JP5700385B2 - Method and test piece for determining drug resistance of Mycobacterium tuberculosis - Google Patents
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Description
本発明は、結核菌の薬剤耐性度を判定するための方法および試験片に関する。 The present invention relates to a method and a test piece for determining the drug resistance level of Mycobacterium tuberculosis.
現在、日本では年間数千人が、地球規模では年間数百万人が結核により死亡しているといわれている。結核の治療では、基本的に化学療法を中心とする内科的療法が用いられ、内科的療法では治療の目的を達成することが不可能な場合に外科的療法が考慮される。 Currently, it is said that thousands of people die in Japan each year, and millions of people die globally on a global scale. In the treatment of tuberculosis, medical therapy centered on chemotherapy is basically used, and surgical therapy is considered when it is impossible to achieve the purpose of the therapy.
内科的療法で使用される結核治療の薬剤としては、イソニアジド(INH)、リファンピシン(RFP)、ストレプトマイシン(SM)、エタンブトール(EB)、ニューキノロン(NQ)、ピラジナミド(PZA)などが知られている。これらの薬剤は、結核菌固有の薬剤特異的な遺伝子(薬剤耐性遺伝子)との作用により結核菌の生育を阻害して結核菌を死滅させる。例えば、INHは、結核菌に取り込まれた後、katG遺伝子がコードする結核菌固有のINHオキシダーゼ(カタラーゼペルオキシダーゼ)により代謝され、結核菌の生育を阻害する代謝産物を生成する。しかし、薬剤を患者に投与した場合、突然変異によって、投与した薬剤に対する耐性を獲得した薬剤耐性菌が生じることが問題となっている。 As drugs for treating tuberculosis used in medical therapy, isoniazid (INH), rifampicin (RFP), streptomycin (SM), ethambutol (EB), new quinolone (NQ), pyrazinamide (PZA) and the like are known. These drugs kill M. tuberculosis by inhibiting the growth of M. tuberculosis by the action of a drug-specific gene (drug resistance gene) unique to M. tuberculosis. For example, INH is taken into Mycobacterium tuberculosis, and then metabolized by INH oxidase (catalase peroxidase) unique to Mycobacterium tuberculosis encoded by the katG gene to produce a metabolite that inhibits the growth of Mycobacterium tuberculosis. However, when a drug is administered to a patient, there is a problem that a mutation causes a drug-resistant bacterium that has acquired resistance to the administered drug.
薬剤耐性菌は、薬剤耐性遺伝子が変異することにより薬剤耐性を獲得する。例えば、INH耐性菌は、katG遺伝子が変異しているため、INHを取り込んでも結核菌の生育を阻害する代謝産物を十分に生成できない。このため、薬剤耐性遺伝子の変異を検出することにより薬剤耐性菌を検出する方法が開発されている。例えば、結核治療用薬剤に感受性である野生型結核菌およびいずれかの薬剤に耐性を有する変異型結核菌における結核菌ゲノム上の薬剤耐性遺伝子の塩基配列に基づいて合成されたオリゴヌクレオチドを固定化した基板を含む結核菌診断キットが開示されている(特許文献1)。現在開発されているDNAマイクロアレイキット「Oligo Array」(日清紡績株式会社)は、INH、RFP、SM、カナマイシン(KM)、またはEBの5つの薬剤に特異的な薬剤耐性遺伝子の変異を検出し得るキットである。 Drug resistant bacteria acquire drug resistance by mutating drug resistance genes. For example, since the katG gene is mutated in INH resistant bacteria, even if INH is incorporated, metabolites that inhibit the growth of Mycobacterium tuberculosis cannot be generated sufficiently. For this reason, methods for detecting drug-resistant bacteria by detecting mutations in drug resistance genes have been developed. For example, an oligonucleotide synthesized based on the base sequence of the drug resistance gene on the Mycobacterium tuberculosis genome in a wild-type Mycobacterium tuberculosis that is sensitive to a tuberculosis treatment drug and a mutant Mycobacterium tuberculosis that is resistant to any drug is immobilized. A Mycobacterium tuberculosis diagnostic kit including the prepared substrate is disclosed (Patent Document 1). The currently developed DNA microarray kit "Oligo Array" (Nisshinbo Co., Ltd.) can detect mutations in drug resistance genes specific to five drugs, INH, RFP, SM, kanamycin (KM), or EB It is a kit.
ところで、薬剤耐性菌の中には、薬剤に対して高度の耐性を有する菌と中低度の耐性を有する菌とが存在することが明らかになってきた。薬剤に対する耐性が高度か中低度かによって、薬剤耐性菌による結核を治療する方法が異なるため、結核菌の薬剤に対する耐性度を判定することが好ましい。 By the way, it has been clarified that drug-resistant bacteria include bacteria having high resistance to drugs and bacteria having moderate to low resistance. Since the method for treating tuberculosis caused by drug-resistant bacteria differs depending on whether the resistance to the drug is high or low, it is preferable to determine the degree of resistance of the tubercle bacillus to the drug.
従来、結核菌の薬剤耐性度を判定する方法として、CLSI(Clinical and Laboratory Standards Institute)/NCCLS(National Committee for Clinical Laboratory Standards)が定める方法がある(非特許文献1)。日本では、この方法に従ったキットとして、「薬剤感受性(抗酸菌)キット “ニチビー”抗酸菌検査用ウェルパック培地S」(株式会社日本ビーシージーサプライ製)、「薬剤感受性(抗酸菌)キット 極東 結核菌感受性ビットスペクトル−SR」(極東製薬工業株式会社製)などが市販されている。しかし、これらのキットを用いて結核菌の薬剤耐性度を判定するには40日程度の長期間を要する。したがって、より迅速・簡便な判定方法が望まれている。 Conventionally, CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) / NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Standards) is a method for determining the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis (Non-patent Document 1). In Japan, as a kit according to this method, “drug-sensitive (acid-fast bacterium) kit“ Nichibi ”well pack medium S for acid-fast bacteria test” (manufactured by Nippon BCG Supply Co., Ltd.), “drug-sensitive (acid-fast bacterium) ) Kit Kyokuto Mycobacterium tuberculosis susceptibility bit spectrum-SR "(manufactured by Kyokuto Pharmaceutical Co., Ltd.) is commercially available. However, it takes a long time of about 40 days to determine the drug resistance of M. tuberculosis using these kits. Therefore, a quicker and simpler determination method is desired.
本発明は、結核菌の薬剤耐性度を迅速・簡便に判定するための新たな手段を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a new means for quickly and easily determining the drug resistance level of Mycobacterium tuberculosis.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、結核菌の薬剤耐性度と薬剤耐性遺伝子の変異とが対応づけられることを見出した。そこで、本発明者らは、既知の薬剤耐性遺伝子の変異を有する結核菌が示す薬剤耐性度について作成したデータベースに基づいて、結核菌における薬剤耐性遺伝子の変異を同定するだけで結核菌の薬剤耐性度を迅速・簡便に判定できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the drug resistance level of Mycobacterium tuberculosis can be associated with the mutation of the drug resistance gene. Therefore, the present inventors simply identified the drug resistance gene mutation in Mycobacterium tuberculosis based on the database created for the degree of drug resistance exhibited by Mycobacterium tuberculosis having a known drug resistance gene mutation. It was found that the degree could be determined quickly and simply, and the present invention was completed.
本発明は、結核菌の薬剤耐性度を判定するための試験片を提供し、該試験片は、少なくとも1つのプローブが固定されており、該少なくとも1つのプローブは、薬剤耐性遺伝子の任意の領域とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドからなり、該領域は、結核菌の薬剤耐性度と対応づけられた変異の位置を有し、該変異の位置の塩基は、野生型である。 The present invention provides a test piece for determining the drug resistance level of Mycobacterium tuberculosis, wherein at least one probe is fixed to the test piece, and the at least one probe is an arbitrary region of the drug resistance gene. The region has a mutation position corresponding to the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis, and the base at the mutation position is a wild type.
1つの実施態様では、上記試験片は、さらなるプローブが固定されており、該さらなるプローブは、薬剤耐性遺伝子の任意の領域とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドからなり、該領域は、結核菌の薬剤耐性度と対応づけられた変異の位置を有し、該変異の位置の塩基は、変異型である。 In one embodiment, the test piece has an additional probe immobilized thereon, the additional probe comprising an oligonucleotide that can hybridize to any region of the drug resistance gene, the region comprising the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis. The position of the mutation is associated with the degree, and the base at the position of the mutation is a mutant type.
本発明はまた、結核菌の薬剤耐性度を判定するための試験片を提供し、該試験片は、少なくとも1つのプローブが固定されており、該少なくとも1つのプローブは、薬剤耐性遺伝子の任意の領域とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドからなり、該領域は、結核菌の薬剤耐性度と対応づけられた変異の位置を有し、該変異の位置の塩基は、変異型である。 The present invention also provides a test piece for determining the degree of drug resistance of Mycobacterium tuberculosis, wherein the test piece has at least one probe immobilized thereon, and the at least one probe is an arbitrary drug resistance gene. It consists of an oligonucleotide that can hybridize with a region, and the region has a mutation position associated with the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis, and the base at the mutation position is a mutant type.
1つの実施態様では、上記試験片は、さらなるプローブが固定されており、該さらなるプローブは、薬剤耐性遺伝子の任意の領域とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドからなり、該領域は、結核菌の薬剤耐性度と対応づけられた変異の位置を有し、該変異の位置の塩基は、野生型である。 In one embodiment, the test piece has an additional probe immobilized thereon, the additional probe comprising an oligonucleotide that can hybridize to any region of the drug resistance gene, the region comprising the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis. The position of the mutation is associated with the degree, and the base at the position of the mutation is wild type.
1つの実施態様では、上記薬剤耐性遺伝子は、イソニアジド耐性遺伝子、リファンピシン耐性遺伝子、ストレプトマイシン耐性遺伝子、エタンブトール耐性遺伝子、ニューキノロン耐性遺伝子およびピラジナミド耐性遺伝子からなる群より選択される少なくとも1種である。 In one embodiment, the drug resistance gene is at least one selected from the group consisting of isoniazid resistance gene, rifampicin resistance gene, streptomycin resistance gene, ethambutol resistance gene, new quinolone resistance gene and pyrazinamide resistance gene.
1つの実施態様では、上記薬剤耐性遺伝子は、katG、inhA、rpoB、rpsL、rrs、gyrA、gyrB、embA、embB、embCおよびpncAからなる群より選択される少なくとも1種である。 In one embodiment, the drug resistance gene is at least one selected from the group consisting of katG, inhA, rpoB, rpsL, rrs, gyrA, gyrB, embA, embB, embC and pncA.
1つの実施態様では、上記薬剤耐性遺伝子はkatGであり、上記薬剤耐性遺伝子の変異は、H97R、Q127E、N133T、M176T、P232S、S315R、S315T、S383P、D419H、M420T、R489S、D542H、R632C、Δ191−192、124フレームシフトおよび160フレームシフトからなる群より選択される少なくとも1種である。 In one embodiment, the drug resistance gene is katG and the mutation of the drug resistance gene is H97R, Q127E, N133T, M176T, P232S, S315R, S315T, S383P, D419H, M420T, R489S, D542H, R632C, Δ191 -192, at least one selected from the group consisting of 124 frame shifts and 160 frame shifts.
1つの実施態様では、上記薬剤耐性遺伝子はinhAであり、上記薬剤耐性遺伝子の変異は、t−8cおよびc−15tからなる群より選択される少なくとも1種である。 In one embodiment, the drug resistance gene is inhA, and the mutation of the drug resistance gene is at least one selected from the group consisting of t-8c and c-15t.
1つの実施態様では、上記薬剤耐性遺伝子はrpoBであり、上記薬剤耐性遺伝子の変異は、D516V、S521L、H526DおよびH526Yからなる群より選択される少なくとも1種である。 In one embodiment, the drug resistance gene is rpoB, and the mutation of the drug resistance gene is at least one selected from the group consisting of D516V, S521L, H526D, and H526Y.
1つの実施態様では、上記薬剤耐性遺伝子はgyrAであり、上記薬剤耐性遺伝子の変異は、G88C、A90V、S91PおよびD94G/A/H/Nからなる群より選択される少なくとも1種である。 In one embodiment, the drug resistance gene is gyrA, and the mutation of the drug resistance gene is at least one selected from the group consisting of G88C, A90V, S91P and D94G / A / H / N.
1つの実施態様では、上記薬剤耐性遺伝子はgyrBであり、上記薬剤耐性遺伝子の変異は、D495Nである。 In one embodiment, the drug resistance gene is gyrB and the mutation of the drug resistance gene is D495N.
1つの実施態様では、上記薬剤耐性遺伝子はembBであり、上記薬剤耐性遺伝子の変異は、M306L/V/I、D328G/Y、G406C/A/D/SおよびQ497K/Rからなる群より選択される少なくとも1種である。 In one embodiment, the drug resistance gene is embB and the mutation of the drug resistance gene is selected from the group consisting of M306L / V / I, D328G / Y, G406C / A / D / S and Q497K / R. At least one kind.
1つの実施態様では、上記薬剤耐性遺伝子はpncAであり、上記薬剤耐性遺伝子の変異は、M1I、A3E、L4S、L4W、I5N、V7D、V7F、D8E、D8G、V9A、V9G、Q10P、Q10R、Q10stop、D12A、C14R、C14Y、G23V、A25E、R26G、A28D、Y34D、Y34stop、L35P、V45G、A46E、T47A、D49A、H51P、H51Q、H57D、H57P、F58L、T61P、D63H、Y64D、S67P、W68G、W68R、W68S、W68stop、H71P、T76I、T76P、G78D、L85P、L85R、K96E、K96Q、G97D、Y99D、Y99S、Y103H、Y103S、Y103stop、W119stop、R121P、V128G、T135P、D136N、D136Y、H137P、C138R、C138S、V139A、V139L、V139M、Q141P、Q141stop、A146T、R148S、V155G、L156Q、L159R、L172P、V180F、53フレームシフト、75フレームシフト、80フレームシフト、88フレームシフト、123フレームシフト、141フレームシフト、162フレームシフト、164フレームシフトおよび177フレームシフトからなる群より選択される少なくとも1種である。 In one embodiment, the drug resistance gene is pncA and the mutation of the drug resistance gene is M1I, A3E, L4S, L4W, I5N, V7D, V7F, D8E, D8G, V9A, V9G, Q10P, Q10R, Q10stop , D12A, C14R, C14Y, G23V, A25E, R26G, A28D, Y34D, Y34stop, L35P, V45G, A46E, T47A, D49A, H51P, H51Q, H57D, H57P, F58L, T61P, D63H, Y64D, S67P, W67G, 68 , W68S, W68stop, H71P, T76I, T76P, G78D, L85P, L85R, K96E, K96Q, G97D, Y99D, Y99S, Y103H, Y103S, Y103stop, W119stop, R12 P, V128G, T135P, D136N, D136Y, H137P, C138R, C138S, V139A, V139L, V139M, Q141P, Q141stop, A146T, R148S, V155G, L156Q, L159R, L172P, V180F, Frame 180 It is at least one selected from the group consisting of shift, 88 frame shift, 123 frame shift, 141 frame shift, 162 frame shift, 164 frame shift and 177 frame shift.
本発明はまた、結核菌の薬剤耐性度の判定用キットを提供し、該キットは、上記試験片を含む。 The present invention also provides a kit for determining the degree of drug resistance of Mycobacterium tuberculosis, and the kit includes the test piece.
1つの実施態様では、上記キットは、ハイブリダイズしたプローブの検出用試薬および薬剤耐性遺伝子の増幅用プライマー対を含む。 In one embodiment, the kit includes a reagent for detecting a hybridized probe and a primer pair for amplification of a drug resistance gene.
本発明はさらに、結核菌の薬剤耐性度を判定する方法を提供し、該方法は、該結核菌の薬剤耐性遺伝子を増幅する工程、増幅した薬剤耐性遺伝子を上記試験片と接触させて、該試験片に固定されたプローブとハイブリダイズさせる工程、該薬剤耐性遺伝子がハイブリダイズしたプローブを同定する工程、および同定したプローブの位置から該結核菌の薬剤耐性度を判定する工程を含む。 The present invention further provides a method for determining the drug resistance level of Mycobacterium tuberculosis, the method comprising a step of amplifying the drug resistance gene of Mycobacterium tuberculosis, contacting the amplified drug resistance gene with the test piece, and A step of hybridizing with a probe fixed to a test piece, a step of identifying a probe hybridized with the drug resistance gene, and a step of determining the drug resistance level of the tuberculosis bacteria from the position of the identified probe.
本発明によれば、結核菌の薬剤耐性度を迅速・簡便に判定することができる。このため、薬剤耐性菌による結核を適切に治療することが可能となる。 According to the present invention, the degree of drug resistance of Mycobacterium tuberculosis can be determined quickly and easily. For this reason, it becomes possible to appropriately treat tuberculosis caused by drug-resistant bacteria.
本発明において、結核菌とは、抗酸菌の一種でマイコバクテリウム科マイコバクテリウム属に属する細菌をいう。結核菌としては、例えば、マイコバクテリウム・ツベルクローシス(Mycobacterium tuberculosis;ヒト型結核菌)、マイコバクテリウム・ボビス(Mycobacterium bovis;ウシ型結核菌)、マイコバクテリウム・アフリカヌム(Mycobacterium africanum;アフリカ型結核菌)が挙げられる。 In the present invention, the tuberculosis bacterium refers to a bacterium belonging to the genus Mycobacterium, a kind of mycobacteria. Examples of Mycobacterium tuberculosis include Mycobacterium tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis), Mycobacterium bovis (Mycobacterium bovis), Mycobacterium africanum (African type). Mycobacterium tuberculosis).
本発明において、薬剤とは、結核を治療するための薬剤をいう。薬剤としては、例えば、イソニアジド(INH)、リファンピシン(RFP)、ストレプトマイシン(SM)、エタンブトール(EB)、ニューキノロン(NQ)、ピラジナミド(PZA)が挙げられる。 In the present invention, the drug refers to a drug for treating tuberculosis. Examples of the drug include isoniazid (INH), rifampicin (RFP), streptomycin (SM), ethambutol (EB), new quinolone (NQ), and pyrazinamide (PZA).
本発明において、結核菌の薬剤耐性遺伝子とは、結核治療用薬剤の作用に関連する遺伝子をいう。結核菌の薬剤耐性遺伝子としては、INH、RFP、SM、EB、NQ、PZAの作用にそれぞれ関連するイソニアジド(INH)耐性遺伝子、リファンピシン(RFP)耐性遺伝子、ストレプトマイシン(SM)耐性遺伝子、エタンブトール(EB)耐性遺伝子、ニューキノロン(NQ)耐性遺伝子、ピラジナミド(PZA)耐性遺伝子が挙げられる。 In the present invention, the drug resistance gene of Mycobacterium tuberculosis refers to a gene related to the action of a drug for treating tuberculosis. The drug resistance genes of Mycobacterium tuberculosis include isoniazid (INH) resistance gene, rifampicin (RFP) resistance gene, streptomycin (SM) resistance gene, ethambutol (EB) related to the action of INH, RFP, SM, EB, NQ, and PZA, respectively. ) Resistance gene, new quinolone (NQ) resistance gene, pyrazinamide (PZA) resistance gene.
INH耐性遺伝子としては、例えば、katG(カタラーゼペルオキシダーゼをコードする)、inhA(エノイルCoAレダクターゼをコードする)が挙げられる。RFP耐性遺伝子としては、例えば、rpoB(RNAポリメラーゼBサブユニットをコードする)が挙げられる。SM耐性遺伝子としては、例えば、rpsL(リボソームタンパク質S12をコードする)、rrs(16S rRNAをコードする)が挙げられる。EB耐性遺伝子としては、例えば、embA、embB、embC(いずれもアラビノシルインドリルアセチルイノシトール合成酵素をコードする)が挙げられる。NQ耐性遺伝子としては、例えば、gyrA(DNAジャイレースAをコードする)、gyrB(DNAジャイレースBをコードする)が挙げられる。PZA耐性遺伝子としては、例えば、pncA(ピラジナミダーゼをコードする)が挙げられる。 Examples of the INH resistance gene include katG (encodes catalase peroxidase) and inhA (encodes enoyl CoA reductase). Examples of the RFP resistance gene include rpoB (encoding RNA polymerase B subunit). Examples of the SM resistance gene include rpsL (encoding ribosomal protein S12) and rrs (encoding 16S rRNA). Examples of the EB resistance gene include embA, embB, and embC (all of which encode arabinosylindolylacetylinositol synthase). Examples of the NQ resistance gene include gyrA (encoding DNA gyrase A) and gyrB (encoding DNA gyrase B). An example of the PZA resistance gene is pncA (encodes pyrazinamidase).
結核菌の薬剤耐性遺伝子は酵素や薬剤結合タンパク質をコードしており、これらのタンパク質と薬剤との作用により結核菌は生育が阻害され死滅する。薬剤耐性遺伝子の変異が、コードするタンパク質のアミノ酸配列においてアミノ酸の置換、挿入および/または欠損をもたらすと、これらのタンパク質の酵素活性の低下や薬剤結合部位の構造変化などが生じ得る。このような変化により、薬剤耐性遺伝子をコードするタンパク質と薬剤との作用が阻害されると、死滅を免れる薬剤耐性菌が出現する。 The drug resistance gene of Mycobacterium tuberculosis encodes enzymes and drug-binding proteins, and the action of these proteins and drugs causes the growth of Mycobacterium tuberculosis to be inhibited and killed. When a mutation in a drug resistance gene results in an amino acid substitution, insertion and / or deletion in the amino acid sequence of the encoded protein, a decrease in enzyme activity of these proteins, a structural change in the drug binding site, or the like may occur. Due to such changes, when the action of a protein encoding a drug resistance gene and the drug is inhibited, a drug resistant bacterium that escapes death appears.
例えば、katG遺伝子はINHオキシダーゼ(カタラーゼペルオキシダーゼ)をコードしており、INHオキシダーゼにより酸化を受けたINH代謝産物により結核菌は細胞壁合成が阻害され死滅するが、katG遺伝子の変異によりINHオキシダーゼのINHに対する酸化活性が失われると、INH耐性菌が出願する。 For example, the katG gene encodes INH oxidase (catalase peroxidase), and cell wall synthesis is inhibited and killed by INH metabolites oxidized by INH oxidase. When oxidative activity is lost, INH resistant bacteria are filed.
例えば、rpoB遺伝子はRNAポリメラーゼBサブユニットをコードしており、RFPがRNAポリメラーゼBサブユニットに結合することにより結核菌はRNA合成の開始反応が阻害され死滅するが、rpoB遺伝子の変異によりRNAポリメラーゼBサブユニットのRFPに対する結合活性が失われると、RFP耐性菌が出願する。 For example, rpoB gene encodes RNA polymerase B subunit, and when RFP binds to RNA polymerase B subunit, the initiation reaction of RNA synthesis is inhibited and killed. However, mutation of rpoB gene causes RNA polymerase to die. If the binding activity of the B subunit to RFP is lost, RFP-resistant bacteria are filed.
例えば、gyrA遺伝子はDNAジャイレースAをコードしており、NQがDNAジャイレースAに結合することにより結核菌はDNA複製が阻害され死滅するが、gyrA遺伝子の変異によりDNAジャイレースAのNQに対する結合活性が失われると、NQ耐性菌が出願する。 For example, the gyrA gene encodes DNA gyrase A. When NQ binds to DNA gyrase A, M. tuberculosis is inhibited by DNA replication and killed. If the binding activity is lost, NQ resistant bacteria are filed.
本発明において、結核菌の薬剤耐性遺伝子の変異としては、例えば、薬剤耐性遺伝子がkatG(アクセッション番号:NC_000962 REGION: 2153889..2156111)の場合、例えば、H97R、Q127E、N133T、M176T、P232S、S315R、S315T、S383P、D419H、M420T、R489S、D542H、R632C、Δ191−192、124フレームシフト、160フレームシフトが挙げられる。 In the present invention, as a drug resistance gene mutation of Mycobacterium tuberculosis, for example, when the drug resistance gene is katG (accession number: NC_000962 REGION: 2153889..2156111), for example, H97R, Q127E, N133T, M176T, P232S, S315R, S315T, S383P, D419H, M420T, R489S, D542H, R632C, Δ191-192, 124 frame shift, and 160 frame shift.
例えば、薬剤耐性遺伝子がinhA(アクセッション番号:NC_000962 REGION: 1674202..1675011)の場合、例えば、t−8c、c−15tが挙げられる。 For example, when the drug resistance gene is inhA (accession number: NC — 000962 REGION: 1674202..1675011), examples include t-8c and c-15t.
例えば、薬剤耐性遺伝子がrpoB(アクセッション番号:NC_000962 REGION: 759807..763325)の場合、例えば、D516V、S521L、H526D、H526Yが挙げられる。 For example, when the drug resistance gene is rpoB (accession number: NC_000962 REGION: 759807..763325), for example, D516V, S521L, H526D, and H526Y can be mentioned.
例えば、薬剤耐性遺伝子がgyrA(アクセッション番号:NC_000962 REGION: 7302..9818)の場合、例えば、G88C、A90V、S91P、D94G/A/H/Nが挙げられる。 For example, when the drug resistance gene is gyrA (accession number: NC — 000962 REGION: 7302..9818), examples include G88C, A90V, S91P, and D94G / A / H / N.
例えば、薬剤耐性遺伝子がgyrB(アクセッション番号:NC_000962 REGION: 5123..7267)の場合、例えば、D495Nが挙げられる。 For example, when the drug resistance gene is gyrB (accession number: NC — 000962 REGION: 5123..7267), for example, D495N can be mentioned.
例えば、薬剤耐性遺伝子がembB(アクセッション番号:NC_000962 REGION: 4246514..4249810)の場合、例えば、M306L/V/I、D328G/Y、G406C/A/D/S、Q497K/Rが挙げられる。 For example, when the drug resistance gene is embB (accession number: NC — 000962 REGION: 4246514..4249810), for example, M306L / V / I, D328G / Y, G406C / A / D / S, and Q497K / R can be mentioned.
例えば、薬剤耐性遺伝子がpncA(アクセッション番号:NC_000962 REGION: 2288681..2289241)の場合、例えば、M1I、A3E、L4S、L4W、I5N、V7D、V7F、D8E、D8G、V9A、V9G、Q10P、Q10R、Q10stop、D12A、C14R、C14Y、G23V、A25E、R26G、A28D、Y34D、Y34stop、L35P、V45G、A46E、T47A、D49A、H51P、H51Q、H57D、H57P、F58L、T61P、D63H、Y64D、S67P、W68G、W68R、W68S、W68stop、H71P、T76I、T76P、G78D、L85P、L85R、K96E、K96Q、G97D、Y99D、Y99S、Y103H、Y103S、Y103stop、W119stop、R121P、V128G、T135P、D136N、D136Y、H137P、C138R、C138S、V139A、V139L、V139M、Q141P、Q141stop、A146T、R148S、V155G、L156Q、L159R、L172P、V180F、53フレームシフト、75フレームシフト、80フレームシフト、88フレームシフト、123フレームシフト、141フレームシフト、162フレームシフト、164フレームシフト、177フレームシフトが挙げられる。 For example, when the drug resistance gene is pncA (accession number: NC_000962 REGION: 2288681..2289241), for example, M1I, A3E, L4S, L4W, I5N, V7D, V7F, D8E, D8G, V9A, V9G, Q10P, Q10R , Q10stop, D12A, C14R, C14Y, G23V, A25E, R26G, A28D, Y34D, Y34stop, L35P, V45G, A46E, T47A, D49A, H51P, H51Q, H57D, H57P, F58L, T61P, G63H, P64W , W68R, W68S, W68stop, H71P, T76I, T76P, G78D, L85P, L85R, K96E, K96Q, G97D, Y99D, Y99S, Y103H, Y103S, Y103stop, W119stop p, R121P, V128G, T135P, D136N, D136Y, H137P, C138R, C138S, V139A, V139L, V139M, Q141P, Q141stop, A146T, R148S, V155G, L156Q, L159R, L172P, Vshift Examples include 80 frame shift, 88 frame shift, 123 frame shift, 141 frame shift, 162 frame shift, 164 frame shift, and 177 frame shift.
ここで、例えば、「H97R」とは、薬剤耐性遺伝子がコードするタンパク質の第97番目のアミノ酸がヒスチジン(H)からアルギニン(R)に変異したことを意味する。「H」、「R」などはアミノ酸の1文字表記である。例えば、「Q10stop」とは、薬剤耐性遺伝子がコードするタンパク質の第10番目のアミノ酸がグルタミン(Q)から終止コドンに変異したことを意味する。例えば、「t−8c」とは、薬剤耐性遺伝子のコード領域を基準にして(開始コドンatgのaを1位として)−8位の塩基がチミン(t)からシトシン(c)に変異したことを意味する。「t」、「c」などは塩基の表記である。例えば、「Δ191−192」とは、薬剤耐性遺伝子がコードするタンパク質の第191〜192番目のアミノ酸が欠損したことを意味し、「124フレームシフト」とは、薬剤耐性遺伝子のコード領域の第124番目のコドンに塩基の挿入または欠損が生じ、その後にコードされているアミノ酸が変化する変異を意味する。 Here, for example, “H97R” means that the 97th amino acid of the protein encoded by the drug resistance gene was mutated from histidine (H) to arginine (R). “H”, “R” and the like are single letter codes for amino acids. For example, “Q10stop” means that the 10th amino acid of the protein encoded by the drug resistance gene is mutated from glutamine (Q) to a stop codon. For example, "t-8c" means that the base at position -8 was mutated from thymine (t) to cytosine (c) with reference to the coding region of the drug resistance gene (with a as the first position of the start codon atg). Means. “T”, “c”, etc. are base notations. For example, “Δ191-192” means that the 191st to 192nd amino acids of the protein encoded by the drug resistance gene have been deleted, and “124 frame shift” means the 124th of the coding region of the drug resistance gene. It means a mutation in which the insertion or deletion of a base occurs in the second codon and the encoded amino acid is changed thereafter.
結核菌の薬剤耐性遺伝子の変異は、上記のような既知の変異に制限されず、未知の変異でもよい。未知の変異を同定する方法は特に制限されない。例えば、薬剤耐性菌より薬剤耐性遺伝子をPCR法などにより単離して遺伝子の塩基配列を解読し、次いで解読した遺伝子の塩基配列と野生型の薬剤耐性遺伝子の塩基配列とを比較することにより変異を同定する方法が挙げられる。 The mutation of the drug resistance gene of Mycobacterium tuberculosis is not limited to the known mutation as described above, and may be an unknown mutation. A method for identifying an unknown mutation is not particularly limited. For example, a drug-resistant gene is isolated from a drug-resistant bacterium by PCR, etc., and the base sequence of the gene is decoded. Then, the base sequence of the decoded gene is compared with the base sequence of the wild-type drug-resistant gene. A method of identifying is mentioned.
本発明では、結核菌の薬剤耐性度を薬剤耐性遺伝子の変異と対応づける。このために、薬剤耐性遺伝子に変異を有する結核菌の薬剤耐性度を判定する。 In the present invention, the drug resistance level of Mycobacterium tuberculosis is associated with the mutation of the drug resistance gene. For this purpose, the degree of drug resistance of Mycobacterium tuberculosis having a mutation in the drug resistance gene is determined.
本発明において、結核菌の薬剤耐性度とは、結核菌が薬剤存在下で死滅しない程度をいう。薬剤耐性度を区分する方法は、特に制限されないが、簡便な方法が好ましい。簡便な方法としては、例えば、結核菌が耐性を示す薬剤の濃度により薬剤耐性度を区分する方法が挙げられる。例えば、高濃度の薬剤存在下で死滅しない結核菌と、高濃度の薬剤存在下では死滅するが低濃度の薬剤存在下では死滅しない結核菌とを区分する方法が挙げられる。例えば、1.0μg/mLの薬剤存在下で死滅しない結核菌と、1.0μg/mLの薬剤存在下では死滅するが0.2μg/mLの薬剤存在下では死滅しない結核菌とを区分する方法が挙げられる。区分(薬剤濃度)の数は、特に制限されないが、2〜3が好ましい。 In the present invention, the drug resistance level of Mycobacterium tuberculosis refers to the extent to which Mycobacterium tuberculosis does not die in the presence of the drug. The method for classifying the drug resistance is not particularly limited, but a simple method is preferable. As a simple method, for example, there is a method of classifying the drug resistance degree according to the concentration of the drug for which Mycobacterium tuberculosis is resistant. For example, there is a method of distinguishing tuberculosis bacteria that do not die in the presence of a high concentration of drug from tuberculosis bacteria that die in the presence of a high concentration of drug but not in the presence of a low concentration of drug. For example, a method for distinguishing between Mycobacterium tuberculosis that does not die in the presence of 1.0 μg / mL drug and Mycobacterium tuberculosis that does not die in the presence of 1.0 μg / mL drug but does not die in the presence of 0.2 μg / mL drug. Is mentioned. The number of sections (drug concentration) is not particularly limited, but is preferably 2 to 3.
本発明において、結核菌の薬剤耐性度を判定する方法は、特に制限されないが、標準的な方法が好ましい。標準的な方法としては、例えば、CLSI(Clinical and Laboratory Standards Institute)/NCCLS(National Committee for Clinical Laboratory Standards)が定める方法が挙げられる。例えば、日本では、この方法に従ったキットとして、「薬剤感受性(抗酸菌)キット “ニチビー”抗酸菌検査用ウェルパック培地S」(株式会社日本ビーシージーサプライ製)、「薬剤感受性(抗酸菌)キット 極東 結核菌感受性ビットスペクトル−SR」(極東製薬工業株式会社製)が市販されている。これらのキットでは、各種薬剤濃度の存在下または非存在下にて結核菌を培養し、一定期間の培養後に、例えば、目視により結核菌の生死を確認することができる。 In the present invention, the method for determining the drug resistance level of Mycobacterium tuberculosis is not particularly limited, but a standard method is preferable. The standard method includes, for example, a method defined by CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) / NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Standards). For example, in Japan, as a kit according to this method, “drug-sensitive (acid-fast bacilli) kit“ Nichibi ”well pack medium S for acid-fast bacilli test” (manufactured by Nippon BCG Supply Co., Ltd.) Acid bacteria) kit Kyokuto Mycobacterium tuberculosis susceptibility bit spectrum-SR "(manufactured by Kyokuto Pharmaceutical Co., Ltd.) is commercially available. In these kits, M. tuberculosis is cultured in the presence or absence of various drug concentrations, and after culturing for a certain period, for example, the viability of M. tuberculosis can be confirmed visually.
(プローブ)
本発明のプローブは、薬剤耐性遺伝子の任意の領域とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドからなり、該領域は、結核菌の薬剤耐性度と対応づけられた変異の位置を有し、該変異の位置の塩基は、野生型である(以下、「野生型プローブ」という場合がある)。野生型プローブは、変異が起こり得る塩基配列からなる領域が変異を有する場合には、これらの領域にハイブリダイズできない。野生型プローブの長さは、ハイブリダイズさせる条件にもよるが、一般的には10〜30ヌクレオチド長、好ましくは12〜26ヌクレオチド長である。
(probe)
The probe of the present invention comprises an oligonucleotide that can hybridize with an arbitrary region of a drug resistance gene, and this region has a mutation position associated with the drug resistance level of Mycobacterium tuberculosis. The base is wild type (hereinafter sometimes referred to as “wild type probe”). Wild-type probes cannot hybridize to these regions if the region consisting of a base sequence that can be mutated has a mutation. The length of the wild-type probe is generally 10 to 30 nucleotides, preferably 12 to 26 nucleotides, although it depends on the hybridization conditions.
本発明のプローブはまた、薬剤耐性遺伝子の任意の領域とハイブリダイズし得るオリゴヌクレオチドからなり、該領域は、結核菌の薬剤耐性度と対応づけられた変異の位置を有し、該変異の位置の塩基は、変異型である(以下、「変異型プローブ」という場合がある)。変異型プローブは、変異が起こり得る塩基配列からなる領域が変異を有さない場合には、これらの領域にハイブリダイズできない。変異型プローブの長さは、ハイブリダイズさせる条件にもよるが、一般的には10〜30ヌクレオチド長、好ましくは12〜26ヌクレオチド長である。変異型プローブにおける変異の位置は、変異を確実に識別するために、変異型プローブを構成するオリゴヌクレオチドの中央近辺が好ましい。 The probe of the present invention also comprises an oligonucleotide that can hybridize with any region of a drug resistance gene, and this region has a mutation position associated with the drug resistance level of Mycobacterium tuberculosis, and the position of the mutation. This base is a mutant type (hereinafter sometimes referred to as “mutant probe”). A mutant probe cannot hybridize to a region consisting of a base sequence that can be mutated if it does not have a mutation. The length of the mutant probe is generally 10 to 30 nucleotides, preferably 12 to 26 nucleotides, although it depends on the hybridization conditions. The position of the mutation in the mutant probe is preferably near the center of the oligonucleotide constituting the mutant probe in order to identify the mutation reliably.
本発明では、野生型プローブと変異型プローブとを併せて用いてもよい。 In the present invention, a wild type probe and a mutant type probe may be used in combination.
上記の各プローブは、標準的なプログラムおよびプライマー解析ソフトウェア、例えば、Primer Express(Perkin Elmer社)を用いることにより設計することができ、自動化オリゴヌクレオチドシンセサイザーなどの標準的な方法を用いて合成することができる。 Each probe above can be designed using standard programs and primer analysis software such as Primer Express (Perkin Elmer) and synthesized using standard methods such as automated oligonucleotide synthesizers. Can do.
さらに、各プローブは、以下で詳述するように、試験片に固定するために5’または3’末端のいずれか一方が修飾されていてもよい。 In addition, each probe may be modified at either the 5 'or 3' end for immobilization to a test strip, as described in detail below.
(試験片)
本発明の試験片は、少なくとも1つのプローブが固定されている。少なくとも1つのプローブは野生型プローブであり、好ましくは変異型プローブがさらに固定されている。あるいは、少なくとも1つのプローブは変異型プローブであり、好ましくは野生型プローブがさらに固定されている。
(Test pieces)
In the test piece of the present invention, at least one probe is fixed. At least one probe is a wild type probe, and preferably a mutant probe is further immobilized. Alternatively, at least one probe is a mutant probe, and preferably a wild type probe is further immobilized.
本発明の試験片は、上記プローブを担体表面に一定間隔で固定して作製することができ、複数のプローブを固定する場合は、プローブ毎に担体表面を区切って固定する。担体としては、例えば、ビニル系ポリマー、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ニトロセルロースなどの有機材料;ガラス、シリカなどの無機材料;金、銀などの金属材料が挙げられるが、特に限定されない。成形加工性が容易である点で、有機材料が好ましく、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル類がより好ましい。担体は、以下の薬剤耐性度を判定する方法において発色法を用いる場合には、発色を視認しやすくするために白色であることが好ましい。 The test piece of the present invention can be prepared by fixing the probe to the surface of the carrier at regular intervals. When a plurality of probes are fixed, the surface of the carrier is divided and fixed for each probe. Examples of the carrier include organic materials such as vinyl polymer, nylon, polyester, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, and nitrocellulose; inorganic materials such as glass and silica; and metal materials such as gold and silver. There is no particular limitation. An organic material is preferable in terms of easy molding processability, and polyesters such as polyethylene terephthalate are more preferable. When using the color development method in the following method for determining the drug resistance, the carrier is preferably white in order to make the color development easily visible.
プローブを担体表面に固定する方法としては、物理的方法および化学的方法が挙げられる。物理的方法は特に制限されない。例えば、担体表面をポリリジンなどのポリカチオン性の高分子で被覆する方法、担体表面が金などの金属材料である場合には、2−アミノエタンチオールなどのアミノ基を有するチオールまたはジスルフィド化合物などで担体表面を処理する方法が挙げられる。これらの方法は、ポリアニオンであるプローブとの静電相互作用を利用するため、固定効率を上げることができる。さらに、プローブの末端に無関係な塩基配列(ポリチミン鎖など)を付加し、固定されるプローブ自体の分子量を増大させることによって、固定効率を上げることもできる。例えば、ポリチミン付加オリゴヌクレオチドプローブを含む溶液を、ディスペンサを用いてニトロセルロース膜上に吐出し、次いでニトロセルロース膜に紫外線を照射することによって、比較的容易にプローブを固定することができる。具体的には、各プローブを含む溶液をそれぞれ24ゲージの針を備えたディスペンサに入れ、0.5〜1.0μL/分の量で吐出させながら、2.5〜8.5mm/秒の塗布速度で、それぞれ一定の間隔をあけてニトロセルロース膜上に塗布すると、各プローブが一定の間隔で並んだ約1〜2mmの幅のストライプが形成される。このプローブのストライプが形成されたニトロセルロース膜に紫外線を照射することによって、プローブがニトロセルロース膜表面に固定される。さらに、必要に応じて、これらのストライプを横断するように細く切断すると、各プローブが順に固定された多数の試験片を一挙に得ることができる。 Examples of the method for immobilizing the probe on the surface of the carrier include a physical method and a chemical method. The physical method is not particularly limited. For example, a method of coating the carrier surface with a polycationic polymer such as polylysine, and when the carrier surface is a metal material such as gold, a thiol or disulfide compound having an amino group such as 2-aminoethanethiol A method for treating the surface of the carrier is mentioned. Since these methods use electrostatic interaction with a probe that is a polyanion, the immobilization efficiency can be increased. Furthermore, immobilization efficiency can be increased by adding an irrelevant base sequence (such as a polythymine chain) to the end of the probe and increasing the molecular weight of the probe itself to be immobilized. For example, the probe can be fixed relatively easily by discharging a solution containing a polythymine-added oligonucleotide probe onto a nitrocellulose membrane using a dispenser and then irradiating the nitrocellulose membrane with ultraviolet rays. Specifically, the solution containing each probe is placed in a dispenser equipped with a 24 gauge needle, and applied at a rate of 2.5 to 8.5 mm / sec while being discharged at a rate of 0.5 to 1.0 μL / min. When applied on the nitrocellulose film at a certain interval at a speed, a stripe having a width of about 1 to 2 mm is formed in which the probes are arranged at a certain interval. The probe is fixed on the surface of the nitrocellulose film by irradiating the nitrocellulose film on which the stripe of the probe is formed with ultraviolet rays. Furthermore, if necessary, if a thin cut is made so as to cross these stripes, a large number of test pieces in which the probes are sequentially fixed can be obtained at a time.
化学的方法は特に制限されない。例えば、担体の材料がガラス、シリコンなどの無機材料である場合には、プローブの末端をトリメトキシシラン、トリエトキシシランなどのシランカップリング反応が可能な官能基で修飾し、担体を、修飾プローブを含む溶液に24〜48時間浸漬し、取り出した後、洗浄する方法が挙げられる。あるいは、担体を、アミノエトキシシランなどのアミノ基を有するシランカップリング剤で処理することにより、担体の表面をアミノ化し、次いで末端にカルボン酸を導入したプローブとアミノカップリング反応させる方法が挙げられる。担体の材料が金、銀などの金属材料である場合には、プローブの末端をチオール基、ジスルフィド基などの金属と結合可能な官能基で修飾し、担体を、修飾プローブを含む溶液に24〜48時間浸漬し、取り出した後、洗浄する方法が挙げられる。 The chemical method is not particularly limited. For example, when the carrier material is an inorganic material such as glass or silicon, the end of the probe is modified with a functional group capable of silane coupling reaction such as trimethoxysilane or triethoxysilane, and the carrier is modified with a modified probe. A method of immersing in a solution containing selenium for 24 to 48 hours, taking out, and then washing. Alternatively, there is a method in which the carrier is treated with a silane coupling agent having an amino group such as aminoethoxysilane so that the surface of the carrier is aminated and then subjected to an amino coupling reaction with a probe having a carboxylic acid introduced at the terminal. . When the material of the carrier is a metal material such as gold or silver, the end of the probe is modified with a functional group capable of binding to a metal such as a thiol group or a disulfide group, and the carrier is added to a solution containing the modified probe in 24 to A method of immersing for 48 hours, taking it out, and washing it.
プローブを担体表面に固定する方法としては、合成したプローブを固定する方法以外に、リソグラフィー技術などを利用して、プローブを担体表面上で合成する方法が挙げられる。 As a method for immobilizing the probe on the surface of the carrier, in addition to the method for immobilizing the synthesized probe, a method for synthesizing the probe on the surface of the carrier using a lithography technique or the like can be mentioned.
(結核菌の薬剤耐性度を判定する方法)
本発明の、結核菌の薬剤耐性度を判定する方法は、該結核菌の薬剤耐性遺伝子を増幅する工程、増幅した薬剤耐性遺伝子を上記試験片と接触させて、該試験片に固定されたプローブにハイブリダイズさせる工程、該薬剤耐性遺伝子がハイブリダイズしたプローブを同定する工程、および同定したプローブの位置から該結核菌の薬剤耐性度を判定する工程を含む。
(Method to determine the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis)
The method for determining the drug resistance level of M. tuberculosis according to the present invention includes a step of amplifying a drug resistance gene of M. tuberculosis, a probe fixed on the test piece by contacting the amplified drug resistance gene with the test piece. And the step of identifying a probe hybridized with the drug resistance gene, and the step of determining the drug resistance level of the tubercle bacilli from the position of the identified probe.
1.検体
本発明において、検体とは、薬剤耐性度を判定する対象となる結核菌を含む物質をいう。検体としては、例えば、喀痰、咽頭ぬぐい液、胃液、気管支肺胞洗浄液、気管内吸引物、喉からの拭取物および/または組織生検物などの体液、ならびにこれらから培養して得られた結核菌自体が挙げられる。
1. Specimen In the present invention, a specimen refers to a substance containing Mycobacterium tuberculosis that is a target for determining the degree of drug resistance. Samples were obtained from, for example, body fluids such as sputum, pharyngeal swab, gastric fluid, bronchoalveolar lavage fluid, endotracheal aspirate, throat wipes and / or tissue biopsy, and cultures thereof. Mycobacterium tuberculosis itself can be mentioned.
2.検体の前処理(DNAの抽出)
上記検体の前処理として、検体からDNAを抽出する。検体からDNAを抽出方法は特に制限されない。例えば、フェノール抽出法、グアニジンチオシナネート抽出法、バナジルリボヌクレオシド複合抽出法が挙げられる。
2. Sample pretreatment (DNA extraction)
As a pretreatment of the specimen, DNA is extracted from the specimen. The method for extracting DNA from the specimen is not particularly limited. For example, a phenol extraction method, a guanidine thiocinate extraction method, and a vanadyl ribonucleoside complex extraction method may be mentioned.
3.薬剤耐性遺伝子の増幅
薬剤耐性遺伝子を増幅する方法は特に制限されない。例えば、PCR法、LAMP法、ICAN法が挙げられる。各方法において、薬剤耐性遺伝子を増幅するための条件は適宜設定される。例えば、薬剤耐性遺伝子をPCR法により増幅する場合、対象となる薬剤耐性遺伝子の変異を有する塩基配列からなる領域を増幅できるように、プライマー対を設計すればよい。好ましくは、すべての変異をカバーできる薬剤耐性遺伝子の領域を増幅できるように、より好ましくは、薬剤耐性遺伝子のコーディング領域を増幅できるようにプライマー対を設計すればよい。例えば、INH耐性遺伝子katGをPCR法により増幅する場合、プライマー対としては、例えば、katG遺伝子のコーディング領域の上流および下流の塩基配列またはこれと相補的な塩基配列からなるオリゴヌクレオチドが挙げられる。例えば、以下の実施例に記載の配列番号7および8に示す塩基配列からなるオリゴヌクレオチドが挙げられる。
3. Amplification of drug resistance gene The method for amplifying the drug resistance gene is not particularly limited. For example, PCR method, LAMP method, and ICAN method are mentioned. In each method, the conditions for amplifying the drug resistance gene are appropriately set. For example, when a drug resistance gene is amplified by the PCR method, a primer pair may be designed so that a region consisting of a base sequence having a mutation of the target drug resistance gene can be amplified. Preferably, a primer pair may be designed so that a drug resistance gene region capable of covering all mutations can be amplified, and more preferably, a drug resistance gene coding region can be amplified. For example, when the INH resistance gene katG is amplified by the PCR method, examples of the primer pair include an oligonucleotide having a base sequence upstream and downstream of the coding region of the katG gene or a base sequence complementary thereto. For example, the oligonucleotide which consists of a base sequence shown to the sequence number 7 and 8 as described in the following examples is mentioned.
4.結核菌の薬剤耐性度の判定
増幅した薬剤耐性遺伝子を上記試験片と接触させて、試験片に固定されたプローブとハイブリダイズさせる方法は特に制限されない。例えば、増幅した薬剤耐性遺伝子を含む溶液に試験片を一定時間浸漬する方法が挙げられる。浸漬中の温度などの条件は、非特異的なハイブリダゼーションの抑制などを考慮して適宜設定される。
4). Determination of the drug resistance level of Mycobacterium tuberculosis The method for bringing the amplified drug resistance gene into contact with the test piece and hybridizing with the probe fixed to the test piece is not particularly limited. For example, a method of immersing a test piece in a solution containing an amplified drug resistance gene for a predetermined time can be mentioned. Conditions such as the temperature during the immersion are appropriately set in consideration of suppression of non-specific hybridization.
薬剤耐性遺伝子がハイブリダイズしたプローブを同定する方法は特に制限されない。例えば、薬剤耐性遺伝子をPCR法により増幅する際に、放射性同位体、蛍光物質、化学発光物質などの標識物質で修飾したプライマー対を用い、薬剤耐性遺伝子に付加されたこれらの標識物質を検出する方法が挙げられる。あるいは、放射性同位体、蛍光物質、化学発光物質などの標識物質でプローブを修飾し、これらの標識物質を手がかりに薬剤耐性遺伝子がハイブリダイズしたプローブを検出する方法が挙げられる。標識物質を検出する方法は特に制限されない。例えば、ニトロブルーテトラゾリウム(NBT)/5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリルホスファターゼp−トルイジニル塩(BCIP)発色法が挙げられる。 The method for identifying the probe hybridized with the drug resistance gene is not particularly limited. For example, when a drug resistance gene is amplified by a PCR method, a primer pair modified with a labeling substance such as a radioisotope, a fluorescent substance, or a chemiluminescent substance is used to detect these labeling substances added to the drug resistance gene. A method is mentioned. Alternatively, a method may be mentioned in which a probe is modified with a labeling substance such as a radioisotope, a fluorescent substance, or a chemiluminescent substance, and a probe to which a drug resistance gene is hybridized is detected using these labeling substances. The method for detecting the labeling substance is not particularly limited. For example, a nitro blue tetrazolium (NBT) / 5-bromo-4-chloro-3-indolylphosphatase p-toluidinyl salt (BCIP) coloring method can be mentioned.
具体的には、薬剤耐性遺伝子をPCR法により増幅する際に、3’または5’末端をビオチンで修飾したプライマー対を用いる。次いで、増幅した末端にビオチンを有する遺伝子を含む溶液に試験片を浸漬する。この工程で、薬剤耐性遺伝子は試験片に固定されたプローブとハイブリダイズし得る。次いで、試験片を洗浄し、アルカリホスファターゼ標識ストレプトアビジンを含む溶液に浸漬する。この工程で、試験片に固定されたプローブとハイブリダイズした薬剤耐性遺伝子にアルカリホスファターゼ標識ストレプトアビジンが結合する。次いで、洗浄した試験片にNBT/BCIPを添加し、アルカリホスファターゼの反応による発色を検出する。この発色は視認可能である。発色の有無をより明確にするために、野生型プローブと変異型プローブとで発色の差異を確認してもよい。 Specifically, when a drug resistance gene is amplified by PCR, a primer pair in which the 3 'or 5' end is modified with biotin is used. Next, the test piece is immersed in a solution containing a gene having biotin at the amplified end. In this step, the drug resistance gene can hybridize with the probe immobilized on the test strip. The specimen is then washed and immersed in a solution containing alkaline phosphatase labeled streptavidin. In this step, alkaline phosphatase-labeled streptavidin binds to the drug resistance gene hybridized with the probe fixed to the test piece. Next, NBT / BCIP is added to the washed test piece, and color development due to the reaction of alkaline phosphatase is detected. This color development is visible. In order to clarify the presence / absence of color development, a difference in color development between the wild type probe and the mutant type probe may be confirmed.
同定した薬剤耐性遺伝子がハイブリダイズしたプローブの位置から、いずれのプローブにハイブリダイズしたかがわかる。各プローブは結核菌の薬剤耐性度と対応づけられているため、検体中の結核菌の薬剤耐性度を判定することができる。 From the position of the probe to which the identified drug resistance gene has hybridized, it can be seen which probe has hybridized. Since each probe is associated with the drug resistance level of M. tuberculosis, the drug resistance level of M. tuberculosis in the sample can be determined.
(結核菌の薬剤耐性度の判定用キット)
本発明のキットは、上記の試験片を含む。好ましくは、結核菌の薬剤耐性度を判定するために適切な任意の試薬類を含み得る。試薬類としては、例えば、DNA抽出用試薬、遺伝子増幅用試薬、ハイブリダイズしたプローブの検出用試薬が挙げられる。遺伝子増幅用試薬は、薬剤耐性遺伝子の増幅用プライマー対も含み得る。ハイブリダイズしたプローブの検出用試薬としては、例えば、NBT/BCIP発色法の場合、ビオチン、ストレプトアビジン修飾アルカリホスファターゼ、NBTおよびBCIPが挙げられる。
(Determination kit for the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis)
The kit of this invention contains said test piece. Preferably, any reagent suitable for determining the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis can be included. Examples of the reagents include a DNA extraction reagent, a gene amplification reagent, and a hybridized probe detection reagent. The gene amplification reagent may also include a primer pair for amplification of a drug resistance gene. Examples of reagents for detecting hybridized probes include biotin, streptavidin-modified alkaline phosphatase, NBT, and BCIP in the case of the NBT / BCIP color development method.
以下に、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(実施例1:結核菌のINH耐性度の判定)
表1に示す結核菌の野性菌株およびINH耐性遺伝子katGに変異を有する変異菌株を国立国際医療センターより入手した。
(Example 1: Determination of INH resistance of Mycobacterium tuberculosis)
Wild strains of Mycobacterium tuberculosis shown in Table 1 and mutant strains having mutations in the INH resistance gene katG were obtained from the National International Medical Center.
CLSI/NCCLS法として汎用されている極東製薬工業株式会社製「薬剤感受性(抗酸菌)キット 極東 結核菌感受性ビットスペクトル−SR」を用いて、キットに添付の方法に従って、入手した菌株のINHに対する耐性度を判定した。 Using the “Drug-sensitive (acid-fast bacilli) kit Far East tuberculosis susceptibility bit spectrum-SR” manufactured by Kyokuto Pharmaceutical Co., Ltd., which is widely used as the CLSI / NCCLS method, according to the method attached to the kit, Tolerance was determined.
1.前培養
極東1%小川培地(リン酸二水素カリウム1g、グルタミン酸ナトリウム1g、蒸留水100mL、全卵液200mL、グリセリン6mL、2%マラカイトグリーン6mL、pH6.5)上に発育した菌コロニーを白金耳にて採取し、12mL容量の滅菌試験管内に含有される4mLの前培養用液体培地(極東製薬工業株式会社製「マイコブロス」)に懸濁させた。この試験管を37℃にて静置し、試験管内の菌を増殖させた。530nmにおける吸光度(OD(530nm))が0.1(菌体濃度1mg/mL相当)以上に達するまで菌を培養した。
1. Pre-culture Far-east 1% Ogawa medium (1 g of potassium dihydrogen phosphate, 1 g of sodium glutamate, 100 mL of distilled water, 200 mL of whole egg solution, 6 mL of glycerin, 2 mL of malachite green 6 mL, pH 6.5) And suspended in 4 mL of a pre-culture liquid medium (“Myco Broth” manufactured by Kyokuto Pharmaceutical Co., Ltd.) contained in a 12 mL sterilized test tube. The test tube was allowed to stand at 37 ° C., and the bacteria in the test tube were grown. The bacteria were cultured until the absorbance at 530 nm (OD (530 nm)) reached 0.1 (corresponding to a bacterial cell concentration of 1 mg / mL) or more.
2.菌液の調製
前培養後の試験管内の菌液を撹拌し、菌塊が沈むまで約15分間試験管を静置した。次いで、試験管内の菌液の上層を滅菌蒸留水により希釈して、OD(530nm)が0.1となる菌液を調製した。この菌液0.5mLを、50mL容量の滅菌試験管内に含有される4.5mLの滅菌蒸留水に添加し、混合して10倍希釈菌液とした。さらに、10倍希釈菌液0.1mLを、50mL容量の滅菌試験管内に含有される10mLの滅菌蒸留水に添加し、混合して1000倍希釈菌液とした。
2. Preparation of the bacterial solution The bacterial solution in the test tube after the pre-culture was stirred, and the test tube was allowed to stand for about 15 minutes until the bacterial mass subsided. Next, the upper layer of the bacterial solution in the test tube was diluted with sterilized distilled water to prepare a bacterial solution having an OD (530 nm) of 0.1. 0.5 mL of this bacterial solution was added to 4.5 mL of sterilized distilled water contained in a 50 mL sterilized test tube and mixed to obtain a 10-fold diluted bacterial solution. Further, 0.1 mL of 10-fold diluted bacterial solution was added to 10 mL of sterile distilled water contained in a 50 mL volume sterile test tube and mixed to obtain a 1000-fold diluted bacterial solution.
3.本培養
キットのマイクロタイタープレートの培地密封用テープを剥がし、蓋を取り外した。次いで、キットに付属の専用ドロッパーを用いて、上記10倍希釈液を「C+」のウェルおよびINHを0.2μg/mLまたは1.0μg/mLの濃度で含有するウェルに1滴(約0.02mL)ずつ添加し、上記1000倍希釈液を「C1/100」のウェルに1滴(約0.02mL)ずつ添加し、そして滅菌蒸留水を「C−」のウェルに1滴(約0.02mL)ずつ添加した。次いで、マイクロタイタープレート上のウェル周辺部に配置された濾紙に1〜2mLの滅菌蒸留水を添加した後、マイクロタイタープレートに蓋をし、蓋の縁とマイクロタイタープレートとの隙間をテープで密封した。このマイクロタイタープレートを37℃にて静置して本培養を開始した。
3. The medium sealing tape on the microtiter plate of the main culture kit was peeled off, and the lid was removed. Then, using the dedicated dropper attached to the kit, 1 drop (about 0. 1) of the 10-fold diluted solution to the well of “C +” and INH at a concentration of 0.2 μg / mL or 1.0 μg / mL. 02 times), add 1 drop (about 0.02 mL) of the 1000-fold diluted solution to the “C1 / 100” well, and 1 drop (about 0.02 mL) of sterile distilled water to the “C-” well. 02 mL) was added in portions. Next, after adding 1 to 2 mL of sterilized distilled water to the filter paper placed around the well on the microtiter plate, cover the microtiter plate and seal the gap between the lid edge and the microtiter plate with tape. did. The microtiter plate was allowed to stand at 37 ° C. to initiate main culture.
4.判定
本培養開始後7日目、10日目および14日目にマイクロタイタープレートを観察し、「C+」のウェルの3/4以上でウェル内の液体が赤く呈色している時点で判定を行った。判定では、「C−」、「C+」および「C1/100」の呈色をそれぞれ「0」、「4+」および「1+」とし、INHを0.2μg/mLまたは1.0μg/mLの濃度で含有するウェルの呈色を「C−」、「C+」および「C1/100」のウェルの呈色と比較して「0」〜「4+」でスコア化した。スコアが「0」または「1+」の場合を感受性とし、「2+」〜「4+」の場合を耐性とした。そして、INHを1.0μg/mLの濃度で含有するウェルが耐性を示す1.0μg/mLのINH耐性度、およびINHを1.0μg/mLの濃度で含有するウェルは感受性を示すがINHを0.2μg/mLの濃度で含有するウェルは耐性を示す0.2μg/mLのINH耐性度とした。判定の結果を表2に示す。判定した菌株は、1.0μg/mLのINH耐性度および0.2μg/mLのINH耐性度に分類できた。
4). Determination The microtiter plate was observed on the 7th, 10th, and 14th days after the start of the main culture, and the determination was made when the liquid in the well was colored red in 3/4 or more of the “C +” well. went. In the determination, the coloration of “C−”, “C +”, and “C1 / 100” is “0”, “4+”, and “1+”, respectively, and INH is a concentration of 0.2 μg / mL or 1.0 μg / mL. The coloration of the wells contained in was scored from “0” to “4+” compared to the coloration of the wells of “C−”, “C +” and “C1 / 100”. The case where the score was “0” or “1+” was regarded as sensitive, and the case where the score was “2+” to “4+” was regarded as resistant. And, a well containing INH at a concentration of 1.0 μg / mL is resistant to 1.0 μg / mL INH resistance, and a well containing INH at a concentration of 1.0 μg / mL is sensitive but is resistant to INH. Wells containing at a concentration of 0.2 μg / mL had an INH resistance of 0.2 μg / mL indicating resistance. The determination results are shown in Table 2. The determined strain could be classified into an INH resistance of 1.0 μg / mL and an INH resistance of 0.2 μg / mL.
(参考例:INH耐性遺伝子がコードするINHオキシダーゼの活性測定)
INH耐性遺伝子katGがコードするINHオキシダーゼの活性が、katGの変異によってどのように影響を受けるかを検討した。野生型katGおよび変異型katGを上記表1に示す結核菌の野生菌株および変異菌株から、以下に示すプライマー対を用いて、それぞれPCR法により単離し、発現ベクターpTrcHis2-TOPO(インビトロジェン社製)のマルチクローニングサイトにTAライゲーションを介して挿入した。
(Reference example: activity measurement of INH oxidase encoded by INH resistance gene)
It was examined how the activity of INH oxidase encoded by the INH resistance gene katG is affected by the mutation of katG. Wild-type katG and mutant-type katG were isolated from the wild and mutant strains of Mycobacterium tuberculosis shown in Table 1 above using the primer pairs shown below, respectively, and the expression vectors pTrcHis2-TOPO (Invitrogen) were used. Inserted into the multiple cloning site via TA ligation.
プライマー1:CCCGAGCAACACCCACCCATTACAGAAAC(配列番号1)
プライマー2:TCAGCGCACGTCGAACC(配列番号2)
Primer 1: CCCGAGCAACACCCACCCATTACAGAAAC (SEQ ID NO: 1)
Primer 2: TCAGCGCACGTCGAACC (SEQ ID NO: 2)
pTrcHis2-TOPOは、マルチクローニングサイトに挿入されるDNAによりコードされるタンパク質のC末端にc−mycタグおよび6×Hisタグを付加できるベクターであるが、挿入したkatGは終止コドンを有するので、katGがコードするINHオキシダーゼにこれらのタグは付加されない。次いで、生成したプラスミドにより、常法に従って大腸菌ΔkatG株(国立国際医療センター研究所・感染症制御研究部所有)を形質転換した。形質転換大腸菌を培養し、培養開始から3時間後に培地にIPTG(イソプロピル-β-チオガラクトピラノシド)を添加することにより大腸菌内でkatGを過剰発現させ、培養開始から5時間後に大腸菌を回収した。回収した大腸菌を超音波(株式会社トミー精工製超音波発生機UR−20Pを用いて、power9にて30秒間超音波処理および60秒間冷却のサイクルを5回繰り返した)により破砕した後、遠心分離(12,000rpm、5分間、4℃:エッペンドルフ社製Centrifuge5415R)に供し、上清を以下の測定に用いた。 pTrcHis2-TOPO is a vector that can add a c-myc tag and a 6 × His tag to the C-terminus of the protein encoded by the DNA inserted into the multiple cloning site, but since the inserted katG has a stop codon, These tags are not added to the INH oxidase encoded by. Subsequently, the resulting plasmid was used to transform Escherichia coli ΔkatG strain (owned by the National International Medical Center Research Institute, Department of Infectious Disease Control) according to a conventional method. Transformed E. coli is cultured, and after 3 hours from the start of culture, IPTG (isopropyl-β-thiogalactopyranoside) is added to the medium to overexpress katG in E. coli, and after 5 hours from the start of the culture, E. coli is recovered. did. The recovered Escherichia coli was crushed by ultrasonic waves (using a UR-20P ultrasonic generator UR-20P manufactured by Tommy Seiko Co., Ltd., and repeated a cycle of ultrasonic treatment for 30 seconds and cooling for 60 seconds 5 times in power9), followed by centrifugation. (12,000 rpm, 5 minutes, 4 ° C .: Centrifuge5415R manufactured by Eppendorf), and the supernatant was used for the following measurement.
上清の総タンパク質をBCAアッセイ(BCA Protein Assay Kit:Thermo Scientific社製)で定量し、上清のINHオキシダーゼ活性をWeiら、Antimicrob. Agents Chemother.、2003年、第47巻、p. 670-675を参考にして測定した。INHオキシダーゼ活性は、H2O2存在下でのINHの酸化によるフリーラジカル発生に伴うNBT(Nitroblue Tetrazolium)の還元を560nmにおける吸光度(OD(560nm))により分光学的に測定することができる。 The total protein in the supernatant was quantified by BCA assay (BCA Protein Assay Kit: Thermo Scientific), and the INH oxidase activity in the supernatant was measured by Wei et al., Antimicrob. Agents Chemother., 2003, 47, p. 670- Measured with reference to 675. The INH oxidase activity can be measured spectroscopically by the absorbance at 560 nm (OD (560 nm)) of reduction of NBT (Nitroblue Tetrazolium) accompanying free radical generation due to oxidation of INH in the presence of H 2 O 2 .
具体的には、全量が1mLとなるように、50mMリン酸緩衝液(pH7.0)に、200μgの総タンパク質に相当する上清、最終濃度が0.2mMとなるNBT(シグマ社製)、5mgのグルコースオキシダーゼ(シグマ社製)、最終濃度が4mMとなるグルコース、および最終濃度が9mMとなるINH(シグマ社製)を添加し、室温にて混合した。この混合液のOD(560nm)を分光光度計により200秒間測定した。各上清につき測定を3回実施し、平均値±標準偏差を算出した。OD(560nm)の経時変化を図1に示す。 Specifically, NBT (manufactured by Sigma) having a final concentration of 0.2 mM in a supernatant corresponding to 200 μg of total protein in a 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) so that the total amount becomes 1 mL, 5 mg glucose oxidase (manufactured by Sigma), glucose having a final concentration of 4 mM, and INH (manufactured by Sigma) having a final concentration of 9 mM were added and mixed at room temperature. The OD (560 nm) of this mixed solution was measured with a spectrophotometer for 200 seconds. Each supernatant was measured three times, and an average value ± standard deviation was calculated. The time course of OD (560 nm) is shown in FIG.
図1より、katGがコードするINHオキシダーゼの活性は、katGの変異に応じて、「野生型と同程度の活性」、「野生型より低い活性」および「ほとんど活性なし」の3つの区分に分けることができ、これらの区分はそれぞれ、表2に示すkatGの変異に応じた結核菌のINHに対する耐性度の「耐性なし」、「0.2μg/mLのINH耐性度」および「1.0μg/mLのINH耐性度」の区分に完全に対応することがわかった。 According to FIG. 1, the activity of INH oxidase encoded by katG is divided into three categories according to the mutation of katG: “activity comparable to wild type”, “activity lower than wild type”, and “little activity”. These classifications are respectively “no resistance”, “0.2 μg / mL INH resistance” and “1.0 μg / mL” for the resistance of Mycobacterium tuberculosis to INH according to the mutation of katG shown in Table 2. It was found that it completely corresponds to the category of “INH resistance of mL”.
(実施例2:結核菌のINH耐性度を判定するための試験片の作製)
1.プローブの合成
以下に示す、INH耐性遺伝子katGの1.0μg/mLのINH耐性度と対応づけられたS315T変異、および0.2μg/mLのINH耐性度と対応づけられたH97R変異をそれぞれ検出し得る野生型プローブ1および2とそれぞれに対応する変異型プローブ1および2を作製する。
(Example 2: Preparation of test piece for determining the degree of INH resistance of Mycobacterium tuberculosis)
1. Probe synthesis The following detection of the S315T mutation associated with an INH resistance of 1.0 μg / mL and an H97R mutation associated with an INH resistance of 0.2 μg / mL, respectively, was performed. Mutant probes 1 and 2 corresponding to the obtained wild type probes 1 and 2 are prepared.
野生型プローブ1:GCGATCACCAGCGGCATCGA(配列番号3)
野生型プローブ2:GACTACGGCCACTACGGGCC(配列番号4)
変異型プローブ1:GCGATCACCACCGGCATCGA(配列番号5)
変異型プローブ2:GACTACGGCCGCTACGGGCC(配列番号6)
Wild type probe 1: GCGATCACCAGCGGCATCGA (SEQ ID NO: 3)
Wild-type probe 2: GACTACGGCCACTACGGGCC (SEQ ID NO: 4)
Mutant probe 1: GCGATCACCACCGGCATCGA (SEQ ID NO: 5)
Mutant probe 2: GACTACGGCCGCTACGGGCC (SEQ ID NO: 6)
2.プローブの固定
上記各プローブの5’末端にターミナルトランスフェラーゼ(Promega社製)を用いて、ポリチミンの付加を行う。具体的には、ターミナルトランスフェラーゼ(30unit/μL)を0.4μL、チミジン三リン酸(10pmol/μL)を2μL、オリゴヌクレオチドプローブ(50mM)を2μL、製品添付の反応緩衝液を2μL、および精製水3.6μLを混合して反応溶液を調製し、37℃で4時間反応させた後、反応溶液に10×SSC緩衝液90μLを添加することにより、ポリチミンが付加されたオリゴヌクレオチドプローブを含む溶液(1pmol/μL)を得る。
2. Probe Immobilization Polythymine is added to the 5 ′ end of each probe using terminal transferase (Promega). Specifically, 0.4 μL of terminal transferase (30 units / μL), 2 μL of thymidine triphosphate (10 pmol / μL), 2 μL of oligonucleotide probe (50 mM), 2 μL of reaction buffer attached to the product, and purified water A reaction solution was prepared by mixing 3.6 μL, reacted at 37 ° C. for 4 hours, and then added with 90 μL of 10 × SSC buffer solution to the reaction solution, thereby containing a solution containing an oligonucleotide probe to which polythymine was added ( 1 pmol / μL).
次いで、ポリチミンが付加された各プローブを含む溶液をそれぞれ24ゲージの針を備えたディスペンサに入れ、0.7μL/分の量で吐出させながら、2.5mm/秒の塗布速度で、2mmの幅のストライプになるようにニトロセルロース膜(縦75mm×横150mm:Whatman社製)上に2mm間隔で縦方向に塗布する。次いで、これらのニトロセルロース膜に312nmの紫外線を2分間照射して、プローブをニトロセルロース膜に固定する。次いで、ニトロセルロース膜を、すべてのストライプを含むように切断して、5mm×150mmの試験片を作製する。
Next, the solution containing each probe to which polythymine has been added is placed in a dispenser equipped with a 24-gauge needle, and discharged at a rate of 0.7 mm / min. It is applied in a vertical direction at intervals of 2 mm on a nitrocellulose film (length 75 mm ×
(実施例3:INH耐性度判定用試験片を用いた結核菌のINH耐性度の判定)
1.katG遺伝子の増幅
本実施例では、野生菌株、1.0μg/mLのINHに耐性を有するS315T変異菌株、および0.2μg/mLのINHに耐性を有するH97R変異菌株を検体として用い、これらの菌株のINH耐性度を実施例2で作製した試験片を用いて判定する。
(Example 3: Determination of INH resistance of Mycobacterium tuberculosis using a test piece for determining INH resistance)
1. Amplification of katG gene In this example, wild strains, S315T mutant strains resistant to 1.0 μg / mL INH, and H97R mutant strains resistant to 0.2 μg / mL INH were used as specimens. The INH resistance is determined using the test piece prepared in Example 2.
検体のINH耐性遺伝子katGを、配列番号7に記載の塩基配列からなるプライマー3、配列番号8に記載の塩基配列からなりかつ5’末端にビオチンを結合させたプライマー4、およびTaqDNAポリメラーゼ(ロシュ・ダイアグノスティクス社製)を用いるPCR法により増幅する。 The sample INH resistance gene katG was mixed with primer 3 consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7, primer 4 consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8 and biotin bound to the 5 ′ end, and Taq DNA polymerase (Roche Amplification is performed by a PCR method using a diagnostics company.
プライマー3:CAACTCCTGGAAGGAATGCT(配列番号7)
プライマー4:GCAGGGCCGATCAACCCGAA(配列番号8)
Primer 3: CAACTCCTGGAAGGAATGCT (SEQ ID NO: 7)
Primer 4: GCAGGGCCGATCAACCCGAA (SEQ ID NO: 8)
PCRの反応条件は、変性工程を94℃、30秒、アニール工程を55℃、20秒、鎖伸長工程を72℃、20秒とし、これらの工程を30サイクル行って、katG遺伝子を増幅する。増幅した遺伝子の末端にはビオチンが結合している。 As PCR reaction conditions, the denaturation step is 94 ° C. for 30 seconds, the annealing step is 55 ° C. for 20 seconds, the chain extension step is 72 ° C. for 20 seconds, and these steps are performed for 30 cycles to amplify the katG gene. Biotin is bound to the end of the amplified gene.
2.ハイブリダイズしたプローブの検出
増幅した遺伝子を含む溶液10μLに、水酸化ナトリウム(5M)、エチレンジアミン四酢酸(0.05M)の溶液(10μL)を添加してよく攪拌し、5分間放置して、増幅した遺伝子を1本鎖に変性する。この溶液に、ドデシル硫酸ナトリウム(0.01w/v%)、塩化ナトリウム(1.8w/v%)、クエン酸ナトリウム(1.0w/v%)の溶液(1mL)、および実施例2で作製した試験片を添加し、混合液を62℃にて30分間振盪させる。次いで、混合液から試験片を取り出し、洗浄後、試験片にアルカリホスファターゼ標識ストレプトアビジンを添加し、さらにニトロブルーテトラゾリウム(NBT)および5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリルホスファターゼp−トルイジニル塩(BCIP)を添加して、試験片を発色させる。
2. Detection of hybridized probe To 10 μL of the solution containing the amplified gene, a solution (10 μL) of sodium hydroxide (5 M) and ethylenediaminetetraacetic acid (0.05 M) was added, stirred well, and allowed to stand for 5 minutes to amplify. The resulting gene is denatured into a single strand. To this solution, a solution of sodium dodecyl sulfate (0.01 w / v%), sodium chloride (1.8 w / v%), sodium citrate (1.0 w / v%) (1 mL), and made in Example 2 The test piece is added and the mixture is shaken at 62 ° C. for 30 minutes. Next, the test piece is taken out from the mixed solution, washed, alkaline phosphatase-labeled streptavidin is added to the test piece, and nitroblue tetrazolium (NBT) and 5-bromo-4-chloro-3-indolylphosphatase p-toluidinyl salt are added. (BCIP) is added to develop the test piece.
本発明によれば、結核菌の薬剤耐性度を迅速・簡便に判定することができる。このため、薬剤耐性菌による結核を適切に治療することが可能となる。結核治療の適切な実施は、患者や医者の負担を軽減するだけでなく、社会全体の医療費の抑制に貢献する。 According to the present invention, the degree of drug resistance of Mycobacterium tuberculosis can be determined quickly and easily. For this reason, it becomes possible to appropriately treat tuberculosis caused by drug-resistant bacteria. Appropriate implementation of tuberculosis treatment not only reduces the burden on patients and doctors, but also contributes to reducing the medical costs of society as a whole.
Claims (6)
試験片を含み、
該試験片が、少なくとも1つのプローブが固定されており、
該少なくとも1つのプローブが、薬剤耐性遺伝子の任意の領域とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、
該領域が、結核菌の薬剤耐性度と対応づけられた変異の位置を有し、
該薬剤耐性遺伝子がkatGであり、該変異が、H97R、Q127E、N133T、M176T、P232S、S315R、S315T、S383P、D419H、M420T、R489S、D542H、R632C、Δ191−192、124フレームシフトおよび160フレームシフトからなる群より選択されるいずれか1つの変異であり、
該H97R、Q127E、N133T、P232S、S383PおよびR489Sが耐性を示すイソニアジドの濃度よりも、該M176T、S315R、S315T、D419H、M420T、D542H、R632C、Δ191−192、124フレームシフトおよび160フレームシフトが、高い濃度のイソニアジドに対して耐性を示す変異であり、
該変異の位置の塩基が、野生型である、
キット。 A kit for classifying and determining the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis,
Including specimens,
The test piece has at least one probe fixed thereto;
The at least one probe comprises an oligonucleotide that hybridizes to any region of the drug resistance gene;
The region has a mutation location associated with the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis;
The drug resistance gene is katG and the mutations are H97R, Q127E, N133T, M176T, P232S, S315R, S315T, S383P, D419H, M420T, R489S, D542H, R632C, Δ191-192, 124 frame shift and 160 frame shift Any one mutation selected from the group consisting of:
The M176T, S315R, S315T, D419H, M420T, D542H, R632C, Δ191-192, 124 frameshift and 160 frameshift are more than the concentration of isoniazid to which the H97R, Q127E, N133T, P232S, S383P and R489S are resistant. A mutation that is resistant to high concentrations of isoniazid,
The base at the position of the mutation is wild type;
kit.
該さらなるプローブが、前記変異の位置の塩基が変異型である前記領域とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなる、
請求項1に記載のキット。 A further probe is fixed to the test piece ,
The further probe consists of an oligonucleotide that hybridizes to the region where the base at the mutation is mutated ,
The kit according to claim 1.
試験片を含み、
該試験片が、少なくとも1つのプローブが固定されており、
該少なくとも1つのプローブが、薬剤耐性遺伝子の任意の領域とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、
該領域が、結核菌の薬剤耐性度と対応づけられた変異の位置を有し、
該薬剤耐性遺伝子がkatGであり、該変異が、H97R、Q127E、N133T、M176T、P232S、S315R、S315T、S383P、D419H、M420T、R489S、D542H、R632C、Δ191−192、124フレームシフトおよび160フレームシフトからなる群より選択されるいずれか1つの変異であり、
該H97R、Q127E、N133T、P232S、S383PおよびR489Sが耐性を示すイソニアジドの濃度よりも、該M176T、S315R、S315T、D419H、M420T、D542H、R632C、Δ191−192、124フレームシフトおよび160フレームシフトが、高い濃度のイソニアジドに対して耐性を示す変異であり、
該変異の位置の塩基が、変異型である、
キット。 A kit for classifying and determining the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis,
Including specimens,
The test piece has at least one probe fixed thereto;
The at least one probe comprises an oligonucleotide that hybridizes to any region of the drug resistance gene;
The region has a mutation location associated with the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis;
The drug resistance gene is katG and the mutations are H97R, Q127E, N133T, M176T, P232S, S315R, S315T, S383P, D419H, M420T, R489S, D542H, R632C, Δ191-192, 124 frame shift and 160 frame shift Any one mutation selected from the group consisting of:
The M176T, S315R, S315T, D419H, M420T, D542H, R632C, Δ191-192, 124 frameshift and 160 frameshift are more than the concentration of isoniazid to which the H97R, Q127E, N133T, P232S, S383P and R489S are resistant. A mutation that is resistant to high concentrations of isoniazid,
The base at the position of the mutation is a mutant type,
Kit .
該さらなるプローブが、前記変異の位置の塩基が野生型である前記領域とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなる、
請求項3に記載のキット。 A further probe is fixed to the test piece ,
The further probe consists of an oligonucleotide that hybridizes to the region where the base at the mutation is wild type ;
The kit according to claim 3.
該結核菌の薬剤耐性遺伝子を増幅する工程、
増幅した薬剤耐性遺伝子を試験片と接触させて、該試験片に固定されたプローブとハイブリダイズさせる工程、
該薬剤耐性遺伝子がハイブリダイズしたプローブを同定する工程、および
同定したプローブの位置から該結核菌の薬剤耐性度を判定する工程
を含み、
該試験片に固定された該プローブの少なくとも1つが、該薬剤耐性遺伝子の任意の領域とハイブリダイズするオリゴヌクレオチドからなり、
該領域が、結核菌の薬剤耐性度と対応づけられた変異の位置を有し、
該薬剤耐性遺伝子がkatGであり、該変異が、H97R、Q127E、N133T、M176T、P232S、S315R、S315T、S383P、D419H、M420T、R489S、D542H、R632C、Δ191−192、124フレームシフトおよび160フレームシフトからなる群より選択されるいずれか1つの変異であり、
該H97R、Q127E、N133T、P232S、S383PおよびR489Sが耐性を示すイソニアジドの濃度よりも、該M176T、S315R、S315T、D419H、M420T、D542H、R632C、Δ191−192、124フレームシフトおよび160フレームシフトが、高い濃度のイソニアジドに対して耐性を示す変異であり、
該変異の位置の塩基が、野生型または変異型である、
方法。 A method of determining by dividing the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis,
Amplifying the drug resistance gene of Mycobacterium tuberculosis,
Amplified drug resistance gene is contacted with test pieces, the step of hybridized with a probe fixed to the test piece,
Identifying a probe hybridized with the drug resistance gene, and determining a drug resistance level of the tubercle bacilli from the position of the identified probe,
At least one of the probes immobilized on the specimen consists of an oligonucleotide that hybridizes to any region of the drug resistance gene;
The region has a mutation location associated with the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis;
The drug resistance gene is katG and the mutations are H97R, Q127E, N133T, M176T, P232S, S315R, S315T, S383P, D419H, M420T, R489S, D542H, R632C, Δ191-192, 124 frame shift and 160 frame shift Any one mutation selected from the group consisting of:
The M176T, S315R, S315T, D419H, M420T, D542H, R632C, Δ191-192, 124 frameshift and 160 frameshift are more than the concentration of isoniazid to which the H97R, Q127E, N133T, P232S, S383P and R489S are resistant. A mutation that is resistant to high concentrations of isoniazid,
The base at the position of the mutation is wild type or mutant,
Method.
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