DE202012012084U1 - Test kit (combi rapid test) for the synchronous detection of biomarkers in stool for the detection of pathological changes in the gastrointestinal tract, especially in the intestine - Google Patents
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Abstract
Testkit zum Nachweis eines malignen Geschehens, insbesondere eines Tumors, im Gastrointestinaltrakt, bestehend aus einem ersten Proberöhrchen, enthaltend eine erste Stuhlprobeentnahmevorrichtung, eine erste Pufferlösung, enthaltend Puffer 1 = 10–70 mM Phosphatpuffer (pH 6,7–7,6) oder Puffer 2 = 10–70 mM Hepespuffer (pH 7,6–8,2) oder Puffer 3 = 10–70 mM Triäthanolamin (pH 7,3–7,7) oder Mischungen hiervon, einem zweiten Proberöhrchen, enthaltend eine zweite Stuhlprobeentnahmevorrichtung, eine zweiten Pufferlösung, Puffer 1 = 10–70 mM Phosphatpuffer (pH 6,7–7,6) oder Puffer 2 = 10–70 mM Hepespuffer (pH 7,6–8,2) oder Puffer 3 = 10–70 mM Triäthanolamin (pH 7,3–7,7) oder Mischungen hiervon, einer Testkassette enthaltend ein Lateral-Flow Testsystem mit einer Nitrozellulosemembran als stationärer Phase, die Nitrozellulosemembran wiederum enthaltend Tumor M2-PK Antikörper ausgewählt aus polyklonaler Antikörper #3198, polyklonaler Antikörper 214618 oder monoklonaler Antikörper Klon AT4M3, Klon PAT4M3AT, Klon 5D2-3B3 oder Mischungen hiervon und Hämoblobin Antikörper, bevorzugt monoklonale Hämoglobin-Antikörper Klon ab 55081, Klon ab 119210, Klon LS-B49414, Klon LS-C129648, Klon LS-C83309, Klon LS-C8308 oder Klon B1232 M oder Mischungen hiervon eine erste Öffnung zum Auftragen einer Stuhlprobe aus dem ersten Proberöhrchen, eine zweite Öffnung zum Auftragen einer Stuhlprobe aus dem zweiten Proberöhrchen, wobei das Analyseergebnis der ersten Stuhlprobe positiv ist, wenn der Gehalt an Tumor M2-PK größer ist als 4–6 Units/ml Stuhlextrakt und das Analyseergebnis der zweiten Stuhlprobe positiv ist, wenn der Gehalt an Hämoglobin zwischen 15 und 40 μg Hämoglobin pro Gramm Stuhl liegt und wobei die vier möglichen Testergebnisse durch vier verschiedene Farben, Buchstaben, Ziffern, Zeichen und/oder geometrische Formen dargestellt werden.Test kit for detecting a malignant event, in particular a tumor, in the gastrointestinal tract, consisting of a first sample tube containing a first stool sampling device, a first buffer solution containing buffer 1 = 10-70 mM phosphate buffer (pH 6.7-7.6) or buffer 2 = 10-70 mM Hepes buffer (pH 7.6-8.2) or Buffer 3 = 10-70 mM triethanolamine (pH 7.3-7.7) or mixtures thereof, a second sample tube containing a second stool sampling device, a second buffer solution, buffer 1 = 10-70 mM phosphate buffer (pH 6.7-7.6) or buffer 2 = 10-70 mM Hepes buffer (pH 7.6-8.2) or buffer 3 = 10-70 mM triethanolamine ( pH 7.3-7.7) or mixtures thereof, a test cassette containing a lateral-flow test system with a stationary phase nitrocellulose membrane, the nitrocellulose membrane in turn containing tumor M2-PK antibody selected from polyclonal antibody # 3198, polyclonal antibody 214618 or monoclonal niger antibody clone AT4M3, clone PAT4M3AT, clone 5D2-3B3 or mixtures thereof and hemoblobin antibody, preferably monoclonal hemoglobin antibody clone from 55081, clone from 119210, clone LS-B49414, clone LS-C129648, clone LS-C83309, clone LS- C8308 or clone B1232 M or mixtures thereof, a first opening for applying a stool sample from the first sample tube, a second opening for applying a stool sample from the second sample tube, wherein the analysis result of the first stool sample is positive if the content of tumor M2-PK greater is positive as 4-6 units / ml of stool extract and the analysis result of the second stool sample is if the content of hemoglobin is between 15 and 40 μg hemoglobin per gram of stool and the four possible test results are indicated by four different colors, letters, numbers, characters and / or geometric shapes are presented.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen gewerblich anwendbaren, kostensenkenden neuen Testkit, (Kombi-Schnelltestkassette), in-vitro-Medizinprodukt, lateral flow Kassette, point of care test, Kombi-Schnelltest, Bioassay, Rapid-Lateral-Flow-Test-Strips, platform) zur Durchführung eines Verfahrens zum Nachweis von Biomarkern im menschlichen und/oder tierischen Stuhl. Der Testkit dient der Gesundheitsanalyse, Früherkennung und ”Darmkrebsvorsorge” durch den Nachweis pathologischer Veränderungen insbesondere eines malignen Geschehens im Gastrointestinaltrakt (Speiseröhre, Magen, Dünndarm, Gallenwege, Bauchspeicheldrüse und Dickdarm), insbesondere Tumoren und Tumorvorstufen (Polypen, Adenomen) des Darmes. Die Erfindung betrifft im Besonderen einen Kombi-Schnelltest und eine Kombi-Schnelltestkassette und deren Bestandteile sowie die nötigen Reagenzien zur synchronen Durchführung eines immunchromatographischen Nachweisverfahrens. Synchron in der sprachlichen Bedeutung von gleichzeitig, aber auch synchron in der technischen Bedeutung der gemeinsamen, optimalen Abstimmung von Wirkpaarungen (der chromatographischen Bedingungen, Membranen, Reagenzien, Dispensierrate, usw. siehe Beschreibungen) zum Nachweis der beiden Biomarker Tumor M2-PK und Hämoglobin in einer Kombi-Schnelltestkassette.The invention relates to a commercially applicable, cost-reducing new test kit, (combined rapid test cassette), in vitro medical device, lateral flow cassette, point of care test, combined rapid test, bioassay, rapid lateral flow test strips, platform) for carrying out a method for detecting biomarkers in the human and / or animal stool. The test kit is used for health analysis, early detection and "colorectal cancer screening" by the detection of pathological changes in particular a malignant event in the gastrointestinal tract (esophagus, stomach, small intestine, biliary tract, pancreas and colon), especially tumors and tumor precursors (polyps, adenomas) of the intestine. More particularly, the invention relates to a combined rapid test and combination quick test cassette and their components, as well as the reagents necessary for the synchronous performance of an immunochromatographic detection method. Synchronous in the linguistic meaning of simultaneous, but also synchronous in the technical meaning of the common, optimal coordination of effective pairings (the chromatographic conditions, membranes, reagents, dispensing rate, etc. see descriptions) for the detection of the two biomarkers tumor M2-PK and hemoglobin in a combo quick test cassette.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein einfacheres Verfahren zur Auswertung des Tests und der Darstellung der Ergebnisse („Risiko-Ampel”).The invention also relates to a simpler method for evaluating the test and displaying the results ("risk light").
Der Kombi-Schnelltest dient der „Vorfilterung” von Probanden im Rahmen eines Darmkrebs-Screening-Programms. Da die Durchführung des nicht invasiven Kombi-Schnelltests wesentliche weniger Angst als die Durchführung einer invasiven Koloskopie beim Probanden auslöst, führt der Test zu einer erhöhten Teilnahme an der Koloskopie.The combination rapid test is used for the "pre-filtering" of subjects in the context of a colorectal cancer screening program. Since performing the non-invasive combination rapid test is significantly less fearful than conducting an invasive colonoscopy in the subject, the test leads to an increased participation in the colonoscopy.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Krebs, besonders Darmkrebs ist die häufigste Krebserkrankung in Deutschland (65.000 Neuerkrankungen, 27.000 Todesfälle) europaweit sterben 200.000 Menschen im Jahr an dieser tückischen Krankheit. Aufgrund der Entstehungsart von Darmkrebs sind die Folgen der Darmkrebserkrankungen durch ein erfolgreiches Screening, d. h. der Erkennung von Vorstufen (Polypen/Adenomen) und deren Entfernung stark minimierbar. Alle 20 Minuten stirbt in Deutschland ein Mensch an Darmkrebs. Darmkrebs entwickelt sich fast immer aus zunächst gutartigen Wucherungen der Darmschleimhaut (Mukosa). Der Krebs wächst langsam und lange Zeit ohne dass der Betroffene etwas merkt. Beschwerden tauchen meist erst dann auf, wenn der Tumor groß ist bzw. schon Metastasen gebildet hat. Unbehandelt führt Darmkrebs dann häufig innerhalb von 12 Monaten zum Tod.Cancer, especially colorectal cancer is the most common cancer in Germany (65,000 new cases, 27,000 deaths). Europe-wide, 200,000 people die each year from this malignant disease. Due to the development of colorectal cancer, the consequences of colorectal cancers are due to successful screening, i. H. the detection of precursors (polyps / adenomas) and their removal highly minimized. Every 20 minutes, a human being dies of colon cancer in Germany. Colon cancer almost always develops from initially benign growths of the intestinal mucosa (mucosa). The cancer grows slowly and for a long time without the affected person noticing anything. Complaints usually appear only when the tumor is large or has already formed metastases. Left untreated, colon cancer often causes death within 12 months.
Aufgrund seiner Entstehungsart sind die Folgen von Darmkrebs durch ein erfolgreiches Screening von asymptomatischen Probanden fast vollständig vermeidbar. Vorstufen (Polypen/Adenome) lassen sich durch Screeningmaßnahmen früh erkennen. Koloskopie gilt als das beste Verfahren (Goldstandard) im Rahmen der Früherkennung von Darmkrebs. Die Koloskopie stellt ein invasives, nur von speziell ausgebildeten Ärzten (z. B. Gastroenterologen) durchführbares Verfahren dar. Dieses Verfahren ist mit Risiken (z. B. Performation, Risken durch Sedierung) verbunden.. Die Vorsorgekoloskopie wird allen Menschen ab 55 Jahren als Kassenleistung angeboten. Die Teilnahmerate liegt aber nur bei 2–3% und ist trotz erheblicher Aufklärung und Marketingaktionen, ”Glitzerweltaktionen” inzwischen sogar rückläufig! Der Grund hierfür liegt unter Anderem in der Prozedur der Untersuchung, die viele Menschen als unangenehm empfinden (psychologische Hemmschwelle).Due to its genesis, the consequences of colon cancer can be almost completely avoided by successful screening of asymptomatic subjects. Precursors (polyps / adenomas) can be detected early by screening. Colonoscopy is considered the best method (gold standard) in the context of colorectal cancer screening. Colonoscopy is an invasive procedure that can only be performed by specially trained physicians (eg gastroenterologists). This procedure involves risks (eg, performation, risks due to sedation) Cash service offered. The attendance rate is only 2-3% and is in spite of considerable education and marketing campaigns, "glittering world" now even declining! The reason for this lies among other things in the procedure of the investigation, which many people find unpleasant (psychological inhibition threshold).
Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:
- 1. Senkung der psychologischen Hemmschwelle.1. Lowering the psychological inhibition threshold.
- 2. Erhöhung der Teilnehmerrate an der Vorsorgekoloskopie Lösungsweg: Die Bereitstellung eines einfachen, robusten, kostengünstigen, routinetauglichen Lateral-Flow-Tests, der zudem durch den synchronen Nachweis von zwei besonderen Biomarkern (M2-PK und Hämoglobin) zur Erkennung von krankhaften gastrointestinalen Erkrankungen insbesondere Darmkrebs und dessen Vorstufen geeignet ist. Der Kombi-Schnelltest, der einfach und problemlos durchführbar ist, ist geeignet, die psychologische Hemmschwelle gegenüber der Screening-Koloskopie zu senken. Schon die positives Befundung nur eines Biomarkers, M2-PK und/oder Haemoglobin, bewirkt die Maßnahme Koloskopie zwecks weitere Befundung durch den Arzt. Dies führt zu einer höheren Erkennungsrate von Darmkrebs und dessen Vorstufen durch die Koloskopie, da mit dem vorgeschalteten Kombi-Schnelltest eine Vorauswahl der Probanden erfolgt. Da der Kombi-Schnelltest zwei wichtige Biomarker für Darmkrebs synchron bestimmt, dient dieser Test als zweifacher Filter vor der Koloskopie.2. Increase Participation Rate in Screening Colonoscopy Solution: To provide a simple, robust, cost-effective, routine-fit lateral flow test, in addition to the synchronous detection of two particular biomarkers (M2-PK and hemoglobin) for the detection of pathological gastrointestinal diseases in particular Colon cancer and its precursors is suitable. The combination rapid test, which is simple and easy to carry out, is suitable for lowering the psychological inhibition threshold compared to the screening colonoscopy. Even the positive findings of only one biomarker, M2-PK and / or hemoglobin, causes the measure colonoscopy for the purpose of further diagnosis by the Doctor. This leads to a higher detection rate of colorectal cancer and its precursors through the colonoscopy, since with the upstream combination rapid test, a preselection of the subjects takes place. Since the combination rapid test determines two important biomarkers for colorectal cancer synchronously, this test serves as a double filter before colonoscopy.
Darmkrebs mit seinen Vorstufen (Polyp-cancer-sequence) beginnt auf der Innenseite des Darmes (Mukosa) und weitet sich dann in anderen Gewebeareale (Submukosa, Muskularis, Serosa) aus. Überschreitet das Tumorwachstum die Schleimhautgrenze spricht man von einem Darmkrebs in frühem oder fortgeschrittenem Stadium. Da der Stuhl direkten Kontakt zur Mukosa des Darmes hat, sind Biomarker als Indikatoren für pathologische Veränderungen im Gastrointestinaltrakt früher und spezifischer analytisch nachweisbar als im Blut. Aus diesem Grund ist das Stuhlprobenmaterial dem Blutprobenmaterial vorzuziehen. Erst wenn der Tumor die Submukosa erreicht hat, sind frühe Biomarker im Blut nachzuweisen. Sind diese Marker im Blut nachweisbar, so handelt es sich häufig um „späte” Formen von Darmkrebs und dessen Vorstufen. Generell ist die Vermessung von Biomarkern im Stuhl vorteilhaft im Vergleich zur Messung von Biomarkern im Blut. Je früher ein Darmkrebs und dessen Vorstufen erkannt werden, desto besser ist die Prognose. Die eingeleitete Therapie (z. B. kurative Koloskopie, Chirurgie) führt zu einer fast 100%igen Heilung bei Darmkrebs im Frühstadium.Colon cancer with its precursors (polyp-cancer-sequence) begins on the inside of the intestine (mucosa) and then expands into other tissue areas (submucosa, muscularis, serosa). If tumor growth exceeds the mucosal border one speaks of a colon cancer in early or advanced stage. Since the stool has direct contact with the mucosa of the intestine, biomarkers as indicators of pathological changes in the gastrointestinal tract are earlier and more specifically analytically detectable than in the blood. For this reason, the stool specimen material is preferable to the blood specimen. Only when the tumor has reached the submucosa, early biomarkers can be detected in the blood. If these markers are detectable in the blood, they are often "late" forms of colon cancer and its precursors. In general, the measurement of biomarkers in the stool is advantageous in comparison to the measurement of biomarkers in the blood. The earlier a colorectal cancer and its precursors are detected, the better the prognosis. The initiated therapy (eg curative colonoscopy, surgery) leads to an almost 100% cure in early colorectal cancer.
Als „Goldstandard” zur Prüfung eines malignen, insbesondere tumorösen, Prozesses im Darm gilt die Koloskopie.The "gold standard" for testing a malignant, especially tumorous, process in the intestine is colonoscopy.
Nur speziell qualifizierte Ärzte dürfen die Koloskopie durchführen. Die Koloskopie hat weiterhin den Nachteil, dass sie nicht standardisiert ist. Auch werden die „falschen” Probanden koloskopiert. Bei der Darmspiegelung (Koloskopie), die ein zentraler Bestandteil der Früherkennung ist, sind rund 70% der Befunde unauffällig. In nur ca. einem Viertel der Fälle werden Vorstufen und in 1% der Fälle ein Karzinom diagnostiziert. Die Vorsorge-Koloskopie ist deshalb ein sehr ineffizientes und zudem teures Screeningverfahren, da zu viele gesunde Probanden koloskopiert werden (Gesundheitskosten senken!).Only specially qualified doctors are allowed to perform the colonoscopy. The colonoscopy has the further disadvantage that it is not standardized. Also, the "wrong" subjects are colonoscopically. Colonoscopy (colonoscopy), which is a central component of early detection, makes about 70% of the findings inconspicuous. In only about a quarter of cases are precursors diagnosed and in 1% of cases a carcinoma. Screening colonoscopy is therefore a very inefficient and expensive screening method, as too many healthy subjects are colonoscopically (lower health costs!).
Daher ist es wünschenswert einen nicht-invasiven, kostengünstigen und sensitiven Test, der mehrere Biomarker synchron misst, der Koloskopie vorzuschalten, um Probanten mit einem positiven Testbefund gezielt der Koloskopie zuzuführen (Senkung der Mortalität). Durch den erfindungsgemäßen nicht-invasiven Kombi-Schnelltest lässt sich die Teilnahmerate an einem Screening-Programm zur Erkennung von Darmkrebs und dessen Vorstufen stark erhöhen und somit eine signifikanten Steigerung der Überlebensrate von Patienten (im Gegensatz zu Probanden!) mit Darmkrebs sowie dessen Vorstufen erreichen. Darmkrebs und dessen Vorstufen sofern sie rechtzeitig erkannt werden ergeben fast eine 100%ige Heilungschance für den Patienten; Befundung: Erhöhte M2-PK-Werte und/oder Hämoglobin-Werte führt unter Zuhilfenahme von Anamnese usw. zur Diagnose Darmkrebs. Die Diagnose wiederum führt zu einer Handlungsanweisung des Arztes z. B. chirurgische Therapiemaßnahmen und diese wiederum führen zur Heilung von Darmkrebs. Z. B. Therapie durch Chirurgie kann die Letalität senken.Therefore, it is desirable to use a non-invasive, inexpensive and sensitive test that measures multiple biomarkers in sync to colonoscopy to target subjects with a positive test finding to colonoscopy (reduction of mortality). The noninvasive combination rapid test according to the invention makes it possible to greatly increase the participation rate in a screening program for the detection of colon cancer and its precursors and thus to achieve a significant increase in the survival rate of patients (in contrast to test subjects!) With colon cancer and its precursors. Colorectal cancer and its precursors, if recognized in time, provide almost 100% chance of recovery for the patient; Findings: Elevated levels of M2-PK and / or hemoglobin lead to the diagnosis of colorectal cancer with the help of anamnesis, etc. The diagnosis, in turn, leads to a handling instruction of the physician z. As surgical therapies and these in turn lead to the cure of colon cancer. For example, surgery through surgery can lower lethality.
Wie bei allen diagnostischen Verfahren sind auch bei in-vitro-Tests die sog. Sensitivität und die sog. Spezifität die entscheidenden Qualitätsmerkmale. Die Sensitivität ist die Wahrscheinlichkeit, eine erkrankte Person als krank zu erkennen. Dieses Gütemaß ist medizinisch besonders wichtig, da bei einer Früherkennungsmaßnahme natürlich möglichst wenige erkrankte Menschen übersehen werden dürfen. Die Spezifität ist die Wahrscheinlichkeit, eine gesunde Person als gesund zu erkennen. Auch diese Maß ist bei der Früherkennung bedeutsam, da vermieden werden soll, dass gesunde Menschen, die fälschlicherweise als krank diagnostiziert werden, eine überflüssige Behandlung erhalten.As with all diagnostic procedures, so-called sensitivity and so-called specificity are the decisive quality features in in vitro tests. Sensitivity is the likelihood of identifying a sick person as ill. This quality measure is medically very important, since in an early detection measure, of course, as few affected people may be overlooked. Specificity is the likelihood of recognizing a healthy person as healthy. Again, this measure is important in the early detection because it should be avoided that healthy people who are falsely diagnosed as ill, receive a superfluous treatment.
Stand der TechnikState of the art
Guajak-Test (gFOBT) (Probenmaterial: Stuhl)Guaiac test (gFOBT) (sample material: stool)
Dieser chemische Stuhltest funktioniert auf der Guajak-Harzbasis. Durch eine chemische Reaktion werden verborgene (okkulte) Blutmengen in den Stuhlproben der Patienten nachgewiesen. Da dieser Test durch Störungen wie z. B. Nahrungsmittel, Reduktionsmittel, Vitamin C eine geringe Sensitivität und Spezifität aufweist, gilt er als überholt und veraltet. Zudem können nur stark blutende Formen, jedoch nicht schwach blutende Formen von Darmkrebs oder dessen Vorstufen nachgewiesen werden. Außerdem ist bekannt, dass es blutende, nicht-blutende und intermittierend blutende Formen von Darmkrebs und dessen Vorstufen gibt. Je nach Zeitpunkt der Probennahmen können folglich Darmkrebs und dessen Vorstufen übersehen werden.This chemical stool test works on the guaiac resin base. A chemical reaction detects hidden (occult) blood levels in the stool samples of the patients. Since this test due to disorders such. As food, reducing agents, vitamin C has a low sensitivity and specificity, he is considered obsolete and outdated. In addition, only strongly bleeding forms, but not weakly bleeding forms of colon cancer or its precursors can be detected. It is also known that there are bleeding, non-bleeding and intermittently bleeding forms of colon cancer and its precursors. Depending on the time of sampling, consequently, colon cancer and its precursors can be overlooked.
Immunologischer Stuhltest (iFOBT) (Probenmaterial: Stuhl) Immunological stool test (iFOBT) (specimen: stool)
Immunologische in-vitro-Tests fahnden ebenfalls nach okkultem Blut, das durch Vorstufen (Polypen) oder Frühstadien in den Stuhl gelangt. Der Nachweis erfolgt durch den Einsatz spezifischer Antikörper gegen Hämoglobin, bzw. gegen den Hämoglobin/Haptoglobin-Komplex. Mehr als 10 Hersteller/Distributoren bieten diese iFOB-Tests an. Die im Markt angebotenen Tests weisen jedoch extreme Qualitätsunterschiede (gemäß Sensitivität und Spezifität) auf, diese Unterschiede können nur Spezialisten erkennen, nicht jedoch wie gewünscht die große Zahl der niedergelassenen Ärzte (Anwender).Immunological in vitro tests are also looking for fecal occult blood that enters the stool through precursors (polyps) or early stages. Evidence is provided by the use of specific antibodies against hemoglobin, or against the hemoglobin / haptoglobin complex. More than 10 manufacturers / distributors offer these iFOB tests. However, the tests offered on the market show extreme differences in quality (in terms of sensitivity and specificity); these differences can only be recognized by specialists, but not the large number of physicians (users) established as required.
Des Weiteren ist zu erwähnen, dass diese sogenannten Blut-im-Stuhl Tests nur indirekt Darmkrebs und dessen Vorstufen nachweisen, da sie nicht spezifisch für Krebs und dessen Vorstufen, sondern nur für den Nachweis von Blut (unspezifisch für Darmkrebs) sind. Diese Tests können wie auch die Guajak-Tests (gFOBT), nur stark blutende Formen, jedoch nicht schwach blutende Formen von Darmkrebs oder dessen Vorstufen nachweisen. Zudem ist bekannt, dass es blutende, nicht-blutende und intermittierend blutende Formen von Darmkrebs und dessen Vorstufen gibt. Je nach Zeitpunkt der Messung können folglich Darmkrebs und dessen Vorstufen übersehen werden.Furthermore, it should be noted that these so-called blood-in-stool tests only indirectly detect colon cancer and its precursors, as they are not specific for cancer and its precursors, but only for the detection of blood (unspecific for colon cancer). These tests, as well as the guaiac tests (gFOBT), can only detect highly bleeding forms, but not mildly bleeding forms of colon cancer or its precursors. It is also known that there are bleeding, non-bleeding and intermittently bleeding forms of colon cancer and its precursors. Depending on the time of measurement, colon cancer and its precursors can be overlooked.
Mit dem gFOBT und dem iFOBT lassen sich nur blutende Tumoren und deren Vorstufen nachweisen. Diese Tests ”erkennen” und ”übersehen” daher Darmkrebs und dessen Vorstufen.
Generell: Ursächlich und auch pathophysiologisch hat okkultes Blut im Stuhl daher nur indirekt mit Darmkrebs und dessen Vorstufen zu tun!With the gFOBT and the iFOBT, only bleeding tumors and their precursors can be detected. These tests "recognize" and "overlook" colon cancer and its precursors.
General: Occult and also pathophysiologisch has occult blood in the stool therefore only indirectly with colon cancer and its precursors to do!
Enzymatischer Stuhltest (M2-PK) (Probenmaterial: Stuhl)Enzymatic stool test (M2-PK) (specimen: stool)
Hierbei handelt es sich um einen Test, der nicht okkultes Blut, sondern ein für Krebs typisches Enzym im Stuhl nachweisen kann. Das Enzym kommt immer in bösartig verändertem Gewebe von verschiedenen Krebsarten in größeren Mengen vor – darunter auch bei Darmkrebs oder bösartig veränderten Darmpolypen. Nachgewiesen wird bei diesem Test, der auch auf dem Markt im Format des lateral-flow-Tests und ELISA erhältlich ist, der Biomarker Tumor M2-PK. Die Tumor M2-PK ist ein spezielles Isoenzym der Pyruvatkinase (PK). Im Normalgewebe kommt die Pyruvatkinase (M1-, M2-PK-Form) als tetramere Form (M2-PK-tetramer) vor. Bei Krebs und dessen Vorstufen findet man immer vermehrt die dimere Form dieser PK (M2-PK-dimer = Tumor M2-PK). Gegen dieses spezielle Tumor M2-PK-Molekül sind zwei unterschiedliche monoklonale Antikörper generiert worden. Diese speziellen Tumor M2-PK spezifischen Antikörper werden in den auf dem Markt befindlichen Tests verwendet (eingesetzt im ELISA- und/oder lateral-flow-Format).
Generell: Ursächlich und auch pathophysiologisch hat der Biomarker M2-PK direkt mit Krebs und dessen Vorstufen zu tun. Das Enzym M2-PK (dimere Form des Isoenzyms M2-PK) ist bei allen bisher untersuchten Tumoren (z. B. 12 Tumoren unterschiedlicher Gewebe/Organe) immer nachweisbar, auch bei Darmkrebs und dessen Vorstufen. Klinische Untersuchungen haben ergeben, dass die auf dem Markt befindlichen Tumor M2-PK Tests (im lateral-flow- und/oder ELISA-Format) sowohl blutenden als auch nicht blutenden Darmkrebs und dessen Vorstufen nachweisen können. Diese Tests (Teststreifen) können aber auch Darmkrebs und dessen Vorstufen „übersehen”. Deshalb ist es auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bessere M2-PK-Tests (Teststreifen) anzubieten.This is a test that can detect not faecal occult blood, but a typical for cancer enzyme in the stool. The enzyme always occurs in malignantly altered tissue of various cancers in larger quantities - including colon cancer or malignant colon polyps. In this test, which is also available on the market in the format of the lateral flow test and ELISA, the biomarker Tumor M2-PK has been demonstrated. Tumor M2-PK is a special isoenzyme of pyruvate kinase (PK). In normal tissue, pyruvate kinase (M1, M2-PK form) occurs as a tetrameric form (M2-PK tetramer). In cancer and its precursors, one increasingly finds the dimeric form of this PK (M2-PK-dimer = tumor M2-PK). Two different monoclonal antibodies have been generated against this particular tumor M2-PK molecule. These particular tumor M2-PK specific antibodies are used in the marketplace assays (used in ELISA and / or lateral flow format).
In general: causal and also pathophysiological, the biomarker M2-PK has to do directly with cancer and its precursors. The enzyme M2-PK (dimeric form of the isoenzyme M2-PK) is always detectable in all tumors investigated so far (eg 12 tumors of different tissues / organs), even in colon cancer and its precursors. Clinical studies have shown that tumor M2-PK tests (in the lateral flow and / or ELISA format) on the market can detect both bleeding and non-bleeding colorectal cancer and its precursors. These tests (test strips) can also "overlook" colon cancer and its precursors. Therefore, it is also an object of the present invention to provide better M2-PK tests (test strips).
Technische Lösung: erfindungsgemäßer Testkit beinhaltend einen Kombi-Schnelltest bestehend aus einer Plastikkassette als auch zwei neuen, gemäß Stand der Technik besseren Teststreifen zur Bestimmung der M2-PK und des Hämoglobins.Technical Solution: Test kit according to the invention comprising a combined rapid test consisting of a plastic cassette as well as two new, better prior art test strips for the determination of M2-PK and hemoglobin.
Bluttest (Probenmaterial: Blut)Blood test (sample material: blood)
Tumoren geben DNA (und/oder methylierte DNA) in den Blutkreislauf ab. Darmkrebs hinterlässt auf diese Weise eine typische Signatur – einen Biomarker. Dieser Biomarker ist mit einem Bluttest nachweisbar. Der Arzt nimmt hierfür beim Probanden eine Blutprobe ab und schickt sie an ein Speziallabor zur relativ aufwendigen, teuren Messung und Auswertung mittels, für den Alltag nicht sehr robuster PCR-Technologie.Tumors release DNA (and / or methylated DNA) into the bloodstream. Colon cancer thus leaves a typical signature - a biomarker. This biomarker is detectable with a blood test. For this, the doctor takes a blood sample from the test person and sends it to a special laboratory for the relatively complex, expensive measurement and evaluation by PCR, which is not very robust for everyday life.
Generell: Ursächlich und auch pathophysiologisch hat ein DNA-Methylierungsmuster, eine Signatur, eine typische Spur (Biomarker SEPT9, Septin9-Bluttest) nur indirekt mit Krebs und dessen Vorstufen zu tun.In general: A DNA methylation pattern, a signature, a typical trace (biomarker SEPT9, Septin9 blood test) is only indirectly and pathophysiologically linked to cancer and its precursors.
Mit den M2-PK-Tests lassen sich blutende und nicht-blutende Tumoren und dessen Vorstufen nachweisen. Die M2-PK-Tests ”übersehen” aber auch Darmkrebs und dessen Vorstufen. Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung zu erzielen. Dieses Aufgabe wird durch die Ansprüche und die technische Beschreibung der vorliegenden Erfindung gelöst.With the M2-PK tests, bleeding and non-bleeding tumors and their precursors can be detected. The M2-PK tests "overlook" but also colon cancer and its precursors. Therefore, a task of the present invention to achieve an improvement. This object is solved by the claims and the technical description of the present invention.
Nachteil der bisher bekannten Tumor M2-PK Tests (im lateral-flow-
Aus der
Ein Lösungsansatz zur lückenlosen diagnostischen Erfassung/Befundung aller Phasen der polyp-cancer-sequence wird jedoch im Stand der Technik nicht beschrieben. Aufgabe war es daher, einen Test zur Erkennung von Darmkrebs und dessen Vorstufen zu entwickeln, der es ermöglicht, als einzelner Test alle diagnostisch erfassbaren Phasen der polyp-cancer-sequence zuverlässlich und lückenlos nachzuweisen. Der Test sollte die synchrone Bestimmung von Hämoglobin und Tumor M2-PK ermöglichen.However, a solution for the complete diagnostic detection / diagnosis of all phases of the polyp-cancer-sequence is not described in the prior art. The task was therefore to develop a test for the detection of colorectal cancer and its precursors, which makes it possible to reliably and consistently detect all diagnostically detectable phases of the polyp cancer sequence as a single test. The test should allow the synchronous determination of hemoglobin and tumor M2-PK.
Die Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Diagnose/Befundung einer pathologischen Veränderung des Darms mittels eines Testkits (Kombi-Schnelltest) durch den spezifischen Nachweis von Hämoglobin und Tumor M2-PK. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, bereits beim Auftreten von einem der oben genannten Analyten (Hämoglobin, Tumor M2-PK) pathologische Veränderungen sehr früh sicher nachzuweisen.The object is achieved by the method according to the invention for the diagnosis / diagnosis of a pathological change of the intestine by means of a test kit (combi rapid test) by the specific detection of hemoglobin and tumor M2-PK. With the aid of the method according to the invention, it is possible to reliably detect pathological changes very early on the occurrence of one of the abovementioned analytes (hemoglobin, tumor M2-PK).
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass sich durch die erfindungsgemäße Verwendung des Kombi-Schnelltests und zwei neuer, verbesserter Teststreifen für die Bestimmung von M2-PK und Hämoglobin, sowie die nötigen Reagenzien zur synchronen Durchführung des immunchromatographischen Nachweisverfahrens das technische Problem, die Erhöhung der Gesamtsensitivität im Vergleich zur Anwendung zwei Biomarker auf zwei getrennten oder einer Kassetten lösen lässt.Surprisingly, it has been found that the technical problem of increasing the overall sensitivity in the present invention by the inventive use of the combined rapid test and two new, improved test strips for the determination of M2-PK and hemoglobin, and the necessary reagents for the synchronous implementation of the immunochromatographic detection method Compared to using two biomarkers dissolved on two separate or one cassette.
Die Erfindung betrifft deshalb im Besonderen einen Kombi-Schnelltest und eine Kombi-Schnelltestkassette und Bestandteile sowie die nötigen Reagenzien zur synchronen Durchführung eines immunchromatographischen Nachweisverfahrens. Synchron in der sprachlichen Bedeutung von gleichzeitig aber auch synchron in der technischen Bedeutung der gemeinsamen, optimalen Abstimmung der chromatographischen Bedingungen (insbesondere für die zwei neuen Teststreifen) zum Nachweis der beiden Biomarker M2-PK und Hämoglobin in einer Kombi-Schnelltestkassette.The invention therefore relates in particular to a combination rapid test and a combined rapid test cassette and components as well as the reagents necessary for the synchronous performance of an immunochromatographic detection method. Synchronous in the linguistic meaning of both simultaneously and synchronously in the technical meaning of the joint, optimal coordination of the chromatographic conditions (especially for the two new test strips) for the detection of the two biomarkers M2-PK and hemoglobin in a combination rapid test cassette.
Dieses war jedoch nur durch die Optimierung der Kassette und aller Bestandteile (Auswahl der Membran und Spezifikation (kapillare Flussrate usw.)), die Auswahl des sogenannten Backings, die Auswahl von Detergenzien und Lösungsvermittlern, Liquid Spreading vs. Protein-Spreading, Spezifität der ausgewählten Membran (z. B. Nitrozellulose vs. Nylon), die Auswahl des Sample Pads Selection and Specification, Conjucate Pads Selection and Specification, Absorbent Pad Selection and Specification, Ahesive Card Selection and Specification, Housing Selecting and Specification, Manufacturing Schemes, möglich.However, this was only possible through the optimization of the cassette and all components (choice of membrane and specification (capillary flow rate, etc.)), the selection of so-called backing, the selection of detergents and solubilizers, Liquid Spreading vs. Protein spreading, specificity of the selected membrane (eg, nitrocellulose vs. nylon), selection of Sample Pads Selection and Specification, Conjucate Pads Selection and Specification, Absorbent Pad Selection and Specification, Ahesive Card Selection and Specification, Housing Selecting and Specification , Manufacturing Schemes, possible.
In-vitro-Diagnostik-Teststreifen basierend auf dem immunochromatographischen Prinzip sind seit langem Stand der Technik. Betrachtet man einen immunochromatographischen Teststrip vom Design-Stadium durch alle Produktverbesserungen zum finalen Herstellungsprozess, so werden alle Prinzipien von Biologie, Chemie, Physik und Ingenieurwissenschaften verwendet. Folgende Patentnummern beschreiben hierzu relevante technische Lehre:
z. B.
z. B.
Aus den Literaturstellen
Auf der anderen Seite sind verschiedene Verfahren zum Nachweis von Tumormarkern für Tumore bekannt, welche auf einem Nachweis der Tumormarker in Blut bzw. Serum basieren (siehe z. B.
Darüber hinaus setzt dieses Nachweisverfahren voraus, dass im Tumor gebildete Tumormarker in ausreichender Menge in die Blutbahn, bzw. in das Serum gelangen. Im frühen Stadium der Krebsentstehung, insbesondere bei Darmkrebs, gelangen noch nicht ausreichende Mengen dieser Tumormarker in die Blutbahn, so dass eine Detektion über Blut- bzw. Serumuntersuchungen nicht möglich ist.In addition, this detection method requires that tumor markers formed in the tumor reach the bloodstream or the serum in sufficient quantities. In the early stage of carcinogenesis, especially in colon cancer, not enough amounts of these tumor markers enter the bloodstream, so that detection via blood or serum tests is not possible.
Synchroner Nachweis von BiomarkernSynchronous detection of biomarkers
Darüber hinaus bedarf es zum synchronen, präzisen Nachweis der beiden erfindungsgemäßen Biomarker (M2-PK und Hämoglobin) zusätzlich noch der technischen Lösung zur gemeinsamen Abstimmung der Bestimmung (des zuverlässigen Nachweises = keine Überschreitung des statistischen Konfidenzintervalls) beider Biomarker in einer Testkassette. Das heißt die gemeinsamen chromatographischen Bedingungen
Siehe
Please refer
Dieses wird erreicht durch Auswahl der gemeinsamen, optimalen Abstimmung der chromatographischen Bedingungen zum Nachweis der beiden Biomarker M2-PK und Hämoglobin in einer Kombi-Schnelltestkassette im Sinne einer erfinderischen Parameterauswahl.This is achieved by selecting the common, optimal coordination of the chromatographic conditions for the detection of the two biomarkers M2-PK and hemoglobin in a combination rapid test cassette in terms of an inventive parameter selection.
Insbesondere durch die Optimierung der Kassette und deren Bestandteile (Auswahl der Membran und Spezifikation (kapillare Flussrate usw.), die Auswahl des sogenannten Backings, die Auswahl von Detergenzien und Lösungsvermittlern, Liquid Spreading vs. Protein-Spreading, Spezifität der ausgewählten Membran (z. B. Nitrozellulose vs. Nylon), die Auswahl des Sample Pads Selection and Specification, Conjugate Pads Selection and Specification, Absorbent Pad Selection and Specification, Ahesive Card Selection and Specification, Housing Selecting and Specification, Manufacturing Schemes.In particular, by optimizing the cassette and its components (membrane selection and specification (capillary flow rate, etc.), selection of so-called backing, selection of detergents and solubilizers, liquid spreading vs. protein spreading, specificity of the selected membrane (e.g. Nitrocellulose vs. Nylon), Selection of Sample Pads Selection and Specification, Conjugate Pads Selection and Specification, Absorbent Pad Selection and Specification, Ahesive Card Selection and Specification, Housing Selecting and Specification, Manufacturing Schemes.
Die Herstellung dieser erfindungsgemäßen Kombi-Kassette mit zwei Testfeldern (Verwendung von Nitrozellolosemembranen) erfolgt gemäß der
- Technisches Problem: schlechte klinische Sensitivität und Spezifität durch angewendete Screeningverfahren (gFOBT, iFOBT, Tumor M2-PK, Screening-Koloskopie.
- Aufgabe der Erfindung: Verbesserung der klinischen Sensitivität und Spezifität, insbesondere der Sensitivität
- Technische Lösung: Verwendung der erfindungsgemäßen Kombi-Test-Kassette wodurch wesentliche Vorteile (Erhöhung der Gesamtsensitivität) gegenüber der Verwendung von zwei Testkassetten (eventuell von zwei unterschiedlichen Herstellern) erreicht werden. Nach dem Stand der Technik existiert im Markt ein Lateral-Flow-Test (ScheBo M2-PK Quick Test) zur gerichteten Hinführung der asymptomatischen Probanden zur Koloskopie.
- Technisches Problem: Verbesserung der Sensitivität und Spezifität.
- Technische Lösung: Verwendung der erfindungsgemäßen Kombi-Test-Kassette, welche die synchrone immunchemische Bestimmung der Biomarker okkultes Blut und Tumor M2-PK ermöglicht.
- Technical problem: poor clinical sensitivity and specificity due to applied screening methods (gFOBT, iFOBT, tumor M2-PK, screening colonoscopy.
- Object of the invention: Improvement of the clinical sensitivity and specificity, in particular the sensitivity
- Technical Solution: Use of the combination test cassette according to the invention, whereby substantial advantages (increase of the overall sensitivity) compared to the use of two test cassettes (possibly of two different manufacturers) are achieved. According to the state of the art, there is a lateral flow test (ScheBo M2-PK Quick Test) for directing asymptomatic subjects to colonoscopy in the market.
- Technical problem: improvement of sensitivity and specificity.
- Technical solution: Use of the combination test cassette according to the invention, which enables the synchronous immunochemical determination of the biomarker occult blood and tumor M2-PK.
Die erfindungsgemäße Kombi-Test-Kassette beinhaltet zwei Lateral-Flow-Teststreifen. Beide Teststreifen entsprechen nicht dem Stand der Technik, sondern stellen jeweils erfindungsgemäß bessere Lateral-Flow-Testverfahren dar. D. h. auf der Kombi-Test-Kassette befindet sich in der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein optimierter Tumor M2-PK-Test = M2-PK + Test und ein nach dem Stand der Technik besserer iFOB-Test = iFOB+ Test.The combination test cassette according to the invention contains two lateral flow test strips. Both test strips do not correspond to the prior art, but each represent better lateral flow test methods according to the invention. on the combination test cassette, in the preferred embodiment of the invention, there is an optimized M2-PK test M2 = PK PK + test and a better iFOB test = iFOB + test in the prior art.
Der synchrone (zeitgleiche) Nachweis von den Biomarkern Tumor M2-PK und Hämoglobin mit aufeinander abgestimmten Cut-Offs in einer Kombi-Kassette (ein Testkit mit allen benötigten Reagenzien und Bestandteilen zur Testdurchführung) weist Vorteile gegenüber der zeitlich versetzten Abarbeitung (Bestimmung) von den beiden Biomarkern (Tumor M2-PK und Hämoglobin) mittels zweier Lateral-Flow-Kassetten (zwei Testkits mit zwei unterschiedlichen Zusammenstellungen von Reagenzien und Bestandteilen zur Testdurchführung) auf, da die speziellen Festphasen-/Flüssigphasenantikörper als auch sämtliche benötigten Reagenzien und Bestandteile des Kombi-Testkits aufeinander abgestimmt sind. Beispiel: würde ein Anwender den ScheBo Lateral-Flow-Test zur Bestimmung der Tumor M2-PK kaufen und einen anderen Lateral-Flow-Test zur Bestimmung des Hämoglobins von einem anderen Hersteller beziehen und zeitversetzt abarbeiten, so würde er mittels dieser zwei verschiedenen und nicht aufeinander abgestimmten Tests eine schlechtere klinische Sensitivität und Spezifität erzielen.The synchronous (simultaneous) detection of the biomarkers tumor M2-PK and hemoglobin with matched cut-offs in a combination cassette (a test kit with all the reagents and components needed for the test procedure) has advantages over the time-delayed processing (determination) of the two biomarkers (tumor M2-PK and hemoglobin) by means of two lateral flow cassettes (two test kits with two different assortments of reagents and components for assay performance) since the specific solid phase / liquid phase antibodies as well as all reagents and components of the combination are needed. Test kits are matched. For example, if a user purchased the ScheBo Lateral Flow Test to determine the Tumor M2-PK and purchased another Lateral Flow Test to determine hemoglobin from another manufacturer and run it with a time delay, he would use these two different ones and not Coordinated tests achieve inferior clinical sensitivity and specificity.
Aufgaben und technische Lösungen der Erfindung:Tasks and technical solutions of the invention:
- 1. Sekung von Gesundheitsausgaben durch eine gezielte Zuführung zur Koloskopie.1. Saving of health expenditures through a targeted colonoscopy.
- 2. Bereitstellung einer gezielten, einfachen, handhabbaren „Einstiegsdiagnostik” zur Früherkennung von Darmkrebs.2. Provision of a targeted, simple, manageable "entry-level diagnostic" for the early detection of colorectal cancer.
- 3. Verbesserung der Prognose einer individuellen Darmkrebserkrankung durch Früherkennung mittels Bereitstellung der erfindungsgemäßen Kombi-Schnelltest-Kassette zur synchronen Bestimmung der Tumor M2-PK- und iFOB-Bestimmung zur optimierten Auswahl solcher Individuen (Probanden), die einer gezielten Einstiegsbefundung durch Koloskopie bedürfen. Das technische Problem der Vorselektion zur Koloskopie lässt sich mit der erfindungsgemäßen Kombi-Schnelltest-Kassette lösen. Nur die Probanden, die bei der Messung einer der Analyten (Tumor M2-PK und/oder iFOB-Test im Testergebnis positiv befundet wurden, werden gezielt der Koloskopie zugeführt. Die erfindungsgemäße Kombi-Schnelltest-Kassette fungiert technisch gesehen als doppeltes „Filter” im Selektionsprozess.3. Improvement of the prognosis of an individual colorectal cancer disease by early detection by providing the combi rapid test cassette according to the invention for the synchronous determination of the tumor M2-PK and iFOB determination for the optimized selection of such individuals (subjects), which require a targeted entry examination by colonoscopy. The technical problem of preselection for colonoscopy can be solved with the combi rapid test cassette according to the invention. Only those subjects who were found positive in the test result in the measurement of one of the analytes (tumor M2-PK and / or iFOB test) are specifically sent to the colonoscopy The combination rapid-test cassette according to the invention functions technically as a double "filter" selection process.
- 4. Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Lateral-Flow-Doppeltestkassette und aller dazugehörigen Reagenzien, spezieller Antikörper (anti-Tumor M2-PK (spezielles Epitop), anti-Hämoglobin (spezielles Epitop), die spezielle physiko-chemische Eigenschaften z. B. spezielle Bindungskonstante und spezielle kinetische Charakteristika besitzen. Ferner besitzen die ausgewählten Festphasen- und Flüssigphasen-Antikörper, welche gegen die beiden unterschiedlichen Analyten gerichtet sind, z. B. im Lateral-Flow-Messverfahren besondere Eigenschaften (z. B. Verträglichkeit mit Glasfaser, Nitrozellulose-Membran, gute Kopplungseigenschaften an z. B. Gold-Kolloid).4. Provision of a lateral flow double test cassette according to the invention and all associated reagents, special antibodies (anti-tumor M2-PK (special epitope), anti-hemoglobin (special epitope), the special physico-chemical properties, eg special binding constants and Furthermore, the selected solid-phase and liquid-phase antibodies which are directed against the two different analytes possess, for example, in the lateral flow measuring method special properties (eg compatibility with glass fiber, nitrocellulose membrane, good coupling properties to eg gold colloid).
- 5. Verwendung von besonderen Antikörpern im Kombi-Schnelltest, die sowohl spezifisch in ihrer Bindungseigenschaft für Tumor M2-PK oder Hämoglobin sind und in immunchromatographischen Verfahren verwendbar sind (z. B. „membrantauglich”, „detergenztauglich” sind).5. Use of special antibodies in the combination rapid test, which are both specific in their binding property for tumor M2-PK or hemoglobin and are useful in immunochromatographic methods (eg "membrane-friendly", "detergent-suitable").
- 6. Senkung der Letalität von Darmkrebs durch die erfindungsgemäße Bereitstellung eines Kombi-Schnelltests zur gezielten Hinführung zur invasiven Methode – Koloskopie – und damit zielgerichteter Vorbereitung (gemäß diagnostischem Entscheidungsbaum) zu einem therapeutischen Verfahren (Chirurgie, Chemotherapie).6. Reduction of the lethality of colorectal cancer by the provision according to the invention of a combined rapid test for targeted introduction to the invasive method - colonoscopy - and thus targeted preparation (according to diagnostic decision tree) to a therapeutic method (surgery, chemotherapy).
- 7. Kosten-/Nutzenoptimierung der Screeningmaßnahmen bezüglich der Erkennung von Darmkrebs und dessen Vorstufen.7. Cost / benefit optimization of the screening measures for the detection of colorectal cancer and its precursors.
Aus der Literaturstelle
Der Tumor M2-PK-spezifische Antikörper bindet (auch stereospezifisch die dimere Form der M2-PK) bevorzugt an eines der folgenden Epitope oder Fragmente von diesem, die mindestens eine Länge von 4 Aminosäuren haben:
LAPITSDP
VEASFKCC
CSGAIIVLT
TEATAVGA
LRRLAPITSDPTEATA
KCCSGAIIV
EAEAAIYH
SGAIIVLT
LQLFEE
QLFEELRR
VEASFKC
KSGRSAHGThe tumor M2-PK-specific antibody preferably binds (also stereospecifically the dimeric form of the M2-PK) to one of the following epitopes or fragments thereof, which are at least 4 amino acids in length:
LAPITSDP
VEASFKCC
CSGAIIVLT
TEATAVGA
LRRLAPITSDPTEATA
KCCSGAIIV
EAEAAIYH
SGAIIVLT
LQLFEE
QLFEELRR
VEASFKC
KSGRSAHG
Das Auftreten eines dieser Epitope oder Fragmente von diesen, welche mindestens eine Länge von 4 Aminosäurenhaben, oder Kombinationen von diesen in einem Stuhlprobenextrakt, ist ein Hinweis auf krankhafte Veränderungen (Darmkrebs oder dessen Vorstufen) im Gastroinstestinaltrakt.The appearance of one of these epitopes or fragments thereof, which are at least 4 amino acids in length, or combinations of these in a stool sample extract, is indicative of pathological changes (colon cancer or its precursors) in the gastrointestinal tract.
Die sog. Blut-im-Stuhl Tests zeigen eine ungenügende Sensitivität von lediglich 25% für die Erkennung von Darmkrebs. Der Tumor M2-PK Test zeigt gegenüber diesen eine höhere Sensitivität von 80%. Mit dem Tumor M2-PK Test können Polypen größer 1 cm mit einer Sensitivität von 60% (FOBT: 20%), Polypen kleiner 1 cm mit einer Sensitivität von 20% (FOBT: 0%) nachgewiesen werden (Alle Werte bei einer Spezifität von 95%).The so-called blood-in-stool tests show an insufficient sensitivity of only 25% for the detection of colorectal cancer. The tumor M2-PK test shows a higher sensitivity of 80%. With the Tumor M2-PK test, polyps larger than 1 cm can be detected with a sensitivity of 60% (FOBT: 20%), polyps less than 1 cm with a sensitivity of 20% (FOBT: 0%). (All values with a specificity of 95%).
Generell zeigen immunchromatographische Blut-im-Stuhl Tests eine höhere Sensitivität für Darmkrebs und dessen Vorstufen als die normalerweise benutzten gFOBTs, daher sind die gFOBTs den iFOBTs in der Aussagekraft unterlegen.In general, immunochromatographic blood-in-stool tests show a higher sensitivity for colorectal cancer and its precursors than the normally used gFOBTs, so the gFOBTs are inferior to the iFOBTs.
Die positiven Raten sowie die Spezifität und die Sensitivität unter diesen Tests variieren stark. Die beobachteten Muster legen nahe, dass die stark unterschiedlichen Positivraten auf verschiedenen cut-off Levels, unterschiedlichen Grenzbereichen und Grenzwerten der Tests der verschiedenen Hersteller auzs verschiedenen Ländern beruhen. Auch die Herstellungsqualität der Tests unterschiedlicher Hersteller ist unterschiedlich.The positive rates as well as the specificity and the sensitivity under these tests vary widely. The observed patterns suggest that the widely differing positive rates are due to different cut-off levels, different limits and limits of tests of different manufacturers from different countries. The manufacturing quality of the tests of different manufacturers is different.
Testkits unterschiedlicher Hersteller adressieren unterschiedliche cut-offs (= Toleranzgrenze sie bezeichnet einen Toleranzwert). Der Toleranzwert legt fest, ab wann ein Testergebnis positiv bzw. negativ zu bewerten ist. Der cut-off ist von dem Begriff der Nachweisgrenze zu unterscheiden.Test kits from different manufacturers address different cut-offs (= tolerance limit denotes a tolerance value). The tolerance value determines from when a test result is to be evaluated positively or negatively. The cut-off should be distinguished from the concept of the detection limit.
Lit:
Eine Folge davon ist eine zu beobachtende starke Variation in den Testcharakteristiken einzelner Tests (technisches Problem).One consequence of this is a strong variation in the test characteristics of individual tests (technical problem).
Gelöst wird dieses technische Problem durch die Bereitstellung des Testkits enthaltend die Kombikassette, die zwei, nach dem Stand der Technik verbesserte Teststreifen enthält. Cut-Off levels, Grenzbereiche und Grenzwerte für beide Biomarker wurden durch aufwendige firmeninterne Messungen gefunden und festgelegt. Die Festlegung erfolgte durch deskriptive statistische Analyse und Interpretation der Biomarker-Werte-Histogramme (Box-Plot-Analysen und Kruskal-Wallis-Berechnungen). Die Herstellung beider Teststreifen sowie der Anpassung der chromatographischen Bedingungen für die synchrone Bestimmung beider Biomarker zur Erreichung besserer klinische Sensitivitäten und Spezifitäten, eine große Herausforderung dar. Dieses wurde technisch durch die Anpassung sämtlicher chemischer und physikalischer Bedingungen (siehe Ansprüche und Beispiele) gelöst. So wurden alle Bedingungen zur Bestimmung der beiden Biomarker so gewählt, das möglichst wenig „falsch positive” bzw. „falsch negative” Resultate bei der Durchführung des Kombitests auftreten. Zur Erreichung dieses Ziels wurde eine technische Lösung gesucht und gefunden. Für die technische Lösung ergab sich der synchrone Nachweis der beiden Biomarker unter abgestimmten chromatographischen und abgestimmten materiellen Bedingungen D. h. richtige Wahl der Membrane, Laufbedingungen, usw. (siehe Beispiele und Ansprüche).This technical problem is solved by providing the test kit containing the combination cassette containing two test strips improved according to the prior art. Cut-off levels, marginal ranges and limits for both biomarkers were found through extensive in-house measurements and established. The determination was carried out by descriptive statistical analysis and interpretation of the biomarker-value histograms (box-plot analyzes and Kruskal-Wallis calculations). The preparation of both test strips and the adjustment of the chromatographic conditions for the synchronous determination of both biomarkers to achieve better clinical sensitivities and specificities, a great challenge dar. This was technically solved by adapting all the chemical and physical conditions (see claims and examples). Thus, all conditions for the determination of the two biomarkers were chosen so that the least possible "false positive" or "false negative" results occur when performing the combined test. To achieve this goal, a technical solution was sought and found. For the technical solution, the synchronous detection of the two biomarkers resulted under coordinated chromatographic and coordinated material conditions. D. h. correct choice of membrane, running conditions, etc. (see examples and claims).
Tumormarker sind Genprodukte, die in Tumorgewebe differenziell gegenüber normalem Vergleichsgewebe exprimiert werden, i. e. ein Tumormarker wird in Tumorgewebe gegenüber normalem Gewebe entweder über- oder unterexprimiert. Für die Praxis sind Tumormarker wichtiger, welche überexprimiert werden, da dann ein positives Analysenergebnis (Vorliegen des Biomarkers) einer Probe indizielle für das Vorliegen des Biomarkerspezifischen Tumors ist. Tumormarker liegen im Zytoplasma der Gewebezellen vor, können jedoch auch in Körperflüssigkeiten, wie Blut, Urin, Schweiss, Sperma, Speichel usw. aber auch im Stuhl vorkommen.Tumor markers are gene products that are expressed in tumor tissue differentially from normal reference tissue, i. e. a tumor marker is either over- or under-expressed in tumor tissue over normal tissue. In practice, tumor markers that are overexpressed are more important because then a positive analysis result (presence of the biomarker) of a sample is indicative of the presence of the biomarker-specific tumor. Tumor markers are present in the cytoplasm of the tissue cells, but may also be found in body fluids such as blood, urine, sweat, semen, saliva, etc. but also in the stool.
Ein Tumormarker sollte folgende Eigenschaften haben: i) hohe Spezifität, d. h. bei benignen Erkrankungen und gesunden Personen nicht nachweisbar, ii) hohe Sensitivität, d. h. er kann in einem hohen Prozentsatz der Tumorpatienten nachgewiesen werden, iii) Organspezifität, iv) gute Korrelation mit den Tumorstadien bzw. der Tumormasse, v) Beziehung zur Prognose und vi) verlässliche Vorhersagewerte. Die Kriterien der 100%igen Spezifität und der 100%igen Sensitivität sowie die anderen aufgeführten Kriterien werden bis heute von keinem der bekannten Tumormarker erfüllt.A tumor marker should have the following properties: i) high specificity, i. H. undetectable in benign diseases and healthy individuals, ii) high sensitivity, d. H. it can be detected in a high percentage of tumor patients, iii) organ specificity, iv) good correlation with tumor stages or mass, v) relationship with prognosis, and vi) reliable predictive values. The criteria of 100% specificity and 100% sensitivity as well as the other criteria listed are still not met by any of the known tumor markers.
U. a. für Tumore des Gastrointestinaltraktes spezifische Tumormarker umfassen CCSA-2, CCSA-3, CCSA-4, CC2, CC3, CC4, CC5, CC6a, CC6b, L1, L2, N1, N2, N3, N4, N5, und N6 (siehe z. B.
Es ist wünschenswert, möglichst frühzeitig ein tumoröses Geschehen im Gastrointestinaltrakt, insbesondere in einer Wachstumsphase, in der der Tumor noch keinen Kontakt mit dem Gefäßsystem des Körpers aufgenommen hat (beispielsweise bereits in der ”Polyp-cancer-sequence”, i. e. zeitlich vor der Infiltration der Submukosa) nachweisen zu können. Beim Verdacht auf ein neoplastisches Geschehen im Gastrointestinaltrakt, besonders im Hinblick auf die sogenannte Adenom-Carcinom-Sequenz bei Polypen, wird nach dem Stand der Technik mittels verschiedener Bestimmungsmethoden versucht, okkultes Blut im Stuhl nachzuweisen. Hierzu werden nicht-immunologische Tests (z. B. Pseudoperoxidase-Aktivität, Porphyrinnachweis) und immunologische Tests verwendet (
Ein positiver Test auf okkultes Blut im Stuhl muss so lange abgeklärt werden, bis die Blutungsquelle lokalisiert ist bzw. die Ursache der Blutung gefunden wurde. Der klinische Befund rechtfertigt in jedem Fall eine zügig durchzuführende weitergehende Diagnostik, z. B. durch Endoskopie, Sonographie, Röntgen.A positive fecal occult blood test should be checked until the source of bleeding is localized or the cause of the bleeding is found. The clinical findings justify in each case a swiftly to be carried out further diagnostics, z. B. by endoscopy, sonography, X-ray.
Technisches Problem der ErfindungTechnical problem of the invention
Der nach dem Stand der Technik existierende M2-PK Lateral Flow Test (Teststreifen) übersieht pathologische Veränderungen. Der erfindungsgemäße M2-PK + Teststreifen übersieht auch pathologische Veränderungen. Der nach dem Stand der Technik existierende iFOBT übersieht pathologische Veränderungen. Der erfindungsgemäße iFOBT + Teststreifen übersieht pathologische Veränderungen. Bringt man beide verbesserte Tests M2-PK+ und iFOBT+ als Teststreifen erfindungsgemäß in eine Kombikassette erzielt man gemäß Aufgabe der Erfindung eine höhere Erkennungsrate für pathologische Veränderungen im Darm. Technische Problemlösungen, insbesondere die Auswahl von Wirkpaarungen (siehe Beispiele und Liste der erfindungsgemäßen Komponenten und aktiven Bestandteile, die richtige Wahl der Antikörper und die richtige Wahl der cut-offs für beide Parameter, der analytischen Sensitivität, kapillare Flussraten usw.) zum synchronen Nachweis der beiden Biomarker sind Gegenstand dieser Erfindung erfinderische Parameterauswahl.The existing prior art M2-PK lateral flow test (test strip) overlooks pathological changes. The M2-PK + test strip according to the invention also overlooks pathological changes. The iFOBT existing in the prior art overlooks pathological changes. The iFOBT + test strip according to the invention overlooks pathological changes. Bringing both improved tests M2-PK + and iFOBT + as a test strip according to the invention in a combination cassette obtained according to the object of the invention, a higher detection rate for pathological changes in the intestine. Technical problem solutions, in particular the selection of active pairings (see examples and list of the components according to the invention and active ingredients, the correct choice of the antibodies and the correct choice of the cut- offsets for both parameters, analytical sensitivity, capillary flow rates, etc.) for synchronous detection of the two biomarkers are the subject of this invention's inventive parameter selection.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zu Grunde, ein einfach aufgebautes Testkit (Kombi-Schnelltest) anzugeben, welches als Verfahren zum Nachweis von Markern, Biomarkern, insbesondere Enzymbiomarkern im menschlichen oder tierischen Stuhl dient, wobei das Verfahren zum Nachweis eines malignen Geschehens im Gastrointestinaltrakt und der Bauchhöhle (Speiseröhre, Magen, Dünndarm, Gallenweg, Bauchspeicheldrüse und Dickdarm), insbesondere von Tumoren und Tumorvorstufen des Darmes (Polypen, Adenome) geeignet ist. Das erfindungsgemäße Kombi-Testkit (Kombi-Schnelltest) soll dabei den Nachweis von pathologischen Veränderungen auf einfache Weise möglich machen, so dass der Test von technischen Angestellten durchgeführt werden kann. Der Erfindung liegt insbesondere das technische Problem zu Grunde den weiterhin steigenden Bedarf an spezifischen, leicht durchzuführenden Verfahren zu befriedigen, so dass ein pathologisches Geschehen, insbesondere ein neoplastisches Geschehen besonders frühzeitig und zweifelsfrei nachzuweisen ist, insbesondere im Hinblick auf die Problematik der sogenannten Adenom-Carcinom-Sequenz bei Polypen.The invention is therefore based on the technical problem of specifying a simple test kit (combi rapid test) which serves as a method for detecting markers, biomarkers, in particular enzyme markers in the human or animal stool, the method for detecting a malignant event in the gastrointestinal tract and the abdominal cavity (esophagus, stomach, small intestine, biliary tract, pancreas and large intestine), in particular of tumors and tumor precursors of the intestine (polyps, adenomas) is suitable. The combination test kit according to the invention (combi rapid test) should make the detection of pathological changes possible in a simple manner, so that the test can be carried out by technical employees. The invention is based in particular on the technical problem of satisfying the continuing increasing demand for specific, easily performed methods, so that a pathological event, in particular a neoplastic event, can be detected particularly early and without doubt, particularly with regard to the problem of the so-called adenoma carcinoma Sequence in polyps.
Grundzüge der Erfindung und bevorzugte AusführungsformenBroad features of the invention and preferred embodiments
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung einen Testkit (Kombi-Schnelltest) zum Nachweis eines pathologischen Geschehens im Gastrointestinaltrakt, wobei eine Probe menschlichen oder tierischen Stuhls auf einen Träger aufgebracht wird und darauf sowohl Tumor M2-PK, als auch Hämoglobin auf einem Träger nachgewiesen werden. Die Ablesung erfolgt hierbei auf einfache Weise visuell mit dem bloßen Auge (ohne Zuhilfenahme eines Gerätes). In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Hämoglobin in Form des Hämoglobin-Haptoglobin-Komplexes (Hb-Hp) bestimmt. Es wurde festgestellt, dass die Messung der oben genannten Biomarker besonders zum Nachweis früher maligner Veränderungen, insbesondere Neoplasmen geeignet ist. Durch die Messung dieser Biomarkerkombination Tumor M2-PK + Hämoglobin; Tumor M2-PK + Hämoglobin-Haptoglobin-Komplex (Hb-Hp) tritt eine deutliche Verbesserung der Aussagegenauigkeit (Befundung) ein, insbesondere eine signifikante Absenkung der falsch-negativen, aber auch der falsch-positiven Befunde.To solve this technical problem, the invention teaches a test kit (combination rapid test) for detecting a pathological event in the gastrointestinal tract, wherein a sample of human or animal stool is applied to a carrier and thereupon detects both tumor M2-PK and hemoglobin on a carrier become. The reading is done here in a simple way visually with the naked eye (without the aid of a device). In a preferred embodiment of the invention, hemoglobin is determined in the form of the hemoglobin-haptoglobin complex (Hb-Hp). It has been found that the measurement of the abovementioned biomarkers is particularly suitable for detecting early malignant changes, in particular neoplasms. By measuring this biomarker combination tumor M2-PK + hemoglobin; Tumor M2-PK + hemoglobin-haptoglobin complex (Hb-Hp) has a marked improvement in the accuracy of reading (findings), in particular a significant reduction in false-negative but also false-positive findings.
Dies ist insbesondere überraschend, weil umfangreiche Untersuchungen bzgl. anderer spezifischer Analyten (Proteine) im Stuhl keine Hinweise auf ihre Aufwendung als Biomarker, insbesondere als Tumormarker zuließen. Sowohl die Struktur, als auch die physikochemischen Eigenschaften der genannten Tumormarker werden offensichtlich infolge der erheblichen proteolytischen Aktivität und den extremen physiologischen Gegebenheiten (z. B. pH-Wert, sauer im Magen, alkalisch im Darm) des Gastrointestinaltraktes nicht nachhaltig beeinträchtigt. Dies gilt auch für den Nachweis der Biomarker mittels immunologischer Methoden. Es wurde daher festgestellt und gezeigt, dass sich trotz der oben genannten Proteindenaturierung und Proteinverdauung im Gastrointestinaltrakt ein spezifischer Nachweis mehrerer Enzymbiomarker im Stuhl von Tumorpatienten durchführen lässt.This is particularly surprising since extensive investigations with respect to other specific analytes (proteins) in the stool did not allow any indication of their application as biomarkers, in particular as tumor markers. Both the structure and the physicochemical properties of the tumor markers mentioned are apparently not permanently impaired due to the considerable proteolytic activity and the extreme physiological conditions (eg pH, acid in the stomach, alkaline in the intestine) of the gastrointestinal tract. This also applies to the detection of biomarkers by immunological methods. It was therefore found and demonstrated that, despite the above-mentioned protein denaturation and protein digestion in the gastrointestinal tract, a specific detection of several enzyme markers in the stool of tumor patients can be carried out.
Die für die Bestimmung der Enzymbiomarker notwendigen Systeme sind nicht ohne weiteres kommerziell verfügbar. Zur Entwicklung des erfindungsgemäßen Kombi-Schnelltest mussten sowohl die Nachweisgrenzen, als auch die Zusammensetzung der Reagenzien (erfindungsgemäß: spezielle Antikörper für die flüssige und für die feste Phase für beide Analyten optimiert für die synchrone Messung der Analyten) und Pufferlösungen aufwändigst angepasst werden. Bei einer M2-PK und/oder Hämoglobin positiven Stuhlprobe wird damit unmittelbar ein Hinweis auf ein pathologisches, möglicherweise neoplastisches, insbesondere malignes, Geschehen im Gastrointestinaltrakt, also insbesondere im Darm, der Speiseröhre, im Magen,, in den Gallenwegen, in der Bauchspeicheldrüse oder/und im Dickdarm, angezeigt und somit eine Lokalisation des Geschehens im Gastrointestinaltrakt ermöglicht.The systems necessary for the determination of the enzyme markers are not readily available commercially. To develop the combined rapid test according to the invention, both the detection limits and the composition of the reagents (according to the invention: specific antibodies for the liquid and for the solid phase optimized for both analytes for the synchronous measurement of the analytes) and buffer solutions had to be adapted in a complex manner. In a M2-PK and / or hemoglobin positive stool sample is thus an immediate indication of a pathological, possibly neoplastic, especially malignant, events in the gastrointestinal tract, ie in particular in the intestine, the esophagus, in the stomach, in the biliary ducts, in the pancreas or / and in the large intestine, thus allowing a localization of the events in the gastrointestinal tract.
Es wird darauf hingewiesen, dass eine Stuhlprobe nicht als eine ”Körperflüssigkeit”-Probe betrachtet werden kann, da sich der gesamte Gastrointestinaltrakt biologisch gesehen außerhalb des Körpers befindet.It should be noted that a stool sample can not be considered as a "body fluid" sample because the entire gastrointestinal tract is biologically outside the body.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun möglich, in einem nicht-invasiven Verfahren auf einfache Weise durch Bestimmung mehrerer der besagten Tumormarker-Proteine ein malignes Tumorgeschehen im Stuhl nachzuweisen und gleichzeitig bei positiver Testführung eindeutig festlegen zu können, dass ein Tumor im Gastrointestinaltrakt und nicht an anderer Stelle im Körper vorliegt.With the method according to the invention, it is now possible to detect a malignant tumors in the stool in a simple manner by determining a plurality of said tumor marker proteins and at the same time be able to clearly establish, in the case of a positive test procedure, that a tumor is present in the gastrointestinal tract and not at elsewhere in the body.
Mit diesem Verfahren gelingt nicht nur die Primärdiagnose, sondern es kann auch eine Verlaufskontrolle vorgenommen werden. Wegen der individuellen Proteinverteilung ist eine individuelle Diagnostik möglich.Not only does the primary diagnosis work with this procedure, but also a follow-up check can be carried out. Due to the individual protein distribution, an individual diagnosis is possible.
Überraschenderweise ist es mit dem erfindungsgemäßen Kombi-Schnelltest möglich, die besagten Enzymbiomarker als freie Proteine im Stuhl nachzuweisen. Dies ist auch deswegen vorteilhaft, weil die Testdurchführung durch Assistenzpersonal, beispielsweise eine medizinisch-technische Angestellte (MTA), erfolgen kann. Dadurch, dass die beiden Analyten (Tumor M2-PK und Hämoglobin) synchron bestimmt werden, werden insbesondere Ablesefehler (beispielsweise der MTA) vermieden, denn zur Testdurchführung werden die beiden Probetropfen eines Patienten nacheinander (naturgemäß mit wenigen Sekunden Verzögerung) aufgetragen und nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne von wenigen Minuten, werden beide Ergebnisse abgelesen. Durch diese Vorgehensweise wird nicht nur eine höhere Bequemlichkeit der Testdurchführung, sondern auch eine Verringerung von Fehlerquellen (im Vergleich zu herkömmlichen Tests) erreicht. Surprisingly, it is possible with the combi rapid test according to the invention to detect the said enzyme markers as free proteins in the stool. This is also advantageous because the test can be carried out by assistant personnel, for example a medical-technical employee (MTA). The fact that the two analytes (tumor M2-PK and hemoglobin) are determined synchronously, especially reading errors (for example, the MTA) are avoided, because the test drops the two sample drops of a patient succession (naturally with a few seconds delay) applied and after a certain period of a few minutes, both results are read. This approach achieves not only greater convenience of performing the test, but also a reduction in sources of error (as compared to conventional tests).
Für den erfindungsgemäßen Test ist keine Isolierung von Zellen aus dem Stuhl und die Analyse der in den Zellen enthaltenen Proteine erforderlich. Denn es wurde herausgefunden, dass feste Tumoren die genannten Enzymbiomarker als lösliche Proteine in das Lumen des Gastrointestinaltraktes abgeben und diese Biomarker sich nicht in abgeblätterten gastrointestinalen Epithelzellen befinden. Die besagten Enzymbiomarker werden von Tumorzellen freigesetzt, durchlaufen den Gastrointestinaltrakt als Protein und können schließlich als Protein im Stuhl nachgewiesen werden. Diese Möglichkeit, nämlich dass diese Proteine nach z. B. der Magen- bzw. Darmpassage im Stuhl nachweisbar bleiben, war nicht zu erwarten, da normalerweise eine weitgehende Zersetzung der betreffenden Proteine im Zuge des normalen Verdauungsvorganges zu erwarten gewesen wäre.For the test according to the invention, no isolation of cells from the stool and analysis of the proteins contained in the cells is required. Because it has been found that solid tumors donate the mentioned enzyme markers as soluble proteins into the lumen of the gastrointestinal tract and these biomarkers are not located in exfoliated gastrointestinal epithelial cells. Said enzyme markers are released by tumor cells, pass through the gastrointestinal tract as protein, and can eventually be detected as a protein in stool. This possibility, namely that these proteins after z. As the stomach or intestinal passage remain detectable in the stool, was not expected, since normally a substantial decomposition of the proteins in question would have been expected in the course of normal digestion process.
Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, dass besagte Enzymbiomarker quantitativ sogar auch bei intensiv homogenisierten, länger gelagerten Stuhlproben (zum Beispiel beim Probenversand) nachweisbar bleiben. Auch bei starker Verdünnung des Stuhls wird eine deutliche Reaktion erhalten. Zudem kann der Nachweis auch ohne vorherige Extraktion in der Stuhlprobe selektiv erfolgen. Vorzugsweise ist jedoch ein Extraktionsverfahren beispielsweise unter Verwendung eines speziellen Detergens (z. B. CHAPS) zu verwenden (das Extraktionsverfahren wird näher in Beispiel 2 beschrieben).In the context of the invention, it has been found that said enzyme markers remain detectable quantitatively even in the case of intensively homogenized, longer-stored stool samples (for example, during sample shipment). Even with strong dilution of the stool, a clear reaction is obtained. In addition, the detection can be selective even without prior extraction in the stool sample. Preferably, however, an extraction procedure using, for example, a specific detergent (e.g., CHAPS) is to be used (the extraction procedure is described in more detail in Example 2).
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise das maligne Geschehen im Gastrointestinaltrakt eines Menschen oder eines Tieres bestimmt. Weiterhin ist es bevorzugt, den Tumormarker immunochemisch nachzuweisen, insbesondere mittels anti-Tumormarker-Antikörper. Es können monoklonale oder polyklonale Antikörper, bevorzugt monoklonale Antikörper eingesetzt werden. Vorteilhafterweise werden Antikörper eingesetzt, welche nicht mit anderen Bestandteilen des Stuhls, insbesondere nicht mit anderen Stuhlproteinen kreuzreagieren.In the method according to the invention, the malignant event in the gastrointestinal tract of a human or an animal is preferably determined. Furthermore, it is preferred to detect the tumor marker immunochemically, in particular by means of anti-tumor marker antibodies. It is possible to use monoclonal or polyclonal antibodies, preferably monoclonal antibodies. Advantageously, antibodies are used which do not cross-react with other constituents of the stool, in particular with other stool proteins.
Fragmente im Sinne der Erfindung sind Proteine oder Polypeptide mit einer Aminosäuresequenz, welche identisch mit einer Teilsequenz eines der besagten Tumormarker sind. Die Länge eines Fragments kann von 5 aa (aa = Aminosäuren) bis zu n – 1 aa (n = Länge des Tumormarkers, aus welchem das Fragment herrührt) betragen. Typischerweise wird die Länge mehr als 10 aa betragen.Fragments in the sense of the invention are proteins or polypeptides having an amino acid sequence which are identical to a partial sequence of one of the tumor markers. The length of a fragment can range from 5 aa (aa = amino acids) to n - 1 aa (n = length of the tumor marker from which the fragment derives). Typically, the length will be more than 10 aa.
Erfindungsgemäß einsetzbare Antikörper können gemäß dem Stand der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden. Dem Fachmann sind Verfahren zur Herstellung von spezifischen monoklonalen Antikörpern gut bekannt. Beispielsweise wird hierzu das Antigen, im vorliegenden Fall also ein Enzymbiomarker, zur Erzeugung von Antikörpern verwendet. Prinzipiell kann hierzu das Verfahren, welches erstmals von Koehler und Milstein beschrieben wurde, angewandt werden, wobei dem Fachmann auch Abwandlungen und Weiterentwicklungen dieser Verfahren bekannt sind. Mit dieser Herstellung können spezifische Antikörper erhalten werden, wobei die Spezifität durch Selektion festgestellt werden kann. Die Selektion erfolgt auf spezifische Antikörper, welche an einen Enzymbiomarker, jedoch nicht an andere Stuhlproteine binden.Antibodies which can be used according to the invention can be prepared by methods known from the prior art. Methods for producing specific monoclonal antibodies are well known to those skilled in the art. For example, for this purpose, the antigen, in the present case an enzyme mark, is used to generate antibodies. In principle, the method described for the first time by Koehler and Milstein can be used for this purpose, with the person skilled in the art also being aware of modifications and further developments of these methods. With this preparation, specific antibodies can be obtained, whereby the specificity can be determined by selection. Selection is for specific antibodies that bind to an enzyme markers but not to other stool proteins.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Nachweis nach dem Prinzip des Immunoassays. Ein erfindungsgemäß bevorzugter Immunoassay wird in der Weise durchgeführt, dass man a) die Probe mit mindestens zwei verschiedenen Rezeptoren in Kontakt bringt, von denen der erste Rezeptor R1 in fester Phase vorliegt und mit dem Tumormarker bindefähig ist und der zweite Rezeptor R2 in flüssiger Phase vorliegt und ebenfalls mit dem gleichen Enzymbiomarker bindefähig ist, wobei der Rezeptor R2 eine Markierung trägt oder die Bindung an ein detektierbares Molekül vermittelt, b) die feste von der flüssigen Phase trennt, und c) die Markierung oder das detektierbare Molekül in einer der Phasen, bevorzugt in der festen Phase bestimmt und entsprechend die Menge an in der Probe vorhandenen Enzymbiomarkern quantifiziert, wobei man als mindestens einen der Rezeptoren R1 oder R2 einen Antikörper verwendet, der spezifisch mit Tumor M2-PK bindefähig ist und insbesondere an kein anderes Stuhlprotein bindet.In a particularly preferred embodiment, the detection is carried out according to the principle of the immunoassay. An immunoassay preferred according to the invention is carried out in such a way that a) brings the sample into contact with at least two different receptors, of which the first receptor R1 is in the solid phase and is capable of binding with the tumor marker and the second receptor R2 is in the liquid phase and is also capable of binding with the same enzyme markers, wherein the receptor R2 carries a label or mediates binding to a detectable molecule, b) separates the solid from the liquid phase, and c) the label or the detectable molecule in one of the phases is preferred determined in the solid phase and quantified according to the amount of Enzymbiomarkern present in the sample, wherein as at least one of the receptors R1 or R2 uses an antibody that is specifically bindable with tumor M2-PK and in particular does not bind to any other stool protein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird sowohl als Rezeptor R1 als auch als Rezeptor R2 ein Antikörper gegen Tumor M2-PK eingesetzt. Unter Tumor M2-PK wird erfindungsgemäß die dimere Form dieses Enzymbiomarkers verstanden, welche sich von der tetrameren Form unterscheidet. Die Bestimmung des Hämoglobins erfolgt gemäß dem oben für Tumor M2-PK dargestellten Testprinzip. Neben der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Immunoassays und insbesondere eines ELISA können auch andere Nachweistechnologien eingesetzt werden, z. B. die Schwingquarz-Technologie, Mikrowaage-Technologie, Lateral-Flow-Technologie, Kandelaber-Technologie, TRACE-Technologie oder Elektrochemilumineszenz-Technologie, aber auch die Agglutination mit Mikro- oder Nanopartikeln sowie Multiplex-Technologien an der Flüssig- oder Festphase oder Array-Technologien, wie beispielsweise mittels Proteinchips. Diese Technologien sind dem Fachmann gut vertraut und brauchen daher hier nicht näher erläutert zu werden. Bevorzugt wird die Lateral-Flow-Technologie eingesetzt. In a particularly preferred embodiment, an antibody against tumor M2-PK is used both as receptor R1 and as receptor R2. According to the invention, tumor M2-PK is understood to mean the dimeric form of this enzyme markers, which differs from the tetrameric form. The hemoglobin is determined according to the test principle described above for tumor M2-PK. In addition to performing the method according to the invention in the form of an immunoassay and in particular an ELISA, other detection technologies can be used, for. As the quartz crystal technology, microbalance technology, lateral flow technology, candelabra technology, TRACE technology or electrochemiluminescence technology, but also the agglutination with micro or nanoparticles and multiplexing technologies on the liquid or solid phase or array Technologies, such as protein chips. These technologies are well known to those skilled in the art and therefore need not be discussed further here. Preferably, the lateral flow technology is used.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Kombi-Schnelltest zum Nachweis und/oder zur Diagnose eines malignen Tumorgeschehens im Gastrointestinaltrakt in Menschen oder Tieren, welcher insbesondere zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens vorgesehen ist, mittels Bestimmung einer Enzymbiomarkerkombination, wobei der Kombi-Schnelltest Synchron Tumor M2-PK und Hämoglobin oder Hämoglobin/Haptoglobin bestimmt.The present invention therefore relates to a combined rapid test for the detection and / or diagnosis of a malignant tumor in the gastrointestinal tract in humans or animals, which is intended in particular for carrying out the method described above, by determining a Enzymbiomarkerkombination, wherein the combination rapid test synchronous tumor M2-PK and hemoglobin or hemoglobin / haptoglobin.
Bevorzugt enthält der Kombi-Schnelltest einen Antikörper für Tumor M2-PK der mit keinem anderen Stuhleiweiß kreuzreagiert und einen Antikörper der spezifisch Hämoglobin/Haptoglobin erkennt und mit keinem anderen Stuhleiweiß kreuzreagiert. Das Testkit kann gegebenenfalls weitere für die Durchführung eines Immunoassays oder für die Durchführung des jeweils vorgesehenen Testverfahrens notwendige Reagenzien enthalten. Vorzugsweise enthält das Testkit einen an eine Festphase gebundenen, für mindestens einen der genannten Enzymbiomarker spezifischen Antikörper.The combination rapid test preferably contains an antibody for tumor M2-PK which does not cross-react with any other chair protein and recognizes an antibody that specifically harbors hemoglobin / haptoglobin and does not cross-react with any other chair protein. If appropriate, the test kit may contain further reagents necessary for carrying out an immunoassay or for carrying out the respectively provided test procedure. The test kit preferably contains an antibody bound to a solid phase and specific for at least one of said enzyme markers.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Antikörper, insbesondere monoklonale Antikörper, welche spezifisch einen der besagten Enzymbiomarker binden und vorzugsweise mit keinem anderen Stuhlprotein kreuzreagieren. Die Antikörper können beispielsweise nach der Methode von
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Aptamere oder Spiegelmere und deren Verwendung an Stelle der vorstehend beschriebenen Antikörper (es gelten alle Antikörperbezogenen Ausführungen analog), welche spezifisch an einen der besagten Enzymbiomarker binden und optional mit keinem anderen Stuhlprotein kreuzreagieren. Aptamere sind Oligonukleotidsequenzen, welche spezifische Bindeeigenschaften aufweisen. Solche Aptamere können beispielsweise nach den in
Die Auswertung der erfindungsgemäßen Tests erfolgt unter Nutzung der automatischen Klassifikation, Clusteranalyse, Mustererkennung. Insbesondere werden Verfahren der „maximum-likelihood-Methode” bzw. der Clusterzugehörigkeit über Wahrscheinlichkeitsverteilungen angewandt.The evaluation of the tests according to the invention is carried out using automatic classification, cluster analysis, pattern recognition. In particular, methods of the "maximum-likelihood method" or the cluster membership via probability distributions are used.
Für das Laborpersonal und den behandelnden Arzt wird das Ergebnis bevorzugt in Form in einer mehrfarbigen Darstellung präsentiert (Risiko-Ampel). Beispielsweise können die gemessenen Parameter (M2-PK und Hämoglobin) folgendermaßen zugeordnet werden:
In jedem Fall enthält ein erfindungsgemäßes Testkit eine Probenentnahmevorrichtung für Stuhl. Hierfür kommen alle fachüblichen Vorrichtungen in Frage, beispielsweise die in der
Eine besondere Herausforderung zur Erreichung des optimalen Funktionsprinzips war die Auswahl der optimalen Wirkpaarungen. Diese Wirkpaarungen werden in den folgenden Beispielen, Listen und Patentansprüchen und im besonderen in den
Z. B
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung findet die Auswertung automatisch statt. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Testkit fotografiert und das Testergebnis über ein Auswerteprogramm der entsprechenden Risikostufe zugeordnet werden. Die vorliegende Erfindung umfasst daher auch derartige Vorrichtungen zum Ablichten des Testkits sowie die Auswerteprogramme zur Darstellung des Testergebnisses, vorzugsweise in Form einer mehrfarbigen Darstellung (Risiko-Ampel). Beispielhaft ist die Zuordnung in
BeispieleExamples
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.The invention is further illustrated by the following examples.
Beispiel 1: TestkitExample 1: Test kit
Das Testkit auf Basis eines Immunossays besteht aus zwei Probeentnahme- und vorbereitungsvorrichtungen sowie einer Testkassette. Beide Probeentnahmevorrichtungen enthalten ein Stäbchen, welches die benötigte Stuhlmenge (4–30 mg, bevorzugt 25 mg) aufzunehmen vermag. Die Probeentnahmevorrichtungen enthalten weiterhin jeweils ein Röhrchen zur Probenaufnahme, welche mit Pufferlösung gefüllt sind. Die wässrige Pufferlösung für den Tumor M2-PK-Test enthält folgende Bestandteile:
Puffer 1 = 10–70 mM Phosphatpuffer (pH 6,7–7,6) oder Puffer 2 = 10–70 mM Hepespuffer (pH 7,6–8,2) oder Puffer 3 = 10–70 mM Triäthanolamin (pH 7,3–7,7) bevorzugte Mischungen hiervon jeweils Volume 1:1:1
Detergenz 1 = CHAPS (3-[(3-Cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propansulfonat, 10 mM–50 mM (Sigma), Detergenz 2 = Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) 0,01%–0,1%), z. B. von Biochrom, Detergenz 3 = Lauryldimethylamine Oxide (10 mM–50 mM), z. B. von Biochrom oder Mischungen hiervon,The test kit based on an immuno-assay consists of two sampling and preparation devices and a test cassette. Both sampling devices contain a rod which is able to take up the required amount of stool (4-30 mg, preferably 25 mg). The sampling devices also each contain a sample receiving tube filled with buffer solution. The aqueous buffer solution for the tumor M2-PK test contains the following components:
Die wässrige Pufferlösung für den Hämoglobin-Test enthält folgende Bestandteile:
Puffer 1 = 10–70 mM Phosphatpuffer (pH 6,7–7,6) oder Puffer 2 = 10–70 mM Hepespuffer (pH 7,6–8,2) oder Puffer 3 = 10–70 mM Triäthanolamin (pH 7,3–7,7) oder Mischungen hiervon The aqueous buffer solution for the hemoglobin test contains the following constituents:
Der Tumor M2-PK Antikörper wird ausgeählt aus der folgenden Liste
Cell Signaling USA (polyklonaler Antikörper #3198),
R+D Systems, USA (polyklonaler Antikörper 214618)
oder monoklonale Maus Antikörper der Firma My Biosource, USA (Klon AT4M3, PAT4M3AT,
der Firma Abnova, Taiwan (Klon 5D2-3B3)
oder Mischungen hiervon.The tumor M2-PK antibody is selected from the following list
Cell Signaling USA (polyclonal antibody # 3198),
R + D Systems, USA (polyclonal antibody 214618)
or monoclonal mouse antibodies of the company My Biosource, USA (clone AT4M3, PAT4M3AT,
the company Abnova, Taiwan (clone 5D2-3B3)
or mixtures thereof.
Der Tumor Hämoglobin Antikörper wird ausgeählt aus der folgenden Liste:
Hämoglobin-Antikörper der Firmen Abcam, UK (Klon ab 55081, Klon ab 119210),
LSBio, USA (Klon LS-B49414, Klon LS-C129648, Klon LS-C83309, Klon LS-C8308)
oder der Firma Genwaybio, USA (Klon B1232 M)
oder Mischungen hiervon.The tumor hemoglobin antibody is selected from the following list:
Hemoglobin antibodies from Abcam, UK (clone from 55081, clone from 119210),
LSBio, USA (clone LS-B49414, clone LS-C129648, clone LS-C83309, clone LS-C8308)
or the company Genwaybio, USA (clone B1232 M)
or mixtures thereof.
Eine der wichtigen Bedingungen zur Auswahl des Antikörpers ist, dass diese nicht mit anderen Bestandteilen des Stuhls, insbesondere nicht mit anderen Pyruvatkinase-Isoenzymen (z. B. M1-PK, M2-PK (tetramere Form) L-PK, R-PK), kreuzreagieren dürfen.One of the important conditions for selecting the antibody is that it does not interact with other constituents of the stool, especially with other pyruvate kinase isoenzymes (eg, M1-PK, M2-PK (tetrameric form) L-PK, R-PK). allowed to cross.
Die oben genannten Hämoglobin Antikörper sind besonders geeignet zum Binden an eine Membran (Festphase), in bevorzugter Form Nitrozellulose. Die oben genannten Antikörper kreuzreagieren nicht mit Hämoglobin vom Schwein, Pferd, Schaf und Rind. Die oben genannten Hämoglobin Antikörper eignen sich vorzugsweise zum Binden an Latex- oder Goldkolloiden (Flüssigphase). Sie kreuzreagieren nicht mit Hämoglobin vom Schaf, Pferd, Rind oder Schwein. Die oben genannten Antikörper binden Hämoglobin A0 und A1 gleich gut, A2 teilweise mit geringerer Bindungskonstante und AS teilweise mit sehr schlechter Bindungskonstante. Festphase-Antikörper werden bevorzugt 1:1 w/w gemischt. Flüssigphase-Antikörper werden bevorzugt 1:1 w/w gemischt.The abovementioned hemoglobin antibodies are particularly suitable for binding to a membrane (solid phase), preferably nitrocellulose. The above antibodies do not cross-react with porcine, horse, sheep and bovine hemoglobin. The abovementioned hemoglobin antibodies are preferably suitable for binding to latex or gold colloids (liquid phase). They do not cross-react with sheep, horse, beef or pig hemoglobin. The abovementioned antibodies bind hemoglobin A0 and A1 equally well, A2 partially with a lower binding constant and AS partially with a very poor binding constant. Solid phase antibodies are preferably mixed 1: 1 w / w. Liquid phase antibodies are preferably mixed 1: 1 w / w.
Detergenz 1 (CHAPS (3-[(3-Cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propansulfonat, 10 mM (Sigma)), Detergenz 2 = Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) 0,01%–0,1%), z. B. von, Detergenz 3 = Lauryldimethylamine Oxide (10 mM–50 mM), z. B. von Biochrom oder Mischungen hiervon.Detergent 1 (CHAPS (3 - [(3-cholamidopropyl) dimethylammonio] -1-propanesulfonate, 10 mM (Sigma)),
Die Entnahmevorrichtung zur Durchführung des Hämoglobintests enthält einen der oben beschriebenen Puffer (1,5–2,5 ml). Die zu testende Person sticht mit der Dosierspitze in den Stuhl und überführt die Stuhlprobe in das mit dem entsprechenden Puffer gefüllte Röhrchen. Die Entnahmevorrichtung für den Tumor M2-PK-Test, die der zu testenden Person vom Arzt übergeben wird, enthält keinen Puffer. Der Patient sticht mit der Dosierspitze in den Stuhl und überführt die Stuhlprobe in das leere Röhrchen.The sampling device for performing the hemoglobin test contains one of the above-described buffers (1.5-2.5 ml). The person to be tested pierces the stool with the dosing tip and transfers the stool sample into the tube filled with the appropriate buffer. The M2-PK test tumor delivery device provided by the physician to the person under test contains no buffer. The patient pricks the stool into the stool and transfers the stool sample to the empty tube.
Das erfindungsgemäße Testkit enthält weiterhin eine Testkassette, in der die nach dem Stand der Technik verbesserten beiden Immunoassays durch Lateral-Flow-Technologie durchgeführt werden. Die Testkassette enthält zu diesem Zweck zwei, vorzugsweise runde, Aussparungen zum Auftragen der Stuhlproben sowie zwei, vorzugsweise längliche, Aussparungen zur Ablesung der Testergebnisse. Die Testkassette enthält in ihrem Inneren als stationäre Phase Nitrozellulose folgender bevorzugter Kapillarflussrate von 135 sec/4 cm.The test kit according to the invention also contains a test cassette in which the two immunoassays improved according to the prior art are carried out by lateral flow technology. The test cassette contains for this purpose two, preferably round, recesses for applying the stool samples and two, preferably elongated, recesses for reading the test results. The test cassette contains in its interior as a stationary phase nitrocellulose the following preferred capillary flow rate of 135 sec / 4 cm.
Die Antikörper sind an Goldkolloiden oder Latexkolloiden gekoppelt, bevorzugt an Goldkolloiden mit 20 Nanometern Durchmesser.The antibodies are coupled to gold colloids or latex colloids, preferably to gold colloids 20 nanometers in diameter.
Die stationäre Phase = Nitrozellulose (bevorzugt mit der Kapillarflussrate von 90 sec/4 cm) enthält Hämoglobin Antikörper 1, Hämoglobin Antikörper 2, bevorzugt ist ein Mischungsverhältnis wie oben angegeben.The stationary phase = nitrocellulose (preferably with the capillary flow rate of 90 sec / 4 cm) contains
Die stationäre Phase = Nitrozellulose (bevorzugt mit der Kapillarflussrate von 135 sec/4 cm) enthält ferner Tumor M2-PK Antikörper (aus Klon P1F3), Tumor M2-PK Antikörper (aus Klon P5A1), bevorzugt eine Mischung aus Antikörpern der Klone P1F3 und P5A1 in folgendem Mischungsverhältnis Volume 1:3,5 w/w.The stationary phase = nitrocellulose (preferably with the capillary flow rate of 135 sec / 4 cm) also contains tumor M2-PK antibody (from clone P1F3), tumor M2-PK antibody (from clone P5A1), preferably a mixture of antibodies from clones P1F3 and P5A1 in the following mixing ratio Volume 1: 3.5 w / w.
Antikörper aus Klon P1F3 und Klon P5A1 eignen sich besonders als Fängerantikörper (stationäre Phase) zum Binden an eine Membran, vorzugsweise Nitrozellulose. Tumor M2-PK Antikörper aus Klon P1A6 eignen sich bevorzugt zum Binden an Goldkolloiden oder Latexkolloiden, bevorzugt Goldkolloiden mit 80 Nanometern Durchmesser.Antibodies from clone P1F3 and clone P5A1 are particularly useful as capture antibodies (stationary phase) for binding to a membrane, preferably nitrocellulose. Tumor M2-PK antibodies from clone P1A6 are preferably suitable for binding to gold colloids or latex colloids, preferably 80 nm diameter gold colloids.
Das Hämoglobinteströhrchen und das M2-PK-Röhrchen müssen innerhalb von 48 Stunden in der Arztpraxis abgegeben werden. Die Dosierspitze mit der Stuhlprobe wird in ein mit oben beschriebenem Puffer gefülltes Röhrchen überführt. Sowohl das Röhrchen für den M2-PK-Test als auch das Röhrchen für den Hämoglobintest werden kräftig geschüttelt.The hemoglobin tube and the M2-PK tube must be returned to the doctor's office within 48 hours. The dosing tip with the stool sample is transferred to a tube filled with the above-described buffer. Both the tube for the M2-PK test and the tube for the hemoglobin test are shaken vigorously.
Die vorbereiteten Stuhlprobenextrakte werden unmittelbar nacheinander auf die beiden Aussparungen aufgetragen. Nach 5–10 Minuten wird anhand der markierten Linie abgelesen, ob einer oder beide der gemessenen Biomarker positiv sind.The prepared stool specimen extracts are applied immediately after each other to the two recesses. After 5-10 minutes, it is read from the marked line whether one or both of the measured biomarkers are positive.
Entscheidend für die sichere Bestimmung eines malignen Geschehens im Gastrointestinaltrakt ist die Wahl des sogenannten „Cut-Offs”. Der Cut-Off markiert die minimale Konzentration des Analyten in der Probe, die ein positives Ergebnis anzeigt. Der Cut-Off des Hämoglobintests beim erfindungsgemäßen Testkit liegt zwischen 15 und 40 μg Hämoglobin pro Gramm Stuhl, bevorzugt zwischen 20 und 30 μg Hämoglobin pro Gramm Stuhl. Der Cut-Off bei Tumor M2-PK liegt zwischen 4 und 6 U/ml Stuhlextrakt, bevorzugt 4 U/ml.Crucial for the reliable determination of a malignant event in the gastrointestinal tract is the choice of the so-called "cut-off". The cut-off marks the minimum concentration of analyte in the sample that indicates a positive result. The cut-off of the hemoglobin test in the test kit according to the invention is between 15 and 40 μg hemoglobin per gram of stool, preferably between 20 and 30 μg hemoglobin per gram of stool. The cut-off in tumor M2-PK is between 4 and 6 U / ml of stool extract, preferably 4 U / ml.
Die Nachweisgrenze beträgt 150 Nanogramm Hämoglobin/ml Stuhlextrakt.The detection limit is 150 nanograms of hemoglobin / ml of stool extract.
Die Auswertung des Testergebnisses und Zuordnung zu den Risikostufen, wie sie beispielhaft in
Selbstverständlich kann die Testkassette auch so ausgestaltet sein, dass eine vollautomatische Auswertung möglich ist, z. B. durch Nachweis der Goldpartikel auf elektrochemischem Wege..Of course, the test cassette can also be designed so that a fully automatic evaluation is possible, for. B. by detection of the gold particles by electrochemical means ..
Beispiel 2: Example 2:
Die erfindungsgemäße Kombi-Schnelltestkassette enthält nicht den am Markt befindlichen Lateralflowteststreifen zur Bestimmung der M2-PK, sondern einen neuen, verbesserten, erfindungsgemäßen Lateralflowteststreifen zur Bestimmung der M2-PK (Tumor M2-PK+).The combi rapid test cassette according to the invention does not contain the lateral flow test strip on the market for the determination of the M2-PK, but a new, improved lateral flow test strip according to the invention for the determination of the M2-PK (tumor M2-PK +).
Des Weiteren enthält die Kombi-Schnelltestkassette einen nicht am Markt befindlichen Lateralflowteststreifen zur Bestimmung von Hämoglobin, sondern einen neuen, verbesserten, erfindungsgemäßen Lateralflowteststreifen zur Bestimmung von Hämoglobin (iFOB+).Furthermore, the combination rapid test cassette contains a non-market lateral flow test strip for the determination of hemoglobin but a new, improved lateral flow test strip according to the invention for the determination of hemoglobin (iFOB +).
Die Erfindung betrifft im Besonderen den Kombi-Schnelltest und Bestandteile sowie alle nötigen Reagenzien zur synchronen Durchführung des immunchromatographischen Nachweisverfahrens. Synchron in der sprachlichen Bedeutung von gleichzeitig aber auch synchron in der technischen Bedeutung der gemeinsamen, optimalen Abstimmung der chromatographischen Bedingungen zum Nachweis der beiden Biomarker M2-PK und Hämoglobin in einer Kombi-Schnelltestkassette.In particular, the invention relates to the combination rapid test and components as well as all reagents necessary for the synchronous implementation of the immunochromatographic detection method. Synchronous in the linguistic meaning of both simultaneously and synchronously in the technical meaning of the joint, optimal coordination of the chromatographic conditions for the detection of the two biomarkers M2-PK and hemoglobin in a combination rapid test cassette.
Nachweis Reagenzien:Detection Reagents:
Verschiedene Nachweisreagenzien können verwendet werden: Latexkugeln, Colloidal-Goldpartikel, Colloidal-Silberpartikel usw. Eines der wichtigsten Eigenschaften dieser Partikel ist, dass die Population monodispers mit einer konstanten sphärischen Größe sein muss. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Goldpartikel.Various detection reagents can be used: latex spheres, colloidal gold particles, colloidal silver particles, etc. One of the most important properties of these particles is that the population must be monodisperse with a constant spherical size. Gold particles are preferred according to the invention.
Polymerzusammensetzung und ProteinbindungPolymer composition and protein binding
Zur Herstellung von Lateral-Flow-Tests verwendet man Nitrozellulose, Polyvinyliden Fluorid, ladungsmodifiziertes Nylon, Polyethersulfon. Die Polymeroberflächengröße ist abhängig von Porengröße, Porosität, Dicke und weiteren strukturellen Charakteristika. Die Oberfläche nimmt nicht-linear mit der Porengröße zu, sondern steigt linear mit der Dicke und steigt nichtlinear mit der Porosität. Die Proteinbindung an einen gegebenen Oberflächenbereich ist abhängig von der Dichte des Proteins, seiner Struktur und seinem Stokes-Radius (effektiver Durchmesser). Ferner ist die Bindung des Proteins am Polymer abhängig vom pH-Wert und der Immobilisierungslösung. Im erfindungsgemäßen Kombi-Schnelltest wurden bevorzugt für das so genannte Sample-Pad Glasfaser, für die Testmembran Nitrozellulose und für das Absorbant-Pad Zellulose verwendet.
Konjugat/Sample-Pad = 22 mm (+/–0.2 mm) × 5 mm (+/–0.2 mm)
Nitrozellulose-Membran = 25 mm (+/–0.2 mm) × 5 mm (+/–0.2 mm)
Absorbant Pad = 16.5 mm (+/–0.2 mm) × 5 mm (+/–0.2 mm)
Die Breite der Testmembran = 4 mm (+/–0.2 mm)
Kapillare Flussrate: normalerweise 1–6 cm/min.; erfindungsgemäß 3,74 cm/min.Nitrocellulose, polyvinylidene fluoride, charge-modified nylon, polyethersulfone are used to make lateral flow tests. The polymer surface area depends on pore size, porosity, thickness and other structural characteristics. The surface area increases non-linearly with the pore size but increases linearly with the thickness and increases non-linearly with the porosity. Protein binding to a given surface area depends on the density of the protein, its structure, and its Stokes radius (effective diameter). Furthermore, the binding of the protein to the polymer is dependent on the pH and the immobilization solution. In the combi rapid test according to the invention, preference was given to using glass fiber for the so-called sample pad, cellulose for the test membrane and cellulose for the absorbent pad.
Conjugate / Sample Pad = 22 mm (+/- 0.2 mm) × 5 mm (+/- 0.2 mm)
Nitrocellulose membrane = 25 mm (+/- 0.2 mm) × 5 mm (+/- 0.2 mm)
Absorbant pad = 16.5 mm (+/- 0.2 mm) × 5 mm (+/- 0.2 mm)
The width of the test membrane = 4 mm (+/- 0.2 mm)
Capillary flow rate: usually 1-6 cm / min .; According to the invention 3.74 cm / min.
Nachweisgrenzedetection limit
Der cut-off von 4 U M2-PK/ml wurde aufgrund unterschiedlicher Studien, die den M2-PK-Stuhltest ELISA untersuchten, gefunden. Die erfindungsgemäß chromatographischen Bedingungen z. B. des cut-off-Wertes des erfindungsgemäßen Kombi-Schnelltests wurde aufgrund des vorher ermittelten cut-off-Wertes des M2-PK-Stuhltests ELISA festgelegt.The cut-off of 4 U M2-PK / ml was found due to different studies that examined the M2-PK stool test ELISA. The inventive chromatographic conditions z. B. the cut-off value of the combi rapid test according to the invention ELISA was determined due to the previously determined cut-off value of the M2-PK stool test.
Die kapillaren Flussraten für NitrozellulosemembranenThe capillary flow rates for nitrocellulose membranes
Die analytische Sensitivität nimmt mit der kapillaren Flusszeit ab d. h. die Nitrozellulose mit der langsamsten kapillaren Flusszeit ergibt die höchste analytische Sensitivität. Kapillare Flusszeiten liegen zwischen 240–75 sec/4 cm. Erfindungsgemäße kapillare Flussrate 120 sec/4 cm. Liste der erfindungsgemäßen Komponenten und erfindungsgemäßen aktiven Bestandteile
Beschreibung der FigurenDescription of the figures
Fig. 1Fig. 1
- Schematische Ansicht eines Teststreifens in der Plastikkassette eines Lateral-Flow-Schnelltests.Schematic view of a test strip in the plastic cassette of a lateral flow rapid test.
Fig. 2Fig. 2
- Verhältnis zwischen „Bubble Point” und PorengrößeRelationship between bubble point and pore size
Der „Bubble Point” einer Membran ist der Druck, der benötigt wird, um die Luft durch eine nasse Membran zu pressenThe "bubble point" of a membrane is the pressure needed to force the air through a wet membrane
Fig. 3Fig. 3
- Effekt der Kapillarflussrate auf die analytische Empfindlichkeit eines Lateral-Flow-SchnelltestsEffect of capillary flow rate on the analytical sensitivity of a lateral flow rapid test
Beispiele:Examples:
- Flussrate = 1,00 cm/min → effektive Analytenkonzentration = 1,00 xFlow rate = 1.00 cm / min → effective analyte concentration = 1.00 x
- Flussrate = 1,25 cm/min → effektive Analytenkonzentration = 0,65 xFlow rate = 1.25 cm / min → effective analyte concentration = 0.65x
Fig. 4Fig. 4
- Effekt einer Detergens- oder Netzmittelkonzentration auf verschiedene Leistungsmerkmale einer MembranEffect of detergent or wetting agent concentration on different performance characteristics of a membrane
Fig. 5Fig. 5
- Kalkulation der Bandbreite als Funktion der VerteilungsrateCalculation of the bandwidth as a function of the distribution rate
- Membranbettvolumenvolumen = 10 μL/cm2 Diaphragm bed volume = 10 μL / cm 2
- Reagentiendispensierrate = 1 μL/cm Reagent dispensing rate = 1 μL / cm
Fig. 6Fig. 6
- Typische Zusammenhänge zwischen Flussrate einer Membran und Funktion eines immunchromatographischen TestsTypical relationships between flow rate of a membrane and function of an immunochromatographic assay
Sensitivität = analytische Empfindlichkeit = Nachweis in μg = Masse
Sensitivity = analytical sensitivity = detection in μg = mass
Fig. 7–Fig. 9Fig. 7-Fig. 9
Die
Fig. 10Fig. 10
Gegenstände der ErfindungObjects of the invention
Gegenstände der Erfindung sind somit:
- 1. Hilfsmittel = Klassifikator zur Befundung (Diagnose) und Zuordnung in Wahrheitsmatrix von Befunden: richtige und falsche Klassifikationen. Da es sich um eine Ja/Nein Frage handelt, sagt man auch, der Test fällt positiv (Einordnung in auffällig) oder negativ (Einordnung nicht auffällig) aus. Fällt der Test für nur einen Biomarker positiv aus, so ist eine weitere Abklärung des positiven Befundes durch eine Koloskopie indiziert.
- 2. Hilfsmittel zur Klassifizierung, anhand bestimmter Merkmale (Bestimmung von M2-PK/Haemoglobin)
- 3. Hilfsmittel zur Entscheidung: soll Koloskopie zur weiteren Befundung durchgeführt werden: ja/nein
- 4. Hilfsmittel zur Erleichterung von ärztlichen Handlungsanweisungen durch verbesserte Einstiegsbefundung (erheblicher Zusatznutzen)
- 5. Hilfsmittel zur Erleichterung von ärztlichen Entscheidungen über Maßnahmen, z. B. Anwendung weiterer diagnostischer Verfahren z. B. Koloskopie usw. oder Therapiemaßnahmen, z. B. Chirurgie, Chemotherapie usw.
- 6. Hilfsmittel zur Verbesserung der Aussagegenauigkeit, Befundung auf Grund von Probandenstuhlproben
- 7. Testkit mit hoher Gesamt-Sensitivität und Gesamt-Spezifität für Hämoglobin und M2-PK. Zur Erkennung von Darmkrebs. Der Testkit dient als „Doppelvorfilter” im Rahmen des Darmkrebsvorsorgescreenings mittels Koloskopie.
- 8. Hilfsmittel zur Vorhersage von Therapieerfolgen
- 9. Hilfsmittel zur Verbesserung des Therapiemonitorings
- 10. Hilfsmittel zur Visualisierung des Testergebnisses (Risikoampel)
- 1. Aids = classifier for diagnosis (diagnosis) and assignment in truth matrix of findings: right and wrong classifications. Since it is a yes / no question, it is also said that the test is positive (classification in conspicuous) or negative (classification not conspicuous). If the test is positive for only one biomarker, a further clarification of the positive findings by a colonoscopy is indicated.
- 2. Classification aid based on specific characteristics (determination of M2-PK / hemoglobin)
- 3. Aid for decision: colonoscopy should be carried out for further diagnosis: yes / no
- 4. Aid to facilitate medical procedures by improved boarding (significant added value)
- 5. Aid to facilitate medical decisions on measures, eg. B. application of further diagnostic methods z. B. colonoscopy, etc. or therapeutic measures, eg. Surgery, chemotherapy etc.
- 6. aids to improve the accuracy, findings based on proband chair samples
- 7. Test kit with high overall sensitivity and overall specificity for hemoglobin and M2-PK. For the detection of colon cancer. The test kit serves as a "double pre-filter" in colonoscopy screening by colonoscopy.
- 8. Tools for predicting therapeutic success
- 9. Tools for improving therapy monitoring
- 10. Aid for visualization of the test result (risk light)
Dieses Hilfsmittel wird erfindungsgemäß durch die Bereitstellung eines Kombi-Schnelltests erreicht.This aid is achieved according to the invention by providing a combined rapid test.
Kombi-Schnelltest zur synchronen analytischen Bestimmung des Enzym-Biomarkers Tumor M2-PK und des Biomarkers Blut (Hämoglobin).
Kombi-Schnelltest enthaltend den Teststreifen (Tumor M2-PK+) + den Teststreifen (iFOB+) auf einer TestkassetteCombination rapid test for synchronous analytical determination of the enzyme biomarker Tumor M2-PK and the biomarker blood (hemoglobin).
Combi rapid test containing the test strip (tumor M2-PK +) + the test strip (iFOB +) on a test cassette
Kombi-Schnelltest zur synchronen analytischen Bestimmung des Enzym-Biomarkers Tumor M2-PK und des Biomarkers Hämo-Haptoglobin-Komplex (Hb-Hp-Komplex).
Kombi-Schnelltest enthaltend den Teststreifen (Tumor M2-PK+) + den Teststreifen (Hb-Hp-Komplex+) auf einer TestkassetteCombination rapid test for synchronous analytical determination of the enzyme biomarker Tumor M2-PK and the biomarker Hemo-Haptoglobin complex (Hb-Hp complex).
Combi rapid test containing the test strip (tumor M2-PK +) + the test strip (Hb-Hp complex +) on a test cassette
Bevorzugtes Nachweisverfahren ist das immunchromatographische Verfahren. In einer besonderen Ausführungsform sind auch immunchemische Verfahren im array, miniarray-Format, auch turbidimetrische Verfahrenmöglich.Preferred detection method is the immunochromatographic method. In a particular embodiment, immunochemical methods in the array, miniarray format, and turbidimetric methods are also possible.
Gegenstand der Erfindung sind auch monoklonale AntikörperThe invention also relates to monoclonal antibodies
Verwendung von besonderen Antikörpern im Kombi-Schnelltest, die sowohl spezifisch in ihren Bindungseigenschaften für Tumor M2-PK oder Hämoglobin sind und in immunchromatographischen Verfahren verwendbar sind (z. B. „membrantauglich”, „detergenztauglich” sind).Use of special antibodies in the combination rapid test, which are both specific in their binding properties for tumor M2-PK or hemoglobin and are useful in immunochromatographic methods (eg "membrane-friendly", "detergent-suitable").
Verwendung eines speziellen Antikörpers (Klon P1F3 AK erkennt spezifisch die räumliche, dimere Konformation der M2-PK) zur Bereitstellung des erfindungsgemäßen Kombi-Schnelltests. Dieser Tumor M2-PK-spezifische Antikörper bindet bevorzugt an eines der folgenden Epitope oder Fragmente von diesen oder Kombinationen (Epitope oder Fragmente von diesen) von diesen, die mindestens eine Länge von 4 Aminosäuren haben:
LAPITSDP
VEASFKCC
CSGAIIVLT
TEATAVGA
LRRLAPITSDPTEATA
KCCSGAIIV
EAEAAIYH
SGAIIVLT
LQLFEE
QLFEELRR
VEASFKC
KSGRSAHGUse of a specific antibody (clone P1F3 AK specifically recognizes the spatial, dimeric conformation of the M2-PK) to provide the combination rapid test according to the invention. This tumor M2-PK specific antibody preferentially binds to one of the following epitopes or fragments thereof or combinations (epitopes or fragments thereof) of at least 4 amino acids in length:
LAPITSDP
VEASFKCC
CSGAIIVLT
TEATAVGA
LRRLAPITSDPTEATA
KCCSGAIIV
EAEAAIYH
SGAIIVLT
LQLFEE
QLFEELRR
VEASFKC
KSGRSAHG
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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