JP2004239766A - Test method using dna microarrays - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make a subject surely identificable and specificable when testing health condition by using DNA microarrays. <P>SOLUTION: The test method is practiced by reading (step S1) a hybridization pattern of the DNA microarrays including a first DNA probe group (area B) which can be utilized for identifying the subject and a second DNA probe group (area A) which can be utilized for testing health condition of the subject, identifying (steps S3 to S7) the subject by analyzing a pattern corresponding to the first DNA probe group from the hybridization pattern which has been read and by generating (steps S8 to S10) test information by analyzing a pattern corresponding to the second DNA probe group from the hybridization pattern which has been read. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液等の検体から遺伝子の検査を行って健康状態を検査する、所謂DNAマイクロアレイを用いた検査技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
被検査者の血液、唾液、尿などを用いる検体検査では、その場で簡単な結果が出るものを除き、検体の入った容器ごとに検体番号を記入し、さらにその検体番号と被検査者との対応がわかるように記録してから、検査装置で解析を行ったり、検査施設に検体を送ったりしている。
【0003】
上記の検体検査によって、疾患の予防を目的とする健康診断を行う場合や、疾患の経過を見ていく場合には、過去の検査結果との比較が重要あるいは必要になってくる。この際、会社内の健康診断や病院で患者に対する検査を行う際は、被検査者を識別番号(ID番号)等で管理しているので、被検査者を識別して特定し、過去の検査結果を参照することは比較的容易である。しかしながら、被検査者の検索の際に識別番号の入力を誤ると別の被検者の検査結果を参照してしまうことになる。
【0004】
一方、個人的に地域での健康診断を受診したり、郵送や宅配便で検体を送って検査を受ける場合は、2回目以降の検査であれば被検査者の識別番号がすでに登録されている場合多い。この場合、被検査者が自分の識別番号を正しく覚えているか、あるいは識別番号が記されたカードなどを所持していれば、被検査者を識別して特定し、過去の検査結果を参照することは容易である。しかしながら、被検査者が識別番号を正しく覚えていなかったり、あるいは識別番号が記されたカードなどを紛失してしまうと、被験者の過去の検査記録を検索することは困難になる。
【0005】
また、氏名や生年月日から被検査者を識別して特定しようとすると、氏名、生年月日では同一の人がいることがあって被検査者を確実に特定するには不十分である。また住所、電話番号を用いた場合は、それらが変更になることがあるので被検査者を特定するには、信頼性に問題がある。また、被検査者がその場にいれば指紋、声紋、虹彩、網膜パターンなどを被検査者の識別、特定に利用できる可能性がある。しかしながら、検体だけの場合はそれらの方法で識別、特定することはできない。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−147231号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の方法では被検査者を確実に識別、特定することは困難であり、過去の検査データを検索出来ないことが多かった。
【0008】
また、最近では検体検査方法の一つとして、DNAマイクロアレイ(DNAチップともいう)を用いて一部の癌の診断や、肝臓機能判定を行うことが可能になってきている。今後、このようなDNAマイクロアレイを用いた種々の疾患に対する診断、治療方法選択などの検査が可能になっていくことが期待されている。しかしながら、DNAマイクロアレイを用いた検査においても、DNAマイクロアレイ自体に彫刻等で番号やバーコードを記載して管理することが行なわれている。或いは、DNAマイクロアレイにICメモリを内蔵して被検査者の氏名、性別、番号等を記憶して管理することが提案されている(特許文献1参照)。しかしながら、DNAマイクロアレイに対応する被検査者を確実に識別、特定する方法の提案はされていない。
【0009】
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、DNAマイクロアレイを用いて健康状態の検査を行う際に、被検査者を確実に識別、特定可能とすることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明によるDNAマイクロアレイを用いた検査方法は、
被検査者を識別するのに利用可能な第1のDNAプローブ群と被検査者の健康状態を検査するのに利用可能な第2のDNAプローブ群とを含むDNAマイクロアレイにおけるハイブリダイゼーションパターンを読み取る読取工程と、
前記読取工程で読み取られたハイブリダイゼーションパターンより第1のDNAプローブ群に対応するパターンを解析して被検査者を識別する識別工程と、
前記読取工程で読み取られたハイブリダイゼーションパターンより、前記第2のDNAプローブ群に対応するパターンを解析して検査情報を生成する生成工程とを備える。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【0012】
図1は、本実施形態におけるDNAマイクロアレイを用いた検査システムのブロック構成図を示す。システム全体を制御するシステム制御部1には、バーコードリーダ2の出力、DNAマイクロアレイ読み取り装置3の入出力、ハードディスク等の記憶装置4の入出力が接続されている。
【0013】
DNAマイクロアレイ5は、事前に次のような反応をさせておく。被検査者より採取した血液からDNA抽出機にてDNAを抽出し、反応装置の中で抽出されたDNAとDNAマイクロアレイ5をハイブリダイゼーション反応させる。
【0014】
DNAマイクロアレイ5は、1インチ四方程度のガラス板等の固相表面に、数十から数十万種類のDNAプローブを高密度に並べたものである。このDNAマイクロアレイ5を用いてサンプルDNAとハイブリダイゼーション反応を行うことによって、一度に数多くの遺伝子の検査ができるという特徴をもつ。また、これらのDNAプローブはマトリクス状に規則正しく並んでおり、それぞれのDNAプローブのアドレス(例えば何行何列という位置)を情報として容易に取り出せるという特徴がある。検査の対象となる遺伝子としては、疾患関連遺伝子の他、各個人の遺伝子多型等が知られている。
【0015】
図2に本実施形態のDNAマイクロアレイ5を示す。図中、○で示した領域に、それぞれ異なる配列のDNAプローブが結合している。図2の領域Aは、本DNAマイクロアレイ5の本来の検査目的である疾患等の健康状態の検査を行うために用いるDNAプローブ群を配しており、検査用DNAプローブ配列部分を形成している。領域Aには、検査目的の疾患を検査するためのDNAプローブだけを配列しても良いし、面積に余裕があるなら複数の疾患に対するDNAプローブを配列しておいて、目的とする疾患についてのDNAプローブのみを検出するようにしても良い。
【0016】
一方、図2の領域Bは、被検者を識別するためのDNAプローブ群が並んだ部分である。本実施形態では、この領域Bに配される識別用DNAプローブとして主要組織適合性複合体(major histocompatibility complex;MHC)遺伝子に対するおよそ500種類のDNAプローブを用いる。そして、この領域BにおけるDNAプローブ群と被検査者のDNAとを反応させて得られるハイブリダイゼーションパターン画像から被検者の識別を行う。
【0017】
なお、MHC遺伝子は、ヒトゲノムの中で最も免疫系の遺伝子が集中した領域で、最近その塩基配列が明らかにされ(Nature volume 401, p921−923, 1999)、注目を集めている。この配列には骨髄移植、臓器移植等における適合/不適合の判定に関与する遺伝子が存在する。現在、臓器移植、骨髄移植における適合/不適合の判定は白血球を用いた検査により行われているが、白血球を用いた検査は時間がかかる上に情報量が少ないことから、将来はMHC遺伝子によるタイピングが主流になることが予想される。MHC(ヒトの場合にはHLA抗原)は、クラスI抗原としてHLA−A,B,Cの3種、クラスII抗原として、HLA−DR,DQ,DPの3種がある。
【0018】
それぞれの個人は、両親からそれぞれ1種ずつ計12種の抗原をもらい、それがその個人の「型」となっている。一方、現在のところ、HLA−A、HLA−B、HLA−C、HLA−DR、HLA−DQ、及びHLA−DPの合わせて約1000種の遺伝子が同定されている。さらに新しいMHC遺伝子が次々解明されており、将来は、その数はさらに増大するものと思われる。1000種以上の遺伝子の中から12種の遺伝子のみが選ばれるわけであるから、他人とそれぞれの型の組み合わせがマッチするような場合は極めて稀であると考えられる。実際、骨髄移植、臓器移植において、上記の型の組み合わせがマッチするケースは稀である。このことは、MHC遺伝子のパターンはバリエーションに富んでいることを示し、個人の識別に適した遺伝子群と考えることができる。また、この遺伝子群は年齢と共に変化するようなことはない。本実施形態ではこのような状況を利用し、上記の1000種以上の遺伝子の中から500種のものに対するDNAプローブを用いて個人の識別をする。
【0019】
図2の領域Cはバーコードが記載された部分であり、DNAマイクロアレイ5の型とその一枚一枚が識別できる製造番号とを表すバーコードが記録されている。バーコードはDNAマイクロアレイ5上に直接印刷しても良いし、紙等に印刷したものを貼り付けても良い。
【0020】
なお、本実施形態では被検者を識別するためのDNAプローブが並んだ部分と疾患等の健康状態の検査を行うために用いるDNAプローブが並んだ部分を明確に分けているが、プローブごとにアドレスで管理をすれば、両者が混在していても問題ない。
【0021】
さて、前述したハイブリダイゼーション反応をした後のDNAマイクロアレイ5は、例えば図3のようになる。図中、●で示した領域は被検査者のDNAとハイブリッドを形成したプローブで蛍光を発する。この●によって形成されるパターンがハイブリダイゼーションパターンである。被検者を識別するためのDNAプローブが並んだ部分(領域B)では、ハイブリダイゼーション反応の結果は2値的であり、ハイブリダイゼーション反応をしたかしないかのいずれかとなる。すなわち、蛍光を発しているかいないか(●と○)の2種類から成る。一方、図3では図示しないが、DNAマイクロアレイ5の本来の検査目的である疾患等の健康状態の検査を行うために用いるDNAプローブが並んだ部分(領域A)では、両者の中間も存在する。
【0022】
図4は本実施形態のDNAマイクロアレイ5を用いた検査システムにおける処理手順を説明するフローチャートである。まずステップS1で、検査システムのシステム制御部1はバーコードリーダ2に、DNAマイクロアレイ5の領域C(図2)に記載されたバーコードを読み取らせる。また、DNAマイクロアレイ読み取り装置3によりハイブリダイゼーションパターンを読み取らせる。
【0023】
DNAマイクロアレイ5の領域Cにあるバーコードは、上述したように、DNAマイクロアレイ5を識別するコードである。システム制御部1はステップS2で、バーコードの読み取り結果からDNAマイクロアレイ5の型を判別する。これにより、検査するDNAマイクロアレイ5がどの疾患を検査するものなのかがわかる。なお、領域Bにおける、被検者を識別するためのDNAプローブの組み合わせが異なるDNAマイクロアレイ5を使用する場合には、その情報もバーコードに入れておく必要がある。この場合、DNAマイクロアレイの型と領域Bのパターンに基づいて個人を識別することになる。なお、本実施形態ではDNAマイクロアレイ5にバーコードで情報を記載し、バーコードリーダ2でその情報を読んでいるが、バーコードの替わりに数字や文字を記載し、スキャナ等でそれを読み込んで認識するようにしても良い。
【0024】
そして、本実施形態のDNAマイクロアレイ5であると判断されると、ステップS3でDNAマイクロアレイ読み取り装置3からの領域Bについてのハイブリダイゼーションパターン画像を処理して数値化する。上述したように、領域Bには、MHC遺伝子に対するおよそ500種類のDNAプローブが配列されている。数値化は、DNAマイクロアレイ5上のどのDNAプローブが被検査者のDNAとハイブリダイゼーションを起こしたかに従って行われる。上述のようにDNAマイクロアレイ5上のDNAプローブは、マトリクス状に規則正しく並んでおり、それぞれのDNAプローブはアドレス(例えば何行何列という位置)で特定できるので、上記数値化は容易である。以下、このような数値化によって得られたコードを個人識別コードと称する。
【0025】
次に、ステップS4で検査システムのCPUは、ステップS3で得られた個人識別コードを記憶装置4内の検査結果データベースにすでに登録されているハイブリダイゼーションパターン画像の数値、すなわち個人識別コードと比較する。検査結果データベースは図5(c)に示すようなデータ構成を有し、ハイブリダイゼーションパターンを数値化した個人識別コード521と、対応する被検査者情報522と、検査結果情報523が対応付けて登録される。同じコードがなければ新規の被検査者と判断し、ステップS5へ進む。ステップS5では、ステップS1で読み取ったバーコードのうちのDNAマイクロアレイ5の製造番号から被検査者情報を取得する(図5の(a)、(b)を参照して後述する)。そしてステップS6において、ステップS3で求めた領域Bのハイブリダイゼーションパターンに対応する数値(個人識別コード521)と被検査者情報522(被検査者の氏名、性別、生年月日等)とを記憶装置4内の検査結果データベースに登録し、ステップS8に進む。
【0026】
本実施形態では、検査依頼を受けた際に被検査者(被検査者情報)と検体番号との対応が記憶装置4に登録される。図5の(a)はこの登録状態を示しており、検査依頼状報500には、被検査者情報501と検体番号502が対応して登録される。そして、検査時には、その前処理として、登録した検体番号と検査に用いるDNAマイクロアレイ5の製造番号の対応が検査処理情報510として記憶装置4に登録される。この様子を図5(b)に示す。検体番号511にDNAマイクロアレイの製造番号512が対応して登録される。従って、上記ステップS5では、領域Cのバーコードから読み取ったDNAマイクロアレイの製造番号から対応する検体番号を特定でき、この検体番号から被検査者情報が取得されることになる。
【0027】
一方、ステップS4で同じ数値があれば、以前に検査を受けたことがある被検査者であると判断し、ステップS7へ進む。ステップS7では、記憶装置4内の検査結果データベースからその被検査者の過去の検査結果を読み出す。なお、DNAマイクロアレイ以外での検査結果も検査結果データベースに登録されていれば、このときにそれらの結果も読み出されるようにしてもよい。
【0028】
次に本DNAマイクロアレイ5の本来の目的である疾患の検査を行う。ステップS8では、検査疾患に対するDNAプローブが配列された領域A(図3)におけるハイブリダイゼーションパターン画像を処理する。そしてステップS9で検査対象の各疾患に関する陽性度を算出し、記憶装置4内の検査結果データベースに登録する。なお、本実施形態では各疾患に関する陽性度を算出しているが、検査の種類に応じて疾患の治癒の程度、治療法の選択等の情報を求めることになるであろう。
【0029】
ステップS10で、図示しないモニターに被検査者情報、今回の検査結果、もしあるなら過去の検査結果を表示し、及び/又は図示しないプリンターでそれらを印刷する。被検査者のみがその結果を見る場合でも、医師がその結果を見て診断をする場合でもその過去の検査結果は疾患の予防、経過観察をしていく上で重要なものとなる。
【0030】
なお、本実施形態ではMHC遺伝子に対するおよそ500種類のDNAプローブを用いているが、被検査者の識別に用いる他の情報との兼ね合いでその数を減らすこともできる。例えば被検査者の氏名、生年月日も被検査者の識別に用いて、DNAマイクロアレイ上にはMHC遺伝子に対するおよそ200種類のDNAプローブを配列するといったことも可能である。
【0031】
また、本実施形態ではMHC遺伝子に対するDNAプローブを用いているが、一塩基多型(single nucleotide polymorphism;SNPs)と呼ばれる遺伝子群も個人識別に適した遺伝子群として利用可能である。この遺伝子群は、MHC遺伝子を搭載したDNAマイクロアレイに、さらに情報を付加する目的で加えることも可能である。
【0032】
以上のように、本実施形態のDNAマイクロアレイは、被検査者を識別するのに利用可能な第1のDNAプローブ群(領域B)と、被検査者の健康状態を検査するのに利用可能な第2のDNAプローブ群(領域A)とを備える。このため被検査者を確実に識別、特定して健康状態の検査を行うことができる。
【0033】
また、本実施形態によれば、上記第1のDNAプローブ群が主要組織適合性抗原の遺伝子に対するプローブで構成されているので、被検査者を識別、特定する確率が極めて高くなり、かつ安定した被検査者識別が可能となる。
【0034】
また、本実施形態によれば、第1もしくは第2のDNAプローブ群の少なくとも何れかのプローブ構成を識別するためのプローブ識別表示(領域C)を更に有する。例えば、プローブ識別表示が第2のDNAプローブ群の構成を識別するものとすれば、複数種類の検査目的に対応して異なる複数種類の第2のDNAプローブ群(領域A)を使用することが可能となる。この結果、必要な検査を確実に行うことができる。
【0035】
また、本実施形態によれば、DNAマイクロアレイ自身を識別する識別表示(製造番号)が含まれる。この識別表示を利用することにより、例えば、初めて検査を受ける被検査者で登録されていなくても、被検査者との対応を確実に取ることができるようになる。
【0036】
また、上記実施形態の検査システムによれば、被検査者を識別するのに利用可能な第1のDNAプローブ群(領域B)と被検査者の健康状態を検査するのに利用可能な第2のDNAプローブ群(領域A)とを含むDNAマイクロアレイ(5)におけるハイブリダイゼーションパターンを読み取り(DNAマイクロアレイ読み取り装置3、S1)、読み取られたハイブリダイゼーションパターンより第1のDNAプローブ群に対応するパターンを解析して被検査者を識別し(S3)、読み取られたハイブリダイゼーションパターンより、前記第2のDNAプローブ群に対応するパターンを解析して検査情報を生成する(S8、S9)。
【0037】
以上のように、検査システムは、DNAマイクロアレイのハイブリダイゼーションパターンを読み取って、例えば記憶装置4に記憶された情報を参照して被検査者を識別し、かつ必要な健康状態を検査する。このため、検査者が面倒な作業をすることなく、確実に被検査者を識別して必要な検査を実行することができる。また、記憶装置にその検査結果を記憶することもできる。
【0038】
また、本実施形態の検査システムは、被検査者と過去の検査結果を記憶しておき(記憶装置4)、上記識別された被検査者の過去の検査結果を読み出す。これにより、容易に過去の変化を考慮した健康状態を知ることができる。例えば病院で検査を受ける場合に、会社内での健康診断の際に同じ検査機関でのDNAマイクロアレイを用いた検査を受けていれば、被検査者を容易に識別して過去の検査結果を呼び出せるので、今回の結果と比較して診断に役立てることができる。
【0039】
このように、本実施形態の検査システムによれば、被検者が過去にDNAマイクロアレイを用いた健康状態の検査を受けたことがあるかどうかを確実に判断でき、検査を受けたことがある場合には今回の検査結果と共に過去の検査結果を提示することができる。
【0040】
また、上記DNAマイクロアレイは、第1プローブ群(領域B)のプローブ構成を示す第1識別表示(例えば領域Cのバーコード)を有し、ハイブリダイゼーションパターンと第1識別表示を読み取り(S1、バーコードリーダ2、DNAマイクロアレイ読み取り装置3)、第1識別表示に基づいて認識される第1DNAプローブ群の構成に基づいて、該第1DNAプローブ群のハイブリダイゼーションパターンを解析する。
【0041】
また、上記DNAマイクロアレイは、前記第2プローブ群のプローブ構成を示す第2識別表示を有し、ハイブリダイゼーションパターンと第2識別表示を読み取り、第2識別表示に基づいて認識される第2DNAプローブ群の構成に基づいて、該第2DNAプローブ群のハイブリダイゼーションパターンを解析する。識別結果に応じて被検査者の健康状態の検査を行うので、検者が面倒な作業を行わずに、必要な検査を確実に行うことができる。
【0042】
また、上記DNAマイクロアレイは自身を特定する識別表示を有し、該識別表示に基づいて被検査者を特定可能としている。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、DNAマイクロアレイを用いて健康状態の検査を行う際に、被検査者を確実に識別、特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態のDNAマイクロアレイを用いた検査システムのブロック構成図である。
【図2】本実施形態に使用するDNAマイクロアレイの模式図である。
【図3】ハイブリダイゼーションパターンの例の模式図である。
【図4】本実施形態の検査システムにおける処理手順を説明するフローチャートである。
【図5】本実施形態による登録データのデータ構成例を示す図である。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a testing technique using a so-called DNA microarray for testing a health condition by testing a gene from a sample such as blood.
[0002]
[Prior art]
In a sample test using the subject's blood, saliva, urine, etc., enter the sample number for each container containing the sample, except for those that give simple results on the spot. After recording the correspondence so that it can be understood, the analysis is performed by the test device or the sample is sent to the test facility.
[0003]
In the case of performing a health checkup for the purpose of preventing a disease by the above-mentioned specimen test or when observing the course of the disease, comparison with past test results is important or necessary. At this time, when performing a medical examination in a company or an examination for a patient at a hospital, the examinee is managed by an identification number (ID number) or the like. It is relatively easy to see the results. However, if the identification number is incorrectly input when searching for a subject, the test result of another subject will be referred to.
[0004]
On the other hand, if a person undergoes a personal health checkup or receives a test by mail or courier, the identification number of the subject is already registered for the second and subsequent tests. Often. In this case, if the subject correctly remembers his / her own identification number or has a card or the like on which the identification number is written, the subject is identified and specified, and the past test results are referred to. It is easy. However, if the subject does not correctly remember the identification number or loses the card or the like on which the identification number is written, it becomes difficult to search past test records of the subject.
[0005]
Further, when trying to identify and identify the subject from the name and the date of birth, the same name and date of birth may be the same person, and it is not sufficient to reliably identify the subject. When the address and the telephone number are used, they may be changed. Therefore, there is a problem in reliability in identifying the subject. In addition, if the subject is present, there is a possibility that fingerprints, voiceprints, irises, retinal patterns, and the like can be used to identify and specify the subject. However, in the case of a sample alone, it is not possible to identify and specify by these methods.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-147231 A
[Problems to be solved by the invention]
As described above, it is difficult to reliably identify and identify the subject by the conventional method, and in many cases, past test data cannot be searched.
[0008]
Recently, it has become possible to use a DNA microarray (also referred to as a DNA chip) to diagnose some cancers and determine liver function as one of the sample testing methods. In the future, it is expected that tests using such a DNA microarray, such as diagnosis of various diseases and selection of a treatment method, will become possible. However, even in an inspection using a DNA microarray, management is performed by writing a number or a barcode on the DNA microarray itself by engraving or the like. Alternatively, it has been proposed that a DNA microarray incorporates an IC memory to store and manage the name, gender, number, and the like of a subject (see Patent Document 1). However, no method has been proposed for reliably identifying and specifying a subject corresponding to the DNA microarray.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described problem, and it is an object of the present invention to reliably identify and specify a subject when performing a health test using a DNA microarray.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An inspection method using the DNA microarray according to the present invention for achieving the above object,
Reading to read a hybridization pattern in a DNA microarray including a first DNA probe group that can be used to identify the subject and a second DNA probe group that can be used to test the health condition of the subject Process and
An identification step of analyzing a pattern corresponding to the first DNA probe group from the hybridization pattern read in the reading step to identify a subject;
Generating a test information by analyzing a pattern corresponding to the second DNA probe group from the hybridization pattern read in the reading step.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 shows a block diagram of an inspection system using a DNA microarray in the present embodiment. The output of a barcode reader 2, the input / output of a DNA microarray reader 3, and the input / output of a storage device 4 such as a hard disk are connected to a system control unit 1 that controls the entire system.
[0013]
The DNA microarray 5 is subjected to the following reaction in advance. DNA is extracted with a DNA extractor from the blood collected from the subject, and the extracted DNA is subjected to a hybridization reaction with the DNA microarray 5 in a reaction device.
[0014]
The DNA microarray 5 is composed of tens to hundreds of thousands of DNA probes arranged at high density on a solid surface such as a glass plate of about 1 inch square. By performing a hybridization reaction with sample DNA using the DNA microarray 5, it is characterized in that many genes can be tested at once. Further, these DNA probes are regularly arranged in a matrix, and the feature is that the address (for example, the number of rows and the number of columns) of each DNA probe can be easily taken out as information. Known genes to be tested include gene polymorphisms of individuals as well as disease-related genes.
[0015]
FIG. 2 shows a DNA microarray 5 of the present embodiment. In the drawing, DNA probes having different sequences are bound to the regions indicated by ○. A region A in FIG. 2 is provided with a DNA probe group used for testing the health condition of a disease or the like, which is the original test purpose of the DNA microarray 5, and forms a test DNA probe sequence portion. . In the region A, only a DNA probe for testing a disease to be tested may be arranged, or if there is room, DNA probes for a plurality of diseases are arranged, and You may make it detect only a DNA probe.
[0016]
On the other hand, a region B in FIG. 2 is a portion where DNA probe groups for identifying a subject are arranged. In the present embodiment, approximately 500 types of DNA probes for the major histocompatibility complex (MHC) gene are used as the DNA probes for identification arranged in the region B. Then, the subject is identified from a hybridization pattern image obtained by reacting the DNA probe group in the region B with the DNA of the subject.
[0017]
The MHC gene is a region where genes of the immune system are most concentrated in the human genome, and its nucleotide sequence has recently been clarified (Nature volume 401, p921-923, 1999) and has attracted attention. This sequence contains a gene involved in the determination of conformity / incompatibility in bone marrow transplantation, organ transplantation and the like. At present, the determination of conformity / incompatibility in organ transplantation and bone marrow transplantation is performed by testing using leukocytes, but testing using leukocytes is time-consuming and has a small amount of information. Is expected to become mainstream. There are three types of MHC (HLA antigen in the case of human) as class I antigens, HLA-A, B and C, and three types of class II antigens as HLA-DR, DQ and DP.
[0018]
Each individual receives a total of 12 antigens, one from each of their parents, which is the "type" of that individual. On the other hand, at present, about 1000 types of genes including HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR, HLA-DQ, and HLA-DP have been identified. Newer MHC genes are being elucidated one after another, and the number is expected to increase further in the future. Since only 12 genes are selected from among 1000 or more genes, it is considered extremely rare that a combination of each type with another person is matched. In fact, in the case of bone marrow transplantation and organ transplantation, the above-mentioned combinations of types rarely match. This indicates that the pattern of the MHC gene is rich in variations, and can be considered as a gene group suitable for individual identification. Also, this group of genes does not change with age. In the present embodiment, utilizing such a situation, an individual is identified using a DNA probe for 500 of the above 1,000 or more genes.
[0019]
A region C in FIG. 2 is a portion on which a barcode is described, and a barcode indicating the type of the DNA microarray 5 and a manufacturing number by which each of them can be identified is recorded. The barcode may be printed directly on the DNA microarray 5, or may be printed and pasted on paper or the like.
[0020]
In the present embodiment, the portion where the DNA probes for identifying the subject are arranged and the portion where the DNA probes used for examining a health condition such as a disease are clearly separated, but for each probe, If they are managed by address, there is no problem even if both are mixed.
[0021]
Now, the DNA microarray 5 after the above-mentioned hybridization reaction is as shown in FIG. 3, for example. In the figure, the region indicated by ● emits fluorescence with a probe that has formed a hybrid with the DNA of the subject. The pattern formed by ● is a hybridization pattern. In the portion where the DNA probes for identifying the subject are arranged (region B), the result of the hybridization reaction is binary, and either the hybridization reaction is performed or not. That is, it is composed of two types, that is, whether or not it emits fluorescence (● and ○). On the other hand, although not shown in FIG. 3, in a portion (region A) where DNA probes used for testing the health state of a disease or the like, which is the original test purpose of the DNA microarray 5, there is also an intermediate between the two.
[0022]
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure in the inspection system using the DNA microarray 5 of the present embodiment. First, in step S1, the system control unit 1 of the inspection system causes the barcode reader 2 to read the barcode described in the area C (FIG. 2) of the DNA microarray 5. The hybridization pattern is read by the DNA microarray reader 3.
[0023]
The barcode in the region C of the DNA microarray 5 is a code for identifying the DNA microarray 5, as described above. In step S2, the system control unit 1 determines the type of the DNA microarray 5 from the barcode reading result. Thus, it is possible to determine which disease the DNA microarray 5 to be tested is for. When a DNA microarray 5 having a different combination of DNA probes for identifying a subject in the region B is used, it is necessary to put that information in a barcode. In this case, the individual is identified based on the type of the DNA microarray and the pattern of the region B. In the present embodiment, information is described in a barcode on the DNA microarray 5 and the information is read by the barcode reader 2. However, numbers and characters are described instead of the barcode, and the information is read by a scanner or the like. You may make it recognize.
[0024]
If it is determined that the DNA microarray 5 is the DNA microarray 5 of the present embodiment, the hybridization pattern image for the region B from the DNA microarray reader 3 is processed and digitized in step S3. As described above, in region B, approximately 500 types of DNA probes for the MHC gene are arranged. The digitization is performed according to which DNA probe on the DNA microarray 5 has hybridized with the DNA of the subject. As described above, the DNA probes on the DNA microarray 5 are regularly arranged in a matrix, and each DNA probe can be specified by an address (for example, a position of a certain number of rows and a certain number of columns). Hereinafter, the code obtained by such digitization is referred to as a personal identification code.
[0025]
Next, in step S4, the CPU of the inspection system compares the personal identification code obtained in step S3 with the numerical value of the hybridization pattern image already registered in the inspection result database in the storage device 4, that is, the personal identification code. . The test result database has a data structure as shown in FIG. 5C, and a personal identification code 521 obtained by digitizing a hybridization pattern, corresponding subject information 522, and test result information 523 are registered in association with each other. Is done. If the same code does not exist, it is determined that the subject is a new subject, and the process proceeds to step S5. In step S5, the subject information is obtained from the production number of the DNA microarray 5 in the barcode read in step S1 (described later with reference to FIGS. 5A and 5B). Then, in step S6, the numerical value (personal identification code 521) corresponding to the hybridization pattern of the area B obtained in step S3 and the subject information 522 (name, gender, date of birth, etc. of the subject) are stored in the storage device. 4, and the process proceeds to step S8.
[0026]
In the present embodiment, when a test request is received, the correspondence between the subject (test subject information) and the sample number is registered in the storage device 4. FIG. 5A shows this registration state, in which the subject information 501 and the sample number 502 are registered in the test request report 500 in association with each other. At the time of the test, the correspondence between the registered sample number and the serial number of the DNA microarray 5 used for the test is registered in the storage device 4 as test process information 510 as preprocessing. This state is shown in FIG. The serial number 512 of the DNA microarray is registered in correspondence with the sample number 511. Therefore, in the above step S5, the corresponding sample number can be specified from the production number of the DNA microarray read from the barcode in the region C, and the subject information is obtained from this sample number.
[0027]
On the other hand, if the same numerical value is found in step S4, it is determined that the subject has been examined before and the process proceeds to step S7. In step S7, the past inspection result of the subject is read from the inspection result database in the storage device 4. If the test results other than the DNA microarray are also registered in the test result database, those results may be read at this time.
[0028]
Next, a test for a disease which is an original purpose of the DNA microarray 5 is performed. In step S8, the hybridization pattern image in the region A (FIG. 3) where the DNA probe for the test disease is arranged is processed. Then, in step S9, the positivity of each disease to be tested is calculated and registered in the test result database in the storage device 4. In the present embodiment, the positivity for each disease is calculated, but information such as the degree of cure of the disease and the selection of a treatment method will be obtained in accordance with the type of test.
[0029]
In step S10, the subject information, the current test result, and the past test result, if any, are displayed on a monitor (not shown), and / or printed by a printer (not shown). Regardless of whether the examinee only looks at the results or the doctor looks at the results and makes a diagnosis, the past test results are important in preventing and monitoring the disease.
[0030]
In this embodiment, about 500 types of DNA probes for the MHC gene are used, but the number can be reduced in consideration of other information used for identifying the subject. For example, the name and the date of birth of the subject can also be used to identify the subject, and about 200 types of DNA probes for the MHC gene can be arranged on the DNA microarray.
[0031]
In this embodiment, a DNA probe for the MHC gene is used, but a group of genes called single nucleotide polymorphism (SNPs) can also be used as a group of genes suitable for personal identification. This group of genes can be added to a DNA microarray carrying the MHC gene for the purpose of adding further information.
[0032]
As described above, the DNA microarray of the present embodiment can be used to examine the health condition of the subject, with the first DNA probe group (region B) that can be used to identify the subject. A second DNA probe group (region A). Therefore, it is possible to reliably identify and specify the subject and to perform a health condition test.
[0033]
Further, according to the present embodiment, since the first DNA probe group is composed of the probes for the genes of the major histocompatibility antigens, the probability of identifying and specifying the subject becomes extremely high and is stable. The subject can be identified.
[0034]
Further, according to the present embodiment, there is further provided a probe identification display (region C) for identifying a probe configuration of at least one of the first and second DNA probe groups. For example, if the probe identification display identifies the configuration of the second DNA probe group, it is possible to use a plurality of different types of second DNA probe groups (region A) corresponding to a plurality of types of test purposes. It becomes possible. As a result, necessary inspections can be reliably performed.
[0035]
Further, according to the present embodiment, the identification information (manufacturing number) for identifying the DNA microarray itself is included. By using this identification display, for example, even if the subject to be tested for the first time is not registered, correspondence with the subject can be surely taken.
[0036]
Further, according to the test system of the above embodiment, the first DNA probe group (region B) that can be used to identify the subject and the second DNA probe that can be used to test the health of the subject. The hybridization pattern in the DNA microarray (5) including the DNA probe group (region A) is read (DNA microarray reader 3, S1), and the pattern corresponding to the first DNA probe group is determined from the read hybridization pattern. The subject is analyzed to identify the subject (S3), and a pattern corresponding to the second DNA probe group is analyzed from the read hybridization pattern to generate test information (S8, S9).
[0037]
As described above, the test system reads the hybridization pattern of the DNA microarray, identifies the subject by referring to the information stored in the storage device 4, and tests the necessary health condition. For this reason, it is possible to reliably identify the subject to be inspected and execute the necessary inspection without performing any troublesome work by the inspector. Further, the inspection result can be stored in a storage device.
[0038]
Further, the inspection system of the present embodiment stores the subject and past test results (storage device 4), and reads out the past test results of the identified subject. As a result, it is possible to easily know the health condition in consideration of past changes. For example, when receiving a test at a hospital, if a person using a DNA microarray at the same test institution at the time of a medical checkup in a company, the subject can be easily identified and past test results can be called up. Therefore, it can be used for diagnosis in comparison with the present results.
[0039]
As described above, according to the test system of the present embodiment, it is possible to reliably determine whether or not the subject has undergone a health condition test using a DNA microarray in the past, and may have undergone the test. In this case, past test results can be presented together with the current test results.
[0040]
Further, the DNA microarray has a first identification (for example, a barcode in the area C) indicating the probe configuration of the first probe group (area B), and reads the hybridization pattern and the first identification (S1, bar). The code reader 2, the DNA microarray reader 3) analyzes the hybridization pattern of the first DNA probe group based on the configuration of the first DNA probe group recognized based on the first identification display.
[0041]
The DNA microarray has a second identification indicating the probe configuration of the second probe, reads the hybridization pattern and the second identification, and recognizes the second DNA probe based on the second identification. The hybridization pattern of the second DNA probe group is analyzed on the basis of the above structure. Since the examination of the health condition of the subject is performed according to the identification result, the required test can be reliably performed without the troublesome work of the examiner.
[0042]
In addition, the DNA microarray has an identification to identify itself, and the subject can be identified based on the identification.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reliably identify and specify a subject when performing a health test using a DNA microarray.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block configuration diagram of an inspection system using a DNA microarray according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram of a DNA microarray used in the present embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram of an example of a hybridization pattern.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure in the inspection system according to the embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a data configuration example of registration data according to the embodiment;

Claims (1)

被検査者を識別するのに利用可能な第1のDNAプローブ群と被検査者の健康状態を検査するのに利用可能な第2のDNAプローブ群とを含むDNAマイクロアレイにおけるハイブリダイゼーションパターンを読み取る読取工程と、
前記読取工程で読み取られたハイブリダイゼーションパターンより第1のDNAプローブ群に対応するパターンを解析して被検査者を識別する識別工程と、
前記読取工程で読み取られたハイブリダイゼーションパターンより、前記第2のDNAプローブ群に対応するパターンを解析して検査情報を生成する生成工程とを備えることを特徴とするDNAマイクロアレイを用いた検査方法。
Reading to read a hybridization pattern in a DNA microarray including a first DNA probe group that can be used to identify the subject and a second DNA probe group that can be used to test the health condition of the subject Process and
An identification step of analyzing a pattern corresponding to the first DNA probe group from the hybridization pattern read in the reading step to identify a subject;
A generating step of analyzing a pattern corresponding to the second DNA probe group from the hybridization pattern read in the reading step to generate test information, the test method using a DNA microarray.
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