JPH05502798A - 臨床検体のハイブリダイゼーションアッセイに対する適性評価法および評価用キット - Google Patents

臨床検体のハイブリダイゼーションアッセイに対する適性評価法および評価用キット

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JPH05502798A
JPH05502798A JP3516421A JP51642191A JPH05502798A JP H05502798 A JPH05502798 A JP H05502798A JP 3516421 A JP3516421 A JP 3516421A JP 51642191 A JP51642191 A JP 51642191A JP H05502798 A JPH05502798 A JP H05502798A
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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】 臨床検体のハイブリダイゼーションアッセイに対する適性評価法および評価用キ ット技術分野 本発明は、感染症診断のためのハイブリダイゼーショノテストならびに、より詳 しくは、臨床サンプルにおける核酸の検出と同定に対する検体の適性評価のため の方法および試薬に関する。
背景技術 臨床診断において、核酸ハイブリダイゼーション技術に基づく診断方法は、ます ます重要になってきている。
とくに、感染症の診断では、ハイブリダイゼーションに基つく方法を用いること が有利である。ウィルスタンパク質を発現せずに感染するウィルスまたは宿主細 胞のゲノムに取込まれるウィルスに対しては、核酸ハイブリダイゼーンヨンは唯 一の可能な診断方法である。
病因物質として、子宮頚部の腫瘍の成長および侵食癌に関連しているヒトパピロ ーマウィルスは、イノヒドロで培養できず、検体中にウィルス抗原が確実に検出 されていないため、そのような診断の課題である。子宮頚部のヒトパピローマウ ィルス感染は、臨床検体、すなわちパパニコロ−(?pinicol+υ)塗抹 標本収集物に類似の子宮頚部スパチュラ切屑(sc++pcsl または子宮頚 内綿棒もしくは刷毛で集められる細胞から検出される。しかしt4から、不適当 な細胞収集が普通であり、それにより)・イブリダイゼーンコンアッセイにおい て誤った陰性の結果をまねくことになる。
細胞病理学の分野では、パバニコロー塗抹標本の信頼性および不適切な細胞回収 により生ずる問題が久しく認められており、サンプル収集方法を増やすため多大 な努力が払われた。たとえば、グリーニング(G r e t a目gl (ダ イアグノスイック サイドパソロジー(DiBnoslic C7f。
pxlhologt) 1巻、尚1、+985)およびヨブス(Yobs)ら( オンステトリクス アンド ガイネコロジー・(Obs+s++ic+ & G 7neco1og7)65巻、NG2、+985)を参照のこと。
分子診断、すなわちハイブリダイゼーションアノセイにおいて、サンプルの適正 さの問題は細胞学的テストにおけるよりもいっそうきびしいものである。インサ イチュ(in +1lul ハイブリダイゼーションアッセイを除いて、ハイブ リダイゼーションアノセイにはサンプルの顕鏡による評価か無いからである。ベ ルムンド(Vermundl ら(アメリカン ジャーナル オン オンステト リクスアノト ガイネDoジー(Am I 0bsl!l Gynecoll  、160巻、Nα2、+989)は、ヒトパピローマウィルスの分子診断のため の細胞サンプル収集の改良方法を述へている。
この参考文献は、ヒトパピローマウィルス(IIPVI感染スクリーニングにお けるサンプルの適正さの重要性を指摘している。
フィンランドにおいて行なわれた研究では(パノキ不〕(P+kkin!nl  ら、ガイネコロジック オンコロジー(G7nccologic Oncolo gYl、30.251−264.19N) 、塗抹標本からの子宮頚1(PV感 染のルーチン診断のためのサンドイッチハイブリダイゼーションおよびインサイ チュハイブリダイゼーションテストの感度および適用可能性が調べられた。この 研究により、検体の質の重要性が確かめられた。切屑の適性の評価が困難である ため、パッキネンらは、検体中の実際の細胞数を測定するため、サンドイッチア ッセイに内標準を含めた。細胞数の評価は、シングルコピー遺伝子であるヒトp lO−α2(1)−コラーゲン遺伝子のためのサンドイッチハイブリダイゼーシ ョン試薬を用いた平行ハイブリダイゼーションテストにより行なった。内標準の 包含により、適切な切屑検体には最近500.000細胞が必要であることが示 唆されており、バッキネンらは、もし内標準で細胞数が500.000より少な ければ、新しい検体を収集するべきであると結論している。この方法の欠点は、 検体の適性の評価が翌日まで利用できないということである。サンプルが不適当 なばあいには、患者は新たなテストのために呼び戻されねばならず、きわめて不 便である。
たとえ、テストが、オリ′オン社(Onion Co+po+alionlより 市販されているアフイプローブ(AIIip+obe、商標)HPVテストのよ うな溶液中方式サンドイッチを用いて行なわれたとしても、そのばあいは結果は 1日のうちにえられるが、検体の収集と、とった検体の適性の結果との間の時間 のずれは、長すぎるものである(3〜5時間)。
したがって、ハイブリダイゼーションより前に、集められた臨床検体の適正さを 評価する方法に対する既定の必要がある。さらに、そのような方法は、特別な設 備を必要とすることなしに、容易に利用することができるものであるべきである 。そのようなテストの結果は短時間て、好ましくは患者が病院で待っているうち に利用可能であるへきである。
発明の概要 臨床検体の適性を評価する迅速で確かな方法を提供すること、およびこの方法を 行なうための試薬キットを提供することが本発明の目的である。その結果は、肉 眼で見ることが可能であり、判断も容易である。本発明の検体適性評価キットは 、臨床診断において長い量感じられいた必要を解決するものである。
本方法は、通常塩基対間への挿入(infection)により、二重gDNA 分子へインターカレートする化学物質を用いることに基づく。これにより、二重 鎖の分子長の増加を導く隣接塩基対の展開が生しる。本発明では、広く様々なイ ンターカレート剤を用いることができる。インターカレート剤は、インターカレ ートしたのち直接視覚的に検出可能であるか、またはインターカレート剤に検出 可能な成分を加えることにより、間接的に視覚的に検出可能であるかのいずれか の化学物質からなる群より選ばれる。
好ましい態様では、本発明の検体評価用キットは、ゲルの取扱いが容易であるよ うに支持体にキャスト(C!sl)されたEIBT (670ng/11含有1 %アガロースゲルを含んでなる。
臨床検体の代表的サンプルをアガロースゲル上へ適用し、比較DJl^スタンダ ードをプレートへ加える。適性評伝は、サンプルをゲル中へ吸収させたら、その 後ただちに行なうことができる。評価は視覚的に行なわれ、適切に希釈されたサ ンプルからのシグナルの強さが、対応するスタンダードのシグナルの強さと等し ければ、その検体は適正であるとみなされる。
図面の簡単な説明 図1は、UV先光下のテストスライドの写真である。スライドの最上のドツトは 、スタンダードIIPV−DNA (75mg/μl オ、にヒ5ng/μl  ) l:対応する。M−18、N−53,5−36,5−46およびD−56の 略号は、5つの異なる臨床サンプルを示す。左のレーンは希釈なしで、右のレー ンは1:15希釈である。
図2は、ゲル用固体支持体およびそのパッケージの図面である。
発明の詳細な説明 本発明は、臨床検体がハイブリダイゼーションテストに信頼して用いるのに充分 な数の細胞を含んでいるがどうか容易に決定するための方法に関する。ここで用 いる「臨床検体」の語は、細胞材料を含むいかなる臨床検体をもさす。臨床検体 は、通常は細胞切屑であり、たとえばPAP−塗抹標本のために、細胞病理学に おいて用いられる通常の方法によりえられる。しがしながら、本方法およびテス トを行なうのに用いるキットは、切屑、パンチ(pIIIIch)、洗浄液(l xyBeil 、体液ノヨウナスヘテノ細胞性サンプルに適用可能である。
本発明の方法は、核酸と特異的に結合して視覚的に検出しうるシグナルを生ずる 化学物質を用いることに基づいている。とくに、有用な核酸染色剤は塩基対間に 非共有結合挿入することにより二重鎖核酸の正常なヘワックス構造と相互作用す る核酸インターカレート剤である。
本発明で用いられるのに適する核酸染色剤は、核酸にインターカレートしたのち 直接的または間接的に視覚的検出が可能な物質である。そのような化合物として は、たとえば、フエナノトリジン、アクリジン、フェナジン、クマリン、フラボ ノイドキノリンなどがあげられる。
好ましくは、インターカレート剤は蛍光により、または呈色反応により容易に視 覚化されるものである。好ましい物質は、DNAの重なった塩基の間にイノター カレートするエチジウムプロミド(εIB「)である。この基の固定された位置 および塩基への近接によって、DNAと結合した染色が起こり、遊離染色に較へ て増加した蛍光量を呈する。視覚的検出は、核酸分子中にイノターカレートした EIB+分子の発する、IIV誘導される蛍光に基つく。
他の適当な核酸染色剤は、市販の蛍光染料ホエチスト(HoechsllH33 25g 、フラボノイド様ケルセチン(q+u+celinl 、ケンブチロー ル(に−Cmple+allおよびイソラムネチン(口o+hxm1elinl ならびにクマリン様ベルガプテノ(bzgxp+enl 、アノゲリンン(3n BlicInl およびヘルニアリン(he+a目+inl である。
本発明は、さらにまるごとの細胞を含んだ用すノブルのために修正されたプレー トアッセイに基ついている。
EIB+−アガロースプレートの使用は、もともと精製DNAの定量のために述 へられたものである(マニアチス(k11n目1islら、モレキュラー り0 −ニング、ア ラボラトリ−7−ユアル(Molecalr+ C1oniB、 ^Lxbo+ilo+7 Manugll 、468〜469頁、1982)。
この研究室用の方法では、05Mg/mlのエチジウムプロミドを含有する1% アガロース平板表面上に、精製されたDNAサンプルをスポットする。つぎに、 ゲルを室温で数時間放置し、少量の汚染物質を拡散させる。その後、短波長UV 照明を用いて、ゲルを撮影する。そうして、サンプルのDNA濃度を、サンプル における蛍光の強さをスタンダード溶液の蛍光の強さと比較することにより推定 する。
今や驚くべきことに、この方法を、いかなる細胞破壊処理もいかなる精製処理も なく、まるごとの細胞を含有する粗サンプルにも用いることができることがわか った。
本発明において用いるための、インターカレート剤を含有する適当なゲルは、サ ンプルをその上に適用することが可能であり、インターカレート剤の視覚化を妨 げず、かつ固体支持体に付着することができるいかなるゲルでもよい。好ましい ゲルは、たとえば、アガロースゲルおよびポリアクリルアミドゲルである。ゲル の固形含量は、サンプルの吸収を妨げるほど堅いものであってはならない。他方 、やわらかすぎるゲルは、機械的損傷によって傷つきやすい。適当なゲルは、適 当量のインターカレート剤を含有する0、5〜5%アガロースゲル、好ましくは 0.8〜2%、最も好ましくは1%アガロースゲルであり、プラスチックの支持 体上にキャストすることができる。
また別の好ましいゲルは、ビスアクリルアミドと架橋されたポリアクリルアミド であり、これは架橋されることでガラス支持体にくっつくことができるというさ らなる利点を有する。インターカレート剤の好ましい量は、用いられるインター カレート剤のタイプによる。インターカレート剤の量は、インターカレート剤の 蛍光がサンプルのドツトからのシグナルの判断を妨げないように最適化されなく てはならない。インターカレート剤がエチジウムプロミドである好ましい態様に おいては、好ましい量は0.3〜1μg/mlである。アガロースゲルは、E− 緩衝液(0,04M トリス−酢酸塩、0.002M EDTA)などの、はぼ 中性の水性液中でつくられる。アガロース−緩衝液混合物を熱してアガロースを 溶解させ、その後約+50℃に冷却する。インターカレート剤を冷却したアガロ ースゲル混合物中へ添加する。この混合物の最適量を固体支持体上にキャストし 、室温で冷却する。既製のプレートはゲルが乾燥しないように+4℃にて貯蔵す る。貯蔵中の菌による汚染を防ぐため、任意にアジドナトリウムなどの抗菌剤を 含有させてもよい。
ゲルの取り扱いを容易にするため、ゲルを固体支持体上にキャストする。好まし くは、固体支持体はガラスまたはポリスチレンなどのプラスチックプレートまた はアガロースまたはポリアクリルアミドゲルを付着させるいかなるその他のポリ マー支持体でもよい。プレートには、好ましくはインターカレート剤含有プレー トを機械的損傷、乾燥および照明から守るふた、または被覆物、好ましくは容器 を設ける。希釈剤および陽性スタンダード試薬などの、テストに必要なすべての 試薬を含む、詰合わされたキットの形態にして既製のゲルを提供する。
図2は、固体支持体が図2に示すようにゲル(3)を保持するための縁(1)お よびゲルの取扱いを容易にするためのハンドル(2)を設けたポリスチレントレ ーである好ましいプレートデバイスを示す。ゲル支持プレートは、好ましくは乾 燥を防ぐためのキャップ(6)を設けた容器(5) に詰める。
本発明の目的は、まるごとの細胞を含有する粗塩床サンプルの核酸含量を決定す る、簡便な方法を提供することである。したがって、テストの感度を決定するこ と、すなわちテストにおいて適切な検体中の細胞数が明確に見えるかどうか、お よびテストに包含される適当なスタンダードを決定することに主な努力を払った 。これらの決定は、ヒトパピローマウィルスの検出および同定のためのハイブリ ダイゼーションテスト、イギリス国特許第2169403号において開示された 溶液ハイブリダイゼーション方法に基づいたアフィプローブIIPVキット(オ リオン ファルマセウチカ、商標)において用いられる臨床検体、細胞切屑に対 して行なった。しかしながら、本発明の方法およびキットがいかなるハイブリダ イゼーションテストに用いるためのいかなる臨床検体にも等しく適用可能である ことは、当業者であれば容易に予期するものである。
本発明の方法では、臨床検体の1から数μmの少量のサンプルを視覚化のため直 接ゲル上にスポットする。テストすべきサンプルの容量は、用いるべきハイブリ ダイゼーションテストの感度により決定される。臨床検体を非常に希釈した、す なわち、大容量の希釈剤にとったばあいは、臨床細胞検体を遠心して細胞ペレッ トをえるのが便利であろう。つぎに、遠心されたペレットを適当な容量、たとえ ば100μ[の適当な希釈剤に再懸濁し、より濃縮された検体をえる。最適な希 釈は、たとえば特別な病原微生物の検出といったような、用いる臨床検体のタイ プおよび行なう分子診断テストに依存する。このサンプル懸濁液の適当な容量、 好ましくは1から数μmを、明らかに目で見える量のスタンダードDNAを含有 する適当なりNAコントロール溶液とともにゲルプレート上にピペットで滴下す る。コントロールサンプル中のスタンダードDNAの量を、希釈DNAコントロ ールはかすかではあるが明らかに目で見えるシグナルを生じるが、非希釈DNA コントロールは強い、見てわかるシグナルを生じるというように実験によって決 定する。本発明の最も好ましい具体例では、DNAコントロールはμmあたり7 5ugのDNAを含有する溶液(高陽性コントロール)およびμmあたり5ng のDNAを含有するこのスタンダード希釈液(低陽性コントロール)である。適 用したサンプルを数分間、アガロースゲル中にそのままかわかしておく。
好ましくはその日のうちに、サンプルを分析し、検体の適性を適切な照明中で調 べることにより評価する。臨床検体は、もし希釈検体由来サンプルのドツトのシ グナルの強さが少なくとも低陽性コントロールのドツトのシグナルの強さと等し ければ、充分な数の細胞を含有するとみなされる。こうして評価した臨床検体は 、ハイブリダイゼーションテストに適した検体であるとみなされる。
たとえば図2におけるようなゲル中のパンチされたくぼみなどの、印をつけたサ ンプル適用スポットを有するゲルによって、テストサンプルおよびスタンダード 試薬の適用を容易化してもよい。
以下に本発明の好ましい具体例を、アフィプローブ(オリオン ファルマセウチ カ、商標)によるヒトパピローマウィルスの検出および同定において用いるため の臨床検体の適性の決定のためのテストを説明する実施例において、さらに詳し く述べる。これらの実施例は、この発明の範囲を限定することを意図するもので はない。
固体支持体の異なる型および他の感染性微生物に対するテストの適用可能性を当 業者は容易に予期する。
E−緩衝液(0,04M hリス−酢酸塩、0.002M EDTA 、 pH 8) 150m1中ヘアガロース1.5gを加えることにより、エチジウムプロ ミド(EfBr)を含有するアガロースゲルプレートをつくった。混合物を20 分間オートクレーブし、+50℃水浴中で冷却した。EfBr (10+ng/ ml) 10u lを、冷却したアガロースゲル混合物中へ加えた。つぎに、こ の混合物7mlを13cω2のプラスチック支持体上ヘビペットでそそぎ、室温 で冷却した。EfBr−アガロースゲルプレートを+4℃にて、遮光性の容器に 入れて貯蔵した。
ダイゼーションテストで検出可能であるためには、適切な切屑検体は最低500 .000細胞を含んでいるべきである。
ハイブリダイゼーションテスト アフィプローブ(商標)HPvは、臨床切屑検 体からとった30μlのサンプルについて行なう。EfBr−アガロースゲルプ レート上、いかなる抽出、精製または濃縮ステップなしに、30μmあたり50 0、 Goo細胞を含有する細胞サンプルからの核酸を認めることが可能かどう か明らかにするためにこの試験を行なう。
培養ヒトRI610細胞をコールタ−カウンター(Cookercounsel  で計数し、5×105細胞をPBS−E緩衝液 30μi中に懸濁する。この 懸濁液(1,7XIO’細胞) 1μmを、同じサンプルの一連の希釈液ととも にアガロースプレート上に、図1に示すようにスポツトした。そのスポットの蛍 光を、量のわかっている精製DNAを含有するスタンダードスポットと比較する 。
純DNAスタンダード5ngは、プレート上明確に見ることができる。1.7X 103細胞/μmを含有するR1610細胞懸濁液は、純DNA5ngのスポッ トよりも強い蛍光を生しる。
これらの結果より、5×105細胞/30μmのDNAを含有する細胞懸濁液の 適切な容量(1μm)は、細胞の含有DNAを放出または精製することなしに明 確に見ることができるということが示唆される。
表 1 実施例3 アフィプローブ(商W) HPVテストのために集めた4つの臨床検体、子宮頚 切屑の細胞含有数をコールタ−カウンターで計数し、サンプルの一連の希釈をE IBr−アガロースプレート上にスポットした。その後、Uv先光中スポットを 視覚的に分析した。テストの結果を表2に示す。
アフイプローブ(商標)テストの感度では、ヒトパピローマウィルスの存在をテ ストするためには、PBS−E緩衝液30μm中300.000〜400.00 0細胞が必要である。
純DNA5ngとほぼ同じ蛍光を生ずる、115希釈のアフィプローブ用サンプ ルは、理論上的2.3μgのDNAを含有すると計算された(計算は、106細 胞は、3μgのDNAを含有するという近似に基づいている)。純DNAに比べ て強い蛍光は、多分細胞RN^のためである。サンプルのうちの1つは明らかに 血液を含んでいたが、本発明のテストにおいては血で染まった検体を等しくよく 許容するということも明らかである。このことは、実施例4〜6において開示さ れるテストにおいてもさらに確められた。
この実施例においてテストされた4つの検体は、充分な細胞を含有していること が確められたので、このテストの結論は、臨床検体100 μlの1μmが、1 15希釈で陽性シグナルを生ずるばあいには、臨床検体はさらなるアフィプロー ブ(商標)によるテストのために充分な細胞を含有するということである。
表 2 実施例5 実施例4において述べたマルチセンター スタディ−からの検体の適性の視覚に ょる検分において矛盾した結果を生じた(視覚による検分は2人によって適と、 1人によって不適とみなされた)2つの検体についても、検体適性をテストした 。
検体を実施例2で述べたように希釈してEIB+−アガロースプレート上にスポ ットした。表4に示す結果により、検体は両方とも充分な数の細胞を含むことが 実証された。
視覚による検分により適とみなされた検体のサンプル適性評価 実施例4で述べたマルチセンター スタディに念まれでいる検体のランダムに選 んだサンプルfn=33) 、>l覚による検分によってハイブリダイゼーショ ンテスト用に適正と判断されたものについて本発明の方法により検体適正さをテ ストした。このテストにより、検体のわずか67%のものしか充分な数の細胞を 含んでおらず、臨床検体の33%は診断ハイブリダイゼーションテストに適さな いことがわかった。
テストした検体を表5にあげた。異なる検体コート(A−E)は、その臨床検体 が異なる医療センターで集められたことを示す。
11の不適検体のうち、アフィプローブ(商標)テストで陽性のノブナルを生し たのはわずか1つたった。2つのケースについては、さらにテストすることによ り用台は実際はRPVに感染していること確かめたが、残る8検体については確 かめなかった。
[以下余白] 表5 要 約 書 核酸ハイブリダイゼーションテストに対する臨床検体の適性を、(1)検体から 代表的なサンプルをとること;(b)サンプル中の核酸に結合して視覚的に検出 可能な産物を生ずる染色剤のような核酸染色剤をその中に分散して有するゲルへ 、中間処理なしにサンプルを適用すること;および(C)サンプル中のおよその 細胞数を決定するため、サンプルに結合した染色剤の量を視覚的に決定し、これ をわかっている濃度のデオキシリボ核酸および染色剤に対してえられる結果と比 較することというステップを含んでなる方法により決定する。その方法を行なう ための試薬および器具をキットの形態に詰合せてもよい。
国際調査報告 11r7/j7111/nnt51

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.核酸ハイブリダイゼーションテストのための臨床検体の適性を評価する方法 であって、 (a)検体から代表的なサンプルをとること、(b)核酸染色剤をその中に分散 して含んでいるゲルヘ、中間処理なしでサンプルを適用すること、(c)サンプ ルと結合した該染色剤の量を視覚化すること、および (d)サンプル中のおよその細胞数を決定するために、サンプルと結合した該染 色剤の量を、わかっている濃度のデオキシリボ核酸および染色剤と比較すること というステップを含んでなる臨床検体の適性評価法。
  2. 2.ゲルが、アガロースまたはポリアクリルアミドゲルからなる群より選ばれる ものである請求項1記載の方法。
  3. 3.核酸染色剤が、核酸中にインターカレートすると視覚的に検出可能なインタ ーカレート剤である請求項1記載の方法。
  4. 4.核酸染色剤がエチジウムプロミドである請求項3記載の方法。
  5. 5.サンプルの核酸中にインターカレートしたエチジウムブロミド分子の発する UV誘導される蛍光によりサンプルの核酸含有量を評価する請求項4記載の方法 。
  6. 6.ゲルを固定支持体上へキャストする請求項2記載の方法。
  7. 7.固定支持体がプラスチックプレートである請求項6記載の方法。
  8. 8.固定支持体上の、核酸と特異的に結合して視覚的に検出可能なシグナルを生 ずる核酸染色剤を含有するゲルを含んでなる、核酸ハイブリダイゼーションテス トのための臨床検体の適性評価のためのキット。
  9. 9.核酸染色剤がエチジウムブロミドである請求項8記載のキット。
  10. 10.固体支持体がガラスおよびポリスチレンよりなる群から選ばれるものであ る請求項8記載のキット。
  11. 11.ゲルを含む固体支持体が、UV光遮光保護バイアル中に詰められている請 求項8記載のキット。
  12. 12.核酸中へインクーカレートし、視覚的に検出可能なシグナルを生ずるイン ターカレート剤を含有する固体支持体上のアガロースゲル、陽性コントロールと してのスタンダードDNA溶液および適当な希釈剤を含んでなる、核酸ハイブリ ダイゼーションによりヒトパピローマウイルスの存在をテストするための性器領 域よりえられた臨床検体の適性評価のためのキット。
  13. 13.インクーカレート剤がエチジウムブロミドである請求項12記載のキット 。
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