序 文
近年, 難治性疾患に対する治療の高度化に伴い,
免疫不全患者の数は増加の一途をたどっている.
免疫不全患者に発症することが多い日和見感染の 一つに深在性真菌症がある.
深在性真菌症の診断法として,菌体の細胞壁構 成成分の(1→3) -β-D-グルカンの測定法が知られ ており
1)〜3),本邦では現在, 測定方法の異なる数種 のキットが実用化されているが, サルファ剤
4),溶 血
5),免疫グロブリン G(IgG)
5)の影響を受けると いった問題が指摘されている.
最近,これらの問題を克服した
β-グルカンテス トマルハが開発されたので, その性能を評価した.
材料と方法
(1→3)-
β-D-グルカンの測定には,
β-グルカンテ ストマルハ(体外診断用医薬品,カットオフ値:
11pg
!ml,製造元:マルハ,発売元:和光純薬工 業)を用いた.
干渉物質の影響を調べるため,深在性真菌症治 療薬,ST 合剤,サルファ剤,抗生物質,抗菌薬,
輸液剤,造影剤の影響を調べた.
深在性真菌症治療薬としてフルコナゾールの
「ジフルカン静注液」 (ファイザー製薬製造) ,ミコ ナゾールの 「フロリード F 注」 (持田製薬製造) ,イ トラコナゾールの「イトリゾールカプセル 50」 (ヤ ンセンファーマ製造) ,アンホテリシン B の 「ファ ンギゾン」 (ブリストル製薬製造) , フルシトシンの
「アンコチル錠」 (日本ロシュ製造)を用いた.
抗菌薬の ST 合剤としてスルファメトキサゾー
血中
β-グルカン濃度を測定する新規の深在性真菌症診断法の性能評価
新潟大学大学院医歯学総合研究科臨床感染制御学分野
茂呂 寛 塚田 弘樹 小原 竜軌 諏佐理津子 田邊 嘉也 鈴木 栄一 下条 文武
(平成 14 年 10 月 15 日受付)
(平成 15 年 1 月 27 日受理)
深在性真菌症の高感度診断法として新たに開発されたβ-グルカンテストマルハは,菌体の細胞壁構成 成分の(1→3)-β-D-グルカンを検出するものである.本報告では,β-グルカンテストマルハの性能を評価 した.
β-グルカンテストマルハは,既存の(1→3)-β-D-グルカンの測定法で指摘されているサルファ剤,溶血,
免疫グロブリン G(IgG)の影響を受けるという問題点を克服しており,それぞれ 200µg!ml,500mg!dl,
6,000mg!dl 以下の濃度ではこれらの影響を受けないことが確認された.
さらに投与薬剤の影響を調べるため,深在性真菌症治療薬 5 種,抗生物質 8 種,合成抗菌薬 1 種,輸 液剤 2 種,造影剤 1 種の影響を調べた結果,β-グルカンテストマルハは,これら薬剤濃度が実用的濃度下 では,深在性真菌症の診断への影響を受けないことが確認された.
〔感染症誌 77:219〜226,2003〕
要 旨
別刷請求先:(〒951―8510)新潟市旭町通 1 番町757番地 新潟大学医学部第 2 内科 塚田 弘樹
Key words: β-glucan, deep mycosis
ル・トリメトプリムの「バクタ錠」 (塩野義製薬製 造) ,サルファ剤としてスルファメチゾールの 「ウ ロサイダル末」 (三生医薬製造)を用いた.
抗生物質として,硫酸ゲンタマイシンの「ゲン タシン注 10」 (シェリング・プラウ製造) ,イミペ ネム・シラスタチンの「チエナム点滴用」 (万有製 薬製造) ,塩酸バンコマイシンの 「塩酸バンコマイ シン点滴静注用」 (日本イーライリリー製造) , フロ モキセフナトリウムの「フルマリン静注用」 (塩野 義製薬製造) ,セフメタゾールナトリウムの 「セフ メタゾン静注用」 (三共製造) , ピペラシリンナトリ ウムの 「ペントシリン注射用」 (三共製造) ,アジス ロマイシンの「ジスロマッ ク カ プ セ ル 小 児 用」
(ファイザー製薬製造)を用いた.
また抗菌薬としてシプロフロキサシンの「シプ ロキサン注」 (バイエル薬品製造) , 輸液剤としてデ キストランの「デキストラン 40 注」 (小林製薬製 造)とブドウ糖の「ブドウ糖注射液(20%)」 (メル ク・ホエイ製造) , 造影剤としてイオパミドールの
「イオパミロン 370」 (日本シェーリング製造)を用 いた.
溶血モデルとして,ヒト血球ライセートは健常 人から採取して用いた.IgG モデルとして pH4 処理ヒト免疫グロブリンのポリグロビン N(バイ エル薬品製造) , 乳びモデルとして静注用脂肪乳剤 のイントラリピッド 20%(フレゼニウス・カビ社 製造,スウェーデン)を用い,ビリルビンは和光 純薬製造のものを用いた.
試験に用いた臨床検体は, 健常人及び 2000 年〜
2001 年の間に新潟大学医学部附属病院入院患者 からヘパリン添加注射器を用いて採取後,遠心分 離した血漿を用いた.検査直前まで冷蔵保存を 行った.
希釈加熱法を前処理法とする
β-グルカンテス トマルハの測定手順を以下に示す.
マ イ ク ロ プ レ ー ト 上 に 血 漿 5
µl,前 処 理 液
(0.01%TritonX-100, 4mM NaIO
4,2mM NaOH)
45
µl を加え,プレートインキュベータ(バイオ テック社製 HBI-24)内に入れて 75℃ で 15 分間加 温し,前処理を行った.室温下で放冷後,反応試 薬 50µl を添加し,再びプレートインキュベータ内
に入れて 37℃ で 30 分間酵素反応を行った.発色 試薬(2.7% SDS,4.5m M N, N-ジエチルアニリン 塩酸塩,91mM オルト過よう素酸) 100
µl を添加し て,反応停止と共に発色させ,マイクロプレート リーダー(SPECTRA max250, Molecular Devices 社製,アメリカ合衆国)で波長 730nm と波長 650 nm における吸光度の差を測定した.同時に反応 させた標準品(シイタケ由来レンチナン)より検 量線を作成し,検体中の (1→3) -
β-D-グルカン濃度 を算出した.
成 績
β
-グルカンテストマルハについて検量線を作成 し た(Fig. 1) .縦 軸 に 吸 光 度(730nm と 650nm の差),横軸に(1→3) -β-D-グルカン濃度をとり,
5 回測定した平均値と SD(標準偏差)値をプロッ ト し た. (1→3) -
β-D-グ ル カ ン 濃 度 を 左 図 A で は 140pg
!ml まで,右図 B では 320pg
!ml までプロッ ト し た.Fig. 1B か ら 明 ら か な よ う に 200pg
!ml 以上の濃度ではプロットが直線から外れることが 確認された.また 140pg
!ml 以上では,120pg
!ml 以下と比べて SD 値が大きくなったことから 120 pg
!ml まで測定可能と判断した.
Table 1 は 2 検体(血漿)につき,測定回数 10 回で行った同時再現性試験の結果である.CV(変 動係数)値は 6% 以下と良好な結果であった.
検出限界を調べるため,Fig. 2 に示すように,
(1→3) -
β-D-グルカン濃度 8pg
!ml 以下の吸光度を 測定した.測定は 5 回行い,平均値と 2SD 値を示 した.直線性から,1.2pg
!ml 以上の濃度であれば 十分検出可能と判断した.
また健常人血漿 6 検体に標準品を添加して測定 したところ,Table 2 に示すように,添加(1→3) -
β-D-グ ル カ ン 濃 度 17.2pg
!ml に お け る 回 収 率 は 90〜114%,51.9pg
!ml に お け る 回 収 率 は 86〜
113% であり,示した全データの相関係数は 0.962 であった.
Fig. 3 は健常人 75 名を対象に
β-グルカンテス トマルハで血中(1→3) -
β-D-グルカン濃度を測定 した結果である.図から明らかなように全てカッ トオフ値の 11 pg
!ml 以下の値を示した.
次に
β-グルカンテストマルハについて,ST 合Table 1 Within-run Reproducibility measured value(pg/ml)
sample 2 sample 1
80.6 12.6
1
82.3 10.7
2
81.7 10.7
3
83.8 10.7
4
85.2 11.2
5
86.4 11.8
6
79.6 10.5
7
81.7 10.7
8
81.9 10.7
9
82.9 10.7
10
82.6 11
Average
1.9 0.60
SD
2.4 5.7
CV (%)
剤,サルファ剤の影響を調べるため,健常人血漿 にそれぞれ ST 合剤(sulfamethoxazole-trimetho- prim),サルファ剤(sulfamethizole)を添加して 確認した.また溶血,IgG,乳び,ビリルビンの影 響を調べるため,モデル系として,ヒト血球ライ セート,pH4 処理ヒト免疫グロブリン,乳化大豆 油, ビリルビンを健常人血漿に添加して確認した.
その結果,Fig. 4 に示すように,
β-グルカンテスト マルハは,ST 合剤,サルファ剤,溶血 (ヘモグロ ビン),IgG(ポリグロビン N),乳び(イントラリ ピッド) ,ビリルビンの影響をそれぞれ 100µg!
ml,200
µg
!ml,500mg
!dl,6,000mg
!dl,1.0%,20 mg
!dl 以下の濃度では,全く受けないことが確認 された.
また投与薬剤の影響を調べるため,5 種の深在 性真菌症治療薬,8 種の抗生物質,1 種の合成抗菌 薬,2 種の輸液剤,1 種の造影剤の影響を調べた
(Table 3) .各薬剤添付文書記載の薬物動態のデー タから推測した最大血中濃度(maximum concen-
Fig. 1 Standard Curve ofβ-Glucan Test Maruha.Fig. 2 Limit of Detection
Table 2 Recovery Ratio
recovery ratio
(%)
detected concentration
(pg/ml)
added concentration
(pg/ml)
sample
― 5.2
0.0
1 17.2 24.5 112%
108%
61.2 51.9
― 3.7
0.0
2 17.2 21.7 105%
104%
57.5 51.9
― 2.1
0.0
3 17.2 21.0 110%
109%
58.6 51.9
― 0.3
0.0
4 17.3 19.9 114%
113%
58.2 51.4
― 18.1
0.0
5 17.3 35.5 101%
86%
62.5 51.4
― 3.1
0.0
6 17.3 18.5 90%
89%
49.0 51.4
Table 3 Effect of Various Drugs on(1 → 3)-β-D-glucan Measurement by β-Glucan Test Maruha
(1 → 3)-β-D-glucan concentration(pg/ml)
/drug concentration(µg/ml)
maximum concentration in plasma described
in pack insert proprietary
generic name name
1.2/10 1.3/5
1.2/2.5 1.4/1.25 1.2/0.625 1.1/0
1.33µg/ml Diflucan
fluconazole
antifungals
1.3/10 1.2/5
1.1/2.5 1.1/1.25 1.1/0.625 1.0/0
3.5µg/ml Florid F
miconazole
1.8/2 1.7/1
1.5/0.5 1.5/0.25 2.1/0.125 1.1/0
0.2µg/ml Itrizole
capsule 50 itraconazole
1.2/10 1.3/5
1.2/2.5 1.1/1.25 1.1/0.625 1.1/0
2µg/ml Fungizone
amphotericin B
6.4/400 5.0/200 2.7/100 2.3/50
1.4/25 1.1/0 25µg/ml Ancotil
flucytosine
0.9/200 0.9/100 1.2/50
0.8/25 0.9/12.5 0.8/0 6.66µg/ml Gentacin
gentamicin sulfate
antibiotics
1.0/400 1.0/200 0.9/100 0.8/50
0.8/25 0.8/0 82.8µg/ml Tienam
imipenem・
cilastatin sodium
0.9/200 0.9/100 1.0/50
0.9/25 1.0/12.5 0.9/0 49.5µg/ml Vancomycin
hydrochloride vancomycin
hydrochloride
0.9/1,000 1.0/500
1.0/250 0.9/125 1.0/62.5 1.0/0 126µg/ml Flumarin
flomoxef sodium
1.0/1,000 1.0/500
0.9/250 0.9/125 0.8/62.5 0.9/0 160.8µg/ml Cefamezin
cefazolin sodium
1.2/1,000 1.0/800
0.8/400 0.8/200 0.8/100
0.9/0 188µg/ml Cefmetazon
cefmetazole sodium
0.9/1,000 0.8/500
0.8/250 0.8/125 0.6/62.5 0.7/0 130µg/ml Pentcillin
piperacillin sodium
0.9/4 1.0/2
0.9/1 0.9/0.5 0.7/0.25 0.8/0 0.58µg/ml zithromax
azithromycin
0.8/20 0.8/10 0.9/5
0.8/2.5 0.8/1.25 0.8/0 3.33µg/ml Ciproxan
ciprofloxacin hydrochloride antibacterial
0.7/40 0.7/20 0.7/10 0.7/5
0.7/2.5 1.1/0 not described Dextran 40
dextran 40 infusion
− 0.1/100 0/50
0/25 0.4/12.5 0.6/6.25
0.7/0 not described Glucose 20
glucose
1.1/20 1.1/10 1.0/5
0.9/2.5 0.8/1.25 0.8/0 1.9mg/ml Iopamiron
iopamidol contrast
media
Fig. 3 Measurement ofβ-Glucan Value for Healthy Controls
Fig. 4 Effect of Coexistent Agent on(1→3)-β-D-glucan Measurement
tration in plasma described in pack insert)の 3〜
16 倍の範囲までの濃度を最大濃度とし,各薬剤に つき各 5 点の濃度における(1→3) -
β-D-グルカン 濃度を測定して,薬剤の影響を調べた.
その結果,Table 3 から明らかなように,anco- til(アンコチル錠)と glucose(ブドウ糖注射液)以 外は調べた濃度に関係なく反応への影響は全く認 められなかった.また ancotil と glucose に関して 影響が認められたのは,実用範囲を著しく超える 高濃度下におけるものであった.
考 察
従来のエンドポイント合成基質法
2)は, 遊離した パラニトロアニリンをジアゾカップリング反応で 発色させるため,ST 合剤,サルファ剤の投与症例 で偽陽性を呈すことが報告
4)されている.しかし
β-グルカンテストマルハ(Fig. 5)は,反応試薬に 含まれる G 因子に血漿または血清中の(1→3) -
β- D-グルカンが作用すると生じる活性型凝固酵素
(clotting enzyme)によって合成基質を加水分解 させ,遊離した 11D を発色試薬と酸化縮合反応に よって発色させ,比色定量することによって検体 中の(1→3) -
β-D-グルカン濃度を測定するエンド ポイント法であり,発色反応にジアゾカップリン グ反応を伴わないので,ST 合剤,サルファ剤の影 響を受けないことが確認された.
またアルカリ処理法・カイネティック合成基質 法
3)では溶血,IgG による偽陽性が問題になってお り,100mg
!dl 以上のヘモグロビン濃度,2,900mg
!dl 以上の IgG で強い偽陽性を呈すことが報告
5)さ れている.しかし
β-グルカンテストマルハでは 500mg
!dl の ヘ モ グ ロ ビ ン 濃 度,6,000mg
!dl の IgG 濃度までなら全く影響のないことが確認され た(Fig. 4).レンチナン無添加群でわずかに(1→
3) -
β-D-glucan 濃度の IgG 濃度依存的増加が認め
られるが,この増加は安息香酸アミジノフェニル
の添加
6)によって完全に抑制されたので,IgG 製剤
Fig. 5 Principle ofβ-Glucan Test Maruha中に混入している(1→3) -
β-D-glucan の影響と考 えられる.
Table 3 に示したように ancotil と glucose だけ が,濃度依存的に (1→3) -
β-D-グルカン濃度がわず かにそれぞれ増大,減少したが,他は薬剤の影響 を全く受けなかった.
ancotil を添加した健常者血漿に CM-カードラ ン添加の影響
7)を調べたところ,ancotil の濃度依 存的な反応はほぼ完全に抑制されたので,ancotil の濃度依存的な反応は薬剤中の(1→3) -
β-D-グル カンによるものである.また ancotil は内服薬なの で,微量の(1→3) -
β-D-グルカンが混入していて も,血中濃度に対する影響は無視できると考えら れる.
glucose による(1→3) -
β-D-グルカン測定値の濃 度依存的減少は,
β-グルカンテストマルハの発色 反応が酸化縮合反応(Fig. 5)であるため,glucose の還元作用による発色阻害と考えられる.また健 常者の血糖値は通常 70〜110mg
!dl であり,重度 の糖尿病患者でも血糖値が 1,000mg
!dl を超える ことは非常にまれであることを考えると,血中 glucose 濃 度 が 1,250mg
!dl 以 上 に 上 昇 す る こ と はほとんどなく,実質的には glucose の影響は受 けないと考えられる.
また
β-グルカンの測定において,抗腫瘍性
β- グルカン製剤であるレンチナン,シゾフィランの 影響が考えられ,現在検討中である.
以上のように,
β-グルカンテストマルハについ て,検量線,同時再現性,検出限界,添加回収試 験,薬剤 (ST 合剤,サルファ剤,深在性真菌症治 療薬,抗生物質,抗菌薬,輸液剤,造影剤)の影
響,溶血,IgG,乳び,ビリルビンの影響を調べた 結果,他の (1→3) -
β-D-グルカン濃度測定診断法に 認められるサルファ剤,溶血,IgG の影響を受けに くい測定法であることが証明された.
文 献
1)Mori T, Ikemoto H, Matsumura M, Yoshida M, Inada K, Endo S,et al.:Evaluation of plasma(1→
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2)Miyazaki T, Kohno S, Koga H, Kaku M, Mitsutake K, Maesaki S,et al.:G test, a new direct method for diagnosis of candida infection : Comparison with assays for beta-glucan and mannnan antigen in a rabbit model of systemic candidiasis. J Clin Lab Anal 1992;6:315―8.
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4)池邨勝美,田中 裕,吉岡敏治,杉本 侃:血液 製剤,抗生物質やサルファ剤による合成基質法リ ムルステストおよびエンドトキシン特異的テス トへの干渉.臨床病理 1990;38:87―92.
5)稲田捷也,遠藤重厚:リムルス試薬を用いた血中 エンドトキシンおよびβ-グルカン定量における カイネティック法での特異反応と非特異反応の 判別.医学と薬学 1999;42:885―97.
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Clinical Evaluation of Performance of a New Diagnostic Method for Deep Mycosis by Measuring
β-Glucan Concentration in the Blood
Hiroshi MORO, Hiroki TSUKADA, Tatsuki OHARA, Ritsuko SUSA, Yoshinari TANABE, Eiichi SUZUKI & Fumitake GEJYO
Division of Clinical Infection Control and Prevention Niigata UniversityGraduate School of Medical and Dental Sciences
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