JPWO2018168986A1 - 遺伝子検査方法及び遺伝子検査キット - Google Patents

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Abstract

本発明の目的は、遺伝子検査方法において、感度を保ちながら偽陽性や詰まりを防止し、被検出物の精度の高い検出又は定量を可能にする方法を提供すること、及び、そのような方法において使用されるキットを提供することである。即ち、本発明は、被検出物を含む試料をろ過フィルターによってろ過した後に、前記試料中の被検出物の存在を検出又は定量することを特徴とする遺伝子検査方法を提供する。特定の実施態様において、本発明の遺伝子検査方法及びキットは、ろ過フィルターとして焼結フィルターを用いる。

Description

本発明は、遺伝子検査方法及び遺伝子検査キットに関する。
種々の遺伝子検査方法が知られている(たとえば、非特許文献1および特許文献1)。遺伝子検査に用いる試料の中には種々の物質が混入している。これらの混入物は、検査方法に影響を与えて感度を低下させたり、偽陽性等の結果をもたらしたり、さらには、検査に用いる機器のトラブル(たとえば、流路系の詰まり)の原因となったりする可能性がある。従来、この混入物を除去するために遠心分離法などを用いていたが、専用機器が必要であり、操作が煩雑で時間を要する。
特許文献2には、特異的結合能を有する捕捉試薬(例えば、特定の抗原に対する抗体等)による検出を意図したメンブレンアッセイ法を用いた検査方法において、感度を保ちながら偽陽性や詰まりを防止し、被検出物の精度の高い検出又は定量を可能にする方法が開示されている。
特開2009−148245 特開2008−122372
日本国特許庁ホームページ掲載、標準技術集「核酸の増幅及び検出」(掲載日:2001年8月28日)
本発明の目的は、遺伝子検査方法において、感度を保ちながら偽陽性や詰まりを防止し、被検出物の精度の高い検出又は定量を可能にする方法を提供すること、及び、そのような方法において使用されるキットを提供することである。
本発明者は、遺伝子検査方法において、被検出物を含む試料をろ過フィルターによってろ過した後に、前記試料中の被測定物の存在を検出又は定量することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の概要は以下のとおりである。
[項1] 被検出対象を含む試料をろ過フィルターによってろ過した後に、前記試料中の被検出対象の存在を検出又は定量することを特徴とする遺伝子検査方法。
[項2] ろ過フィルターが焼結フィルターである項1に記載の遺伝子検査方法。
[項3] 焼結フィルターの素材がポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン及びポリメチルメタクリレートからなる群から選択される項2に記載の遺伝子検査方法。
[項4] 焼結フィルターの孔径が10〜100μmである項2に記載の遺伝子検査方法。
[項5] 遠心分離による前処理を必要としない項1に記載の遺伝子検査方法。
[項6] 検体採取器具として綿棒またはスワブを用いて被検出対象を含む検体を採取して試料とし、アッセイに用いる、項1に記載の遺伝子検査方法。
[項7] 検体が生体試料である項6に記載の遺伝子検査方法。
[項8] 検体がヒト又は他の動物の口腔内擦過物、咽頭拭い液、鼻腔拭い液、鼻腔吸引液、鼻腔洗浄液、肺胞洗浄液、便懸濁液、直腸拭い液、膣分泌物、子宮頸管粘液、及び尿道擦過物からなる群から選択される検体である項7に記載の遺伝子検査方法。
[項9] 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項が呼吸器感染症の原因微生物若しくは該微生物由来の物質である項8に記載の遺伝子検査方法。
[項10] 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項がインフルエンザウイルス、RSウイルス、アデノウイルス、A群溶連菌、肺炎マイコプラズマ、百日咳菌、及び肺炎クラミジアからなる群から選択される病原微生物若しくは該微生物由来の物質である項9に記載の遺伝子検査方法。
[項11] 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項が下痢症の原因微生物若しくは該微生物由来の物質である項8に記載の遺伝子検査方法。
[項12] 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項がノロウイルス、ロタウイルス、サポウイルス及び下痢症アデノウイルスからなる群から選択される病原微生物若しくは該微生物由来の物質である項11に記載の遺伝子検査方法。
[項13] 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項が性感染症の原因微生物若しくは該微生物由来の物質である項8に記載の遺伝子検査方法。
[項14] 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項が淋菌、クラミジア、マイコプラズマ、ウレアプラズマ、HIV及びHPVからなる群から選択される病原微生物若しくは該微生物由来の物質である項13に記載の遺伝子検査方法。
[項15] 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項がヒト遺伝子多型の検出である項8に記載の遺伝子検査方法。
[項16] 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項が薬剤代謝酵素遺伝子の遺伝子多型、アルコール脱水素酵素遺伝子の遺伝子多型、アセトアルデヒド脱水素酵素遺伝子の遺伝子多型、及びメチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素遺伝子の遺伝子多型からなる群から選択されるヒト遺伝子多型である項15に記載の遺伝子検査方法。
[項17] ろ過フィルターが孔径の異なる複数のフィルターを重ねて構成されている、項1〜16のいずれか1項に記載の遺伝子検査方法。
[項18] 被検出対象を含む検体試料を最初に最大孔径を有するフィルターを通過させ、次いでより小さい孔径を有するフィルターを通過させる項17記載の遺伝子検査方法。
[項19] 以下を含む、検体試料中の被検出対象の存在を検査するための遺伝子検査キット。
(1)焼結フィルターを含むフィルターにより構成されたろ過フィルターを備えた検体試料用ろ過チューブ。
[項20] さらに、検体採取器具として綿棒またはスワブを含む項19記載の遺伝子検査キット。
[項21] さらに、被検出対象の存在を検出又は定量することができる遺伝子検査試薬が充填されている容器を含む項19記載の遺伝子検査キット。
本発明の方法又は装置を用いて検体試料中の被検出対象を検出・定量する場合、検体が口腔内擦過物、咽頭拭い液、鼻腔拭い液、鼻腔吸引液、肺胞洗浄液、膣分泌物、子宮頸管粘液、尿道擦過物等の不純物を多く含む検体であっても、検体採取器具及び/又はろ過フィルターにより検体量を減らすことなく、不純物を除去することができる。その結果、不純物に影響されることなく、正確な結果を得ることができる。また、本発明によれば、遠心分離法による前処理を行う必要がないので、遠心分離を行う場合に必要となる専用機器や操作の手間が不要となり、より簡便に、短時間に、正確な結果を得ることが可能となる。
実施例1のナイセリアゴノレアの遺伝子検出結果を示す図である。 実施例2の百日咳菌検出における内部コントロールの検出結果を示す図である。 実施例3におけるマイコプラズマ・ニューモニエの遺伝子検出結果(孔径が異なる焼結フィルター及びメンブレンフィルターを用いる場合の対比)を示す図である。 実施例3のマイコプラズマ・ニューモニエ検出における内部コントロールの遺伝子検出結果(孔径が異なる焼結フィルター及びメンブレンフィルターを用いる場合の対比)を示す図である。 実施例4におけるマイコプラズマ・ニューモニエの遺伝子の検出結果(焼結フィルターと遠心分離法との対比)を示す図である。 実施例5においてインフルエンザA型遺伝子のリアルタイムRT−PCR解析結果を示した図である。 実施例6において糞便試料に含まれるノロウイルスRNAの検出結果を示した図である。 本発明の一つの実施態様の遺伝子検査キットの構成を示す図である。
本発明の実施態様のひとつは、被検出対象を含む試料をろ過フィルターによってろ過した後に、前記試料中の被検出対象の存在を検出又は定量することを特徴とする遺伝子検査方法である。また、具体的には、採取器具を用いて被検対象を採取した後、当該被検対象を含む採取器具を容器に入れ、容器内の液に懸濁したのち、採取器具を容器から取り出し、容器に本発明のフィルターを取り付け、容器内部の液をフィルターに通過させて容器外へと溶出させ、当該溶出液中の被検出対象の存在を検出又は定量することを特徴とする遺伝子検査方法である。
本発明において遺伝子検査方法は特に限定されず、たとえば、遺伝子の配列情報を根拠に病気や感染などを検査できる方法であればよい。具体的には、たとえば、試料から特定の感染源や病気に特有の塩基(たとえば、DNA、RNAなど)の部分配列を検出したり、多型(たとえば、一塩基多型(SNP))を検出する態様が挙げられる。
前記の遺伝子検査方法に用いる検出原理は特に限定されず、たとえば、対立遺伝子特異的プライマーによるPCR法、変性勾配ゲル電気泳動法、SSCP法、RFLP法、TaqMan PCR法、インベーダー法、PCRなどの方法で増幅させた試料に適当なプローブ(たとえば、Qプローブ)をハイブリダイズさせて融解曲線分析を行う方法など種々の公知の方法を用いることができる。
本発明において被検出対象は特に限定されない。たとえば、ゲノム、構造遺伝子、調節遺伝子、遺伝子転写産物(mRNAまたはその前駆体など)、あるいはそれらの断片などの一部に存在する特定の核酸、特定のオリゴヌクレオチド部分、特定のポリヌクレオチド部分などが挙げられる。それらはDNA、RNAのいずれであっても良いし、両者のキメラであっても良い。
前記被検出対象を含む試料は、生体などから採取されたもの(たとえば、被検出対象を含む検体そのもの)であっても良いし、何らかの手段で前記検体に含まれるDNA、RNA等が複製または増幅などされたものであっても良い。複製または増幅に用いる方法は特に限定されず、PCR法、SDA法、ICAN法、LAMP法など種々の公知の方法を用いることができる。
また、前記被検出対象を含む試料は、何らかの物理化学的手段により前記検体に含まれるDNA、RNA等が修飾または分解などされたものであっても良い。
前記において、DNAの複製または増幅をPCR法で行う場合は、特に限定はされないが、α型のDNAポリメラーゼ(または、ファミリーBに属するDNAポリメラーゼ)を用いることが好ましく、KOD DNAポリメラーゼを用いることがさらに好ましい。これらのDNAポリメラーゼを用いれば、試料からのDNAの抽出または精製を行うことなく、簡便なろ過操作のみで、被検出対象の存在を検出又は定量することができる。
また前記において、RNAの検出をRT−PCR法で行う場合は、特に限定はされないが、PolI型のDNAポリメラーゼ(または、ファミリーAに属するDNAポリメラーゼ)を用いることが好ましく、逆転写活性を有するTthポリメラーゼを用いることがさらに好ましい。これらのDNAポリメラーゼを用いれば、試料からのRNAの抽出または精製を行うことなく、簡便なろ過操作のみで、被検出対象の存在を検出又は定量することができる。
本発明において、被検出対象を含む試料は、ろ過フィルターを用いてろ過される。ろ過フィルターは遺伝子検査装置のシリカモノリス等の目詰まりや偽陽性及びろ過フィルター自身の目詰まりを防ぐため、1種類だけではなく、材質の異なるもの、孔径又は保留粒子径の異なるものをいくつか組み合わせても良いが、本発明においては、少なくとも1種のろ過フィルターを含むことが必要である。
前記ろ過フィルターとしては、特に限定されないが、焼結フィルターを用いることが好ましい。焼結フィルターの素材は特に限定されないが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン及びポリメチルメタクリレートからなる群から選択されることが好ましい。
前記ろ過フィルターは、外部からの力に対して変形しにくいフィルター(強剛性フィルター)であることが好ましい。
たとえば、ろ過チューブ中に検体浮遊液に浮遊させた検体試料を入れて、先端に取り付けた強剛性フィルターを含むろ過フィルターを通してろ過し、ろ液を遺伝子検査試薬を添加した容器(例えば、チューブ等)等に滴下する際に、フィルターはろ過チューブ内の検体試料等の液体や空気の圧力を受ける。または、チューブが弾力のある素材のものであれば人が直接手で容器を押えることにより圧力を受ける。このとき、フィルターの厚さ方向の潰れや湾曲等の変形が発生する可能性があるが、これらの現象はフィルター内部のろ液の流路を塞ぎ、フィルター自身が目詰まりする原因となる。本発明に用いるろ過フィルターは、ろ過チューブ中に検体浮遊液に浮遊させた検体試料を入れて、先端に取り付けた強剛性フィルターを含むろ過フィルターを通してろ過し、ろ液を遺伝子検査試薬を添加した容器(例えば、チューブ等)等に滴下する際に、フィルターの厚さ方向に潰れにくく、または、湾曲等の変形をしにくい剛性を備えているフィルターであることが好ましい。別の言い方では、ろ液の圧力によってもフィルター内部のろ液の流路を塞ぎ難い剛性を備えたフィルターであることが好ましい。
前記ろ過フィルターは変形しにくいため、目詰まりが起こりにくい。また、積層したり、あるいは厚さを数mm〜数cm程度に厚く加工することができるため、それにより有効ろ過面積が大きくできるため、目詰まりが起こりにくい。
フィルターの厚さ方向に潰れにくい剛性を備えているとは、例えば、検体試料をろ過する時の液体や空気によるフィルターにかかる圧力が0.2[MPa]を超えても、ろ過前対ろ過時の厚さの変化量が5%以上とならず、好ましくは2%以上とならず、また、湾曲等の変形をしにくい剛性を備えているとは、上記同様の圧力がかかってもろ過時のフィルターの曲率半径が2cm以下とならないことをいう。
前記ろ過フィルターとしては各種の金属繊維をワインドしたもの、金属繊維の不織布を用いたもの、プラスチックスを発泡させたもの、金属メッシュを層状に重ね合わせたもの、金属、プラスチックス、セラミック等の粉末や金属繊維を熱や圧力で接着した焼結フィルターが挙げられ、いずれも本発明において使用可能である。
前記焼結フィルターは、たとえば、金属、セラミック、プラスチック等の粉末粒子や金属繊維を熱及び圧力により直接接着(焼結)することにより製造できる。本発明に用いられる焼結フィルターは、例えば、フィルターの原料となる繊維等の素材をフィルター原料の融点×0.3〜0.7℃程度の加熱処理により焼結することで得ることができ、好ましくはフィルター原料の融点×0.5℃程度の加熱処理により焼結することにより得ることができる。強剛性フィルターの中でも焼結フィルターは、1)安価である、2)粒子の大きさにより孔径を制御することが可能である、3)大量製造に向く、4)生体物質との親和性が低いため被検出対象を含む試料と特異的に結合しない、5)液体中の水分の吸収がほとんどない、6)粒子の大きさにより様々な孔径のものを作製できる、という特徴を有するので、生体物質を含む検体試料のろ過に好ましい。
前記焼結フィルターの素材としては、ポリプロピレン、ポリエチレン(低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン)、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等の樹脂、アルミナ、ジルコニア、ケイ素、ケイ素四フッ化エチレン重合体、ステンレス鋼等を挙げることができるが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等の樹脂を用いたものが加工性の面から好ましく、なかでもポリプロピレン、ポリエチレンが好ましい。
前記ろ過フィルターは、2種類以上の強剛性フィルターを組み合わせて作製してもよい。また、強剛性フィルターと強剛性フィルター以外のフィルターと組み合わせてもよい。
前記ろ過フィルターは精密ろ過用としても、粗ろ過用としても用いることができるが、少なくとも1種類のろ過フィルターの孔径又は保留粒子径は200μm以下が好ましい。
本発明の遺伝子検査方法においては、たとえば、ろ過フィルターが孔径の異なる複数のフィルターを重ねて構成されており、最小孔径を有するフィルターの孔径が、1μm以上であり、最大孔径を有するフィルターの孔径が200μm以下である、ろ過フィルターを用いればよい。好ましくは、最小孔径を有するフィルターの孔径が5μm以上であり、最大孔径を有するフィルターの孔径が150μm以下であり、より好ましくは最小孔径を有するフィルターの孔径が10μm以上であり、最大孔径を有するフィルターの孔径が100μmである。また、被検出対象を含む検体試料を最初に最大孔径を有するフィルターを通過させ、次いでより小さい孔径を有するフィルターを通過させても良い。
例えば、ポリプロピレン製強剛性フィルターの孔径は5〜200μm、低密度ポリエチレン製強剛性フィルターの孔径は10〜70μm、高密度ポリエチレン製強剛性フィルターの孔径は10〜50μm、超高分子量ポリエチレン製強剛性フィルターの孔径は10〜20μm、ポリスチレン製強剛性フィルターの孔径は100〜200μm、四フッ化エチレン重合体製強剛性フィルターの孔径は30〜100μmである。素材及び/孔径の異なる複数の強剛性フィルターを組合せて用いてもよい。また、ろ過フィルターとして焼結フィルターを用いる場合には、必ずしも複数の強剛性フィルターを組み合わせて用いる必要はなく、1種類の素材の強剛性フィルターを焼結フィルターとして用いても良い。
1種類の素材の強剛性フィルターを焼結フィルターとして用いる場合、孔径は特に限定されないが、例えば、1μm〜200μmとすることができ、5μm〜150μmであることが好ましく、10μm〜100μmであることがより好ましい。
精密ろ過用フィルターとして例えば膜状のフィルターを用いることができ、その材質はセルロース、ガラス繊維、シリカ繊維、ニトロセルロース、セルロースエステル、ニトロセルロースとセルロースエステルの混合物、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、四フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリアミド、ナイロン6,6、ポリエステル、コットン、ステンレススチール繊維等の中から好適なものを適宜選択することができるが、被検出対象を含む試料を結合させず、検体浮遊液の吸収量が多くないものにすることが必要である。
前記ろ過フィルターを構成するフィルターの中で最小の孔径又は保留粒子径を有するフィルターの最小の孔径又は保留粒子径は、孔径10μm程度であることが好ましい。
前記強剛性フィルター及び強剛性フィルター以外の別の種類のフィルター(以下、非強剛性フィルターということがある)の組合せ方は、例えば、フィルターを2つ用いる場合、フィルターを後記のろ過チューブのろ過用ノズルの底面から1段目フィルター、2段目フィルターとすると(この場合、最初に検体試料と接触するのは、1段目フィルターであり、検体試料は1段目フィルターを通過して、アッセイ装置に添加される)、1段目フィルターと2段目フィルターの組合せとして、強剛性フィルターと強剛性フィルター、強剛性フィルターと非強剛性フィルターの組合せがある。なお、ノズル先端部に近いフィルターを下流側フィルターと呼び、より早く検体試料に接触するフィルターを上流側フィルターと呼ぶことがある。フィルターを組合せる場合、孔径が異なるフィルターを組合せることが好ましい。強剛性フィルターはいずれもフィルターの表面だけでなく、その内部でも混入物をトラップするため、ある程度の厚さが必要である。必要な厚みは混入物の量やフィルターの孔径や大きさにより当然異なるが、一般に遺伝子検査法での検査に必要な検体試料100〜2000μlを直径が5〜20mm程度の試料ろ過フィルターでろ過する場合、強剛性フィルター又は非強剛性フィルターの厚さは、限定されないが、好ましくは、0.5mm〜7mm、さらに好ましくは1mm〜5mmである。また、試料ろ過フィルターの厚さの合計は2mm〜10mm程度が好ましい。
前記ろ過フィルターに孔径又は保留粒子径の異なるものをいくつか組み合わせる場合は、孔径又は保留粒子径の大きなフィルターを上流側に、小さなフィルターを下流側に、両フィルターが重なるように配置することが、ろ過時における検体試料の目詰まりを回避する上で好ましい。例えば、2つのフィルターを組合わせる場合、1段目のフィルターに孔径又は保留粒子径が大きいフィルターを用い、2段目のフィルターに孔径が小さいフィルターを用いることが好ましい。
用いるフィルターのサイズは、アッセイに用いる検体浮遊液チューブのサイズによるが、例えば、円形で直径0.5〜1.5cmである。
上記で述べたようなフィルターとして、特許文献2に記載されているものを使用してもよい。
本発明においては、検体採取するための器具として綿棒、白金耳、スポイト又はさじ形状の用具等を用いて被検出対象を含む検体を採取し、アッセイに用いることができる。中でも、綿棒またはスワブを用い、検体を採取しアッセイに用いることが好ましい。特に人体を被験体とし、鼻腔ぬぐい液、鼻腔吸引液、咽頭ぬぐい液、口腔内擦過物、肺胞洗浄液、便懸濁液又は直腸拭い液、を検体とする場合は、検体採取器具として主として綿棒またはスワブを用いることが好ましい。
前記綿棒は特に限定されない。たとえば、軸部の片方の先端にある頭部に綿を巻き付けた綿球から形成される態様が挙げられる。この態様において綿球部分が検体採取部分に該当する。あるいは、ブラシ状綿棒と呼ばれる、天然物又は人工物でできた繊維がブラシ状に配置され、毛細管現象を利用し液体を採取する方式の綿棒が市販されており、これを用いても良い。前記ブラシ状綿棒は、以下の理由により本発明に特に好適に使用することができる。ブラシ状綿棒は、例えばフロック加工と呼ばれる、短く切った繊維(フロック)を、静電気により接着剤を塗布した綿棒の柄に付着させる方法により作製することができる。また、この方式の綿棒では、液体中の溶解物や混合物である固体や粘性物質も採取可能であり、この場合毛細管現象だけではなく、固体や粘性物質が本発明に器具の被分析試料採取部位に吸着等により結合することを利用して採取する。従来の綿棒と比較して表面積が大幅に増えるので、それだけ検体の採取量が大きく、検体中の被検出対象を含む試料をより多く吸着することが可能である。また浮遊液に浮遊させる際にも従来の綿棒とは異なり、浮遊液は容易に繊維間に入り込むことができるため、前記試料が放出されやすく、効率的に前記試料を浮遊液中に回収することができる。以上のような観点から、本発明の遺伝子検査方法では検体採取のために、ブラシ状綿棒(ブラシ状スワブともいう)を用いることが好ましく、短繊維を付着したフロックスワブを用いることが特に好ましい。
上記で述べたような検体採取器具として、特許文献2に記載されているものを使用してもよい。
本発明において、被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項(matter)は特に限定されない。たとえば、呼吸器感染症の原因微生物若しくは該微生物由来の物質が挙げられ、さらに具体的には、インフルエンザウイルス(例えば、A型インフルエンザウイルス、B型インフルエンザウイルス等)、RSウイルス、アデノウイルス、A群溶連菌及び肺炎マイコプラズマ、百日咳菌、肺炎クラミジアからなる群から選択される病原微生物若しくは該微生物由来の物質が挙げられる。また、下痢症の原因微生物若しくは該微生物由来の物質が挙げられ、さらに具体的には、ノロウイルス、ロタウイルス、サポウイルス及び下痢症アデノウイルスからなる群から選択される病原微生物若しくは該微生物由来の物質が挙げられる。また、性感染症の原因微生物若しくは該微生物由来の物質が挙げられ、さらに具体的には、淋菌、クラミジア、マイコプラズマ、ウレアプラズマ、HIV及びHPVからなる群から選択される病原微生物若しくは該微生物由来の物質が挙げられる。また、本発明の遺伝子検査方法はヒト遺伝子多型を検査することもでき、さらに具体的には、薬剤耐性遺伝子多型(例えば、薬剤代謝酵素シトクロムP450遺伝子(CYP遺伝子)の遺伝子多型)、アルコール脱水素酵素遺伝子(ADH遺伝子)の遺伝子多型、アセトアルデヒド脱水素酵素遺伝子(ALDH遺伝子)の遺伝子多型、メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素遺伝子(MTHFR遺伝子)の遺伝子多型等を検査するために使用することが可能である。
本発明の検査方法により分析するための検体は、特に限定されない。たとえばヒト又は他の動物などから得られる生体試料が挙げられる。具体的には、たとえば、口腔内擦過物、咽頭拭い液、鼻腔拭い液、鼻腔吸引液、鼻腔洗浄液、肺胞洗浄液、便懸濁液及び直腸拭い液、膣分泌物、子宮頸管粘液、尿道擦過物からなる群から選択すればよい。
特定の実施態様において、本発明の遺伝子検査方法は、従来の遺伝子検査方法において通常は必須と考えられていた遠心分離法による前処理を行う必要が無い。遠心分離法を前処理として行う場合、専用機器が必要であることに加えて、遠心分離の操作が煩雑で手間と時間がかかるという問題がある。しかし、本発明の遺伝子検査方法によれば、そのような遠心分離法を行うための専用機器を準備する必要がなく、煩雑な操作を省くことが可能である。更に、遠心分離法にかかる時間も短縮することができるので、被験体からの検体採取から遺伝子検査結果を得るまでの時間を短縮することができ、例えば、検体採取から遺伝子検査結果が得られるまでの時間を1日以内、好ましくは半日以内、より好ましくは6時間以内、更に好ましくは3時間以内、なかでも好ましくは2時間以内(例えば、1時間半以内)とすることが可能となり得る。
本発明の別の実施態様は、強剛性フィルターを含むフィルターにより構成されたろ過フィルターを備えた検体試料用ろ過チューブを含む、検体試料中の被検出対象の存在を検査するための遺伝子検査キットである。本発明のキットは、さらに、検体採取器具として綿棒またはスワブを含んでも良い。また、本発明のキットは、被検出対象の存在を検出又は定量することができる遺伝子検査試薬等を当然含む。この遺伝子検査試薬は、チューブや瓶等の試薬容器に充填され、使用時に開封可能な形態として本発明のキットに含まれる。
本実施態様の遺伝子検査キットの構成図の例を、図8に示す。検体試料用ろ過チューブ2は内部に焼結フィルター(21−a、21−b)を含み、検体を含む試料を本ろ過チューブ2に通すことで焼結フィルター(21−a、21−b)のろ過処理を行うことができる。なお、焼結フィルター21−a、21−bの孔径は、同じであってもよいし異なっても良い。また、本図面では、焼結フィルターを2枚重ねているろ過チューブを例示しているが、焼結フィルターの枚数はこれに限定されず、3枚以上重ねてもよいし、又は1枚だけでもよい。また、焼結フィルターを含む先端部とチューブ本体部は脱着可能に別々に構成し、ろ過操作時に取り付けるようにしてもよい。また、溶出を速やかにするために、人が直接手で容器を押えて圧力がかけられるよう弾力がある素材のチューブを用いることができる。スワブ(短繊維を付着したフロックスワブ)3は、スワブ軸部32の先端に設けた検体採取部分31に短繊維が付着されている。遺伝子検査試薬4は、容器本体41に充填されており、保管時は蓋部42等で密閉されている。なお、本図面では、遺伝子検査試薬を充填した容器を1つだけ例示しているが、遺伝子検査に用いる試薬を充填した容器は2つ以上であり得る。本発明の遺伝子検査キットは、包装箱1に収納されて提供することもできるが、別々の包装で供給されて使用時にセットで用いるキットであってもよい。なお、本発明の遺伝子検査キットの構成は、図8で示す例に限定されず、上記で例示したもの以外のもの(例えば、取扱説明書)等も任意に含むことができる。
以下、本発明の実施例に基づき具体的に説明する。本発明は下記実施例に限定されるものではない。
〔実施例1:ナイセリアゴノレア(淋菌)の検出〕
(1)試料の調製
ナイセリアゴノレアから抽出したDNA試料を10mMのTris−HCl(pH7.5)で100(コピー/μL)となるように調製し、子宮頸管粘液と混合して試料とした。この試料を焼結フィルター(ポリプロピレン製、孔径100μm)を含むろ過フィルターを通過させて試料を調製した。また、陰性コントロール(NC)として水を使用した。
(2)核酸増幅および融解曲線解析
上記試料および陰性コントロールにそれぞれ下記試薬を添加して、下記条件によりナイセリアゴノレアを検出した。核酸増幅および融解曲線解析には東洋紡製GENECUBE(登録商標)を使用した。
試薬
以下の試薬を含む溶液を調製した。
10μM フォワードプライマー(配列番号1)0.4μL
100μM リバースプライマー(配列番号2)0.2μL
10μM プローブ(配列番号3、5’末端をBODIPY−FL標識)0.3μL
KOD Mix(ジーンキューブ(R)テストベーシック、東洋紡製)3μL
PPD Mix(ジーンキューブ(R)テストベーシック、東洋紡製)3μL
試料3μL
核酸増幅および融解曲線解析
94℃・2分
(以上1サイクル)
97℃・1秒
58℃・3秒
63℃・6秒
(以上60サイクル)
94℃・30秒
39℃・30秒
39℃〜75℃(0.09℃/秒で温度上昇)
結果
図1は、上記の条件で核酸増幅を行い、その後の温度上昇にともなう蛍光強度の変化を、グラフの横軸を温度、縦軸を蛍光シグナルの微分値として解析結果を表した図である。グラフのうちNG DNAはナイセリアゴノレアDNA試料の解析結果を、WaterはNCである水の解析結果を示している。図1より明らかなように、ナイセリアゴノレアが検出されている。なお、上記実施例で、頭部がナイロン繊維からなるブラシ状綿棒(COPAN社製、フロックスワブTR100)を用いて検体を採取した試料を用いても、同様の結果を得た。
遺伝子検査方法においてろ過フィルターで子宮頸管粘液から調製した検体試料をろ過することにより目詰まりによる無効や偽陽性を防ぎ、さらにブラシ状綿棒との組み合わせによっても感度・特異性が共に高い測定が可能となることが判明した。
〔実施例2:百日咳菌の検出〕
(1)試料の調製
百日咳菌から抽出したDNA試料を10mMのTris−HCl(pH7.5)で5(コピー/μL)となるように調製し、生理食塩水で懸濁した咽頭拭い液と混合して疑似生体試料とした。この試料を焼結フィルター(ポリプロピレン製、孔径20μm)を含むろ過フィルターを通過させて試料を調製した。また、焼結フィルターでろ過しない液も試料として使用した。
(2)核酸増幅および融解曲線解析
上記試料をそれぞれ下記試薬を添加して、下記条件により百日咳菌を検出した。核酸増幅および融解曲線解析には東洋紡製GENECUBE(登録商標)を使用した。
試薬
以下の試薬を含む溶液を調製した。
10μM フォワードプライマー(配列番号4)0.4μL
100μM リバースプライマー(配列番号5)0.3μL
10μM プローブ(配列番号6、5’末端をBODIPY−FL標識)0.3μL
KOD Mix(ジーンキューブ(R)テストベーシック、東洋紡製)3μL
PPD Mix(ジーンキューブ(R)テストベーシック、東洋紡製)3μL
IC Mix(ジーンキューブ(R)テストベーシック、東洋紡製)1μL
試料3μL
核酸増幅および融解曲線解析
94℃・2分
(以上1サイクル)
97℃・1秒
58℃・3秒
63℃・6秒
(以上60サイクル)
94℃・30秒
39℃・30秒
39℃〜75℃(0.09℃/秒で温度上昇)
百日咳菌のカットオフ値:10
内部コントロールのカットオフ値:1.5
結果
図2は、上記の条件で核酸増幅を行い、その後の温度上昇にともなう内部コントロールの蛍光強度の変化を、グラフの横軸を温度、縦軸を蛍光シグナルの微分値として解析結果を表した図である。グラフは内部コントロールの結果を示しており、フィルターありは焼結フィルターで試料をろ過した解析結果を、フィルターなしは試料を焼結フィルターでろ過していない解析結果を示している。図2より明らかなように、フィルターありの場合で内部コントロールが検出されている。しかし、フィルターなしの場合、試料に含まれる物質のPCR阻害により内部コンロトールが検出されていない。この結果から、百日咳菌の遺伝子検査では、焼結フィルターで前処理するだけで高感度な検査結果が得られることが明らかとなった。
〔実施例3:肺炎マイコプラズマの検出〕
(1)試料の調製
マイコプラズマ・ニューモニエから抽出したDNA試料を10mMのTris−HCl(pH7.5)で5(コピー/μL)となるように調製し、終濃度0.2%となるようにムチン液と混合して疑似咽頭拭い液生体試料とした。この試料を孔径300μm、100μm、20μmの焼結フィルター(ポリプロピレン)や焼結フィルター以外のフィルター(核酸抽出前ゴミ取り用として市販のフィルター:メッシュフィルター(核酸抽出用フィルター)孔径0.45μm、メンブレンフィルター孔径0.8μm以下など)を含むろ過フィルターを通過させて試料を調製した。また、焼結フィルターでろ過しない液も試料として使用した。
(2)核酸増幅および融解曲線解析
上記試料をそれぞれ下記試薬に添加して、下記条件によりマイコプラズマ・ニューモニエを検出した。核酸増幅および融解曲線解析には東洋紡製GENECUBE(登録商標)を使用した。
試薬
KOD Mix(ジーンキューブ(R)テストベーシック、東洋紡製)4μL
10μM フォワードプライマー(配列番号7)0.2μL
100μM リバースプライマー(配列番号8)0.3μL
10μM プローブ(配列番号9、5’末端をBODIPY−FL標識)0.4μL
PPD Mix(ジーンキューブ(R)テストベーシック、東洋紡製)3μL
IC Mix(ジーンキューブ(R)テストベーシック、東洋紡製)1.3μL
試料4μL
核酸増幅および融解曲線解析
94℃・2分
(以上1サイクル)
97℃・1秒
58℃・3秒
63℃・6秒
(以上60サイクル)
94℃・30秒
39℃・30秒
39℃〜75℃(0.09℃/秒で温度上昇)
マイコプラズマ・ニューモニエのカットオフ値:7.5
内部コントロールのカットオフ値:1.5
結果
図3、4は、上記の条件で核酸増幅を行い、その後の温度上昇にともなう蛍光強度の変化について種々のフィルターの結果を横軸に、グラフの縦軸を蛍光シグナルの微分値として解析結果を表した図である。図3はマイコプラズマ・ニューモニエの結果を示しており、図4は内部コントロールの結果を示している。図3より明らかなように、フィルターありの場合でマイコプラズマ・ニューモニエが検出されている。しかし、フィルターなしの場合は、試料に含まれる物質のPCR阻害によりマイコプラズマ・ニューモニエが検出されていない。また、図4より、20、100μmの焼結フィルター以外で内部コントロールが検出されていない。この結果から、マイコプラズマ・ニューモニエの遺伝子検査において、高感度な検査結果を得るには、特定の大きさの孔径の焼結フィルターを用いることが重要であることが明らかとなった。
〔実施例4:肺炎マイコプラズマの検出〕
(1)試料の調製
マイコプラズマ・ニューモニエから抽出したDNA試料を10mMのTris−HCl(pH7.5)で10(コピー/μL)となるように調製し、生理食塩水で懸濁した咽頭拭い液と混合して疑似生体試料とした。この試料を焼結フィルター(ポリエチレン製、孔径20μm)で通過させて試料を調製した。また、フィルターろ過せず、従来法に従い遠心分離(13,000rpmで3分)した上清を、比較例の試料として使用した。
(2)核酸増幅および融解曲線解析
上記試料を下記試薬に添加して、下記条件によりマイコプラズマ・ニューモニエを検出した。核酸増幅および融解曲線解析には東洋紡製GENECUBE(登録商標)を使用した。
試薬
KOD Mix(ジーンキューブ(R)テストベーシック、東洋紡製)4μL
10μM フォワードプライマー(配列番号7)0.2μL
100μM リバースプライマー(配列番号8)0.3μL
10μM プローブ(配列番号9、5’末端をBODIPY−FL標識)0.4μL
PPD Mix(ジーンキューブ(R)テストベーシック、東洋紡製)3μL
IC Mix(ジーンキューブ(R)テストベーシック、東洋紡製)1.3μL
試料4μL
核酸増幅および融解曲線解析
94℃・2分
(以上1サイクル)
97℃・1秒
58℃・3秒
63℃・6秒
(以上60サイクル)
94℃・30秒
39℃・30秒
39℃〜75℃(0.09℃/秒で温度上昇)
マイコプラズマ・ニューモニエのカットオフ値:7.5
内部コントロールのカットオフ値:1.5
結果
図5は、上記の条件で核酸増幅を行い、その後の温度上昇にともなう蛍光強度の変化を、グラフの横軸を温度、縦軸を蛍光シグナルの微分値として解析結果を表した図である。グラフはマイコプラズマ・ニューモニエの結果を示しており、フィルターろ過は焼結フィルターで試料をろ過した解析結果を、遠心分離は試料を遠心機で13,000rpmで3分間遠心し、その上清を試料とした解析結果を示している。図5より明らかなように、焼結フィルターろ過で処理したマイコプラズマ・ニューモニエの蛍光値が、遠心分離で処理した場合より蛍光値が高い。従って、本発明の遺伝子検査方法は、従来の遠心分離法よりも、簡便な方法でありながら、より高感度に検出できることが明らかとなった。
〔実施例5:インフルエンザの検出〕
(1)試料の調製
インフルエンザ精製RNAを滅菌水で懸濁した鼻腔拭い液で1000倍、2000倍希釈し疑似生体試料とした。この試料を焼結フィルター(ポリプロピレン製、孔径20μm)で通過させて試料を調製した。また、焼結フィルターでろ過しない試料も比較として使用した。
(2)核酸増幅および融解曲線解析
上記試料を下記試薬に添加して、下記条件によりインフルエンザA型を検出した。核酸増幅として、TaqMan probeを用いたリアルタイムRT−PCRにはRotor−Gene Q(登録商標)を使用した。
試薬
以下の試薬を含む溶液を調製した。
10μM フォワードプライマー(配列番号10)1μL
10μM リバースプライマー(配列番号11)1μL
10μM プローブ(配列番号12、5’末端をFAM、3’末端をBHQ1)0.4μL、
QRZ−101(THUNDERBIRD(R)Probe One−step qRT−PCR Kit、東洋紡製)
試料4μL
RT−PCR条件
50℃・10分
95℃・1分
(以上1サイクル)
95℃・15秒
60℃・45秒
(以上50サイクル)
結果
図6は、上記の条件でリアルタイムRT−PCRを行った解析結果を表した表である。フィルター有りは焼結フィルターで試料をろ過した場合の解析結果を、フィルターなしは試料を焼結フィルターでろ過しない場合の解析結果を示している。図6より明らかなように、焼結フィルターろ過で処理した場合のインフルエンザ試料のカットオフ値(Ct値)が、フィルターろ過しない場合より立ち上がりが早い。この結果より、焼結フィルターで前処理するだけで高感度な検査結果が得られることが明らかとなった。
〔実施例6:ノロウイルスRNAの検出〕
(1)試料の調製
フロックスワブで採取したノロウイルスG2型を含む糞便試料を精製水に懸濁した試料を、焼結フィルター(ポリエチレン製、孔径100μm)を含むろ過フィルターに通過させて試料を調製した。また、焼結フィルターでろ過しない試料も比較として使用した。
(2)核酸増幅および融解曲線解析
上記試料を下記試薬に添加して、下記条件によりノロウイルスG2型を検出した。核酸増幅および融解曲線解析には東洋紡製GENECUBE(登録商標)を使用した。
試薬
ジーンキューブ(登録商標)テストベーシック(東洋紡社)を使用して以下に示される成分を含む反応液を調製した。反応液の調製等はジーンキューブ(登録商標)テストベーシックの取扱説明書に従った。
0.5μM COG2Fプライマー(配列番号13)
1.5μM COG2Rプライマー(配列番号14)
0.3μM ハイブリダイゼーションプローブ(配列番号15、3’末端をBODIPY−FL標識)
0.05unit/μL Revertra Ace(東洋紡社)
試料3μL
逆転写反応、核酸増幅および融解曲線解析
42℃ 180秒(逆転写反応)
94℃・30秒
(以上1サイクル)
98℃・1秒
60℃・10秒
63℃・10秒
(以上60サイクル)
94℃・30秒
39℃・30秒
39℃〜75℃(0.09℃/秒で温度上昇)
G2のカットオフ値:7
内部コントロールのカットオフ値:1.5
結果
図7は、上記の条件でRT−PCRを行い、その後の温度上昇にともなう蛍光強度の変化を、グラフの横軸を温度、縦軸を蛍光シグナルの微分値として解析結果を表した図である。図7より明らかなように、フィルターありの場合でノロウイルスG2が検出されている。しかし、フィルターなしの場合は、蛍光値が低くカットオフ値以下となり、弱陽性となっている。この結果から、ノロウイルスG2遺伝子検査において、高感度な検査結果を得るには、焼結フィルターを用いることが重要であることが明らかとなった。
本発明の方法及びキットは、疾患の検出・診断等に利用することができる。
1:遺伝子検査キット本体(包装箱)
2:検体試料用ろ過チューブ
21−a、21−b:焼結フィルター
3:スワブ(短繊維を付着したフロックスワブ)
31:短繊維を付着した検体採取部分
32:スワブ軸部
4:遺伝子検査試薬
41:遺伝子検査試薬の容器本体
42:遺伝子検査試薬の蓋部

Claims (21)

  1. 被検出対象を含む試料をろ過フィルターによってろ過した後に、前記試料中の被検出対象の存在を検出又は定量することを特徴とする遺伝子検査方法。
  2. ろ過フィルターが焼結フィルターである請求項1に記載の遺伝子検査方法。
  3. 焼結フィルターの素材がポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン及びポリメチルメタクリレートからなる群から選択される請求項2に記載の遺伝子検査方法。
  4. 焼結フィルターの孔径が10〜100μmである請求項2に記載の遺伝子検査方法。
  5. 遠心分離による前処理を必要としない請求項1に記載の遺伝子検査方法。
  6. 検体採取器具として綿棒またはスワブを用いて被検出対象を含む検体を採取して試料とし、アッセイに用いる、請求項1に記載の遺伝子検査方法。
  7. 検体が生体試料である請求項6に記載の遺伝子検査方法。
  8. 検体がヒト又は他の動物の口腔内擦過物、咽頭拭い液、鼻腔拭い液、鼻腔吸引液、鼻腔洗浄液、肺胞洗浄液、便懸濁液、直腸拭い液、膣分泌物、子宮頸管粘液、及び尿道擦過物からなる群から選択される検体である請求項7に記載の遺伝子検査方法。
  9. 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項が呼吸器感染症の原因微生物若しくは該微生物由来の物質である請求項8に記載の遺伝子検査方法。
  10. 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項がインフルエンザウイルス、RSウイルス、アデノウイルス、A群溶連菌、肺炎マイコプラズマ、百日咳菌、及び肺炎クラミジアからなる群から選択される病原微生物若しくは該微生物由来の物質である請求項9に記載の遺伝子検査方法。
  11. 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項が下痢症の原因微生物若しくは該微生物由来の物質である請求項8に記載の遺伝子検査方法。
  12. 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項がノロウイルス、ロタウイルス、サポウイルス及び下痢症アデノウイルスからなる群から選択される病原微生物若しくは該微生物由来の物質である請求項11に記載の遺伝子検査方法。
  13. 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項が性感染症の原因微生物若しくは該微生物由来の物質である請求項8に記載の遺伝子検査方法。
  14. 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項が淋菌、クラミジア、マイコプラズマ、ウレアプラズマ、HIV及びHPVからなる群から選択される病原微生物若しくは該微生物由来の物質である請求項13に記載の遺伝子検査方法。
  15. 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項がヒト遺伝子多型の検出である請求項8に記載の遺伝子検査方法。
  16. 被検出対象の存在を検出又は定量することにより検査できる事項が薬剤代謝酵素遺伝子の遺伝子多型、アルコール脱水素酵素遺伝子の遺伝子多型、アセトアルデヒド脱水素酵素遺伝子の遺伝子多型、及びメチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素遺伝子の遺伝子多型からなる群から選択されるヒト遺伝子多型である請求項15に記載の遺伝子検査方法。
  17. ろ過フィルターが孔径の異なる複数のフィルターを重ねて構成されている、請求項1〜16のいずれか1項に記載の遺伝子検査方法。
  18. 被検出対象を含む検体試料を最初に最大孔径を有するフィルターを通過させ、次いでより小さい孔径を有するフィルターを通過させる請求項17記載の遺伝子検査方法。
  19. 以下を含む、検体試料中の被検出対象の存在を検査するための遺伝子検査キット。
    (1)焼結フィルターを含むフィルターにより構成されたろ過フィルターを備えた検体試料用ろ過チューブ。
  20. さらに、検体採取器具として綿棒またはスワブを含む請求項19記載の遺伝子検査キット。
  21. さらに、被検出対象の存在を検出又は定量することができる遺伝子検査試薬が充填されている容器を含む請求項19記載の遺伝子検査キット。
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