JPH03500450A - Arcおよびaidsの診断法 - Google Patents

Arcおよびaidsの診断法

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JPH03500450A
JPH03500450A JP63508531A JP50853188A JPH03500450A JP H03500450 A JPH03500450 A JP H03500450A JP 63508531 A JP63508531 A JP 63508531A JP 50853188 A JP50853188 A JP 50853188A JP H03500450 A JPH03500450 A JP H03500450A
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ギャラティン,ダブリュ.マイケル
クラーク,エドワード エイ.
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フレッド ハッチンソン キャンサー リサーチ センター
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ARCおよびAIDSの診断法 技術的分野 本発明は、例えばエイズ関連コンブレタス(AIDS−reIated com plex: ARC)および後天性免疫不全症候群(エイズ:AIDS)などの 免疫疾患活性を診断し且つモニターする方法に関連し、内皮に対する組織特異的 白血球粘着レセプター(またはHEV型レセプター)に向けられるモノクローナ ル抗体を用いることによって、優先的に免疫不全ウィルスに感染するCDJ+細 胞のサブセットを確認しモニターすることに関する。
発明の背景 大部分の正常リンパ球はからだのリンパ系器官を常に循環している。再循環は無 秩序ではない。すなわちリンパ球は血流から出てリンパ節、バイエル集線および いくつかの慢性炎症部位(例えば関節炎症性滑膜)に組織特異的方法で入る。こ のような血流からの流出は、これらの部位における、血液に担われるリンパ球( blood−borne lymphoc7te)と、後毛細管高内皮小静脈( RE V)の内膜との間の特異的粘着相互作用によって仲介される。
この粘着の性質は組織特異性であり、リンパ球表面にある機能的に明確なレセプ ターによって仲介される。このレセプターは標的血管内皮上のリガンドを識別し 、リンパ球の付着を容易にする。この参考文献としては、ジャルカネン(Jal kanen、 S、)らの“免疫学的調査研究(1mmunological  Reviews ) ” 91 : 39−60.1986がある。
単特異的REV結合ポテンシャルをあられすクローン化リンパ腫集団について、 レセプターの最低三つの明確な特異性が報告されている。すなわち、若干のリン パ腫はバイエル集線のREVにのみ結合し、あるものはリンパ節HEVにのみ結 合し、その他のものは関節炎症性滑膜に見られる小静脈にのみ結合する。これら リンパ腫の組織特異性は、ネズミのリンパ細胞およびリンパ腫細胞上に見出され るリンパ節特異的“ホーミングレセプター”を規定する最初のモノクローナル抗 体MEL−14を誘導するために、免疫原として利用されている。この研究は1 981年に、スタッフォード大学のデーヴイング・ワイズマン教授(Dr、 l rving Wisen+an )の研究室で、オイジエンφバッチャー教授( Dr、Eugene BuHhe+ )との協力の下で始められた。ガラチン( Ga1lajin W、M、)らの“ネイチ+ (Nature)”303巻、 30. 1983を参照されたい。
その後の発表でマウスにおける免疫系の正常および新形成性発達中に、この抗原 が分布することが報告されている。ガラチンらの“細胞(cell) ” 44 巻、673−680.1986を参照されたい。
MEL−14抗体は、ネズミのリンパ球およびリンパ腫細胞上に表現される9Q kd分子量の糖蛋白質を識別する。
その糖蛋白質は約40k(l相当のN−結合炭水化物(〇−結合炭水化物は見ら れない)と、約45〜47kd分子量のポリペプチドコアとから成る。この部分 (moie+y)はまた小さくて高度に一定に保たれるポリペプチドのユビキチ ンの添加によって共有結合的に変形されるようにみえる。
シーゲルマン(Seigelman )らの“サイエンス(Science )  ” 231+823.1986およびセントジョン(SL John )らの “サイエンス”231:845.1986を参照されたい。
シュディ”ウッドラフ教授(Dr、Jvdy Woodrulf)および彼女の 共同研究者は最近、ラット系に、その系における類似の機能を仲介するようにみ える同様の(だが構造的には全く同一でない)レセプターを識別するその他のモ ノクローナル抗体を見出したことを報告している。文献調査のためには、ウッド ラフおよびクラーク(C1arke)のAnn、Rev、Immnnol、5: 2[1]、 1987を参照されたい。異なる組織特異性をもつコアペプチドの 直接比較を可能ならしめるようなその後の情報はない。しかしこの時点で、その 構造は、細胞粘着構造のCD11/CD18によって類型化されるものとは別の 、密接に関連したレセプターの種(species )の多重遺伝子族のメンバ ーであるようにみえる。スプリンガーC3pringer)らのAnn、 Re t、 Immun。
1、 5:223.1987を参照されたい。
MEL−14抗原(gp90””’)の器官分布、細胞系分布および分子量につ いて判っていることに基づいて、モノクローナル抗体のその他の系列(それは人 およびマカークザルにおいて、構造的および機能的にgp90“CL−14と相 同である細胞表面糖蛋白質を規定する)がスタンフォードのオイジェン・バッチ ャ−研究室でつくられた。この系列の原型抗体であるHermes−1は次の点 でMEL−14とは質的に異なる。Hermes−1は人および霊長類のリンパ 球並びにその他の造血細胞に存在する95kd分子量糖蛋白質の群に見出される 抗原決定基構造を識別する。
gp95− Hermes−1はLFA型細胞粘着分子のB鎖(WHO命名法に よればCD−18としても知られている)とは別の分子種類である。すなわち、 Hermes−1は密接に関連する細胞表面糖蛋白質の系列(その一つはgp  90 M E L −1’と機能的に同質であるようにみえる)を識別する(す なわちそれはリンパ節型HEVへの付着を仲介する)。また、抗体MEL−14 はネズミリンパ球のリンパ節REVへの付着をブロックするが、Bermes− 1は、それが識別する抗原決定基の型によって、リンパ球の高内皮小静脈への付 着をブロックしない。しかしながらオイゲン・バッチャ−からの情報によれば、 ヒト細胞に由来する精製HeTmes−1抗原に対して生成した第二世代抗体は 、リンパ球の高内皮小静脈への付着をブロックする。
He+mes=1抗原と、抗細胞外基質■型レセプターモノクローナル抗体によ って認識される抗原とを比較分析すると、これら二種類の分子間に強い構造的相 同があることがわかる。Hermes−1抗原の一つの形(foam)を規定す るcDNAが最近分離された。このクローンの完全nrsi。
nを形質移入したマウスリンパ球細胞は、Bermes−1,抗−ECMKmモ ノクローナル抗体およびモノクローナル抗体AIE3、抗−CD4特異的抗体と 反応する85〜90kdの糖蛋白質を表現する。したがってこれらの反応体によ って識別される糖蛋白質は単一の遺伝子によって規定され得る。すなわちそれら は構造的に関連性があるかもしくは同一物である。
ネズミ系と大系との構造的つながりはこうして説明される。抗体であるMEL− 14は、ヒトHermes−1抗原とは弱く交叉反応し、実際、MEL−14抗 体は適当な条件下ではヒトリンパ球の高内皮小静脈への付着をブロックする。
免疫系に関係する免疫学的異常は、先天性免疫異常、多発性硬化症、リウマチ様 関節炎、全身性紅斑性狼癒などの種々の病的状態によってあられれる。例えば、 “メルクマニュアル(Merck Manual)14巻、 1982. 2章 を参照されたい。特に、免疫不全症は、主として種々の感染症にかかり易くなり 、その結果重症の急性、再発性および慢性疾患を伴うという特徴をもった広汎な 症状群を包含する。これらは一般的に、免疫系の一つ以上の成分(例えばB細胞 またはT細胞)の欠乏、またはその他の白血球インバランスに起因する。このよ うな病的状態におけるホストの免疫反応を測定する方法が探索されている。この ような免疫学的検査としては、リンパ球サブ集団を数えることが挙げられる。例 えば“免疫疾患のT細胞リンパ球サブセットのモニターリングと題する米国特許 第4.677、061号を参照されたい。
後天性免疫不全症候群(A I D S)は向リンパレンチウィルスの一つであ るヒト免疫不全ウィルス(HI V)によっておきる。このようなウィルスの明 らかな二種類がAIDSJI書から分離された。米国、ヨーロッパおよヒ中央ア フリカの患者から分離されたウィルスはHIV−1と名づけられた(以前J:: はHTLV−m、LAV。
ARV)。より最近、西アフリカの患者から分離されたウィルスはHIV−2と 決定された(以前はLAV−2)。
異なるHIV−1分離物(isolates)は、抗原的に交差反応する蛋白質 と同様に、同じ生物学的性質をもっている。若干のヌクレオチド配列の変化が北 米および中央アフリカ分離物の間にあり、より小さい程度ではあるが米国の個々 の分離物間にもある。HIV−2は抗原的にはHIV−1とは全く異なる。二つ のウィルス群のgag(コア蛋白質)およびpol (ポリメラーゼ)遺伝子生 成物間には若干の交差反応性があるが、env (エンヴエロープ)生成物中に は交差抗原性はあったとしてもほんの少しである。ヌクレオチド配列のデータは 、HIV−1とHIV−2とは遺伝的に関連しているとはいえ、全く別物である ことを示した。HIV−21agおよびpalのアミノ酸の約58%〜約59. 4%はそれぞれ対応するHIV−1ポリペプチドに一致する。
これらのヒトAIDSウィルスに関連性をもっ51m1an免疫不全ウイルス( S I V+ )がヒト以外の霊長類から分離された。これらの第一のものはア ヵゲザルから分離され、5TLV−I[[macと命名された。その後その他の 分離物が、症候をあられすアフリカミドリザル(STLV−I[Igm)および マンガベーザル(SIVmm)から得られた。ワシントン大学地方霊長類研究セ ンターの分離物もS I Vmneと命名されたレンチウィルスであり、ヒトH UT−78細胞系を、ブタオザル(Macaca nemesHina )(こ れは悪性腫瘍のため1982年に死んだ)からとったリンパ球と共培養した後、 ヒトHUT−78細胞系から分離された。ペンベニスト(Benvenis+e  R,E)らのJ、Virol。
60巻483−490.1986を参照されたい。種々のSIVagm分離物は 抗原的に互いに関係がある。ペンベニストによればS I VmneおよびSI V、+gmの制限酵素切断部位およびug領域ヌクレオチド並びにアミノ酸配列 を比較すると、これらの分離物が、同一物ではないとはいえ、約94%は相同で あるとのことである。AIDSウィルスのSIV群およびHIV群間の遺伝的関 係の研究は始まったばかりであるが、この二群が非常に近い関係にあることは明 らかである。ヌクレオチド配列分析の結果、HIv−2はHIV−1に対してよ りもSIVに対してより近い関係にあることが判った。SIVおよびHIV−2 のgag、polおよびenマ蛋白質は抗原的に交差反応するが、S IV/H IV−2(7)HIV−1に対する交差反応性は成るgagおよびpal抗原決 定基に制限される。
多分、HIVおよびSIV両方の最も目立つ一つの特徴は、それらのCD4+細 胞に対する親和性である。CD4抗原は細胞のHIVレセプターの重要な成分で あり、主要なウィルスエンヴエロープ糖蛋白質gp120はCD4分子に直接結 合する。ウィルス結合は若干のCD4抗原決定基のみと関係し、ウィルスのCD 4に対する結合部位は、異なるHIV分離物間で比較的一定に維持されているよ うにみえる。gp120のCD4に対する親和性は体免疫系のこれら中枢成分の 細胞の死をおこす感染リンパ球によるシンシチウム形成に重要な役割を演する。
正常マカークザルでは、CD4+細胞が血液リンパ球の約30〜55%を構成す る。しかしながら、in sitυハイブリダイゼーション分析では、どんな時 でもリンパ球のほんの小部分のみがウィルスRNAを表現することが判明した。
これは、成るCDJ+リンパ球(またはそれらの分化段階)が特に感染/複製を 受け易いことを示唆している。ヒトでは、ウィルスは主としてLeu8マーカー を表現するCDJ+細胞に見出される。しかしLeu8はCDJ+細胞の85〜 90%に表現されるからこれはその点では有用でない。その他の研究で、ギオル ギ(Giorgi)ら(J、Immnnol、13B (II) 、 3725 〜3730)はCDw29゜CD45RまたはHb−11マーカーのいづれかを 担持している細胞が選択的に消失するという証拠を見出すことができなかった。
以下に記載する研究に用いたウィルスのゲノムであるS I Vmneはクロー ン化されている。ペンベニストによれば、S I Vmneのgag遺伝子配列 を、HIV−1およびHIV−2のそれらと比較すると、HIV−2とは86% 相同であり、HIV−1とはたった45%相同であるとのことである。このよう に、SIVmneはヒトにAIDS様疾患をおこすHIV−2に非常に密接な関 係をもっている。SIVとHIVとのゲノム的類似性は、それらの生物学的挙動 にも広がる。S I Vmneは、他の5IVSと同様、致命的免疫低下疾患を おこす。実験的に感染させた動物は、重い貧血、皮膚紅潮、全身的消耗、持続的 発熱、リンパ腺症ネフローゼ、日和見感染にかかり、死ぬ前に血中CDJ+リン パ球の選択的減少を示す(べンベニストら、J、 ?1rol、、 1987  ) o 7カークザルには感染しない)IIV−1はチンパンジーでは複製する 。但し人に比べるとその結果は非病原的である。チンパンジーは非常に不足して いるため、このモデルの有用性は限られている。SIVおよびHIV−2のゲノ ム構造および病理学に密接な関係があると仮定すれば、マカークザルのSIV分 離物感朶、例えばSIVmne感染が現在のところヒトAIDSのための最も利 用価値の高い動物モデルである。
発明の概要 本発明は哺乳類ホストにおける疾患活性を診断およびモニターする方法を提供す る。ホストから得た白血球を2種類の抗体と接触させる。その抗体は両方共白血 球判別抗原(例えばCDl−CD45.WHO命名法による)に向けられその少 なくとも一つは血管内皮に対する白血球細胞表面レセプターである。ホスト細胞 上の第一および第二抗原の比を、例えば蛍光団標識抗体を用いるフローサイトメ ーターで測定し、その比を疾患活性指標として健康対照またはホスト特異的標準 と比較する。代表的実施態様において本発明は、HIV感染中に優先的に失われ るヒ)CD4+T細胞に特有な、血管内皮に対する! 細胞表面レセプターに向 けられる免疫学的結合パートナ−を提供する。より詳細に述べるならば、目的の 免疫学的結合パートナ−は循環ヒトCDJ+T細胞のプールを’> HIV感染 中に優先的に失われる第一のCDJ+細胞集F 団(HI V感染によりかかり 易い)と、第二のCD4+細胞集団(HIV感染過程においてずっと遅くなって 失われるか、または全然失われず、本来HIV感染または細胞崩壊をより受けに くい)とに分けることができる。
免疫学的結合パートナ−(それは抗体、抗体結合断片などである)は必須の特異 性を与える免疫グロブリン抗原r 結合部位をもっており、一般には、蛍光団ま たは放射性核種のような検出可能マーカーをもっている。目的の方u 法を実施 するためのキットも提供される。
図面の説明 ■ 第1図は、正常マカークザル末梢血液リンパ球(PBL)の二色フローサイ トメトリー分析(前面対90°光散j 乱によって単球および顆粒球を除外する ようにゲートで制限する)の等高プロットである。ここでHermes−1はy l 軸にプロットされ、CD4+はX軸にプロットされ、CD4+細胞がHum es−1”およびHermes−1”サブ集団に分割されることを示している。
第2図は、正常マカークザル血中リンパ球(P B L)、胸管リンパ(TDL )および腸間膜リンパ節(MNL)へのHermes−1の分布の一色フローサ イトメトリー分析を示す三つのヒストグラムから成る一組であり、血液中では) Hermes−1”細胞がHermes−1”細胞より多く、リンパではその関 係が逆になることを示している。
第3図は、蛍光活性化細胞分類(FACS)によって分離され、種々の量のホル ボールエステルTPAにさらされたC D 4 +/Hermes−1”対CD  4 +/Hermes−1”リンパ球の細胞分裂誘起反応(3H−チミジンの 新しく合成されDNAへの挿入により測定)を説明する線グラフであって、Be rmes−1”細胞が集団としてHermes−1”細胞より約10倍も烈しく 反応したことを示す。
第4図は、Hermes−1親和性(y軸)対前方光散乱(X軸)を示す正常マ カークザルPBLのFAC8等高プロットであって、Hermes−1”サブセ ットが、より大きい、分裂していると推定される細胞の大部分を含むことを示し ている。
第5図は、健康な(A)および臨床的症状をもったSIV感染(B) MacB ne nemiS+rina霊長類から得たBermes−I FITC標識全 PBLの単一パラメーターヒストダラムの一対であり、ここでは細胞数(y軸) はHermes−1(x軸)に対してプロットされ、bi Her+nes−1 からl。
Hermes−1ヘのシフトがS I V/HI V感染の開始および過程を特 徴づけることを示している。
第6図は、健康な対照Macaca Iasicnlaris (上)およびS IV/Mne−感染M、 Iasicula+is (下)から得たPBL ( 単球および顆粒球を除外)の二色FACSプロットであり、ここでy軸はフィコ エリトリン結合抗CD4試薬による染色を示し、X軸はFITC標識Herme s−1試薬による染色を示し、感染動物ではCD4+プールからHermes− 1”が消失するが、対照動物では)Iermes−1”が存在することを示して いる。
第7図は第6図と同じ分析を示すが、この場合は5AIDS−D感染動物におけ るCD4およびCD45について分析している。
第8図は、対照、SIV感染および5AIDS−D感染マカークザルの総PBL 絶対的パーセンテージ並びにCD4+リンパ球のHermes−1””’比の表 であり、Bermes−1”/ CD 4+細胞の消失がSIV誘起性AIDS におけるCD4+細胞の破局的消失の前に特異的におこるが、非関連性り型レト ロウィルスであるSAIDs−Dに感染し−た時の悪い健康状態とは必ずしも相 関関係にないことを示す。
好ましい実施態様の詳細な説明 本発明は、モノクローナル抗体と、種々の霊長類、特にブタオザルMacaca  nemis+rinaおよびカニクイザルM、 fasicula+isから 得たリンパ球との交差反応の研究から思いがけなく引き出されたものである。上 記研究は人と密接に関係ある系においてリンパ球再循環の研究をするために、こ の霊長類モデルをつくるために行われた。
こうして、Hermes−1マーカ一対その他の使用可能のリンパ球判別マーカ ー(CD1.CD3.CD4.CD8など)の分布を種々の臓器ソースから得ら れるマカークザルリンパ球について試験した。これらの研究の過程で驚くべきこ とに、Elermes〜1マーカーの二つの異なる表現レベルが正常なマカーク ザルTリンパ球で認められた。
これら二つの表現レベル(本明細書では“hi”および“Io”と記す)はCD 4およびCD8マーカーによって示されるTリンパ球サブセットにおいて特には っきりしている。第1図はCD4正常マ力−クザル末梢血液リンパ球の、Her mes−1”およびHermes−1”サブ集団への特徴的分割を示す典型的デ ータプロットである。現在のところ、これら二つの表現レベルの正確な役割は、 これら細胞のin vivo移行挙動に関しては不明である。しかし、免疫系の 明らかな解剖的コンパートメント内へのそれらの分布は特徴的に異なる。第2図 に示すように、末梢血液では正常マカークザルではHermes−1”細胞が優 勢であるが、胸管リンパおよび腸間膜リンパ節では)Iermes−1’・細胞 が優勢である。リンパ節内では、Hermes−1”およびHermes−1” 細胞間の相異はあまりはっきせず、二つの表現型が若干混じり合っている。
マカークザルT−細胞のHermes−1抗原の表現に関する二つの発見は、こ の型の抗原によって認識されるREVマーカーが、AIDS関連レンチウィルス 感染症、例えばヒト免疫不全ウィルス/51m1an免疫不全ウイルス(HI  V/S I V)感染症の臨床的結果を診断および予測するのに役に立つことを 示している。第一に、第3図に示すように、CD 4 +/Hermes−1” リンパ球およびCD 4 + / He+mes−1’°リンパ球は、細胞分裂 刺激に対する増殖応答において著しく(10倍以上)異なる。集団(p。
pulajion)として、He+mes−1”サブセットの細胞は、ホルボー ルエステル(例えばTPA)および他のアゴニストシグナルによって、ずっと容 易に、より高い細胞分裂応答レベルにまで活性化される。ここには刺激後4日目 の、放射能標識DNA前駆体の挿入によって測定した二つのサブ集団の増殖状態 が示されている。第4図は、マカークザル末梢血液すンパ球のHermes−1 ”サブセットが、より大きい、推定上分裂している細胞の大部分を含むことを示 している。CD 4 + / Bermeg−3h’細胞培養における本来のバ ックグラウンド増殖もわずかにより高い。
第二に、実験的にSIV/Mneに感染させたマカークザル系列(ワシントン大 学地方霊長類研究センター)において、臨床的に病気になり、結局死んだ動物の 血液中にはHermes−1”リンパ球の選択的消失が認められた。このような hiサブセット優勢からloサブセット優勢への特徴的シフトは第5. 6.  8図に示され、多分ウィルス感染の結果としての、Htrmes−1”細胞のそ の他の器官への再分布、Hermes−1”細胞のHermes−1”表現型へ の転換および/またはHermes−1”細胞の選択的細胞溶解を反映するもの である。その説明はともあれ、この特徴的シフトはSIV感染の臨床的結果と相 関関係にある。これらの研究結果に関して次の主眼点を挙げることができる。
(1) Hermes−1”細胞の喪失は簡単にはウィルス血症そのもののマー カーにはならない。
(2)CD4+プールからのHermes−1”細胞の喪失は若干のSIV感染 個体においてCDJ+細胞の破局的喪失に先立っておこる。
(3) Hermet−1”細胞の喪失は、非関連性d型ウィルス、5AIDS −Dに感染した動物ではおきないから、免疫低下または健康悪化とは確たる関連 性をもたない(第5゜7.8図)。
Hermes−1”細胞の喪失はCDS+細胞でもおこり、多分B細胞サブセッ トでもおこる。
マカークザルでSIVによっておこる疾患は、その組織病理学において、HI  V−1/E(I V−2感染後の人に見られるものと全く同じでないまでも非常 によく似ていることは明らかである。両度候群において、CD4+細胞の血液か らの選択的消失があり、マカーク系ではウィルスは専らCDJ+細胞から回復す る。in vitroにおける感染性ウィルスのリンパ球からの分離にはリンパ 球活性化が必要であるようにみえるという事実、およびマカークザルのHerm es−1”およびHe+mes−1”CD J+細胞では、活性剤に対するその 反応が異なるという事実に基づくと、He+mes−1”細胞のin vivo における向増殖傾向がそれらをSIVによる細胞溶解性感染にかかり易くし、i n vivo−におけるそれらの集団としての消失を説明するようにみえる。
これらの仮説は、感染動物からHermes−1”およびHermes−110 CD J+細胞を個々に分離し、これら二つのサブ集団で直接SIVの存在をア ッセイすることにより、直接調べられた。同様にして、hiおよび10細胞を未 感染個体から分離し、in vHroにおいて生産的(produc+1ve) 感染症に達する異なる能力を試験した。生産的感染症の兆候は、専ら、感染動物 から分離した細胞のHermes−1”フラクションに認められた。対照動物か ら得られた相同集団もin vHroでウィルスにさらした後、感染に対する同 様に異なる罹患性を示した。感染動物から得た同じサブセットについて、ポリメ ラーゼ接触加熱リサイクリング(PCR)を用いるSIV/MneのGAG領域 の一部の増幅によって、SIV関連DNA配列の存在をアッセイした。この場合 、オリゴヌクレオチドプライマーは、SIV、HIV−1及びHIV−2間に存 在される配列を示した。アッセイ時にHermei−1”細胞は総末梢血液単核 細胞の1〜2 X 10−2であったとはいえ、すべての検出可能SIV配列が このサブセットに局在していた。結局、前述の発生的観察に基づくと、これら細 胞の二集団における感染に対する抵抗性/罹患性を定める細胞的、遺伝子的およ び生化学的差が規定され、操作されてウィルス感染の結果が変わるのかも知れな い。例えば同じ血族のHermes−1”および)lermes−1”細胞間の 定常状態の転写の差をあられす5ubtractineまたは示差(diHer ential)cDNAライブラリーを容易に作成し、比較することができる。
本発明の目的のためには、臨床的AIDS/ARCの診断および予後のためにH ermes−1型抗体試薬を利用することが合理的に簡単である。第一にHer mes−1型試薬は、HIVの分離をモニターし、疾患の進行またはウィルスの 検出をチャートにつけるために最も適した「人のCD4+細胞のサブセット」の 確認に役立ち得る。現在AIDS患者でHrVそのものの存在をモニターするた めに行われている典型的アッセイでは、通常大体104中1細胞のみが感染細胞 として読み取られる。このようなアッセイは普通は全末梢血リンパ球を用いて行 われる。Bermes型hiCD4+サブセット内の感染細胞の頻度はこれより 著しく大きい。すなわちウィルスアッセイにおけるシグナル/ノイズ比(sig nal−to−noise )は、そのウィルスの最も適切な標的集団を検査す るならば、著しく高まる。第二に、マカークザル系において認められるHerm es−I”CDJ+細胞の喪失はSIV感染の進行と対応するから、血中のこの 表現型をもつ細胞の存在をモニターすることができれば、それは人のHIV感染 の臨床的結果を予想するのに役立ち、治療法の効果をモニターする手段としても 役立つ。第三にAIDS患者の血流からHIV感染CD4+リンパ球を選択的に 除去することによって治療的効果が得られる。こうして、主題の抗体試薬を、例 えば血漿の軟層のオンラインまたはオフライン濾過のためのクロマトグラフィー カラム内の不溶性基質に結合させた。使用可能の免疫的選択デバイスおよびシス テムに用いて、好ましくはHIV感染にかかり易いCD4+細胞を患者の血流か らとり除き、一方好ましくはHIV感染に実質上かかりにくいCD4+細胞をそ のまま保有するようにすることができる。
残念ながらHermes−1抗体によるT細胞サブセットのサブ分割はある程度 種特異的であり、この特殊な試薬を用いて、マカークザルでは達成できるが、人 細胞では必ずしも信頼できない。これは多分、人およびマカーク系に存在するT 細胞の根本的差よりもむし゛ろ、Hermet−1抗体が人対非人−霊長類系に おいて識別するエピトープの型に関連する現象を反映している。証拠の大部分は 、現在人で明らかにされているCD系列リンパ球判別マーカーのほとんどすべて はマカークザルにも存在し、全く同一でなくとも、類似の型のリンパ球を規定す ることを示唆している。クラーク(clark )らの“免疫遺伝学(1mmu nogenejics) ” 18 ; 599.1983を参照されたい。H ermes−1抗体そのものは、ヒトCD4+細胞の同様な分割を必ずしも可能 にしないから、それは人においてこの目的のためには最適抗体でないとはいえ、 マカークザルにおける上記の考察を仮定すれば、ヒト細胞においてこのような区 別を可能とする第二世代モノクローナル抗体が容易に産生され、確認される。
例えば、HIV感染中に血流から優先的に消失するヒ)CD4+T細胞に特徴的 な細胞表面REVレセプターに向けられるハイブリドーマ産生モノクローナル抗 体は次のようにしてつくられる。
マウスをヒトまたはマカークザル由来の扁桃リンパ球で、標準的方法によって免 疫する。例えば2〜15日離して2回の免疫(2X108細胞)を、フロイント のアジュバントまたは燐酸緩衝食塩液(P B S)中で、行うことができる。
3日後牌細胞を利用可能の骨髄腫細胞系、例えば5P20またはNSIと融合さ せ、この時も例えばボリニチレングリコールのような標準的技術を用い、融合生 成物を96ウエルプレートで培養する。
別法として、He+mes−1またはその他の同様な抗体(たとえばECMRI IIまたはCD44抗体)を用いる免疫アフィニティクロマトグラフィーによっ て分離したHermes−1型抗原で免疫することができる。例えばリンパ球を 先づ3%NP40デタージエント トリス−NaCQ中で溶解し、1500X  gで10分間遠沈した。上澄液を集め、30にで30分間遠沈した。生成した上 澄液をアルブミン−セファロースで一晩予備的に澄明にし、それからWGA ( 麦芽中の凝集素)−セファロースでアフィニティー選択にかける。結合物質を2 00mM N−アセチル−d−グルコサミンで溶出し、それからHerrnes −1型抗体−セファロースでアフィニティー選択する。溶出は0.5Mプロピオ ン酸、 25mMオクチルグルコシド(pH2,8)か、0,2M炭酸ナトリウ ム、 25mMオクチルグルコシド(pH11)のどちらかで行うことができる 。ドデシル硫酸ナトリウム(S D S)を0.1%まで加える。精製抗原をト リス緩衝液に対して透析し、凍結乾燥する。この抗原は一般的免疫、並びに上で HEV抗原担持細胞に関して記載したようなハイブリドーマ産生プロトコールに 用いられる。
ここで、抗体コーテッドセファ0−スビーズ上に保持されているか、またはポリ アクリルアミドゲルから薄く切り出した純粋な形の免疫選択的抗原で免疫するこ とができる。
生成ハイブリッドを次の方法でスクリーニングすることができる。第一の横列ス クリーンとして、ハイブリドーマ上澄液の反応性を精製抗原で(ラジオイムノア ッセイまたはウェスターンプロットにより)或いは元の免疫抗原の作製のために 用いた細胞(例えば扁桃リンパ球またはヒトまたは霊長類のHermes−1反 応性細胞系)で免疫蛍光法またはラジオイムノアッセイによってテストすること ができる。第一の横列選択でポジティブであるハイブリドーマはその後、ヒト末 梢血液リンパの二色フローサイトメトリー分析を含む第二の横列スクリーニング にかけられる。この場合反応性ハイブリドーマ上澄液は一方の色素(蛍光色素) に、それに対してCD4 (そして多分CDg)に向けられる抗体は他の蛍光色 素に結合する。
第1図でマカーク系でHermes−1およびCD4について示したように、C D4+細胞をシグナルの頻度および大きさで(すなわち1:1〜3,1、特に、 より高度に標識化したサブ集団のためには2:1のオーダー)二つの集団に分割 するハイブリッドが簡単に探せる。このテストを通過したハイブリッドは第三の 横列分析にかけられる。
これは二つの形のうちの一つをとる。
第一の場合、上に定義づけた“新ハイブリッドhi″CD4+細胞と、“新ハイ ブリッド10″CDJ+細胞が標準細胞分類法によって分離され、hiサブ集団 が例えばTPAなどの作用物質によって与えられる細胞分裂シグナルにより容易 に応答するかどうかが調べられる。別法としてヘキスト生体色素(viable  dye)をCD4と新ハイブリッドとの上記分析に加えて三色素フローサイト メトリック研究を行う。マカーク系における研究から、Helme s−1h  Iサブセットが末梢血液中に認められる活溌に循環するCDJ+細胞のすべてと はいわないまでも大部分を含むことが知られている。ヘキスト色素を用いれば細 胞周期の中に位置を確立することができる。そこでこれをこのスクリーニングに 加えることにより、“新ハイブリッドhi″CD4+細胞がヘルパー細胞サブセ ット内に分裂中の大きい細胞集団を含むハイブリッドを確認することができる。
こうなる場合を示唆する若干の証拠が、手続を踏んで、第二の横列スクリーニン グ中に得られる。
なぜならば前方散乱(すなわち、細胞サイズ)におけるシフトが単純な二色分析 で認められるからである。どちらの場合でも、hiおよび1oサブ集団の異なる 細胞分裂応答活性は第3図に示す活性オーダー(すなわちTPAでh1対1oが 1(1倍以上)で抗体の適正を裏づける。
選択した抗体を用いて人リンパ球から細胞表面沃素化物質を同位元素標識免疫沈 澱によって付加的に確認することもできる。識別される種(jpecies ) は約90乃至約100k D分子量であり、典型的には95kDのオーダーであ る。別法として新ハイブリッドによって識別される分子種とHermes−1に よって識別されるそれとの関連づけは、同位元素標識免疫沈澱(ここでは新ハイ ブリッドがもつHermes−1規定抗原をHe+mes−1陽性細胞溶解物か らあらかじめ除去する能力がテストされる)を実施することによって簡単な方法 で行われる。
本発明を例証的実施態様に関して上に説明したが、主題の方法を用いて、AID Sの他に、非常に種々様々の免疫学的異常を診断、モニターすることができるこ とは当然である。こうして例えばリウマチ様関節炎などの全身性自己免疫疾患、 または例えばインシュリン依存性糖尿病などの器官特異的性質の疾患、並びに悪 性貧血などの中間的疾患が診断できる。過敏症反応も、先天性(−次性)、後天 性並びに二次性免疫不全疾患と同様に、開示された方法によって診断し、モニタ ーすることができる。移植後のできごと、例えば移植腎、心、肝、または骨髄の 拒否および/または骨髄移植の拒否なども全身的にモニターできる。その上、種 々の化学療法、放射線療法およびその他の臨床的治療に対する患者の治療的応答 を主題の方法でモニターすることができる。例えば化学療法に対する癌患者の免 疫反応をそれによってモニターし、その患者に特異的な治療処置を最適に定める ことができる。
同様にして、種々の技術を用いて、特異的パターンの抗原表現をもつ細胞の比率 を定めることができる。種々様々の検出可能マーカーまたは標識、例えば放射性 核種、蛍光、化学ルミネッセンス、粒子、酵素、酵素基質または補因子またはイ ンヒビター、常磁性金属などを用いて細胞上の特異的抗原の存在を測定する非常 に種々様々の技術がある。現在、特異的細胞上に多数の抗原決定基部位が存在す ることを確認するための好ましい方法はマルチパラメーターフローサイトメトリ ー分析である。この方法はバークス(Paris ) 、ラニール(Lanie r) 、ヘルツエンベルブ(Harxenberg)の“フローサイトメトリー および蛍光活性化細胞分類(Flow Cy+omt+ry and Fluo letcence Activated Ce1l Sorjing−F A  CS) ++ (A Handbook of Experimental I mmology 、第4版、 Weir、DM、、 Chap、 29. Bl xekvell 5cientific Publications、 o ン ドン)に記載されている。この方法は、異なる抗原決定基部位に特異的な抗体を 、蛍光剤と直接または間接に結合させ(この場合それぞれの部位に異なる蛍光剤 を用いる)、多色分析で細胞分類を行うことから成る。異なる発光ピークをもつ 蛍光剤を用いることによって、抗原決定基の各々を独立的に検出することができ る。
特に興味深いのは、約520nm以下、より好ましくは約500nm以下を吸収 し、約525nm異常を放出する、長いストークス−シフト(225nm )を もった蛍光剤の使用である。特異的表面膜蛋白質に対する抗体を直接蛍光剤に結 合させるかまたはそれらを間接的に標識化する。すなわち蛍光剤を共有結合で抗 体に結合させるかまたは非共有結合的に、リガンド−レセプターコンプレックス 形成、例えばハプテン抗体、抗Ig抗体、またはビオチン−アビジンによって結 合させる。例えば抗体をビオチニル化し、蛍光剤結合アビジンと反応させること ができる。
種々の蛍光剤、例えばフルオレッセイン、ローダミン、テキサスレッド、フィコ ビリン蛋白質、例えばフィコエリスリン、アロフィコシアニン、フィコシアニン 、フイコエリスロシアニンなど、ウンベリフェロン、ダンシルなどが用いられる 。
アッセイを実施する場合、血液試料特に末梢血液を人またはその他の哺乳類受動 体からとり、所望細胞を一般的方法により分離し、適当な培地に懸濁する。詳し く述べると、血液試料をヘパリン加受器に入れ、一般的組織培養培地で1:1〜 1.5に希め、例えばフィコールーハイペイクのようなリンパ球分離培地上に層 状に置き、界面の単球細胞を洗い、適当なアジュバントを含む組織培養培地に約 105〜108/me濃度で再懸濁した。別法として、赤血球を適当な作用物質 例えば塩化アンモニウムの添加によって溶解した全血試料を用いることもできる 。
それから細胞懸濁液をおだやかな温度(−5〜25℃)で適当な抗体と共にイン キュベートする(標識化が間接的の場合は二段階で)、それからこれらの細胞を 洗い、普通はミクロボールフィルターを通すことによって、凝集細胞を除去する 。用いる抗体の量は普通は、滴定終点より約1〜3倍希釈される量である。ここ で懸濁液は、一般的方法に従う細胞分類または分析に使用する用意ができたこと になる。
疾患活性の変化の確率を診断するために、正常集団の平均値を測定し、一つ以上 の「平均値からの標準偏差」の範囲を選択して、偽陽性および偽陰性の存在に関 してより大きい確実性を提供することができる。1〜3個の標準偏差より好まし くは約2個の標準偏差を用い、従って正常範囲が平均値からの4つの標準偏差( ±23D)を含むのが便利である。正常値を決定するためにさらにサブ分割する 。例えば患者群を年齢、性別、その他の統計的に重要なりリテリヤによって分割 することによって統計はより一層精確になる。正常範囲外の高いか低い値は疾患 活性の変化を示唆し、一方その比を正常範囲に戻す値は、緩解してホヘオステー シスに至ることを示唆している。こうして、指標となる比の変化をモニターする ことによって、合理的確率をもって臨床的病気の発症または緩解を予言でき、こ れを適当な治療措置に関係づけることができる。
使用できる免疫学的結合パートナ−は、ここに特記される表面膜蛋白質の1個以 上の抗原決定基に特異的な抗体、特にモノクローナル抗体、並びにFABフラグ メントなどである。例えば、使用されるモノクローナル抗体の一つがT細胞のC DJ+サブセットを見分けるためのものである場合は、このような抗体は、適当 なホスト、好ましくはマウスを、例えばHPB−ALLT細胞系(人末梢血液急 性リンパ球性白血病)で免疫し、CD4ヘルパー/誘導物質T細胞関連抗原の検 出に特異的な抗体をスクリーニングすることによって得られる。白血球判別抗原 に対するこのようなモノクローナル抗体も種々のソースから商業的に入手できる 。
細胞ホーミングおよび粘着に関連する膜表面蛋白質に対するその他の抗体は、上 述の適当なホストの免疫によ得られる。
モノクローナル抗体をつくるためには、通常はホストに追加抗原注射を行い、ホ ストの牌臓を分離し、一般的方法によって融合を行う。例えばケネッ) (Ke nnelt )らの″モノクローナル抗体” Plenum Pross、 N Y、19Hおよびその中に記載されている参考文献を参照されたい。
その抗体は免疫グロブリン型のものであり、たいていの場合はIgG、にまたは λ、普通はにであり、ネズミまたはその他のものに由来するIgG1.2a、2 bまたは3である。
細胞集団を検出して、あらかじめ指示される比を定めるためのキットが用意され ている。そのキットはその比の一つのまたは両方の面に対する抗体を含み、特定 のプロトコールによって、標識化されたまたはされない抗体を有する。標識化さ れていない場合、抗体の各々は普通は異なるホストからのものであり、そのため 標識化抗免疫グロブリンが用いられ、それは唯一の抗体と結合し、特定の抗原決 定基部位の存在の検出を可能とする。別法として、抗体を異なるリガンド、例え ばビオチンと結合させる。この場合蛍光剤結合レセプター例えば蛍光アビジンが 用いられる。
モノクローナル抗体は単一組成物として提供され、便利なように凍結乾燥し、適 当な添加物、例えば安定剤、光漂白抑制剤、燐酸緩衝液(例えばトリス)などと 組合わせる。この場合使用前に抗体量を再調節し、所望の抗体濃度をつくる。普 通は一つの混合物中に存在する異なる蛍光剤の数は約6より多くなく、より一般 的には約4より多くなく、概して2乃至4の範囲、より好ましくは2乃至3であ る。こうして、比が二つの抗原決定基部位の存在の分析に依存する場合、異なる 抗体の蛍光を区別する能力によって、一つまたは二つの抗体混合物をつくること ができる。特に興味深い蛍光組合わせとしては、フルオレッセインとフィコエリ スリン、フィコエリスリンとアロフィコシアニン、フルオレッセインとテキサス レッドなどがある。キットにおいて抗体と共に、または−組として含まれるその 他の材料には、リンパ球分離培地、光漂白抑制剤および種々の洗浄用緩衝液、例 えば任意にウシ血清アルブミンを含む燐酸緩衝食塩液がある。
本発明の好ましい実施態様を説明し、記述したが、そこでは添付請求の範囲内で 種々の変更が行われ得ることは当然である。従って発明は、ここに詳しく記載し たちの以外の方法で実施することができる。
CD4□ θ’+2・ 6喧しなf 八Atl’7゜ 国際調査報告

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.HIV感染中に血流から優先的に消失するヒトCD4+T細胞に特徴的な、 血管内皮に対する細胞表面レセプターに向けられる免疫学的結合パートナー。
  2. 2.ヒトCD4+T細胞のプールを、HIV感染中に血流から優先的に消失する 第一のCD4+細胞集団と、HIV感染中に第一集団より実質的に遅れて消失す るかまたはHIV感染中にほとんど消失しない第二CD4+細胞集団に分けるこ とができる請求項第1項に記載の免疫学的結合パートナー。
  3. 3.HIV感染中に、血流から優先的に消失するヒトCD4+T細胞に特徴的な 、HEVに対する細胞表面レセプターに向けられる免疫グロブリン抗原結合部位 を含んで成る請求項第1項に記載の免疫学的結合パートナー。
  4. 4.検出可能マーカーに結合した請求項第1項に記載の免疫学的結合パートナー 。
  5. 5.検出可能マーカーが蛍光団、放射性核種酵素、酵素、発光団、発色団、助酵 素、ルシフェリン、常磁性金属および酵素阻害剤のなかから選択される請求項第 4項に記載の免疫学的結合パートナー。
  6. 6.請求項第1項に記載の免疫学的結合パートナーを表現することができる細胞 。
  7. 7.患者特異的な循環リンパ球プールを、HIV感染の結果として血流から優先 的に消失する第一細胞集団と、HIV感染中に実質的に遅れて消失するかまたは HIV感染中にほとんど消失しない第二細胞集団とに分割し、第一および第二細 胞集団間の比を確認し、その比を対照または患者特異的標準と比較して、その患 者の後天性免疫不全症候群の発症および過程の指標を提供する諸段階から成るA RCおよびAIDSの発症および過程を診断する方法。
  8. 8.循環リンパ球がCD4+T細胞を含んで成る請求項第7項に記載の方法。
  9. 9.リンパ球プールを、HIV感染中に血流から優先的に消失するヒトCD4+ T細胞に特徴的なHEVのための細胞表面レセプターに向けられる免疫学的結合 パートナーと接触させることによって、第一集団を第二集団から分ける請求項第 7項に記載の方法。
  10. 10.第一および第二細胞集団の比がフローサイトメトリーによって測定される 請求項第7項に記載の方法。
  11. 11.リンパ球を、HIV感染症罹患性の異なる集団に分ける方法であって、末 梢血液リンパ球プールをHIV感染中に血流から優先的に消失するヒトCD4+ T細胞に特徴的な細胞表面HEVレセプターに対して向けられる免疫学的結合パ ートナーと接触させ、その抗体標識化細胞をHIV感染中に血流から優先的に消 失する第一集団と、HIV感染中に第一集団より実質的に遅れて消失するかHI V感染中にほとんど消失しない第二集団とに分割し、第一および第二集団のいず れかまたは両方を細胞プールから分離する諸段階から成る方法。
  12. 12.哺乳類ホストからの白血球を含む血球を最低二つの免疫学的結合パートナ ーと接触させ、上記免疫学的結合パートナーは第一および第二白血球判別抗原に 向けられ、第一および第二抗原の最低一つは血管内皮のための白血球表面レセプ ターであり、上記細胞上の上記第一および第二抗原の比を確認し、上記比を疾患 活性の指標として対照またはホスト特異的標準に関連づける諸段階から成る、哺 乳類ホストの疾患活性を診断およびモニターする方法。
  13. 13.上記決定段階において結合パートナーが検出可能マーカーに連結される請 求項第12項に記載の方法。
  14. 14.検出可能マーカーが異なる放出スペクトルを有する請求項第13項に記載 の方法。
  15. 15.決定段階がフローサイトメトリーによる請求項第12項に記載の方法。
  16. 16.疾患活性がヒト免疫異常と関係がある請求項第12項に記載の方法。
  17. 17.第一および第二白血球判別抗原に向けられる第一および第二免疫学的結合 パートナーから成り、上記抗原の最低一つは血管内皮に対する細胞表面レセプタ ーである、哺乳類ホストにおける疾患活性を診断およびモニターするために用い られる試薬キット。
  18. 18.第一および第二免疫学的結合パートナーが異なる放出スペクトルを有する 第一および第二検出マーカーに連結する請求項第17項に記載の試薬キット。
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