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COVID-19 Work

COVID-19研究のためのMILLIPLEX®マルチプレックスアッセイ


SARS-CoV-2抗原に対するヒト免疫グロブリン検出のためのMILLIPLEX®アッセイ

SARS-CoV-2コロナウイルスは、ヒト疾患COVID-19の病原体です。ウイルス粒子は、RNAとそれを取り囲むヌクレオカプシド(N)タンパク質、さらにその外側を覆うメンブレン(M)タンパク質で構成されています。この内側のコアを取り囲む王冠(コロナ)様のスパイクタンパク質は、S1およびS2のサブユニットと受容体結合ドメイン(receptor binding domain:RBD)で構成され、このRBDがヒト細胞のアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)受容体に結合します。結合したウイルスは、細胞内に侵入して細胞機構を乗っ取り、複製を開始します。これによりウイルス伝播が持続します。ウイルスを構成するタンパク質は抗原となる可能性があり、免疫応答を引き起こします。ウイルスに感染すると、まず液性免疫系が反応して免疫グロブリンIgMが産生され、次に長期にわたる免疫を担うIgGが産生されます。粘膜免疫反応を担うIgAは血液中でも検出されます。

ヒト血清/血漿中のSARS-CoV-2抗原に対するIgM、IgGおよびIgA抗体を測定することにより、SARS-CoV-2ウイルスにばく露され、ある程度の免疫応答を示す研究用サンプルを特定することができます。さらに、COVID-19の感染と回復過程における免疫応答の解明にも寄与する可能性があります。

3種類の4プレックスパネル(カタログ番号HC19SERM1-85KHC19SERG1-85K、およびHC19SERA1-85K)は、次のウイルス抗原のいずれかまたはすべての選択が可能です:SARS-CoV-2スパイクS1、スパイクS2、RBD、およびNタンパク質。

ヒト血清および血漿中のSARS-CoV-2抗原タンパク質に対する抗体検出のためのMILLIPLEX®マルチプレックスアッセイに関するアプリケーションノートをご覧ください。

研究目的での使用に限定されます。診断目的では使用しないでください。

データ例

MILLIPLEX® SARS-CoV-2キット(IgG、IgA、およびIgM)のそれぞれのプロトコルに従い、全4種類のアナライト(S1、S2、RBD、およびN)について、EDTA血漿サンプルをデュプリケートでアッセイしました。サンプルは、SARS-CoV-2感染に対するPCRで陽性または陰性であった患者群から採取しました:COVID-19陽性人工呼吸器使用「Ventilated」(n=68)、COVID-19陽性人工呼吸器不使用「Not Ventilated」(n=115)、およびCOVID-19陰性「COVID-」(n=41)。1アッセイ結果をグラフ(図1)で、各グループの各サンプルの個々のMFI値をグループの平均値、+/-標準偏差(SD)、およびグループ間の有意性検定のp値を用いて示します:****p<0.0001、***p<0.001、**p<0.01、*p<0.05。

MILLIPLEX<sup>®</sup> SARS-CoV-2キット(IgG、IgA、およびIgM)の全4種類のアナライト(S1、S2、RBD、およびN)のEDTA血漿サンプルのデータ

図1.MILLIPLEX® SARS-CoV-2キット(IgG、IgA、およびIgM)の全4種類のアナライト(S1、S2、RBD、およびN)のEDTA血漿サンプルのデータ

サイトカインストームに関連するCOVID-19研究のためのMILLIPLEX®アッセイ

免疫系が病原体または薬物などの他の免疫原性物質に過剰反応すると、過剰な炎症反応が起こり、免疫細胞からシグナル伝達分子が過剰に産生されることがあります。これをサイトカインストーム症候群(cytokine storm syndrome:CSS)もしくはサイトカイン放出症候群(cytokine release syndrome:CRS)と呼びます。急性もしくは全身性炎症により、肺に体液が滲出し、呼吸困難、多臓器不全に陥り、死に至ることもあります。

ヒトの研究

COVID-19のサイトカインプロファイルに関する最近の文献では、M-CSF、IP-10、IL-1RA、IL-10、IL-15、IL-27、TNFαおよびIL-8のレベルの上昇は、サイトカインストームの予測因子であるか、より重篤な疾患と相関することがわかっています。2,3 プロファイリング研究では、IL-18、IP-10、MIGなどに加えて、IL-6、IL-8、TNFαおよびIL-10の血中濃度が重度のCOVID-19と関連していることが明らかになりました。4

霊長類の研究

SARS-CoV-2の研究は、アカゲザル(rhesus macaque)などの霊長類でも行われており、ワクチンや抗ウイルス薬/抗ウイルス療法を動物モデルで試験することができます。最近のNature誌の論文では、MILLIPLEX®霊長類アッセイを用いて、SARS-CoV-2に感染したマカクザルから複数の時点で採取した血清のサイトカインとケモカインのレベルの変化を解析したところ、IL-1RA、IL-6、IL-10、IL-15、MCP-1およびMIP-1βでは上昇し、TGFαでは減少することが示されました。5MILLIPLEX®霊長類サイトカイン/ケモカイン/成長因子パネルAにより、血清、血漿、細胞/組織培養上清中の48種類の免疫因子を同時に定量することができます。自由にアナライトを組み合わせたり、プレミックスをカスタマイズしたり、38プレックスまたは48プレックスのプレミックスキットを選択することもできます。

MILLIPLEX®マルチプレックスイムノアッセイを用いたCOVID-19に対する免疫応答の解明

MILLIPLEX®マルチプレックスイムノアッセイにより、ヒトの免疫応答を理解する上で重要な多数のアナライトを同時に定量することができます。最大48プレックスを同時に測定できるヒトサイトカイン/ケモカイン/成長因子パネルAは、実験時間とサンプル量を削減し、サイトカインストームや敗血症、その他の病状における、ある時点でのアナライトのプロファイルを解析することが可能です。さまざまなMILLIPLEX®可溶性タンパク質パネルとセルシグナリングキットは、抗ウイルスの免疫応答研究におけるダウンストリームのシグナル伝達経路の解明に役立ちます。これらは、ワクチン研究のための霊長類パネルを含む、多くの動物種の幅広いアナライトに対応しています。

研究目的での使用に限定されます。診断目的では使用しないでください。

MILLIPLEX®ヒトサイトカインパネルAを用いた敗血症患者と健常者の血清/血漿サンプルの比較

MILLIPLEX<sup>®</sup>ヒトサイトカインパネルAを用いた敗血症患者と健常者の血清/血漿サンプルの比較

図2.健常者(n=20)と敗血症患者(n=16)の血清/血漿サンプル(BioIVT社、Discovery社およびBioChemed社より購入)を希釈せずに(25 µL/well)HCYTA-60Kパネルで測定。ここでは、最近の研究論文でSARS-CoV-2のサイトカイン放出症候群(CRS)で増加すると言及されているアナライトの一部を示す。

研究目的での使用に限定されます。診断目的では使用しないでください。

新たなCOVID-19研究領域のためのMILLIPLEX®アッセイ

ACEとACE2は、血液凝固系、内皮細胞増殖、血管新生、補体経路、レニン・アンジオテンシン系(RAS)を制御する血漿カリクレイン・キニン系(KKS)で役割を果たします。6カリクレイン、キニノゲンとともにキニンペプチドのブラジキニンはKKSを構成しています。ACE2はブラジキニンを減少させる機能があり、これが破壊されるとブラジキニンレベルが高くなり、全身性の炎症が増加する可能性があります。7 また、COVID-19では、CSSに加えて、RAS/KKSの破綻が重篤な合併症を引き起こす可能性があります。さらに、ブラジキニン受容体の活性化は、炎症を媒介し、サイトカインレベルの明確な上昇をもたらします。MILLIPLEX®マルチプレックスイムノアッセイにより、COVID-19によって引き起こされるこれらのメカニズムを理解する上で重要な多数のアナライトを同時に定量することができます。これには、Human Complement Panel 1(カタログ番号HCMP1MAG-19K)とHuman Complement Panel 2(カタログ番号HCMP2MAG-19K)の補体成分、レニン、カリクレイン-6、およびHuman Angiogenesis/Growth Factor Panel 1(カタログ番号HAGP1MAG-12K)とHuman Angiogenesis Panel 2(カタログ番号HANG2MAG-12K)などが含まれます。

血液凝固障害は、COVID-19に関連した重篤な状態で、肺剖検におけるDダイマーの上昇と広範な微小血栓症によって示されます。8 血栓性合併症は、多臓器不全を伴い、死亡率も高くなります。CRPやフィブリノゲンなどの急性期タンパク質の高値は、このCOVID-19の重症度と相関があることが示されています。先に述べた疾患の特徴であるサイトカインレベルの上昇は、ICAM-1、VCAM-1、P-selectin、e-Selectinなどの接着分子のアップレギュレーションにつながる可能性があります。9MILLIPLEX® Human Cardiovascular Disease Panel 2(カタログ番号HCVD2MAG-67K)により、ICAM-1、VCAM-1、D-Dimer、P-selectinを同時に定量し、この重篤な状態を研究することが可能です。

研究の飛躍的進歩は、信頼性のある高性能な製品とサービスによってもたらされます。MILLIPLEX®イムノアッセイは、Luminex® xMAP®テクノロジーに基づくマルチプレックスバイオマーカーアッセイの最大のポートフォリオです。一貫した高品質の結果が得られるため、研究者は時間、労力、コストを削減しながら研究できます。

研究目的での使用に限定されます。診断目的では使用しないでください。

MILLIPLEX®キットを用いたCOVID-19オンデマンドウェビナー

COVID-19研究におけるMILLIPLEX®マルチプレックスアッセイの使用例についてオンデマンドウェビナーをご覧ください。これらのウェビナーでは、COVID-19患者の免疫応答を評価する方法と、疾患研究のワークフローにマルチプレックスイムノアッセイをうまく組み込む方法についてご紹介します。

MILLIPLEX®製品を研究で使用した場合

論文で製品を引用する方法

論文発表の準備はできましたか?研究の進展のために製品をご利用いただきありがとうございます。

MILLIPLEX®アッセイキットの引用方法は以下のとおりです。

  • 米国またはカナダにお住まいの方は、MilliporeSigmaをアッセイの提供元として記載してください。
  • 米国またはカナダ以外の国にお住まいの方は、Merck KGaA, Darmstadt, Germanyをアッセイの提供元として記載してください。
  • MILLIPLEX®キットの正式名称とカタログ番号を記載し、キットから使用したアナライトをリストアップしてください。
  • 使用したサンプルの種類およびサンプルの希釈方法を記載してください。





参考文献

1.
Young MK, Kornmeier C, Carpenter RM, Natale NR, Sasson JM, Solga MD, Mathers AJ, Poulter MD, Qiang X, Petri WA. IgG Antibodies against SARS-CoV-2 Correlate with Days from Symptom Onset, Viral Load and IL-10. https://doi.org/10.1101/2020.12.05.20244541
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Huntington KE, Louie AD, Lee CG, Elias JA, Ross EA, El-Deiry WS. Cytokine ranking via mutual information algorithm correlates cytokine profiles with presenting disease severity in patients infected with SARS-CoV-2. 10 https://doi.org/10.7554/elife.64958
3.
Angioni R, Sánchez-Rodríguez R, Munari F, Bertoldi N, Arcidiacono D, Cavinato S, Marturano D, Zaramella A, Realdon S, Cattelan A, et al. 2020. Age-severity matched cytokine profiling reveals specific signatures in Covid-19 patients. Cell Death Dis. 11(11): https://doi.org/10.1038/s41419-020-03151-z
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Fraser DD, Cepinskas G, Slessarev M, Martin C, Daley M, Miller MR, O?Gorman DB, Gill SE, Patterson EK, dos Santos CC. Inflammation Profiling of Critically Ill Coronavirus Disease 2019 Patients. 2(6):e0144. https://doi.org/10.1097/cce.0000000000000144
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Munster VJ, Feldmann F, Williamson BN, van Doremalen N, Pérez-Pérez L, Schulz J, Meade-White K, Okumura A, Callison J, Brumbaugh B, et al. 2020. Respiratory disease in rhesus macaques inoculated with SARS-CoV-2. Nature. 585(7824):268-272. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2324-7
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McFadyen JD, Stevens H, Peter K. 2020. The Emerging Threat of (Micro)Thrombosis in COVID-19 and Its Therapeutic Implications. Circ Res. 127(4):571-587. https://doi.org/10.1161/circresaha.120.317447
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