JP6498115B2 - 下痢性病原体の存在を検出するための方法 - Google Patents

下痢性病原体の存在を検出するための方法 Download PDF

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Description

本発明は、患者サンプル、食品サンプルまたは環境サンプルから下痢性病原体を検出する方法に関する。特に本発明は、下痢性病原体、特にETECおよびカンピロバクター属を検出するための、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)に基づくアッセイ法を提供する。更に本発明は、本発明の方法に用いるための材料となる、プライマー、プライマーペアおよびプローブ等も提供する。好ましくは、本発明の方法は、旅行者下痢に関連した臨床上重要な病原体の迅速な検出を実施するためのマルチプレックスリアルタイムPCR(RT−PCR)アッセイである。
下痢は、罹病を伴う、世界的に主要な健康問題であり、特に発展途上国の幼児にとっては致死的な症状となる。下痢は旅行者の直面する最も報告例の多い問題であり、汚染された食品や水によって発症することが一般的である。大部分の症例において、旅行者下痢は軽いものであり、期間も短いが、腹痛、血性下痢および敗血症を伴う重篤な感染症も存在する。
旅行者の急性下痢の原因は多様且つ多岐にわたる。古典的な下痢性細菌、例えば、Salmonella(サルモネラ)、Campylobacter(カンピロバクター)、Shigella(シゲラ)およびYersinia(エルシニア)や、下痢性大腸菌(E. coli)株、が旅行者下痢と関連づけられている(腸管出血性大腸菌(EHEC)、腸内毒素原性大腸菌(ETEC)、腸管接着性微絨毛消滅性(attaching and effacing)大腸菌(A/EEC)または腸管凝集性大腸菌(EAEC)、腸管病原性大腸菌(EPEC)、ベロ毒素産生性大腸菌(VTEC)、腸管出血性大腸菌(EHEC)、腸管侵襲性大腸菌(EIEC))。Salmonella による感染は、軽度の潜在性感染症に始まり、重篤な全身性感染症である腸チフスへと移行する多様な臨床疾患を生じ得る。Salmonella sp は、III型分泌系を用いて結腸上皮細胞、特にM細胞から宿主を侵襲する。この細菌はマクロファージの食胞内でも生き延びることが可能であり、いくつかの方法によって宿主の免疫機構を回避する(Coburn et al., 2007)。Campylobacter jejuni(カンピロバクター ジェジュニ)と Campylobacter coli(カンピロバクター コリ)は、大きな Campylobacter ファミリーの中でも、ヒト糞便に存在する主要な病原体であり、水様性下痢、発熱および典型的には重度の腹痛を発症させる。診断的な観点からは、これら細菌を下痢との関連のない他の Campylobacter 属と切り離すことが必須である。下痢性のカンピロバクターは結腸内壁の上皮細胞を侵襲し、細胞内で複製し、アポトーシスを起こすことができる(Poly and Guerry, 2008、Allos, 2001)。Yersinia enterocolitica(エンテロコリチカ菌)および Yersinia pseudotuberculosis(仮性結核菌)は、YadA 等の関連した接着性および侵襲性タンパク質を含有する病原性プラスミドを内包する(Bottone, 1999、El Tahir et al., 2001)。Y. enterocolitica の場合、臨床的疾患を発症させるためには病原性プラスミドが必要であるが、一方、Y. pseudotuberculosis の場合は、他にもゲノム内に病原性因子を有している。Yersinia pestis(ペスト菌)はペストの病原体であり、ゲノム上に病原性因子を有するだけでなく、臨床的疾患を発症させるために必要な3つの病原性プラスミドも有している(Bottone, 1999)。これらの伝統的な病原体は、反応性関節炎、仙腸骨炎および急性前部ブドウ膜炎などの後期に見られる症状とも関連づけられている。
Vibrio cholerae(コレラ菌)は、いくつかの熱帯諸国の自由水に生息する、強毒性の環境性病原体であり、特に災害地域で流行性の疾患を生じる。典型的には、多量の水様性下痢を起こし、十分な蘇生処置が行われない場合には、患者は死亡することとなる。必須病原性因子は、2つのサブユニットAおよびBからなるコレラ毒素である。コレラ毒素は、液体および電解質の取り込みを司る結腸上皮細胞内のGタンパク質に不可逆的に結合し、腸管内腔への制御不能な連続的な分泌を生じる(Nelson et al., 2009)。
Shigella およびEIECは遺伝的に近縁である。いずれの生物も、例えば、Ipa タンパク質とその転写調節因子である invE をコードする病原性プラスミド pINV 内に局在する遺伝子を介して結腸上皮を侵襲する(Lan and Reeves, 2002、Parsot, 2005)。EAECは、プラスミド上に存在し、AggR によって調節される遺伝子のコードする特定の線毛を介して、Hep-2 細胞に対して特徴的な接着パターンを示す(Flores and Okhuysen, 2009)。EPECは、腸細胞消滅遺伝子座(LEE)と呼ばれる病原性アイランドを保有するものとして特徴付けられている。このアイランドには、EPEC株の腸内上皮細胞への密接な付着に必要な eae 等の遺伝子が含まれる。EPECは、その stx1 遺伝子および stx2 遺伝子のコードするシガ様毒素IおよびIIを産生する能力によって、EHECから区別することができる。これらの毒素は急性の炎症を腸内で起こし、腹痛および血性下痢を生じる。更にEHEC感染は、溶血性尿毒症症候群(HUS)などの、まれではあるが重篤な二次感染症を起こす場合もある(Chen and Frankel, 2005、Karch et al., 2005)。上記細菌における毒素発現標的遺伝子は非常に類似性が高いため、マルチプレックスPCRアッセイにおける課題は、シゲラ属/EIEC属との交差反応の起きない条件でEHEC変異体を同定することである。
ジアルジア症は、鞭毛を有する原生動物であるランブル鞭毛虫(Giardia lamblia)(G. intestinalis とも呼ばれる)に起因する小腸の感染である。ジアルジア症は世界で最も一般的な病原性原虫疾患である。旅行者、特に発展途上国への旅行者は、ジアルジア感染についての最大のリスクグループである。ジアルジア症は糞口経路で伝播する。この疾患の感染原因の大半は、汚染された水や食物を摂取することや、Giardia 嚢子に汚染された物体に触れた後に手洗いしないことによるものである。ジアルジア症の有病率は、先進国においては2〜7%であり、ほとんどの発展途上国においては20〜30%である。CDCの推定によると、ジアルジア症の発生数は年間250万件を超える。Giardia 感染の最も一般的な症状は、10日を超える期間の下痢、腹痛、消化管内のガス貯留、腹部膨満、嘔吐、および体重減少などである。従来、ジアルジア症の診断は、糞便中の嚢子または栄養型の検出、小腸中の栄養型の検出、あるいは糞便中の Giardia 抗原の検出により行われる。
現在、下痢のルーチン診断は、ほとんどの場合、伝統的な培養法や免疫学的検定法に基づいており、これらはいずれも、労力と時間がかかる。これらの診断方法は、SalmonellaCampylobacterShigella および Yersinia、および腸管出血性大腸菌(EHEC)にしか用いることができず、主な下痢性大腸菌属(ETEC、EPEC、EAECおよびEIECを含む)のための培養法は存在しない。近年、DNAに基づく、下痢性大腸菌の診断方法が公開された(Antikainen et al., 2009、Aranda et al., 2004、Brandal et al., 2007、Guion et al., 2008、Kimata et al., 2005、Muller et al., 2007、Vidal et al., 2005、Vidal et al., 2004)。
ETECは、熱不安定性(LT)の腸管毒および/または熱安定性(ST)の腸管毒を産生することにより水様性下痢を発症させる[2と3]。ETECは従来、旅行者下痢の最も一般的な原因であると考えられている(Qadri et al., 2005)。本発明は、マルチプレックスRT−PCRアッセイにおけるETECの検出向上を特に意図するものである。本発明は、est 遺伝子がコードするETECの熱安定性腸管毒に特異的な2つのプライマーペアとプローブ、および elt 遺伝子がコードするETECの熱不安定性腸管毒に特異的な1つのプライマーペアとプローブを提供する。これらのプライマーとプローブは、ETECのグローバル変異体(global variant)の効率的検出を可能にするような該遺伝子中の標的配列を増幅するように設計されている。更なる問題は、標的遺伝子である est が複数の反復配列を含むことと、プライマーとプローブの両方のために十分な長さをもつ保存領域を見出すことが難しかったことである。
本発明の更なる目的は、マルチプレックスRT−PCRアッセイにおける下痢性のCampylobacter 属の検出の向上である。本発明は、C. jejunirimM 遺伝子と C. coligyrB 遺伝子のためのプライマーペアとプローブを提供する。これらのプライマーとプローブを用いることにより、下痢性の Campylobacter を、他の非病原性 Campylobacter および他の下痢性病原体から識別することができる。この問題を解決するために、2つの異なるゲノム標的を組み合わせることが必要であった。
国際公開第 WO2005/005659 号においては、下痢性細菌(例えば、以下の大腸菌群:ETEC(腸内毒素原性大腸菌)、A/EEC(腸管接着性微絨毛消滅性大腸菌)、EPEC(腸管病原性大腸菌)、VTEC(ベロ毒素産生性大腸菌)、EIEC(腸管侵襲性大腸菌)、および Shigella spp)を同時にスクリーニングする方法が開示される。この方法は、リアルタイムマルチプレックスPCRアッセイであり、テンプレートDNAは糞便サンプルから直接単離する。本発明と同様に、国際公開第 WO2005/005659 号も、病原性大腸菌群と他の下痢性病原体とを互いに区別するためにヒト病原性大腸菌をスクリーニングする問題に向けられている。しかし、本発明において用いるETECの est 遺伝子と elt 遺伝子における標的配列は、国際公開第 WO2005/005659 号において開示される標的とは異なる。更に、本発明は、3種類の特定のプライマーペアとプローブを用いてグローバルETEC変異体をカバーするものであるが、一方、国際公開第 WO2005/005659 号の表3においては、同じ目的で4種類のプライマーペアが開示されている。本願明細書の表8は、本発明の3種類のプライマーペアを用いることでETEC変異体を検出できることを示す。
国際公開第 WO2005/083122 号においては、糞便サンプル中の腸管病原性細菌(例えば、Shigella 属、Salmonella 属、Campylobacter 属、腸管出血性大腸菌、ベロ毒素産生性大腸菌、Vibrio cholerae、および Clostridium perfringens(ウェルシュ菌))の検出と定量のための方法が開示されている。この方法は、TaqMan(登録商標)プローブに基づくリアルタイムPCRアッセイである。
国際公開第 WO2007/056463 号においては、複数の病原体特異的なプライマーペアを用いてサンプルを増幅して、病原体特異的なプライマーペアのそれぞれから異なるサイズのアンプリコンを生成することを含む方法が開示されている。この方法は、リアルタイムとマルチプレックスのPC技術を用いる。この方法を Salmonella 属、Campylobacter 属、下痢性大腸菌、Vibrio choleraeYersinia属(Yersinia pestisなど)、およびGiardia lamblia の検出に用いることができる。
国際公開第 WO2005/090596 号においては、微生物、特に細菌を検出するためのアッセイが開示されており、このアッセイは、ヒトサンプル、動物サンプル、または環境サンプルからの細菌DNAのマルチジェノタイプ試験に基づいている。この方法は、TaqMan(登録商標)プローブを用いるリアルタイムマルチプレックスPCR技術としても用いることができる。この方法をSalmonella 属、Campylobacter 属、下痢性大腸菌、Vibrio choleraeYersinia 属(Yersinia pestis など)の検出に用いることができる。
米国特許出願公開第 US2004/0248148 号においては、大腸菌群、大腸菌、毒素原性大腸菌 O157:H7、毒素原性 M. aeruginosa(ミクロシスチン肝臓毒素)、Giardia lamblia、および Cryptosporidium parvum(クリプトスポリジウム パルバム)の定量化のための5'ヌクレアーゼ リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応を開示している。マルチプレックスPCRアッセイを、2種類以上の病原体の同時検出に用いることもできる。
国際公開第 WO02/070728 号においては、「マルチプローブ」設計に基づくアッセイが開示されており、「マルチプローブ」設計においては、16S rRNA 遺伝子がコードする高度に保存された配列の単一のセットがプライマーペアの役割を果たし、それを、内部の高度に保存された配列、ユニバーサルプローブ、および内部可変領域である種特異的プローブと組み合わせて用いる。このリアルタイムシステムは14種類の一般的な細菌種を信頼性よく同定できる。
中国特許出願公開 CN101113471 号、中国特許出願公開 CN101245384 号、および中国特許出願公開 CN101235410 号は、食品サンプルから下痢性病原体を迅速に検出するためのPCR法を開示している。
Fukushima et al., 2003 は、17種類の食品媒介性または水媒介性病原体を糞便サンプルから直接的に検出するためのリアルタイムPCRアッセイを開示している。検出レベルは、糞便1グラム当たり約10個の病原性細菌であり、したがって、糞便1グラム当たり10個未満の病原性細菌が存在する糞便サンプルの場合についてのプロトコルでは、適当な感度を得るためには一晩の集積培養工程が要求されている。
Hidaka et al., 2009 は、下痢性大腸菌の網羅的検出のためのマルチプレックスリアルタイムPCRを開示している。この方法は、食品サンプル、例えば肉サンプルからの病原性細菌の検出を特に意図したものである。
Wang et al., 1997 は、13種類の食品媒介性病原体を食物からPCR検出するためのプロトコルを開示している。
マルチプレックスPCRに基づく下痢性病原体検出用キットがいくつか市販されている(例えば、Luminex 社製の xTAP GPP や、Seegene 社製の Diarrhea ACE Detection)。いずれのシステムも、特定の生物特異的ヌクレオチド配列を増幅するための手段としてマルチプレックスPCRを用いているが、最終的な検出は別の装置での解析に依存するものである。検出方式によって要求項目が異なるので、検出に用いられる手段は、アンプリコン、プライマーおよびプローブに影響する。更に、本発明でETECや Campylobacter の検出に用いられる遺伝子またはアンプリコンの配列は、従来開示されていない。
下痢を発症させる病原体の数は多く、下痢試験はその全てを同定できることが最適である。試験に付すサンプルの数は一般的に多いので、病原体の種類ごとにPCR反応を行うのは煩雑となり得る。1回の反応で複数種を検出できることが最適である。PCRの設定においては、「マルチプレックス」PCR増幅とするのが望ましいのは明らかである。マルチプレックスPCRにおいては、それぞれ1つの種または1つの種集団を増幅するために設計されたいくつかのオリゴヌクレオチドのセットが同一の反応容器に含まれ、各オリゴヌクレオチドセットが、同一のPCR反応中に、それぞれ対応する病原体DNAを増幅するために用いられる。本発明においては、旅行者下痢に関連した臨床上重要な病原体(特にETECおよび/または Campylobacter)の迅速な検出のための、PCRに基づく方法を説明する。本発明は、ETECと Campylobacter のグローバル変異体に保存されている標的配列のために設計されたプライマーとプローブを開示する。これらの標的部位はETECや Campylobacter に特有のものなので、これらのプライマーとプローブは、複数の下痢性病原体の存在を検出するためのいかなるマルチプレックスRT−PCRにも用いることができる。
マルチプレックスPCRには、病原体DNAの定量に関する課題が存在する。すなわち、異なるアンプリコンが同じPCR反応成分(例えば、DNAポリメラーゼやMgCl2)について競合し、このために、反応の定量性が損なわれ得ること、特にサンプル間の定量的比較が損なわれ得ることである。量や長さが異なるテンプレート同士の間には増幅効率の偏りがあり、例えば、短いアンプリコンはより長いアンプリコンよりも優先されることは当業界では周知である。
同時に、マルチプレックスセットのオリゴヌクレオチドの組み合わせの、望ましくない交差反応も避けなければならない。また、サンプル中の他の配列へのミスプライミングのチェックも忘れずに行う必要がある。
多様な病原性微生物からなる集団を検出するために好適なプライマーとプローブの配列を見出すことは、全てのアンプリコンとテンプレートが同等の効率で増幅されるべきマルチプレックスの設定を設計する際には、決して容易ではない(例えば、ジアルジア)。微生物種の多くが比較的に近縁同士であるため、個々の種に特有の配列を特定することは難題である。また、グローバル変異体の数は相当に多いので、グローバル変異体において保存されている領域、または既知の全ての変異体を検出するための領域の最小集合における組み合わせを同定するのは、難しい(例えば、EHEC、ETEC、病原性エルシニア、病原性カンピロバクター、およびシゲラ/EIECに関して)。互いに密接に関連する反復配列を有する遺伝子もあり、これは、アンプリコンを設計する観点、特にマルチプレックスPCRのアンプリコンを設計する観点からは難題である。例えば、反復配列と少数派変異体の存在により、ETECは単一のアンプリコンでは検出できない。
下痢の診断におけるサンプルマトリックスは一般に糞便サンプルまたは食品サンプルであるが、このようなサンプルマトリックスは数多くのPCR阻害剤を含有する可能性が高い。それによりPCR反応の増幅効率が低下するので、アンプリコン設計段階から、更に注意深い最適化を行い、全てのテンプレートとコピー数が均等に且つ充分効率的に増幅されることを確認することが期待される。従って、高いPCR効率(できる限り100%に近いことが最適である)を可能にするオリゴヌクレオチド設計が必要である。用いられる検出方法も増幅効率および/または増幅の偏りに影響を与える。
本発明者らは、下痢性病原体(特にETECとカンピロバクター)を特異的且つ高感度に増幅および定量するのに好適なDNA配列領域を見出した。これにより、本発明では最適なプライマーおよび定量的PCRプローブを設計し、下痢性病原体の同定と定量が可能であることを確認した。アンプリコンは、どんなマルチプレックスセットにおいても互いに組み合わせ可能である特異性を持つように設計した。当然、その前提条件として、開示する全てのアンプリコンはまた、同じ反応およびサイクル条件において増幅するように設計した。
発明の詳細な説明
本発明は、下痢性病原体、特にETECおよびカンピロバクター属を検出するための、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)に基づくアッセイ法を提供する。更に本発明は、本発明の方法に用いるための材料となる、プライマー、プライマーペアおよびプローブ等も提供する。
特に本発明は、生物学的サンプル中の下痢性病原体の存在を検出するための方法であって、
i)サンプルまたはサンプルから単離した核酸を、2つ以上の個別のPCR反応を包含するマルチプレックスPCRアッセイ中のプライマーペアと接触させ、但し、該プライマーペアに含まれるプライマーは、配列番号55〜72、好ましくは配列番号61〜63と配列番号65〜68で定義されるアンプリコンのそれぞれを少なくとも部分的に増幅するものであり、
ii)上記工程i)で得た反応混合物を用いてポリメラーゼ連鎖反応を実施し、下痢性病原体の標的配列がサンプル中に存在した場合には、該配列を特異的に増幅し、そして
iii)反応混合物中の増幅された標的配列の存在を検出し、いずれかの標的配列の存在を、下痢性病原体がサンプル中に存在することの指標とする
ことを包含する方法を提供する。
該生物学的サンプルは、糞便サンプル、食品サンプル(例えば肉サンプル)、あるいは環境サンプルであり得る。
本発明の方法の工程i)におけるプライマーペアは、好ましくは、以下のプライマーペアA)〜R)、より好ましくは以下のプライマーペアG)〜I)とK)〜N)、からなる群より選ばれ、以下のオリゴヌクレオチドの少なくとも1種を包含するか、または少なくとも1種からなる:
A)フォワードプライマー:5'-GCGTTCTTATGTAATGACTGCTGAAG-3'(配列番号1),
リバースプライマー:5'-AGAAATTCTTCCTACACGAACAGAGTC-3'(配列番号2);
B)フォワードプライマー:5'-TGCATCCAGAGCAGTTCTGC-3'(配列番号3),
リバースプライマー:5'-CGGCGTCATCGTATACACAGG-3'(配列番号4);
C)フォワードプライマー:5'-CCAGGCTTCGTCACAGTTGC-3'(配列番号5),
リバースプライマー:5'-CAGTGAACTACCGTCAAAGTTATTACC-3'(配列番号6);
D)フォワードプライマー: 5'-GCTCTTCGGCACAAGTAATATCAAC-3'(配列番号7),
リバースプライマー:5'-TCTATTTTAAATTCCGTGAAGCAAAACG-3'(配列番号8);
E)フォワードプライマー:5'-TGGTCCATCAGGCATCAGAAGG-3'(配列番号9),
リバースプライマー:5'-GGCAGTGCGGAGGTCATTTG-3'(配列番号10);
F)フォワードプライマー:5'-TGTCTTTATAGGACATCCCTGATACTTTC-3'(配列番号11),
リバースプライマー:5'-TATCTACTCTTGATGCCAGAAAACTAGC-3'(配列番号12);
G)フォワードプライマー:5'-AAAATTGCAAAATCCGTTTAACTAATC-3'(配列番号13),
リバースプライマー:5'-GACTGACTAAAAGAGGGGAAAG-3'(配列番号14);
H)フォワードプライマー:5'-TCCTGAAAGCATGAATAGTAGC-3'(配列番号15),
リバースプライマー:5'-TTATTAATAGCACCCGGTACAAG-3'(配列番号16);
I)フォワードプライマー:5'-CCGGCAGAGGATGGTTACAG-3'(配列番号17),
リバースプライマー:5'-TTGATTGATATTCCCTGAGATATATTGTG-3'(配列番号18);
J)フォワードプライマー:5'-GGAAGCAATACATATCTTAGAAATGAACTC-3'(配列番号19),
リバースプライマー:5'-TCGGACAACTGCAAGCATCTAC-3'(配列番号20);
K)フォワードプライマー:5'-GAGTGAAAAAGATTTTGTTCAAGTTG-3'(配列番号21),
リバースプライマー:5'-AAAAGTCGCTCAGGTTATGC-3'(配列番号22);
L)フォワードプライマー:5'-AGTGCCTGAACCTCAATTTG-3'(配列番号23),
リバースプライマー:5'-TCGATAGGATTTTCTTCAAAATATTTAC-3'(配列番号24);
M)フォワードプライマー:5'-GTTTGGTACAGTTTATGGCATTTCAC-3'(配列番号25),
リバースプライマー:5'-CATGGCAATATCAACAATACTCATCTTAC-3'(配列番号26);
N)フォワードプライマー:5'-CAGGAGCATGAGGTTCACAGTATG-3'(配列番号27),
リバースプライマー:5'-TCTCTGGCCCCGCACAATG-3'(配列番号28);
O)フォワードプライマー:5'-GGGCTACAGAGATAGATATTACAGTAACTTAG-3'(配列番号29),
リバースプライマー:5'-CCACGGCTCTTCCCTCCAAG-3'(配列番号30);
P)フォワードプライマー:5'-TTCCGGTCGATCCTGCC-3'(配列番号31),
リバースプライマー:5'-GTTGTCCTGAGCCGTCC-3'(配列番号32);
Q)フォワードプライマー:5'-AGACGATCCAGTTTGTATTAG-3'(配列番号33),
リバースプライマー:5'-GGCATCCTAACTCACTTAG-3'(配列番号34);および
R)フォワードプライマー:5'-TCTGGAAAACAATGTGTTC-3'(配列番号35),
リバースプライマー:5'-GGCATGTCGATTCTAATTC-3'(配列番号36)。
標的生物における増幅した好ましいアンプリコンを表6に示す。しかし、当業者は、これらのアンプリコンは関連株においては当然に変異していることを知っている。この小さな変異は、本発明の方法において該アンプリコンを増幅するのに好適なプライマーを設計する際に考慮することができる。好ましくは、配列番号55〜72、好ましくは配列番号61〜63と配列番号65〜68、からなる群より選ばれる標的アンプリコンのそれぞれの少なくとも20個、少なくとも25個、少なくとも30個または少なくとも35個の長さのヌクレオチド配列を本発明の方法において増幅する。
本発明の方法の特徴の1つは、工程iii)において、PCR反応におけるプライマーペアA)〜R)のそれぞれの産物である増幅された標的配列の存在が、以下の基準に基づく、サンプル中の下痢性病原体の存在の指標となることである。
− プライマーペアA)またはB)の産物は、EHECの存在の指標となり、
− プライマーペアC)の産物は、EHEC/EPECの存在の指標となり、
− プライマーペアD)の産物は、Salmonella の存在の指標となり、
− プライマーペアE)またはF)の産物は、Shigella/EIECの存在の指標となり、
− プライマーペアG),H)またはI)の産物は、ETECの存在の指標となり、
− プライマーペアJ)の産物は、EAECの存在の指標となり、
− プライマーペアK)の産物は、Campylobacter jejuni の存在の指標となり、
− プライマーペアL)の産物は、Campylobacter coli の存在の指標となり、
− プライマーペアM)の産物は、Yersinia enterocoliticaYersinia pseudotuberculosis の存在の指標となり、
− プライマーペアN)の産物は、Yersinia pseudotuberculosisYersinia pestis の存在の指標となり、
− プライマーペアO)の産物は、Vibrio cholerae の存在の指標となり、
− プライマーペアP)の産物は、Giardia lamblia の存在の指標となり、
− プライマーペアQ)の産物は、Entamoeba histolytica(赤痢アメーバ)の存在の指標となり、そして
− プライマーペアR)の産物は、Cryptosporidium sp の存在の指標となる。
好ましくは、該プライマーペアの各プライマーの長さが35ヌクレオチド未満、40ヌクレオチド未満、45ヌクレオチド未満、50ヌクレオチド未満、または55ヌクレオチド未満であり、より好ましくは50ヌクレオチド未満である。本発明のプライマーのそれぞれは、配列番号1〜36からなる群より選ばれる1種のプライマー配列中の少なくとも10個の連続したヌクレオチドからなるものであると定義することもできる。
本発明の1つの特定の態様においては、本発明の方法をリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応で行い、この場合は、プライマーペアA)〜R)(好ましくはG)〜I)とK)〜N))のそれぞれとと共に、以下の配列を包含するか以下の配列からなる特定の核酸プローブを使用する。
− プライマーペアA)のためのプローブ:
5'-TCCATGATARTCAGGCAGGACACTACTCAACCTTCC-3'(配列番号37)
− プライマーペアB)のためのプローブ:
5'-TTGTCACTGTCACAGCAGAAGCCTTACGC-3'(配列番号38)
− プライマーペアC)のためのプローブ:
5'-AGATTAACCTCTGCCGTTCCATAATGTTGTAACCA-3'(配列番号39)
− プライマーペアD)のためのプローブ:
5'-CCAAACCTAAAACCAGTAAAGGCGAGCAGC-3'(配列番号40)
− プライマーペアE)のためのプローブ:
5'-TCACTCCCGACACGCCATAGAAACGCATTT-3'(配列番号41)
− プライマーペアF)のためのプローブ:
5'-ACAAACAGCAAAAGAGCATAGCATCCGAGAACT-3'(配列番号42)
− プライマーペアG)のためのプローブ:
5'-CAAATATCCGTGAAACAACATGAC-3'(配列番号43)
− プライマーペアH)のためのプローブ:
5'-AGGATTACAACACAATTCACAGCAGT-3'(配列番号44)
− プライマーペアI)のためのプローブ:
5'-AGCAGGTTTCCCACCGGATCACCA-3'(配列番号45)
− プライマーペアJ)のためのプローブ:
5'-TCCGTATATTATCATCAGGGCATCCTTTAGGCGT-3'(配列番号46)
− プライマーペアK)のためのプローブ:
5'-AAGACCCACAGTTTTACCAAGTTTT-3'(配列番号47)
− プライマーペアL)のためのプローブ:
5'-AACTTGGCTCTTCTTATGTGCGT-3'(配列番号48)
− プライマーペアM)のためのプローブ:
5'-CCTGGATAAGCGAGCGACGTATTCTCTATGC-3'(配列番号49)
− プライマーペアN)のためのプローブ:
5'-AAACCAAAGCCGCCCACACCACAG-3'(配列番号50)
− プライマーペアO)のためのプローブ:
5'-AACCTGCCAATCCATAACCATCTGCTGCTG-3'(配列番号51)
− プライマーペアP)のためのプローブ:
5'-ACGAAGCCATGCATGCCCGCT-3'(配列番号52)
− プライマーペアQ)のためのプローブ:
5'-ACAAAATGGCCAATTCATTCAATGAA-3'(配列番号53)
− プライマーペアR)のためのプローブ:
5'-CCTCCTAATCCAGAATGTCCTCCAG-3'(配列番号54)
上記のうちいくつかのプローブ(例えばプライマーペアG)、H)、K)およびL)のためのプローブ)の融解温度(Tm)は、修飾ヌクレオチドを加えることにより少なくとも5℃上昇させることが好ましい。1つのプローブにおける修飾ヌクレオチドの量は、1個、2個、3個、または好ましくは4個である。上記配列において、下線を引いたヌクレオチドは、プローブの融解温度(Tm)を上昇させる修飾ヌクレオチドである。修飾ヌクレオチドは、LNAヌクレオチド(Exiqon A/S)、マイナーグルーブバインダー(MGB(登録商標))、SuperBase、またはペプチド核酸(PNA)、あるいはプローブの融解温度(Tm)を上昇させる他の修飾物である。
好ましくは、プローブは上記配列を包含し、その長さが40ヌクレオチド未満、45ヌクレオチド未満、50ヌクレオチド未満、または55ヌクレオチド未満であり、より好ましくは50ヌクレオチド未満である。本発明のプローブのそれぞれは、配列番号37〜54からなる群より選ばれる1種のプローブ配列中の少なくとも10個の連続したヌクレオチドからなるものであると定義することもできる。
本発明の方法は、プライマーペアを個別のPCR反応に分けるマルチプレックスPCR技術に基づく。一般的な指標としては、マルチプレックスアッセイは、最も頻繁に現れる病原体(例えば、Antikainen et al, 2009)がそれぞれ別のPCR反応に含まれるように設計するべきである。
本発明の1つの態様において提供されるヌクレオチドプライマーは、上記プライマーペアG)〜I)とK)〜N)からなる群より選ばれるプライマー配列の少なくとも1種を包含するか、または少なくとも1種からなる。
本発明の他の1つの態様において提供されるヌクレオチドプライマーペアは、上記プライマーペアG)〜I)とK)〜N)からなる群より選ばれる配列の少なくとも1種を包含するか、または少なくとも1種からなる。
本発明の更なる1つの態様において提供されるヌクレオチドプローブは、上記プローブ配列の少なくとも1種を包含するか、または少なくとも1種からなる。
本発明は、好ましくは、サンプル中の下痢性病原体の存在を検出する方法に関するものであり、少なくともETEC、Campylobacter jejuni および Campylobacter coli の、サンプル中の存在の有無を確認する方法に関するものである。更なる標的病原体は、Yersinia enterocoliticaYersinia pseudotuberculosis、および、Yersinia pseudotuberculosisYersinia pestis であり得る。
本発明は更に、上記のヌクレオチドプライマー、プライマーペア、またはプローブの、サンプル中の下痢性病原体の存在を検出するための使用に関する。
本発明はまた、サンプル中の下痢性病原体の存在を検出するためのキットに関する。そのようなキットは、上記プライマーペアA)〜R)(好ましくはG)〜I)とK)〜N))からなる群より選ばれるプライマーペアを含む。そのようなキットは、上記のプローブから選ばれるプローブを含んでもよい。プライマーペアとプローブの使用は、上記してあり、また、以下の実施例にも記載してある。好ましくは、そのようなキットは、リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応法のための手段、例えば、標識プローブ、ポリメラーゼ酵素、バッファーおよびヌクレオチドを含む。好ましくは、そのようなキットは、少なくともETEC、Campylobacter jejuni および Campylobacter coli の、サンプル中の存在を検出するためのものである。
本明細書において、本発明の背景説明や、特に、本発明の実施についての詳細を追加するために引用される文献やその他の資料は、引用により本明細書に組み込まれるものである。本発明を以下の実施例において更に説明するが、実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
材料と方法
患者サンプル 対照用の糞便サンプルを、標準的な生化学的方法によって、SalmonellaYersiniaShigellaCampylobacter および EHEC についてHUSLABにおいて培養した。全部で146人の旅行者をトラベルクリニック(Travel Clinic)(フィンランド国、ヘルシンキ、メディシティ)で募集し、6ヶ月の期間、本研究に参加してもらった。年齢は、1歳から72歳にわたった(平均は、39.2歳)で、84人(57.5%)が女性で、62人(42.5%)が男性であった。渡航の目的地の内訳は、ヨーロッパが7.5%、アジアが32.9%、アフリカが44.5%、オーストラリアが1.4%、アメリカが13.7%であった。
糞便サンプルから全核酸を、Antikainen et al., 2009 の記載に従って easyMAG プラットフォームを用いる NucliSENS キットを用いて精製した。簡単に述べれば、糞便を採取した綿棒を100μlの Tris-EDTA バッファーに懸濁し、easyMAG プラットフォームの一般的方法によって精製し、25μlの容積に溶出させた。溶出物(0.5μl)をPCRにおけるテンプレートとして用いた。
上記の方法とは別に、上記綿棒を直接に溶解バッファーに懸濁することもできる。この場合は、サンプルを容積100μlに溶出させ、2μlの溶出物をPCRにおけるテンプレートとして用いる。このプロトコルは、完全に自動化・統合化されたサンプル作製とPCRプレートのセットアップ工程に適する。
単離物の同定 SalmonellaShigellaYersiniaCampylobacter およびEHECについてPCRにおいて陽性であった糞便サンプルを培養し、通常の診断的方法で同定した。下痢性大腸菌株については培養のためのルーチン方法は存在しないので、陽性サンプルは、以前に開発されたマルチプレックスPCR(Antikainen et al., 2009)によって分析した。
ハールトマン研究所(Haartman Institute)(フィンランド国、ヘルシンキ)の配列解析コア施設(Sequence Core Facility)において、細菌株の単離ができなかったサンプルから、対応する遺伝子の個別的な増幅とシークエンシングを、表1に記載されたプライマーを用いて行った。配列はBLAST(Basic Local Alignment Search Tool;http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)によって同定した。
リアルタイムPCRの設計 特異的な毒性の遺伝子、種特異的な遺伝子、および、確立された普遍的遺伝子の種特異的領域を同定するためにPCRの設計を行った(表1)。正しい標的遺伝子およびそれらのグローバル変異体(global variant)を認識する(NCBIデータベースを用いたBLAST検索および二次構造予測を含む)ために、Allele ID ソフトウェアおよび Beacon Designer ソフトウェア(米国、カリフォルニア州、パロアルト)を用いて、リアルタイムPCR のプライマーとプローブを設計した。
リアルタイムPCRを Mx3005P 検出システム(米国、カリフォルニア州、ガーデングローブ、Agilent Technologies 社製)で行った。熱サイクル条件は、95℃で15分、94℃で1分を40サイクル、60℃で1分、であった。各アニーリング工程で、蛍光を記録した。20μl反応は、1 × Qiagen Multitect NoROX マスター混合物(ドイツ国、ヒルデン、Qiagen 社製)、1μlのプライマー/プローブ混合物(表1および2)および0.5μlのテンプレートDNAを含むものであった。
PCRの特異性 PCRの分析特異性を、249個の細菌株(Salmonella 株、Shigella 株、Campylobacter 株、Yersinia 株および Vibrio 株 並びに下痢性大腸菌株を含む)(表1および2)を正の対照として用いて分析した。これらの細菌株は、ヘルシンキ大学病院研究室(Helsinki University Hospital Laboratory;HUSLAB)、国立健康福祉研究所(National Institute of Health and Welfare;THL)に由来し、さらに厚意を受けた M.アレグザンダー シュミット氏およびインガ ベンツ氏(ドイツ国、ミュンスター、ベストフェリシェ ビルヘルムス大学(Westfalische Wilhelms-Universitat))、イサベル スカレツキー氏(ブラジル国、サンパウロ連邦大学(Universidade Federal de Sao Paulo))並びにリン トルステンセン ブランダル氏(ノルウェー国、ノルウェー国立公衆衛生研究所(The Norwegian Institute of Public Health))に由来するものであった。負の対照として、すべての主要な属からとった243個の細菌株を Antikainen et al., 2009 の記載に従って用いた。
PCR分析のために、細菌細胞を100μlの水に集め、15分間煮沸し、1分間、13,000rpmで遠心分離を行い、上澄液(0.5μl)をPCR反応に用い、細菌 DNAを、easyMAG 自動核酸精製プラットフォームを用いる NucliSENS キットを製造者(フランス国、マルシレトワール、bioMerieux社)の説明に従って用いて精製した。
PCRの分析感度 臨床用途のための感度を分析するために、各アンプリコンについて easyMAG によって精製したすべてのテンプレートを含むDNAの混合物を10倍に希釈し、PCRで分析した。さらに、各レポーターの増幅を、煮沸した細菌塊を用いる10倍希釈液の中で個別に分析した。簡単に述べると、細菌を寒天プレートの上で成長させ、TEバッファーに集め、生細胞数(コロニー形成単位(colony forming unit;CFU))を定量した。細菌を10倍に希釈し、15分間煮沸し、1分間、13,000rpmで遠心分離を行い、上澄液(0.5μl)をPCR反応に用いた。
臨床感度および臨床特異性 臨床感度および臨床特異性を、SalmonellaShigellaCampylobacterYersinia またはEHECについて陽性であることが分かっている臨床サンプル(n=119)を用いて、HUSLABにおいてルーチンの培養方法によって分析した。さらに、65個の培養陰性サンプルも分析した。
結果
リアルタイムPCR法の有効性の確認 249個の陽性株と他の主要な属に属する243個の株とを含む参照株を用いて、リアルタイムPCRアッセイを最適化し、有効性を確認した(表5)。すべての正の対照株は正しく同定され、偽陽性の増幅はなかった。したがって、アッセイは100%の分析特異性を達成した。
臨床特異性および臨床感度を、ルーチンの診断的方法によって得た糞便サンプルを用いて分析した。Salmonella(n=50)、Campylobacter(n=50)、Yersinia(n=4)および Shigella(n=6)並びにEHEC(n=9)について陽性であるルーチンのサンプルをPCRで分析したところ、1つ以外のすべてが正しい増幅を示した (表5)。さらに、64個の培養陰性サンプルを分析したところ、SalmonellaCampylobacterYersinia または Shigella については陽性であるものは1つもなかった。下痢性大腸菌株についてはルーチンの培養方法はないので、この方法では下痢性大腸菌株を同定することはできなかった。したがって、このアッセイの臨床感度は99.2%であり、臨床特異性は100%であった。
PCRの分析感度を、PCRによって分析したテンプレートDNA混合物の10倍希釈液によって定義した。40回の増幅サイクルの感度は、EHECおよびサルモネラ菌については0.1ng/mlであり、他のものについては1ng/mlであった。さらに、細菌株を煮沸して得られたDNAから、感度を測定した。そのアッセイにおいて、検出限界は、1回の反応につき、5〜50CFUであった。これらの結果は、正しい同定(>90%陽性)のために必要な最低の濃度を表す。
PCRの臨床有効性の確認 146人の旅行者の、外国旅行前および外国旅行後の糞便サンプルの分析において、リアルタイムPCR法を利用した。データを表3および4に示す。内部対照についてはすべてのサンプルが陽性であって、PCR阻害は検出されなかった。旅行前のサンプルのうち、わずか3つ(2.1%)が陽性であって、これらはEAECについて陽性であった。これらのサンプルから、PCR結果が一致する大腸菌株を単離した。最もよくみられた検出物は下痢性大腸菌株(EPEC:41.1%、EAEC:38.4%、ETEC:18.5%、EHEC:7.5%)であり、次いで Campylobacter(4.1%)、Salmonella(2.1%)および Shigella/EIEC(1.4%)であった。
CampylobacterYersiniaShigellaSalmonella またはEHECについて陽性であるすべてのサンプルは、培養、PCR産物のシークエンシングのいずれにおいても陽性であることが確認された。
45人の患者から、2つまたはそれより多い検出物が見られた。
下痢性大腸菌の種の分泌 2ヶ月の追跡期間に外国旅行をしない60人の患者について、下痢性大腸菌(DEC)の動態を研究した。同一の検査結果が60サンプルのうちの7件 (EAECが4回、EPECが2回) から得られ、以前のものとは異なる検査結果が5人の患者から得られたが、これらのすべての者は追跡期間に外国に旅行しており、一方、他の追跡サンプルは陰性であった。この動態は、以前に説明した他の Enterobacteriaceae 病原体と一致するものであった。
ノロウイルスが5.5%の患者に検出された。このことは、細菌が旅行者下痢における主要な病原体であることを示唆するものであった。
検討
本研究は、新たな分子的手法を用いて旅行者下痢に関連するすべての主要な病原体を分析する、初めての組織的な追跡研究である。旅行前の正常なサンプルが入手できたので、この研究設計では、本発明者らは、熱帯の国への旅行の結果を件ごとに追跡することができた。本研究の最も重要な達成は、簡単な現代の手法を用いて患者群の中のすべての主要な病原体を同定することができたことである。これは、様々な研究の結果に比べ、内在的な偏りを除去するものである。フィンランド国のような衛生の良い諸国において予想されるように、健常者における下痢性病原体の流行は非常に低かった(2.1%)。これと非常に対照的に、本発明者らは、症状を示す患者の74%に病原体を同定した。この数値は、おそらく、ほぼすべての病原体は輸入されたものであってフィンランド人患者の正常な細菌叢には属しないことを確認させる、旅行者下痢の患者についての今までの最高の測定値であろう。すべての下痢性病原体(すべての下痢性大腸菌の種を含む)は、症状を示さない人よりも症状を示す人においてよく見られるものである。このことは、これらすべてが重要性のある下痢性病原体であって、単に正常な細菌叢の乱れを反映するというものではないということを示唆する。症状を示す患者のサンプルのうちの26%が、研究したすべての細菌病原体において陰性であった。本研究は、下痢性大腸菌の種が旅行者下痢を有する患者における最も主要な細菌病原体であることを示唆する他の最近の研究と合致している。
本研究は、Aeromonas 属、Plesiomonas、腸内毒素原性の Bacteroides fragilisArcobacter およびDAEC以外のすべての主要な細菌病原体を網羅する。本研究から除外したこれら病原体の相対比は、以前の研究によると低く、その病原体としての役割や発症率はまだ完全には理解されていない(von Graevenitz, 2007)。リアルタイムPCR法は、病原体の毒性遺伝子や種特異的遺伝子を認識する。たとえば、毒性EAECを同定するために、凝集パターンおよび下痢症状に寄与する最も特徴的な遺伝子であるという理由で、aggR 遺伝子が選ばれた(Monteiro et al., 2009); (Huang et al., 2007; Mohamed et al., 2007)。臨床的な重要性のある可能性があるすべての標的種を網羅するためには、アッセイの最適な感度および特異性のために多様な異なる標的遺伝子およびそれらが保存される領域のスクリーニングを行う必要があった。たとえば、ただ1つのプライマー−プローブセットを用いるだけでは、エルシニア菌やカンピロバクター菌のファミリーの中に病原性の種を検出することは不可能であった。独立の参照法に比べると、本研究におけるアッセイの感度および特異性は高く、約100%であった。このことは、本研究におけるアッセイが旅行者下痢の主要なスクリーニング方法として糞便培養に代替し得ることを示唆する。どの場合にも、下痢患者におけるDECの高い比率は、少なくとも該患者を、DECを同定することができるPCRのような方法で分析すべきであることを示唆する。
本研究におけるアッセイは、最適の条件の下で同時に対照サンプルを用いることによって、13種の病原体を同定することができる。本発明者らは、1つの患者サンプルから4つまでの異なる病原体を同定することができた。このことは、複数の病原体を同時に同定できることを示す。これは、複数の病原体が1つの病気を引き起こすことがしばしばあるという事実と適合する。それにもかかわらず、典型的なPCR反応は、本来、最も豊富にある標的に適する。偽陰性の標的の結果は、同一のマルチプレックス反応の中に、1つの非常に増幅度の低い病原体とともに1種または2種の非常に豊富にある病原体が存在している場合に、生ずる可能性が最も高い。この選択肢は、他の方法、および/またはリサンプリングによって制御しなければならず、また、このアッセイを診断目的に用いるときには警告を届け出なければならない。偽陰性の標的の結果の危険を最小にするために、最も頻繁に現れる病原体がそれぞれ異なるマルチプレックス反応に含まれるように、マルチプレックス組成を設計した。
推定されるPCR阻害剤の存在のモニタリングを行うために、1つの内部陽性対照を各サンプルとともに検査したが、阻害は検出されなかった。これは、半自動化されたDNA抽出プロセスが十分な質を有し、糞便病原体の分析に適切であることを示唆するものである。
まとめて言えば、本研究は、下痢性大腸菌の属が旅行者下痢における最も主要な糞便病原体であることを示唆する最近の研究と合致している。新たなリアルタイムPCR技術を適用することにより、それらは、糞便サンプルから直接に、他の糞便病原体とともにスクリーニングすることができる。
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Claims (26)

  1. 生物学的サンプル中の下痢性病原体の存在を検出するための方法であって、
    i)サンプルまたはサンプルから単離した核酸を、2つ以上の個別のPCR反応を包含するマルチプレックスPCRアッセイ中のプライマーペアと接触させ、但し、該プライマーペアに含まれるプライマーは、配列番号61で定義されるETECのアンプリコン、配列番号62で定義されるETECのアンプリコン、および配列番号63で定義されるETECのアンプリコンを増幅し、更に、配列番号65で定義されるカンピロバクターのアンプリコンおよび配列番号66で定義されるカンピロバクターのアンプリコン、及び/又は、配列番号67で定義されるエルシニアのアンプリコンおよび配列番号68で定義されるエルシニアのアンプリコンを増幅するものであって、該ETECのアンプリコンを増幅するプライマー、並びに、該カンピロバクターのアンプリコンを増幅するプライマーが存在する場合には該カンピロバクターアンプリコン増幅プライマー、および、該エルシニアのアンプリコンを増幅するプライマーが存在する場合には該エルシニアアンプリコン増幅プライマーは、該2つ以上の個別のPCR反応のうちの1つに存在するものであり、
    ii)上記工程i)で得た反応混合物を用いてポリメラーゼ連鎖反応を実施し、下痢性病原体の標的配列がサンプル中に存在した場合には、該配列を特異的に増幅し、そして iii)反応混合物中の増幅された標的配列の存在を検出し、いずれかの標的配列の存在を、下痢性病原体がサンプル中に存在することの指標とする
    ことを包含する方法。
  2. 工程i)において、該プライマーペアのプライマーが配列番号65〜66で定義されるカンピロバクターのアンプリコンのそれぞれを増幅することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 工程i)において、該プライマーペアのプライマーが配列番号67〜68で定義されるエルシニアのアンプリコンのそれぞれを増幅することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
  4. 工程i)において、以下の配列:
    G)フォワードプライマー:5'-AAAATTGCAAAATCCGTTTAACTAATC-3'(配列番号13),
    リバースプライマー: 5'-GACTGACTAAAAGAGGGGAAAG-3'(配列番号14);
    H)フォワードプライマー:5'-TCCTGAAAGCATGAATAGTAGC-3'(配列番号15),
    リバースプライマー:5'-TTATTAATAGCACCCGGTACAAG-3'(配列番号16);
    I)フォワードプライマー:5'-CCGGCAGAGGATGGTTACAG-3'(配列番号17),
    リバースプライマー:5'-TTGATTGATATTCCCTGAGATATATTGTG-3'(配列番号18)
    からなる群より選ばれる少なくとも1種を包含する、または少なくとも1種からなるプライマーペアと、サンプルまたはサンプルから単離した核酸を接触させることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
  5. サンプルまたはサンプルから単離した核酸を、それぞれが配列番号13〜18に示したヌクレオチド配列からなるプライマーと接触させることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  6. 該プライマーペアが、以下の配列:
    K)フォワードプライマー:5'-GAGTGAAAAAGATTTTGTTCAAGTTG-3'(配列番号21),
    リバースプライマー:5'-AAAAGTCGCTCAGGTTATGC-3'(配列番号22)、および
    L)フォワードプライマー:5'-AGTGCCTGAACCTCAATTTG-3'(配列番号23),
    リバースプライマー:5'-TCGATAGGATTTTCTTCAAAATATTTAC-3'(配列番号24)
    からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に包含するか、または少なくとも1種からなることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
  7. 工程i)において、サンプルまたはサンプルから単離した核酸を、以下の配列:
    A)フォワードプライマー:5'-GCGTTCTTATGTAATGACTGCTGAAG-3'(配列番号1),
    リバースプライマー:5'-AGAAATTCTTCCTACACGAACAGAGTC-3'(配列番号2);
    B)フォワードプライマー:5'-TGCATCCAGAGCAGTTCTGC-3'(配列番号3),
    リバースプライマー:5'-CGGCGTCATCGTATACACAGG-3'(配列番号4);
    C)フォワードプライマー:5'-CCAGGCTTCGTCACAGTTGC-3'(配列番号5),
    リバースプライマー:5'-CAGTGAACTACCGTCAAAGTTATTACC-3'(配列番号6);
    D)フォワードプライマー: 5'-GCTCTTCGGCACAAGTAATATCAAC-3'(配列番号7),
    リバースプライマー:5'-TCTATTTTAAATTCCGTGAAGCAAAACG-3'(配列番号8);
    E)フォワードプライマー:5'-TGGTCCATCAGGCATCAGAAGG-3'(配列番号9),
    リバースプライマー:5'-GGCAGTGCGGAGGTCATTTG-3'(配列番号10);
    F)フォワードプライマー:5'-TGTCTTTATAGGACATCCCTGATACTTTC-3'(配列番号11),
    リバースプライマー:5'-TATCTACTCTTGATGCCAGAAAACTAGC-3'(配列番号12);
    J)フォワードプライマー:5'-GGAAGCAATACATATCTTAGAAATGAACTC-3'(配列番号19),
    リバースプライマー:5'-TCGGACAACTGCAAGCATCTAC-3'(配列番号20);
    M)フォワードプライマー:5'-GTTTGGTACAGTTTATGGCATTTCAC-3'(配列番号25),
    リバースプライマー:5'-CATGGCAATATCAACAATACTCATCTTAC-3'(配列番号26);
    N)フォワードプライマー:5'-CAGGAGCATGAGGTTCACAGTATG-3'(配列番号27),
    リバースプライマー:5'-TCTCTGGCCCCGCACAATG-3'(配列番号28);
    O)フォワードプライマー:5'-GGGCTACAGAGATAGATATTACAGTAACTTAG-3'(配列番号29),
    リバースプライマー:5'-CCACGGCTCTTCCCTCCAAG-3'(配列番号30);
    P)フォワードプライマー:5'-TTCCGGTCGATCCTGCC-3'(配列番号31),
    リバースプライマー:5'-GTTGTCCTGAGCCGTCC-3'(配列番号32);
    Q)フォワードプライマー:5'-AGACGATCCAGTTTGTATTAG-3'(配列番号33),
    リバースプライマー:5'-GGCATCCTAACTCACTTAG-3'(配列番号34);および
    R)フォワードプライマー:5'-TCTGGAAAACAATGTGTTC-3'(配列番号35),
    リバースプライマー:5'-GGCATGTCGATTCTAATTC-3'(配列番号36
    からなる群より選ばれる少なくとも1種を包含する、または少なくとも1種からなるプライマーペアと更に接触させることを特徴とする、請求項4〜6のいずれかに記載の方法。
  8. 各核酸プライマーが、配列番号1〜36に示したヌクレオチド配列中の少なくとも10個の連続したヌクレオチドからなるものであることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
  9. PCR反応におけるそれぞれのプライマーペアの産物である増幅された標的配列の存在が、以下の基準に基づく、サンプル中の下痢性病原体の存在の指標となることを特徴とする、請求項7または8に記載の方法。
    − プライマーペアA)またはB)の産物は、EHECの存在の指標となり、
    − プライマーペアC)の産物は、EHEC/EPECの存在の指標となり、
    − プライマーペアD)の産物は、Salmonella の存在の指標となり、
    − プライマーペアE)またはF)の産物は、Shigella/EIECの存在の指標となり、
    − プライマーペアG),H)またはI)の産物は、ETECの存在の指標となり、
    − プライマーペアJ)の産物は、EAECの存在の指標となり、
    − プライマーペアK)の産物は、Campylobacter jejuni の存在の指標となり、
    − プライマーペアL)の産物は、Campylobacter coli の存在の指標となり、
    − プライマーペアM)の産物は、Yersinia enterocoliticaYersinia pseudotuberculosis の存在の指標となり、
    − プライマーペアN)の産物は、Yersinia pseudotuberculosisYersinia pestis の存在の指標となり、
    − プライマーペアO)の産物は、Vibrio cholerae の存在の指標となり、
    − プライマーペアP)の産物は、Giardia lamblia の存在の指標となり、
    − プライマーペアQ)の産物は、Entamoeba histolytica の存在の指標となり、そして
    − プライマーペアR)の産物は、クリプトスポリジウム属の存在の指標となる。
  10. 該生物学的サンプルが、糞便サンプルまたは食品サンプルであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  11. 該プライマーペアの各プライマーの長さが50ヌクレオチド未満であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  12. マルチプレックスPCRアッセイをリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応で行い、各プライマーペアと共に、以下の配列を包含するか以下の配列からなる特定の核酸プローブを使用することを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
    − プライマーペアA)のためのプローブ:
    5'-TCCATGATARTCAGGCAGGACACTACTCAACCTTCC-3'(配列番号37)
    − プライマーペアB)のためのプローブ:
    5'-TTGTCACTGTCACAGCAGAAGCCTTACGC-3'(配列番号38)
    − プライマーペアC)のためのプローブ:
    5'-AGATTAACCTCTGCCGTTCCATAATGTTGTAACCA-3'(配列番号39)
    − プライマーペアD)のためのプローブ:
    5'-CCAAACCTAAAACCAGTAAAGGCGAGCAGC-3'(配列番号40)
    − プライマーペアE)のためのプローブ:
    5'-TCACTCCCGACACGCCATAGAAACGCATTT-3'(配列番号41)
    − プライマーペアF)のためのプローブ:
    5'-ACAAACAGCAAAAGAGCATAGCATCCGAGAACT-3'(配列番号42)
    − プライマーペアG)のためのプローブ:
    5'-CAAATATCCGTGAAACAACATGAC-3'(配列番号43)
    − プライマーペアH)のためのプローブ:
    5'-AGGATTACAACACAATTCACAGCAGT-3'(配列番号44)
    − プライマーペアI)のためのプローブ:
    5'-AGCAGGTTTCCCACCGGATCACCA-3'(配列番号45)
    − プライマーペアJ)のためのプローブ:
    5'-TCCGTATATTATCATCAGGGCATCCTTTAGGCGT-3'(配列番号46)
    − プライマーペアK)のためのプローブ:
    5'-AAGACCCACAGTTTTACCAAGTTTT-3'(配列番号47)
    − プライマーペアL)のためのプローブ:
    5'-AACTTGGCTCTTCTTATGTGCGT-3'(配列番号48)
    − プライマーペアM)のためのプローブ:
    5'-CCTGGATAAGCGAGCGACGTATTCTCTATGC-3'(配列番号49)
    − プライマーペアN)のためのプローブ:
    5'-AAACCAAAGCCGCCCACACCACAG-3'(配列番号50)
    − プライマーペアO)のためのプローブ:
    5'-AACCTGCCAATCCATAACCATCTGCTGCTG-3'(配列番号51)
    − プライマーペアP)のためのプローブ:
    5'-ACGAAGCCATGCATGCCCGCT-3'(配列番号52)
    − プライマーペアQ)のためのプローブ:
    5'-ACAAAATGGCCAATTCATTCAATGAA-3'(配列番号53)
    − プライマーペアR)のためのプローブ:
    5'-CCTCCTAATCCAGAATGTCCTCCAG-3'(配列番号54)
    但し、上記配列において、下線を引いたヌクレオチドは、プローブの融解温度(Tm)を上昇させる修飾ヌクレオチドである。
  13. 該核酸プローブのそれぞれが、配列番号37〜54に示したヌクレオチド配列からなるものであることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
  14. プライマーペアA)〜F)とG)〜N)とがそれぞれ別のPCR反応に含まれることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
  15. 以下のPCR反応を包含することを特徴とする、請求項9に記載の方法。
    プライマーペアA)〜D)を用いた第1反応、プライマーペアK)〜L)を用いた第2反応、プライマーペアE)、F)、M)、N)とO)を用いた第3反応、そしてプライマーペアP)〜R)を用いた第4反応。
  16. 以下のPCR反応を包含することを特徴とする、請求項9に記載の方法。
    プライマーペアA)〜D)を用いた第1反応、プライマーペアG)〜I)とK)〜N)を用いた第2反応、プライマーペアE)、F)、J)とO)を用いた第3反応、そしてプライマーペアP)〜R)を用いた第4反応。
  17. 以下の配列:
    A)フォワードプライマー:5'-GCGTTCTTATGTAATGACTGCTGAAG-3'(配列番号1),
    リバースプライマー:5'-AGAAATTCTTCCTACACGAACAGAGTC-3'(配列番号2);
    B)フォワードプライマー:5'-TGCATCCAGAGCAGTTCTGC-3'(配列番号3),
    リバースプライマー:5'-CGGCGTCATCGTATACACAGG-3'(配列番号4);
    C)フォワードプライマー:5'-CCAGGCTTCGTCACAGTTGC-3'(配列番号5),
    リバースプライマー:5'-CAGTGAACTACCGTCAAAGTTATTACC-3'(配列番号6);
    D)フォワードプライマー: 5'-GCTCTTCGGCACAAGTAATATCAAC-3'(配列番号7),
    リバースプライマー:5'-TCTATTTTAAATTCCGTGAAGCAAAACG-3'(配列番号8);
    E)フォワードプライマー:5'-TGGTCCATCAGGCATCAGAAGG-3'(配列番号9),
    リバースプライマー:5'-GGCAGTGCGGAGGTCATTTG-3'(配列番号10);
    F)フォワードプライマー:5'-TGTCTTTATAGGACATCCCTGATACTTTC-3'(配列番号11),
    リバースプライマー:5'-TATCTACTCTTGATGCCAGAAAACTAGC-3'(配列番号12);
    G)フォワードプライマー:5'-AAAATTGCAAAATCCGTTTAACTAATC-3'(配列番号13),
    リバースプライマー:5'-GACTGACTAAAAGAGGGGAAAG-3'(配列番号14);
    H)フォワードプライマー:5'-TCCTGAAAGCATGAATAGTAGC-3'(配列番号15),
    リバースプライマー:5'-TTATTAATAGCACCCGGTACAAG-3'(配列番号16);
    I)フォワードプライマー:5'-CCGGCAGAGGATGGTTACAG-3'(配列番号17),
    リバースプライマー:5'-TTGATTGATATTCCCTGAGATATATTGTG-3'(配列番号18);
    J)フォワードプライマー:5'-GGAAGCAATACATATCTTAGAAATGAACTC-3'(配列番号19),
    リバースプライマー:5'-TCGGACAACTGCAAGCATCTAC-3'(配列番号20);
    K)フォワードプライマー:5'-GAGTGAAAAAGATTTTGTTCAAGTTG-3'(配列番号21),
    リバースプライマー:5'-AAAAGTCGCTCAGGTTATGC-3'(配列番号22);
    L)フォワードプライマー:5'-AGTGCCTGAACCTCAATTTG-3'(配列番号23),
    リバースプライマー:5'-TCGATAGGATTTTCTTCAAAATATTTAC-3'(配列番号24);
    M)フォワードプライマー:5'-GTTTGGTACAGTTTATGGCATTTCAC-3'(配列番号25),
    リバースプライマー:5'-CATGGCAATATCAACAATACTCATCTTAC-3'(配列番号26);
    N)フォワードプライマー:5'-CAGGAGCATGAGGTTCACAGTATG-3'(配列番号27),
    リバースプライマー:5'-TCTCTGGCCCCGCACAATG-3'(配列番号28);
    O)フォワードプライマー:5'-GGGCTACAGAGATAGATATTACAGTAACTTAG-3'(配列番号29),
    リバースプライマー:5'-CCACGGCTCTTCCCTCCAAG-3'(配列番号30);
    P)フォワードプライマー:5'-TTCCGGTCGATCCTGCC-3'(配列番号31),
    リバースプライマー:5'-GTTGTCCTGAGCCGTCC-3'(配列番号32);
    Q)フォワードプライマー:5'-AGACGATCCAGTTTGTATTAG-3'(配列番号33),
    リバースプライマー:5'-GGCATCCTAACTCACTTAG-3'(配列番号34);および
    R)フォワードプライマー:5'-TCTGGAAAACAATGTGTTC-3'(配列番号35),
    リバースプライマー:5'-GGCATGTCGATTCTAATTC-3'(配列番号36)
    からなる群より選ばれるプライマーからなるプライマーペアの、サンプル中の下痢性病原体の検出のための使用であって、該検出を2つ以上の個別のPCR反応を包含するマルチプレックスPCRアッセイで実施し、ETEC、Campylobacter jejuni および Campylobacter coli の存在を検出するプライマーペアG)、H)、I)、K)およびL)は少なくとも必ず、検出のために使用し、ETEC、Campylobacter jejuni および Campylobacter coli の存在を検出するプライマーペアG)、H)、I)、K)およびL)のプライマーは該2つ以上の個別のPCR反応のうちの1つに存在することを特徴とする使用。
  18. 該サンプルが、糞便サンプルまたは食品サンプルであることを特徴とする、請求項17に記載の使用。
  19. 列番号13〜18および21〜24に示したプライマーペアからなるヌクレオチドプライマーペアセット。
  20. 配列番号43〜45および47〜48に示したプローブ配列からなるヌクレオチドプローブセット。
  21. 請求項19において定義したヌクレオチドプライマーペアセットまたは請求項20において定義したヌクレオチドプローブセットの、サンプル中の下痢性病原体の存在を検出するための使用。
  22. サンプル中の下痢性病原体の存在を検出するためのキットであって、請求項21のヌクレオチドプライマーペアセットまたは請求項20のヌクレオチドプローブセットを包含するキット。
  23. ポリメラーゼ、ヌクレオチド、バッファー、塩類、界面活性剤および/または他の添加剤からなる群より選ばれる他のPCR用試薬成分を包含する、請求項22に記載のキット。
  24. 少なくとも1種の対照用のプライマー、プローブまたはヌクレオチド配列を更に包含する、請求項22または23に記載のキット。
  25. 少なくともETEC、Campylobacter jejuniCampylobacter coliYersinia enterocoliticaYersinia pseudotuberculosis、および Yersinia pestis の存在を検出するためのキットであって、以下のプライマーペア:
    G)フォワードプライマー:5'-AAAATTGCAAAATCCGTTTAACTAATC-3'(配列番号13),
    リバースプライマー:5'-GACTGACTAAAAGAGGGGAAAG-3'(配列番号14);
    H)フォワードプライマー:5'-TCCTGAAAGCATGAATAGTAGC-3'(配列番号15),
    リバースプライマー:5'-TTATTAATAGCACCCGGTACAAG-3'(配列番号16);
    I)フォワードプライマー:5'-CCGGCAGAGGATGGTTACAG-3'(配列番号17),
    リバースプライマー:5'-TTGATTGATATTCCCTGAGATATATTGTG-3'(配列番号18);
    K)フォワードプライマー:5'-GAGTGAAAAAGATTTTGTTCAAGTTG-3'(配列番号21),
    リバースプライマー:5'-AAAAGTCGCTCAGGTTATGC-3'(配列番号22);
    L)フォワードプライマー:5'-AGTGCCTGAACCTCAATTTG-3'(配列番号23),
    リバースプライマー:5'-TCGATAGGATTTTCTTCAAAATATTTAC-3'(配列番号24);
    M)フォワードプライマー:5'-GTTTGGTACAGTTTATGGCATTTCAC-3'(配列番号25),
    リバースプライマー:5'-CATGGCAATATCAACAATACTCATCTTAC-3'(配列番号26);および
    N)フォワードプライマー:5'-CAGGAGCATGAGGTTCACAGTATG-3'(配列番号27),
    リバースプライマー:5'-TCTCTGGCCCCGCACAATG-3'(配列番号28)
    からなる群からなるプライマー配列からなることを特徴とする、請求項22〜24のいずれかに記載のキット。
  26. 生物学的サンプル中の下痢性病原体の存在を検出するための方法であって、
    i)サンプルまたはサンプルから単離した核酸を、2つ以上の個別のPCR反応を包含するマルチプレックスPCRアッセイ中のプライマーペアと接触させ、但し、該プライマーペアに含まれるプライマーは、以下の配列からなるプライマーであり:
    A)フォワードプライマー:5'-GCGTTCTTATGTAATGACTGCTGAAG-3'(配列番号1),
    リバースプライマー:5'-AGAAATTCTTCCTACACGAACAGAGTC-3'(配列番号2);
    B)フォワードプライマー:5'-TGCATCCAGAGCAGTTCTGC-3'(配列番号3),
    リバースプライマー:5'-CGGCGTCATCGTATACACAGG-3'(配列番号4);
    C)フォワードプライマー:5'-CCAGGCTTCGTCACAGTTGC-3'(配列番号5),
    リバースプライマー:5'-CAGTGAACTACCGTCAAAGTTATTACC-3'(配列番号6);
    D)フォワードプライマー: 5'-GCTCTTCGGCACAAGTAATATCAAC-3'(配列番号7),
    リバースプライマー:5'-TCTATTTTAAATTCCGTGAAGCAAAACG-3'(配列番号8);
    E)フォワードプライマー:5'-TGGTCCATCAGGCATCAGAAGG-3'(配列番号9),
    リバースプライマー:5'-GGCAGTGCGGAGGTCATTTG-3'(配列番号10);
    F)フォワードプライマー:5'-TGTCTTTATAGGACATCCCTGATACTTTC-3'(配列番号11),
    リバースプライマー:5'-TATCTACTCTTGATGCCAGAAAACTAGC-3'(配列番号12);
    G)フォワードプライマー:5'-AAAATTGCAAAATCCGTTTAACTAATC-3'(配列番号13),
    リバースプライマー:5'-GACTGACTAAAAGAGGGGAAAG-3'(配列番号14);
    H)フォワードプライマー:5'-TCCTGAAAGCATGAATAGTAGC-3'(配列番号15),
    リバースプライマー:5'-TTATTAATAGCACCCGGTACAAG-3'(配列番号16);
    I)フォワードプライマー:5'-CCGGCAGAGGATGGTTACAG-3'(配列番号17),
    リバースプライマー:5'-TTGATTGATATTCCCTGAGATATATTGTG-3'(配列番号18);
    J)フォワードプライマー:5'-GGAAGCAATACATATCTTAGAAATGAACTC-3'(配列番号19),
    リバースプライマー:5'-TCGGACAACTGCAAGCATCTAC-3'(配列番号20);
    K)フォワードプライマー:5'-GAGTGAAAAAGATTTTGTTCAAGTTG-3'(配列番号21),
    リバースプライマー:5'-AAAAGTCGCTCAGGTTATGC-3'(配列番号22);
    L)フォワードプライマー:5'-AGTGCCTGAACCTCAATTTG-3'(配列番号23),
    リバースプライマー:5'-TCGATAGGATTTTCTTCAAAATATTTAC-3'(配列番号24);
    M)フォワードプライマー:5'-GTTTGGTACAGTTTATGGCATTTCAC-3'(配列番号25),
    リバースプライマー:5'-CATGGCAATATCAACAATACTCATCTTAC-3'(配列番号26);
    N)フォワードプライマー:5'-CAGGAGCATGAGGTTCACAGTATG-3'(配列番号27),
    リバースプライマー:5'-TCTCTGGCCCCGCACAATG-3'(配列番号28);
    O)フォワードプライマー:5'-GGGCTACAGAGATAGATATTACAGTAACTTAG-3'(配列番号29),
    リバースプライマー:5'-CCACGGCTCTTCCCTCCAAG-3'(配列番号30);
    P)フォワードプライマー:5'-TTCCGGTCGATCCTGCC-3'(配列番号31),
    リバースプライマー:5'-GTTGTCCTGAGCCGTCC-3'(配列番号32);
    Q)フォワードプライマー:5'-AGACGATCCAGTTTGTATTAG-3'(配列番号33),
    リバースプライマー:5'-GGCATCCTAACTCACTTAG-3'(配列番号34);および
    R)フォワードプライマー:5'-TCTGGAAAACAATGTGTTC-3'(配列番号35),
    リバースプライマー:5'-GGCATGTCGATTCTAATTC-3'(配列番号36)、
    ii)上記工程i)で得た反応混合物を用いてポリメラーゼ連鎖反応を実施し、下痢性病原体の標的配列がサンプル中に存在した場合には、該配列を特異的に増幅し、そして
    iii)反応混合物中の増幅された標的配列の存在を検出し、いずれかの標的配列の存在を、下痢性病原体がサンプル中に存在することの指標とする
    ことを包含する方法であって、
    ETEC、Campylobacter jejuni および Campylobacter coli の存在を検出するプライマーペアG)、H)、I)、K)およびL)は該2つ以上の個別のPCR反応のうちの1つに存在することを特徴とする方法
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