JPH02502121A - ブドウ球菌性乳腺炎診断試験方法 - Google Patents

ブドウ球菌性乳腺炎診断試験方法

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JPH02502121A JP63500679A JP50067988A JPH02502121A JP H02502121 A JPH02502121 A JP H02502121A JP 63500679 A JP63500679 A JP 63500679A JP 50067988 A JP50067988 A JP 50067988A JP H02502121 A JPH02502121 A JP H02502121A
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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】 ブドウ球菌性乳腺炎診断試験方法 皮血豆上 本発明は、黄色ブドウ球菌(S、 aureus )に特異的な乳房内感染(乳 腺炎)検定法に関する。
11韮l 黄色ブドウ球菌(江肚■旦匹匹胚aureus ) ハヒト及び動物の重要な病 原体の一つである (28,29)、酪農家畜において、それは乳腺炎の原因と して最も多いものであり(12)、乳腺炎は米国における食品生産動物の疾病と して最も経済的被害の大きいものである(221.黄色ブドウ球菌は、感染ウシ に保持され、抗菌剤的治療によっては通常乳腺から根絶することはできない(1 01,従って、継続的に感染しているウシは重要な保菌源であり、病原菌を撒き 散らすことは他のウシに感染を広めることに寄与する+221゜ ウシ乳腺炎は、ウシの乳腺又は乳房の炎症である。
乳腺炎は黄色ブドウ球菌によって引き起こされることが最も多いが、ストレプト コッカス・アガラクチアエ(鎚匡吐=三と肱虹匹Uと)、シュードモナス属細菌 (ムeudomonas spp、l 、ある種の大腸菌及びマイクプラズマを 包含する他の多くの生物によっても引き起こされる。
乳腺炎によって乳房が損傷を受は乳の生産量が落ちる。
従って、乳腺炎は酪農業に経済的な負担を与えている。
乳腺炎の病因は複雑であるので、病原菌が同定されるまでは最も有効な治療方法 は明らかではない、病原菌の同定は通常、商業的には病原菌を培養し、従来の分 類操作によって分類することによって行なわれている。
黄色ブドウ球菌は、免疫学的には極めて複雑であり、種々のブドウ球菌性抗原が 、乳又は血清中でのブドウ球菌性抗体を検出するための免疫分析における指標の 候補として研究されている。これらの抗原には、プロティンAに対する抗体(リ ブとラヌ、 J、 Bacteriol、、 96=14−23 (1968) を参照)、エンテロトキシン(フエイら、J、 Cl1n、 Microbio l、、 19:34−38 (1984)参照)、ヘモリシン(スペンサーとフ ァツクレル、J、 Cl1n。
Microbiol、、 19:394−98(1984)参照)、オプデベー クら、Am、 J、 Vet、 Res、、 43:1770−7511982 ) ) 、クリステンソンら、 Acta Path、 Microbiol、  Immunol、 5cand、。
See B、 91:351−56 (1983)、粗莢膜抗原(オブデペーク とノルクロス、As、 J、 Vet、 Res+、、 46:1561 (1 9851”照)、ワトソンとデービーズ(Res、 Yet、 Sci、 19 85゜39:52−58参照)、食菌(マチジンら、Am、 J、 Vet。
Res、、 45:251g−24(1984) 参照)、ティコ酸(グランス トロム、 J、 Am、 Microbiol、、 17:640−46 (1 983) 参照)、ペプチドクリカン(クリステンソンら、 J、、Cl1n。
Microbiol、、 19:680−86 (1984)I照)、リューコ シジン(ロエフラーとノルクロス、 Am、 J、 Vet、 Res、、 4 6:1728 (1985+参照)及びヌクレアーゼ(ガラディング。
Acta、 Vet、 5cand、、 21:1−14 (19801が包含 される。
慢性的に黄色ブドウ球菌に感染しているヒト患者は、診断の目的のために用いる ことができるブドウ球菌性抗原に対する抗体を有している(8,9.11.13 .19.29.33)、異なる抗原及び試験様式を用いる数種類の試験が記載さ れているが、最も一般的な試験方法は、黄色ブドウ球菌に特異的なティコ酸に対 する抗体を検出することである(29.33)。
ウシの乳腺分泌物は、診断に用いられる可能性がある、血液及び他の局所的部分 由来の免疫グロブリンを含んでいる(5.7.24.31)、さらに、多くの研 究者により、黄色ブドウ球菌による乳腺の感染及び/又は黄色ブドウ球菌による 免疫化及び/又は黄色ブドウ球菌抗原による免疫化によって、血液及び母乳中に 検出することができる特異的な免疫グロブリンが誘起されることが示されている (15.8.20.21.25.26.30.32)。
ノークロスとオブデベークは、米国特許第4.425.330号において、黄色 ブドウ球菌!!ood46株を用いてブドウ球菌性アルファヘモリシンを生産し 、それをカルター、J、 Bacteriol、、 92:1655−62 ( 19661の方法によって粗精製している。この製剤は次いでELISAの試薬 として用いられた。
我々の発明はノークロスとオプデベークの発明とは、分子量が18000ないし 2600Gダルトンの高度に精製された抗原を用いると言う事実によって区別さ れる。これを抗原として用いる意義は、この抗原に結合する抗体が黄色ブドウ球 菌に感染した殆ど全てのウシの母乳中に存在し、感染していないウシの母乳中に はそのような抗体は存在していないことにある。抗原製剤は、アルファ又はベー タヘモリシン活性を有さず、有意量の多糖類を含まない。
我々の発明と同じ目的のために役立つ唯一の市販のものは細菌培養物である。こ れを用いる一方法の不利益は次の通りである。1)この方法では生きた細菌のみ が検出されるので、抗生物質残渣によって検出が妨害されるおそれがある、2) 汚染のために検出結果がしばしば正確ではなく、従って滅菌試料を準備する必要 がある、3)手間と時間がかかる。4)本発明に比べて1試料当りのコストが1 0倍かかる。我々の知る限り、母乳中のいずれかの抗体を検出するためのELI SAのキットは市販されていない。
ブドウ球菌タンパク質抗原のいくつかのものの分子量は以下の通りである。アル ファヘモリシン(360001、ベータへモリシン(33,000) 、ガンマ ヘモリシン(450001、リューコシジン(310001,エンテロトキシン A (347001、エンテロトキシンB (28,3661、エンテロトキシ ンC(34,100) 、エンテロトキシンC1(340001,エンテロトキ シンE (296001,エンテロトキシンF (20000)、プロティンA  (41000)、モルビー、−5taphylococci and 5ta phylococcal Infections”pp、644−645 (E sman and Adlam編、 1983. vol、2 参照のこと。
犬1目11示 臨床診断のために用いることができる乳腺的感染の鋭敏で特異的な試験方法を開 発するために、我々は、感染ウシの母乳中の抗体に結合することができるが、非 感染ウシの母乳中の抗体とは免疫学的に反応しないということを基準にして黄色 ブドウ球菌の抗原を選択し、精製キソプロテイン(exoproteinlを分 子ふるい及び5OS−PAGEにより精製した。黄色ブドウ球菌が乳腺的感染を したウシは母乳中にこの14〜26kdのエキソプロティンに対する抗体を有し ていた。対照的に、乳腺的感染をしていないウシの母乳は、産後30日以上たっ た後に採取し、かつ毎日13.6 kg以上の母乳が生産される場合には、これ らの抗原に対する検出可能な抗体を、もしあったとしてもほとんど含んでいなか った。
これらのタンパク質は、母乳中に存在する場合には黄色ブドウ球菌による乳腺的 感染を示す抗体を検出するための酵素免疫吸着分析(ELISAIに都合良く用 いることができる。
このような分析によると、感染ウシに対して適切な治療を施すことが可能になる 。なぜなら、この分析では、乳腺炎が例えばストレプトコッカス・アガラクチア エやマイコプラズマが病原菌の場合には陽性にはならないからである。
請求の範囲は、好ましい態様を列挙するものとしで、この明細書に組み入れられ たものとする。
11匹!皇皇1a 第1図ニゲループA(黄色ブドウ球菌感染、n=30) 、B(非感染n *3 7)、c (isoooo以上の体細胞で感染n ・9)からの体細胞数に対し てプロットした試料の吸光度第2図:母乳中での日数に対してプロットした非感 染ウシ(グループB、C及びり、n・69)からの試料の吸光度 第3図:母乳生産量に対してプロットした非感染ウシ(クループB、C及びF、 n・53)からの試料の吸光度 第4図二分子量標準物質(レーンA)、セファデックスG−200クロマトグラ フイー後の黄色ブドウ球菌エキソプロティンの5OS−PAGEの銀染色(レー ンB)及び母乳中の抗体を検出するためのELISAに用いた14〜26kdの 溶離物(レーンC)。
るための  のン態 先ず、ELfSAにより、12種類の母乳試料(黄色ブドウ球菌陽性 4種類、 コアグラーゼ陰性ブドウ球菌陽性 4種類、非感染 4種!I)を用いて黄色ブ ドウ球菌エキソプロティンをスクリーニングした。黄色ブドウ球菌陽性動物から の母乳は、分画していないエキソプロティンと反応する抗体を含んでいた(表I C)、t、かしながら、コアグラーゼ陰性ブドウ球菌感染ウシからの2つの母乳 試料と、非感染ウシからの1つの試料は反応する抗体を有しており、 0.10 0を起える吸光度が得られた。黄色ブドウ球菌感染ウシからの母乳抗体が、他の グループからの母乳抗体とは異なる抗原を認識していたものと仮定すれば、エキ ソプロティンは、G−200セフアデツクスカラム及び5OS−PAGEを用い て分画化されたことになる。
ブドウ  エキソプロティンの−′ アメリカン・クイブ・カルチャー・コレクション(ATCC10832)から得 た黄色ブドウ球菌の1lood−46株を肉汁中又は血液寒天基体(Difco 社製)上で凍結して保持する。 Wood−46の一夜培養物(ccy培地中で 生育)600μlを、40gのカゼイン加水分解物、lOgの透析酵母抽出物、 20gのベータグリセロリン酸ナトリウム、10m1の50%乳酸ナトリウム、 1gのNatHPO4・H,0,1gの(NH41So、、80mgのDL−) リブトファン、100 Bのし一システィン及びdH,o残部から成る12のC CY液体培地に加えた。これを15PSIの圧力下で30分間オートクレーブに かけた。20■gのチアミンと40■gのニコチン酸を100m1のdH1o中 に含む溶液(予め別途にオートクレーブにかけておく)のlO+1をこれに加え る。この大体積の液体に、0.2gのMg5Oa・7H,Olo、1gのMn5 O,・4H,0,0,06gのFeSO4・7H,0及び0.06 gのクエン 酸を10011のdH!0中に含む、微量元素溶液(別途オートクレーブしたも の)の10m1を加える(ウッデン・エイ・ダブリュ、Biochemistr y、 J、 73: 225−237゜1959) 、細菌は好気的条件下で2 4時間ないし48時間、振盪下又はフィルターを通した空気をバブリングしなが ら培養する。培養物は、血液寒天上に画線することによってその純度を調べる。
コアグラーゼ活性及びラテックス凝集(プロトロンビン/IgG被覆)及びグラ ム染色を、継代培養物について行なう、 1500 x g、20分間の遠心に よってCCY培地から細胞を除去し、上清を保持する。
Wood−46は好ましい菌株であるが、他の菌株も用いることができ、特に興 味の範囲内で乳腺炎を引き起こすの野生菌株のうち、我々は、「アルファトキシ ン」単離物及び[ベータトキシン単離物」からのエキソプロティンと、Wood  46菌株のエキソプロティンとを、我々のELISAにおいて抗原として比較 した。異なるエキソプロティンの相対生産量を変化させ、あるいは培地からのタ ンパク質の精製を単純化するかもしれない他の培地を用いることもできる。
14〜26 kdエキソプロティンの 1A、濃縮及び限外ろ過 上記上清に、フェニルメチルスルホニルフロリド(0,13Mアセトン中)を終 濃度1 m旧こ、N−アルファーp−トシル−1−リジンクロロメチルケトン粉 末を終濃度0.1mMに加える。プロテアーゼ阻害剤、0.O1■閏フェニルメ チルスウルホニルフロリド、 0.001 mMN−アルファーP−トシルー1 −リジンクロロメチルケトン、0゜05■(エチレンジニトリロ)−四酢酸にナ トリウム塩)及び0.05 aMヨードアセトアミドを含む、50−MTRl5 緩衝液pH8,0に対する透析あるいは換気室中での蒸発による濃縮とにより、 透析チューブ内(10kdカットオ))の体積が初めの体積の約l/30になる まで緩衝液を5.6回交換する。透析チューブ内の溶液を1500 x gで3 0分間遠心し、上清を0.20u−フィルターを介してろ過する。
B、ゲルろ迦クロマトグラフィー 1.47 B/mlのタンパク質(3)を含む試料(38ml)を、セファデッ クスG−200が充填された500m1のカラム(シグマ・ケミカル社、ミズリ ー州セント・ルイス)上にのせ、プロテアーゼ阻害剤を含む0.15Mリン酸緩 衝食塩水pH8,0水で平衡化した。4mMの画分な集め、後述のように酵素免 疫吸着分析(ELISA)で分析し、316m1と376曹lの間に溶離する物 質から成るプールを得た。このプールを透析チューブ中に入れ、1mg/mlの タンパク質を含む約6.5 +mlの体積になるまで蒸発により濃縮した。
5つの連続的な抗原プールを作り、12種類の母乳試料に対してELI SAに より試験した(表2)、5っのプールは全て、黄色ブドウ球菌感染ウシからの母 乳中の抗体と反応した。得られた吸光度は非分画エキソプロティンについて得ら れる吸光度よりも低かった。しかしながら、316■lないし376■lの画分 において、非感染と感染ウシとの差が最も大きかった。
C,5DS−PAGE セファデックスG−200カラムからの材料の一部を、15%ポリアクリルアミ ド分離ゲル及び5%積層ゲル(17)を含む1.5−簡の鉛直スラブゲル装置( ホエッファー・サイエンティフィック社、カリフォルニア州すンフランシスコ) 中で、ドデシル硫酸ナトリウムを用いたポリアクリルアミドゲル電気泳動(5O S−PAGE)  (バイオラド社、カリフォルニア州すッチモンド)にかけた 。
抗原溶液(0,25−g)を50 mM TRl5緩衝液pH8,0でl■lに 希釈し、還元剤として2−メルカプトエタノール(シグマケミカル社、ミズーリ 州セントルイス)を含む等容の試料緩衝液と混合し、煮沸した。予め染色した標 準タンパク質(リゾチーム14.3 kd 、ベータラクトグロブリン18.4  kd 、アルファーキモトリプシノーゲン25.7kd 、オバルブミン43 .Okd 、ウシ血清アルブミン68.0kd 、ホスフォリラーゼB97.4  kd 、マイオシン(H−鎖) 200.Okd (ペセスダ・リサーチ・ラ ボラトリーズ、メリーランド州ガイザースバーグ)を別々のレーンの端において 同時に泳動した。電源は130V、20mAであり、染料が分離ゲルの頂部から 10cmの位置に来るまで泳動を行なった。
7つの水平の小片(6v■幅)を14.3 kdの標準物質の中間から上に向か って切り出した。この7つの小片を6mMの緩衝液と共に透析チューブ内に起き 、ゲルの長手方向に垂直な方向に30V、75〜100+sAで3時間電気泳動 した。チューブ内及び室内の緩衝液は。
0.192 Mグリシンを含む25mMTRl5緩衝液pH8,0(ジェイ・テ ィ・ペイカー・ケミカル社、二ニーシャーシー州フィリップスバーグ)。
濃縮エキソプロティン、G−200溶離物及びPAGE−SDS電気溶離物につ いて、ELISAにより、母乳試料を用いて反応性を調べた。スチレンマイクロ タイタープレートであるイムロン1 (ダイナチック・ラボラトリーズ社、バー ジニア州チャンチリ−)の12のウェルを0.05■1の抗原で37℃、3時間 被覆した。エキソプロティン及びG−200溶離物は、ウェルを被覆するために 。
0.1M炭酸塩/炭酸水素塩緩衝液pH9,6で希釈し、PAGE−SDS溶難 物は上記した電気溶離緩衝液で希釈した。
ウェルは、0.2%アジド及び0.5%B S A (シグマ・ケミカル社、ミ ズーリ州セントルイス)を含む0.05 mlのPBSで、37℃、2時間ブロ ックした0次いでプレートを0.05% Tween 20 (ジェイ・ティ・ ペイカー・ケミカル社、二ニーシャーシー州フィリップスバーグ)を含むPBS で3回洗った。4つの黄色ブドウ球菌感染ウシからの母乳と、4つのコアグラー ゼ陰性感染ウシからの母乳と、4つの非感染ウシ(後述のように血液寒天上での 培養で陰性)からの母乳を、0.2%アジド、0.5%BSA及び0.05%T ween 20を含むPBSで1:2に希釈し、それぞれの0.5 mlをそれ ぞれの小片に対応する12個のウェルのそれぞれに加えた。プレートを37℃で 30分間インキュベートし、上記と同じ緩衝液で4回洗った。セイヨウワサビパ ーオキシダーゼ標識抗ウシ1gG1.*(ブイ・エム・アール・ディ社、ワシン トン州プルマン)を、0,5%BSA及び0.5%Tween 20を含むPB Sで1 : 500に希釈したものの0.5 mlをそれぞれのウェルに加え、 37℃で30分間インキュベートした。3回洗浄した後、5−アミノサリチル酸 (シグマ・ケミカル社、ミズーリ州セントルイス)を加え、室温で1時間インキ ュベートした。
吸光度は分光光度計によって490 nmで測定した。
表3には、PAGE−SOS小片からの7つの選択溶離物の反応性が示されてい る。黄色ブドウ球菌感染ウシの最も強い反応性と他の2つのグループのウシの最 も弱い反応性は、14〜26kdの見掛は分子量範囲内に存在した。
黄色ブドウ球菌感染ウシからの母乳試料と反応した際に最も高い吸光度を示し、 コアグラーゼ陰性ブドウ球菌感染ウシ及び非感染ウシからの母乳試料に対して最 低の吸光度を示す溶離物を、下記に示すグループAないしFの母乳試料を試験す るための抗原として用いた。
抗原の精製は、限外ろ過、ポリエチレングリコール濃縮イオン交換又は塩析によ って行なうこともできる。
もしモノクローナル抗体、単一特異的ポリクローナル抗体又は他の高親和性の特 異的結合リガンドを生産することができれば(抗原はおそらく酵素活性を有する ので基質結合部位が存在する)、抗原は上清から直接免疫アフィニティクロマト グラフィー又はリガンドアフィニティクロマトグラフィーにより精製することが できる。
我々は、精製過程において、G−200カラムに代えてDEAEカラムを用いる と、「活性画分」は18〜34kdに現われることを見出した。この拡大は、黄 色ブドウ球菌のタンパク質分解酵素によって引き起こされる翻訳後の修飾に基づ くものであろう。
腺β        イ  1、としての14−26KOとα゛ウ 素百 との 我々は、 S、 aureus 3株、wood 46株、a毒素およびβ毒素 産生株から得たエキソプロティンの違いを区別できるか比較を行なった。下記に β毒素単離物を精製してウシ免疫グロブリンの3つの異なるアイソタイプを検出 したエキソプロティンを用いた最初のスクリーニングの結果(光学濃度)を示す 。
表IA 試験1(抗C+) S、 aureus   コアクラ−f陰性  非感染感染     ブドウ球 菌感染 0.282    0.224   0.0280.083    0.025    0.0510.375    0.011   0.0040.250     0.056   0.072試験 2 (抗G11) S、 aureus   コアクラ−f陰性  非感染感染     ブドウ球 菌感染 0、125    0.099   0.0040.038    0.025     G、0330.345    0.021   −0.0030.12 7    0.035   0.040試験2(抗G、I S、  aureus     コアクラ−f 陰性    非感染感染     1Fつ球菌感染 0.342    0.031   0.0080.197    0.026    0.0150.348    0.019   0.0040.035     0.028   0.007α毒素単難物から精製したエキソプロティン を用いた最初のスクリーニングの結果を下記に示す。
表IB         抗G1 S、 aureus   コアクラ−f陰性  非感染感染    ブドウ球菌 感染 0.128    0.081   0.0160.024    0.009    0.0410、158    0.009   0.0090.033     0.033   0.024下記にエキソプロティン分画処理前のwoo d−46単離物を用いた最初のスクリーニングの結果を示す、抗原のみを変え、 その他の条件は全て一定である。
表IC 抗G。
S、  aureus     コアクラ−ぞ 陰性    非感染感染     1Fつ球菌感染 0.461    0.188   0.0090.317    0.016    0.0460.604    0.006   0.01?0.499     0.145   0.109この時点で、S、 aureusに感染した 牛の全サンプルの応答は良好であり、また他の牛のサンプルのいくつかに穏やか な応答が見られたことから、 Wood−46からの単離物を分画して、抗原特 性を有するフラクションを残し非特異性のものを取り除くとこが出来ると考えら れる。下記の表に前記した精製方法(SDS−PAGE)により残ったものの効 果を示す。
表  10 抗G1 S、 aureus   コアクラ−ぞ陰性  非感染感染    ブドウ球菌 感染 0.328    0.038   −0゜0100.338    0.00 3   0.0020.249    −0.008   −0.0130.3 77    0.004   −0.004界r2、−  スクリーニング る ためのミルク九Zズ上旦1量 9 我々はS、 aureusによる乳房的感染を起こした牛の分泌するミルク 中のELISA法により検出できる抗体が抗原調製にいられると考えた。
S、 aureus群に広く共通した抗原を選択して試験の感度を良くし、また 充分特異な抗原を選択して試験の特異性を良くするためには、ミルクサンプルを 注意深く定義された二つのiii!晴、S、 aureusによる乳房的感染を 起こした牛から取ったサンプルとその証拠がない牛から取ったサンプルとに分け る必要があることが分かった。
このために、体細胞数の計数および細菌培養をホルスタイン乳牛示らサンプリン グしたミルクについて1ケ月ごとに行なった。観察結果を下記にまとめると、S 、 aureusが、しばしば体細胞数が上昇することなく1度または数回分離 された。他の研究者が認めるように(Dodd、 F、 H,国際乳腺炎審議会 、1986.2月)、S、 aureusが体細胞数が上昇することなく牛のミ ルクサンプルから純粋に単利されても、それを乳房的感染の証拠とするには不十 分であることが明らかになった。このようなS、aureusの単離は、明らか にヒトまたは回りからの混入によるものか乳腺からは離れた部分の感染いよるも のである。
ウシのあるものからはS、 aureusが定期的に、ときどきは体細胞数が上 昇したままの状態で単離された。この現象はたぶんS、aureusの感染の程 度が有機物が周期的に放出されるような低いもののためである。このような牛か らの培養は無理と考えられる。
更に1体細胞数は通常感染性のまだあるものや乳房的感染に成ると思われるもの を持つ牛では上昇すること(150,000/謬1より多い)が分かっている。
乳房的感染を起こしていない牛の体細胞数は、通常150.000/mlより少 ない。
1つの研究に3つの異なるホルスタイン乳牛の群l、2.3群からサンプリング したミルクを用いた。混成したミルクサンプルは集め、各サンプル50s+1は 16 x 100−一の血液寒天プレートに広げた。続いて37°Cで24時間 培養し、コロニーの形態および瀉血パターンにより試験的にブドウ球菌性の単離 菌を同定した。ブドウ球菌でないものは更に確立された手順(ウシ乳腺炎診断用 微生物学的手順、第2版、国際乳腺炎審議会、1981、CarterPres s、 Inc、、 Ases、 Iowal に従って同定した。すべての単離 したブドウ球菌は、ダラム染色しカタラーゼ及びコアグラーゼ生産性を調べた。
スタフ・トラフ・ストリップス(5taph Trac 5tripsl (A  P 1社、ニューシャーシー州プレインビュー)もまた全てのブドウ急菌の同 定のために行なわれた。マイコプラズマでについては試みなかった。
混成ミルクは培養し、体細胞数は過去1年間に渡って3群中乳が出ているものか ら毎月サンプリングし計数した。ミルク抗体テスト用に用いた各群におけるS、 aureus感染症の有病率は次の通りである。1群3.9%、2群14.5% 、3群42.3%である。黄色ブドウ球菌について。
ELISAにより、選択された母乳試料の、プールされたPAGE−SDS溶難 物抗原に対する抗体が存在するかどうかを調べた。3群のウシのサンプルは、5 つのグループに分けられた。
グループAにはS、 aureusによる乳腺内感染が認められたウシの31サ ンプルが含まれる。これらのサンプルは少なくとも4か月間連続してS、 au reusが検出されたウシからのものであった。抗体決定用のサンプルはS。
aureusが検出された最初と最後の月を除いた培養陽性の月のものから選ん だ、グループAの全てのサンプルは、体細胞数が150.000/mlより大き い、このグループの体細胞数は164.000〜8.493.000 cell /mlである。更に、グループAすべでのサンプルは出産後30日以上で1日当 たりのミルク生産量が13.6 Kgより多くなったときのものである。
グループBはS、 aureusによる乳房的感染の確証がないとされたウシか らの37のサンプルを含む、これらのサンプルは乳を分泌している間にS、 5 ureusに感染しなかったウシから得られた。グループBすべでのサンプルは 体細胞数が150.000 cell/蒙1より少ない、これらのサンプルもま た出産後30日以上で1日当たりのミルク生産量が13.6Kgより多くなった ときのものである。培養結果は次の通りである。 E、 coli l、 コア グラゼ陰性ブドウ球菌6、その他無し。
グループCはサンプリングを行なった乳が出ている間にs、 aureusに感 染しなかったウシからサンプリングしたものである。抗体とのテストを行なった サンプルは150.000/+++1の体細胞を含む、この群における体細胞数 の範囲は1日当り13.6 kgよりもであり、ウシは産後30日よりも大きか った。培養の結果は次の通りである。コアグラーゼ陰性ブドウ球菌4.その他は 陰性。
グループDは出産後30日未満でサンプリングをおこなった乳が出ている間にS 、 aureusが検出されなかったウシからサンプリングしたちの23を含む 、これらのサンプル体細胞数は29.000〜1.70G、000 cells /mlである。
培養の結果は次の通りである。S、 uberous  1 、コアグラーゼ陰 性ブドウ球菌4、その他陰性。
グループEにはコアグラーゼ陰性ブドウ球菌を少なくとも4か月間連続的に単離 したウシから得た6つのサンプルを含む、 S、 aureusに対する抗体と のテストを行なったサンプルはコアグラーゼ陰性ブドウ球菌が単離された最初お よび最後の1か月にはサンプリングしたものではない、ウシはサンプリングを行 なった時には産後少なくとも30日で1日当たり13.6 Kgより多くのミル クが出ていた。このグループの体細胞数は37.000〜262.000 ce lls/mlである。
グループFには、S、 aureusによる感染の確証がな(,1日当りのミル クツ生産量が13.6 Kg以下であるウシからサンプリングしたもの7つが含 まれる0体細胞数r!247.[100〜2.211,000 cells/+ *lである。培養結果は次の通りである。コアグラーゼ陰性ブドウ球菌1、その 他陰性。
フトウニ     にお番るELISA〜 とじてのエキソプロティン14−2 6 KD  のテスト14〜26Kdの溶出物は2つのPAGE−SO3より得 られ。
グループA−Fのミルクサンプルとのテストに使われた。プールした抗原の希釈 は溶出緩衝液に1:14の割合いで行なうのが最も好ましい、プールした抗原と 結合したミルクサンプルの種々のグループの抗体を図4に表わした。グループA  (S、 aureus感染ウシ)は抗原に対する反応が最も強く、グループB が最も弱かった。これら2つのグループの光学濃度範囲は一致しなかった。
グループC(S、 aureus感染によらない体細胞の上昇)はS、 aur eusによる感染に関係なく抗原試料との反応性と体細胞数の上昇との間に相関 関係があるかどうかを観るためにテストを行なった。グループAとCの光学濃度 範囲は一致しなかった1図1はグループA、B、Cにおいて体細胞数と光学濃度 の関係が乏しいことを示している。
グループDは最初の実験で発見されたので産後30日未満のS、 aureus  K性つシのミルクサンプルは抗原と反応するとされた。これらの発見はS、  aureus陰性グループB、C,Dの吸光度を母乳中での日数(number  ofdays in 5ilkl に対してプロットした第2図に示されるデ ータによって確認される。産後30日以内のウシからの7つの試料は、抗体反応 性の存在を示す0.1よりも大きな吸光度を示した。
コアグラーゼ陰性ブドウ球菌感染したウシのサンプル(グループE)はテストを 行ないこの感染により抗体が14−26  Kd S、 aureus抗原と交 差反応を生じるかどうかを観た。グループEとAとの間には光学濃度の一致は認 められず、抗体との交差反応がほとんどないことが示された。
グループFのウシのミルク生産量は1日当たり13.6Kgより少なかった。こ れらのサンプルの中には抗原に対する抗体がS、 aureusによる乳房内感 染が明らかに認められないにもかかわらず検出された9図3に1日当たりのミル ク生産量に対するS、 aureus陰性グループB。
C,Fの光学濃度を示す。
産後30日未満で乳房内S、 5ureus感染の認められないウシのミルクに は抗原試料と結合する抗体が存在した。これらの結果から調整および産後の期間 にIgG+が血液からミルクへ移行することが説明された (5)、乳房内感染 を起こしていないウシの血液中にS、 aureusの抗原に得意的な抗体が存 在するのは多分乳腺以外の場所でいろいろな感染あるいはS、 aureusに よる感染が起きたためである。1日当たりのミルク生産量が13.6 Kg未満 の無感染ウシ(グループF)のミルク中にS、 aureus抗原に特異的な抗 体が存在することは、乳房の退縮の間にIgG+が血液から乳房分泌物に移行す ることにより説明されつる1311゜ コアグラーゼ陰性ブドウ球菌に感染したウシのミルクサンプル(グループE)で はS、 aureus抗原に対する反応性に欠けるということはこの感染により S、 aureusの14〜26 Kd外部抗原に対するミルク中に検出できる 抗体を誘導しないということである。コアグラーゼ陰性ブドウ球菌はS、 au reusと他の細菌に比べ非常に近い関係にあるので、この発見は単離した14 −26 Kd抗原の特異性を証明するものであろう。
更に、交差反応抗原の生産やS、 aureus抗体が血管から乳房分泌物中に 染み出るような血管損傷の機構の中で間違った負の反応を引き起こす他の微生物 の存在もあり得る。後者の状態は急性大腸菌型感染により起こる。この型の感染 症のウシの限られたサンプルからは間違った負の反応は観察されなかった。
S、 aureusに感染したウシのミルクは対細胞数が高く、産後30日を過 ぎ1日辺りのミルク生産量が13.6Kgを越える感染していないウシのほとん どは対細胞数が少ない1体細胞数が上昇しているS、 5ureus¥M性のウ シの反応性の範囲は低い(0,003−o、ost)、不幸にも我々の基礎デー タは体細胞数の上昇した感染していない産後30日を過ぎ1日辺りのミルク生産 量が13.6 Kgを越えているウシに関するものがほんのはずかしかない。
それにもかかわらず、その結果からS、 aureus感染を伴わない対細胞数 のみの上昇は、試験における間違った負の反応が原因ではない0体細胞数と体細 胞数が2、6000.000細胞/Illまで上昇したグループAのサンプル( S、 aureus感染)の光学濃度との相関関係がないことを支持している( 第1図)。
前記の14−26 Kd画分の抗原としての利用に加えて、これらのフラクショ ンのサブフラクションを用いること及び個々の蛋白質を精製し抗原特異的である と思われるものを選択することもこの発明の範囲内に含まれる。
PAGE−5OS溶出前の分子ふるいによるフラクションの銀染色は多数の蛋白 質が存在することを示している。
PAGE−3DSで溶出されたS、 aureus感染ウシのミルクともっとも 反応性が高い蛋白質は、14〜26Kdの間の非常に狭い範囲の分子量を有する ものであり、もっともよく見られるのは分子量14−26 Kdの蛋白質である 。S。
aureusの分子量14−26 Kdの蛋白質には1分子量13−15 Kd のスタフィロキナーゼ (2)、分子量16.8 Kdのヌクレアーゼ +1) 、分子量18.OKdの発熱性の毒素B  (231、分子量20.OKdのエ ンテロトキシンF  (231、分子量21、OXd (7) ’) ンバ球ミ トゲン1231 、分子量26.OKd (7)γ毒素 +231 、分子量2 6.OKdのβ毒素 (23)を含む多くの蛋白質がある。また、ヌクレアーゼ  (15)及びβ毒素 (20)の未精製試料に対するミルク中の抗体について は報告されている。溶出中の蛋白質の本質や機能的な活性については抗原の分子 構造がそうであるように知られていない、銀染色されたタンパク質に炭水化物が 付随しているか否かを調べる試みはなされなかった。第4図のレーン3に示され る染色された抗原は、ELISAプレートに付着したものであり、それに対して 母乳抗体が結合するものであると考えられる。感染に特異的な抗原がゲル中に見 当たらないことはあり得ることである。
もし抗原が亜単位または生成物や高分子の破損したものであることが分かれば、 またはもしここでいう抗原から抗原決定基が決定されれば、異なる抗原試料が発 見できた。モノクローナル抗体の技術を用いて、抗イデイオタイプ抗体は抗原を プレートに置くのに用いられる。特異的な抗原決定基の複製は、ペプチド合成ま たは発現ベクター内での抗原遺伝子コードの発現により行なわれる。
これらの抗原はまたS、aureus感染ウシのワクチン試料に利用される。
乳腺炎関連抗体のELISA法による分析必然的に同様の分析形式が我々が選択 した抗原を用いてミルクサンプルからの乳腺炎関連抗体のスクリーニングをする のにも、また予め確立された方法で試験を行なったミルクサンプルを使った分析 に利用可能なテスト抗原のスクリーニングにも用いられる。
β5   のELISA法による 必然的に同様な分析形式が、我々が選択した抗原を用いて乳腺炎関連抗体をミル クサンプルからスクリーニングするために、あるいはあらかじめ確立された方法 でテストされたミルクサンプルを用いて分析に利用できるテスト抗原をスクリー ニングするために用いられる。
本発明のELISA法において、抗原は外からの作用によってポリスチレンプレ ートに結合しミルクサンプルに接する。ミルク中の特異的な抗体がその抗原と結 合する。結合しなかった成分は洗浄して取り除き、ホースラディシュベルオキシ ダーゼで標識したアイソタイプに特異的な抗ウシ免疫グロブリン配合体を加える 。ペルオキシダーゼの基質が次に加えられて、その結果検出可能な生成物ができ る。
グイナテックイムロン1はプレートは抗原滴液0.05■lを塗り37@Cで3 時間反応させた後、アジド0.2%及びウシ血清アルブミン0.5%を含むPB S溶液0.05 mlを加えて37″Cで2時間反応させ1反応を止める。プレ ートはツイーン20を0.05%含むPBS溶液で3回洗浄する。ミルクサンプ ルはアジド0.2%、BSA 0.5%、ツイーン200.05%を含むPBS 溶液で1=2の割合に希釈し、その各0.05■lをウェルに加える。プレート は37°Cで30分間培養したのち、前記と同様の緩衝液で4回洗浄する。抗ウ シ免疫グロブリンG1.2はBSA O,5%及びツイーン200.05%を含 むPBS溶液で500倍に希釈し、その溶液0.05 mlを各ウェルに加えて 37°Cで30分間培養する。洗浄用緩衝液で3回洗浄した後、基質(5−アミ ノサリチル酸)を加える。光学濃度を分光光学的に波長490nmで測定する。
ホースラディシュペルオキシダーゼが好ましい標識であるが、免疫検定で公知の 酵素標識でないものも含めた他の標識を用いることもできる。標識は直接抗抗体 にしても良いしまた。ビオチン−アビディン結合のような間接的な方法でも良い 、抗抗体はアイソタイプに特異的なものまたは単にウシ免疫グロブリンに特異的 なものが良く、免疫グロブリンに特異的であることが必要である。
抗体以外の抗体結合タンパク質は、抗抗体に置換される。検出形式は、結合した 成分と結合しなかった成分とが物理的分離を必要としないで区別できるように変 えることができる。
18−26 Kd  原生産にr る*ood−46とa毒−産生 のL救 両株とも本発明で述べたように一定の条件下で成育し各棟から得た濃縮エキソプ ロティン(exoprotein)は前記検定法における阻害性を試験した。一 般的に、α毒素からの単離物はWood−46株から得られたものに比ベタンバ ク質lIg当たりで5〜lO倍の阻害効果を有する。我々が試験したS、 au reus約30株全てり阻害物質を作ると思われるが、α毒素産生株以外でWo od−46よりも阻害性の強いものを作る株はない。
我々は、α毒素産生株から得たエキソプロティン(ex。
proteinl試料を用いて抗原精製法を行ない、活性を有するフラクション が分子量18〜26 Kdの間にあり、最も活性の強いフラクションが11oo d046株のそれに比べ18Kdよりにあることを見出した。これはα毒素産生 株の重要な抗原がWood−46株のそれに比べ僅かに分子量が小さいのであろ う、しかしながら、それらが1llood−46由来のタンパク質に対する抗体 の特異的な結合を阻害することから、抗原決定基は実質的に類似または同一であ ると推定される。
土mλ机月 前記の実施例は分子量により分画したS、 aureusの抗原のミルク中の抗 体を検出するための利用に関するものであるが、血清や尿のような他の体液ある いは培地のような生物学的溶液中の同一あるいは類似抗体の存在をスクリーニン グするためにも用いることができる。さらに、その検定法はウシのブドウ球菌関 連乳腺炎の検出に特に適しているが、同じ(あるいは同様に選択されたが異なる )抗原を用いて他の晴乳類特に人間のブドウ球菌性の感染症の検査にも用いるこ とができる。
表2 セファデックスG−200マクリツクス1より溶出したS、 aureu sエキソプロティンフラクションの対するミ゛ルク抗体反応 溶出容量 S、aureus   コアクラ−f陰性  培養陰性(閣l)   感染ウシ1  ブドウ球菌   ウシ感染ウシ 136−200  0.219  ÷ 0.140 0.177  ÷ 0.1 07 0.060  +  0.060224−264  0.152  +   0.071 0.116  ÷ 0.121 0.080  +  0.04 3268−312  0.139  +  0.067 0.053  +   0.021 0.038  +  0.024316−376  0.285   +  0.063 0.049  +  0.021 0.027 4 0. 018380−544  0.122  +  0.053 0.04G  ÷  0.070 0.[125+  0.028a: 全ての溶出物はコーチング 緩衝液で希釈して蛋白質濃度10 ug/+1にした b= ウシ4匹の光学濃度の標準偏差値 (n:4)表3 ポリアクリルアミド ゲルから溶出したS、 aureus抗原フラクションに対するミルク抗体のE LISA反応性フラクションの    S、  aureus      ボッ クラーゼ陰性    培養陰性見掛けの  感染ウシ   ブドウ球菌     ウシ分子量Kd           感染ウシ34−38 0.478÷0. 178” 0.025◆0.0130.061÷0.02330−34 0.1 51÷0.136 0.008+0.0110.006 + 0.00426− 30 0.275十0.183 0.008 + 0.0090.006÷0. 00622−26 0.421 + 0.150 0.007÷0.0070. 005 + 0.00418−22 0.347 + 0.182 0.020  + 0.0130.019 + 0.00314−18 0.309 + 0 .066 0.018÷0.0100.018÷0.005<14  0.02 3 + 0.026 0.003 + 0.0040.005 + 0.006 緩衝液 o、 oos十0.009 0.000 + 0.0040.002  + 0.002a: ウシ4険体につき2溶出物の標準偏差値(n・8)表4   ELISA法によるS、 aureusの14−26 Kdの抗原に対するミ ルクサンプル中に分泌された抗体の反応性グループa サンプルNo、   平 均中SD     範囲A      31  0.332◆0.123b0. 089−0.634B      37  0.014◆0.011 0.00 0−0.035(90,021◆0.016 0.003−0.051D       23  0.114◆0.158 0.001−(16841:       6  0.020÷0.026 0.001−0.068F      7   0.191÷0.125 0.010−0.3701 クループ ^:   S、  aureus  感染、 クループ B:  S、aureus陰性、 クトブCC=  対細胞数上昇S、 aureus陰性、クトブp:出産後30 日以降S、 aureus陰性、クトブE:コアクラーゼ陰性ブドウ球菌感染、 グトブF:ミルク生産量が1日当たり13.6 Kgより少ないS、 aure us陰性 す光学濃度 引用文献 1、アービドジン・ニス・オー1983. Extracellularenz ymes  from−5taphylococcus  5ureus、   p、  757−768゜In  C,S、   F、  Easmon  a nd  C,Adlam  (ed、)。
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Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.哺乳動物の体液について、約14kdないし約26kdの分子量を有する複 数の黄色ブドウ球菌エキソブロテインに対して親和性を有する抗体の存在を調べ ることから成る、哺乳動物がブドウ球菌性炎症感染症に罹患しているか否かを決 定する方法。
  2. 2.哺乳動物はウシである請求項1記載の方法。
  3. 3.体液は母乳である請求項1記載の方法。
  4. 4.感染症は乳腺炎であり、体液は母乳である請求項2記載の方法。
  5. 5.(a)黄色ブドウ球菌によって引き起こされる乳腺炎に罹患していないこと が知られているウシの母乳中に存在する抗体に対するよりも、黄色ブドウ球菌に よって引き起こされた乳腺炎に罹患していることが知られているウシの母乳中の 抗体に対してより反応する、分子量に従って選択された黄色ブドウ球菌エキソブ ロテインの抗原性製剤を調製する工程と、 (b)該抗原性製剤をウシから得られた母乳試料と共にインキュベートする工程 と、 (c)前記試料が前記エキソブロテインによって結合されるか否かを調べる工程 とを含む、ウシが黄色ブドウ球菌によるウシ乳腺炎に罹患しているかを決定する 方法。
  6. 6.実質的に全てのエキソブロテインが14kdないし26kdの分子量を有す る請求項5記載の方法。
  7. 7.前記抗原性製剤は、黄色ブドウ球菌細胞からエキソブロテインを得、分子量 に従ってそれを分画し、所定の分子量範囲内の実質的に全てのエキソブロテイン を選択することによって調製される請求項1記載の方法。
  8. 8.前記分子量範囲は14kdないし26kdである請求項7記載の方法。
  9. 9.前記分子量範囲は24kdないし26kdである請求項8記載の方法。
  10. 10.エキソブロテインは支持体上に不動化される請求項5記載の方法。
  11. 11.複数の14kdないし26kdの黄色ブドウ球菌エキソブロテインを含む 免疫試薬。
  12. 12.抗原が支持体に結合される請求項11記載の試薬。
  13. 13.抗原は黄色ブドウ球菌のWood−46株から誘導される請求項11記載 の免疫試薬。
  14. 14.アルファ及びベタヘモリシン活性を実質的に有さず、かつ、実質的に多糖 類を含まない請求項11記載の免疫試薬。
  15. 15.黄色ブドウ球菌に特異的な、18kdないし26kdのエキソブロテイン に結合する抗体が母乳中に存在するか否かを調べることから成る、黄色ブドウ球 菌によるウシ乳腺炎感染症と他の病原菌によるウシ乳腺炎感染症とを区別する方 法。
  16. 16.エキソブロテインはアルファ及びベータヘモリシン活性を欠いている請求 項6記載の方法。
  17. 17.不動化された黄色ブドウ球菌タンパク質は実質的にアルファ及びベータヘ モリシン活性を有さない請求項6記載の方法。
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