JPH01501338A - グループa連鎖球菌抗原を露出させる方法およびグループa連鎖球菌を同定するための改善された診断試験 - Google Patents

グループa連鎖球菌抗原を露出させる方法およびグループa連鎖球菌を同定するための改善された診断試験

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 グループ八連鎖球菌抗原を露出させる 方法およびグループA連鎖球菌を同定 するための改善された診断試験 1艶立!1 グループA連鎖球菌(5treptococc + )は無症状の個人で保菌状 態でおよび軽い咽頭炎、扁桃束またはインペチゴにわたる病気の症状を有する有 症状の個人での両方において存在できる!i製な病原体であることが証明されて いる。処置しないと、これらの連鎖球菌感染は糸球体腎炎、リウマチ熱および多 分、永久的リウマチ性心臓病を導くことができる。抗菌剤、特にペニシリン誘導 抗生物質の進歩により、この原因的微生物は適当な抗生物質治療の指示投与の後 に容易に排除することができる。
感染した個人(通常、子供および青少年)は特に保育園および学校で、他人にグ ループA連鎖球菌微生物をうら隔離する必要がある。早期の検出および処置が問 題の多い病原体の総合的循環伝染パターンの減少およびグルたは排除をもたらす ことは管lIP研究で証明されている。
連鎖法菌属の血清学的および免疫学的グループを初めて同定した人はRebec ca Lance4ield博士であり[Lancc4ield、 R,C,に よる[A SerologicalDifferentiation of H uman and other Groups of1+ea+olyt、tc  5treptococciJ 、J、Exp、Hed、、 57巻、571〜 595頁(1933年)〕、その後、グループ分類シスアムで命名された。グル ープ八連鎖球菌はこの微生物の細胞壁の構造の一部分として見い出される反復ラ ムノース糖幹鎖上の8−1.4N−7セチルグルコサミン末端糖部分にもとづい て同定されている。グループA連鎖球菌に対して生じる抗血清および引続く、交 差反応を除くための吸収はこれらの微生物の細胞壁成分と特異的に反応し、グル ープ八連鎖球菌に対するグループ分類に対する抗血清になることが証明された。
グループA連鎖球1IIs胞壁炭水化物を分解するための多くの方法が案出され ている。これらの方法はpH2,0における加熱沸とう、オートクレーブ処理、 三塩化酢酸による抽出、熱いホルムアミドによる分解(digestion )  、亜硝酸による抽出およびストレプトマイセス種の土壌微生物に由来する酵素 およびファージ付随酵素リジン(1ysin )による酵素分解を包含する。こ れらの方法はそれぞれ、種々の利点と欠点とを有する。
グループ八連鎖球菌による咽頭炎の迅速な診断はグループA連鎖球菌の存在を同 定するための最低でも24〜72時間を要する時間のかかる培養法の代りに、1 時間より短いFR間で実施でき、読み取りができる迅速な抗原−抗体試験を用い ることにより、医師および臨床研究至でさらに容易に利用できるようになった。
培養法は検出感度の度合が変化する。一つの場合に、単純な5%羊血液寒天板を Bacitracinディクスと組合せて使用でき、37Cで24時間、通気培 養して、グループ八連鎖球菌を同定することができる。別法では、選択的媒質お よび空気遮断条件を使用して、他の微生物による繁殖を防止し、最低48時1f fi、35Cでインキュベーションを行なう。
さらに、輸送培地、試験の遅れおよび患者が摂取している可能性があるいずれか の抗菌剤によって、患者にはグループA連鎖球菌によるコロニーが生じるべきで あるにもかかわらず、培地において発育できない生存不能の微生物をもたらすこ とがある。、後者の場合に、グル−7A連鎖球菌の抗原に対する敏感な免疫検定 法がこれらの生存不能の微生物を検出することができる。
免疫検定法の感度は特異的免疫学的反応剤により放出され、認定されるグループ A連鎖球菌の炭水化物抗原の量により作用を受ける。ストレプトマイセス種によ り産生される酵素のような酵素による′IIJ素分解は成る種の化学的方法で放 出される抗原および微量−亜硝酸により全く効果的に証明されるが、貧弱な特異 活性およびブOテアーゼの存在が免疫学的反応剤との延長された時間の接触に係 り、この方法を遅く、しかも適合できない方法にしている。
C1として同定されている特定のバクテリオファージで感染させた後に、グルー プC達鎖]2菌属微生物により産生される酵素の特徴はHaXtedにより[H axted、W、R,、[The Active Agent in Na5c ent Phage Lysis ofStroptococci J 、J、 Gen、Hicro、16巻、585〜595頁(1957年)]、にraus eにより[にrause、 R,H,、「5tudies on the Ba cteriophages of He1olyticStreptococc i J 、J、Exp、Hed、 108巻、803〜821頁(1958年) ]、およびFischetti ニより[Fischetti、 V、A、等、 [Purification and PhysicalProperties  of Group C5treptococcal Phagc^5soci ated LysinJ 、 J、Exp、Hed、、133巻、1105〜1 117頁(1971年)]報告されている。この酵素はりシン(Lysir+  )と命名されでおり、グループA1グループCおよびグループE連鎖球菌の細胞 壁を特異的に分解することが見い出されている。これらの研究者達はグループA 連鎖球菌を溶解し、細胞壁炭水化物を放出することに関して、この酵素の活性お よび特徴に係る情報を提供している。位等は患者の咽頭スワブからのグループ八 連鎖球菌の検出に、この酵素を免疫学的診断試験で使用づることについては全く 報告していない。この酵素を臨床診断試験に使用することに失敗した理由はこの 酵素が付随する多くの問題、たとえばグループC連鎖球菌で大量のバクテリオフ ァージを発育させることが困難であること、ファージストックを御ようとした場 合に、残留H素の不活性化が遅れること、酵素それ自体が酸化性条件および熱に 対して不安定であること、および検体中の他の微生物および生物学的成分の存在 のもとで行なわれる免疫検定では非特異的反応であることにある。我我はこれら の問題をそれぞれ、処理し、解消し、本発明に改善をもたらした。
グループA連鎖球菌抗原の迅速で、敏感な検出が、診断試験キットにより提供さ れる。このキットはデクロンまたはレイヨンのような合成または天然letから 作られた咽頭用スワブおよびこのFANを保持しており、ぞして繊維を扁桃区域 に入れるに充分に長く、この区域をぬぐって、充分の数の、コロニイ形成してい るまたは感染している微生物を取り出すことができる、いくつかの型のシャフト (柄)よりなる検体採取用具を使用するものである。スワブは次いで、数種の方 式で酵素抽出剤中に入れ、引続いて免疫検定に用いる。
発明の要旨 本発明で規定された方法を使用すると、@頭スワブ、唾液または感染病巣のよう な生物学的検体中のグループA連鎖球菌の存在を迅速に、しかも信頼できる方法 で同定することができる。アプリケーター スワブは微生物を感条域から検定溶 液に移づために使用される。感染微生物を含有するスワブを、スワブ中に存在す るいずれかのグループA11Ili球菌の細胞壁を分解し、溶液中にグループA 炭水化物および他の細rfa壁抗原を放出する、グループC連鎖球菌ファージ  リシン酵素[リシン(Lysin ) ]を含有する溶液中に入れる。この方法 のためのインキュベーション時間は速く、一般に1〜4分で胞壁を効果的に、し かも効率良く分解することができ、生成した抗原断片がグループA連鎖球菌炭水 化物に対して特異的な抗体と反応性であること、そしてまたこのような抗体を粒 子、螢光または非螢光発色団または1素でa識付けすると、生成した抗体複合体 が適当な免疫検定により検出できるという発見にもとづいている。半tilIt j酵素はタンパク分解酵素活性に欠けており、従って細菌細胞壁の分解中に存在 する場合に特異的抗体に対して分解性ではなく、かくして、mis付けした抗体 および酵素を組合せて使用すると、検定時間の短縮に一層効果的である。ファー ジ リシンがグル−7A連鎖球菌の診断用に設計されている当業者に既知のかな りの異なる方式の検定法、たとえば凝集検定法、酵素結合免疫検定法、螢光免疫 検定法および発色団結合免Vt検定法で使用できることは当業者にとって明白で ある。
本特許の詳細な説明 ここでは、感染組織からのグループA連鎖球菌の同定に係る改善された抽出方法 および診断試験について説明する。この試験は一工程で行なうことができ、複雑 な装置または実験の必要なく、5分より短い時間で、使用省に4を提供する。こ れは医院および自宅の両方で試験を行なうことを可能にする。すなわち、医師は 慣用の検定の結果を24〜48時間遅らせる必要なく迅速に、処置中に得ること ができる。検定は同定用培地上における微生物の生育を持つのではなく、検体中 の連鎖球菌からの抗原の迅速で、効果的な抽出に依存している。抽出する酵素の 活性および抗体プローブの特異性が本発明の検定を慣用の培養試験とほとんど同 様の粘度および感度にすることができる。
本発明に従い、試験キットが生物学的検体からのグループ八連鎖球菌のvi確で 、迅速な同定のために提供される。検体は繊維スワブを一端に為するアプリケー タースティック上で採取する。感染域をぬぐって、微生物を感染組織からスワブ に移す。スワブを次いで、M液溶液中にリシン酵素を含有する溶液中に移す。酵 素はスワブに存在するいずれかのグループΔ連鎖球菌の細胞壁を分解し、このグ ループの炭水化物を溶液中に放出させる。
本発明の重要な特徴は繊維のマトリックス中に捕捉された微生物がまた分解され る、すなわち微生物を、その分解を生じさせるための分解用溶成に放出する必要 がないという事実にある。酵素溶液はタンパク分解活性を示さないので、指示剤 くグループ炭化水素に特賃的な抗体)は抽出処理中の抽出溶液中に存在させるこ とができる。
抗原がグループA連鎖球菌を含有するスワブから放出されると、抗体はこの抗原 と反応する。本発明のもう一つの特徴はこの酵素のグループA連鎖球菌細胞壁に 対する活性が高く、5分より短い間に、細胞壁抗原の完全な放出を可能にするこ とにある。
例1 グループCファージ リシン酵素を含有する抽出剤は次のとおりにして′3製す るニ ゲループC連鎖球菌種26RP66 (ATCC#21597)またはいづれか 他のグループczmTR菌種をTodd Hewitt培地で370において、 18m管内で65Qnmで0.23のooまで発育させる。5X106のタイタ ーでグループCバクテリオファージCCI)(ATCC#21597−[31) を細胞4部に対してファージ1部の割合で加える。混合物を370で18分間放 置する。この時点で、感染細胞を氷片上に注ぎ入れ、溶液の温度を15℃以下に 減じる。感染細胞を次いで冷蔵遠心分離器で分離採取し、ジヂオスレイトール5 X10’Mおよびr)NAアーゼ10μグを含有するpH6,1の0.1Mリン 酸塩緩衝液中に元の堡の1/ 300で懸濁する。細胞は放出ファージおよびリ シン酵素を溶解する。ioo、0OOXc+t’5時F4 遠心分離して、大部 分のm胞破片およびファージを分離した後に、この酵素溶液を通口に分け、その グループ八連鎖球菌溶解能力に係り試験する。
酵素ロットにおける単位/Id、の数値はグループA連鎖球菌の懸濁液の0D6 50を15分で、0.3〜0.15のODに減少させるに要する酵素の最高稀釈 度の逆数をして決定される。代表的酵素調製物において、4X10 〜4X10 611位が−[17)12Jバ’)’F−1−生成される。
免疫診1i検定法において酵素を使用づるには、要求されるインキュベーション 時間に応じて、−試験当り最低単位数のりシン酵素が必要である。酵素は安定性 に係る適当な条件、最大酵素活性、非特異的反応の阻害休みよび成る情況では、 グループA炭水化物に対して特異的な抗体を含む!!衝液中で稀釈する。好適態 様では、水で再構成することができる凍結乾燥剤を使用する。
リジン生成用のファージ ストックのWll法はりシン酵素の調製においてファ ージおよびグループC連鎖球菌の感染に係り前記した方法と同一の方法である。
しかしなから、感染細胞を氷上に注ぎ入れる代りに、インキュベーションを37 ℃で全部rIIIS間続け、全体のファージおよびまた酵素の溶解および放出を 可能にする。ファージを引続くリジン生成に使用するためには、残留酵素を不活 性化するか、または分離してファージ感染よりもむしろグループC1A胞の外部 から溶解を防止しなければならない。
本発明に従い、抽出剤中のグループA運w4球菌抗原の存在が、抗原−抗体反応 (免疫検定法)において、抗体を指示粒子または分子で標識句けする方法により 検出される。
本発明によるグループA連鎖球菌抗原の理想的な検出態様は、発色団標識を付け た膜スポット試験方法である。
リシンWiにより放出されるグループAJi’i原の同定が上記の同定方法に制 限されないことは理解されるべぎである。検出り法としては、代りに、抗体結合 ラテックス粒子、放射免疫検定、免疫螢光技法、酵素結合免疫吸着検定(ELT SA)等のようないづれかの免疫検出系を使用することができる。
検出しようとする抗原がまたグループA炭水化物に制限されないことも理解され るべきである。他のm胞壁抗原が分解プロセス中に放出される(すなわち、Mブ 0ナイン)ので、これらの抗原の抗体検出がまたグループA連鎖球菌の同定に使 用できる。
本発明による試験キットには、検体輸送用に適当なアプリケーター スワブを使 用する。111?素含有抽出剤はその場で再構成する凍結乾燥形で提供できる。
再構成した後に、抽出剤は5週間より長いlit][ffi、冷′1Icjii il!! (2〜10℃)で保存することができる。
例2 0.1%ウサギ免疫グロブリン、0.005M (エチレンジニトリロ)テトラ 酢酸ジナトリウム塩(EDTA) 、0.005Mジチオスレイトール、0.0 2%ナトリウムアジド、0.01%ナセチルグルコサミンを含有する0、05M クエン酸塩−リンN塩緩衝剤(E)H6,1>よりなる緩衝液中で、例1に従い [1した酵素を100単位/dの濃度に稀釈する。この酵素剤3部に、0.02 Mトリス緩衝液(DH8,2)、1.0%牛血清アルブミン、0.02%ナトリ ウム アジド、300に単位ヘパリン中に懸濁されたグループA連鎖球菌抗体( 005201,5>で標識付けしたコロイド状金ゾル1部を加え、混合し、0. 22ミクロン フィルターに通して濾過し、次いで1個の管当り200マイクロ リツターづつに分け、次いで凍結乾燥させる。この凍結乾燥させた試剤は高めら れた温度(すなわち、45℃)で短期間(すなわち、2週間)、安定であり、そ して室温で長期間(〉1年)、保存できる。好ましくは乾燥している、レイヨン またはダクロン スワブを使用して、予想される感染域をぬぐう。凍結乾燥させ た発色団−酵素混合物を含有する反応管に脱イオン止水200マイクロリッター を加え、スワブを入れ、振りまわして、試剤を混合する。変温で4分間インキュ ベーションた後に、スワブを直径がそれぞれ1.51JIRrある2個の穴を有 するプラスチックラミネートの頂上部に配置されている1゜2ミクロンセルロー スアセテート フィルターよりなる器具上に置く。穴の一つの下に、ウザギ抗連 鎖球菌グループAt+li′!A(capture )抗体で飽和された検出膜 を同定し、もう一つの穴の下には、ウサギ非免疫免疫グロブリンで飽和された対 照膜を固定する。両方の膜を吸取紙表面において、膜を通してスワブからの過剰 の液体を取り去る。グループA抗原が存在する場合には、免疫複合体が沈着し、 検出股上に捕捉され、桃色〜黒色の色を検出股上に見ることができる。グループ A連鎖球菌抗原が存在しない場合には、発色団標識付番プされている抗体は膜を 通って拡散し、この股上に見ることはできない。
グループA連鎖球菌が接種されているスワブを使用して、5分間より短い時間で 2X10’の微生物を検出プることができる。臨床上の咽頭検体で遭遇する非特 異的反応の発生を減じるためには、ヘパリン、0.01%N−アセチル グルコ サミン、0.1%ウサギ免疫グロブリンの添加および1〜2ミクロン フィルタ ーのrD層が必要である。
グループa連鎖球菌を検出するもう・一つの態仔では、リシン抽出剤は代表的に 、その境で・再構成する凍結乾燥形態で用意する。再湯成前では、この抽出剤は 少なくとも30日間、酵素活性をいずれか’HHの穆度に失なうことなく、冷蔵 (2°〜8℃)貯蔵することができる。再構成された抽出剤は分配する(代表的 には、200マイクロリツター)。咽頭スワブを試料カップに入れ、室温で少な くとも2分間インキュベートして、スワブ繊維からの連鎖球菌I!il胞壁抗原 を酵素と自由に接触させる。インキュベーション期間の後に、スワブをまわし、 試料カップの壁に押っ付けて絞り、液体を絞り出フ′。一定量の液体は次いで、 ラテックス凝集のような免疫検定法で試験することができる。
例3 グループ八連鎖球菌の直接検出用の市販ラテックス凝集検定用キット(stre ptogen、 New−HOriZOneDiagnostics)を利用し て、リシン抽出剤のラテックス凝集試薬との適合性を試験した。スワブに既知の 濃度のグループ八連鎖球菌を接種し、次いで種々のりシン濃度を有する抽出剤中 で室温で2〜10分間にわたりインキュベートする。
絞り出された液体1滴(約40マイクロリツター)をガラス板上の円形検出域お よび対照域の両方に適用する。
円形検出域に、検出ラテックス(ウサギ抗グループA抗体付着ラテックス)1滴 を加え、他方円形対照域には対照ラテックス(ウサギ非免疫ガンマグロブリン付 着ラテックス)を加える。反応体を機械的回転器上で2分間u転させ、円形検出 域および対照域を凝集の存在について検査する。この実験の結果を表1にまとめ て示す。
表 1 ラテックス凝集検定法による、グループA連鎖球菌の検出g度に対するインキュ ベーション時間およびリシン濃度の作用効果リジンの単位 インキュベーション  検出された/d ll[(分) fa生物のS低数30 2 1.5X105 30 3 7.5X10’ 30 4 1.8X10’ 30 5 9X103 30 10 9X103 120 2 ”i、8x10’ 120 3 9X103 120 4 9x103 120 5 9x103 120 10 9x103 これらの結果はりシン酵素によるグループA炭水化物の放出がリシン11度およ びインキュベーション88間に依存することを示している。
臨床咽頭スワブ検体を5%羊血液寒天板上で培養し、スワブを次いで、3分間、 奎1(25G)リシン抽出(20単位リシン/試験)インキュベートンを用いて ラテックス凝集検定法により試験した。結果を下記にまとめて示す: ラテックス陽性 ラテックス隘性 培養陽性 10 0 培a陰性 1 55 ここで詳細に記述されている本発明の種々の変更は当業者にとって明白である。
このような全ての変更は本発明の精神および範囲内にあるものとし、本発明は以 下の請求の範囲における規定によってだCブ11限されるものとする。
手続補正書(自発) 昭和63年7り//日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ランスフイールドグルーブA、CまたはEのいずれかの連鎖球菌を含む臨床 検体中の連鎖球菌抗原を測定する検定方法であって、該抗原の検出用のリガンド ーレセプター検定を行なう前に、または該リガンドーレセプター検定中に、グル ーブC ファージリシン酵素を含む抽出剤により連鎖球菌細胞壁を分解させるこ とにより抗原を露出させることを特徴とする検定方法。 2.臨床検体をアプリケーター ステイツクの一端に備えられている天然または 合成繊維スワブを用いて、採取部位から採取する、請求の範囲(1)の方法。 3.リガンド レセプター検定法が免疫検定法である、請求の範囲(1)の方法 。 4. 免疫検定法が指示体粒子または分子(1種または2種以上)、および(ま たは)膜に共有的に付着されているか、あるいは不動的に吸着されている特異的 抗体を包含する、請求の範囲(3)の方法。 5.露出される抗原がグルーブA炭水化物細胞壁抗原またはMタンパク質のよう な他の細胞壁抗原である、請求の範囲(1)の方法。 6.臨床検体を、酵素による分解または問題の抗原(1種または2種以上)の露 出の前に、または該露出処理中に、特異的指示体抗体およびリシン酵素抽出剤を 含む溶液中に入れる、請求の範囲(4)の方法。 7.連鎖球菌とリシン酵素との適当な接触にあたり、細胞壁抗原をリシン抽出剤 中に放出させることにより、該抗原を露出させる、請求の範囲(1)の方法。 8.接触時間が30分より短い、好ましくは6分より短い、請求の範囲(7)の 方法。 9.検定の全操作を室温(21〜29C)で行なう、請求の範囲(7)の方法。 10.リシン酵素抽出剤が安定化緩衝液中の連鎖球菌グルーブCファージ付随リ シン酵素を含む、請求の範囲(1)の方法。 11.リシン酵素抽出剤が検定を行なう前に、液体(好ましくは水)で再構成さ れる凍結乾燥剤である、請求の範囲(1)の方法。 12.安定化緩衝液が還元剤を含存する、請求の範囲(10)の方法。 13.還元剤が0.001M〜1.0M、好ましくは0.005Mの濃度のジチ オスレイトールである、請求の範囲(10)の方法。 14.安定化緩衝液が金属キレート化剤を含有する、請求の範囲(10)の方法 。 15.金属キレート化剤が0.00001M〜1.0M、好ましくは0.005 Mの濃度の(エチレンジニトリロ)−テトラ酢酸ジナトリウム塩(EDTA)で ある、請求の範囲(14)の方法。 16.安定化緩衝液が0.001%〜10%、好ましくは0.1%の濃度の免疫 グロブリンまたは免疫グロブリン断片を含有する、請求の範囲(10)の方法。 17.安定化緩衝液が0.001M〜1.0M、好ましくは0.05Mの濃度の クエン酸塩−リン酸塩緩衝剤を含有する、請求の範囲(10)の方法。 18.安定化緩衝液が5.0〜9.0の範囲のpH値、好ましくはPH6.1を 有する、請求の範囲(10)の方法。 19.安定化緩衝液が保存剤として殺菌剤または静菌剤を含有する、請求の範囲 (10)の方法。 20.保存剤が0.001%〜0.1%、好ましくは0.02%の濃度のナトリ ウムアジドである、請求の範囲(19)の方法。 21.連鎖球菌属グルーブAの成分の検出に使用される試験キットであって、 a.リシン抽出剤:および b.連鎖球菌属グルーブAの成分と結合できるリガンド:および c.試験キットを正確に使用するための指示書、を含む試験キット。 22.リシン酵素が安定化緩衝液中の凍結乾燥体として用意されている、請求の 範囲(21)に記載の試験キット。 23.連鎖球菌属グルーブAの成分と結合できるリガンドが指示体粒子、または 分子(1種または2種以上)および(または)膜に共有的に付着されているか、 あるいは不動に吸着されている特異的抗体よりなる標識付けされた抗体である、 請求の範囲(21)に記載の試験キット。 24.試験用の臨床検体または生物学的検体がアプリケーター ステイツクの一 端に付けられている天然または合成繊維スワブである、請求の範囲(21)に記 載の試験キット。
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