JP2022114219A - 血液検体における炎症指標パラメータの測定方法および測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】血液試料から取得される炎症マーカについての測定結果に基づき、各種炎症性疾患の病態プロセスの進行度合いの判定を可能としうる手段を提供する。
【解決手段】血液検体から赤血球沈降速度（ＥＳＲ）を測定することと、前記血液検体から前記ＥＳＲと異なる炎症マーカを測定することと、前記ＥＳＲの測定値および前記炎症マーカの測定値に基づいて、炎症の指標となる炎症指標パラメータを算出することとを含む、血液検体における炎症指標パラメータの測定方法により、上記課題は解決されうる。
【選択図】図５
【解決手段】血液検体から赤血球沈降速度（ＥＳＲ）を測定することと、前記血液検体から前記ＥＳＲと異なる炎症マーカを測定することと、前記ＥＳＲの測定値および前記炎症マーカの測定値に基づいて、炎症の指標となる炎症指標パラメータを算出することとを含む、血液検体における炎症指標パラメータの測定方法により、上記課題は解決されうる。
【選択図】図５
Description
本発明は、血液検体における炎症指標パラメータの測定方法および測定装置に関する。
赤血球沈降速度（以下、ＥＳＲ（Ｅｒｙｔｈｒｏｃｙｔｅ Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）とも称する）は、赤沈または血沈としても呼ばれる非特異炎症マーカである。簡便な検査によるものの、炎症、組織の崩壊、血漿タンパク異常などをよく反映することから、初診時や慢性疾患の経過観察などにおける有用性は高く、古くから炎症性疾患のスクリーニングに汎用されている。ＥＳＲの値は、抗凝固剤を添加した血液中を赤血球が沈降する速度（１時間値）を血漿層の長さとして測定される。
ＥＳＲの測定結果には、グロブリンやフィブリノゲンなどの血漿タンパク成分、赤血球形態や容積、赤血球膜の帯電状態などが影響する。血液中の赤血球膜表面は主にシアル酸により負に帯電しており、その周りを正に帯電した電解質が囲んで電気二重層を形成している。赤血球が移動する際に付随する帯電状態の指標はゼータ電位と呼ばれ、赤血球同士は通常、ゼータ電位の反発によって凝集が抑制されている。ここで、正に帯電したγ－グロブリンやフィブリノゲンが血漿中に増加して負に帯電した赤血球膜表面に結合すると、ゼータ電位による赤血球同士の反発は減少し、ＥＳＲは上昇する。一方、負に帯電したアルブミンが結晶中に増加すると、赤血球の凝集は抑制され、ＥＳＲは低下する。
ところで、ＥＳＲとは異なる非特異炎症マーカとして、Ｃ反応性タンパク（ＣＲＰ）があり、血漿ＣＲＰ濃度の測定は、感染性疾患の診断および管理や、一連の非感染性炎症性疾患のモニタリングにおいて臨床的に汎用されている。このＣＲＰはＥＳＲよりも反応が速く、また消失も速いことから、急性炎症の場合には、炎症の強さおよび長さを判断するのに最も鋭敏な指標となっており、いまでは急性炎症の診断において、ＥＳＲはＣＲＰによって代用されている。一方、ＥＳＲは炎症症状が軽快してＣＲＰ濃度が低下した後であっても残存フィブリノゲンの影響で長時間にわたって亢進する。これは、急性炎症性疾患時にはタンパク質の合成調節によってフィブリノゲンは上昇してアルブミンは低下するが、これらの蛍光はＣＲＰが正常化した後にも持続するためである。この理由から、ＥＳＲは急性炎症の経過観察に有用である。また、リウマチ炎症などの慢性炎症性疾患においてはＣＲＰなどの急性期タンパクの産生量は低く基準範囲を示すことも少なくないが、ＥＳＲは明らかに亢進する。このため、ＥＳＲはリウマチ炎症の活動性をモニタリングする指標などに活用されており、その寛解の判定などに利用されている。このように、ＥＳＲとＣＲＰとは、非特異炎症マーカという点では共通するものの、臨床におけるそれぞれの有用性は異なっており、急性期・慢性期などの異なる場面においてそれぞれが単独で炎症マーカとしての役割を果たしているに過ぎず、これらをともに利用して炎症指標や炎症に関与する病態変容の危険因子の存在の有無を判定することは行われていないのが現状である。
なお、ＥＳＲやＣＲＰを測定する際の血液検査においては、自動血球分析装置を用いて各種の血液学的パラメータも同時に測定されることが一般的である。近年の自動血球分析装置では、末梢血の赤血球・白血球・血小板の数、およびヘマトクリット値・ヘモグロビン濃度測定が、１回の血液の吸引のみでも取得できるようになっている。また、最近の機器では、血球数測定、ヘマトクリット値、ヘモグロビン濃度、ＭＣＶ（平均赤血球容積）、ＭＣＨ（平均赤血球ヘモグロビン量）、ＭＣＨＣ（平均赤血球ヘモグロビン濃度）のみならず、白血球分画の５分類を行うことも可能である。さらに、赤血球や血小板の大小不同や赤芽球まで測定可能な機器も開発されており、高速でしかも正確性、精密性が高く、臨床現場には必須の機器となっている。
ここで、測光レオロジーに基づくシレクトグラムを利用してＥＳＲを推定する凝集計測機能と、血球数を計測する血球計測機能とを単一の機器内に一体化することも行われている（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１に記載の技術においては、ＥＳＲ測定装置とセルカウンター機能を持った測定アセンブリとで血液試料を流通させるための流路を共有させることで、これらの各装置における測定を同一の血液試料に対して順次行うことを可能としている。しかしながら、特許文献１に記載の技術において、各装置において得られた測定結果についてはそれぞれ独立して参照されることが想定されている。したがって、この技術によって奏される効果は装置の小型化が可能ということにとどまっており、各装置からの測定結果をともに利用して各種炎症性疾患の病態プロセスの進行度合いを判定することは何ら想定されていなかった。
そこで本発明は、血液試料から取得される炎症マーカについての測定結果に基づき、各種炎症性疾患の病態プロセスの進行度合いの判定を可能としうる手段を提供することを目的とする。
本発明の一形態によれば、血液検体から赤血球沈降速度（ＥＳＲ）を測定することと、前記血液検体から前記ＥＳＲと異なる炎症マーカを測定することと、前記ＥＳＲの測定値および前記炎症マーカの測定値に基づいて、炎症の指標となる炎症指標パラメータを算出することとを含む、血液検体における炎症指標パラメータの測定方法が提供される。
また、本発明の他の形態によれば、上述した本発明の一形態に係る炎症指標パラメータの測定方法に用いられうる装置が提供される。当該装置は、血液検体から赤血球沈降速度（ＥＳＲ）を測定するＥＳＲ測定部と、前記血液検体から前記ＥＳＲと異なる炎症マーカを測定する炎症マーカ測定部と、前記ＥＳＲの測定値および前記炎症マーカの測定値に基づいて、炎症の指標となる炎症指標パラメータを算出する炎症指標パラメータ測定部とを含む、血液検体における炎症指標パラメータの測定装置である。
さらには、本発明のさらに他の形態によれば、上述した本発明の一形態に係る炎症指標パラメータの測定方法における各手順をコンピュータに実行されるためのプログラム、および当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体もまた、提供される。
本発明によれば、各種炎症性疾患の病態プロセスの進行度合いの判定に有用な炎症指標パラメータを、血液検体の測定結果に基づいて提供することが可能である。
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
本発明の一形態は、血液検体から赤血球沈降速度（ＥＳＲ）を測定することと、前記血液検体から前記ＥＳＲと異なる炎症マーカを測定することと、前記ＥＳＲの測定値および前記炎症マーカの測定値に基づいて、炎症の指標となる炎症指標パラメータを算出することとを含む、血液検体における炎症指標パラメータの測定方法である。また、本発明の他の形態は、血液検体から赤血球沈降速度（ＥＳＲ）を測定するＥＳＲ測定部と、前記血液検体から前記ＥＳＲと異なる炎症マーカを測定する炎症マーカ測定部と、前記ＥＳＲの測定値および前記炎症マーカの測定値に基づいて、炎症の指標となる炎症指標パラメータを算出する炎症指標パラメータ測定部とを含む、血液検体における炎症指標パラメータの測定装置である。ここで、本明細書において、「炎症指標パラメータ」とは、各種炎症性疾患における炎症の状況の指標となるパラメータを意味する。そして、本形態に係る炎症指標パラメータの測定方法や測定装置によって測定された炎症指標パラメータは、炎症の状況の指標として、各種炎症性疾患の重篤度の予測、寛解後の治療終了可能性の判定、および予後管理などの病態プロセスの進行度合いの判定に利用されうる。
以下、本形態に係る炎症指標パラメータの測定方法を実施するための好ましい実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、下記の具体的な実施形態のみには限定されない。
図１は、炎症指標パラメータ測定装置の概略を示すブロック図である。
本形態に係る炎症指標パラメータの測定方法は、血液検体から赤血球沈降速度（ＥＳＲ）を測定すること、および、前記血液検体からＥＳＲと異なる炎症マーカを測定することを必須に含む。ここで、「ＥＳＲと異なる炎症マーカ」としては、Ｃ反応性タンパク（ＣＲＰ）、好中球／リンパ球比率（ＮＬＲ）、プロシトカルニン（ＰＣＴ）、Ｄ－ダイマー（ＤＤ）、フィブリノゲン（Ｆｉｂ）、好中球数（Ｎｅｕ）、リンパ球数（Ｌｙ）および平均血小板容積（ＭＰＶ）からなる群から選択される１種または２種以上が挙げられる。本実施形態においては、ＥＳＲと異なる炎症マーカとして「Ｃ反応性タンパク（ＣＲＰ）」を採用する。
炎症指標パラメータ測定装置１０は、血液取得部１００、血球計数測定部１１０、シレクトグラム測定部１２０、ＣＲＰ反応部１３０、血液排出部１４０、操作入力部１５０、データ出力部１６０、電源部１７０、および制御部１８０を有する。血液取得部１００、血球計数測定部１１０、シレクトグラム測定部１２０、ＣＲＰ反応部１３０、血液排出部１４０、操作入力部１５０、データ出力部１６０、および電源部１７０は、それぞれ制御部１８０に接続され、制御部１８０により制御される。シレクトグラム測定部１２０および制御部１８０はＥＳＲ測定部を構成し、ＣＲＰ反応部１３０および制御部１８０は炎症マーカ測定部としてのＣＲＰ測定部を構成する。
血液取得部１００は、医療従事者などによって炎症指標パラメータ測定装置１０の図示しない導入口にセットされた採血管から血液検体を取得し、取得した血液検体を血球計数測定部１１０、シレクトグラム測定部１２０およびＣＲＰ反応部１３０に分配する。血液取得部１００は、分注部、配管、吸引ポンプ、電磁弁、ノズルなどから構成されており、その具体的な形態について特に制限はない。配管の一端部には、血液検体を希釈する希釈液をノズルを通じて供給するための供給口が設けられていてもよい。
血液検体は、あらかじめ患者から採取され、採血管内に収容される。採血管には、抗凝固剤として、たとえばＥＤＴＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ ｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）が添加されうる。
血球計数測定部１１０は、例えば、白血球数などを測定するための第１測定ユニットと、赤血球数などを測定するための第２測定ユニットと、を有しうる。第１測定ユニットおよび第２測定ユニットは、それぞれチャンバおよび検出部を有する。チャンバは、ノズルを通じて注入された血液検体を保持する。検出部は、血液検体の血球を計数する。
血液検体は、まず、第１測定ユニットのチャンバに注入され、希釈液により２００倍に希釈され、溶血剤により溶血された後、白血球数などが検出部により測定される。さらに、血液検体は、第２測定ユニットのチャンバに注入され、希釈液により４万倍に希釈され、赤血球数などが検出部により測定される。各チャンバは、血液排出部１４０に接続されており、使用済みの血液検体は、血液排出部１４０に排出される。
血球計数測定部１１０による測定項目としては、例えば、白血球数（ＷＢＣ）、赤血球数（ＲＢＣ）、ヘモグロビン濃度（ＨＧＢ）、ヘマトクリット値（ＨＣＴ）、平均赤血球容積（ＭＣＶ）、平均赤血球ヘモグロビン量（ＭＣＨ）、平均赤血球ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ）、血小板数（ＰＬＴ）、平均血小板容積（ＭＰＶ）、リンパ球パーセント（ＬＹ％）、単球パーセント（ＭＯ％）、顆粒球パーセント（ＧＲ％）、好中球パーセント（ＮＥ％）、好酸球パーセント（ＥＯ％）、好塩基球パーセント（ＢＡ％）、幼若顆粒球パーセント（ＩＧ％）、好中球数（ＮＥ）、リンパ球数（ＬＹ）、単球数（ＭＯ）、好酸球数（ＥＯ）、好塩基球数（ＢＡ）、幼若顆粒球数（ＩＧ）、および顆粒球数（ＧＲ）などが挙げられるが、これらに限定されない。これらの測定項目のうち、例えば血球数および血球の大きさは電気抵抗法により測定される。ＨＧＢは比色法の測定原理に基づいて測定される。ＨＣＴは血球パルスにより波高値積算方式（ＲＢＣヒストグラムにより算出）で測定される。なお、これらの血球計数の測定技術はいずれも公知であるため説明を省略する。血球計数の測定データは、制御部１８０に送信される。
シレクトグラム測定部１２０は、例えば、チャンバ、透明管、透過光検出部、配管、および吸引ポンプなどを有しうる。シレクトグラム測定部１２０は、血液検体のシレクトグラムを測定する。シレクトグラムとは、血液検体にずり応力を印加することで生じさせた血液検体の流れを停止させたときの、停止前後にわたる、血液検体を透過する光の強度の推移を示すグラフである。なお、シレクトグラム測定部１２０は、単一の測定装置内で上記血球計数測定部１１０と一体化されていてもよいし、互いに異なる測定装置に備えられていてもよい。これらを一体化して備える市販の装置としては、例えば、全自動血球計数・赤血球沈降速度測定装置 ＭＥＫ－１３０５ セルタックα＋（日本光電工業株式会社製）がある。
チャンバは、ノズルを通じて注入された血液検体を収容する。透明管は、例えば透明のガラス管であり、その下端はチャンバに連通される。チャンバの血液検体は、透明管内を吸引ポンプに吸引されることで、当該血液検体に対して一定のずり応力が印加される。ずり応力が印加されることにより、血液検体は、透明管を一定の流速で流れる。その後、吸引ポンプの停止、または透過光検出部から吸引ポンプの間に設置された電磁弁の切替または遮断により、血液検体の流れが停止される。
透過光検出部は、光源と光検出器とを有する。光源は透明管内の血液検体に光を照射する。光検出器は、血液検体に照射された照射光のうち、血液検体を透過した透過光の強度（以下、「透過光強度」とも称する）を検知する。光源は、例えば近赤外線発生器で構成されうる。光検出器は、フォトダイオードで構成されうる。透過光検出部は、透明管内を流れる血液検体の流れが停止される前後にわたって透過光強度を検知し、検知結果を制御部１８０に送信する。すなわち、透過光検出部は、シレクトグラムを測定し、制御部１８０に送信する。なお、シレクトグラム測定部１２０および後述するＣＲＰ反応部１３０はヒータ等によって加温され、測定時の血液検体の温度が一定になるように調節される。
図２は、シレクトグラムの例を示す図である。シレクトグラムの横軸は時間を示し、縦軸は透過光強度を示している。図２に示すシレクトグラムの例においては、透過光検出部の光検出器として用いられたフォトダイオードの出力電圧が、透過光強度として示されている。シレクトグラムにおいては、透明管内を流れる血液検体の流れが停止された時間ｔ０において、透過光強度が最小値Ｖｍｉｎとなる。これは、流れが停止された瞬間においては、赤血球の凝集がほとんど生じていないため、透明管内において均一に分散した赤血球により照射光が反射および吸収されることで、透過光強度が小さくなることに起因する。透過光強度は、時間ｔ０において最小値Ｖｍｉｎとなった後、増加する。これは、流れが停止されることで赤血球の凝集が開始され、凝集により増大する赤血球の隙間を照射光が透過するためである。ここで、赤血球が凝集するのは、炎症に伴い増加する正に帯電したフィブリノゲン等の血中タンパクにより、負に帯電している赤血球間の反発が妨げられるためである。
本実施形態においては、上記のようにして取得されたシレクトグラムに基づいて、赤血球の凝集に関するパラメータ（以下、「凝集パラメータ」とも称する）を算出する。凝集パラメータには、赤血球の凝集と対応関係にあるパラメータが広く含まれうる。この凝集パラメータを算出するためには、まず、時間ｔ０から所定時間経過後の時間ｔＡが設定される。当該所定時間は、シレクトグラムにおいて透過光強度の増加速度がある程度低下して飽和する任意の時間として設定されうる。そして、時間ｔＡのときの透過光強度が、凝集パラメータを算出する際の凝集パラメータの最大値Ｖｍａｘとして設定される。本実施形態において、凝集パラメータとしては、シレクトグラムに基づいて次のように算出されるパラメータＡＩが採用される。パラメータＡＩは、シレクトグラムにおいて、時間間隔ｔＡ－０を一辺とし、透過光強度の最大値Ｖｍａｘと透過光強度の最小値Ｖｍｉｎとの差ＡＭＰを他辺とする長方形の領域Ｓの面積に対する、当該領域Ｓのうちシレクトグラムの曲線より下の領域Ｂの面積の比（Ｂ／Ｓ）として算出される。領域Ｓは、図２において斜線部として示されている。言い換えれば、シレクトグラムにおいて、領域Ｓのうちシレクトグラムの曲線より上の領域を領域Ａとすると、パラメータＡＩは、領域Ａの面積と領域Ｂの面積との和に対する領域Ｂの面積の比（すなわち、Ｂ／（Ａ＋Ｂ））として算出される。ただし、凝集パラメータとしては、上述したＡＩのほか、Ｂの面積、Ａの面積、ＡＭＰ、および時間ｔ１／２のいずれかが採用されてもよい。なお、時間ｔ１／２は、時間ｔ０のときの透過光強度の最小値Ｖｍｉｎから透過光強度がＡＭＰ／２増加したときの時間である。
ＣＲＰ反応部１３０は、例えば、チャンバ、試薬保持部、透過光検出部、配管、および吸引ポンプなどを有しうる。ＣＲＰ反応部１３０は、血液検体中のＣＲＰ量（濃度）を測定する。本実施形態において、ＣＲＰ反応部１３０は、ラテックス凝集免疫比濁法により、血液検体中のＣＲＰ量（濃度）を測定する。なお、ＣＲＰ反応部１３０は、単一の測定装置内で上記血球計数測定部１１０および／または上記シレクトグラム測定部１２０と一体化されていてもよいし、互いに異なる測定装置に備えられていてもよい。ＣＲＰ反応部１３０を血球計数測定部１１０およびシレクトグラム測定部１２０とは別に備える市販の装置としては、例えば、臨床化学分析装置 ＣＨＭ－４１００ セルタックケミ（日本光電工業株式会社製）がある。
試薬保持部は、ＣＲＰを測定するための試薬を保持する。当該試薬は、ＣＲＰに対して特異的に結合する抗体（抗ＣＲＰ抗体）を含有している。本実施形態において、当該試薬は、上記抗体にラテックス粒子が感作（結合）している抗ＣＲＰ抗体感作ラテックス（以下、「感作ラテックス」とも称する）である。チャンバは、ノズルを通じて注入された血液検体、およびノズルを通じて試薬保持部から注入された試薬を収容する。
透過光検出部は、上述したシレクトグラム測定部１２０において説明したのと同様の構成を有しうる。ＣＲＰの測定時には、ラテックス試薬中の感作ラテックスと血液検体中のＣＲＰ抗原とが、抗原抗体反応により結合して凝集する。この凝集塊は時間の経過と共に増大する。本実施形態では、凝集の開始から３分が経過するまでの間、透過光検出部を構成する光源からこの凝集塊に向けて近赤外線が照射され、フォトダイオードによって検知された透過光強度（吸光度）の変化が当該フォトダイオードの出力電圧として制御部１８０に送信される。ここで、免疫比濁法で生じる抗原抗体反応凝集物は非常に小さく、抗原量の少ない低濃度域での凝集の度合いを光学的に検出することは困難である。この点、μｍオーダーの比較的大きなラテックス粒子に抗体を感作（結合）させた感作ラテックスを用いるラテックス凝集免疫比濁法では、抗原抗体反応が見かけ上ラテックスの凝集という形で発現する。このため、低濃度域での抗原量の少ない場合であっても大きな凝集として測定が可能であり、わずかな凝集塊の変化も光学的に捉えることができるという利点がある。
血液排出部１４０は、吸引ポンプ、排出タンク、および配管などを有しうる。なお、上述したように、吸引ポンプは、シレクトグラム測定部１２０の構成要素を兼ねる。この吸引ポンプは、血球計数測定部１１０、シレクトグラム測定部１２０およびＣＲＰ反応部から使用済みの血液検体を吸引する。排出タンクは、吸引ポンプによって吸引された使用済みの血液検体を貯留する。
操作入力部１５０は、例えばタッチパネルであり、医療従事者などによる指示およびデータの入力を受け付ける。医療従事者などによる指示には、ＥＳＲおよびＣＲＰの測定の指示、並びに血球計数の測定の指示が含まれる。入力されるデータにはＥＳＲを算出するための関数が含まれる。後述するように、ＥＳＲを算出するための関数は、凝集パラメータおよび赤血球の密度に関するパラメータに基づいてＥＳＲを算出するための非線形な関数である。赤血球の密度に関するパラメータは、例えば、ＨＣＴ、ＲＢＣ、ＨＧＢ、および血液検体を透過する透過光の強度の少なくとも１つでありうる。
電源部１７０は、血液取得部１００、血球計数測定部１１０、シレクトグラム測定部１２０、ＣＲＰ反応部１３０、血液排出部１４０、操作入力部１５０、データ出力部１６０、および制御部１８０に必要な電力を供給する。
制御部１８０は、血液取得部１００、血球計数測定部１１０、シレクトグラム測定部１２０、ＣＲＰ反応部１３０、血液排出部１４０、操作入力部１５０、データ出力部１６０、および電源部１７０を制御するとともに各部から必要なデータを受信する。
図３は、炎症指標パラメータ測定装置の構成要素である制御部の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御部１８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１８１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１８２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１８３、およびＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１８４を有し、これらの構成要素はバス１８５により相互に通信可能に接続される。
ＣＰＵ１８１は、プログラムにしたがって制御部１８０の各構成要素を制御するとともに、各種演算を行うプロセッサーである。ＣＰＵ１８１は、ＨＤＤ１８４に記憶された炎症指標パラメータ測定プログラムＰを実行することにより、ＥＳＲおよびＥＳＲとは異なる炎症マーカとしてのＣＲＰを測定する。具体的に、ＣＰＵ１８１は、図２に示すようなシレクトグラムから得られる凝集パラメータ、および赤血球の密度に関するパラメータ（例えば、ヘマトクリット値（ＨＣＴ）など）に基づいて、ＥＳＲを算出する。このようにしてＥＳＲを算出することで、参照法であるウェスターグレン法による測定値との乖離が小さいＥＳＲの測定値を迅速に得ることができる。なお、このようなＥＳＲの測定方法の詳細については、その全文が参照により本明細書に引用される、特開２０１８－１２４２６４号公報が適宜参照されうる。
続いて、ＣＰＵ１８１は、ＥＳＲの測定値およびＣＲＰ（炎症マーカ）の測定値に基づいて、炎症指標パラメータを算出する。本実施形態において、炎症指標パラメータは、ＥＳＲに対するＣＲＰの比率（ＣＲＰ／ＥＳＲ）である。後述するように、このようにして算出された炎症指標パラメータ（ＣＲＰ／ＥＳＲ）は、各種炎症性疾患の病態プロセスの進行度合いの判定に利用されうる。
ＲＡＭ１８２は揮発性の記憶デバイスであり、炎症指標パラメータ測定プログラムＰ、測定データ、並びに、後述するＥＳＲを算出するための関数およびＣＲＰを算出するための関数を一時的に記憶する。
ＲＯＭ１８３は、不揮発性の記憶デバイスであり、炎症指標パラメータ測定プログラムＰが実行される際に使用する各種設定データを含む各種データを記憶する。
ＨＤＤ１８４は、オペレーティングシステム、および炎症指標パラメータ測定プログラムＰを含む各種プログラム、並びに測定データ、ＥＳＲを算出するための関数、ＣＲＰを算出するための関数、および患者の基本情報を含む各種データを格納する。患者の基本情報には、患者のＩＤ、氏名、および年齢が含まれる。なお、採血管には患者のＩＤが印刷されたラベルが添付されており、患者のＩＤにより採血管および測定データが管理されうる。
データ出力部１６０は、血球計数並びにＥＳＲおよびＣＲＰを含む測定データ、各種設定メニュー、各種操作メニュー、およびメッセージを出力する。ここで、出力には、例えば、データ信号としての出力、データが印刷された用紙の出力、およびディスプレイの表示画面への表示が含まれる。データ出力部１６０には、データ送受信用コネクター、プリンター、およびディスプレイが含まれる。
本実施形態において、データ出力部１６０は、医療従事者などによる指示に応じて、血球計数の測定結果、ＥＳＲおよびＣＲＰの測定結果、並びに炎症指標パラメータ（ＥＳＲ／ＣＲＰ）の測定結果を併せて表示しうる。
図４は、炎症指標パラメータの測定方法の手順を示すフローチャートである。本フローチャートは、炎症指標パラメータ測定プログラムＰにしたがって制御部１８０により実行されうる。
制御部１８０は、血液取得部１００により採血管から血液検体を取得し、血球計数測定部１１０、シレクトグラム測定部１２０およびＣＲＰ反応部１３０に供給する（Ｓ１０１）。本ステップは、医療従事者などにより操作入力部１５０に入力された指示に基づいて開始される。以下、説明を簡単にするために、医療従事者などによる指示が炎症指標パラメータとしてのＥＳＲ／ＣＲＰの測定であるものとして説明する。なお、ＥＳＲの測定値は、凝集パラメータ、赤血球の密度に関するパラメータ、並びに平均赤血球容積、平均赤血球ヘモグロビン量、平均赤血球ヘモグロビン濃度、およびＨＧＢの少なくとも１つの測定値に基づいて算出されうる。したがって、医療従事者などによる指示がＥＳＲ／ＣＲＰの測定のみであっても、並行して血球計数の測定が行われうる。
制御部１８０は、血球計数測定部１１０により血球計数（ＣＢＣ）を測定するとともに、シレクトグラム測定部１２０によりシレクトグラムを測定して凝集パラメータを算出する（Ｓ１０２）。次に、制御部１８０は、ステップＳ１０２で算出された凝集パラメータをＨＣＴで補正する（Ｓ１０３）。続いて、制御部１８０は、ステップＳ１０３で補正された凝集パラメータをさらに平均赤血球容積で補正する（Ｓ１０４）。そして、制御部１８０は、ステップＳ１０４で補正された凝集パラメータに基づいてＥＳＲを算出する（Ｓ１０５）。なお、ステップＳ１０３～Ｓ１０５の手順は、凝集パラメータ、赤血球の密度に関するパラメータ、および平均赤血球容積の測定値に基づいてＥＳＲを算出する手順と等価である。すなわち、ＥＳＲを算出するための関数の変数に、凝集パラメータ、赤血球の密度に関するパラメータ、および平均赤血球容積を代入してＥＳＲを算出する手順と等価である。したがって、ステップＳ１０３～Ｓ１０５の手順は実質的に同時に実行されうる。
一方、制御部１８０は、ステップＳ１０３～Ｓ１０５によるＥＳＲの算出と並行して、ＣＲＰを算出する。ＣＲＰ反応部１３０により血液検体を試薬（感作ラテックス）と反応させて、吸光度（透過光強度）の変化に関するデータを受信する（ステップＳ１０６）。続いて、制御部１８０は、ＣＲＰを算出するための関数を参照して、受信した吸光度の変化に関するデータに基づいて、ＣＲＰを算出する（Ｓ１０７）。
そして、制御部１８０は、ステップＳ１０５において算出されたＥＳＲの値と、ステップＳ１０７において算出されたＣＲＰの値とを用いて、これらの比率（ＥＳＲ／ＣＲＰ）を炎症指標パラメータとして算出する。
本実施形態において測定された比率（ＣＲＰ／ＥＳＲ）は、炎症指標パラメータとして利用可能である。すなわち、各種炎症性疾患の病態プロセスの進行度合いの判定（各種炎症性疾患の重篤度の予測、寛解後の治療終了可能性の判定、および予後管理など）に利用されうる。以下、この点について、図面を参照しつつ説明する。
図５は、新型コロナウイルス感染症（ＣＯＶＩＤ－１９）に関する２報の論文（Tan C, Huang Y, Shi F, et al., J. Med. Virol., 2020;17.；https://doi.org/10.1002/jmv.25871、および、Chuan Qin, Luoqi Zhou, Ziwei Hu, Shuoqi Zhang, Sheng Yang, Yu Tao MD, Cuihong Xie, Ke Ma, Ke Shang, Wei Wang, and Dai-Shi Tian, Clinical Infectious Diseases, 2020;71(15):762-8）に掲載された、新型コロナウイルス感染症（ＣＯＶＩＤ－１９）の患者におけるＥＳＲおよびＣＲＰの測定データから算出したＣＲＰ／ＥＳＲの値をプロットしたグラフである。図５に示すグラフの作成にあたっては、患者のＣＲＰ／ＥＳＲの値を、病態のプロセスの進行に応じて来院時、進行時、症状ピーク時、回復時、および寛解時に分類し、症状が軽度のまま回復した患者群（軽症群）と症状が重篤化した後に回復または回復することなく死亡した患者群（重症群）とのそれぞれに分けて、それぞれの算術平均値をプロットした。なお、健常者のデータは、書籍（Barbara Bain Imelda Bates Mike Laffan, Dacie and Lewis Practical Haematology, 12th Edition, ELSEVIER, 26th Sep. 2016）より収集したものである。ここで、健常者においてはＣＲＰの値はほぼゼロに等しく、また、寛解時においてもＣＲＰの値はほぼゼロとなる。このため、図５に示すグラフにおいて、健常者および寛解時のプロットは、軽症群および重症群のいずれについてもほぼゼロとなっている。
図５のグラフにおける「来院時」のデータを見ると、軽症群ではＣＲＰ／ＥＳＲの比率（平均値）が約５０であるのに対し、重症群では約７５と１．５倍の値を示している。ここで、新たに来院した患者について本発明の一形態に係る炎症指標パラメータの測定方法によりＣＲＰ／ＥＳＲの値を炎症指標パラメータとして測定することにより、当該患者における炎症の重篤度を予測することができる。例えば、重症化リスクについての下側カットオフ値を、安全を見て３０に設定し、「来院時」に測定されたＣＲＰ／ＥＳＲの値が３０以下であった場合には当該患者が重症化する可能性は高くないと判定することができる。このように、重症化のリスクが高くないと思われる患者を簡便な手法によって判別することができれば、貴重な医療資源を浪費することなく医療資源の効率的な利用が達成されうる。一方、重症化リスクについての上側カットオフ値を７５に設定し、「来院時」に測定されたＣＲＰ／ＥＳＲの値が７５以上であった場合には当該患者が重症化する可能性が高いと判定することができる。このように、重症化のリスクが高いと思われる患者を簡便な手法によって判別することができれば、重症化リスクの見落としに起因して、症状が急変した場合の手遅れなどの危険性を回避することが可能となる。
同様に、図５のグラフにおける「進行時」のデータを見ると、軽症群ではＣＲＰ／ＥＳＲの比率（平均値）が来院時の約５０から約１７に減少しているのに対し、重症群では約７５から約８１へと増加している。また、軽症群と重症群との比較でも、重症群は５倍近い値を示している。ここで、症状が進行した患者について本発明の一形態に係る炎症指標パラメータの測定方法によりＣＲＰ／ＥＳＲの値を炎症指標パラメータとして測定することにより、当該患者における炎症の重篤度を予測することができる。例えば、重症化リスクについての下側カットオフ値を、安全を見て１０に設定し、「進行時」に測定されたＣＲＰ／ＥＳＲの値が１０以下であった場合には当該患者が重症化する可能性は高くないと判定することができる。一方、重症化リスクについての上側カットオフ値を８０に設定し、「進行時」に測定されたＣＲＰ／ＥＳＲの値が８０以上であった場合には当該患者が重症化する可能性が高いと判定することができる。さらに別の観点からは、「来院時」に測定されたＣＲＰ／ＥＳＲの値と「進行時」に測定されたＣＲＰ／ＥＳＲの値との比率（進行時／来院時）を算出し、この値が１未満であれば当該患者が重症化する可能性は高くないと判定し、この値が１以上であれば当該患者が重症化する可能性が高いと判定することもできる。
ここで、上述した実施形態においては、ＥＳＲと異なる炎症マーカとして「Ｃ反応性タンパク（ＣＲＰ）」を採用した。ただし、上述したように、ＥＳＲと異なる炎症マーカとしては「Ｃ反応性タンパク（ＣＲＰ）」以外にも、好中球／リンパ球比率（ＮＬＲ）、プロシトカルニン（ＰＣＴ）、Ｄ－ダイマー（ＤＤ）、フィブリノゲン（Ｆｉｂ）、好中球数（Ｎｅｕ）、リンパ球数（Ｌｙ）および平均血小板容積（ＭＰＶ）からなる群から選択される１種または２種以上などが用いられうる。これら以外の炎症マーカが用いられてももちろんよい。
以下では、本発明の他の実施形態として、「ＥＳＲと異なる炎症マーカ」として、ＣＲＰに代えて「好中球／リンパ球比率（ＮＬＲ）」を採用した場合について説明する。なお、「好中球／リンパ球比率（ＮＬＲ）」の値は、血球計数装置において測定される好中球数（Ｎｅｕ）およびリンパ球数（Ｌｙ）の値に基づいて制御部１８０が算出可能である。
図６は、図５に示したのと同様の母集団について、患者におけるＥＳＲおよびＮＬＲの測定データから算出したＥＳＲ／ＮＬＲの値をプロットしたグラフである。図６に示すグラフの作成にあたっては、患者のＥＳＲ／ＮＬＲの値を、病態のプロセスの進行に応じて来院時、進行時、症状ピーク時、および回復時に分類し、症状が軽度のまま回復した患者群（軽症群）と症状が重篤化した後に回復または回復することなく死亡した患者群（重症群）とのそれぞれに分けて、それぞれの算術平均値をプロットした。
図６のグラフにおける「来院時」および「進行時」のデータを見ると、軽症群ではＥＳＲ／ＮＬＲの比率（平均値）が約４から約２２へと５倍以上増加しているのに対し、重症群では約１２から約８へと２／３倍に減少している。ここで、新たに来院した患者について、「来院時」および「進行時」の時点において、本発明の一形態に係る炎症指標パラメータの測定方法によりＥＳＲ／ＮＬＲの値を炎症指標パラメータとして測定することにより、当該患者における炎症の重篤度を予測することができる。例えば、「来院時」に測定されたＥＳＲ／ＮＬＲの値と「進行時」に測定されたＥＳＲ／ＮＬＲの値との比率（進行時／来院時）を算出し、この値が６以上であれば当該患者が重症化する可能性は高くないと判定し、この値が１未満であれば当該患者が重症化する可能性が高いと判定することができる。
同様に、図６のグラフにおける「症状ピーク時」および「回復時」のデータを見ると、軽症群ではＥＳＲ／ＮＬＲの比率（平均値）が約２２～２５と高止まりしているのに対し、重症群では約７～約１２と低値を示している。ここで、症状が進行して回復時までの段階の患者について本発明の一形態に係る炎症指標パラメータの測定方法によりＥＳＲ／ＮＬＲの値を炎症指標パラメータとして測定することにより、当該患者が既に重篤化しているか否かを判定したり、当該患者における後遺症の罹患リスクを予測したりすることができる。例えば、後遺症の罹患リスクについての上側カットオフ値を、安全を見て２５に設定し、「進行時」～「回復時」に測定されたＥＳＲ／ＮＬＲの値が２５以上であった場合には、当該患者が重篤化しておらず、後遺症に罹患する可能性は高くないと判定することができる。一方、後遺症の罹患リスクについての上側カットオフ値を１２に設定し、「進行時」～「回復時」に測定されたＣＲＰ／ＥＳＲの値が１２以下であった場合には、当該患者が既に重篤化しており、後遺症に罹患する可能性が高いと判定することができる。なお、ＣＯＶＩＤ－１９の患者の多くが好中球過分葉核球のような血球の形態異常を示すことが報告されている。また、このような血球の形態異常は、サイトカインストーム後に生じる宿主免疫系の暴走反応である好中球細胞外トラップ（ＮＥＴｓ）が生じていることの指標となることも報告されている（ＮＥＴｓについては、Lee KH, Cavanaugh L, Leung H, et al., Int. J. Lab. Hematol., 2018;40:392-399；https://doi.org/10.1111/ijlh.12800を参照）。したがって、図６を参照しつつ上記で説明した判定において既に重篤化していると判定された患者については、血液検体からフローサイトメトリー法を用いて血球を分類し、好中球過分葉核球の有無（または過分葉好中球比率）を調べることにより、ＮＥＴｓを伴う重度の肺炎が発症しているか否か（またはその危険性が高いか否か）についてもさらに判定することが可能である。同様に、幼若顆粒球数（ＩＧ）が敗血症の病態マーカーとして有用であることも報告されている（Ayres LS, Sgnaolin V, Munhoz TP., Int. J. Lab. Hematol. 2019;41:392-396.；https://doi.org/10.1111/ijlh.12990）。したがって、図６を参照しつつ上記で説明した判定において既に重篤化していると判定された患者については、血液検体からフローサイトメトリー法を用いて血球を分類し、幼若顆粒球数（ＩＧ）を調べることにより、敗血症が発症しているか否か（またはその危険性が高いか否か）についてもさらに判定することが可能である。このように、本形態に係る炎症指標パラメータの測定方法においては、白血球数（ＷＢＣ）、過分葉好中球比率、幼若顆粒球数（ＩＧ）、血小板数（Ｐｌｔ）、ヘモグロビンＡｌｃ（ＨｂＡ１ｃ）、免疫グロブリン（Ｉｇ）および線維素分解産物（ＦＤＰ）からなる群から選択される１種または２種以上を測定することをさらに含むことが好ましい。このような構成とすることで、上記測定方法によって得られた炎症指標パラメータに基づく各種炎症性疾患の病態プロセスの進行度合いの判定を前提として、当該判定結果の細分類や合併症および／もしくは後遺症などの併発またはそのリスクの有無を判定することにも資することができる。
以上、本発明の実施形態に係る炎症指標パラメータ測定方法、炎症指標パラメータ測定装置、炎症指標パラメータ測定プログラム、および当該プログラムを記録した記録媒体について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態に係る炎症指標パラメータ測定装置１０における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウェア回路、またはプログラムされたコンピュータのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、炎症指標パラメータ測定装置１０の一機能としてその装置のソフトウェアに組み込まれてもよい。
１０ 炎症指標パラメータ測定装置、
１００ 血液取得部、
１１０ 血球計数測定部、
１２０ シレクトグラム測定部、
１３０ ＣＲＰ反応部、
１４０ 血液排出部、
１５０ 操作入力部、
１６０ データ出力部、
１７０ 電源部、
１８０ 制御部。
１００ 血液取得部、
１１０ 血球計数測定部、
１２０ シレクトグラム測定部、
１３０ ＣＲＰ反応部、
１４０ 血液排出部、
１５０ 操作入力部、
１６０ データ出力部、
１７０ 電源部、
１８０ 制御部。
Claims (15)
- 血液検体から赤血球沈降速度（ＥＳＲ）を測定することと、
前記血液検体から前記ＥＳＲと異なる炎症マーカを測定することと、
前記ＥＳＲの測定値および前記炎症マーカの測定値に基づいて、炎症の指標となる炎症指標パラメータを算出することと、
を含む、血液検体における炎症指標パラメータの測定方法。 - 前記炎症マーカは、Ｃ反応性タンパク（ＣＲＰ）、好中球／リンパ球比率（ＮＬＲ）、プロシトカルニン（ＰＣＴ）、Ｄ－ダイマー（ＤＤ）、フィブリノゲン（Ｆｉｂ）、好中球数（Ｎｅｕ）、リンパ球数（Ｌｙ）および平均血小板容積（ＭＰＶ）からなる群から選択される１種または２種以上である、請求項１に記載の測定方法。
- 前記炎症指標パラメータは、前記ＥＳＲに対する前記ＣＲＰの比率（ＣＲＰ／ＥＳＲ）、または前記ＮＬＲに対する前記ＥＳＲの比率（ＥＳＲ／ＮＬＲ）である、請求項２に記載の測定方法。
- 前記比率の値に基づいて炎症の重篤度を予測することをさらに含む、請求項３に記載の測定方法。
- 前記血液検体から、白血球数（ＷＢＣ）、過分葉好中球比率、幼若顆粒球数（ＩＧ）、血小板数（Ｐｌｔ）、ヘモグロビンＡｌｃ（ＨｂＡ１ｃ）、免疫グロブリン（Ｉｇ）および線維素分解産物（ＦＤＰ）からなる群から選択される１種または２種以上を測定することをさらに含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の測定方法。
- 前記ＥＳＲを測定することは、シレクトグラムに基づいて前記ＥＳＲを測定することを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の測定方法。
- 前記ＥＳＲを測定することは、前記シレクトグラムに基づいて算出された赤血球の凝集に関するパラメータと、前記血液検体から測定された赤血球の密度に関するパラメータとを変数とする非線形な関数を用いて前記ＥＳＲを算出することを含む、請求項６に記載の測定方法。
- 血液検体から赤血球沈降速度（ＥＳＲ）を測定するＥＳＲ測定部と、
前記血液検体から前記ＥＳＲと異なる炎症マーカを測定する炎症マーカ測定部と、
前記ＥＳＲの測定値および前記炎症マーカの測定値に基づいて、炎症の指標となる炎症指標パラメータを算出する炎症指標パラメータ測定部と、
を含む、血液検体における炎症指標パラメータの測定装置。 - 前記炎症マーカは、Ｃ反応性タンパク（ＣＲＰ）、好中球／リンパ球比率（ＮＬＲ）、プロシトカルニン（ＰＣＴ）、Ｄ－ダイマー（ＤＤ）、フィブリノゲン（Ｆｉｂ）、好中球数（Ｎｅｕ）、リンパ球数（Ｌｙ）および平均血小板容積（ＭＰＶ）からなる群から選択される１種または２種以上である、請求項８に記載の測定装置。
- 前記炎症指標パラメータは、前記ＥＳＲに対する前記ＣＲＰの比率（ＣＲＰ／ＥＳＲ）、または前記ＮＬＲに対する前記ＥＳＲの比率（ＥＳＲ／ＮＬＲ）である、請求項９に記載の測定装置。
- 前記炎症マーカ測定部は、前記血液検体から、白血球数（ＷＢＣ）、過分葉好中球比率、幼若顆粒球数（ＩＧ）、血小板数（Ｐｌｔ）、ヘモグロビンＡｌｃ（ＨｂＡ１ｃ）、免疫グロブリン（Ｉｇ）および線維素分解産物（ＦＤＰ）からなる群から選択される１種または２種以上をさらに測定する、請求項８～１０のいずれか１項に記載の測定装置。
- 前記ＥＳＲ測定部は、シレクトグラムに基づいて前記ＥＳＲを測定する、請求項８～１１のいずれか１項に記載の測定装置。
- 前記ＥＳＲ測定部は、前記シレクトグラムに基づいて算出された赤血球の凝集に関するパラメータと、前記血液検体から測定された赤血球の密度に関するパラメータとを変数とする非線形な関数を用いて前記ＥＳＲを算出する、請求項１２に記載の測定装置。
- 血液検体から赤血球沈降速度（ＥＳＲ）を測定し、
前記血液検体から前記ＥＳＲと異なる炎症マーカを測定し、
前記ＥＳＲの測定値および前記炎症マーカの測定値に基づいて、炎症の指標となる炎症指標パラメータを算出する手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 請求項１４に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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|---|---|---|---|
| JP2021010423A JP2022114219A (ja) | 2021-01-26 | 2021-01-26 | 血液検体における炎症指標パラメータの測定方法および測定装置 |
| PCT/JP2022/001079 WO2022163384A1 (en) | 2021-01-26 | 2022-01-14 | Measuring method and measuring device for inflammation index parameter of blood sample |
| CN202280011011.2A CN116724237A (zh) | 2021-01-26 | 2022-01-14 | 血液样本的炎症指标参数的测量方法和测量装置 |
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| JP2021010423A JP2022114219A (ja) | 2021-01-26 | 2021-01-26 | 血液検体における炎症指標パラメータの測定方法および測定装置 |
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2021
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