JP2001141730A - ロードトルラ属(Rhodotorula)由来マンナンを利用した、レプトスピラ症の診断と予防方法 - Google Patents

ロードトルラ属(Rhodotorula)由来マンナンを利用した、レプトスピラ症の診断と予防方法

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JP2001141730A
JP2001141730A JP35785099A JP35785099A JP2001141730A JP 2001141730 A JP2001141730 A JP 2001141730A JP 35785099 A JP35785099 A JP 35785099A JP 35785099 A JP35785099 A JP 35785099A JP 2001141730 A JP2001141730 A JP 2001141730A
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Japan
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leptospira
mannan
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leptospirosis
antigen
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Yukitake Matsuo
幸毅 松尾
Emiko Isogai
恵美子 磯貝
Yoshio Araki
義雄 荒木
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

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  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロードトルラ属(Rhodotorula)由
来のマンナンを利用した、レプトスピラ症の診断と予防
法 【解決手段】レプトスピラ・ビフレキサ(Leptos
pira biflexa)に存在するリポ多糖様レプ
トスピラ属特異的抗原の抗原糖鎖部分とロードトルラ属
(Rhodotorula)由来のマンナンが、ともに
→3)−β−−Manρ−(1→4)−β−−Ma
nρ−(1→繰り返し単位を含む多糖であることに基づ
いて、このマンナン、およびマンナンから得られるオリ
ゴ糖、配糖体に結合できる抗体の存在を検出することに
よってレプトスピラ症の診断を行う。さらに、このマン
ナンやマンナンから得られるオリゴ糖、配糖体を用い動
物に免疫応答を誘発させ、レプトスピラ症を予防する。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
【0001】本発明はレプトスピラ・ビフレキサ(Le
ptospira biflexa)に存在するレプト
スピラ属特異的抗原の代わりに、ロードトルラ属由来の
マンナンを用い、本マンナン抗原に結合可能な抗体の存
在を検出することによってレプトスピラ症の診断を行う
ことに関するものである。さらに、このマンナンは、特
に動物のレプトスピラ症に対する感染防御免疫応答を引
き起こすための抗原性製剤(ワクチン)として、免疫学
的に使用できる。
【従来の技術】
【0002】レプトスピラ症は世界的に重要なヒト及び
家畜の疾患であり、ほとんどの哺乳類の種に感染可能な
レプトスピラ(Leptospira)属の病原性菌株
により引き起こされる人獣共通な感染症である。本感染
は感染した動物との直接接触、または汚染された土壌あ
るいは水と接触することにより成立する。レプトスピラ
属の細菌は環境の中で長期間生き残るだけでなく、持続
性の感染、および野生動物や家畜により伝播する能力を
有するため、レプトスピラ症の制圧はきわめて困難であ
る。
【0003】現在入手できるレプトスピラ属に対するワ
クチンは、不活性化された全微生物調製物、または血清
反応性を有するレプトスピラ外層エンベロープ調製物か
らなる。これらのワクチン調製物は、亜種特異性を示
し、約170の血清型亜種に分類されている病原性レプ
トスピラ属の多くに対して有効な交差感染防御をもたら
すことはないとされている。さらに、その免疫化は不完
全で、または短期間の免疫化しか与えず、年1回以上の
投与を必要としている。このため、より改良されたレプ
トスピラ属ワクチンを開発する必要に迫られている。こ
れらのワクチン調製物に含まれる感染防御免疫源の性質
は完全には解明されてはいないが、リポ多糖類様の物質
が一定の感染防御性を付与することが示されている
[B.H.Jostら、J.Med.Microbio
l.,29(1989)115−120]。
【0004】一方、レプトスピラ症の診断には主に血清
学的診断法が用いられており、MAT法[S.Fine
(編)、Guidelines for the co
ntrol of leptospirosis,(1
982)World Health Organiza
tion]、間接蛍光抗体法[M.Tortenら、
J.Infect.Dis.,116(1966)53
7−543]等が開発されているが、操作の煩雑さ、高
コストなどの理由から、発展途上国においては余り普及
していない。最近、LEPTO Dipstick法が
開発され[G.C.Gussenhovenら、J.C
lin.Microbiol.,35(1997)92
−97]、その普及が期待されている。このLEPTO
Dipstick法では、レプトスピラ属特異的抗原
を有するとされるレプトスピラ・ビフレキサ由来の熱安
定性抗原が、抗レプトスピラ抗体を検出する抗原として
用いられている。レプトスピラ・ビフレキサのパトック
I株(L.biflexa patoc Patoc
I)に存在する熱安定性のリポ多糖類様の物質が、レプ
トスピラ属特異的抗原性である可能性が示唆されており
[K.Matsuo ら、Abstract of
InternationalLeptospirosi
s Society,1999 Conferenc
e,p.60]、リポ多糖類様の物質を血清学的診断試
薬として、あるいは感染予防ワクチンとして利用できる
可能性を示している。しかし、リポ多糖類様の物質を高
度に精製することは非常に困難で、また、その精製標品
が得られたとしてもきわめて少量であり、該当する物質
を血清学的診断試薬として、または感染予防ワクチンと
して利用するのは困難な状況にある。
【発明が解決しようとする課題】
【0005】本発明は、レプトスピラ・ビフレキサPa
toc I株が産生するリポ多糖類様レプトスピラ属特
異的抗原の糖鎖部分とロードトルラ属より得られるマン
ナンの構造が、ともに→3)−β−−Manρ−(1
→4)−β−−Manρ−(1→繰り返し単位を含む
多糖であることに基づいて、ロードトルラ属より得られ
るマンナンを用いたレプトスピラ感染の有無および程度
を分析する方法、およびこの多糖体とその誘導体の投与
により動物に免疫応答を誘発させ、レプトスピラ症を予
防する方法に関するものである。リポ多糖類様レプトス
ピラ属特異的抗原は精製が非常に困難であるが、ロード
トルラ属より得られるマンナンは精製が容易であり、安
価に、かつ大量に製造可能で、レプトスピラ症の診断
法、予防法の開発に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】我々は公知のように、レプトスピラ・ビフ
レキサPatoc I株のリポ多糖類様レプトスピラ属
特異的抗原の糖鎖部分(以下APと称する)は→3)−
−Manρ−(1→4)−−Manρ−(1→を繰
り返し単位とする糖鎖を持ち、多数の病原性レプトスピ
ラ菌に対する抗血清と交差反応を示すことを発見した
[K. Matsuoら、Abstract of I
nternational Leptospirosi
s Society,1999 Conferenc
e,p.60]。一方、ロードトルラ・グルチニスを含
む酵母の一種であるロードトルラ属は、→3)−β−
−Manρ−(1→4)−β−−Manρ−(1→を
繰り返し単位とするマンナンを産生することが報告され
ており[P.A.J.Gorinら、Can.J.Ch
em.,43(1965)950−954]、このマン
ナン(以下RGMと称する)がAPと同様にレプトスピ
ラ属特異的抗原として機能することを確認した。
【0007】RGMの精製はGorin[P.A.J.
Gorinら、Can.J.Chem.,43(196
5)950−954]の方法に従った。ロードトルラ・
グルチニスAHU3479株(北海道大学農学部保存菌
株)を5%のグルコースを含むイースト・ナイトルジェ
ン・ベース培地(Difco社)で27℃、4日振盪培
養した。菌体を遠心分離および濾過により除去後、培養
上清からエタノール沈殿により粗多糖標品を得た。粗多
糖標品を水に溶解後、フェーリング液を滴下し、マンナ
ンを沈殿させた。沈殿したマンナンを脱イオン水で十分
に洗浄し、0.4M塩酸溶液に溶解後、エタノールを滴
下し沈殿させ、精製マンナン標品(RGM)を得た。A
PおよびRGMのH−NMRスペクトルを比較すると
(図1)主たるプロトンのシグナルが一致しており、両
多糖は同一の構造単位を保有していることが確認され
た。
【0008】RGMの抗原性は、以下に示すELISA
により確認した。ポリスチレン製の96穴ウェルマイク
ロタイタープレート(Nunc社)を使用した。RGM
をpH7.2のリン酸緩衝液−生理食塩水(以下PBS
と称する)に溶解し、抗原溶液(4μg/ml)を調製
後、50μlの抗原溶液を分注し、37℃で2時間静置
することにより固相支持体上にRGMを吸着させた。抗
原溶液を取り除き、0.5%ゼラチン100μlを分注
し、37℃で2時間静置し非特異性結合部位をブロック
した。未結合のRGMおよびゼラチンは0.05%ツイ
ーン20を含むPBS(以下ツイーン−PBSと称す)
による洗浄により除去し、RGM被覆96穴プレートを
作製した。RGM被覆96穴プレートにツイーン−PB
Sによって10000倍希釈したペルオキシダーゼ標識
抗レプトスピラ・ビフレキサ抗体(ウサギ由来、Vir
oStat社)50μlを分注し、37℃で30分間静
置した。その後、抗体希釈溶液を取り除き、未結合の抗
レプトスピラ・ビフレキサ抗体をツイーン−PBSによ
る洗浄により除去した。ペルオキシダーゼ基質溶液(B
io−Rad社)50μlを分注し、室温で10分間静
置した。450nmにおける吸光度を測定し、RGMと
抗レプトスピラ・ビフレキサ抗体との免疫反応を検出し
た。この結果から、RGMは抗レプトスピラ・ビフレキ
サ抗体と免疫反応をすることが確認された。
【0009】次にRGMに対して、各種病原性レプトス
ピラに対する抗血清(ウサギ由来)の交差反応性をEL
ISAにより確認した。抗血清は公知の方法により得た
[E.Isogai ら、Zbl.Bact.Hy
g.,261(1986)53−64]。RGM被覆9
6穴プレートにツイーン−PBSによって1000倍希
釈した病原性レプトスピラに対する抗血清50μlを分
注し、37℃で30分間静置した。抗血清溶液を取り除
き、ツイーン−PBSにより洗浄後、PBSによって1
0000倍希釈したペルオキシダーゼ標識抗ウサギIg
G(H+L)(ヤギ由来、American Qual
ex社)50μlを分注し、37℃で30分間静置し
た。抗ウサギIgG溶液を取り除き、ツイーン−PBS
により洗浄後、免疫反応を上記と同様に検出した。その
結果、RGMは各種の病原性レプトスピラに対する抗血
清と交差反応を示す事が確認された。判定結果をAPに
関する結果と、実際に測定された吸光度とともに表1に
示す。対照(レプトスピラ非感染のウサギ)が与える吸
光度の2倍以上の吸光度を示す場合、陽性と判定した。
このことからRGMはレプトスピラ属特異的抗原として
利用できることが確認できた。
【0010】RGMを利用したELISAで、ヒト血清
中の抗レプトスピラ抗体(IgM、IgG)の検出を試
みた。ツイーン−PBSで10000倍に希釈したペル
オキシダーゼ標識抗ヒトIgM抗体とペルオキシダーゼ
標識抗ヒトIgG抗体(ヤギ由来、CHEMICON
社)を用いた。検体試料として、確定診断を受けたレプ
トスピラ症患者血清(日本人患者血清、10検体とフィ
リピン人患者血清、5検体)は1000倍希釈して使用
した。健康人の血清を対照として使用し、その吸光度の
2倍以上の吸光度を示した試料を陽性と判定した。判定
結果は、実際に測定された吸光度とともに表2に示す。
15検体試料の12検体(80%)に抗レプトスピラ抗
体の存在が確認された。また、特異性を確認するために
実施した健康人(10検体試料)、ライム病患者血清
(10検体試料)、梅毒患者血清(10検体試料)はい
ずれも陰性の結果を与えた。現在レプトスピラ症の血清
学的診断に利用されている方法(ELISA、LEPT
O Dipstick法、MAT法)による検出確度は
約80%であることから[G.C.Gussenhov
enら、J.Clin.Microbiol.,35
(1997)92−97]、本RGMを用いたELIS
Aはそれら血清学的診断方法と同程度の成績を与えるこ
とが確認された。
【0011】精製AP標品は1リットル規模の菌体培養
からわずか0.4mgしか得られず、加えて、レプトス
ピラの培養は大量の不活性化したウサギ血清を必要と
し、長時間の培養を必要とするため、大規模な精製AP
標品の精製はコスト面で不利となる。他方ロードトルラ
の培養は特殊な培地を必要とせず、1リットル程度の培
養で380mgのRGMが調製可能である。従って、精
製AP標品の調製と比較し、はるかに効率がよく、コス
ト面でも優れており、加えて精製操作の簡略化も可能
で、利用に適したレプトスピラ属特異的抗原と同様の抗
原多糖をロードトルラ属から調製できる。
【0012】これらの結果は、RGMがレプトスピラ症
の診断試薬として応用できることを示すものである。ま
た、多糖および配糖体は哺乳動物の免疫応答を誘発し、
感染防御能を付与することが確認さている[H.J.J
ennings,Adv.Carbohydr.Che
m.Biochem.,41(1983)155−20
8、A.Midwinterら、J.Med.Micr
obiol.,33(1990)199−204]。よ
って、RGMおよびRGMから得られるオリゴ糖あるい
は配糖体を、感染予防用ワクチンとして動物に投与する
ことにより、感染防御能を強化することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】AP(A)、RGM(B)のH−NMRスペ
クトル。
【表1】
【表2】
フロントページの続き (72)発明者 荒木 義雄 札幌市北区麻生町4丁目7−14 Fターム(参考) 4C085 AA13 CC07 4C086 AA01 EA01 EA20 MA01 MA04 NA14 ZB09 ZB35 ZC61

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】哺乳動物においてレプトスピラ感染の有無
    および程度を分析することを目的とし、動物から入手し
    た検体試料中で本マンナン抗原と結合可能な抗体を検出
    する方法で、本マンナン抗原に対する抗体の結合を検出
    する段階を含み、抗原がロードトルラ属より得られる→
    3)−β−−Manρ−(1→4)−β−−Man
    ρ−(1→構造を繰り返し単位を有する多糖すなわち試
    料を利用する方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の試料が、請求項1記載の多
    糖から得られるオリゴ糖もしくは配糖体であることを特
    徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載の多糖または請求項2記載の
    オリゴ糖、配糖体と結合可能な抗体に対して結合可能な
    抗原を検体試料中から検出する方法で、本請求項記載の
    抗体と対象とする抗原の結合を検出する段階を含む、検
    体試料中のレプトスピラの感染を検出する方法。
  4. 【請求項4】免疫学的に有効な量の、請求項1記載の多
    糖および請求項2記載のオリゴ糖、配糖体を単独または
    組み合わせた製薬用に認可された担体中に含む、動物に
    病原性レプトスピラに対する免疫応答を誘発するために
    有用な製薬学的組成物。
  5. 【請求項5】免疫学的に有効な量の、請求項1記載の多
    糖、請求項2記載のオリゴ糖、配糖体と結合可能な抗体
    を製薬用に認可された担体中に含む、動物に病原性レプ
    トスピラに対する免疫応答を誘発するために有用な製薬
    学的組成物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004230373A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Systec Inc 複数の移動相流を脱気および混合するための統合装置
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