市販の ELISA キット、プロトタイプのマルチプレックス電気化学発光アッセイ、およびマルチプレックスビーズベース免疫測定法による尿由来の膀胱癌関連の診断シグネチャの検出法の比較

Comparison of Commercial ELISA Kits, a Prototype Multiplex Electrochemoluminescent Assay, and a Multiplex Bead-Based Immunoassay for Detecting a Urine-Based Bladder-Cancer-Associated Diagnostic Signature.

• Hideki Furuya
• Ian Pagano
• Keanu Chee
• Takashi Kobayashi
• Regan S Wong
• Riko Lee
• Charles J Rosser

抄録

一つのアッセイで複数のタンパク質を同時に正確に測定できることは、複数のバイオマーカーから構成される臨床検査の効率を著しく向上させる可能性を秘めている。我々は，80人の被験者（40人の膀胱癌患者）のコホートから採取したサンプルを用いて，2つのマルチプレックスタンパクアレイプラットフォームの膀胱癌関連診断シグネチャの検出精度を調査した．京都大学および奈良大学から採取したバンク尿サンプルを組織学的に決定された膀胱癌と比較した。10種類のタンパク質（A1AT；アポリポ蛋白E-APOE；アンジオゲニン-ANG；炭酸脱水酵素9-CA9；インターロイキン8-IL-8；マトリックスメタロプロテアーゼ9-MMP-9；マトリックスメタロプロテアーゼ10-MMP10；プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター1-PAI-1.シンデカン-SDC1、および血管内皮増殖因子-VEGF）を、製造業者の技術仕様書に従って、2つのプロトタイプマルチプレックスアレイプラットフォームおよび酵素結合免疫吸着アッセイ（ELISA）を使用してモニターした。市販の ELISA キットでは定量下限値（LLOQ）は一般的に低かったが、マルチプレックスアッセイでは各バイオマーカーの検出範囲が改善された。試作したマルチプレックスアッセイのレシーバ動作特性（AUROC）は、マルチプレックスビーズベースイムノアッセイ（MBA）で0.97、マルチプレックス電気化学発光アッセイ（MEA）で0.86であったと報告されています。感度はMBAがそれぞれ0.93と0.95，特異度はMEAがそれぞれ0.85と0.80であった。精度、正の予測値（PPV）、負の予測値（NPV）は、MBAがそれぞれ0.94、0.95、0.93、MEAがそれぞれ0.83、0.81、0.84であった。これらの心強い予備データに基づき、マルチプレックスタンパクアレイは、生物学的検体内の複数のタンパク質を定量するための効率的かつ高精度なツールとして利用可能なプラットフォームであると考えています。

The ability to accurately measure multiple proteins simultaneously in a single assay has the potential to markedly improve the efficiency of clinical tests composed of multiple biomarkers. We investigated the diagnostic accuracy of the two multiplex protein array platforms for detecting a bladder-cancer-associated diagnostic signature in samples from a cohort of 80 subjects (40 with bladder cancer). Banked urine samples collected from Kyoto and Nara Universities were compared to histologically determined bladder cancer. The concentrations of the 10 proteins (A1AT; apolipoprotein E-APOE; angiogenin-ANG; carbonic anhydrase 9-CA9; interleukin 8-IL-8; matrix metalloproteinase 9-MMP-9; matrix metalloproteinase 10-MMP10; plasminogen activator inhibitor 1-PAI-1; syndecan-SDC1; and vascular endothelial growth factor-VEGF) were monitored using two prototype multiplex array platforms and an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) according to the manufacturer's technical specifications. The range for detecting each biomarker was improved in the multiplex assays, even though the lower limit of quantification (LLOQ) was typically lower in the commercial ELISA kits. The area under the receiver operating characteristics (AUROC) of the prototype multiplex assays was reported to be 0.97 for the multiplex bead-based immunoassay (MBA) and 0.86 for the multiplex electrochemoluminescent assay (MEA). The sensitivities and specificities for MBA were 0.93 and 0.95, respectively, and for MEA were 0.85 and 0.80, respectively. Accuracy, positive predictive values (PPV), and negative predictive values (NPV) for MBA were 0.94, 0.95, and 0.93, respectively, and for MEA were 0.83, 0.81, and 0.84, respectively. Based on these encouraging preliminary data, we believe that a multiplex protein array is a viable platform that can be utilized as an efficient and highly accurate tool to quantitate multiple proteins within biologic specimens.