JPH08145991A - ウレアーゼ活性を有する微生物の感染判定方法 - Google Patents
ウレアーゼ活性を有する微生物の感染判定方法Info
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- JPH08145991A JPH08145991A JP6306995A JP30699594A JPH08145991A JP H08145991 A JPH08145991 A JP H08145991A JP 6306995 A JP6306995 A JP 6306995A JP 30699594 A JP30699594 A JP 30699594A JP H08145991 A JPH08145991 A JP H08145991A
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Abstract
微生物の存在を判定する場合に、無侵襲で特殊な試薬や
装置を必要とせず、しかも迅速に測定できる方法を提供
する。 【構成】 空腹時の被検者に標識を付していない尿素を
経口投与し、所定時間後に呼気中のアンモニアガス濃度
を測定することによって、ウレアーゼ活性を有する微生
物、特にヘリコバクター・ピロリの感染の有無を判定す
る。
Description
レアーゼ活性を有する微生物の存在を判定する新規な方
法に係わり、特に胃粘膜に感染するヘリコバクター・ピ
ロリの感染の有無を、呼気中のアンモニアガス濃度を測
定することにより判定するものに関する。
者の胃前庭部生検組織より分離同定されたらせん状の細
菌であり、消化性潰瘍においても高率に検出される。そ
こで特に欧米では、ヘリコバクター・ピロリが、胃炎及
び消化性潰瘍の少なくとも重要な因子の一つであると言
う認識が広くなされている。また最近では胃癌との関連
も指摘され、本菌に体する研究が勢力的になされてい
る。
ロリが極めて高いウレアーゼ活性(尿素分解能)を有し
ており、これが胃液中に1mM前後含まれている尿素を
分解して高濃度のアンモニアを発生させ、胃上皮細胞に
障害を与えると言う考えに立脚している。また、アンモ
ニアガスのアルカリ性が胃液中の塩酸を中和し、ヘリコ
バクター・ピロリの周辺にミクロの中性環境を作り上げ
ていることに立脚している。また、ビスマス製剤等の抗
菌剤投与でヘリコバクター・ピロリを除菌すると潰瘍再
発率が低下することも、上記因子説の有力な左証となっ
ている。
試料から細菌を検出してその細菌の生化学的性状や形態
学的特徴などから菌を同定することが原則である。ヘリ
コバクター・ピロリの感染を診断する場合にも、胃粘膜
からヘリコバクター・ピロリを分離培養して菌を同定す
る必要がある。しかし、微好気性菌であるヘリコバクタ
ー・ピロリを分離同定するには特殊な培地が必要である
し、発育が遅いため日数もかかる。そこで、臨床分野に
おいては培養法の欠点を補うべく簡便な検査方法が幾つ
か利用されている。1つは組織学的検出法であり、他
の1つはヘリコバクター・ピロリの特異なウレアーゼ活
性を利用するものである。
を採取し、その切片を染色して顕微鏡により菌を同定す
るものである。一方後者としては、抗体測定法、迅
速ウレアーゼテスト、フェノールレッド色素内視鏡検
査法、呼気中13CO2 又は14CO2 測定法、及び15
N−尿素の経口投与による尿検査が現在行われている。
リの菌体或いは菌体抽出物を抗原として用いる抗原−抗
体反応により感染の程度を判定するものである。また、
の迅速ウレアーゼテストは、内視鏡検査時に得られた
生検粘膜組織を尿素とpH指示薬を含んだ試薬に入れ、
pH指示薬の色の変化を肉眼で観察してヘリコバクター
・ピロリの存在を判定する。のフェノールレッド色素
内視鏡検査法は、前日にオメプラゾール投与するなどの
前処置を施した後、0.5Mの尿素を添加した0.05%フ
ェノールレッド溶液を経内視鏡的に胃内に散布し、変色
程度からヘリコバクター・ピロリの陽性率を判断するも
のである。
定法は、空腹時に被検者に標識尿素(13C又は14C−尿
素)を経口的に服用させ、ウレアーゼ活性によりアンモ
ニアと二酸化炭素(13CO2 又は14CO2 )に分解させ
る。発生した二酸化炭素は消化管から吸収され、血液を
介して肺から呼気中に排出される。そこで、呼気中に含
まれる13CO2 又は14CO2 を計測し、その量からヘリ
コバクター・ピロリの感染を判定する。13CO2 の場合
は質量分析により、14CO2 の場合は放射線量を測定し
て判定する。の15N−尿素の経口投与の場合、方法や
原理は呼気検査と同様である。尿素が分解されて発生す
るアンモニアが消化管より吸収され、再び二要素に合成
されて尿中に排出される尿素中の標識された窒素原子を
測定して、ヘリコバクター・ピロリの感染を判定するも
のである。
方法は、内視鏡が必要で被検者に苦痛を与える(、
、)とか、血清が必要で同じく被検者に苦痛を与え
る()とか、大形で高価な装置と専門オペレータを必
要とする(、、)とか、専門試薬や培地等の消耗
品を必要とする(、、、)とか、測定結果がで
るまで時間がかかる(、、)など、多くの点で問
題がある。尚、の呼気中13CO2 又は14CO2 測定法
及びの15N−尿素の経口投与の場合、他の方法に比べ
て胃全体の感染を評価できるし患者に苦痛を与えない
(無侵襲性)と言う大きな特徴を有するが、1g当たり
数万円もする標識尿素を使用するのが大きな難点であ
る。しかも、ヘリコバクター・ピロリの除菌のための治
療にはこれを数回以上繰り返さなくてはならず、患者に
取って精神的、肉体的或いは金銭的苦痛は極めて大きな
ものとなる。
ための治療の必要性が高まってる現在においても、胃炎
や胃潰瘍、十二指腸潰瘍或いは胃癌の患者の内の極く少
数しかこれらの検査を受けていないのが実情である。そ
こで、ヘリコバクター・ピロリの感染の判定や治療のた
めに、より簡便で迅速に測定でき、しかも無侵襲性で且
つ低コストな検査方法の出現が希求されていた。
諸問題を解決するために鋭意研究した結果本発明を完成
させたものである。そしてその特徴とするところは、被
検者に尿素を摂取させ、ウレアーゼで分解されて呼気中
に排出されるアンモニアガスを高感度な測定手段で測定
して感染の有無を判定するものである。
分解される。生成したアンモニアは、消化管壁を通過し
て血中
部は、肺を介して呼気中に排出される。本発明では、ウ
レアーゼ活性のある細菌(主としてヘリコバクター・ピ
ロリ)の存在を、尿素から発生する呼気ガス中に含まれ
るアンモニアガスのレベルを知ることにより判定しよう
とするものである。
で、そのときのpHによって存在形は異なり、
比率がpHに大きく変化する。血液(血漿)のpHの正
常血は7.4近傍であるから、
在比率を持っている。一方、そのフリーNH3 は、呼気
中には肺を介して移行するがNH3 の拡散能は非常に高
く、O2 の3万倍、CO2 の1,500倍と言われてい
る。即ち、NH3 は両者に比較してはるかに肺胞膜を透
過しやすく、血中アンモニア変化と肺胞アンモニア変化
はほぼ同期すると見て差支えない。
ンモニアを正確に測定することにある。そして、そのプ
ロトコルは次の通りである。一晩の絶食のあと(空腹
時)に、呼気中アンモニア(BAm)を測定し、これを
ブランク値とする。数回測定の平均値を取ることが好ま
しい。次に、少量の尿素(例えば体重1kg当たり3m
g前後)を水に解かして経口摂取し、所定時間経過後に
同様に呼気中アンモニア(Breath ammoni
a:BAm)を測定する。通常、摂取後10〜30分程
度後に呼気中のアンモニアガスのピークが現れるので、
摂取後5〜10分間隔で1時間程度後まで測定する。
測定結果を図3のごとくプロットし、ヘリコバクター・
ピロリの感染の有無を判定する。
である。従って、その測定は極めて高感度、高精度な測
定手段が必要となる。ガス検知管、アンモニア測定用発
色試験紙、ガスクロマトグラフィーなどが好適に用いら
れる。ガス検知管の場合は、風船に採取した被検者の呼
気を、公知のアンモニア用ガス検知管で測定する。この
場合、風船を体温程度(例えば40℃)の恒温層に入れ
ておくと、アンモニアガスを吸着している風船内壁面の
水滴を気化できるため、測定誤差が生じない。
と化学反応を起こして呈色する発色試験紙を用いる方法
もある。この装置は、発色試験紙1の両側を呼気採取管
2と吸引管3で挟み、吸引ポンプ4で呼気Bを計量しつ
つ吸引し、アンモニアガスによって発色した程度を光反
射率計5で測定するものである。符号6は呼気採取マス
ク(マウスピースでもよい)。尚、発色試験紙の代わり
に発色剤(ゲルディスク)を用い、透過光測定器と組合
せる方法も考えられる。
ンモニアガスを特異的に検出できる検出器8とを組合せ
た装置も使用できる。検出器としては、IMS(Ion Mo
bility Spectrometer :イオン移動度スペクトル検出
器)、ECD(Electron Capture Detector :電子捕獲
型イオン検出器)或いはPID(Photo Ionization Det
ector :光イオン検出器)が使用可能であるが、中でも
放射線を使用せずしかも小型軽量化が可能なPIDが最
も好ましい。尚、図中符号9はキャリアガス(PIDの
場合は空気)ボンベ、符号10と符号11は三方電磁バ
ルブ、12はサンプリル定量部、13は呼気吸引用ポン
プである。またこの装置は、検出器8から出力される測
定信号を受け入れて演算処理し、予め記憶させている検
量線からアンモニアガス濃度を算出し、その結果を記憶
したり表示装置に出力する演算処理部を備えている。
尚、これらの装置で使用する呼気採取管2は、水滴付着
防止の観点から内壁面を体温程度以上に加温できるタイ
プのものが好ましい。
ストは最も安いが、測定は他の装置に比べて手間がかか
る。また、発色試験紙による測定は、試験紙の感度にも
よるが呼気を数分程度吸引する必要があり、やや時間が
かかる。これに対し、分離カラムと検出器特にPIDを
用いたものにあっては、被検者は一息吹き込むだけです
むので極めて簡便であり、しかも高精度な結果が得られ
るものである。
は異なり標識していない尿素であるため、試薬代は極め
て安価ですむ。最も、標識した尿素が一部混入していて
も、測定には何ら差支えない。
る。図3のグラフは、図2に示す分離カラム7とアンモ
ニアガスを特異的に検出できる検出器(PID)8とを
組合せた本発明者自作の装置を用い、ヘリコバクター・
ピロリ陽性者の呼気中に含まれるアンモニアガス(BA
m)を測定したBAm変化曲線(n=12)を示すグラ
フである。測定条件は以下の通りである。まず、各被検
者の空腹安静時の呼気を測定する。呼気のサンプル量は
0.5mlであり、呼気採取には約3〜8秒程度かかっ
た。また、1回の測定に要する時間は約2.5分程度であ
った。そして各々3回ずつ測定したところ、その平均値
は約0.5ppm となった。これをブランク値とした。尚、
この値は、胃液中に含まれる尿素に由来するもので、個
人差が見られる。
kg当たり約3mg)を、30mlの蒸留水に溶解して経
口摂取させた。摂取から5分後及びその後10分間隔で
上記と同じ条件で計6回呼気中のアンモニア濃度を測定
した。その平均をプロットしたのが図3である。図3か
ら、判るように、尿素摂取後約20分でアンモニアガス
濃度のピークが見られた。尚、図示は省略するが、陰性
者の場合には尿素を摂取した後40分間程度はアンモニ
アガス濃度に殆ど変化がみらない。しかし、その後次第
に増加し、約2時間後にアンモニアガス濃度のピークが
現出した。これは、胃の中では尿素が殆ど分解されなか
ったことを示す。尚、2時間後のピークは、腸に棲息す
るプロテウスや緑膿菌等のウレアーゼ活性に起因するも
のと思われる。
有無を判定する被検者について、図3のようにBAm変
化曲線を描き、その差(ΔBAm)が大きければ感染し
ており、その差が小さければ感染していない、或いは除
菌が成功しつつあると言うことが判定される。
被検者に尿素を経口的に服用させ、所定時間経過後に呼
気中に含まれるアンモニアガスの濃度を測定することに
より、ウレアーゼ活性を有する微生物特にヘリコバクタ
ー・ピロリの感染の有無或いは程度を判定するものであ
る。
ある。 内視鏡の使用や採血を伴わない無侵襲性な測定方法
であるので、被検者に精神的、肉体的な苦痛を与えな
い。 使用する試薬は普通の尿素のみであるため試薬代が
極めて安価ですみ、またアンモニアガスの測定にも大形
で高価な装置や専門オペレータを必要としないので、測
定コストが極めて安価である。 呼気の分析に要する時間は、1回あたり2〜3分程
度であり極めて短くてすむ。ただ、尿素の服用からアン
モニアガス排出のピークまで約20分かかるので、感染
の有無判定は30分程度もあればおおよ見当が付く。 従って、ヘリコバクター・ピロリの除菌のための治
療のために度々ウレアーゼ活性の測定を行っても、患者
には殆ど精神的、肉体的或いは金銭的な苦痛を与えず、
大量に存在する胃炎や胃潰瘍、十二指腸潰瘍或いは胃癌
の患者に取って大きな福音となるものである。
置の一例を示す模式図である。
アガス測定装置の一例を示す模式図である。
れるアンモニアガス(BAm)変化曲線を示すグラフで
ある。
化を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 空腹時の被検者に尿素を経口的に服用さ
せ、所定時間経過後に呼気中のアンモニア濃度を測定す
ることを特徴とする、ウレアーゼ活性を有する微生物の
感染判定方法。 - 【請求項2】 尿素負荷前の呼気中アンモニアレベルを
ブランク値とし、尿素負荷後のアンモニア濃度と比較す
るものである請求項1記載のウレアーゼ活性を有する微
生物の感染判定方法。 - 【請求項3】 呼気中のアンモニア濃度を、ガス検知管
や発色試験紙、或いは分離カラムと高感度な検出器を組
み合わせた装置を用いて測定するものである請求項1記
載のウレアーゼ活性を有する微生物の感染判定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6306995A JPH08145991A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | ウレアーゼ活性を有する微生物の感染判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6306995A JPH08145991A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | ウレアーゼ活性を有する微生物の感染判定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08145991A true JPH08145991A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17963756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP6306995A Pending JPH08145991A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | ウレアーゼ活性を有する微生物の感染判定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08145991A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000054792A1 (fr) * | 1999-03-17 | 2000-09-21 | Morinaga & Co., Ltd. | Medicaments, aliments, boissons et aliments pour animaux contenant un composant de cacao |
US6509169B2 (en) | 2000-07-14 | 2003-01-21 | University Of West England, Bristol | Detection of Helicobacter pylori |
JP2007205994A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 呼気成分溶解容器、呼気成分測定装置、及び呼気成分測定方法 |
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JP2015102414A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-06-04 | 後藤 利夫 | ヘリコバクター・ピロリの検出方法及び検出器具 |
-
1994
- 1994-11-15 JP JP6306995A patent/JPH08145991A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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