JPS61129572A - 細胞膜蛋白質の検出法 - Google Patents

細胞膜蛋白質の検出法

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JPS61129572A
JPS61129572A JP60174948A JP17494885A JPS61129572A JP S61129572 A JPS61129572 A JP S61129572A JP 60174948 A JP60174948 A JP 60174948A JP 17494885 A JP17494885 A JP 17494885A JP S61129572 A JPS61129572 A JP S61129572A
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    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
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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】 本発明は一般に微生物の細胞蛋白質の検出に関する。特
に関心のあるものは、クラミジア・トラコマチス(Ch
lamydia trachomatis)の主要外膜
蛋白質である。この蛋白質はクラミジア・トラコマチス
のあらゆる血清型に共通の抗原性を示すので、その検出
は診断指標として有用である。
イムノアッセイは微生物による感染を検出するために多
(の場合選ばれる方法である。特異的診断の補助として
、アッセイは特定の種の微生物を高度の信頼性をもって
同定できなければならない。
このためには大部分の場合、種特異性抗原を適宜な抗体
との反応のために単離する必要がある。この種の分析に
従う種類の微生物の代表例はクラミジア・トラコマチス
である。これはクラミジア属(Ch l amyd i
 ac e ae )またはクラミジアレス属(Chl
amydiales)の2種の微生物のうちの1つであ
る。他方の種はクラミジア・プンタツシ(Chlamy
dia psittasi)である。クラミジアトラコ
マチス(約50株)はヒトの多種の眼病および生殖器疾
患の病因であり、これにはトラコーマ、封入体結膜炎、
性病性リンパ肉芽腫、”非特異性″または非淋菌性の尿
道炎および直腸炎が含まれる。
クラミジア・トラコマチス感染は全集団に及ぶ。
たとえばクラミジア・トラコマチスは年間数百万症例の
非淋菌性尿道炎に関与していると推定される。
クラミジア・トラコマチスにより媒介される疾病は広範
にわたるので、適切な処置をとることができるために存
在する微生物に対する簡単なかつ費用のかからなり試験
法が強(望まれており、かつきわめて重要である。現在
用いられている唯一の血清学的試験はミクロ免疫螢光試
験である。しかしこの試験はクラミジア・トラコマチス
の菌株を血清学的試験用抗原として用いることを必要と
する。さらにこの試験を行う設備は世界中で限られた数
の研究室にあるにすぎない。この試験はきわめて労力を
要し、時間がかかり、かつ実施するのが困難である。
最近、米国特許第4,118,469号明細書に性病性
リンパ肉芽腫および非淋菌性尿道炎の血清学的試験に有
用なりラミシア・トラコマチスの抗原の調製法が記述さ
れた。この抗原はクラミジア・トラコマチス生体から、
アガロースゲルカラムに共有結合した特異的リガンドと
して単一特異性抗血清を用いる免疫吸着クロマトグラフ
ィーにより精製された。この抗原はわずか約130,0
00ダルトンの分子量をもち、向流免疫電気泳動試験に
おいて性病性リンパ肉芽腫患者の血清から抗体を検出す
ることができた。しかし非淋菌性尿道炎患者の血清を用
いる同様な試験に使用した場合、この抗原は抗体を検出
することができなかった。しかし抗体を二次元免疫電気
泳動試験により検出する際にはこれは有効であった。
しかしいずれにしろ、感染を好ましくは一般的に行われ
ている抗原−抗体アッセイ法により感染を検出できる、
微生物たとえばクラミジア・トラコマチスの種特異性抗
原の単離に社なお医学上大きな関心がもたれている。従
って本発明の目的は、これらの種特異性抗原を単離する
ための改良法を提供することである。
本発明は細胞蛋白質を検出するための診断試験法に関す
る。本発明をクラミジア・トラコマチスに関して詳述す
るが、本発明は微生物一般の細胞膜蛋白質に同等に適用
されると解すべきである。
多くの微生物において細胞膜蛋白質は種特異性抗原であ
る。すなわちすべての血清型の微生物に由来する抗体に
対して試験した場合、この蛋白質は種特異性をもって反
応する。このようにこの蛋白質はあらゆる血清型の微生
物に共通の特殊な蛋白質であり、抗原としてこれらの血
清型をすべて同定するための基礎を与える。
細胞膜蛋白質を微生物から放出させるための本発明方法
には下記の工程が含まれる。特定の微生物を含有する疑
いのある被験試料を採取し、試料をpH約6.0〜約8
.0の第1緩衝液と混合し、これにより試料溶液を調製
し、試料のpHを塩基溶液により約8,0〜約12.5
の値に調整し、試料を約5〜約30分間インキュベート
し、pH約1.0〜7.0の中和用第2緩衝液を添加し
て試料のpHを約7.0〜約8.0の最終値となし、そ
して試料をアッセイして抗原の存在を検出する。
本発明の特定の実施態様においては、クラミジア・トラ
コマチスから主要外膜蛋白質を放出させる試験に下記の
工程が含まれる。頚管または尿道の試験スワプなどの試
料を採取し、試料をpH約7、0 (7)シュクロース
ホスフェートからなる第1緩衝液に入れ、スワプを緩衝
液と混合して試料溶液を調製し、試料溶液に約0.4M
の水酸化ナトリウム溶液を一定量添加し、これにより試
料溶液のpHを約11.0〜約11.8に高め、試料溶
液の温度を約100℃に高め、試料溶液を約15分間イ
ンキュベートし、試料溶液を約20〜約30℃の温度に
冷却し、冷却した試料溶液のpHをpH約6.1の中和
用ホスフェート緩衝液により約72〜約78に低下させ
、そして試料をアッセイして抗原の存在を検出する。
目的とする多種の微生物の細胞膜蛋白質はこれらの微生
物のあらゆる血清型に対する種特異性抗原である。この
種の蛋白質の1つはクラミジア・トラコマチスの主要外
膜蛋白質である。この蛋白質はクラミジア・トラコマチ
スの随伴する外膜蛋白質全体の約30L1)からなり、
サブユニット分子量約30,000〜約44,000ダ
ルトン、平均分子量約39.500ダルトンの大きさを
もつ。以下呼びやすくするためにこの主要外膜蛋白質群
をMP39.5と呼ぶ。これは“平均サブユニット分子
量39.500ダルトンの主要外膜蛋白質”を表わす。
細胞膜蛋白質が検出されたことは、ある個体がその微生
物に感染していることを示す。有効に検出するためには
、その蛋白質が微生物細胞の感染粒子内から放出され、
および/または露出する必要がある。これが行われると
、検出は各種のアッセイにより、たとえばラジオイムノ
アッセイ(RIA)、酵素結合イムノソルベントアッセ
イ(ELISA)などにより達成できる。
本発明方法によれば、微生物の潜在が疑われる試料また
は検体を採取し、この試料をアルカリ溶液および場合に
より熱で処理することを伴う、微生物細胞内の感染粒子
の処理法が開示される。
本発明者は、細胞をアルカリ溶液で処理することにより
細胞膜蛋白質が放出され、および/または露出すること
を見出した。本発明者はさらに、この処理法に熱を加え
ることにより、蛋白質の放出および/または露出の効率
が高められることを見出した。次いで各種のアッセイを
行って、処理細胞を含有する試料中に蛋白質が存在する
ことを検出することができる。
本発明による一般的操作は下記のとおりである。
すなわち被験資料をまずpH約6.0〜約8.0の緩衝
塩溶液と混合する。適切な緩衝剤には糖ホスフェート緩
衝剤たとえばシュクロースホスフェート、その他車技術
分野で既知の糖含有緩衝剤が含まれる。望ましくは緩衝
液のpHは約6.8〜約72である。
試料および緩衝塩溶液を十分に混和したのち、一定量の
アルカリ溶液を試料に齢加してpHを約8.0〜約12
.5に高める。望ましくはpHは約10.0〜約12.
0であり、約11.0〜約11.8が好ましい。適切な
アルカリ溶液には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
リン酸三ナトリウムおよびトリ(ヒドロキシメチル)ア
ミノメタンの溶液が含まれ、水酸化ナトリウムが好まし
い。
pHが希望する水準に調整されると、試料を約5〜約3
0分間インキュベートする。インキュベーションは室温
(20℃)で、または約105℃までの高められた温度
で行うことができる。望ましくは試料の温度を約90〜
約100℃に高める。
約100℃が好ましい。インキュベーション処際して高
められた温度を採用すると細胞膜蛋白質が放出され、お
よび/または露出する効率が高まることが認められた。
インキュベーショ7期間後に、試i説熱した場合にはこ
れを約0〜約40℃の温度に冷却する。約25℃が好ま
しい。冷却は好ましくは水浴中に浸漬することにより行
う。
試料を冷却したのち、pH約1.0〜約7.0の中和用
第2緩衝液を添加して試料のpHを約7.0〜約8.0
の最終値にする。アッセイするための最適条件は一般に
このpH値、すなわち中性ないしわずかにアルカリ性で
得られる。好ましくは溶液は約Z2〜約78の最終pH
をもつ。適切な中和用緩衝液には各種のホスフェート緩
衝液(PBS )が含まれ、シュクロースホスフェート
が好ましい。
他の適切な緩衝液にはクエン酸、塩酸、および塩酸トリ
(ヒドロキシメチル)アミノメタンが含まれる。このp
H調整後に試料はそれ以上調整することな(アッセイす
ることができる。
先きの記述から明らかなように、各種の緩衝塩、pHを
高めるためのアルカリ溶液、および中和用緩衝液、なら
びに広範なインキュベーション時間および温度を本発明
方法に用いることができる。
実際の反応成分および条件はM P 39.5その他の
蛋白質を放出させる方法を特徴とする特定の検出アッセ
イ、たとえば酵素イムノアッセイ(IIEIA)、ラジ
オイムノアッセイ(RIA)、ラテックスイムノアッセ
イなどと結びつけるように選ぶことができる。一般に既
知のイムノアッセイ法のいずれの型をも用いることがで
きる。
たとえばM P 39.5抗原に対する単一特異性抗体
は実験動物、たとえばマウスまたはウサギを用いた適切
な接種操作により産生させることができる。動物により
産生された抗体は他の哺乳動物におけるクラミジア属菌
感染のアッセイに用いることができる。これらのアッセ
イは感染した被験者における細菌性抗原の存在をアッセ
イするだめの周知の方法により行うことができる。M 
P 39.5抗原接種した実験動物からの単一特異性抗
体の供給が確立されると、クラミジア属菌感染の潜在が
疑われる検体を用いる直接または間接アッセイ操作を行
うことができる。
直接アッセイ操作においては、膜蛋白質に対する単一特
異性抗体を固相支持体系に共有結合または非共有結合に
より付着させることができる、これらの方法忙一般的な
ように、支持体系はガラス、プラスチックなどであって
よい。
特定の膜蛋白質に対する単一特異性抗体が付着した固相
支持体を先きに概説した方法で調製された検体と共にイ
ンキュベートする。次いで、あらかじめ既知の方法によ
り放射性標識されたまたは酵素と、結合した、膜蛋白質
抗原に対する単一特異性抗体を次いで支持体系に対して
平衡化する。検体中に存在しており、支持体系上の抗体
に結合していた抗原は今度は放射性標識された、または
酵素に結合した抗体と結合する□セあろう。
放射性標識された抗体を用いる場合、次いで試料中の残
存放射能の量を測定する。この値を膜蛋白質抗原不含で
あると判定されている検体と比較する。酵素と結合した
抗体を用いる場合、その酵素に対し特異的な置換体を固
体支持体反応混合物に添加し、生じた色の変化を吸光分
光分析により記録する。この色の変化を蛋白質抗原不含
であることがわかっている試料と比較する。この方法で
検体中の抗原の存在を直接にアッセイすることができる
あるいは間接アッセイ法を用いることもできる。
詳細には、抗原を適切な固相支持体系に共有結合または
非共有結合により結合させIることができる。
先きに概説した方法で調製した検体を、既知量の放射性
標識されたまたは酵素と結合した、膜蛋白質に対する抗
体(あらかじめ実験動物源から確保したもの)と混合す
る。次いで検体抽出液−抗体混合物を固体支持体系およ
びその結合抗原と共にイノキュベートする。
固体支持体系の放射能を測定するか、または結合系にお
ける発色を測定し、標準として同様に処理され、目的と
する抗原を含有しない検体と比較するO 微生物を含有する疑いのある臨床試料が放射性標識され
たまたは酵素と結合した抗体の固体支持体への結合を抑
制する能力は、臨床検体中に膜蛋白質抗原が存在するこ
と、または存在しないことを明らかにする。何らかの抑
制が証明された場合、感染を示す。他の適切なアッセイ
法および変法はこの種のアッセイ技術の分野における専
門家には明らかであろう。
下記の実施例はクラミジア・トラコマチスMP695の
検出に適用した本発明を示す。上記の方法をほとんどま
たは全く変更することなく、各種微生物中の他の種類の
細胞蛋白質の検出に用いることができる。
実施例 ICl0例の臨床スワプを採取し、クラミジア属菌の存
在を調べた。試薬配合物は下記のとおシ調製された。
A、水酸化ナトリウム(0,42M)溶液50%(12
,5M)NaOH34m1適量を加えて1.Olにする
、 B、中和用緩衝液 蒸留水900iJに下記のものを添加する。
NaH2PO4・H2o    13.8&NaOHで
pHを6.10±0805に調整。
BSA          2.O& NaN3          1.0 gC0標準希釈
液 蒸留水800111に下記のものを添加する。
NaH2PO4−H2O6,90g BSA           1.000.FNaN 
30.50 & ショ糖       34.25g K2HPO41,044g KH2PO40,544,!i’ 熱処理したウシ胎仔血清 25.01rLlストレプト
マイシン   25rn9 バンコマイシン     50#11i1ナイスタチン
      12.500単位0.42M−NaOHに
よりpHを7.45±0o05に調整。
適量を加えて1.Olにする。
0.22μmのフィルターで濾過。
D、酵素結合体用緩衝液 蒸留水30.0mlに下記のものを添加する。
KH2PO40,532,F K2HPO42,80g チメロサール      0.20.!i+熱処理した
ウシ胎仔血清 250. mepHをZ4±0.1に調
整。
適量を加えて1.Olにする。
0.22μmのフィルターで濾過。
E、水洗浄用緩衝液 蒸留水900m1に下記のものを添加する。
K)f2PO40,532g K2HPO42,800g BSA           1.000.!i’pH
をZ4±0.1に調整。
蒸留水を適量加えて1.01にする。
F、基質用緩衝液 蒸留水900m1に下記のものを添加する。
酢酸ナトリウム(無水)   8.2011Mクエン酸
でpHを6.0±0.1に調整。
蒸留水を適量加えて11にする。
G、テトラメチルベンジジン(TMB)基質ジメチルス
ルホキシド(DMSO)(スペクトル用、凝固点18℃
)900dに下記のものを添加する。
3.6′、s、s′−テトラメチルベンジジン  10
.0.?DMSOを適量添加して1.Ojにする。
室温に保存。
H,0,5M過酸化水素溶液 安定化した6%H2O2・500rnlFC蒸留水so
omgを添加して混合する。
工、停止液−2M硫酸 蒸留水soomlに下記のものを添加する。
濃硫酸111m1(慎重に) 室温に冷却。
蒸留水を適量添加して1.Olにする。
J、2SP輸送用媒質 蒸留水90Mに下記のものを添加する。
ショ糖         68.5.9に2HPO42
,088l! KH2PO41,088,F 加熱処理したウシ胎仔血清5M ストレプトマイシン    50■ バンコマイシン     100rn9ナイスタチン 
     25,000単位pHをzOに調整し、適量
を加えて1.Olにする。
無菌0.22μmのフィルターで濾過。
試料の処理 試料(ダクロンスワプ)を綿のすぐ上で切断し、直接1
1C10X 75 I!iIのガラス製試験管に入れた
。、7ブランクとして未使用スワプな用いた2本の試験
管も用意した。2SP輸送用媒地を各試験管に添加し、
混合物を10〜20秒間激しく磁気攪拌したのち、0.
42 M −NaOH50μlを各試験管に添加した。
次いで混合物を10〜20秒間激しく磁気攪拌したのち
100℃(±2℃)で15分間インキュベートした。次
いで試験管を水浴に入れて約25℃にまで冷却し、次い
で中和用緩衝液500μlを添加した。次いで混合物を
10〜20秒間激しく磁気攪拌した。こうして試料はア
ッセイできる状態になった。
アッセイのプロトコール−酵素結合イムノノルベントア
ッセイ(ELISA) 抗体を塗布したプレートを洗浄用緩衝液で6回洗浄し、
水切りした。標準、対照、ブランク、または処理済試料
100μlを対応する2個ずつの穴に入れたのち混合し
た。対照はクラミジア基本小体を含有することがわかっ
ており、前記に従って処理された試料スワプであった。
基本小体を含有することがわかっている第2組の対照を
中和用緩衝液500μぎおよびNaOH50μ!で処理
した。この組の対照は処理しなかった。これらのプレー
トを次いでグレートシーラー(スズ箔)で覆い、周囲温
度で一夜インキユベートした。次いで穴の内容物を捨て
、プレートを再度上記に従って洗浄した。酵素結合体1
00μlを各穴に添加したのち混合し、グレートシーラ
ーで覆った。次いでプレートを37℃で2〜6時間イン
キュベートした。再び穴の内容物を捨て、プレートを前
記に従って洗浄したのち、作業用TMB基質溶液200
μlを添加した。作業溶液は下記の組成を有していた。
。 基質緩衝液     10.0m/ TMB基質原液  100μ1 0.5M−H2O30μl 溶液を十分に混合する。
混合物を時々混和しながら周囲温度で30分間インキュ
ベートした。次いで2M−H2S0450μlの添加に
より反応を停止した。基質200μlおよび2M−H2
SO450μlを一連の穴に4501mのフィルターを
用いて添加することにより調製した基質ブランクに対し
てプレートを読み取った。
計算および結果の解釈 ブランクスワプの吸光度は0.0n9/rnl の標準
液に相当するはずである。標準液の穴、対照および試料
の吸光度をそれぞれ平均した。O,O口g/mJの平均
吸光度をすべての標準液の平均吸光度から差し引いた。
ブランクの平均吸光度をすべての試料および対照の平均
吸光度から差し引いた。次いで各標準液の補正済平均吸
光度を浸度Cng/rnl)に対してプロットし、プロ
ットした曲線から回収率を判定した。回収率の値〉0.
50 g/mlを陽性とみなした。陽性の試料すべてに
つき、上記のプロトコールおよび下記の確認アッセイの
双方により反復試験した。
陽性の試料に関する確認アッセイのプロトコールELi
iSAの各人に塗布したものと同一のクラミジア抗体を
用いて、標準緩衝液希釈液中に1m9/mlを含有する
溶液を調製した。10X75i+mの試験管を、処理す
べき消化した陽性の試料および対照各250μ!の添加
により標識した。抗体溶液5μlをすべての試験管に添
加し、次いでこれS磁気攪拌により十分に混合し、5分
間放置した。対応する2個ずつの穴に抗体処理した試料
100μlを添加した。消化した試料の一定部分からな
る各2個の穴も設けた(抗体で処理していないもの)。
次いで上記に従ってアッセイを行った。
確認試験により得た結果の解釈 陽性の結果は、抗体で処理しなかった試料を含む穴にお
けるM P 39.5回収率〉0.5 ny/mcおよ
び抗体処理した試料における回収率の有意の低下(抑制
率〉70%)を伴う試料に対し与えられた。最初にアッ
セイされた時点では陽性または擬陽性とアッセイされ、
確認試験で陰性となった試料は陰性とみなした。これは
反復試験においてく0.5 n & /mlが回収され
たことにより(抗体で処理しなかった一定部分)または
抗体で処理した一定部分が有意の回収率低下を示さなか
った場合に生じた。
結果 処理した100個の試料のうち62個は陰性、68個は
陽性であった。陽性の結果の確認は抑制アッセイにより
行った。対照における基本小体(EB)を処理群と未処
理群に分けて、MP39.5放出の効率を判定した。処
理したEBについては4501mにおける平均吸光度は
0.611であり、一方未処理EBは450nm でo
、oisの吸光度を与えた。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)特定の微生物を含有する疑いのある被験試料を採
    取し; 試料をpH約6.0〜約8.0の第1緩衝液と混合し、
    これにより試料溶液を調製し; 試料のpHを塩基溶液により約8.0〜約12.5の値
    に調整し; 試料を約5〜約30分間インキュベートし;pH約1.
    0〜約7.0の中和用第2緩衝液を添加して試料のpH
    を約7.0〜約8.0の最終値となし;そして 試料をアツセイして抗原の存在を検出することよりなる
    、微生物の細胞膜蛋白質の検出法。
  2. (2)第1緩衝液が糖含有緩衝剤の溶液よりなる群から
    選ばれる、特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  3. (3)塩基が水酸化ナトリウム、KOH、リン酸三ナト
    リウム、およびトリ(ヒドロキシメチル)アミノメタン
    よりなる群から選ばれる、特許請求の範囲第2項に記載
    の方法。
  4. (4)試料のPHを調整したのち試料溶液を約20〜約
    105℃の温度に加熱し、試料をこの温度でインキュベ
    ートし、そして試料溶液をインキュベーション後に約0
    〜約40℃に冷却することをさらに含む、特許請求の範
    囲第3項に記載の方法。
  5. (5)第1緩衝液がシユクロースホスフエートである、
    特許請求の範囲第4項に記載の方法。
  6. (6)試料が約90〜約100℃の温度に加熱される、
    特許請求の範囲第5項に記載の方法。
  7. (7)中和用第2緩衝液がPH約1.0〜約7.0のホ
    スフェート、クエン酸、塩酸、および塩酸トリ(ヒドロ
    キシメチル)アミノメタンの溶液よりなる群から選ばれ
    る、特許請求の範囲第6項に記載の方法。
  8. (8)試料の最終PHが約7.2〜約7.8である、特
    許請求の範囲第7項に記載の方法。
  9. (9)試料を第1緩衝液と混合したのち試料のPHを約
    11.0〜約11.8に調整する、特許請求の範囲第8
    項に記載の方法。
  10. (10)塩基が水酸化ナトリウムである、特許請求の範
    囲第9項に記載の方法。
  11. (11)試料溶液が約90〜約100℃の温度に加熱さ
    れる、特許請求の範囲第10項に記載の方法。
  12. (12)クラミジア・トラコマチス(Chlamydi
    a trachomatis)の主要外膜蛋白質を検出
    するために用いられる、特許請求の範囲第11項に記載
    の方法。
  13. (13)試料が加熱されたのち約25℃に冷却される、
    特許請求の範囲第12項に記載の方法。
  14. (14)中和用第2緩衝液がシユクロースホスフエート
    である、特許請求の範囲第13項に記載の方法。
  15. (15)アツセイがラジオイムノアツセイである、特許
    請求の範囲第14項に記載の方法。
  16. (16)アツセイが酵素結合免疫吸着アツセイである、
    特許請求の範囲第14項に記載の方法。
  17. (17)頸管または尿道の試験スワプなどの試料を採取
    し;試料をpH約7.0のシユクロースホスフエートか
    らなる緩衝液に入れ; 試料を該緩衝液と混合して試料溶液を調製し;試料溶液
    に約0.4Mの水酸化ナトリウム溶液を一定量添加し、
    これにより試料溶液のpHを約11.0〜11.8に高
    め; 試料溶液の温度を約100℃に高め; 試料溶液を上記の温度で約15分間インキュベートし; 試料溶液を約20〜約30℃の温度に冷却し;冷却した
    試料溶液のpHをpH約6.1の中和用ホスフェート緩
    衝液により約7.2〜7.8に低下させ;そして 試料をアツセイして抗原の存在を検出することよりなる
    、クラミジア・トラコマチスの主要外膜蛋白質の検出法
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