(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養液を収容する複数の培養液収容手段（１）と、複数の培養液収容手段（１）に対して互いに等しい量のガン細胞と互いに種類もしくは濃度が異なる抗ガン剤とを添加する添加手段（２）（３）と、各培養液中の溶存酸素量を計測する酸素電極（４）と、各酸素電極（４）からの出力信号を入力として対応する培養液中の溶存酸素の消費量計測結果を算出する信号処理手段（５）とを含むことを特徴とする抗ガン剤の感受性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は抗ガン剤の感受性評価装置に関し、さらに詳細にいえば、抗ガン剤が添加されたガン細胞による酸素消費量から感受性の評価を行う新規な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ガンの化学療法に用いられる抗ガン剤は３０数種類ある。しかし、これらの抗ガン剤はそれぞれに特異性があり、これらの抗ガン剤が全てのガンに効くわけではない。したがって、これらの抗ガン剤を実際にガン患者に投与する場合、ガン患者のガンを押さえるのに最も適した抗ガン剤を選択することが必要になる。
【０００３】
このような要請に応えるために、従来は、以下に示す方法によって、抗ガン剤の感受性を評価している。
【０００４】
ガン患者からガン細胞を採取し、採取したガン細胞を無菌的にホモジネートし（組織の塊を均一化し、等分に分け）、ホモジネートしたガン細胞に抗ガン剤を添加し、ＣＯ2インキュベーターにて３〜４日間、培養を行う。そして、遠心分離処理を施すことにより培養液を除去した後、ＭＴＴ試薬（生きているガン細胞を染める試薬）を添加して３時間インキュベートし、次いで、酸性イソプロパノール液と用いて色素を抽出し、抽出した色素の量（色の濃さ）でガン細胞の生存度を測定する。
【０００５】
上記の感受性評価方法を採用した場合には、ガン細胞の生存数を最も少なくする抗ガン剤を最適の抗ガン剤として選択することができ、高いガン化学治療効果を達成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ガン細胞を採取してから、最適の抗ガン剤の選択ができるまでの所要時間が著しく長く、より迅速な感受性評価を達成することが強く要求されている。なぜならば、ガン患者の体力は急速に低下することが知られているとともに、手術後の患者の体力の低下はより急速であることが知られており、しかも、３〜４日経つとガン細胞が１０倍程度に増加することが知られているからである。
【０００７】
【発明の目的】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ガン細胞を採取してから、最適の抗ガン剤の選択ができるまでの所要時間を大幅に短縮することができる抗ガン剤の感受性評価装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の抗ガン剤の感受性評価装置は、培養液を収容する複数の培養液収容手段と、複数の培養液収容手段に対して互いに等しい量のガン細胞と互いに種類もしくは濃度が異なる抗ガン剤とを添加する添加手段と、各培養液中の溶存酸素量を計測する酸素電極と、各酸素電極からの出力信号を入力として対応する培養液中の溶存酸素の消費量計測結果を算出する信号処理手段とを含むものである。
【００１８】
【作用】
請求項１の抗ガン剤の感受性評価装置であれば、培養液を収容する複数の培養液収容手段に対して添加手段によって互いに等しい量のガン細胞と互いに種類もしくは濃度が異なる抗ガン剤とを添加する。そして、各培養液中の溶存酸素量を酸素電極によって計測し、各酸素電極からの出力信号を入力として信号処理手段によって対応する培養液中の溶存酸素の消費量計測結果を算出することができる。この消費量計測結果が抗ガン剤の感受性評価結果に対応する。
【００１９】
したがって、同時に複数種類の抗ガン剤および／または複数種類の濃度の抗ガン剤の感受性評価を達成でき、従来装置と比較して著しく短時間で最適な抗ガン剤の種類および／または濃度を決定することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明の抗ガン剤の感受性評価方法およびその装置の実施の態様を詳細に説明する。
【００２１】
図１はこの発明の抗ガン剤の感受性評価装置の一実施態様を示す概略図である。
【００２２】
この装置は、培養液収容部１と、培養液収容部１に対してガン細胞を供給するガン細胞供給部２と、培養液収容部１に対して抗ガン剤を供給する抗ガン剤供給部３と、培養液収容部１の内部に設けられ、培養液中の溶存酸素量を計測する酸素電極４と、酸素電極４からの出力信号を入力として所定の信号処理を行い、酸素消費量測定結果を算出する信号処理部５とを有している。
【００２３】
酸素電極４は、例えば、作用極、対向極、参照極を有する構成のものであり、酸素透過膜を有していてもよく、また有していなくてもよい。また、他の構成の酸素電極であってもよい。
【００２４】
信号処理部５は、酸素電極４から出力され続ける出力信号を入力として、出力信号の変化割合（減少割合）などを算出し、算出結果を酸素消費量測定結果として出力するものである。
【００２５】
図２はこの発明の抗ガン剤の感受性評価装置の一実施態様を示すフローチャートである。
【００２６】
ステップＳＰ１において、培養液収容部１に培養液を収容し、ステップＳＰ２において、ガン細胞供給部２によって培養液収容部１に対してガン細胞を供給し、ステップＳＰ３において、抗ガン剤供給部３によって培養液収容部１に対してガン細胞を供給し、ステップＳＰ４において、ガン細胞の培養を開始し、ステップＳＰ５において、所定時間の培養が行われるまで待ち、ステップＳＰ６において、酸素電極４によって培養液中の溶存酸素量を計測し、ステップＳＰ７において、酸素電極４からの出力信号を入力として信号処理部５によって所定の処理を行い、酸素消費量測定結果を出力し、再びステップＳＰ６の処理を行う。
【００２７】
図３はこの発明の抗ガン剤の感受性評価装置の他の実施態様を示す概略図である。
【００２８】
この装置は、複数の培養液収容部１と、各培養液収容部１に対してガン細胞を供給するガン細胞供給部２と、各培養液収容部１に対して抗ガン剤を供給する抗ガン剤供給部３と、各培養液収容部１の内部に設けられ、培養液中の溶存酸素量を計測する酸素電極４と、酸素電極４からの出力信号を入力として所定の信号処理を行い、酸素消費量測定結果を算出する信号処理部５とを有している。
【００２９】
この装置を採用した場合には、複数種類の抗ガン剤の感受性を一度に評価することができる。
【００３０】
図４は人の子宮体ガン細胞（１×１０5／ｍｌ）に対して抗ガン剤としてのマイトマイシンＣ、サイクロフォスファマイドをそれぞれ１００μｇ／ｍｌの濃度で添加し、１８時間培養後の溶存酸素量の変化を計測した結果を示す図である。ただし、白丸印がマイトマイシンＣを添加した場合を、白三角印がサイクロフォスファマイドを添加した場合を、黒丸印が抗ガン剤を添加していない場合（コントロールと称する）を、それぞれ示している。なお、縦軸は酸素電極４からの出力電流（ｎＡ）、横軸は経過時間を示している。
【００３１】
図４から明らかなように、マイトマイシンＣを添加した場合には、１００分以上経過すると、溶存酸素濃度が殆ど低下していない。これは、ガン細胞がマイトマイシンＣによりダメージを受けたためであると思われる。
【００３２】
抗ガン剤を添加していない場合には、１００分以上経過しても、溶存酸素量が低下し続けている。これは、ガン細胞が全くダメージを受けていないためであると思われる。
【００３３】
サイクロフォスファマイドを添加した場合には、溶存酸素量が抗ガン剤を添加していない場合よりも高く、かつマイトマイシンＣを添加した場合よりも低い。
【００３４】
したがって、人の子宮体ガン細胞に対しては、マイトマイシンＣが最適であることが分かる。
【００３５】
表１は上記の抗ガン剤を用いて従来方法で感受性の評価を行った結果を示している。
【００３６】
【表１】
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図４の計測結果と表１の計測結果とを対比すれば、両計測結果が良好な相関を示していることが分かる。また、従来方法では、３〜４日の時間が必要であったが、上記の実施態様では、１日未満の時間で感受性の評価を行うことができ、感受性の評価を著しく迅速化することができた。さらに、従来方法では、計測結果を得るためにガン細胞にダメージを与えるので、培養を継続することはできない。しかし、上記の実施態様では、計測結果を得るためにガン細胞にダメージを与えるという不都合はないのであるから、その後も溶存酸素量の計測を継続することができ、例えば、抗ガン剤を投与してからガン細胞がダメージを受けるまでの所要時間の検出、抗ガン剤が感受性を有していなかった場合に、そのガン細胞を再培養し、抗ガン剤に対する耐性機構の研究に用いることができる。
【００３７】
図５は人の卵巣ガン細胞（１×１０6／ｍｌ）に対して抗ガン剤としてのマイトマイシンＣ、シトシンアラビノサイド、ビンクリスチンをそれぞれ１００μｇ／ｍｌの濃度で添加し、培養時間の経過に対応する溶存酸素量を計測した結果を示す図である。ただし、白丸印がマイトマイシンＣを添加した場合を、白逆三角印がシトシンアラビノサイドを添加した場合を、白三角印がビンクリスチンを添加した場合を、黒丸印が抗ガン剤を添加していない場合（コントロールと称する）を、それぞれ示している。なお、縦軸は酸素電極４からの出力電流（ｎＡ）、横軸は経過時間を示している。
【００３８】
図５から明らかなように、マイトマイシンＣを添加した場合には、培養開始後、約６時間が経過すれば、培養液中の溶存酸素量の低下は認められなくなった。これは、マイトマイシンＣによってガン細胞がダメージを受け、ガン細胞による酸素消費がなくなったことが原因であると思われる。なお、他の抗ガン剤を添加した場合には、培養開始後、約７時間が経過するまでは、培養液中の溶存酸素量は低下し続けた。
【００３９】
したがって、人の卵巣ガン細胞に対しては、マイトマイシンＣが最適であることが分かる。
【００４０】
表２は上記の抗ガン剤を用いて従来方法で感受性の評価を行った結果を示している。
【００４１】
【表２】
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図５の計測結果と表２の計測結果とを対比すれば、両計測結果が良好な相関を示していることが分かる。
【００４２】
図６は人の唾液腺ガン細胞（１×１０6／ｍｌ）に対して抗ガン剤としてのシスプラチンをそれぞれ１０μｇ／ｍｌ、５０μｇ／ｍｌ、２００μｇ／ｍｌの濃度で添加し、１２時間培養後の溶存酸素量の変化を計測した結果を示す図である。ただし、白丸印が２００μｇ／ｍｌの濃度で添加した場合を、白逆三角印が１０μｇ／ｍｌの濃度で添加した場合を、白三角印が５０μｇ／ｍｌの濃度で添加した場合を、黒丸印が抗ガン剤を添加していない場合（コントロールと称する）を、それぞれ示している。なお、縦軸は酸素電極４からの出力電流（ｎＡ）、横軸は経過時間を示している。
【００４３】
図６から明らかなように、５０μｇ／ｍｌ、２００μｇ／ｍｌの濃度でシスプラチンを添加した場合には、培養後、約１０分が経過すれば、培養液中の溶存酸素量の低下は認められなくなった。これは、シスプラチンによってガン細胞がダメージを受け、ガン細胞による酸素消費がなくなったことが原因であると思われる。なお、１０μｇ／ｍｌの濃度でシスプラチンを添加した場合には、培養後、約１時間が経過しても、培養液中の溶存酸素量は低下し続けた。
【００４４】
したがって、人の唾液腺ガン細胞に対しては、５０μｇ／ｍｌの濃度でシスプラチンを添加することが最適であることが分かる。もちろん、２００μｇ／ｍｌの濃度でシスプラチンを添加した場合にも同様の効果が得られるのであるが、同じ効果が得られるのであれば、抗ガン剤の使用量は少ない方が好ましい。
【００４５】
表３は上記の抗ガン剤を用いて従来方法で感受性の評価を行った結果を示している。
【００４６】
【表３】
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図６の計測結果と表３の計測結果とを対比すれば、両計測結果がある程度良好な相関を示していることが分かる。
【００４７】
なお、図４は１８時間の培養後、１０００分間にわたって溶存酸素量の変化を計測し、図６は１２時間の培養後、１２００分間にわたって溶存酸素量の変化を計測しているが、何れの場合にも、長くても２００分程度で酸素消費が認められなくなるか否かを識別できるので、感受性の評価が可能になるまでの所要時間を２４時間以内にすることができる。
【００４８】
上記の実施態様および具体例においては、溶存酸素量の変化を計測し、この計測結果から感受性の評価を行うようにしているが、例えば、溶存酸素の消費量を計測し、消費量から感受性の評価を行うことが可能であるほか、消費量の変化特性からガン細胞を殺す場合、ガン細胞の増殖を防止する場合などを判定することが可能であり、その他、この発明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を施すことが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、同時に複数種類の抗ガン剤および／または複数種類の濃度の抗ガン剤の感受性評価を達成でき、従来装置と比較して著しく短時間で最適な抗ガン剤の種類および／または濃度を決定することができるという特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の抗ガン剤の感受性評価装置の一実施態様を示す概略図である。
【図２】この発明の抗ガン剤の感受性評価方法の一実施態様を示すフローチャートである。
【図３】この発明の抗ガン剤の感受性評価装置の他の実施態様を示す概略図である。
【図４】人の子宮体ガン細胞（１×１０6／ｍｌ）に対して抗ガン剤としてのマイトマイシンＣ、サイクロフォスファマイドをそれぞれ１００μｇ／ｍｌの濃度で添加し、１８時間培養後の溶存酸素量の変化を計測した結果を示す図である。
【図５】人の卵巣ガン細胞（１×１０6／ｍｌ）に対して抗ガン剤としてのマイトマイシンＣ、シトシンアラビノサイド、ビンクリスチンをそれぞれ１００μｇ／ｍｌの濃度で添加し、培養時間の経過に対応する溶存酸素量を計測した結果を示す図である。
【図６】人の唾液腺ガン細胞（１×１０6／ｍｌ）に対して抗ガン剤としてのシスプラチンをそれぞれ１０μｇ／ｍｌ、５０μｇ／ｍｌ、２００μｇ／ｍｌの濃度で添加し、１２時間培養後の溶存酸素量の変化を計測した結果を示す図である。
【符号の説明】
１  培養液収容部    ２  ガン細胞供給部
３  抗ガン剤供給部    ４  酸素電極
５  信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004192307.tif 000007
【図４】
0004192307.tif 000008
【図５】
0004192307.tif 000009
【図６】
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