JP2021012197A - 呼吸器感染症の起因菌を検出する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)該検体を、イオン性界面活性剤を含むがアルカリを含まない第一の試薬に接触させ、中間組成物を得る工程、
(b)前記中間組成物を、非イオン性界面活性剤を含む第二の試薬に接触させ、反応液を得る工程、及び
(c)前記反応液を、前記起因菌の抗原に対する抗体を用いた免疫測定法に供し、該抗原を検出する検出工程
を含む、方法。
[2]前記起因菌が、ボルデテラ・パーツシス(Bordetella pertussis)、ボルデテラ・パラパーツシス(Bordetella parapertussis)、ボルデテラ・ホルメシイ(Bordetella holmesii)、及びレジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)からなる群から選択されるいずれかである、[1]に記載の方法。
[3]検体に含まれるボルデテラ・パーツシス(Bordetella pertussis)、ボルデテラ・パラパーツシス(Bordetella parapertussis)、ボルデテラ・ホルメシイ(Bordetella holmesii)、及びレジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)からなる群から選択されるいずれかの呼吸器感染症の起因菌を検出する方法であって、
(a)該検体を、イオン性界面活性剤を含む第一の試薬に接触させ、中間組成物を得る工程、
(b)前記中間組成物を、非イオン性界面活性剤を含む第二の試薬に接触させ、反応液を得る工程、及び
(c)前記反応液を、前記起因菌の抗原に対する抗体を用いた免疫測定法に供し、該抗原を検出する検出工程
を含む、方法。
[4]イオン性界面活性剤が、陽イオン性界面活性剤である、[1]から[3]のいずれか一項に記載の方法。
[5]陽イオン性界面活性剤が、第4級アンモニウム塩である、[4]に記載の方法。
[6]第4級アンモニウム塩が、ジデシルジメチルアンモニウムアジペート、ジデシルジメチルアンモニウムクロリド、ジデシルジメチルアンモニウムブロミド、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、デシルトリメチルアンモニウムクロリド、デシルトリメチルアンモニウムブロミド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、トリメチルテトラデシルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、トリメチルステアリルアンモニウムクロリド、及び塩化ベンザルコニウムからなる群から選択されるいずれかである、[5]に記載の方法。
[7]第4級アンモニウム塩が、ジデシルジメチルアンモニウムアジペート、ジデシルジメチルアンモニウムクロリド、ジデシルジメチルアンモニウムブロミド、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、トリメチルテトラデシルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、トリメチルステアリルアンモニウムクロリド、及び塩化ベンザルコニウムからなる群から選択されるいずれかである、[5]又は[6]に記載の方法。
[8]第4級アンモニウム塩が、ジデシルジメチルアンモニウムアジペートである、[5]から[7]のいずれか一項に記載の方法。
[9]イオン性界面活性剤が、陰イオン性界面活性剤である、[1]から[3]のいずれか一項に記載の方法。
[10]陰イオン性界面活性剤が、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、又はドデシル硫酸ナトリウムである、[9]に記載の方法。
[11]イオン性界面活性剤が、両性界面活性剤である、[1]から[3]のいずれか一項に記載の方法。
[12]両性界面活性剤が、3-[(3-コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]プロパンスルホネート、3-[(3-コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]-2-ヒドロキシプロパンスルホネート、及びラウリルジメチルアミノ酢酸ベタインである、[11]に記載の方法。
[13]非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、及びポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルからなる群から選択されるいずれかである、[1]から[12]のいずれか一項に記載の方法。
[14]非イオン性界面活性剤が、そのHLBが10.0〜18.5である非イオン性界面活性剤である、[1]から[13]のいずれか一項に記載の方法。
[15]非イオン性界面活性剤が、そのHLBが12.5〜16.7である非イオン性界面活性剤である、[1]から[14]のいずれか一項に記載の方法。
[16]非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレン(20)ポリオキシプロピレン(8)セチルエーテル、ポリオキシエチレン(9)アルキル(sec−C11−15)エーテル、p−第三級−オクチルフェノキシポリエチルアルコール、ポリオキシエチレン(13)オレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアラート、ポリオキシエチレン(20)ステアリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミタート、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル、及びポリ(オキシエチレン)ソルビタンモノラウラートからなる群から選択されるいずれかである、[1]から[15]のいずれか一項に記載の方法。
[17]非イオン性界面活性剤が、ポリ(オキシエチレン)ソルビタンモノラウラートである、[1]から[16]のいずれか一項に記載の方法。
[18]下記のいずれかを満たす、[1]から[17]のいずれか一項に記載の方法。
・第一の試薬中におけるイオン性界面活性剤の濃度が、0.01〜0.1(w/v)%である
・前記反応液中におけるイオン性界面活性剤の濃度が、0.0067〜0.067(w/v)%である
[19]下記のいずれかを満たす、[1]から[19]のいずれか一項に記載の方法。
・第二の試薬中における非イオン性界面活性剤の濃度が、0.5〜3(w/v)%である
・前記反応液中における非イオン性界面活性剤の濃度が、0.167〜1(w/v)%である
[20]前記第二の試薬を浸漬させた試料添加用部材または滴下ノズルに備わっているフィルター中に、前記中間組成物を透過させることにより、前記中間組成物と第二の試薬を接触させる、[1]から[19]のいずれか一項に記載の方法。
[21]前記抗原が、リボソームタンパク質L7/L12である、[1]から[20]のいずれか一項に記載の方法。
[22]前記起因菌がBordetella属菌であって、前記抗原が、リボソームタンパク質L7/L12、リポ多糖、及び百日咳菌毒素からなる群から選択されるいずれかである、[1]から[20]のいずれか一項に記載の方法。
[23]前記起因菌が、Bordetella pertussisである、[22]に記載の方法。
[24]前記免疫測定が、酵素結合免疫吸着アッセイ(enzyme-linked immunosorbent assay、ELISA)、免疫蛍光アッセイ、免疫濁度アッセイ、ウエスタンブロッティング法、免疫沈降法、免疫クロマトグラフィーアッセイ、又はフローサイトメトリーアッセイである、[1]から[23]のいずれか一項に記載の方法。
[25]前記免疫測定が、酵素結合免疫吸着アッセイ(enzyme-linked immunosorbent assay、ELISA)である、[1]から[24]のいずれか一項に記載の方法。
[26]前記免疫測定法が、免疫クロマトグラフィーアッセイである、[1]から[24]のいずれか一項に記載の方法。
[27]前記検体が、鼻腔ぬぐい液、咽頭ぬぐい液、鼻腔吸引液、又は喀痰である、[1]から[26]のいずれか一項に記載の方法。
[28]ヒトの呼吸器感染症の診断又は診断の補助のための、[1]から[27]のいずれか一項に記載の方法。
[29]以下を含む、[1]から[28]のいずれか一項に記載の方法を実施するための、キット。
・イオン性界面活性剤を含む、第一の試薬
・非イオン性界面活性剤を含む、第二の試薬
本発明は検体に含まれる呼吸器感染症の起因菌を検出する方法であって、(a)該検体をイオン性界面活性剤を含む第一の試薬に接触させ中間組成物を得る工程、(b)前記中間組成物を非イオン性界面活性剤を含む第二の試薬に接触させ、反応液を得る工程、及び(c)前記反応液を、呼吸器感染症の起因菌の抗原に対する抗体を用いた免疫測定法に供し、該抗原を検出する検出工程を含む検出方法を提供する。
〔検出対象菌〕
本発明は、呼吸器感染症の起因菌を検出するために用いられる。呼吸器感染症はウイルスが原因であるウイルス性呼吸器感染症と、細菌が原因である細菌性呼吸器感染症に大別されるが、本発明における呼吸器感染症とは細菌性呼吸器感染症を意味する。細菌性呼吸器感染症の起因菌には、例えば肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)、肺炎マイコプラズマ(Mycoplasma pneumoniae)、肺炎クラミジア(Chlamydia pneumoniae)、レジオネラ菌(Legionella pneumophila)、百日咳菌(Bordetella pertussis)を含むBordetella属菌(Bordetella parapertussis、Bordetella holmesii)が含まれる。
本発明では、検出対象菌に由来する抗原を検出する。抗原は、検出対象菌に由来する様々なもの、例えば、リボソームタンパク質L7/L12に代表されるような細胞内物質、検出対象菌が産生する物質(例えば、毒素)、検出対象菌の外膜を構成する成分(例えば、リポ多糖(Lipopolysaccharide、LPS))でありうる。抗原は、検出のための抗体が得られやすいことから、タンパク質性のもの(例えば、リボソームタンパク質L7/L12、百日咳菌毒素(pertussis toxin、PT))であることが好ましい。また、起因菌を特定するとの観点からは、種あるいは属に特異的なものであることがより好ましい。ここで、「種あるいは属に特異的」とは、検出対象菌が保有している抗原が、該細菌が属する属以外の、他の属に属する細菌、又は該細菌が属する属の、上記特定の種以外の種の細菌が保有する抗原とは異なる固有のアミノ酸配列等の構造部分を持つことを意味する。種あるいは属に特異的な抗原の例は、リボソームタンパク質L7/L12である。
本発明における検体とは、ヒトの生体の任意の場所から採取することができ、百日咳菌を含む可能性があるものであればよい。好ましくは鼻、鼻腔、鼻咽腔、咽頭などの上気道より採取することが可能な鼻腔ぬぐい液、咽頭ぬぐい液、鼻腔吸引液、喀痰などに加え、血液や尿などが含まれる。より好ましくは鼻腔ぬぐい液、咽頭ぬぐい液、鼻腔吸引液、又は喀痰であり、特に好ましい例は鼻腔ぬぐい液である。
抗原の抽出は、2段階で行う。すなわち、(a)綿棒などにて採取された検体をイオン性界面活性剤を含む第一の試薬に接触させ、中間生成物を得、次いで(b)非イオン性界面活性剤を含む第二の試薬に接触させ、反応液を得たのち、呼吸器感染症の起因菌の抗原に対する抗体を用いた免疫測定法に供し、該抗原を検出する。
本発明の工程(a)で用いる第一の試薬は、イオン性界面活性剤を含有する。
界面活性剤とは、界面に作用して性質を変化させる物質のことをいい、構造としては分子中に親水性を示す親水基と親油性を示す疎水基を持つ。電離してイオンとなる界面活性剤をイオン性界面活性剤といい、イオンにならない界面活性剤を非イオン性界面活性剤という。イオン性界面活性剤はさらに、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤に分類される。
第二の試薬に用いることのできる非イオン性界面活性剤は、水に溶けたとき、イオン化しない親水基をもっている界面活性剤であればよく、構造的にはエステル型(グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、しょ糖脂肪酸エステルなど)、エーテル型(ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールなど)、エステルエーテル型(脂肪酸ポリエチレングリコール、脂肪酸ポリオキシエチレンソルビタンなど)、アルカノールアミド型(脂肪酸アルカノールアミドなど)に分類される。本発明には、いずれも好適に用いることができる。好ましい例は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、又はポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルである。より特定すると、ポリオキシエチレン(20)ポリオキシプロピレン(8)セチルエーテル、ポリオキシエチレン(9)アルキル(sec−C11−15)エーテル、p−第三級−オクチルフェノキシポリエチルアルコール、ポリオキシエチレン(13)オレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアラート、ポリオキシエチレン(20)ステアリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミタート、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル、又はポリ(オキシエチレン)ソルビタンモノラウラートである。好ましくは、ポリ(オキシエチレン)ソルビタンモノラウラートである。
本発明の第一の試薬は、アルカリを含まないように構成することができる。本発明に関し、アルカリを含まないとは、液性がアルカリ性(pHが11を超えること)とはならないようにすることを指す。アルカリを含まない第一の試薬の液性は、弱アルカリ性(pHが8.0を超えて11.0以下であること)、又は中性(pHが、6.0〜8.0であること)である場合がある。第一の試薬がアルカリを含まないことにより、作業がより安全となる、中和の手間が不要である、第一の試薬のための容器の材質が限定されない(耐アルカリ性であることを要さない。)、第一の試薬中で抽出される抗原の安定性を気にしなくてよい(変性などの問題を避けられる。)等のメリットがある。
2段階操作は、第一の試薬と第二の試薬を、この順に、別々に(混合してではなく)用いる。
〔測定法の種類〕
本発明における抽出した抗原の測定方法としては特に限定されないが、抗原と抗体との分子間の結合反応を利用した抗原抗体反応を用いた免疫測定が望ましい。免疫測定方法としては、抗原抗体反応を酵素を利用して定量的に追跡し、抗原あるいは抗体を測定する酵素免疫定量法(enzyme immunoassay、EIA)や、抗原抗体反応を放射線同位体の助けで定量的に追跡し抗原あるいは抗体を測定する放射線免疫検定法(radioimmunoassay、RIA)がある。抗原と抗体の結合反応は一般的に特異性が高く、低濃度でも比較的容易に結合し、いったん結合すると比較的解離しにくい。このため何らかの方法で抗原抗体反応を定量化すると微量の抗原あるいは抗体を測定することができる。
本発明における酵素結合免疫吸着アッセイ(enzyme-linked immunosorbent assay、ELISA)とは抗原抗体反応を利用したタンパク質などの物質測定法であり、固相に予め結合させておいた一次抗体に、抗原を含む試料を反応させた後、さらに酵素で標識した二次抗体を反応させて、結合しているかどうかを酵素活性を利用して測定する方法である。本方法は検出感度が高く、測定目的に合わせた数種類の方法があり、生化学・生物学的検査に幅広く用いられている。
(1)一次抗体の生理食塩水溶液を96穴プラスチックプレートのウェルに加えて静置しウェルの表面に一次抗体を吸着させる、(2)過剰の遊離一次抗体を洗い流し、さらにプラスチック表面を無関係の過剰量のタンパク質など(BSAやカゼイン)で処理し、以降の各種タンパク質の非特異的結合を防ぐためにブロッキングする、(3)測定したい抗原を含む被験体を加え一次抗体と反応させ、抗原抗体複合体を形成させる、(4)夾雑物を洗浄にて除去した後、ペルオキシダーゼ(HRP)で標識された二次抗体を添加し反応させる、(5)過剰のHRP標識二次抗体を洗浄にて除去し、(6)発色性の酵素基質であるTMBを添加し、(7)抗体に結合したHRPと反応させ有色の最終産物を形成し、(8)最終産物の特異的な吸収波長である450nmの吸光度を測定し、(8)予め検量物質の吸光度より作成している検量線より、目的とする抗原の濃度を算出する。
本発明は、好ましい態様の一つにおいて、免疫クロマトグラフィー法(「免疫クロマト法」ということもある。)を利用した装置又はキットを用いる。キットは、免疫クロマトグラフィー装置を含み、それ以外に、上述の第一の試薬及び/又は第二の試薬を含んでいてもよい。キットはさらに、検体を採取するための用具、例えば綿棒、及び/又は吸引カテーテルを含んでいてもよい。
標識抗体含浸部材(図9の例では2)に使用する材料は、免疫クロマトグラフィーを行えるものであれば特に限定されないが、好ましくは、セルロース誘導体などの繊維マトリックス、濾紙、ガラス繊維、布、綿などである。
判定部(図9の例では6)を含むクロマト展開用膜担体(図9の例では3)に使用する材料は、免疫クロマトグラフィーを行えるものであれば特に限定されないが、好ましくは、ニトロセルロース、混合ニトロセルロースエステル、ポリビニリデンフロライド、ナイロンなどである。
本発明で用いる抗体は、ポリクローナル抗体又はモノクローナル抗体のいずれでもよいが好ましくはモノクローナル抗体である。
本発明を用いることにより、被験者より一度の検体採取で複数の呼吸器感染症の起因菌を同定することができる。具体的には呼吸器感染症状を呈する患者から鼻腔ぬぐい液を綿棒にて1回採取し、検体の付着した綿棒をイオン性界面活性剤を含む第一の試薬の入ったチューブに浸し、次いで非イオン性界面活性剤を含む第二の試薬を添加して検査用のサンプルとし、例えば肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)、肺炎クラミジア(Chlamydia pneumoniae)、レジオネラ菌(Legionella pneumophila)、百日咳菌(Bordetella pertussis)の免疫検出試薬にて複数種類の呼吸器感染症の起因菌の有無を一度に調べることができる。また例えば百日咳が疑われる場合には、同様に調整した検査用のサンプルを、百日咳菌(Bordetella pertussis)、Bordetella属菌(Bordetella parapertussis、Bordetella holmesii)、百日咳菌毒素(pertussis toxin、PT)や百日咳菌特有の内毒素であるリポ多糖(Lipopolysaccharide、LPS)の免疫検出試薬にて測定すれば百日咳感染の有無をより詳細に調べることが可能となる。
[Bordetella pertussis、Bordetella parapertussis、及びBordetella holmesii菌液調製方法]
Bordetella pertussis (ATCC No. BAA-589)、Bordetella parapertussis (ATCC No. BAA-587)、及びBordetella holmesii (ATCC No. 700053)は、以下に示す方法で試験菌液を調製した。ボルデテラCFDN寒天培地(日研生物医学研究所社製)に接種し、37℃、3日間好気条件下で培養し、培地上のコロニーを生理食塩水(日本薬局方生理食塩液)に懸濁したものを試験菌液として用いた。
Legionella pneumophila(ATCC No.33152)をBCYE寒天培地で37℃、4日間培養した後、単一コロニーを3mlのBYE培地に添加し、攪拌しながら37℃で一晩培養した菌を、再び新しいBYE培地3mlに添加し、攪拌しながら37℃で培養したものを試験菌液として用いた。
(1)Bordetella pertussisからのRibosomal ProteinL7/L12遺伝子のクローニング
精製されたBordetella pertussisゲノムDNA50ngを用いてPCR(polymerase chain reaction)を行った。PCRはTaqポリメラーゼ(宝酒造社製、コードR001A)を用いた。酵素に添付のバッファーを5μL、添付のdNTP mixture 5μLと合成オリゴヌクレオチドA(catggatccatggcacttagcaaagctgaa 配列番号:1)、及び配列オリゴヌクレオチドB(gtagaattcttattacttgacttcgaccttgg 配列番号:2)をそれぞれ260pmol加え、最終容量50μLとした。
発現ベクターを組み込んだ大腸菌をLB培地中で50mL 37℃1晩培養した。1晩培養した大腸菌液50mLを500mLのTB培地に入れた。1時間後、100mMイソプロピルβ−D(−)−チオガラクトピラノシド(IPTG)を550μL入れ4時間培養後回収し、1/100量のBugBuster(Merck社製)を加えて室温で20分間振とう後、10,000rpm、30分間遠心分離し、上澄みを回収した。
まずマウスの免疫についてはBordetella pertussisのGSTフュージョンRibosomal Protein L7/L12抗原100μgを200μLのPBSに溶解後フロイントのコンプリートアジュバントを200μL加え混合、エマルジョン化した後200μLを腹腔内に注射した。
前述のようにして取得した陽性ハイブリドーマ細胞を用いて定法に従ってモノクローナル抗体を生産回収した。
特開2004-201605に示す方法と同様に、Legionella pneumophila Ribosomal Protein L7/L12との反応陽性を示すハイブリドーマLEG-1細胞とハイブリドーマLEG-2細胞の2クローンを取得し、定法に従ってモノクローナル抗体LEG-1とLEG-2を生産回収した。LEG-1抗体とLEG-2抗体は、Legionella pneumophila Ribosomal Protein L7/L12中の抗体認識部位が異なる独立した抗体であり、Legionella pneumophila Ribosomal Protein L7/L12を抗原としたサンドイッチELISA法にて該抗原が存在した場合に検出することができる組合せの抗体群である。
例としてBordetella pertussis用免疫クロマトグラフィー装置の作製手順を下記に述べる。なお他の細菌についても同様の手順で免疫クロマトグラフィー装置を作製することが可能である。
金コロイド溶液(粒径60nm、田中貴金属社製)0.9mLに0.05M TAPS 緩衝液 pH8.0を混合し、金コロイド標識するモノクローナル抗体BPRB−7を100μg/mL加え室温で10分間静置し、この抗体を金コロイド粒子表面に結合させた後、金コロイド溶液における最終濃度が1%となるように10%ウシ血清アルブミン(BSA)(メルク社製)水溶液を加え、この金コロイド粒子の残余の表面をBSAでブロッキングして、金コロイド標識したモノクローナル抗体BPRB−7(以下、「金コロイド標識抗体」と記す)溶液を調製した。この溶液を遠心分離(15,000g、10分間)して金コロイド標識抗体を沈殿せしめ、上清液を除いて金コロイド標識抗体を得た。この金コロイド標識抗体を0.25%BSA、2.5%スクロース、35mM NaClを含有する20mMトリス塩酸緩衝液(pH8.2)に懸濁して金コロイド標識抗体溶液を得た。17mm×300mmの帯状のグラスファイバーパットに、金コロイド標識抗体溶液2mLを含浸せしめ、これを室温で乾燥させて標識抗体含浸部材とした。
25mm×300mmのニトロセルロース膜(Sartorius社、商品名:UniSart CN140)をクロマトグラフ媒体のクロマト展開用膜担体として用意した。金コロイド標識抗体と抗原の複合体を捕捉するためのモノクローナル抗体BPRB−5を、3%トレハロース(富士フイルム和光純薬社製)、0.01M TAPS 緩衝液 (pH 9.0)にて希釈し2.0 mg/mLに調製した。調製した抗体溶液を、このクロマト展開用膜担体におけるクロマト展開開始点側の末端から10mmの位置に1μL/cmでライン状に塗布して、これを55℃で一晩乾燥させた。
接着層を持つバッキングシート(Adhesives Research Inc.製)からなる基材に上記作製した標識抗体含浸部材、上記クロマト展開用膜担体の他に、試料を添加する部分に用いる試料添加用部材(旭化成社製、商品名:NE107)、展開した試料や余剰金コロイド標識抗体を吸収するための吸収用部材(日本製紙クレシア株式会社、商品名:CRクッション)を貼り合わせた。そして、裁断機を用いて5mmの幅になるように裁断し、免疫クロマトグラフィー装置を作製した。
Bordetella pertussisのRibosomal Protein L7/L12検出免疫クロマトグラフィー装置における最適な界面活性剤を探索するために、イオン性界面活性剤の性能を比較した。また、対照として第一の試薬に非イオン性界面活性剤を使用した場合の効果も比較した。
下記の試薬成分を記載の濃度となるように精製水に溶解し、第一の試薬を調製した。
0.03(w/v)% 表3に示す各イオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤
下記の組成となるように第二の試薬を調製した。
0.15M リン酸緩衝液(pH7.5)
2(w/v)% BSA(メルク社製)
0.05(w/v)% アジ化ナトリウム(ナカライテスク社製)
3(w/v)% ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(富士フイルム和光純薬社製)
実施例1にて作成したBordetella pertussis試験菌液5μLを、最終的な容量が1mLになるようにPBS(富士フイルム和光純薬社製)で希釈し、陽性検体液を調製した。
陽性検体液を、下記の工程1から4のいずれかの工程で処理し、測定試料を調製した。
≪工程1:検体を第一の試薬で処理した後に第二の試薬を添加する工程≫
陽性検体液20μLを第一の試薬300μLに添加し、混合後第二の試薬150μLをさらに添加して混合したものを工程1の測定試料とした。
≪工程2:検体を第一の試薬と第二の試薬の混合溶液で処理する工程≫
第一の試薬300μLと第二の試薬150μLを混合し混合溶液を調製し、混合溶液に対して陽性検体液20μLを添加して混合したものを工程2の測定試料とした。
≪工程3:検体を第一の試薬のみで処理する工程≫
第一の試薬450μLに対して陽性検体液20μLを添加して混合したものを工程3の測定試料とした。
≪工程4:検体を第二の試薬のみで処理する工程≫
第二の試薬450μLに対して陽性検体液20μLを添加して混合したものを工程4の測定試料とした。
各測定試料120μLを免疫クロマトグラフィー装置の試料添加用部材上に滴下し、15分後に目視判定を行った。
表3に結果を記載した。判定部上にシグナルが確認できなかったものを−とし、弱いシグナルを確認できたものを±、シグナルを確認できたものを+、よりシグナルが強いものに関しては++とした。
Bordetella pertussisのRibosomal Protein L7/L12検出免疫クロマトグラフィー装置における、イオン性界面活性剤の濃度の影響を検討した。第一の試薬中のイオン性界面活性剤の濃度を表4に示す濃度に変更した以外は、実施例5と同様の方法で測定を行った。
表4に結果を示す。判定部上にシグナルが確認できなかったものを−とし、弱いシグナルを確認できたものを±、シグナルを確認できたものを+、よりシグナルが強いものに関しては++とした。表4に示す全てのイオン性界面活性剤について、0.01〜0.1(w/v)%の濃度範囲において、判定部上にシグナルを確認することができた。
イオン性界面活性剤を添加後、Bordetella pertussisのRibosomal Protein L7/L12を抽出するために必要な抽出時間に関して検討した。
下記の試薬成分を記載の濃度となるように精製水に溶解し、第一の試薬を調製した。
0.03(w/v)% 表5に示す各イオン性界面活性剤
下記の組成となるように第二の試薬を調製した。
0.15M リン酸緩衝液(pH7.5)
2(w/v)% BSA(メルク社製)
0.05(w/v)% アジ化ナトリウム(ナカライテスク社製)
3(w/v)% ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(富士フイルム和光純薬社製)
実施例1にて作成したBordetella pertussis試験菌液5μLを、最終的な容量が1mLになるようにPBSで希釈し、陽性検体液を調製した。
陽性検体液20μLを第一の試薬300μLに添加し混合後、直ちに第二の試薬150μLをさらに添加して混合したものと、1分間、2分間、5分間、15分間静置したのち、第二の試薬150μLをさらに添加して混合したものをそれぞれ測定試料とした。
各測定試料120μLを免疫クロマトグラフィー装置の試料添加用部材上に滴下し、15分後に目視判定を行った。
表5に結果を記載した。表5に示す通り、本発明の方法は抽出時間を必要とせず、イオン性界面活性剤を含む第一の試薬を添加後、ただちに抽出が可能であることが判明した。
Bordetella pertussisのRibosomal Protein L7/L12検出免疫クロマトグラフィー装置における最適な界面活性剤を探索するために、非イオン性界面活性剤の性能を比較した。
下記の試薬成分を記載の濃度となるように精製水に溶解し、第一の試薬を調製した。
0.03(w/v)% 表6に示す各イオン性界面活性剤
下記の組成となるように第二の試薬を調製した。
0.15M リン酸緩衝液(pH7.5)
2(w/v)% BSA(メルク社製)
0.05(w/v)% アジ化ナトリウム(ナカライテスク社製)
3(w/v)% 表6に示す各非イオン性界面活性剤
実施例1にて作成したBordetella pertussis試験菌液20μLを、最終的な容量が1mLになるようにPBSで希釈し、陽性検体液を調製した。
陽性検体液20μLを第一の試薬300μLに添加し混合後、第二の試薬150μLをさらに添加して混合したものを測定試料とした。
各測定試料120μLを免疫クロマトグラフィー装置の試料添加用部材上に滴下し、15分後に目視判定を行った。
表6に結果を記載した。判定部上に弱いシグナルが確認できたものを±、シグナルを確認できたものを+とし、シグナルが強くなるに従い++、+++とした。表6には非イオン性界面活性剤のHLB値も併せて示す。
Bordetella pertussisのRibosomal Protein L7/L12検出免疫クロマトグラフィー装置における、非イオン性界面活性剤の濃度の影響について調査した。第二の試薬中に含まれる非イオン性界面活性剤の濃度を表7に示すとおりに変更した以外は、実施例8と同様にして測定を行った。
表7に結果を示す。判定部上に弱いシグナルが確認できたものを±、シグナルを確認できたものを+とし、シグナルが強くなるに従い++、+++とした。
呼吸器感染症の起因菌となるBordetella pertussis、Bordetella parapertussis、Bordetella holmesii 、又はLegionella pneumophilaについて、それぞれのRibosomal Protein L7/L12検出免疫クロマトグラフィー装置を用いて、最適なイオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤の組み合わせにてそれぞれの抗原が検出可能であるか否かを検証した。
下記の試薬成分を記載の濃度となるように精製水に溶解し、第一の試薬を調製した。
0.03(w/v)% 表8に示す各イオン性界面活性剤
下記の組成となるように第二の試薬を調製した。
0.15M リン酸緩衝液(pH7.5)
2(w/v)% BSA(メルク社製)
0.05(w/v)% アジ化ナトリウム(ナカライテスク社製)
3(w/v)% ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(富士フイルム和光純薬社製)
(Bordetella pertussis、Bordetella parapertussis、及びBordetella holmesii の陽性検体液の調製)
実施例1にて作成したBordetella pertussis、Bordetella parapertussis、又はBordetella holmesii の試験菌液5μLを最終的な容量が1mLになるようにPBS(富士フイルム和光純薬社製)で希釈し、各菌について陽性検体液を調製した。
実施例1にて作成したLegionella pneumophilaの試験菌液10μLを最終的な容量が1mLになるように生理食塩水(日本薬局方生理食塩液)で希釈し、陽性検体液を調製した。
(Bordetella pertussis、Bordetella parapertussis、及びBordetella holmesii の測定試料の調製)
陽性検体液を、下記の工程1又は2のいずれかの工程で処理し、測定試料を調製した。
≪工程1:検体を第一の試薬で処理した後に第二の試薬を添加する工程≫
陽性検体液20μLを第一の試薬300μLに添加し、混合後第二の試薬150μLをさらに添加して混合したものを工程1の測定試料とした。
≪工程2:検体を第一の試薬と第二の試薬の混合溶液で処理する工程≫
第一の試薬300μLと第二の試薬150μLを混合し混合溶液を調製し、混合溶液に対して陽性検体液20μLを添加して混合したものを工程2の測定試料とした。
使用する陽性検体液の量を3μL、第一の試薬を100μL、第二の試薬を50μLとした以外は、上述のBordetella pertussis、Bordetella parapertussis、及びBordetella holmesii の測定試料の調製と同様の方法で、工程1又は2のいずれかの工程で処理し、測定試料を調製した。
各測定試料120μLを各菌用の免疫クロマトグラフィー装置の試料添加用部材上に滴下し、15分後に目視判定を行った。判定部上にシグナルを確認できなかったものを―、シグナルを確認できたものを+とし、よりシグナルが強いものに関しては++とした。
表8に結果を記載した。表8から明らかなように、本発明の方法によって、全ての呼吸器感染症起因菌を検出することができた。またBordetella pertussis に関しては、実施例1のBordetella pertussis (ATCC No. BAA-589)と同様に試験菌液を調製したATCC No. 8467、 9797、及び 9340株についても同様に検出できた。
[検体の採取]
呼吸器感染症状を呈する患者から検体を採取した。鼻腔ぬぐい液は滅菌綿棒を患者の鼻腔から挿入し、鼻腔の奥に到達したところで綿棒を回転させて採取した。
ポリエチレン製のチューブの中に0.03(w/v)% オスモリンDA−50(三洋化成工業社製)を含む第一の試薬300μLを入れ、この中に検体を採取した綿棒を差し込んで、チューブの外側から5〜20回よく揉んだ後、綿棒を取り出した。ここに0.15M リン酸緩衝液(pH7.5)、2(w/v)%BSA(メルク社製)、0.05(w/v)%アジ化ナトリウム(ナカライテスク社製)、3(w/v)% ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(富士フイルム和光純薬社製)を含む第二の試薬150μLを添加した。得られた溶液を測定試料とした。
測定試料が入ったポリエチレン製チューブに、PVAフィルターを備えた滴下ノズルを装着して、免疫クロマトグラフィー装置の試料添加用部材に測定試料4滴(容量としておおよそ120μL)を滴下した。15分後に目視で判定を行った。
測定試料からDNAを抽出し、Bordetella pertussisのIS481を標的としたプライマーを用いたPCRを行い、IS481のコピー数を定量化した。手順を下記に示す。
DNAの抽出にはQIAamp DNA Micro kit(QIAGEN社)を用いた。抽出・精製の手順はキット付属のプロトコールに従って行った。得られたDNA抽出液をテンプレートとしてPCRを行った。PCRの条件は、国立感染症研究所. 病原体検査マニュアル 百日咳. 2011年10月.を参考にした。
免疫クロマトグラフィー装置での目視判定の結果と、PCRの結果を表9、表10に示す。表9に示すとおり、測定試料を用いたPCR法を標準とした場合、免疫クロマトグラフィー装置での目視判定の結果は、感度85.7%(12/14)、特異度92.8%(141/152)であった。呼吸器感染症状を呈する患者から採取した鼻腔ぬぐい液を用いた場合でも本処理方法を用いることで、百日咳菌感染症患者を検出することができた。表10にPCR法で陽性となった測定試料に含まれるIS481のコピー数と目視判定の結果を示す。表10から明らかなとおり、IS481のコピー数が8.9×105(copies/swab)以上で含まれる測定試料について、目視判定において、すべて陽性と判定することができた。
本検体処理方法を用いてBordetella pertussisに含まれるRibosomal Protein L7/L12、リポ多糖(LPS)、及び百日咳菌毒素(PT)を検出可能か否かを調べた。
以下記載の検出に用いるペルオキシダーゼ標識抗体は、Peroxidase Labeling Kit-NH2 (同仁化学社製)を用いて作製した。ペルオキシダーゼ標識を行う抗体としては、BPRB−7抗体、又はモノクローナル抗体(Bordetella pertussis LOS-A Monoclonal Antibody(D26E)、Thermo Fisher SCIENTIFIC社製)を使用し、標識の手順はキット付属のプロトコールに従って行った。
(1)Ribosomal Protein L7/L12の検出
実施例2で作製した2.5μg/mLのBPRB−5抗体とPBS溶液50μLを96穴ELISAプレート(Nunc社MaxiSorp ELISAプレート)に分注し4℃で一晩吸着させた。上澄み除去後、1%BSA溶液(PBS中)200μLを添加し、室温で2時間反応させてブロッキングした。上澄み除去後、洗浄液(0.05%Tween20、PBS)で数回洗浄した。PBS(コントロール用)又は実施例1にて作成したBordetella pertussisの試験菌液(本試験用)を表11に記載の溶液で処理したものを50μL添加し、室温にて1時間反応させた。さらに上澄み除去後、ペルオキシダーゼ標識したBPRB−7抗体を0.05% Tween20、PBSにて最終濃度2μg/mLになるように希釈してそれぞれ50μL添加し、室温にて1時間反応させた。上澄み除去後さらに洗浄液で数回洗浄したのち、TMB溶液(KPL社製)を100μLずつ加え室温で10分間反応させた後1Nの 塩酸を100μL添加して反応を停止したのち450nmの吸光度を測定した。処理なし、処理Aと比較した処理Bの結果を図1に、処理なし、処理Aと比較した処理C、及び処理Dの結果を図2に示す。
抗体を30μg/mLのモノクローナル抗体(Bordetella pertussis LOS-A Monoclonal Antibody(D26E)、Thermo Fisher SCIENTIFIC社製)、最終濃度5μg/mLのペルオキシダーゼ標識したモノクローナル抗体(Bordetella pertussis LOS-A Monoclonal Antibody(D26E)、Thermo Fisher SCIENTIFIC社製)を使用し、ブロッキングを5%スキムミルク溶液(PBS中)で実施したこと以外は、上記(1)と同様の手順で測定を行った。処理なし、処理Aと比較した処理Bの結果を図3に、処理なし、処理Aと比較した処理C、及び処理Dの結果を図4に示す。
2500倍希釈したポリクローナル抗体(Bordetella pertussis Toxin antibody、GeneTex社製)とPBS溶液50μLを96穴ELISAプレート(Nunc社MaxiSorp ELISAプレート)に分注し4℃で一晩吸着させた。上澄み除去後、1%BSA溶液(PBS中)200μLを添加し、室温で2時間反応させてブロッキングした。上澄み除去後、洗浄液(0.05%Tween20、PBS)で数回洗浄した。PBS(コントロール用)又は実施例1にて作成したBordetella pertussisの試験菌液(本試験用)を表11に記載の溶液で処理したものを50μL添加し、室温にて1時間反応させた。上澄み除去後、モノクローナル抗体(Bordetella Pertussis Toxin antibody [1280/204]、GeneTex社製)を0.05% Tween20、PBSにて最終濃度2μg/mLになるように希釈してそれぞれ50μL添加し、室温にて1時間反応させた。さらに上澄み除去後、ペルオキシダーゼ標識したモノクローナル抗体(Anti mouse IgG (Fc specific) Peroxidase, antibody (goat)、SIGMA-ALDRICH製)を0.05% Tween20、PBSにて4000倍希釈したものをそれぞれ50μL添加し、室温にて1時間反応させた。上澄み除去後さらに洗浄液で数回洗浄したのち、TMB溶液(KPL社製)を100μLずつ加え室温10分間反応させた後1Nの塩酸を100μL添加して反応を停止したのち450nmの吸光度を測定した。処理なし、処理Aと比較した処理Bの結果を図5に、処理なし、処理Aと比較した処理C、及び処理Dの結果を図6に示す。
イオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤を用いた本検体処理方法(処理B、C、D)を用いることで、Bordetella pertussis由来のいずれの抗原も検出することができた。特に、Ribosomal Protein L7/L12や百日咳菌毒素(PT)など細菌の内部に含まれる抗原を検出する系においては、本処理方法は対照処理方法(処理A)、及び処理なしと比較して高い処理効果を示した。
本検体処理方法を用いてBordetella pertussisの菌体内部に含まれる百日咳菌毒素(PT)を検出可能か否かを調べた。使用するBordetella pertussisの試験菌液(本試験用)を実施例1にて作成したBordetella pertussis試験菌液500μLを10℃、10,000rpmで10分間遠心し、上清を全て取り除き、500μLのPBS(富士フイルム和光純薬社製)で沈殿物を懸濁し調製したこと以外は、実施例12に記載と同様の方法で実施した。処理なし、処理Aと比較した処理Bの結果を図7に、処理なし、処理Aと比較した処理C、及び処理Dの結果を図8に示す。
イオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤を用いた本検体処理方法(処理B、C、D)を用いることで、Bordetella pertussis菌体内部に含まれている百日咳菌毒素(PT)を検出することができた。本処理方法は対照処理方法(処理A)、及び処理なしと比較して高い処理効果を示した。
Bordetella pertussisのRibosomal Protein L7/L12検出免疫クロマトグラフィー装置における、第一の試薬と第二の試薬の混合方法を検討した。
下記の試薬成分を記載の濃度となるように精製水に溶解し、第一の試薬を調製した。
0.03(w/v)% 表12に示す各イオン性界面活性剤
下記の組成となるように第二の試薬を調製した。
0.15M リン酸緩衝液(pH7.5)
2(w/v)% BSA(メルク社製)
0.05(w/v)% アジ化ナトリウム(ナカライテスク社製)
3(w/v)% ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(富士フイルム和光純薬社製)
実施例1にて作成したBordetella pertussis試験菌液5μLを、最終的な容量が1mLになるようにPBS(富士フイルム和光純薬社製)で希釈し、陽性検体液を調製した。
陽性検体液を、下記の工程1から3のいずれかの工程で処理し、測定試料を調製した。
陽性検体液20μLを第一の試薬300μLに添加し混合後、第二の試薬150μLをさらに添加して混合したものを工程1の測定試料とした。
測定に使用する免疫クロマトグラフィー装置は、実施例4と同様の方法で作製したものを使用した。
陽性検体液20μLを第一の試薬300μLに添加し混合後、精製水を150μLさらに添加して混合したものを工程2の測定試料とした。
第二の試薬を含む試料添加用部材は、17mm×150mmの帯状のグラスファイバーパットに第二の試薬1.5mLを浸漬せしめ、これを室温で真空乾燥させることにより作製した。工程2においては、この第二の試薬を含む試料添加用部材を使用するほかは実施例4と同様の方法で免疫クロマトグラフィー装置を作製した。
陽性検体液20μLを第一の試薬300μLに添加し混合後、精製水を150μLさらに添加して混合し、第二の試薬を含む滴下ノズルを透過させたものを工程3の測定試料とした。
測定に使用する免疫クロマトグラフィー装置は、実施例4と同様の方法で作製したものを使用した。
各測定試料120μLを免疫クロマトグラフィー装置の試料添加用部材上に滴下し、15分後に目視判定を行った。
表12に結果を記載した。判定部上に弱いシグナルが確認できたものを±、シグナルを確認できたものを+とし、より強いシグナルが確認できたものを++とした。
表12に示すように、工程1、工程2、工程3のいずれの場合においても、判定部上にシグナルを確認することができた。
2 標識抗体含浸部材
3 クロマト展開用膜担体
4 吸収用部材
5 試料添加用部材
6 判定部、又は捕捉部位
Claims (21)
- 検体に含まれる呼吸器感染症の起因菌を検出する方法であって、
(a)該検体を、イオン性界面活性剤を含むがアルカリを含まない第一の試薬に接触させ、中間組成物を得る工程、
(b)前記中間組成物を、非イオン性界面活性剤を含む第二の試薬に接触させ、反応液を得る工程、及び
(c)前記反応液を、前記起因菌の抗原に対する抗体を用いた免疫測定法に供し、該抗原を検出する検出工程
を含む、方法。 - 前記起因菌が、ボルデテラ・パーツシス(Bordetella pertussis)、ボルデテラ・パラパーツシス(Bordetella parapertussis)、ボルデテラ・ホルメシイ(Bordetella holmesii)、及びレジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)からなる群から選択されるいずれかである、請求項1に記載の方法。
- 検体に含まれるボルデテラ・パーツシス(Bordetella pertussis)、ボルデテラ・パラパーツシス(Bordetella parapertussis)、ボルデテラ・ホルメシイ(Bordetella holmesii)、及びレジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)からなる群から選択されるいずれかの呼吸器感染症の起因菌を検出する方法であって、
(a)該検体を、イオン性界面活性剤を含む第一の試薬に接触させ、中間組成物を得る工程、
(b)前記中間組成物を、非イオン性界面活性剤を含む第二の試薬に接触させ、反応液を得る工程、及び
(c)前記反応液を、前記起因菌の抗原に対する抗体を用いた免疫測定法に供し、該抗原を検出する検出工程
を含む、方法。 - イオン性界面活性剤が、陽イオン性界面活性剤である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 陽イオン性界面活性剤が、第4級アンモニウム塩である、請求項4に記載の方法。
- 第4級アンモニウム塩が、ジデシルジメチルアンモニウムアジペート、ジデシルジメチルアンモニウムクロリド、ジデシルジメチルアンモニウムブロミド、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、トリメチルテトラデシルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、トリメチルステアリルアンモニウムクロリド、及び塩化ベンザルコニウムからなる群から選択されるいずれかである、請求項5に記載の方法。
- 第4級アンモニウム塩が、ジデシルジメチルアンモニウムアジペートである、請求項5又は6に記載の方法。
- イオン性界面活性剤が、陰イオン性界面活性剤である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 陰イオン性界面活性剤が、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、又はドデシル硫酸ナトリウムである、請求項8に記載の方法。
- 非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、及びポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルからなる群から選択されるいずれかである、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 非イオン性界面活性剤が、そのHLBが10.0〜18.5である非イオン性界面活性剤である、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 非イオン性界面活性剤が、そのHLBが12.5〜16.7である非イオン性界面活性剤である、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 非イオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレン(20)ポリオキシプロピレン(8)セチルエーテル、ポリオキシエチレン(9)アルキル(sec−C11−15)エーテル、p−第三級−オクチルフェノキシポリエチルアルコール、ポリオキシエチレン(13)オレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアラート、ポリオキシエチレン(20)ステアリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミタート、ポリオキシエチレン(20)セチルエーテル、及びポリ(オキシエチレン)ソルビタンモノラウラートからなる群から選択されるいずれかである、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 非イオン性界面活性剤が、ポリ(オキシエチレン)ソルビタンモノラウラートである、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第二の試薬を浸漬させた試料添加用部材または滴下ノズルに備わっているフィルター中に、前記中間組成物を透過させることにより、前記中間組成物と第二の試薬を接触させる、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記抗原が、リボソームタンパク質L7/L12である、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記起因菌がBordetella属菌であって、前記抗原が、リボソームタンパク質L7/L12、リポ多糖、及び百日咳菌毒素からなる群から選択されるいずれかである、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記免疫測定法が、免疫クロマトグラフィーアッセイである、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記検体が、鼻腔ぬぐい液、咽頭ぬぐい液、鼻腔吸引液、又は喀痰である、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
- ヒトの呼吸器感染症の診断又は診断の補助のための、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
- 以下を含む、請求項1から20のいずれか一項に記載の方法を実施するための、キット。
・イオン性界面活性剤を含む、第一の試薬
・非イオン性界面活性剤を含む、第二の試薬
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2020
- 2020-07-03 JP JP2020115519A patent/JP2021012197A/ja active Pending
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