WO2022163818A1 - 認知症診断用のバイオマーカー - Google Patents
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- the present invention relates to biomarkers for neurodegenerative diseases, and more particularly to methods for detecting neurodegenerative diseases using the fatty acid binding protein (FABP) family as an indicator.
- FBP fatty acid binding protein
- Fatty acid binding protein is involved in the intracellular transport of polyunsaturated fatty acids such as arachidonic acid and docosahexaenoic acid.
- Three FABPs (FABP3, FABP5, FABP7) are expressed in the brain.
- the function of FABP in neurodegenerative diseases was unknown.
- the inventors recently found that FABP3 binds to ⁇ -synuclein, which forms intracellular inclusion bodies that cause Parkinson's disease, and that co-expression of both in nerve cells forms aggregates (Non-Patent Document 1 ).
- Non-Patent Document 2 1-Methyl-1,2,3,6-tetrahydropiridine (MPTP), a neurotoxin that expresses Parkinson's disease, to FPBP3-deficient mice did not show Parkinson's disease-like symptoms, and Parkinson's disease model cells and animals, it was confirmed that the expression and aggregation in ⁇ -synuclein cells were suppressed.
- Non-Patent Document 3 the serum FABP7 concentration in patients with neurodegenerative diseases such as Alzheimer's dementia and Parkinson's disease was elevated.
- FABP3 and FABP7 may serve as biomarkers for neurodegenerative diseases.
- MCI mild cognitive impairment
- AD Alzheimer's disease
- PD Parkinson's disease
- DLB dementia with Lewy bodies
- the present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and found that when FABP3 and FABP5 are used in combination as biomarkers, subjects are healthy or suffer from neurodegenerative diseases including mild cognitive impairment. The inventors have found that it is possible to distinguish whether the patient is likely to be infected or not, and have completed the present invention. Furthermore, the inventors have found that MCI, AD, PD and DLB diseases can be individually distinguished by using one or more additional biomarkers in addition to the two biomarkers FABP3 and FABP5.
- the present invention includes the embodiments described below.
- Section 1 A method for detecting a neurodegenerative disease in a subject, comprising: A method comprising measuring the levels of two biomarkers consisting of FABP3 and FABP5 in a biological sample from a subject.
- Section 2 Applying and/or transforming the levels of the two biomarkers consisting of FABP3 and FABP5 to a model to generate an evaluation value that is an index for the detection of neurodegenerative disease; 2. The method of paragraph 1, further comprising determining whether the subject is likely to be suffering from a neurodegenerative disease by comparing to the value.
- Section 3. wherein said determining comprises determining that said subject is likely to be suffering from a neurodegenerative disease when said subject's evaluation value is greater than said healthy subject's evaluation value, 2. The method described in 2.
- the method further comprises: The evaluation value of the subject, the reference value that is the evaluation value of a patient with mild cognitive impairment, the reference value that is the evaluation value of a patient with Alzheimer's disease, the reference value that is the evaluation value of a patient with Parkinson's disease, and Lewy body type Comparing each of the reference values that are the evaluation values of the patient with dementia, and the disease with the smallest numerical difference between the evaluation value of the subject and each of the reference values of the four diseases 4.
- the method of paragraph 3 comprising determining that the subject is likely to be afflicted.
- Z FABP3 is (FABP3 concentration in the biological sample of the subject - FABP3 average concentration in the biological sample of healthy subjects) / (standard deviation of FABP3 concentration in the biological sample of healthy subjects)
- Z FABP5 is (FABP5 concentration in biological samples of subjects - FABP5 average concentration in biological samples of healthy subjects) / (standard deviation of FABP5 concentrations in biological samples of healthy subjects)
- a is a number greater than zero
- the SCORE is used as the evaluation value or reference value.
- Item 6 further comprising measuring the level of at least one biomarker selected from the group consisting of Tau, ⁇ -Synuclein, A ⁇ -42, GFAP, and NF-L in the subject's biological sample described method.
- at least one biomarker selected from the group consisting of Tau, ⁇ -Synuclein, A ⁇ -42, GFAP, and NF-L in the subject's biological sample described method.
- Item 7 In addition to the two biomarkers FABP3 and FABP5, Tau, ⁇ -Synuclein, A ⁇ -42, GFAP, and at least one or more biomarker levels selected from the group consisting of NF-L applied to the model and / Or converting to generate an evaluation value that is an index for detecting a neurodegenerative disease, and by comparing the evaluation value of the subject and the reference value that is the evaluation value of a neurodegenerative disease patient, the neurodegenerative disease 7. The method of paragraph 6, wherein it is determined whether it is likely that the patient is suffering from
- the neurodegenerative disease is at least one selected from the group consisting of mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and dementia with Lewy bodies; Said determining includes: If the evaluation value of the subject is equal to or greater than the reference value, which is the evaluation value of a patient with mild cognitive impairment, it is determined that the subject is likely to be suffering from mild cognitive impairment.
- the method further comprises: The evaluation value of the subject, the reference value that is the evaluation value of a patient with mild cognitive impairment, the reference value that is the evaluation value of a patient with Alzheimer's disease, the reference value that is the evaluation value of a patient with Parkinson's disease, and Lewy body type Comparing each of the reference values that are the evaluation values of the patient with dementia, and the disease with the smallest numerical difference between the evaluation value of the subject and each of the reference values of the four diseases determining that the subject is likely to be afflicted; 9.
- the method of paragraph 8 comprising:
- Z FABP3 is (FABP3 concentration in the biological sample of the subject - FABP3 average concentration in the biological sample of healthy subjects) / (standard deviation of FABP3 concentration in the biological sample of healthy subjects)
- Z Tau is (Tau concentration in a biological sample of a subject - Tau average concentration in a healthy subject's biological sample) / (Standard deviation of Tau concentration in a healthy subject's biological sample)
- Z NF-L is (NF-L concentration in the biological sample of the subject - NF-L average concentration in the biological sample of healthy subjects) / (standard deviation of
- Item 11 two combinations consisting of FABP3 and FABP5; four combinations consisting of FABP3, FABP5, Tau and NF-L; four combinations consisting of FABP3, FABP5, ⁇ -Synuclein, and A ⁇ -42; Mild cognition of 5 combinations of FABP3, FABP5, ⁇ -Synuclein, A ⁇ -42, and GFAP or 6 combinations of FABP3, FABP5, ⁇ -Synuclein, A ⁇ -42, GFAP, and NF-L Use as a biomarker for testing at least one neurodegenerative disease selected from the group consisting of disorders, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and dementia with Lewy bodies.
- a test kit for testing at least one neurodegenerative disease selected from the group consisting of mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and dementia with Lewy bodies Antibodies against each of the two proteins consisting of FABP3 and FABP5, Antibodies against each of four proteins consisting of FABP3, FABP5, Tau and NF-L, Antibodies against each of four proteins consisting of FABP3, FABP5, ⁇ -Synuclein, and A ⁇ -42, Antibodies to each of 5 proteins consisting of FABP3, FABP5, ⁇ -Synuclein, A ⁇ -42, and GFAP, or 6 proteins consisting of FABP3, FABP5, ⁇ -Synuclein, A ⁇ -42, GFAP, and NF-L
- a test kit comprising antibodies against each of
- the possibility of a subject's neurodegenerative disease, particularly mild cognitive impairment, can be tested with high accuracy.
- individual examination or individualized diagnosis of MCI, AD, PD and DLB is also possible by using one or more additional biomarkers in addition to the two biomarkers of FABP3 and FABP5.
- CN healthy control
- MCI mild cognitive impairment
- AD Alzheimer's disease
- PD Parkinson's disease
- A Comparison of ROC curves of two different groups when FABP3 was used as a marker. Vertical axis: sensitivity, horizontal axis: false positive rate (1-specificity).
- CN healthy controls
- MCI mild cognitive impairment
- AD Alzheimer's disease
- PD Parkinson's disease
- DLB dementia with Lewy bodies.
- CN healthy controls
- MCI mild cognitive impairment
- AD Alzheimer's disease
- PD Parkinson's disease
- DLB dementia with Lewy bodies.
- A -(D) Comparison of SCORE between the control group and each neurodegenerative disease group when FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, and A ⁇ -42 were used as markers.
- CN healthy controls
- MCI mild cognitive impairment
- AD Alzheimer's disease
- PD Parkinson's disease
- DLB dementia with Lewy bodies.
- (A)-(H) Comparison of ROC curves of different two groups using FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, and A ⁇ -42 as markers. Vertical axis: sensitivity, horizontal axis: false positive rate (1-specificity).
- CN healthy controls, MCI: mild cognitive impairment, AD: Alzheimer's disease, PD: Parkinson's disease, DLB: dementia with Lewy bodies.
- A)-(D) Comparison of SCORE between the control group and each neurodegenerative disease group when FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, A ⁇ -42, and GFAP were used as markers.
- CN healthy controls, MCI: mild cognitive impairment, AD: Alzheimer's disease, PD: Parkinson's disease, DLB: dementia with Lewy bodies.
- CN healthy controls
- MCI mild cognitive impairment
- AD Alzheimer's disease
- PD Parkinson's disease
- DLB dementia with Lewy bodies.
- A -(H) Comparison of ROC curves of different two groups when FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, A ⁇ -42, GFAP and NF-L were used as markers. Vertical axis: sensitivity, horizontal axis: false positive rate (1-specificity).
- CN healthy controls
- MCI mild cognitive impairment
- AD Alzheimer's disease
- PD Parkinson's disease
- DLB dementia with Lewy bodies.
- subject refers to mammals including humans, mice, rats, domestic animals such as cows and horses, and pets such as dogs and cats, preferably humans.
- biological sample is not particularly limited to a subject-derived biological sample, but is preferably one that is less invasive to the subject, such as blood, plasma, serum , Saliva, urine, tears, sweat, etc., which can be easily collected from the living body, and those which can be collected relatively easily, such as cerebrospinal fluid, bone marrow fluid, pleural effusion, ascites, synovial fluid, aqueous humor, vitreous humor, lymphatic fluid, etc. as well as tissue samples such as tissue biopsies.
- the biological sample is from blood (whole blood), plasma, serum, saliva, urine, cerebrospinal fluid, bone marrow fluid, pleural fluid, ascitic fluid, synovial fluid, tears, sweat, aqueous humor, vitreous humor and lymph.
- a sample to be analyzed can be prepared by collecting blood from a subject according to a conventional method and directly without pretreatment, or by separating liquid components. If necessary, the peptide of the present invention to be detected can be separated and removed in advance from high-molecular-weight protein fractions using an antibody column, other adsorbent column, spin column, or the like.
- the neurodegenerative disease herein includes at least one selected from the group consisting of mild cognitive impairment (MCI), Alzheimer's disease (AD), Parkinson's disease (PD), and dementia with Lewy bodies (DLB).
- MCI mild cognitive impairment
- AD Alzheimer's disease
- PD Parkinson's disease
- DLB dementia with Lewy bodies
- the neurodegenerative disease is at least one selected from the group consisting of mild cognitive impairment (MCI), Alzheimer's disease (AD), Parkinson's disease (PD), and dementia with Lewy bodies (DLB).
- detection of a neurodegenerative disease includes determination of a neurodegenerative disease, determination of a neurodegenerative disease patient (responder) to whom a therapeutic drug is effective (companion diagnostic method), determination of a preventive effect of a neurodegenerative disease, It includes determination of therapeutic effects for neurodegenerative diseases, test methods for diagnosis (especially early diagnosis) of neurodegenerative diseases, and test methods for treatment (especially early treatment) of neurodegenerative diseases.
- the “judgment” of neurodegenerative diseases includes not only determining the presence or absence of neurodegenerative diseases, but also prophylactically determining the susceptibility to neurodegenerative diseases and predicting the prognosis of neurodegenerative diseases after treatment. and determining the therapeutic efficacy of therapeutic agents for neurodegenerative diseases.
- Substance screening methods include screening methods for substances useful for “detection”, “judgment” and “treatment” of neurodegenerative diseases.
- treatment means healing or improvement of disease or symptoms, or suppression of symptoms, and includes “prevention”.
- Prevention means to forestall the onset of a disease or condition.
- FABP3 refers to fatty acid binding protein 3.
- FABP3 includes the protein with Uniprot accession number P05413.
- FABP3 contains the protein with Uniprot accession number P11404.
- FABP3 contains the protein with Uniprot accession number P07483.
- FABP5 refers to fatty acid binding protein 5.
- FABP5 includes the protein with Uniprot accession number Q01469.
- For mice FABP5 contains the protein with Uniprot accession number Q05816.
- For rat, FABP5 contains the protein with Uniprot accession number P55053.
- a method for detecting a neurodegenerative disease in a subject comprising measuring the level of two biomarkers consisting of FABP3 and FABP5 in a biological sample of the subject. be done.
- Subjects include patients suspected of having a neurodegenerative disease, and "patients suspected of having a neurodegenerative disease” are those who are subjectively suspected by the subject himself/herself. (Not limited to those who have some subjective symptoms, but also include those who simply want to undergo preventive examinations), and those who have been determined or diagnosed with neurodegenerative diseases based on some objective evidence (e.g. , conventionally known cognitive tests (e.g., the Mini-Mental State Examination (MMSE) or the Hasegawa Dementia Scale (HDS-R)) and/or clinical examination suggest a reasonable likelihood of having a neurodegenerative disease. It may be a person judged by a doctor).
- MMSE Mini-Mental State Examination
- HDS-R Hasegawa Dementia Scale
- Measure the levels of two biomarkers consisting of FABP3 and FABP5 refers to measuring the concentration, amount, or signal intensity of each protein of FABP3 and FABP5. By measuring the intensity of the fluorescence signal or absorbance signal of FABP3 and FABP5, not only qualitative measurement but also quantitative measurement can be performed.
- Detection of the two biomarker proteins in a biological sample can be achieved by mass spectrometry, protein array technology (e.g. protein chips), gel electrophoresis, and methods using antibodies directed against each of the two biomarker proteins (e.g. immunization fluorescence, radiolabeling, immunohistochemistry, immunoprecipitation, Western blot analysis, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), fluorescent cell sorting (FACS, immunoblotting, chemiluminescence, etc.).
- protein array technology e.g. protein chips
- gel electrophoresis e.g. immunization fluorescence, radiolabeling, immunohistochemistry, immunoprecipitation, Western blot analysis, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), fluorescent cell sorting (FACS, immunoblotting, chemiluminescence, etc.
- Antibodies against each of FABP3 and FABP5 can be prepared by methods well known in the art as epitopes, which are partial amino acid regions (antigenic determinants) having antigenicity or immunogenicity in each protein, and are commercially available. Antibodies to each of FABP3 and FABP5 may be used. Antibodies against the peptides of the present invention or their parent proteins (hereinafter sometimes referred to as "antibodies of the present invention") may be either polyclonal antibodies or monoclonal antibodies, and may be produced by well-known immunological techniques. can be done. The antibodies also include not only complete antibody molecules but also fragments thereof, such as Fab, F(ab')2, ScFv, minibodies, and the like.
- detection/quantification of biomarkers in biological samples is accomplished using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA).
- ELISAs can be, for example, colorimetric, chemiluminescent, and/or fluorescent-based.
- ELISAs suitable for use in the methods of the invention can employ any suitable capture and detection reagents, including antibodies and derivatives thereof, protein ligands, and the like.
- detection/quantification of biomarkers in biological samples is accomplished using Western blotting.
- Western blotting is well known to those skilled in the art.
- an antibody with binding affinity for a given biomarker can be used to quantify the biomarker in a mixture of proteins separated on the basis of size by gel electrophoresis.
- a membrane made of nitrocellulose or polyvinylidene fluoride (PVDF) is placed next to a gel containing a protein mixture from a biological sample, and an electric current is applied to transfer proteins from the gel to the membrane.
- PVDF polyvinylidene fluoride
- the membrane can be contacted with antibodies having specificity for the biomarkers of interest and visualized using secondary antibodies and/or detection reagents.
- detection/quantification of biomarkers in biological samples is accomplished using multiplexed protein assays (eg, planar assays or bead-based assays).
- multiplexed protein assays eg, planar assays or bead-based assays.
- a number of multiplexed protein assay formats are commercially available.
- the detection/quantification of biomarkers in biological samples is flow cytometry, a technique for counting, interrogating and sorting target entities (e.g., cells and proteins) suspended in a fluid stream.
- the detection/quantification of biomarkers in a biological sample is localization of proteins to tissue sections or cells using antibodies or protein binding agents that have binding specificity for antigens within tissues or cells. This is accomplished by immunohistochemistry or immunocytochemistry, a process that Visualization can be achieved by tagging the antibody/agent with a label that produces color (e.g. horseradish peroxidase and alkaline phosphatase) or fluorescence (e.g. fluorescein isothiocyanate (FITC) or phycoerythrin (PE)).
- color e.g. horseradish peroxidase and alkaline phosphatase
- fluorescence e.g. fluorescein isothiocyanate (FITC) or phycoerythrin (PE)
- FABP3 tends to increase in patients with neurodegenerative disease compared to healthy subjects, and FABP5 tends to decrease in patients with neurodegenerative disease compared to healthy subjects. is low.
- two biomarkers consisting of FABP3 and FABP5 can be used to distinguish healthy subjects from patients with neurodegenerative diseases. More specifically, according to this method, it is possible to determine whether a subject is likely to suffer from mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, or dementia with Lewy bodies. Therefore, it is possible to easily distinguish whether or not the subject may suffer from mild cognitive impairment.
- the evaluation value of the subject is an index for detecting a neurodegenerative disease described below, and
- the subject's evaluation value is equal to or lower than the reference value, which is the evaluation value for healthy subjects, the subject is diagnosed with a neurodegenerative disease. Therefore, it can be determined that the possibility of suffering from mild cognitive impairment is also low.
- calculated using two biomarkers consisting of FABP3 and FABP5 is an index for the detection of neurodegenerative diseases described below, the evaluation value of the subject, healthy If the subject's evaluation value is greater than the reference value, which is the evaluation value of healthy subjects, the subject has a neurodegenerative disease (mild cognitive impairment, Alzheimer's disease , Parkinson's disease, dementia with Lewy bodies, or a combination thereof).
- the evaluation value of the subject neurodegenerative disease (mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, dementia with Lewy bodies, or a combination thereof) patient evaluation value reference value
- neurodegenerative disease mimild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, dementia with Lewy bodies, or a combination thereof
- the evaluation value of the subject is the same as or greater than the reference value, which is the evaluation value of a neurodegenerative disease patient, it is highly likely that the subject is suffering from a neurodegenerative disease. It can be determined that there is a possibility of suffering from mild cognitive impairment.
- the subject's rating is compared to a baseline rating of a patient with mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, or dementia with Lewy bodies, and any of the four neurodegeneration It can be determined that the subject has a high possibility of suffering from the neurodegenerative disease when it is equal to or greater than the reference value, which is the evaluation value of the patient with the disease. In this way, the likelihood of suffering from individual neurodegenerative diseases of mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and dementia with Lewy bodies can also be determined separately.
- the methods of the present invention further comprise: Evaluation value of the subject, reference value that is the evaluation value of the patient with mild cognitive impairment, reference value that is the evaluation value of the patient with Alzheimer's disease, reference value that is the evaluation value of the patient with Parkinson's disease, and Lewy body cognition Comparing each of the reference values, which are the evaluation values of the patient with the disease, and the subject with the smallest difference in numerical value between the evaluation value of the subject and each of the reference values of the four diseases Including determining that it is probable that you are afflicted. For example, if the evaluation value of the subject has the smallest difference from the reference value, which is the evaluation value of the patient with mild cognitive impairment among the reference values of the four diseases, the subject suffers from mild cognitive impairment. It can be determined that there is a high probability that
- the evaluation value of a healthy subject is not particularly limited as long as it is a value that serves as an indicator of being a healthy subject, and the average value of the evaluation values of a plurality of healthy subjects, the evaluation value of a plurality of healthy subjects may be the median value of, preferably the average value of the evaluation values of a plurality of healthy subjects.
- Evaluation value of patients with neurodegenerative diseases is not particularly limited as long as it is a value indicative of being a patient with neurodegenerative diseases, multiple may be the average value of evaluation values of neurodegenerative disease patients, the median value of evaluation values of a plurality of neurodegenerative disease patients, etc., and is preferably the average value of evaluation values of a plurality of neurodegenerative disease patients.
- the evaluation value of a patient with mild cognitive impairment is not particularly limited as long as it is a value that is an index of being a patient with mild cognitive impairment, the average value of multiple mild cognitive impairment evaluation values, multiple mild cognitive impairment and the median evaluation value of Alzheimer's disease patients, Parkinson's disease patient evaluation values, and Lewy body dementia patient evaluation values are similarly defined.
- the method of detecting a neurodegenerative disease in a subject of the present invention applies and/or converts the levels of two biomarkers consisting of FABP3 and FABP5 to a model to detect neurodegenerative disease. determining whether the subject is likely to be suffering from a neurodegenerative disease by generating an evaluation value that is an index for and comparing the evaluation value in a subject with a reference value Including.
- the reference value can be the evaluation value of a healthy subject, the evaluation value of a patient with mild cognitive impairment, the evaluation value of a patient with Alzheimer's disease, the evaluation value of a patient with Parkinson's disease, or the evaluation value of a patient with dementia with Lewy bodies.
- the determination method is as described above.
- the model refers to a calculation formula, and is preferably an equation containing a fraction in which the sum of one of FABP3 and FABP5 and a constant is the denominator, and the sum of the other of FABP3 and FABP5 and the constant is the numerator. Transformation refers to transforming the numerical values of the biomarker levels, eg, using exponential functions, power functions, and/or root functions.
- Z FABP3 is (FABP3 concentration in the biological sample of the subject - FABP3 average concentration in the biological sample of healthy subjects) / (standard deviation of FABP3 concentration in the biological sample of healthy subjects)
- Z FABP5 is (FABP5 concentration in biological samples of subjects - FABP5 average concentration in biological samples of healthy subjects) / (standard deviation of FABP5 concentrations in biological samples of healthy subjects)
- a is a number greater than zero or a positive number, preferably a is a positive integer or a positive decimal number, more preferably a is a number in the range 1-10.
- a can be any integer from 1 to 10).
- the above SCORE is used as an evaluation value or reference value, which is an index for detecting neurodegenerative diseases.
- the SCORE value is 1 for healthy subjects, but the average SCORE value is greater than 1 for all patients with mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and dementia with Lewy bodies.
- the SCORE values are the average value of the healthy subject group and the average value of the patient group with mild cognitive impairment, the average value of the healthy subject group and Alzheimer's disease Mean value of the group of patients with disease, mean value of healthy subjects and the group of Parkinson's disease patients, mean value of the healthy subject group and mean value of Lewy bodies, mean value of the mild cognitive impairment group and the mean value of the Alzheimer's disease group Mean value, mean value of mild cognitive impairment patient group and mean value of Parkinson's disease patient group, mean value of mild cognitive impairment patient group and mean value of Lewy body patient group, mean value of Alzheimer's disease patient group and Parkinson's disease group, and between the Parkinson's disease group's mean value and the Lewy body group's mean value, respectively
- the SCORE value of the subject in formula (1) is compared with a reference value, ie, 1, which is the average SCORE value of healthy subjects, and the SCORE value of the subject is equal to or greater than 1. If it is lower, it can be determined that the subject is less likely to suffer from a neurodegenerative disease and therefore less likely to suffer from mild cognitive impairment.
- the SCORE value of the subject of formula (1) and the average SCORE value of patients with neurodegenerative diseases Compared with the reference value, if the subject's SCORE value is equal to or greater than the reference value, which is the average SCORE value of neurodegenerative disease patients, the subject is suffering from neurodegenerative disease Therefore, it can be determined that there is a possibility of suffering from mild cognitive impairment.
- the reference value is the mean of the SCORE value of the subject of formula (1) and the SCORE value of patients with mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, or dementia with Lewy bodies.
- the reference value which is the SCORE value of a patient with mild cognitive impairment
- the subject is likely to be suffering from mild cognitive impairment. can decide.
- the subject is likely to have Alzheimer's disease if the subject's SCORE value is equal to or greater than a reference value, which is the SCORE value of a patient with Alzheimer's disease. can. It is possible to determine that a subject is likely to have Parkinson's disease when the subject's SCORE value is equal to or greater than a reference value, which is the SCORE value of a patient with Parkinson's disease. can. If the subject's SCORE value is equal to or greater than the reference value, which is the SCORE value of a patient with Lewy body dementia, the subject may be suffering from Lewy body dementia. can be determined to be high.
- the methods of the present invention further comprise: The SCORE value of the subject in formula (1), the reference value that is the SCORE value of the patient with mild cognitive impairment, the reference value that is the SCORE value of the Alzheimer's disease patient, and the Parkinson's disease patient's SCORE value Comparing a reference value and each of the reference values that are the SCORE values of patients with dementia with Lewy bodies, and comparing the values of the subject's SCORE values with each of the reference values of the four diseases Including determining that the subject is likely to have the disease with the smallest difference.
- ROC analysis is a non-limiting example of analysis and may involve comparing each test patient's classification to the true classification based on the criteria of an appropriate reference substance. Classification of multiple patients in this manner may allow the derivation of measures of sensitivity and specificity. Sensitivity is generally the proportion of correctly classified cases among all true positives, and specificity is the proportion of correctly classified cases among all true negatives.
- a trade-off may exist between sensitivity and specificity, depending on the threshold chosen to determine positive classification.
- a low threshold may generally have high sensitivity but relatively low specificity.
- high thresholds generally have low sensitivity but can have relatively high specificity.
- a ROC curve can be constructed by horizontally inverting a plot of sensitivity versus specificity. The resulting inverted horizontal axis is the false positive fraction, equal to 1 minus the specificity.
- the area under the ROC curve (AUC) can be interpreted as the average sensitivity over the range of possible specificities or the average specificity over the range of possible sensitivities.
- AUC represents a measure of overall accuracy and also represents a measure of accuracy that encompasses all possible interpretation thresholds.
- the AUC will be 0.9 or more, and it will be closer to 1. Even if one biomarker has an AUC of 0.8 or less, by combining a plurality of biomarker proteins, the AUC exceeds 0.8, preferably for detection or determination of neurodegenerative diseases exceeding 0.9 As long as it can be used, it is effective as a biomarker for detecting or judging neurodegenerative diseases.
- one or two or more biomarkers may be used in the method for detecting neurodegenerative diseases in subjects of the present invention.
- the greater the number of biomarkers used the greater the sensitivity (prevalence accuracy) and specificity (no disease accuracy) can be achieved, and the detection accuracy increases.
- the method of detecting a neurodegenerative disease in a subject of the present invention further comprises Tau, NF-L, ⁇ -Synuclein, A ⁇ -42, GFAP, in addition to the two biomarkers FABP3 and FABP5. And applying and / or transforming the level of at least one or more biomarkers selected from the group consisting of NF-L to the model to generate an evaluation value that is an index for the detection of neurodegenerative disease, and Further comprising determining whether the subject is likely to be afflicted with a neurodegenerative disease by comparing the examiner's assessment value to a reference value.
- the reference value can be the evaluation value of a healthy subject, the evaluation value of a patient with mild cognitive impairment, the evaluation value of a patient with Alzheimer's disease, the evaluation value of a patient with Parkinson's disease, or the evaluation value of a patient with dementia with Lewy bodies.
- the determination method is as described above.
- Microtubule-associated protein tau (Tau, Uniprot Accession No.: P10636), Alpha-synuclein ( ⁇ -Synuclein, Uniprot Accession No.: P37840), Amyloid beta protein (A ⁇ -42, Uniprot Accession No.: Q9BYY9), Glial fibrillary Acidic protein (GFAP, Uniprot accession number: P14136) and Neurofilament light polypeptide (NF-L, Uniprot accession number: P07196) have low detection accuracy for use as biomarkers on their own, but Tau, NF- L and GFAP tend to be increased in neurodegenerative disease patients compared to healthy subjects, and ⁇ -Synuclein and A ⁇ -42 tend to be decreased in neurodegenerative disease patients compared to healthy subjects.
- Z FABP3 is (FABP3 concentration in the biological sample of the subject - FABP3 average concentration in the biological sample of healthy subjects) / (standard deviation of FABP3 concentration in the biological sample of healthy subjects)
- Z Tau is (Tau concentration in a biological sample of a subject - Tau average concentration in a healthy subject's biological sample) / (Standard deviation of Tau concentration in a healthy subject's biological sample)
- Z NF-L is (NF-L concentration
- a can be any integer from 1 to 10.
- x, y, z, m, n independently assess the biomarkers of Tau, NF-L, GFAP, ⁇ -Synuclein, and A ⁇ -42 that are associated in the base of these multipliers in equation (2). 1 if the value is calculated, 0 if not.
- the above SCORE is used as an evaluation value or reference value, which is an index for detecting neurodegenerative diseases.
- the SCORE value is 1 for healthy subjects, but the average SCORE value is greater than 1 for patients with mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and dementia with Lewy bodies.
- the levels of four biomarkers FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein and A ⁇ -42 are measured in a biological sample of the subject. do.
- the SCORE value is the average value of the healthy subject group and the average value of the patient group with mild cognitive impairment, Mean values for healthy subjects and those with Alzheimer's disease, mean values for healthy subjects and those with Parkinson's disease, mean values for healthy subjects and those with Lewy bodies, mild cognitive impairment Mean value of patient group and mean value of Lewy body patient group, mean value of Alzheimer's disease patient group and mean value of Parkinson's disease patient group, mean value of Alzheimer's disease patient group and Lewy body patient group There is a significant difference between the group mean, the mean of the Parkinson's disease group and the mean of the Lewy body group, respectively, the latter being significantly greater than the former.
- the five biomarkers of FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, A ⁇ -42, and GFAP are detected in a biological sample of the subject. measure the level.
- the SCORE value is the average value of the healthy subject group and the mild cognitive impairment patient group Mean value, mean value of healthy subject group and mean value of Alzheimer's disease patient group, mean value of healthy subject group and mean value of Parkinson's disease patient group, mean value of healthy subject group and mean value of Lewy body patient group Mean value of mild cognitive impairment patient group and mean value of Alzheimer's disease patient group Mean value of mild cognitive impairment patient group and mean value of Lewy body patient group Mean value of Alzheimer's disease patient group and Parkinson's disease group, and between the Parkinson's disease group's mean value and the Lewy body group's mean value, respectively, and the latter is significantly larger than the former.
- FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, A ⁇ -42, GFAP, and NF-L6 in a biological sample of the subject measures the levels of two biomarkers.
- the SCORE value is the average value of the healthy subject group and mild cognitive impairment mean of the group of patients with , mean of healthy subjects and mean of Alzheimer's disease patients, mean of healthy subjects and Parkinson's disease patients, mean of healthy subjects and mean of Lewy body patients Mean value of mild cognitive impairment patient group and mean value of Alzheimer's disease patient group Mean value of mild cognitive impairment patient group and mean value of Lewy body patient group Mean value of Alzheimer's disease patient group and Parkinson's disease group, and between the Parkinson's disease group's mean value and the Lewy body group's mean value, respectively, and the latter is significantly larger than the former.
- FABP3, FABP5 in combination with one or more of the biomarkers of Tau, GFAP, ⁇ -Synuclein, A ⁇ -42, and NF-L are associated with the neurodegenerative disease mild cognitive impairment (MCI).
- MCI neurodegenerative disease mild cognitive impairment
- AD Alzheimer's disease
- PD Parkinson's disease
- DLB dementia with Lewy bodies
- FABP3 and FABP5 are used as the first step to test or determine the morbidity of neurodegenerative diseases including mild cognitive impairment, and if the result of the first step is positive , FABP3 and FABP5 plus the levels of one or more additional biomarkers of Tau, GFAP, ⁇ -Synuclein, A ⁇ -42, and NF-L to determine mild cognitive impairment ( MCI), Alzheimer's disease (AD), Parkinson's disease (PD), and dementia with Lewy bodies (DLB) can be individually differentiated, and mild cognitive impairment (MCI) can be classified into Alzheimer's disease (AD), Parkinson's disease (PD), or progression to dementia with Lewy bodies (DLB) can be tested or determined.
- MCI mild cognitive impairment
- AD Alzheimer's disease
- PD Parkinson's disease
- DLB dementia with Lewy bodies
- the detection method of the present invention can be used for detecting or diagnosing a neurodegenerative disease, or for detecting or diagnosing a neurodegenerative disease instead of or in combination with a conventional method for diagnosing a neurodegenerative disease. Applicable to auxiliary.
- the detection method of the present invention can also be performed by collecting biological samples from a patient in chronological order and examining the time course of expression of the peptide of the present invention in each sample.
- the sampling interval of the biological sample is not particularly limited, but it is desirable to sample as frequently as possible without impairing the quality of life (QOL) of the patient. Blood sampling is preferably performed during the year.
- the method for detecting a neurodegenerative disease by time-series sampling if a therapeutic measure for the disease is taken for the patient who is the subject between the previous sampling and the current sampling, the It can be used to assess the therapeutic effect of treatment. That is, for samples sampled before and after treatment, the state after treatment compared to the state before treatment, FABP3 and FABP5, and optionally other biomarker protein decrease or increase (improvement of pathology) is observed When judged, it can be evaluated that there was an effect of the treatment. On the other hand, it is determined that the post-treatment condition is not reduced or increased (improvement of pathology) in FABP3 and FABP5, and optionally other biomarker proteins compared to the pre-treatment condition, or is even worse. , it can be evaluated that the treatment was ineffective.
- the test method for detecting neurodegenerative diseases by the above-mentioned time-series sampling is prevention after taking measures to reduce the risk of contracting neurodegenerative diseases, such as intake of health foods, smoking cessation, exercise therapy, and isolation from harmful environments.
- FABP3 and FABP5 of the present invention are not only markers for diagnosing or detecting neurodegenerative diseases, but also markers for predicting the prognosis of neurodegenerative diseases, and therapeutic effect determination. It can also be a marker. That is, the FABP3 and FABP5, and optionally other biomarker proteins and methods of the present invention can be used to screen drug discovery target molecules for the treatment of neurodegenerative diseases and/or to select patients (responders) or administer therapeutic agents. It can be used as a companion diagnostic for amount (dose) adjustment.
- the FABP3 and FABP5 of the present invention can be used in substance screening methods.
- substances include health foods and food products such as FOSHU products that prevent neurodegenerative diseases before they become ill, markers that diagnose or detect neurodegenerative diseases, and therapeutic drugs that treat neurodegenerative diseases after contracting them. and other pharmaceuticals are included.
- the present invention includes methods for detecting or determining neurodegenerative diseases using antibodies against FABP3 and FABP5 proteins.
- a method can detect biomarker proteins with high sensitivity and accuracy without using a special device such as the mass spectrometer by constructing an optimized immunoassay system and making it into a kit.
- the subject has two options from any of the following (1) to (8), including antibodies to each of FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, and A ⁇ -42: (1 ) healthy subjects and patients with mild cognitive impairment, (2) healthy subjects and patients with Alzheimer's disease, (3) healthy subjects and patients with Parkinson's disease, (4) healthy subjects and patients with Lewy bodies, (5) mild cognition (6) patients with Alzheimer's disease and patients with Parkinson's disease; (7) patients with Alzheimer's disease and patients with Lewy bodies; or (8) patients with Parkinson's disease and Lewy bodies.
- a set of detection or determination agents is provided for distinguishing between somatic patients. Detection or determination using the set of detection or determination agents can be performed using a biological sample from a subject, for example, by the above-described neurodegenerative disease detection method using formula (2).
- FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, A ⁇ -42, and including antibodies to each of GFAP the subject is any of the following (1) to (8) two options in : (1) healthy subjects and patients with mild cognitive impairment, (2) healthy subjects and patients with Alzheimer's disease, (3) healthy subjects and patients with Parkinson's disease, (4) healthy subjects and patients with Lewy bodies, (5 ) patients with mild cognitive impairment and patients with Alzheimer's disease, (6) patients with mild cognitive impairment and patients with Lewy body disease, (7) patients with Alzheimer's disease and patients with Parkinson's disease, or (8) patients with Parkinson's disease
- a set of detection or determination agents is provided for distinguishing between patients with Lewy bodies. Detection or determination using the set of detection or determination agents can be performed using a biological sample from a subject, for example, by the above-described neurodegenerative disease detection method using formula (2).
- a set of detection or determination agents is provided for distinguishing between patients with disease. Detection or determination using the set of detection or determination agents can be performed using a biological sample from a subject, for example, by the above-described neurodegenerative disease detection method using formula (2).
- the subject has two options from any of the following (1) to (8), including antibodies to each of FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, and A ⁇ -42: (1 ) healthy subjects and patients with mild cognitive impairment, (2) healthy subjects and patients with Alzheimer's disease, (3) healthy subjects and patients with Parkinson's disease, (4) healthy subjects and patients with Lewy bodies, (5) mild cognition (6) patients with Alzheimer's disease and patients with Parkinson's disease; (7) patients with Alzheimer's disease and patients with Lewy bodies; or (8) patients with Parkinson's disease and Lewy bodies.
- a detection or determination kit is provided for distinguishing whether the patient is a somatic patient. Detection or determination using the detection or determination kit can be performed using a biological sample from a subject, for example, by the above-described neurodegenerative disease detection method using formula (2).
- FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, A ⁇ -42, and including antibodies to each of GFAP the subject is any of the following (1) to (8) two options in : (1) healthy subjects and patients with mild cognitive impairment, (2) healthy subjects and patients with Alzheimer's disease, (3) healthy subjects and patients with Parkinson's disease, (4) healthy subjects and patients with Lewy bodies, (5 ) patients with mild cognitive impairment and patients with Alzheimer's disease, (6) patients with mild cognitive impairment and patients with Lewy body disease, (7) patients with Alzheimer's disease and patients with Parkinson's disease, or (8) patients with Parkinson's disease
- a detection or determination kit is provided for distinguishing between patients with Lewy bodies. Detection or determination using the detection or determination kit can be performed using a biological sample from a subject, for example, by the above-described neurodegenerative disease detection method using formula (2).
- any two options from (1) to (8), including antibodies to each of FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, A ⁇ -42, GFAP, and NF-L including antibodies to each of FABP3, FABP5, ⁇ -synuclein, A ⁇ -42, GFAP, and NF-L: ( 1) healthy subjects and patients with mild cognitive impairment, (2) healthy subjects and patients with Alzheimer's disease, (3) healthy subjects and patients with Parkinson's disease, (4) healthy subjects and patients with Lewy bodies, (5) mild Patients with cognitive impairment and patients with Alzheimer's disease, (6) patients with mild cognitive impairment and patients with Lewy body disease, (7) patients with Alzheimer's disease and Parkinson's disease, (8) patients with Parkinson's disease and Lewy bodies
- a detection or determination kit is provided for distinguishing between a patient with disease. Detection or determination using the detection or determination kit can be performed using a biological sample from a subject, for example, by the above-described neurodegenerative disease detection method using formula (2).
- NIA/AA National Institute on Aging-Alzheimer's Association
- NINCDS-ADRDA National Institute of Neurologic, Communicative Disorders and Stroke AD and Related Disorders Association
- DLB Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition (DSM-5) criteria.
- Ultrasensitive auto-ELISA Simoa HD-X system (Quanterix) was used for the measurement of each biomarker in plasma.
- a capture antibody was first coated onto the surface of Simoa magnetic beads, and one detection antibody was biotinylated. Next, using these capture antibodies and detection antibodies, a calibration curve was created using each standard protein, and biomarker concentrations in plasma were calculated. For plasma samples, after vortexing, the supernatant was centrifuged at 14,000 x g and diluted 5- to 20-fold for measurement.
- the plasma FABP3 concentration was significantly higher than that of the normal control group, and between the mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and dementia with Lewy bodies groups. There was no significant difference in
- Table 1 also show healthy subjects, mild cognitive impairment patient group, Alzheimer's disease patient group, Parkinson's disease patient group, and Lewy body patient group. could not be distinguished.
- (1) healthy subject group and mild cognitive impairment patient group (2) healthy subject group and Alzheimer's disease patient group, (3) healthy subject group and Parkinson's disease patient group, (4) healthy subject group and Lewy body patient group, (5) mild cognitive impairment patient group and Lewy body patient group, (6) Alzheimer's disease patient group and Parkinson's disease (7) Alzheimer's disease patient group and Lewy body patient group, and (8) Parkinson's disease patient group and Lewy body patient group.
- (1) healthy subject group and mild cognitive impairment patient group (2) healthy subject group and Alzheimer's disease patient group, (3) healthy subject group and Parkinson's disease patient group, (4) healthy subject group and Lewy body patient group, (5) mild cognitive impairment patient group and Alzheimer's disease patient group, (6) mild cognitive impairment patient group and Lewy body (7) patients with Alzheimer's disease and patients with Parkinson's disease; and (8) patients with Parkinson's disease and patients with Lewy bodies.
- healthy subject group and mild cognitive impairment patient group (2) healthy subject group and Alzheimer's disease patient group, (3) healthy subject group and Parkinson's disease patient group, (4) healthy subject group and Lewy body patient group, (5) mild cognitive impairment patient group and Alzheimer's disease patient group, (6) mild cognitive impairment patient group and Lewy body (7) patients with Alzheimer's disease and patients with Parkinson's disease; and (8) patients with Parkinson's disease and patients with Lewy bodies.
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Abstract
被検者における神経変性疾患の検出方法であって、 被検者の生物試料中のFABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーのレベルを測定することを含む方法。
Description
本発明は、神経変性疾患用のバイオマーカーに関し、より詳細には脂肪酸結合タンパク質(FABP)ファミリーを指標として用いた神経変性疾患の検出方法に関する。
脂肪酸結合タンパク質(FABP)はアラキドン酸、ドコサヘキサエン酸などの多価不飽和脂肪酸の細胞内輸送に関わる。脳内では3種のFABP(FABP3、FABP5、FABP7)が発現している。神経変性疾患におけるFABPの機能は不明であった。
発明者らは最近、FABP3がパーキンソン病の原因となる細胞内封入体を形成するαシヌクレインと結合すること、両者を神経細胞に共発現すると凝集体を形成することを見出した(非特許文献1)。また、パーキンソン病を発現する神経毒である1-Metyl-1,2,3,6-tetrahydropiridine(MPTP)をFPBP3欠損マウスに投与してもパーキンソン病様症状は見られず、及びパーキンソン病モデル細胞及び動物において、αシヌクレイン細胞での発現と凝集を抑制することを確認した(非特許文献2)。
また、アルツハイマー型認知症及びパーキンソン病といった神経変性疾患患者における血清中FABP7濃度に上昇が認められたという報告がある(非特許文献3)。
発明者らは最近、FABP3がパーキンソン病の原因となる細胞内封入体を形成するαシヌクレインと結合すること、両者を神経細胞に共発現すると凝集体を形成することを見出した(非特許文献1)。また、パーキンソン病を発現する神経毒である1-Metyl-1,2,3,6-tetrahydropiridine(MPTP)をFPBP3欠損マウスに投与してもパーキンソン病様症状は見られず、及びパーキンソン病モデル細胞及び動物において、αシヌクレイン細胞での発現と凝集を抑制することを確認した(非特許文献2)。
また、アルツハイマー型認知症及びパーキンソン病といった神経変性疾患患者における血清中FABP7濃度に上昇が認められたという報告がある(非特許文献3)。
Shioda N, et al. J Biol Chem. 2014 Jul 4;289(27):18957-65
上原記念生命科学財団研究報告集, 31(2017)
Teunissen,C.E., et al. European journal of neurology 18, 865-871 (2011)
上記の先行技術文献は、FABP3やFABP7が神経変性疾患のバイオマーカーとなる可能性を示しているが、発明者らが認知症患者の生体試料中のFABP3濃度を調べたところ、FABP3のみでは各種神経変性疾患で健常者に比べて増加が認められるものの、軽度認知障害(MCI)、アルツハイマー病(AD)、パーキンソン病(PD)、及びレビー小体型認知症(DLB)の4種の神経疾患を個別に区別することができない(MCI vs. AD N.S., MCI vs. PD N.S., AD vs. PD N.S., PD vs. DLB N.S., N.S. : 有意差無し)。
他方、FABP5と神経変性疾患の関連性については検討されていない。
本発明者らは、上記の課題解決のため鋭意検討した結果、FABP3とFABP5を組み合わせてバイオマーカーとして使用すると、被検者が、健常者か、軽度認知障害を含む神経変性疾患に罹患している可能性が高い患者であるかを区別できることを見出し、本発明を完成するに至った。さらには、FABP3及びFABP5の2つのバイオマーカーに加えて、追加の1又は2種以上バイオマーカーを使用すると、MCI、AD、PD及びDLBの各疾患を個別に区別できることを見出した。
本発明は、以下に記載の実施形態を包含する。
項1.被検者における神経変性疾患の検出方法であって、
被検者の生物試料中のFABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーのレベルを測定することを含む方法。
被検者の生物試料中のFABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーのレベルを測定することを含む方法。
項2.前記FABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーのレベルをモデルに適用及び/ 又は変換し、神経変性疾患の検出のための指標である評価値を生成すること、及び
被検者における評価値と基準値との比較により、前記被検者が神経変性疾患に罹患している可能性が高いか否かを決定すること
をさらに含む、項1に記載の方法。
被検者における評価値と基準値との比較により、前記被検者が神経変性疾患に罹患している可能性が高いか否かを決定すること
をさらに含む、項1に記載の方法。
項3.前記決定することは、前記被検者の評価値が健常者の評価値よりも大きい場合に、前記被検者が神経変性疾患に罹患している可能性が高いと決定することを含む、項2に記載の方法。
項4.前記被検者が前記軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、又はレビー小体型認知症に罹患している可能性が高いと決定された場合に、前記方法はさらに、
前記被検者の評価値と、軽度認知障害の患者の評価値である基準値、アルツハイマー病の患者の評価値である基準値、パーキンソン病の患者の評価値である基準値、及びレビー小体型認知症の患者の評価値である基準値の各々とを比較すること、及び
前記被検者の評価値と前記4種の疾患の基準値の各々との数値の差が一番小さい疾患に前記被検者が罹患している可能性が高いと決定すること、を含む項3に記載の方法。
前記被検者の評価値と、軽度認知障害の患者の評価値である基準値、アルツハイマー病の患者の評価値である基準値、パーキンソン病の患者の評価値である基準値、及びレビー小体型認知症の患者の評価値である基準値の各々とを比較すること、及び
前記被検者の評価値と前記4種の疾患の基準値の各々との数値の差が一番小さい疾患に前記被検者が罹患している可能性が高いと決定すること、を含む項3に記載の方法。
項5.前記モデルが、
SCORE=(a+ZFABP3)/(a+ZFABP5) (1)
(式中、
ZFABP3は(被検者の生物試料中のFABP3濃度-健常者の生物試料中のFABP3平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP3濃度の標準偏差)、
ZFABP5は(被検者の生物試料中のFABP5濃度-健常者の生物試料中のFABP5平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP5濃度の標準偏差)、
aはゼロよりも大きい数である)
であり、前記SCOREが前記評価値または基準値に使用される項2~4のいずれか一項に記載の方法。
SCORE=(a+ZFABP3)/(a+ZFABP5) (1)
(式中、
ZFABP3は(被検者の生物試料中のFABP3濃度-健常者の生物試料中のFABP3平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP3濃度の標準偏差)、
ZFABP5は(被検者の生物試料中のFABP5濃度-健常者の生物試料中のFABP5平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP5濃度の標準偏差)、
aはゼロよりも大きい数である)
であり、前記SCOREが前記評価値または基準値に使用される項2~4のいずれか一項に記載の方法。
項6.被検者の生物試料中のTau、α-Synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lから成る群から選択される少なくとも1種類以上のバイオマーカーのレベルをさらに測定することを含む項1に記載の方法。
項7.前記FABP3及びFABP5の2種類バイオマーカーに加え、さらにTau、α-Synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lから成る群から選択される少なくとも1種類以上のバイオマーカーのレベルをモデルに適用及び/ 又は変換し、神経変性疾患の検出のための指標である評価値を生成すること、及び
被検者の評価値と神経変性疾患患者の評価値である基準値との比較により、神経変性疾患に罹患している可能性が高いか否かを決定する、項6に記載の方法。
被検者の評価値と神経変性疾患患者の評価値である基準値との比較により、神経変性疾患に罹患している可能性が高いか否かを決定する、項6に記載の方法。
項8.前記神経変性疾患が、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症から成る群から選択される少なくとも一つであり、
前記決定することは、
前記被検者の評価値が軽度認知障害の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者は軽度認知障害に罹患している可能性が高いと決定すること、
前記被検者の評価値がアルツハイマー病の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者はアルツハイマー病に罹患している可能性が高いと決定すること、
前記被検者の評価値がパーキンソン病の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者はパーキンソン病に罹患している可能性が高いと決定すること、及又は
前記被検者の評価値がレビー小体型認知症の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者はレビー小体型認知症に罹患している可能性が高いと決定すること
を含む、項7に記載の方法。
前記決定することは、
前記被検者の評価値が軽度認知障害の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者は軽度認知障害に罹患している可能性が高いと決定すること、
前記被検者の評価値がアルツハイマー病の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者はアルツハイマー病に罹患している可能性が高いと決定すること、
前記被検者の評価値がパーキンソン病の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者はパーキンソン病に罹患している可能性が高いと決定すること、及又は
前記被検者の評価値がレビー小体型認知症の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者はレビー小体型認知症に罹患している可能性が高いと決定すること
を含む、項7に記載の方法。
項9.前記被検者が前記軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、又はレビー小体型認知症に罹患している可能性が高いと決定された場合に、前記方法はさらに、
前記被検者の評価値と、軽度認知障害の患者の評価値である基準値、アルツハイマー病の患者の評価値である基準値、パーキンソン病の患者の評価値である基準値、及びレビー小体型認知症の患者の評価値である基準値の各々とを比較すること、及び
前記被検者の評価値と前記4種の疾患の基準値の各々との数値の差が一番小さい疾患に前記被検者が罹患している可能性が高いと決定すること、
を含む、項8に記載の方法。
前記被検者の評価値と、軽度認知障害の患者の評価値である基準値、アルツハイマー病の患者の評価値である基準値、パーキンソン病の患者の評価値である基準値、及びレビー小体型認知症の患者の評価値である基準値の各々とを比較すること、及び
前記被検者の評価値と前記4種の疾患の基準値の各々との数値の差が一番小さい疾患に前記被検者が罹患している可能性が高いと決定すること、
を含む、項8に記載の方法。
項10.前記モデルが、
SCORE=(a+ZFABP3)(a+ZTau)x(a+ZNF-L)y(a+ZGFAP)z/{(a+ZFABP5)×(a+Za-syn)m×(a+ZAβ-42)n}×a(m+n-x-y-z) (2)
(式中、
ZFABP3は(被検者の生物試料中のFABP3濃度-健常者の生物試料中のFABP3平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP3濃度の標準偏差)、
ZTauは(被検者の生物試料中のTau濃度-健常者の生物試料中のTau平均濃度)/(健常者の生物試料中のTau濃度の標準偏差)、
ZNF-Lは(被検者の生物試料中のNF-L濃度-健常者の生物試料中のNF-L平均濃度)/(健常者の生物試料中のNF-L濃度の標準偏差)、
ZGFAPは(被検者の生物試料中のGFAP濃度-健常者の生物試料中のGFAP平均濃度)/(健常者の生物試料中のGFAP濃度の標準偏差)、
ZFABP5は(被検者の生物試料中のFABP5濃度-健常者の生物試料中のFABP5平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP5濃度の標準偏差)、
Za-synは(被検者の生物試料中のα-シヌクレイン濃度-健常者の生物試料中のα-シヌクレイン平均濃度)/(健常者の生物試料中のα-シヌクレイン濃度の標準偏差)、
ZAβ-42は(被検者の生物試料中のAβ-42濃度-健常者の生物試料中のAβ-42平均濃度)/(健常者の生物試料中のAβ-42濃度の標準偏差)、
aはゼロよりも大きい数であり、
x, y, z, m, nは独立して、式(2)においてこれらの乗数の底において関連付けられているTau、GFAP、α-Synuclein、Aβ-42及びNF-Lのバイオマーカーの評価値が計算される場合は1であり、計算されない場合は0である。)
であり、前記SCOREが前記評価値または基準値に使用される項7~9のいずれか一項に記載の方法。
SCORE=(a+ZFABP3)(a+ZTau)x(a+ZNF-L)y(a+ZGFAP)z/{(a+ZFABP5)×(a+Za-syn)m×(a+ZAβ-42)n}×a(m+n-x-y-z) (2)
(式中、
ZFABP3は(被検者の生物試料中のFABP3濃度-健常者の生物試料中のFABP3平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP3濃度の標準偏差)、
ZTauは(被検者の生物試料中のTau濃度-健常者の生物試料中のTau平均濃度)/(健常者の生物試料中のTau濃度の標準偏差)、
ZNF-Lは(被検者の生物試料中のNF-L濃度-健常者の生物試料中のNF-L平均濃度)/(健常者の生物試料中のNF-L濃度の標準偏差)、
ZGFAPは(被検者の生物試料中のGFAP濃度-健常者の生物試料中のGFAP平均濃度)/(健常者の生物試料中のGFAP濃度の標準偏差)、
ZFABP5は(被検者の生物試料中のFABP5濃度-健常者の生物試料中のFABP5平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP5濃度の標準偏差)、
Za-synは(被検者の生物試料中のα-シヌクレイン濃度-健常者の生物試料中のα-シヌクレイン平均濃度)/(健常者の生物試料中のα-シヌクレイン濃度の標準偏差)、
ZAβ-42は(被検者の生物試料中のAβ-42濃度-健常者の生物試料中のAβ-42平均濃度)/(健常者の生物試料中のAβ-42濃度の標準偏差)、
aはゼロよりも大きい数であり、
x, y, z, m, nは独立して、式(2)においてこれらの乗数の底において関連付けられているTau、GFAP、α-Synuclein、Aβ-42及びNF-Lのバイオマーカーの評価値が計算される場合は1であり、計算されない場合は0である。)
であり、前記SCOREが前記評価値または基準値に使用される項7~9のいずれか一項に記載の方法。
項11.FABP3及びFABP5からなる2種の組み合わせ、
FABP3、FABP5、Tau及びNF-Lからなる4種の組み合わせ、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、及びAβ-42からなる4種の組み合わせ、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、及びGFAPからなる5種の組み合わせ、若しくは
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lからなる6種の組み合わせの、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症から成る群から選択される少なくとも一つの神経変性疾患の検査のためのバイオマーカーとしての使用。
FABP3、FABP5、Tau及びNF-Lからなる4種の組み合わせ、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、及びAβ-42からなる4種の組み合わせ、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、及びGFAPからなる5種の組み合わせ、若しくは
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lからなる6種の組み合わせの、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症から成る群から選択される少なくとも一つの神経変性疾患の検査のためのバイオマーカーとしての使用。
項12.軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症から成る群から選択される少なくとも一つの神経変性疾患を検査するための検査用キットであって、
FABP3及びFABP5からなる2種のタンパク質の各々に対する抗体、
FABP3、FABP5、Tau及びNF-Lからなる4種のタンパク質の各々に対する抗体、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、及びAβ-42からなる4種のタンパク質の各々に対する抗体、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、及びGFAPからなる5種のタンパク質の各々に対する抗体、若しくは
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lからなる6種のタンパク質の各々に対する抗体、を備えた検査用キット。
FABP3及びFABP5からなる2種のタンパク質の各々に対する抗体、
FABP3、FABP5、Tau及びNF-Lからなる4種のタンパク質の各々に対する抗体、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、及びAβ-42からなる4種のタンパク質の各々に対する抗体、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、及びGFAPからなる5種のタンパク質の各々に対する抗体、若しくは
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lからなる6種のタンパク質の各々に対する抗体、を備えた検査用キット。
本発明によれば、被検者の神経変性疾患、特には軽度認知障害への罹患可能性を高精度に検査することができる。さらには、FABP3及びFABP5の2つのバイオマーカーに加えて追加の1又は2種以上のバイオマーカーを使用することにより、MCI、AD、PD及びDLBの個別の検査又は個別化診断も可能である。
本明細書において、「被検者」はヒト、マウス、ラット、さらにウシやウマ等の家畜、イヌやネコ等のペットをはじめとする哺乳動物であり、好ましくはヒトである。
本明細書において、被検者の「生物試料」は、被検者由来の生体試料は特に限定されないが、被検者への侵襲が少ないものであることが好ましく、例えば、血液、血漿、血清、唾液、尿、涙液、汗など生体から容易に採取できるものや、髄液、骨髄液、胸水、腹水、関節液、眼房水、硝子体液、リンパ液など比較的容易に採取されるもの、ならびに組織生検などの組織試料が挙げられる。いくつかの実施形態では、生物試料が血液(全血)、血漿、血清、唾液、尿、髄液、骨髄液、胸水、腹水、関節液、涙液、汗眼房水、硝子体液及びリンパ液からなる群より選択される体液からなる。血液や血清を用いる場合、常法に従って被検者から採血し、前処理を施さず直接、又は液性成分を分離することにより分析にかける被検試料を調製することができる。検出対象である本発明のペプチドは必要に応じて、抗体カラム、その他の吸着剤カラム、又はスピンカラムなどを用いて、予め高分子量の蛋白質画分などを分離除去しておくこともできる。
本明細書における神経変性疾患は、軽度認知障害(MCI)、アルツハイマー病(AD)、パーキンソン病(PD)、及びレビー小体型認知症(DLB)から成る群から選択される少なくとも一つを含む。好ましい実施形態では、神経変性疾患は、軽度認知障害(MCI)、アルツハイマー病(AD)、パーキンソン病(PD)、及びレビー小体型認知症(DLB)から成る群から選択される少なくとも一つである。
本明細書において、神経変性疾患の「検出」には、神経変性疾患の判定、治療薬が奏効する神経変性疾患患者(リスポンダー)の判定(コンパニオン診断法)、神経変性疾患の予防効果の判定、神経変性疾患の治療効果の判定、神経変性疾患の診断(特には早期診断)のための検査方法、及び神経変性疾患の治療(特には早期治療)のための検査方法が含まれる。神経変性疾患の「判定」には、神経変性疾患の有無を判定することのみならず、予防的に神経変性疾患の罹患可能性を判定することや、治療後の神経変性疾患の予後を予測すること、及び神経変性疾患の治療薬の治療効果を判定することが含まれる。物質のスクリーニング方法には、神経変性疾患の「検出」、「判定」及び「治療」に有用な物質のスクリーニング方法が含まれる。
本明細書において、「罹患」には「発症」が含まれる。
本明細書において、「治療」とは、疾患もしくは症状の治癒又は改善、或いは症状の抑制を意味し「予防」を含む。「予防」とは、疾患又は症状の発現を未然に防ぐことを意味する。
本明細書において、FABP3は脂肪酸結合タンパク質3を指す。例えばヒトの場合、FABP3は、Uniprotアクセッション番号P05413のタンパク質を含む。マウスの場合、FABP3は、Uniprotアクセッション番号P11404のタンパク質を含む。ラットの場合、FABP3は、Uniprotアクセッション番号P07483のタンパク質を含む。
本明細書において、FABP5は脂肪酸結合タンパク質5を指す。例えばヒトの場合、FABP5は、Uniprotアクセッション番号Q01469のタンパク質を含む。マウスの場合、FABP5は、Uniprotアクセッション番号Q05816のタンパク質を含む。ラットの場合、FABP5は、Uniprotアクセッション番号P55053のタンパク質を含む。
本発明の一態様において、被検者における神経変性疾患の検出方法であって、被検者の生物試料中のFABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーのレベルを測定することを含む方法が提供される。
被検者には、神経変性疾患に罹患していると疑われる患者が含まれ、「神経変性疾患に罹患していると疑われる患者」は、被検者本人が主観的に疑いを抱く者(何らかの自覚症状がある者に限らず、単に予防検診の受診を希望する者を含む)であってもよいし、何らかの客観的な根拠に基づいて神経変性疾患と判定又は診断された者(例えば、従来公知の認知機能テスト(例、ミニ・メンタルステート試験(MMSE)や長谷川式認知症スケール(HDS-R))及び/又は診察の結果、神経変性疾患の合理的な罹患可能性があると医師が判断した者)であってもよい。
「FABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーのレベルを測定する」とはFABP3及びFABP5のそれぞれのタンパク質の濃度、量、又はシグナル強度を測定することを指す。 FABP3及びFABP5の蛍光シグナル又は吸光度シグナルの強度を測定することにより、定性的な測定のみならず、定量的な測定も行うことができる。
生体試料中の、2つのバイオマーカータンパク質の検出は、質量分析、タンパク質アレイ技術(例えば、タンパク質チップ) 、ゲル電気泳動、及び、2つのバイオマーカータンパク質の各々に対する抗体を用いた方法(例えば、免疫蛍光、放射性標識、免疫組織化学、免疫沈降、ウエスタンブロット分析、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA) 、蛍光細胞選別(FACS 、免疫ブロット法、化学発光など)が挙げられるがこれに限定されない。
FABP3及びFABP5の各々に対する抗体は、各タンパク質中の抗原性または免疫原性を有する部分アミノ酸領域(抗原決定基)であるエピトープとして、当該技術分野において周知の方法により作製することができるし、市販品のFABP3及びFABP5の各々に対する抗体を利用してもよい。本発明のペプチド又はその親タンパク質に対する抗体(以下、「本発明の抗体」と称する場合がある)は、ポリクローナル抗体又はモノクローナル抗体のいずれであってもよく、周知の免疫学的手法により作製することができる。また、該抗体は完全抗体分子だけでなくそのフラグメントをも包含し、例えば、Fab、F(ab')2、ScFv、及びminibody等が挙げられる。
いくつかの実施形態において、生体試料中のバイオマーカーの検出/ 定量化は、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)を用いて達成される。ELISAは、例えば、比色、化学発光、及び/又は蛍光に基づくことができる。本発明の方法において使用するのに適するELISAは、抗体及びその誘導体、並びにタンパク質リガンドなどを含む、任意の適切な捕捉試薬及び検出試薬を使用することができる。
いくつかの実施形態において、生体試料中のバイオマーカーの検出/ 定量化は、ウェスタンブロッティングを使用して達成される。ウエスタンブロット法は、当業者に周知である。簡単に説明すると、所与のバイオマーカーに対する結合親和性を有する抗体を用いて、ゲル電気泳動によってサイズに基づいて分離されたタンパク質の混合物中でバイオマーカーを定量化することができる。例えば、ニトロセルロース、又はポリフッ化ビニリデン(PVDFから作られた膜を、生体試料からのタンパク質混合物を含むゲルの隣に配置し、ゲルから該膜へタンパク質を移行させるために電流が印加する。次いで膜を、目的のバイオマーカーに対して特異性を有する抗体と接触させ、二次抗体及び/ 又は検出試薬を用いて可視化することができる。
いくつかの実施形態において、生体試料中のバイオマーカーの検出/ 定量化は、多重タンパク質アッセイ( 例えば、平面アッセイ又はビーズベースのアッセイ) を用いて達成される。多数の多重タンパク質アッセイ形式が市販されている。
他の実施形態において、生体試料中のバイオマーカーの検出/ 定量化は、流体の流れに懸濁した標的実体( 例えば、細胞及びタンパク質) を計数、調査及び選別するための技術であるフローサイトメトリーにより達成される。
いくつかの実施形態において、生体試料中のバイオマーカーの検出/ 定量化は、組織又は細胞内の抗原に対する結合特異性を有する抗体又はタンパク質結合剤を用いて、組織切片又は細胞にタンパク質を局在化するプロセスである免疫組織化学又は免疫細胞化学によって達成される。色( 例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ及びアルカリホスファターゼ) 又は蛍光(例えば、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)又はフィコエリトリン(PE))を生成する標識で、抗体/ 薬剤をタグ付けすることによって視覚化することができる。
FABP3は神経変性疾患の患者では健常者よりも増大し、FABP5は神経変性疾患の患者では健常者よりも減少する傾向にあるが、FABP3及びFABP5はそれぞれ単独でバイオマーカーとして使用するには検出精度が低い。
本発明の方法によれば、FABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーを用いて、健常者と、神経変性疾患の患者とを区別することができる。より詳細には、この方法によれば、被検者が軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、又はレビー小体型認知症に罹患している可能性が高いか否かを判定することができる。このため、被検者が軽度認知障害に罹患している可能性があるか否かを簡易に区別することができる。
いくつかの実施形態では、FABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーを用いて算出された、後述の神経変性疾患の検出のための指標である評価値に基づき、被検者の評価値と、健常者の評価値である基準値とを比較し、被検者の評価値が、健常者の評価値である基準値と同じかそれより低い場合、当該被検者は神経変性疾患に罹患している可能性が低く、よって軽度認知障害に罹患している可能性も低いと判定することができる。
別の実施形態では、FABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーを用いて算出された、後述の神経変性疾患の検出のための指標である評価値に基づき、被検者の評価値と、健常者の評価値である基準値とを比較し、被検者の評価値が、健常者の評価値である基準値よりも大きい場合、当該被検者は神経変性疾患(軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、レビー小体型認知症、又はこれらの組み合わせ)に罹患している可能性が高いと判定することができる。
別の実施形態では、被検者の評価値と、神経変性疾患(軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、レビー小体型認知症、又はこれらの組み合わせ)の患者の評価値である基準値とを比較し、被検者の評価値が、神経変性疾患患者の評価値である基準値と同じかそれより大きい場合に、当該被検者は神経変性疾患に罹患している可能性が高く、よって軽度認知障害に罹患している可能性があると判定することができる。
さらなる実施形態では、被検者の評価値と、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、又はレビー小体型認知症の患者の評価値である基準値とを比較し、4ついずれかの神経変性疾患患者の評価値である基準値と同じかそれより大きい場合に、当該被検者はその神経変性疾患に罹患している可能性が高いと判定することができる。このように、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症の個々の神経変性疾患に罹患している可能性を個別に判定することもできる。
別のさらなる実施形態では、被検者が軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、又はレビー小体型認知症に罹患している可能性が高いと決定された場合に、本発明の方法はさらに、被検者の評価値と、軽度認知障害の患者の評価値である基準値、アルツハイマー病の患者の評価値である基準値、パーキンソン病の患者の評価値である基準値、及びレビー小体型認知症の患者の評価値である基準値の各々とを比較すること、及び被検者の評価値と4種の疾患の基準値の各々との数値の差が一番小さい疾患に被検者が罹患している可能性が高いと決定することを含む。例えば、被検者の評価値が、4種の疾患の基準値のうちの軽度認知障害の患者の評価値である基準値ともっとも差が小さい場合、被検者は軽度認知障害に罹患している可能性が高いと決定することができる。
なお、本明細書において、健常者の評価値は、健常者であることの指標となる値であれば特に限定されず、複数の健常者の評価値の平均値、複数の健常者の評価値の中央値などであってよく、好ましくは複数の健常者の評価値の平均値である。神経変性疾患(軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、又はレビー小体型認知症)の患者の評価値は、神経変性疾患の患者であることの指標となる値であれば特に限定されず、複数の神経変性疾患患者の評価値の平均値、複数の神経変性疾患患者の評価値の中央値などであってよく、好ましくは複数の神経変性疾患患者の評価値の平均値である。例えば、軽度認知障害の患者の評価値は、軽度認知障害の患者であることの指標となる値であれば特に限定されず、複数の軽度認知障害の評価値の平均値、複数の軽度認知障害の評価値の中央値などであってよく、アルツハイマー病の患者の評価値、パーキンソン病の患者の評価値、及びレビー小体型認知症の患者の評価値も同様に定義される。
いくつかの実施形態において、本発明の被検者における神経変性疾患の検出方法は、FABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーのレベルをモデルに適用及び/ 又は変換し、神経変性疾患の検出のための指標である評価値を生成すること、及び被検者における評価値と基準値との比較により、前記被検者が神経変性疾患に罹患している可能性が高いか否かを決定することを含む。
基準値は健常者の評価値、軽度認知障害の患者の評価値、アルツハイマー病の患者の評価値、パーキンソン病の患者の評価値、又はレビー小体型認知症の患者の評価値であり得る。判定方法については上述した通りである。
モデルは計算式を指し、FABP3及びFABP5のうちの一方と定数の和が分母、FABP3及びFABP5のうちの他方と前記定数の和が分子に来る分数を含む方程式であることが好ましい。変換は、バイオマーカーのレベルの数値の変換を指し、例えば指数関数、べき乗関数、及び/又はルート関数の使用が挙げられる。
一つの例として、本発明者らは、被検者を区別するための以下の式(1)で表されるモデルを開発した:
SCORE=(a+ZFABP3)/(a+ZFABP5) (1)
式中、
ZFABP3は(被検者の生物試料中のFABP3濃度-健常者の生物試料中のFABP3平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP3濃度の標準偏差)、
ZFABP5は(被検者の生物試料中のFABP5濃度-健常者の生物試料中のFABP5平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP5濃度の標準偏差)、
aはゼロよりも大きい数すなわち正の数であり、好ましくはaは正の整数又は正の小数であり、より好ましくはaは1から10までの範囲の数である。例えば、aは1から10までのいずれかの整数であり得る)。
SCORE=(a+ZFABP3)/(a+ZFABP5) (1)
式中、
ZFABP3は(被検者の生物試料中のFABP3濃度-健常者の生物試料中のFABP3平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP3濃度の標準偏差)、
ZFABP5は(被検者の生物試料中のFABP5濃度-健常者の生物試料中のFABP5平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP5濃度の標準偏差)、
aはゼロよりも大きい数すなわち正の数であり、好ましくはaは正の整数又は正の小数であり、より好ましくはaは1から10までの範囲の数である。例えば、aは1から10までのいずれかの整数であり得る)。
上記SCOREが、神経変性疾患の検出のための指標である評価値または基準値に使用される。
式(1)において、健常者ではSCOREの値が1であるが、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症の患者群ではいずれもSCOREの平均値が1よりも大きい。式(1)にFABP3及びFABP5の2つのバイオマーカーのレベルを代入した場合、SCOREの値は、健常者群の平均値と軽度認知障害の患者群の平均値、健常者群の平均値とアルツハイマー病の患者群の平均値、健常者とパーキンソン病患者群の平均値、健常者群の平均値とレビー小体症の平均値、軽度認知障害の患者群の平均値とアルツハイマー病の患者群の平均値、軽度認知障害の患者群の平均値とパーキンソン病患者群の平均値、軽度認知障害の患者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値、アルツハイマー病の患者群の平均値とパーキンソン病患者群の平均値、パーキンソン病患者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値の間でそれぞれ有意差があり、前者よりも後者は有意に大きい。
このため、式(1)で求められたSCOREの値を指標として、被検者がこれらのいずれかの神経変性疾患に罹患しているか否かを決定することができる。
例えば、式(1)の被検者のSCOREの値と、健常者のSCOREの値の平均値である基準値すなわち1とを比較し、被検者のSCOREの値が、1と同じかそれより低い場合、当該被検者は神経変性疾患に罹患している可能性が低く、よって軽度認知障害に罹患している可能性も低いと判定することができる。
式(1)の被検者のSCOREの値と、神経変性疾患(軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、レビー小体型認知症、又はこれらの組み合わせ)の患者のSCOREの値の平均値である基準値とを比較し、被検者のSCOREの値が、神経変性疾患患者のSCOREの値の平均値である基準値と同じかそれより大きい場合に、当該被検者は神経変性疾患に罹患している可能性が高く、よって軽度認知障害に罹患している可能性があると判定することができる。
いくつかの実施形態では、式(1)の被検者のSCOREの値と、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、又はレビー小体型認知症の患者のSCOREの値の平均値である基準値とを比較し、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症の個々の神経変性疾患に罹患している可能性を個別に判定することもできる。例えば、被検者のSCOREの値が軽度認知障害の患者のSCOREの値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、被検者は軽度認知障害に罹患している可能性が高いと決定することができる。被検者のSCOREの値がアルツハイマー病の患者のSCOREの値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、被検者はアルツハイマー病に罹患している可能性が高いと決定することができる。被検者のSCOREの値がパーキンソン病の患者のSCOREの値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、被検者はパーキンソン病に罹患している可能性が高いと決定することができる。被検者のSCOREの値がレビー小体型認知症の患者のSCOREの値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、被検者はレビー小体型認知症に罹患している可能性が高いと決定することができる。
別のさらなる実施形態では、被検者が軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、又はレビー小体型認知症に罹患している可能性が高いと決定された場合に、本発明の方法はさらに、式(1)の被検者のSCOREの値と、軽度認知障害の患者のSCOREの値である基準値、アルツハイマー病の患者のSCOREの値である基準値、パーキンソン病の患者のSCOREの値である基準値、及びレビー小体型認知症の患者のSCOREの値である基準値の各々とを比較すること、及び被検者のSCOREの値と4種の疾患の基準値の各々との数値の差が一番小さい疾患に被検者が罹患している可能性が高いと決定することを含む。
本願では、バイオマーカータンパク質の式(1)、後述の式(2)、ならびに後述の式(3)で表される多変量モデルを構築したところ、受信者操作特性(ROC)分析の曲線下面積(AUC)が高い(0.8を超える)極めて信頼性の高い神経変性疾患の検出又は判定が可能であることを見出した。ROC分析は非限定的な分析例であり、適切な参照物質の基準に基づく真の分類と各試験患者の分類とを比較することを含み得る。このような方法での複数の患者の分類は、感度及び特異性の測定の導出を可能にし得る。感度は、一般的に、真に陽性であるものの全ての中での正確に分類された患者の割合であり、特異性は、真に陰性であるものの全ての中での正確に分類された症例の割合である。一般的に、トレードオフは、陽性分類を決定するために選択された閾値に応じて、感度と特異性の間に存在し得る。低い閾値は、一般的に、高感度だが、比較的低い特異性を有し得る。対照的に、高い閾値は、一般的に、低感度だが、比較的高い特異性を有し得る。ROC曲線は、感度対特異性のプロットを水平に反転することによって作成することができる。得られた反転横軸は、偽陽性画分であり、1から差し引いた特異性に等しい。ROC曲線下面積(AUC)は、可能性のある特異性の全範囲にわたる平均感度、又は可能性のある感度の全範囲にわたる平均特異性として解釈することができる。AUCは、全体の精度の尺度を表し、全ての可能な解釈の閾値を網羅する精度の尺度も表す。
バイオマーカータンパク質の数を増やすとAUCが0.9以上となり、より1に近づきうる。一つのバイオマーカーではAUCが0.8以下であっても、複数のバイオマーカータンパク質を組み合わせる等して、AUCが0.8を超え、好ましくは0.9を超える神経変性疾患の検出又は判定に使用できる限り、神経変性疾患の検出又は判定のためのバイオマーカーとして有効である。
本発明の被検者における神経変性疾患の検出方法には、FABP3及びFABP5に加えて、1又は2種以上のバイオマーカーを使用してもよい。一般に、使用するバイオマーカーの数が多いほど、感度(有病正診率)及び特異度(無病正診率)をより高めることができ、検出精度は増大する。
いくつかの実施形態において、本発明の被検者における神経変性疾患の検出方法は、FABP3及びFABP5の2種類バイオマーカーに加え、さらにTau、NF-L、α-Synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lから成る群から選択される少なくとも1種類以上のバイオマーカーのレベルをモデルに適用及び/ 又は変換し、神経変性疾患の検出のための指標である評価値を生成すること、及び被検者の評価値と基準値との比較により、神経変性疾患に罹患している可能性が高いか否かを決定することをさらに含む。
基準値は健常者の評価値、軽度認知障害の患者の評価値、アルツハイマー病の患者の評価値、パーキンソン病の患者の評価値、又はレビー小体型認知症の患者の評価値であり得る。判定方法については上述した通りである。 Microtubule-associated protein tau (Tau, Uniprot アクセッション番号: P10636)、Alpha-synuclein (α-Synuclein, Uniprot アクセッション番号: P37840)、Amyloid beta protein (Aβ-42, Uniprot アクセッション番号: Q9BYY9)、Glial fibrillary acidic protein (GFAP, Uniprot アクセッション番号: P14136)、及びNeurofilament light polypeptide (NF-L, Uniprot アクセッション番号: P07196)はそれぞれ単独でバイオマーカーとして使用するには検出精度が低いが、Tau、NF-L、GFAPは神経変性疾患の患者では健常者よりも増大し、α-Synuclein、Aβ-42は神経変性疾患の患者では健常者よりも減少する傾向にある。
一つの例として、被検者と神経変性疾患患者、又は神経変性疾患患者同士を区別するためのモデルは以下の式(2)で表される:
SCORE=(a+ZFABP3)(a+ZTau)x(a+ZNF-L)y(a+ZGFAP)z/{(a+ZFABP5)×(a+Za-syn)m×(a+ZAβ-42)n}×a(m+n-x-y-z) (2)
(式中、
ZFABP3は(被検者の生物試料中のFABP3濃度-健常者の生物試料中のFABP3平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP3濃度の標準偏差)、
ZTauは(被検者の生物試料中のTau濃度-健常者の生物試料中のTau平均濃度)/(健常者の生物試料中のTau濃度の標準偏差)、
ZNF-Lは(被検者の生物試料中のNF-L濃度-健常者の生物試料中のNF-L平均濃度)/(健常者の生物試料中のNF-L濃度の標準偏差)、
ZGFAPは(被検者の生物試料中のGFAP濃度-健常者の生物試料中のGFAP平均濃度)/(健常者の生物試料中のGFAP濃度の標準偏差)、
ZFABP5は(被検者の生物試料中のFABP5濃度-健常者の生物試料中のFABP5平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP5濃度の標準偏差)、
Za-synは(被検者の生物試料中のα-シヌクレイン濃度-健常者の生物試料中のα-シヌクレイン平均濃度)/(健常者の生物試料中のα-シヌクレイン濃度の標準偏差)、
ZAβ-42は(被検者の生物試料中のAβ-42濃度-健常者の生物試料中のAβ-42平均濃度)/(健常者の生物試料中のAβ-42濃度の標準偏差)、
aはゼロよりも大きい数すなわち正の数であり、好ましくはaは正の整数又は正の小数であり、より好ましくはaは1から10までの範囲の数である。例えば、aは1から10までのいずれかの整数であり得る。
x, y, z, m, nは独立して、式(2)においてこれらの乗数の底において関連付けられているTau、NF-L、GFAP、α-Synuclein、及びAβ-42のバイオマーカーの評価値が計算される場合は1であり、計算されない場合は0である。
SCORE=(a+ZFABP3)(a+ZTau)x(a+ZNF-L)y(a+ZGFAP)z/{(a+ZFABP5)×(a+Za-syn)m×(a+ZAβ-42)n}×a(m+n-x-y-z) (2)
(式中、
ZFABP3は(被検者の生物試料中のFABP3濃度-健常者の生物試料中のFABP3平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP3濃度の標準偏差)、
ZTauは(被検者の生物試料中のTau濃度-健常者の生物試料中のTau平均濃度)/(健常者の生物試料中のTau濃度の標準偏差)、
ZNF-Lは(被検者の生物試料中のNF-L濃度-健常者の生物試料中のNF-L平均濃度)/(健常者の生物試料中のNF-L濃度の標準偏差)、
ZGFAPは(被検者の生物試料中のGFAP濃度-健常者の生物試料中のGFAP平均濃度)/(健常者の生物試料中のGFAP濃度の標準偏差)、
ZFABP5は(被検者の生物試料中のFABP5濃度-健常者の生物試料中のFABP5平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP5濃度の標準偏差)、
Za-synは(被検者の生物試料中のα-シヌクレイン濃度-健常者の生物試料中のα-シヌクレイン平均濃度)/(健常者の生物試料中のα-シヌクレイン濃度の標準偏差)、
ZAβ-42は(被検者の生物試料中のAβ-42濃度-健常者の生物試料中のAβ-42平均濃度)/(健常者の生物試料中のAβ-42濃度の標準偏差)、
aはゼロよりも大きい数すなわち正の数であり、好ましくはaは正の整数又は正の小数であり、より好ましくはaは1から10までの範囲の数である。例えば、aは1から10までのいずれかの整数であり得る。
x, y, z, m, nは独立して、式(2)においてこれらの乗数の底において関連付けられているTau、NF-L、GFAP、α-Synuclein、及びAβ-42のバイオマーカーの評価値が計算される場合は1であり、計算されない場合は0である。
上記SCOREが、神経変性疾患の検出のための指標である評価値または基準値に使用される。
式(2)において、健常者ではSCOREの値が1であるが、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症の患者ではいずれもSCOREの平均値が1よりも大きい。
いくつかの実施形態では、本発明の被検者における神経変性疾患の検出方法において、被検者の生物試料中のFABP3、FABP5、α-synuclein及びAβ-42の4つのバイオマーカーのレベルを測定する。式(2)にFABP3、FABP5、α-synuclein及びAβ-42の4つのバイオマーカーのレベルを代入した場合、SCOREの値は、健常者群の平均値と軽度認知障害の患者群の平均値、健常者群の平均値とアルツハイマー病の患者群の平均値、健常者とパーキンソン病の患者群の平均値、健常者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値、軽度認知障害の患者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値、アルツハイマー病の患者群の平均値とパーキンソン病の患者群の平均値、アルツハイマー病の患者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値、パーキンソン病の患者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値の間でそれぞれ有意差があり、前者よりも後者は有意に大きい。
いくつかの実施形態では、本発明の被検者における神経変性疾患の検出方法において、被検者の生物試料中のFABP3、FABP5、α-synuclein、Aβ-42、及びGFAPの5つのバイオマーカーのレベルを測定する。式(2)にFABP3、FABP5、α-synuclein、Aβ-42、及びGFAPの5つのバイオマーカーのレベルを代入した場合、SCOREの値は、健常者群の平均値と軽度認知障害の患者群の平均値、健常者群の平均値とアルツハイマー病の患者群の平均値、健常者群の平均値とパーキンソン病患者群の平均値、健常者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値、軽度認知障害の患者群の平均値とアルツハイマー病の患者群の平均値、軽度認知障害の患者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値、アルツハイマー病の患者群の平均値とパーキンソン病患者群の平均値、パーキンソン病患者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値の間でそれぞれ有意差があり、前者よりも後者は有意に大きい。
いくつかの実施形態では、本発明の被検者における神経変性疾患の検出方法において、被検者の生物試料中のFABP3、FABP5、α-synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lの6つのバイオマーカーのレベルを測定する。式(2)にFABP3、FABP5、α-synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lの6つのバイオマーカーのレベルを代入した場合、SCOREの値は、健常者群の平均値と軽度認知障害の患者群の平均値、健常者群の平均値とアルツハイマー病の患者群の平均値、健常者とパーキンソン病患者群の平均値、健常者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値、軽度認知障害の患者群の平均値とアルツハイマー病の患者群の平均値、軽度認知障害の患者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値、アルツハイマー病の患者群の平均値とパーキンソン病患者群の平均値、パーキンソン病患者群の平均値とレビー小体症の患者群の平均値の間でそれぞれ有意差があり、前者よりも後者は有意に大きい。
このように、FABP3、FABP5にさらにTau、 GFAP、α-Synuclein、Aβ-42、及びNF-Lのバイオマーカーのうちの1種又は2種以上を組み合わせると、神経変性疾患軽度認知障害(MCI)、アルツハイマー病(AD)、パーキンソン病(PD)、及びレビー小体型認知症(DLB)の4つの型を個別に区別することができる。
このため、本発明の検出方法では、まず第1段階としてFABP3及びFABP5を用いて、軽度認知障害を含む神経変性疾患の罹患可能性を検査又は判定し、第1段階の結果が陽性の場合に、FABP3及びFABP5に加えてTau、GFAP、α-Synuclein、Aβ-42、及びNF-Lのバイオマーカーのうちの1種又は2種以上の追加のバイオマーカーのレベルを調べて、軽度認知障害(MCI)、アルツハイマー病(AD)、パーキンソン病(PD)、及びレビー小体型認知症(DLB)の4つの型を個別に区別したり、軽度認知障害(MCI)からアルツハイマー病(AD)、パーキンソン病(PD)、又はレビー小体型認知症(DLB)への進行の可能性を検査又は判定することができる。
本発明の検出方法は、従来の神経変性疾患の診断方法に代わりに、又は従来の神経変性疾患の診断方法と組み合わせて、神経変性疾患の検出若しくは診断に、又は神経変性疾患の検出若しくは診断の補助に適用可能である。
本発明の検出方法は、患者から時系列で生体試料を採取し、各試料における本発明のペプチドの発現の経時変化を調べることにより行うこともできる。生体試料の採取間隔は特に限定されないが、患者の生活の質(QOL)を損なわない範囲でできるだけ頻繁にサンプリングすることが望ましく、例えば、血漿もしくは血清を試料として用いる場合、約1日~約1年の間で採血を行うことが好ましい。
さらに、上記時系列的なサンプリングによる神経変性疾患の検出方法は、前回サンプリングと当回サンプリングとの間に、被検者である患者に対して該疾患の治療措置が講じられた場合に、当該措置による治療効果を評価するのに用いることができる。即ち、治療の前後にサンプリングした試料について、治療後の状態が治療前の状態と比較してFABP3及びFABP5、並びに任意選択のその他のバイオマーカータンパク質の低下又は上昇(病態の改善)が認められると判定された場合に、当該治療の効果があったと評価することができる。一方、治療後の状態が治療前の状態と比較してFABP3及びFABP5、並びに任意選択のその他のバイオマーカータンパク質の低下又は上昇(病態の改善)が認められない、あるいはさらに悪化していると判定された場合には、当該治療の効果がなかったと評価することができる。
さらに、上記時系列的なサンプリングによる神経変性疾患の検出のための検査方法は、健康食品等の摂取、禁煙、運動療法、有害環境からの隔離等、神経変性疾患の罹患リスク低減措置後の予防効果を評価するのに用いることができる。即ち、罹患リスクの低減措置の施行の前後にサンプリングした試料について、施行後の状態が施行前の状態と比較してFABP3及びFABP5、並びに任意選択のその他のバイオマーカータンパク質の低下又は上昇(病態の発症もしくは進行)が認められないと判定された場合に、当該措置の施行の効果があったと評価することができる。一方、治療後の状態が治療前の状態と比較してFABP3及びFABP5、並びに任意選択のその他のバイオマーカータンパク質の上昇又は低下(病態の改善)が認められない、あるいはさらに病態が悪化していると判定された場合には、当該措置の施行の効果がなかったと評価することができる。
従って、本発明のFABP3及びFABP5、並びに任意選択のその他のバイオマーカータンパク質ならびに方法は、神経変性疾患を診断又は検出するマーカーのみならず、神経変性疾患の予後を予測するマーカー、ならびに治療効果判定のマーカーともなり得る。すなわち、本発明のFABP3及びFABP5、並びに任意選択のその他のバイオマーカータンパク質ならびに方法は、神経変性疾患の治療の創薬標的分子のスクリーニングに、及び/又は患者(リスポンダー)の選別もしくは治療薬の投与量(用量)の調節のためのコンパニオン診断薬として使用することができる。
特筆すべきは、後述の実施例にて示すように、本発明によれば、現在の認知機能テストでは不可能であった、治療薬投与後の極めて早い時期での治療薬の選択とリスポンダーの選択が可能となる。
また、本発明のFABP3及びFABP5、並びに任意選択のその他のバイオマーカータンパク質ならびに方法は、物質のスクリーニング方法に使用できる。この場合の物質には、神経変性疾患を未病段階で防止する健康食品やトクホ製品などの食品類、神経変性疾患を診断又は検出するマーカー類、及び罹患後の神経変性疾患を治療する治療薬等の医薬品類が含まれる。
本発明は、FABP3タンパク質及びFABP5タンパク質に対する抗体を用いた神経変性疾患の検出又は判定方法を含む。かかる方法は、最適化されたイムノアッセイ系を構築してこれをキット化すれば、上記質量分析装置のような特殊な装置を使用することなく、高感度かつ高精度にバイオマーカータンパク質を検出することができる点で、特に有用である。具体的には、FABP3及びFABP5を用いた検査でMCI, AD, PD, DLBの可能性が明らかとなり、推定疾患を推定可能である。その後、FABP3、FABP5と、Tau、GFAP、α-Synuclein、Aβ-42、及びNF-Lのバイオマーカーのうちの1種又は2種以上を用いた検査で、疾患の特定を試みることが期待される。
いくつかの実施形態では、FABP3、FABP5、α-synuclein及びAβ-42のそれぞれに対する抗体を含む、被検者が以下の(1)~(8)のいずれかの中の2つの選択肢:(1)健常者と軽度認知障害の患者、(2)健常者とアルツハイマー病の患者、(3)健常者とパーキンソン病の患者、(4)健常者とレビー小体症の患者、(5)軽度認知障害の患者とレビー小体症の患者、(6)アルツハイマー病の患者とパーキンソン病の患者、(7)アルツハイマー病の患者とレビー小体症の患者、又は(8)パーキンソン病の患者とレビー小体症の患者、のいずれであるかを区別するための検出又は判定剤のセットが提供される。
当該検出又は判定剤のセットを用いた検出又は判定は、被検者の生物試料を用いて、例えば式(2)を用いた上述の神経変性疾患の検出方法により行うことができる。
当該検出又は判定剤のセットを用いた検出又は判定は、被検者の生物試料を用いて、例えば式(2)を用いた上述の神経変性疾患の検出方法により行うことができる。
いくつかの実施形態では、FABP3、FABP5、α-synuclein、Aβ-42、及びGFAPのそれぞれに対する抗体を含む、被検者が以下の(1)~(8)のいずれかの中の2つの選択肢:(1)健常者と軽度認知障害の患者、(2)健常者とアルツハイマー病の患者、(3)健常者とパーキンソン病の患者、(4)健常者とレビー小体症の患者、(5)軽度認知障害の患者とアルツハイマー病の患者、(6)軽度認知障害の患者とレビー小体症の患者、(7)アルツハイマー病の患者とパーキンソン病の患者、又は(8)パーキンソン病の患者とレビー小体症の患者のいずれであるかを区別するための検出又は判定剤のセットが提供される。当該検出又は判定剤のセットを用いた検出又は判定は、被検者の生物試料を用いて、例えば式(2)を用いた上述の神経変性疾患の検出方法により行うことができる。
いくつかの実施形態では、FABP3、FABP5、α-synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lのそれぞれに対する抗体を含む、(1)~(8)のいずれかの中の2つの選択肢:(1)健常者と軽度認知障害の患者、(2)健常者とアルツハイマー病の患者、(3)健常者とパーキンソン病の患者、(4)健常者とレビー小体症の患者、(5)軽度認知障害の患者とアルツハイマー病の患者、(6)軽度認知障害の患者とレビー小体症の患者、(7)アルツハイマー病の患者とパーキンソン病の患者、(8)パーキンソン病の患者とレビー小体症の患者、のいずれであるかを区別するための検出又は判定剤のセットが提供される。当該検出又は判定剤のセットを用いた検出又は判定は、被検者の生物試料を用いて、例えば式(2)を用いた上述の神経変性疾患の検出方法により行うことができる。
いくつかの実施形態では、FABP3、FABP5、α-synuclein及びAβ-42のそれぞれに対する抗体を含む、被検者が以下の(1)~(8)のいずれかの中の2つの選択肢:(1)健常者と軽度認知障害の患者、(2)健常者とアルツハイマー病の患者、(3)健常者とパーキンソン病の患者、(4)健常者とレビー小体症の患者、(5)軽度認知障害の患者とレビー小体症の患者、(6)アルツハイマー病の患者とパーキンソン病の患者、(7)アルツハイマー病の患者とレビー小体症の患者、又は(8)パーキンソン病の患者とレビー小体症の患者、のいずれであるかを区別するための検出又は判定キットが提供される。当該検出又は判定キットを用いた検出又は判定は、被検者の生物試料を用いて、例えば式(2)を用いた上述の神経変性疾患の検出方法により行うことができる。
いくつかの実施形態では、FABP3、FABP5、α-synuclein、Aβ-42、及びGFAPのそれぞれに対する抗体を含む、被検者が以下の(1)~(8)のいずれかの中の2つの選択肢:(1)健常者と軽度認知障害の患者、(2)健常者とアルツハイマー病の患者、(3)健常者とパーキンソン病の患者、(4)健常者とレビー小体症の患者、(5)軽度認知障害の患者とアルツハイマー病の患者、(6)軽度認知障害の患者とレビー小体症の患者、(7)アルツハイマー病の患者とパーキンソン病の患者、又は(8)パーキンソン病の患者とレビー小体症の患者のいずれであるかを区別するための検出又は判定キットが提供される。当該検出又は判定キットを用いた検出又は判定は、被検者の生物試料を用いて、例えば式(2)を用いた上述の神経変性疾患の検出方法により行うことができる。
いくつかの実施形態では、FABP3、FABP5、α-synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lのそれぞれに対する抗体を含む、(1)~(8)のいずれかの中の2つの選択肢:(1)健常者と軽度認知障害の患者、(2)健常者とアルツハイマー病の患者、(3)健常者とパーキンソン病の患者、(4)健常者とレビー小体症の患者、(5)軽度認知障害の患者とアルツハイマー病の患者、(6)軽度認知障害の患者とレビー小体症の患者、(7)アルツハイマー病の患者とパーキンソン病の患者、(8)パーキンソン病の患者とレビー小体症の患者、のいずれであるかを区別するための検出又は判定キットが提供される。当該検出又は判定キットを用いた検出又は判定は、被検者の生物試料を用いて、例えば式(2)を用いた上述の神経変性疾患の検出方法により行うことができる。
本明細書中に引用されているすべての特許出願及び文献の開示は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
1.被検者及び血液採取
国立病院機構仙台西多賀病院にて、健常者30名、MCI患者110名、AD患者146名、PD患者85名、DLB患者46名ら、3mLの血液を採取した。採取した血液を、0.5~1.0hr静置した後、3,000rpmで10分間室温にて遠心分離し、血清を得た。上清を使用するまで-80℃で分けて保存した。
国立病院機構仙台西多賀病院にて、健常者30名、MCI患者110名、AD患者146名、PD患者85名、DLB患者46名ら、3mLの血液を採取した。採取した血液を、0.5~1.0hr静置した後、3,000rpmで10分間室温にて遠心分離し、血清を得た。上清を使用するまで-80℃で分けて保存した。
MCIの診断基準にはNational Institute on Aging-Alzheimer’s Association(NIA/AA)を採用した。ADの診断基準にはThe National Institute of Neurologic, Communicative Disorders and Stroke AD and Related Disorders Association (NINCDS-ADRDA) を採用した。PDの診断基準にはMovement Disorders Societyを採用し、ALS患者の診断基準にはEl Escorial基準を採用した。またDLBの診断基準にはDiagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition(DSM-5)基準を採用した。
2.抗体を用いた分析
血漿中における各バイオマーカーの測定には、超高感度オートELISA Simoa HD-X システム(Quanterix社)を用いた。まず捕捉抗体をSimoa磁気ビーズの表面にコートし、一方の検出用抗体をビオチン化した。次にこれらの捕捉抗体及び検出抗体を用い、各標品タンパク質を用い検量線を作成、血漿中のバイオマーカー濃度を算出した。また血漿検体はボルテックス後、14,000 x g で遠心した上清を5倍から20倍に希釈し、測定を行った。
血漿中における各バイオマーカーの測定には、超高感度オートELISA Simoa HD-X システム(Quanterix社)を用いた。まず捕捉抗体をSimoa磁気ビーズの表面にコートし、一方の検出用抗体をビオチン化した。次にこれらの捕捉抗体及び検出抗体を用い、各標品タンパク質を用い検量線を作成、血漿中のバイオマーカー濃度を算出した。また血漿検体はボルテックス後、14,000 x g で遠心した上清を5倍から20倍に希釈し、測定を行った。
3.統計解析
統計解析にはPrismソフトウェアを用いた。構築したモデルの診断能の評価のためにROC分析を実施した。Rのパッケージである”Epi パッケージ“(A package for statistical analysis in epidemiology、Version 1.149、http://cran.r-project.org/web/packages/Epi/index.html)を用いた。AUCはROC曲線から計算した。診断のための最適カットオフ値は、Cancer 1950;3:32-5のYouden’s indexに従って決定した。
統計解析にはPrismソフトウェアを用いた。構築したモデルの診断能の評価のためにROC分析を実施した。Rのパッケージである”Epi パッケージ“(A package for statistical analysis in epidemiology、Version 1.149、http://cran.r-project.org/web/packages/Epi/index.html)を用いた。AUCはROC曲線から計算した。診断のための最適カットオフ値は、Cancer 1950;3:32-5のYouden’s indexに従って決定した。
4.バイオマーカータンパク質の同定
血漿中における各バイオマーカーの測定には、超高感度オートELISA Simoa HD-X システム(Quanterix社)を用いた。
血漿中における各バイオマーカーの測定には、超高感度オートELISA Simoa HD-X システム(Quanterix社)を用いた。
5.各種神経変性疾患におけるバイオマーカータンパク質の診断性能
神経変性疾患患者における健常者に対するROC曲線の作成及びAUC値の算出はPrismソフトウェアを用いた。
神経変性疾患患者における健常者に対するROC曲線の作成及びAUC値の算出はPrismソフトウェアを用いた。
6.結果
まず、血漿中のFABP3の1つのバイオマーカータンパク質のみの濃度を測定し、統計解析を行った。
まず、血漿中のFABP3の1つのバイオマーカータンパク質のみの濃度を測定し、統計解析を行った。
その結果、図1(A)-(D)に示されるように、健常対照群と、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症の各々の群の間には血漿FABP3濃度に有意差がなかった。
図2(A)-(D)及び表1によっても、健常者と、軽度認知障害の患者群、アルツハイマー病の患者群、パーキンソン病の患者群、及びレビー小体症の患者群の各々とを区別することはできなかった。
次に、FABP3及びFABP5の2つのバイオマーカータンパク質に対する抗体を用いて、式(1)で表されるモデルを用いて統計解析を行った。
その結果、図3(A)-(D)に示されるように、SCORE値により健常対照群(SCORE=1)と、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症の各々の群のSCORE値(SCORE>1)に有意差があり、健常対照群と、4つの神経変性疾患群とを区別することができた。
また図4(A)-(I)及び表2によると、(1)健常者群と軽度認知障害の患者群、(2)健常者群とアルツハイマー病の患者群、(3)健常者群とパーキンソン病の患者群、(4)健常者群とレビー小体症の患者群、(5)軽度認知障害の患者群とアルツハイマー病の患者群、(6)軽度認知障害の患者群とパーキンソン病の患者群、(7)軽度認知障害の患者群とレビー小体症の患者群、(8)アルツハイマー病の患者群とパーキンソン病の患者群、及び(9)パーキンソン病の患者群とレビー小体症の患者群をそれぞれ区別することができた。
次に、FABP3、FABP5、α-synuclein及びAβ-42の4つのバイオマーカーのそれぞれに対する抗体を用いて、式(2)で表されるモデルを用いて統計解析を行った。
その結果、図5(A)-(D)に示されるように、SCORE値により健常対照群(SCORE=1)と、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症の各々の群のSCORE値(SCORE>1)に有意差があり、健常対照群と、4つの神経変性疾患群とを区別することができた。
また図6(A)-(I)及び表3によると、(1)健常者群と軽度認知障害の患者群、(2)健常者群とアルツハイマー病の患者群、(3)健常者群とパーキンソン病の患者群、(4)健常者群とレビー小体症の患者群、(5)軽度認知障害の患者群とレビー小体症の患者群、(6)アルツハイマー病の患者群とパーキンソン病の患者群、(7)アルツハイマー病の患者群とレビー小体症の患者群、及び(8)パーキンソン病の患者群とレビー小体症の患者群をそれぞれ区別することができた。
次に、FABP3、FABP5、α-synuclein、Aβ-42、GFAPの5つのバイオマーカーのそれぞれに対する抗体を用いて、式(2)で表されるモデルを用いて統計解析を行った。
その結果、図7(A)-(D)に示されるように、SCORE値により健常対照群(SCORE=1)と、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症の各々の群のSCORE値(SCORE>1)に有意差があり、健常対照群と、4つの神経変性疾患群とを区別することができた。
また図8(A)-(I)及び表4によると、(1)健常者群と軽度認知障害の患者群、(2)健常者群とアルツハイマー病の患者群、(3)健常者群とパーキンソン病の患者群、(4)健常者群とレビー小体症の患者群、(5)軽度認知障害の患者群とアルツハイマー病の患者群、(6)軽度認知障害の患者群とレビー小体症の患者群、(7)アルツハイマー病の患者群とパーキンソン病の患者群、及び(8)パーキンソン病の患者群とレビー小体症の患者群をそれぞれ区別することができた。
次に、FABP3、FABP5、α-synuclein、Aβ-42、GFAP、NF-Lの6つのバイオマーカーのそれぞれに対する抗体を用いて、式(2)で表されるモデルを用いて統計解析を行った。
その結果、図9(A)-(D)に示されるように、SCORE値により健常対照群(SCORE=1)と、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症の各々の群のSCORE値(SCORE>1)に有意差があり、健常対照群と、4つの神経変性疾患群とを区別することができた。
また図10(A)-(I)及び表5によると、(1)健常者群と軽度認知障害の患者群、(2)健常者群とアルツハイマー病の患者群、(3)健常者群とパーキンソン病の患者群、(4)健常者群とレビー小体症の患者群、(5)軽度認知障害の患者群とアルツハイマー病の患者群、(6)軽度認知障害の患者群とレビー小体症の患者群、(7)アルツハイマー病の患者群とパーキンソン病の患者群、及び(8)パーキンソン病の患者群とレビー小体症の患者群をそれぞれ区別することができた。
以上の結果から、これらのバイオマーカーの血中濃度から多変量回帰モデルで得られた予測値が、神経変性疾患の判定又は早期診断のための検査方法に有用であることが示唆された。
Claims (12)
- 被検者における神経変性疾患の検出方法であって、
被検者の生物試料中のFABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーのレベルを測定することを含む方法。 - 前記FABP3及びFABP5からなる2種のバイオマーカーのレベルをモデルに適用及び/ 又は変換し、神経変性疾患の検出のための指標である評価値を生成すること、及び
被検者における評価値と基準値との比較により、前記被検者が神経変性疾患に罹患している可能性が高いか否かを決定すること
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記決定することは、前記被検者の評価値が健常者の評価値よりも大きい場合に、前記被検者は神経変性疾患に罹患している可能性が高いと決定することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記被検者が前記軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、又はレビー小体型認知症に罹患している可能性が高いと決定された場合に、前記方法はさらに、
前記被検者の評価値と、軽度認知障害の患者の評価値である基準値、アルツハイマー病の患者の評価値である基準値、パーキンソン病の患者の評価値である基準値、及びレビー小体型認知症の患者の評価値である基準値の各々とを比較すること、及び
前記被検者の評価値と前記4種の疾患の基準値の各々との数値の差が一番小さい疾患に前記被検者が罹患している可能性が高いと決定すること、を含む請求項3に記載の方法。 - 前記モデルが、
SCORE=(a+ZFABP3)/(a+ZFABP5) (1)
(式中、
ZFABP3は(被検者の生物試料中のFABP3濃度-健常者の生物試料中のFABP3平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP3濃度の標準偏差)、
ZFABP5は(被検者の生物試料中のFABP5濃度-健常者の生物試料中のFABP5平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP5濃度の標準偏差)、
aはゼロよりも大きい数である)
であり、前記SCOREが前記評価値または基準値に使用される請求項2~4のいずれか一項に記載の方法。 - 被検者の生物試料中のTau、α-Synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lから成る群から選択される少なくとも1種類以上のバイオマーカーのレベルをさらに測定することを含む請求項1に記載の方法。
- 前記FABP3及びFABP5の2種類バイオマーカーに加え、さらにTau、α-Synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lから成る群から選択される少なくとも1種類以上のバイオマーカーのレベルをモデルに適用及び/ 又は変換し、神経変性疾患の検出のための指標である評価値を生成すること、及び
被検者の評価値と神経変性疾患患者の評価値である基準値との比較により、神経変性疾患に罹患している可能性が高いか否かを決定する、請求項6に記載の方法。 - 前記神経変性疾患が、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症から成る群から選択される少なくとも一つであり、
前記決定することは、
前記被検者の評価値が軽度認知障害の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者は軽度認知障害に罹患している可能性が高いと決定すること、
前記被検者の評価値がアルツハイマー病の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者はアルツハイマー病に罹患している可能性が高いと決定すること、
前記被検者の評価値がパーキンソン病の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者はパーキンソン病に罹患している可能性が高いと決定すること、又は
前記被検者の評価値がレビー小体型認知症の患者の評価値である基準値と同じかそれよりも大きい場合に、前記被検者はレビー小体型認知症に罹患している可能性が高いと決定すること
を含む、請求項7に記載の方法。 - 前記被検者が前記軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、又はレビー小体型認知症に罹患している可能性が高いと決定された場合に、前記方法はさらに、
前記被検者の評価値と、軽度認知障害の患者の評価値である基準値、アルツハイマー病の患者の評価値である基準値、パーキンソン病の患者の評価値である基準値、及びレビー小体型認知症の患者の評価値である基準値の各々とを比較すること、及び
前記被検者の評価値と前記4種の疾患の基準値の各々との数値の差が一番小さい疾患に前記被検者が罹患している可能性が高いと決定すること、
を含む、請求項8に記載の方法。 - 前記モデルが、
SCORE=(a+ZFABP3)(a+ZTau)x(a+ZNF-L)y(a+ZGFAP)z/{(a+ZFABP5)×(a+Za-syn)m×(a+ZAβ-42)n}×a(m+n-x-y-z) (2)
(式中、
ZFABP3は(被検者の生物試料中のFABP3濃度-健常者の生物試料中のFABP3平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP3濃度の標準偏差)、
ZTauは(被検者の生物試料中のTau濃度-健常者の生物試料中のTau平均濃度)/(健常者の生物試料中のTau濃度の標準偏差)、
ZNF-Lは(被検者の生物試料中のNF-L濃度-健常者の生物試料中のNF-L平均濃度)/(健常者の生物試料中のNF-L濃度の標準偏差)、
ZGFAPは(被検者の生物試料中のGFAP濃度-健常者の生物試料中のGFAP平均濃度)/(健常者の生物試料中のGFAP濃度の標準偏差)、
ZFABP5は(被検者の生物試料中のFABP5濃度-健常者の生物試料中のFABP5平均濃度)/(健常者の生物試料中のFABP5濃度の標準偏差)、
Za-synは(被検者の生物試料中のα-シヌクレイン濃度-健常者の生物試料中のα-シヌクレイン平均濃度)/(健常者の生物試料中のα-シヌクレイン濃度の標準偏差)、
ZAβ-42は(被検者の生物試料中のAβ-42濃度-健常者の生物試料中のAβ-42平均濃度)/(健常者の生物試料中のAβ-42濃度の標準偏差)、
aはゼロよりも大きい数であり、
x, y, z, m, nは独立して、式(2)においてこれらの乗数の底において関連付けられているTau、GFAP、α-Synuclein、Aβ-42及びNF-Lのバイオマーカーの評価値が計算される場合は1であり、計算されない場合は0である。)
であり、前記SCOREが前記評価値または基準値に使用される請求項7~9のいずれか一項に記載の方法。 - FABP3及びFABP5からなる2種の組み合わせ、
FABP3、FABP5、Tau及びNF-Lからなる4種の組み合わせ、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、及びAβ-42からなる4種の組み合わせ、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、及びGFAPからなる5種の組み合わせ、若しくは
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lからなる6種の組み合わせの、軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症から成る群から選択される少なくとも一つの神経変性疾患の検査のためのバイオマーカーとしての使用。 - 軽度認知障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、及びレビー小体型認知症から成る群から選択される少なくとも一つの神経変性疾患を検査するための検査用キットであって、
FABP3及びFABP5からなる2種のタンパク質の各々に対する抗体、
FABP3、FABP5、Tau及びNF-Lからなる4種のタンパク質の各々に対する抗体、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、及びAβ-42からなる4種のタンパク質の各々に対する抗体、
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、及びGFAPからなる5種のタンパク質の各々に対する抗体、若しくは
FABP3、FABP5、α-Synuclein、Aβ-42、GFAP、及びNF-Lからなる6種のタンパク質の各々に対する抗体、を備えた検査用キット。
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