(57)【要約】【課題】ＤＮＡマイクロアレイを用いて健康状態の検査を行う際に、被検査者を確実に識別、特定することを可能とする。【解決手段】検査システムは、被検査者を識別するのに利用可能な第１のＤＮＡプローブ群（領域Ｂ）と被検査者の健康状態を検査するのに利用可能な第２のＤＮＡプローブ群（領域Ａ）とを含むＤＮＡマイクロアレイにおけるハイブリダイゼーションパターンを読み取り（ステップＳ１）、読み取られたハイブリダイゼーションパターンより第１のＤＮＡプローブ群に対応するパターンを解析して被検査者を識別し（ステップＳ３〜Ｓ７）、読み取られたハイブリダイゼーションパターンより、前記第２のＤＮＡプローブ群に対応するパターンを解析して検査情報を生成する（ステップＳ８〜Ｓ１０）。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査者を識別するのに利用可能な第１のＤＮＡプローブ群と被検査者の健康状態を検査するのに利用可能な第２のＤＮＡプローブ群とを含むＤＮＡマイクロアレイにおけるハイブリダイゼーションパターンを読み取る読取工程と、
前記読取工程で読み取られたハイブリダイゼーションパターンより第１のＤＮＡプローブ群に対応するパターンを解析して被検査者を識別する識別工程と、
前記読取工程で読み取られたハイブリダイゼーションパターンより、前記第２のＤＮＡプローブ群に対応するパターンを解析して検査情報を生成する生成工程とを備えることを特徴とするＤＮＡマイクロアレイを用いた検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液等の検体から遺伝子の検査を行って健康状態を検査する、所謂ＤＮＡマイクロアレイを用いた検査技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検査者の血液、唾液、尿などを用いる検体検査では、その場で簡単な結果が出るものを除き、検体の入った容器ごとに検体番号を記入し、さらにその検体番号と被検査者との対応がわかるように記録してから、検査装置で解析を行ったり、検査施設に検体を送ったりしている。
【０００３】
上記の検体検査によって、疾患の予防を目的とする健康診断を行う場合や、疾患の経過を見ていく場合には、過去の検査結果との比較が重要あるいは必要になってくる。この際、会社内の健康診断や病院で患者に対する検査を行う際は、被検査者を識別番号（ＩＤ番号）等で管理しているので、被検査者を識別して特定し、過去の検査結果を参照することは比較的容易である。しかしながら、被検査者の検索の際に識別番号の入力を誤ると別の被検者の検査結果を参照してしまうことになる。
【０００４】
一方、個人的に地域での健康診断を受診したり、郵送や宅配便で検体を送って検査を受ける場合は、２回目以降の検査であれば被検査者の識別番号がすでに登録されている場合多い。この場合、被検査者が自分の識別番号を正しく覚えているか、あるいは識別番号が記されたカードなどを所持していれば、被検査者を識別して特定し、過去の検査結果を参照することは容易である。しかしながら、被検査者が識別番号を正しく覚えていなかったり、あるいは識別番号が記されたカードなどを紛失してしまうと、被験者の過去の検査記録を検索することは困難になる。
【０００５】
また、氏名や生年月日から被検査者を識別して特定しようとすると、氏名、生年月日では同一の人がいることがあって被検査者を確実に特定するには不十分である。また住所、電話番号を用いた場合は、それらが変更になることがあるので被検査者を特定するには、信頼性に問題がある。また、被検査者がその場にいれば指紋、声紋、虹彩、網膜パターンなどを被検査者の識別、特定に利用できる可能性がある。しかしながら、検体だけの場合はそれらの方法で識別、特定することはできない。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１４７２３１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の方法では被検査者を確実に識別、特定することは困難であり、過去の検査データを検索出来ないことが多かった。
【０００８】
また、最近では検体検査方法の一つとして、ＤＮＡマイクロアレイ（ＤＮＡチップともいう）を用いて一部の癌の診断や、肝臓機能判定を行うことが可能になってきている。今後、このようなＤＮＡマイクロアレイを用いた種々の疾患に対する診断、治療方法選択などの検査が可能になっていくことが期待されている。しかしながら、ＤＮＡマイクロアレイを用いた検査においても、ＤＮＡマイクロアレイ自体に彫刻等で番号やバーコードを記載して管理することが行なわれている。或いは、ＤＮＡマイクロアレイにＩＣメモリを内蔵して被検査者の氏名、性別、番号等を記憶して管理することが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、ＤＮＡマイクロアレイに対応する被検査者を確実に識別、特定する方法の提案はされていない。
【０００９】
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、ＤＮＡマイクロアレイを用いて健康状態の検査を行う際に、被検査者を確実に識別、特定可能とすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明によるＤＮＡマイクロアレイを用いた検査方法は、
被検査者を識別するのに利用可能な第１のＤＮＡプローブ群と被検査者の健康状態を検査するのに利用可能な第２のＤＮＡプローブ群とを含むＤＮＡマイクロアレイにおけるハイブリダイゼーションパターンを読み取る読取工程と、
前記読取工程で読み取られたハイブリダイゼーションパターンより第１のＤＮＡプローブ群に対応するパターンを解析して被検査者を識別する識別工程と、
前記読取工程で読み取られたハイブリダイゼーションパターンより、前記第２のＤＮＡプローブ群に対応するパターンを解析して検査情報を生成する生成工程とを備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態におけるＤＮＡマイクロアレイを用いた検査システムのブロック構成図を示す。システム全体を制御するシステム制御部１には、バーコードリーダ２の出力、ＤＮＡマイクロアレイ読み取り装置３の入出力、ハードディスク等の記憶装置４の入出力が接続されている。
【００１３】
ＤＮＡマイクロアレイ５は、事前に次のような反応をさせておく。被検査者より採取した血液からＤＮＡ抽出機にてＤＮＡを抽出し、反応装置の中で抽出されたＤＮＡとＤＮＡマイクロアレイ５をハイブリダイゼーション反応させる。
【００１４】
ＤＮＡマイクロアレイ５は、１インチ四方程度のガラス板等の固相表面に、数十から数十万種類のＤＮＡプローブを高密度に並べたものである。このＤＮＡマイクロアレイ５を用いてサンプルＤＮＡとハイブリダイゼーション反応を行うことによって、一度に数多くの遺伝子の検査ができるという特徴をもつ。また、これらのＤＮＡプローブはマトリクス状に規則正しく並んでおり、それぞれのＤＮＡプローブのアドレス（例えば何行何列という位置）を情報として容易に取り出せるという特徴がある。検査の対象となる遺伝子としては、疾患関連遺伝子の他、各個人の遺伝子多型等が知られている。
【００１５】
図２に本実施形態のＤＮＡマイクロアレイ５を示す。図中、○で示した領域に、それぞれ異なる配列のＤＮＡプローブが結合している。図２の領域Ａは、本ＤＮＡマイクロアレイ５の本来の検査目的である疾患等の健康状態の検査を行うために用いるＤＮＡプローブ群を配しており、検査用ＤＮＡプローブ配列部分を形成している。領域Ａには、検査目的の疾患を検査するためのＤＮＡプローブだけを配列しても良いし、面積に余裕があるなら複数の疾患に対するＤＮＡプローブを配列しておいて、目的とする疾患についてのＤＮＡプローブのみを検出するようにしても良い。
【００１６】
一方、図２の領域Ｂは、被検者を識別するためのＤＮＡプローブ群が並んだ部分である。本実施形態では、この領域Ｂに配される識別用ＤＮＡプローブとして主要組織適合性複合体（ｍａｊｏｒ  ｈｉｓｔｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ  ｃｏｍｐｌｅｘ；ＭＨＣ）遺伝子に対するおよそ５００種類のＤＮＡプローブを用いる。そして、この領域ＢにおけるＤＮＡプローブ群と被検査者のＤＮＡとを反応させて得られるハイブリダイゼーションパターン画像から被検者の識別を行う。
【００１７】
なお、ＭＨＣ遺伝子は、ヒトゲノムの中で最も免疫系の遺伝子が集中した領域で、最近その塩基配列が明らかにされ（Ｎａｔｕｒｅ  ｖｏｌｕｍｅ  ４０１，  ｐ９２１−９２３，  １９９９）、注目を集めている。この配列には骨髄移植、臓器移植等における適合／不適合の判定に関与する遺伝子が存在する。現在、臓器移植、骨髄移植における適合／不適合の判定は白血球を用いた検査により行われているが、白血球を用いた検査は時間がかかる上に情報量が少ないことから、将来はＭＨＣ遺伝子によるタイピングが主流になることが予想される。ＭＨＣ（ヒトの場合にはＨＬＡ抗原）は、クラスＩ抗原としてＨＬＡ−Ａ，Ｂ，Ｃの３種、クラスＩＩ抗原として、ＨＬＡ−ＤＲ，ＤＱ，ＤＰの３種がある。
【００１８】
それぞれの個人は、両親からそれぞれ１種ずつ計１２種の抗原をもらい、それがその個人の「型」となっている。一方、現在のところ、ＨＬＡ−Ａ、ＨＬＡ−Ｂ、ＨＬＡ−Ｃ、ＨＬＡ−ＤＲ、ＨＬＡ−ＤＱ、及びＨＬＡ−ＤＰの合わせて約１０００種の遺伝子が同定されている。さらに新しいＭＨＣ遺伝子が次々解明されており、将来は、その数はさらに増大するものと思われる。１０００種以上の遺伝子の中から１２種の遺伝子のみが選ばれるわけであるから、他人とそれぞれの型の組み合わせがマッチするような場合は極めて稀であると考えられる。実際、骨髄移植、臓器移植において、上記の型の組み合わせがマッチするケースは稀である。このことは、ＭＨＣ遺伝子のパターンはバリエーションに富んでいることを示し、個人の識別に適した遺伝子群と考えることができる。また、この遺伝子群は年齢と共に変化するようなことはない。本実施形態ではこのような状況を利用し、上記の１０００種以上の遺伝子の中から５００種のものに対するＤＮＡプローブを用いて個人の識別をする。
【００１９】
図２の領域Ｃはバーコードが記載された部分であり、ＤＮＡマイクロアレイ５の型とその一枚一枚が識別できる製造番号とを表すバーコードが記録されている。バーコードはＤＮＡマイクロアレイ５上に直接印刷しても良いし、紙等に印刷したものを貼り付けても良い。
【００２０】
なお、本実施形態では被検者を識別するためのＤＮＡプローブが並んだ部分と疾患等の健康状態の検査を行うために用いるＤＮＡプローブが並んだ部分を明確に分けているが、プローブごとにアドレスで管理をすれば、両者が混在していても問題ない。
【００２１】
さて、前述したハイブリダイゼーション反応をした後のＤＮＡマイクロアレイ５は、例えば図３のようになる。図中、●で示した領域は被検査者のＤＮＡとハイブリッドを形成したプローブで蛍光を発する。この●によって形成されるパターンがハイブリダイゼーションパターンである。被検者を識別するためのＤＮＡプローブが並んだ部分（領域Ｂ）では、ハイブリダイゼーション反応の結果は２値的であり、ハイブリダイゼーション反応をしたかしないかのいずれかとなる。すなわち、蛍光を発しているかいないか（●と○）の２種類から成る。一方、図３では図示しないが、ＤＮＡマイクロアレイ５の本来の検査目的である疾患等の健康状態の検査を行うために用いるＤＮＡプローブが並んだ部分（領域Ａ）では、両者の中間も存在する。
【００２２】
図４は本実施形態のＤＮＡマイクロアレイ５を用いた検査システムにおける処理手順を説明するフローチャートである。まずステップＳ１で、検査システムのシステム制御部１はバーコードリーダ２に、ＤＮＡマイクロアレイ５の領域Ｃ（図２）に記載されたバーコードを読み取らせる。また、ＤＮＡマイクロアレイ読み取り装置３によりハイブリダイゼーションパターンを読み取らせる。
【００２３】
ＤＮＡマイクロアレイ５の領域Ｃにあるバーコードは、上述したように、ＤＮＡマイクロアレイ５を識別するコードである。システム制御部１はステップＳ２で、バーコードの読み取り結果からＤＮＡマイクロアレイ５の型を判別する。これにより、検査するＤＮＡマイクロアレイ５がどの疾患を検査するものなのかがわかる。なお、領域Ｂにおける、被検者を識別するためのＤＮＡプローブの組み合わせが異なるＤＮＡマイクロアレイ５を使用する場合には、その情報もバーコードに入れておく必要がある。この場合、ＤＮＡマイクロアレイの型と領域Ｂのパターンに基づいて個人を識別することになる。なお、本実施形態ではＤＮＡマイクロアレイ５にバーコードで情報を記載し、バーコードリーダ２でその情報を読んでいるが、バーコードの替わりに数字や文字を記載し、スキャナ等でそれを読み込んで認識するようにしても良い。
【００２４】
そして、本実施形態のＤＮＡマイクロアレイ５であると判断されると、ステップＳ３でＤＮＡマイクロアレイ読み取り装置３からの領域Ｂについてのハイブリダイゼーションパターン画像を処理して数値化する。上述したように、領域Ｂには、ＭＨＣ遺伝子に対するおよそ５００種類のＤＮＡプローブが配列されている。数値化は、ＤＮＡマイクロアレイ５上のどのＤＮＡプローブが被検査者のＤＮＡとハイブリダイゼーションを起こしたかに従って行われる。上述のようにＤＮＡマイクロアレイ５上のＤＮＡプローブは、マトリクス状に規則正しく並んでおり、それぞれのＤＮＡプローブはアドレス（例えば何行何列という位置）で特定できるので、上記数値化は容易である。以下、このような数値化によって得られたコードを個人識別コードと称する。
【００２５】
次に、ステップＳ４で検査システムのＣＰＵは、ステップＳ３で得られた個人識別コードを記憶装置４内の検査結果データベースにすでに登録されているハイブリダイゼーションパターン画像の数値、すなわち個人識別コードと比較する。検査結果データベースは図５（ｃ）に示すようなデータ構成を有し、ハイブリダイゼーションパターンを数値化した個人識別コード５２１と、対応する被検査者情報５２２と、検査結果情報５２３が対応付けて登録される。同じコードがなければ新規の被検査者と判断し、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、ステップＳ１で読み取ったバーコードのうちのＤＮＡマイクロアレイ５の製造番号から被検査者情報を取得する（図５の（ａ）、（ｂ）を参照して後述する）。そしてステップＳ６において、ステップＳ３で求めた領域Ｂのハイブリダイゼーションパターンに対応する数値（個人識別コード５２１）と被検査者情報５２２（被検査者の氏名、性別、生年月日等）とを記憶装置４内の検査結果データベースに登録し、ステップＳ８に進む。
【００２６】
本実施形態では、検査依頼を受けた際に被検査者（被検査者情報）と検体番号との対応が記憶装置４に登録される。図５の（ａ）はこの登録状態を示しており、検査依頼状報５００には、被検査者情報５０１と検体番号５０２が対応して登録される。そして、検査時には、その前処理として、登録した検体番号と検査に用いるＤＮＡマイクロアレイ５の製造番号の対応が検査処理情報５１０として記憶装置４に登録される。この様子を図５（ｂ）に示す。検体番号５１１にＤＮＡマイクロアレイの製造番号５１２が対応して登録される。従って、上記ステップＳ５では、領域Ｃのバーコードから読み取ったＤＮＡマイクロアレイの製造番号から対応する検体番号を特定でき、この検体番号から被検査者情報が取得されることになる。
【００２７】
一方、ステップＳ４で同じ数値があれば、以前に検査を受けたことがある被検査者であると判断し、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、記憶装置４内の検査結果データベースからその被検査者の過去の検査結果を読み出す。なお、ＤＮＡマイクロアレイ以外での検査結果も検査結果データベースに登録されていれば、このときにそれらの結果も読み出されるようにしてもよい。
【００２８】
次に本ＤＮＡマイクロアレイ５の本来の目的である疾患の検査を行う。ステップＳ８では、検査疾患に対するＤＮＡプローブが配列された領域Ａ（図３）におけるハイブリダイゼーションパターン画像を処理する。そしてステップＳ９で検査対象の各疾患に関する陽性度を算出し、記憶装置４内の検査結果データベースに登録する。なお、本実施形態では各疾患に関する陽性度を算出しているが、検査の種類に応じて疾患の治癒の程度、治療法の選択等の情報を求めることになるであろう。
【００２９】
ステップＳ１０で、図示しないモニターに被検査者情報、今回の検査結果、もしあるなら過去の検査結果を表示し、及び／又は図示しないプリンターでそれらを印刷する。被検査者のみがその結果を見る場合でも、医師がその結果を見て診断をする場合でもその過去の検査結果は疾患の予防、経過観察をしていく上で重要なものとなる。
【００３０】
なお、本実施形態ではＭＨＣ遺伝子に対するおよそ５００種類のＤＮＡプローブを用いているが、被検査者の識別に用いる他の情報との兼ね合いでその数を減らすこともできる。例えば被検査者の氏名、生年月日も被検査者の識別に用いて、ＤＮＡマイクロアレイ上にはＭＨＣ遺伝子に対するおよそ２００種類のＤＮＡプローブを配列するといったことも可能である。
【００３１】
また、本実施形態ではＭＨＣ遺伝子に対するＤＮＡプローブを用いているが、一塩基多型（ｓｉｎｇｌｅ  ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ；ＳＮＰｓ）と呼ばれる遺伝子群も個人識別に適した遺伝子群として利用可能である。この遺伝子群は、ＭＨＣ遺伝子を搭載したＤＮＡマイクロアレイに、さらに情報を付加する目的で加えることも可能である。
【００３２】
以上のように、本実施形態のＤＮＡマイクロアレイは、被検査者を識別するのに利用可能な第１のＤＮＡプローブ群（領域Ｂ）と、被検査者の健康状態を検査するのに利用可能な第２のＤＮＡプローブ群（領域Ａ）とを備える。このため被検査者を確実に識別、特定して健康状態の検査を行うことができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、上記第１のＤＮＡプローブ群が主要組織適合性抗原の遺伝子に対するプローブで構成されているので、被検査者を識別、特定する確率が極めて高くなり、かつ安定した被検査者識別が可能となる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、第１もしくは第２のＤＮＡプローブ群の少なくとも何れかのプローブ構成を識別するためのプローブ識別表示（領域Ｃ）を更に有する。例えば、プローブ識別表示が第２のＤＮＡプローブ群の構成を識別するものとすれば、複数種類の検査目的に対応して異なる複数種類の第２のＤＮＡプローブ群（領域Ａ）を使用することが可能となる。この結果、必要な検査を確実に行うことができる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、ＤＮＡマイクロアレイ自身を識別する識別表示（製造番号）が含まれる。この識別表示を利用することにより、例えば、初めて検査を受ける被検査者で登録されていなくても、被検査者との対応を確実に取ることができるようになる。
【００３６】
また、上記実施形態の検査システムによれば、被検査者を識別するのに利用可能な第１のＤＮＡプローブ群（領域Ｂ）と被検査者の健康状態を検査するのに利用可能な第２のＤＮＡプローブ群（領域Ａ）とを含むＤＮＡマイクロアレイ（５）におけるハイブリダイゼーションパターンを読み取り（ＤＮＡマイクロアレイ読み取り装置３、Ｓ１）、読み取られたハイブリダイゼーションパターンより第１のＤＮＡプローブ群に対応するパターンを解析して被検査者を識別し（Ｓ３）、読み取られたハイブリダイゼーションパターンより、前記第２のＤＮＡプローブ群に対応するパターンを解析して検査情報を生成する（Ｓ８、Ｓ９）。
【００３７】
以上のように、検査システムは、ＤＮＡマイクロアレイのハイブリダイゼーションパターンを読み取って、例えば記憶装置４に記憶された情報を参照して被検査者を識別し、かつ必要な健康状態を検査する。このため、検査者が面倒な作業をすることなく、確実に被検査者を識別して必要な検査を実行することができる。また、記憶装置にその検査結果を記憶することもできる。
【００３８】
また、本実施形態の検査システムは、被検査者と過去の検査結果を記憶しておき（記憶装置４）、上記識別された被検査者の過去の検査結果を読み出す。これにより、容易に過去の変化を考慮した健康状態を知ることができる。例えば病院で検査を受ける場合に、会社内での健康診断の際に同じ検査機関でのＤＮＡマイクロアレイを用いた検査を受けていれば、被検査者を容易に識別して過去の検査結果を呼び出せるので、今回の結果と比較して診断に役立てることができる。
【００３９】
このように、本実施形態の検査システムによれば、被検者が過去にＤＮＡマイクロアレイを用いた健康状態の検査を受けたことがあるかどうかを確実に判断でき、検査を受けたことがある場合には今回の検査結果と共に過去の検査結果を提示することができる。
【００４０】
また、上記ＤＮＡマイクロアレイは、第１プローブ群（領域Ｂ）のプローブ構成を示す第１識別表示（例えば領域Ｃのバーコード）を有し、ハイブリダイゼーションパターンと第１識別表示を読み取り（Ｓ１、バーコードリーダ２、ＤＮＡマイクロアレイ読み取り装置３）、第１識別表示に基づいて認識される第１ＤＮＡプローブ群の構成に基づいて、該第１ＤＮＡプローブ群のハイブリダイゼーションパターンを解析する。
【００４１】
また、上記ＤＮＡマイクロアレイは、前記第２プローブ群のプローブ構成を示す第２識別表示を有し、ハイブリダイゼーションパターンと第２識別表示を読み取り、第２識別表示に基づいて認識される第２ＤＮＡプローブ群の構成に基づいて、該第２ＤＮＡプローブ群のハイブリダイゼーションパターンを解析する。識別結果に応じて被検査者の健康状態の検査を行うので、検者が面倒な作業を行わずに、必要な検査を確実に行うことができる。
【００４２】
また、上記ＤＮＡマイクロアレイは自身を特定する識別表示を有し、該識別表示に基づいて被検査者を特定可能としている。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＤＮＡマイクロアレイを用いて健康状態の検査を行う際に、被検査者を確実に識別、特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のＤＮＡマイクロアレイを用いた検査システムのブロック構成図である。
【図２】本実施形態に使用するＤＮＡマイクロアレイの模式図である。
【図３】ハイブリダイゼーションパターンの例の模式図である。
【図４】本実施形態の検査システムにおける処理手順を説明するフローチャートである。
【図５】本実施形態による登録データのデータ構成例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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