用于识别感染症的粒子分析方法、装置及计算机程序与流程

文档序号:16333305发布日期:2018-12-19 06:20阅读:148来源:国知局
用于识别感染症的粒子分析方法、装置及计算机程序与流程

本发明涉及用于识别感染症的粒子分析方法、用于识别感染症的粒子分析装置及用于识别感染症的粒子分析用计算机程序。

【背景技术】

已知嗜中性粒细胞对于细菌感染反应,淋巴细胞对于病毒感染反应。对于这些病原体的细胞的反应性的差异用于在伴随高的发热的患者中识别是细菌感染症或病毒感染症。

例如,非专利文献1记载了对于活化淋巴细胞(as-lymp(antibody-synthesizinglymphocytes)及re-lymp(totalreactivelymphocytes))的计数而言,病毒感染比细菌感染显著地增加。另外,非专利文献1记载了活化状态的嗜中性粒细胞(neut-ri及neut-gi)能在细菌感染的检测中使用。

再者,专利文献1记载了使用流式细胞术检测因细菌感染等而处于活化状态的嗜中性粒细胞的技术。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开2013-092433号公报

【非专利文献】

【非专利文献1】whitepaper:novelhaematologicalparametersforrapidlymonitoringtheimmunesystemresponse,sysmexeuropegmbhrelease:13.03.2017



技术实现要素:

【发明要解决的课题】

识别受试者是罹患细菌感染症或罹患病毒感染症在确定治疗方针上重要。但是,为了严密地识别是细菌感染症或病毒感染症,如果是细菌感染症,就需要一定期间的细菌的培养期间。另外,在病毒感染症的确定诊断中,pcr法等的白细胞计数以外的追加的检查是必要的,至诊断需要时间和费用。

在近年,由抗生物质的大量使用导致的多剂抗性细菌的出现在医疗机关成为问题,为了尽可能抑制多剂抗性细菌的出现,应使抗生物质的使用达到最小限度。另外,由于抗生物质对于病毒无效,向病毒感染症患者施用抗生物质达不到治疗目的。

在适合的时机,特别是,在患者发热后首次在医疗机关受诊时,在有发热的患者中迅速地、简便地诊断是细菌感染症或病毒感染症,有可在感染症的初期确定治疗方针的大的优点。特别是,由于对于诉及发热症状的患者,作为常规最初进行的检查是白细胞数的计数、白细胞4分类或白细胞5分类检查,在此检查中,可识别受试者是罹患细菌感染症或罹患病毒感染症带来可减轻患者自身的身体及经济的负担,还使多剂抗性细菌的出现达到最小限度的公众的利益。

为了迅速地、简便地诊断是细菌感染症或病毒感染症,本发明的课题是:在医疗机关通常进行的白细胞4分类或白细胞5分类检查中,识别从受试者采集的受试血液受试体是从细菌感染症患者采集的,还是从病毒感染症患者采集的。

【用于解决课题的手段】

作为用于解决本发明的课题的手段的第1实施方式是用于识别感染症的粒子分析方法,其包括:通过向将从受试者采集的含粒子的受试血液受试体、对核酸进行染色的荧光染料和溶血剂混合而调制的测定试样照射光,从上述测定试样中所含的各粒子取得散射光及荧光的工序a;基于上述散射光及荧光而确定判断为未罹患感染症的对照者的血液中基本上不含、并且感染症患者的血液中含的嗜中性粒细胞的粒子,取得对于确定的粒子的粒子数信息的工序b;基于上述粒子数信息而判断上述受试血液受试体是从细菌感染症患者采集的受试体,或从病毒感染症患者采集的受试体的工序c。

作为用于解决本发明的课题的手段的第2实施方式是用于识别感染症的粒子分析装置50,其具备:向将从受试者采集的含粒子的受试血液受试体、对核酸进行染色的荧光染料和溶血剂混合而调制的测定试样照射光的光源201;接收由上述照射发生的来自上述测定试样中所含的各粒子的散射光及荧光的检测部13;基于上述散射光及荧光而确定判断为未罹患感染症的对照者的血液中基本上不含、并且感染症患者的血液中含的嗜中性粒细胞的粒子,取得对于确定的粒子的粒子数信息,基于上述粒子数信息而判断上述受试血液受试体是从细菌感染症患者采集的受试体或从病毒感染症患者采集的受试体的处理部21。

作为用于解决本发明的课题的手段的第3实施方式是使计算机执行以下步骤的用于识别感染症的粒子分析用计算机程序:通过向将从受试者采集的含粒子的受试血液受试体、对核酸进行染色的荧光染料和溶血剂混合而调制的测定试样照射光,从上述测定试样中所含的各粒子取得散射光及荧光的步骤,基于上述散射光及荧光而确定判断为未罹患感染症的对照者的血液中基本上不含、并且感染症患者的血液中含的嗜中性粒细胞的粒子,取得对于确定的粒子的粒子数信息的步骤,及基于上述粒子数信息而判断上述受试血液受试体是从细菌感染症患者采集的受试体或从病毒感染症患者采集的受试体的步骤。

根据本发明的第1至第3实施方式,可使用通常在医疗机关中使用的自动白细胞4分类或自动白细胞5分类装置而简便地识别是从细菌感染症患者采集的受试体或从病毒感染症患者采集的受试体。

【发明的效果】

可简便地识别是从细菌感染症患者采集的受试体或从病毒感染症患者采集的受试体。

【附图的简单的说明】

【图1】图1是显示本发明的概要、及第2集团的确定方法的一例的图。

【图2】图2是显示第2集团的确定方法的别的例的图。

【图3】图3是显示数据处理单元的构成的图。

【图4】图4是显示测定单元的构成的图。

【图5】图5是显示有核细胞检测部的构成的图。

【图6】图6是显示试样调制部的构成的图。

【图7】图7是显示数据处理单元的动作的一部分的图。

【图8】图8是显示接着图7的数据处理单元的动作的一部分的图。

【图9】图9是显示01~05的各感染症组的ls_leut_p值的分布的图。

【图10】图10是显示01~05的各感染症组的leut_p值的分布的图。

【具体实施方式】

[1.用于识别感染症的粒子分析方法]

[1-1.概要]

本发明的第1实施方式涉及用于识别感染症的粒子分析方法,其对于从受试者采集的血液受试体(受试血液受试体)确定是从细菌感染症患者采集的受试体或从病毒感染症患者采集的受试体。

第1实施方式的概要示于图1。

具体而言,第1实施方式含以下的至少工序a(步骤s1)、工序b(步骤s2)及工序c(步骤s3)。

第1实施方式的工序a(步骤s1)取得通过向将受试血液受试体、至少对核酸进行染色的荧光染料和溶血剂混合而调制的含粒子的测定试样照射光而得到的散射光及荧光。

第1实施方式的工序b(步骤s2)基于上述工序a(步骤s1)中取得的散射光强度及荧光强度而确定判断为未罹患感染症的对照者的血液中基本上不含、并且感染症患者的血液中含的嗜中性粒细胞的粒子。进而,取得对于上述确定的粒子的粒子数信息。对于上述确定的粒子的粒子数信息相当于后述的第2集团的粒子信息。

第1实施方式的工序c(步骤s3)基于上述粒子数信息而判断上述受试血液受试体是从细菌感染症患者采集的受试体或从病毒感染症患者采集的受试体。

在第1实施方式中,细菌只要是对人显示病原性的细菌,就不限制。优选为,从细菌排除专性细胞内寄生性细菌(支原体、衣原体、立克次氏体等)、及抗酸菌群。

在第1实施方式中,病毒只要是对人显示病原性的病毒,就不限制。

[1-2.测定试样的调制]

在第1实施方式中,受试者不特别限制,可举有发热等的炎症症状者。

血液受试体只要是可进行白细胞数的计数及白细胞的分类的状态,就不限制。上述血液优选为末梢血。例如,血液可举使用乙二胺四醋酸盐(钠盐或钾盐)、肝素钠等的抗凝固剂而采血的末梢血。末梢血可从动脉采集,也可从静脉采集。

在第1实施方式中,粒子只要是来源于血液受试体的,就不限制。作为粒子,优选为细胞,更优选为有核细胞,再优选为母细胞、后髓细胞以前的髓细胞及巨核细胞以外的有核细胞。

测定试样的调制只要调制成可将血液受试体中所含的粒子所具有的核酸用荧光染料染色,将血液受试体中所含的红细胞使用溶血剂溶血的状态,就不限制。

对核酸进行染色的荧光染料(以下,有时简称为“荧光染料”)例如,可举出碘化丙啶、溴化乙锭、乙啶-吖啶异源二聚体、乙啶二叠氮化物、乙啶同源二聚体-1、乙啶同源二聚体-2、乙啶单叠氮化物、三亚甲基双[[3-[[4-[[(3-甲基苯并噻唑-3-鎓)-2-基]亚甲基]-1,4-二氢喹啉]-1-基]丙基]二甲基铵]·四碘化物(toto-1)、4-[(3-甲基苯并噻唑-2(3h)-亚基)甲基]-1-[3-(三甲基铵)丙基]喹啉鎓-二碘化物(to-pro-1)、n,n,n',n'-四甲基-n,n'-双[3-[4-[3-[(3-甲基苯并噻唑-3-鎓)-2-基]-2-亚丙烯基]-1,4-二氢喹啉-1-基]丙基]-1,3-丙烷二铵-四碘化物(toto-3)、或者2-[3-[[1-[3-(三甲基铵)丙基]-1,4-二氢喹啉]-4-亚基]-1-丙烯基]-3-甲基苯并噻唑-3-鎓-二碘化物(to-pro-3)、及以下的通式(i)所表示的荧光染料。就是在其中,也优选下述通式(i)所表示的荧光染料。

【化1】

(式中,r1及r4是氢原子、烷基、有羟基的烷基、有醚基的烷基、有酯基的烷基、或任选有取代基的苄基;r2及r3是氢原子、羟基、卤素、烷基、烯基、炔基、或者烷氧基;z是硫原子、氧原子、或有甲基的碳原子;n是0、1、2或3;x-是阴离子。)

其中,优选为,在通式(i)中,当r1及r4之任一方是碳原子数6~18的烷基时,另一方是氢原子或碳原子数不足6的烷基。作为碳原子数6~18的烷基,优选碳原子数6、8或10的烷基。作为r1及r4的苄基的取代基,优选可举出碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基、或者碳原子数2~20的炔基,特别是甲基或乙基。作为r2及r3的烯基,可举出碳原子数2~20的烯基。作为r2及r3的烷氧基,优选可举出碳原子数1~20的烷氧基,特别是甲氧基或乙氧基。作为x-中的阴离子,可举出如f-、cl-、br-、i-一样的卤素离子、cf3so3-、bf4-等。

用于对核酸进行染色的荧光染料也可为溶液。用于溶解荧光染料的溶剂不特别限定,例如,可举出水、有机溶剂及这些的混合物。作为有机溶剂,例如可举出醇、乙二醇、二甲基亚砜(dmso)等。再者,荧光染料从保存稳定性的观点来看,优选溶解于有机溶剂。

可对核酸进行染色的荧光染料优选以含缓冲液等的染色试剂的形态与血液受试体混合。与上述血液受试体混合的荧光染料的终浓度可由荧光染料的种类适宜设定。例如,作为通式(i)所示的荧光染料的终浓度,通常为0.01~100μg/l、优选为0.1~10μg/l。作为浓度,优选0.2~0.6pg/μl,特别优选0.3~0.5pg/μl。荧光染料也可使用2种以上可对核酸进行染色的荧光染料。

另外,作为上述染色试剂,也可使用市售的白细胞分类用的染色试剂。作为市售的白细胞分类用的染色试剂,例如,可举出sysmex株式会社制的stromatolyser4ds。stromatolyser4ds是含上述的通式(i)所示的荧光染料的染色试剂。

溶血剂优选不仅可使红细胞溶血,还可将末梢血中的白细胞分类为至少4个亚类。

通过使用此溶血剂,可使红细胞溶血,给有核细胞的细胞膜造成损伤,细胞内的核酸变得容易由上述荧光染料染色。

在溶血剂中,含阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂、非离子性表面活性剂。溶血剂中所含的表面活性剂可为1种,也可为2种以上。含2种以上的表面活性剂时,其组合可为阳离子性表面活性剂和非离子性表面活性剂的组合,可为阳离子性表面活性剂之间的组合,也可为阴离子性表面活性剂之间的组合。优选为,阳离子性表面活性剂和非离子性表面活性剂的组合。

其中,作为阳离子性表面活性剂,优选季铵盐型表面活性剂或吡啶鎓盐型表面活性剂。更具体而言,可举出通式(ii)或(iii)所表示的总碳原子数9~30的表面活性剂。

【化2】

【化3】

(在式(ii)及(iii)中,r1是碳原子数6~18的烷基或烯基、r2及r3是碳原子数1~4的烷基或烯基、r4是碳原子数1~4的烷基及烯基或苄基、x是卤素原子。)

作为r1,优选碳原子数6、8、10、12及14的烷基或烯基,特别优选直链的烷基。作为更具体的r1,可举出辛基、癸基、及十二烷基。另外,作为r2及r3,特别优选甲基、乙基、及丙基。另外,作为r4,优选甲基、乙基、及丙基。

作为非离子性表面活性剂,优选二乙二醇、皂苷、或者以下的通式(iv)所表示的聚氧乙烯系非离子表面活性剂等。

优选使用下式所表示的聚氧乙烯系非离子表面活性剂:

【化4】

r1-r2-(ch2ch2o)n-h(iv)

(式中,

r1表示碳原子数8~25的烷基、烯基或炔基;

r2表示o、

【化5】

或者

coo;

n表示10~50的整数)。

作为上述的通式(iv)所表示的聚氧乙烯系非离子表面活性剂的具体例,可举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯甾醇、聚氧乙烯蓖麻子油、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚等。

作为阴离子性表面活性剂,可举n-月桂酰肌氨酸盐、二醇酸盐、脱氧胆酸盐等。

在第1实施方式中,表面活性剂也可处于溶液的形态。用于溶解表面活性剂的溶剂不特别限定,例如可举出水、有机溶剂及它们的混合物。作为有机溶剂,例如可举出醇、乙二醇、dmso等。

使用表面活性剂的溶液时,其浓度可对应于表面活性剂的种类而适宜设定,阳离子性表面活性剂的情况通常是10~10,000ppm、优选为100~1000ppm,非离子性表面活性剂的情况通常是10~10,0000ppm、优选为100~10,000ppm、更优选为1,000~5,000ppm。

溶血剂可与上述的表面活性剂以外的成分组合而作为溶血试剂使用。作为可含在溶血试剂中的表面活性剂以外的成分,例如,可举甲醇、乙醇、苯氧基乙醇等的醇类、甲醛等的固定液、鳌合剂、有机酸、缓冲剂等。

其中,作为有机酸,优选在分子内有至少1个芳香环的有机酸或其盐。更具体而言,可举出安息香酸、酞酸、马尿酸、水杨酸、p-氨基苯磺酸、苯磺酸、及它们的盐等。

另外,作为缓冲剂,例如,可举碳酸盐、柠檬酸盐、hepes及磷酸盐等。再者,作为缓冲剂,使溶血试剂的ph保持在4.5~11.0、优选为5.0~9.0的范围的缓冲剂由于使红细胞的溶血效率升高而优选。溶血试剂的ph可添加柠檬酸、碳酸氢钾、氢氧化钠、盐酸等的ph调节剂而调整。

溶血试剂的渗透压不特别限定,从使红细胞有效溶血的观点来看,优选渗透压是20~150mosm/kg。另外,溶血试剂的渗透压可添加糖、氨基酸、有机溶剂、氯化钠等的渗透压调节剂而调制。作为糖,例如可举出葡萄糖、木糖醇、甘露糖醇、阿拉伯糖、核糖醇等。作为氨基酸,可举出丙氨酸、脯氨酸、甘氨酸、缬氨酸等。作为有机溶剂,可举出乙二醇、甘油等。

作为鳌合剂,可举乙二胺四盐酸盐等。

作为具体的溶血试剂的例,可举氯化铵溶血剂(ph7.3、氯化铵1.68m、碳酸氢钾100mm、edta2k0.82mm)、细胞固定溶血剂(ph7.3、甲醛10%、甲醇3.5%、二乙二醇30%、柠檬酸100mm)、细胞膜透过性溶血剂(ph7.3、苯氧基乙醇1%以下,皂苷1%以下,n-月桂基肌氨酸钠盐1%以下,叠氮化钠1%以下)。

通过使用上述溶血剂、或者溶血试剂,有核细胞变得容易由荧光染料染色,再者,白细胞在淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞、嗜酸性粒细胞以外的粒细胞之间在大小等上变得发生差异。因此,基于粒子来源的散射光强度和荧光强度而将白细胞分类为至少4个亚类的同时检测状态不同的嗜中性粒细胞变得可能。

另外,溶血试剂也可使用市售的白细胞分类用的溶血试剂。作为市售的白细胞分类用的溶血试剂,例如,可举出sysmex株式会社制的stromatolyser4dl。stromatolyser4dl是含上述的阳离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂和有机酸,且处于上述的ph范围内的溶血试剂。

将血液受试体、荧光染料和溶血剂混合的顺序不特别限定。例如,也可使荧光染料和溶血剂先混合,再将此混合液和血液受试体混合。另外,也可使溶血剂和血液受试体先混合,再将此混合液和荧光染料混合。在本发明的第1实施方式中,以任何的顺序混合均可得到同等的结果。

血液受试体、染色试剂和溶血试剂的混合优选以受试血液受试体:染色试剂及溶血试剂的混合物的体积比成为1:5~1:1000、优选为1:10~1:100的方式进行。此时,在该混合物中的染色试剂和溶血试剂的比优选为1:1~1:1000、更优选为1:10~1:100。通过用这样的比混合血液受试体、染色试剂和溶血试剂,红细胞的溶血快速进行,可对白细胞的核酸进行染色。再者,血液受试体的量是5~500μl左右就足以测定。

在第1实施方式中,将血液受试体、染色试剂和溶血试剂混合之后,优选以15~50℃、更优选为30~45℃的温度温育5~120秒钟、更优选为5~30秒钟。

[1-3.散射光及荧光的取得]

在本发明中,散射光及荧光的取得方法不限制。例如,可使用在后述的第2实施方式中记载的粒子测定装置而取得散射光及荧光。具体而言,构成第2实施方式涉及的粒子分析装置的至少一部分的数据处理单元20根据测定单元10接收的散射光及荧光的信息(波长、强度等)取得散射光的信息及荧光的信息。散射光的信息及荧光的信息也可为光的脉宽、上述脉宽的积分值或微分值、光的强度等之任一者。以下,以光的强度为例,对第1实施方式进行说明,但不应解释为本实施方式限于光的强度。测定单元10也可根据接收的各散射光及荧光算出散射光强度及荧光强度,向数据处理单元20发送上述散射光强度及荧光强度,通过数据处理单元20接收上述散射光强度及荧光强度来取得。或者,测定单元10向数据处理单元20发送接收的散射光及荧光的信息,数据处理单元20也可通过基于接收的各光的信息而算出散射光强度及荧光强度来取得。

在第1实施方式中,优选为,散射光是侧方散射光,荧光是侧方荧光。数据处理单元20及测定单元10的构成及动作在后述的2.及3.中进行说明。

[1-4.粒子的分类及粒子数信息的取得]

在第1实施方式中,首先基于取得的散射光强度及荧光强度而对上述的血液受试体中的有核细胞进行分类。

具体而言,当测定的粒子是正常的白细胞时,基于散射光强度及荧光强度而将上述粒子分类为淋巴细胞集团、单核细胞集团、嗜酸性粒细胞集团、及嗜酸性粒细胞以外的粒细胞集团这4种集团(群集)。其中,嗜酸性粒细胞以外的粒细胞表示嗜中性粒细胞及嗜碱性粒细胞。由于嗜中性粒细胞及嗜碱性粒细胞的集团中所含的嗜碱性粒细胞极其少,嗜中性粒细胞及嗜碱性粒细胞的集团可看作嗜中性粒细胞的集团。

再者,在第1实施方式中,正常的白细胞也可分类为淋巴细胞、单核细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞及嗜碱性粒细胞这5种集团。

在第1实施方式的一例中,白细胞的分类优选制成以散射光强度作为横轴、以荧光强度作为纵轴的二轴的散点图,基于得到的散点图而进行。在所述方法中,淋巴细胞、单核细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞及嗜碱性粒细胞的各集团出现的散点图上的区域由对于未罹患感染症的对照者的正常的白细胞蓄积的数据预先确定。从而,例如,通过制成横轴设侧方散射光强度、纵轴设荧光强度的散点图,使得作为正常的白细胞的粒子,如图1所示分类为淋巴细胞、单核细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞的集团这4种集团。再者,通过使用公知的解析软件,可在散点图上设包围各集团的窗,对其中的粒子数进行计数,取得各集团的粒子数信息(每单位容积的粒子数(浓度)、各粒子的散射光强度及荧光强度等)。

作为第1实施方式的别的例,不制成散点图而预先设定淋巴细胞、单核细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞及嗜碱性粒细胞的各集团的散射光强度的范围和荧光强度的范围,也可将受试血液受试体中的各粒子的散射光强度和荧光强度与上述设定比较,对各集团进行分类。上述分类可使用公知的解析软件而进行。

其中,在全嗜中性粒细胞集团中含各种各样的状态的嗜中性粒细胞。例如全嗜中性粒细胞集团含未罹患感染症的对照者(优选为无炎症症状的对照者)的嗜中性粒细胞、及罹患感染症的患者的嗜中性粒细胞等。在未罹患感染症的对照者的嗜中性粒细胞中的散射光强度的范围及荧光强度的范围可对1个或多个对照者的血液受试体预先进行测定、设定。另外,在罹患感染症的患者的嗜中性粒细胞中的散射光强度的范围及荧光强度的范围也可对罹患感染症的1个或多个患者的血液受试体预先进行测定、设定。再者,全嗜中性粒细胞的散射光强度的范围及荧光强度的范围也可对从对照者、罹患感染症的受试者、罹患其他疾病的受试者等采集的各种各样的血液受试体进行测定、设定。

在第1实施方式中,将在未罹患上述感染症的对照者的嗜中性粒细胞中的散射光强度的范围及荧光强度的范围中所含的粒子集团称为对照嗜中性粒细胞集团。另外,作为受试血液受试体的测定试样中所含的粒子,将判断为相当于上述对照嗜中性粒细胞集团的粒子的集团也称为嗜中性粒细胞集团的第1集团。

上述对照者优选血液中所含的白细胞中的杆状核嗜中性粒细胞的比例不足杆状核嗜中性粒细胞的基准值的者。杆状核嗜中性粒细胞的基准值在末梢血中是10%。

接下来,确定判断为未罹患感染症的对照者的血液中基本上不含、并且感染症患者的血液中含的嗜中性粒细胞的粒子。接下来,取得对于上述确定的粒子的粒子数信息。在本说明书中,将上述确定的粒子的集团也称为第2集团。即,确定的粒子的粒子数信息也为以下所述的第2集团的粒子数信息。第2集团的粒子数信息可由以下之任一方法取得。

例如,用于取得第2集团的粒子数信息的方法的一例是以全嗜中性粒细胞集团中含,并且上述第1集团中不含的粒子集团的粒子数信息作为第2集团的粒子数信息取得的方法。更具体而言,从全嗜中性粒细胞集团中所含的粒子数减去第1集团中所含的粒子数所得的值成为第2集团中所含的粒子数。此时,在上述工序a和工序b之间,可含从工序a中取得的散射光及荧光取得对于受试血液受试体的全嗜中性粒细胞集团的粒子数信息和上述第1集团的粒子数信息的工序a-1。

另外,用于取得别的第2集团的粒子数信息的例是例如,基于作为幼稚粒细胞(后髓细胞以前的粒细胞形细胞)的集团的幼稚粒细胞集团和上述第1集团的出现位置而确定第2集团的方法。具体而言,在取得从粒子发出的荧光时,选择出现在比幼稚粒细胞集团的出现位置荧光强度低的位置、且出现在比第1集团荧光强度高的位置的粒子。再者,通过对于上述粒子而选择出现在与第1集团基本上相同的散射光强度的范围的粒子,可确定第2集团。接下来,对于上述确定的第2集团而取得粒子数信息。

更优选为,在图2中以斜线表示的范围。即,以荧光强度在预先确定的幼稚粒细胞集团的荧光强度的下限值和第1集团的荧光强度的上限值之间,并且散射光强度存在于第1集团的散射光强度的范围的粒子集团的粒子数信息作为第2集团的粒子数信息取得的方法。幼稚粒细胞集团可通过预先对含母细胞、前髓细胞、髓细胞、髓细胞的末梢血或骨髓液进行测定,通过设定含这些细胞的散射光强度的范围及荧光强度的范围而确定。

[1-5.感染症的识别]

接下来,基于上述1-4中取得的粒子数信息而判断受试血液受试体是从细菌感染症患者采集的受试体或从病毒感染症患者采集的受试体。

判断方法可由以下之任一者的方法进行。

判断方法的一例是基于白细胞集团的粒子数信息中所含的粒子数和第2集团的粒子数信息中所含的粒子数的比例而进行判断的方法。优选为,基于第2集团的粒子数对于白细胞集团的粒子数的比例、即第2集团的粒子数的值除以白细胞数的值的值(“第2集团的粒子数”/“白细胞数”)而进行判断。

白细胞数可由常规方法算出。通过对例如散射光强度进入指定的范围的粒子数进行计数,可取得白细胞的粒子数信息。白细胞的粒子数信息的取得可在工序c之前进行。

将上述比例与另行设定的阈值比较。阈值含用于判断是否是从细菌感染症患者采集的受试体的第1阈值和用于判断不是从细菌感染症患者及病毒感染症患者采集的受试体的第2阈值。其中,第2阈值是比第1阈值低的值。更具体而言,将上述比例与第1阈值比较,在上述比例比第1阈值高的情况中,可判断为受试血液受试体是从细菌感染症患者采集的受试体。另外,在上述比例是第1阈值以下,并且比第2阈值高的情况中,可判断为受试血液受试体是从病毒感染症患者采集的受试体。再者,在上述比例在第2阈值以下时,可判断为受试血液受试体不是从细菌感染症患者及病毒感染症患者采集的受试体。

第1阈值和第2阈值可由统计学方法预先设定。例如,预先对于从细菌感染症患者采集的血液受试体组(细菌感染症组)、从病毒感染症患者采集的血液受试体组(病毒感染症组)和从未罹患感染症的对照者(优选为无炎症症状的对照者)采集的血液受试体组(对照组),对于各自的血液受试体算出上述比例。基于得到的各组的比例的值,算出可识别细菌感染症组和病毒感染症组的第1阈值、及可识别病毒感染症组和对照组的第2阈值。阈值的算出方法不特别限制。例如,阈值的算出方法可举使用roc曲线(receiveroperatoratingcharacteristiccurve、接收者动作特性曲线)等的方法。另外,在别的例中,从灵敏度、特异性、阴性的中率、阳性的中率等的观点来看,可设定可对病毒感染症患者组、细菌感染症患者组和对照组进行最高精度分类的阈值。例如,作为别的阈值的设定方法,可举判别分析法、模式法、kittler法、3σ法、p-tile法等。

判断方法的别的例是代替上述白细胞数而使用全嗜中性粒细胞集团的粒子数信息,基于全嗜中性粒细胞集团的粒子数信息中所含的粒子数和第2集团的粒子数信息中所含的粒子数的比例而进行判断的方法。优选为,基于第2集团的粒子数的值除以全嗜中性粒细胞集团的粒子数的值(“第2集团的粒子数”/“全嗜中性粒细胞集团的粒子数”)的判断方法。此时,如果受试血液受试体是从病毒感染症患者采集的受试体,“第2集团的粒子数”/“全嗜中性粒细胞集团的粒子数”的值就下降。另外,由于如果受试血液受试体是从细菌感染症患者采集的受试体,则“第2集团的粒子数”/“全嗜中性粒细胞集团的粒子数”接近于1,从而可更明确地识别受试血液受试体是从细菌感染症患者采集的受试体或从病毒感染症患者采集的受试体。

判断方法的别的例是代替上述白细胞数而使用淋巴细胞集团的粒子数信息,基于淋巴细胞集团的粒子数信息中所含的粒子数和第2集团的粒子数信息中所含的粒子数的比例而进行判断的方法。优选为,基于第2集团的粒子数的值除以淋巴细胞集团的粒子数的值(“第2集团的粒子数”/“淋巴细胞集团的粒子数”)的判断方法。

淋巴细胞集团的粒子数信息,例如,可在工序a和上述工序c之间,基于工序a中取得的散射光强度及荧光强度而取得。

另外,除此之外,也可代替白细胞数而使用单核细胞集团的粒子数信息中所含的粒子数或嗜酸性粒细胞集团的粒子数信息中所含的粒子数。

[2.用于识别感染症的粒子分析装置]

本发明的第2实施方式涉及至少具备数据处理单元20的粒子分析装置50。另外,在第2实施方式中,粒子分析装置50除了数据处理单元20之外,还可具备测定单元10。再者,第2实施方式可包含数据处理单元20和测定单元10经网络等能通信地连接的粒子分析系统。在第2实施方式中,对于已经在上述1.中说明的用语而省略说明,对于上述1.中的各用语的说明也在第2实施方式中援用。

[2-1.数据处理单元的构成]

图3显示数据处理单元20的硬件的构成。数据处理单元20也可与输入部30、输出部31和存储介质32连接。

在数据处理单元20中,cpu21、主存储部22、rom(readonlymemory)23、辅助存储部24、通信接口(i/f)25、输入接口(i/f)26、输出接口(i/f)27和介质接口(i/f)28由总线29能互相数据通信地连接。

cpu21是数据处理单元20的处理部。cpu21通过执行存储在辅助存储部24或rom23的计算机程序,对取得的数据进行处理而使数据处理单元20发挥功能。

rom23由掩模型rom、prom、eprom、eeprom等构成,记录由cpu21执行的计算机程序及在其中使用的数据。cpu21也可作为mpu21。rom23,在数据处理单元20的启动时,存储由cpu21执行的启动程序或与数据处理单元20硬件的动作关联的程序或设定。

主存储部22由sram或dram等的ram(randomaccessmemory)构成。主存储部22在记录在rom23及辅助存储部24中的计算机程序的读取中使用。另外,主存储部22作为cpu21执行这些计算机程序之时的作业区域利用。

辅助存储部24由硬盘、闪存等的半导体存储器元件、光盘等构成。在辅助存储部24中,存储操作系统及应用程序等的用于使cpu21执行的各种计算机程序及在计算机程序的执行中使用的各种设定数据。具体而言,不易失性地存储后述的:用于识别感染症的粒子分析用计算机程序;用于取得淋巴细胞集团、单核细胞集团、全嗜中性粒细胞集团、对照嗜中性粒细胞集团、嗜酸性粒细胞集团、或者幼稚粒细胞集团的粒子数信息的散射光强度的范围及荧光强度的范围;第1阈值及第2阈值等的设定值。

通信i/f25由usb、ieee1394、rs-232c等的串行接口、scsi、ide、ieee1284等的并行接口、及由d/a变换器、a/d变换器等构成的模拟接口、网络接口控制器(networkinterfacecontroller:nic)等构成。通信i/f25在cpu21的控制下,接收来自测定单元10或其他外部机器的数据,根据需要,向测定单元10或外部发送或显示数据处理单元20保存或生成的信息。通信i/f25也可经网络而与测定单元10或其他外部机器进行通信。

输入i/f26例如由usb、ieee1394、rs-232c等的串行接口、scsi、ide、ieee1284等的并行接口、及由d/a变换器、a/d变换器等构成的模拟接口等构成。输入i/f26接受输入部30文字输入、点击、声音输入等。接受的输入内容存储在主存储部22或辅助存储部24。

输入部30由触控面板、键盘、鼠标、手写板、话筒等构成,向数据处理单元20进行文字输入或声音输入。输入部30可从数据处理单元20的外部连接,也可与数据处理单元20成为一体。

输出i/f27例如由与输入i/f26同样的接口构成。输出i/f27将cpu21生成的信息输出到输出部31。输出i/f27将cpu21生成、存储在辅助存储部24的信息输出到输出部31。

输出部31例如由显示器、打印机等构成,显示从测定单元10发送的测定结果及在数据处理单元20中的各种操作视窗、分析结果等。

介质i/f28读取存储在存储介质32的例如应用软件等。读取的应用软件等存储在主存储部22或辅助存储部24。另外,介质i/f28向存储介质307写入cpu21生成的信息。介质i/f28将cpu21生成、存储在辅助存储部24的信息写入存储介质32。

存储介质32由软盘、cd-rom、或者dvd-rom等构成。存储介质32由软盘驱动器、cd-rom驱动器、或者dvd-rom驱动器等与介质i/f28连接。在存储介质32中,也可储存用于计算机执行操作的应用程序等。

cpu21也可代替从rom23或辅助存储部24的读取而经网络取得对于数据处理单元20的控制必要的应用软件或各种设定。上述应用程序被储存到网络上的服务器计算机的辅助存储部内,向此服务器计算机接入数据处理单元20,下载计算机程序,将其存储在rom23或辅助存储部24也是可能的。

另外,在rom23或辅助存储部24中,安装例如美国微软公司制造销售的windows(注册商标)等的提供图形用户界面环境的操作系统。第2实施方式涉及的应用程序在上述操作系统上运行。即,数据处理单元20可为个人计算机等。

[2-2.测定单元的构成]

使用图4~6而说明测定单元10的构成。

测定单元10向根据上述1-2.中记载的方法调制的测定试样照射光,对从该试样中的粒子发生的散射光及荧光进行测定。

在第2实施方式中,测定单元10优选为流式细胞仪。在利用流式细胞仪的测定中,在测定试样中所含的粒子通过配备在流式细胞仪内的流动池(鞘流池)203时,光源201向流动池203照射光,由此光检测从流动池203内的粒子发出的散射光及荧光。

在第2实施方式中,散射光只要是可在一般流通的流式细胞仪中测定的散射光,就不特别限定。例如,作为散射光,可举前方散射光(例如,光接收角度0~20度左右)及侧方散射光(光接收角度90度左右)。已知侧方散射光反映细胞的核或颗粒等的内部信息,前方散射光反映细胞的大小的信息。在第2实施方式中,作为散射光强度,优选对侧方散射光进行测定。

荧光是在向测定试样照射适当波长的激发光时,对从由荧光染料染色的细胞内的核酸等发出的激发的荧光进行测定而得到的光。激发光波长及光接收波长可对应于使用的荧光染料的种类而适宜选择。

图4显示测定单元10的框图。如此图所示,测定单元10具备:检测血细胞的检测部13、对于检测部13的输出的模拟处理部14、测定单元控制部11、显示-操作部12、及装置机构部15。

检测部13具备检测至少白细胞等的有核细胞的有核细胞检测部131、对红细胞数及血小板数进行测定的红细胞/血小板检测部132、对血液中的血染料量进行测定的血红蛋白检测部133。另外,检测部也可作为任意的构成,具备检测幼稚粒细胞等的幼稚细胞的幼稚细胞检测部134。再者,有核细胞检测部131由光学式检测部构成,更具体而言,具备用于进行利用流式细胞术法的检测的构成。

图5显示有核细胞检测部131的光学系统的构成。在此图中,从作为光源201的激光二极管发射的光经照射透镜系202而照射到通过流动池203内的粒子。

在第2实施方式中,流式细胞仪的光源201不特别限定,选择适宜于荧光染料的激发的波长的光源201。作为这样的光源201,使用例如含红色半导体激光器及蓝色半导体激光器的半导体激光器、氩激光器、氦-氖激光器等的气体激光器、汞弧光灯等。特别是半导体激光器与气体激光器比非常地廉价,从而是适宜的。

如图5所示,从通过流动池203的粒子发出的前方散射光经聚光透镜204和针孔部205而由光电二极管(前方散射光光接收元件)206接收。侧方散射光经聚光透镜207、二向色镜208、带通滤波器209、及针孔部210而由光电倍增管(侧方散射光光接收元件)211接收。侧方荧光经聚光透镜207及二向色镜208而由光电倍增管(侧方荧光光接收元件)212接收。

从各光接收部206、211及212输出的光接收信号各自由有放大器141、142及143的模拟处理部14实施扩增-曲线处理等的模拟处理,传送到测定单元控制部11。

如图4所示,测定单元控制部11具备:a/d变换部112、对于从上述a/d变换部112输出的数字信号进行指定的计算处理的信号计算部113和由处理器111a及用于运行处理器111a的存储器111b构成的测定单元信息处理部111。再者,测定单元控制部11具备介于显示-操作部12之间的接口部116和介于装置机构部15之间的接口部118。

再者,信号计算部113经接口部114及总线115而与测定单元信息处理部111连接。另外,测定单元信息处理部111经接口部116、118及总线115而与检测部13及装置机构部15连接,经接口部119及总线117而与数据处理单元20连接。

a/d变换部112将从模拟处理部14输出的光接收信号变换为数字信号而输出到信号计算部113。信号计算部113对于从a/d变换部112输出的数字信号而进行指定的计算处理。进而,信号计算部113将计算结果(测定结果)经接口部114及总线115输出到测定单元信息处理部111。

测定单元信息处理部111可经外部接口部119而与数据处理单元20连接,向数据处理单元20发送从信号计算部113输出的计算结果。另外,测定单元信息处理部111进行由对试样容器进行自动供给的采样机(图示省略)、用于试样的调制-测定的流体系统等构成的装置机构部15的控制及其他控制。

测定单元10也可具备根据上述1-2.中记载的方法而调制测定试样的试样调制部16。试样调制部16经接口118及总线115而由测定单元信息处理部111控制。图6显示在配备在测定单元10内的试样调制部16中,将血液受试体、染色试剂和溶血试剂混合而调制测定试样,将得到的测定试样用有核细胞检测部测定的样式。

在图6中,试样容器00内的血液受试体从抽吸移液器(图示省略)向采样阀161抽吸。将用采样阀161定量的血液受试体与指定量的溶血试剂混合,将得到的混合物搬运到反应室162。向反应室162供给指定量的染色试剂,与上述的混合物混合。通过使血液受试体和染色试剂及溶血试剂的混合物在反应室162反应指定的时间,得到了血液受试体中的红细胞溶血、有核细胞被荧光染料染色的测定试样。

得到的测定试样与鞘液(例如,cellpack(ii)、sysmex株式会社制)一同被传送到有核细胞检测部131内的流动池203,在有核细胞检测部131中由流式细胞术法测定。

[2-4.用于识别感染症的粒子分析装置的动作]

接下来,使用图7及图8说明第2实施方式中的用于识别感染症的粒子分析装置的动作。粒子分析装置的动作根据后述的用于识别感染症的计算机程序而控制数据处理单元20的cpu21(处理部21)。

首先,处理部21接受检查者从输入部30对于数据处理单元20进行的下列输入:用于开始取得由测定单元信息处理部111生成的各粒子的散射光强度及荧光强度(步骤s01)。

接下来,处理部21取得由测定单元信息处理部生成的来源于受试血液受试体的测定试样中所含的各粒子的散射光强度及荧光强度(步骤s1)。

接下来,处理部21将在步骤s1中取得的测定试样中所含的各粒子的散射光强度及荧光强度与存储在辅助存储部24的为了对淋巴细胞、单核细胞、全嗜中性粒细胞、及嗜酸性粒细胞的各集团进行分类而预先设定的散射光强度的范围及荧光强度的范围的值进行比较。进而,处理部21将各粒子分类为淋巴细胞集团、单核细胞集团、全嗜中性粒细胞集团、嗜酸性粒细胞集团(步骤s11)。

接下来,处理部21基于散射光强度和荧光强度而对各集团取得粒子数信息(步骤s12)。另外,处理部21也可进行从散射光强度取得白细胞集团的粒子数信息的步骤(未图示)。另外,白细胞集团的粒子数信息的取得只要是在后述的步骤s31之前,就何时进行均可。

接下来,处理部21取得作为不含对应于对照嗜中性粒细胞集团的第1集团的嗜中性粒细胞集团的第2集团的粒子数信息。第2集团的粒子数信息的取得方法被推定有至少2种模式。

作为第1模式,处理部21将来源于受试血液受试体的全嗜中性粒细胞集团中所含的嗜中性粒细胞的散射光强度和荧光强度与存储在存储部24的对照嗜中性粒细胞集团的散射光强度的范围和荧光强度的范围进行比较(步骤s13)。接下来,处理部21,将在来源于受试血液受试体的全嗜中性粒细胞集团中所含的嗜中性粒细胞之中含在对照嗜中性粒细胞集团的散射光强度的范围内、并且含在对照嗜中性粒细胞集团的荧光强度的范围内的嗜中性粒细胞集团确定为第1集团(步骤s14)。进而,处理部21是将在全嗜中性粒细胞集团中所含的嗜中性粒细胞之中不含第1集团的嗜中性粒细胞集团确定为第2集团(步骤s15)方法。

作为第2模式,可举以下的方法。处理部21将来源于受试血液受试体的全嗜中性粒细胞集团中所含的嗜中性粒细胞的散射光强度和荧光强度与对照嗜中性粒细胞集团的散射光强度的范围和荧光强度的范围进行比较(步骤s13)。处理部21基于比较结果,将在来源于受试血液受试体的全嗜中性粒细胞集团中所含的嗜中性粒细胞之中含在对照嗜中性粒细胞集团的散射光强度的范围内、并且含在对照嗜中性粒细胞集团的荧光强度的范围内的嗜中性粒细胞集团确定为第1集团(步骤s14)。再者,处理部21将来源于受试血液受试体的全嗜中性粒细胞集团中所含的嗜中性粒细胞的荧光强度与存储到存储部24的幼稚粒细胞集团的荧光强度的下限值比较。处理部21将在作为幼稚粒细胞的集团的幼稚粒细胞集团的荧光强度的下限值和第1集团的荧光强度的上限值之间,并且散射光强度存在于第1集团的散射光强度的范围的粒子集团确定为第2集团(未图示)。

处理部21取得在上述第1模式或第2模式之任一者中得到的不含第1集团的第2集团的粒子数信息(步骤s2)。

再者,处理部21,如图8所示,基于步骤s2中取得的第2集团的粒子数信息而判断受试血液受试体是从细菌感染症患者采集的受试体或从病毒感染症患者采集的受试体(步骤s3)。

具体而言,处理部21求出在步骤s2中取得的第2集团的粒子数信息中所含的粒子数和在步骤s13中取得的白细胞集团的粒子数信息中所含的粒子数的比(“第2集团的粒子数”/“白细胞数”)(步骤s31)、将“第2集团的粒子数”/“白细胞数”的值与预先设定的第1阈值比较(步骤s32)。在“第2集团的粒子数”/“白细胞数”比第1阈值高的情况中,处理部21可判断为受试血液受试体是从细菌感染症患者采集的受试体(步骤s33)。另外,在“第2集团的粒子数”/“白细胞数”在第1阈值以下时,处理部21将“第2集团的粒子数”/“白细胞数”与第2域值进行比较(步骤s34)。在“第2集团的粒子数”/“白细胞数”是第1阈值以下,并且比第2阈值高的情况中,处理部21可判断为受试血液受试体是从病毒感染症患者采集的受试体(步骤s35)。再者,在“第2集团的粒子数”/“白细胞数”在第2阈值以下时,处理部21可判断为受试血液受试体不是从细菌感染症患者及病毒感染症患者采集的受试体(步骤s36)。

处理部21也可将上述步骤s33、步骤s35或步骤s36中得到的结果从输出部31输出,或在记录介质32中记录。另外,虽未图示,处理部21也可将步骤s2中得到的粒子数信息从输出部31输出,或在记录介质32中记录。

在第2实施方式中,“第2集团的粒子数”/“白细胞数”可与第1实施方式同样地,置换为“第2集团的粒子数”/“全嗜中性粒细胞集团的粒子数”或“第2集团的粒子数”/“全淋巴细胞集团的粒子数”。

[3.用于识别感染症的粒子分析用计算机程序]

本发明的第3实施方式涉及用于识别感染症的粒子分析用计算机程序。具体而言,控制上述2-4.中所述的用于识别感染症的粒子分析装置的动作的计算机程序。

第3实施方式的计算机程序所执行的各步骤是在上述2-4.中所述的图7中记载的步骤s01、步骤s1、步骤s11~16、步骤16’及步骤2、以及在图8中记载的步骤s31~s35。在上述2-4.中记载的各步骤的说明可援用于第3实施方式。对于在上述1.中记载的各用语的说明也可援用于第3实施方式。

再者,第3实施方式涉及的程序也可存储在硬盘、闪存等的半导体存储器元件、光盘等的存储介质。向上述存储介质的程序的存储形式只要是上述提示装置能读取上述程序,就不限制。向上述存储介质的存储优选为不易失性的。

以上,参照附带的附图详细地说明本发明的各实施方式,在本发明中的用于识别感染症的粒子分析方法、及用于识别感染症的粒子分析装置、及用于识别感染症的粒子分析用计算机程序不限于在上述说明的具体的实施方式。本发明的实施方式可基于本说明书的记载和本领域技术人员的技术常识而变形。

【实施例】

接下来,使用实施例说明本发明,但本发明不应解释为限于实施例。

【1.实施例1】

从属于以下的01~05的各感染症组的受试者采集末梢血,用xn-1000(sysmex株式会社)对白细胞数、全嗜中性粒细胞集团、第1集团、淋巴细胞集团的每单位容积的粒子数进行计数。各感染症的确定诊断由医师基于pcr检查等的以往进行的感染症检查而进行。

01_登革热(病毒)n=82

02_切昆贡亚热(病毒)n=7

03_伤寒肠热(细菌)n=8

04_钩端螺旋体(细菌)n=5

05_菌血症(细菌):非常地重症n=9

不含第1集团的第2集团的粒子数通过对于各受试者的末梢血而从全嗜中性粒细胞集团的粒子数减去第1集团的粒子数来求出。

对于各末梢血,“第2集团的粒子数”除以“白细胞数”所得的值乘以100而求出ls_leut_p值。各感染症组的ls_leut_p值的分布示于图9。

可在作为细菌感染症患者的血液受试体的03_伤寒肠热组、04_钩端螺旋体组及05_菌血症组的3组和01_登革热组及02_切昆贡亚热组的2组之间,由二组的判别分析法,ls_leut_p值将阈值设定为9.8。

【2.比较例】

对于上述01~05的各感染症组,“全嗜中性粒细胞集团的粒子数”除以“白细胞数”所得的值乘以100而求出leut_p值。各组的leut_p值的分布示于图10。

在leut_p值上,在03_伤寒肠热组、04_钩端螺旋体组及05_菌血症组的3组和01_登革热组及02_切昆贡亚热组的2组之间确认不到显著差异,无法设定阈值。

从以上的结果认为,ls_leut_p值可识别细菌感染症患者的血液受试体和病毒感染症患者的血液受试体。

【符号的说明】

检测部:13

处理部:21

存储部:24

粒子分析装置:50

光源:201

流动池:203

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