JP7500536B2 - 強化された細胞病理学的細胞採取のための細胞および／または組織片の剥離を誘導する方法 - Google Patents

強化された細胞病理学的細胞採取のための細胞および／または組織片の剥離を誘導する方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、それぞれの内容が参照により本明細書に組み込まれている、２０１８年３月２３日出願の米国特許仮出願第６２／６４７，１３３号、および２０１８年１０月３０日出願の米国特許仮出願第６２／７５２，８２３号、および２０１９年１月１６日出願の米国特許仮出願第６２／７９３，０６１号の権利を主張するものである。
成人のがんの９５％以上は癌腫であり、これは、がんが器官の上皮内層から生じることを意味する。多くの場合、これらの上皮は周囲体液と直接触れており、上皮再生の正常な過程の一環として上皮細胞は絶え間なくこの周囲体液中に剥落している。例としては、膵液中に絶え間なく剥落している膵管細胞、痰の中に絶え間なく剥落している肺細胞、および尿中に絶え間なく剥落している膀胱細胞がある。対象となる上皮に存在することがある形成異常およびがん細胞も、正常な上皮細胞と共に周囲体液中に自然に剥落する。多くの場合、これらの体液は、非侵襲または低侵襲な方法で容易にサンプリングする可能性がある。これらのサンプリングされた体液中でみつかった剥離細胞は、次いで、理論的には形成異常およびがんを早期検出することができる、その後の細胞病理学者による顕微鏡評価のために、標準的な実験技術を使用して濃縮することができる。周囲体液中に剥離した細胞の細胞病理学検査は、概して高い特異度を有する一方で、形成異常およびがんの検出のためのその感度は、上皮細胞が周囲体液中へ自然に剥離する速度が遅いため、試料は細胞をわずかしか含まず、病理学者が検査するには不十分なものとなることによって、限定されることが多い。これによって、形成異常およびがんの細胞病理学的検出は、現在のところ、特に、縦隔、胸膜、心膜、腹膜、肺、胸、唾液腺、髄膜、膵管、膵嚢胞、腎臓、肝臓、膀胱、および卵巣に限定されている。
例えば、膵臓は様々な細胞型から構成されており、そのそれぞれが異なる種類のがんの元となりうる。膵管腺癌（ＰＤＡＣ）は、米国においてがん関連の死因の第４位である。これは、診断が、多くの場合、転移期に下され遅いこと、その生態が攻撃的であること、そして既知の化学療法に対して部分的にしか応答しないことが原因である。膵液の細胞学的評価は、膵臓がんの診断において７９％を超える高い感度であることがわかっている。
膵臓がんは、通常、初期症状がほとんどないため、発見されるまでに進行していることが多い。この理由から、２０３０年までに、膵臓がんは米国においてがんの死因の第２位となると予測されている（１）。
膵臓のスクリーニングおよびサーベイランスは、膵臓がんの家族歴がある、膵臓がん感受性遺伝子変異がある、または膵嚢胞が偶然に検出されたため、膵臓がんの発生リスクが高まった患者に対して実施される。
現行の膵臓がんの検査には、超音波内視鏡検査（ＥＵＳ）および内視鏡磁気共鳴イメージング／磁気共鳴胆道膵管造影（ＥＲＣＰ）がある。これらの検査は、膵嚢胞の検出は正確であるが（２、３、４）、通常のサーベイランスを行ったにもかかわらず膵臓がんを発症する患者の数によって証明されるように、小さな固形膵臓がんの検出には適していない。このことが、早期検出の逸機を招いている（５）。
疾患の診断で不可欠な臨床診断基準である細胞病理学が、膵臓がんの診断モダリティとして検討されてきた。例えば、１９７４年に、Ｙｏｓｈｉｈｉｋｏ Ｅｎｄｏと共同研究者らが、十二指腸内視鏡による膵液の採取物からの膵臓がんの細胞診を最初に報告している（６）。彼らの報告では、感度は７９％であった。その後数十年間、多くの研究者らが膵液の細胞学的検査を使用して膵臓悪性腫瘍を特定しようとしてきたが、感度範囲は一貫して約７０～８０％にとどまっている（７、８）。何年もの間、多数の内視鏡検査医が認めてきた感度の不足は、おそらく典型的な細胞採取および分析方法の弱点を反映している。さらに、バイオアッセイでの組織学的分析のために得られた体液試料の細胞または組織片のレベルが低いことが、複合型のバイオアッセイについて存在する問題である。
よって、そのような診断検査の特異度を高めるために、採取およびその後の分析のために、様々な種類の器官および組織からの剥離細胞の収量を上げることが必要である。組織区分の正面図を得るために用いることができる無傷組織の剥離を誘導することも必要である。特に膵臓がんについては、膵臓における正常細胞の背景から希有な細胞を検出するために、改良された細胞採取および組織片採取技術が必要である。
本明細書に記載の本発明の実施形態は、様々な手段によりこれまで観察された割合よりもはるかに高い割合で細胞ならびに／または組織片およびその他の分子を得る、方法およびシステムを提供する。実施形態において、該方法は、患者の循環系においてマイクロバブルを形成する超音波造影剤を投与すること、および対象を超音波照射することを含む。マイクロバブルを導入した後、膵臓などの器官または組織を広帯域超音波エネルギーに曝露させる。本発明の実施形態の超音波適用は、低強度非集束超音波（ＬＩＮＦＵ）と記されることもある。本発明の実施形態において、マイクロバブルによって発揮されたエネルギーと組み合わさった超音波エネルギーによって、膵臓細胞および場合によって組織片を解離かつ／または剥離させる。膵臓試料を得る場合、続いて患者に、膵液分泌を誘導する薬物であるセクレチンを注入する。これに関して、剥脱した細胞および組織片の一部が膵液中に沈着する可能性があり、次いで、膵液を内視鏡的に採取する。得られた富化された試料中の細胞および／または組織片を、次いで、形態学的にかつ／または分子バイオマーカーを使用して分析して、細胞の異常の有無を明らかにする。
これらの手順は、膵液中に放出させる細胞の総数を劇的に増加させることができる。さらに、本明細書に記載の手順は、膵臓からの無傷の組織片の分離を誘導しうる。
これらの手順は、縦隔、胸膜、心膜、腹膜、肺、胸、唾液腺、髄膜、膵管、膵嚢胞、腎臓、肝臓、膀胱、または卵巣などの、その他の器官または体の部位に適用される場合、そのような器官の周囲体液中に放出させる細胞の総数を劇的に増加させうる。さらに、本明細書に記載の手順は、上記の代表的な器官からの無傷の組織片の分離をさらに誘導しうる。例えば、本明細書に記載の手順は、周囲の痰の中への肺細胞の剥離を誘導するために、または周囲の尿中への膀胱細胞および膀胱組織の剥離を誘導するために利用される。
対象の器官から細胞試料を得る方法であって、
対象において器官からの細胞または上皮組織片の剥離が誘発されるように、
ある量の超音波造影剤を対象に投与すること；および
対象の器官を、超音波造影剤の安定したキャビテーションを誘発するのに有効な量の超音波エネルギーで超音波照射すること
を含む方法を提供する。
また、対象から膵臓細胞を得る方法であって、
対象において膵臓の管への細胞の剥離を誘発するように、
ある量の超音波造影剤を対象に投与すること；および
対象の膵臓を、超音波造影剤の安定したキャビテーションを誘発するのに有効な量の超音波エネルギーで超音波照射すること
を含む方法も提供する。
また、対象から膵臓細胞を得る方法であって、
対象の膵臓を、対象において膵臓の管への細胞の剥離を誘発するのに有効な量の単一周波数の超音波エネルギーで超音波照射すること
を含む方法も提供する。
また、対象から膵臓細胞を得る方法であって、
対象の膵臓を、対象において非対称な超音波を膵臓の所定のポイントに到達させ膵臓の管への細胞の剥離を誘発するのに有効な量の、多周波アレイからの超音波エネルギーで超音波照射すること
を含む方法も提供する。
また、膵臓障害について対象を治療する方法であって、
ａ）本明細書に記載の方法によって、対象が対象の膵臓に膵臓形成異常細胞または膵臓がん細胞を有するかどうかを決定すること、および
ｂ）ａ）において対象の膵臓に膵臓形成異常細胞または膵臓がん細胞を有することがわかった対象において、化学療法、放射線療法、免疫療法、または膵臓切除術を実行すること
を含む方法も提供する。
実施形態において、対象が対象の膵臓に膵臓形成異常細胞または膵臓がん細胞を有するかどうかを決定することは、細胞形態学的分析、組織形態学的分析、または生体分子マーカー分析のうちの１つまたは複数を通して実行される。
また、対象に対するアッセイ手順において組織からの細胞試料採取の有効性を向上させる方法であって、対象において組織からの細胞または組織断片の剥離が誘発されるように、組織から細胞試料を採取する前に、対象の組織を超音波造影剤の安定したキャビテーションを誘発するのに有効な量の超音波エネルギーで超音波照射すること、および、次いで対象において組織から細胞試料を採取することを含む方法も提供する。
また、細胞または組織ががん性もしくは前がん性細胞または組織を含むかどうかを決定するために、対象からの細胞または組織の試料に対してアッセイを実行する方法であって、
ａ）ある量の超音波造影剤を対象に投与し、対象において器官からの細胞または上皮組織断片の剥離が誘発されるように、超音波造影剤の安定したキャビテーションを誘発するのに有効な量の超音波エネルギーで対象の器官を超音波照射し、剥離した細胞または組織の試料を採取する方法によってあらかじめ得た細胞または組織の試料を受け取ること；ならびに；
ｂ）細胞または組織が、がん性もしくは前がん性細胞または組織を含むかどうかを決定するために、細胞形態学的分析、組織形態学的分析、または生体分子マーカー分析のうちの１つを実行すること
を含む方法も提供する。
また、膵臓における形成異常およびがん性細胞の早期検出のための方法であって、細胞の剥離を誘導するための、膵臓に向けた超音波エネルギーの適用と、それに続く分子検査および顕微鏡的形態学的検査のための、剥離した細胞および細胞塊を含有する膵液の内視鏡的採取とを含む方法も提供する。
また、組織または器官を超音波照射された対象から直接得られたものであり、組織または器官からの上皮またはその他の細胞を、超音波照射されていない対象から得られた試料における上皮またはその他の細胞のレベルと比較して２倍を超えて富化されたレベルで含む、分離された体液試料も提供する。
また、対象から、連なった膵管細胞の試料を得る方法であって、
超音波エネルギーでの超音波照射の開始の前または後の１時間以内に、膵液分泌を誘発するのに有効な量のセクレチンポリペプチドを対象に投与すること；対象において対象の膵臓の所定のポイントをある量の超音波エネルギーで超音波照射し、膵臓の管への細胞の剥離を誘発すること、および、次いで
連なった膵管細胞を含有する体液の試料を対象から取り出すこと
を含む方法も提供する。
下記の実施例１に記載したように、動物を超音波照射した後に採取した膵液から得た、大きな膵臓上皮組織片を示す画像である。
対象の器官から細胞試料を得る方法であって、
対象において器官からの細胞または上皮組織片の剥離が誘発されるように、
ある量の超音波造影剤を対象に投与すること；および
対象の器官を、超音波造影剤の安定したキャビテーションを誘発するのに有効な量の超音波エネルギーで超音波照射すること
を含む方法を提供する。
実施形態において、細胞は上皮細胞を含む。
実施形態において、器官の上皮の上皮組織片が剥離される。
実施形態において、器官は、膀胱、胸、肝臓、腎臓、肺、甲状腺、消化管、または膵臓である。細胞試料が採取される器官は、標的器官として既知のものでありうる。
実施形態において、超音波照射は、標的器官以外の器官を超音波照射しないように適用される。実施形態において、超音波照射は、標的器官以外の器官では安定したキャビテーションを誘発しないように適用される。実施形態において、超音波造影剤は、選択的に標的器官に蓄積するように適用される。実施形態において、超音波照射および／または超音波造影剤は、安定したキャビテーションをまぎれもなく標的器官において選択的に誘発するように、時間的に適用される。実施形態において、超音波照射および／または超音波造影剤は、安定したキャビテーションをまぎれもなく標的器官において選択的に誘発するように、空間的に適用される。実施形態において、超音波照射および／または超音波造影剤は、安定したキャビテーションをまぎれもなく標的器官において選択的に誘発するように、時間的および空間的に適用される。実施形態において、超音波照射は、標的器官だけを選択的に超音波照射するように、時間的に適用される。実施形態において、超音波照射は、標的器官だけを選択的に超音波照射するように、空間的に適用される。実施形態において、超音波照射は、標的器官だけを選択的に超音波照射するように、時間的および空間的に適用される。
実施形態において、該方法は、細胞を含有する体液の試料を対象から取り出すことをさらに含む。
実施形態において、体液の試料は、器官の嚢胞から得られる。
実施形態において、体液の試料は、器官の分泌物から得られる。
また、対象から膵臓細胞を得る方法であって、
対象において膵臓の管への細胞の剥離が誘発されるように、
ある量の超音波造影剤を対象に投与すること；および
対象の膵臓を、超音波造影剤の安定したキャビテーションを誘発するのに有効な量の超音波エネルギーで超音波照射すること
を含む方法も提供する。
実施形態において、超音波エネルギーは、０．０３のメカニカルインデックスを超えていない、または０．０５のメカニカルインデックスを超えていない。
また、対象から膵臓細胞を得る方法であって、
対象の膵臓を、対象において膵臓の管の中への細胞の剥離を誘発するのに有効な量の単一周波数の超音波エネルギーで超音波照射すること
を含む方法も提供する。
実施形態において、超音波エネルギーは、０．０３から１．３のメカニカルインデックスである。
また、対象から膵臓細胞を得る方法であって、
対象の膵臓を、対象において非対称な超音波を膵臓の所定のポイントに到達させ膵臓の管への細胞の剥離を誘発するのに有効な量の、多周波アレイからの超音波エネルギーで超音波照射すること
を含む方法も提供する。
実施形態において、超音波エネルギーは、０．０３から１．３のメカニカルインデックスである。
また、対象から、連なった膵管細胞の試料を得る方法であって、
超音波エネルギーでの超音波照射の開始の前または後の１時間以内に、膵液分泌を誘発するのに有効な量のセクレチンポリペプチドを対象に投与すること；対象の膵臓を、対象において膵臓の所定のポイントをある量の超音波エネルギーで超音波照射し、膵臓の管への細胞の剥離を誘発すること；および、次いで、
対象から、連なった膵管細胞を含有する体液の試料を取り出すこと
を含む方法も提供する。連なった細胞は、それぞれの細胞が少なくとも１つの他の細胞に付着している、２つ以上の細胞である。例えば、上皮組織の断片、または細胞の薄層である。
実施形態において、超音波エネルギーは、０．０３から１．３のメカニカルインデックスである。
実施形態において、該方法は、超音波エネルギーでの超音波照射の開始の前または後の１時間以内に、膵液分泌を誘発するのに有効な量のセクレチンポリペプチドまたは膵液分泌を誘発するその他の物質を対象に投与することをさらに含む。
実施形態において、該方法は、ある量の超音波造影剤と共に、該量のセクレチンまたは膵液分泌を誘発するその他の物質を投与することを含む。
実施形態において、セクレチンが投与され、セクレチンはヒトセクレチンである。
実施形態において、該方法は、対象においてカテーテルまたはその他の採取装置を膵管の開口部に置くことをさらに含む。
実施形態において、膵管の開口部は、十二指腸乳頭部である。
実施形態において、該方法は、カテーテルまたはその他の採取装置を使用して、膵臓分泌物の試料を得ることをさらに含む。
実施形態において、該方法は、試料が膵臓がん細胞もしくは膵臓形成異常細胞を含有するのかまたは非病理的であるのかを決定するために、得られた膵臓分泌物の試料を分析することをさらに含む。
実施形態において、コンピューター支援の分析が、細胞のがん性または形成異常の同定において用いられる。実施形態において、細胞形態学的、組織形態学的および／または分子生物学的分析が、細胞のがん性または形成異常の同定において用いられる。
実施形態において、該方法は、膵臓の導管および／または腺房細胞の剥離を誘発するのに有効である。
実施形態において、該方法は、膵臓の上皮組織片の剥離を誘発するのに有効である。
実施形態において、該量の超音波エネルギーは、対象の膵臓において安定したキャビテーションを誘発する。
実施形態において、該量の超音波エネルギーは、対象の器官内のマイクロバブルのイナーシャルキャビテーションまたは内破を誘発しない。
実施形態において、該量の超音波エネルギーは、対象の膵臓内のマイクロバブルのイナーシャルキャビテーションまたは内破を誘発しない。
実施形態において、該方法は、対象を超音波照射する間の少なくとも一期間、マイクロバブルの内破または超音波造影剤について対象をモニタリングすることをさらに含む。
実施形態において、該量の超音波エネルギーは、対象の器官において複数のマイクロバブルを発生させるのに有効である。
実施形態において、超音波エネルギーは、対象の器官に集束していない。
実施形態において、超音波エネルギーは、対象の膵臓に集束していない。
実施形態において、超音波エネルギーは、部分的に集束していない。
実施形態において、超音波エネルギーは、対象の器官に集束している。
実施形態において、超音波エネルギーは、対象の膵臓に集束している。
実施形態において、超音波造影剤は、マイクロスフェアを含む。
実施形態において、造影剤は、膵臓に直接施用されず、静脈内に投与される。
実施形態において、超音波造影剤は、六フッ化硫黄脂質タイプＡマイクロスフェアを含む。
実施形態において、超音波エネルギーは、対象の皮膚に接触しているまたは近接しているトランスデューサーから放射され、トランスデューサーの最も近いポイントは、対象の膵臓表面から２～４インチ以内にある。
実施形態において、メカニカルインデックスは、０．０３を超えていない。
実施形態において、メカニカルインデックスは、０．０５を超えていない。
実施形態において、超音波照射された超音波エネルギーの周波数は、１．５ＭＨｚ～３．０ＭＨｚを含む。
実施形態において、超音波エネルギーは、対象の皮膚に接触しているまたは近接しているトランスデューサーから放射され、トランスデューサーの最も近いポイントは、対象の膵臓表面から４インチを超えて９インチまでの位置にある。
実施形態において、メカニカルインデックスは、０．０３を超えていない。
実施形態において、メカニカルインデックスは、０．０５を超えていない。
実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーの周波数は、１．０ＭＨｚ～１．５ＭＨｚを含む。
実施形態において、超音波エネルギーは、長さ３～５インチ×幅１～３インチのトランスデューサーアレイから放射される。
実施形態において、超音波エネルギーは、イメージングプローブおよび超音波イメージングシステムから放射される。
実施形態において、超音波エネルギーは、体積測定プローブおよび超音波イメージングシステムから放射される。
実施形態において、超音波エネルギーは、形状が実質的に三角形であるトランスデューサーアレイから放射される。
実施形態において、超音波エネルギーは、形状が実質的に長方形であるトランスデューサーアレイから放射される。
実施形態において、超音波エネルギーは、可動性トランスデューサーアレイから放射される。
実施形態において、超音波エネルギーは、本手順の間、キャビテーションをモニタリングし位置確認するための幾つかのキャビテーション検出器を含むトランスデューサーアレイから放射される。
実施形態において、超音波は、ベルトによって対象に装着されているトランスデューサーアレイから放射される。
実施形態において、対象は、５分間を超えて、該量の超音波エネルギーで超音波照射される。
実施形態において、対象は、１５分未満の間、該量の超音波エネルギーで超音波照射される。
実施形態において、対象は、該量の超音波エネルギーでの超音波照射の開始前１時間以内に、該量の超音波造影剤を投与される。
実施形態において、対象は、該量の超音波エネルギーでの超音波照射の開始前３０分以内に、該量の超音波造影剤を投与される。
実施形態において、対象は、該量の超音波エネルギーでの超音波照射の開始から１時間以内に、該量のセクレチンを投与される。
実施形態において、対象は、該量の超音波エネルギーでの超音波照射の開始から３０分以内に、該量のセクレチンを投与される。
実施形態において、対象は、該量の超音波エネルギーでの超音波照射の開始前に、該量のセクレチンを投与される。
実施形態において、対象は、該量の超音波エネルギーでの超音波照射の開始後に、該量のセクレチンを投与される。
実施形態において、対象は、該量の超音波エネルギーでの超音波照射の終了後１０分を超えないうちに、該量のセクレチンを投与される。
実施形態において、対象は、該量の超音波エネルギーでの超音波照射の間に、該量のセクレチンを投与される。
実施形態において、対象は、該量のセクレチンと超音波造影剤とを同時に投与される。
実施形態において、超音波イメージングは、器官全般にわたりまたは膵臓全般にわたり超音波エネルギーを放射するトランスデューサーの配置を支援するために使用される。
実施形態において、超音波イメージングは、対象においてカテーテルまたはその他の採取装置を膵管の開口部に配置するのを支援するために使用される。
実施形態において、超音波イメージングは、対象においてカテーテルまたはその他の体液採取装置を器官にまたは器官に近接して配置するのを支援するために使用される。
実施形態において、対象は、超音波造影剤を投与されない。
実施形態において、超音波造影剤は、静脈内に投与される。
実施形態において、超音波造影剤は、静脈内にのみ投与される。
実施形態において、超音波エネルギーは、多周波および／または多相である。
実施形態において、対象は、超音波エネルギーを動的に超音波照射される。
実施形態において、該量の超音波エネルギーは、第１の側面の複数の位置から超音波照射される。
実施形態において、該量の超音波エネルギーは、第１の側面に対して垂直な第２の側面の複数の位置から超音波照射される。
実施形態において、対象の膵臓は、膵臓の冠状、矢状、または横断面の少なくとも２つの異なる位置においてある量の超音波照射を受ける。
実施形態において、対象の器官は、器官の冠状、矢状、または横断面の少なくとも２つの異なる位置においてある量の超音波照射を受ける。
実施形態において、対象は仰臥している。
実施形態において、対象はヒトである。
また、膵臓障害について対象を治療する方法であって、
ａ）本明細書に記載の方法によって、対象が対象の膵臓に膵臓形成異常細胞または膵臓がん細胞を有するかどうかを決定すること、および
ｂ）ａ）において対象の膵臓に膵臓形成異常細胞または膵臓がん細胞を有することがわかった対象において、化学療法、放射線療法、免疫療法、または膵臓切除術を実行すること
を含む方法も提供する。
実施形態において、対象が対象の膵臓に膵臓形成異常細胞または膵臓がん細胞を有するかどうかを決定することは、細胞形態学的分析、組織形態学的分析、または生体分子マーカー分析のうちの１つまたは複数を通して実行される。
また、対象に対するアッセイ手順において組織からの細胞試料採取の有効性を向上させる方法であって、対象において組織からの細胞または組織断片の剥離が誘発されるように、組織から細胞試料を採取する前に、対象の組織を超音波造影剤の安定したキャビテーションを誘発するのに有効な量の超音波エネルギーで超音波照射すること、および、次いで対象において組織から細胞試料を採取することを含む方法も提供する。
実施形態において、組織は、上皮細胞を含む。
また、細胞または組織ががん性もしくは前がん性細胞または組織を含むかどうかを決定するために、対象からの細胞または組織の試料に対してアッセイを実行する方法であって、
ａ）ある量の超音波造影剤を対象に投与し、対象において器官からの細胞または上皮組織断片の剥離が誘発されるように、超音波造影剤の安定したキャビテーションを誘発するのに有効な量の超音波エネルギーで対象の器官を超音波照射し、剥離した細胞または組織の試料を採取する方法によってあらかじめ得た細胞または組織の試料を受け取ること；ならびに；
ｂ）細胞または組織ががん性もしくは前がん性細胞または組織を含むかどうかを決定するために、細胞形態学的分析、組織形態学的分析、または生体分子マーカー分析のうちの１つを実行すること
を含む方法も提供する。
実施形態において、該方法は、対象において器官から細胞または上皮組織片の剥離が誘発されるように、該量の超音波造影剤を対象に投与し、対象の器官を超音波造影剤の安定したキャビテーションを誘発するのに有効な量の超音波エネルギーで超音波照射すること、および剥離した細胞または組織の試料を採取することをさらに含む。
また、膵臓における形成異常およびがん性細胞の早期検出のための方法であって、細胞の剥離を誘導するための、膵臓に向けた超音波エネルギーの適用と、それに続く分子検査および顕微鏡的形態学的検査のための、剥離した細胞および細胞塊を含有する膵液の内視鏡的採取とを含む方法も提供する。
実施形態において、膵液中への細胞の剥離を増進させるために膵臓に向けた超音波エネルギーは、患者の体の外部に適用される。
実施形態において、膵液中への細胞の剥離を増進させるために膵臓に向けた超音波エネルギーは、内視鏡的に適用される。
実施形態において、剥離を増進させるための超音波エネルギーの投与は、膵液の産生を増加させるホルモンであるセクレチンの投与と組み合わされる。
実施形態において、膵液は、ニューラルネットワークに基づくコンピューター支援顕微鏡検査システムの援助で検査される。
また、組織または器官を超音波照射された対象から直接得られたものであり、組織または器官からの上皮またはその他の細胞を、超音波照射されていない対象から得られた試料における上皮またはその他の細胞のレベルと比較して２倍を超えて富化されたレベルで含む、分離された体液試料も提供する。
実施形態において、対象は、組織または器官の超音波照射の間に存在する超音波造影剤も投与された。
実施形態において、試料を対象から直接得る前に、対象の膵臓を超音波照射し、セクレチンを対象に投与した。
実施形態において、器官は、膀胱、胸、肝臓、腎臓、肺、甲状腺、消化管、または嚢胞である。得られる目的の細胞、例えば体からの体液試料における異常細胞の収量を上げるために、本発明は、超音波エネルギーの適用を、好ましくは診断目的の安全なレベル（例えば、１．９以下のメカニカルインデックス（「ＭＩ」））で利用する。実施形態において、対象は、０．０１のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．０２のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．０３のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．０４のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．０５のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．０６のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．０７のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．０８のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．０９のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．１のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．１１のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．１２のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．１３のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．１４のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．１５のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．１６のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．１７のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．１８のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．１９のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．２のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．３のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．４のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．５のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．６のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．７のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．８のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、０．９のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１．０のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１．１のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１．２のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１．３のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１．４のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１．５のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１．６のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１．７のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１．８のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１．９のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、２．０のＭＩの超音波エネルギーで超音波照射される。
患者は、細胞採取前のある期間、超音波エネルギーに曝される。実施形態において、対象は、１分間、超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、２分間、超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、３分間、超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、４分間、超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、５分間、超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、６分間、超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、７分間、超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、８分間、超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、９分間、超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１０分間、超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１０～１５分間、超音波エネルギーで超音波照射される。実施形態において、対象は、１５～２０分間、超音波エネルギーで超音波照射される。
実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーの周波数は、１．０ＭＨｚ～１．５ＭＨｚを含む。実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーの周波数は、１．０ＭＨｚ～３．０ＭＨｚを含む。実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーの周波数は、１．５ＭＨｚ～３．０ＭＨｚを含む。実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーの周波数は、１．５ＭＨｚ～２．０ＭＨｚを含む。実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーの周波数は、２．０ＭＨｚ～３．５ＭＨｚを含む。実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーの周波数は、２．５ＭＨｚ～３．０ＭＨｚを含む。実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーの周波数は、１．０ＭＨｚ未満を含む。
実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーの波形は、正のピークより高い振幅の負のピークを含む。実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーの波形は、正のピークより低い振幅の負のピークを含む。実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーの波形は、正のピークと同じ振幅の負のピークを含む。そのような増強された超音波は、当技術分野で既知の手段によって獲得することができる。例えば、参照により本明細書に組み込まれている、２０１１年３月１５日発行の米国特許第７，９０５，８３６号、Ｄａｎ Ａｄａｍを参照されたい。
実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーは、皮膚を発熱させないまたは対象の組織を発熱させない。実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーは、対象に体の外部に適用される。実施形態において、超音波照射される超音波エネルギーは、対象の内部から、例えば内視鏡超音波トランスデューサーを介して適用される。
本発明の実施形態において、超音波エネルギーの超音波照射は、対象へのマイクロバブル超音波造影剤の投与に先行するまたは並行する。実施形態において、該造影剤は、市販のＬｕｍａｓｏｎ（登録商標）である。実施形態において、超音波造影剤は、六フッ化硫黄脂質タイプＡマイクロスフェアを含む。
本発明の実施形態において、患者の循環系を循環するマイクロバブルと組み合わさった超音波エネルギーは、器官、好ましくは器官の上皮からの細胞および場合によって無傷の組織片の剥離を誘導するのに十分なエネルギーを付与する。
膵臓に関する実施形態において、膵液は、上部内視鏡検査手順の間に得られる。例えば、静脈内にセクレチンを投与した後、膵液を採取するために、使い捨て吸引カテーテルを十二指腸の中に通す。あるいは、膵液は、内視鏡の吸引チャンネルを通して十二指腸液を直接吸引することによって採取される。膵液を得た後、その細胞内容物は、例えば、１つまたは複数の標本スライドに固定されうる。標本スライドは、次いで、診断解析のために処理され、用意されうる。
膵臓に関する実施形態において、投与されるセクレチンは、ヒトセクレチンである。実施形態において、投与されるセクレチンは、ヒト、ウシ、またはブタセクレチンである。ヒトセクレチンの１つの有用な形態は、「ＣＨＩＲＨＯＳＴＩＭ」の商用名で、ＣｈｉＲｈｏＣｌｉｎ，Ｉｎｃ．によって製造されている（Ｂｕｒｔｏｎｓｖｉｌｌｅ、Ｍｄ．）。ある実施形態におけるヒトセクレチンは、Ｈｉｓ－Ｓｅｒ－Ａｓｐ－Ｇｌｙ－Ｔｈｒ－Ｐｈｅ－Ｔｈｒ－Ｓｅｒ－Ｇｌｕ－Ｌｅｕ－Ｓｅｒ－Ａｒｇ－Ｌｅｕ－Ａｒｇ－Ａｓｐ－Ｓｅｒ－Ａｌａ－Ａｒｇ－Ｌｅｕ－Ｇｌｎ－Ａｒｇ－Ｌｅｕ－Ｌｅｕ－Ｇｌｎ－Ｇｌｙ－Ｌｅｕ－Ｖａｌ；配列番号１の配列を有する。ブタセクレチンの１つの有用な形態は、ＣｈｉＲｈｏＣｌｉｎ，Ｉｎｃ．（Ｂｕｒｔｏｎｓｖｉｌｌｅ、Ｍｄ．）によって製造され、Ｒｅｐｌｉｇｅｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗａｌｔｈａｍ、Ｍａｓｓ．）によって商品名「ＳＥＣＲＥＦＬＯ」で販売されている。ブタセクレチンの別の有用な形態は、「ＳＥＣＲＥＭＡＸ」の商用名で、ＣｈｉＲｈｏＣｌｉｎ，Ｉｎｃ．（Ｂｕｒｔｏｎｓｖｉｌｌｅ、Ｍｄ．）によって製造されている。ヒトセクレチンの有用な形態は、「ＳＥＣＲＥＴＩＮ－ＨＵＭＡＮ」の商用名で、ＣｈｉＲｈｏＣｌｉｎ，Ｉｎｃ．によって製造、販売されている。セクレチンは、組成物中で薬学的に許容される担体と配合され、そのような組成物として投与してもよい。セクレチンは、当技術分野で既知の任意の手法によって投与することができる。一実施形態において、セクレチン、またはセクレチンを含有する組成物は、静脈内に投与される。
本明細書で使用される場合、「および／または」は、例えば、選択肢Ａおよび／または選択肢Ｂについて、（ｉ）選択肢Ａ、（ｉｉ）選択肢Ｂ、および（ｉｉｉ）選択肢Ａ＋選択肢Ｂの、別々の実施形態を包含する。
本明細書において特段の指示がない限り、または文脈による明確な否定がない限り、本明細書に記載の様々な要素のすべての組合せは本発明の範囲内にある。
本発明の要素またはそれらの好ましい実施形態を紹介する時、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、要素が１つまたは複数あることを意味することを意図する。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であり、列記された要素以外の追加の要素がありうることを意味することを意図する。
本明細書において数値範囲を示す場合、その中に含まれる、当該範囲のすべての数値の一部分、およびすべての個々の整数、および小数点以下第２位までが、本発明の一部として示されていると理解される。よって、１．５～２．０ＭＨｚの長さの周波数は、特段の指示がない限り、周波数１．５１～１．６１ＭＨｚの部分、および周波数１．７～２．０ＭＨｚの部分、および周波数１．６５～１．８５ＭＨｚの部分などを含む。
本発明は、上記で概説した実施形態に関連して説明してきたが、当業者には多くの代替、改変、および変形が明らかとなることは明白である。したがって、上記のような本発明の例示的な実施形態は、説明のためのものであり、限定するためのものではない。本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができる。
実験例
前もって２４時間絶食させたブタに苦痛緩和のために麻酔をかけ、横に倒して仰臥位にした。蛍光透視法を用いて、採取用カテーテルをブタ膵臓の十二指腸への出口に配置した。超音波造影剤（Ｂｒａｃｃｏ Ｉｍａｇｉｎｇ製Ｌｕｍａｓｏｎ（登録商標）；六フッ化硫黄脂質タイプＡマイクロスフェア）を、ブタの静脈内に投与した。動物に超音波を照射する前に、カテーテル吸引を使用して、膵臓の出口に隣接した（ファーター膨大部／オッディ括約筋の近くの）領域を洗浄した。動物に、動物の膵臓の真上約３～４インチの皮膚上に配置したトランスデューサーを介して、ＧＥ ４ＶＤプローブを使用するＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｉｖｉｄ Ｅ９ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄシステムを使用して、１０分間、０．０３のメカニカルインデックスの（１．５Ｍｈｚ～３．０Ｍｚの周波数の）超音波を照射した。超音波トランスデューサーの正確な配置は、超音波剤の安定したキャビテーションが得られるよう超音波が正確に配置されると膵臓に不透明さが出現することが観察されることをもって、有効とした。超音波照射の終了時に、ブタセクレチンを動物の静脈内に投与した（０．２～０．４ｍｇ／ｋｇ体重）。続いて、動物の膵臓が膵液を産生し、この膵液を、ファーター膨大部／オッディ括約筋の近くの十二指腸に置いたカテーテルを使用して、５０ｍｌの量まで（約５分かけて）採取した。脈動流が観察された。
続いて、得られた試料の組織学的分析により、個々の細胞ならびに大きな膵臓上皮組織片（図１を参照されたい）が超音波技術によって誘導されて膵液中へ剥離したことが示された。
前もって２４時間絶食させたブタに苦痛緩和のために麻酔をかけ、横に倒して仰臥位にした。蛍光透視法を用いて、採取用カテーテルをブタ膵臓の十二指腸への出口に配置した。動物に超音波を照射する前に、カテーテル吸引を使用して、膵臓の出口に隣接した（ファーター膨大部／オッディ括約筋の近くの）領域を洗浄した。動物に、動物の膵臓の真上約３～４インチの皮膚上に配置したトランスデューサーを介して、１０分間、１．３～１．４のメカニカルインデックスの（例えば、２．０Ｍｚの）単一周波数の超音波を照射した。超音波トランスデューサーの正確な設置は、超音波が正確に配置されると膵臓に不透明さが出現することが観察されることをもって、有効とした。超音波照射の終了時に、セクレチンを動物の静脈内に投与した（０．２～０．４ｍｇ／ｋｇ体重）。続いて、動物の膵臓が膵液を産生し、この膵液を、ファーター膨大部／オッディ括約筋の近くの十二指腸に置いたカテーテルを使用して、５０ｍｌの量まで（約５分かけて）採取した。脈動流が観察された。
続いて、得られた試料の組織学的分析により、膵臓上皮組織の個別の細胞が超音波技術によって誘導されて膵液中へ剥離したことが示された。しかしながら、動物が、時に膵液採取の望ましくない副作用である膵炎の明らかな徴候を示したことも観察された。より低い１．３～１．４のメカニカルインデックスが、膵炎発生の可能性を低下させるために好ましいと判断された。
前もって２４時間絶食させたブタに苦痛緩和のために麻酔をかけ、横に倒して仰臥位にする。蛍光透視法を用いて、採取用カテーテルをブタ膵臓の十二指腸への出口に配置する。動物に超音波を照射する前に、カテーテル吸引を使用して、膵臓の出口に隣接した（ファーター膨大部／オッディ括約筋の近くの）領域を洗浄する。動物に、動物の膵臓の真上約３～４インチの皮膚上に設置したトランスデューサーを介して、１０分間、０．０３を超えるが１．３を超えないメカニカルインデックスの（１．５Ｍｈｚ～３．０Ｍｚ周波数の）多周波（および場合によって多相、非対称波）超音波を照射する。超音波トランスデューサーの正確な配置は、超音波が正確に配置されると膵臓に不透明さが出現することが観察されることをもって、有効とする。超音波照射の終了時に、セクレチンを動物に静脈内投与する（０．２～０．４ｍｇ／ｋｇ体重）。ファーター膨大部／オッディ括約筋の近くの十二指腸に置いたカテーテルを使用して、膵液を５０ｍｌの量まで採取し、試料の組織学的分析を行う。
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Claims (23)

  1. 超音波照射された対象の膵臓に直接由来する、膵液及び連なった膵管細胞の薄層を含む、分離された体液試料であり、
    膵臓からの上皮またはその他の細胞を、超音波照射されていない膵臓に由来する試料の上皮またはその他の細胞のレベルと比較して富化されたレベルで含み、
    前記対象が、前記膵臓の前記超音波照射の間に存在する超音波造影剤も投与された、分離された体液試料。
  2. 前記試料を前記対象から直接得る前に、前記対象の前記膵臓を超音波照射し、セクレチンを前記対象に投与した、請求項１に記載の分離された体液試料。
  3. 前記超音波照射が、低強度非集束超音波を用いた広帯域超音波を含む、請求項１又は２に記載の分離された体液試料。
  4. 超音波照射の間に適用される超音波エネルギーの量は、前記膵臓内のマイクロバブルのイナーシャルキャビテーションまたは内破を誘発しない量である、請求項１－３のいずれか一項に記載の分離された体液試料。
  5. 前記超音波照射は、０．０３から１．３の間のメカニカルインデックスで適用される、請求項１－４のいずれか一項に記載の分離された体液試料。
  6. 剥離した細胞塊を含む、請求項１－５のいずれか一項に記載の分離された体液試料。
  7. 剥離した細胞を含む、請求項１－６のいずれか一項に記載の分離された体液試料。
  8. 対象が膵臓がんを有するかどうかを決定する方法に用いるためのマイクロバブルであり、
    膵臓への超音波エネルギーの適用と前記膵臓の前記超音波照射の間に存在する超音波造影剤の投与と組み合わせて用いられ、
    超音波エネルギーの前記適用が、超音波照射された対象の膵臓に直接由来する、膵液及び連なった膵管細胞の薄層を含む、分離された体液試料を生じさせ、
    前記試料は、膵臓からの上皮またはその他の細胞を、超音波照射されていない膵臓に由来する試料の上皮またはその他の細胞のレベルと比較して富化されたレベルで含む、
    マイクロバブル。
  9. 超音波エネルギーの前記適用が、前記マイクロバブルが前記膵臓の管への増加した細胞の剥離を生じさせるのに十分である、請求項８に記載のマイクロバブル。
  10. 前記超音波が、０．０３から１．３の間のメカニカルインデックスで適用される、請求項８又は９に記載のマイクロバブル。
  11. イナーシャルキャビテーションまたは内破を示さない、請求項８－１０のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  12. 超音波エネルギーの量は、前記膵臓内のマイクロバブルのイナーシャルキャビテーションまたは内破を誘発しない量である、請求項８－１１のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  13. 広帯域超音波が低強度非集束超音波を含む、請求項８－１２のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  14. 前記超音波は、０．０５のメカニカルインデックスを超えない、請求項８－１３のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  15. 前記超音波が、単一周波又は多周波及び／又は多相を含む１．５ＭＨｚから３．０ＭＨｚの間の周波数を有する、請求項８－１４のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  16. 前記超音波が５分間を超えて適用される、請求項８－１５のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  17. 前記超音波が１５分未満の間適用される、請求項８－１６のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  18. 六フッ化硫黄脂質タイプＡマイクロスフェアを含む、請求項８－１７のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  19. 静脈内に投与される、請求項８－１８のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  20. 前記膵臓に直接施用される、請求項８－１９のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  21. 前記膵臓の冠状、矢状、または横断面の少なくとも２つの異なる位置において前記超音波が適用される、請求項８－２０のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  22. 前記方法が、膵臓分泌物を採取するためにカテーテルまたはその他の採取装置を前記対象の膵管の開口部に置くことを含む、請求項８－２１のいずれか一項に記載のマイクロバブル。
  23. 前記方法が、前記細胞又は組織ががん性もしくは前がん性細胞又は組織を含むかどうかを決定するために、細胞形態学的分析、組織形態学的分析、または生体分子マーカー分析のうちの１つを前記採取分泌物について実行することを含む、請求項２２に記載のマイクロバブル。
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