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菌株レベルでの病原性解析を可能とする および の分離・定量法の確立

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(1)

菌 株 レ ベ ル で の 病 原 性 解 析 を 可 能 と す る

P. gingivalis お よ び T. forsythia の 分 離 ・ 定 量 法 の 確 立

性 文 續 橋 渕 上 真 奈*

日 本 大 学 松 戸 歯 学 部 口 腔 健 康 科 学 講 座 歯 科 臨 床 検 査 医 学 分 野

271-8587 千 葉 県 松 戸 市 栄 町 西 2-870-1

(2)

1

Abstract

Porphyromonas gingivalis and Tannerella forsythia are regarded as a key factor in periodontal disease. A suitable selective medium for the isolation and quantification of P. gingivalis and T. forsythia has been needed for the pathogenic analysis at bacterial strain level. The purpose of present study was to develop the selective medium for the isolation and quantification of P. gingivalis and T. forsythia. A novel selective medium, designated PGTFSM, was developed for the isolation of these organisms. Using PGTFSM, the proportion of these organisms in gingival crevicular fluid samples collected from 30 periodontally healthy subjects and 30 patients with chronic periodontitis. PGTFSM was able to easily distinguish each bacterial species by the differences in each colony morphology. P. gingivalis and T. forsythia were detected in 3 (10%) and 5 (16.7%) periodontally healthy subjects, respectively. On the other hand, P. gingivalis and T. forsythia were detected in 18 (60%) and 28 (93.3%) patients with chronic periodontitis, respectively. The detection sensitivity of the culture method using PGTFSM was equivalent to that of the PCR method. It was indicated that PGTFSM was useful for the isolation and quantification of P. gingivalis and T.

forsythia.

Keywords: selective medium, red complex, Porphyromonas gingivalis ,

Tannerella forsythia

(3)

2

抄 録

目 的:歯 周 病 の 発 症・進 行 に 最 も 関 連 が 深 い

P. gingivalis

T. forsythia

を 確 実 か

つ 同 時 に 分 離 可 能 な 選 択 培 地 の 開 発 を 試 み た 。

方 法:開 発 し た 選 択 培 地(

PGTFSM

)を 用 い て 慢 性 歯 周 炎 患 者 お よ び 健 常 者 各

30

名 の 歯 肉 溝 滲 出 液 試 料 か ら 両 菌 種 の 検 出 を 試 み た 。

結 果 お よ び 結 論 : 両 菌 種 は

PGTFSM

上 で そ れ ぞ れ 特 徴 的 な 集 落 形 態 を 示 す こ と

よ り 、

2

菌 種 を 判 別 す る こ と が 可 能 で あ っ た 。健 常 者 で は

P. gingivalis

3

名(

10%

)、

T. forsythia

5

名 (

16.7%

) か ら 検 出 さ れ た 。 慢 性 歯 周 炎 患 者 で は

P. gingivalis

18

名(

60%

)、

T. forsythia

28

名(

93.3%

)の 被 験 者 か ら 検 出 さ れ た 。

PGTFSM

を 用 い た 培 養 法 に よ る 検 出 感 度 は 、

PCR

法 と 比 較 し て 同 等 で あ っ た 。 こ れ ら の

結 果 か ら 、

PGTFSM

は 両 菌 種 を 分 離 ・ 定 量 す る の に 有 用 で あ る と 考 え ら れ た 。

Key word

Selective medium, red complex, Porphyromonas gingivalis , Tannerella

forsythia

(4)

3

緒 言

歯 周 炎 は 歯 周 局 所 に お け る 正 常 細 菌 叢 バ ラ ン ス が 破 綻 し た 結 果 、病 的 な 細 菌 叢 に 変 遷 し 、 そ れ ら に よ り 形 成 さ れ た 細 菌 塊 (

dysbiotic biofilms

) に よ っ て 引 き 起 こ さ れ る 歯 槽 骨 の 吸 収 を 伴 う 歯 周 組 織 の 炎 症 性 病 変 で あ る 1)。歯 周 病 関 連 細 菌 に つ い て は こ れ ま で 多 く 研 究 報 告 が な さ れ て お り 、 特 に

red complex

と 名 付 け ら れ た 特 定 の 細 菌 種 、

Porphyromoans gingivalis

P. gingivalis

)、

Treponema denticola

T. denticola

)、

Tannerella forsythia

T. forsythia

) が 重 度 の 歯 周 炎 と 有 意 に 関 連 し て い る こ と が 明 ら か に さ れ て い る 2) 。そ の 中 で も

P. gingivalis

は 、歯 周 局 所 に お け る 正 常 細 菌 叢 コ ミ ュ ニ テ ィ ー を 撹 乱 し て 歯 周 組 織 に 慢 性 炎 症 を 引 き 起 こ す の に 重 要 な 役 割 を 果 た す 細 菌 種(

keystone pathogen

)と 見 做 さ れ て い る 。し か し 、 歯 周 病 は 医 科 領 域 に お け る 細 菌 感 染 と は 異 な り 、

Koch

の 原 則 が 適 応 さ れ な い 非 常 に ユ ニ ー ク な 疾 患 で 、起 炎 菌 が 存 在 し て も そ の 細 菌 に 対 応 し た 臨 床 症 状 を 呈 す る わ け で は な い 。ま た 、歯 周 病 関 連 細 菌 は 健 康 な 歯 周 組 織 の 歯 肉 溝 か ら も 検 出 さ れ る こ と も あ り 、細 菌 の 存 在 が 歯 周 病 の 発 症 と は 必 ず し も 一 致 し な い 場 合 も あ る 。 し か し な が ら 、歯 周 病 関 連 細 菌 、特 に

P. gingivalis

T. forsythia

な ど の

red complex

の 分 布 状 況 を 検 索 す る こ と が 、現 時 点 に お い て は 歯 周 病 の 詳 細 な 進 行 実 態 を 把 握 す る 上 で 重 要 で あ る と 考 え ら れ る 3)

現 在 、 歯 科 臨 床 の 場 に お い て 活 用 さ れ て い る 歯 周 病 細 菌 検 査 は 、

red complex

を 含 む 歯 周 病 関 連 細 菌 を 定 性 的 に 検 出 す る

PCR

4)や 定 量 的 に 検 出 す る リ ア ル タ イ ム

PCR

法 (

qPCR

3)な ど に よ る 遺 伝 子 学 的 手 法 を 用 い た 菌 種 レ ベ ル の 解 析 が 主 流 で あ る 。一 方 で 、

P. gingivalis

に は

6

つ の 線 毛 遺 伝 子

fimA

の 型 が あ り 、そ の 中 で Ⅱ 型 が 重 度 歯 周 病 患 者 か ら 高 頻 度 で 分 離 さ れ る こ と か ら 、Ⅱ 型 線 毛 を 保 有 す る

P. gingivalis

の 病 原 性 が 強 い こ と が 示 唆 さ れ て い る 5,6,7)

P. gingivalis

と 同 様 に

T. forsythia

に お い て も 、 同 一 の 菌 種 で あ っ て も 菌 株 に よ っ て 病 原 性 が 異 な る こ と が 推 定 さ れ 、菌 種 レ ベ ル で の 定 性・定 量 を 主 と し た 解 析 で は 、歯 周 疾 患 に 対

(5)

4

す る 精 度 の 高 い リ ス ク 評 価 や 病 態 の 把 握 は 出 来 な い こ と が 窺 わ れ る 。 す な わ ち 、 細 菌 の 持 つ 能 力 や 病 原 因 子 は 、感 染 力 、環 境 適 応 能 力 、毒 素 産 生 性 等 々 、多 岐 に わ た り 複 雑 で 、 同 一 細 菌 内 の 株 に よ っ て も 多 様 性 (

diversity

) を 示 す た め 、 特 定 細 菌 の 定 性・定 量 解 析 で は 現 在 の 歯 周 病 の 重 症 度 や 進 行 の 程 度 を 把 握 す る こ と は 困 難 で あ り 、 菌 株 レ ベ ル で の 病 原 性 解 析 が 必 要 で あ る と 著 者 ら は 考 え た 。

菌 株 レ ベ ル の 解 析 は 、先 述 の

P. gingivalis

の 線 毛 遺 伝 子 で あ る

fimA

の 型 判 別 が 既 に 臨 床 応 用 さ れ て い る が 、そ の 他 に も 同 一 の 細 菌 種 で あ っ て も 、病 原 性 と 密 接 に 関 連 し 、ま た 菌 株 間 で 差 異 を 表 す 病 原 因 子 や 病 原 マ ー カ ー が 存 在 す る と 考 え ら れ る 。そ れ ら を 検 知・定 量 可 能 と な れ ば 歯 周 病 に 対 し て 高 い 特 異 性 を も っ た 検 査 法 を 確 立 で き 、本 疾 患 の 診 断・治 療・予 防 に 有 効 な ツ ー ル と な り 得 る と 推 定 さ れ る 。菌 株 レ ベ ル の 検 索・解 析 を 行 う た め に は 、分 離 菌 株 が 必 要 と な る 。即 ち 、歯 周 病 罹 患 の 有 無 や 程 度 が 異 な る 多 数 の 被 験 者 か ら 試 料 を 採 取 、選 択 培 地 を 用 い た 培 養 法 に よ り 細 菌 株 を 分 離 、得 ら れ た 分 離 菌 株 に お け る 病 原 性 状 と 被 験 者 の 病 態 を 比 較 検 討 す る こ と に よ り 、疾 患 特 異 的 な 指 標 と な り 得 る 病 原 マ ー カ ー の 検 索 ・ 解 析 が 可 能 と な る 。

現 在 ま で 、 重 度 歯 周 炎 と 有 意 な 相 関 を 認 め る

P. gingivalis

ま た は

T.forsythia

を 確 実 に 分 離 可 能 な 選 択 培 地 は 未 だ 開 発 さ れ て い な い 。そ こ で 著 者 ら は 、歯 肉 溝 滲 出 液 試 料(

GCF

)か ら

P. gingivalis

T. forsythia

両 菌 種 を 高 精 度 、か つ 同 時 に 分 離・定 量 可 能 な 選 択 培 地 を 開 発 し 、

P. gingivalis

T. forsythia

の 分 離・定 量 法 の 確 立 を 試 み た 。そ れ に よ り 、菌 株 レ ベ ル で の 解 析 、す な わ ち 病 原 マ ー カ ー の 検 索・

解 析 が 可 能 と な る 。こ れ に よ り 、歯 周 病 に 対 し て 疾 患 特 異 的 な 病 原 マ ー カ ー が 特 定 さ れ れ ば 、単 な る 細 菌 数 の 定 量 で は な く 病 原 因 子 の 定 量 が チ ェ ア サ イ ド で 可 能 と な り 、歯 周 病 の 診 断 や 治 療 効 果 の 即 時 判 定 に 有 用 で あ る と 考 え ら れ る 。ま た 本 研 究 で は 、 慢 性 歯 周 炎 患 者 と 歯 周 組 織 が 健 常 な 被 験 者 ( 歯 周 健 常 者 ) か ら

GCF

を 採 取 し 、本 選 択 培 地 に よ る 培 養 法 、ま た 本 研 究 で 確 立 し た

Direct Multiplex PCR

(6)

5

法 の

2

つ の 方 法 を 用 い て 、

GCF

試 料 中 か ら

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 検 出 を 試 み 、 そ れ ぞ れ の 検 出 結 果 に 対 し て 比 較 検 討 を 行 っ た 。

材 料 お よ び 方 法

1.

供 試 菌 と 培 養 方 法

表 1 、

2

に 示 し た 細 菌 株 を 実 験 に 供 し た 。 偏 性 嫌 気 性 菌

( Porphyromonas

属 、

Tannerella

属 、

Prevotella

属 お よ び

Fusobacterium

)

CDC

嫌 気 性 菌 用 血 液 寒 天 培 地(

CDC

血 液 寒 天 培 地:

Tryptic soy agar

Becton, Dickinson and Co., Sparks, MD, USA

)、ビ タ ミ ン

K

1

10 μg/ml

)、ヘ ミ ン(

5 μg/ml

)、

L-

シ ス テ イ ン(

800 μg/ml

)、

0.5

yeast extract

5 %

羊 血 液 )を 継 代 用 培 地 と し て 用 い た 。さ ら に 、

T. forsythia

の 培 養 に は 、本 菌 が 発 育 因 子 と し て

N-

ア セ チ ル ム ラ ミ ン 酸 を 要 求 す る た め 、

CDC

血 液 寒 天 培 地 上 中 央 に 直 径

1

c m 大 の ペ ー パ ー デ ィ ス ク を 置 き 、

1.5

N-

ア セ チ ル ム ラ ミ ン 酸(

20 µl

)を デ ィ ス ク に 浸 み 込 ま せ た 。こ れ ら 細 菌 株 の 培 養 は

37

℃ 、

48

時 間 、

AnaeroPack

®( 三 菱 ガ ス 化 学 )に よ る ガ ス パ ッ ク シ ス テ ム を 用 い た 嫌 気 培 養 に て 行 っ た 。

NUM-Pg 9020

NUM-Tf 9503

お よ び

NUM-Tf 9505

は 、 著 者 ら が 以 前 行 っ た 研 究 に お い て 、 非 選 択 培 地 で あ る

CDC

寒 天 培 地 を 用 い て 分 離 さ れ た 細 菌 株 で あ る 。 偏 性 嫌 気 性 菌 以 外 の 細 菌 株 の 培 養 は

CDC

血 液 寒 天 培 地 を 用 い て 、

37

℃ 、

24

時 間 、

5

CO

2に 設 定 し た

CO

2イ ン キ ュ ベ ー タ ー(

NAPCO

Model 5400

Precision Scientific, Chicago, IL, USA

) に て 行 っ た 。

2

. 抗 菌 薬 に 対 す る 薬 剤 感 受 性 試 験

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

菌 株 の 薬 剤 感 受 性 試 験 は デ ィ ス ク 拡 散 法

Sensi-Disk, Becton Dickinson Co., MD, USA

) お よ び 希 釈 法 を 用 い て 行 っ た 8)

3

. 本 研 究 で 開 発 し た 選 択 培 地 の

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 回 収 率

(7)

6

10 %

羊 血 清 と

1.5

N-

ア セ チ ル ム ラ ミ ン 酸(

20 µl

)を 添 加 し た

OTEB

液 体 培 地 (

Anaerobe systems, Morgan Hill, CA, USA

) に て

37

℃ 、

48

時 間 、

5 %CO

2イ ン キ ュ ベ ー タ ー に て 前 培 養 し た 供 試 菌 液 を

0.9 mL PBS

0.01 M pH7.2

) に て

10

倍 段 階 希 釈 し 、 そ の 菌 液

100 μl

を 本 研 究 で 開 発 し た 選 択 培 地 お よ び

CDC

血 液 寒 天 培 地 に 塗 抹 し 、

37

℃ 、

7

日 間 、

AnaeroPack

®に よ る ガ ス パ ッ ク シ ス テ ム を 用 い た 嫌 気 培 養 に て 行 っ た 。 培 養 後 、 形 成 さ れ た 集 落 数 か ら 集 落 形 成 単 位 (

colony forming units

CFU

) を 算 定 し 、 選 択 培 地 の

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 回 収 率 を

CDC

血 液 寒 天 培 地 と 比 較 す る こ と に よ り 求 め た 。

4

. 被 験 者 、 試 料 採 取 お よ び 培 養 法

歯 周 健 常 者 、す な わ ち 全 て の 歯 肉 溝 の 深 さ が

2 mm

程 度 で あ り 、付 着 の 喪 失 の な い 歯 周 組 織 が 健 常 な 者

30

名 ( 平 均 年 齢

23.2

歳 :

18

-33

歳 ) か ら 、 歯 内 療 法 用 ペ ー パ ー ポ イ ン ト (

JM

ペ ー パ ー ポ イ ン ト ; 株 式 会 社 モ リ タ ) に よ り

GCF

10

秒 間

2

回 採 取 し た 。 ま た 、 慢 性 歯 周 炎 と 診 断 さ れ ア タ ッ チ メ ン ト レ ベ ル

5mm

以 上 を

3

か 所 以 上 有 し 、 レ ン ト ゲ ン で 骨 吸 収 を 認 め た 患 者

30

名 ( 平 均 年 齢

53.6

歳:

39

歳 -

66

歳 )の プ ロ ー ビ ン グ 時 の 出 血(

Bleeding on probing

、以 下

BOP

)を 伴 う 最 も 深 い 歯 周 ポ ケ ッ ト か ら 、 同 様 に

GCF

を 採 取 し た 。 試 料 採 取 後 、 速 や か に

300 µl

の 滅 菌

PBS

0.01 M pH 7.2

)の 入 っ た 滅 菌 チ ュ ー ブ に 試 料 を 浸 漬 し た 。 試 料 を 氷 冷 し な が ら

20

秒 間 超 音 波 処 理 (

50 W, 20 kHz, Astrason

System model

XL 2020

Farmingda, NY, USA

) に て 分 散 後 、

10

倍 段 階 希 釈 し た 各 試 料 液

100 μl

を 本 研 究 で 開 発 し た 選 択 培 地 に 塗 抹 し た 。 ま た 、 総 菌 数 用 培 地 と し て 、

CDC

血 液 寒 天 培 地 を 使 用 し た 。 培 養 は

37

℃ 、

48

時 間 、

AnaeroPack

®に よ る ガ ス パ ッ ク シ ス テ ム を 用 い た 嫌 気 培 養 に て 行 っ た 。な お ,こ の 研 究 は ,日 本 大 学 松 戸 歯 学 部 倫 理 審 査 委 員 会 に て 承 認 を 受 け た 後 に 実 施 し た (

EC18-033

)。

(8)

7

5

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 菌 種 同 定

選 択 培 地 上 に 発 育 し た 集 落 は 一 次 鑑 別 と し て

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

様 集 落 形 態 の 確 認 、 グ ラ ム 染 色 に よ っ て グ ラ ム 陰 性 桿 菌 で あ る こ と を 確 認 し 、

P.

gingivalis

お よ び

T. forsythia

と し て 集 落 数(

CFU

)を そ れ ぞ れ 算 定 し た 。算 定 後 、

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

様 集 落 を 各 試 料 あ た り

5

菌 株 釣 菌 し ,

CDC

血 液 寒 天 培 地 に て 純 培 養 後 、本 研 究 で 設 計 し た

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

に 特 異 的 な

16S rDNA

の プ ラ イ マ ー を 用 い た

PCR

法 に よ り 、 菌 種 同 定 を 行 っ た 。

6

Direct multiplex PCR

法 に よ る

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 検 出

培 養 法 で 使 用 し た 残 り の

GCF

試 料 を 用 い て 、 本 研 究 で 設 計 し た

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

に 特 異 的 な

16S rDNA

の プ ラ イ マ ー を 用 い た

Direct multiplex PCR

法 に よ り 、

GCF

試 料 か ら

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 検 出 を 行 っ た 。

7

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

特 異 的

16S rDNA

プ ラ イ マ ー の 設 計

両 菌 種 特 異 的

PCR

プ ラ イ マ ー は 、生 命 情 報・

DDBJ

セ ン タ ー( 大 学 共 同 利 用 法 人 情 報 ・ シ ス テ ム 研 究 機 構 国 立 遺 伝 学 研 究 所 ) か ら 得 ら れ た

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

16S rDNA

の 配 列 に 基 づ き 、

CLUSTAL W

Genome Net /

京 都 大 学 化 学 研 究 所 バ イ オ イ ン フ ォ マ テ ィ ク ス セ ン タ ー )を 用 い て マ ル チ プ ル・シ ー ケ ン ス・ア ラ イ メ ン ト 解 析 を 行 う こ と に よ り 設 計 し た 。そ の 後 、設 計 し た プ ラ イ マ ー の 特 異 性 は

BLAST Search

( 同 ) に よ り 検 索 し た 。

8

Direct multiplex PCR

法 の 確 立

Direct multiplex PCR

反 応 液 組 成 は 、 各 々 の プ ラ イ マ ー

4.0 µl

10 µl

2×MightyAmp Buffer Ver.3

( タ カ ラ バ イ オ 株 式 会 社 )、

0.4 µl

MightyAmp DNA

Polymerase

( タ カ ラ バ イ オ )、

DNA

抽 出 処 理 を 行 わ ず に

GCF

試 料

5.6 µl

を そ の ま

(9)

8

PCR

テ ン プ レ ー ト と し 、反 応 液 総 量 を

20 µl

と し た 。

PCR

条 件 と 電 気 泳 動 は 、 我 々 が 以 前 行 っ た 研 究 と 同 様 の 方 法 で 行 っ た 9)。ま た 、既 知 の 細 菌 数 を 滅 菌 精 製 水 に て 段 階 希 釈 し た 試 料 液 を

PCR

の テ ン プ レ ー ト と し て 増 幅 の 有 無 を 確 認 す る こ と に よ り 、 本 研 究 で 設 計 し た 菌 種 特 異 的 プ ラ イ マ ー を 用 い た

Direct multiplex PCR

法 の 検 出 限 界 を 調 査 し た 。

結 果

1.

選 択 培 地 の 組 成

デ ィ ス ク 拡 散 法 に て 、

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

菌 株 が 感 受 性 を 示 さ な か っ た 抗 菌 薬 は 、

phosphomycin

polymyxinB

mupirocin

お よ び

kanamycin

で あ っ た 。 最 小 発 育 阻 止 濃 度 (

MIC

) は そ れ ぞ れ 、

1000 mg/l

250 mg/l

100 mg/l

お よ び

1000 mg/l

で あ っ た 。 口 腔 内 の 常 在 菌 叢 の 主 要 な メ ン バ ー で あ る

Streptococcus

属 菌 、

Actinomyces

属 菌 、

Corynebacterium

属 菌 、

Veillonella

属 菌 お よ び

Fusobacterium

属 菌 な ど は 、 こ の 様 な 高 い 濃 度 の

phosphomycin

polymyxin

mupirocin

お よ び

kanamycin

に 対 し て 高 い 感 受 性 を 示 し た 。 こ れ ら の 結 果 を 踏 ま え て 選 択 培 地 の 組 成 を 決 定 し た 。

CDC

血 液 寒 天 培 地 を 基 礎 培 地 と し 、

250 mg/l kanamycin

300 mg/l phosphomycin

50 mg/l polymyxin

お よ び

2 mg/l mupirocin

を 添 加 し た も の を 選 択 培 地 と し 、 本 選 択 培 地 を

PGTFSM

と 命 名 し た 。 さ ら に 還 元 系 発 色 色 素 で あ る 塩 化 ト リ フ ェ ニ ル テ ト ラ ゾ リ ウ ム(

TTC

)試 薬 を 用 い る こ と に よ り 、 培 地 上 に 形 成 さ れ た

T. forsythia

の コ ロ ニ ー が 暗 紫 色 を 呈 し 、 コ ロ ニ ー の 識 別 が 容 易 に な る と こ ろ か ら

25 mg/l TTC

を 添 加 し た 。基 礎 培 地 を オ ー ト ク レ ー ブ で 滅 菌 後 、

50

℃ に 冷 却 し 各 抗 生 物 質 お よ び

TTC

試 薬 を 加 入 し た 。 ま た 、

T.

forsythia

を 良 好 に 発 育 さ せ る た め に 、 試 料 を

PGTFSM

に 塗 抹 後 、 培 地 上 中 央 に 直 径

1 cm

大 の ペ ー パ ー デ ィ ス ク を 置 き 、

1.5

N-

ア セ チ ル ム ラ ミ ン 酸 (

20 µl

) を デ ィ ス ク に 浸 み 込 ま せ た 後 、 培 養 を 行 っ た 。

(10)

9

2. Direct multiplex PCR

法 に よ る

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 同 定 と 検 出 本 研 究 で 設 計 し た

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

特 異 的

16S rDNA

プ ラ イ マ ー を 表

3

に 示 す 。

P. gingivalis

お よ び

T. fortythia

の 増 幅 サ イ ズ は 、

338 bp

お よ び

959 bp

で あ っ た 。 本 方 法 に よ る 両 菌 の 検 出 限 界 は 、

PCR

テ ン プ レ ー ト

5.6 µL

あ た り

5 cells

以 上 で あ っ た 。

P. gingivalis

株 、

T. forsythia

株 、 両 菌 の 同 属 菌 種 お よ び 代 表 的 な 口 腔 細 菌 お よ び 両 菌 が 検 出 さ れ た

GCF

試 料 に お け る 本 方 法 を 用 い た 同 定 ・ 検 出 結 果 を 図

1

に 示 す 。

P. gingivalis

株 と

T. forsythia

株 は 、 そ れ ぞ れ

338 bp

お よ び

959 bp

に 増 幅 物 を 認 め た 。 ま た 、 両 菌 の 同 属 菌 種 お よ び 代 表 的 な 口 腔 細 菌 は 増 幅 物 を 認 め な か っ た 。 さ ら に 、

GCF

試 料 で は

P. gingivalis

T. forsythia

の 増 幅 サ イ ズ に 相 当 す る 増 幅 物 を 全 く 認 め な い も の 、

P. gingivalis

T. forsythia

の 増 幅 サ イ ズ で あ る

338 bp

959 bp

2

つ の 増 幅 物 を 認 め る も の 、

P. gingivalis

の 増 幅 サ イ ズ の み を 認 め る も の 、 ま た

T. forsythia

の 増 幅 サ イ ズ の み を 認 め る も の と 明 瞭 に 判 別 す る こ と が 可 能 で あ っ た 。

3. PGTFSM

に お け る

P. gingivalis

T. forsythia

お よ び 代 表 的 な 口 腔 細 菌 の 回 収 率

CDC

血 液 寒 天 培 地 と 比 較 し た

PGTFSM

で の

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 回 収 率 を 表

1

に 示 す 。全 て の

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

株 に お い て

PGTFSM

で の 回 収 率( 平 均

97.1%

)は 良 好 で あ っ た 。ま た 、

PGTFSM

に お け る 両 菌 の 同 属 菌 種 お よ び 代 表 的 な 口 腔 細 菌 の 発 育 抑 制 率 を 表

2

に 示 す 。

PGTFSM

は 、こ れ ら 細 菌 株 の 発 育 を 著 し く 抑 制 し た 。

4. PGTFSM

を 用 い た

GCF

試 料 か ら の

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 検 出 状 況

PGTFSM

を 用 い た 歯 周 健 常 者 と 慢 性 歯 周 炎 患 者 の

GCF

か ら の

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 検 出 状 況 を 表

4

に 示 す 。 歯 周 健 常 者 と 慢 性 歯 周 炎 患 者 か ら 採 取

(11)

10

し た

GCF

に お け る 総 細 菌 数 は 、

1.70 × 10

6

CFU/ml

お よ び

7.99 × 10

6

CFU/ml

で あ っ た 。歯 周 健 常 者 に お い て 、

P. gingivalis

数 は

2.3 × 10

3

CFU/ml

で 総 細 菌 数 に 対 す る そ の 割 合 は

0.13%

、ま た

T. forsythia

数 は

8.7 × 10

2

CFU/ml

で 総 細 菌 数 に 対 す る そ の 割 合 は

0.05%

で あ っ た 。 一 方 、 慢 性 歯 周 炎 患 者 に お い て は 、

P. gingivalis

数 は

2.1 × 10

5

CFU/ml

で 総 細 菌 数 に 対 す る そ の 割 合 は

2.56 %

、ま た

T. forsythia

数 は

7.1 × 10

4

CFU/ml

で 総 細 菌 数 に 対 す る そ の 割 合 は

0.89 %

で あ っ た 。 慢 性 歯 周 炎 患 者 は 歯 周 健 常 者 と 比 較 し て 、 総 細 菌 数 、

P. gingivalis

数 お よ び

T. forsythia

数 が 多 く 検 出 さ れ 、 両 菌 種 共 に 総 細 菌 数 に 対 す る 割 合 も 高 か っ た 。

GCF

試 料 を 接 種 ・ 塗 抹 ・ 培 養 後 に

PGTFSM

上 に 形 成 し た

P. gingivalis

T.

forsythia

の コ ロ ニ ー 像 を 図

2

に 示 す 。

PGTFSM

上 で 、

P. gingivalis

は 円 形 で ブ ラ ウ ン が か っ た 黒 色 の ス ム ー ス コ ロ ニ ー を 形 成 し 、

T. forsythia

P. gingivalis

と 比 較 し て 小 さ く 、紫 が か っ た 白 色 の 円 形 で 、中 央 が 暗 紫 色 を 呈 す る ス ム ー ス コ ロ ニ ー を 形 成 し た 。

PGTFSM

上 で 、 特 徴 的 な 集 落 外 観 を 呈 す る 両 菌 種 の コ ロ ニ ー は 、 他 の 細 菌 の コ ロ ニ ー と 容 易 に 識 別 す る こ と が 可 能 で あ っ た 。

5. Direct Multiplex PCR

法 と

PGTFSM

を 用 い た 培 養 法 と の 検 出 比 較

Direct Multiplex PCR

法 と

PGTFSM

を 用 い た 培 養 法 に よ る 歯 周 健 常 者 と 慢 性 歯 周 炎 患 者 の

GCF

試 料 か ら の

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 検 出 頻 度 を 表

5

に 示 す 。

Direct Multiplex PCR

法 と

PGTFSM

を 用 い た 培 養 法 に よ る 両 細 菌 の 検 出 頻 度 に 差 は 認 め ら れ ず 、ま た 各 方 法 に よ っ て 検 出 ま た は 未 検 出 の 被 験 者 も 同 一 で あ っ た 。歯 周 健 常 者 で は

P. gingivalis

が 単 独 で 検 出 さ れ た 者 は

0

名(

0

% )、

T. forsythia

が 単 独 で 検 出 さ れ た 者 は

2

名 (

6.7%

)、

P. gingivalis

T. forsythia

の 両 方 が 検 出 さ れ た の は

3

名 (

10%

) で あ っ た 。 一 方 、 慢 性 歯 周 炎 患 者 で は

P. gingivalis

が 単 独 で 検 出 さ れ た 者 は

2

名(

6.7

% ),

T. forsythia

が 単 独 で 検 出 さ れ た 者 は

12

名(

40%

)、

P. gingivalis

T. forsythia

の 両 方 が 検 出 さ れ た の は

16

名 (

53.3%

) で あ り 、 歯 周

(12)

11

健 常 者 と 比 較 し て 両 菌 種 の 検 出 頻 度 は 高 か っ た 。ま た 、両 群 に お い て 両 菌 種 共 に 検 出 さ れ る 傾 向 が 強 く 、さ ら に

P. gingivalis

よ り も

T. forsythia

の 検 出 頻 度 が 高 か っ た 。

考 察

歯 肉 縁 下 プ ラ ー ク 中 の あ る 特 定 の 微 生 物 群 に 感 染 し た 者 の み が ア タ ッ チ メ ン ト ロ ス を 伴 う 歯 周 炎 に 発 展 す る の で は な い か と 考 え 始 め ら れ る よ う に な っ て 以 来 、 そ れ ら 特 定 の 歯 周 病 関 連 微 生 物 に 対 し て 、 多 く の 研 究 が な さ れ て き た 10)。 そ の 中 で も 、

P. gingivalis

は 代 表 的 な 歯 周 病 原 細 菌 の 一 つ で あ り 、

LPS

、 線 毛 、

gingipain

、外 膜 小 胞 な ど 細 胞 傷 害 性 を 有 す る 多 く の 病 原 因 子 を も つ こ と が 知 ら れ て い る 11,12)。し か し 、全 て の

P. gingivalis

が 同 程 度 の 歯 周 病 原 性 を 保 有 し て い る の で は な く 、歯 周 病 原 性 は 本 菌 の 線 毛 遺 伝 子 の 型 に よ っ て 異 な る と 考 え ら れ て い る 。即 ち 、

6

種 類 の 線 毛 遺 伝 子 型 の う ち 、最 も 歯 周 炎 と 関 連 を 示 す の は Ⅱ 型 で あ り 、Ⅱ 型 線 毛 の 歯 周 病 原 性 は 極 め て 高 い と さ れ て い る 5,6,7)。ま た 、限 局 性 侵 襲 性 歯 周 炎 と 強 い 関 連 性 を 示 す

Aggregatibacter actinomycetemcomitans

に お い て も 、 本 菌 の 有 力 な 病 原 因 子 で あ る ロ イ コ ト キ シ ン の 活 性 発 現 が 菌 株 に よ り 異 な る こ と が 判 明 し て い る 13)。 一 方 、

T. forsythia

も 、

P. gingivalis

と 同 様 に 重 度 歯 周 疾 患 者 の 歯 周 ポ ケ ッ ト 内 か ら 検 出 さ れ 、そ の 病 原 性 が 注 目 さ れ て い る 。本 菌 が 保 有 す る 病 原 因 子 は

trypsin-like protease

13)

sialidase SiaH

414)お よ び

NanH

15)

Karilysin

16) な ど が 報 告 さ れ て い る 。し か し な が ら 、

T. fortythia

は 培 養 や 変 異 株 の 作 製 が 困 難 で あ る た め 、未 だ 不 明 な 点 が 多 い の が 現 状 で あ る 。ま た 、同 一 の 菌 種 で あ っ て も 菌 株 に よ っ て 病 原 性 が 異 な る こ と が 推 定 さ れ る 。そ の た め 、現 在 主 流 で あ る 菌 種 レ ベ ル で の 定 性・定 量 を 主 と し た 解 析 で は 、歯 周 疾 患 に 対 す る 精 度 の 高 い リ ス ク 評 価 や 病 態 の 把 握 は 出 来 な い こ と が 窺 わ れ る 。

現 在 、

GCF

な ど の 口 腔 試 料 に お け る 歯 周 病 原 細 菌 の 検 出 に は 、 培 養 を 行 わ ず

(13)

12

に 採 取 し た 試 料 か ら 直 接 細 菌

DNA

を 抽 出 し 、 遺 伝 子 学 的 に 目 的 と す る 細 菌 の 有 無 を 確 認 す る

PCR

4)や 菌 量 を 定 量 す る

qPCR

3)に よ る も の が 主 流 で あ る 。

PCR

法 は 判 定 に 要 す る 時 間 が 短 く 、多 く の 検 体 を 一 度 に 調 査 で き る な ど の 利 点 が あ る 。 一 方 で 、 本 方 法 は 試 料 中 の 死 菌 も 検 出 さ れ 、 さ ら に は 検 出 に 用 い る

PCR

用 プ ラ イ マ ー が 、標 的 と す る 細 菌 の み に 反 応 を 示 す 特 異 性 の 高 い 遺 伝 子 配 列 が 求 め ら れ る 。そ の た め 、厳 密 な 手 順 で 行 わ な け れ ば

positive-negative error

の 可 能 性 は 否 定 で き な い 。 ま た 、

PCR

法 な ど の 遺 伝 子 学 的 手 法 を 用 い た 検 出 方 法 で は 、 標 的 細 菌 の

phenotype

genotype

お よ び 病 原 因 子 の 検 索 や 解 析 、 ま た 歯 周 治 療 を 目 的 と し た 抗 菌 薬 療 法 に お い て 有 用 な 薬 剤 の 選 定 を 行 う こ と は で き な い 。故 に 、こ れ ら を 成 し え る 為 に は 単 一 の 標 的 細 菌 を 培 養 法 に よ り 分 離 す る 必 要 が あ り 、雑 多 な 口 腔 試 料 か ら 標 的 と す る 細 菌 を 正 確 に 分 離 す る た め に 選 択 培 地 が 必 須 と な る 。

選 択 培 地 は 、検 体 に 存 在 す る 微 生 物 の う ち 、特 定 の 形 質 の 微 生 物 を 意 図 的 に 優 先 ま た は 選 択 的 に 培 養 す る た め の 培 地 の こ と で 、病 原 体 の 分 離 培 養 に 用 い ら れ る 。 本 方 法 は 起 因 微 生 物 を 最 終 的 に 確 定 し 、さ ら に は 薬 剤 感 受 性 を 明 ら か に す る こ と が 可 能 と な り 、抗 菌 薬 療 法 に 用 い る 薬 剤 の 選 定 や 薬 剤 耐 性 傾 向 を 把 握 す る こ と が 可 能 な 非 常 に 有 用 な 手 法 で あ る 。故 に 選 択 培 地 を 用 い た 分 離 培 養 法 は 、感 染 症 の 疫 学 を 正 し く 把 握 す る う え で 重 要 で あ り 、

empiric therapy

( 経 験 的 治 療 ) の 貴 重 な 情 報 源 と も な る 17)

こ れ ま で 、

P. gingivalis

の 分 離 に は

CDC

嫌 気 性 菌 用 血 液 寒 天 培 地 に

kanamycin

vancomycin

が 添 加 さ れ た 偏 性 嫌 気 性 グ ラ ム 陰 性 桿 菌 の 選 択 培 地 が 使 わ れ て き た 18)。し か し な が ら 、本 選 択 培 地 上 に は

P. gingivalis

を 含 む 偏 性 嫌 気 性 グ ラ ム 陰 性 桿 菌 の 全 て が 発 育 す る た め に 、選 択 性 の 問 題 か ら 偽 陰 性 を 生 じ る 可 能 性 が あ り 、 本 菌 を 確 実 に 分 離 す る こ と が 困 難 で あ っ た 。す な わ ち 、口 腔 に は

700

菌 種 を 超 え る 細 菌 種 が 存 在 す る た め 19)、 雑 多 な 細 菌 で 占 め ら れ る 試 料 中 か ら タ ー ゲ ッ ト で あ る

P. gingivalis

の み を 本 選 択 培 地 を 用 い て 確 実 に 検 出 ・ 定 量 ・ 分 離 す る こ と は

(14)

13

不 可 能 で あ っ た 。 現 在 ま で 、

P. gingivalis

ま た は

T. forsythia

を 確 実 に 分 離 可 能 な 選 択 培 地 は 未 だ 開 発 さ れ て い な い 。 そ こ で 著 者 ら は 、

GCF

な ど の 口 腔 試 料 か ら

P. gingivalis

T. forsythia

両 菌 種 を 高 精 度 、 か つ 同 時 に 分 離 ・ 定 量 可 能 な 選 択 培 地 を 開 発 し 、

P. gingivalis

T. forsythia

の 分 離・定 量 法 の 確 立 を 試 み た 。

CDC

血 液 寒 天 培 地 を 基 礎 培 地 と し ,こ れ に

kanamycin 250 mg/l

phosphomycin 300 mg/l

polymyxin 50 mg/l

お よ び

mupirocin 2 mg/l

を 添 加 す る こ と に よ り 選 択 性 を 向 上 さ せ た 。さ ら に ,還 元 系 発 色 色 素 で あ る

TTC

試 薬

25mg/l

を 添 加 し た も の を 選 択 培 地 (

PGTFSM

) と し た 。

TTC

添 加 に よ り 、 培 地 上 の

T. forsythia

の コ ロ ニ ー が 暗 紫 色 を 呈 し て 識 別 が 容 易 と な っ た 。 ま た 、

PGTFSM

CDC

血 液 寒 天 培 地 と 比 較 し て 、

P. gingivalis

T. forsythia

の 供 試 菌 株 で 平 均

97.1%

と 高 い 回 収 率 を 示 し た 。 さ ら に 、

PGTFM

P. gingivalis

T. forsythia

以 外 の 本 研 究 で 用 い た 供 試 菌 株 の 発 育 を 顕 著 に 抑 制 し た 。そ の た め 、今 回 開 発 し た

PGTFM

の 選 択 性 は 優 れ て い る こ と が 示 さ れ た 。

こ れ ま で に 報 告 さ れ て い る 歯 周 健 常 者 の

GCF

試 料 に お け る

P. gingivalis

PCR

法 に よ る 検 出 者 率 は 、日 本 で

27.1 %

20)、ま た 国 外 で

14.3 %

21)で あ り 、今 回 の 我 々 の 結 果

10 %

と 近 似 し て い た 。 一 方 、

T. forsythia

PCR

法 に よ る 検 出 者 率 は 、 国 外 で

10.5 %

22)

100 %

21)と 非 常 に 幅 が あ り 、今 回 の 我 々 の 結 果

16.7%

は 比 較 的 低 い 傾 向 を 認 め た 。 ま た 、 こ れ ま で に 報 告 さ れ て い る 慢 性 歯 周 炎 患 者 の

GCF

試 料 に お け る

P. gingivalis

PCR

法 に よ る 検 出 者 率 は 、国 外 で

36.4 %

21)と 今 回 の 我 々 の 結 果

60 %

は 比 較 的 高 い 傾 向 を 示 し た 。一 方 、

T. forsythia

PCR

法 に よ る 検 出 者 率 は 、国 外 で

73.4 %

22)

100 %

21)で あ り 、今 回 の 我 々 の 結 果

93.3 %

と 近 似 し て い た 。 被 験 者 の 人 種 の 違 い や

PCR

法 の 手 技 や 試 薬 な ど の 違 い が 検 出 結 果 の 違 い に 僅 か な 影 響 を 及 ぼ し て い る と 考 え ら れ る 。ま た 、こ れ ま で の 報 告 と 同 様 に 慢 性 歯 周 炎 患 者 と 比 較 し て 歯 周 健 常 者 で は 両 菌 種 の 検 出 頻 度 は 高 く 21,22)、 両 菌 種 を 含 む

red complex

が 歯 周 病 の 発 症 と 進 行 に 関 与 し て い る こ と が 伺 わ れ る 。 さ ら に

(15)

14

本 研 究 で は 、両 群 に お い て 両 菌 種 共 に 検 出 さ れ る 傾 向 が 見 受 け ら れ た 。こ の こ と は 、

P. gingivalis

T. fortythia

は 共 生 す る こ と に よ り 歯 周 病 の 発 症 、 進 行 、 増 悪 に 関 与 す る と い う 報 告 と 一 致 し て い る 2)

本 研 究 で 確 立 し た

Direct multiplex PCR

法 に よ る

P. gingivalis

お よ び

T. forsythia

の 同 定 と 検 出 方 法 は 、タ カ ラ バ イ オ 社 の

Migthy amp®

を 用 い る こ と に よ り 、

DNA

抽 出 作 業 が 不 要 と な り 、試 料 採 取 か ら 結 果 が 得 ら れ る ま で に 要 す る 時 間 は

2

時 間 以 内 、ま た

PCR

チ ュ ー ブ 一 つ の

PCR

反 応 で 同 時 に

2

菌 種 検 出 可 能 で あ る た め に 簡 易 性 に 優 れ 、高 精 度 か つ 迅 速 な 結 果 が 得 ら れ る 有 用 な 手 法 で あ る と 考 え ら れ る 。 ま た 、

Direct Multiplex PCR

法 と

PGTFSM

を 用 い た 培 養 法 に よ る 両 細 菌 の 検 出 頻 度 に 差 は 認 め ら れ な か っ た た め に 、

PGTFSM

は 高 感 度 に 両 細 菌 を 検 出 可 能 な 優 れ た ツ ー ル で あ る こ と が 示 唆 さ れ た 。

細 菌 の 持 つ 能 力 や 病 原 因 子 は 、感 染 力 、環 境 適 応 能 力 、多 種 の 毒 素 産 生 な ど 多 岐 に わ た り 複 雑 で 、同 じ 細 菌 内 の 株 に よ っ て も 多 様 性 を 示 す 。今 後 、我 々 が 開 発 し た

PGTFSM

に よ り 、 菌 株 レ ベ ル で の 解 析 、 す な わ ち 病 原 マ ー カ ー の 検 索 ・ 解 析 が 進 み 、疾 患 特 異 的 病 原 マ ー カ ー の 特 定 に 繋 が る こ と が 期 待 さ れ る 。そ れ に よ り 、 単 な る 細 菌 数 の 定 量 で は な く 病 原 因 子 の 定 量 が チ ェ ア サ イ ド で 可 能 と な り 、 歯 周 病 の 診 断 や 治 療 効 果 の 即 時 判 定 に 有 用 な 細 菌 検 査 が 確 立 で き る と 思 わ れ る 。

参 考 文 献

1) Papapanou PN, Sanz M, Buduneli N, Dietrich T, Feres M, Fine DH, Tonetti MS:

Periodontitis: consensus report of workgroup 2 of the 2017 world workshop on the classification of periodontal and peri-implant diseases and conditions, J Clin Periodont, 45: S162-S170, 2018

2) Socransky SS, Haffajee AD, Cugini MA, Smith C, Kent RL: Microbial complexes

in subgingival plaque, J Clin Periodont, 25: 134-144, 1998

(16)

15

3) Marín MJ, Ambrosio N, O’Connor A, Herrera D, Sanz S, Figuero E: Validation of a multiplex qPCR assay for detection and quantification of Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis and Tannerella forsythia in subgingival plaque samples. Arch Oral Biol, 102: 199-204, 2019

4) Ashimoto A, Chen C, Bakker I, Slots J: Polymerase chain reaction detection of 8 putative periodontal pathogens in subgingival plaque of gingivitis and advanced periodontitis lesions, Oral Microbiol Immunol, 11: 266-273, 1996

5) Nakagawa I, Amano A, Ohara-Nemoto Y, Endoh N, Morisaki I, Kimura S, Kawabata S, Hamada: Identification of a new variant of fimA gene of Porphyromonas gingivalis and its distribution in adults and disabled populations with periodontitis. J Periodontal Res, 37: 425-432, 2002

6) Missailidis CG, Umeda JE, Ota‐Tsuzuki C, Anzai D, Mayer MP: Distribution of fimA genotypes of Porphyromonas gingivalis in subjects with various periodontal conditions, Oral Microbiol Immunol, 19: 224-229, 2004

7) Van Der Ploeg JR, Giertsen E, Ludin B, Morgeli C, Zinkernagel AS, Gmur R:

Quantitative detection of Porphyromonas gingivalis fimA genotypes in dental plaque, FEMS Microbiol Lett, 232: 31-37, 2004

8) Hirasawa M, Takada K: Susceptibility of Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus to cell wall inhibitors and development of a novel selective medium for S.

sobrinus , Caries Res, 36: 155-160, 2002

9) Tsuzukibashi O, Uchibori S, Kobayashi T, Umezawa K, Mashimo C, Nambu T, Saito M, Hashizume-Takizawa T, Ochiai T: Isolation and identification methods of Rothia species in oral cavities, Microbiol Methods, 134: 21-26, 2017

10) Christersson LA, Zambon JJ, Genco RJ: Dental bacterial plaques. Nature and

role in periodontal disease, Clin Periodotol, 8: 441-446, 1991

(17)

16

11)

Olsen I, Lambris JD, Hajishengallis G: Porphyromonas gingivalis disturbs host-commensal homeostasis by changing complement function, J Oral Microbiol, 9: 1340085, 2017

12) Holt SC, Kesavalu L, Walker S, Genco CA: Virulence factors of Porphyromonas gingivalis , Periodontol 2000, 20: 168-238, 1999

13) Haubek D, Poulsen K, westergaard J, Dahlen G, Kilian M: Highly toxic clone of Actinobacillus actinomycetemcomitans in geographically wide-spread cases of juvenile periodontitis in adolescents of African origin, J Clin Microbiol, 34:

1576-1578, 1996

14) Grenier D: Nutritional interactions between two suspected periodontopathogens, Treponema denticola and Porphyromonas gingivalis , Infect Immun, 60: 5298-5301, 1992

15) Braham PH, Moncla BJ: Rapid presumptive identification and further characterization of Bacteroides forsythus , J Clin Microbiol, 30, 649-654, 1992 16) Thompson H, Homer KA, Rao S, Booth V, Hosie AH: An orthologue of

Bacteroides fragilis NanH is the principal sialidase in Tannerella forsythia , 191:

3623-3628, 2009

17) Karim AY, Kulczycka M, Kantyka T, Dubin G, Jabaiah A, Daugherty PS, Thogersen IB, Enghild JJ, Nguyen KA, Potempa J: A novel matrix metalloprotease-like enzyme (karilysin) of the periodontal pathogen Tannerella forsythia ATCC 43037, Biol Chem, 391: 105-117, 2010

18) Ndip RN, MacKay WG, Farthimg MJ, Weaver LT: Culturing Helicobacter pylori from clinical specimens: review of microbiologic methods, Pediatr Gastroenterol Nutr, 36: 616-622, 2003

19) van Winkelhoff AJ, J de Graaff: Vancomycin as a selective agent for isolation of

(18)

17

Bacteroides, J Clin Microbiol, 18:1282-1284, 1983

20) Aas JA, Paster BJ, Stokes LN, Olsen I, Dewhirst FE: Defining the normal bacterial flora of the oral cavity, J Clin Microbiol, 43: 5721-5732, 2005

21) Yoshida Y, Suzuki N, Nakano Y, Shibuya K, Ogawa Y, Koga T: Distribution of Actinobacillus actinomycetemcomitans serotypes and Porphyromonas gingivalis in Japanese adults, Oral Microbiol Immunol,18:135-139, 2003

22) van der Reijden WA, Bosch-Tijhof CJ, Strooker H, van Winkelhoff AJ: prtH in Tannerella forsythensis is not associated with periodontitis, J Periodontol, 77:

586-590, 2006

(19)

18

1 PGTFSM

における

P. gingivalis

T. forsythia

の回収率

細菌株

CDC

血液寒天培地

PGTFSM

回収率(

%

CFU/ml× 10

8

CFU/ml× 10

8

P. gingivalis

ATCC 33277 1.8 ± 0.2

a

1.8 ± 0.1 98.9

JCM 8525 1.6 ± 0.3 1.6 ± 0.3 97.5

Strain 381 1.9 ± 0.3 1.8 ± 0.2 95.3

NUM-Pg 9020 1.6 ± 0.1 1.5 ± 0.3 94.5

T. forsythia

JCM 10910 2.1 ± 0.2 2.0 ± 0.1 96.7

NUM-Tf 9503 3.1 ± 0.1 3.1 ± 0.3 98.7

NUM-Tf 9505 1.8 ± 0.1 1.7 ± 0.2 97.2

a

Ave ± SD.

(20)

19

2 PGTFSM

における代表的な口腔細菌の発育抑制率

細菌株

CDC

血液寒天培地

PGTFSM

回収率

CFU/ml× 10

8

CFU/ml × 10

8

% Porphyromonas endodontalis

ATCC 35406 1.1 0.003 <0.0

b

Porphyromonas asaccharolyticus

JCM 6326 2.3 0 0

Porphyromonas bennonis

JCM 16335 1.8 0 0

Porphyromonas uenonis

JCM 13868 0.9 0 0

Tannerella sp.

JCM 31301 0.2 0 0

Prevotella intermedia

ATCC 25611 1.3 0 0

Prevotella nigrescens

ATCC 33563 0.5 0 0

Fusobacterium nucleatum

JCM 8532 1.1 0 0

Streptococcus oralis

ATCC 35037 1.5 0 0

Streptococcus salivarius

JCM 5707 2.8 0 0

Streptococcus anginosus

ATCC 11391 3.1 0.0009 <0.0

b

Streptococcus mutans

NCTC 10449 5.5 0 0

Streptococcus sobrinus

ATCC 33478 7.4 0 0

Actinomyces naeslundii

ATCC 12104 1.2 0 0

Actinomyces oris

ATCC 27044 2.5 0 0

Actinomyces odontlyticus

ATCC 17929 2.2 0 0

Corynebacterium matruchotii

ATCC10790 1.9 0 0

Corynebacterium durum

ATCC22586 0.3 0 0

N. sicca

ATCC 29256 2.8 0 0

b

Less than 1 × 10

6

CFU/ml.

(21)

20

3 P. gingivalis

および

T. forsythia

特異的

16S rDNA

プライマーの配列

Species Primer Sequence Product size (bp) Position Accession number

P. gingivalis PGF ACAGAGGGGGATAACCCGTT 338 139-158 AB547661

PGR ATGCAATACTCGTATCGCC 476-458

T. forsythia TFF GATGGTAGCAATACCTGTC 959 71-89 AB035460

TFR GACGCCCCGAAGGGAAGAAA 1029-1010

(22)

21

4 PGTFSM

を用いた歯肉溝滲出液試料からの

P. gingivalis

および

T. forsythia

の検出状況

被験者数 総細菌数

P. gingivalis T. forsythia

CDC

血液寒天培地

PGTFSM

総細菌数に

対する割合

PGTFSM

総細菌数に

対する割合

CFU/ml× 10

6

CFU/ml× 10

6

% CFU/ml× 10

6

%

歯周健常者

30 1.70 0.0023 0.13 0.00087 0.05

(1.0 - 3.1)

a

(0 - 0.05)

a

(0 - 0.01)

a

慢性歯周炎患者

30 7.99 0.21 2.56 0.07 0.89

(2.2 - 14.0)

a

(0 - 1.6)

a

(0– 0.17)

a

a

Range.

(23)

22

5 Direct Multiplex PCR

法と

PGTFSM

を用いた培養法の検出比較

Species

歯周健常者(

N=30

) 慢性歯周炎患者(

N=30

PCR

培養法

PCR

培養法

検出者数(頻度

; %

P. gingivalis alone 0 (0) 0 (0) 2 (6.7) 2 (6.7)

T. forsythia alone 2 (6.7) 2 (6.7) 12 (40) 12 (40)

P. gingivalis + T. forsythia 3 (10) 3 (10) 16 (53.3) 16 (53.3)

検出なし

25 (83.3) 25 (83.3) 0 (0) 0 (0)

(24)

23

1 Direct multiplex PCR

法による

P. gingivalis

および

T. forsythia

の同定と検出

Primers are a mixture of PGF, PGR, TFF, and TFR.

Lanes: 1, Porphyromonas gingivalis ATCC 33277; 2, Tannerella forsythia JCM 10910; 3, P. endodontalis ATCC 35406; 4, P. asaccharolyticus JCM 6326;

5, P. bennonis JCM 16335; 6, P. uenonis JCM 13868; 7, Tannerella sp. JCM 31301; 8, Prevotella intermedia ATCC 25611; 9, P. nigrescens ATCC 33563;

10, Fusobacterium nucleatum JCM 8532; 11, Streptococcus oralis ATCC 35037; 12, S. salivarius JCM 5707; 13, S. mutans NCTC 10449; 14, Corynebacterium matruchotii ATCC 14266; 15, C. durum ATCC 33449; 16, Neisseria sicca ATCC 29256; 17, Veillonella parvula JCM 12972; 18, V.

dispar DSM 20735; 19, Aggregatibacter actinomycetemcomitans ATCC 33384; 20, P. gingivalis and T. forsythia negative sample; 22, P. gingivalis and T.

forsythia positive sample; 23, P. gingivalis positive sample; 24, T. forsythia positive sample. M, molecular size marker (100-bp DNA ladder).

(25)

24

2

慢性歯周炎患者の

GCF

試料を接種・塗抹・培養後に

PGTFSM

上に形成した

P. gingivalis

T. forsythia

のコロニー像

A

CDC

血液寒天培地、

B

PGTFSM

C

PGTFSM

上の

P. gingivalis

T. forsythia

のコロニー像、

D

E

PGTFSM

上の

T. forsythia

コロニーの拡大像

表 3   P. gingivalis および T. forsythia 特異的 16S rDNA プライマーの配列
図 1 Direct multiplex PCR 法による P. gingivalis および T. forsythia の同定と検出 Primers are a mixture of PGF, PGR, TFF, and TFR
図 2 慢性歯周炎患者の GCF 試料を接種・塗抹・培養後に PGTFSM 上に形成した P. gingivalis と T. forsythia のコロニー像 A : CDC 血液寒天培地、 B : PGTFSM 、 C : PGTFSM 上の P

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