装置および循環腫瘍細胞および他の粒子の濃縮および変更のための方法
本発明は、循環腫瘍細胞および他の粒子を検出、富化および分析するための装置および方法を特徴とする。本発明は、さらに、被験体由来の細胞サンプルを分析することによって、被験体の状態(例えば、癌)を診断するための方法を特徴とする。本発明の方法は、以下の工程を包含する:a)第1の方向に癌細胞が濃縮される第1出力のサンプルを生成するように癌細胞を導き、そして第2の方向に第2の細胞が濃縮される第2出力のサンプルを生じるように一つ以上の第2の細胞を導く構造を有するチャネルを含んでいる装置に、細胞サンプルを導入する工程;ならびに、b)第1出力のサンプルにおいて癌細胞の有無を検出する工程。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
細胞サンプルにおいて癌細胞を検出する方法であって、該方法は、
(a)該癌細胞を第1の方向に方向付けて該癌細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該細胞サンプルを導入する工程;および
(b)該第1の出力サンプルにおいて該癌細胞の存在または非存在を検出する工程;
を包含する、方法。
【請求項2】
前記構造物は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記障害物は、前記癌細胞を選択的に捕捉し得る、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記細胞サンプルは、血液サンプルである、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルを前記癌細胞についてのマーカーに対する抗体と反応させる工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記マーカーは、表1から選択される、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいて細胞の数を決定する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記決定する工程は、前記第1の出力サンプルにおいてDNAの総量を決定する工程を包含する、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいて前記癌細胞の数を決定する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
請求項9に記載の方法であって、該方法は、前記細胞サンプルにおいて内皮細胞の数を決定する工程をさらに包含する、方法。
【請求項11】
前記内皮細胞に対する前記癌細胞の比を決定する工程をさらに包含する、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいてDNA中の変異またはRNA中の変異を検出する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記変異は、表1に列挙されるポリペプチドをコードする遺伝子に存在する、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいてタンパク質のリン酸化、タンパク質のグリコシル化、DNAのメチル化、マイクロRNAのレベル、または細胞の形態を分析する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項15】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいてミトコンドリアDNA、テロメラーゼ、または核マトリックスタンパク質を検出する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項16】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいて1種以上のミトコンドリア異常を検出する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項17】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルの細胞において核周囲部の区画の存在または非存在を検出する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項18】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルの遺伝子発現分析、インセルPCR、または蛍光インサイチュハイブリダイゼーションを行う工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項19】
前記遺伝子発現分析は、前記癌細胞の起源の組織を決定するために使用される、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記遺伝子発現分析は、単一の癌細胞に対して行われる、請求項18に記載の方法。
【請求項21】
前記細胞サンプルは、1種以上の前駆内皮細胞を含み、そして該前駆内皮細胞の少なくとも1種は、前記第1の出力サンプルに存在する、請求項1に記載の方法。
【請求項22】
請求項1に記載の方法であって、前記デバイスは、第1の入口と、第1の出口と、第2の出口とを備える連続フローデバイスを備え、前記細胞サンプルは、該第1の入口に適用され、前記第1の出力サンプルは、該第1の出口から流出し、そして前記第2の出力サンプルは、該第2の出口から流出する、方法。
【請求項23】
前記第2の細胞は、非癌細胞を含む、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記デバイスは、第2の入口を備え、そして第2の流体が、該第2の入口に適用される、請求項22に記載の方法。
【請求項25】
前記第2の流体は、緩衝液、溶解試薬、核酸増幅試薬、容量オスモル濃度調節試薬、標識試薬、保存剤、または固定試薬を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
細胞サンプルにおいて癌細胞を検出する方法であって、該方法は、
(a)磁性粒子を使用せずに該細胞サンプルから該癌細胞の1種以上を濃縮する工程であって、該濃縮する工程が、細胞のサイズ、細胞の形状、または細胞の変形能に基づく、工程;および
(b)該濃縮された癌細胞の数を決定する工程;
を包含する、方法。
【請求項27】
細胞サンプルにおいて癌細胞を検出する方法であって、該方法は、
(a)抗体またはそのフラグメントを使用せずに該細胞サンプルから該癌細胞の1種以上を濃縮する工程であって、該濃縮する工程が、細胞のサイズ、細胞の形状、または細胞の変形能に基づく、工程;および
(b)該濃縮された癌細胞の数を決定する工程;
を包含する、方法。
【請求項28】
請求項26または27に記載の方法であって、該方法は、
(i)前記細胞サンプルから1種以上の内皮細胞を濃縮する工程;および
(ii)該濃縮された内皮細胞の数を決定する工程;
を包含する、方法。
【請求項29】
請求項28に記載の方法であって、該方法は、前記内皮細胞に対する前記癌細胞の比を決定する工程をさらに包含する、方法。
【請求項30】
工程(b)は、前記濃縮された癌細胞を計測する工程を包含する、請求項26または27に記載の方法。
【請求項31】
工程(b)は、前記濃縮された癌細胞においてDNAの総量を決定する工程を包含する、請求項26または27に記載の方法。
【請求項32】
第2の細胞サンプルを用いて工程(a)および工程(b)を繰り返す工程をさらに包含する、請求項26または27に記載の方法。
【請求項33】
前記細胞サンプルおよび前記第2の細胞サンプルは、単一の被験体から採取される、請求項32に記載の方法。
【請求項34】
前記検出する工程は、前記第1の出力サンプルのハイパースペクトルイメージングを包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項35】
前記細胞サンプルは、工程(a)の前または工程(a)と同時に、前記癌細胞を優先的に標識する標識試薬に接触される、請求項1に記載の方法。
【請求項36】
請求項35に記載の方法であって、前記標識試薬は、ビーズを含み、標識された癌細胞の流体力学的サイズは、該標識の非存在下での該癌細胞の流体力学的サイズよりも少なくとも10%大きい、方法。
【請求項37】
被験体において病態を診断するための方法であって、該方法は、
(a)1種以上の癌細胞を第1の方向に方向付けて該癌細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該被験体由来の細胞サンプルを導入する工程;
(b)該第1の出力サンプルにおいて該癌細胞の存在または非存在を検出する工程;および
(c)工程(b)の結果に基づいて該病態の存在または非存在を診断する工程;
を包含する、方法。
【請求項38】
前記診断の前に前記被験体の一部を画像化する工程をさらに包含し、該診断が、さらに、該画像化する工程の結果に基づく、請求項37に記載の方法。
【請求項39】
前記画像化する工程は、コンピュータ連動断層撮影、陽電子断層撮影法、または磁気共鳴画像法を包含する、請求項38に記載の方法。
【請求項40】
請求項37に記載の方法であって、該方法は、
(i)前記細胞サンプルにおいて内皮細胞の数を決定する工程;および
(ii)該内皮細胞に対する前記癌細胞の比を決定する工程であって、前記診断が、さらに、該比に基づく、工程;
をさらに包含する、方法。
【請求項41】
前記内皮細胞は、前駆内皮細胞を含む、請求項40に記載の方法。
【請求項42】
前記病態は、血液学的な病態、炎症性の病態、虚血性の病態、腫瘍性の病態、感染、外傷、子宮内膜症、または腎不全である、請求項40に記載の方法。
【請求項43】
前記チャンネルは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備え、そして流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れる、請求項1に記載の方法。
【請求項44】
被験体において病態を診断するための方法であって、
(a)1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該被験体由来の細胞サンプルを導入する工程;
(b)該第1の出力サンプルを分析する工程;および
(c)工程(b)の結果に基づいて該病態の存在または非存在を診断する工程;
を包含する、方法。
【請求項45】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項44に記載の方法。
【請求項46】
請求項44に記載の方法。前記デバイスは、14ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ14ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項44に記載の方法。
【請求項47】
前記デバイスは、5ミクロン以上かつ10ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ10ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項44に記載の方法。
【請求項48】
前記デバイスは、4ミクロン以上かつ8ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ8ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項44に記載の方法。
【請求項49】
前記第1の出力サンプルは、前記細胞サンプル中の前記第1の細胞の少なくとも90%を含む、請求項44に記載の方法。
【請求項50】
工程(a)〜工程(c)を前記被験体由来のさらなる細胞サンプルを用いて1回以上繰り返す工程をさらに包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項51】
前記細胞サンプルは、一定間隔にて得られる、請求項50に記載の方法。
【請求項52】
前記一定間隔は、1日間、2日間、3日間、1週間、2週間、1ヶ月間、2ヶ月間、3ヶ月間、6ヶ月間、または1年間である、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
前記第1の出力サンプルは、前記細胞サンプルと比較して前記第1の細胞について少なくとも1,000倍濃縮される、請求項44に記載の方法。
【請求項54】
前記病態は、血液学的な病態、炎症性の病態、虚血性の病態、腫瘍性の病態、感染、外傷、子宮内膜症、または腎不全である、請求項44に記載の方法。
【請求項55】
前記腫瘍性の病態は、急性リンパ芽球性白血病、急性または慢性のリンパ球性腫瘍または顆粒球性腫瘍、急性骨髄性白血病、急性前骨髄球性白血病、腺癌、腺腫、副腎癌、基底細胞癌、骨の癌、脳の癌、乳癌、気管支の癌、子宮頚部形成異常、慢性骨髄性白血病、結腸癌、類表皮癌、ユーイング肉腫、胆嚢癌、胆石性腫瘍、骨巨細胞腫、多形性神経膠芽腫、ヘアリーセル腫瘍、頭の癌、過形成、増殖性の角膜神経腫瘍、上皮内癌、腸の神経節細胞腫、ランゲルハンス島細胞腫瘍、カポジ肉腫、腎臓癌、喉頭癌、平滑筋の腫瘍、肝臓癌、肺癌、リンパ腫、悪性カルチノイド、悪性高カルシウム血症、悪性黒色腫、マルファン様体型の腫瘍、髄様癌、転移性皮膚癌、粘膜神経腫、菌状息肉腫、骨髄異形成症候群、骨髄腫、首の癌、神経組織の癌、神経芽腫、骨原性肉腫、骨肉腫、卵巣腫瘍、膵臓癌、副甲状腺癌、褐色細胞腫、真性赤血球増加症、原発性脳腫瘍、前立腺癌、直腸癌、腎細胞腫瘍、網膜芽腫、横紋筋肉腫、精上皮腫、皮膚癌、小細胞肺腫瘍、軟部組織肉腫、扁平上皮癌、胃癌、甲状腺癌、局所的な皮膚病変、細網肉腫、およびウィルムス腫瘍からなる群より選択される、請求項54に記載の方法。
【請求項56】
前記細胞サンプルは、容量が50mL未満である、請求項44に記載の方法。
【請求項57】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいて癌生物マーカーの存在または非存在を検出する工程を包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項58】
前記癌生物マーカーは、表1から選択されるポリペプチド、または該ポリペプチドをコードする核酸である、請求項57に記載の方法。
【請求項59】
工程(b)は、癌に関連する核酸の存在または非存在を同定する工程を包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項60】
前記核酸は、ゲノムDNA、mRNA、またはマイクロRNAを含む、請求項59に記載の方法。
【請求項61】
工程(b)は、癌に関連する核酸の発現パターンを分析する工程を包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項62】
前記核酸は、ゲノムDNA、mRNA、またはマイクロRNAを含む、請求項61に記載の方法。
【請求項63】
前記核酸は、変異を含み、そして該核酸は、表1から選択されるポリペプチドをコードする、請求項59に記載の方法。
【請求項64】
工程(b)は、癌に関連する細胞表面マーカーを有する細胞の存在または非存在を同定する工程を含む、請求項44に記載の方法。
【請求項65】
前記細胞表面マーカーは、EpCAM、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチン8、EGFR、および白血球関連レセプター(LAR)からなる群より選択される、請求項64に記載の方法。
【請求項66】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルと、該第1の出力サンプル由来の1種以上の細胞を選択的に結合する1種以上の結合部分を有する表面を備えるデバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項67】
前記第1の出力サンプル由来の前記細胞は、上皮細胞または腫瘍性細胞を含む、請求項66に記載の方法。
【請求項68】
前記腫瘍性細胞の型は、急性リンパ芽球性白血病、急性または慢性のリンパ球性腫瘍または顆粒球性腫瘍、急性骨髄性白血病、前骨髄球性白血病、腺癌、腺腫、副腎癌、基底細胞癌、骨の癌、脳の癌、乳癌、気管支の癌、子宮頚部形成異常、慢性骨髄性白血病、結腸癌、類表皮癌、ユーイング肉腫、胆嚢癌、胆石性腫瘍、骨巨細胞腫、多形性神経膠芽腫、ヘアリーセル腫瘍、頭の癌、過形成、増殖性の角膜神経腫瘍、上皮内癌、腸の神経節細胞腫、ランゲルハンス島細胞腫瘍、カポジ肉腫、腎臓癌、喉頭癌、平滑筋の腫瘍、肝臓癌、肺癌、リンパ腫、悪性カルチノイド、悪性高カルシウム血症、悪性黒色腫、マルファン様体型の腫瘍、髄様癌、転移性皮膚癌、粘膜神経腫、菌状息肉腫、骨髄異形成症候群、骨髄腫、首の癌、神経組織の癌、神経芽腫、骨原性肉腫、骨肉腫、卵巣腫瘍、膵臓癌、副甲状腺癌、褐色細胞腫、真性赤血球増加症、原発性脳腫瘍、前立腺癌、直腸癌、腎細胞腫瘍、網膜芽腫、横紋筋肉腫、精上皮腫、皮膚癌、小細胞肺腫瘍、軟部組織肉腫、扁平上皮癌、胃癌、甲状腺癌、局所的な皮膚病変、細網肉腫、およびウィルムス腫瘍からなる群より選択される癌に関連する、請求項67に記載の方法。
【請求項69】
前記癌は、甲状腺癌ではない、請求項68に記載の方法。
【請求項70】
前記結合部分は、ポリペプチドを含む、請求項66に記載の方法。
【請求項71】
前記ポリペプチドは、抗体またはそのフラグメントを含む、請求項70に記載の方法。
【請求項72】
前記抗体またはそのフラグメントは、モノクローナル性である、請求項71に記載の方法。
【請求項73】
前記モノクローナル抗体またはそのフラグメントは、EpCAMに結合する、請求項72に記載の方法。
【請求項74】
前記構造は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを含む、請求項44に記載の方法。
【請求項75】
前記障害物は、前記第1の細胞を選択的に捕捉し得る、請求項74に記載の方法。
【請求項76】
前記障害物の間のギャップは、15ミクロンより大きいか、20ミクロンより大きいか、または60ミクロン未満である、請求項74に記載の方法。
【請求項77】
、請求項44に記載の方法。前記細胞サンプルは、血液、汗、涙、耳の流出物、痰、リンパ、骨髄懸濁物、尿、唾液、精液、経血、脳脊髄液、脳の流体、腹水、乳汁、呼吸器の分泌物、腸もしくは尿生殖器の管、羊水、または水サンプル.
【請求項78】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルのサイズ分布を分析する工程を包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項79】
工程(b)は、前記第1の細胞の数を決定する工程を包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項80】
目的とする病態に関連する細胞パターンを同定するための方法であって、該方法は、
(a)複数のコントロール被験体の各々および該目的とする病態を有する複数の症例被験体の各々から細胞サンプルを得る工程;
(b)12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞をそれぞれの該細胞サンプルからサイズによって濃縮する工程;
(c)工程(b)で濃縮された細胞を分析する工程;ならびに
(d)工程(c)で得られた結果を使用して関連研究を行なう工程;
を包含する、方法。
【請求項81】
被験体において病態を診断するための方法であって、該方法は、
(a)該病態に関連する細胞パターンを提供する工程;
(b)該被験体から細胞サンプルを得る工程;
(c)12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞をそれぞれの該細胞サンプルからサイズによって濃縮する工程;
(d)工程(c)で濃縮された細胞を分析する工程;および
(e)工程(a)の該細胞パターンと工程(d)の該分析とに基づいて該被験体における該病態の存在または非存在を診断する工程;
を包含する、方法。
【請求項82】
工程(c)は、工程(b)で濃縮された前記細胞においてRNAレベルを検出する工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項83】
前記RNAは、mRNAまたはマイクロRNAを含む、請求項82に記載の方法。
【請求項84】
前記複数の症例被験体は、少なくとも50の症例被験体を含み、そして前記複数のコントロール被験体は、少なくとも50のコントロール被験体を含む、請求項80に記載の方法。
【請求項85】
工程(c)は、工程(b)で濃縮された前記細胞の数を決定する工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項86】
工程(c)は、インピーダンス、光吸収、光散乱、および静電容量からなる群より選択される細胞の特徴を利用する、請求項85に記載の方法。
【請求項87】
工程(c)は、工程(b)で濃縮された前記細胞のサイズ分布を分析する工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項88】
工程(c)は、前記サイズ分布を決定するために顕微鏡、細胞計数器、磁石、生体腔レーザー、質量分析器、PCRデバイス、RT−PCRデバイス、マトリックス、マイクロアレイ、またはハイパースペクトルイメージングシステムを使用する工程を包含する、請求項87に記載の方法。
【請求項89】
前記細胞サンプルは、血液、汗、涙、耳の流出物、痰、リンパ、骨髄懸濁物、尿、唾液、精液、経血、脳脊髄液、脳の流体、腹水、乳汁、呼吸器の分泌物、腸もしくは尿生殖器の管、羊水、または水サンプルを含む、請求項80に記載の方法。
【請求項90】
工程(c)は、工程(b)で濃縮された前記の起源の組織を決定する工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項91】
工程(c)は、工程(b)で濃縮された前記細胞から、1種以上の上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を同定する工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項92】
工程(e)は、工程(b)で濃縮された前記細胞と、前記第1の細胞を選択的に結合する1種以上の結合部分とを接触させる工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項93】
前記結合部分は、ポリペプチドを含む、請求項92に記載の方法。
【請求項94】
前記ポリペプチドは、抗体またはそのフラグメントを含む、請求項93に記載の方法。
【請求項95】
前記抗体またはそのフラグメントは、モノクローナル性である、請求項94に記載の方法。
【請求項96】
前記モノクローナル抗体またはそのフラグメントは、EpCAMに結合する、請求項95に記載の方法。
【請求項97】
前記抗体またはそのフラグメントは、抗Ber−Ep4、抗EpCAM、抗E−カドヘリン、抗ムチン−1、抗サイトケラチン8、および抗CD34+からなる群より選択される、請求項94に記載の方法。
【請求項98】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する前記細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項80に記載の方法。
【請求項99】
前記デバイスは、工程(b)で濃縮された前記細胞を選択的に捕捉する、請求項80に記載の方法。
【請求項100】
被験体に適用された薬物処置の効力を決定するための方法であって、該方法は、
(a)該処置の前に該被験体から第1の細胞サンプルを得る工程;
(b)1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該第1の細胞サンプルを導入する工程;
(c)該第1の出力サンプルを分析する工程;
(d)該薬物処置と同時または該薬物処置の後に該被験体から第2の細胞サンプルを得る工程;
(e)該第2の細胞サンプルに対して工程(b)および工程(c)を繰り返す工程;ならびに
(f)該第1の細胞サンプルに対する工程(c)の結果と該第2の細胞サンプルに対する工程(c)の結果とを比較する工程であって、該比較する工程が、該薬物処置の効力を決定する、工程;
を包含する、方法。
【請求項101】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項100に記載の方法。
【請求項102】
前記デバイスは、6ミクロン以上かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ6ミクロン未満の流体力学的サイズを有する細胞または12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項100に記載の方法。
【請求項103】
工程(c)は、前記第1の細胞サンプル由来の第1の細胞または前記第2の細胞サンプル由来の第1の細胞においてRNAレベルを検出する工程を包含する、請求項100に記載の方法。
【請求項104】
前記RNAは、mRNAまたはマイクロRNAを含む、請求項103に記載の方法。
【請求項105】
工程(c)は、前記第1の細胞サンプル由来の第1の細胞または前記第2の細胞サンプル由来の第1の細胞の数を決定する工程を包含する、請求項100に記載の方法。
【請求項106】
工程(d)は、前記第1の細胞サンプル由来の第1の細胞または前記第2の細胞サンプル由来の第1の細胞から、1種以上の上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を同定する工程を包含する、請求項100に記載の方法。
【請求項107】
前記チャンネルは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備え、そして流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れる、請求項44に記載の方法。
【請求項108】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、
(a)1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルであって、ここで該デバイスが、(i)12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるか、あるいは(ii)6ミクロン以上かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ6ミクロン未満の流体力学的サイズを有する細胞または12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるかのいずれかであるように構成される、チャネル;および
(b)該第1の出力サンプルまたは該第2の出力サンプルを分析するための検出モジュールであって、該検出モジュールが、流動工学的に該チャンネルに対して連結される、検出モジュール;
を備える、デバイス。
【請求項109】
前記デバイスは、6ミクロン以上かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ6ミクロン未満の流体力学的サイズを有する細胞または12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項108に記載のデバイス。
【請求項110】
前記デバイスは、8ミクロン以上かつ10ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ8ミクロン未満の流体力学的サイズを有する細胞または10ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項108に記載のデバイス。
【請求項111】
前記検出モジュールは、前記第1の細胞において癌に関連するマーカーを同定するように適合される、請求項108に記載のデバイス。
【請求項112】
前記検出モジュールは、前記第1の細胞を特異的に結合する抗体を含む、請求項108に記載のデバイス。
【請求項113】
前記抗体は、表1から選択される1種以上のマーカーを特異的に結合する、請求項112に記載のデバイス。
【請求項114】
前記検出モジュールは、1種以上の上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を検出するように構成される、請求項108に記載のデバイス。
【請求項115】
前記検出モジュールは、顕微鏡、細胞計数器、磁石、生体腔レーザー、質量分析器、PCRデバイス、RT−PCRデバイス、マトリックス、マイクロアレイ、またはハイパースペクトルイメージングシステムを含む、請求項108に記載のデバイス。
【請求項116】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、
(a)1種以上の第1の癌細胞を第1の方向に方向付けて該癌細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネル;および
(b)該癌細胞または該第2の細胞を捕捉するための捕捉モジュールであって、該捕捉モジュールが、流動工学的に該チャンネルに対して連結され、そして該捕捉モジュールが、該癌細胞または該第2の細胞を選択的に結合する1種以上の結合部分を備える、捕捉モジュール;
を備える、デバイス。
【請求項117】
前記構造は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備える、請求項116に記載のデバイス。
【請求項118】
前記1種以上の結合部分は、1種以上の上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を特異的に結合する、請求項116に記載のデバイス。
【請求項119】
前記障害物は、前記結合部分を含む、請求項117に記載のデバイス。
【請求項120】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項116に記載のデバイス。
【請求項121】
前記デバイスは、14ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項116に記載のデバイス。
【請求項122】
前記デバイスは、16ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項116に記載のデバイス。
【請求項123】
流体工学的に前記捕捉モジュールに対して連結された細胞計数モジュールをさらに備える、請求項116に記載のデバイス。
【請求項124】
前記1種以上の結合部分は、ポリペプチドを含む、請求項116に記載のデバイス。
【請求項125】
前記ポリペプチドは、抗体またはそのフラグメントを含む、請求項124に記載のデバイス。
【請求項126】
前記抗体またはそのフラグメントは、モノクローナル性である、請求項125に記載のデバイス。
【請求項127】
前記モノクローナル抗体またはそのフラグメントは、EpCAMに結合する、請求項126に記載のデバイス。
【請求項128】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備え、該構造は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備え、そして該障害物のうちの少なくともいくつかは、該第1の細胞または該第2の細胞を選択的に結合するモノクローナル抗EpCAM抗体またはそのフラグメントを含む、デバイス。
【請求項129】
細胞サンプルを処理するためのデバイス、該デバイスは、
(a)該細胞サンプルにおいて細胞をサイズに基づいて濃縮し得る濃縮モジュール;および
(b)該濃縮モジュールによって濃縮された細胞の数を決定するための細胞計数モジュールであって、該細胞計数モジュールが、流体工学的に該濃縮モジュールに対して連結される、濃縮モジュール;
を備える、デバイス
【請求項130】
前記濃縮モジュールは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備える、請求項129に記載のデバイス。
【請求項131】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項130に記載のデバイス。
【請求項132】
前記デバイスは、6ミクロン以上かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ6ミクロン未満の流体力学的サイズを有する細胞または12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項130に記載のデバイス。
【請求項133】
前記第1の細胞は、癌細胞を含む、請求項130に記載のデバイス。
【請求項134】
前記構造は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備える、請求項130に記載のデバイス。
【請求項135】
前記細胞計数モジュールは、前記第1の出力サンプルまたは前記第2の出力サンプルにおいて細胞の数を決定するためにインピーダンス、光学、または静電容量を利用する、請求項129に記載のデバイス。
【請求項136】
前記デバイスは、前記第1の出力サンプルまたは前記第2の出力サンプルを可視化するように適合された検出器をさらに備え、該検出器は、流体工学的に前記捕捉モジュールに対して連結される、請求項116、128、または129に記載のデバイス。
【請求項137】
前記チャンネルは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備え、そして流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れる、請求項108に記載のデバイス。
【請求項138】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備え、該デバイスは、1時間あたり少なくとも20mLの流体を処理し得る、デバイス。
【請求項139】
前記構造は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備える、請求項138に記載のデバイス。
【請求項140】
前記ギャップは、サイズが20ミクロンと100ミクロンとの間である、請求項139に記載のデバイス。
【請求項141】
前記障害物のアレイは、障害物の互い違いに配置された二次元アレイを含む、請求項139に記載のデバイス。
【請求項142】
前記障害物のアレイは、複数の列を含み、それぞれの連続した列は、先の列の半分未満の周期でずらされる、請求項139に記載のデバイス。
【請求項143】
第1の障害物のアレイと直列または並列で障害物の1種以上のさらなるアレイをさらに備える、請求項139に記載のデバイス。
【請求項144】
前記第1の細胞は、前記第2の細胞よりも大きい平均流体力学的サイズを有する、請求項138に記載のデバイス。
【請求項145】
前記デバイスは、1時間あたり少なくとも50mLの流体を処理し得る、請求項138に記載のデバイス。
【請求項146】
前記細胞サンプルは、血液またはその分画を含む、請求項138に記載のデバイス。
【請求項147】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項138に記載のデバイス。
【請求項148】
前記デバイスは、14ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項138に記載のデバイス。
【請求項149】
前記デバイスは、16ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項138に記載のデバイス。
【請求項150】
請求項138に記載のデバイスであって、前記デバイスは、第1の入口と、第1の出口と、第2の出口とを備える連続フローデバイスを備え、前記細胞サンプルは、該第1の入口に適用され、前記第1の出力サンプルは、該第1の出口から流出し、そして前記第2の出力サンプルは、該第2の出口から流出する、デバイス。
【請求項151】
前記デバイスは、前記第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し得、該第1の出力サンプルの容量は、前記細胞サンプルの容量よりも小さい、請求項138に記載のデバイス。
【請求項152】
前記第1の出力サンプルは、前記細胞サンプル中の前記第1の細胞の少なくとも80%を含む、請求項138に記載のデバイス。
【請求項153】
前記第2の出力サンプルは、前記細胞サンプル中の前記第1の細胞の20%未満を含む、請求項138に記載のデバイス。
【請求項154】
前記デバイスは、第2の入口を備え、そして第2の流体が、該第2の入口に適用される、請求項150に記載のデバイス。
【請求項155】
前記第1の細胞は、上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を含む、請求項138に記載のデバイス。
【請求項156】
請求項138に記載のデバイスであって、該デバイスは、流体工学的に前記チャンネルに対して連結された検出器モジュールをさらに備える、デバイス。
【請求項157】
前記検出器モジュールは、顕微鏡、細胞計数器、磁石、生体腔レーザー、質量分析器、PCRデバイス、RT−PCRデバイス、マトリックス、マイクロアレイ、またはハイパースペクトルイメージングシステムを備える、請求項156に記載のデバイス。
【請求項158】
前記検出器モジュールは、前記第1の細胞を選択的に結合する標識を検出する、請求項157に記載のデバイス。
【請求項159】
前記デバイスは、被験体における移植に適合される、請求項138に記載のデバイス。
【請求項160】
前記デバイスは、被験体の循環系または循環系の近傍における配置に適合される、請求項159に記載のデバイス。
【請求項161】
流体工学的に被験体の循環系に対して連結され得るシステムであって、該システムは、細胞サンプルを処理するためのデバイスを備え、該デバイスは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備える、システム。
【請求項162】
前記システムは、チュービングまたは動静脈シャントによって流体工学的に前記循環系に対して連結される、請求項161に記載のシステム。
【請求項163】
前記システムは、1種以上の被検体を前記循環系から取り出し得る、請求項161に記載のシステム。
【請求項164】
前記システムは、前記デバイスを通る連続的な血流に適合される、請求項161に記載のシステム。
【請求項165】
前記デバイスは、使い捨て可能である、請求項161に記載のシステム。
【請求項166】
被検体を細胞サンプルから枯渇させるための方法であって、該方法は、細胞サンプルを処理するためのデバイスに該細胞サンプルを導入する工程を包含し、該デバイスは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備え、該第1の出力サンプルまたは該第2の出力サンプルは、該細胞サンプルと比較して該被検体について枯渇している、方法。
【請求項167】
前記細胞サンプルは、血液、汗、涙、耳の流出物、痰、リンパ、骨髄懸濁物、尿、唾液、精液、経血、脳脊髄液、脳の流体、腹水、乳汁、呼吸器の分泌物、腸もしくは尿生殖器の管、羊水、または水サンプルを含む、請求項166に記載の方法。
【請求項168】
前記細胞サンプルは、血液学的な病態、炎症性の病態、虚血性の病態、腫瘍性の病態、感染、外傷、子宮内膜症、または腎不全を患う被験体から採取される、請求項166に記載の方法。
【請求項169】
前記腫瘍性の病態は、急性リンパ芽球性白血病、急性または慢性のリンパ球性腫瘍または顆粒球性腫瘍、急性骨髄性白血病、急性前骨髄球性白血病、腺癌、腺腫、副腎癌、基底細胞癌、骨の癌、脳の癌、乳癌、気管支の癌、子宮頚部形成異常、慢性骨髄性白血病、結腸癌、類表皮癌、ユーイング肉腫、胆嚢癌、胆石性腫瘍、骨巨細胞腫、多形性神経膠芽腫、ヘアリーセル腫瘍、頭の癌、過形成、増殖性の角膜神経腫瘍、上皮内癌、腸の神経節細胞腫、ランゲルハンス島細胞腫瘍、カポジ肉腫、腎臓癌、喉頭癌、平滑筋の腫瘍、肝臓癌、肺癌、リンパ腫、悪性カルチノイド、悪性高カルシウム血症、悪性黒色腫、マルファン様体型の腫瘍、髄様癌、転移性皮膚癌、粘膜神経腫、菌状息肉腫、骨髄異形成症候群、骨髄腫、首の癌、神経組織の癌、神経芽腫、骨原性肉腫、骨肉腫、卵巣腫瘍、膵臓癌、副甲状腺癌、褐色細胞腫、真性赤血球増加症、原発性脳腫瘍、前立腺癌、直腸癌、腎細胞腫瘍、網膜芽腫、横紋筋肉腫、精上皮腫、皮膚癌、小細胞肺腫瘍、軟部組織肉腫、扁平上皮癌、胃癌、甲状腺癌、局所的な皮膚病変、細網肉腫、およびウィルムス腫瘍からなる群より選択される、請求項166に記載の方法。
【請求項170】
被験体において病態を診断するための方法であって、該方法は、
(a)細胞サンプルを処理するためのデバイスに該被験体由来の細胞サンプルを導入する工程であって、該デバイスは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備え、該デバイスは、1時間あたり少なくとも20mLの流体を処理し得る、工程;
(b)該第1の出力サンプルを分析する工程;および
(c)工程(b)の結果に基づいて該病態の存在または非存在を診断する工程;
を包含する、方法。
【請求項171】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルの細胞を、接着、移動、結合、形態、分裂、遺伝子発現のレベル、および体細胞変異の存在からなる群より選択される1種以上の特徴について分析する工程を包含する、請求項170に記載の方法。
【請求項172】
工程(b)は、表1から選択される1種以上のマーカーの存在または非存在を検出する工程、表1から選択される1種以上のマーカーをコードする核酸において変異の存在または非存在を検出する工程、表1から選択される1種以上のマーカーをコードする核酸において欠失の存在または非存在を検出する工程、表1から選択される1種以上のマーカーの発現のレベルを検出する工程、または前記第1の出力サンプルにおいてマイクロRNAのレベルを検出する工程を包含する、請求項170に記載の方法。
【請求項173】
前記病態は、血液学的な病態、炎症性の病態、虚血性の病態、腫瘍性の病態、感染、外傷、子宮内膜症、または腎不全である、請求項170に記載の方法。
【請求項174】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいて前記第1の細胞の数を決定する工程を包含する、請求項170に記載の方法。
【請求項175】
前記チャンネルは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備え、そして流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れる、請求項138に記載のデバイス。
【請求項176】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備えるチャンネルを備え、流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れ、そして該アレイは、上皮細胞を、該アレイにおける流れの平均した方向に平行ではない方向に方向付けるように構成される、デバイス。
【請求項177】
前記デバイスは、2個の入口をさらに備える、請求項176に記載のデバイス。
【請求項178】
前記デバイスは、2個の出口をさらに備える、請求項176に記載のデバイス。
【請求項179】
請求項176に記載の第2のデバイスをさらに備え、該デバイスは、流体工学的に連結される、請求項176に記載のデバイス。
【請求項180】
前記ギャップは、上皮細胞を前記出口のうちの1個へと方向付けるようにサイジングされる、請求項178に記載のデバイス。
【請求項181】
前記ギャップは、上皮細胞を、1つの前記入口に流入する流体から、別の前記入口に流入する流体へと方向付けるようにサイジングされる、請求項177に記載のデバイス。
【請求項182】
前記障害物は、ポリマー、ケイ素、ガラス、または融合したシリカを含む、請求項176に記載のデバイス。
【請求項183】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、
a.ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備えるチャンネルであって、ここで流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れ、その結果、臨界サイズよりも大きい細胞の動きの平均した方向が、流体の流れの平均した方向に平行ではない、チャンネル;
b.正常血球よりも大きい細胞を収集するように配置された出口;および
c.細胞を計測する細胞検出器;
を備える、デバイス。
【請求項184】
上皮細胞の濃縮されたサンプルを産生する方法であって、該方法は、請求項176に記載のデバイスに細胞サンプルを導入する工程を包含し、ここで、該細胞サンプルが、該デバイスを通って流れる場合、該細胞サンプル中に存在する上皮細胞は、該細胞サンプルの平均した流れの方向に平行ではない方向に方向付けられ、そして該細胞サンプルの別の成分は、該平均した流れの方向に沿って方向付けられ、それによって該他の成分と比較して上皮細胞について濃縮されたサンプルが、産生される、方法。
【請求項185】
前記他の成分は、赤血球、血小板、白血球、または内皮細胞を含む、請求項184に記載の方法。
【請求項186】
前記上皮細胞は、直径が8μm〜30μmの範囲である、請求項184に記載の方法。
【請求項187】
前記細胞は、DNA分析、RNA分析、タンパク質分析、またはメタボローム分析を受け得る、請求項184に記載の方法。
【請求項188】
前記細胞は、インセルPCRを使用して分析される、請求項187に記載の方法。
【請求項189】
前記細胞は、存在するサイトケラチンmRNAのレベルを決定することによって分析される、請求項187に記載の方法。
【請求項190】
前記上皮細胞は、癌細胞である、請求項184に記載の方法。
【請求項191】
前記癌細胞は、癌幹細胞である、請求項190に記載の方法。
【請求項192】
前記濃縮されたサンプルの容量が、前記細胞サンプルの容量よりも実質的に小さく、前記上皮細胞の濃縮を生じる、請求項184に記載の方法。
【請求項193】
溶解緩衝液が、前記デバイスに同時導入され、そして前記濃縮されたサンプルは、上皮細胞の成分を含む、請求項184に記載の方法。
【請求項194】
交換緩衝液は、前記デバイスに同時導入され、そして前記濃縮されたサンプルは、交換緩衝液を含む、請求項184に記載の方法。
【請求項195】
前記濃縮されたサンプルと、上皮細胞を優先的に標識する標識試薬とを接触させる工程をさらに包含する、請求項184に記載の方法。
【請求項196】
前記濃縮されたサンプルにおいて細胞の数を定量する工程をさらに包含する、請求項184に記載の方法。
【請求項197】
前記デバイスは、前記濃縮されたサンプルにおいて500fLよりも大きい細胞容量の細胞の数を決定する、請求項196に記載の方法。
【請求項198】
前記デバイスは、前記濃縮されたサンプルにおいて14μmよりも大きい直径の細胞の数を決定する、請求項196に記載の方法。
【請求項199】
前記デバイス内部の前記細胞の各々に対するずれ応力は、全ての時間において10ダイン/cm2未満である、請求項184に記載の方法。
【請求項200】
前記細胞サンプルは、上皮細胞を優先的に標識する標識試薬に接触され、ここで該標識試薬は、最初に、前記デバイスに対する該細胞サンプルの導入前または該デバイスに対する該細胞サンプルの導入後のいずれかにおいて該細胞サンプルと合わせられる、請求項184に記載の方法。
【請求項201】
前記標識試薬は、粒状標識試薬である、請求項200に記載の方法。
【請求項202】
請求項200に記載の方法であって、該方法は、前記標識された細胞を定量する工程をさらに包含する、方法。
【請求項203】
前記標識試薬は、量子ドットを含み、そして前記標識された細胞は、2−光子励起を使用して分析される、請求項202に記載の方法。
【請求項204】
請求項203に記載の方法であって、該方法は、前記濃縮されたサンプルの容積測定を行なう工程をさらに包含する、方法。
【請求項205】
前記細胞に結合された標識試薬は、該細胞に結合されていないままの標識試薬から分離される、請求項200に記載の方法。
【請求項206】
前記標識試薬は、前記デバイスに同時導入され、該デバイス内において前記細胞の標識化をもたらす、請求項200に記載の方法。
【請求項207】
前記標識試薬は、量子ドット、抗体、ファージ、アプタマー、フルオロフォア、酵素、またはビーズを含む、請求項200に記載の方法。
【請求項208】
前記ビーズは、アフィニティー試薬を含む、請求項207に記載の方法。
【請求項209】
前記ビーズは、ポリスチレンを含む、請求項207に記載の方法。
【請求項210】
前記ビーズは、天然に浮遊する、請求項207に記載の方法。
【請求項211】
前記ビーズは、抗体を含む、請求項207に記載の方法。
【請求項212】
前記標識試薬は、前記細胞のサイズを増加させる、請求項200に記載の方法。
【請求項213】
前記サイズが、少なくとも10%増加する、請求項212に記載の方法。
【請求項214】
前記サイズが、少なくとも100%増加する、請求項212に記載の方法。
【請求項215】
前記サイズが、少なくとも1000%増加する、請求項212に記載の方法。
【請求項216】
上皮細胞を定量する方法であって、該方法は、
a.細胞サンプルを提供する工程;
b.請求項176に記載のデバイスに該細胞サンプルを導入して、上皮細胞について濃縮されたサンプルを産生する工程;および
c.該上皮細胞を定量する工程;
を包含する、方法。
【請求項217】
a.請求項176に記載のデバイスに患者由来の細胞サンプルを導入して、正常血球よりも大きい細胞について濃縮されたサンプルを産生する工程;および
b.該サンプルに存在する正常血球よりも大きい細胞の数を決定して、疾患状態を決定する工程;
を包含する、診断方法。
【請求項218】
a.請求項176に記載のデバイスに患者由来の細胞サンプルを導入して、正常血球よりも大きい細胞について濃縮されたサンプルを産生する工程;および
b.疾患状態を決定するために、DNA分析、RNA分析、プロテオーム分析、またはメタボローム分析を該濃縮されたサンプルに対して行なう工程;
を包含する、診断方法。
【請求項219】
前記DNA分析は、上皮増殖因子レセプター遺伝子において1種以上の変異の存在、および同一性、すなわち非存在を決定する工程を包含する、請求項218に記載の方法。
【請求項220】
前記DNA分析は、
i.前記濃縮されたサンプルからゲノムDNAを単離する工程;ならびに
ii.前記上皮増殖因子レセプター遺伝子のエキソン18、エキソン19、エキソン20、およびエキソン21のうちの1種以上を増幅する工程;
を包含する、請求項219に記載の方法。
【請求項221】
iii.公知の上皮増殖因子レセプター変異に対応する前記増幅産物の下位領域を増幅し、さらなる増幅産物を生じる工程;
iv.該さらなる増幅産物を配列決定する工程;および
v.該生じた配列を、該上皮増殖因子レセプター遺伝子の野生型配列および該上皮増殖因子レセプター遺伝子の公知の変異の一覧と比較する工程;
をさらに包含する、請求項220に記載の方法。
【請求項222】
前記正常血球よりも大きい細胞は、上皮細胞を含む、請求項217または218に記載の方法。
【請求項223】
前記疾患状態は、癌を含む、請求項217または218に記載の方法。
【請求項224】
前記正常血球よりも大きい細胞は、上皮細胞を含む、請求項183に記載のデバイス。
【請求項225】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、前記デバイスは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイ上に位置決めされたシーリングを備えるチャンネルを備え、該デバイスは、臨界サイズ以下の直径を有する細胞を該ギャップのネットワークを通して流させ、かつ該シーリングと該障害物との間の該臨界サイズよりも大きい直径を有する細胞を捕捉するように構成される、デバイス。
【請求項226】
前記臨界サイズは、5ミクロンと20ミクロンとの間である、請求項225に記載のデバイス。
【請求項227】
前記臨界サイズは、12ミクロンである、請求項225に記載のデバイス。
【請求項228】
前記臨界サイズは、14ミクロンである、請求項225に記載のデバイス。
【請求項229】
前記臨界サイズよりも大きい直径を有する細胞は、1種以上の稀な細胞を含む、請求項225に記載のデバイス。
【請求項230】
前記稀な細胞は、1種以上の上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を含む、請求項229に記載のデバイス。
【請求項231】
前記シーリングは、透明である、請求項225に記載のデバイス。
【請求項232】
細胞サンプルにおいて臨界サイズよりも大きい直径を有する細胞を処理する方法であって、該方法は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイ上に位置決めされたシーリングを備えるチャンネルを備えるデバイスに、該細胞サンプルを導入する工程を包含し、該デバイスは、該臨界サイズ以下の直径を有する細胞を該ギャップのネットワークを通して流し得、かつ該シーリングと該障害物との間の該臨界サイズよりも大きい直径を有する細胞を捕捉し得るように構成される、方法。
【請求項233】
前記シーリングと前記障害物との間の前記臨界サイズよりも大きい直径を有する前記細胞の存在または非存在を検出する工程をさらに包含する、請求項232に記載の方法。
【請求項234】
前記シーリングは、透明であり、そして前記検出する工程は、顕微鏡を使用する工程を包含する、請求項233に記載の方法。
【請求項235】
前記デバイスに、緩衝液、溶解試薬、核酸増幅試薬、容量オスモル濃度調節試薬、標識試薬、保存剤、または固定試薬を導入する工程を、前記細胞サンプルを導入する工程の後にさらに包含する、請求項232に記載の方法。
【請求項236】
前記容量オスモル濃度調節試薬は、高浸透圧溶液を含む、請求項235に記載の方法。
【請求項237】
前記高浸透圧溶液は、前記シーリングと前記障害物との間の前記臨界サイズよりも大きい直径を有する前記細胞を放出させる、請求項236に記載の方法。
【請求項238】
癌に罹患したかまたは癌を発症する危険性があるヒト患者における上皮増殖因子レセプター(EGFR)を標的する処置の効力の可能性を決定するための方法であって、該方法は、
1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該患者由来の細胞サンプルを適用する工程;および
該第1の出力の細胞または該第2の出力の細胞において、EGFR遺伝子における少なくとも1種の所定の核酸改変体の存在または非存在を検出する工程であって、該少なくとも1種の核酸改変体の存在は、EGFRを標的する処置が有効である可能性が高いことを示す、工程;
を包含する、方法。
【請求項239】
前記改変体は、前記第1の出力の細胞のerbB1遺伝子のキナーゼドメインに位置し、該改変体は、野生型erbB1遺伝子である、請求項238に記載の方法。
【請求項240】
前記核酸改変体は、キナーゼ活性を上昇させる、請求項239に記載の方法。
【請求項241】
前記第1の細胞は、癌細胞である、請求項238に記載の方法。
【請求項242】
前記癌は、胃腸癌、前立腺癌、卵巣癌、乳癌、頭および首の癌、肺癌、非小細胞肺癌、神経系の癌、腎臓癌、網膜の癌、皮膚癌、肝臓癌、膵癌、生殖器−泌尿器の癌、および膀胱癌からなる群より選択される、請求項240に記載の方法。
【請求項243】
前記癌は、非小細胞肺癌である、請求項241に記載の方法。
【請求項244】
前記erbB1遺伝子のキナーゼドメインにおける改変体は、ATP結合ポケットの立体配座構造に影響を及ぼす、請求項239に記載の方法。
【請求項245】
erbB 1の前記キナーゼドメインにおける前記改変体は、エキソン18、エキソン19、エキソン20、およびエキソン21からなる群より選択される前記erbB1遺伝子のエキソンに存在する、請求項239に記載の方法。
【請求項246】
前記改変体は、エキソン18、エキソン19またはエキソン21に存在する、請求項245に記載の方法。
【請求項247】
前記erbB1遺伝子のキナーゼドメインにおける改変体は、インフレームの欠失、置換、または挿入である、請求項239に記載の方法。
【請求項248】
前記少なくとも1種の改変体の存在または非存在の検出は、核酸のセグメントを増幅する工程を包含する、請求項238に記載の方法。
【請求項249】
前記少なくとも1種の改変体の存在または非存在の検出は、前記erbB1核酸と少なくとも1種の核酸プローブとを接触させる工程を包含し、該少なくとも1種のプローブは、該改変体を含む核酸配列と、選択的ハイブリダイゼーション条件下で優先的にハイブリダイズする、請求項239に記載の方法。
【請求項250】
少なくとも1種の改変体の存在または非存在の検出は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行って前記erbB1コード配列を含む核酸を増幅する工程、および該増幅された核酸のヌクレオチド配列を決定する工程を包含する、請求項239に記載の方法。
【請求項251】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項238に記載の方法。
【請求項252】
前記第1の出力と、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備えるデバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項251に記載の方法。
【請求項253】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項252に記載の方法。
【請求項254】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチンまたはCD−34を特異的に結合する、請求項253に記載の方法。
【請求項255】
患者におけるEGFRを標的する処置の効力の可能性を決定するための方法であって、該方法は、
1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該患者由来の細胞サンプルを適用する工程;
該細胞をEGFRリガンドによって刺激する工程;および
該第1の細胞においてerbB1遺伝子にコードされるキナーゼのキナーゼ活性を決定する工程であって、コントロールと比較したキナーゼ活性の上昇は、EGFRを標的する処置が有効である可能性が高いことを示す、工程;
を包含する、方法。
【請求項256】
前記第1の細胞は、癌細胞である、請求項255に記載の方法。
【請求項257】
前記癌は、胃腸癌、前立腺癌、卵巣癌、乳癌、頭および首の癌、肺癌、非小細胞肺癌、神経系の癌、腎臓癌、網膜の癌、皮膚癌、肝臓癌、膵癌、生殖器−泌尿器の癌、および膀胱癌からなる群より選択される、請求項256に記載の方法。
【請求項258】
前記癌は、非小細胞肺癌である、請求項256に記載の方法。
【請求項259】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項255に記載の方法。
【請求項260】
前記第1の出力と、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備える前記デバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項259に記載の方法。
【請求項261】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項260に記載の方法。
【請求項262】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチンまたはCD−34を特異的に結合する、請求項261に記載の方法。
【請求項263】
前記EGFRを標的する処置は、チロシンキナーゼインヒビターである、請求項255に記載の方法。
【請求項264】
前記チロシンキナーゼインヒビターは、アニリノキナゾリンである、請求項263に記載の方法。
【請求項265】
前記アニリノキナゾリンは、合成アニリノキナゾリンである、請求項264に記載の方法。
【請求項266】
前記合成アニリノキナゾリンは、ゲフィチニブおよびエルロチニブからなる群より選択される、請求項265に記載の方法。
【請求項267】
癌に罹患したかまたは癌を発症する危険性があるヒト患者における上皮増殖因子レセプター(EGFR)を標的する処置の効力の可能性を決定するための方法であって、該方法は、
1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該患者由来の細胞サンプルを適用する工程;
エキソン18、エキソン19、エキソン20、またはエキソン21の一部を増幅するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行うことによってエキソン18、エキソン19、エキソン20、またはエキソン21において少なくとも1種の核酸改変体の存在または非存在を検出する工程;および
該増幅されたエキソン18、エキソン19、エキソン20、またはエキソン21の少なくとも一部を配列決定することによって、該増幅された核酸のヌクレオチド配列を決定する工程であって、野生型erbB1コントロールと比較してエキソン18、エキソン19、エキソン20、またはエキソン21における少なくとも1種のヌクレオチド改変体の存在は、EGFRを標的する処置が有効である可能性が高いことを示す、工程;
を包含する、方法。
【請求項268】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項255に記載の方法。
【請求項269】
前記第1の出力と、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備えるデバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項268に記載の方法。
【請求項270】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項269に記載の方法。
【請求項271】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチンまたはCD−34を特異的に結合する、請求項270に記載の方法。
【請求項272】
1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイス;および
EGFR遺伝子において少なくとも1種の核酸変異の存在または非存在を検出するための試薬;
を備える、キット。
【請求項273】
前記試薬は、核酸および生成物にアニーリングするように設計された少なくとも1つの縮重プライマー対ならびにPCR増幅を行うのに必要とされる試薬を含む、請求項272に記載のキット。
【請求項274】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項272に記載のキット。
【請求項275】
前記第1の出力を受容するように適合されたデバイスをさらに備える請求項274に記載のキットであって、該デバイスは、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備える、キット。
【請求項276】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項275に記載のキット。
【請求項277】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチンまたはCD−34を特異的に結合する、請求項276に記載のキット。
【請求項278】
前記試薬は、前記EGFRキナーゼドメインタンパク質のATP結合ポケットに結合し得る少なくとも1種のプローブを含む、請求項272に記載のキット。
【請求項279】
前記試薬は、抗体、抗体フラグメントまたはキメラ抗体を含む、請求項272または278記載のキット。
【請求項280】
前記試薬は、検出可能な標識をさらに含む、請求項279に記載のキット。
【請求項281】
患者由来の癌細胞のEGFR遺伝子における二次変異の獲得を予測するための方法であって、該方法は、
該患者由来の細胞サンプルと、1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスとを接触させる工程;
該第1の細胞と、致死量以下の用量のチロシンキナーゼインヒビターとを接触させる工程;
該チロシンインヒビターの効果に抵抗性である細胞を選択する工程;および
該抵抗性の細胞由来の核酸を二次変異の存在について分析する工程;
を包含する、方法。
【請求項282】
前記第1の細胞は、erbB1遺伝子の改変体を有する、請求項281に記載の方法。
【請求項283】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項281に記載の方法。
【請求項284】
前記第1の出力と、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備えるデバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項273に記載の方法。
【請求項285】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項284に記載の方法。
【請求項286】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチンまたはCD−34を特異的に結合する、請求項285に記載の方法。
【請求項287】
前記細胞は、腫瘍生検から得られる、請求項281に記載の方法。
【請求項288】
最初に前記第1の細胞と有効量の変異誘発因子とを接触させる工程をさらに包含する、請求項281に記載の方法。
【請求項289】
前記変異誘発因子は、エチルメタンスルホネート(EMS)、N−エチル−N−ニトロソ尿素(ENU)、N−メチル−N−ニトロソ尿素(MNU)、塩酸ホカルバキシン(Prc)、メチルメタンスルホネート(MeMS)、クロラムブシル(Chi)、メルファラン、塩酸ポルカルバジン、シクロホスファミド(Cp)、ジエチル硫酸 (Et2SO4)、アクリルアミドモノマー(AA)、メチレンメラミン(TEM)、ナイトロジェンマスタード、ビンクリスチン、ジメチルニトロソアミン、N−メチル−N’−ニトロ−ニトロソグアニジン(MNNG)、7,12 ジメチルベンズアントラセン(DMBA)、酸化エチレン、ヘキサメチルホスホラミド、ビスルファン、およびエチルメタンスルホレート(EtMs)からなる群より選択される、請求項288に記載の方法。
【請求項290】
癌に罹患したかまたは癌を発症する危険性がある患者における上皮増殖因子レセプター(EGFR)を標的する処置の効力の可能性を決定するための方法であって、該方法は、
患者由来の生物学的サンプルと、1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスとを接触させる工程であって、該第1の細胞は、上皮細胞または腫瘍性細胞である、工程;および
Akt、STAT5、またはSTAT3が該第1の出力由来の該第1の細胞において活性化されているか否かを決定する工程であって、活性化されたAkt、STATS、またはSTATSは、該EGFRを標的する処置が有効である可能性が高いことを示す、工程
【請求項291】
前記生物学的サンプルは、生検または吸引物である、請求項290に記載の方法。
【請求項292】
活性化されたAkt、STAT3、またはSTATSは、リン酸化されている、請求項290に記載の方法。
【請求項293】
前記活性化されたAkt、STAT3、またはSTATSは、免疫学的に決定される、請求項290に記載の方法。
【請求項294】
前記免疫学的検出方法は、免疫組織化学、免疫細胞学、FACSスキャニング、免疫ブロッティング、ラジオイムノアッセイ、ウェスタンブロッティング、免疫沈降、または酵素結合イムノソルベントアッセイ(ELISA)からなる群より選択される、請求項293に記載の方法。
【請求項295】
前記免疫学的検出方法は、抗ホスホAkt抗体、抗ホスホSTATS抗体または抗ホスホSTATS抗体を使用した免疫組織化学または免疫細胞化学である、請求項294に記載の方法。
【請求項296】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項290に記載の方法。
【請求項297】
前記第1の出力と、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備えるデバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項296に記載の方法。
【請求項298】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項297に記載の方法。
【請求項299】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチン、またはCD−34を特異的に結合する、請求項298に記載の方法。
【請求項300】
前記EGFR遺伝子は、配列番号511の野生型配列を含む、請求項238に記載の方法。
【請求項301】
前記改変体は、1個以上のヌクレオチド位置において配列番号511と異なる、請求項238に記載の方法。
【請求項302】
前記EGFR遺伝子によってコードされるポリペプチドは、配列番号512の野生型配列を含む、請求項238に記載の方法。
【請求項303】
前記改変体によってコードされるポリペプチドは、1個以上のアミノ酸位置において配列番号512と異なる、請求項238に記載の方法。
【請求項304】
前記改変体は、表3から選択される、請求項238に記載の方法。
【請求項1】
細胞サンプルにおいて癌細胞を検出する方法であって、該方法は、
(a)該癌細胞を第1の方向に方向付けて該癌細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該細胞サンプルを導入する工程;および
(b)該第1の出力サンプルにおいて該癌細胞の存在または非存在を検出する工程;
を包含する、方法。
【請求項2】
前記構造物は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記障害物は、前記癌細胞を選択的に捕捉し得る、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記細胞サンプルは、血液サンプルである、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルを前記癌細胞についてのマーカーに対する抗体と反応させる工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記マーカーは、表1から選択される、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいて細胞の数を決定する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記決定する工程は、前記第1の出力サンプルにおいてDNAの総量を決定する工程を包含する、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいて前記癌細胞の数を決定する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
請求項9に記載の方法であって、該方法は、前記細胞サンプルにおいて内皮細胞の数を決定する工程をさらに包含する、方法。
【請求項11】
前記内皮細胞に対する前記癌細胞の比を決定する工程をさらに包含する、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいてDNA中の変異またはRNA中の変異を検出する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記変異は、表1に列挙されるポリペプチドをコードする遺伝子に存在する、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいてタンパク質のリン酸化、タンパク質のグリコシル化、DNAのメチル化、マイクロRNAのレベル、または細胞の形態を分析する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項15】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいてミトコンドリアDNA、テロメラーゼ、または核マトリックスタンパク質を検出する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項16】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいて1種以上のミトコンドリア異常を検出する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項17】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルの細胞において核周囲部の区画の存在または非存在を検出する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項18】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルの遺伝子発現分析、インセルPCR、または蛍光インサイチュハイブリダイゼーションを行う工程を包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項19】
前記遺伝子発現分析は、前記癌細胞の起源の組織を決定するために使用される、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記遺伝子発現分析は、単一の癌細胞に対して行われる、請求項18に記載の方法。
【請求項21】
前記細胞サンプルは、1種以上の前駆内皮細胞を含み、そして該前駆内皮細胞の少なくとも1種は、前記第1の出力サンプルに存在する、請求項1に記載の方法。
【請求項22】
請求項1に記載の方法であって、前記デバイスは、第1の入口と、第1の出口と、第2の出口とを備える連続フローデバイスを備え、前記細胞サンプルは、該第1の入口に適用され、前記第1の出力サンプルは、該第1の出口から流出し、そして前記第2の出力サンプルは、該第2の出口から流出する、方法。
【請求項23】
前記第2の細胞は、非癌細胞を含む、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記デバイスは、第2の入口を備え、そして第2の流体が、該第2の入口に適用される、請求項22に記載の方法。
【請求項25】
前記第2の流体は、緩衝液、溶解試薬、核酸増幅試薬、容量オスモル濃度調節試薬、標識試薬、保存剤、または固定試薬を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
細胞サンプルにおいて癌細胞を検出する方法であって、該方法は、
(a)磁性粒子を使用せずに該細胞サンプルから該癌細胞の1種以上を濃縮する工程であって、該濃縮する工程が、細胞のサイズ、細胞の形状、または細胞の変形能に基づく、工程;および
(b)該濃縮された癌細胞の数を決定する工程;
を包含する、方法。
【請求項27】
細胞サンプルにおいて癌細胞を検出する方法であって、該方法は、
(a)抗体またはそのフラグメントを使用せずに該細胞サンプルから該癌細胞の1種以上を濃縮する工程であって、該濃縮する工程が、細胞のサイズ、細胞の形状、または細胞の変形能に基づく、工程;および
(b)該濃縮された癌細胞の数を決定する工程;
を包含する、方法。
【請求項28】
請求項26または27に記載の方法であって、該方法は、
(i)前記細胞サンプルから1種以上の内皮細胞を濃縮する工程;および
(ii)該濃縮された内皮細胞の数を決定する工程;
を包含する、方法。
【請求項29】
請求項28に記載の方法であって、該方法は、前記内皮細胞に対する前記癌細胞の比を決定する工程をさらに包含する、方法。
【請求項30】
工程(b)は、前記濃縮された癌細胞を計測する工程を包含する、請求項26または27に記載の方法。
【請求項31】
工程(b)は、前記濃縮された癌細胞においてDNAの総量を決定する工程を包含する、請求項26または27に記載の方法。
【請求項32】
第2の細胞サンプルを用いて工程(a)および工程(b)を繰り返す工程をさらに包含する、請求項26または27に記載の方法。
【請求項33】
前記細胞サンプルおよび前記第2の細胞サンプルは、単一の被験体から採取される、請求項32に記載の方法。
【請求項34】
前記検出する工程は、前記第1の出力サンプルのハイパースペクトルイメージングを包含する、請求項1に記載の方法。
【請求項35】
前記細胞サンプルは、工程(a)の前または工程(a)と同時に、前記癌細胞を優先的に標識する標識試薬に接触される、請求項1に記載の方法。
【請求項36】
請求項35に記載の方法であって、前記標識試薬は、ビーズを含み、標識された癌細胞の流体力学的サイズは、該標識の非存在下での該癌細胞の流体力学的サイズよりも少なくとも10%大きい、方法。
【請求項37】
被験体において病態を診断するための方法であって、該方法は、
(a)1種以上の癌細胞を第1の方向に方向付けて該癌細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該被験体由来の細胞サンプルを導入する工程;
(b)該第1の出力サンプルにおいて該癌細胞の存在または非存在を検出する工程;および
(c)工程(b)の結果に基づいて該病態の存在または非存在を診断する工程;
を包含する、方法。
【請求項38】
前記診断の前に前記被験体の一部を画像化する工程をさらに包含し、該診断が、さらに、該画像化する工程の結果に基づく、請求項37に記載の方法。
【請求項39】
前記画像化する工程は、コンピュータ連動断層撮影、陽電子断層撮影法、または磁気共鳴画像法を包含する、請求項38に記載の方法。
【請求項40】
請求項37に記載の方法であって、該方法は、
(i)前記細胞サンプルにおいて内皮細胞の数を決定する工程;および
(ii)該内皮細胞に対する前記癌細胞の比を決定する工程であって、前記診断が、さらに、該比に基づく、工程;
をさらに包含する、方法。
【請求項41】
前記内皮細胞は、前駆内皮細胞を含む、請求項40に記載の方法。
【請求項42】
前記病態は、血液学的な病態、炎症性の病態、虚血性の病態、腫瘍性の病態、感染、外傷、子宮内膜症、または腎不全である、請求項40に記載の方法。
【請求項43】
前記チャンネルは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備え、そして流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れる、請求項1に記載の方法。
【請求項44】
被験体において病態を診断するための方法であって、
(a)1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該被験体由来の細胞サンプルを導入する工程;
(b)該第1の出力サンプルを分析する工程;および
(c)工程(b)の結果に基づいて該病態の存在または非存在を診断する工程;
を包含する、方法。
【請求項45】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項44に記載の方法。
【請求項46】
請求項44に記載の方法。前記デバイスは、14ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ14ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項44に記載の方法。
【請求項47】
前記デバイスは、5ミクロン以上かつ10ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ10ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項44に記載の方法。
【請求項48】
前記デバイスは、4ミクロン以上かつ8ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ8ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項44に記載の方法。
【請求項49】
前記第1の出力サンプルは、前記細胞サンプル中の前記第1の細胞の少なくとも90%を含む、請求項44に記載の方法。
【請求項50】
工程(a)〜工程(c)を前記被験体由来のさらなる細胞サンプルを用いて1回以上繰り返す工程をさらに包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項51】
前記細胞サンプルは、一定間隔にて得られる、請求項50に記載の方法。
【請求項52】
前記一定間隔は、1日間、2日間、3日間、1週間、2週間、1ヶ月間、2ヶ月間、3ヶ月間、6ヶ月間、または1年間である、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
前記第1の出力サンプルは、前記細胞サンプルと比較して前記第1の細胞について少なくとも1,000倍濃縮される、請求項44に記載の方法。
【請求項54】
前記病態は、血液学的な病態、炎症性の病態、虚血性の病態、腫瘍性の病態、感染、外傷、子宮内膜症、または腎不全である、請求項44に記載の方法。
【請求項55】
前記腫瘍性の病態は、急性リンパ芽球性白血病、急性または慢性のリンパ球性腫瘍または顆粒球性腫瘍、急性骨髄性白血病、急性前骨髄球性白血病、腺癌、腺腫、副腎癌、基底細胞癌、骨の癌、脳の癌、乳癌、気管支の癌、子宮頚部形成異常、慢性骨髄性白血病、結腸癌、類表皮癌、ユーイング肉腫、胆嚢癌、胆石性腫瘍、骨巨細胞腫、多形性神経膠芽腫、ヘアリーセル腫瘍、頭の癌、過形成、増殖性の角膜神経腫瘍、上皮内癌、腸の神経節細胞腫、ランゲルハンス島細胞腫瘍、カポジ肉腫、腎臓癌、喉頭癌、平滑筋の腫瘍、肝臓癌、肺癌、リンパ腫、悪性カルチノイド、悪性高カルシウム血症、悪性黒色腫、マルファン様体型の腫瘍、髄様癌、転移性皮膚癌、粘膜神経腫、菌状息肉腫、骨髄異形成症候群、骨髄腫、首の癌、神経組織の癌、神経芽腫、骨原性肉腫、骨肉腫、卵巣腫瘍、膵臓癌、副甲状腺癌、褐色細胞腫、真性赤血球増加症、原発性脳腫瘍、前立腺癌、直腸癌、腎細胞腫瘍、網膜芽腫、横紋筋肉腫、精上皮腫、皮膚癌、小細胞肺腫瘍、軟部組織肉腫、扁平上皮癌、胃癌、甲状腺癌、局所的な皮膚病変、細網肉腫、およびウィルムス腫瘍からなる群より選択される、請求項54に記載の方法。
【請求項56】
前記細胞サンプルは、容量が50mL未満である、請求項44に記載の方法。
【請求項57】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいて癌生物マーカーの存在または非存在を検出する工程を包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項58】
前記癌生物マーカーは、表1から選択されるポリペプチド、または該ポリペプチドをコードする核酸である、請求項57に記載の方法。
【請求項59】
工程(b)は、癌に関連する核酸の存在または非存在を同定する工程を包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項60】
前記核酸は、ゲノムDNA、mRNA、またはマイクロRNAを含む、請求項59に記載の方法。
【請求項61】
工程(b)は、癌に関連する核酸の発現パターンを分析する工程を包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項62】
前記核酸は、ゲノムDNA、mRNA、またはマイクロRNAを含む、請求項61に記載の方法。
【請求項63】
前記核酸は、変異を含み、そして該核酸は、表1から選択されるポリペプチドをコードする、請求項59に記載の方法。
【請求項64】
工程(b)は、癌に関連する細胞表面マーカーを有する細胞の存在または非存在を同定する工程を含む、請求項44に記載の方法。
【請求項65】
前記細胞表面マーカーは、EpCAM、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチン8、EGFR、および白血球関連レセプター(LAR)からなる群より選択される、請求項64に記載の方法。
【請求項66】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルと、該第1の出力サンプル由来の1種以上の細胞を選択的に結合する1種以上の結合部分を有する表面を備えるデバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項67】
前記第1の出力サンプル由来の前記細胞は、上皮細胞または腫瘍性細胞を含む、請求項66に記載の方法。
【請求項68】
前記腫瘍性細胞の型は、急性リンパ芽球性白血病、急性または慢性のリンパ球性腫瘍または顆粒球性腫瘍、急性骨髄性白血病、前骨髄球性白血病、腺癌、腺腫、副腎癌、基底細胞癌、骨の癌、脳の癌、乳癌、気管支の癌、子宮頚部形成異常、慢性骨髄性白血病、結腸癌、類表皮癌、ユーイング肉腫、胆嚢癌、胆石性腫瘍、骨巨細胞腫、多形性神経膠芽腫、ヘアリーセル腫瘍、頭の癌、過形成、増殖性の角膜神経腫瘍、上皮内癌、腸の神経節細胞腫、ランゲルハンス島細胞腫瘍、カポジ肉腫、腎臓癌、喉頭癌、平滑筋の腫瘍、肝臓癌、肺癌、リンパ腫、悪性カルチノイド、悪性高カルシウム血症、悪性黒色腫、マルファン様体型の腫瘍、髄様癌、転移性皮膚癌、粘膜神経腫、菌状息肉腫、骨髄異形成症候群、骨髄腫、首の癌、神経組織の癌、神経芽腫、骨原性肉腫、骨肉腫、卵巣腫瘍、膵臓癌、副甲状腺癌、褐色細胞腫、真性赤血球増加症、原発性脳腫瘍、前立腺癌、直腸癌、腎細胞腫瘍、網膜芽腫、横紋筋肉腫、精上皮腫、皮膚癌、小細胞肺腫瘍、軟部組織肉腫、扁平上皮癌、胃癌、甲状腺癌、局所的な皮膚病変、細網肉腫、およびウィルムス腫瘍からなる群より選択される癌に関連する、請求項67に記載の方法。
【請求項69】
前記癌は、甲状腺癌ではない、請求項68に記載の方法。
【請求項70】
前記結合部分は、ポリペプチドを含む、請求項66に記載の方法。
【請求項71】
前記ポリペプチドは、抗体またはそのフラグメントを含む、請求項70に記載の方法。
【請求項72】
前記抗体またはそのフラグメントは、モノクローナル性である、請求項71に記載の方法。
【請求項73】
前記モノクローナル抗体またはそのフラグメントは、EpCAMに結合する、請求項72に記載の方法。
【請求項74】
前記構造は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを含む、請求項44に記載の方法。
【請求項75】
前記障害物は、前記第1の細胞を選択的に捕捉し得る、請求項74に記載の方法。
【請求項76】
前記障害物の間のギャップは、15ミクロンより大きいか、20ミクロンより大きいか、または60ミクロン未満である、請求項74に記載の方法。
【請求項77】
、請求項44に記載の方法。前記細胞サンプルは、血液、汗、涙、耳の流出物、痰、リンパ、骨髄懸濁物、尿、唾液、精液、経血、脳脊髄液、脳の流体、腹水、乳汁、呼吸器の分泌物、腸もしくは尿生殖器の管、羊水、または水サンプル.
【請求項78】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルのサイズ分布を分析する工程を包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項79】
工程(b)は、前記第1の細胞の数を決定する工程を包含する、請求項44に記載の方法。
【請求項80】
目的とする病態に関連する細胞パターンを同定するための方法であって、該方法は、
(a)複数のコントロール被験体の各々および該目的とする病態を有する複数の症例被験体の各々から細胞サンプルを得る工程;
(b)12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞をそれぞれの該細胞サンプルからサイズによって濃縮する工程;
(c)工程(b)で濃縮された細胞を分析する工程;ならびに
(d)工程(c)で得られた結果を使用して関連研究を行なう工程;
を包含する、方法。
【請求項81】
被験体において病態を診断するための方法であって、該方法は、
(a)該病態に関連する細胞パターンを提供する工程;
(b)該被験体から細胞サンプルを得る工程;
(c)12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞をそれぞれの該細胞サンプルからサイズによって濃縮する工程;
(d)工程(c)で濃縮された細胞を分析する工程;および
(e)工程(a)の該細胞パターンと工程(d)の該分析とに基づいて該被験体における該病態の存在または非存在を診断する工程;
を包含する、方法。
【請求項82】
工程(c)は、工程(b)で濃縮された前記細胞においてRNAレベルを検出する工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項83】
前記RNAは、mRNAまたはマイクロRNAを含む、請求項82に記載の方法。
【請求項84】
前記複数の症例被験体は、少なくとも50の症例被験体を含み、そして前記複数のコントロール被験体は、少なくとも50のコントロール被験体を含む、請求項80に記載の方法。
【請求項85】
工程(c)は、工程(b)で濃縮された前記細胞の数を決定する工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項86】
工程(c)は、インピーダンス、光吸収、光散乱、および静電容量からなる群より選択される細胞の特徴を利用する、請求項85に記載の方法。
【請求項87】
工程(c)は、工程(b)で濃縮された前記細胞のサイズ分布を分析する工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項88】
工程(c)は、前記サイズ分布を決定するために顕微鏡、細胞計数器、磁石、生体腔レーザー、質量分析器、PCRデバイス、RT−PCRデバイス、マトリックス、マイクロアレイ、またはハイパースペクトルイメージングシステムを使用する工程を包含する、請求項87に記載の方法。
【請求項89】
前記細胞サンプルは、血液、汗、涙、耳の流出物、痰、リンパ、骨髄懸濁物、尿、唾液、精液、経血、脳脊髄液、脳の流体、腹水、乳汁、呼吸器の分泌物、腸もしくは尿生殖器の管、羊水、または水サンプルを含む、請求項80に記載の方法。
【請求項90】
工程(c)は、工程(b)で濃縮された前記の起源の組織を決定する工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項91】
工程(c)は、工程(b)で濃縮された前記細胞から、1種以上の上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を同定する工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項92】
工程(e)は、工程(b)で濃縮された前記細胞と、前記第1の細胞を選択的に結合する1種以上の結合部分とを接触させる工程を包含する、請求項80に記載の方法。
【請求項93】
前記結合部分は、ポリペプチドを含む、請求項92に記載の方法。
【請求項94】
前記ポリペプチドは、抗体またはそのフラグメントを含む、請求項93に記載の方法。
【請求項95】
前記抗体またはそのフラグメントは、モノクローナル性である、請求項94に記載の方法。
【請求項96】
前記モノクローナル抗体またはそのフラグメントは、EpCAMに結合する、請求項95に記載の方法。
【請求項97】
前記抗体またはそのフラグメントは、抗Ber−Ep4、抗EpCAM、抗E−カドヘリン、抗ムチン−1、抗サイトケラチン8、および抗CD34+からなる群より選択される、請求項94に記載の方法。
【請求項98】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する前記細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項80に記載の方法。
【請求項99】
前記デバイスは、工程(b)で濃縮された前記細胞を選択的に捕捉する、請求項80に記載の方法。
【請求項100】
被験体に適用された薬物処置の効力を決定するための方法であって、該方法は、
(a)該処置の前に該被験体から第1の細胞サンプルを得る工程;
(b)1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該第1の細胞サンプルを導入する工程;
(c)該第1の出力サンプルを分析する工程;
(d)該薬物処置と同時または該薬物処置の後に該被験体から第2の細胞サンプルを得る工程;
(e)該第2の細胞サンプルに対して工程(b)および工程(c)を繰り返す工程;ならびに
(f)該第1の細胞サンプルに対する工程(c)の結果と該第2の細胞サンプルに対する工程(c)の結果とを比較する工程であって、該比較する工程が、該薬物処置の効力を決定する、工程;
を包含する、方法。
【請求項101】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項100に記載の方法。
【請求項102】
前記デバイスは、6ミクロン以上かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ6ミクロン未満の流体力学的サイズを有する細胞または12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項100に記載の方法。
【請求項103】
工程(c)は、前記第1の細胞サンプル由来の第1の細胞または前記第2の細胞サンプル由来の第1の細胞においてRNAレベルを検出する工程を包含する、請求項100に記載の方法。
【請求項104】
前記RNAは、mRNAまたはマイクロRNAを含む、請求項103に記載の方法。
【請求項105】
工程(c)は、前記第1の細胞サンプル由来の第1の細胞または前記第2の細胞サンプル由来の第1の細胞の数を決定する工程を包含する、請求項100に記載の方法。
【請求項106】
工程(d)は、前記第1の細胞サンプル由来の第1の細胞または前記第2の細胞サンプル由来の第1の細胞から、1種以上の上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を同定する工程を包含する、請求項100に記載の方法。
【請求項107】
前記チャンネルは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備え、そして流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れる、請求項44に記載の方法。
【請求項108】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、
(a)1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルであって、ここで該デバイスが、(i)12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるか、あるいは(ii)6ミクロン以上かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ6ミクロン未満の流体力学的サイズを有する細胞または12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるかのいずれかであるように構成される、チャネル;および
(b)該第1の出力サンプルまたは該第2の出力サンプルを分析するための検出モジュールであって、該検出モジュールが、流動工学的に該チャンネルに対して連結される、検出モジュール;
を備える、デバイス。
【請求項109】
前記デバイスは、6ミクロン以上かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ6ミクロン未満の流体力学的サイズを有する細胞または12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項108に記載のデバイス。
【請求項110】
前記デバイスは、8ミクロン以上かつ10ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ8ミクロン未満の流体力学的サイズを有する細胞または10ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項108に記載のデバイス。
【請求項111】
前記検出モジュールは、前記第1の細胞において癌に関連するマーカーを同定するように適合される、請求項108に記載のデバイス。
【請求項112】
前記検出モジュールは、前記第1の細胞を特異的に結合する抗体を含む、請求項108に記載のデバイス。
【請求項113】
前記抗体は、表1から選択される1種以上のマーカーを特異的に結合する、請求項112に記載のデバイス。
【請求項114】
前記検出モジュールは、1種以上の上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を検出するように構成される、請求項108に記載のデバイス。
【請求項115】
前記検出モジュールは、顕微鏡、細胞計数器、磁石、生体腔レーザー、質量分析器、PCRデバイス、RT−PCRデバイス、マトリックス、マイクロアレイ、またはハイパースペクトルイメージングシステムを含む、請求項108に記載のデバイス。
【請求項116】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、
(a)1種以上の第1の癌細胞を第1の方向に方向付けて該癌細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネル;および
(b)該癌細胞または該第2の細胞を捕捉するための捕捉モジュールであって、該捕捉モジュールが、流動工学的に該チャンネルに対して連結され、そして該捕捉モジュールが、該癌細胞または該第2の細胞を選択的に結合する1種以上の結合部分を備える、捕捉モジュール;
を備える、デバイス。
【請求項117】
前記構造は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備える、請求項116に記載のデバイス。
【請求項118】
前記1種以上の結合部分は、1種以上の上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を特異的に結合する、請求項116に記載のデバイス。
【請求項119】
前記障害物は、前記結合部分を含む、請求項117に記載のデバイス。
【請求項120】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項116に記載のデバイス。
【請求項121】
前記デバイスは、14ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項116に記載のデバイス。
【請求項122】
前記デバイスは、16ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項116に記載のデバイス。
【請求項123】
流体工学的に前記捕捉モジュールに対して連結された細胞計数モジュールをさらに備える、請求項116に記載のデバイス。
【請求項124】
前記1種以上の結合部分は、ポリペプチドを含む、請求項116に記載のデバイス。
【請求項125】
前記ポリペプチドは、抗体またはそのフラグメントを含む、請求項124に記載のデバイス。
【請求項126】
前記抗体またはそのフラグメントは、モノクローナル性である、請求項125に記載のデバイス。
【請求項127】
前記モノクローナル抗体またはそのフラグメントは、EpCAMに結合する、請求項126に記載のデバイス。
【請求項128】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備え、該構造は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備え、そして該障害物のうちの少なくともいくつかは、該第1の細胞または該第2の細胞を選択的に結合するモノクローナル抗EpCAM抗体またはそのフラグメントを含む、デバイス。
【請求項129】
細胞サンプルを処理するためのデバイス、該デバイスは、
(a)該細胞サンプルにおいて細胞をサイズに基づいて濃縮し得る濃縮モジュール;および
(b)該濃縮モジュールによって濃縮された細胞の数を決定するための細胞計数モジュールであって、該細胞計数モジュールが、流体工学的に該濃縮モジュールに対して連結される、濃縮モジュール;
を備える、デバイス
【請求項130】
前記濃縮モジュールは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備える、請求項129に記載のデバイス。
【請求項131】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項130に記載のデバイス。
【請求項132】
前記デバイスは、6ミクロン以上かつ12ミクロン以下の流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付け、かつ6ミクロン未満の流体力学的サイズを有する細胞または12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第2の方向に方向付けるように構成される、請求項130に記載のデバイス。
【請求項133】
前記第1の細胞は、癌細胞を含む、請求項130に記載のデバイス。
【請求項134】
前記構造は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備える、請求項130に記載のデバイス。
【請求項135】
前記細胞計数モジュールは、前記第1の出力サンプルまたは前記第2の出力サンプルにおいて細胞の数を決定するためにインピーダンス、光学、または静電容量を利用する、請求項129に記載のデバイス。
【請求項136】
前記デバイスは、前記第1の出力サンプルまたは前記第2の出力サンプルを可視化するように適合された検出器をさらに備え、該検出器は、流体工学的に前記捕捉モジュールに対して連結される、請求項116、128、または129に記載のデバイス。
【請求項137】
前記チャンネルは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備え、そして流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れる、請求項108に記載のデバイス。
【請求項138】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備え、該デバイスは、1時間あたり少なくとも20mLの流体を処理し得る、デバイス。
【請求項139】
前記構造は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備える、請求項138に記載のデバイス。
【請求項140】
前記ギャップは、サイズが20ミクロンと100ミクロンとの間である、請求項139に記載のデバイス。
【請求項141】
前記障害物のアレイは、障害物の互い違いに配置された二次元アレイを含む、請求項139に記載のデバイス。
【請求項142】
前記障害物のアレイは、複数の列を含み、それぞれの連続した列は、先の列の半分未満の周期でずらされる、請求項139に記載のデバイス。
【請求項143】
第1の障害物のアレイと直列または並列で障害物の1種以上のさらなるアレイをさらに備える、請求項139に記載のデバイス。
【請求項144】
前記第1の細胞は、前記第2の細胞よりも大きい平均流体力学的サイズを有する、請求項138に記載のデバイス。
【請求項145】
前記デバイスは、1時間あたり少なくとも50mLの流体を処理し得る、請求項138に記載のデバイス。
【請求項146】
前記細胞サンプルは、血液またはその分画を含む、請求項138に記載のデバイス。
【請求項147】
前記デバイスは、12ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項138に記載のデバイス。
【請求項148】
前記デバイスは、14ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項138に記載のデバイス。
【請求項149】
前記デバイスは、16ミクロンより大きい流体力学的サイズを有する細胞を前記第1の方向に方向付けるように構成される、請求項138に記載のデバイス。
【請求項150】
請求項138に記載のデバイスであって、前記デバイスは、第1の入口と、第1の出口と、第2の出口とを備える連続フローデバイスを備え、前記細胞サンプルは、該第1の入口に適用され、前記第1の出力サンプルは、該第1の出口から流出し、そして前記第2の出力サンプルは、該第2の出口から流出する、デバイス。
【請求項151】
前記デバイスは、前記第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し得、該第1の出力サンプルの容量は、前記細胞サンプルの容量よりも小さい、請求項138に記載のデバイス。
【請求項152】
前記第1の出力サンプルは、前記細胞サンプル中の前記第1の細胞の少なくとも80%を含む、請求項138に記載のデバイス。
【請求項153】
前記第2の出力サンプルは、前記細胞サンプル中の前記第1の細胞の20%未満を含む、請求項138に記載のデバイス。
【請求項154】
前記デバイスは、第2の入口を備え、そして第2の流体が、該第2の入口に適用される、請求項150に記載のデバイス。
【請求項155】
前記第1の細胞は、上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を含む、請求項138に記載のデバイス。
【請求項156】
請求項138に記載のデバイスであって、該デバイスは、流体工学的に前記チャンネルに対して連結された検出器モジュールをさらに備える、デバイス。
【請求項157】
前記検出器モジュールは、顕微鏡、細胞計数器、磁石、生体腔レーザー、質量分析器、PCRデバイス、RT−PCRデバイス、マトリックス、マイクロアレイ、またはハイパースペクトルイメージングシステムを備える、請求項156に記載のデバイス。
【請求項158】
前記検出器モジュールは、前記第1の細胞を選択的に結合する標識を検出する、請求項157に記載のデバイス。
【請求項159】
前記デバイスは、被験体における移植に適合される、請求項138に記載のデバイス。
【請求項160】
前記デバイスは、被験体の循環系または循環系の近傍における配置に適合される、請求項159に記載のデバイス。
【請求項161】
流体工学的に被験体の循環系に対して連結され得るシステムであって、該システムは、細胞サンプルを処理するためのデバイスを備え、該デバイスは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備える、システム。
【請求項162】
前記システムは、チュービングまたは動静脈シャントによって流体工学的に前記循環系に対して連結される、請求項161に記載のシステム。
【請求項163】
前記システムは、1種以上の被検体を前記循環系から取り出し得る、請求項161に記載のシステム。
【請求項164】
前記システムは、前記デバイスを通る連続的な血流に適合される、請求項161に記載のシステム。
【請求項165】
前記デバイスは、使い捨て可能である、請求項161に記載のシステム。
【請求項166】
被検体を細胞サンプルから枯渇させるための方法であって、該方法は、細胞サンプルを処理するためのデバイスに該細胞サンプルを導入する工程を包含し、該デバイスは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備え、該第1の出力サンプルまたは該第2の出力サンプルは、該細胞サンプルと比較して該被検体について枯渇している、方法。
【請求項167】
前記細胞サンプルは、血液、汗、涙、耳の流出物、痰、リンパ、骨髄懸濁物、尿、唾液、精液、経血、脳脊髄液、脳の流体、腹水、乳汁、呼吸器の分泌物、腸もしくは尿生殖器の管、羊水、または水サンプルを含む、請求項166に記載の方法。
【請求項168】
前記細胞サンプルは、血液学的な病態、炎症性の病態、虚血性の病態、腫瘍性の病態、感染、外傷、子宮内膜症、または腎不全を患う被験体から採取される、請求項166に記載の方法。
【請求項169】
前記腫瘍性の病態は、急性リンパ芽球性白血病、急性または慢性のリンパ球性腫瘍または顆粒球性腫瘍、急性骨髄性白血病、急性前骨髄球性白血病、腺癌、腺腫、副腎癌、基底細胞癌、骨の癌、脳の癌、乳癌、気管支の癌、子宮頚部形成異常、慢性骨髄性白血病、結腸癌、類表皮癌、ユーイング肉腫、胆嚢癌、胆石性腫瘍、骨巨細胞腫、多形性神経膠芽腫、ヘアリーセル腫瘍、頭の癌、過形成、増殖性の角膜神経腫瘍、上皮内癌、腸の神経節細胞腫、ランゲルハンス島細胞腫瘍、カポジ肉腫、腎臓癌、喉頭癌、平滑筋の腫瘍、肝臓癌、肺癌、リンパ腫、悪性カルチノイド、悪性高カルシウム血症、悪性黒色腫、マルファン様体型の腫瘍、髄様癌、転移性皮膚癌、粘膜神経腫、菌状息肉腫、骨髄異形成症候群、骨髄腫、首の癌、神経組織の癌、神経芽腫、骨原性肉腫、骨肉腫、卵巣腫瘍、膵臓癌、副甲状腺癌、褐色細胞腫、真性赤血球増加症、原発性脳腫瘍、前立腺癌、直腸癌、腎細胞腫瘍、網膜芽腫、横紋筋肉腫、精上皮腫、皮膚癌、小細胞肺腫瘍、軟部組織肉腫、扁平上皮癌、胃癌、甲状腺癌、局所的な皮膚病変、細網肉腫、およびウィルムス腫瘍からなる群より選択される、請求項166に記載の方法。
【請求項170】
被験体において病態を診断するための方法であって、該方法は、
(a)細胞サンプルを処理するためのデバイスに該被験体由来の細胞サンプルを導入する工程であって、該デバイスは、1種以上の第1の細胞を第1の方向に方向付けて該第1の細胞について濃縮された第1の出力サンプルを産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて該第2の細胞について濃縮された第2の出力サンプルを産生する構造を備えるチャンネルを備え、該デバイスは、1時間あたり少なくとも20mLの流体を処理し得る、工程;
(b)該第1の出力サンプルを分析する工程;および
(c)工程(b)の結果に基づいて該病態の存在または非存在を診断する工程;
を包含する、方法。
【請求項171】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルの細胞を、接着、移動、結合、形態、分裂、遺伝子発現のレベル、および体細胞変異の存在からなる群より選択される1種以上の特徴について分析する工程を包含する、請求項170に記載の方法。
【請求項172】
工程(b)は、表1から選択される1種以上のマーカーの存在または非存在を検出する工程、表1から選択される1種以上のマーカーをコードする核酸において変異の存在または非存在を検出する工程、表1から選択される1種以上のマーカーをコードする核酸において欠失の存在または非存在を検出する工程、表1から選択される1種以上のマーカーの発現のレベルを検出する工程、または前記第1の出力サンプルにおいてマイクロRNAのレベルを検出する工程を包含する、請求項170に記載の方法。
【請求項173】
前記病態は、血液学的な病態、炎症性の病態、虚血性の病態、腫瘍性の病態、感染、外傷、子宮内膜症、または腎不全である、請求項170に記載の方法。
【請求項174】
工程(b)は、前記第1の出力サンプルにおいて前記第1の細胞の数を決定する工程を包含する、請求項170に記載の方法。
【請求項175】
前記チャンネルは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備え、そして流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れる、請求項138に記載のデバイス。
【請求項176】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備えるチャンネルを備え、流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れ、そして該アレイは、上皮細胞を、該アレイにおける流れの平均した方向に平行ではない方向に方向付けるように構成される、デバイス。
【請求項177】
前記デバイスは、2個の入口をさらに備える、請求項176に記載のデバイス。
【請求項178】
前記デバイスは、2個の出口をさらに備える、請求項176に記載のデバイス。
【請求項179】
請求項176に記載の第2のデバイスをさらに備え、該デバイスは、流体工学的に連結される、請求項176に記載のデバイス。
【請求項180】
前記ギャップは、上皮細胞を前記出口のうちの1個へと方向付けるようにサイジングされる、請求項178に記載のデバイス。
【請求項181】
前記ギャップは、上皮細胞を、1つの前記入口に流入する流体から、別の前記入口に流入する流体へと方向付けるようにサイジングされる、請求項177に記載のデバイス。
【請求項182】
前記障害物は、ポリマー、ケイ素、ガラス、または融合したシリカを含む、請求項176に記載のデバイス。
【請求項183】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、該デバイスは、
a.ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイを備えるチャンネルであって、ここで流体が、該流体が大きい流束および小さい流束へと不等に分けられるように該ギャップを通って流れ、その結果、臨界サイズよりも大きい細胞の動きの平均した方向が、流体の流れの平均した方向に平行ではない、チャンネル;
b.正常血球よりも大きい細胞を収集するように配置された出口;および
c.細胞を計測する細胞検出器;
を備える、デバイス。
【請求項184】
上皮細胞の濃縮されたサンプルを産生する方法であって、該方法は、請求項176に記載のデバイスに細胞サンプルを導入する工程を包含し、ここで、該細胞サンプルが、該デバイスを通って流れる場合、該細胞サンプル中に存在する上皮細胞は、該細胞サンプルの平均した流れの方向に平行ではない方向に方向付けられ、そして該細胞サンプルの別の成分は、該平均した流れの方向に沿って方向付けられ、それによって該他の成分と比較して上皮細胞について濃縮されたサンプルが、産生される、方法。
【請求項185】
前記他の成分は、赤血球、血小板、白血球、または内皮細胞を含む、請求項184に記載の方法。
【請求項186】
前記上皮細胞は、直径が8μm〜30μmの範囲である、請求項184に記載の方法。
【請求項187】
前記細胞は、DNA分析、RNA分析、タンパク質分析、またはメタボローム分析を受け得る、請求項184に記載の方法。
【請求項188】
前記細胞は、インセルPCRを使用して分析される、請求項187に記載の方法。
【請求項189】
前記細胞は、存在するサイトケラチンmRNAのレベルを決定することによって分析される、請求項187に記載の方法。
【請求項190】
前記上皮細胞は、癌細胞である、請求項184に記載の方法。
【請求項191】
前記癌細胞は、癌幹細胞である、請求項190に記載の方法。
【請求項192】
前記濃縮されたサンプルの容量が、前記細胞サンプルの容量よりも実質的に小さく、前記上皮細胞の濃縮を生じる、請求項184に記載の方法。
【請求項193】
溶解緩衝液が、前記デバイスに同時導入され、そして前記濃縮されたサンプルは、上皮細胞の成分を含む、請求項184に記載の方法。
【請求項194】
交換緩衝液は、前記デバイスに同時導入され、そして前記濃縮されたサンプルは、交換緩衝液を含む、請求項184に記載の方法。
【請求項195】
前記濃縮されたサンプルと、上皮細胞を優先的に標識する標識試薬とを接触させる工程をさらに包含する、請求項184に記載の方法。
【請求項196】
前記濃縮されたサンプルにおいて細胞の数を定量する工程をさらに包含する、請求項184に記載の方法。
【請求項197】
前記デバイスは、前記濃縮されたサンプルにおいて500fLよりも大きい細胞容量の細胞の数を決定する、請求項196に記載の方法。
【請求項198】
前記デバイスは、前記濃縮されたサンプルにおいて14μmよりも大きい直径の細胞の数を決定する、請求項196に記載の方法。
【請求項199】
前記デバイス内部の前記細胞の各々に対するずれ応力は、全ての時間において10ダイン/cm2未満である、請求項184に記載の方法。
【請求項200】
前記細胞サンプルは、上皮細胞を優先的に標識する標識試薬に接触され、ここで該標識試薬は、最初に、前記デバイスに対する該細胞サンプルの導入前または該デバイスに対する該細胞サンプルの導入後のいずれかにおいて該細胞サンプルと合わせられる、請求項184に記載の方法。
【請求項201】
前記標識試薬は、粒状標識試薬である、請求項200に記載の方法。
【請求項202】
請求項200に記載の方法であって、該方法は、前記標識された細胞を定量する工程をさらに包含する、方法。
【請求項203】
前記標識試薬は、量子ドットを含み、そして前記標識された細胞は、2−光子励起を使用して分析される、請求項202に記載の方法。
【請求項204】
請求項203に記載の方法であって、該方法は、前記濃縮されたサンプルの容積測定を行なう工程をさらに包含する、方法。
【請求項205】
前記細胞に結合された標識試薬は、該細胞に結合されていないままの標識試薬から分離される、請求項200に記載の方法。
【請求項206】
前記標識試薬は、前記デバイスに同時導入され、該デバイス内において前記細胞の標識化をもたらす、請求項200に記載の方法。
【請求項207】
前記標識試薬は、量子ドット、抗体、ファージ、アプタマー、フルオロフォア、酵素、またはビーズを含む、請求項200に記載の方法。
【請求項208】
前記ビーズは、アフィニティー試薬を含む、請求項207に記載の方法。
【請求項209】
前記ビーズは、ポリスチレンを含む、請求項207に記載の方法。
【請求項210】
前記ビーズは、天然に浮遊する、請求項207に記載の方法。
【請求項211】
前記ビーズは、抗体を含む、請求項207に記載の方法。
【請求項212】
前記標識試薬は、前記細胞のサイズを増加させる、請求項200に記載の方法。
【請求項213】
前記サイズが、少なくとも10%増加する、請求項212に記載の方法。
【請求項214】
前記サイズが、少なくとも100%増加する、請求項212に記載の方法。
【請求項215】
前記サイズが、少なくとも1000%増加する、請求項212に記載の方法。
【請求項216】
上皮細胞を定量する方法であって、該方法は、
a.細胞サンプルを提供する工程;
b.請求項176に記載のデバイスに該細胞サンプルを導入して、上皮細胞について濃縮されたサンプルを産生する工程;および
c.該上皮細胞を定量する工程;
を包含する、方法。
【請求項217】
a.請求項176に記載のデバイスに患者由来の細胞サンプルを導入して、正常血球よりも大きい細胞について濃縮されたサンプルを産生する工程;および
b.該サンプルに存在する正常血球よりも大きい細胞の数を決定して、疾患状態を決定する工程;
を包含する、診断方法。
【請求項218】
a.請求項176に記載のデバイスに患者由来の細胞サンプルを導入して、正常血球よりも大きい細胞について濃縮されたサンプルを産生する工程;および
b.疾患状態を決定するために、DNA分析、RNA分析、プロテオーム分析、またはメタボローム分析を該濃縮されたサンプルに対して行なう工程;
を包含する、診断方法。
【請求項219】
前記DNA分析は、上皮増殖因子レセプター遺伝子において1種以上の変異の存在、および同一性、すなわち非存在を決定する工程を包含する、請求項218に記載の方法。
【請求項220】
前記DNA分析は、
i.前記濃縮されたサンプルからゲノムDNAを単離する工程;ならびに
ii.前記上皮増殖因子レセプター遺伝子のエキソン18、エキソン19、エキソン20、およびエキソン21のうちの1種以上を増幅する工程;
を包含する、請求項219に記載の方法。
【請求項221】
iii.公知の上皮増殖因子レセプター変異に対応する前記増幅産物の下位領域を増幅し、さらなる増幅産物を生じる工程;
iv.該さらなる増幅産物を配列決定する工程;および
v.該生じた配列を、該上皮増殖因子レセプター遺伝子の野生型配列および該上皮増殖因子レセプター遺伝子の公知の変異の一覧と比較する工程;
をさらに包含する、請求項220に記載の方法。
【請求項222】
前記正常血球よりも大きい細胞は、上皮細胞を含む、請求項217または218に記載の方法。
【請求項223】
前記疾患状態は、癌を含む、請求項217または218に記載の方法。
【請求項224】
前記正常血球よりも大きい細胞は、上皮細胞を含む、請求項183に記載のデバイス。
【請求項225】
細胞サンプルを処理するためのデバイスであって、前記デバイスは、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイ上に位置決めされたシーリングを備えるチャンネルを備え、該デバイスは、臨界サイズ以下の直径を有する細胞を該ギャップのネットワークを通して流させ、かつ該シーリングと該障害物との間の該臨界サイズよりも大きい直径を有する細胞を捕捉するように構成される、デバイス。
【請求項226】
前記臨界サイズは、5ミクロンと20ミクロンとの間である、請求項225に記載のデバイス。
【請求項227】
前記臨界サイズは、12ミクロンである、請求項225に記載のデバイス。
【請求項228】
前記臨界サイズは、14ミクロンである、請求項225に記載のデバイス。
【請求項229】
前記臨界サイズよりも大きい直径を有する細胞は、1種以上の稀な細胞を含む、請求項225に記載のデバイス。
【請求項230】
前記稀な細胞は、1種以上の上皮細胞、癌細胞、骨髄細胞、胎児細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、間葉細胞、免疫系細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、結合組織細胞、栄養膜、細菌、真菌、または病原体を含む、請求項229に記載のデバイス。
【請求項231】
前記シーリングは、透明である、請求項225に記載のデバイス。
【請求項232】
細胞サンプルにおいて臨界サイズよりも大きい直径を有する細胞を処理する方法であって、該方法は、ギャップのネットワークを形成する障害物のアレイ上に位置決めされたシーリングを備えるチャンネルを備えるデバイスに、該細胞サンプルを導入する工程を包含し、該デバイスは、該臨界サイズ以下の直径を有する細胞を該ギャップのネットワークを通して流し得、かつ該シーリングと該障害物との間の該臨界サイズよりも大きい直径を有する細胞を捕捉し得るように構成される、方法。
【請求項233】
前記シーリングと前記障害物との間の前記臨界サイズよりも大きい直径を有する前記細胞の存在または非存在を検出する工程をさらに包含する、請求項232に記載の方法。
【請求項234】
前記シーリングは、透明であり、そして前記検出する工程は、顕微鏡を使用する工程を包含する、請求項233に記載の方法。
【請求項235】
前記デバイスに、緩衝液、溶解試薬、核酸増幅試薬、容量オスモル濃度調節試薬、標識試薬、保存剤、または固定試薬を導入する工程を、前記細胞サンプルを導入する工程の後にさらに包含する、請求項232に記載の方法。
【請求項236】
前記容量オスモル濃度調節試薬は、高浸透圧溶液を含む、請求項235に記載の方法。
【請求項237】
前記高浸透圧溶液は、前記シーリングと前記障害物との間の前記臨界サイズよりも大きい直径を有する前記細胞を放出させる、請求項236に記載の方法。
【請求項238】
癌に罹患したかまたは癌を発症する危険性があるヒト患者における上皮増殖因子レセプター(EGFR)を標的する処置の効力の可能性を決定するための方法であって、該方法は、
1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該患者由来の細胞サンプルを適用する工程;および
該第1の出力の細胞または該第2の出力の細胞において、EGFR遺伝子における少なくとも1種の所定の核酸改変体の存在または非存在を検出する工程であって、該少なくとも1種の核酸改変体の存在は、EGFRを標的する処置が有効である可能性が高いことを示す、工程;
を包含する、方法。
【請求項239】
前記改変体は、前記第1の出力の細胞のerbB1遺伝子のキナーゼドメインに位置し、該改変体は、野生型erbB1遺伝子である、請求項238に記載の方法。
【請求項240】
前記核酸改変体は、キナーゼ活性を上昇させる、請求項239に記載の方法。
【請求項241】
前記第1の細胞は、癌細胞である、請求項238に記載の方法。
【請求項242】
前記癌は、胃腸癌、前立腺癌、卵巣癌、乳癌、頭および首の癌、肺癌、非小細胞肺癌、神経系の癌、腎臓癌、網膜の癌、皮膚癌、肝臓癌、膵癌、生殖器−泌尿器の癌、および膀胱癌からなる群より選択される、請求項240に記載の方法。
【請求項243】
前記癌は、非小細胞肺癌である、請求項241に記載の方法。
【請求項244】
前記erbB1遺伝子のキナーゼドメインにおける改変体は、ATP結合ポケットの立体配座構造に影響を及ぼす、請求項239に記載の方法。
【請求項245】
erbB 1の前記キナーゼドメインにおける前記改変体は、エキソン18、エキソン19、エキソン20、およびエキソン21からなる群より選択される前記erbB1遺伝子のエキソンに存在する、請求項239に記載の方法。
【請求項246】
前記改変体は、エキソン18、エキソン19またはエキソン21に存在する、請求項245に記載の方法。
【請求項247】
前記erbB1遺伝子のキナーゼドメインにおける改変体は、インフレームの欠失、置換、または挿入である、請求項239に記載の方法。
【請求項248】
前記少なくとも1種の改変体の存在または非存在の検出は、核酸のセグメントを増幅する工程を包含する、請求項238に記載の方法。
【請求項249】
前記少なくとも1種の改変体の存在または非存在の検出は、前記erbB1核酸と少なくとも1種の核酸プローブとを接触させる工程を包含し、該少なくとも1種のプローブは、該改変体を含む核酸配列と、選択的ハイブリダイゼーション条件下で優先的にハイブリダイズする、請求項239に記載の方法。
【請求項250】
少なくとも1種の改変体の存在または非存在の検出は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行って前記erbB1コード配列を含む核酸を増幅する工程、および該増幅された核酸のヌクレオチド配列を決定する工程を包含する、請求項239に記載の方法。
【請求項251】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項238に記載の方法。
【請求項252】
前記第1の出力と、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備えるデバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項251に記載の方法。
【請求項253】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項252に記載の方法。
【請求項254】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチンまたはCD−34を特異的に結合する、請求項253に記載の方法。
【請求項255】
患者におけるEGFRを標的する処置の効力の可能性を決定するための方法であって、該方法は、
1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該患者由来の細胞サンプルを適用する工程;
該細胞をEGFRリガンドによって刺激する工程;および
該第1の細胞においてerbB1遺伝子にコードされるキナーゼのキナーゼ活性を決定する工程であって、コントロールと比較したキナーゼ活性の上昇は、EGFRを標的する処置が有効である可能性が高いことを示す、工程;
を包含する、方法。
【請求項256】
前記第1の細胞は、癌細胞である、請求項255に記載の方法。
【請求項257】
前記癌は、胃腸癌、前立腺癌、卵巣癌、乳癌、頭および首の癌、肺癌、非小細胞肺癌、神経系の癌、腎臓癌、網膜の癌、皮膚癌、肝臓癌、膵癌、生殖器−泌尿器の癌、および膀胱癌からなる群より選択される、請求項256に記載の方法。
【請求項258】
前記癌は、非小細胞肺癌である、請求項256に記載の方法。
【請求項259】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項255に記載の方法。
【請求項260】
前記第1の出力と、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備える前記デバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項259に記載の方法。
【請求項261】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項260に記載の方法。
【請求項262】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチンまたはCD−34を特異的に結合する、請求項261に記載の方法。
【請求項263】
前記EGFRを標的する処置は、チロシンキナーゼインヒビターである、請求項255に記載の方法。
【請求項264】
前記チロシンキナーゼインヒビターは、アニリノキナゾリンである、請求項263に記載の方法。
【請求項265】
前記アニリノキナゾリンは、合成アニリノキナゾリンである、請求項264に記載の方法。
【請求項266】
前記合成アニリノキナゾリンは、ゲフィチニブおよびエルロチニブからなる群より選択される、請求項265に記載の方法。
【請求項267】
癌に罹患したかまたは癌を発症する危険性があるヒト患者における上皮増殖因子レセプター(EGFR)を標的する処置の効力の可能性を決定するための方法であって、該方法は、
1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスに、該患者由来の細胞サンプルを適用する工程;
エキソン18、エキソン19、エキソン20、またはエキソン21の一部を増幅するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行うことによってエキソン18、エキソン19、エキソン20、またはエキソン21において少なくとも1種の核酸改変体の存在または非存在を検出する工程;および
該増幅されたエキソン18、エキソン19、エキソン20、またはエキソン21の少なくとも一部を配列決定することによって、該増幅された核酸のヌクレオチド配列を決定する工程であって、野生型erbB1コントロールと比較してエキソン18、エキソン19、エキソン20、またはエキソン21における少なくとも1種のヌクレオチド改変体の存在は、EGFRを標的する処置が有効である可能性が高いことを示す、工程;
を包含する、方法。
【請求項268】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項255に記載の方法。
【請求項269】
前記第1の出力と、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備えるデバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項268に記載の方法。
【請求項270】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項269に記載の方法。
【請求項271】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチンまたはCD−34を特異的に結合する、請求項270に記載の方法。
【請求項272】
1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイス;および
EGFR遺伝子において少なくとも1種の核酸変異の存在または非存在を検出するための試薬;
を備える、キット。
【請求項273】
前記試薬は、核酸および生成物にアニーリングするように設計された少なくとも1つの縮重プライマー対ならびにPCR増幅を行うのに必要とされる試薬を含む、請求項272に記載のキット。
【請求項274】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項272に記載のキット。
【請求項275】
前記第1の出力を受容するように適合されたデバイスをさらに備える請求項274に記載のキットであって、該デバイスは、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備える、キット。
【請求項276】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項275に記載のキット。
【請求項277】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチンまたはCD−34を特異的に結合する、請求項276に記載のキット。
【請求項278】
前記試薬は、前記EGFRキナーゼドメインタンパク質のATP結合ポケットに結合し得る少なくとも1種のプローブを含む、請求項272に記載のキット。
【請求項279】
前記試薬は、抗体、抗体フラグメントまたはキメラ抗体を含む、請求項272または278記載のキット。
【請求項280】
前記試薬は、検出可能な標識をさらに含む、請求項279に記載のキット。
【請求項281】
患者由来の癌細胞のEGFR遺伝子における二次変異の獲得を予測するための方法であって、該方法は、
該患者由来の細胞サンプルと、1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスとを接触させる工程;
該第1の細胞と、致死量以下の用量のチロシンキナーゼインヒビターとを接触させる工程;
該チロシンインヒビターの効果に抵抗性である細胞を選択する工程;および
該抵抗性の細胞由来の核酸を二次変異の存在について分析する工程;
を包含する、方法。
【請求項282】
前記第1の細胞は、erbB1遺伝子の改変体を有する、請求項281に記載の方法。
【請求項283】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項281に記載の方法。
【請求項284】
前記第1の出力と、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備えるデバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項273に記載の方法。
【請求項285】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項284に記載の方法。
【請求項286】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチンまたはCD−34を特異的に結合する、請求項285に記載の方法。
【請求項287】
前記細胞は、腫瘍生検から得られる、請求項281に記載の方法。
【請求項288】
最初に前記第1の細胞と有効量の変異誘発因子とを接触させる工程をさらに包含する、請求項281に記載の方法。
【請求項289】
前記変異誘発因子は、エチルメタンスルホネート(EMS)、N−エチル−N−ニトロソ尿素(ENU)、N−メチル−N−ニトロソ尿素(MNU)、塩酸ホカルバキシン(Prc)、メチルメタンスルホネート(MeMS)、クロラムブシル(Chi)、メルファラン、塩酸ポルカルバジン、シクロホスファミド(Cp)、ジエチル硫酸 (Et2SO4)、アクリルアミドモノマー(AA)、メチレンメラミン(TEM)、ナイトロジェンマスタード、ビンクリスチン、ジメチルニトロソアミン、N−メチル−N’−ニトロ−ニトロソグアニジン(MNNG)、7,12 ジメチルベンズアントラセン(DMBA)、酸化エチレン、ヘキサメチルホスホラミド、ビスルファン、およびエチルメタンスルホレート(EtMs)からなる群より選択される、請求項288に記載の方法。
【請求項290】
癌に罹患したかまたは癌を発症する危険性がある患者における上皮増殖因子レセプター(EGFR)を標的する処置の効力の可能性を決定するための方法であって、該方法は、
患者由来の生物学的サンプルと、1つの流体力学的サイズの第1の細胞を1つの方向に方向付けて第1の細胞について濃縮された第1の出力を産生し、かつ1種以上の第2の細胞を第2の方向に方向付けて第2の出力を産生する構造を備えるチャンネルを備えるデバイスとを接触させる工程であって、該第1の細胞は、上皮細胞または腫瘍性細胞である、工程;および
Akt、STAT5、またはSTAT3が該第1の出力由来の該第1の細胞において活性化されているか否かを決定する工程であって、活性化されたAkt、STATS、またはSTATSは、該EGFRを標的する処置が有効である可能性が高いことを示す、工程
【請求項291】
前記生物学的サンプルは、生検または吸引物である、請求項290に記載の方法。
【請求項292】
活性化されたAkt、STAT3、またはSTATSは、リン酸化されている、請求項290に記載の方法。
【請求項293】
前記活性化されたAkt、STAT3、またはSTATSは、免疫学的に決定される、請求項290に記載の方法。
【請求項294】
前記免疫学的検出方法は、免疫組織化学、免疫細胞学、FACSスキャニング、免疫ブロッティング、ラジオイムノアッセイ、ウェスタンブロッティング、免疫沈降、または酵素結合イムノソルベントアッセイ(ELISA)からなる群より選択される、請求項293に記載の方法。
【請求項295】
前記免疫学的検出方法は、抗ホスホAkt抗体、抗ホスホSTATS抗体または抗ホスホSTATS抗体を使用した免疫組織化学または免疫細胞化学である、請求項294に記載の方法。
【請求項296】
前記構造は、前記細胞を分離するギャップのネットワークを形成する障害物の二次元アレイを含む、請求項290に記載の方法。
【請求項297】
前記第1の出力と、上皮細胞または腫瘍性細胞を選択的に結合する特異的結合部分を備えるデバイスとを接触させる工程をさらに包含する、請求項296に記載の方法。
【請求項298】
前記特異的結合部分は、抗体またはそのフラグメントである、請求項297に記載の方法。
【請求項299】
前記抗体は、Ber−Ep4、EpCam、E−カドヘリン、ムチン−1、サイトケラチン、またはCD−34を特異的に結合する、請求項298に記載の方法。
【請求項300】
前記EGFR遺伝子は、配列番号511の野生型配列を含む、請求項238に記載の方法。
【請求項301】
前記改変体は、1個以上のヌクレオチド位置において配列番号511と異なる、請求項238に記載の方法。
【請求項302】
前記EGFR遺伝子によってコードされるポリペプチドは、配列番号512の野生型配列を含む、請求項238に記載の方法。
【請求項303】
前記改変体によってコードされるポリペプチドは、1個以上のアミノ酸位置において配列番号512と異なる、請求項238に記載の方法。
【請求項304】
前記改変体は、表3から選択される、請求項238に記載の方法。
【図1D】
【図1E】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30A】
【図30B】
【図31】
【図32】
【図33A】
【図33B】
【図33C】
【図33D】
【図34A】
【図34B】
【図34C】
【図34D】
【図35A】
【図35B】
【図35C】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39A】
【図39B】
【図40】
【図41】
【図42A】
【図42B】
【図43A】
【図43B】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57A】
【図57B】
【図57C】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】
【図62A】
【図62B】
【図63】
【図64A】
【図64B】
【図65】
【図66A】
【図66B】
【図66C】
【図66D】
【図66E】
【図66F】
【図66G】
【図67A】
【図67B】
【図67C】
【図68A】
【図68B】
【図68C】
【図68D】
【図68E】
【図69A】
【図69B】
【図69C】
【図69D】
【図69E】
【図69F】
【図69G】
【図70A】
【図70B】
【図70C】
【図71】
【図71】
【図71】
【図71】
【図72A−72E】
【図1E】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30A】
【図30B】
【図31】
【図32】
【図33A】
【図33B】
【図33C】
【図33D】
【図34A】
【図34B】
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【図34D】
【図35A】
【図35B】
【図35C】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39A】
【図39B】
【図40】
【図41】
【図42A】
【図42B】
【図43A】
【図43B】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57A】
【図57B】
【図57C】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】
【図62A】
【図62B】
【図63】
【図64A】
【図64B】
【図65】
【図66A】
【図66B】
【図66C】
【図66D】
【図66E】
【図66F】
【図66G】
【図67A】
【図67B】
【図67C】
【図68A】
【図68B】
【図68C】
【図68D】
【図68E】
【図69A】
【図69B】
【図69C】
【図69D】
【図69E】
【図69F】
【図69G】
【図70A】
【図70B】
【図70C】
【図71】
【図71】
【図71】
【図71】
【図72A−72E】
【公表番号】特表2008−538282(P2008−538282A)
【公表日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−505508(P2008−505508)
【出願日】平成18年4月5日(2006.4.5)
【国際出願番号】PCT/US2006/012778
【国際公開番号】WO2006/108087
【国際公開日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【出願人】(507332480)セルポイント ダイアグノスティクス, インコーポレイテッド (1)
【出願人】(507332491)リビング マイクロシステムズ, インコーポレイテッド (1)
【出願人】(592017633)ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション (177)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年4月5日(2006.4.5)
【国際出願番号】PCT/US2006/012778
【国際公開番号】WO2006/108087
【国際公開日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【出願人】(507332480)セルポイント ダイアグノスティクス, インコーポレイテッド (1)
【出願人】(507332491)リビング マイクロシステムズ, インコーポレイテッド (1)
【出願人】(592017633)ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション (177)
【Fターム(参考)】
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