JPWO2018012011A1 - 口腔内検査方法 - Google Patents

口腔内検査方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2018012011A1
JPWO2018012011A1 JP2017508589A JP2017508589A JPWO2018012011A1 JP WO2018012011 A1 JPWO2018012011 A1 JP WO2018012011A1 JP 2017508589 A JP2017508589 A JP 2017508589A JP 2017508589 A JP2017508589 A JP 2017508589A JP WO2018012011 A1 JPWO2018012011 A1 JP WO2018012011A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bacteria
oral
probe
periodontal disease
streptococcus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017508589A
Other languages
English (en)
Inventor
あい 原
あい 原
伸也 村上
伸也 村上
剛徳 野崎
剛徳 野崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Publication of JPWO2018012011A1 publication Critical patent/JPWO2018012011A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/689Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for bacteria
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0088Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for oral or dental tissue
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • C12Q1/06Quantitative determination
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • 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
    • G01N33/56911Bacteria
    • G01N33/56955Bacteria involved in periodontal diseases
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6893Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids related to diseases not provided for elsewhere
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14507Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/34Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase
    • C12Q1/37Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase involving peptidase or proteinase
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/18Dental and oral disorders
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Abstract

簡便な方法で、歯周病及びう蝕の状態を判定することができる方法や、口腔内細菌検出により歯周病の重症度、治療効果、悪化リスクを判定することができる方法等を提供する。本発明は、例えば、被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中に存在する細菌量を測定することにより、歯周病及び/又はう蝕の状態を判定する、口腔内検査方法である。

Description

本発明は、歯周病及び/又はう蝕の状態を判定する口腔内検査方法等に関する。
口内の2大疾患である歯周病及びう蝕(う蝕)は、複数の細菌が関与する細菌感染症である。
歯周病は原因細菌(細菌因子)、免疫(宿主因子)及び生活習慣が関与して進行する多因子疾患であるが、その発症には、必ず歯周病原性細菌が関与する。

歯周病原性細菌としては、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis、Treponema denticola、Campylobacter rectus、Fusobacterium nucleatum、Prevotella intermedia、Aggregatibacter actinomycetemcomitans等が報告され(非特許文献1及び2)、その中でもPorphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの3菌種は「Red Complex」と呼ばれ、慢性歯周炎の原因菌として重要視されている。「Red Complex」が存在すると歯周病の悪性度が高くなることが知られており、「Red Complex」を構成する細菌は臨床上重要な細菌とされている。
その他、Aggregatibacter actinomycetemcomitansは侵襲性歯周炎の原因菌として、Prevotella intermediaは思春期性あるいは妊娠性歯周炎の原因菌として報告されている(非特許文献1及び2)。
歯周病の細菌検査として、プラークあるいは唾液中の”Red Complex”の3種類の細菌を合計した値と歯周病の状態(進行度)の関連が報告されている。具体的には、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの少なくとも1種の細菌数の合計が、総菌数に対して0.5%未満の場合を「低」、総菌数に対して0.5%以上5%未満の場合を「中」、総菌数に対して0.5%以上の場合を、「高」であると判定する(非特許文献3)。
う蝕は、原因細菌としてStreptococcus mutansが知られており、この原因細菌が糖類を代謝することにより乳酸を産生し、この結果、口内環境が酸性になり、エナメル質の脱灰が起こることが知られている。
う蝕の細菌検査としては、ミュータンス連鎖球菌群と乳酸杆菌を培養して検査するキットが市販されており、診断の一つの材料として利用されている。培養した結果から、目視で、およそのコロニー数として判定する。
培養評価では、100000CFU/mL未満で「クラス0」、100000CFU/mL以上500000CFU/mL未満で「クラス1」、500000CFU/mL以上1000000CFU/mL未満で「クラス2」、1000000CFU/mL以上で「クラス3」と分類されている。
歯周病又はう蝕の原因菌の細菌検査法としては、顕微鏡による観察法、培養法、酵素活性法、免疫学的手法、DNAプローブ法、PCR法、RealtimePCR法がある。
歯周病又はう蝕のどちらか一項目に関連し、細菌数を算出する方法はこれまでにも多く報告されている。たとえば、リアルタイムPCR法を用いて、唾液中におけるPorphyromonas gingivalis及び/又はBacteroides forsythusの菌体数を検出する方法が挙げられる(特許文献1)。また、リアルタイムPCR法を用いて、総連鎖球菌の菌数に対するミュータンス連鎖球菌の比率を算出するなどがあげられる(特許文献2)。

ところで、歯周病原性細菌数を算出する方法としては、たとえば、培養法、リアルタイムPCR、次世代シーケンサー、DNAマイクロアレイを用いた方法が報告されている。より詳細には、リアルタイムPCR法を用いて、唾液中におけるPorphyromonas gingivalis及び/又はBacteroides forsythusの菌体数を個別に検出する報告もある(特許文献3及び4)。

また、細菌叢のゲノムDNAを回収して制限酵素処理し、断片化されたDNAの情報から細菌叢を、パターンの類似度を指標として認識するT−RFLP法も報告されている(特許文献5)。この報告によれば、歯科臨床指標と相関のある細菌叢由来のパターンが特定された。しかしながら、個々の具体的な細菌数の情報は含まれておらず、それ以上の解釈には至っていなかった。T−RFLP法は、細菌群集の構成をピークパターンとして表すことができ容易に多検体の比較解析が可能であるが、一方で、各ピークが必ずしも1細菌種に由来しないことから、細菌群集構成の把握は困難である(非特許文献4)。
また、総細菌を検出する方法として、各微生物間において保存性の高い領域を選択したユニバーサルプライマーを利用した報告もある(特許文献6〜8)。
DNAマイクロアレイの例では、検体調製のPCRの工程において1組のユニバーサルプライマーを設定して、口腔内細菌20種類を検出した報告がある(非特許文献5〜8)。
これまで、「Red Complex」の少なくとも1種類の細菌数を測定し、歯周病重症度の指標とするような例もあった。しかし、歯周病は複数の細菌が原因となる疾患であるため、限られた細菌の測定では、十分なエビデンスにならないばかりか、歯周病の重症度又は原因細菌を見過ごすことも想定される。
また、歯周病の治療効果の判断指標は、歯科医師の経験に基づいて取得される臨床情報によるものが基本であり、ほとんどの場合において、細菌が除去されたことまでは、確認されていない。
さらに、歯周病の初期段階における歯周病悪化の指標はなかった。したがって、多くの患者が歯周病に罹患したと気付づく頃には既に歯周病は進行しており、歯周病の症状に気づいてからその治療を開始したとしても、その治療が効果を奏さないことが多いため、歯周病の悪化に関して効果的な予測方法も求められている。
特許第4252812号 特開2008−206516号公報 特開2004−229537号公報 国際公開第2002/010444号 特開2011−193810号公報 国際公開第03/106676号 特表2004−504069号公報 特開2007−068431号公報
Socransky,S.S. et al. J Clin Microbiol,37,1426−30,1999 細菌検査を用いた歯周治療のコンセプト 医学情報社 編著:三辺正人、吉野敏明、P.3、平成17年6月発行 歯周疾患者における抗菌療法の診療ガイドライン 日本歯周病学会編集 常在細菌叢が操るヒトの健康と疾患 羊土社 編集:大野博司、服部正平 P.97、2014年3月発行 Eberhard,J. et al. Oral Microbiol Immunol 2008;23:21−8. Topcuoglu,N. et al. J Clin Pediatr Dent 2013;38:155−60. Topcuoglu,N. et al. Anaerobe 2015;35:35−40. Henne,K. et al. J Oral Microbiol 2014;6:25874.

そこで、本発明は、簡便な方法で、歯周病及び/又はう蝕の状態を判定することができる方法を提供することを目的とする。
本発明は、詳細に口腔内細菌を検出することにより、歯周病の重症度、歯周病の治療効果、又は歯周病の悪化リスクを判定することができる方法などを提供することを目的とする。

本発明者は、前記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、口腔内試料中に存在する細菌の総菌数に対する特定の細菌数の割合を求めることにより、歯周病及び/又はう蝕の状態を判定することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 また、本発明者は、口腔内試料中に存在する特定の細菌数を求めることにより、歯周病の重症度、歯周病の治療効果、歯周病の悪化リスクなどを判定することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
(1)被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中に存在する細菌量を測定することにより、歯周病及び/又はう蝕の状態を判定する、口腔内検査方法。
(2)口腔内試料中に存在する細菌の総菌数に対する特定の細菌の菌数の割合を求めることにより、歯周病及び/又はう蝕の状態を判定する、前記(1)記載の方法。
(3)口腔内試料として唾液を用いる場合、唾液中に存在する細菌のうち、
Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaからなる群から選ばれる少なくとも1種類の細菌の菌数の合計が、
総菌数に対して0.01%未満の場合を、歯周病の症状が「軽度」、
総菌数に対して0.01%以上0.5%未満の場合を、歯周病の症状が「中程度」、
総菌数に対して0.5%以上の場合を、歯周病の症状が「重度」
であると判定する、前記(2)記載の方法。
(4)口腔内試料として唾液を用いる場合、唾液中に存在する細菌のうち、
Streptococcus mutansの菌数が、
総菌数に対して0.05%未満の場合を、う蝕の症状が「軽度」、
総菌数に対して0.05%以上2.5%未満の場合を、う蝕の症状が「中程度」、
総菌数に対して2.5%以上の場合を、う蝕の症状が「重度」
であると判定する、前記(2)記載の方法。
(5)口腔内試料としてプラークを用いる場合、プラーク中に存在する細菌のうち、
Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaからなる群から選ばれる少なくとも1種類の細菌の菌数の合計が、
総菌数に対して0.1%未満の場合を、歯周病の症状が「軽度」、
総菌数に対して0.1%以上5%未満の場合を、歯周病の症状が「中程度」、
総菌数に対して5%以上の場合を、歯周病の症状が「重度」
であると判定する、前記(2)記載の方法。
(6)被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中の
特定の細菌の細菌量、
口腔内試料中に存在する総菌量、又は
特定の細菌量と口腔内試料中に存在する総菌量の両方
を測定する工程、及び
得られた測定結果について統計解析を行うことにより、歯周病の重症度を判定する工程
を含む、前記(1)記載の方法。
(7)歯周病の治療前後における被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中の
特定の細菌の細菌量、
口腔内試料中に存在する総菌量、又は
特定の細菌量と口腔内試料中に存在する総菌量の両方
を測定する工程、
前記治療前における細菌量と前記治療後における細菌量との比較結果に基づいて、歯周病の治療効果を判定する工程
を含む、前記(1)記載の方法。
(8)被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中の
特定の細菌の細菌量、
口腔内試料中に存在する総菌量、又は
特定の細菌量と口腔内試料中に存在する総菌量の両方
を測定する工程、及び
得られた細菌量の比率に基づいて、歯周病の悪化リスクを判定する工程
を含む、前記(1)記載の方法。
(9)口腔内試料中の特定の細菌が、Porphyromonas属、Tannerella属、Treponema属、Prevotella属、Campylobacter属、Fusobacterium属、Parvimonas属、Streptococcus属、Aggregatibacter属、Capnocytophaga属、Eikenella属、Actinomyces属、Veillonella属、Selenomonas属、Lactobacillus属、Pseudomonas属、Haemophilus属、Klebsiella属、Serratia属、Moraxella属及びCandida属に属する細菌からなる群から選ばれる少なくとも一種である、前記(6)又は(7)に記載の方法。
(10)口腔内試料中の特定の細菌が、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola、Prevotella intermedia、Aggregatibacter actinomycetemcomitans、Fusobacterium nucleatum subsp. vincentii、Fusobacterium nucleatum subsp. polymorphum、Fusobacterium nucleatum subsp. animalis、Fusobacterium nucleatum subsp. nucleatum、Streptococcus sanguis、Streptococcus mitis、Actinomyces viscosus、Streptococcus aureus、Pseudomonas aeruginosa、Streptococcus pyogenes、Streptococcus pneumoniae、Campylobacter gracilis、Campylobacter rectus、Campylobacter showae、Fusobacterium periodonticum、Parvimonas micra、Prevotella nigrescens、Streptococcus constellatus、Campylobacter concisus、Capnocytophaga gingivalis、Capnocytophaga ochracea、Capnocytophaga sputigena、Eikenella corrodens、Streptococcus gordonii、Streptococcus intermedius、Streptococcus mitis bv 2、Actinomyces odontolyticus、Veillonella parvula、Actinomyces naeslundii II及びSelenomonas noxiaからなる群から選ばれる少なくとも一種である、前記(6)又は(7)記載の方法。
(11)口腔内試料中の特定の細菌が、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola、Fusobacterium nucleatum、Campylobacter rectus、Streptococcus constellatus、Streptococcus gordonii、Streptococcus mitis、Streptococcus oralis、Streptococcus sanguinis及びVeillonella parvulaからなる群から選ばれる少なくとも一種である、前記(6)又は(7)記載の方法。
(12)口腔内試料中の特定の細菌が、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia及びTreponema denticolaからなる群から選ばれる少なくとも一種及びFusobacterium nucleatumである、前記(8)記載の方法。
(13)以下の(1)〜(3)の工程を含む細菌数の算定方法により口腔内試料中に存在する細菌数を測定する、請求項1記載の方法。
(1)被検サンプルから得られるデータを絶対量指標プローブのシグナル強度と比較し、補正する工程
(2)予め単離された検出対象細菌のそれぞれについて、当該検出対象細菌を検出するためのプローブのシグナル強度比から細菌数算出式を求める工程
(3)上記(2)の工程で得た算出式を用いて、上記(1)の工程で補正したシグナル強度から各検出対象菌種の細菌数を算定する工程
(14)配列番号193〜198及び201〜204に示される塩基配列又は該塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAのうちの1種又は2種以上からなる、プライマー又はプライマーセット。
(15)配列番号97、100、120、121、122、129、130、152若しくは155に示される塩基配列又は該塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNA、あるいは、
該DNAに対し相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ口腔内細菌に由来する核酸の塩基配列のうちの少なくとも一部の塩基配列を検出し得る機能を有するDNA
を含む、オリゴヌクレオチドプローブ。

本発明によれば、簡便な方法で、歯周病及び/又はう蝕の状態を判定することができる。
また、本発明によれば、簡便な方法で、口腔内細菌を検出することにより、歯周病の重症度、歯周病の治療効果、歯周病の悪化リスクを判定することができる。特に、従来の培養法と比較して、当該判定をより高い精度で行うことができ、さらにリアルタイムPCR及びシーケンサーより作業効率よく安価に行うことができる。

クラスター分類の結果を示す図である。 クラスター分類の結果を示す図である。 ヒートマップを示す図である。

以下、本発明を詳細に説明する。本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更し実施することができる。なお、本明細書は、本願優先権主張の基礎となる特願2016−136579号明細書(2016年7月11日出願)の全体を包含する。また、本明細書において引用された全ての刊行物、例えば先行技術文献、及び公開公報、特許公報その他の特許文献は、参照として本明細書に組み込まれる。
本発明の口腔内検査方法は、前述のとおり、口腔内試料中に存在する細菌量を測定することにより、歯周病及び/又はう蝕の状態を判定する方法である。
当該口腔内検査方法の具体的な態様としては、限定はされないが、例えば、
A)口腔内試料中に存在する細菌の総菌数に対する特定の細菌の菌数の割合を求めることにより、前記判定をする方法や、 B)被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中細菌量を測定し、得られた測定結果に基づいて、前記判定をする方法

などが挙げられる。
以下、これらA)及びB)の方法について、それぞれ説明する。
I.前記A)の方法について
本明細書においては、口腔内試料中の細菌の菌数を測定する方法については、DNAチップを用いた方法を中心に述べるが、DNAチップを用いる方法以外の方法、例えば、インベーダー法、リアルタイムPCR法、インベーダーPCR法等によって口腔内試料中の細菌の菌数を測定することもできる。
1.口腔内細菌量の測定に用いるオリゴヌクレオチドプローブ
本発明の方法においては、被験者から採取された口腔内試料から口腔内細菌量を測定する際に、DNAチップを使用することができ、当該DNAチップには、例えば、以下のプローブ(a)と、プローブ(b)及び(c)の少なくとも一方のプローブとを搭載することができる。なお、一般的に、DNAチップとは、プローブが配置された基盤の総称である。また、本明細書においては、DNAチップ及びDNAマイクロアレイ等の名称については、それぞれ区別はせず、同義語であるとする。

(a)検出対象の細菌の遺伝子それぞれに特異的にハイブリダイズする核酸からなるプローブ

(b)すべての細菌の遺伝子にハイブリダイズする核酸からなる総量指標プローブ

(c)1種類又は複数種類の絶対量指標それぞれに特異的にハイブリダイズする核酸からなるプローブ

(1)測定対象となる口腔内細菌

本発明の検査方法において、測定対象となる口腔内細菌としては、限定はされないが、
Porphyromonas属に属する細菌、Tannerella属に属する細菌、Treponema属に属する細菌、Prevotella属に属する細菌、Campylobacter属に属する細菌、Fusobacterium属に属する細菌、Parvimonas属に属する細菌、Streptococcus属に属する細菌、Aggregatibacter属に属する細菌、Capnocytophaga属に属する細菌、Eikenella属に属する細菌、Actinomyces属に属する細菌、Veillonella属に属する細菌、Selenomonas属に属する細菌、Lactobacillus属に属する細菌、Pseudomonas属に属する細菌、Haemophilus属に属する細菌、Klebsiella属に属する細菌、Serratia属に属する細菌、Moraxella属に属する細菌、及びCandida属に属する細菌などを、検出対象菌種とすることができる。

より詳細には、例えば、現在歯周病やう蝕に関連していると考えられる、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola、Prevotella intermedia、Aggregatibacter actinomycetemcomitans、Fusobacterium nucleatum subsp. vincentii、Fusobacterium nucleatum subsp. polymorphum、Fusobacterium nucleatum subsp. animalis、Fusobacterium nucleatum subsp. nucleatum、Streptococcus sanguis、Streptococcus mitis、Actinomyces viscosus、Streptococcus aureus、Pseudomonas aeruginosa、Streptococcus pyogenes、Streptococcus pneumoniae、Campylobacter gracilis、Campylobacter rectus、Campylobacter showae、Fusobacterium periodonticum、Parvimonas micra、Prevotella nigrescens、Streptococcus constellatus、Campylobacter concisus、Capnocytophaga gingivalis、Capnocytophaga ochracea、Capnocytophaga sputigena、Eikenella corrodens、Streptococcus gordonii、Streptococcus intermedius、Streptococcus mitis bv 2、Actinomyces odontolyticus、Veillonella parvula、Actinomyces naeslundii II、Selenomonas noxia、及びStreptococcus mutansなどのうち少なくとも一種の細菌を検出対象菌種とすることが好ましく、より好ましくは、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola、Streptococcus mutansである。

(2)プローブ(a)について

本発明において、プローブ(a)として使用され得るオリゴDNAは、口腔内細菌に由来する核酸の塩基配列のうちの特定の領域中の塩基配列とハイブリダイズすることができるものである。ここで、当該核酸は、染色体DNAやプラスミドDNA等を含むDNA及びRNAのいずれでもよく限定はされないが、染色体DNAであることが好ましい。具体的には、本発明においてプローブとして使用されるオリゴヌクレオチドは、前記口腔内細菌の染色体DNA中の16S rRNA遺伝子の塩基配列とハイブリダイズすることができるものである。

本発明に用い得るプローブは、検出目的となる各種の前記口腔内細菌に特異的な塩基配列となるような領域を選択してその領域の塩基配列を設計することが好ましい。一般的に、プローブの設計の際には、特異的な領域を選択することに加え、融解温度(Tm)がそろっていて、二次構造を形成しにくいものである必要がある。

口腔内細菌の各々の種に対応する特異的な塩基配列は、例えば、マルチプルアラインメントをとり、種間で異なる領域にプローブを設計するなどの手段により見出すことができる。アラインメントをとるためのアルゴリズムには、特に限定はないが、より具体的な解析プログラムとしては、例えば、ClustalX1.8等のプログラムを利用することができる。アラインメントをとる際のパラメータは、各プログラムのデフォルト状態で実行してもよいが、プログラムの種類などに応じて適宜調整することができる。

一方で、プローブの特異性は、属レベルの特異性を基に同じ属の細菌を一括に検出するものであってもよいし、個々の種レベルで検出可能な特異性であってもよく、細菌検出の目的に応じて適宜判断が可能である。

(3)プローブ(b)について

総量指標プローブは、特定のプライマー対で増幅できた、検体の中のすべての細菌を捕捉する目的のプローブである。細菌を検出する上では、検出対象細菌が、非検出対象細菌を含む全体の細菌の中でどの程度の割合であるのか、また、そもそも検体中にどれくらいの量の細菌が存在しているのかといった観点から細菌の総量を検出することもきわめて重要となる。

非検出対象細菌は、存在や種類は分かっているが検出対象としなくてもよい細菌、及び存在や種類が不明である細菌の和(合計)として理解できる。

細菌の総量を検出するためには、例えば、DNAチップとは独立に細菌の総量を測定することも可能であるが、DNAチップ中に細菌の総量の指標となるプローブを搭載しておくことにより操作の簡便性が向上する。プローブについては、プライマー対によって増幅される塩基配列の中から、多種類の菌種に共通な塩基配列を使用してもよい。そのような配列が見つからない場合は、比較的共通な配列を複数設計し、それらを総合的に判断することで総量指標プローブとしてもよい。総量指標プローブは、好ましくは、検体に含まれる細菌に由来する核酸にハイブリダイズするプローブ、詳しくは、前記特定のプライマー対により増幅される塩基配列のうちの、検出対象となる複数種類の細菌が共通に有する塩基配列を含むプローブである。総量指標プローブの例を、表1−1−1(配列番号60)に示す。

総量指標は、個々の菌種特異的な増幅産物の合計量を表すため、一般的に量が多くなることから、目的のシグナル強度が、検出可能なシグナル強度の範囲を超えてしまうことがある。

そのような状況を防ぐためには、ハイブリダイゼーションに供する検体量を制限することが望ましい。又は、プローブを設計する際には、例えば当該プローブのTm値を低くする。具体的にはGC含量を少なくすることや、プローブの配列長自体を短くする方法が考えられる。

また、ハイブリダイゼーションに際して、増幅された核酸と総量指標プローブとのハイブリダイゼーションに対して競合的に作用するような核酸を添加することで、シグナル強度の低減化を図ることが可能である。このような核酸としては、例えば、総量指標プローブと全て又は部分的に同じ配列を有する核酸、又は総量指標プローブの相補配列を全て又は部分的に有する核酸などが挙げられる。

(4)プローブ(c)について

絶対量指標プローブは、絶対量指標の核酸にのみハイブリダイズするプローブである。

本明細書において、絶対量指標とは、増幅反応やハイブリダイゼーション反応の前に、検体中に一定量添加する核酸である。絶対量指標は、通常の増幅反応を行えば増幅反応が確実に行われる核酸であり、いわゆる陽性コントロールとしての役割を果たす。

従って、絶対量指標に特異的なプローブを、DNAチップに搭載しておけば、その検出結果から、増幅反応やハイブリダイゼーション等が適切に実施されたかを確認することができる。また、絶対量指標を1種類設定した場合、複数のDNAチップから得られる絶対量指標のシグナル強度は一定になるはずであり、多少増幅効率やハイブリダイゼーション効率が増減した場合に、絶対量指標のシグナル強度を比較することにより補正係数を算出することができる。複数のDNAチップにおいて、補正したシグナル強度は比較することができる。

細菌それぞれに特異的なプローブの例を、表1−1−1に示す(配列番号3〜59)。また、絶対量指標用プローブの例を表1−1−1(配列番号61〜75)に、また絶対量指標の例を表1−1−2(配列番号76〜90)に示す。

絶対量指標を増幅反応前に添加するのであれば、特定のプライマー対にて増幅される核酸であること、すなわちプライマー対と相補な塩基配列を所持していること、かつ、ハイブリダイゼーションで検出するためには、検出対象細菌、非検出対象細菌いずれにおいても所持していない塩基配列を所持している必要がある。
特定のプライマーとは、増幅対象配列が限定されるという意味であり、プライマー対は必ずしも1対である必要はない。必要に応じて2対以上のプライマー対を用いるマルチプレックス手法も適用できる。プライマー対の例を表1−2に示す。細菌増幅用プライマー対(配列番号1、2)や、絶対量指標用プライマー対(配列番号91、92)を利用することが可能である。
本発明のプライマー設計方法は、まず、解析対象細菌の多様性を示す可変領域を少なくともひとつ選択し、選択した可変領域の前後に、保存性の高いユニバーサルプライマー設計領域を選択し、プライマー配列を設計する。対象となる可変領域は、限定はされないが、ゲノム配列のうち、すべての細菌が有する16S rRNA遺伝子などが挙げられる。16S rRNA遺伝子のうち、全長又は、可変領域V1−V9の一つ以上の領域を対象とすることが望ましい。より好ましくは、可変領域V3−V4を対象とすることが望ましい。
プライマーの網羅性を評価するために、細菌のゲノム配列を広範囲に取得しているデータベースを活用する。具体的には、RDP、NCBI、KEGG、MGDBなどが挙げられる。
一例として、設計したユニバーサルプライマー配列を、RDPのデータベースのProbe Matchに入力する。結果の一覧において、Total search中の完全一致数が得られる。完全一致数がTotal Searchに近いほど、その網羅性が高い。このとき、条件として、Strainは、Typeを選択しても良い。また、Sourseは、Isolatesを選択しても良い。
絶対量指標は、例えば、産業技術総合研究所が開発した定量解析用核酸標準物質を利用しても良いし、新たに設計しても良い。設計する場合には、例えば、ソフトウェア「EXCEL」(MICROSOFT社製)のRNDBETWEEN関数を使用し、1から4までの整数をランダムにX個(Xは任意の数)発生させ、それをつなげて1から4までの数値のみから構成されるX桁の数値とし、1をA、2をT、3をC、4をGと置き換えることにより、ATGCのX塩基によるランダム配列を多数得ることができる。
これらの配列につき、GとTの和がAとTの和と同数になる配列のみを抜粋し、抜粋された配列を、NCBIのGenBank等のデータベースに対してBlast検索し、生物由来の核酸に対し、類似配列の少ないものを選抜し、配列の両末端にプライマー配列を付加することで、設計可能である。また、設計された配列を適宜連結させて長くしたり、部分的に除去して短くしたりすることも可能である。
増幅反応時における反応効率をなるべく一定にするために、検出対象細菌にて増幅される塩基長と絶対量指標の増幅塩基長は大きな差のないようにすることが望ましい。例えば、検出対象細菌の増幅産物が500bp程度となるのであれば、絶対量指標の増幅産物は300bpから1000bp程度とすることが望ましい。
一方で、増幅後に電気泳動等で増幅鎖長を確認する場合においては、検出対象細菌とは異なる長さの増幅産物となるように設計した上で、絶対量指標由来の増幅産物を検出対象細菌のバンドとは異なる位置で検出し、ハイブリダイゼーションの前に増幅反応の成否を確認することも可能である。
最後に、検体中に含まれる絶対量指標はあまりにも濃度が高いと検出対象の細菌と増幅反応における競合が激しくなり、本来検出できるはずの検出対象細菌が検出できなくなる可能性もあるため、アプリケーションに応じて適宜濃度調整をする必要がある。
本発明に用いるプローブを設計する際は、ハイブリダイゼーションにおけるストリンジェンシーを考慮する必要がある。ストリンジェンシーをある程度緊密にすることによって、各種の口腔内細菌において各々の核酸中の特定の領域間で類似する塩基配列領域が存在しても、他の異なる領域を区別してハイブリダイズすることができる。また、当該特定の領域間の塩基配列がほとんど異なる場合は、ストリンジェンシーを緩やかに設定することができる。
このようなストリンジェンシーの条件としては、例えば緊密条件の場合は50〜60℃の条件下でのハイブリダイゼーションであり、ゆるやかな条件の場合は30〜40℃の条件下でのハイブリダイゼーションである。ハイブリダイゼーションの条件において、ストリンジェントな条件としては、例えば、「0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20、40℃」、「0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20、37℃」、「0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20、30℃」、よりストリンジェントな条件としては、例えば「0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20、50℃」、「0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20、55℃」、「0.06M Tris・HCl/0.06M NaCl/0.05% Tween−20、60℃」等の条件を挙げることができる。より詳細には、プローブを添加して1時間以上50℃に保ってハイブリッド形成させ、その後、0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20中、50℃で20分の洗浄を4回、最後に、0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl、50℃で10分の洗浄を1回行う方法もある。ハイブリダイゼーション、又は洗浄の際の温度を上げることにより、よりストリンジェントな条件を設定することができる。当業者であれば、このようなバッファーの塩濃度、温度等の条件に加えて、その他のプローブ濃度、プローブの長さ、反応時間等の諸条件を加味し、条件を設定することができる。ハイブリダイゼーション法の詳細な手順については、「Molecular Cloning, A Laboratory Manual 4th ed.」(Cold Spring Harbor Press (2012)、「Current Protocols in Molecular Biology」(John Wiley & Sons (1987−1997)) 等を参照することができる。
本発明に用いるプローブの長さは、限定はされないが、例えば、10塩基以上が好ましく、さらに好ましくは16〜50塩基であり、さらに好ましくは18〜35塩基である。プローブの長さが適切であれば(前記範囲内であれば)、非特異的なハイブリダイゼーション(ミスマッチ)を抑制し、特異的な検出に使用することができる。
本発明に用いるプローブの設計の際には、Tmを確認しておくことが好ましい。Tmとは、任意の核酸鎖の50%がその相補鎖とハイブリッド形成する温度を意味し、鋳型DNA又はRNAとプローブとが二本鎖を形成してハイブリダイズするためには、ハイブリダイゼーションの温度を最適化する必要がある。一方、この温度を下げすぎると非特異的な反応が起こりやすくなるため、温度は可能な限り高いことが望ましい。従って、設計しようとする核酸断片のTmはハイブリダイゼーションを行う上で重要な因子である。Tmの確認には、公知のプローブ設計用ソフトウェアを利用することができ、本発明で利用可能なソフトウェアとしては、例えばProbe Quest(登録商標;ダイナコム社)などが挙げられる。またTmの確認は、ソフトウェアを使わずに自ら計算することによっても行うことができる。その場合には、最近接塩基対法(Nearest Neighbor Method)、Wallance法、GC%法等に基づく計算式を利用することができる。本発明のプローブにおいては、限定はされないが、平均Tmが約35〜70℃又は45〜60℃であることが好ましい。なお、プローブとして特異的なハイブリダイズが可能な条件としては、その他にもGC含量等があり、その条件は当業者に周知である。
また、本発明に用いるプローブを構成するヌクレオチドは、DNA及びRNA、又はPNAのいずれであってもよく、DNA、RNA及びPNAの2種以上のハイブリッドであってもよい。
本発明に用いるプローブとしては、具体的には、例えば、以下の(d)又は(e)のDNAの塩基配列を含むものが好ましく挙げられる。例えば、表1−2に示すプライマー(配列番号1、2)を用いて増幅する場合、前掲の表1−1−1(配列番号3〜59)に示す配列をプローブとすることが可能であり、配列番号3〜59に示される塩基配列から選ばれる少なくとも2つの配列を用いることが好ましい。また、配列番号3〜59に示される塩基配列から選ばれる少なくとも2つの配列の相補配列であってもよく、配列番号3〜59に示される塩基配列から選ばれる少なくとも2つの配列と実質的に同一の配列又は配列番号3〜59に示される塩基配列から選ばれる少なくとも2つの配列の相補配列と実質的に同一の配列であってもよい。
ここで、実質的に同一とは、配列番号3〜59に記載の配列又は相補配列に対してストリンジェントな条件下で特異的にハイブリダイズするものである。
(d) 配列番号3〜59に示される塩基配列からなるDNA
(e) 前記(d)のDNAに対し相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ口腔内細菌に由来する核酸の塩基配列のうちの少なくとも一部の塩基配列を検出し得る機能を有するDNA
前記(d)の各種DNAについて、それらの具体的な塩基配列、プローブ名、検出対象となる口腔内細菌については、前掲の表1−1−1の記載が参照できる。
また、前記(e)のDNAは、前記(d)の各種DNA若しくはそれと相補的な塩基配列からなるDNA、又はこれらを断片化したものをプローブとして用い、コロニーハイブリダイゼーション、プラークハイブリダイゼーション、及びサザンブロット等の公知のハイブリダイゼーション法を実施し、cDNAライブラリーやゲノムライブラリーから得ることができる。ライブラリーは、公知の方法で作製されたものを利用してもよいし、市販のcDNAライブラリーやゲノムライブラリーを利用してもよく、限定はされない。ハイブリダイゼーション法の詳細な手順については、前記と同様のものを参照することができる。ハイブリダイズするDNAとしては、前記(d)のDNAの塩基配列に対して少なくとも60%以上の相同性を有する塩基配列であることが好ましく、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、特に好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上である。
本発明に用いるプローブは、例えば、通常のオリゴヌクレオチド合成法を使用して化学合成する(精製はHPLC等により行う)ことにより作製することができる。そのようなプローブは、例えば、Probe Quest(登録商標:ダイナコム社製)により設計することができる。また、本発明のプローブには、例えば、タグ配列などの付加配列が含まれていてもよい。

本発明の方法において、検出目的となる前記口腔内細菌が有する核酸の塩基配列は、当該塩基配列そのものである必要はなく、塩基配列の一部が欠失、置換、挿入等により変異が生じたものであってもよい。したがって、検出目的の核酸の塩基配列は、当該塩基配列に相補的な配列と、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつそれぞれの塩基配列に由来する機能や活性を有する変異型遺伝子も対象とすることができ、プローブは、このような変異型遺伝子の塩基配列を基礎として設計することもできる。ここで「ストリンジェントな条件」は、前記と同様の条件を適用することができる。
2.口腔内細菌量の測定に用いる口腔内細菌遺伝子検出用DNAチップ
前記したように、本発明の方法においては、DNAチップを用いることができ、当該DNAチップは、前記1.項で説明した各種オリゴヌクレオチドプローブが支持体となる基盤に複数配置されたものである。

支持体となる基盤の形態としては、平板(ガラス板、樹脂板、シリコン板等)、棒状、ビーズ等のいずれの形態のものも使用できる。支持体として、平板を使用する場合は、その平板上に、所定の間隔もって、所定のプローブを種類毎に固定することができる(スポッティング法等;Science 270, 467−470 (1995)等参照)。また、平板上の特定の位置で、所定のプローブを種類毎に逐次合成していくこともできる(フォトリソグラフィー法等;Science 251, 767−773 (1991)等参照)。他の好ましい支持体の形態としては、中空繊維を使用するものが挙げられる。支持体として中空繊維を使用する場合は、所定のプローブを種類毎に各中空繊維に固定し、すべての中空繊維を集束させ固定した後、繊維の長手方向で切断を繰り返すことにより得られるDNAチップ(以下「繊維型DNAチップ」と言う)が好ましく例示できる。このマイクロアレイは、貫通孔基板に核酸を固定化したタイプのものと説明することもでき、いわゆる「貫通孔型DNAチップ」とも言われる(特許第3510882号公報等参照)。

プローブの支持体への固定方法は限定されず、どのような結合様式でもよい。また、支持体に直接固定することに限定はされず、例えば、予め支持体をポリリジン等のポリマーでコーティング処理し、処理後の支持体にプローブを固定することもできる。さらに、支持体として中空繊維等の管状体を使用する場合は、管状体にゲル状物を保持させ、そのゲル状物にプローブを固定することもできる。

以下、DNAチップの一形態である繊維型DNAチップに関して詳細に説明する。このDNAチップは、例えば、下記(i)〜(iv)の工程を経て作製することができる。

(i) 複数本の中空繊維を、中空繊維の長手方向が同一方向となるように3次元に配列して配列体を製造する工程

(ii) 前記配列体を包埋し、ブロック体を製造する工程

(iii) オリゴヌクレオチドプローブを含むゲル前駆体重合性溶液を前記ブロック体の各中空繊維の中空部に導入して重合反応を行い、プローブを含むゲル状物を中空部に保持させる工程

(iv) 中空繊維の長手方向と交差する方向で切断して、ブロック体を薄片化する工程

中空繊維に使用される材料としては、限定はされないが、例えば、特開2004−163211号公報等に記載の材料が好ましく挙げられる。

中空繊維は、その長手方向の長さが同一となるように3次元に配列される(工程(i))。配列方法としては、例えば、粘着シート等のシート状物に複数本の中空繊維を所定の間隔をもって平行に配置し、シート状とした後、このシートを螺旋状に巻き取る方法(特開平11−108928号公報参照)や、複数の孔が所定の間隔をもって設けられた多孔板2枚を孔部が一致するように重ね合わせ、それらの孔部に中空繊維を通過させ、その後2枚の多孔板の間隔を開いて仮固定し、2枚の多孔板間における中空繊維の周辺に硬化性樹脂原料を充満させて硬化させる方法(特開2001−133453号公報参照)などが挙げられる。

製造された配列体はその配列が乱れないように包埋される(工程(ii))。包埋の方法としては、ポリウレタン樹脂及びエポキシ樹脂等を繊維間の隙間に流し込む方法のほか、繊維どうしを熱融着により接着する方法等が好ましく挙げられる。

包埋された配列体には、各中空繊維の中空部に、オリゴヌクレオチドプローブを含むゲル前駆体重合性溶液(ゲル形成溶液)を充填し、中空部内で重合反応を行う(工程(iii))。これにより、各中空繊維の中空部に、プローブが固定されたゲル状物を保持させることができる。

ゲル前駆体重合性溶液とは、ゲル形成重合性モノマー等の反応性物質を含有する溶液であって、該モノマー等を重合、架橋させることにより該溶液がゲル状物となることが可能な溶液をいう。そのようなモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ビニルピロリドン、メチレンビスアクリルアミド等が挙げられる。この場合、溶液には重合開始剤等が含まれていてもよい。

中空繊維内にプローブを固定した後、中空繊維の長手方向と交差する方向(好ましくは直交する方向)で、ブロック体を切断して薄片化する(工程(iv))。このようにして得られた薄片は、DNAチップとして使用できる。当該DNAチップの厚みは、0.01mm〜1mm程度であることが好ましい。ブロック体の切断は、例えば、ミクロトーム及びレーザー等により行うことができる。

前記した繊維型DNAチップとしては、例えば、三菱レイヨン社製DNAチップ(Genopal TM)等が好ましく挙げられる。

繊維型DNAチップでは、前記のように、プローブはゲル内で3次元的に配列され、3次元構造を維持することが可能となる。そのため、表面をコートしたスライドガラスにプローブを結合させた平面DNAチップに比べて、検出効率が上昇し、高感度で高再現性の検査をすることが可能となる。

また、DNAチップに配置されるプローブの種類の数は、1つのDNAチップに500種類以下、好ましくは250種類以下、さらに好ましくは100種類以下が好ましい。このように配置されたプローブ数(種類)をある程度制限することにより、目的の口腔内細菌をより高感度で検出することが可能となる。なお、プローブの種類は塩基配列によって区別される。従って、通常、同じ遺伝子に由来のプローブであっても塩基配列が1個でも異なれば別の種類として特定する。
3.口腔内細菌遺伝子の検出
本発明の方法において、口腔内細菌量を測定するために当該細菌の遺伝子を検出する方法は、例えば、下記の工程を含む方法である。
(i)被験者から採取した口腔内試料を検体とし、検体中の核酸を抽出する工程
(ii)抽出した核酸を、前記した本発明のオリゴヌクレオチドプローブ又は本発明のDNAチップに接触させる工程
(iii)DNAチップから得られたシグナル強度から細菌量を算出する工程
以下に、当該検出方法の詳細を工程ごとに説明する。
(1)工程(i)について
本工程では、被験者又は被生物から採取した口腔内試料を検体とし、検体中に含まれる細菌の核酸を抽出する。採取する口腔内試料の種類は、特には限定されない。例えば、唾液、プラーク(歯肉縁下プラーク、歯肉縁上プラーク)、舌苔、口腔洗浄液等を使用することができ、これらの中でもプラークが好ましく、その中でも、歯周病細菌が最も多く棲息している場所から採取する歯肉縁下プラークがより好ましい。

口腔内試料を採取する方法は特には限定されず、試料の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、口腔内試料として唾液を使用する場合は、市販の唾液採取キットを利用する方法、綿棒を口に含み唾液を採取する方法、唾液を容器に直接採取する方法等が挙げられる。

口腔内試料としてプラークを使用する場合、歯ブラシによる歯面や歯間のブラッシング、綿棒による歯面擦過、歯間ブラシによる歯間擦過、ペーパーポイント法等が挙げられる。プラークの採取に使用した歯ブラシ、綿棒、歯間ブラシ又はペーパーポイントを滅菌水中に浸して必要に応じて撹拌等することにより、プラークを溶解又は懸濁させ、得られた溶液又は懸濁液を検体とすることもできる。採取するプラークの量は特には限定されず、例えば、ペーパーポイント1本分あれば良い。

口腔内試料として舌苔を使用する場合、綿棒による舌面擦過する方法等が挙げられる。プラークの採取に使用した綿棒を溶解又は懸濁させ、得られた溶液又は懸濁液を検体とすることもできる。採取する舌苔の量は特には限定されず、例えば、綿棒1本分あれば良い。

口腔内試料として口腔洗浄液を使用する場合、口腔洗浄液又は水を口に含み、口腔洗浄液又は水とともに唾液を容器に採取し、得られた溶液を検体とする方法が挙げられる。口腔洗浄液としては、例えば滅菌された生理食塩水等が挙げられる。

次いで、得られた口腔内試料中に存在する細菌の核酸抽出を行う。抽出の方法は限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、機器による自動抽出法、市販の核酸抽出キットを利用する方法、プロテイナーゼK処理後にフェノール抽出する方法、クロロホルムを利用する方法又は簡易抽出方法として、試料を加熱、溶解する方法等が挙げられる。また、特に検体中から核酸を抽出せず、次の工程に進んでも良い。

検体から得られた核酸は、そのままDNAチップ等に接触させてもよいし、PCR等により所望の塩基配列領域を増幅し、その増幅断片をDNAチップ等に接触させてもよく、限定はされない。得られた核酸をテンプレートとして増幅する領域は、本発明に用いるプローブ、又はDNAチップに配置したオリゴヌクレオチドの塩基配列を含む核酸領域をコードする部位である。増幅する所望の領域は、限定はされず、前記口腔内細菌の種を問わず保存性の高い領域の塩基配列を利用し、多種類の混合物を一度に増幅して得ることができる。このような増幅のための配列は、実験的に単離、精製し、単離されたポリヌクレオチドの塩基配列を解析し、その配列に基づいて決定してもよいし、また、塩基配列等の各種データベースで既知の塩基配列を検索し、アラインメントを取ることなどによって、In Silicoで決定してもよい。核酸又はアミノ酸などのデータベースは、特に限定されるものではないが、例えば、DDBJ(DNA Data Bank of Japan)、EMBL(European Molecular Biology Laboratry, EMBL nucleic acid sequence data library)、GenBank(Genetic sequence data bank)、NCBI(National Center for Biotechnology Information)のTaxonomyデータベース等を利用できる。

具体的に、増幅する所望の部位としては、前記口腔内細菌の染色体DNA中のリボソームRNA (16S rRNA)遺伝子であることが好ましい。当該領域の増幅に用い得るPCRプライマーとしては、例えば、表1−2の配列番号1、2が好ましく挙げられる。なお、PCR法による核酸の増幅は、定法に従って行うことができる。

本工程において抽出した核酸及びその増幅断片は、適宜標識化し、ハイブリダイズさせた後の検出過程において利用することも可能である。具体的には、PCRプライマーの末端を各種レポーター色素で標識しておく方法、反応性のヌクレオチドアナログを逆転写反応時に取り込ませる方法、ビオチン標識したヌクレオチドを取り込ませる方法などが考えられる。さらに、調製後に蛍光標識試薬と反応させて標識することも可能である。蛍光試薬としては、例えば、各種レポーター色素(例えば、Cy5、Cy3、VIC、FAM、HEX、TET、フルオレセイン、FITC、TAMRA、Texas red、Yakima Yellow等)を用いることができる。

(2)工程(ii)について

本工程では、工程(i)で得た核酸又はその増幅断片を、本発明に用いるプローブ又はDNAチップに接触させるが、具体的には、当該核酸等を含むハイブリダイゼーション溶液を調製し、当該溶液中の核酸等を、DNAチップに搭載されたオリゴヌクレオチドプローブに結合(ハイブリダイズ)させる。ハイブリダイゼーション溶液は、SDSやSSC等の緩衝液を用いて、定法に従い、適宜調製することができる。

ハイブリダイゼーション反応は、ハイブリダイゼーション溶液中の核酸等が、DNAチップに搭載されたオリゴヌクレオチドプローブとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るよう、反応条件(緩衝液の種類、pH、温度等)を適宜設定して行うことができる。なお、ここで言う「ストリンジェントな条件」とは、類似配列によるクロスハイブリダイゼーションを生じにくい、又は類似配列によってクロスハイブリダイゼーションした核酸を解離させる条件のことをいい、具体的には、ハイブリダイゼーション反応時又はハイブリダイゼーション後のDNAチップの洗浄条件を意味する。

例えば、ハイブリダイゼーション反応時の条件としては、反応温度は、35〜70℃が好ましく、より好ましくは40〜65℃であり、ハイブリダイズさせる際の時間は、約1分〜16時間が好ましい。

また、ハイブリダイゼーション後のDNAチップの洗浄条件としては、洗浄液組成は、0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20であることが好ましく、洗浄時の温度は、35〜80℃又は40〜65℃が好ましく、より好ましくは45〜60℃である。より具体的には、塩(ナトリウム)濃度が48〜780mMであり、温度が37〜80℃である条件が好ましく、より好ましくは塩濃度が97.5〜390mMであり、温度が45〜60℃である条件である。

洗浄後は、プローブに結合した核酸等の標識を検出できる装置により、スポットごとに検出強度を測定する。例えば、前記核酸等を蛍光標識化していた場合は、各種蛍光検出装置、例えば、CRBIO(日立ソフトウェアエンジニアリング社製)、arrayWoRx(GE Healthcare社製)、Affymetrix 428 Array Scanner(Affymetrix,社製)、GenePix(Axon Instruments社製)、ScanArray(PerkinElmer社製)、ジェノパールリーダー(三菱レイヨン社製)などを用いて、蛍光強度を測定することができる。これらの装置については、蛍光スキャナーの場合は、例えば、レーザーの出力、検出部の感度を適宜調整してスキャンを行うことができ、CCDカメラ型のスキャナーの場合は、露光時間を適宜調節してスキャンを行うことができる。スキャンの結果に基づく定量方法は、定量ソフトウェアにより行う。定量ソフトウェアに特に限定はなく、スポットの蛍光強度の平均値、中央値等を用いて定量することができる。また、定量にあたっては、DNAフラグメントのスポット範囲の寸法精度などを考慮し、プローブを搭載していないスポットの蛍光強度をバックグラウンドとして用いるなど、調整を行うことが好ましい。

(3)工程(iii)について

本工程では、前記の手順で得られたシグナル強度より、検出対象菌種の細菌の細菌量を算出する。たとえば、検出対象細菌を検出するためのプローブのシグナル強度とバックグラウンドのシグナル強度からSN比として示す方法がある。又は、あらかじめ細菌ごとに細菌の染色体DNAの濃度を変えて複数条件にて検出し、各濃度条件で得られるシグナル強度を元に、細菌ごとに染色体DNA濃度を算出する換算係数(検量線)を取得しておき、それぞれの条件で得られたシグナル強度から染色体DNAの濃度を算出する方法などが好ましい。

いずれの場合でも、複数のDNAチップの検出から得られる絶対量指標プローブのシグナル強度が一定となるようにDNAチップごとに補正係数を算出し、各DNAチップの検出対象細菌のシグナル強度に補正係数を考慮することで、DNAチップ間の比較をしても良い。
4.歯周病及び/又はう蝕の状態の判定
(1)歯周病の状態判定 判定基準1
口腔内試料として唾液中に含まれる細菌のうち、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの少なくとも1種類の細菌の菌数の合計が、総菌数に対して0.01%未満の場合を「軽度」、総菌数に対して0.01%以上0.5%未満の場合を「中程度」、総菌数に対して0.5%以上の場合を、「重度」であると判定する。
口腔内試料としてプラークを用いる場合は、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの少なくとも1種類の細菌の菌数の合計が、総菌数に対して0.1%未満の場合を「軽度」、総菌数に対して0.1%以上5%未満の場合を「中程度」、総菌数に対して5%以上の場合を、「重度」であると判定する。
これは、歯周病の細菌検査として、プラークあるいは唾液中の”Red Complex”の3種類の細菌を合計した値を用いて、歯周病の状態を4段階に分類する報告をもとにした。3種類の細菌数を基準にしており、複数の臨床研究報告及び総説からまとめた参考値で、日本歯周病学会のガイドラインとされており、十分根拠のある値と考えられる。唾液の場合を想定し、基準値をプラークの場合の10分の1とした。4段階の分類のうち、中央の2段階をひとつにし、検査を受ける者が分かりやすいよう、3段階に分類した(非特許文献3)。
(2)う蝕の状態判定 判定基準2
また、口腔内試料として唾液中に含まれる細菌のうち、Streptococcus mutansの菌数が、総菌数に対して0.05%未満の場合を、う蝕の状態が「軽度」、総菌数に対して0.05%以上2.5%未満の場合を、う蝕の状態が「中程度」、総菌数に対して2.5%以上の場合を、う蝕の状態が「重度」であると判定する。
この判定基準は、例えば、Ivoclar vivadent社製カリエスリスクテスト等のキットを用いたStreptococcus mutansの培養評価のう蝕リスク4段階判定(J Health Care Dent.2000,2,4−17)に基づいて定めた。
この培養評価は、Streptococcus mutansを培養して生じたコロニーを目視で判定した結果が、
100000CFU/mL未満で「クラス0」、
100000CFU/mL以上500000CFU/mL未満で「クラス1」、
500000CFU/mL以上1000000CFU/mL未満で「クラス2」、
1000000CFU/mL以上で「クラス3」、
と分類するものである。
CFUとは培養時にコロニー形成する単位であり、およそ1CFUは100ゲノムコピーであることが知られている。また、ヒトのだ液1mL中にはおよそ1000000000ゲノムコピーの細菌が含まれている。
従って、この数値に基づいて、「クラス0」の場合を本明細書では「低」、「クラス1」の場合を本明細書では「中」、「クラス2及び3」の場合を本明細書では「高」とする上記の基準を設定した。
(3)その他
本発明により得られた歯周病及びう蝕の状態判定は、あくまで細菌数から推定する状態の判定であり、正確な病態を表すものではない。すなわち、正確な病態の診断は歯科医による診断が必要である。
しかし、本発明によれば、歯周病及びう蝕の状態を簡便に判定することができるため、歯周病やう蝕の早期発見・早期治療が可能になると共に、これらの予防も可能となる。
II.前記B)の方法について
前記B)の方法としては、限定はされないが、具体的には、例えば、
第一の態様としては、 被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中の、i)特定の細菌の細菌量、ii)口腔内試料中に存在する総菌量、又は、iii)特定の細菌量と口腔内試料中に存在する総菌量の両方、を測定する工程と
得られた測定結果について統計解析を行うことにより、歯周病の重症度を判定する工程と

を含む方法が挙げられる。
第二の態様としては、
歯周病の治療前後における被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中の、i)特定の細菌の細菌量、ii)口腔内試料中に存在する総菌量、又は、iii)特定の細菌量と口腔内試料中に存在する総菌量の両方、を測定する工程と 前記治療前における細菌量と前記治療後における細菌量との比較結果に基づいて、歯周病の治療効果を判定する工程
を含む方法が挙げられる。
第三の態様としては、
被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中の、i)特定の細菌の細菌量、ii)口腔内試料中に存在する総菌量、又は、iii)特定の細菌量と口腔内試料中に存在する総菌量の両方、を測定する工程と
得られた細菌量の比率に基づいて、歯周病の悪化リスクを判定する工程
を含む方法が挙げられる。

1.口腔内細菌量の測定に用いるオリゴヌクレオチドプローブ

本発明の方法においては、被験者から採取された口腔内試料から口腔内細菌量を測定する際に、DNAチップを使用することができ、当該DNAチップには、例えば、以下のプローブ(a)と、プローブ(b)及び(c)の少なくとも一方のプローブとを搭載することができる。なお、一般的に、DNAチップとは、プローブが配置された基盤の総称である。また、本明細書においては、DNAチップ及びDNAマイクロアレイ等の名称については、それぞれ区別はせず、同義語であるとする。

(a)検出対象の細菌の遺伝子それぞれに特異的にハイブリダイズする核酸からなるプローブ

(b)すべての細菌の遺伝子にハイブリダイズする核酸からなる総量指標プローブ

(c)1種類又は複数種類の絶対量指標それぞれに特異的にハイブリダイズする核酸からなるプローブ

(1)測定対象となる口腔内細菌

本発明の検査方法において、測定対象となる口腔内細菌としては、限定はされないが、
Porphyromonas属に属する細菌、Tannerella属に属する細菌、Treponema属に属する細菌、Prevotella属に属する細菌、Campylobacter属に属する細菌、Fusobacterium属に属する細菌、Parvimonas属に属する細菌、Streptococcus属に属する細菌、Aggregatibacter属に属する細菌、Capnocytophaga属に属する細菌、Eikenella属に属する細菌、Actinomyces属に属する細菌、Veillonella属に属する細菌、Selenomonas属に属する細菌、Lactobacillus属に属する細菌、Pseudomonas属に属する細菌、Haemophilus属に属する細菌、Klebsiella属に属する細菌、Serratia属に属する細菌、Moraxella属に属する細菌、及びCandida属に属する細菌などを、検出対象菌種とすることができる。

より詳細には、例えば、現在歯周病に関連していると考えられる、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola、Prevotella intermedia、Aggregatibacter actinomycetemcomitans、Fusobacterium nucleatum subsp. vincentii、Fusobacterium nucleatum subsp. polymorphum、Fusobacterium nucleatum subsp. animalis、Fusobacterium nucleatum subsp. nucleatum、Streptococcus sanguis、Streptococcus mitis、Actinomyces viscosus、Streptococcus aureus、Pseudomonas aeruginosa、Streptococcus pyogenes、Streptococcus pneumoniae、Campylobacter gracilis、Campylobacter rectus、Campylobacter showae、Fusobacterium periodonticum、Parvimonas micra、Prevotella nigrescens、Streptococcus constellatus、Campylobacter concisus、Capnocytophaga gingivalis、Capnocytophaga ochracea、Capnocytophaga sputigena、Eikenella corrodens、Streptococcus gordonii、Streptococcus intermedius、Streptococcus mitis bv 2、Actinomyces odontolyticus、Veillonella parvula、Actinomyces naeslundii II、及びSelenomonas noxiaなどのうち少なくとも一種の細菌を検出対象菌種とすることが好ましい。

本発明においては、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola、Fusobacterium nucleatum、Campylobacter rectus、Streptococcus constellatus、Streptococcus gordonii、Streptococcus mitis、Streptococcus oralis、Streptococcus sanguinis及びVeillonella parvula等を検出対象とすることがより好ましく、これらうちの少なくとも1種、好ましくは2種以上を検出対象とすることが更に好ましい。 歯周病の治療前後において、これらの細菌量を測定および比較することにより、歯周病の治療効果を客観的に判定可能である。細菌数が十分減少していれば治療効果があり、減少していなければ治療効果がなく、別の治療法を実施する必要がある。
また、これら細菌量は臨床情報と相関又は逆相関の高い情報であり、歯周病重症度を示す指標となる。総細菌のうち、悪性度の高い細菌が多いのか、あるいは、悪性度の低い細菌が多いのかを示す歯周病重症度に関する詳細な情報が得られる。

但し、歯周病悪化リスクを判定する場合の測定対象の口腔内細菌としては、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia及びTreponema denticolaからなる群から選ばれる少なくとも一種及びFusobacterium nucleatumであることが好ましい。臨床情報である歯周ポケットの深さPDが深くなり歯周病が悪化する、あるいはその前段階である「Red Complex」が増殖する前に、Fusobacterium nucleatumの細菌が増殖するため、Fusobacterium nucleatumの検出が歯周病初期の指標となる。つまり、「Red Complex」である3種類のPorphyromonas gingivalisの細菌量、Tannerella forsythiaの細菌量、Treponema denticolaの細菌量の合計に対する、Fusobacterium nucleatumの細菌量が悪化リスクの判定指標になる。

(2)プローブ(a)について

本発明において、プローブ(a)として使用され得るオリゴDNAは、口腔内細菌に由来する核酸の塩基配列のうちの特定の領域中の塩基配列とハイブリダイズすることができるものである。ここで、当該核酸は、染色体DNAやプラスミドDNA等を含むDNA及びRNAのいずれでもよく限定はされないが、染色体DNAであることが好ましい。具体的には、本発明においてプローブとして使用されるオリゴヌクレオチドは、前記口腔内細菌の染色体DNA中の16S rRNA遺伝子の塩基配列とハイブリダイズすることができるものである。

本発明に用い得るプローブは、検出目的となる各種の前記口腔内細菌に特異的な塩基配列となるような領域を選択してその領域の塩基配列を設計することが好ましい。一般的に、プローブの設計の際には、特異的な領域を選択することに加え、融解温度(Tm)がそろっていて、二次構造を形成しにくいものである必要がある。

口腔内細菌の各々の種に対応する特異的な塩基配列は、例えば、マルチプルアラインメントをとり、種間で異なる領域にプローブを設計するなどの手段により見出すことができる。アラインメントをとるためのアルゴリズムには、特に限定はないが、より具体的な解析プログラムとしては、例えば、ClustalX1.8等のプログラムを利用することができる。アラインメントをとる際のパラメータは、各プログラムのデフォルト状態で実行してもよいが、プログラムの種類などに応じて適宜調整することができる。

一方で、プローブの特異性は、属レベルの特異性を基に同じ属の細菌を一括に検出するものであってもよいし、個々の種レベルで検出可能な特異性であってもよく、細菌検出の目的に応じて適宜判断が可能である。

(3)プローブ(b)について

総量指標プローブは、特定のプライマー対で増幅できた、検体の中のすべての細菌を捕捉する目的のプローブである。細菌を検出する上では、検出対象細菌が、非検出対象細菌を含む全体の細菌の中でどの程度の割合であるのか、また、そもそも検体中にどれくらいの量の細菌が存在しているのかといった観点から細菌の総量を検出することもきわめて重要となる。

非検出対象細菌は、存在や種類は分かっているが検出対象としなくてもよい細菌、及び存在や種類が不明である細菌の和(合計)として理解できる。

細菌の総量を検出するためには、例えば、DNAチップとは独立に細菌の総量を測定することも可能であるが、DNAチップ中に細菌の総量の指標となるプローブを搭載しておくことにより操作の簡便性が向上する。プローブについては、プライマー対によって増幅される塩基配列の中から、多種類の菌種に共通な塩基配列を使用してもよい。そのような配列が見つからない場合は、比較的共通な配列を複数設計し、それらを総合的に判断することで総量指標プローブとしてもよい。総量指標プローブは、好ましくは、検体に含まれる細菌に由来する核酸にハイブリダイズするプローブ、詳しくは、前記特定のプライマー対により増幅される塩基配列のうちの、検出対象となる複数種類の細菌が共通に有する塩基配列を含むプローブである。総量指標プローブの例を、表2−1(配列番号159)に示す。

総量指標は、個々の菌種特異的な増幅産物の合計量を表すため、一般的に量が多くなることから、目的のシグナル強度が、検出可能なシグナル強度の範囲を超えてしまうことがある。

そのような状況を防ぐためには、ハイブリダイゼーションに供する検体量を制限することが望ましい。又は、プローブを設計する際には、例えば当該プローブのTm値を低くする。具体的にはGC含量を少なくすることや、プローブの配列長自体を短くする方法が考えられる。

また、ハイブリダイゼーションに際して、増幅された核酸と総量指標プローブとのハイブリダイゼーションに対して競合的に作用するような核酸を添加することで、シグナル強度の低減化を図ることが可能である。このような核酸としては、例えば、総量指標プローブと全て又は部分的に同じ配列を有する核酸、又は総量指標プローブの相補配列を全て又は部分的に有する核酸などが挙げられる。

(4)プローブ(c)について

絶対量指標プローブは、絶対量指標の核酸にのみハイブリダイズするプローブである。

本明細書において、絶対量指標とは、増幅反応やハイブリダイゼーション反応の前に、検体中に一定量添加する核酸である。絶対量指標は、通常の増幅反応を行えば増幅反応が確実に行われる核酸であり、いわゆる陽性コントロールとしての役割を果たす。

従って、絶対量指標に特異的なプローブを、DNAチップに搭載しておけば、その検出結果から、増幅反応やハイブリダイゼーション等が適切に実施されたかを確認することができる。また、絶対量指標を1種類設定した場合、複数のDNAチップから得られる絶対量指標のシグナル強度は一定になるはずであり、多少増幅効率やハイブリダイゼーション効率が増減した場合に、絶対量指標のシグナル強度を比較することにより補正係数を算出することができる。複数のDNAチップにおいて、補正したシグナル強度は比較することができる。

細菌それぞれに特異的なプローブの例を、表2−1に示す(配列番号93〜158)。また、絶対量指標用プローブの例を表2−1(配列番号160〜174)に、また絶対量指標の例を表2−2(配列番号175〜189)に示す。

絶対量指標を増幅反応前に添加するのであれば、特定のプライマー対にて増幅される核酸であること、すなわちプライマー対と相補な塩基配列を所持していること、かつ、ハイブリダイゼーションで検出するためには、検出対象細菌、非検出対象細菌いずれにおいても所持していない塩基配列を所持している必要がある。
特定のプライマーとは、増幅対象配列が限定されるという意味であり、プライマー対は必ずしも1対である必要はない。必要に応じて2対以上のプライマー対を用いるマルチプレックス手法も適用できる。プライマー対の例を表2−3に示す。細菌増幅用プライマー対(配列番号192〜204)や、絶対量指標用プライマー対(配列番号190、191)を利用することが可能である。
本発明のプライマー設計方法は、まず、解析対象細菌の多様性を示す可変領域を少なくともひとつ選択し、選択した可変領域の前後に、保存性の高いユニバーサルプライマー設計領域を選択し、プライマー配列を設計する。対象となる可変領域は、限定はされないが、ゲノム配列のうち、すべての細菌が有する16S rRNA遺伝子などが挙げられる。16S rRNA遺伝子のうち、全長又は、可変領域V1−V9の一つ以上の領域を対象とすることが望ましい。より好ましくは、可変領域V3−V4を対象とすることが望ましい。
プライマーの網羅性を評価するために、細菌のゲノム配列を広範囲に取得しているデータベースを活用する。具体的には、RDP、NCBI、KEGG、MGDBなどが挙げられる。
一例として、設計したユニバーサルプライマー配列を、RDPのデータベースのProbe Matchに入力する。結果の一覧において、Total search中の完全一致数が得られる。完全一致数がTotal Searchに近いほど、その網羅性が高い。このとき、条件として、Strainは、Typeを選択しても良い。また、Sourseは、Isolatesを選択しても良い。
特定のプライマーとしては、配列番号193〜198及び配列番号201〜204に示される塩基配列(又は当該塩基配列に相補的な塩基配列)からなるDNAからなるものが好ましい。これらのプライマーは、既存のプライマーよりも、歯周病細菌群に対して配列相同性が高いことから好ましい。
特定のプライマーとしては、より好ましくは配列番号193〜198及び203〜204、さらに好ましくは配列番号197〜198及び203〜204、特に好ましくは配列番号198及び204に示される塩基配列(又は当該塩基配列に相補的な塩基配列)からなるDNAからなるものである。
上記の評価により、配列番号193〜198及び203〜204に示される塩基配列(又は当該塩基配列に相補的な塩基配列)からなるDNAは、歯周病細菌群に対して配列相同性が100%であることを確認している。
特に、配列番号198及び204に示される塩基配列(又は当該塩基配列に相補的な塩基配列)からなるDNAのプライマー対は、プライマーの配列と歯周病細菌群のゲノムDNA配列の相同性が100%である点、及び、プライマー対の融解温度(Tm)とGC含量の条件がそろう点で好ましい。一般に、プライマー対の設計の際には、融解温度(Tm)が近く、二次構造を形成しにくいものである必要がある。
絶対量指標は、例えば、産業技術総合研究所が開発した定量解析用核酸標準物質を利用しても良いし、新たに設計しても良い。設計する場合には、例えば、ソフトウェア「EXCEL」(MICROSOFT社製)のRNDBETWEEN関数を使用し、1から4までの整数をランダムにX個(Xは任意の数)発生させ、それをつなげて1から4までの数値のみから構成されるX桁の数値とし、1をA、2をT、3をC、4をGと置き換えることにより、ATGCのX塩基によるランダム配列を多数得ることができる。
これらの配列につき、GとTの和がAとTの和と同数になる配列のみを抜粋し、抜粋された配列を、NCBIのGenBank等のデータベースに対してBlast検索し、生物由来の核酸に対し、類似配列の少ないものを選抜し、配列の両末端にプライマー配列を付加することで、設計可能である。また、設計された配列を適宜連結させて長くしたり、部分的に除去して短くしたりすることも可能である。
増幅反応時における反応効率をなるべく一定にするために、検出対象細菌にて増幅される塩基長と絶対量指標の増幅塩基長は大きな差のないようにすることが望ましい。例えば、検出対象細菌の増幅産物が500bp程度となるのであれば、絶対量指標の増幅産物は300bpから1000bp程度とすることが望ましい。
一方で、増幅後に電気泳動等で増幅鎖長を確認する場合においては、検出対象細菌とは異なる長さの増幅産物となるように設計した上で、絶対量指標由来の増幅産物を検出対象細菌のバンドとは異なる位置で検出し、ハイブリダイゼーションの前に増幅反応の成否を確認することも可能である。
最後に、検体中に含まれる絶対量指標はあまりにも濃度が高いと検出対象の細菌と増幅反応における競合が激しくなり、本来検出できるはずの検出対象細菌が検出できなくなる可能性もあるため、アプリケーションに応じて適宜濃度調整をする必要がある。
本発明に用いるプローブを設計する際は、ハイブリダイゼーションにおけるストリンジェンシーを考慮する必要がある。ストリンジェンシーをある程度緊密にすることによって、各種の口腔内細菌において各々の核酸中の特定の領域間で類似する塩基配列領域が存在しても、他の異なる領域を区別してハイブリダイズすることができる。また、当該特定の領域間の塩基配列がほとんど異なる場合は、ストリンジェンシーを緩やかに設定することができる。
このようなストリンジェンシーの条件としては、例えば緊密条件の場合は50〜60℃の条件下でのハイブリダイゼーションであり、ゆるやかな条件の場合は30〜40℃の条件下でのハイブリダイゼーションである。ハイブリダイゼーションの条件において、ストリンジェントな条件としては、例えば、「0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20、40℃」、「0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20、37℃」、「0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20、30℃」、よりストリンジェントな条件としては、例えば「0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20、50℃」、「0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20、55℃」、「0.06M Tris・HCl/0.06M NaCl/0.05% Tween−20、60℃」等の条件を挙げることができる。より詳細には、プローブを添加して1時間以上50℃に保ってハイブリッド形成させ、その後、0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20中、50℃で20分の洗浄を4回、最後に、0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl、50℃で10分の洗浄を1回行う方法もある。ハイブリダイゼーション、又は洗浄の際の温度を上げることにより、よりストリンジェントな条件を設定することができる。当業者であれば、このようなバッファーの塩濃度、温度等の条件に加えて、その他のプローブ濃度、プローブの長さ、反応時間等の諸条件を加味し、条件を設定することができる。ハイブリダイゼーション法の詳細な手順については、「Molecular Cloning, A Laboratory Manual 4th ed.」(Cold Spring Harbor Press (2012)、「Current Protocols in Molecular Biology」(John Wiley & Sons (1987−1997)) 等を参照することができる。
本発明に用いるプローブの長さは、限定はされないが、例えば、10塩基以上が好ましく、さらに好ましくは16〜50塩基であり、さらに好ましくは18〜35塩基である。プローブの長さが適切であれば(前記範囲内であれば)、非特異的なハイブリダイゼーション(ミスマッチ)を抑制し、特異的な検出に使用することができる。
本発明に用いるプローブの設計の際には、Tmを確認しておくことが好ましい。Tmとは、任意の核酸鎖の50%がその相補鎖とハイブリッド形成する温度を意味し、鋳型DNA又はRNAとプローブとが二本鎖を形成してハイブリダイズするためには、ハイブリダイゼーションの温度を最適化する必要がある。一方、この温度を下げすぎると非特異的な反応が起こりやすくなるため、温度は可能な限り高いことが望ましい。従って、設計しようとする核酸断片のTmはハイブリダイゼーションを行う上で重要な因子である。Tmの確認には、公知のプローブ設計用ソフトウェアを利用することができ、本発明で利用可能なソフトウェアとしては、例えばProbe Quest(登録商標;ダイナコム社)などが挙げられる。またTmの確認は、ソフトウェアを使わずに自ら計算することによっても行うことができる。その場合には、最近接塩基対法(Nearest Neighbor Method)、Wallance法、GC%法等に基づく計算式を利用することができる。本発明のプローブにおいては、限定はされないが、平均Tmが約35〜70℃又は45〜60℃であることが好ましい。なお、プローブとして特異的なハイブリダイズが可能な条件としては、その他にもGC含量等があり、その条件は当業者に周知である。
また、本発明に用いるプローブを構成するヌクレオチドは、DNA及びRNA、又はPNAのいずれであってもよく、DNA、RNA及びPNAの2種以上のハイブリッドであってもよい。
本発明に用いるプローブとしては、具体的には、例えば、以下の(d)又は(e)のDNAの塩基配列を含むものが好ましく挙げられる。例えば、表2−3に示すプライマー(配列番号190〜204)を用いて増幅する場合、前掲の表2−1(配列番号93〜174)に示す配列をプローブとすることが可能であり、配列番号1〜82に示される塩基配列から選ばれる少なくとも2つの配列を用いることが好ましい。また、配列番号93〜174に示される塩基配列から選ばれる少なくとも2つの配列の相補配列であってもよく、配列番号93〜174に示される塩基配列から選ばれる少なくとも2つの配列と実質的に同一の配列又は配列番号93〜174に示される塩基配列から選ばれる少なくとも2つの配列の相補配列と実質的に同一の配列であってもよい。
ここで、実質的に同一とは、配列番号93〜174に記載の配列又は相補配列に対してストリンジェントな条件下で特異的にハイブリダイズするものである。
(d) 配列番号93〜174に示される塩基配列からなるDNA
(e) 前記(d)のDNAに対し相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ口腔内細菌に由来する核酸の塩基配列のうちの少なくとも一部の塩基配列を検出し得る機能を有するDNA
プローブとしては、配列番号97,100,120,121,122,129,130,152,155のものが好ましい。配列番号97,100,121,122,125,130は、プローブ配列の塩基長を長くし、融解温度(Tm)を向上させることにより、検体由来DNAとの水素結合を促進させる点で好ましい。
さらに、そのうちの配列番号121,122,129,130は、検出対象の細菌の複数株のゲノムDNA配列を参照し、一塩基多型に対応するために塩基配列が複数設定されている点で好ましい。
また、配列番号120,152,155は、検出対象の細菌のゲノムDNA配列を参照し、より特異性の高い領域を選択し直した点で好ましい。これらのプライマーは、既存のプライマーよりも、歯周病細菌群に対して配列相同性が高いことから好ましい。
前記(d)の各種DNAについて、それらの具体的な塩基配列、プローブ名、検出対象となる口腔内細菌については、前掲の表2−1の記載が参照できる。ここで、Streptococcus spp.用プローブは、Streptococcus constellatus、Streptococcus gordonii、Streptococcus
mitis、Streptococcus oralis、Streptococcus sanguinis等を合わせた細菌量を示す。
また、Capnocytophaga spp.用プローブ1は、Capnocytophaga gingivalis、Capnocytophaga sputigena等を合わせた細菌量を示し、Capnocytophaga spp.用プローブ2は、Capnocytophaga gingivalis、Capnocytophaga ochracea等を合わせた細菌量を示す。また、Fusobacterium nucleatum用プローブは、Fusobacterium nucleatum subsp. vincentii、Fusobacterium nucleatum
subsp. polymorphum、Fusobacterium nucleatum subsp. animalis、Fusobacterium nucleatum subsp. nucleatum等を合わせた細菌量を示す。また、Campylobacter spp.用プローブ2、3はCampylobacter rectus、Campylobacter showae等を合わせた細菌量を示す。
また、前記(e)のDNAは、前記(d)の各種DNA若しくはそれと相補的な塩基配列からなるDNA、又はこれらを断片化したものをプローブとして用い、コロニーハイブリダイゼーション、プラークハイブリダイゼーション、及びサザンブロット等の公知のハイブリダイゼーション法を実施し、cDNAライブラリーやゲノムライブラリーから得ることができる。ライブラリーは、公知の方法で作製されたものを利用してもよいし、市販のcDNAライブラリーやゲノムライブラリーを利用してもよく、限定はされない。ハイブリダイゼーション法の詳細な手順については、前記と同様のものを参照することができる。ハイブリダイズするDNAとしては、前記(d)のDNAの塩基配列に対して少なくとも60%以上の相同性を有する塩基配列であることが好ましく、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、特に好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上である。
本発明に用いるプローブは、例えば、通常のオリゴヌクレオチド合成法を使用して化学合成する(精製はHPLC等により行う)ことにより作製することができる。そのようなプローブは、例えば、Probe Quest(登録商標:ダイナコム社製)により設計することができる。また、本発明のプローブには、例えば、タグ配列などの付加配列が含まれていてもよい。
本発明の方法において、検出目的となる前記口腔内細菌が有する核酸の塩基配列は、当該塩基配列そのものである必要はなく、塩基配列の一部が欠失、置換、挿入等により変異が生じたものであってもよい。したがって、検出目的の核酸の塩基配列は、当該塩基配列に相補的な配列と、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつそれぞれの塩基配列に由来する機能や活性を有する変異型遺伝子も対象とすることができ、プローブは、このような変異型遺伝子の塩基配列を基礎として設計することもできる。ここで「ストリンジェントな条件」は、前記と同様の条件を適用することができる。
2.口腔内細菌量の測定に用いる口腔内細菌遺伝子検出用DNAチップ
前記したように、本発明の方法においては、DNAチップを用いることができ、当該DNAチップは、前記1.項で説明した各種オリゴヌクレオチドプローブが支持体となる基盤に複数配置されたものである。
支持体となる基盤の形態としては、平板(ガラス板、樹脂板、シリコン板等)、棒状、ビーズ等のいずれの形態のものも使用できる。支持体として、平板を使用する場合は、その平板上に、所定の間隔もって、所定のプローブを種類毎に固定することができる(スポッティング法等;Science 270, 467−470 (1995)等参照)。また、平板上の特定の位置で、所定のプローブを種類毎に逐次合成していくこともできる(フォトリソグラフィー法等;Science 251, 767−773 (1991)等参照)。他の好ましい支持体の形態としては、中空繊維を使用するものが挙げられる。支持体として中空繊維を使用する場合は、所定のプローブを種類毎に各中空繊維に固定し、すべての中空繊維を集束させ固定した後、繊維の長手方向で切断を繰り返すことにより得られるDNAチップ(以下「繊維型DNAチップ」と言う)が好ましく例示できる。このマイクロアレイは、貫通孔基板に核酸を固定化したタイプのものと説明することもでき、いわゆる「貫通孔型DNAチップ」とも言われる(特許第3510882号公報等参照)。
プローブの支持体への固定方法は限定されず、どのような結合様式でもよい。また、支持体に直接固定することに限定はされず、例えば、予め支持体をポリリジン等のポリマーでコーティング処理し、処理後の支持体にプローブを固定することもできる。さらに、支持体として中空繊維等の管状体を使用する場合は、管状体にゲル状物を保持させ、そのゲル状物にプローブを固定することもできる。
以下、DNAチップの一形態である繊維型DNAチップに関して詳細に説明する。このDNAチップは、例えば、下記(i)〜(iv)の工程を経て作製することができる。
(i) 複数本の中空繊維を、中空繊維の長手方向が同一方向となるように3次元に配列して配列体を製造する工程
(ii) 前記配列体を包埋し、ブロック体を製造する工程
(iii) オリゴヌクレオチドプローブを含むゲル前駆体重合性溶液を前記ブロック体の各中空繊維の中空部に導入して重合反応を行い、プローブを含むゲル状物を中空部に保持させる工程
(iv) 中空繊維の長手方向と交差する方向で切断して、ブロック体を薄片化する工程
中空繊維に使用される材料としては、限定はされないが、例えば、特開2004−163211号公報等に記載の材料が好ましく挙げられる。
中空繊維は、その長手方向の長さが同一となるように3次元に配列される(工程(i))。配列方法としては、例えば、粘着シート等のシート状物に複数本の中空繊維を所定の間隔をもって平行に配置し、シート状とした後、このシートを螺旋状に巻き取る方法(特開平11−108928号公報参照)や、複数の孔が所定の間隔をもって設けられた多孔板2枚を孔部が一致するように重ね合わせ、それらの孔部に中空繊維を通過させ、その後2枚の多孔板の間隔を開いて仮固定し、2枚の多孔板間における中空繊維の周辺に硬化性樹脂原料を充満させて硬化させる方法(特開2001−133453号公報参照)などが挙げられる。
製造された配列体はその配列が乱れないように包埋される(工程(ii))。包埋の方法としては、ポリウレタン樹脂及びエポキシ樹脂等を繊維間の隙間に流し込む方法のほか、繊維どうしを熱融着により接着する方法等が好ましく挙げられる。
包埋された配列体には、各中空繊維の中空部に、オリゴヌクレオチドプローブを含むゲル前駆体重合性溶液(ゲル形成溶液)を充填し、中空部内で重合反応を行う(工程(iii))。これにより、各中空繊維の中空部に、プローブが固定されたゲル状物を保持させることができる。
ゲル前駆体重合性溶液とは、ゲル形成重合性モノマー等の反応性物質を含有する溶液であって、該モノマー等を重合、架橋させることにより該溶液がゲル状物となることが可能な溶液をいう。そのようなモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ビニルピロリドン、メチレンビスアクリルアミド等が挙げられる。この場合、溶液には重合開始剤等が含まれていてもよい。
中空繊維内にプローブを固定した後、中空繊維の長手方向と交差する方向(好ましくは直交する方向)で、ブロック体を切断して薄片化する(工程(iv))。このようにして得られた薄片は、DNAチップとして使用できる。当該DNAチップの厚みは、0.01mm〜1mm程度であることが好ましい。ブロック体の切断は、例えば、ミクロトーム及びレーザー等により行うことができる。
前記した繊維型DNAチップとしては、例えば、三菱レイヨン社製DNAチップ(Genopal TM)等が好ましく挙げられる。
繊維型DNAチップでは、前記のように、プローブはゲル内で3次元的に配列され、3次元構造を維持することが可能となる。そのため、表面をコートしたスライドガラスにプローブを結合させた平面DNAチップに比べて、検出効率が上昇し、高感度で高再現性の検査をすることが可能となる。
また、DNAチップに配置されるプローブの種類の数は、1つのDNAチップに500種類以下、好ましくは250種類以下、さらに好ましくは100種類以下が好ましい。このように配置されたプローブ数(種類)をある程度制限することにより、目的の口腔内細菌をより高感度で検出することが可能となる。なお、プローブの種類は塩基配列によって区別される。従って、通常、同じ遺伝子に由来のプローブであっても塩基配列が1個でも異なれば別の種類として特定する。
3.口腔内細菌遺伝子の検出
本発明の方法において、口腔内細菌量を測定するために当該細菌の遺伝子を検出する方法は、例えば、下記の工程を含む方法である。
(i)被験者から採取した口腔内試料を検体とし、検体中の核酸を抽出する工程
(ii)抽出した核酸を、前記した本発明のオリゴヌクレオチドプローブ又は本発明のDNAチップに接触させる工程
(iii)DNAチップから得られたシグナル強度から細菌量を算出する工程
以下に、当該検出方法の詳細を工程ごとに説明する。
(1)工程(i)について
本工程では、被験者又は被生物から採取した口腔内試料を検体とし、検体中に含まれる細菌の核酸を抽出する。採取する口腔内試料の種類は、特には限定されない。例えば、唾液、プラーク(歯肉縁下プラーク、歯肉縁上プラーク)、舌苔、口腔洗浄液等を使用することができ、これらの中でもプラークが好ましく、その中でも、歯周病細菌が最も多く棲息している場所から採取する歯肉縁下プラークがより好ましい。
口腔内試料を採取する方法は特には限定されず、試料の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、口腔内試料として唾液を使用する場合は、市販の唾液採取キットを利用する方法、綿棒を口に含み唾液を採取する方法、唾液を容器に直接採取する方法等が挙げられる。
口腔内試料としてプラークを使用する場合、歯ブラシによる歯面や歯間のブラッシング、綿棒による歯面擦過、歯間ブラシによる歯間擦過、ペーパーポイント法等が挙げられる。プラークの採取に使用した歯ブラシ、綿棒、歯間ブラシ又はペーパーポイントを滅菌水中に浸して必要に応じて撹拌等することにより、プラークを溶解又は懸濁させ、得られた溶液又は懸濁液を検体とすることもできる。採取するプラークの量は特には限定されず、例えば、ペーパーポイント1本分あれば良い。
口腔内試料として舌苔を使用する場合、綿棒による舌面擦過する方法等が挙げられる。プラークの採取に使用した綿棒を溶解又は懸濁させ、得られた溶液又は懸濁液を検体とすることもできる。採取する舌苔の量は特には限定されず、例えば、綿棒1本分あれば良い。
口腔内試料として口腔洗浄液を使用する場合、口腔洗浄液又は水を口に含み、口腔洗浄液又は水とともに唾液を容器に採取し、得られた溶液を検体とする方法が挙げられる。口腔洗浄液としては、例えば滅菌された生理食塩水等が挙げられる。
次いで、得られた口腔内試料中に存在する細菌の核酸抽出を行う。抽出の方法は限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、機器による自動抽出法、市販の核酸抽出キットを利用する方法、プロテイナーゼK処理後にフェノール抽出する方法、クロロホルムを利用する方法又は簡易抽出方法として、試料を加熱、溶解する方法等が挙げられる。また、特に検体中から核酸を抽出せず、次の工程に進んでも良い。
検体から得られた核酸は、そのままDNAチップ等に接触させてもよいし、PCR等により所望の塩基配列領域を増幅し、その増幅断片をDNAチップ等に接触させてもよく、限定はされない。得られた核酸をテンプレートとして増幅する領域は、本発明に用いるプローブ、又はDNAチップに配置したオリゴヌクレオチドの塩基配列を含む核酸領域をコードする部位である。増幅する所望の領域は、限定はされず、前記口腔内細菌の種を問わず保存性の高い領域の塩基配列を利用し、多種類の混合物を一度に増幅して得ることができる。このような増幅のための配列は、実験的に単離、精製し、単離されたポリヌクレオチドの塩基配列を解析し、その配列に基づいて決定してもよいし、また、塩基配列等の各種データベースで既知の塩基配列を検索し、アラインメントを取ることなどによって、In Silicoで決定してもよい。核酸又はアミノ酸などのデータベースは、特に限定されるものではないが、例えば、DDBJ(DNA Data Bank of Japan)、EMBL(European Molecular Biology Laboratry, EMBL nucleic acid sequence data library)、GenBank(Genetic sequence data bank)、NCBI(National Center for Biotechnology Information)のTaxonomyデータベース等を利用できる。
具体的に、増幅する所望の部位としては、前記口腔内細菌の染色体DNA中のリボソームRNA (16S rRNA)遺伝子であることが好ましい。当該領域の増幅に用い得るPCRプライマーとしては、例えば、表2−3の配列番号190〜204が好ましく挙げられる。なお、PCR法による核酸の増幅は、定法に従って行うことができる。
本工程において抽出した核酸及びその増幅断片は、適宜標識化し、ハイブリダイズさせた後の検出過程において利用することも可能である。具体的には、PCRプライマーの末端を各種レポーター色素で標識しておく方法、反応性のヌクレオチドアナログを逆転写反応時に取り込ませる方法、ビオチン標識したヌクレオチドを取り込ませる方法などが考えられる。さらに、調製後に蛍光標識試薬と反応させて標識することも可能である。蛍光試薬としては、例えば、各種レポーター色素(例えば、Cy5、Cy3、VIC、FAM、HEX、TET、フルオレセイン、FITC、TAMRA、Texas red、Yakima Yellow等)を用いることができる。
(2)工程(ii)について
本工程では、工程(i)で得た核酸又はその増幅断片を、本発明に用いるプローブ又はDNAチップに接触させるが、具体的には、当該核酸等を含むハイブリダイゼーション溶液を調製し、当該溶液中の核酸等を、DNAチップに搭載されたオリゴヌクレオチドプローブに結合(ハイブリダイズ)させる。ハイブリダイゼーション溶液は、SDSやSSC等の緩衝液を用いて、定法に従い、適宜調製することができる。
ハイブリダイゼーション反応は、ハイブリダイゼーション溶液中の核酸等が、DNAチップに搭載されたオリゴヌクレオチドプローブとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るよう、反応条件(緩衝液の種類、pH、温度等)を適宜設定して行うことができる。なお、ここで言う「ストリンジェントな条件」とは、類似配列によるクロスハイブリダイゼーションを生じにくい、又は類似配列によってクロスハイブリダイゼーションした核酸を解離させる条件のことをいい、具体的には、ハイブリダイゼーション反応時又はハイブリダイゼーション後のDNAチップの洗浄条件を意味する。
例えば、ハイブリダイゼーション反応時の条件としては、反応温度は、35〜70℃が好ましく、より好ましくは40〜65℃であり、ハイブリダイズさせる際の時間は、約1分〜16時間が好ましい。
また、ハイブリダイゼーション後のDNAチップの洗浄条件としては、洗浄液組成は、0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20であることが好ましく、洗浄時の温度は、35〜80℃又は40〜65℃が好ましく、より好ましくは45〜60℃である。より具体的には、塩(ナトリウム)濃度が48〜780mMであり、温度が37〜80℃である条件が好ましく、より好ましくは塩濃度が97.5〜390mMであり、温度が45〜60℃である条件である。
洗浄後は、プローブに結合した核酸等の標識を検出できる装置により、スポットごとに検出強度を測定する。例えば、前記核酸等を蛍光標識化していた場合は、各種蛍光検出装置、例えば、CRBIO(日立ソフトウェアエンジニアリング社製)、arrayWoRx(GE Healthcare社製)、Affymetrix 428 Array Scanner(Affymetrix,社製)、GenePix(Axon Instruments社製)、ScanArray(PerkinElmer社製)、ジェノパールリーダー(三菱レイヨン社製)などを用いて、蛍光強度を測定することができる。これらの装置については、蛍光スキャナーの場合は、例えば、レーザーの出力、検出部の感度を適宜調整してスキャンを行うことができ、CCDカメラ型のスキャナーの場合は、露光時間を適宜調節してスキャンを行うことができる。スキャンの結果に基づく定量方法は、定量ソフトウェアにより行う。定量ソフトウェアに特に限定はなく、スポットの蛍光強度の平均値、中央値等を用いて定量することができる。また、定量にあたっては、DNAフラグメントのスポット範囲の寸法精度などを考慮し、プローブを搭載していないスポットの蛍光強度をバックグラウンドとして用いるなど、調整を行うことが好ましい。
(3)工程(iii)について
本工程では、前記の手順で得られたシグナル強度より、検出対象菌種の細菌の細菌量を算出する。たとえば、検出対象細菌を検出するためのプローブのシグナル強度とバックグラウンドのシグナル強度からSN比として示す方法がある。又は、あらかじめ細菌ごとに細菌の染色体DNAの濃度を変えて複数条件にて検出し、各濃度条件で得られるシグナル強度を元に、細菌ごとに染色体DNA濃度を算出する換算係数(検量線)を取得しておき、それぞれの条件で得られたシグナル強度から染色体DNAの濃度を算出する方法などが好ましい。
いずれの場合でも、複数のDNAチップの検出から得られる絶対量指標プローブのシグナル強度が一定となるようにDNAチップごとに補正係数を算出し、各DNAチップの検出対象細菌のシグナル強度に補正係数を考慮することで、DNAチップ間の比較をしても良い。
4.歯周病の重症度の判定
歯周病の患者に加え、歯周病の自覚が無い者又は心疾患など歯周病と関連が示唆される全身疾患患者や妊婦に対しても、口腔内細菌の各細菌量を元に、歯周病の重症度を判定することができる。
判定においては、具体的には、検出に使用したDNAチップ上での標識物質の検出パターンが、被験者の口腔内細菌の特徴を示すものと考えられる。また、他の判定の態様としては、複数の検体に対し、検出に使用したDNAチップ上での標識物質の検出パターンについて統計学的解析を行う態様が挙げられる。
統計的解析の方法としては、例えば、相関解析、階層的クラスタリング及び非階層的クラスタリングなどがある。より具体的には、相関解析時に用いる距離関数として、Pearson correlation、Cosine coefficient 等の手法が挙げられる。また、階層的クラスタリングとしては、UPGMA(unweighted−pair group methodusing arithmetic averages)などの手法が挙げられる。このような解析手法を用い、クラスター解析を行うことにより、被験者のグループ化が可能であり、さらには被験者の類比などを判定することができる。
本発明において、検体中の口腔内細菌の検出の結果を、これまで蓄積した検体の検出結果とあわせて統計解析することにより、その類似度から、歯周病検体、歯周病初期検体又は健常検体のいずれかの重症度に応じたグループに分類することができる。この分類の結果、つまり、検体の細菌量から、潜在的な疾患活動性を示唆することができる。また、これらの結果を元に、特定の複数種の細菌の細菌量を独立した変数とみなして回帰分析することにより、歯周病重症度の該当グループ予測や歯周ポケットの深さの予測における予測精度を算出することもできる。
本発明の方法の第一の態様によれば、複数の細菌の情報から精度良く歯周病の重症度を判定することができるため、歯周病の重症度を示す客観的指標になる。
5.歯周病の治療効果の判定
本発明の方法の前述した第二の態様における、歯周病治療効果を判定する方法は、前記3.項で説明した口腔内細菌遺伝子の検出方法を用いて得られた細菌の検出結果を指標として、歯周病の治療効果を判定する方法である。
歯周病治療前及び治療後に検体を採取し比較検討を行う場合は、治療前後に増減した細菌を明らかにすることにより、その治療効果を客観的に判定することができる。また、治療後の細菌データにより、治療により減少しにくかった細菌を明らかにすることができ、特異的に治療することにも可能になる。
治療とは、歯科の現場で歯科医師や歯科衛生士が一般的に実施している治療を示し、例えば、歯周基本治療としては、プラークコントロール(歯みがき指導)及び歯石の除去(スケーリング・ルートプレーニング)及びかみ合わせの調整等が挙げられる。さらに、歯周基本治療の後の再評価検査の結果、歯石がポケットの深いところに入り込んでいて除去できず、治っていない場合に実施する外科的治療としては、フラップ手術及び歯周組織再生療法及びプラスチックサージェリー(歯周形成外科手術)等も挙げられる。
判定においては、具体的には、検出に使用したDNAチップ上での標識物質の検出パターンが、被験者の口腔内細菌の特徴を示すものと考えられる。また、他の判定の態様としては、複数の検体に対し、検出に使用したDNAチップ上での標識物質の検出パターンについて統計学的解析を行う態様が挙げられる。
統計的解析の方法としては、例えば、t検定やノンパラメトリック手法相関解析などがある。より具体的には、スチューデントのt検定や異分散の場合はウェルチのt検定等の手法が挙げられる。このような解析手法を用い、検体の臨床情報や細菌量の有意差検定が可能であり、治療効果を判定することができる。
前記治療前における細菌量と前記治療後における細菌量とを比較し、比較結果が、総菌量、又はPorphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola、Campylobacter rectus、Fusobacterium nucleatum、Prevotella intermedia、Prevotella nigrescens、Aggregatibacter actinomycetemcomitans、Capnocytophaga gingivalisのうち少なくとも一つの細菌量が減少しているときは、歯周病の治療効果が認められたと判定することができる。
また、総菌量に対するStreptococcus spp.の割合が、治療前における割合に比べて増加している場合も治療効果が認められたと判定できる。
一方、治療前後における比較結果が、総菌量、及びPorphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema
denticola、Campylobacter rectus、Fusobacterium nucleatum、Prevotella intermedia、Prevotella nigrescens、Aggregatibacter actinomycetemcomitans、Capnocytophaga gingivalisのうちのいずれの細菌量も減少していないときは、歯周病の治療効果が認められないと判定することができる。
本発明の方法の第二の態様によれば、複数の細菌の情報から歯周病の治療効果を判定することができるため、歯周病の治療効果の客観的指標になる。
6.歯周病の悪化リスクの判定
本発明の方法の前述した第三の態様における、歯周病の悪化リスクを判定する方法は、前記3.項で説明した口腔内細菌遺伝子の検出方法を用いて得られた細菌の検出結果を指標として、歯周病の悪化リスクを判定する方法である。
例えば、一名の被験者に対し、定期的に判定することにより、その悪化リスクをモニタリングすることができる。歯周病の患者に加え、歯周病の自覚が無い者又は心疾患など歯周病と関連が示唆される全身疾患患者や妊婦に対しても、口腔内細菌の各細菌量を元に、歯周病の重症度を判定することができる。
悪性度の高い歯周病細菌の細菌はまったく、又は、ほとんど検出されないが、ある特定の細菌の細菌量が有意に高い検体の場合、悪化のリスクがあると判定する。悪化とは、今後、歯周ポケットの深さが深くなることや、又は、悪性度の高い歯周病細菌の細菌量が増加していくことを示す。
判定においては、具体的には、検出に使用したDNAチップ上での標識物質の検出パターンが、被験者の口腔内細菌の特徴を示すものと考えられる。また、他の判定の態様としては、複数の検体に対し、検出に使用したDNAチップ上での標識物質の検出パターンについて統計学的解析を行う態様が挙げられる。
本発明において、口腔内細菌の検出において、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis、Treponema denticolaのうちいずれもまったく、又は、ほとんど検出されず、さらにFusobacterium nucleatumの細菌量が有意に検出された場合、例えば、Porphyromonas gingivalisの細菌量、Tannerella forsythiaの細菌量及びTreponema denticolaの細菌量の合計に対する、Fusobacterium nucleatumの細菌量の比率が大きいような場合、歯周病悪化リスクが高いと判定することができる。
一方、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis、Treponema denticolaのうちいずれも検出されず、さらにFusobacterium nucleatumの細菌量も有意に検出されない場合、又はPorphyromonas gingivalisの細菌量、Tannerella forsythiaの細菌量及びTreponema denticolaの細菌量の合計に対する、Fusobacterium nucleatumの細菌量の比率が小さい場合は、歯周病悪化リスクが低いと判定することができる。
本発明の方法の第三の態様によれば、複数の細菌の情報から精度良く歯周病の悪化リスクを判定することができるため、予防に活かすことができる。
以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[実施例1−1]
唾液検体を用いた歯周病/う蝕の状態の判定
<DNAの調製>
成人健常者5名(20歳代から50歳代の男女)の協力により唾液評価試験を実施した。この5名を被験者A,B,C,D,Eとし、唾液を評価した。
唾液採取は、γコレクトスワブRI(栄研化学)を1分間口に含み唾液を採取する方法とした。γコレクトスワブRIをチューブ中の水に浸漬し室温で5分静置し、細菌成分を溶出させた。その後、γコレクトスワブRIを取り出し、チューブを遠心分離機にかけた。得られたペレットに対し、DNeasy Blood&Tissue Kit(QIAGEN)を用いてDNAを抽出した。
<DNAの評価>
DNAを10pg程度に希釈し、GeneAmp9700(AppliedBiosystems)にてPCRを行い、増幅、標識した。プライマーには配列番号1,2,91,92を利用した。PCR液組成(20μL系)は表1−3に示すとおりである。
PCR条件は表1−4に示すとおりである。
PCR終了後、それぞれにハイブリダイゼーション反応液180μL(1M Tris−HCl 48μL, 1M NaCl 48μL, 0.5% Tween20 20μL, 水 65μL)を添加した。ハイブリ前処理として、GeneAmp9700にて94℃1分反応させ、4℃で待機させた。
自動ハイブリ洗浄装置(三菱レイヨン)にて、50℃2時間ハイブリダイゼーションした。その後洗浄した。
測定に使用したDNAチップに搭載したプローブは表1−5に示すとおりである。
検出には、ジェノパールリーダー(三菱レイヨン)を用いて、露光時間0.1、1,4,40秒で評価した。
<結果>
1mL唾液中の細菌数として表1−6に示す結果が得られた。
<判定>
(1)歯周病の状態の判定
被験者Aは、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの3種類の菌の合計細菌数が0となり、総菌量に対する割合は0%であった。
口腔内試料中に含まれる細菌のうち、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの少なくとも1種類の細菌数の合計が、総菌数に対して0.05%未満の場合を「軽度」、総菌数に対して0.05%以上0.5%未満の場合を「中程度」、総菌数に対して0.5%以上の場合を「重度」であると判定する基準(本明細書中の判定基準2)に基づいて、被験者Aの歯周病に対する判定は「軽度」であった。
被験者Bは、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの3種類の菌の合計細菌数が0となり、総菌量に対する割合は0%であった。
被験者Aと同様の基準に基づいて、「軽度」と判定された。
被験者Cは、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの3種類の菌の合計細菌数が3577812となり、総菌量に対する割合は1.7%であった。
被験者Aと同様の基準に基づいて、「重度」と判定された。
被験者Dは、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの3種類の菌の合計細菌数が0となり、総菌量に対する割合は0%であった。
被験者Aと同様の基準をもとにすると、「軽度」に分類された。
被験者Eは、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの3種類の菌の合計細菌数が339241となり、総菌量に対する割合は0.4%であった。
被験者Aと同様の基準に基づいて、「中程度」と判定された。
(2)う蝕の状態の判定
被験者Aは、Streptococcus mutansの細菌数が0となり、総菌量に対する割合は0%であった。
口腔内試料中に存在する細菌のうち、Streptococcus mutansの細菌数が、総菌数に対して0.05%未満の場合を「軽度」、総菌数に対して0.05%以上2.5%未満の場合を「中程度」、総菌数に対して2.5%以上の場合を「重度」であると判定する基準(本明細書中の判定基準5)に基づいて、「軽度」であると判定された。
被験者Bは、Streptococcus mutansの細菌数が18862となり、総菌量に対する割合は0.01%であった。被験者Aと同様の基準に基づいて、「軽度」と判定された。
被験者Cは、Streptococcus mutansの細菌数が0となり、総菌量に対する割合は0%であった。被験者Aと同様の基準に基づいて、「軽度」と判定された。
被験者Dは、Streptococcus mutansの細菌数が 17736となり、総菌量に対する割合は0.05%であった。被験者Aと同様の基準に基づいて、「中程度」と判定された。
被験者Eは、Streptococcus mutansの細菌数が 18808となり、総菌量に対する割合は0.02%であった。被験者Aと同様の基準に基づいて、「軽度」と判定された。
1度のサンプリングで、歯周病及びう蝕に関連する細菌の情報を包括的に取得することができ、歯周病及びう蝕の細菌数から状態の判定を同時に行うことができた(表1−7)。
被験者A及びBは、歯周病の状態もう蝕の状態も軽度であることが分かった。被験者Cは、歯周病の状態は重度でう蝕の状態は軽度であることが分かった。被験者Dは、歯周病の状態は軽度でう蝕の状態は中程度であることが分かった。被験者Eは、歯周病の状態は中程度でう蝕の状態は軽度であることが分かった。
[実施例1−2]
プラーク検体を用いた歯周病/う蝕の状態の判定
<歯肉縁下プラーク検体の調製>

大阪大学歯学部附属病院にて、被験者5名の協力により歯肉縁下プラーク評価試験を実施した。この5名を被験者F,G,H,I,Jとし、歯肉縁下プラークを評価した。
歯肉縁下プラークは、Absorbent paper points(ISO Color−Coded)#40(DENTSPLY MAILLEFER社製)を2本、歯周ポケットに挿入して30秒間置いた。その後、0.15mLの滅菌蒸留水を入れたマイクロチューブにペーパーポイントを投入し、20秒間ボルテックスした。ペーパーポイントを滅菌したピンセットで取り出して、検出まで−20℃で凍結して保管した。
凍結保管していた検体を融解し、PCRテンプレートとした。、GeneAmp9700(AppliedBiosystems)にてPCRを行い、増幅、標識した。プライマーには配列番号1,2,91,92を利用した。PCR液組成(20μL系)は表1−8に示すとおりである。
PCR条件は表1−9に示すとおりである。
PCR終了後、それぞれにハイブリダイゼーション反応液180μL(1M Tris−HCl 48μL, 1M NaCl 48μL, 0.5% Tween20 20μL, 水 65μL)を添加した。ハイブリ前処理として、GeneAmp9700にて94℃1分反応させ、4℃で待機させた。
自動ハイブリ洗浄装置(三菱レイヨン)にて、50℃2時間ハイブリダイゼーションした。その後洗浄した。
測定に使用したDNAチップに搭載したプローブは表1−10に示すとおりである。
検出には、ジェノパールリーダー(三菱レイヨン)を用いて、露光時間0.1、1,4,40秒で評価した。
<結果>
ペーパーポイント1本中の細菌数として表1−11に示す結果が得られた。
<判定>
(1)歯周病の状態の判定
被験者Fは、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの3種類の菌の合計細菌数が2458となり、総菌量に対する割合は6.5%であった。
口腔内試料中に含まれる細菌のうち、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの少なくとも1種類の細菌数の合計が、総菌数に対して0.05%未満の場合を「軽度」、総菌数に対して0.05%以上0.5%未満の場合を「中程度」、総菌数に対して0.5%以上の場合を「重度」であると判定する基準(本明細書中の判定基準1)に基づいて、被験者Fの歯周病に対する判定は「重度」であった。
被験者Gは、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの3種類の菌の合計細菌数が0となり、総菌量に対する割合は0%であった。
被験者Fと同様の基準に基づいて、「軽度」と判定された。
被験者Hは、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの3種類の菌の合計細菌数が0となり、総菌量に対する割合は0%であった。
被験者Fと同様の基準に基づいて、「軽度」と判定された。
被験者Iは、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの3種類の菌の合計細菌数が84となり、総菌量に対する割合は0.23%であった。
被験者Fと同様の基準をもとにすると、「中程度」に分類された。
被験者Jは、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaの3種類の菌の合計細菌数が0となり、総菌量に対する割合は0%であった。
被験者Fと同様の基準に基づいて、「軽度」と判定された。
(2)う蝕の状態の判定
被験者Fは、Streptococcus mutansの細菌数が0となり、総菌量に対する割合は0%であった。
口腔内試料中に存在する細菌のうち、Streptococcus mutansの細菌数が、総菌数に対して0.05%未満の場合を「軽度」、総菌数に対して0.05%以上2.5%未満の場合を「中程度」、総菌数に対して2.5%以上の場合を「重度」であると判定する基準(本明細書中の判定基準2)に基づいて、「軽度」であると判定された。
被験者Gは、Streptococcus mutansの細菌数が3となり、総菌量に対する割合は0.06%であった。被験者Fと同様の基準に基づいて、「中程度」と判定された。
被験者Hは、Streptococcus mutansの細菌数が6となり、総菌量に対する割合は0%であった。被験者Fと同様の基準に基づいて、「軽度」と判定された。
被験者Iは、Streptococcus mutansの細菌数が0となり、総菌量に対する割合は0%であった。被験者Fと同様の基準に基づいて、「軽度」と判定された。
被験者Jは、Streptococcus mutansの細菌数が0となり、総菌量に対する割合は0%であった。被験者Fと同様の基準に基づいて、「軽度」と判定された。
1度のサンプリングで、歯周病及びう蝕に関連する細菌の情報を包括的に取得することができ、歯周病及びう蝕の細菌数から状態の判定を同時に行うことができた(表1−12)。 被験者H及びJは、歯周病の状態もう蝕の状態も軽度であることが分かった。被験者Fは、歯周病の状態は重度でう蝕の状態は軽度であることが分かった。被験者Gは、歯周病の状態は軽度でう蝕の状態は中程度であることが分かった。被験者Iは、歯周病の状態は中程度でう蝕の状態は軽度であることが分かった。
[実施例2−1]
歯周病の重症度、悪化リスクの判定
歯肉縁下プラーク検体中の口腔内細菌の検出
<歯肉縁下プラーク検体の調製>
大阪大学歯学部附属病院にて、歯周病治療前の状態の20歳代から70歳代の男女220名の被験者から、歯肉縁下プラークを採取した。歯肉縁下プラークは、Absorbent paper points(ISO Color−Coded)#40(DENTSPLY MAILLEFER社製)を2本、歯周ポケットに挿入して30秒間置いた。その後、0.15mLの滅菌蒸留水を入れたマイクロチューブにペーパーポイントを投入し、20秒間ボルテックスした。ペーパーポイントを滅菌したピンセットで取り出して、検出まで−20℃で凍結して保管した。
<臨床情報の取得>
すべての検体について臨床情報を下記の基準に従って数値化した。下記4項目は歯科において広く活用されている指標である。
(i)歯周ポケットの深さ(Pd):歯周プローブをポケットに挿入した際の,歯肉辺縁からプローブ先端までの距離を示す。1mm単位で数値化した。
(ii)プロービング時の出血(BOP):歯周プローブをポケットに挿入した際に出血の有無を示す。出血がない場合を0、出血がある場合を1とした。
(iii)Gingival Index(GI):歯肉の炎症の程度を示す。炎症が認められない場合を0、軽度の炎症の場合を1、中等度の炎症の場合を2、高度の炎症の場合を3とした。
(iv)Plaque Index(PlI):歯肉に隣接した歯面のプラーク沈着量を示す。プラークは認められない場合を0、プラークが肉眼的には認められないがプローブで擦過して認められる場合を1、プラークが視認できる場合を2、プラークが多量に認められる場合を3とした。
<PCR>
前記の凍結保管していたすべての検体を融解し、PCRテンプレートとした。検体中の口腔内細菌の16SrRNAの検出対象領域の配列を増幅するために、以下の反応液組成及び反応条件でPCRを実施した。PCR用キットは、Premix Ex TaqTM Hot Start Version(Takara社製)を用い、GeneAmp9700(Applied Biosystems社製)により行った。プライマーは下記の配列を有するプライマーを用いた。なお、フォワードプライマーは5’末端がCy5で標識化されているものを用いた。
フォワードプライマー(細菌増幅用):
5’−Cy5−TCCTACGGGAGGCAGCAGT−3’(配列番号192)
リバースプライマー(細菌増幅用):
5’−CAGGGTATCTAATCCTGTTTGCTACC−3’(配列番号200)
フォワードプライマー(絶対量指標増幅用):
5’−Cy5−GAGAAGCCTACACAAACGTAACGTC−3’(配列番号190)
リバースプライマー(絶対量指標増幅用):
5’−CTCTAAAGACCGCTCTATCTCGG−3’(配列番号191)
<反応液組成>
2×Premix Ex Taq(登録商標)
Hot Start Version 10μL
4μMフォワードプライマー(細菌増幅用) 1μL
4μMリバースプライマー(細菌増幅用) 1μL
4μMフォワードプライマー(絶対量指標増幅用) 1μL
4μMリバースプライマー(絶対量指標増幅用) 1μL
テンプレートDNA 5μL
絶対量指標 1μL
合計 20μL
<反応条件>
95℃で1分間加熱後、「解離:98℃(10sec)→アニーリング:60℃(30sec)→合成:72℃(20sec)」を1サイクルとして計40サイクル行い、4℃で冷却し、増幅産物を得た。
<DNAチップ:口腔内細菌検出用DNAチップの製造>
貫通孔型のDNAチップを、特開2007−74950号公報(メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAの検出方法)の実施例2−1に記載の方法と同様の方法で製造を行った。
ただし、搭載させたオリゴヌクレオチドプローブは、表2−4に示す配列情報をもつプローブを用いた。
<DNAチップへのハイブリダイゼーション>
以下のように各溶液を混合し、ハイブリダイゼーション溶液を調製した。
PCR後に得たDNA増幅産物 20μL
1M Tris−HCl 48μL
1M NaCl 48μL
0.5% Tween20 20μL
水 64μL
合計 200μL
200μLのハイブリダイゼーション溶液を前記DNAチップに接触させ、50℃で2時間ハイブリダイゼーションした。
ハイブリダイゼーション後、下記の条件でDNAチップを洗浄した。0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20溶液1000μLで220秒の洗浄を12回繰り返し、続いて、0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl1000μLで220秒の洗浄を4回繰り返した。
洗浄終了後に、各チップを室温の0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl混合溶液に移した。
<検出>
前記洗浄後、ジェノパールリーダー(三菱レイヨン社製)を用い、下記条件でDNAチップの各スポットの蛍光強度を測定した。
<検出条件>
中心励起波長 :633nm
露光時間 :0.1、1、4、40秒
<結果>
検出対象細菌用プローブを搭載したスポットの蛍光強度を、バックグラウンド値(プローブを搭載していないスポットの蛍光強度の中央値)で除算し、ハイブリダイゼーションに由来する蛍光強度(以後、シグナル強度と呼ぶ)のSN比を算出した。SN比は対数関数Log2で示した。220検体すべてについて、検出対象細菌ごとに、0から最大値10のSN比のデータを得た。対数関数の性質より、1以上で検出され、1未満は検出限界以下と判断する。
<臨床情報と細菌量の相関解析:歯周病の重症度> まず、検体ごとに、各臨床情報及び各細菌量を示すSN比のデータを対応させた。その後、検体の臨床情報及び細菌量を類似度によって分類するためクラスター分析を行った。臨床情報4項目(Pd,BOP,GI,PlI)及び表2−4のプローブから得られた細菌量28種類の数値をクラスター分析し、各クラスターのヒートマップを作成した。クラスター解析には、統計ソフトウェア「R」(R Development Core Team)を用いた。解析条件は、生物学の統計解析で一般的に用いられる条件である、距離関数はPearson correlationを、クラスターの結合方法はWard法を利用した。
<結果>
検体は図1のように、大きく3つのクラスターに分類された。3つのクラスターの臨床情報の特徴を明らかにするため、各クラスターをグループ1,2,3と示し、グループごとのPd、BOP、GI、PlI及び各細菌量の平均値及び標準偏差を算出した(表2−5)。
「歯周病の検査・診断・治療計画の指針 2008」歯周病学会編 P.16によると
、Pdが6mm以上、又は4〜5mm、又はそれ以下の条件で歯周病の治療計画が変わることから、グループ1は重度歯周病検体、グループ2は歯周病初期検体、グループ3は健常検体に相当すると考えられる。
一方、臨床情報及び細菌の検出項目は、図2のように大きく3つのクラスターに分類された。
また、図3の結果より、歯周病の重症度を示す指標を下記のように見出した。図3のヒートマップでは、各項目の数値が低いほうから緑→赤(淡→濃)と表示した。
グループAは、臨床情報と「Red Complex」であるPorphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola、「Red Complex」の次に悪性度が高いグループに属するCampylobacter rectus、Campylobacter gracilis、Campylobacter showae、Fusobacterium nucleatum等から構成されていた。グループAの項目はグループ1の検体において最も高く検出され、グループ2さらにはグループ3になるにつれ、検出量が少なくなった。前記の7菌の細菌量は臨床情報と相関又は逆相関の高い情報であり、歯周病重症度を示す指標といえる。
ここで、グループ2の検体のうち、Fusobacterium nucleatumの検出量はグループ1と同じように高く検出されているが、臨床情報PDや「Red Complex」の数値は低いサブグループ2−1を見出した。このサブグループは、「Red Complex」が増殖する前にFusobacterium nucleatumが増加している状態で、今後「Red Complex」が増殖し、Pdの増加等歯周病が悪化していく可能性が高いと考えられる。つまり、Porphyromonas gingivalisの細菌量、Tannerella forsythiaの細菌量、Treponema denticolaの細菌量の合計に対する、Fusobacterium nucleatumの細菌量が悪化リスクの判定指標になると考えられる。
続いて、グループBは、比較的悪性度の低い細菌から構成されていた。特に、Streptococcus spp.3、Streptococcus intermedius、Veillonella parvulaの3菌はグループ1の検体において低く検出され、グループ2及びグループ3において検出量が高くなった。つまり、臨床情報の数値が下がるにつれ、Streptococcus spp.、Streptococcus intermedius、Veillonella parvulaの3菌の細菌量が増加しており、これらは歯周病重症度を示す指標といえる。
続いて、各細菌量の情報を独立した変数とみなし、重症度のグループ分けを目的変数として、回帰分析した。その結果、1菌種の情報と比較して、3菌種、6菌種、さらには8菌種の場合に、その決定係数は1に近づいた。また、同様に各細菌量の情報を独立した変数とみなし、歯周ポケットの数値を目的変数として、回帰分析したところ、同様の傾向であった。このように、測定細菌種類を増やすことで、重症度グループの予測及び歯周ポケット等の臨床情報の予測精度が高まった。
[実施例2−2]
歯周病の治療効果の判定
治療前及び治療後のプラーク検体の細菌検出
<プラーク検体の調製>
治療前及び治療後のプラーク検体の細菌量を比較する為に、大阪大学歯学部附属病院にて、歯周病治療前及び治療後の歯肉縁下プラークを20歳代から70歳代の男女65症例から採取した。治療は、歯周基本治療である、歯石の除去(スケーリング・ルートプレーニング)を実施した。
歯肉縁下プラークは、Absorbent paper points(ISO Color−Coded)#40(DENTSPLY MAILLEFER社製)を2本、歯周ポケットに挿入して30秒間置いた。その後、0.15mLの滅菌蒸留水を入れたマイクロチューブにペーパーポイントを投入し、20秒間ボルテックスした。ペーパーポイントを滅菌したピンセットで取り出して、検出まで−20℃で凍結して保管した。
<DNAチップ:口腔内細菌検出用DNAチップの製造>
貫通孔型のDNAチップを、特開2007−74950号公報(メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAの検出方法)の実施例2−1に記載の方法と同様の方法で製造を行った。
搭載させたオリゴヌクレオチドプローブは、表2−7に示す配列情報をもつプローブを用いた。
PCR,DNAチップへのハイブリダイゼーション、検出までは実施例2−1と同様に実施した。
<結果>
検出対象細菌用プローブを搭載したスポットの蛍光強度から、バックグラウンド値(プローブを搭載していないスポットの蛍光強度の中央値及び標準偏差の3倍)を減算し、ハイブリダイゼーションに由来するシグナル強度を算出した。続いて、複数枚のDNAチップに対し、絶対量指標プローブのシグナル強度を比較し、各DNAチップの補正係数を求め、検出対象細菌のシグナル強度を補正し比較できるようにした。その後、事前に決定していた各細菌量算出係数を乗算し、各検出対象の細菌量をゲノムコピー数で算出した。各細菌量算出係数は、各細菌由来ゲノムDNAを検出したときのシグナル強度を測定し検量線を作成しておき、各細菌のシグナル強度から各細菌量を逆算する係数を求めておいた。最後に、PCRテンプレートに利用した検出検体の希釈率を乗算し、ペーパーポイント1本あたりの細菌数を算出した。
前記の計算により、のべ130検体すべてについて、検出対象細菌ごとに、0から10の7乗の位まで細菌数のデータを得た。続いて、治療前及び治療後の各項目の平均値及び標準偏差を算出した(表2−8)。
<治療前及び治療後の細菌データの比較>
治療前の細菌量から治療後の細菌量を減算した結果、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema
denticola、Fusobacterium nucleatum、Campylobacter rectus及び総菌数の細菌量は低下していた。これらの増減は、スチューデントのt検定で有意差基準5%を基準すると、いずれも有意差が認められた。また、総菌数に対する各細菌量の割合を算出し、治療前後で比較した場合、Streptococcus spp.の割合は有意に増加していた。
以上の結果から、治療前後の細菌量、特にPorphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola、Fusobacterium nucleatum、Campylobacter rectus、Streptococcus spp.の細菌量を比較することで、歯周病の治療効果を判定可能であることを見出した。
また、65症例のうち、治療後に「Red Complex」の細菌量が減少していない症例は7症例あった。これらの歯は、いずれも臼歯であり、解剖学的に臼歯の歯石除去が困難である事実と一致する。また、7症例の中には、Pdの数値が増加して臨床情報としても悪化している唯一の症例が含まれており、治療効果が得られなかった症例を見逃さずにとらえていた。さらに、その他の6症例は、Pdは改善傾向又は同程度であり、「Red Complex」の細菌量は、同程度又は増加傾向であった。これらの結果から、細菌量は臨床情報として観察される情報と相関があり、かつ、疾患活動性を示す指標として提案できると考えられる。
ここで、J Health Care Dent. 2003; 5: 42−61.によると、臼歯における歯石除去率は、専門医であってもPdが1〜3mmの場合91%、Pdが4〜6mmの場合61%、Pdが7mm以上の場合37%と報告されている。本検討は、約90%の症例で「Red Complex」の細菌量が減少しており、報告例と比較しても矛盾のない範囲で、良好な試験であったといえる。
[実施例2−3]
ユニバーサルプライマーの設計
本発明のユニバーサルプライマーは、以下の配列含む。
前記1.項の手順に従って、16SrRNAの可変領域として、V3及びV4を選択した。V3及びV4領域の前後に、保存性の高いユニバーサルプライマー設計領域を選択し、配列番号192〜204に示す配列を設計した。設計したユニバーサルプライマー配列を、Ribosomal Database Project(RDP)のデータベースのProbe Matchの機能を利用し、条件として、Strainは、Typeを選択し、Sourseは、Isolatesを選択し、各スコア「Hits」を抽出した。総数に対するスコア「Hits」の値で、その網羅性を評価した。
ただし、サンプルNo.1〜5の組み合わせにおいては、歯周病細菌のゲノムDNAとプライマー配列の相同性が100%であり、サンプルNo.6〜8の組み合わせにおいては、上記の相同性が100%でなかった。
[実施例2−4]
ユニバーサルプライマーの網羅性評価
<測定対象>
ATCCより購入した、各種細菌由来ゲノムDNAを測定対象とした。
<PCR>
細菌由来ゲノムDNAの16SrRNAの検出対象領域の配列を増幅するために、以下の反応液組成及び反応条件でPCRを実施した。PCR用キットは、Premix Ex TaqTM Hot Start Version(Takara社製)を用い、GeneAmp9700(Applied Biosystems社製)により、増幅反応を実施した。プライマーは表2−10に示すプライマー条件とした。なお、フォワードプライマーは5’末端がCy5で標識化されているものを用いて、増幅産物の末端を標識した。
<反応液組成>
2×Premix Ex Taq(登録商標)
Hot Start Version 10μL
4μMフォワードプライマー(細菌増幅用) 1μL
4μMリバースプライマー(細菌増幅用) 1μL
テンプレートDNA 5μL
絶対量指標 1μL
水 2μL
合計 20μL
<反応条件>
95℃で1分間加熱後、「解離:98℃(10sec)→アニーリング:60℃(30sec)→合成:72℃(20sec)」を1サイクルとして計40サイクル行い、4℃で冷却し、増幅産物を得た。
<DNAチップ:口腔内細菌検出用DNAチップの製造>
貫通孔型のDNAチップを、特開2007−74950号公報(メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAの検出方法)の実施例2−1に記載の方法と同様の方法で製造を行った。
ただし、搭載させたオリゴヌクレオチドプローブは、表2−11に示す配列情報をもつプローブを用いた。
<DNAチップへのハイブリダイゼーション>
以下のように各溶液を混合し、ハイブリダイゼーション溶液を調製した。
PCR後に得たDNA増幅産物 20μL
1M Tris−HCl 48μL
1M NaCl 48μL
0.5% Tween20 20μL
水 64μL
合計 200μL
自動ハイブリ洗浄装置(三菱レイヨン社製)を用い、200μLのハイブリダイゼーション溶液を前記DNAチップに接触させ、50℃で2時間ハイブリダイゼーションした。
ハイブリダイゼーション後、下記の条件でDNAチップを洗浄した。0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20溶液1000μLで220秒の洗浄を12回繰り返し、続いて、0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl1000μLで220秒の洗浄を4回繰り返した。
洗浄終了後に、各チップを室温の0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl混合溶液に移した。
<検出>
前記洗浄後、ジェノパールリーダー(三菱レイヨン社製)を用い、下記条件でDNAチップの各スポットの蛍光強度を測定した。
<検出条件>
中心励起波長 :633nm
露光時間 :0.1、1、4、40秒
<結果>
検出対象細菌用プローブを搭載したスポットの蛍光強度から、バックグラウンド値(プローブを搭載していないスポットの蛍光強度の中央値)を減算し、ハイブリダイゼーションに由来する蛍光強度(以後、シグナル強度と呼ぶ)を算出した。その結果、表2−12に示すとおり、サンプルNo.6,7,8でシグナル強度が3000以下と十分得られなかったゲノムDNAに対して、サンプルNo.2,3,4では、目的のプローブスポットにおいて、30000以上の十分量のシグナル強度が得られた。また、いずれのプライマー対でも配列相同性が100%であり、ポジティブコントロールとして設定した、サンプルNo.1,5では、ともに十分量のシグナル強度が得られていた。
実施例2−3において、Cy5−Universal16S−FWD6及びUniversal RVS4 2016の、総数に対するスコア「Hits」の値が、Cy5−Universal16S−FWD及びUniversal RVS2 2014よりも高かったことは、本実施例(実施例2−4)において、Cy5−Universal16S−FWD6及びUniversal RVS4 2016の細菌由来ゲノムDNAの検出能力が向上した結果と整合性のある結果であった。
[実施例2−5]
細菌検出用DNAプローブの設計
本発明の細菌検出用DNAプローブは、配列番号97,100,120,121,122,129,130,152,155の配列が対象である。
16SrRNAの可変領域として、V3及びV4を選択した。V3及びV4領域のうち、各細菌が特異的に有する配列を選抜し、特異性がすでに十分な場合は、よりTmが向上するような配列を選択した。また、細菌の株によって、多型配列を有する場合は、その点を考慮し、複数の配列を設定した。
[比較例1]
細菌検出用DNAプローブの評価
<測定対象>
ATCCより購入した、各種細菌由来ゲノムDNAを測定対象とした。
<PCR>
細菌由来ゲノムDNAの16SrRNAの検出対象領域の配列を増幅するために、以下の反応液組成及び反応条件でPCRを実施した。PCR用キットは、Premix Ex TaqTM Hot Start Version(Takara社製)を用い、GeneAmp9700(Applied Biosystems社製)により、増幅反応を実施した。プライマーは以下に示すプライマー条件とした。なお、フォワードプライマーは5’末端がCy5で標識化されているものを用いて、増幅産物の末端を標識した。
<プライマー配列>
フォワードプライマー:
5’Cy5−TACGGGAGGCAGCAG−3’(配列番号205)
リバースプライマー:
5’−CRGGGTATCTAATCCYGTT−3’(配列番号206;RはA又はG、YはC又はT)
<反応液組成>
2×Premix Ex Taq(登録商標)
Hot Start Version 10μL
4μMフォワードプライマー(細菌増幅用) 1μL
4μMリバースプライマー(細菌増幅用) 1μL
テンプレートDNA 5μL
絶対量指標 1μL
水 2μL
合計 20μL
<反応条件>
95℃で1分間加熱後、「解離:98℃(10sec)→アニーリング:60℃(30sec)→合成:72℃(20sec)」を1サイクルとして計40サイクル行い、4℃で冷却し、増幅産物を得た。
<DNAチップ:口腔内細菌検出用DNAチップの製造>
貫通孔型のDNAチップを、特開2007−74950号公報(メチル化DNA及び/又は非メチル化DNAの検出方法)の実施例2−1に記載の方法と同様の方法で製造を行った。
ただし、細菌検出用DNAプローブとして、配列番号95、97、99、100、120、122、123、124、127、129、130、151、152、154、155、159の配列を含むDNAマイクロアレイを作成した。
<DNAチップへのハイブリダイゼーション>
以下のように各溶液を混合し、ハイブリダイゼーション溶液を調製した。
PCR後に得たDNA増幅産物 20μL
1M Tris−HCl 48μL
1M NaCl 48μL
0.5% Tween20 20μL
水 64μL
合計 200μL
自動ハイブリ洗浄装置(三菱レイヨン社製)を用い、200μLのハイブリダイゼーション溶液を前記DNAチップに接触させ、50℃で16時間ハイブリダイゼーションした。
ハイブリダイゼーション後、下記の条件でDNAチップを洗浄した。0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl/0.05% Tween−20溶液1000μLで220秒の洗浄を12回繰り返し、続いて、0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl1000μLで220秒の洗浄を4回繰り返した。
洗浄終了後に、各チップを室温の0.24M Tris・HCl/0.24M NaCl混合溶液に移した。
<検出>
前記洗浄後、ジェノパールリーダー(三菱レイヨン社製)を用い、下記条件でDNAチップの各スポットの蛍光強度を測定した。
<検出条件>
中心励起波長 :633nm
露光時間 :0.1、1、4、40秒
<結果>
検出対象細菌用プローブを搭載したスポットの蛍光強度から、バックグラウンド値(プローブを搭載していないスポットの蛍光強度の中央値)を減算し、ハイブリダイゼーションに由来する蛍光強度(以後、シグナル強度と呼ぶ)を算出した。その結果、表2−13に示すとおり、既存プローブの配列番号95,99,119,127,151、154のシグナル強度と比較して、本発明のプローブである配列番号97,100,120,121,122,129,130,152,155では、目的のプローブスポットにおいて、およそ2から5倍程度高いシグナル強度が得られた。
以上の結果より、本発明のプローブはいずれも検出感度の高い改良プローブであることが示された。
配列番号1〜206:合成核酸

Claims (15)

  1. 被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中に存在する細菌量を測定することにより、歯周病及び/又はう蝕の状態を判定する、口腔内検査方法。
  2. 口腔内試料中に存在する細菌の総菌数に対する特定の細菌の菌数の割合を求めることにより、歯周病及び/又はう蝕の状態を判定する、請求項1記載の方法。
  3. 口腔内試料として唾液を用いる場合、唾液中に存在する細菌のうち、
    Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaからなる群から選ばれる少なくとも1種類の細菌の菌数の合計が、
    総菌数に対して0.01%未満の場合を、歯周病の症状が「軽度」、
    総菌数に対して0.01%以上0.5%未満の場合を、歯周病の症状が「中程度」、
    総菌数に対して0.5%以上の場合を、歯周病の症状が「重度」
    であると判定する、請求項2記載の方法。
  4. 口腔内試料として唾液を用いる場合、唾液中に存在する細菌のうち、
    Streptococcus mutansの菌数が、
    総菌数に対して0.05%未満の場合を、う蝕の症状が「軽度」、
    総菌数に対して0.05%以上2.5%未満の場合を、う蝕の症状が「中程度」、
    総菌数に対して2.5%以上の場合を、う蝕の症状が「重度」
    であると判定する、請求項2記載の方法。
  5. 口腔内試料としてプラークを用いる場合、プラーク中に存在する細菌のうち、
    Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythensis及びTreponema denticolaからなる群から選ばれる少なくとも1種類の細菌の菌数の合計が、
    総菌数に対して0.1%未満の場合を、歯周病の症状が「軽度」、
    総菌数に対して0.1%以上5%未満の場合を、歯周病の症状が「中程度」、
    総菌数に対して5%以上の場合を、歯周病の症状が「重度」
    であると判定する、請求項2記載の方法。
  6. 被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中の
    特定の細菌の細菌量、
    口腔内試料中に存在する総菌量、又は
    特定の細菌量と口腔内試料中に存在する総菌量の両方
    を測定する工程、及び
    得られた測定結果について統計解析を行うことにより、歯周病の重症度を判定する工程
    を含む、請求項1記載の方法。
  7. 歯周病の治療前後における被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中の
    特定の細菌の細菌量、
    口腔内試料中に存在する総菌量、又は
    特定の細菌量と口腔内試料中に存在する総菌量の両方
    を測定する工程、
    前記治療前における細菌量と前記治療後における細菌量との比較結果に基づいて、歯周病の治療効果を判定する工程
    を含む、請求項1記載の方法。
  8. 被験者から採取された口腔内試料から口腔内試料中の
    特定の細菌の細菌量、
    口腔内試料中に存在する総菌量、又は
    特定の細菌量と口腔内試料中に存在する総菌量の両方
    を測定する工程、及び
    得られた細菌量の比率に基づいて、歯周病の悪化リスクを判定する工程
    を含む、請求項1記載の方法。
  9. 口腔内試料中の特定の細菌が、Porphyromonas属、Tannerella属、Treponema属、Prevotella属、Campylobacter属、Fusobacterium属、Parvimonas属、Streptococcus属、Aggregatibacter属、Capnocytophaga属、Eikenella属、Actinomyces属、Veillonella属、Selenomonas属、Lactobacillus属、Pseudomonas属、Haemophilus属、Klebsiella属、Serratia属、Moraxella属及びCandida属に属する細菌からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項6又は7に記載の方法。
  10. 口腔内試料中の特定の細菌が、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola、Prevotella intermedia、Aggregatibacter actinomycetemcomitans、Fusobacterium nucleatum subsp. vincentii、Fusobacterium nucleatum subsp. polymorphum、Fusobacterium nucleatum subsp. animalis、Fusobacterium nucleatum subsp. nucleatum、Streptococcus sanguis、Streptococcus mitis、Actinomyces viscosus、Streptococcus aureus、Pseudomonas aeruginosa、Streptococcus pyogenes、Streptococcus pneumoniae、Campylobacter gracilis、Campylobacter rectus、Campylobacter showae、Fusobacterium periodonticum、Parvimonas micra、Prevotella nigrescens、Streptococcus constellatus、Campylobacter concisus、Capnocytophaga gingivalis、Capnocytophaga ochracea、Capnocytophaga sputigena、Eikenella corrodens、Streptococcus gordonii、Streptococcus intermedius、Streptococcus mitis bv 2、Actinomyces odontolyticus、Veillonella parvula、Actinomyces naeslundii II及びSelenomonas noxiaからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項6又は7記載の方法。
  11. 口腔内試料中の特定の細菌が、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola、Fusobacterium nucleatum、Campylobacter rectus、Streptococcus constellatus、Streptococcus gordonii、Streptococcus mitis、Streptococcus oralis、Streptococcus sanguinis及びVeillonella parvulaからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項6又は7記載の方法。
  12. 口腔内試料中の特定の細菌が、Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia及びTreponema denticolaからなる群から選ばれる少なくとも一種及びFusobacterium nucleatumである、請求項8記載の方法。
  13. 以下の(1)〜(3)の工程を含む細菌数の算定方法により口腔内試料中に存在する細菌数を測定する、請求項1記載の方法。
    (1)被検サンプルから得られるデータを絶対量指標プローブのシグナル強度と比較し、補正する工程
    (2)予め単離された検出対象細菌のそれぞれについて、当該検出対象細菌を検出するためのプローブのシグナル強度比から細菌数算出式を求める工程
    (3)上記(2)の工程で得た算出式を用いて、上記(1)の工程で補正したシグナル強度から各検出対象菌種の細菌数を算定する工程
  14. 配列番号193〜198及び201〜204に示される塩基配列又は該塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAのうちの1種又は2種以上からなる、プライマー又はプライマーセット。
  15. 配列番号97、100、120、121、122、129、130、152若しくは155に示される塩基配列又は該塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNA、あるいは、
    該DNAに対し相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ口腔内細菌に由来する核酸の塩基配列のうちの少なくとも一部の塩基配列を検出し得る機能を有するDNA
    を含む、オリゴヌクレオチドプローブ。
JP2017508589A 2016-07-11 2017-01-26 口腔内検査方法 Pending JPWO2018012011A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016136579 2016-07-11
JP2016136579 2016-07-11
PCT/JP2017/002784 WO2018012011A1 (ja) 2016-07-11 2017-01-26 口腔内検査方法

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018150726A Division JP2019004888A (ja) 2016-07-11 2018-08-09 口腔内検査方法
JP2018150727A Division JP6805413B2 (ja) 2016-07-11 2018-08-09 口腔内検査方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2018012011A1 true JPWO2018012011A1 (ja) 2018-07-19

Family

ID=60952917

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017508589A Pending JPWO2018012011A1 (ja) 2016-07-11 2017-01-26 口腔内検査方法
JP2018150726A Pending JP2019004888A (ja) 2016-07-11 2018-08-09 口腔内検査方法
JP2018150727A Active JP6805413B2 (ja) 2016-07-11 2018-08-09 口腔内検査方法
JP2020083684A Active JP7122337B2 (ja) 2016-07-11 2020-05-12 口腔内検査方法

Family Applications After (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018150726A Pending JP2019004888A (ja) 2016-07-11 2018-08-09 口腔内検査方法
JP2018150727A Active JP6805413B2 (ja) 2016-07-11 2018-08-09 口腔内検査方法
JP2020083684A Active JP7122337B2 (ja) 2016-07-11 2020-05-12 口腔内検査方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190153518A1 (ja)
EP (1) EP3483266A4 (ja)
JP (4) JPWO2018012011A1 (ja)
CN (1) CN109790531A (ja)
WO (1) WO2018012011A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3483266A4 (en) * 2016-07-11 2019-11-13 Mitsubishi Chemical Corporation METHOD FOR EXAMINING THE INTERIOR OF THE ORAL CAVITY
US20180148769A1 (en) * 2016-11-25 2018-05-31 Mitsubishi Chemical Corporation Bacterial flora analysis method and bacterial flora analysis device
WO2019004347A1 (ja) * 2017-06-30 2019-01-03 ライオン株式会社 歯周炎の判定方法及びバイオマーカー
WO2019004400A1 (ja) * 2017-06-30 2019-01-03 ライオン株式会社 齲蝕の有無又はその発症リスクの判定方法及びバイオマーカー
CA3084012A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-09 Mitsubishi Chemical Corporation Intraoral examination method using information on bacterial group related to clinical indexes
WO2019088271A1 (ja) * 2017-11-02 2019-05-09 三菱ケミカル株式会社 歯周ポケット炎症面積の推定方法
JP7271341B2 (ja) * 2019-06-28 2023-05-11 サンスター スイス エスエー 歯周病進行リスク測定方法及びキット
JP2021010343A (ja) * 2019-07-08 2021-02-04 三菱ケミカル株式会社 口腔内細菌による健康状態の予測方法
JP7218878B2 (ja) * 2019-08-07 2023-02-07 学校法人東京歯科大学 判別方法、蛍光測定装置および検査薬
CN114381535A (zh) * 2021-12-24 2022-04-22 天津科技大学 一种不基于测序的快速检测口腔生物膜中总细菌及5种主要属细菌数量的方法
CN115040163A (zh) * 2022-04-26 2022-09-13 天津科技大学 一种鼠口腔内微生物的采样方法及应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003106676A1 (ja) * 2002-06-14 2003-12-24 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会社 微生物同定用プローブ及びそれを用いた同定方法
WO2006014594A1 (en) * 2004-07-07 2006-02-09 At & T Wireless Services, Inc. System and method for data organization and display in an instant-messaging interface
JP2007222136A (ja) * 2006-02-27 2007-09-06 Bml Inc 歯周病菌の検出方法
JP2008206516A (ja) * 2007-01-31 2008-09-11 Gc Corp 口腔内連鎖球菌数を測定する方法及びそれに用いるpcrプライマー及びプローブセット
WO2012080753A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Genetic Analysis As Diagnosis of crohn's disease
WO2012110822A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-23 Genetic Analysis As Method for identifying neonates at risk for necrotizing enterocolitis
JP2015231362A (ja) * 2014-05-12 2015-12-24 三菱レイヨン株式会社 菌叢解析方法と菌叢解析用デバイス

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004067738A2 (en) * 2003-01-27 2004-08-12 Degussa Ag Nitrile hydratases from rhodococcus erythropolis and their application
US20080057531A1 (en) * 2006-08-07 2008-03-06 Oregon Health And Science University Systems, kits, and methods for detecting cariogenic bacteria and assessing risk of dental caries
TW200812637A (en) * 2006-09-15 2008-03-16 jun-er Wang Vegetable composition for cleaning oral cavity
KR20100061438A (ko) * 2007-07-04 2010-06-07 부산대학교 산학협력단 치주 질환 관련 세균의 검출 및 동정용 마이크로어레이 및 이를 이용한 세균 감염성 구강 질환 진단방법
US20090016973A1 (en) * 2007-07-09 2009-01-15 Micropure, Inc. Composition and Method for the Prevention of Oral Disease
KR101038519B1 (ko) * 2008-02-27 2011-06-02 굿젠 주식회사 인체 감염성질환 병원체 감별진단 및 이의 항생제 내성 유무 판별방법, 멀티플렉스 키트 그리고 이를 포함하는 칩
US20090263809A1 (en) * 2008-03-20 2009-10-22 Zygem Corporation Limited Methods for Identification of Bioagents
US20090253121A1 (en) * 2008-04-04 2009-10-08 Micah Halpern Method for amt-rflp dna fingerprinting
JP4982629B2 (ja) * 2009-03-20 2012-07-25 株式会社ファーマフーズ 抗体、及び抗体を含む抗歯周病組成物
DK2443251T3 (da) * 2009-06-15 2014-11-03 Nationale Geol Undersøgelser For Danmark Og Grønland De Forbedring af DNA/RNA-ekstraktionsudbytte og ¿ekstraktionskvalitet fra jord med lav biomasse
GB2475226A (en) * 2009-11-03 2011-05-18 Genetic Analysis As Universal Prokaryote 16S ribosome PCR primer pair
US20130005593A1 (en) * 2011-03-09 2013-01-03 Teles Flavia R F RNA-Oligonucleotide Quantification Technique for the Enumeration of Uncultivated Bacterial Species
US20140112889A1 (en) * 2011-04-26 2014-04-24 Dupont Nutrition Biosciences Aps Method for reducing methane production in a ruminant animal
CN104023732B (zh) * 2011-08-05 2017-09-01 株式会社养乐多本社 口腔疾患的预防或治疗剂
CN102304586A (zh) * 2011-09-28 2012-01-04 首都师范大学 一种水环境微生物鉴定方法
CN102443635A (zh) * 2011-11-18 2012-05-09 浙江省农业科学院 一种缨小蜂体内共生沃尔巴克氏细菌的检测方法
CN103361413A (zh) * 2013-01-18 2013-10-23 华南理工大学 一种检测普洱茶微生物群落结构的方法
WO2014179965A1 (en) * 2013-05-09 2014-11-13 The Procter & Gamble Company Biomarker identifying method and system
MY182940A (en) * 2013-10-07 2021-02-05 Mitsui Chemicals Inc Pcr primer set for bacterial dna amplification, kit for detecting and/or identifying bacterial species, and method for detecting and/or identifying bacterial species
JP2015128376A (ja) * 2014-01-06 2015-07-16 国立大学法人東京工業大学 グリセロールを原料としたメタン発酵を迅速に立ち上げる方法
CN104372091A (zh) * 2014-11-06 2015-02-25 中国科学院微生物研究所 一种鉴定或辅助鉴定细菌菌门的引物及其应用
EP3483266A4 (en) * 2016-07-11 2019-11-13 Mitsubishi Chemical Corporation METHOD FOR EXAMINING THE INTERIOR OF THE ORAL CAVITY

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003106676A1 (ja) * 2002-06-14 2003-12-24 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会社 微生物同定用プローブ及びそれを用いた同定方法
WO2006014594A1 (en) * 2004-07-07 2006-02-09 At & T Wireless Services, Inc. System and method for data organization and display in an instant-messaging interface
JP2007222136A (ja) * 2006-02-27 2007-09-06 Bml Inc 歯周病菌の検出方法
JP2008206516A (ja) * 2007-01-31 2008-09-11 Gc Corp 口腔内連鎖球菌数を測定する方法及びそれに用いるpcrプライマー及びプローブセット
WO2012080753A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Genetic Analysis As Diagnosis of crohn's disease
WO2012110822A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-23 Genetic Analysis As Method for identifying neonates at risk for necrotizing enterocolitis
JP2015231362A (ja) * 2014-05-12 2015-12-24 三菱レイヨン株式会社 菌叢解析方法と菌叢解析用デバイス

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ACTA ECOLOGICA SINICA, 2007, VOL.27, NO.5, PP.1684-1689, JPN6018023374, ISSN: 0003950464 *
CLEUSIX, V. ET AL., COMPARATIVE STUDY OF A NEW QUANTITATIVE REAL-TIME PCR TARGETING THE XYLULOSE-5-P, JPN6017013541, ISSN: 0003950463 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3483266A1 (en) 2019-05-15
JP7122337B2 (ja) 2022-08-19
EP3483266A4 (en) 2019-11-13
US20190153518A1 (en) 2019-05-23
CN109790531A (zh) 2019-05-21
WO2018012011A1 (ja) 2018-01-18
JP2018196386A (ja) 2018-12-13
JP2019004888A (ja) 2019-01-17
JP6805413B2 (ja) 2020-12-23
JP2020141686A (ja) 2020-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6805413B2 (ja) 口腔内検査方法
JP2017023093A (ja) 歯周病及び齲蝕のリスクの判定方法
JP7224297B2 (ja) 歯周ポケット炎症面積の推定方法
JP4917815B2 (ja) 歯周病菌の検出方法
JP7307683B2 (ja) 臨床的指標と関連性のある細菌群の情報を利用した口腔内検査方法
JP6579874B2 (ja) 歯周病菌検出用オリゴヌクレオチドセット及び歯周病菌の検出方法
Al-Dabbagh et al. A highly efficient computational discrimination among Streptococcal species of periodontitis patients using 16S rRNA amplicons
KR20230055474A (ko) 치은열구액 내 세균의 군집을 이용한 치주질환 진단용 조성물 및 이의 용도
RU2607046C2 (ru) Способ оценки обсемененности пародонта патогенными бактериями с применением полимеразной цепной реакции в реальном времени
WO2008137541A2 (en) Dog plaque health
JP6959021B2 (ja) 齲蝕細菌検出用dnaチップ
US20130005593A1 (en) RNA-Oligonucleotide Quantification Technique for the Enumeration of Uncultivated Bacterial Species
Reddahi et al. Ennibi, Ok qPCR Detection and Quantification of Aggregatibacter actinomycetemcomitans and Other Periodontal Pathogens in Saliva and Gingival Crevicular Fluid among Periodontitis Patients. Pathogens 2023, 12, 76
WO2008137506A2 (en) Methods and kits for dog plaque disease
Indhumathi Microbial Analysis of Orange Complex Organisms of the Whole Saliva in Patients with Gingivitis and Gingival Recession using Next Generation Sequencing
Rodriguez Defining the Bacterial Flora of Periodontal Pockets in Chronic Periodontitis Patients
KR20230055473A (ko) 타액 내 세균의 군집을 이용한 치주질환 진단용 조성물 및 이의 용도
JP2023020631A (ja) 全身性エリテマトーデスを検査する方法
JP2021010343A (ja) 口腔内細菌による健康状態の予測方法
Paes Batista da Silva Bacterial Characterization in Health and Periodontal Diseases During Induced Gingival Inflammation

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180327

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180327

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20180327

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20180523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180626

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190108