JP4351752B2 - イオン交換樹脂を用いた試料加工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明の分野は、広く核酸のハイブリダイゼーション及び/又は核酸の増幅に関するものである。更に詳しく述べると、本発明は、核酸のハイブリダイゼーション及び/又は核酸の増幅作業を妨害する試料中の物質を減らすことに関するものである。このような作業としては、例えば、標的核酸の存在及び/又は量を調べるための核酸プローブハイブリダイゼーション、核酸増幅法のための核酸プライマーハイブリダイゼーション、核酸伸長、ニッキング及び/又は開裂を含む酵素活性が挙げられる。本発明は更に、蛍光検出分析における感度を増加させるための、試料からの蛍光化合物の除去に関する。更に、本発明は室温での保存時間の増加を可能にする試料の安定化に関する。また、生物体の濃縮にも関する。
【0002】
【従来の技術】
鎖置換増幅(strand displacementamplification; SDA)、ポリメラーゼ連鎖反応(polymelase chain reaction;PCR)、リガーゼ連鎖反応(ligase chain reaction;LCR)、核酸配列ベースでの増幅(nucleic acid sequence based amplification;NASBA)、転写介在増幅(transcription mediated amplification; TMA)等の核酸増幅方法は、試料中には余り多くのコピーが存在しない、目的とする特定の核酸配列(標的配列)の多数のコピーを作成するのに用いられる。しかし、このような試料に通常存在する数多くの物質は、核酸の増幅プロセスを妨害する。同様にこのような物質は、標的核酸の検出のために用いられる直接核酸プローブハイブリダイゼーション反応を妨害したり、阻害したりすることがある。
【0003】
核酸の増幅を阻害する物質の例として、血液試料に通常見られ、PCRを阻害するヘム及びヘマチン由来のポルフィリン化合物が挙げられる(Stockton Press社、Henry A. Erlich 編、1989年出版、PCR technology、33〜34ページ)。これらの阻害物質の量を減らすために、これまで浸透圧性の溶解や核及び細胞の破片のペレット化を利用する方法が使われてきた。
【0004】
唾液の試料がPCR阻害物質を含有していることも報告されている。Ochert他、PCR Methods and Applications、3, 365-368(1994)。阻害物質は同定されていないが、この唾液試料に広汎電磁波をかけるか、又は沸騰させると、PCR阻害物は、全体的に除去されることが判明した。
【0005】
Frickhofen及びYoungは、J. Virol. Methods, 35, 65-72 (1991)で、血清試料を70℃で45秒間加熱すると、ウイルスの核酸配列のPCR増幅を改善することができると報告している。この改善は、PCR法を阻害すると考えられているアプロチニン、ロイペプチンPMSF及びペプスタチン等の血清酵素が熱によって不活性化されるためである理論付けられている。
また、ウイルスの核酸配列の増幅を行う前に、PCR阻害物質を血清から除去するための方法が、Zeldis他、J. Clin. Invest., 84, 1503-1508 (1989)に示されている。これは、ウイルスを抗体被覆微粒子に吸着させ、この微粒子を洗浄し、次にPCRを阻害すると思われる残りのタンパク質をプロテイナーゼKで破壊する方法である。
【0006】
PCRにより羊水、胎児及び新生児の血清、脳脊髄液の梅毒トレポネーマ(Treponema pallidum)を検出する際、PCR阻害化合物を除去するために4つの異なった方法が試みられた。Grimprel他, J. Clin. Microbiol., 29, 1711-1718(1991)。要約すると、PCR阻害化合物の除去のための4つの方法は次の通りである。すなわち、(1)試料を入れた試験管を熱湯浴に10分間置き、氷冷し、遠心分離するといった煮沸方法。(2)試料を滅菌燐酸塩緩衝食塩水に加え、一連の遠心操作を行い次に得られたペレットを再懸濁して10分間煮沸し、氷冷するといった低スピン分離方法。(3)試料を1MのNaCl、1NのNaOH及び0.1%のSDS中で1.5分間煮沸し、次に0.5MのTris−HCl(pH8.0)で中和し、フェノール及びクロロフォルム−イソアミルアルコールで抽出し、イロプロピルアルコールで沈殿させるといったアルカリ溶解抽出法。(4)試料を(2)で述べた低スピン分離に付し、10分間煮沸し、次にフェノール−クロロフォルムで一回抽出して、冷無水エタノールで沈殿させるといったスピン抽出法である。著者は、用いた試料の種類によりこれらの方法の成功度が異なると報告している。
【0007】
便を試料として用いた場合、逆転写酵素−PCR法を阻害する可能性のある微粒子及び溶解物質のかなりの量が、ポリエチレングリコールで沈殿させることにより除去されることがわかった。 Jiang他、J. Clin. Microbiol., 30, 2529-2534(1992)。沈殿後、フェノール−クロロフォルム抽出に続いて、高塩濃度で陽イオン洗浄剤、臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTAB)を用いて抽出を行った。
【0008】
上記の方法とは別に、便の試料からPCR阻害物質を除去する方法が Wilde他、J. Clin. Microbiol., 18, 1300-1307(1990)により報告されている。PCRにより便の試料からロタウイルスの核酸を検出する前に、一連の迅速な洗浄及び溶出工程においてロタウイルスの精製を行うためにクロマトグラフィーのセルロース繊維粉末(CF11粉末)を利用する工程を抽出工程に加えた方法である。
【0009】
PCRを用いて尿中のサイトメガロウイルス(cytomegalocirus;CMV)を検出する研究を行った際、尿素はPCRを阻害するものであることがわかった。Khan他、J. Clin. Pathol., 44, 360-365 (1991)。この文献では、尿中の尿素のPCR阻害作用は透析又は超遠心分離等の方法により効果的に除去されることが報告されている。
【0010】
CMVの核酸を検出する前に尿中のPCR阻害物質を除去するもう一つの方法がBuffone 他、Clin. Chem., 37, 1945-1949(1991)に報告されている。この方法はCMV生物体から核酸を放出した後に行われ、増幅用の核酸を回収する前にタンパク質と他の物質を選択的に溶出させることができるように細かいガラスビーズを用いて核酸を吸着させるものである。
【0011】
上述の文献から明らかなように、核酸増幅の阻害に関する文献の多くはPCRに関連したものである。PCRを阻害するこれらの物質が、臨床試料に共通して見出されるタンパク質性物質、EDTA,ヒトDNA及び鉄のような他の多くの物質と同様に、SDA及び他の核酸増幅方法も阻害することがわかっている。
【0012】
阻害物質を減らしたり除去したりするこれらの方法の多くは、試料加工方法論に加えてねばならない時間のかかる複雑なステップを含んでいる。更に、これらの方法は、比較的厳しい加工ステップ又は加工条件を用い、更に/又は標的核酸を他の物質から分離する必要があるので、標的核酸配列の一部をロスするという問題を抱えている。非常に少ないオリジナルの標的配列からたくさんの標的配列のコピーを作成する核酸増幅法の能力とは別に、試料中にオリジナルの標的が数多くあればある程増幅効率及び検出能力は改善される。抗酸性杆菌Bacillus(acid fast Bacillus; AFB)、スメア陰性ヒト結核菌(Mycobacterium tuberculosis)の試料など、特に検出の難しい試料の加工の場合、検出能力が大きいことが非常に重要である。
【0013】
分子診断法に付す試料に共通しているのは、長時間にわたる試料の安定性の問題である。試料が、ある場所で採取され、例えば分子診断加工用の中央研究所のような他の場所に移される場合、試料の安定性がより重要となる。
尿の試料及び膣、頚部スワブにおいて、多くの臨床的に関連のある生物体は室温で24時間以上にわたって完全な状態を保っていない。中央研究所への移送の間及び/又は貯蔵の間このような試料を冷凍することが必要となってくる。尿の試料及びスワブにより通常テストされ、室温で保存される試料の中で非常に不安定であることが知られている分析物は、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)である。
【0014】
【課題を解決するための手段】
核酸のハイブリダイゼーション及び/又は核酸の増幅を阻害する物質の存在に関連した問題を克服し、標的核酸配列の検出を改良するために、本発明は、試料中の細胞が溶解する前に、試料をイオン交換樹脂にさらして試料中の阻害物質の量を減らす方法を提供する。
本発明においては、あらゆる種類のイオン交換樹脂(陽イオン、陰イオン及び混合床)が有用である。試料をイオン交換樹脂にさらした後、この樹脂を試料から分離してもよい。
【0015】
乾燥したイオン交換樹脂を用いることで、標的生物体を濃縮するというメリットが得られる。試料をイオン交換樹脂にさらすことはまた、室温での保存又は輸送に対して試料を安定化し、次に行う蛍光検出法を妨害する可能性のある蛍光物質の結合及び試料からの分離を可能にする。更に、イオン交換樹脂は、使用しやすいキット状にパッケージすることもできる。
本発明の種々の目的、利点及び新規の特徴は、次の添付の図面を参照して下記の詳細な説明を読むことにより容易に理解されるであろう。
【0016】
【発明の実施の形態】
上述のように、本発明は、核酸を有する細胞を含んだ試料中に含まれている核酸のハイブリダイゼーション及び/又は増幅作業を妨害する又は阻害する物質の量を減らす方法に関する。この方法において、核酸を含有する細胞が試料中に残るように、試料中の細胞が溶解する前に、試料をイオン交換樹脂にさらす。その後、任意に、この細胞をイオン交換樹脂から分離してもよい。
【0017】
上述の従来の技術の項で述べたことから明らかなように、阻害物質を除去するために行われた他の研究者による幾つかの方法は非常に複雑であったので、本発明の方法の結果は特に予期しないものであった。発明者の知るところでは、普通、核酸のハイブリダイゼーション及び/又は核酸の増幅反応に付される試料の溶解が起きる前にはイオン交換樹脂は用いることはない。
【0018】
本発明の方法の利点の一つは、細胞から得られる標的核酸の、試料中の最終濃度を上げることができる点である。核酸増幅法においては、非常に少ない数の最初の標的から多くの標的配列のコピー(アンプリコン)を作ることができるが、できるだけ最初の標的数が多い状態で増幅法を開始できる方が有利である。濃縮は乾燥マトリックスの膨潤の結果おこる。試料中の液体が乾燥樹脂に取り込まれるか又は吸収されるが、一方細胞は樹脂中に入り込むには大きすぎる。その結果一定の数の細胞と結合している液体試料の量が減少し、それによって細胞の濃度は増加する。例えば乾燥樹脂がアンバーライトTMMB−150(AmberliteTMMB−150)の場合、その乾燥重量の50%まで吸収する。他の方法においては、核酸ハイブリダイゼーション阻害物質の除去を細胞溶解後に行っているが、これらの方法は非常に非効率的である、なぜならそれらの方法では溶解産物中の物質から核酸を分離することになり、もとからある標的が多く回収されないからである。本発明の方法では、細胞の溶解前に阻害物質を除去するので、その後の分離は不必要で標的をより収率よく得ることができる。
【0019】
本発明の方法に用いてられる試料としては、例えば、痰、血液、尿、脳脊髄液(cerebrospinal fluid;「CSF」)試料、膣及び頚部のスワブなどの実質的にはあらゆるヒト及び動物の臨床試料、水、空気、土等の環境試料及び食品試料が挙げられる。本発明の方法に用いられる試料は、増幅法開始のための直接プローブハイブリダイゼーション、プライマーハイブリダイゼーション等のハイブリダイゼーション法の対象となる標的核酸配列を有する細胞を含んでいると疑われるものである。
【0020】
上述のような試料に通常見られる、核酸ハイブリダイゼーション法を阻害する物質としては、タンパク質性物質、非標的DNA,塩、尿素及びタンパク質分解性酵素等が挙げられる。従来技術の項で既に述べたように、これらの物質は例えば、SDA,PCR,LCR,NASBA,TMA等の核酸増幅法を阻害するものとして知られている。
本発明の方法は試料をイオン交換樹脂にさらすことを含む。この暴露を行うのは、標的核酸を放出させるための細胞の溶解前であればいつでもよい。
【0021】
本発明の方法においては多くのイオン交換樹脂が有用である。このような有用なイオン交換樹脂としては Sigma-Aldrich社のいわゆるアンバーライトTM樹脂または同様の樹脂が挙げられる。これらイオン交換樹脂は通常、荷電官能基が結合した或いは荷電官能基を含有するポリスチレン等の重合体である。この重合体がタンパク質や酵素等の阻害物質と疎水的に結合し、荷電官能基が塩、細胞外核酸、タンパク質等の荷電阻害物質と結合する。本発明の方法において有用な他の樹脂は、例えば樹脂にさらした後に、どの程度阻害物質が除去されているか及び、標的生物体の完全性及び/又は生菌数が維持されているか等の樹脂の最適特性に対する通常のスクリーニング分析を行うことによって、合理的に予想される成功をもとに同業者によって確認されるであろう。
【0022】
即ち、標的生物体を含有する試料を一定期間イオン交換樹脂で処理する。この試料を目的のハイブリダイゼーション/増幅試験に付す。樹脂にさらした後のハイブリダイゼーション及び/又は増幅効率がかなり増加することによって、樹脂の効能がわかるであろう。
代わりに、又は追加の操作として、試料を、特定の試料が室温で安定していると知られている時間以上にイオン交換樹脂にさらす。例えば、淋菌の尿の試料は通常室温でほんの約24時間しか安定ではない。さらした後、特定の分析物(例えば、淋菌)がまだ生存しているかどうか調べるために、平板培養する。室温における分析物の完全性及び/又は室温での生菌数の維持という点において、樹脂処理しない場合より優れている場合、これらのイオン交換樹脂は本発明の方法において有用であろう。
【0023】
本発明で用いられるイオン交換樹脂の濃度及び量は、本発明の方法に付される試料の種類による。通常、本発明の方法において用いられるイオン交換樹脂の量は、試料との質量比で約1:1から約1:20の範囲であり、好ましくは約1:5から1:15である。大部分の試料で約1:10の比率が適当である。好適な樹脂の選択において述べたスクリーニング法をもちいることにより、同業者は試料量に対する樹脂の比率を変えて本発明と同様の結果を得ることができるであろう。
【0024】
樹脂は試料に対して、いろいろな形状で提供される。本発明の方法において用いられる樹脂の好適な形状としては、乾燥粒状、圧縮したタブレット状、樹脂を含有する溶解性カプセル、樹脂を含有するサック等の透過性担体(permeable vehicle)、Whatman社のイオン交換セルロース紙グレードP81及びSchleicher&Schuell社のS&Sイオン交換膜等のイオン交換紙が挙げられる。これら形状の樹脂は単独で、又は他の成分とともにキットとして包装され、次の目的でもちいられる。(a)核酸のハイブリダイゼーション及び/又は核酸の増幅を妨害する物質を試料から除去する、(b)室温での保存時間を長くするために試料を安定化する、(c)蛍光検出分析法での感度を増加するために試料から蛍光化合物の除去する、及び/又は、(d)試料中の生物体を濃縮する。
【0025】
樹脂を含有する透過性担体は、樹脂と試料を接触させるための手段として好ましい。このような透過性担体はティーバッグのように働く。この担体により液体状の試料が樹脂上を流れることが可能となり、遠心分離や濾過等のステップをあらためて設けなくとも、試料から樹脂を容易に分離させることが可能となる。この透過性担体は、通常、イオン交換樹脂を含有するメッシュである。
【0026】
このような透過性担体の一態様を図1及び2に示す。図1は、一枚のメッシュシート(14)と、このメッシュをヒートシールする際にできたボーダー或いはこのメッシュ以外の接着性又はシール性の材料からなる場合もあるボーダー(16)で構成される担体(12)の正面図である。図1で示したように、この一枚のシートは担体(12)を作るために折り曲げられている。
【0027】
製造の際、このシートは折り曲げてから二辺をシールする。次に適量のイオン交換樹脂(18)(図2参照)を担体の上部開口部から加える。イオン交換樹脂を加えた後、担体の上部にひだを作って、シールする。これにより、図2の断面側面図に示したような担体ができる。
このような担体のメッシュ(14)として好適な材料は、ポリプロピレン及びナイロンであるが、これらに限定されない。接着性又はシール性のボーダー(16)としても同様の材料が好適である。
【0028】
樹脂を試料と接触させると、核酸のハイブリダイゼーション及び/又は増幅を阻害する物質は、この樹脂に付着する。イオン交換樹脂と阻害物質の結合は、基本的には樹脂の陽イオンと陰イオンが阻害物質と交換することによる。無害の陽イオンと陰イオンが試料に放出され、阻害物質が樹脂に結合する。これら阻害物質は、核酸のハイブリダイゼーション及び/又は増幅作業をはじめる前に試料から除去される。
【0029】
樹脂と試料を接触させる時間は、試料の種類、試料に対する樹脂の比率、試料中の阻害物質の濃度及び種類によって異なる。樹脂は試料と接触すると直ちに活性を示すが、本発明の方法における樹脂と試料の接触時間は約15分から約4日間である。
この接触後、任意に、樹脂と試料を分離してもよい。上述のように、この分離はいろいろな方法で行うことができ、例えば、遠心分離、濾過等の他、もし透過性担体又はイオン交換紙を用いているならば、マトリックス(つまり透過性担体又はイオン交換紙)を試料から物理的に除去するか又は処理した試料を単にピペット操作により除去することもできる。
【0030】
ハイブリダイゼーション又は増幅に用いる試料中の標的核酸を調製するために現在さまざまな方法が用いられている。例えば、マイコバクテリアの核酸配列を増幅するために加工される痰の試料は、通常、NALC/NaOH法に付される。同様に、他の臨床試料は他の良く知られた標準的な方法に付され、例えば血液、尿等の大量の試料の場合は遠心分離される。本発明の方法はこれらの標準的な方法を行う前に、或いはその方法の一部として、又はその後に用いられる。
【0031】
イオン交換樹脂と試料との接触は、核酸のハイブリダイゼーション及び/又は増幅を阻害する物質を除去するための方法に用いられるだけでなく、これによって試料が安定化し、室温での輸送も可能となり、また、試料の濃縮にも利用される。このような輸送のための安定化に役立つ樹脂の量は、核酸のハイブリダイゼーション及び/又は増幅阻害物質の除去と大体同じである。輸送のための安定化、試料の濃縮、蛍光物質の除去そして核酸阻害物質の除去、これら全てはイオン交換樹脂を試料と接触させることにより起こるものである。このように、本発明は輸送等の目的のために室温での試料の安定化をはかり、同時に、試料を濃縮して、蛍光化合物を核酸のハイブリダイゼーション及び/又は増幅阻害物質と結合させて次に試料から除去することにより、分子診断分析のために試料の加工又は準備をはじめる人にとって非常に有効な方法を提供するものである。
【0032】
次の実施例は、本明細書で述べた発明の特定の態様を示したものである。同業者には明らかであろうが、本発明の範囲内で考えられた種々の変更及び修正は可能である。
【0033】
【実施例】
<例1>
混合床イオン交換樹脂は、尿及びスワブ試料から既知の増幅阻止物質及びバックグラウンド蛍光化合物を除去する
本例の目的は、混合床イオン交換樹脂(アンバーライトTMMB−150)が尿の試料及びスワブ試料から非特異的DNAを除去するかどうか調べることである。更に蛍光検知システムのバックグラウンドを増加し、システムの感度を弱める可能性のある蛍光化合物が除去されるかどうか調べるために、処理及び非処理試料の蛍光計測を行った。
【0034】
材料
試料加工試薬
B−DE−Zスワブで得た膣スワブ試料
尿試料
試料緩衝液
アンバーライトTMMB−150(シグマ社)
BDポリプロピレン分配管
ssDNA分析試薬
オリグリーン染料(分子プローブ)
TE緩衝液
【0035】
手順
4mlの試料緩衝液に8個の膣スワブ試料を絞り出し、得られた溶液をボルテックスした。アンバーライトTMMB−150を0.4グラム含有する2本のBD分配管に、試料を1mlづつ小分けした。BD分配管中の溶液をボルテックスし、室温で30分間保持した。30分後、得られた溶液をセパレート管に移した。アンバーライトMB−150を0.4グラム含有するBD分配管二本に、1mlの尿を分けた。得られた溶液をボルテックスして、室温で30分間保持した。30分後、得られた溶液をボルテックスし、次にセパレート管に移した。
【0036】
ヒト胎盤DNAの標準液1000ng/ml、500ng/ml、250ng/ml、125ng/ml、62.5ng/ml、31.25ng/ml及び0ng/mlを、TE緩衝液で調製した。アンバーライトTMMB−150で処理した試料及び非処理の尿及びスワブ試料を1:10及び1:100にTE緩衝液で希釈した。試料を5分間熱湯浴に置き、DNA鎖を変性させた。製造者の説明書に従ってOligreen染料をTEで1:200に希釈した。等量の試料及び希釈Oligreen染料をプラスチックキュベットで合わせ、蛍光励起波長480及び放出波長520を用いて、試料を調べた。非処理の試料のバックグラウンド蛍光測定値を480励起及び520放出波長を用いて測定し、得られたバックグラウンドをssDNA測定値からひいた。非処理の試料と比較するために同様に、処理試料でバックグラウンド蛍光測定を同様に行い、バックグラウンド蛍光物質が除去されているかどうか調べた。
結果
結果は、標準曲線の直線部となるssDNA値を用いて次の表に示した。
【0037】
【表1】
【0038】
考察
この例のデータによると、混合床イオン交換樹脂はスワブ試料、尿試料双方からバックグラウンド蛍光化合物を除去している。この結果は蛍光分析検出システムにおいては、バックグラウンド蛍光値が高いと感度の要求に強い影響を及ぼすので、この結果は有利である。
更に、これらのデータは、混合床イオン交換樹脂は、鎖置換増幅(SDA)の既知の増幅阻害物質である非標的DNAを除去することを示している。
【0039】
<例2>
直接尿加工法
本発明の目的は、本発明が尿加工において、従来の遠心分離ステップ及び洗浄ステップを用いなくてもよいかどうか調べるために行われた。
【0040】
材料
試料加工試薬
アンバーライトTMMB−150(シグマ社)
消泡剤
スペクトラ/メッシュR ポリプロピレンフィルター、75μm
尿試料
2×クラミジア試料緩衝液
1×試料加工緩衝液
クラミジア標品
【0041】
分析試薬
[オリゴヌクレオチド装置(Oligonukuleotide Device;OD)]乾燥した各ウェルに、SDA増幅プライマー、SDAバンパープライマー、SDA蛍光検出プローブ、dUTP及び緩衝液を入れたマイクロタイタープレート、
[酵素装置(Enzyme Device;END)]乾燥した各ウェルに、制限酵素(BsoBl)、ポリメラーゼ(Bst)、dCsTP、dATP、dGTP及び緩衝液を入れたマイクロタイタープレート(オリゴヌクレオチド装置及び酵素装置については、同時継続中の米国特許出願番号(Becton Dickinson書類番号P-4025)にもっと完全に記されており、参照することによって、本明細書の一部とする)
【0042】
手順
4つの尿試料に1000/mlクラミジア因子を加えた。1.25%の消泡剤を10μl含有する4本のBD分配管に、0.3gのアンバーライトTMMB−150 を入れた。アンバーライトTMMB−150を含有するBD分配管に各尿試料を1ml加え、試料を室温で30分間保持した。得られた溶液を75umプロピレンメッシュを通して試験管に入れた。等量の試料と2×濃縮試料緩衝液を試料を入れた試験管に入れ、この試験管を30分間、105℃の加熱ブロックにおいた。
尿試料を4ml試験管にとり、この試験管を30分間2000gで遠心分離した。上清をデカントし、試料緩衝液を3ml試験管に加えた。各試験管を30分間、105℃の加熱ブロックにおいた。
【0043】
試験管の試料を少量(150μlまで)ODの各ウェルにいれ、このウェルをカバーして、室温で20分間おいた。カバーをとり、つぎにENDを52℃で10分間あらかじめ暖めておきながら、75℃で10分間インキュベートした。
10分のインキュベーションの後、OD各ウエルから100μlづつENDの該当するウェルに(ピペットで)移した。ENDを接着性カバーで密閉し、1997年9月15日出願の同時継続中の米国特許出願番号(Becton Dickinson書類番号P-4067、本引例は、引用することにより具体的に本明細書の一部とする)で述べた蛍光測定装置にいれた(これ以外の標準マイクロタイタープレート蛍光測定装置も使用できる)。
ENDのウェルからの蛍光信号を60分間モニターした。密閉したENDは研究室の環境がアンプリコンで汚染されないように密閉バッグのなかに廃棄した。
【0044】
結果
結果は、面積として下記の表に示した。面積は、その時間の蛍光信号の曲線の積分である。
【0045】
【表2】
【0046】
考察
この表のデータによると、本発明の方法を用いることによって、尿の試料加工から遠心分離ステップ及び洗浄ステップを省くことができる。
【0047】
<例3>
淋菌を加えた陰性臨床試料を用いた増幅阻害物質除去のための混合床イオン交換樹脂
本例の目的は、混合床イオン交換樹脂(アンバーライトTMMB−150)が、対照と比較して、増幅阻害物質を除去し、特定の標的信号の回収を改善したかどうか調べることにある。
【0048】
材料
試料加工試薬
尿試料
淋菌標品
試料緩衝液
アンバーライトTMMB−150(シグマ社)
増幅試薬
[OD](例2で述べたものと同様のもので、クラミジアより淋菌に特異性のあるSDA増幅プライマー、SDAバンパープライマー、SDA蛍光検知プローブ)
[END]
【0049】
手順
30個の臨床尿試料に、1000/mlの淋菌粒子形成単位を加えた。0.12gのアンバーライトMB−150を含む15mlのコニカルチューブに各試料を6ml移し、ボルテックスして、室温で16時間保存した。対照として、直接遠心分離管に各尿試料を4mlを入れてこの試料を4℃で16時間保存した。
室温で16時間保存した後、アンバーライトを含有する試料をボルテックスし、得られた液体を4ml、遠心分離管にいれた。アンバーライトで処理した試料とアンバーライトMB−150なしに4℃で保存した試料を30分間2000gで遠心分離した。得られた上清を各管からデカントし、試料希釈液を各管に3ml加えた。この管を105℃の加熱ブロックに30分間入れた。
例2と同様にして、得られた試料を増幅し、結果を得た。
【0050】
結果
3個の増幅/検知複製の平均の面積を用いて結果を次の表に示した。表の最下部の値は全ての試料の平均である。
【0051】
【表3】
【0052】
考察
尿の試料を加工する対照の方法と比較して、混合床イオン交換樹脂で尿の試料を処理した場合の方が面積が大きいが(P値=2.36E−9の等しい変数を用いたT試験結果による)、この事は、増幅阻止物質がシステムから除去され、特定の増幅がより効率的に行われることを示している。
【0053】
<例4>
尿中の淋菌の室温安定性を示す比較例
本例の目的は尿中の淋菌の室温での安定性を評価するために行われた。
材料
試料加工試薬
試料希釈液
淋菌ストック
[尿]男性の尿プール
【0054】
増幅試薬
例3と同様のOD
例3と同様のEND
【0055】
手順
淋菌を健常な男性の尿プールに加え最終反応濃度を各反応ごとに、0、10及び100粒子となるようにした。希釈液を25℃で保存した。各希釈液を4mlづつ試料試験管に移し、0時間、1日、2日及び4日の時点で加工した。試料は全て次のように加工した。2000×gで30分間遠心分離し、上清をデカントし、ペレットを2mlの試料希釈液で再度懸濁し、100℃で30分間加熱した。試料を増幅し例2と同様にして結果を得た。
結果
結果は次の表に平均面積として示した。
【0056】
【表4】
【0057】
考察
淋菌は室温で尿中に1日以上保存すると不安定である。
【0058】
<例5>
室温での淋菌及びトラコーマクラミジアを安定化するための添加物のスクリーニング
本例の目的は、室温に2日間おいた尿中の淋菌及びトラコーマクラミジア(Chlamydia trachomatis)を安定化するための添加物をスクリーニングするためである。
【0059】
材料
試料加工試薬
尿プール
試料緩衝液
ケモスタット試験管(マイクロシュア社)
硼酸/蟻酸塩
ProClin 300
アンバーライトTMMB−150(シグマ社)
増幅試薬
例3と同様の淋菌OD
例3と同様の淋菌END
例2と同様のトラコーマクラミジアOD
例2と同様のトラコーマクラミジアEND
【0060】
手順
3個の尿プールに、クラミジア株LGV−IIを1mlあたり750個加え、これら3個のプールの内2個に淋菌を1mlあたり750粒子形成単位加えた。三番目の尿プールは淋菌に対して陽性であったので、添加しなかった。各尿プールを4mlづつ、4本の試験管にそれぞれ移し、0時間、4℃で40時間、24℃で40時間、4℃で96時間経過後試験管を30分間2000gで遠心した。上清をデカントし、試料緩衝液を3ml、各試験管に加えた。試験管を105℃で30分間加熱ブロックに移した。
【0061】
各プールを10mlづつ、ケムスタット管に移した。次に材料を一プール2本の試験管に1本当たり4mlづつ入れた。24℃で0時間及び40時間経過後、2000×gで30分間遠心した。上清をデカントし、試料緩衝液を3ml、各試験管に加えた。試験管を105℃で30分間加熱ブロックに移した。
各プールから5mlづつ1プールにつき2本の硼酸/蟻酸塩の試験管に移した。各硼酸/蟻酸塩の試験管から4mlを試験管に移した。24℃で0時間及び40時間後、試験管を2000gで30分間遠心した。上清をデカントし、試料緩衝液を3ml各試験管に加えた。試験管を105℃で30分間加熱ブロックに移した。
【0062】
各プールから9mlを2.7μlのProClin300を含有する15mlの遠心分離用試験管に移し、各プールから4mlを2本の試験管に移した。24℃で0時間及び40時間後、試験管を2000gで30分間した。得られた上清をデカントし、試料緩衝液を3ml各試験管に加えた。試験管を105℃で30分間加熱ブロックに移した。
【0063】
0.72グラムのアンバーライトTMMB−150を含有する二本の15mlの遠心分離用試験管に各プールから5.5mlづつ移した。試料をアンバーライトに加えてから10分後、得られた溶液4mlを試験管に移した。各プールを含有する残りの15mlの遠心分離用試験管を24℃で40時間保存した。得られた溶液を4mlづつ試験管に移し、試験管を2000gで30分間遠心した。得られた上清をデカントし、試料緩衝液を3ml各試験管に加えた。試験管を105℃で30分間加熱ブロックにおいた。
試料を増幅し、例2と同様の方法で結果を得た。
【0064】
結果
結果は3個の増幅複製の平均として、下の表に示した。
【0065】
【表5】
【0066】
【表6】
【0067】
【表7】
【0068】
【表8】
【0069】
考察
0.13g/mlの混合床イオン交換樹脂(アンバーライトTMMB−150)を加えると、既知の添加量の淋菌を含むプール1及び2で室温で40時間まで尿中安定性を示す。最初から淋菌に非常に陽性であったプール3は全ての保存条件で陽性であり、そのことは、淋菌の濃度が非常に高いと、特異的な信号が維持されることを示している。ケムスタット、硼酸/蟻酸塩、ProClinを添加した場合は室温での淋菌の安定性は全く或いは殆どなかった。
アンバーライトTMMB−150は両方の阻害物質除去に有効で、クラミジアLGV−IIの安定にもすぐれていた。
【0070】
<例6>
尿を混合床イオン交換樹脂で処理することにより、菌を添加した陰性臨床試料を4日間安定にする。
本例の目的は、各臨床試料に添加した淋菌及びトラコーマクラミジアが混合床イオン交換樹脂(アンバーライト)により室温で4日間安定化することができるかどうか調べることにあった。
【0071】
材料
試料加工試薬
陰性尿試料
試料緩衝液
アンバーライトMB−150(シグマ社)
淋菌標品
トラコーマクラミジア標品
【0072】
増幅試薬
例3と同様の淋菌OD
例3と同様の淋菌END
例2と同様のトラコーマクラミジアOD
例2と同様のトラコーマクラミジアEND
【0073】
手順
30個の尿試料に淋菌を800/ml、トラコーマクラミジアを800/mlを加えた。更に、各試料から尿7mlを0.47gのアンバーライトMB−150を含有する15mlのコニカルチューブに移し、各試料からの尿7mlを1.4gのアンバーライトM−150を含有する15mlのコニカルチューブに移した。これらの試験管をすぐにボルテックスした。0.47gのアンバーライトM−150を含有する溶液を試験管1本あたり4ml遠心用試験管に移した。試験管を2000gで30分間遠心した。得られた上清を試験管からデカントし、試料希釈液を各試験管に2mlづついれた。試験管を110℃の加熱ブロックに30分間おいた。試験管を−20℃に4日間保存した。
1.4gのアンバーライトMB−150を含有する溶液は室温で4日間保存し、次にこの溶液を遠心分離用試験管に1本当たり4ml移した。試験管を2000gで30分間遠心した。得られた上清を試験管からデカントし、試料希釈液を各試験管に2mlづつ入れた。試験管を110℃の加熱ブロックに30分間おいた。
得られた試料を増幅し、例2と同様の方法で結果を得た。
【0074】
結果
結果は次の表に示した。
【0075】
【表9】
【0076】
考察
混合床イオン交換樹脂(アンバーライトMB−150)にさらすことにより、各臨床尿試料の標的生物体の完全性が室温で4日間保持される。
【0077】
<例7>
フリーのイオン交換樹脂と透過担体に担持させたイオン交換樹脂との比較
本例の目的は、イオン交換樹脂を、自由に試料に接触させる場合と透過性担体に担持させた場合とで、試料からの重量オスモル濃度の減少において更に、試料から抽出した核酸の増幅において、等しい機能が発揮されるかどうかを調べることである。
【0078】
材料
試料加工試薬
スペクトラR/メッシュポリプロピレンフィルター75μM
アメリカンインターナショナル電気加熱シーラー
プレシジョンシステム社 OsmetteA重量オスモル濃度測定装置
アンバーライトM−150(シグマ社)
VWR 4oz. 標品収集容器
15mlのファルコンコニカルチューブ
トラコーマクラミジア/淋菌試料希釈液
10個の陰性尿プール、それぞれ別の臨床試料からなる。
【0079】
増幅及び分析試薬
例2と同様のトラコーマクラミジアOD
例2と同様のトラコーマクラミジアEND
例3と同様の淋菌OD
例3と同様の淋菌END
【0080】
手順
実験にあたってアンバーライトMB−150イオン交換樹脂を蒸留水で2回洗浄し真空乾燥した。次にこの樹脂を平らな表面に広げて、一晩37℃のインキュベーターで乾燥させた。乾燥した樹脂を2.4gとり、8角形のヒートシールしたポリプロピレンメッシュポーチにいれた。イオン交換樹脂への試料の暴露を最大限になるようにして10個のポーチを作った。標品収集容器の底にこのポーチを平らにおけるようにサイズを小さくするなど変更を加えてもよいし、また試料を吸収することによる樹脂の膨張も考慮にいれる。ポーチをぞれぞれ10個の標品収集容器に入れた。乾燥した樹脂を0.84gづつ20個のファルコン15mlコニカルチューブにおいた。
【0081】
35mlの尿のプールを10個作成した。各尿のプールに1mlあたり淋菌800粒子、トラコーマクラミジア基本小体を800個加えた。無処理の尿プールの重量オスモル濃度基準を得た。次にイオン交換樹脂を透過性担体にいれて置いた標品収集容器に各尿プール20mlを入れた。尿プールの残りの14mlをフリーのイオン交換樹脂を含有する2本のファルコン15mlコニカルチューブにわけた。管のうちの1本をそのままにして、もう1本を7mlの尿プールをコニカルチューブにわける際ボルテックスした。
イオン交換樹脂で2時間処理した後、処理尿プールの重量オスモル濃度を測定した。各処理尿4mlを次に2000gで30分間遠心した。得られた上清をデカントし、トラコーマクラミジア/淋菌試料希釈液を試験管1本あたり2ml各ペレットに加えた。ペレットを次に5秒間ボルテックスし、再度懸濁した。30分間110℃の加熱ブロックで試験管を加熱した後、試料を全て増幅し、結果を例2と同様にして得た。
【0082】
結果
重量オスモル濃度の測定及びトラコーマクラミジア及び淋菌の面積として結果を次の表に示した。
【0083】
【表10】
【0084】
【表11】
【0085】
【表12】
【0086】
考察
イオン交換樹脂、フリーに試料と接触できる場合も、透過性担体中にある場合も、重量オスモル濃度の減少及び増幅という点では等しい機能を示している。
無処理のプールとポーチにいれた樹脂(p値=4.42E−0.5)で処理した同じプールでは重量オスモル濃度にかなりの違いが観察された。しかし、ポーチに入れた樹脂と、インキュベーション前にボルテックスしたフリー樹脂(p値=0.06、凍結試料故に変数は同じではない場合)又はインキュベーション前にボルテックスしていないフリー樹脂(p値=0.25)との間にはたいした違いはない。更に、凍結樹脂をポーチに入れた樹脂とインキュベーション前にボルテックスしたフリーの樹脂(p値=0.19、等しい変数とした場合)との比較から除いた場合、違いはもっと少ない。試料から塩を機能的に除去するための最低条件は単に物理的な接触である。
【0087】
トラコーマクラミジアの面積単位において、ポーチに入れた樹脂対インキュベーション前にボルテックスしたフリーの樹脂(p値=0.25)又はインキュベーション前にボルテックスしなかったフリーの樹脂(p値=0.46)との間に大きな違いはみられない。淋菌の面積単位においても同様のことが観察された。ポーチに入れた樹脂対インキュベーション前にボルテックスさせたフリー樹脂(p値=0.73)又はインキュベーション前にボルテックスしなかったフリーの樹脂(p値=0.39)との間に統計的な違いは見つからなかった。
【0088】
<例8>
分子診断法によるテストのための透過性担体に入れたイオン交換樹脂による試料の安定化
本例の目的は、標的生物体の核酸の鎖置換増幅(SDA)による次のテストを行う際に、この生物体が透過性担体に入れたイオン交換樹脂によって安定化されているかどうかについて調べることであった。
【0089】
材料
試料加工試薬
例7と同じ
増幅及び分析試薬
例7と同じ
【0090】
手順
イオン交換樹脂での処理日数を5日及び7日にした以外は例7と同様にして、フリーイオン交換樹脂で処理した尿プール及び透過性担体に入ったイオン交換樹脂で処理した尿プールの重量オスモル濃度を計測した。尿プールは分析の前に5日間及び7日間それぞれ室温で保存した。
透過性担体に入ったイオン交換樹脂で処理した尿プールをSDAで5日及び7日後テストした。各時点で4mlの処理尿プールを2000gで30分間分離した。得られた上清をデカントし、トラコーマクラミジア/淋菌試料希釈液を各試験管に2mづつペレットに加えた。ペレットを次に5秒間ボルテックスさせて、再懸濁させた。110℃の加熱ブロックで30分間試験管を加熱した後、試料を全て増幅させて、結果を例2と同様にして得た。
【0091】
結果
結果は、重量オスモル濃度記録及びトラコーマクラミジア及び淋菌面積として表に示した。
【0092】
【表13】
【0093】
【表14】
【0094】
【表15】
【0095】
考察
フリーのイオン交換樹脂及び透過性担体に入ったイオン交換樹脂で2時間、5日及び7日処理した後、測定した重量オスモル濃度によると、非処理の尿から重量オスモル濃度はかなり連続した減少を示している。この時間枠では(2時間対5日:p値=0.17;2時間対7日:p値=0.18)統計的な違いはみられなかった。このことは、イオン交換樹脂が期間中試料に作用し、標的核酸の安定化が起こっていると考えられる。
透過性担体にいれたイオン交換樹脂で2時間、5日間、7日間処理した尿プールから抽出したトラコーマクラミジア及び淋菌の核酸の増幅及び検出を比較したところ、経時的変化による信号の著しい統計的減少は見られなかった。例4では、24時間以上室温で保存した尿試料では淋菌は不安定であった。ここでは、透過性担体にいれたイオン交換樹脂は7日までは生物体の安定化をもたらし、生物体核酸の次の鎖置換増幅よるテストを可能にした。
本発明をある程度特定して述べたが、同業者にとって明らかな変更は、本発明の範囲から逸脱しない限りしてもかまわない。本発明の種々の特徴は次のクレームに述べる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、試料をイオン交換樹脂に暴露するためのキット又は手段の正面図である。
【図2】図2は、図1のキット又は手段の断面側面図である。
Claims (11)
- 生物体を含有する試料を、試料中の生物体が溶解する前に精製するためのキットであって、試料をさらしたとき前記試料中に存在する核酸ハイブリダイゼーション及び/又は核酸増幅を阻害する物質が付着するのに十分な量の混合床イオン交換樹脂を含んでなり、それによって前記試料中に存在する核酸ハイブリダイゼーション及び/又は核酸増幅を阻害する物質を試料から除去する、試料精製キット。
- 生物体を含有する試料を精製するためのキットであって、試料中の生物を、室温で少なくとも24時間は損傷をうけない状態及び/又は生存している状態に維持するのに十分な量の混合床イオン交換樹脂を含んでなり、それによって試料を安定化して分子診断法に付すことを可能とする、試料精製キット。
- 生物体を含有する試料を、試料中の生物体が溶解する前に精製するためのキットであって、試料をさらしたとき試料中に存在する蛍光検知信号を阻害する可能性のある蛍光物質が付着するのに十分な量の混合床イオン交換樹脂を含んでなり、それによって前記蛍光物質を試料から除去する、試料精製キット。
- 生物体を含有する試料を精製するためのキットであって、試料をさらしたとき前記試料の重量オスモル濃度を減少させるのに十分な量の混合床イオン交換樹脂を含んでなり、それによって試料中の生物体が濃縮される、試料精製キット。
- 前記混合床イオン交換樹脂が、前記混合床イオン交換樹脂に前記試料をさらした後、前記試料から分離可能であるような形状である請求項1〜4のいずれか一に記載のキット。
- 前記混合床イオン交換樹脂が透過性担体に収められている、請求項1〜4のいずれか一に記載のキット。
- 前記混合床イオン交換樹脂がアンバーライトTMMB−150である、請求項1〜4のいずれか一に記載のキット。
- 生物体を含有する試料を、試料中の生物体が溶解する前に混合床イオン交換樹脂にさらすステップを含む試料精製方法であって、核酸ハイブリダイゼーション及び/又は核酸増幅を阻害する物質の量を試料から減らす試料精製方法。
- 生物体を含有する試料を混合床イオン交換樹脂にさらすステップを含む試料精製方法であって、試料を安定化して分子診断法に付すことを可能とする試料精製方法。
- 生物体を含有する試料を、試料中の生物体が溶解する前に混合床イオン交換樹脂にさらすステップを含む試料精製方法であって、試料中に存在する蛍光検知信号を阻害する可能性のある蛍光物質を除去する試料精製方法。
- 生物体を含有する試料を混合床イオン交換樹脂にさらすステップを含む試料精製方法であって、それによって試料中の生物体が濃縮される試料精製方法。
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