JP2008243052A - バーコードおよびこれを利用した情報表示方法と検体容器と検体管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】狭い領域に対しても適用可能なバーコードと可読性文字列とを表記する技術を提供する。
【解決手段】バーコードは、これを構成する複数の直線からなるパターンの輪郭が可読性文字列の形状に一致している。
【選択図】 図４

Description

本発明はバーコードに関し、また、バーコードを用いた情報表示方法、バーコードを表記した検体容器、バーコードを利用した検体管理方法に関する。

近年、遺伝子検出技術の発展に伴い、個別化医療の実現に向けたヒト遺伝子の研究が行われるようになっている。例えば、ヒトの遺伝子型は疾患のリスクファクターとして捉えることができ、糖尿病、高血圧、心筋梗塞などへの易罹患性の指標として使用できることが分かってきている。また、医薬品の奏効性、及び／又は、副作用の有無、強さなども、個人の遺伝型との間に関連性があり、例えば、経口抗凝固薬であるワーファリンの場合、必要投与量と服用患者のチトクロームＰ４５０ ＣＹＰ２Ｃ９の１塩基多型との間に関連性が見出されており、非特許文献１には、ワーファリン投与に伴う有害イベントのリスク増大に、その主たる代謝酵素であるチトクロームＰ４５０に属するＣＹＰ２Ｃ９遺伝子の多型が関与していることが報告され、患者のＣＹＰ２Ｃ９の多型を検査することによって、ワーファリンの有害イベントを回避できる可能性が示唆されている。

このような遺伝子多型を検出する技術の一つとして、微量の核酸を大幅に増幅する方法が種々考案され、試料中の微量な核酸を増やすことが可能になっている。核酸増幅法として最もよく知られている方法は、ＰＣＲ（ポリメラーゼ・チェーン・リアクション）法である。この方法は目的遺伝子を含む領域の３’側と５’側の核酸配列に相補的な核酸断片（プライマー）を調整し、それを核酸の材料である塩基とともに試料と混合し、ＤＮＡポリメラーゼという核酸合成酵素を働かせて目的核酸を合成する方法である。この方法は、（１）熱変性による２本鎖ＤＮＡの解離、（２）プライマーとのアニーリング、（３）ＤＮＡポリメラーゼによる相補鎖合成、の３反応の繰り返し（通常１５〜４０サイクル）からなる。このとき、２本鎖のＤＮＡを加熱し、１本鎖に解離するのであるが、使用するＤＮＡポリメラーゼを耐熱菌由来のものとすることによって、１サイクルごとに新たなＤＮＡポリメラーゼを補給することなく、温度変化のみによる反応の繰り返しによって、核酸増幅を行うことが可能である。

また、核酸増幅時に用いるプライマーに抗原または抗体を結合し、その抗原または抗体を認識する抗体または抗原を結合した粒子、あるいは抗原または抗体と特異的に結合する物質を表面に結合した粒子と混合することで粒子の凝集を生じることを利用して、増幅された目的核酸を検出する方法が、特許第３５４５１５８号公報に開示されている。この技術を用いて遺伝子の突然変異を検出するには、次のような検出原理に従うことになる。

核酸増幅の原料となる核酸断片に抗原を結合し、その核酸断片を使用して、何らかの核酸増幅処理を行う。試料核酸中に変異を有する部分を含む目的遺伝子が存在すれば、添加した抗原結合核酸断片を原料にして、核酸増幅法によって目的遺伝子が大量に合成される。増幅された目的遺伝子のほとんどは抗原を結合した核酸断片より合成されているので、その両端には、抗原を結合した形となっている。また増幅された核酸には変異の部分が含まれている。この抗原に対して、親和性を有する抗体を結合した粒子を、核酸増幅後の試料に添加すれば、増幅された遺伝子と反応して凝集を生じる。生じた凝集の程度は目視、あるいは濁度、吸光度、等により測定が可能である。このとき、増幅した核酸中に突然変異が存在することにより、正常な検体であれば切断されることのない遺伝子中に、ある制限酵素の切断部位が出現した場合、その制限酵素を増幅遺伝子に作用することによって、切断されれば粒子の凝集の程度は低下するし、切断されなければ粒子の凝集の程度には変化のないことがわかる。このように遺伝子変異の存在によって、正常検体では特定の制限酵素で切断されていた箇所が切断されなくなる場合もある。よって、核酸増幅後の試料に対して制限酵素を作用させたものと作用させていなものを調製し、その両方に対して凝集反応の程度を調べることによって、その遺伝子内の突然変異の有無を調べることができる。
特許第３５４５１５８号公報 Association between CYP2C9 genetic variants and anticoagulation-related outcomes during warfarin therapy. JAMA: the Journal of the American Medical Association 287: 1690-1698, 3 Apr 2002 - USA

上述のように遺伝子検査に係わる個別の技術に関しては広く公知となっているが、実際に臨床検査として運用する場合には、検体ごとに異なる検査項目を間違えることなく、正しくすべての工程を実行することが求められる。正しく検査を実施するための方法として、上述した遺伝子検査に係わるすべての工程を自動化し、検体と検査項目の確認を行うことが想起されるが、遺伝子検査を行う必要がある検体は、従来の生化学検査や免疫検査などと比べ、検査数が非常に少ないことが予想される。したがって、システムの自動化が有効になるまで検査数が増加するまでは、検査工程は人の手によるマニュアル検査にならざるを得ない。上述した従来の技術の組み合わせでは、遺伝子検出に係わる個別の技術が開示されているのみであり、検査ミスを防止することは難しい。一方、臨床検査における検査管理は、１次元または２次元のバーコードシステムを適用することが多く、さらに作業者がバーコードの内容を目視確認できるようにバーコードとともに、そのバーコードの内容を示す可読性文字列とともに併記する場合が多い。しかしながら、遺伝子検査に不可欠な核酸増幅反応に用いる反応容器は非常に小さく、バーコードを貼るために利用できる範囲が小さい。核酸増幅反応に一般に使用される反応容器は、ＰＣＲチューブと呼ばれ、直径５ｍｍ程度、高さ１０ｍｍ程度であり、表示領域は高さ５ｍｍ程度の円柱範囲である。このような状況を鑑み、狭い領域に対しても適用可能なバーコードと可読性文字列とを表記する技術の提供が求められる。

本発明によるバーコードは、これを構成する複数の直線からなるパターンが可読性文字列の形状を包含している。

本発明による情報表示方法は、バーコードを構成するパターンに可読性文字列の形状を包含させる。

本発明による検体容器は、可読性文字列の形状を包含している複数の直線からなるパターンからなるバーコードが表記されている。

本発明による検体管理方法は、検体検査に使用する容器のすべてに検体のＩＤを符号化したバーコードをはり付ける検査準備工程と、検体検査の工程間で前記検体を受け渡す際に使用する二つの容器にはり付けられたバーコードを読み取って両者が一致していることを確認する確認工程とを含み、前記検査準備工程は、少なくとも検査試薬を含む容器に、可読性文字列の形状を包含している複数の直線からなるパターンからなるバーコードをはり付けることを含む。

本発明によれば、狭い領域に対しても適用可能なバーコードと可読性文字列とを表記する技術が提供される。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。ここでは、検体検査の一例として、遺伝子変異の検出について説明する。

＜構成＞
遺伝子検査システムは、図１に示すように、医師からの検査依頼を受け付けて、院内ＬＡＮを通じて遺伝子検査項目とサンプルＩＤ番号を受け取り、さらに容器にはり付けたバーコードに基づいて検査工程の管理を行う遺伝子検査用ホストコンピューター２１と、検査項目名とサンプルＩＤとそれらのバーコードを検査指示書２４に印刷するバーコードプリンター２２と、容器にはり付けたバーコードを読み取るバーコードリーダー２３と、ポリメラーゼ連鎖反応を実行する際に溶液温度を制御するサーマルサイクラー３１と、ポリスチレンラテックス粒子の凝集状態を光学的に測定する吸光度計３２とを有している。

この遺伝子検査システムにおいては、被検者から採取した血液を収容するための採血管１１と、被検者の血液から抽出した核酸を収容するための核酸回収容器１２と、抽出した核酸の関心領域を増幅するためのＰＣＲチューブ１３と、ビーズ試薬と増幅産物を混合して凝集反応を生じさせるための凝集反応用容器１４とを使用する。ここで用いることのできるビーズ試薬には、種々のラテックス粒子、例えば、ポリスチレンラテックス粒子を用いることができる。ＰＣＲチューブ１３は、ビオチン化プライマーと耐熱ポリメラーゼを含むＰＣＲ試薬があらかじめ分注され、冷凍保存されている。凝集反応用容器１４には、ビーズ試薬として、例えば、標的核酸を標識したビオチンに結合するストレプトアビジンを表面に結合したポリスチレンラテックス粒子と、目的遺伝子に変異がある場合に切断反応を生じさせる制限酵素とが順次分注される。

＜作用＞
次に、遺伝子検査システムの作用について検査の工程を追って説明する。

［検査準備］
遺伝子検査用ホストコンピューター２１は、医師からの依頼に基づいて、検査指示書２４を発行する。検査指示書２４には、図３に示すように、検査項目名とそのバーコード、サンプルＩＤとそのバーコードが記載されている。サンプルＩＤのバーコードは、それぞれ、採血管１１と核酸回収容器１２とＰＣＲチューブ１３と凝集反応用容器１４用に、四つが印刷されている。サンプルＩＤの四つのバーコードはいずれもシールになっている。

検査指示書２４に記載された検査項目名に対応するＰＣＲ試薬の入ったＰＣＲチューブ１３を選択する。ＰＣＲチューブ１３には、図２に示すように、検査項目名のバーコードがあらかじめはり付けられている。この検査項目名のバーコードは、図４に示すように、これを構成する複数の直線からなるパターンの輪郭が検査項目名の可読性文字列の形状に一致している。言い換えれば、検査項目名を示す可読性文字列が、検査項目名を符号化したバーコードのパターンで塗られている。したがって、作業者は検査項目に対応するＰＣＲチューブ１３を目視によって識別し得る。

ＰＣＲチューブ１３にはり付けられている検査項目名のバーコードをバーコードリーダー２３で読み取る。

検査指示書２４に記載されている検査項目名のバーコードをバーコードリーダー２３で読み取る。

遺伝子検査用ホストコンピューター２１により、両者のバーコードが一致することを確認する。

検査指示書２４に添付されているサンプルＩＤを符号化したバーコードの四つのシールを、それぞれ、採血管１１と核酸回収容器１２とＰＣＲチューブ１３と凝集反応用容器１４にはり付ける。ＰＣＲチューブ１３にはり付けるシールには、図４に示したバーコードと同様に、サンプルＩＤを示す可読性文字列の形状にパターンの輪郭が一致しているサンプルＩＤを符号化したバーコードが単記されている。また、採血管１１と核酸回収容器１２と凝集反応用容器１４にはり付けるシールには、図６に示すように、サンプルＩＤを符号化したバーコードとサンプルＩＤを示す可読性文字列とが併記されている。

［サンプル採取］
採血管１１に被検者の血液を採取する。

［核酸抽出］
採血管１１にはり付けたバーコードをバーコードリーダー２３で読み取る。

核酸回収容器１２にはり付けたバーコードをバーコードリーダー２３で読み取る。

遺伝子検査用ホストコンピューター２１により、両者のバーコードが一致することを確認する。

遺伝子検査用ホストコンピューター２１は、両者が一致する場合にはＯＫや○などを表示し、また、両者が一致しない場合には、ＮＧや×などを表示し、警報を出す。

公知の手法（エタノール沈殿法やフェノールクロロホルム法など）によって被検者の血液から核酸を抽出する。

採血管１１から抽出した核酸を回収して核酸回収容器１２に収容する。

［核酸増幅、標識］
核酸回収容器１２にはり付けたバーコードをバーコードリーダー２３で読み取る。

ＰＣＲチューブ１３にはり付けたバーコードをバーコードリーダー２３で読み取る。

遺伝子検査用ホストコンピューター２１により、両者のバーコードが一致することを確認する。

遺伝子検査用ホストコンピューター２１は、両者が一致する場合にはＯＫや○などを表示し、また、両者が一致しない場合には、ＮＧや×などを表示し、警報を出す。

核酸回収容器１２からＰＣＲチューブ１３に抽出した核酸溶液を分注する。

ＰＣＲチューブ１３をサーマルサイクラー３１にセットする。

あらかじめ適正にプログラムされた温度サイクルを実行する。

［核酸検出］
ＰＣＲチューブ１３にはり付けたバーコードをバーコードリーダー２３で読み取る。

凝集反応用容器１４にはり付けたバーコードをバーコードリーダー２３で読み取る。

遺伝子検査用ホストコンピューター２１により、両者のバーコードが一致することを確認する。

遺伝子検査用ホストコンピューター２１は、両者が一致する場合にはＯＫや○などを表示し、また、両者が一致しない場合には、ＮＧや×などを表示し、警報を出す。

ＰＣＲチューブ１３から凝集反応用容器１４に増幅産物を分注する。

ビーズ試薬として、例えば、標的核酸を標識したビオチンに結合するストレプトアビジンを表面に結合したポリスチレンラテックス試薬を凝集反応用容器１４に分注する。

あらかじめ決められた反応時間を経過後、凝集反応用容器１４から測定用キュベットに反応溶液を分注する。

測定用キュベットを吸光度計３２にセットし、吸光度を測定する。

さらに、目的遺伝子に変異がある場合に切断反応を生じさせる制限酵素を凝集反応用容器１４に分注する。

あらかじめ決められた反応時間を経過後、凝集反応用容器１４から測定用キュベットに反応溶液を分注する。

測定用キュベットを吸光度計３２にセットし、吸光度を測定する。

ここで得られた２つの吸光度を比較することによって、目的遺伝子内に変異があるかどうかを判定する。

［検査結果入力］
凝集反応用容器１４にはり付けたバーコードをバーコードリーダー２３で読み取る。

被検者用検査結果入力シートを呼び出す。

被検者用検査結果入力シートに変異の有無を入力する。

＜効果＞
本実施形態によれば、検体をとり間違えることなく、遺伝子検査が実施される。

これまで、図面を参照しながら本発明の一実施形態を述べたが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。いくつかの変形例を以下に述べる。

（第一変形例）
本実施形態では、ビーズ試薬として、ポリスチレンラテックスビーズの凝集の程度を測定する計器に吸光度計を使用しているが、測定計器は、ポリスチレンラテックスビーズの凝集の程度を測定できさえすればよく、これに何ら限定されるものではない。したがって、実施形態中の吸光度計を、公知の吸光度測定機能を有する生化学分析装置に変更してもよい。このように臨床検査室にすでに設置してある分析装置を利用することにより、新規に吸光度計を設置する必要がない。

（第二変形例）
本実施形態では、検体検査（遺伝子検査）の工程間で検体を受け渡す際に使用する二つの容器にはり付けられたバーコードをバーコードリーダー２３で読み取り、バーコードに符号化されているサンプルＩＤが一致していることを遺伝子検査用ホストコンピューター２１により確認しているが、さらに、読み取ったバーコードに符号化されているサンプルＩＤを遺伝子検査用ホストコンピューター２１により記録してもよい。これより、検体の受け渡しの事実が記録され、検査結果が保証される。

（第三変形例）
本実施形態では、採血管１１と核酸回収容器１２と凝集反応用容器１４にはり付けるシールは、図６に示すように、従来の形式のバーコードと可読性文字列とを併記したものあるが、これに代えて、図４に示したように、サンプルＩＤを示す可読性文字列の形状に一致した輪郭をもつパターンからなるバーコードを単記したものとしてもよい。その結果、バーコードをはり付けるスペースが小さくてすむ。

（第四変形例）
本実施形態では、ＰＣＲチューブ１３にはり付けるバーコードは、図４に示すように、可読性文字列の形状に一致した輪郭をもつ複数の直線からなるパターンで構成されているが、これに限定されるものではなく、バーコードを構成する複数の直線からなるパターンが可読性文字列の形状を包含してさえすればよく、例えば、図５に示すように、可読性文字列の形状で型抜きされた複数の直線からなるパターンで構成されてもよい。なお、可読性文字列は、作業者がＰＣＲチューブ１３を目視によって識別する際の助けになりさえすればよい。したがって、可読性文字列は、バーコードに符号化されている情報と必ずしも一致している必要はない。つまり、可読性文字列は、バーコードに符号化されている情報と一致していてもよく、また一致していなくてもよい。

なお、複数の直線からなるパターンからなるバーコードは、通常のバーコードのほか、２次元バーコードも含まれる。

遺伝子検査システムを概略的に示している。 図１に示したＰＣＲチューブを拡大して示している。 図１に示した検査指示書を拡大して示している。 可読性文字列の形状を包含した複数の直線からなるパターンからなるバーコードの一例であって、可読性文字列の形状に一致した輪郭をもつパターンからなるバーコードを示している。 可読性文字列の形状を包含した複数の直線からなるパターンからなるバーコードの別の例であって、可読性文字列の形状で型抜きされたパターンからなるバーコードを示している。 バーコードと可読性文字列を併記した従来の表記を示している。

符号の説明

１１…採血管、１２…核酸回収容器、１３…ＰＣＲチューブ、１４…凝集反応用容器、２１…遺伝子検査用ホストコンピューター、２２…バーコードプリンター、２３…バーコードリーダー、２４…検査指示書、３１…サーマルサイクラー、３２…吸光度計。

Claims (13)

1. 複数の直線からなるパターンからなるバーコードであって、前記パターンが可読性文字列の形状を包含していることを特徴とするバーコード。
2. 前記パターンの輪郭が前記可読性文字列の形状に一致していることを特徴とする請求項１に記載のバーコード。
3. 前記パターンが前記可読性文字列の形状で型抜きされていることを特徴とする請求項１に記載のバーコード。
4. バーコードを用いた情報表示方法であって、前記バーコードを構成する複数の直線からなるパターンに可読性文字列の形状を包含させたことを特徴とする情報表示方法。
5. 前記パターンの輪郭が前記可読性文字列の形状に一致していることを特徴とする請求項４に記載の情報表示方法。
6. 前記パターンが前記可読性文字列の形状で型抜きされていることを特徴とする請求項４に記載の情報表示方法。
7. 検体を収容するための検体容器であって、可読性文字列の形状を包含している複数の直線からなるパターンからなるバーコードが表記されていることを特徴とする検体容器。
8. 前記パターンの輪郭が前記可読性文字列の形状に一致していることを特徴とする請求項７に記載の検体容器。
9. 前記パターンが前記可読性文字列の形状で型抜きされていることを特徴とする請求項７に記載の検体容器。
10. 検体検査における検体管理方法であって、
    検体検査に使用する容器のすべてに検体のＩＤを符号化したバーコードをはり付ける検査準備工程と、
    検体検査の工程間で前記検体を受け渡す際に使用する二つの容器にはり付けられたバーコードを読み取って両者が一致していることを確認する確認工程とを含み、
    前記検査準備工程は、少なくとも検査試薬を含む容器に、可読性文字列の形状を包含している複数の直線からなるパターンからなるバーコードをはり付けることを含むことを特徴とする検体管理方法。
11. 前記検査試薬を含む前記容器にはり付けた前記バーコードを構成する前記パターンの輪郭が前記可読性文字列の形状に一致していることを特徴とする請求項１０に記載の検体管理方法。
12. 前記検査試薬を含む前記容器にはり付けた前記バーコードを構成する前記パターンが前記可読性文字列の形状で型抜きされていることを特徴とする請求項１０に記載の検体管理方法。
13. 前記確認工程は、読み取った前記バーコードに符号化されている前記検体のＩＤを記録することをさらに含むことを特徴とする請求項１０〜請求項１３のいずれかひとつに記載の検体管理方法。

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