG^光式ゴ3゜JAT2はPCRのための J−領域プライマーである。
JAT 1は内部プローブである。
3VTAはPCRのためのV−領域プライマーで、JATIから約80塩基対で ある。
5VTA+1JAT1から200〜300塩基対(7)V−領域プライマーであ る。
CTAとPTAは不変領域内にある。
■−及びJ−領域プライマーはコンセンサンプライマーE−5°TGTACTG GTA TCGACAAG 3゜cn S@ Tri’ GGG TOY GG G AGA r CTG C3”m S” CTT 慣ATG GCT CAA  ACA 3’JBT2はPCRのためのJ−領域プライマーである。
JBTIは内部プローブである。
3VTB1と3VTB2はそれぞれTCRベーター副分類のベーター1及びベー ター、のための、JBTIから約80塩基対のV−領域プライマーである。
5 VTB 1 ト5 VTB 2itl’LソれTCRベーター副分類のベー ター、及びベーター2のための、JBTIから200〜300塩基対(7)V− 領域プライマーである。
CTBとPTBはβ遺伝子総てのための不変領域内にある。
V−及びJ−領域プライマーはコンセンサスプライマー茜nト5’ AAG T GT TGT TC(: ACT GCCAAA 1゜ユm s’″ GTC丁 Aτ 丁AC”rGI GCCACC丁GG3”エ 5−口G^Gσ買G雷GA G賜3゜ffl S’ GCA、八G^ ^へ^AτAG丁G GGC3’JG T12はPCRのためのJ−領域プライマーである。それはTCRクラスのガン マ−の4つの公知のJ−鎖のうち2つの配列に基づく。
3VTGはJGT12から約80塩基対のV−領域プライマーである。
CTGとPTGは不変領域内にある。
不変領域のプライマーは、個々のケースによるが、場合によっては拡大のために 使用されるので、RNAから出発し、そして1回の逆転写を行うことによってし RCRの拡大を先行させることが必要であろう。
上記の内部プローブJATI及びJBTIは、拡大産生物をエチジウム−染色バ ンドとして可視化することができない場合、その拡大産生物の最終検出のために 使用することができる。プローブには通常は放射線で標識を付けることができ、 それによって非常に敏感で特異性の、拡大産生物の検出法が得られる。
γ!l(Tgリセプタ)に適用可能なもう1つ別のアブローチは9V−領域と5 J−領域のためのプライマー混合物を使用するものである。使用配列は次の通り である: テCfに2PS’r S” C丁’rCCTGCAG ATG A(:’II’  CCT ACA ACT CCA AGGTrG3ゝ ?1WG3Pfr S” CTTCCTG GAG ATG ACG TCT  CCA CCG CAA GGGAπ3畳 TCRVG4m 5°CTrCCTG CAG AπACT CCT ACA  CCT CCA GCGテτGl@ TCWG51’r 5’ TrCCTCCJkG AπACG ’e CCAA  arc AAA (4’f’G3ゝ TOffGJli’ST S@CrTCCTGCAG ATOACT Cer  ACA ACT CCA GGGTTC3’ TCRVG9P!i 5’ GG(A/G/C/T) ACrG CAGGAA ^GGAAτ−GCATI(2)3゜ ffGIOP15T S@crCTG CAG AAT CCG CAG CT CGACGCA GCA 3”丁CRVG11Ps’r 5’ cA CTG  CAに GCT CAA GAT TGC?CA GGT GGG 3゜TCR ’VG121’S’T S” ACT CTC(JG CCT CTT GGG  CJkCTGCTCT JIJu 3”JG’r12− S” AAG ’r GT TCT TCCACT (:CCAAA 3゜、7G?3 5° AGT TA CTA TG AG C(T/C)T AGT CCC3゜JGT4 S ” TGT AAT CAT AAG crr TGT TCC3゜■−領域プ ライマーは標的に精密にマツチする20〜40塩基(3′末端に最も近いもの) を含有する。それらプライマーはまた5°末端付近に制限酵素のための部位とし て配列CTGCAGを含有する。この部位は、クローニングが必要な場合に、後 続のクローニングの助けDNA又はRNAは共に用いることができる。
cDNAを逆転写酵素及び1つの−又は両PCRプライマーを用いてRNAから 作る。cDNAを沈殿させ、そして水に再懸濁し、次いでPCR反応を用いる。
この反応をサーマス・アクアティカス(Thermus aquaticus) からのポリメラーゼを用いて約30サイクル行う。この反応の産生物類をアガロ ースゲル上で分離し、そしてエチジウムブロマイドによる染色を行って可視化す る。プライマーの結合部位に内部結合するDNAプローブへのサウザン・プロッ ティングとハイブリダイゼーションも通常行われる。拡大されたセグメントの大 きさの測定にはコントロール・サイズ−マーカー(Contorol size −markers)か助けになる。
第1表及び第2表に免疫グロブリン遺伝子だけを用いてモノクローナリティーに ついて各種試料を試験した結果を示す。
第1表 抽出されたDNAについての結果正常T細胞のクローン 15 拡大な しコメント:予想通り 正常B細胞のクローン 16 1つ又は2つの個別正常混合血液のリンパ球 2 0 広がったピークコメント:予想通り B細胞リンパ腫 24 19の中に1つ又は2つの個別バンド0. 5つの中に拡大なし− コメント: 8予想通り。。拡大を示していないケースは多分他とは異なった形 の再配置を伴ったケースに該当する。
第2表 固定(fixed)材料及び節のアスピレート固定材料 B細胞リンパ腫 26 24の中に1つ又は2つの個別バンド T細胞リンパ腫 7 拡大なし 反応性の節 9 拡大なし 癌 12 拡大なし 節のアスピレート B!]?胞リンパ腫 5 3つの中に1つ又は2つの個別バンド 癌 2 拡大なし これらの結果は前記のプライマーLJ、−及びFR3Aを用いて得られたもので ある。3oサイクルの拡大を行い、拡大されたフラグメントを2%の寒天中での 電気泳動で分離し、そしてエチジウムブロマイドで染色して紫外光での可視化を 可能にした。同様に結果が最後の5サイクルの拡大のために放射性ヌクレオチド (CTP)を加え、電気泳動を行い、そしてフラグメントをオートラジオグラフ ィーで可視化することによって得られた。
D、T−リセブタのプライマーを使用してのモノクロ−コンセンサンプライマー の1つの対又は他の対を用い、上記と同じPCR法を使用すると、個別の再配置 が検出された。この検出においては8つの正常T−細胞クローンのうち6つに1 つのプライマー対又は他のプライマー対が用いられた。
個別バンドを示す プライマーの組合わせ クローン数 3VTA及びJAT 2 3 3VTA及びJBT2 5 3VTB2及びJBT2 2 5VTBl及びJBTI 5 5VTB2及びJBT2 4 同様に、前記の全9つのV−領域プライマーの混合物(TCRVG2PST−T CRVG 12PST、並びにJGT、□−、JGT、及びJGT4 )を用い ると、4つの正常T−細胞クローンのうちの3つに個別再配置が検出された。
手続補正書(自発) 平成3 年Σ月IGム

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.組織の試料中の免疫グロブリン遺伝子及び/又はT−リセプタ遺伝子のセグ メント長の均一性又は不均一性を判定して該試料中のB−及び/又はT−リンパ 球集団のモノクローナリティーの存否を表示することを含んで成る、組織試料に おけるリンパ系白血病及び/又はリンパ腫の検出法。
  2. 2.(a)組織の試料中の免疫グロブリン遺伝子及び/又はT−リセプタ遺伝子 のセグメントをそれらセグメントのための特異性プライマー又は特異性プライマ ー混合物を使用するポリメラーゼの連鎖反応で拡大し、そして (b)拡大されたセグメントを大きさに基づいて分離してそれら拡大セグメント の長さの均一性又は不均一性を判定する 工程を含んで成る、組織試料におけるモノクローナリティー及び推定悪性腫瘍を 検出し、及び/又は腫瘍のB−リンパ球又はT−リンパ球の起源を判定する方法 。
  3. 3.該プライマーが免疫グロブリン遺伝子及び/又はT−リセプタ遺伝子のセグ メントのためのコンセンサスプライマーである、請求の範囲第2項に記載の方法 。
  4. 4.該組織試料が血液、節又は骨髄における腫瘍組織、ホルマリン固定され、包 埋された組織材料、アスピレートされた細胞材料及びスライドガラス上の細胞か ら選択されたものである、請求の範囲第1項又は第2項に記載の方法。
  5. 5.大きさに基づいて分離する該工程が電気泳動法及びクロマトグラフィーから 選択されたものである、請求の範囲第2項に記載の方法。
  6. 6.大きさに基づく該分離工程がアガロースゲル又はポリアクリルアミドゲルに よる電気泳動法から成る、請求の範囲第5項に記載の方法。
  7. 7.大きさに基づいて分離され、拡大された該遺伝子のセグメントを非同位体手 段、放射性同位体の組み込み、又は内部プローブヘのサウザン転移又はハイブリ ダイゼーションによって検出する、請求の範囲第2項に記載の方法。
  8. 8.非同位体手段による該検出がエチジウムブロマイド染色法を含んで成る、請 求の範囲第7項に記載の方法。
  9. 9.免疫グロブリン遺伝子のセグメントのための該プライマーが免疫グロブリン のV領域のフレームワーク部に対するプライマー及び該遺伝子のD.J及び/又 はC領域の一部分に対するプライマーから成る、請求の範囲第2項に記載の方法 。
  10. 10.免疫グロブリン遺伝子のセグメントのための該プライマーが 【配列があります】 (ただし、Nはヌクレオチド塩基のうちのいずれかを表わす) から選択されたものである、請求の範囲第9項に記載の方法。
  11. 11.T−リセプタ遺伝子のセグメントのための該プライマーがT−リセプタ遺 伝子の保存V領域に対するプライマー及び該遺伝子のD.J及び/又はC領域の 一部分に対するプライマーから成る、請求の範囲第2項に記載の方法。
  12. 12.T−リセプタ遺伝子のセグメントのための該プライマーが (a)T−リセプタのα−鎖プライマー:【配列があります】 (b)T−リセプタのβ−鎖プライマー:【配列があります】 (c)T−リセプタのγ−鎖プライマー:【配列があります】 から選択されたものである、請求の範囲第11項に記載の方法。
  13. 13.T−リセプタ遺伝子のセグメントのための該プライマーが V−領域 プライマー配列 【配列があります】 J−領域 プライマー配列 【配列があります】 から選択された、V−領域及びJ−領域のためのT−リセプタ遺伝子のγ−鎖プ ライマーの混合物から成る、請求の範囲第11項に記載の方法。
  14. 14.組織の試料中の免疫グロブリン遺伝子及び/又はT−リセプタ遺伝子のセ グメントをポリメラーゼの連鎖反応で拡大するための、免疫グロブリン遺伝子及 び/又はT−リセプタ遺伝子のセグメント用の1組の特異性プライマー又は特異 性プライマー混合物を含んで成る、請求の範囲第2項に記載の方法を実施するた めのキット。
  15. 15.免疫グロブリン遺伝子及び/又はT−リセプタ遺伝子のセグメントのため の1組のコンセンサスプライマーを含んで成る、請求の範囲第14項に記載のキ ット。
  16. 16.請求の範囲第9項または第10項に記載の、免疫グロブリン遺伝子のセグ メントのためのプライマーを含んで成る、請求の範囲第14項に記載のキット。
  17. 17.請求の範囲第11項若しくは第12項又は第13項に記載の、T−リセプ タ遺伝子のセグメントのためのプライマーを含んで成る、請求の範囲第14項に 記載のキット。
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