JP6001192B2 - アルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置、扁平上皮癌発生危険度判定装置、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定するための判定装置、扁平上皮癌発生の危険度を判定するための判定装置、及びプログラムに関する。

近年、アルコールと各種疾患との関係が明らかになってきている。特に、過度のアルコールの摂取と、癌の発生の危険度との関係についても明らかになってきている。

例えば、日本国特許第３７９０７９２号（以下、文献１という）によると、頭頸部と食道との両方に扁平上皮癌が発症している患者は、食道粘膜に多発異型上皮を発症していることが多い。この多発異型上皮は、アルコールを嗜好する患者にのみ見られる。このことから、扁平上皮癌とアルコール摂取との間には関係性があることがわかる。

更に、患者の遺伝子が、アルコール脱水素酵素（ＡＤＨ）の構造を決定する遺伝子型の一つであるＡＤＨ３−２アリルと、アルデヒド脱水素酵素（ＡＬＤＨ）の構造を決定する遺伝子型の一つであるＡＬＤＨ２−２アリルとの両方を有する場合、この患者は多発異型上皮を発症しやすい。このため、遺伝子検査によって、扁平上皮癌の発生の危険度を判定することができる。

しかしながら、患者から採取した血液を用いて遺伝子検査を行うには多くの時間がかかり、且つ費用が高いため、一部の人々しか遺伝子検査を受けることができない。また、遺伝子検査を行うと、倫理上の問題が生じる可能性がある。このため、短時間で、安価に、且つ簡便に扁平上皮癌発生の危険度を判定することができる検査方法が求められている。このような検査方法があれば、節酒及び禁酒の指導によって扁平上皮癌を発生させにくくする、又は、定期的な内視鏡検査を患者に促すことによって扁平上皮癌を早期に発見することができる。

患者の扁平上皮癌発生の危険度を簡便に判定する方法として、例えば、患者の皮膚にアルコールを含んだ布を一定時間接触させた後に皮膚の色の変化を確認するパッチテスト、及び患者が飲酒した後に患者の顔面が紅潮するか否かを確認するＦｌｕｓｈｉｎｇ問診法が挙げられる。しかし、パッチテスト及びＦｌｕｓｈｉｎｇ問診法は、遺伝子検査よりも正確度が低い。

また、文献１では、アルコール摂取後の呼気中のアルデヒド濃度と、遺伝子型の組み合わせとの間の関係性を利用して、扁平上皮癌発生危険度を判定する方法が提案されている。文献１に開示されている方法では、一定濃度のアルコールを一定量摂取した後、呼気中のアセトアルデヒド濃度の経時変化を測定し、アセトアルデヒド濃度の急激な上昇が見られた場合や、時間経過によるアセトアルデヒド濃度の減少度が小さい場合に、ＡＤＨ３−２アリルとＡＬＤＨ２−２アリルとの組み合わせを有すると判定し、扁平上皮癌発生危険度が高いと判定する。

しかし、扁平上皮癌発生危険度を更に正確度高く、短時間で、且つ安価に判定することができる方法が求められている。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を高い正確度で判定するために利用できるアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置、扁平上皮癌発生の危険度を高い正確度で判定するために利用できる扁平上皮癌発生危険度判定装置、及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置は、エタノールを摂取した被験者の呼気中が導入される呼気導入部と、
前記呼気導入部から導入された前記被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度とエタノール濃度を測定する測定装置と、
前記測定装置で測定された前記アセトアルデヒド濃度の前記エタノール濃度に対する比が閾値より小さい場合は前記被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型であり、前記比が前記閾値より大きい場合は前記被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定するコントローラと、
前記コントローラの判定結果を出力する出力装置と、を備える。

望ましくは、前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、終末呼気を含む。

望ましくは、前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、前記被験者の一回の呼吸における呼気である。

望ましくは、前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、前記被験者の所定時間内の全呼気である。
望ましくは、前記アルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置の操作手順を順次案内する情報を示すように構成された報知装置を備える。

本発明の扁平上皮癌発生危険度判定装置は、エタノールを摂取した被験者の呼気が導入される呼気導入部と、
前記呼気導入部から導入された前記被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度とエタノール濃度を測定する測定装置と、
前記測定装置で測定された前記アセトアルデヒド濃度の前記エタノール濃度に対する比が閾値より大きい場合は前記被験者の扁平上皮癌発生の危険度が高く、前記比が前記閾値より小さい場合は前記被験者の扁平上皮癌発生の危険度が低いと判定するコントローラと、
前記コントローラの判定結果を出力する出力装置と、を備える。

望ましくは、前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、終末呼気を含む。

望ましくは、前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、前記被験者の一回の呼吸における呼気である。

望ましくは、前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、前記被験者の所定時間内の全呼気である。

望ましくは、前記扁平上皮癌発生危険度判定装置の操作手順を順次案内する情報を示すように構成された報知装置を備える。

本発明のプログラムは、コンピュータに、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置又は扁平上皮癌発生危険度発生装置が備えるコントローラの機能を実現させる。本発明は、プログラムに限られず、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、本発明は、コンピュータを介して、当該プログラムをロードし、コンピュータに前記コントローラとしての機能を実現させるプログラム命令を実行するコンピュータプログラムプロダクトであってもよい。

本発明の一実施形態に係る扁平上皮癌発生危険度判定装置を示す概略図である。 試験１の試験結果を示すグラフである。 試験２の試験結果を示すグラフである。 試験３の試験結果を示すグラフである。 参考試験の試験結果を示すグラフである。

以下、本発明に至った研究の結果について説明する。

発明者による研究の結果、身体にアセトアルデヒドが蓄積され易い人は、扁平上皮癌の発生の危険度が高いことが分かった。

身体におけるアセトアルデヒドの蓄積され易さは、エタノールをアセトアルデヒドに分解する酵素、及びアセトアルデヒドを酢酸に分解する酵素（アルデヒド脱水素酵素、以降、ＡＬＤＨという）に影響される。身体におけるアセトアルデヒドの蓄積され易さは、特に、ＡＬＤＨの一種であり、低濃度のアルデヒドを分解するＡＬＤＨ２の活性と相関する。

このＡＬＤＨ２の活性は、ＡＬＤＨ２の構造を決定する遺伝子型（以降、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型という）と相関する。アルデヒド分解酵素活性遺伝子型には、高活性なＡＬＤＨ２に対応するＡＬＤＨ２−１アリル（ＡＬＤＨ２＊１／２＊１、以降、ＡＬＤＨ２活性型と表示する）、低活性なＡＬＤＨ２に対応するＡＬＤＨ２−２アリル（ＡＬＤＨ２＊１／２＊２、以降、ＡＬＤＨ２低活性型と表示する）、及び不活性なＡＬＤＨ２に対応するＡＬＤＨ２−２アリル（ＡＬＤＨ２＊２／２＊２、以降、ＡＬＤＨ２不活性型と表示する）の三種類が存在する。

発明者による更なる研究の結果、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型、又はＡＬＤＨ２不活性型である場合、ＡＬＤＨ２活性型である場合よりも、頭頸部及び食道に扁平上皮癌が発生する危険度が高いことが分かった。このことから、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定することにより、被験者の扁平上皮癌発生の危険度を判定することができる。

アルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型の場合、アルデヒドが分解されにくいので、エタノール摂取後の被験者の呼気中のアルデヒド濃度が高くなる傾向がある。

しかし、身体へのエタノールの吸収速度、及びエタノールからアセトアルデヒドへの分解速度は、個人差や体調によって誤差が生じる。このため、アセトアルデヒド濃度のみから、アルデヒド分解活性遺伝子型を正確に判定することができない。

そこで、より正確な判定方法を見出すべく発明者が鋭意研究した結果、エタノールを摂取した被験者の呼気中のアセトアルデヒドの濃度のエタノールの濃度に対する比が、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型と相関し、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比が小さい程、アセトアルデヒドが分解されやすいことがわかった。このため、発明者は、この比を求めることにより、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定することができることを見出した。

更に、発明者は、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型が予め判明している複数の被験者に、一定量のアルコールを摂取させた後、被験者の呼気を採取し、その呼気中のアセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比を算出した。その結果、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型である場合の比の範囲と、ＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型である場合の比の範囲とが、殆ど重ならないことが見出された。

上記の研究の結果に基づけば、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定するための、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比の閾値を設定することができる。アルデヒド分解酵素活性遺伝子型の判定においては、エタノールを摂取した被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比が閾値より小さい場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型であると判定することができる。また、エタノールを摂取した被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比が設定した閾値より大きい場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型、又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定することができる。

＜アルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定方法＞
以下、本実施形態に係るアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定方法の一例について説明する。

本実施形態に係るアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定方法は、エタノールを摂取した被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度とエタノール濃度を測定するステップ（以下、ステップ（ａ）という）と、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比を算出するステップ（以下、ステップ（ｂ）という）と、この比に基づいて被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定するステップ（以下、ステップ（ｃ）という）とを含む。

まず、被験者は一定量のエタノールを摂取する。被験者に摂取されたエタノールは、被験者の体内でアセトアルデヒドに分解される。エタノールがアセトアルデヒドに分解されるには、ある程度の時間を要する。このため、被験者がエタノールを摂取してから一定時間経過時に被験者の呼気を採取することが好ましい。

被験者が摂取するエタノールの量は０．２〜１．０ｇの範囲内であることが好ましい。被験者が摂取するエタノールの量が０．２ｇ以上である場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型の判定の良好な正確度が確保される。被験者が摂取するエタノールの量が１．０ｇ以下である場合、摂取されたエタノールによって被験者が酔いにくい。被験者が摂取するエタノールの量は０．５ｇであることが特に好ましい。被験者は、例えば、エタノールを一定量含有する水等を経口摂取する。

エタノールの摂取後、呼気の採取前に、被験者は洗口を行うことが好ましい。被験者の口腔内に虫歯等があると、口腔内にアセトアルデヒドが発生するため、呼気中のアセトアルデヒド濃度を高い正確度で測定することができないという問題がある。しかし、洗口を行うことにより、虫歯等によって口腔内に生じるアセトアルデヒドを低減することができる。

次に、エタノールを摂取した被験者の呼気を採取する。この呼気は、被験者の一回の呼吸における呼気であることが好ましい。例えば、被験者がエタノールを摂取してから一定時間経過時に、被験者の一回の呼吸における呼気を採取する。この場合、被験者がエタノールを摂取した時を起点として、１〜２分の範囲内の時間が経過した時に、被験者の呼気を採取することが好ましい。この呼気は、終末呼気でなくてもよいが、終末呼気を含むことが好ましく、特に終末呼気のみであることが好ましい。終末呼気とは、被験者の一回の呼吸における呼気のうち、初期に吐き出す部分を除いた呼気である。呼気のうち、初期に吐き出す部分には、被験者の気道空間（死腔）に存在する大気が混在している。このため、初期に吐き出す部分を除くことで、より正確に被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度及びエタノール濃度を測定することができる。

また、エタノールを摂取した被験者の呼気を採取する場合、この呼気が、被験者の所定時間の全呼気であることも好ましい。例えば、被験者がエタノールを摂取してから一定時間経過した時を起点とする、所定時間の全呼気を採取する。この場合、例えば、被験者がエタノールを摂取してから、３０秒〜２分の範囲内の時間が経過した時を起点とする、１分３０秒間以上の全呼気を採取することが好ましい。特に、被験者がエタノールを摂取してから３０秒間経過した時を起点とする、１分３０秒間の全呼気を採取することが好ましい。この呼気は、終末呼気を含むことが好ましいが、終末呼気のみでなくてもよい。これは、被験者の所定時間の全呼気を採取する場合、この呼気中の初期に吐き出された部分に対する終末呼気の割合が大きいため、終末呼気のみでなくても、測定に大きな影響を与えないからである。

次に、エタノールを摂取した被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度と、エタノール濃度を測定する（ステップ（ａ））。

次に、ステップ（ａ）で測定したアセトアルデヒド濃度及びエタノール濃度に基づいて、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比を算出する（ステップ（ｂ））。

次に、ステップ（ｂ）で算出したアセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比に基づいて、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定する（ステップ（ｃ））。

ステップ（ｃ）では、例えば、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比と、予め設定した閾値とを比較する。この比が閾値より小さい場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型であると判定することができる。また、この比が閾値より大きい場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定することができる。この比が閾値と同じである場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型と判定してもよく、ＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定してもよいが、ＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定することが特に好ましい。

閾値は、例えば、次の様に決定される。まず、エタノールの摂取量、エタノールを摂取してから呼気を採取するまでの時間等の呼気採取の条件を決定する。続いて、予めアルデヒド分解酵素活性遺伝子型が判明している複数の人にエタノールを摂取させ、決定した条件に基づいて呼気を採取し、この呼気中のアセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比を算出する。算出した比に基づいて、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型である場合の比の範囲と、ＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型である場合の比の範囲とを算出する。これら２つの範囲の間の境目の値を、閾値とすることができる。

尚、ステップ（ｃ）における、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比から、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定することは、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比から、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定することと実質的に同じ方法によって、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定することを含む。例えば、ステップ（ｃ）では、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比の逆数と、予め設定した閾値の逆数とを比較してもよい。この場合、比の逆数が閾値の逆数よりも小さいと、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定することができる。また、比の逆数が閾値の逆数よりも大きいと、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型であると判定することができる。

上記のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定方法により、遺伝子検査等を行うことなく、容易に且つ短時間で、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を、高い正確度で判定することができる。

＜扁平上皮癌発生危険度判定方法＞
以下、本実施形態に係る扁平上皮癌発生危険度判定方法の一例について説明する。

本実施形態に係る扁平上皮癌発生危険度判定方法は、エタノールを摂取した被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度とエタノール濃度を測定するステップと、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比を算出するステップと、この比に基づいて被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定するステップ（以下、ステップ（ｄ）という）とを含む。すなわち、本実施形態の扁平上皮癌発生危険度判定方法では、まず、上述のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定方法におけるステップ（ａ）と同じ方法によって、エタノールを摂取した被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度とエタノール濃度を測定する。次に、上述のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定方法におけるステップ（ｂ）と同じ方法によって、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比を算出する。次に、この比に基づいて、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定する。

ステップ（ｄ）では、例えば、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比と、予め設定した閾値とを比較する。この比が閾値より小さい場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型であると判定する。また、この比が閾値より大きい場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定する。更に、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定した場合、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が高いと判定することができる。また、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型であると判定した場合、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が低いと判定することができる。すなわち、上述のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定方法におけるステップ（ｃ）と同じ方法によって被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定した後、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型に基づいて、被験者の扁平上皮癌の発生の危険度を判定することができる。

また、別の扁平上皮癌発生危険度判定方法では、ステップ（ｄ）において、被験者の呼気中のアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比と、予め設定した閾値とを比較することにより、被験者の扁平上皮癌発生の危険度を直接判定することができる。すなわち、上述のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定方法におけるステップ（ｂ）で算出したアセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比と、予め設定した閾値とを比較して、この比が閾値より大きい場合に、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が高いと判定することができる。また、この比が閾値より小さい場合に、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が低いと判定することができる。また、この比と閾値とが同じである場合、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が高いと判定してもよく、低いと判定してもよいが、高いと判定することがより好ましい。

上記の扁平上皮癌発生危険度判定方法により、被験者の扁平上皮癌発生の危険度を、容易且つ短時間に、高い正確度で判定することができる。

＜扁平上皮癌発生危険度判定装置＞
以下、本実施形態の扁平上皮癌発生危険度判定装置１の一例について、詳しく説明する。

扁平上皮癌発生危険度判定装置１は、測定装置３、コントローラ４、出力装置５、入力装置６、及び報知装置７を備える。本実施形態の扁平上皮癌発生危険度判定装置１には、呼気導入部２が接続されている。

呼気導入部２は、被験者の呼気を扁平上皮癌発生危険度判定装置１内に導入するように構成されている。測定装置３は、呼気導入部２から扁平上皮癌発生危険度判定装置１内に導入された被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度及びエタノール濃度を測定するように構成されている。コントローラ４は、測定装置３で測定したアセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比を算出し、この比に基づいて被験者の扁平上皮癌発生の危険度を判定するように構成されている。出力装置５は、コントローラ４が判定した被験者の扁平上皮癌発生の危険度を出力するように構成されている。入力装置６は、操作する者の操作を受けてコントローラ４へこのコントローラ４を作動させるための信号を送るように構成されている。

本実施形態における測定装置３は、分離カラム３１、及び分離カラム３１に接続された半導体ガスセンサ３２を備えるガスクロマトグラフである。

図１に示すように、扁平上皮癌発生危険度判定装置１の分離カラム３１にガス流路２２が接続され、ガス流路２２にキャリアガス導入部２１が接続されている。

キャリアガス導入部２１は、ガス流路２２へキャリアガスを供給するように構成されている。キャリアガス導入部２１は、例えばキャリアガスを貯蔵したガスボンベ、又はキャリアガスをガス流路２２へ送るガスポンプであってもよい。

呼気導入部２は、呼気導入流路２３を介して、キャリアガス導入部２１と分離カラム３１との間でガス流路２２に接続されている。呼気導入部２は、例えば、呼気導入流路２３に設けられた開口である。このため、被験者の呼気は、呼気導入部２から呼気導入流路２３を通ってガス流路２２へと供給される。

ガスクロマトグラフにおいては、ガス流路２２に供給された被験者の呼気が、キャリアガスと共に分離カラム３１に供給される。呼気及びキャリアガスに含まれるアセトアルデヒド及びエタノールが、分離カラム３１中に設けられた充填材との相互作用により分離される。分離されたアセトアルデヒド及びエタノールは、半導体ガスセンサ３２へと送られる。半導体ガスセンサ３２は、アセトアルデヒド濃度及びエタノール濃度を測定し、これらの濃度に応じた濃度信号をコントローラ４へと送信する。

尚、測定装置３はガスクロマトグラフに限られるものではなく、呼気に含まれるアセトアルデヒド及びエタノールの濃度を測定するように構成されていればよい。測定装置３は、例えば、ガス検知管、試薬塗布水晶振動子、又はＢｒｅａｔｈ Ｇａｓ Ａｎａｌｙｚｅｒ（株式会社 呼気生化学栄養代謝研究所製）をアセトアルデヒド及びエタノール用に改造したものであってもよい。

コントローラ４は、プログラムに従って以下に説明する機能を実現するコンピュータである。コンピュータは、主なハードウェア要素として、プログラムを処理するプロセッサと、インターフェース用のデバイスとを備える。この種のコンピュータは、メモリをプロセッサと一体に備えるマイコン、あるいはプロセッサとは別にメモリを備える構成など、どのような構成であってもよい。

本実施形態では、プログラムが、コンピュータに接続されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。また、プログラムを、コンピュータ内に設けられたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）にあらかじめ格納しておいてよい。また、コンピュータを介して、プログラムをロードし、コンピュータにコントローラとしての機能を実現させるプログラム命令を実行するコンピュータプログラムプロダクトが用いられてもよい。また、プログラム支援装置から記録媒体にプログラムを書き込むか、或いは、インターネットのような電気通信回路を通してプログラムをダウンロードすることによって、プログラムをコントローラ４に実装してもよい。

閾値は、例えば、コンピュータ内のＲＯＭ、又は記録媒体に記録されている。また、閾値はプログラムにおいて設定されていてもよい。

本実施形態のプログラムは、コントローラ４に以下の機能を実現させる。

コントローラ４は、測定装置３から送信されたアセトアルデヒド及びエタノールの濃度信号を受信し、この濃度信号に基づいて、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比を算出する。

コントローラ４は、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比と予め設定した閾値とを比較し、この比が閾値より大きい場合に、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が高いと判定する。また、この比が閾値より小さい場合に、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が低いと判定する。この比と閾値とが同じである場合、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が、高いと判定してもよく、低いと判定してもよいが、高いと判定することがより好ましい。

尚、コントローラ４による扁平上皮癌発生の危険度の判定は、これに限られるものではない。コントローラ４は、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比が閾値より大きい場合に、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定してもよい。また、この比が閾値より小さい場合に、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型であると判定してもよい。この場合、コントローラ４は、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定した後、被験者の扁平上皮癌発生の危険度を判定することができる。具体的には、コントローラ４は、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型である場合、扁平上皮癌発生の危険度が高いと判定することができる。また、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型である場合、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が低いと判定することができる。コントローラ４は、被験者の扁平上皮癌発生の危険度に関する信号を出力装置５へと送信する。

出力装置５は、コントローラ４が判定した被験者の扁平上皮癌発生の危険度を出力する。ここでいう出力とは、被験者、扁平上皮癌発生危険度判定装置１を操作する者（以下、操作者という）等に、視覚的又は聴覚的に被験者の扁平上皮癌発生の危険度を示すことをいう。出力装置５は、操作者、被験者等に被験者の扁平上皮癌発生の危険度を示すことができれば、特に限られない。出力装置５は、例えば、コントローラ４が判定した被験者の扁平上皮癌発生の危険度を表示するモニター、コントローラ４が判定した被験者の扁平上皮癌発生の危険度を印刷する印刷装置、又はこれらの組み合わせであってもよい。

扁平上皮癌発生危険度判定装置１が上記構成を備えることにより、被験者が扁平上皮癌発生の危険度を、容易且つ短時間に、高い正確度で知ることができる。

本実施形態の扁平上皮癌発生危険度判定装置１は、報知装置７が、扁平上皮癌発生危険度判定装置１の操作手順を順次案内する情報を示すように構成されていることが好ましい。

報知装置７は、例えば、被験者が呼気導入部２に呼気を導入するタイミング、及び被験者が呼気導入部２への呼気の導入を終了するタイミングを、報知することができる。ここで言う報知とは、人の五感に訴えかける方法で、人に情報を伝えることをいう。報知装置７は、操作者、被験者等に対して報知する。報知する方法は、制限的ではないが、例えばブザー音、音声、又はランプの点灯で報知してもよく、モニターに文字、又は映像を表示してもよく、これらを組み合わせてもよい。

エタノールを摂取した被験者の所定時間内の全呼気を採取する場合、報知装置７は、エタノールを摂取した被験者の呼気を採取する時期が到達した時点に、この時期の到達を報知し、更に呼気の採取開始時から所定時間が経過した時点に、呼気の採取を終了すべき時期に到達したことを報知する。

本実施形態では、出力装置５が報知装置７を兼ねていてもよい。例えば、出力装置５がモニターである場合、出力装置５が報知装置７を兼ねることができる。尚、報知装置７はこれに限られず、報知装置７が出力装置５とは別に設けられていてもよい。報知装置７は、コントローラ４によって制御される。コントローラ４には入力装置６が接続されている。

入力装置６は、例えば、スイッチ、キーボード、又はマウスである。また、出力装置５がタッチパネルを備えるモニターであることで、入力装置６が出力装置５を兼ねていてもよい。

コントローラ４は、入力装置６から信号を受け取った時点を起点として、経過時間を計測することができる。コントローラ４は、経過時間が予め設定されている所定の時間に達した時点に出力装置５へと信号を送信することができる。この信号を出力装置５が受け取ったら、出力装置５は被験者の呼気を採取すべき時期の到達を報知することができる。出力装置５は併せて、被験者の呼気を採取すべきことを報知してもよい。コントローラ４のこれらの機能は、プログラムによって実現され得る。

報知装置７が上記の構成を備えることにより、被験者の呼気を採取すべき時期を、操作者、被験者等が把握することができる。これにより、被験者、操作者等が、扁平上皮癌発生危険度判定装置１の操作手順を理解することができる。また、報知装置７が案内する操作手順には、例えば、検査前の説明及び検査時の時間管理が含まれていてもよい。

＜扁平上皮癌発生の危険度を判定する手順＞
以下、本実施形態の扁平上皮癌発生危険度判定装置１を用いた、被験者の扁平上皮癌発生の危険度を判定する手順の一例について、説明する。

まず、被験者は一定量のエタノールを経口摂取する。被験者はエタノールの摂取後、洗口を行うことで、口腔内のアセトアルデヒドを除去する。

被験者がエタノールの摂取を終了した時、操作者は入力装置６を操作する。この操作により、コントローラ４が時間の計測を開始する。時間の計測開始時から一定時間経過時にコントローラ４から出力装置５に信号が送信される。本実施形態の出力装置５は報知装置７を兼ねているため、コントローラ４からの信号を受信した出力装置５は、呼気を採取すべき時期の到達を報知する。

この報知に従いエタノールを摂取した被験者の呼気を採取する。被験者は呼気導入部２に呼気を吹き込む。被験者は、例えばマウスピース、口に含み呼気を吹き込むための細径のチューブ、又は口にあてて呼気を吹き込むフェイスマスクを介して、呼気導入部２に呼気を吹き込む。この場合、被験者が、終末呼気を吹き込むことが好ましい。呼気の採取は、これに限られるものではなく、例えば、被験者の呼気をガスサンプリング用の市販のサンプルバッグに貯蔵してから、シリンジ等で呼気をサンプルバッグから抜出して呼気導入部２に注入してもよく、又は、サンプルバッグと呼気導入部２とを、活栓等を介して直接接続してもよい。この場合、被験者の終末呼気をサンプルバッグに貯蔵することが好ましい。

呼気導入部２に吹き込まれた呼気は、測定装置３へと送られる。本実施形態の扁平上皮癌発生危険度判定装置１における測定装置３は、ガスクロマトグラフである。呼気はキャリアガスと共に、ガスクロマトグラフ中の分離カラム３１へと供給される。分離カラム３１において、呼気に含まれるアセトアルデヒド及びエタノールが分離される。半導体ガスセンサ３２は、分離されたアセトアルデヒド及びエタノールの濃度を測定する。測定された濃度に応じた濃度信号が半導体ガスセンサ３２からコントローラ４へ伝送される。

コントローラ４は、測定装置３から伝送された濃度信号に基づいて、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比を算出する。

コントローラ４は、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比と、予め設定した閾値とを比較する。コントローラ４は、この比が閾値より小さい場合、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が低いと判定し、この比が閾値より大きい場合、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が高いと判定する。この比と閾値とが同じである場合、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が、高いと判定してもよく、低いと判定してもよいが、高いと判定することがより好ましい。

尚、コントローラ４による扁平上皮癌発生の危険度の判定は、これに限られるものではない。コントローラ４は、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比が閾値より大きい場合に、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定してもよい。また、この比が閾値より小さい場合に、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型であると判定してもよい。この場合、コントローラ４は、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定した後、被験者の扁平上皮癌発生の危険度を判定することができる。具体的には、コントローラ４は、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型である場合、扁平上皮癌発生の危険度が高いと判定することができる。また、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型である場合、被験者の扁平上皮癌発生の危険度が低いと判定することができる。

コントローラ４は、判定した被験者の扁平上皮癌発生の危険度を出力装置５へと送信する。

出力装置５は、コントローラ４が判定した被験者の扁平上皮癌発生の危険度を出力する。本実施形態の扁平上皮癌発生危険度判定装置１における出力装置５は、モニターである。この場合、出力装置５は被験者の扁平上皮癌発生の危険度を表示する。操作者、被験者等は、出力装置５に表示された被験者の扁平上皮癌発生の危険度を確認することができる。また、出力装置５がプリンターである場合、出力装置５は被験者の扁平上皮癌発生の危険度を紙面に印刷する。操作者、被験者等は、印刷された紙面により被験者の扁平上皮癌発生の危険度を知ることができる。出力装置５がプリンター及びモニターを備える場合、操作者、被験者等はモニターの表示及び紙面により、被験者の扁平上皮癌発生の危険度を知ることができる。

＜試験＞
以下、本発明の効果を検証するために行った試験について説明する。

（試験１）
まず、３時間以上絶食した被験者１０７人に、水にウォッカを混ぜて得られたエタノール濃度０．５ｗｔ％の水溶液を１００ｍｌ経口摂取させた。摂取後、被験者には口腔内を水で洗口させた。尚、本試験における被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型は、遺伝子検査により判明している。

続いて、摂取時から１分間経過時に、被験者の呼吸１回において吐き出す呼気を採取し、ガスクロマトグラフ（ＳＧＥＡ−Ｐ２、エフアイエス社製）に注入した。このガスクロマトグラフで、呼気に含まれるアセトアルデヒド濃度とエタノール濃度を測定し、その比を算出した。この結果を図２に示す。図２における、アセトアルデヒド濃度の単位はｐｐｂであり、エタノール濃度の単位はｐｐｍである。

図２に示すように、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型である場合の比の範囲と、ＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型である場合の比の範囲とが、殆ど重ならなかった。この結果に基づき、閾値を２３．３に設定した。

この閾値に基づき、被験者の遺伝子型が未知であると仮定して、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型の判定を行った。具体的には、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比が、２３．３より小さい場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型と判定した。また、アセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比が、２３．３より大きい場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定した。

更に、この判定結果に基づいて、以下の基準で感度、特異度、正確度、陽性的中率、陰性的中率を求めた。

真のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型である被験者の内、本試験においてもＡＬＤＨ２活性型と判定された場合を陰性とし、ＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型と判定された場合を偽陽性とする。

真のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型である被験者の内、本試験においてもＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型と判定された場合を陽性とし、ＡＬＤＨ２活性型と判定された場合を偽陰性とする。

本試験における感度とは、真の遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型の被験者の内、陽性と判定された被験者の割合のことをいう。

本試験における特異度とは、真の遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型の被験者の内、陰性と判定された被験者の割合のことをいう。

本試験における正確度とは、全被験者の内、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型の判定結果と、真の遺伝子型とが一致している被験者の割合のことをいう。

本試験における陽性的中率とは、陽性と判定された被験者の内、真の遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型である被験者の割合のことをいう。

本試験における陰性的中率とは、陰性と判定された被験者の内、真の遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型である被験者の割合のことをいう。

この結果を表１に示す。

表１から、本発明のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定方法では、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型が十分に高い正確度で判定されていることがわかる。

（試験２）
被験者の呼気を以下の方法で採取した以外は、試験１と同様の試験を行った。

被験者の呼気をエタノールの摂取時から２分間経過時に、被験者の呼吸１回において吐き出す呼気を採取した。この結果を図３に示す。図３における、アセトアルデヒド濃度の単位はｐｐｂであり、エタノール濃度の単位はｐｐｍである。

図３に示すように、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型である場合の比の範囲と、ＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型である場合の比の範囲とが、殆ど重ならなかった。この結果に基づき、閾値を２３．３に設定した。

そして、この閾値に基づき、試験１と同様にアルデヒド分解酵素活性遺伝子型の判定を行った。更に、その判定結果に基づいて、感度、特異度、正確度、陽性的中率、及び陰性的中率を確認した。

この結果を表２に示す。

表２から、本発明のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定方法では、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型が十分に高い正確度で判定されていることがわかる。

（試験３）
まず、３時間以上絶食した被験者１７人に対して、水にウォッカを混ぜて得られたエタノール濃度０．５ｗｔ％の水溶液を１００ｍｌ摂取させた。摂取後、被験者には口腔内を水で洗口させた。尚、本試験における被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型は、遺伝子検査により判明している。

被験者にエタノールを摂取させてから、３０秒間経過時を起点とする１分３０秒間の範囲の時間にする、被験者の呼吸により吐き出す呼気すべてを採取し、ガスクロマトグラフ（ＳＧＥＡ−Ｐ２、エフアイエス社製）に注入した。このガスクロマトグラフで呼気に含まれるアセトアルデヒド濃度とエタノール濃度を測定し、その比を算出した。この結果を図４に示す。図４における、アセトアルデヒド濃度の単位はｐｐｂであり、エタノール濃度の単位はｐｐｍである。

図４に示すように、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型である場合の比の範囲と、ＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型である場合の比の範囲とが、殆ど重ならなかった。この結果に基づき、閾値を２３．３に設定した。

そして、この閾値に基づき、試験１と同様にアルデヒド分解酵素活性遺伝子型の判定を行った。更に、その判定結果について、感度、特異度、正確度、陽性的中率、及び陰性的中率を確認した。この結果を表３に示す。

表３から、本発明のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定は、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型が十分に高い正確度で判定されていることがわかる。

（参考試験）
まず、３時間以上絶食した被験者１０７人に対して、水にウォッカを混ぜて得られたエタノール濃度０．５ｗｔ％の水溶液を１００ｍｌ摂取させた。摂取後、被験者には口腔内を水で洗口させた。尚、本試験における被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型は、遺伝子検査により判明している。

続いて、摂取時から２分間経過時に、被験者の呼吸１回において吐き出す呼気を採取し、ガスクロマトグラフ（ＳＧＥＡ−Ｐ２、エフアイエス社製）に注入した。このガスクロマトグラフで、呼気に含まれるアセトアルデヒド濃度のみを測定した。この結果を図５に示す。図５における、アセトアルデヒド濃度の単位はｐｐｂである。

図５に示すように、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型である場合のアセトアルデヒド濃度の範囲と、ＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型である場合のアセトアルデヒド濃度の範囲との重なりが大きかった。この結果に基づき閾値を４９と設定した。

この閾値に基づき、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型の判定を行った。具体的には、アセトアルデヒド濃度が、４９より小さい場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型と判定した。

また、アセトアルデヒド濃度が、４９より大きい場合、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定した。

更に、その判定結果について、試験１と同様に感度、特異度、正確度、陽性的中率、及び陰性的中率を確認した。この結果を表４に示す。

表４から、試験１〜３のようにアセトアルデヒド濃度のエタノール濃度に対する比と閾値とを比較するのではなく、アセトアルデヒド濃度のみを閾値と比較した参考試験においては、試験１〜３の判定方法に比べて高い正確度でアルデヒド分解酵素活性遺伝子型を判定することができない。

また、本発明の扁平上皮癌発生危険度判定方法及び判定装置は、被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型に基づいて判定するものである。更に、被験者の扁平上皮癌発生の危険度の判定においては、扁平上皮癌発生の危険度が高い被験者を陰性と判定する割合が低いことがより好ましい。

このことから、アルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定において、正確度が高いことが好ましい。この点、表１〜４に示すように試験１〜３の判定方法では、参考試験に比べ、正確度が高い。

また、アルコールパッチテストによるアルデヒド分解酵素活性遺伝子型の判定では、感度が７４．２％、正確度が７１．９％である（Yokoyama et al. Cancer Epidemiology Biomarkers Prev 6: 1105-1107,1997）。この値と比較しても、試験１〜３の判定方法は感度及び正確度が高い。

従って、本発明の扁平上皮癌発生危険度判定方法及び判定装置は、被験者の扁平上皮癌発生の危険度を高い正確度で判定することができる。

Claims (12)

1. エタノールを摂取した被験者の呼気が導入される呼気導入部と、
   前記呼気導入部から導入された前記被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度とエタノール濃度を測定する測定装置と、
   前記測定装置で測定された前記アセトアルデヒド濃度の前記エタノール濃度に対する比が閾値より小さい場合は前記被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２活性型であり、前記比が前記閾値より大きい場合は前記被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型がＡＬＤＨ２低活性型又はＡＬＤＨ２不活性型であると判定するコントローラと、
   前記コントローラの判定結果を出力する出力装置と、を備える
   アルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置。
2. 前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、終末呼気を含む
   請求項１に記載の被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置。
3. 前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、前記被験者の一回の呼吸における呼気である
   請求項１又は２に記載の被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置。
4. 前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、前記被験者の所定時間内の全呼気である
   請求項１又は２に記載の被験者のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置。
5. 前記アルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置の操作手順を順次案内する情報を示す報知装置を備える
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置。
6. コンピュータに、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアルデヒド分解酵素活性遺伝子型判定装置が備えるコントローラの機能を実現させるためのプログラム。
7. エタノールを摂取した被験者の呼気が導入される呼気導入部と、
   前記呼気導入部から導入された前記被験者の呼気中のアセトアルデヒド濃度とエタノール濃度を測定する測定装置と、
   前記測定装置で測定された前記アセトアルデヒド濃度の前記エタノール濃度に対する比が閾値より大きい場合は前記被験者の扁平上皮癌発生の危険度が高く、前記比が前記閾値より小さい場合は前記被験者の扁平上皮癌発生の危険度が低いと判定するコントローラと、
   前記コントローラの判定結果を出力する出力装置と、を備える
   扁平上皮癌発生危険度判定装置。
8. 前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、終末呼気を含む
   請求項７に記載の被験者の扁平上皮癌発生危険度判定装置。
9. 前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、前記被験者の一回の呼吸における呼気である
   請求項７又は８に記載の被験者の扁平上皮癌発生危険度判定装置。
10. 前記エタノールを摂取した被験者の呼気は、前記被験者の所定時間内の全呼気である
    請求項７又は８に記載の被験者の扁平上皮癌発生危険度判定装置。
11. 前記扁平上皮癌発生危険度判定装置の操作手順を順次案内する情報を示すように構成された報知装置を備える
    請求項７乃至１０に記載の扁平上皮癌発生危険度判定装置。
12. コンピュータに、請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の扁平上皮癌発生危険度判定装置が備えるコントローラの機能を実現させるためのプログラム。

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