血液中のがんマーカーを基準値の1000分の1濃度で計測、数分での検査が可能に：医療技術ニュース

大阪公立大学らは、光圧と流体圧の相乗効果により抗原抗体反応を高速化し、微量な大腸がんマーカーを高感度かつ迅速に検出する試薬を開発した。

[MONOist]

　大阪公立大学は2026年6月29日、光圧と流体圧の相乗効果を利用して抗原抗体反応を高速化するマイクロフロー型光誘導加速システム「MF-LAC-SYS」に対応した大腸がんマーカー用試薬を開発したと発表した。希釈した血しょう中の大腸がんマーカータンパク質CEACAM-5を、臨床検査における基準値の約1000分の1にあたる1〜10pg/mLという低濃度で検出している。

（上）「MF-LAC-SYS」で抗体修飾ビーズを用いてCEACAM-5とナノスケール凝集体を高感度検出するイメージ。（下）「MF-LAC-SYS」標準機の写真［クリックで拡大］ 出所：大阪公立大学

　名古屋市立大学との共同研究では、抗体修飾ビーズを含む試薬のpHやビーズ表面電位、塩濃度、抗体の組み合わせなどを最適化した。数百nLという微量検体に含まれる、数百agのCEACAM-5とそのナノスケール凝集体を迅速に検出できる。

　数分間のレーザー照射により形成された抗体修飾ビーズの多層部面積が総集合面積に占める割合をシグナルとして評価したところ、低濃度領域での正の濃度依存性を確認した。また、CEACAM-5の別の部位に結合する2種類の抗体を用いることで結合確率が高まり、2〜3倍のシグナル増強が達成された。

単一種類の抗体を修飾したマイクロ粒子（プローブ A）を添加して1000倍希釈した大腸がん患者由来血しょうを「MF-LAC-SYS」で測定した後の(a)透過像（それぞれレーザー5分間照射後）と(b)集合体の多層部分の割合。(c)最適化された2種類の抗体を修飾したマイクロ粒子（プローブ粒子 A、B）を用いた場合の多層部分の割合（それぞれレーザー照射4分間照射後の測定値）［クリックで拡大］ 出所：大阪公立大学

　さらに、DLS（動的光散乱法）やTEM（透過型電子顕微鏡）などの分析技術を用い、大腸がん患者の血しょう中において、CEACAM-5モノマーと同程度の直径約8nmのナノ粒子のほか、約100〜200nmのナノスケール凝集体（CEACAM-5ナノ粒子）が存在することを明らかにした。ナノスケール凝集体を可視化したことで、血液中に存在するナノ粒子化マーカータンパク質を新たな大腸がんマーカーとして活用できる可能性が示された。

(a)ナノ粒子化CEACAM-5の同種の抗体ペアによる検出のイメージ。(b)CEACAM-5分散液の散乱強度の粒子直径依存性。(c)CEACAM-5ナノ粒子の透過型電子顕微鏡像。［クリックで拡大］ 出所：大阪公立大学

　従来の免疫測定法は、計測に5〜6時間を要するほか、モノマーと複合体の識別が困難だった。今回開発した手法は、抗原抗体反応を加速することで、モノマーに比べて微量のナノ粒子化マーカータンパク質を効率的に捉えられた可能性がある。また、抗原抗体反応の光誘導加速の実験で起こる現象を解析する手法も開拓。検量線を予想できる光誘導加速シミュレーターの基礎が構築できた。

　今回の成果は、リキッドバイオプシーの進展や認知症、感染症など多様な疾患の早期非侵襲的診断への応用、QOL向上と健康長寿社会への貢献が期待される。