JPH03164199A - 結核菌の迅速同定方法及び同定用試薬キット - Google Patents

結核菌の迅速同定方法及び同定用試薬キット

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JPH03164199A
JPH03164199A JP25077789A JP25077789A JPH03164199A JP H03164199 A JPH03164199 A JP H03164199A JP 25077789 A JP25077789 A JP 25077789A JP 25077789 A JP25077789 A JP 25077789A JP H03164199 A JPH03164199 A JP H03164199A
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JP
Japan
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mycobacterium tuberculosis
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rapid identification
reagent
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JP25077789A
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Nakanobu Hayashi
仲信 林
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SHIMA KENKYUSHO KK
Original Assignee
SHIMA KENKYUSHO KK
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は結核菌を迅速に検出、同定する方法及びそれに
使用する同定用試薬キットに関する.更に詳しくは、結
核菌に特異的なDNA(デオキシリボ核酸)の一部を増
幅し、検出同定する方法及びキットに関するものである
.〔従来の技術〕 結核菌(Mycobacterium tubercu
losis)はヒト結核の病原体であり、その検出と同
定は治療及び予防対策上、きわめて重要である.検査材
料としては喀痰が用いられることが多いが、病状に応じ
てうがい水、胃洗浄液、大便、尿、すい液、臓器片等も
用いられる。結核菌は発育が遅く、ス他の抗酸菌と形態
学的に区別がつかないので、通常の細菌学的方法では時
には数ケ月に及ぶ培養期間と比較的繁雑な同定操作を必
要とし、より簡便迅速な同定方法の開発が切望されてい
た. 一方、近年の分子生物学の進展は目覚ましく、ウイルス
や細菌等の感染症診断にも遺伝子工学的手法が導入され
つつある。遺伝子工学的手法による結核菌の同定法とし
ては、結核菌に特異的なりボゾーマルRNA ( r−
RNA )に着目し、これと相補的に結合するDNAブ
ローブを用いて同定する方法が開発されている.〔発明
が解決しようとする課題〕 しかしながら、遺伝子工学的手法を用いた場合でも、前
述の細菌学的方法と同様、一定期間培養して増菌した集
落から検査材料を得なければならず、喀痰等を直接に検
査材料とするには不向きであり、迅速性に欠けるという
難点があった. 本発明は結核菌を短時間で特異的に検出、同定し得る方
法及びそれに使用するキットを提供することを目的とす
る. 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明の同定方法では、結
核菌に特異的な塩基配列をPCR(ポリメラーゼ・チェ
イン・リアクション〉法にて増幅し、特異的目的塩基配
列を検出、同定するようにした. 本発明の同定方法に用いられる検査材料としては喀痰、
うがい水、胃洗浄液、大便、尿、すい液、臓器片等であ
り、これらの検査材料中に含まれる結核菌を慣用的方法
で破壊し、DNAを遊離させる. PCR法としてはサイエンス( Sc ience )
 1988年、239巻、487〜491.頁(Sai
ki, R. K.等〉に記載されている方法があるが
、これ以外にも公知の方法が適用できる. 特異的な塩基配列は、第5図に示す結核菌DNAの19
キロダルトン(KDa)を中心とする遺伝子領域から任
意に選択することができる.例えばセンスプライマーと
して5’−GTG AAGCGT GGA CTG A
CG GTC−3’を、アンチセンスプライマーとして
5’一GTC GTG GTC TCA CCG CT
TCCT−3’、又は5゜−CCG TCG ATG 
ACG ACC TTC TGC−3’、更には5’−
ATG TTG ACA TTG CCG GCCGC
G−3’を使用することにより選択することができる.
これらのブライマーの塩基数は結核菌DNAに対する特
異性を保持するのに充分な数であるが、特異性を損なわ
ない範囲で減らすことも可能である。
PCR産物中の特異的目的塩基配列は、電気泳動後の染
色バンドの有無によって確認することができる。又、放
射性同位元素、螢光色素、酵素、ビオチン等の標識剤で
標識した5′−AAAGAC C丁G CGA CCA
 GAA TG−3’ ( Tbcオリゴヌクレオチド
・プローブ)をプローブとしてサザーン・プロット・ハ
イブリダイゼイション(Southern blot 
hybridization)法等の公知の方法で検出
することができる. 上記のTbcオリゴヌクレオチドは一例であり、前述の
センスプライマーとアンチセンスプライマーとにJ:り
規定されて増幅される特異的目的塩基配列中の複数の塩
基から任意に選択することが可能である。
〔作用〕
喀痰等の検査材料中の種々の細菌は破壊されDNAが遊
離される.検査材利中に結核菌が存在する場合は、遊離
された結核菌のDNAの特異的目的塩基配列の上流及び
下流に、センスプライマー例えば5’−GTG AAG
 CGT GGA CTGACG GTC−3’とアン
チセンスプライマー5’−GTCCTG GTC 丁C
A COG CTT CCT−3’とが結合し、丁ag
DNAポリメラーゼにより適当な温度条件下にnサイク
ルのPCR反応で約2゛個の特異的目的塩基配列が生成
される. PCR産物を電気泳動し、エチジウムブロマイドで染色
すると、増幅された特異的塩基配列は107塩基位のバ
ンドとして確認することができる. 又、PCR産物をアガロースゲルで電気泳動した後ニト
ロセルロース膜に転写し、次いで放射性同位元素、螢光
色素、酵素、ビオチン等で標識した5゜−AAA GA
C CTG CGA CCA GAA TG−3′をプ
ローブとしてハイブリダイゼイションすると特異的目的
塩基配列の泳動部にプローブが相補的に結合し、標識剤
に対応したオートラジオグラフィー等の検出手段により
検出することができる。
なお、前述の範囲以内でセンスプライマーとアンチセン
スプライマーとの組み合わせを変えることにより増幅さ
れる特異的目的塩基配列の塩基数も変わるが、同様の手
段で検出される. 〔実施例〕 実施例1 (1) P C R 10nM/I111の両ブライマー、2.5mM Mg
Clz、50mM KCI、0.01%ゼラチン、20
01MのdNTPを含む10mlllIトリス塩酸緩衝
液(pH8.3) 5hQに、1単位のTaq DNA
ポリメラーゼ(Ar*pli TaqUSB社)を加え
、これにM.ツベルクローシス( tubercu l
 os is )の標準菌株を破壊して得られたサンプ
ルDNAを加える. サーマル・サイクラ−(パーキン・エルマ−社)を用い
て94℃30秒間、55℃30秒間72℃l分間を1サ
イクルとして、3oサイクルの反応を行った。
■PCR産物の同定 (1)のPCR産物5μQを2%アガロースゲルで電気
泳動し、エチジウムブロマイドで染色したところ107
塩基位のシャープなバンドが観察された(第1図). ■サザーン・プロット・ハイブリダイゼイション (L)のPCR産物5μQを2%アガロースゲルで電気
泳動した後、ニトロセルロース膜に転写し、T4ボリヌ
クレオチドキナーゼ(T4polynucleotid
e kinase)と7−’2F ATPで末端ラベル
したTbcオリゴヌクレオチド・プローブを使用して、
常法の如くサザーン・プロット・ハイブリダイゼイショ
ンを実施した.オートラジオグラフィーにより107塩
基位に放射活性を認めたく第2図〉。
比較例1 ■M.kansasii.■M. intracell
ulare,■M. foutuitum,■M. s
crofu laceum、の標準菌株並びに■ssD
NA%@Human genornic 1iverD
NA、■λgtll DNAを使用して、前記実施ff
i 1 (1)■と同様の損作を行ったところ、いずれ
のサンプルDNAとも107塩基位のバンドは見られな
かった(第1図). また、前記実施例1(1)(3)と同様の操作を行った
ところ、いずれのサンプルDNAとも陽性反応は認めら
れなかった(第2図).実施例2 細菌学的方法で結核菌陽性と判定された喀痰から常法に
よりサンプルDNAを得て、前記実施例1と同様の操作
を行ったところエチジウムブロマイド染色で107塩基
位にシャープなバンドが認められ、又サザーン・プロッ
ト・ハイブリダイゼイションにより陽性反応が認められ
た。
実施例3 結核患者5例の喀痰0.5mQにそれぞれグアニジウム
イソシアネート緩衝液を加え、これにフェノール/クロ
ロホルム混液を加えて遠心分離し、水層に再度フェノー
ル/クロロホルム混液を加えて遠心分離し、次いで水層
にクロロホルム/イアソミルアルコール混液を加えて遠
心分離する。水層にエタノールを加えて−20゜C以下
に30分静置し、生戒した沈殿を遠心分離した後乾燥す
る。
得られたサンプルDNAを水10μqに溶解し、そのう
ちの1μQを用いて、前記実施例lと同様の操作を行っ
たところ、エチジウムブロマイド染色で試料■■■のサ
ンプルDNAに107潮基泣のバンドが認められ(第3
図)、同様にサザーン・プロット・ハイブリダゼイショ
ンにより試料■■■のサンプルDNAに陽性反応が認め
られた(第4図)。
なお試料■■■はガフキー陰性であり、試料■■はそれ
ぞれガフキー数4号、3号であった. 従って、本発明の方法によって従来の 細菌学的方法よりも高感度にしかも培養期間を必要とす
ることなく迅速に結核菌を検出同定することができる. 〔発明の効果〕 以上述べたように本発明の同定方法によれば、試料より
得たサンプルDNAをPCR法により結核菌の特異的目
的塩基配列を増幅するので特異的目的塩基配列の濃度を
短時間で高めることができ、検出同定が著しく容易とな
る.従って、電気泳動後染色することにより同定するこ
とができる. 結核菌の特異的目的塩基配列として結核菌DNAの19
KDaを中心とする遺伝子領域を選択することにより、
特異性が高められ、更に前記両ブライマーを用いること
により、結核菌DNAのうち結核菌に特異性の高い目的
塩基配列が選択的に増幅されるため、高い特異性が得ら
れる。
標識剤で標識した5’−AAA GAC CTG CG
A CCAGAA TG−3’ ( Tbcオリゴヌク
レオチド・プローブ)をプローブとして用いれば、前記
両プライマーにより規定される範囲よりも広い範囲の塩
基配列でも高感度に検出することができる.前記両プラ
イマーと併用することにより特異性が更に高められる。
このように、本発明の同定方法により結核菌の検出同定
を数時間で行うことができ、数ケ月もかかる従来の細菌
学的方法等に比べ著しく迅速である。又、PCR法で特
異的目的塩基配列を増幅するので、従来の結核菌に特異
的なr−RNAを検出する方法と同等の特異性が得られ
る. 従って、検体の判定に期間を要しないため治療の開始、
継続、終了を的確に決定することができ、患者の精神的
及び経済的負担を著しく軽減することができる。
両プライマー、Taq DNAポリメラーゼ等をPCR
法用試薬とし、目的塩基配列の検出用試薬を備えてキッ
トとすることにより、試薬の調製の手間もかからず、再
現性の高い同定結果が短時間で得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1及び比較例1で説明したサンプルDN
Aの本発明の同定方法による同定結果を示す図、第2図
は実施例1及び比較例1で説明したサンプルDNAの本
発明の同定方法による他の同定結果を示す図、第3図は
実施PA3で説明した本発明の同定方法による試料から
のサンプルDNAの同定結果を示す図、第4図は実施P
!AI 3で説明した本発明の同定方法による試料から
のサンプルDNAの他の同定結果を示す図、第5図は結
核菌DNAの19キロダルトン部分の塩基配列を示す図
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、PCR(ポリメラーゼ・チェイン・リアクション:
    polymerasechainreaction)法
    を用いて結核菌の特異的目的塩基配列を 増幅し、検出同定することを特徴とする結核菌の迅速同
    定方法。 2、第1項記載の方法において、結核菌の特異的目的塩
    基配列が結核菌DNAの19キロダルトン(kDa)由
    来の遺伝子である結核菌の迅速同定方法。 3、第1項記載の方法において、センスプライマーとし
    て5−GTGAAGCGTGGACTGACGGTC−
    3’を、アンチセンスプライマーとして5−GTCGT
    GGTCTCACCGCTTCCT−3’を使用する結
    核菌の迅速同定方法。 4、第1項記載の方法において、センスプライマーとし
    て5−GTGAAGCGTGGACTGACGGTC−
    3’を、アンチセンスプライマーとして5−CCGTC
    GATGACGACCTTCGGC−3’を使用する結
    核菌の迅速同定方法。 5、第1項記載の方法において、センスプライマーとし
    て5’−GTGAAGCGTGGACTGACGGTC
    −3’を、アンチセンスプライマーとして5−ATGT
    TGACATTGCCGGCCGCG−3’を使用する
    結核菌の迅速同定方法。 6、第1項乃至第5項記載のいずれかの方法において、
    増幅した特異的目的塩基配列を電気泳動後、染色するこ
    とにより検出する結核菌の迅速同定方法。 7、第1項及至第5項記載のいずれかの方法において、
    増幅した目的塩基配列を、センスプライマーとアンチセ
    ンスプライマーとの間に位置する複数の塩基と相補的に
    結合可能な塩基配列に標識剤で標識してなる特異的プロ
    ーブを用いて検出する結核菌の迅速同定方法。 8、第7項記載の方法において、特異的プローブが標識
    した5’−AAAGACCTGCGACCAGAATG
    −3’である結核菌の迅速同定方法。 9、第7項又は第8項記載の方法において、標識剤が放
    射性同位元素、螢光色素、酵素、ビオチンである結核菌
    の迅速同定方法。 10、センスプライマーとして5’−GTGAAGCG
    TGGACTGACGGTC−3’、アンチセンスプラ
    イマーとして5’−GTCGTGGTCTCACCGC
    TTCCT−3’、5’−CCGTCGATGACGA
    CCTTCGGC−3’、5’−ATGTTGACAT
    TGCCGGCCGCG−3’のいずれか、及びTaq
    DNAポリメラーゼを含有するPCR法用試薬からなる
    ことを特徴とする結核菌の同定用試薬キット。 11、第10項記載のPCR法用試薬と増幅した目的塩
    基配列の検出用試薬からなることを特徴とする結核菌の
    同定用試薬キット。 12、第11項記載のキットにおいて、検出用試薬が、
    電気泳動用試薬と染色用試薬からなる結核菌の同定用試
    薬キット。 13、第11項記載のキットにおいて、目的塩基配列の
    検出用試薬が少なくとも、特異的プローブとして標識し
    た5’−AAAGACCTGCGACCAGAATG−
    3’を含む試薬である結核菌の同定用試薬キット。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06261757A (ja) * 1991-08-15 1994-09-20 F Hoffmann La Roche Ag マイコバクテリア属細菌の核酸の検出およびマイコバクテリア属細菌の同定のための試薬および方法
US5370998A (en) * 1990-09-28 1994-12-06 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Repetitive DNA sequence specific for mycobacterium tuberculosis to be used for the diagnosis of tuberculosis

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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