JP6280567B2 - 乳汁中の大腸菌群を検出する方法 - Google Patents
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Description
[1] 大腸菌群の溶菌方法であって、大家畜から得た乳汁と、溶菌酵素および少なくとも一の陰イオン界面活性剤を含有する溶菌剤とを混合して乳汁中に存在する大腸菌群を溶菌する工程を含む、方法。
[2] 溶菌酵素がリゾチームであることを特徴とする[1]に記載の溶菌方法。
[3] 陰イオン界面活性剤が、終濃度が0.01〜0.15%となるように乳汁と溶菌剤とが混合される、[1]または[2]に記載の溶菌方法。
[4] 溶菌剤が、さらに少なくとも一の非イオン界面活性剤を含む、[1]〜[3]のいずれか一に記載の方法。
[5] 陰イオン界面活性剤がアルキル硫酸塩を含有する、[4]に記載の方法。
[6] 非イオン界面活性剤がポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを含有する、[1]〜[5]のいずれか一に記載の方法。
[7] 家畜乳汁中の大腸菌群の溶菌のために用いる、溶菌酵素および少なくとも一の陰イオン界面活性剤を含有する溶菌剤。
[8] 家畜の乳房炎を診断する方法において用いるための、[7]に記載の溶菌剤。
[9] 陰イオン界面活性剤が、乳汁と溶菌剤とが混合されたときに終濃度が0.01〜0.15%となる濃度である、[7]または[8]に記載の溶菌剤。
[10] [1]〜[6]のいずれか一に記載の方法を含み、溶菌により放出された大腸菌群の菌体内由来の特定物質を検出する工程をさらに含む、家畜乳汁中の大腸菌群の検出方法。
[11] 特定物質の検出工程が、イムノクロマトグラフ方法により実施される、[10]に記載の方法。
[12] イムノクロマトグラフ方法が、(1)特定物質を含む乳汁を、該特定物質に対する標識された第一の抗体または標識された該特定物質が保持された第1部分と、該第1部分の下流に連結され、かつ該特定物質に対する第二の抗体が固定化された第2部分と、該第1部分または該第2部分の上流に連結され、かつ該乳汁中の乳脂肪球を除去できる空隙を有する第3部分とを有する試験片に対して、該乳汁を該第3部分またはそれより上流部に接触させる工程;および(2)該乳汁を該第2部分またはそれより下流部まで流し、該第2部分またはそれより下流部で該標識による検出可能な信号を得る工程:を含む、[11]に記載の方法。
[13] 該第1部分に、該特定物質に対する標識された第一の抗体が保持されている、[12]に記載の方法。
[14] 第3部分がそれぞれ異なる粒子サイズの乳脂肪球を除去できる空隙を有する2種以上の部材により構成される、[12]または[13]に記載の方法。
[15] 第3部分が下流に配置された第一の部材、および上流に配置された第二の部材により構成され、第二の部材の保持粒子サイズが第一の部材の保持粒子サイズより大きい、[14]に記載の方法。
[16] [7]〜[9]のいずれか一に記載の溶菌剤と、 該特定物質に対する標識された第一の抗体または標識された該特定物質が保持された第1部分と、該第1部分の下流に連結され、かつ該特定物質に対する第二の抗体が固定化された第2部分と、該第1部分または該第2部分の上流に連結され、かつ該乳汁中の乳脂肪球を除去できる空隙を有する第3部分とを有する試験片を含む、乳汁中の特定物質を検出するためのイムノクロマトグラフ装置とからなる、家畜乳汁中の大腸菌群検出用キット。
[1] 乳汁中の大腸菌群の溶菌方法であって 乳汁に、リゾチーム、イオン界面活性剤、および非イオン界面活性剤を含有する溶菌剤を混合して乳汁中に存在する大腸菌群を溶菌する工程を含む、溶菌方法。
[2] 該イオン界面活性剤が陰イオン界面活性剤である[1]に記載の溶菌方法。
[3] 該陰イオン界面活性剤がアルキル硫酸塩を含有し;および/または該非イオン界面活性剤がポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを含有する、[2]に記載の溶菌方法。
[4] 乳汁に溶菌剤を混合して乳汁中に存在する該菌を溶菌する工程において、該陰イオン性界面活性剤の終濃度が、0.01%以上0.15%以下である、[2]または[3]に記載の溶菌方法。
[5] 乳汁に溶菌剤を混合して乳汁中に存在する該菌を溶菌する工程において、該リゾチームの終濃度が、0.1mg/ml以上200mg/ml以下であり;および/または
乳汁に溶菌剤を混合して乳汁中に存在する該菌を溶菌する工程において、該非イオン界面活性剤の終濃度が、0.03%以上10%以下である、[4]に記載の溶菌方法。
[6] [1]〜[5]のいずれか一に定義した、乳汁に溶菌剤を混合して乳汁中に存在する大腸菌群を溶菌する工程
を含み、
溶菌により放出された菌体内由来の特定物質を検出する工程
をさらに含む、乳汁中の大腸菌群の検出方法。
[7] 検出方法が、イムノクロマトグラフ方法により実施される[6]に記載の方法。
[8] 該イムノクロマトグラフ方法が、(1)特定物質を含む乳汁を、該特定物質に対する標識された第一の抗体または標識された該特定物質が保持された第1部分と、該第1部分の下流に連結され、かつ該特定物質に対する第二の抗体が固定化された第2部分と、該第1部分または該第2部分の上流に連結され、かつ該乳汁中の乳脂肪球を除去できる空隙を有する第3部分とを有する試験片に対して、該乳汁を該第3部分またはそれより上流部に接触させる工程;および(2)該乳汁を該第2部分またはそれより下流部まで流し、該第2部分またはそれより下流部で該標識による検出可能な信号を得る工程:を含む、[7]に記載の方法。
[9] 該第1部分に、該特定物質に対する標識された第一の抗体が保持されている、[8]に記載の方法。
[10] 第3部分がそれぞれ異なる粒子サイズの乳脂肪球を除去できる空隙を有する2種以上の部材より構成されている[8]または[9]に記載の方法。
[11] 第3部分が下流に配置された第一の部材、および上流に配置された第二の部材により構成され、第二の部材の保持粒子サイズが第一の部材の保持粒子サイズより大きい、[10]に記載の方法。
[12] [1]〜[5]のいずれか一に記載の溶菌剤。
[13] 家畜の乳房炎を診断する方法において用いるための、[11]に記載の溶菌剤。
[14] [12]または[13]に記載の溶菌剤と、 該特定物質に対する標識された第一の抗体または標識された該特定物質が保持された第1部分と、該第1部分の下流に連結され、かつ該特定物質に対する第二の抗体が固定化された第2部分と、該第1部分または該第2部分の上流に連結され、かつ該乳汁中の乳脂肪球を除去できる空隙を有する第3部分とを有する試験片を含む、乳汁中の特定物質を検出するためのイムノクロマトグラフ装置とを含む、乳汁中の大腸菌群の検出用キット。
本発明における溶菌酵素の種類は特に限定されず、任意の2種以上の溶菌酵素を適宜組み合わせて用いてもよい。乳房炎の起炎菌として大腸菌(Escherichia coli)、クレブシエラ(Klebsiella)属に属する細菌、または黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)による感染が多発することから、これらの微生物に対して溶菌作用を発揮できる溶菌酵素を1種または2種以上組み合わせて用いることも好ましい。例えばリゾチーム、リゾスタフィン、ペプシン、グルコシダーゼ、ガラクトシダーゼ、アクロモペプチダーゼ、β-N-アセチルグルコサミニダーゼなどから選ばれる1種または2種以上の溶菌酵素を用いることができる。
水に溶かしたときに、電離してイオンとなる界面活性剤をイオン界面活性剤または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(ノニオン)界面活性剤という。イオン界面活性剤はさらに、陰イオン(アニオン)界面活性剤、陽イオン(カチオン)界面活性剤および両性界面活性剤に分類される。
特に好ましい態様においては、溶菌剤は、リゾチーム、陰イオン性界面活性剤、および非イオン界面活性剤を含有する。リゾチーム、陰イオン性界面活性剤、および非イオン界面活性剤を含有する溶菌剤において、非イオン界面活性剤の特に好ましい例は、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルである。このような溶菌剤における各成分の濃度は、乳汁に溶菌剤を混合して乳汁中に存在する該菌を溶菌する工程において、リゾチームの終濃度が、0.1mg/ml以上200mg/ml以下であり、陰イオン性界面活性剤の終濃度が、0.01%以上0.15%以下であり、かつ非イオン界面活性剤の終濃度が、0.03%以上10%以下であるようにするとよい。
本発明の溶菌剤は、溶菌酵素および界面活性剤以外に、意図した効果を著しく損なわない限り、一種またはそれ以上の他の成分を含むことができる。溶菌酵素および界面活性剤以外の成分の好ましい例は、溶菌を促進する効果を有する物質である。具体的には、グルタルアルデヒド、ハロゲン化合物、クロルヘキシジン、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール)、フェノール、過酸化水素、アクリノール、グアニジンおよびその塩、キレート剤、有機酸およびその塩、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン)、ならびに2−メルカプトエタノール、ジチオスレイトール、シスチンおよびチオフェノールなどの還元剤をあげることができるが、これらに限定されない。
本発明においては、溶菌剤は、乳汁に混合して用いることができる。乳汁と溶菌剤との混合比は、溶菌酵素等の終濃度が適切に維持され、十分な溶菌率が確保できる限り、特に限定されない。乳汁に対して比較的少量の溶菌剤を用いる場合は、乳汁が希釈されない。したがって、より高い感度で菌体を検出できると期待できる。また乳汁に対して比較的大量の溶菌剤を用いる場合は、乳汁中の脂肪球やタンパク質による影響が減じられ、より短時間で菌体を検出できると期待できる。乳汁と溶菌剤との混合物における乳汁の割合(乳汁/(乳汁+溶菌剤)×100)は、高いほど検出感度を上げることができるとの観点からは、他の条件がいずれの場合であっても、例えば5%以上とすることができ、10%以上とすることが好ましく、20%以上とすることがより好ましく、30%以上とすることがさらに好ましい。上限値は、他の条件がいずれの場合であっても、乾燥等の手段によって固形化した溶菌剤を用いることにより、乳汁の割合を100%とすることができる。また、他の条件がいずれの場合であっても、乳汁の割合は90%以下とすることができ、80%以下、70%以下、60%以下、または50%以下とすることができる。上限値は、混合の容易さ、溶菌剤の溶液としての安定性等を考慮して決定してもよい。
本発明により溶菌された大腸菌群は、菌体由来の成分を抗原として、各種の免疫学的方法により検出することができる。免疫学的測定方法としては、例えば、イムノクロマトグラフグラフ法、凝集反応法、酵素免疫測定法(ELISA法)、放射能免疫測定法(RIA法)、または蛍光免疫測定法(FIA法)などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。
抗原抗体反応は、第1部分に保持されている「特定物質に対する標識された第一の抗体」と、第2部分に固定化された「特定物質に対する第二の抗体」を用いて、サンドイッチアッセイ法により検出することができる。あるいは抗原抗体反応は、第1部分に保持されている標識された特定物質と、第2部分に固定化された特定物質に対する抗体を用いて競合法にて検出してもよい。但し、本発明においては、検出感度が高く、陽性で抗体検出ラインが出現するサンドイッチアッセイ法が好ましい。
本発明により、乳汁中の大腸菌群を検出できる。本発明で「大腸菌群」というときは、特に記載した場合を除き、大腸菌(Escherichia coli)、クレブシエラ(Klebsiella)属細菌、サイトロバクター(Citrobacter)属細菌、エンテロバクター(Enterobacter)属細菌およびプロテウス(Proteus)属細菌が含まれる。クレブシエラ属細菌には、Klebsiella pneumoniaeおよびKlebsiella oxytocaが含まれる。本発明においては、溶菌酵素と界面活性剤が適切に配合された溶菌剤を用いることにより、牛等の家畜から得られた、乳脂肪球と高濃度のタンパク質を含有する乳汁そのものに含まれ大腸菌群を検出することができる。
上記の抗体は、国際公開第00/06603号パンフレットに記載の方法で作製することができる。細菌リボゾームタンパク質L7/L12を抗原とする場合は、細菌リボゾームタンパク質L7/L12の全長タンパク質あるいはその部分ペプチドを抗原として用いて作製することができるが、全長タンパク質を抗原として作製することが好ましい。この部分ペプチドあるいは全長タンパク質をそのまま、またはキャリアタンパク質と架橋した後必要に応じてアジュバントとともに動物へ接種せしめ、その血清を回収することでL7/L12リボソームタンパク質を認識する抗体(ポリクローナル抗体)を含む抗血清を得ることができる。また抗血清より抗体を精製して使用することもできる。接種する動物としてはヒツジ、ウマ、ヤギ、ウサギ、マウス、ラット等であり、特にポリクローナル抗体作製にはヒツジ、ウサギなどが好ましい。また、抗体としてはハイブリドーマ細胞を作製する公知の方法により取得したモノクローナル抗体を適用することがより好ましいが、この場合はマウスが好ましい。当該モノクローナル抗体として、乳房炎の原因となる特定の細菌のリボゾームタンパク質L7/L12と反応し、前記特定の細菌以外の乳房炎の原因となる細菌のリボゾームタンパク質L7/L12とは反応しないモノクローナル抗体をスクリーニングすることにより、当該細菌による感染症にかかっているかどうかの診断に役立てることが可能となる。
本発明においては、上述した試験片をそのまま使用してイムノクロマトグラフ装置としてもよいし、ケースに収納して、イムノクロマトグラフ装置としてもよい。前者の場合は、試料となる乳汁の量が多い場合に、容器に入った試料に直接試験片の一端を浸して使用することが好ましい。また、後者の場合は、試料となる乳汁の量が少ない場合に、ピペット等で所定量を計量して試験片に滴下して使用することが好ましい。後者の場合のケースの形状は、試験片を収納できればいかなる形状でもよい。ケースの材料はいかなる材料でもよく、ポリプロピレンやポリカーボネートなどが好ましいものとしてあげられる。
(1)リボゾームタンパク質L7/L12に対するモノクローナル抗体の作製 金コロイド標識する抗体には、Escherichia coli(大腸菌)リボソームタンパク質L7/L12モノクローナル抗体を使用した。国際公開WO00/06603号パンフレットの実施例5に記載の方法に準じて、大腸菌Escherichia coliのL7/L12リボゾームタンパク質を取得し、同タンパク質を用いてモノクローナル抗体を作製した。当該モノクローナル抗体は、上記およびその他の大腸菌群の菌種のL7/L12リボゾームタンパク質の別のサイトに同時に結合しうる2種(EC-1およびEC-2)の組合せを選択した。
イムノクロマトグラフ装置による牛乳汁の測定は以下のように行った。
乳房炎の牛からの乳汁サンプルを対象としてイムノクロマトグラフ法を実施した。測定は実施例2に準じて行い、出現した赤紫色のラインを目視により判定した(陽性+、陰性-)。溶菌処理液は、終濃度1% TritonX-100、0.1M MOPSO pH7.5に、2.2 mg/mlリゾチーム および0.01% SDS(いずれも終濃度としての値)を添加した場合としていない場合について比較した。一方、乳汁中の大腸菌の数を確認するために、定量PCR法により定量を行った。乳汁100μlからDNA mini kit(Qiagen社製)を用いてゲノムDNAを抽出後、Quantification of Escherichia coli (all strains) (PrimerDesign社製)を用いてPCRを実施し、乳汁中の大腸菌量を定量した。
Claims (12)
- 乳汁中の大腸菌またはKlebsiella pneumoniaeの溶菌方法であって
乳汁に、リゾチーム、陰イオン界面活性剤、および非イオン界面活性剤を含有する溶菌剤を混合して乳汁中に存在する大腸菌またはKlebsiella pneumoniaeを溶菌する工程を含む、溶菌方法であって、
該陰イオン界面活性剤がアルキル硫酸塩であり、
該非イオン界面活性剤がポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルであり、
乳汁に溶菌剤を混合して乳汁中に存在する該大腸菌またはKlebsiella pneumoniaeを溶菌する工程において、該陰イオン性界面活性剤の終濃度が、0.01%以上0.15%以下である、溶菌方法。 - 乳汁に溶菌剤を混合して乳汁中に存在する該大腸菌またはKlebsiella pneumoniaeを溶菌する工程において、該リゾチームの終濃度が、0.1mg/ml以上200mg/ml以下であり;および/または
乳汁に溶菌剤を混合して乳汁中に存在する該大腸菌またはKlebsiella pneumoniaeを溶菌する工程において、該非イオン界面活性剤の終濃度が、0.03%以上10%以下である、請求項1に記載の溶菌方法。 - 乳汁中の大腸菌またはKlebsiella pneumoniaeの検出方法であって
1.乳汁に、リゾチーム、陰イオン界面活性剤、および非イオン界面活性剤を含有する溶菌剤を混合する溶菌工程であって、
該陰イオン界面活性剤がアルキル硫酸塩であり、終濃度が、0.01%以上0.15%以下であり、
該非イオン界面活性剤がポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルである、工程、
2.該乳汁中の乳脂肪球を除去できる空隙を有する材料を用いて該乳汁中の乳脂肪球を分離する工程、
3.溶菌により放出された菌体内由来の特定物質を検出する工程
を1,2,3の順に実施する乳汁中の大腸菌またはKlebsiella pneumoniaeの検出方法。 - 乳汁に溶菌剤を混合して乳汁中に存在する該大腸菌またはKlebsiella pneumoniaeを溶菌する工程において、該リゾチームの終濃度が、0.1mg/ml以上200mg/ml以下であり;および/または
乳汁に溶菌剤を混合して乳汁中に存在する該大腸菌またはKlebsiella pneumoniaeを溶菌する工程において、該非イオン界面活性剤の終濃度が、0.03%以上10%以下である、請求項3に記載の検出方法。 - 該第2、第3の工程が、イムノクロマトグラフ方法により実施される請求項3または4に記載の方法。
- 該イムノクロマトグラフ方法が、(1)特定物質を含む乳汁を、該特定物質に対する標識された第一の抗体または標識された該特定物質が保持された第1部分と、該第1部分の下流に連結され、かつ該特定物質に対する第二の抗体が固定化された第2部分と、該第1部分または該第2部分の上流に連結され、かつ該乳汁中の乳脂肪球を除去できる空隙を有する第3部分とを有する試験片に対して、該乳汁を該第3部分またはそれより上流部に接触させる工程;および(2)該乳汁を該第2部分またはそれより下流部まで流し、該第2部分またはそれより下流部で該標識による検出可能な信号を得る工程:を含む、請求項5に記載の方法。
- 該第1部分に、該特定物質に対する標識された第一の抗体が保持されている、請求項6に記載の方法。
- 第3部分がそれぞれ異なる粒子サイズの乳脂肪球を除去できる空隙を有する2種以上の部材より構成されている請求項6または7に記載の方法。
- 第3部分が下流に配置された第一の部材、および上流に配置された第二の部材により構成され、第二の部材の保持粒子サイズが第一の部材の保持粒子サイズより大きい、請求項8に記載の方法。
- 請求項1または2に定義された、乳汁中で大腸菌またはKlebsiella pneumoniaeを溶菌するための、溶菌剤。
- 家畜の乳房炎を診断する方法において用いるための、請求項10に記載の溶菌剤。
- 請求項10または11に記載の溶菌剤と、該特定物質に対する標識された第一の抗体または標識された該特定物質が保持された第1部分と、該第1部分の下流に連結され、かつ該特定物質に対する第二の抗体が固定化された第2部分と、該第1部分または該第2部分の上流に連結され、かつ該乳汁中の乳脂肪球を除去できる空隙を有する第3部分とを有する試験片を含む、乳汁中の特定物質を検出するためのイムノクロマトグラフ装置とを含む、乳汁中の大腸菌またはKlebsiella pneumoniaeの検出用キット。
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