JP6896516B2 - Blood analyzer and blood analysis method - Google Patents
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Description
本発明は、血液分析装置および血液分析方法に関する。 The present invention relates to a blood analyzer and a blood analysis method.
マラリア原虫に感染した赤血球をフローサイトメトリー法により検出する方法が知られている。図23に示すように、特許文献1には、散乱光強度(FSCL)および蛍光強度(SFLL)を2軸とするスキャッタグラムにおいて、蛍光強度がマラリア非感染赤血球よりも大きく白血球よりも小さい範囲にマラリア原虫に感染した赤血球が出現することが記載されている。また、このスキャッタグラムでは、蛍光強度が低い領域から、リングフォーム(シングル)のマラリア原虫に感染した赤血球、リングフォーム(マルチ)のマラリア原虫に感染した赤血球、トロポゾイトのマラリア原虫に感染した赤血球、シゾントのマラリア原虫に感染した赤血球といった、所定の生育段階のマラリア原虫を含む赤血球がそれぞれ異なる領域に順に出現することが記載されている。このように検出したマラリア感染赤血球に基づいてマラリア原虫に感染した赤血球の感染率等を判定する。 A method for detecting erythrocytes infected with Plasmodium malaria by a flow cytometry method is known. As shown in FIG. 23, in Patent Document 1, in a scattergram having two axes of scattered light intensity (FSCL) and fluorescence intensity (SFLL), the fluorescence intensity is in a range larger than that of uninfected erythrocytes and smaller than that of leukocytes. It has been described that erythrocytes infected with Plasmodium appear. In this scattergram, from the region with low fluorescence intensity, erythrocytes infected with ring foam (single) Plasmodium, erythrocytes infected with ring foam (multi) Plasmodium, erythrocytes infected with tropozoite Plasmodium, and schizont. It is described that erythrocytes containing Plasmodium at a predetermined growth stage, such as erythrocytes infected with Plasmodium, appear in different regions in order. Based on the malaria-infected erythrocytes detected in this way, the infection rate of erythrocytes infected with Plasmodium malaria is determined.
発明者らは、このようなスキャッタグラムの粒子分布に基づいてマラリア原虫の感染の有無を判定した場合に、被検者がマラリアに罹患していないにもかかわらずマラリアの判定結果が陽性となる、いわゆる偽陽性がまれに生じることを見いだした。 When the inventors determine the presence or absence of malaria protozoan infection based on the particle distribution of such a scattergram, the determination result of malaria is positive even though the subject does not have malaria. We have found that so-called false positives rarely occur.
かかる課題に鑑み、本発明は、偽陽性の発生を抑制してより高精度にマラリア原虫の感染の有無を判定可能な血液分析装置および血液分析方法を提供することを目的とする。 In view of these problems, it is an object of the present invention to provide a blood analyzer and a blood analysis method capable of suppressing the occurrence of false positives and determining the presence or absence of Plasmodium infection with higher accuracy.
本発明の第1の態様は、血液分析装置に関する。本態様に係る血液分析装置(10)は、血液検体と核酸を染色する蛍光色素とを混合して測定試料を調製する試料調製部(30)と、試料調製部(30)によって調製された測定試料に光を照射して生じる蛍光および散乱光を受光する受光部(103、105)と、受光部(103、105)からの信号を処理して得られた蛍光強度および散乱光強度に基づいて特定されたシングルリングフォーム赤血球が現れる範囲(204)に含まれる第1粒子群(G4)の分布のばらつきを示す値に基づいて、マラリア原虫の感染の有無を判定する制御部(51)と、を備える。 The first aspect of the present invention relates to a blood analyzer. The blood analyzer (10) according to this aspect is a measurement prepared by a sample preparation unit (30) that prepares a measurement sample by mixing a blood sample and a fluorescent dye that stains nucleic acid, and a sample preparation unit (30). Based on the light receiving part (103, 105) that receives the fluorescence and scattered light generated by irradiating the sample with light, and the fluorescence intensity and scattered light intensity obtained by processing the signal from the light receiving part (103, 105). A control unit (51) for determining the presence or absence of malaria protozoa infection based on a value indicating variation in the distribution of the first particle group (G4) included in the identified single ring foam red blood cell appearance range (204). To be equipped with.
本態様に係る血液分析装置において、シングルリングフォーム赤血球とは、リングフォームのマラリア原虫が1つ入っている赤血球のことである。シングルリングフォーム赤血球が現れる範囲とは、たとえば、蛍光強度および散乱光強度に基づいてスキャッタグラムを作成した場合の、シングルリングフォーム赤血球が概ね分布する領域のことである。第1粒子群とは、シングルリングフォーム赤血球に分類された粒子の集まりのことである。第1粒子群の分布のばらつきを示す値とは、シングルリングフォーム赤血球が現れる範囲において第1粒子群の各粒子がどの程度ばらついて分布しているかを示すものである。第1粒子群の分布のばらつきを示す値は、たとえば、第1粒子群の蛍光強度に対する度数分布のばらつきを示す値である。度数分布のばらつきを示す値は、たとえば、変動係数、標準偏差、度数分布図の半値幅など、度数分布における粒子の出現頻度のばらつきに関連する値である。「マラリア原虫の感染の有無を判定する」とは、マラリア原虫に感染した赤血球が存在するか否かを厳密に判定することに限らず、マラリア原虫に感染した赤血球が血液検体中に一定数存在するか否かを判定することをも含む概念である。 In the blood analyzer according to this embodiment, the single ring foam erythrocyte is an erythrocyte containing one ring foam Plasmodium. The range in which single-ring foam erythrocytes appear is, for example, the region in which single-ring foam erythrocytes are generally distributed when a scattergram is created based on fluorescence intensity and scattered light intensity. The first particle group is a collection of particles classified as single ring foam erythrocytes. The value indicating the variation in the distribution of the first particle group indicates how much each particle of the first particle group is distributed in a range in which the single ring foam erythrocytes appear. The value indicating the variation in the distribution of the first particle group is, for example, a value indicating the variation in the frequency distribution with respect to the fluorescence intensity of the first particle group. The value indicating the variation of the frequency distribution is a value related to the variation of the appearance frequency of particles in the frequency distribution, such as the coefficient of variation, the standard deviation, and the half width of the frequency distribution map. "Determining the presence or absence of Plasmodium infection" is not limited to strictly determining whether or not there are erythrocytes infected with Plasmodium, and a certain number of erythrocytes infected with Plasmodium are present in the blood sample. It is a concept that also includes determining whether or not to do so.
ここで、発明者らは、偽陽性が生じた血液検体のスキャッタグラムにおいて細胞外小胞や核酸の封入体を含む赤血球が出現することを見いだした。そして、発明者らは、スキャッタグラムに出現する細胞外小胞や核酸の封入体を含む赤血球が、マラリアの判定において偽陽性を生じる原因であることを突き止めた。さらに、発明者らは、鋭意調査を続けたところ、シングルリングフォーム赤血球に分類された粒子群である第1粒子群に対して蛍光強度の度数分布を作成すると、偽陽性を生じる血液検体の場合には、マラリアに感染した血液検体に比べて、度数分布のばらつきが大きくなることを見いだした。 Here, the inventors have found that erythrocytes containing extracellular vesicles and inclusion bodies of nucleic acids appear in scattergrams of blood samples in which false positives occur. Then, the inventors have found that erythrocytes containing extracellular vesicles and nucleic acid inclusion bodies appearing in the scattergram are the cause of false positives in the determination of malaria. Furthermore, the inventors continued their diligent investigation, and found that when a frequency distribution of fluorescence intensity was created for the first particle group, which is a group of particles classified as single ring form erythrocytes, a false positive result was obtained in the case of a blood sample. We found that the frequency distribution variability was greater than that of blood samples infected with malaria.
偽陽性の場合に、第1粒子群に基づく蛍光強度に対する度数分布のばらつきが大きくなるのは、以下のような理由による。マラリアに感染した血液検体の場合、第1粒子群に基づく度数分布において、顕著に度数の高い1つの山形状が現れやすい。これに対し、偽陽性を生じる血液検体の場合には、第1粒子群に基づく度数分布において、細胞外小胞や核酸の封入体を含む赤血球が広範囲の蛍光強度にわたって分布し、度数に大きな差が生じにくい。したがって、第1粒子群に基づいて蛍光強度に対する度数分布を作成すると、マラリアに感染した血液検体の場合と、偽陽性を生じる血液検体の場合とで、度数分布のばらつきに大きな差ができる。 In the case of false positives, the variation in the frequency distribution with respect to the fluorescence intensity based on the first particle group becomes large for the following reasons. In the case of a blood sample infected with malaria, one mountain shape having a remarkably high frequency is likely to appear in the frequency distribution based on the first particle group. On the other hand, in the case of blood samples that produce false positives, in the frequency distribution based on the first particle group, erythrocytes including extracellular vesicles and inclusion bodies of nucleic acids are distributed over a wide range of fluorescence intensities, and there is a large difference in frequency. Is unlikely to occur. Therefore, when the frequency distribution with respect to the fluorescence intensity is created based on the first particle group, there is a large difference in the variation of the frequency distribution between the case of the blood sample infected with malaria and the case of the blood sample producing false positives.
この点に着目して、本態様に係る血液分析装置は、第1粒子群の分布のばらつきを示す値に基づいて、マラリア原虫の感染の有無を判定するよう構成されている。したがって、本態様に係る血液分析装置によれば、第1粒子群の分布のばらつきが大きい場合には、たとえばマラリア原虫の感染ありと判定することを避けることにより、偽陽性の発生を抑制できる。よって、より高精度にマラリア原虫の感染の有無を判定できる。 Focusing on this point, the blood analyzer according to this embodiment is configured to determine the presence or absence of infection with Plasmodium malaria based on a value indicating variation in the distribution of the first particle group. Therefore, according to the blood analyzer according to this aspect, when the distribution of the first particle group varies widely, the occurrence of false positives can be suppressed by avoiding determining that there is infection with Plasmodium malaria, for example. Therefore, the presence or absence of Plasmodium infection can be determined with higher accuracy.
本態様に係る血液分析装置(10)において、制御部(51)は、第1粒子群(G4)をマルチリングフォーム赤血球が現れる範囲(205)に含まれる第2粒子群(G5)と分けて特定するのが好ましい。マルチリングフォーム赤血球とは、リングフォームのマラリア原虫が複数入っている赤血球のことである。第1粒子群を第2粒子群と分けない場合、判定対象の粒子群の中にリングフォームのマラリアが1つ入った赤血球だけでなく、2つ、3つ等複数のリングフォームのマラリアが入った蛍光強度の高い赤血球が含まれることとなり、マラリアに感染しているにも関わらず粒子の度数分布が広がる傾向がある。よって、度数分布に基づいて判定を行う際には、第1粒子群をマルチリングフォーム赤血球に分類された粒子の集まりである第2粒子群と分けて特定することが好適である。 In the blood analyzer (10) according to this embodiment, the control unit (51) separates the first particle group (G4) from the second particle group (G5) included in the range (205) in which multilingual erythrocytes appear. It is preferable to specify. Multi-ring foam erythrocytes are erythrocytes containing multiple ring-form Plasmodium. When the first particle group is not separated from the second particle group, not only red blood cells containing one ring-form malaria but also multiple ring-form malaria such as two or three are contained in the particle group to be determined. It contains red blood cells with high fluorescence intensity, and the frequency distribution of particles tends to widen despite being infected with malaria. Therefore, when making a determination based on the frequency distribution, it is preferable to specify the first particle group separately from the second particle group, which is a collection of particles classified into multilingual erythrocytes.
本態様に係る血液分析装置(10)において、ばらつきを示す値は、第1粒子群(G4)の蛍光強度に対する度数分布のばらつきを示す値であるのが好ましい。シングルリングフォーム赤血球が有する核酸量は略所定量となることに対し、細胞外小胞や核酸の封入体を含む赤血球が有する核酸量は様々である。したがって、第1粒子群の蛍光強度に対する度数分布のばらつきを示す値によれば、より高精度にマラリア原虫の感染の有無を判定できる。 In the blood analyzer (10) according to this embodiment, the value indicating the variation is preferably a value indicating the variation of the frequency distribution with respect to the fluorescence intensity of the first particle group (G4). While the amount of nucleic acid contained in single ring foam erythrocytes is approximately a predetermined amount, the amount of nucleic acid contained in erythrocytes including extracellular vesicles and inclusion bodies of nucleic acids varies. Therefore, according to the value indicating the variation in the frequency distribution with respect to the fluorescence intensity of the first particle group, the presence or absence of infection with Plasmodium malaria can be determined with higher accuracy.
本態様に係る血液分析装置(10)において、ばらつきを示す値は、変動係数、標準偏差または度数分布図(300)の半値幅とされ得る。 In the blood analyzer (10) according to this aspect, the value indicating the variation can be the coefficient of variation, the standard deviation, or the half width of the frequency distribution map (300).
本態様に係る血液分析装置(10)において、試料調製部(30)は、さらに赤血球を収縮させる希釈液を混合して測定試料を調製するよう構成され得る。こうすると、測定試料の調製によって赤血球は収縮され、マラリア原虫に感染した赤血球は、内部にマラリア原虫を保持した状態で収縮される。これにより、マラリア原虫に感染した赤血球のサイズは、内部に保持するマラリア原虫の形態に応じた大きさになる。よって、散乱光に基づいて、第1粒子群や第2粒子群を精度良く特定できる。 In the blood analyzer (10) according to this embodiment, the sample preparation unit (30) may be configured to further mix a diluent that contracts red blood cells to prepare a measurement sample. In this way, the erythrocytes are contracted by the preparation of the measurement sample, and the erythrocytes infected with Plasmodium are contracted while retaining the Plasmodium inside. As a result, the size of the erythrocytes infected with Plasmodium becomes a size according to the morphology of the Plasmodium held inside. Therefore, the first particle group and the second particle group can be accurately identified based on the scattered light.
本態様に係る血液分析装置(10)において、制御部(51)は、ばらつきを示す値と、マラリア原虫に感染した赤血球が現れる範囲(203)に含まれる第3粒子群(G3)の数とに基づいて、マラリア原虫の感染の有無を判定するよう構成され得る。 In the blood analyzer (10) according to this embodiment, the control unit (51) has a value indicating variation and the number of the third particle group (G3) included in the range (203) in which erythrocytes infected with Plasmodium infection appear. Can be configured to determine the presence or absence of Plasmodium infection.
この場合に、制御部(51)は、第3粒子群(G3)の数が第1閾値以上であり、且つ、ばらつきを示す値が第2閾値未満であることに基づいて、血液検体がマラリア原虫に感染していると判定するよう構成され得る。 In this case, the control unit (51) determines that the blood sample is malaria based on the fact that the number of the third particle group (G3) is equal to or greater than the first threshold value and the value indicating variation is less than the second threshold value. It may be configured to determine that it is infected with a protozoan.
また、制御部(51)は、第3粒子群(G3)の数が第1閾値以上であり、ばらつきを示す値が第2閾値未満であり、且つ、第1粒子群(G4)の数が第3閾値以上であることに基づいて、血液検体がマラリア原虫に感染していると判定するよう構成され得る。 Further, in the control unit (51), the number of the third particle group (G3) is equal to or more than the first threshold value, the value indicating variation is less than the second threshold value, and the number of the first particle group (G4) is large. A blood sample may be configured to determine that it is infected with Plasmodium based on a third threshold or greater.
本態様に係る血液分析装置(10)は、情報を出力する出力部(53)をさらに備え、制御部(51)は、マラリア原虫の感染に関する判定結果を出力部(53)に出力させるよう構成され得る。こうすると、医師等は、被検者がマラリアに罹患しているか否かの判断、および、治療中の被検者においてマラリアが完治したか否かの判断を行うことができる。また、医師等は、被検者がマラリアに罹患している可能性があることを知ることができるため、血液検体を顕微鏡で確認するなどのさらなる検査を行うことができる。 The blood analyzer (10) according to this embodiment further includes an output unit (53) for outputting information, and the control unit (51) is configured to output a determination result regarding infection with Plasmodium malaria to the output unit (53). Can be done. In this way, the doctor or the like can determine whether or not the subject is suffering from malaria and whether or not the subject under treatment is completely cured of malaria. In addition, since the doctor or the like can know that the subject may have malaria, further tests such as checking the blood sample with a microscope can be performed.
この場合に、制御部(51)は、ばらつきを示す値が所定の閾値以上である場合に、マラリア原虫の感染に関する判定結果の信頼度を示す情報を出力部(53)に出力させるよう構成され得る。こうすると、医師等は、マラリア原虫の感染に関する判定結果の信頼度を知ることができる。また、医師等は、マラリア感染赤血球以外の粒子、たとえば細胞外小胞や核酸の封入体を含む赤血球が分布している可能性があることを知ることができるため、血液検体を顕微鏡で確認するなどのさらなる検査を行うことができる。 In this case, the control unit (51) is configured to output information indicating the reliability of the determination result regarding the infection of Plasmodium malaria to the output unit (53) when the value indicating the variation is equal to or higher than a predetermined threshold value. obtain. In this way, doctors and the like can know the reliability of the determination result regarding the infection of Plasmodium malaria. In addition, since doctors and the like can know that particles other than malaria-infected erythrocytes, for example, erythrocytes containing extracellular vesicles and inclusion bodies of nucleic acids may be distributed, the blood sample is confirmed with a microscope. Further inspections such as can be performed.
この場合に、出力部(53)は、情報を表示するための表示部(53a)を備え、制御部(51)は、信頼度を示す情報を、マラリア原虫の感染に関する判定結果とともに表示部(53a)に表示させるよう構成され得る。こうすると、医師等は、マラリア原虫の感染に関する判定結果と、マラリア原虫の感染に関する判定結果の信頼度とを視覚的に把握できる。 In this case, the output unit (53) includes a display unit (53a) for displaying information, and the control unit (51) displays information indicating reliability together with a determination result regarding infection with Plasmodium. It may be configured to be displayed in 53a). In this way, the doctor or the like can visually grasp the determination result regarding the infection of the malaria protozoan and the reliability of the determination result regarding the infection of the malaria protozoan.
この場合に、制御部(51)は、第1粒子群(G4)の蛍光強度に対する度数分布図(300)を表示部(53a)にさらに表示させるよう構成され得る。こうすると、医師等は、血液検体の状態を迅速かつ詳細に把握できる。 In this case, the control unit (51) may be configured to further display the frequency distribution diagram (300) with respect to the fluorescence intensity of the first particle group (G4) on the display unit (53a). In this way, the doctor or the like can quickly and in detail grasp the state of the blood sample.
また、制御部(51)は、蛍光強度および散乱光強度に基づくスキャッタグラム(200)を表示部(53a)にさらに表示させるよう構成され得る。この場合も、医師等は、血液検体の状態を迅速かつ詳細に把握できる。 Further, the control unit (51) may be configured to further display the scattergram (200) based on the fluorescence intensity and the scattered light intensity on the display unit (53a). In this case as well, the doctor or the like can quickly and in detail grasp the state of the blood sample.
本態様に係る血液分析装置(10)は、試料調製部(30)により調製された測定試料を流すフローセル(101)と、フローセル(101)を流れる測定試料に光を照射する光源(102)と、を備え、受光部(103、105)は、光の照射により測定試料に含まれる粒子から生じる蛍光および散乱光を受光するよう構成され得る。 The blood analyzer (10) according to this embodiment includes a flow cell (101) for flowing a measurement sample prepared by the sample preparation unit (30) and a light source (102) for irradiating the measurement sample flowing through the flow cell (101) with light. , And the light receiving units (103, 105) may be configured to receive the fluorescence and scattered light generated from the particles contained in the measurement sample by irradiation with light.
この場合に、光源(102)は、青紫色波長帯域の光を出射するよう構成され得る。こうすると、フローセルに照射する光を小さく絞ることができるため、小さい粒子の検出が可能となる。 In this case, the light source (102) may be configured to emit light in the bluish-purple wavelength band. By doing so, the light irradiating the flow cell can be narrowed down to a small size, so that small particles can be detected.
本発明の第2の態様は、血球分析方法に関する。本態様に係る血球分析方法は、血液検体と核酸を染色する蛍光色素とを混合して調製された測定試料に光を照射して生じる蛍光および散乱光に基づいて特定されたシングルリングフォーム赤血球が現れる範囲(204)に含まれる第1粒子群(G4)の分布のばらつきを示す値に基づいて、マラリア原虫の感染の有無を判定する(S103、S111〜S118、S121〜S128)。 A second aspect of the present invention relates to a blood cell analysis method. In the blood cell analysis method according to this embodiment, single ring foam erythrocytes identified based on fluorescence and scattered light generated by irradiating a measurement sample prepared by mixing a blood sample and a fluorescent dye that stains nucleic acid with light are used. The presence or absence of Plasmodium infection is determined based on the value indicating the variation in the distribution of the first particle group (G4) included in the appearance range (204) (S103, S111 to S118, S121 to S128).
本態様に係る血液分析方法によれば、第1の態様と同様の効果が奏され得る。 According to the blood analysis method according to this aspect, the same effect as that of the first aspect can be achieved.
本発明によれば、偽陽性の発生を抑制してより高精度にマラリア原虫の感染の有無を判定できる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of false positives and determine the presence or absence of malaria protozoan infection with higher accuracy.
<実施形態1>
実施形態1の血液分析装置10は、血液検体と試薬とから調製された測定試料を測定して、マラリア原虫に感染した赤血球を含む集団を特定し、血液検体がマラリアに感染しているか否かを判定する。
<Embodiment 1>
The
マラリア原虫の形態の1つであるメロゾイトが赤血球に侵入することで、マラリア原虫の赤内型の生活環が始まる。赤内型の生活環では、マラリア原虫の形態がリングフォーム、トロフォゾイト、シゾントに順に変化する。シゾントは複数のメロゾイトに分裂し、その際に赤血球を破壊する。これにより、多数のメロゾイトが血中に放出される。メロゾイトは次の赤血球に侵入し、再び赤内型の生活環が始まる。このようなサイクルを繰り返し、マラリア原虫は増殖する。血中に放出されたメロゾイトの一部は、雌雄異体のガメトサイトに分化する。感染者が蚊に吸血されると、ガメトサイトが蚊の体内に侵入し、蚊がマラリア原虫を保有することになる。 When merozoite, one of the forms of Plasmodium, invades erythrocytes, the red blood cell life cycle of Plasmodium begins. In the red-inner life cycle, the morphology of Plasmodium changes in the order of ring form, trophozoite, and schizont. Schizont divides into multiple merozoites, destroying red blood cells. This releases a large number of merozoites into the blood. Merozoite invades the next red blood cell, and the red blood cell life cycle begins again. By repeating this cycle, Plasmodium protozoan grows. Some of the merozoite released into the blood differentiates into hermaphroditic gametosites. When an infected person is sucked by a mosquito, gametosites invade the mosquito's body and the mosquito carries the Plasmodium.
以下、マラリア原虫に感染していない赤血球を、「マラリア非感染赤血球」と称する。マラリア非感染赤血球は、成熟した赤血球のほか、網赤血球も含む。マラリア原虫に感染した赤血球を、「マラリア感染赤血球」と称する。マラリア感染赤血球は、リングフォームのマラリア原虫に感染した赤血球と、トロフォゾイトのマラリア原虫に感染した赤血球と、シゾントのマラリア原虫に感染した赤血球とを含む。1つのリングフォームのマラリア原虫に感染した赤血球、すなわちリングフォームのマラリア原虫が1つ入っている赤血球を、「シングルリングフォーム赤血球」と称する。複数のリングフォームのマラリア原虫に感染した赤血球、すなわちリングフォームのマラリア原虫が複数入っている赤血球を、「マルチリングフォーム赤血球」と称する。 Hereinafter, erythrocytes that are not infected with Plasmodium malaria will be referred to as "malaria non-infected erythrocytes". Malaria non-infected erythrocytes include mature erythrocytes as well as reticulocytes. Erythrocytes infected with Plasmodium malaria are referred to as "malaria-infected erythrocytes". Malaria-infected erythrocytes include erythrocytes infected with Ringfoam Plasmodium, erythrocytes infected with Trofozoite Plasmodium, and erythrocytes infected with Sizonto Plasmodium. Red blood cells infected with one ring-form Plasmodium, that is, red blood cells containing one ring-form Plasmodium are referred to as "single ring-form erythrocytes". Erythrocytes infected with a plurality of ring-form Plasmodium, that is, erythrocytes containing a plurality of ring-form Plasmodium are referred to as "multi-ring-form erythrocytes".
図1に示すように、血液分析装置10は、測定部11と情報処理部12を備える。測定部11は、測定制御部21と、記憶部22と、吸引部23と、試料調製部30と、光学検出部41と、電気抵抗式検出部42と、信号処理回路43と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
測定制御部21は、たとえば、CPU、MPUなどにより構成される。測定制御部21は、測定部11の各部が出力する信号を受信し、測定部11の各部を制御する。測定制御部21は、情報処理部12と通信を行う。記憶部22は、たとえば、ROM、RAM、ハードディスクなどにより構成される。測定制御部21は、記憶部22に記憶されたプログラムに基づいて処理を実行する。吸引部23は、図示しない吸引管を有し、図示しない検体容器に収容された血液検体を吸引管によって吸引する。血液検体は、被検者から採取された末梢血の全血である。
The
なお、検体容器は、図示しない検体ラックに保持された状態でラック搬送部により搬送され、取出位置に位置付けられる。取出位置に位置付けられた検体容器は、検体ラックから取り出され攪拌された後、吸引部23による吸引位置に搬送される。検体容器が吸引位置に位置付けられると、吸引部23は、吸引管によって検体容器に収容された血液検体を吸引する。その後、検体容器は、検体ラックの元の位置に戻される。血液分析装置10が、検体ラックを搬送する構成および検体容器を搬送する構成を備えない場合、オペレータによって検体容器が吸引位置に位置付けられる。
The sample container is transported by the rack transport unit while being held in a sample rack (not shown), and is positioned at the take-out position. The sample container positioned at the take-out position is taken out from the sample rack, stirred, and then transported to the suction position by the
試料調製部30には、試薬容器31、32、33が接続されている。試薬容器31は、赤血球を収縮させる第1希釈液を収容する。試薬容器32は、核酸を特異的に染色する蛍光色素を含む染色用試薬を収容する。試薬容器33は、第2希釈液を収容する。試料調製部30は、反応槽34を有する。吸引部23は、吸引管を反応槽34の上方へ移動させ、吸引した血液検体を反応槽34に吐出する。反応槽34において、血液検体と、第1希釈液と、染色用試薬とが混合され、第1測定試料が調製される。第1測定試料は、白血球およびマラリア感染赤血球の測定に用いられる。また、反応槽34において、血液検体と第2希釈液とが混合され、第2測定試料が調製される。第2測定試料は、赤血球および血小板の測定に用いられる。
ここで、第1希釈液と、第2希釈液と、染色用試薬について説明する。 Here, the first diluted solution, the second diluted solution, and the dyeing reagent will be described.
第1希釈液は、溶血力が異なる2種類の界面活性剤を含んでいる。具体的には、第1希釈液は、カチオン系界面活性剤である2.95mMのラウリルトリメチルアンモニウムクロライドと、カチオン系界面活性剤である1.11mMのステアリルトリメチルアンモニウムクロライドとを含む。ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドの方がラウリルトリメチルアンモニウムクロライドよりも溶血力が強い。2種類の界面活性剤は、溶血力が異なれば、上記の組み合わせ以外の界面活性剤であってもよい。 The first diluent contains two types of surfactants having different hemolytic powers. Specifically, the first diluent contains 2.95 mM lauryltrimethylammonium chloride, which is a cationic surfactant, and 1.11 mM stearyltrimethylammonium chloride, which is a cationic surfactant. Stearyltrimethylammonium chloride is more hemolytic than lauryltrimethylammonium chloride. The two types of surfactants may be surfactants other than the above combinations as long as they have different hemolytic powers.
また、第1希釈液は、ノニオン系界面活性剤である2.90mMのPBC−44と、20mMのADAと、適量のNaClと、1Lの精製水とをさらに含んでいる。ADAのpHは6.1である。また、第1希釈液のpHは5.0以上7.0以下である。血球を収縮させるために、第1希釈液の浸透圧が200mOsm/kg・H2O以上であることが好ましい。具体的には、第1希釈液の浸透圧は200mOsm/kg・H2O以上、300mOsm/kg・H2O以下である。 The first diluent further contains 2.90 mM PBC-44, which is a nonionic surfactant, 20 mM ADA, an appropriate amount of NaCl, and 1 L of purified water. The pH of ADA is 6.1. The pH of the first diluent is 5.0 or more and 7.0 or less. In order to contract the blood cells, the osmotic pressure of the first diluent is preferably 200 mOsm / kg · H2O or more. Specifically, the osmotic pressure of the first diluent is 200 mOsm / kg · H2O or more and 300 mOsm / kg · H2O or less.
上記のような第1希釈液によれば、第1測定試料の調製によって、赤血球は収縮され、マラリア感染赤血球は、内部にマラリア原虫を保持したまま収縮される。また、第1希釈液によれば、蛍光色素が赤血球内に透過でき、かつ、赤血球の形状が維持される程度に赤血球の細胞膜が溶解される。マラリア感染赤血球の場合、具体的には、マラリア原虫が赤血球内部に保持された状態で蛍光色素が透過できるように、赤血球の細胞膜が部分的に溶解される。 According to the first diluted solution as described above, the erythrocytes are contracted by the preparation of the first measurement sample, and the malaria-infected erythrocytes are contracted while retaining the Plasmodium inside. Further, according to the first diluted solution, the cell membrane of erythrocytes is lysed to the extent that the fluorescent dye can permeate into the erythrocytes and the shape of the erythrocytes is maintained. In the case of malaria-infected erythrocytes, specifically, the cell membrane of the erythrocytes is partially lysed so that the fluorescent dye can permeate while the Plasmodium is retained inside the erythrocytes.
第2希釈液は、赤血球を収縮させるための第1希釈液とは異なり、シースフローDC検出法による赤血球の測定用の希釈液である。また、第2希釈液は、光学検出部41のフローセル101に第1測定試料を流すためのシース液、および、電気抵抗式検出部42のフローセルに第2測定試料を流すためのシース液としても用いられる。第1希釈液は、シース液として利用されない。
The second diluent is different from the first diluent for contracting erythrocytes, and is a diluent for measuring erythrocytes by the sheath flow DC detection method. The second diluent can also be used as a sheath liquid for flowing the first measurement sample through the
染色用試薬は、核酸を特異的に染色する蛍光色素を含み、好ましくはRNAよりDNAを強く染色する蛍光色素を含む。実施形態1の蛍光色素は、たとえば、ヘキスト34580である。染色用試薬は、溶媒に蛍光色素を溶解したものであり、染色用試薬の溶媒は、たとえばエチレングリコールである。染色用試薬における蛍光色素の濃度は、0.3μM以上0.6μM以下であることが好ましく、具体的には0.45μMである。また、第1測定試料における蛍光色素の濃度は、0.15μM以上1.0μM以下であることが好ましい。ヘキスト34580の化学式を以下に示す。
上記のような蛍光色素によれば、マラリア非感染赤血球は、核を持たないためほぼ染色されない。一方、マラリア感染赤血球の場合、赤血球の内部に入り込んだマラリア原虫の核酸が染色される。このように、マラリア非感染赤血球は、蛍光色素によってほぼ染色されないのに対し、マラリア感染赤血球は、蛍光色素によって染色される。したがって、後述するスキャッタグラムにおける蛍光強度の差異に基づいて、マラリア非感染赤血球とマラリア感染赤血球とが判別可能となる。なお、白血球は、核を持つため蛍光色素により染色され、血小板凝集は、核を持たないため蛍光色素によってほぼ染色されない。 According to the fluorescent dyes as described above, malaria uninfected erythrocytes are almost unstained because they do not have nuclei. On the other hand, in the case of malaria-infected erythrocytes, the nucleic acid of Plasmodium that has entered the inside of the erythrocytes is stained. Thus, malaria-infected erythrocytes are largely unstained with fluorescent dyes, whereas malaria-infected erythrocytes are stained with fluorescent dyes. Therefore, it is possible to distinguish between non-malaria-infected erythrocytes and malaria-infected erythrocytes based on the difference in fluorescence intensity in the scattergram described later. Since leukocytes have nuclei, they are stained with a fluorescent dye, and platelet aggregation is hardly stained with a fluorescent dye because they do not have nuclei.
なお、第1希釈液と染色用試薬とを分けずに、第1希釈液と蛍光色素とを含有する1つの試薬を、血液検体と混合して第1測定試料を調製してもよい。 The first measurement sample may be prepared by mixing one reagent containing the first dilution solution and the fluorescent dye with a blood sample without separating the first dilution solution and the dyeing reagent.
光学検出部41は、フローサイトメトリー法により、第1測定試料に基づいて第1測定を行う。光学検出部41は、フローセル101と、光源102と、受光部103、104、105と、を備える。フローセル101には、第1測定の際に、流路を介して試料調製部30から第1測定試料が供給される。
The
光源102から出射された光は、フローセル101を流れる第1測定試料に照射される。光源102からの光が第1測定試料に照射されると、第1測定試料中の粒子から前方散乱光と、側方散乱光と、蛍光とが生じる。受光部103〜105は、それぞれ、前方散乱光と、側方散乱光と、蛍光とを受光する。受光部103〜105は、それぞれ受光した光に基づく信号を信号処理回路43に出力する。光学検出部41の詳細な構成については、追って図2を参照して説明する。
The light emitted from the
電気抵抗式検出部42は、シースフローDC検出法により、第2測定試料に基づいて第2測定を行う。電気抵抗式検出部42の図示しないフローセルには、第2測定の際に、流路を介して試料調製部30から第2測定試料が供給される。電気抵抗式検出部42は、電気抵抗式検出部42のフローセルに流れる第2測定試料に電圧を印加し、粒子が通過することによる電圧の変化を捉えて粒子を検出する。電気抵抗式検出部42は、検出信号を信号処理回路43に出力する。
The electric resistance
信号処理回路43は、受光部103〜105から出力された信号に対して信号処理を行う。具体的には、信号処理回路43は、受光部103〜105から出力された信号に基づいて、粒子に対応する波形を抽出し、粒子ごとの波形のピーク値、幅、面積などを第1情報として算出する。以下、受光部103、105から出力された信号に基づく波形のピーク値を、それぞれ、「前方散乱光強度」および「蛍光強度」と称する。なお、前方散乱光強度および蛍光強度は、それぞれ、波形の幅や面積であってもよい。また、信号処理回路43は、電気抵抗式検出部42から出力された信号のピーク値を第2情報として算出する。
The
測定制御部21は、第1測定の際に信号処理回路43の信号処理によって得られた第1情報と、第2測定の際に信号処理回路43の信号処理によって得られた第2情報とを、記憶部22に記憶させる。第1測定および第2測定が終了すると、測定制御部21は、記憶部22に記憶させた第1情報および第2情報を、測定データとして情報処理部12に送信する。
The
情報処理部12は、制御部51と、記憶部52と、出力部53と、入力部54と、を備える。出力部53は、表示部53aと音声出力部53bを備える。
The
制御部51は、たとえば、CPU、MPUなどにより構成される。制御部51は、情報処理部12の各部が出力する信号を受信し、情報処理部12の各部を制御する。制御部51は、測定部11と通信を行う。記憶部52は、たとえば、ROM、RAM、ハードディスクなどにより構成される。制御部51は、記憶部52に記憶されたプログラム52aに基づいて処理を実行する。プログラム52aは、後述する図4、図5(a)、および図6に示す処理を行うためのプログラムを含む。
The
制御部51は、蛍光強度および散乱光強度に基づいて特定されたシングルリングフォーム赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群の分布のばらつきを示す値に基づいて、マラリア原虫の感染の有無を判定する。こうすると、シングルリングフォーム赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群にマラリア感染赤血球が含まれるか否かを明確に判定できるため、被検者がマラリアに感染していないにもかかわらずマラリアの判定結果が陽性となる、いわゆる偽陽性が生じることを抑制できる。よって、より高精度にマラリア原虫の感染の有無を判定できる。制御部51が行う判定処理については、追って図6を参照して説明する。
The
表示部53aは、情報を表示する。表示部53aは、たとえば、ディスプレイにより構成される。音声出力部53bは、情報を音声として出力する。音声出力部53bは、たとえば、スピーカにより構成される。入力部54は、マウスやキーボードにより構成される。制御部51は、分析結果等を記憶部52に記憶するとともに、分析結果等を出力部53に出力する。制御部51は、入力部54を介してオペレータからの指示を受け付ける。
The
次に、図1に示した光学検出部41を詳細に説明する。
Next, the
図2に示すように、光学検出部41は、フローセル101と、光源102と、受光部103〜105と、コリメータレンズ111と、集光レンズ112と、ビームストッパ113と、集光レンズ114と、ダイクロイックミラー115と、光学フィルタ116と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
フローセル101は、透光性を有する材料によって管状に構成されている。第1測定試料は、シース液に包まれた状態でフローセル101内に流される。これにより、第1測定試料に含まれる粒子は、一列に整列した状態でフローセル101内を通る。
The
光源102は、青紫色波長帯域の光を出射する。具体的には、光源102は、半導体レーザ光源であり、波長405nmの青紫色レーザ光を出射する。光源102から出射される光は、染色用試薬に含まれる蛍光色素を励起して、蛍光色素から所定波長帯域の蛍光を生じさせる。なお、光源102は、出射する光によって蛍光色素から蛍光を生じさせられれば、青紫色波長帯域以外の帯域の光を出射してもよい。また、光源102から出射される光の波長は短い方が、フローセル101に照射する光を小さく絞ることができるため、より小さい粒子の検出が可能となる。したがって、光源102から出射される光の波長は、上記のように青紫色波長帯域に設定されるのが望ましい。
The
コリメータレンズ111と集光レンズ112は、光源102から出射された光を集光して、フローセル101内を流れる第1測定試料に照射する。上述したように、第1測定試料に光が照射されると、第1測定試料中の粒子から、前方散乱光と、側方散乱光と、蛍光とが生じる。前方散乱光は、粒子の大きさに関する情報を反映し、側方散乱光は、粒子の内部情報を反映し、蛍光は、粒子の染色度合いを反映する。フローセル101に照射された光のうち、粒子に照射されずにフローセル101を透過した光は、ビームストッパ113により遮断される。受光部103は、たとえば、フォトダイオードにより構成される。受光部103は、前方散乱光を受光し、受光した前方散乱光に応じた電気信号を出力する。
The
集光レンズ114は、フローセル101の側方に生じた側方散乱光および蛍光を集光する。ダイクロイックミラー115は、集光レンズ114により集光された側方散乱光を反射させ、集光レンズ114により集光された蛍光を透過する。受光部104は、たとえば、フォトダイオードにより構成される。受光部104は、ダイクロイックミラー115により反射された側方散乱光を受光し、受光した側方散乱光に応じた電気信号を出力する。光学フィルタ116は、ダイクロイックミラー115を透過した光のうち、受光部105で受光させる蛍光のみを透過させる。受光部105は、たとえば、アバランシェフォトダイオードにより構成される。受光部105は、光学フィルタ116を透過した蛍光を受光し、受光した蛍光に応じた電気信号を出力する。
The
次に、測定部11の処理についてフローチャートを参照して説明する。
Next, the processing of the measuring
図3に示すように、ステップS11において、測定制御部21は、情報処理部12から開始指示を受信したか否かを判定する。開始指示を受信すると、ステップS12において、測定制御部21は、第1測定試料および第2測定試料を調製する。
As shown in FIG. 3, in step S11, the
具体的には、ラック搬送部により検体ラックが搬送され、検体容器が、取出位置に位置付けられる。測定制御部21は、測定部11の各部を制御して、取出位置において検体ラックから検体容器を取り出して攪拌し、攪拌後の検体容器を吸引位置に位置付ける。測定制御部21は、吸引部23を制御して、吸引管により検体容器から血液検体を吸引し、吸引した血液検体を反応槽34に吐出する。吸引が完了した検体容器は、検体ラックの元の位置に戻される。測定制御部21は、試料調製部30を制御して、血液検体と、第1希釈液と、染色用試薬とを反応槽34で混合し、第1測定試料を調製する。また、測定制御部21は、試料調製部30を制御して、血液検体と第2希釈液を反応槽34で混合し、第2測定試料を調製する。
Specifically, the sample rack is transported by the rack transport unit, and the sample container is positioned at the take-out position. The
なお、血液分析装置10が、検体ラックを搬送する構成および検体容器を搬送する構成を備えない場合、測定制御部21は、吸引部23を制御して、オペレータによって吸引位置に位置付けられた検体容器から吸引管により血液検体を吸引する。
When the
ステップS13において、測定制御部21は、光学検出部41を制御して第1測定を行い、電気抵抗式検出部42を制御して第2測定を行う。このとき、測定制御部21は、フローセル101に第1測定試料を流し、時間T1の間に取得した第1情報を記憶部22に記憶させる。また、測定制御部21は、電気抵抗式検出部42のフローセルに第2測定試料を流し、時間T2の間に取得した第2情報を記憶部22に記憶させる。ステップS14において、測定制御部21は、ステップS13の測定において記憶部22に記憶した第1情報および第2情報を、通常モードによる測定データとして情報処理部12に送信する。
In step S13, the
続いて、ステップS15において、測定制御部21は、情報処理部12から3倍計数モードの開始指示を受信したか否かを判定する。3倍計数モードの開始指示を受信していない場合、ステップS16において、測定制御部21は、情報処理部12から終了指示を受信したか否かを判定する。終了指示を受信していない場合、処理がステップS15に戻される。3倍計数モードの開始指示を受信せず、終了指示を受信すると、測定部11の処理が終了する。
Subsequently, in step S15, the
3倍計数モードの開始指示を受信すると、ステップS17において、測定制御部21は、ステップS12と同様にして、再び第1測定試料および第2測定試料を調製する。ステップS18において、測定制御部21は、光学検出部41を制御して3倍計数モードによる第1測定を行い、電気抵抗式検出部42を制御して3倍計数モードによる第2測定を行う。このとき、測定制御部21は、フローセル101に第1測定試料を流し、時間T1の3倍の時間の間に取得した第1情報を記憶部22に記憶させる。また、測定制御部21は、電気抵抗式検出部42のフローセルに第2測定試料を流し、時間T2の3倍の時間の間に取得した第2情報を記憶部22に記憶させる。これにより、ステップS13で行われた通常モードの測定に比べて、約3倍の量の第1測定試料に基づく第1情報と、約3倍の量の第2測定試料に基づく第2情報が取得される。
Upon receiving the start instruction of the triple counting mode, in step S17, the
ステップS19において、測定制御部21は、ステップS18の測定において記憶部22に記憶した第1情報および第2情報を、3倍計数モードによる測定データとして情報処理部12に送信する。こうして、測定部11の処理が終了する。図3に示す処理が終了すると、測定制御部21は、処理をステップS11に戻し、後続する血液検体についても同様の測定を行う。
In step S19, the
次に、情報処理部12の処理についてフローチャートを参照して説明する。
Next, the processing of the
図4に示すように、ステップS21において、制御部51は、入力部54を介してオペレータから開始指示を受け付けたか否かを判定する。オペレータから開始指示を受け付けると、ステップS22において、制御部51は、開始指示を測定部11に送信する。これにより、測定部11において、図3のステップS12以降の処理が開始される。続いて、ステップS23において、制御部51は、図3のステップS14において測定部11が送信した通常モードによる測定データを受信したか否かを判定する。
As shown in FIG. 4, in step S21, the
通常モードによる測定データを受信すると、ステップS24において、制御部51は、通常モードによる測定データに基づいて、単位体積あたりの粒子群G3の数が、閾値th1以上であるか否かを判定する。粒子群G3とは、後述するマラリア感染赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群のことである。粒子群G3については、追って図5(b)を参照して説明する。なお、閾値th1は、100以上500以下で設定され、たとえば100に設定される。閾値th1は、オペレータにより入力部54を介して変更可能である。ステップS24において、制御部51は、粒子群G3の数が、所定の閾値以上であるか否かを判定してもよい。
Upon receiving the measurement data in the normal mode, in step S24, the
単位体積あたりの粒子群G3の数が閾値th1以上である場合、ステップS25において、制御部51は、終了指示を測定部11に送信し、処理をステップS26に進める。これにより、図3のステップS16でYESと判定され、図3に示した測定部11の処理が終了する。他方、単位体積あたりの粒子群G3の数が閾値th1未満である場合、ステップS28において、制御部51は、3倍計数モードの開始指示を測定部11に送信する。これにより、図3のステップS15においてYESと判定され、図3のステップS17〜S19の処理が実行される。続いて、ステップS29において、制御部51は、図3のステップS19において測定部11が送信した3倍計数モードによる測定データを受信したか否かを判定する。3倍計数モードによる測定データを受信すると、制御部51は、処理をステップS26に進める。
When the number of particle swarms G3 per unit volume is equal to or greater than the threshold value th1, in step S25, the
ここで、単位体積あたりの粒子群G3の数が閾値th1未満である場合に、通常モードによる測定データに基づいて、後述する判定処理において、たとえば「マラリア陰性」との判定が安易に行われるのは好ましくない。被検者がマラリアに罹患している場合でも、この被検者の血液検体中のマラリア感染赤血球が少ないことがある。この場合、「マラリア陰性」との判定が行われると、偽陰性が生じることになる。また、治療によりマラリア感染赤血球が徐々に減る場合でも、完全にマラリア感染赤血球がなくなるまでモニタリングすることが重要である。 Here, when the number of particle swarms G3 per unit volume is less than the threshold value th1, for example, "malaria negative" is easily determined in the determination process described later based on the measurement data in the normal mode. Is not preferable. Even if a subject has malaria, there may be few malaria-infected red blood cells in the subject's blood sample. In this case, if a determination of "malaria negative" is made, a false negative will occur. It is also important to monitor until the malaria-infected red blood cells are completely eliminated, even if the treatment gradually reduces the malaria-infected red blood cells.
したがって、粒子群G3の数が少ない場合に、制御部51は、さらに3倍計数モードによる測定データを取得し、取得した3倍計数モードによる測定データを用いて後述する分析処理を行う。これにより、通常のモードで取得される血球数の約3倍の血球数に基づく第1情報および第2情報を用いて分析処理が行われるため、得られた分析結果は、測定試料の偏り等に左右されにくくなり、血液検体の状態を適正に反映したものとなる。よって、低い精度のマラリアの分析結果が出力されることを防止できる。
Therefore, when the number of particle group G3 is small, the
続いて、ステップS26において、制御部51は、分析処理を行う。分析処理については、追って図5(a)を参照して説明する。ステップS27において、制御部51は、ステップS26の分析処理により得られた分析結果を出力部53に出力する。具体的には、制御部51は、血球の数、スキャッタグラム、度数分布図、判定結果、信頼度を示す情報等を、分析結果として表示部53aに表示する。表示部53aに表示される画面については、追って図10を参照して説明する。なお、制御部51は、これらの情報を、血液分析装置10とは別の装置に出力してもよい。また、制御部51は、血球の数および判定結果等を、音声出力部53bから音声により出力してもよい。
Subsequently, in step S26, the
図4に示す処理が終了すると、制御部51は、処理をステップS21に戻し、後続する検体容器がある場合、ステップS21でYESと判定し、後続する血液検体についてもステップS22以降の処理を同様に行う。後続する検体容器がない場合、制御部51は、再度開始指示を受け付けるまで処理をステップS21において待機させる。
When the process shown in FIG. 4 is completed, the
次に、分析処理について図5(a)のフローチャートを参照して説明する。 Next, the analysis process will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 (a).
以下のステップS101、S102において、制御部51は、3倍計数モードによる測定データを受信していない場合、通常モードによる測定データを用いて計数を行い、3倍計数モードによる測定データを受信した場合、3倍計数モードによる測定データを用いて計数を行う。
In the following steps S101 and S102, when the
図5(a)に示すように、ステップS101において、制御部51は、測定データに含まれる第2情報、すなわち電気抵抗式検出部42による第2測定で得られた第2情報に基づいて血球を計数する。具体的には、制御部51は、赤血球と血小板を計数する。ステップS102において、制御部51は、測定データに含まれる第1情報、すなわち光学検出部41による第1測定で得られた第1情報に基づいて血球を計数する。具体的には、制御部51は、白血球、マラリア非感染赤血球、マラリア感染赤血球、シングルリングフォーム赤血球、およびマルチリングフォーム赤血球を計数する。
As shown in FIG. 5A, in step S101, the
ここで、図5(b)を参照して、ステップS102における血球の計数について説明する。 Here, the counting of blood cells in step S102 will be described with reference to FIG. 5 (b).
図5(b)に示すスキャッタグラム200において、縦軸は前方散乱光強度を示し、横軸は蛍光強度を示す。第1測定において検出された各粒子は、各粒子に対応付けられた前方散乱光強度および蛍光強度に基づいて、スキャッタグラム200にプロットされる。
In the
スキャッタグラム200において、白血球は、前方散乱光強度および蛍光強度が大きい領域201に概ね分布する。マラリア非感染赤血球は、白血球より小さく、第1希釈液によって収縮されている。また、マラリア非感染赤血球は、蛍光色素によってほぼ染色されていない。したがって、マラリア非感染赤血球は、領域202に概ね分布する。領域202の前方散乱光強度は、白血球に対応する領域201よりも小さい。領域202の蛍光強度は、領域201よりも小さい。
In the
マラリア感染赤血球も、白血球より小さく、第1希釈液によって収縮されている。また、マラリア感染赤血球は、マラリア原虫を内部に保持しているため蛍光色素によって染色されている。したがって、マラリア感染赤血球は、領域203に概ね分布する。領域203の前方散乱光強度は、白血球に対応する領域201よりも小さい。領域203の蛍光強度は、マラリア非感染赤血球に対応する領域202よりも大きく、白血球に対応する領域201よりも小さい。
Malaria-infected erythrocytes are also smaller than leukocytes and are contracted by the first diluent. In addition, malaria-infected erythrocytes are stained with a fluorescent dye because they retain Plasmodium malaria inside. Therefore, malaria-infected erythrocytes are generally distributed in
マラリア感染赤血球は、内部にマラリア原虫を保持した状態で収縮しているため、マラリア感染赤血球のサイズは、内部に保持するマラリア原虫の形態に応じた大きさになる。したがって、シングルリングフォーム赤血球およびマルチリングフォーム赤血球のサイズは、他の形態のマラリア原虫に感染した赤血球よりも概ね小さく、シングルリングフォーム赤血球のサイズとマルチリングフォーム赤血球のサイズは、同程度である。また、マルチリングフォーム赤血球は、複数のマラリア原虫を内部に保持するため、マルチリングフォーム赤血球の蛍光強度は、シングルリングフォーム赤血球よりも大きい。よって、シングルリングフォーム赤血球は、領域204に概ね分布し、マルチリングフォーム赤血球は、領域205に概ね分布する。領域204、205は、マラリア感染赤血球に対応する領域203に含まれる。領域204、205は、互いに重ならず横軸方向に隣り合っており、領域203内において左端に位置する。領域205の蛍光強度は、領域204よりも大きい。
Since the malaria-infected erythrocytes are contracted while retaining the malaria protozoa inside, the size of the malaria-infected erythrocytes becomes a size according to the morphology of the malaria protozoa retained inside. Therefore, the size of single-ring foam erythrocytes and multi-ring foam erythrocytes is generally smaller than that of erythrocytes infected with other forms of Plasmodium, and the size of single-ring foam erythrocytes and multi-ring foam erythrocytes are similar. Moreover, since the multi-ring foam erythrocytes retain a plurality of Plasmodium malaria inside, the fluorescence intensity of the multi-ring foam erythrocytes is higher than that of the single ring foam erythrocytes. Therefore, the single ring foam erythrocytes are generally distributed in the
なお、「第1領域の蛍光強度が第2領域より大きい」とは、第1領域の蛍光強度の最大値および最小値が、それぞれ第2領域の蛍光強度の最大値および最小値よりも大きいことを示す。「第1領域の蛍光強度が第2領域より小さい」とは、第1領域の蛍光強度の最大値および最小値が、それぞれ第2領域の蛍光強度の最大値および最小値よりも小さいことを示す。第1領域の前方散乱光強度および第2領域の前方散乱光強度の大小関係に関する表現についても、同様である。 In addition, "the fluorescence intensity of the first region is larger than that of the second region" means that the maximum value and the minimum value of the fluorescence intensity of the first region are larger than the maximum value and the minimum value of the fluorescence intensity of the second region, respectively. Is shown. "The fluorescence intensity of the first region is smaller than that of the second region" means that the maximum and minimum values of the fluorescence intensity of the first region are smaller than the maximum and minimum values of the fluorescence intensity of the second region, respectively. .. The same applies to the expressions relating to the magnitude relationship between the forward scattered light intensity in the first region and the forward scattered light intensity in the second region.
ステップS102の処理において、制御部51は、測定データの蛍光強度および散乱光強度に基づいて血球を計数する。具体的には、制御部51は、白血球が現れる範囲に含まれる粒子群G1と、マラリア非感染赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群G2と、マラリア感染赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群G3と、シングルリングフォーム赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群G4と、マルチリングフォーム赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群G5と、を特定する。スキャッタグラム200において、白血球が現れる範囲は領域201に対応し、マラリア非感染赤血球が現れる範囲は領域202に対応し、マラリア感染赤血球が現れる範囲は領域203に対応し、シングルリングフォーム赤血球が現れる範囲は領域204に対応し、マルチリングフォーム赤血球が現れる範囲は領域205に対応する。そして、制御部51は、特定した各粒子群の数を計数することにより、各血球の数を取得する。
In the process of step S102, the
ステップS102の血球の計数において、制御部51は、スキャッタグラムの作成および領域の設定を行わず、スキャッタグラムの作成および領域の設定を行う場合と同様の手順に沿ったデータ処理によって血球の計数を行う。しかしながら、これに限らず、制御部51は、スキャッタグラムを作成し、作成したスキャッタグラムに血球が分布する領域を設定し、設定した領域に含まれる血球を計数してもよい。なお、制御部51は、血球を計数する目的ではスキャッタグラムを作成しないが、後述する画面を表示部53aに表示する際にはスキャッタグラムを作成する。
In the blood cell counting in step S102, the
なお、スキャッタグラム200に、ガメトサイト、トロフォゾイト、およびシゾントに対応する領域が設定されてもよい。この場合、ステップS102において、制御部51は、ガメトサイトが現れる範囲に含まれる粒子群の数、トロフォゾイトが現れる範囲に含まれる粒子群の数、およびシゾントが現れる範囲に含まれる粒子群の数を計数してもよい。
The
続いて、ステップS103において、制御部51は、図6を参照して後述する判定処理を行う。判定処理により、対象となる血液検体についてマラリアの有無が判定される。こうして分析処理が終了する。
Subsequently, in step S103, the
ここで、発明者らは、マラリアに罹患していない被検者から採取した血液検体において、マラリア感染赤血球に対応する領域203に粒子が分布する場合があることを見いだした。また、発明者らは、マラリアに罹患していない被検者から採取した血液検体において、領域203に分布する粒子は、アポトーシス小体や、ハウウェルジョリー小体を含む赤血球などを含むことを見いだした。アポトーシス小体は、細胞外小胞の一種である。ハウウェルジョリー小体は、核酸の封入体の一種である。また、発明者らは、アポトーシス小体と、ハウウェルジョリー小体を含む赤血球とが、シングルリングフォーム赤血球に対応する領域204から、蛍光強度および前方散乱光強度が大きくなる方向へと分布することを見いだした。
Here, the inventors have found that in a blood sample collected from a subject not suffering from malaria, particles may be distributed in the
発明者らが、領域203にアポトーシス小体とハウウェルジョリー小体を含む赤血球とが分布することを見いだした経緯については、追って図12(a)〜図15を参照して説明する。
The process by which the inventors have found that apoptotic bodies and erythrocytes containing Howell-Jolly bodies are distributed in the
このようにアポトーシス小体またはハウウェルジョリー小体を含む赤血球が領域203に分布する場合、たとえば領域203に粒子が分布することを理由にマラリア陽性との判定が行われると、偽陽性が生じるおそれがある。そこで、発明者らは、蛍光強度に対する度数分布のばらつきに基づいて、マラリア感染赤血球が含まれるか否かを判定することを考えた。以下、図6に示す判定処理では、アポトーシス小体またはハウウェルジョリー小体を含む赤血球が領域203に分布する場合にマラリア陽性との誤った判定が抑制されるよう、マラリアの判定処理が行われる。
When erythrocytes containing apoptotic bodies or Howell-Jolly bodies are distributed in
図6に示すように、ステップS111において、制御部51は、単位体積あたりの粒子群G3の数が、閾値th11以上であるか否かを判定する。粒子群G3は、図5(b)に示したように、マラリア感染赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群のことである。単位体積あたりの粒子群G3の数は、たとえば、取得した粒子群G3の数を、第1情報の取得の間にフローセル101に流された第1測定試料の体積で除算したものである。閾値th11は、単位体積あたりの粒子群G3の数に基づいて、対象となる血液検体について「マラリア陰性」と判定できるように設定される。閾値th11は、たとえば200に設定される。
As shown in FIG. 6, in step S111, the
なお、ステップS111において、除算に用いる体積は、第1測定試料の体積に代えて、第1測定試料の体積に対応する血液検体の体積であってもよい。ステップS111において、制御部51は、粒子群G3の数が、所定の閾値以上であるか否かを判定してもよい。また、閾値th11は、オペレータにより入力部54を介して変更可能である。後述する閾値th12、th13と、実施形態2、3で後述する閾値th21、th22、th23、th31、th32についても、同様にオペレータにより入力部54を介して変更可能である。これにより、オペレータは、各判定ステップにおける判定を微調整できる。
In step S111, the volume used for division may be the volume of the blood sample corresponding to the volume of the first measurement sample instead of the volume of the first measurement sample. In step S111, the
単位体積あたりの粒子群G3の数が閾値th11未満であると、ステップS112において、制御部51は、対象となる血液検体について「マラリア陰性」と判定し、判定結果を記憶部52に記憶する。そして、制御部51は、判定処理を終了させる。
When the number of the particle group G3 per unit volume is less than the threshold value th11, in step S112, the
他方、単位体積あたりの粒子群G3の数が閾値th11以上であると、ステップS113において、制御部51は、対象となる血液検体について「マラリア陽性?」と判定し、判定結果を記憶部52に記憶する。「マラリア陽性?」の判定結果は、対象となる血液検体にマラリア感染赤血球が含まれる可能性が高いが、対象となる血液検体を「マラリア陽性」と判定することは困難である状態を示す。
On the other hand, when the number of particle swarms G3 per unit volume is equal to or greater than the threshold value th11, in step S113, the
続いて、ステップS114において、制御部51は、単位体積あたりの粒子群G4の数が、閾値th12以上であるか否かを判定する。粒子群G4は、図5(b)に示したように、シングルリングフォーム赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群のことである。単位体積あたりの粒子群G4の数は、たとえば、取得した粒子群G4の数を、第1情報の取得の間にフローセル101に流された第1測定試料の体積で除算したものである。閾値th12は、単位体積あたりの粒子群G4の数に基づいて、対象となる血液検体について、シングルリングフォーム赤血球に対応する領域204にマラリア感染赤血球が分布しているか否かを判定できるように設定される。閾値th12は、たとえば150に設定される。
Subsequently, in step S114, the
なお、ステップS114において、除算に用いる体積は、第1測定試料の体積に代えて、第1測定試料の体積に対応する血液検体の体積であってもよい。ステップS114において、制御部51は、粒子群G4の数が、所定の閾値以上であるか否かを判定してもよい。また、ステップS114の処理は、省略することもできる。ただし、マラリア原虫に感染している血液検体の場合、特に領域204に粒子が多く分布することから、ステップS114において、粒子群G4の数に関する判定を行うのが望ましい。
In step S114, the volume used for division may be the volume of the blood sample corresponding to the volume of the first measurement sample instead of the volume of the first measurement sample. In step S114, the
単位体積あたりの粒子群G4の数が閾値th12未満であると、制御部51は、判定処理を終了させる。この場合、判定結果は、ステップS113で記憶された「マラリア陽性?」となる。
When the number of particle swarms G4 per unit volume is less than the threshold value th12, the
他方、単位体積あたりの粒子群G4の数が閾値th12以上であると、ステップS115において、制御部51は、粒子群G4の蛍光強度に対する度数分布のばらつきを示す値を算出する。具体的には、ステップS115において、制御部51は、粒子群G4の蛍光強度に対する度数分布の変動係数を算出する。なお、ステップS115で算出される度数分布のばらつきを示す値は、変動係数に限らず、標準偏差や、度数分布図の半値幅であってもよい。
On the other hand, when the number of the particle group G4 per unit volume is equal to or greater than the threshold value th12, in step S115, the
ステップS115の変動係数の算出において、制御部51は、度数分布図を作成せず、度数分布図を作成する場合と同様の手順に沿ったデータ処理によって変動係数を算出する。しかしながら、これに限らず、制御部51は、度数分布図を作成して変動係数を算出してもよい。なお、制御部51は、変動係数を算出する目的では度数分布図を作成しないが、後述する画面を表示部53aに表示する際には度数分布図を作成し、作成した度数分布図を表示部53aに表示させる。
In the calculation of the coefficient of variation in step S115, the
なお、ステップS115で算出するばらつきを示す値は、蛍光強度以外の光の強度に対する度数分布のばらつきを示す値でもよい。また、ステップS115で算出するばらつきを示す値は、1軸の分布のばらつきを示す値に限らず、2軸や3軸の分布のばらつきを示す値でもよく、たとえば、スキャッタグラム200上の分布のばらつきでもよい。また、スキャッタグラム200は、蛍光強度と前方散乱光強度に限らず、他の光の強度の組み合わせに基づいて作成されてもよい。
The value indicating the variation calculated in step S115 may be a value indicating the variation of the frequency distribution with respect to the intensity of light other than the fluorescence intensity. Further, the value indicating the variation calculated in step S115 is not limited to the value indicating the variation of the one-axis distribution, and may be a value indicating the variation of the two-axis or three-axis distribution. For example, the value of the distribution on the
続いて、ステップS116において、制御部51は、ステップS115で算出した変動係数が閾値th13未満であるか否かを判定する。閾値th13は、変動係数に基づいて、対象となる血液検体について「マラリア陽性」と判定できるように設定される。閾値th13は、たとえば10%に設定される。
Subsequently, in step S116, the
ここで、シングルリングフォーム赤血球が有する核酸量は略所定量となることに対し、アポトーシス小体が有する核酸量およびハウウェルジョリー小体を含む赤血球が有する核酸量は様々である。したがって、シングルリングフォーム赤血球に対応する領域204に粒子が分布する場合に、血液検体にマラリア感染赤血球が存在すると、粒子群G4に基づく度数分布のばらつきは小さくなり、血液検体にマラリア感染赤血球が存在しないと、粒子群G4に基づく度数分布のばらつきは大きくなる。よって、ステップS116において変動係数の大小を判定することにより、マラリア感染赤血球の有無を判定することが可能となる。
Here, the amount of nucleic acid contained in single ring foam erythrocytes is substantially a predetermined amount, whereas the amount of nucleic acid contained in apoptotic bodies and the amount of nucleic acids contained in erythrocytes including Howell-Jolly bodies vary. Therefore, when the particles are distributed in the
変動係数が閾値th13未満であると、ステップS117において、制御部51は、対象となる血液検体について「マラリア陽性」と判定し、判定結果を記憶部52に記憶する。そして、制御部51は、判定処理を終了させる。この場合、判定結果は、ステップS113で記憶された「マラリア陽性?」から、「マラリア陽性」に変更される。
If the coefficient of variation is less than the threshold value th13, in step S117, the
他方、変動係数が閾値th13以上であると、ステップS118において、制御部51は、「マラリア陽性?スキャッタ異常」と判定し、判定結果を記憶部52に記憶する。この場合の判定結果に含まれる「スキャッタ異常」は、マラリア原虫の感染に関する判定結果についての信頼度を示す情報である。具体的には、「スキャッタ異常」は、マラリアについての判定結果の信頼度が高いものではないことを示す情報である。そして、制御部51は、判定処理を終了させる。
On the other hand, when the coefficient of variation is the threshold value th13 or more, in step S118, the
なお、変動係数が閾値th13以上である場合、マラリア感染赤血球が存在する可能性は低いため、マラリア感染赤血球が存在しないという判定を行うことも可能である。ただし、この場合、単に「マラリア陰性」と判定するのではなく、「マラリア陰性、スキャッタ異常」と判定するのが望ましい。 When the coefficient of variation is the threshold value th13 or more, it is unlikely that malaria-infected erythrocytes are present, so it is possible to determine that malaria-infected erythrocytes are not present. However, in this case, it is desirable to determine "malaria negative, scatter abnormality" rather than simply determining "malaria negative".
次に、図7(a)〜図9(d)を参照して、具体的に10種類の検体について行われる判定について説明する。 Next, with reference to FIGS. 7 (a) to 9 (d), determinations made specifically for 10 types of samples will be described.
図7(a)、(b)は、マラリアに罹患した被検者から採取した血液検体に基づくスキャッタグラム200である。図7(c)、(d)は、培養マラリアに基づくスキャッタグラム200である。図8(a)、(b)は、Jurkat細胞に対してアポトーシスを誘導した場合のスキャッタグラム200である。図8(c)、(d)は、マラリアに罹患していない被検者から採取した血液検体に基づくスキャッタグラム200である。図9(a)、(b)は、マラリアに罹患していないマウスから採取した血液検体に基づくスキャッタグラム200である。いずれの場合も、領域202の左端に位置する粒子は、ノイズ成分であるとしてカットされている。
7 (a) and 7 (b) are
なお、マウスから採取した血液検体には、ハウウェルジョリー小体を含む赤血球が常に含まれている。以下の判定の説明では、ハウウェルジョリー小体を含む赤血球が含まれている人間の血液検体の一例として、マウスから採取した血液検体が用いられている。 The blood sample collected from the mouse always contains erythrocytes including Howell-Jolly bodies. In the following description of the determination, a blood sample collected from a mouse is used as an example of a human blood sample containing red blood cells containing Howell-Jolly bodies.
図7(a)〜(d)、図8(a)〜(d)、図9(a)、(b)に示す10種類の検体では、いずれの場合も、マラリア感染赤血球に対応する領域203およびシングルリングフォーム赤血球に対応する領域204に所定数の粒子が現れている。図7(a)〜(d)、図8(a)〜(d)、図9(a)、(b)における粒子群G4の数は、それぞれ、18768、8208、262、204、373、215、359、5923、4037、1147である。このため、図6に示す判定処理によれば、ステップS111、S114でYESと判定され、ステップS115において粒子群G4の蛍光強度に対する度数分布の変動係数が算出される。
In each of the 10 types of samples shown in FIGS. 7 (a) to (d), 8 (a) to (d), 9 (a), and (b), the
図7(e)〜(h)、図8(e)〜(h)、図9(c)、(d)は、それぞれ、図7(a)〜(d)、図8(a)〜(d)、図9(a)、(b)のスキャッタグラム200に基づいて作成された度数分布図300である。度数分布図300において、横軸は蛍光強度を示し、縦軸は頻度を示す。度数分布図300には、シングルリングフォーム赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群G3のみに基づく度数分布が示されている。度数分布図300は、最大となる頻度の値に基づいて正規化されている。
7 (e) to (h), 8 (e) to (h), 9 (c), and (d) are shown in FIGS. 7 (a) to 7 (d) and 8 (a) to 8 (d), respectively. d), FIG. 9 is a frequency distribution diagram 300 created based on the
図7(e)〜(h)の度数分布図300を参照すると、いずれの場合も度数分布の形状は尖った形状である。図7(e)〜(h)の変動係数は、それぞれ、7.3%、6.4%、7.4%、6.3%である。したがって、図7(e)〜(h)のいずれの場合も、図6のステップS116でYESと判定され、これらの検体について「マラリア陽性」と判定される。ここで、図7(e)〜(h)が示す検体は、上述したように、いずれもマラリアに感染した検体である。したがって、図6に示す判定処理によれば、これら4つの検体について、適正な判定結果である「マラリア陽性」の判定結果を得ることができることが分かる。 With reference to the frequency distribution diagrams 300 of FIGS. 7 (e) to 7 (h), the shape of the frequency distribution is a sharp shape in each case. The coefficients of variation of FIGS. 7 (e) to 7 (h) are 7.3%, 6.4%, 7.4%, and 6.3%, respectively. Therefore, in any of the cases of FIGS. 7 (e) to 7 (h), YES is determined in step S116 of FIG. 6, and these samples are determined to be “malaria positive”. Here, the samples shown in FIGS. 7 (e) to 7 (h) are all samples infected with malaria, as described above. Therefore, according to the determination process shown in FIG. 6, it can be seen that a determination result of "malaria positive", which is an appropriate determination result, can be obtained for these four samples.
一方、図8(e)〜(h)、図9(c)、(d)の度数分布図300を参照すると、いずれの場合も度数分布の形状は完全に尖った形状ではない。図8(e)〜(h)、図9(c)、(d)の変動係数は、それぞれ、19.6%、18.8%、25.1%、21.1%、16.5%、18.0%である。したがって、図8(e)〜(h)、図9(c)、(d)のいずれの場合も、図6のステップS116でNOと判定され、これらの検体について「マラリア陽性?スキャッタ異常」と判定される。ここで、図8(e)〜(h)、図9(c)、(d)が示す検体は、いずれもマラリアに感染していない検体である。したがって、図6に示す判定処理によれば、これら6つの検体について、誤って「マラリア陽性」と判定されることを防ぐことができることが分かる。 On the other hand, referring to the frequency distribution diagrams 300 of FIGS. 8 (e) to 8 (h), FIGS. 9 (c) and 9 (d), the shape of the frequency distribution is not completely sharp in any case. The coefficients of variation of FIGS. 8 (e) to 8 (h), 9 (c) and 9 (d) are 19.6%, 18.8%, 25.1%, 21.1% and 16.5%, respectively. , 18.0%. Therefore, in any of FIGS. 8 (e) to 8 (h), 9 (c), and (d), NO was determined in step S116 of FIG. 6, and these samples were classified as "malaria positive? Scatter abnormality". It is judged. Here, the samples shown in FIGS. 8 (e) to 8 (h), 9 (c), and (d) are all samples that are not infected with malaria. Therefore, according to the determination process shown in FIG. 6, it can be seen that it is possible to prevent these six samples from being erroneously determined as “malaria positive”.
以上のように、図6に示す判定処理によれば、血液検体にマラリア感染赤血球が存在しない場合に領域203や領域204に粒子が現れていても、「マラリア陽性」との誤った判定を回避して、「マラリア陽性?スキャッタ異常」との適正な判定を行うことができる。また、血液検体にマラリア感染赤血球が存在する場合、「マラリア陽性」との適正な判定を行うことができる。よって、偽陽性を抑制して高精度にマラリア原虫の感染の有無を判定できる。
As described above, according to the determination process shown in FIG. 6, even if particles appear in
また、人間がマラリアに罹患した場合、脾臓の機能が低下することにより、血液検体にはハウウェルジョリー小体を含む赤血球が常に含まれる状態となり得る。この場合、血液検体にはマラリア感染赤血球とハウウェルジョリー小体を含む赤血球の両方が存在することになるが、図6のステップS111においてYESと判定されるため、判定結果が「マラリア陰性」となることが回避される。 In addition, when a human suffers from malaria, the function of the spleen is reduced, so that the blood sample may always contain red blood cells including Howell-Jolly bodies. In this case, both malaria-infected erythrocytes and erythrocytes containing Howell-Jolly bodies are present in the blood sample, but since it is determined to be YES in step S111 of FIG. 6, the determination result is "malaria negative". Is avoided.
次に、図4のステップS27で表示部53aに表示される画面60について説明する。
Next, the
図10に示すように、画面60は、リスト領域61、62と、コメント領域63と、スキャッタグラム200と、度数分布図300と、を備える。リスト領域61は、白血球、赤血球、および血小板等の計数結果をリスト形式で表示する。リスト領域62は、マラリア感染赤血球の計数結果と、マラリア感染赤血球比率とを表示する。マラリア感染赤血球比率は、図5(b)に示すマラリア感染赤血球に対応する領域203内の血球数を、図5(a)のステップS101で取得された赤血球数で除算したものである。
As shown in FIG. 10, the
コメント領域63は、図6の判定処理で得られた判定結果を表示する。具体的には、図6のステップS112が実行された場合、コメント領域63には特に何も表示されない。なお、この場合でも、コメント領域63に「マラリア陰性」が表示されてもよい。図6のステップS114でNOと判定された場合、コメント領域63には「マラリア陽性?」が表示される。図6のステップS117が実行された場合、コメント領域63には「マラリア陽性」が表示される。図6のステップS118が実行された場合、図10に例示されるように、コメント領域63には「マラリア陽性?スキャッタグラム異常」が表示される。
The
コメント領域63に「マラリア陽性」または「マラリア陰性」が表示されると、医師等は、被検者がマラリアに罹患しているか否かの判断、および、治療中の被検者においてマラリアが完治したか否かの判断を行うことができる。また、コメント領域63に「マラリア陽性?」が表示されると、医師等は、被検者がマラリアに罹患している可能性があることを知ることができる。この場合、医師等は、血液検体を顕微鏡で確認するなどのさらなる検査を行うことができる。
When "malaria positive" or "malaria negative" is displayed in the
また、コメント領域63に「スキャッタ異常」が表示されると、医師等は、マラリアの有無についての判定結果の信頼度が高くないことを知ることができる。また、医師等は、スキャッタグラム200の領域203に、マラリア感染赤血球以外の粒子、たとえば細胞外小胞や核酸の封入体を含む赤血球が分布している可能性があることを知ることができる。この場合、医師等は、血液検体を顕微鏡で確認するなどのさらなる検査を行うことができる。また、画面60にスキャッタグラム200と度数分布図300が表示されることにより、医師等は、血液検体の状態を迅速かつ詳細に把握できる。
Further, when "scatter abnormality" is displayed in the
次に、発明者らが行った判定処理の検証ついて説明する。 Next, the verification of the determination process performed by the inventors will be described.
発明者らは、図6に示す実施形態1の判定処理において、ステップS114を省略し、ステップS118において「マラリア陰性」と判定するよう変更したものを、検証例1の判定処理とした。すなわち、検証例1の判定処理では、ステップS111、S116の両方の判定がYESとなる場合に、判定結果が「マラリア陽性」とされ、ステップS111、S116のいずれか一方の判定がNOとなる場合に、判定結果が「マラリア陰性」とされた。 In the determination process of the first embodiment shown in FIG. 6, the inventors omit step S114 and change the determination process to determine “malaria negative” in step S118 as the determination process of Verification Example 1. That is, in the determination process of Verification Example 1, when the determination in both steps S111 and S116 is YES, the determination result is "malaria positive", and the determination in either step S111 or S116 is NO. The judgment result was "malaria negative".
また、発明者らは、図6に示す実施形態1の判定処理において、ステップS114〜S118を省略し、ステップS113において「マラリア陽性」と判定するよう変更したものを、検証例2の判定処理とした。すなわち、検証例2の判定処理では、ステップS111の判定がYESとなる場合に、判定結果が「マラリア陽性」とされ、ステップS111の判定がNOとなる場合に、判定結果が「マラリア陰性」とされた。 Further, in the determination process of the first embodiment shown in FIG. 6, the inventors omit steps S114 to S118 and change the determination process to determine “malaria positive” in step S113, which is referred to as the determination process of Verification Example 2. did. That is, in the determination process of Verification Example 2, when the determination in step S111 is YES, the determination result is "malaria positive", and when the determination in step S111 is NO, the determination result is "malaria negative". Was done.
発明者らは、マラリア陽性の検体を27個、マラリア陰性の検体を130個用意し、これらの検体に基づいて第1測定試料を調製し、調製した第1測定試料を光学検出部41により測定した。そして、発明者らは、第1測定により得られた測定データを用いて、図5(a)に示す分析処理を行い、上記のように設定した検証例1、2の判定処理によりマラリアの判定を行った。検証例1、2の判定処理により得られたマラリアの判定結果に基づいて、発明者らは、適正にマラリアの判定が行われたか否かを検証した。なお、この検証では、自動分画アルゴリズムを用いて、図5(b)に示すスキャッタグラム200の領域が検体ごとに微調整された。また、この検証では、ステップS111の閾値th11が30、ステップS116の閾値th13が20%に設定された。
The inventors prepared 27 malaria-positive samples and 130 malaria-negative samples, prepared a first measurement sample based on these samples, and measured the prepared first measurement sample by the
図11(a)に示すように、検証例1によれば、マラリア陽性の27個の検体が、全て適正にマラリア陽性と判定された。また、マラリア陰性の検体130個のうち、2個の検体が、誤ってマラリア陽性と判定されたものの、128個の検体が、適正にマラリア陰性と判定された。この結果から、検証例1では、感度は27/27=100%となり、特異度は128/130=98.5%となった。 As shown in FIG. 11A, according to Verification Example 1, all 27 malaria-positive samples were properly determined to be malaria-positive. Of the 130 malaria-negative samples, 2 were erroneously determined to be malaria-positive, but 128 were properly determined to be malaria-negative. From this result, in Verification Example 1, the sensitivity was 27/27 = 100% and the specificity was 128/130 = 98.5%.
続いて、図11(b)に示すように、検証例2によれば、マラリア陽性の27個の検体が、全て適正にマラリア陽性と判定された。また、マラリア陰性の検体130個のうち、48個の検体が、適正にマラリア陰性と判定されたものの、82個の検体が、誤ってマラリア陽性と判定された。この結果から、検証例2では、感度は27/27=100%となり、特異度は48/130=36.9%となった。 Subsequently, as shown in FIG. 11B, according to Verification Example 2, all 27 malaria-positive samples were properly determined to be malaria-positive. Of the 130 malaria-negative samples, 48 were properly determined to be malaria-negative, but 82 were erroneously determined to be malaria-positive. From this result, in Verification Example 2, the sensitivity was 27/27 = 100% and the specificity was 48/130 = 36.9%.
図11(a)、(b)の結果から、検証例1の判定処理によれば、検証例2の判定処理に比べて、特異度を大幅に向上できることが分かった。したがって、実施形態1の図6に示す判定処理によれば、ステップS111の判定に加えて、変動係数を用いたステップS116の判定が行われるため、特異度を向上させて偽陽性を抑制できるといえる。 From the results of FIGS. 11A and 11B, it was found that the determination process of Verification Example 1 can significantly improve the specificity as compared with the determination process of Verification Example 2. Therefore, according to the determination process shown in FIG. 6 of the first embodiment, in addition to the determination in step S111, the determination in step S116 using the coefficient of variation is performed, so that the specificity can be improved and false positives can be suppressed. I can say.
<核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞についての考察>
発明者らが、図5(b)に示すマラリア感染赤血球に対応する領域203に、細胞外小胞の一種であるアポトーシス小体と、核酸の封入体の一種であるハウウェルジョリー小体を含む赤血球とが分布することを見いだした経緯について説明する。核酸の封入体を含む赤血球とは、細胞の内部で核酸が凝集して残った核酸の封入体を含む赤血球である。なお、網赤血球においては、内部に存在するRNAは網赤血球内で分散しており、核酸は凝集体としては存在しない。したがって、網赤血球は、核酸の封入体を含む赤血球とは異なるものである。
<Discussion on erythrocytes containing nucleic acid inclusion bodies and extracellular vesicles>
The inventors have included an apoptotic body, which is a type of extracellular vesicle, and a Howell-Jolly body, which is a type of nucleic acid inclusion body, in the
まず、発明者らは、マラリア感染赤血球に対応する領域203に粒子が分布する場合にマラリアの判定結果を陽性とする判定方法を調査したところ、被検者がマラリアに罹患していないにもかかわらずマラリアの判定結果が陽性となる、いわゆる偽陽性がまれに生じることを見いだした。すなわち、発明者らは、被検者がマラリアに罹患していない場合でも、マラリア感染赤血球に対応する領域203に粒子が分布する場合があることを見いだした。
First, the inventors investigated a method for determining that a malaria determination result is positive when particles are distributed in the
次に、発明者らは、被検者がマラリアに罹患していないにもかかわらず領域203に粒子が分布する事象について、以下に示すような観察および実験を行った。
Next, the inventors conducted the following observations and experiments on the event that the particles were distributed in the
発明者らは、被検者がマラリアに罹患していないにもかかわらず領域203に粒子が分布する血液検体、すなわち偽陽性を生じる血液検体を、顕微鏡により観察した。
The inventors observed under a microscope a blood sample in which particles were distributed in
図12(a)は、偽陽性を生じる血液検体に基づいて作成されたスキャッタグラム200である。図12(a)に示すように、領域203に分布する粒子群は、原点から斜め方向に分布している。すなわち、領域203に分布する粒子群は、蛍光強度と前方散乱光強度とが比例の関係にある直線に沿って分布している。図12(b)は、図12(a)に示す血液検体を、顕微鏡により観察した結果を示す画像である。図12(b)に示すように、この血液検体中には、赤血球、白血球、血小板に混じって、赤血球、白血球、血小板のいずれとも異なり、かつ、血小板程度の大きさの粒子が存在することが分かった。発明者らは、この粒子が細胞外小胞である可能性が高いと考えた。
FIG. 12 (a) is a
図13(a)は、偽陽性を生じる他の血液検体に基づいて作成されたスキャッタグラム200である。図13(a)に示すように、この血液検体においても、領域203に分布する粒子群は、原点から斜め方向に分布している。図13(b)、(c)は、図13(a)に示す血液検体を、顕微鏡により観察した結果を示す画像である。図13(b)、(c)に示すように、この血液検体にも、赤血球、白血球、血小板に混じって、細胞外小胞と考えられる粒子が存在した。
FIG. 13 (a) is a
図12(a)〜図13(c)に示す結果から、被検者がマラリアに罹患していないにもかかわらず領域203に粒子が分布する血液検体では、細胞外小胞と考えられる粒子が存在することが分かった。
From the results shown in FIGS. 12 (a) to 13 (c), in the blood sample in which the particles are distributed in the
また、発明者らは、Jurkat細胞に対してアポトーシスを誘導し、細胞外小胞の一種であるアポトーシス小体がスキャッタグラム200においてどのように出現するかを確認する実験を行った。この実験の条件は、以下のとおりである。
In addition, the inventors conducted an experiment to induce apoptosis in Jurkat cells and to confirm how apoptotic bodies, which are a type of extracellular vesicles, appear in
(Jurkat細胞)
・培地:10% FBS添加 RPMI1640培地
・細胞溶液:1×106/μL程度まで培養したJurkat細胞を培地で10倍希釈し、24時間培養
(アポトーシス誘導)
・誘導剤:Staurosporine 1μM
・Stock solution:250μg/500μL DMSO(1mM Staurosporine)
・1mM Staurosporineを培地で10倍希釈した100μM Staurosporine溶液を作成し、培養液に対して1/100量添加
(Jurkat cells)
・ Medium: RPMI1640 medium supplemented with 10% FBS ・ Cell solution: Jurkat cells cultured to about 1 × 10 6 / μL are diluted 10-fold with medium and cultured for 24 hours (apoptosis induction).
・ Inducer: Staurosporine 1 μM
-Stock solution: 250 μg / 500 μL DMSO (1 mM Staurosporine)
-Prepare a 100 μM Staurosporine solution obtained by diluting 1 mM Staurosporine 10-fold with a medium, and add 1/100 of the amount to the culture solution.
図14(a)は、アポトーシスを導入する前のJurkat細胞に基づいて作成されたスキャッタグラム200である。Jurkat細胞には、マラリア感染赤血球が存在しないため、図14(a)に示すように、スキャッタグラム200の領域203には粒子がほぼ分布しなかった。一方、図14(b)は、図14(a)に示すJurkat細胞に対してアポトーシスを誘導した後、4時間が経過したときのJurkat細胞に基づいて作成されたスキャッタグラム200である。
FIG. 14 (a) is a
ここで、アポトーシス反応は、アポトーシスの誘導後、時間をかけて進行することが知られている。図14(b)において原点から斜め方向に分布する粒子は、アポトーシスの誘導後に出現したことから、細胞外小胞の一種であるアポトーシス小体であるといえる。そして、図12(a)と図13(a)に示したスキャッタグラム200においても、図14(b)に示すアポトーシス小体の分布領域と同様の領域に、多数の粒子が分布していることが確認できた。
Here, it is known that the apoptotic reaction proceeds over time after the induction of apoptosis. Since the particles distributed diagonally from the origin in FIG. 14B appeared after the induction of apoptosis, it can be said that they are apoptotic bodies, which are a type of extracellular vesicles. Further, also in the
次に、発明者らは、被検者がマラリアに罹患していないにもかかわらず領域203に粒子が分布する血液検体として、図9(a)のスキャッタグラム200に示した血液検体を、顕微鏡により観察した。図9(a)の血液検体は、マラリアに罹患していないマウスから採取した血液検体である。
Next, the inventors microscopically used the blood sample shown in the
図15は、図9(a)に示したマウスの血液検体を、顕微鏡により観察した結果を示す画像である。図15に示すように、マウスの血液検体中には、通常の成熟した赤血球に混じって、ハウウェルジョリー小体を含む赤血球が存在した。また、マウスの血液検体に基づいて作成されたスキャッタグラム200においては、図9(a)に示したように、領域203に粒子が分布し、領域203に分布する粒子群は原点から斜め方向に分布した。以上のことから、発明者らは、被検者がマラリアに罹患していないにもかかわらず領域203に粒子が分布する人間の血液検体においても、ハウウェルジョリー小体を含む赤血球が存在する場合があると考えた。
FIG. 15 is an image showing the results of observing the mouse blood sample shown in FIG. 9A with a microscope. As shown in FIG. 15, red blood cells containing Howell-Jolly bodies were present in the blood sample of the mouse, mixed with normal mature red blood cells. Further, in the
以上のような観察および実験の結果から、発明者らは、アポトーシス小体およびハウウェルジョリー小体を含む赤血球が、蛍光強度および前方散乱光強度が比例する直線に沿って分布することを見いだした。また、発明者らは、被検者がマラリアに罹患していないにもかかわらずマラリア感染赤血球に対応する領域203に粒子が出現する場合、この粒子は、細胞外小胞の一種であるアポトーシス小体、または、核酸の封入体の一種であるハウウェルジョリー小体を含む赤血球を含むことを見いだした。
From the results of the above observations and experiments, the inventors have found that erythrocytes containing apoptotic bodies and Howell-Jolly bodies are distributed along a straight line in which fluorescence intensity and forward scattered light intensity are proportional. .. The inventors also found that when a particle appears in the
そして、発明者らは、領域204の粒子群G4の蛍光強度に対する度数分布のばらつきが、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞の少なくとも一方が領域204に分布する場合は大きくなり、マラリア感染赤血球が領域204に分布する場合は小さくなることを見いだした。
Then, the inventors have found that the variation in the frequency distribution with respect to the fluorescence intensity of the particle group G4 in the
マラリア感染赤血球が血液検体に含まれる場合、粒子群G4に基づく度数分布において、顕著に度数の高い山形状が1箇所だけ現れやすい。これに対し、偽陽性を生じる血液検体の場合には、粒子群G4に基づく度数分布において、核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞が広範囲の蛍光強度にわたって分布し、度数に大きな差が生じにくい。したがって、粒子群G4に基づいて蛍光強度に対する度数分布を作成すると、マラリア感染赤血球が血液検体に含まれる場合と、偽陽性を生じる血液検体の場合とで、度数分布のばらつきに大きな差ができる。よって、シングルリングフォーム赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群G4の度数分布のばらつきによれば、マラリア陽性の場合と、偽陽性の場合とを、明確に区別しやすくなる。 When malaria-infected erythrocytes are contained in the blood sample, a mountain shape having a remarkably high frequency is likely to appear in only one place in the frequency distribution based on the particle swarm G4. On the other hand, in the case of a blood sample that produces false positives, in the frequency distribution based on the particle group G4, erythrocytes or extracellular vesicles containing inclusion bodies of nucleic acids are distributed over a wide range of fluorescence intensities, and there is a large difference in frequency. Is unlikely to occur. Therefore, when the frequency distribution with respect to the fluorescence intensity is created based on the particle group G4, there is a large difference in the variation of the frequency distribution between the case where the malaria-infected erythrocytes are contained in the blood sample and the case where the blood sample causes false positives. Therefore, according to the variation in the frequency distribution of the particle group G4 included in the range in which the single ring foam erythrocytes appear, it becomes easy to clearly distinguish between the malaria positive case and the false positive case.
発明者らは、こうした発見に基づいて、偽陽性を抑制できるように、マラリアについての判定処理を図6に示すように構成した。 Based on these findings, the inventors configured the determination process for malaria as shown in FIG. 6 so that false positives could be suppressed.
なお、細胞外小胞とは、細胞から放出された小胞であり、有核細胞由来の微粒子と、有核ではない細胞由来の微粒子とを含む概念である。細胞外小胞としては、たとえば、エクソソーム、微小小胞体(MV:Microvesicles)、アポトーシス小体などが挙げられる。粒子の大きさを考慮すると、アポトーシス小体に加えて、微小小胞体の一部も、領域203に分布する可能性がある。核酸の封入体を含む赤血球は、ハウウェルジョリー小体、好塩基性斑点などを含む。言い換えれば、核酸の封入体は、ハウウェルジョリー小体および好塩基性斑点を含む概念である。好塩基性斑点も、核酸の封入体の一種である。ハウウェルジョリー小体を含む赤血球に加えて、好塩基性斑点を含む赤血球も、領域203に分布する可能性がある。したがって、上記のように粒子群G4の蛍光強度に対するばらつきを判定することにより、様々な細胞外小胞の有無の判定、および様々な核酸の封入体を含む赤血球の有無の判定も可能となり得る。
The extracellular vesicle is a vesicle released from a cell, and is a concept including fine particles derived from nucleated cells and fine particles derived from non-nucleated cells. Examples of extracellular vesicles include exosomes, microvesicles (MV), apoptotic bodies and the like. Given the particle size, in addition to apoptotic bodies, some microvesicles may also be distributed in
<実施形態2>
実施形態2では、判定処理において、マラリアの有無だけでなく、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞の少なくとも一方の有無についても判定される。実施形態2および後述する実施形態3において「核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞の少なくとも一方の有無を判定する」とは、核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞の有無を判定すること、すなわち核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞のうち少なくとも一方があるか否かを判定することを示す。実施形態2の判定処理は、図6に示した実施形態1の判定処理と比較して、判定内容が異なっているものの、図16に示すように、略同様に構成されている。実施形態2のその他の構成は、実施形態1と同様である。
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In the second embodiment, in the determination process, not only the presence or absence of malaria but also the presence or absence of at least one of erythrocytes containing nucleic acid inclusion bodies and extracellular vesicles is determined. In the second embodiment and the third embodiment described later, "determining the presence or absence of at least one of an erythrocyte containing a nucleic acid inclusion body and an extracellular vesicle" means that the erythrocyte containing the nucleic acid inclusion body or the extracellular vesicle is determined. Determining the presence or absence, that is, determining the presence or absence of at least one of erythrocytes containing inclusion bodies of nucleic acids and extracellular vesicles. The determination process of the second embodiment has substantially the same configuration as shown in FIG. 16, although the determination content is different from that of the determination process of the first embodiment shown in FIG. Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
図16に示すように、ステップS121において、制御部51は、単位体積あたりの粒子群G3の数が、閾値th21以上であるか否かを判定する。粒子群G3は、図5(b)に示したように、マラリア感染赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群のことである。閾値th21は、単位体積あたりの粒子群G3の数に基づいて、対象となる血液検体について「マラリア陰性、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞なし」と判定できるように設定される。閾値th21は、たとえば、図6のステップS111の閾値th11と同じ値に設定される。
As shown in FIG. 16, in step S121, the
単位体積あたりの粒子群G3の数が閾値th21未満であると、ステップS122において、制御部51は、対象となる血液検体について「マラリア陰性、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞なし」と判定し、判定結果を記憶部52に記憶する。そして、制御部51は、判定処理を終了させる。
When the number of particle groups G3 per unit volume is less than the threshold th21, in step S122, the
他方、単位体積あたりの粒子群G3の数が閾値th21以上であると、ステップS123において、制御部51は、対象となる血液検体について「マラリア陽性?核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?」と判定し、判定結果を記憶部52に記憶する。「マラリア陽性?核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?」の判定結果は、対象となる血液検体にマラリア感染赤血球と、核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞との少なくとも一方が含まれる可能性が高いが、どちらが含まれるかを判定することは困難である状態を示す。
On the other hand, when the number of particle swarms G3 per unit volume is equal to or greater than the threshold value th21, in step S123, the
続いて、ステップS124において、制御部51は、単位体積あたりの粒子群G4の数が、閾値th22以上であるか否かを判定する。粒子群G4は、図5(b)に示したように、シングルリングフォーム赤血球が現れる範囲に含まれる粒子群のことである。閾値th22は、単位体積あたりの粒子群G4の数に基づいて、対象となる血液検体について、シングルリングフォーム赤血球に対応する領域204にマラリア感染赤血球、核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞が分布しているか否かを判定できるように設定される。閾値th22は、たとえば、図6のステップS114の閾値th12と同じ値に設定される。
Subsequently, in step S124, the
単位体積あたりの粒子群G4の数が閾値th22未満であると、制御部51は、判定処理を終了させる。この場合、判定結果は、ステップS123で記憶された「マラリア陽性?核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?」となる。
When the number of particle swarms G4 per unit volume is less than the threshold value th22, the
他方、単位体積あたりの粒子群G4の数が閾値th22以上であると、ステップS125において、制御部51は、粒子群G4の蛍光強度に対する度数分布のばらつきを示す値を算出する。具体的には、ステップS125において、制御部51は、粒子群G4の蛍光強度に対する度数分布の変動係数を算出する。なお、ステップS125で算出される度数分布のばらつきを示す値は、変動係数に限らず、標準偏差や、度数分布図の半値幅であってもよい。
On the other hand, when the number of the particle group G4 per unit volume is equal to or greater than the threshold value th22, in step S125, the
続いて、ステップS126において、制御部51は、ステップS125で算出した変動係数が閾値th23未満であるか否かを判定する。閾値th23は、変動係数に基づいて、対象となる血液検体について「マラリア陽性」または「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」と判定できるように設定される。閾値th23は、たとえば、図6のステップS116の閾値th13と同じ値に設定される。
Subsequently, in step S126, the
変動係数が閾値th23未満であると、ステップS127において、制御部51は、対象となる血液検体について「マラリア陽性」と判定し、判定結果を記憶部52に記憶する。そして、制御部51は、判定処理を終了させる。この場合、判定結果は、ステップS123で記憶された「マラリア陽性?核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?」から、「マラリア陽性」に変更される。
If the coefficient of variation is less than the threshold value th23, in step S127, the
なお、ステップS127において、制御部51は、「マラリア陽性、核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?」と判定してもよい。「マラリア陽性、核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?」の判定結果は、対象となる血液検体にマラリア感染赤血球が存在すると判定できるが、核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞が存在すると判定することは困難である状態を示す。
In step S127, the
他方、変動係数が閾値th23以上であると、ステップS128において、制御部51は、「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」と判定し、判定結果を記憶部52に記憶する。そして、制御部51は、判定処理を終了させる。この場合、判定結果は、ステップS113で記憶された「マラリア陽性?核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?」から、「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」に変更される。
On the other hand, when the coefficient of variation is the threshold value th23 or more, in step S128, the
なお、ステップS128において、制御部51は、「マラリア陽性?核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」と判定してもよい。「マラリア陽性?核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」の判定結果は、対象となる血液検体に核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞が存在すると判定できるが、マラリア感染赤血球が存在すると判定することは困難である状態を示す。
In step S128, the
図17に示すように、実施形態2においても、図16に示す判定処理の結果が画面60に表示される。実施形態2の画面60は、図10に示した実施形態1の画面60と同様の構成を備える。
As shown in FIG. 17, also in the second embodiment, the result of the determination process shown in FIG. 16 is displayed on the
実施形態2においても、コメント領域63は、図16の判定処理で得られた判定結果を表示する。具体的には、図16のステップS122が実行された場合、コメント領域63には「マラリア陰性、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞なし」が表示される。図16のステップS124でNOと判定された場合、コメント領域63には「マラリア陽性?核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?」が表示される。この場合、「マラリア陽性?細胞外小胞?核酸の封入体を含む赤血球?」が表示されてもよい。図16のステップS127が実行された場合、コメント領域63には「マラリア陽性」が表示される。図16のステップS128が実行された場合、図17に例示されるように、コメント領域63には「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」が表示される。
Also in the second embodiment, the
コメント領域63に「マラリア陰性」、「マラリア陽性?」、「マラリア陽性」などが表示されると、医師等は、実施形態1と同様の判断を行うことができる。また、コメント領域63に「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?」、「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」、「細胞外小胞?」、「核酸の封入体を含む赤血球?」が表示されると、医師等は、たとえば、核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞に関連する可能性の所定の疾患を、被検者の状態を判断するための判断材料にできる。たとえば、医師等は、ハウウェルジョリー小体を含む赤血球が存在すると考える場合、脾臓の機能低下などを想定でき、好塩基性斑点を含む赤血球が存在すると考える場合、鉛中毒、ベンゾール中毒、悪性貧血などを想定できる。また、この場合、医師等は、血液検体を顕微鏡で確認するなどのさらなる検査を行うこともできる。
When "malaria negative", "malaria positive?", "Malaria positive" or the like is displayed in the
<実施形態3>
実施形態3では、判定処理において、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞の少なくとも一方の有無について判定される。上述したように、スキャッタグラム200において、マラリア感染赤血球に対応する領域203には、核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞が分布する場合がある。実施形態3では、図18に示すように、スキャッタグラム400において、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞に対応する領域403が設けられている。また、実施形態3の判定処理は、図19に示すように構成される。実施形態3のその他の構成は、実施形態1と同様である。
<Embodiment 3>
In the third embodiment, in the determination process, the presence or absence of at least one of erythrocytes containing inclusion bodies of nucleic acids and extracellular vesicles is determined. As described above, in the
図18に示すように、スキャッタグラム400は、スキャッタグラム200と同様の軸を備える。すなわち、スキャッタグラム400において、縦軸は前方散乱光強度を示し、横軸は蛍光強度を示す。
As shown in FIG. 18, the
スキャッタグラム400において、白血球は、実施形態1の領域201と同様の領域401に概ね分布する。マラリア非感染赤血球は、実施形態1の領域202と同様の領域402に概ね分布する。核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞は、白血球より小さく、内部に核酸成分を有するため蛍光色素によって染色されている。したがって、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞は、領域403に概ね分布する。領域403の前方散乱光強度は、白血球に対応する領域401よりも小さい。領域403の蛍光強度は、マラリア非感染赤血球に対応する領域402によりも大きく、白血球に対応する領域401よりも小さい。また、図8(a)、(b)、図9(a)、(b)、図12(a)、図13(a)、および図14(b)に示したように、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞は、シングルリングフォーム赤血球に対応する実施形態1の領域204に重なるように分布する。したがって、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞に対応する領域403は、上記の領域204と重なるように設定される。
In the
また、領域403は、スキャッタグラム200に分布する核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞を含むように設定されればよいため、実施形態1の領域203に比べて、やや小さく設定されている。
Further, since the
実施形態3では、図5(a)のステップS102の処理において、測定データの蛍光強度および散乱光強度に基づいて、マラリア感染赤血球、シングルリングフォーム赤血球、およびマルチリングフォーム赤血球に代えて、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞が計数される。具体的には、制御部51は、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞が現れる範囲に含まれる粒子群G6を特定する。スキャッタグラム400において、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞が現れる範囲は、領域403に対応する。そして、制御部51は、特定した粒子群G6の数を計数することにより、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞の数を取得する。白血球の数の取得については、実施形態1と同様に行われる。
In the third embodiment, in the process of step S102 of FIG. 5A, instead of malaria-infected erythrocytes, single-ring foam erythrocytes, and multi-ring foam erythrocytes, nucleic acids are used based on the fluorescence intensity and scattered light intensity of the measured data. Red blood cells containing inclusion bodies and extracellular vesicles are counted. Specifically, the
図19に示すように、ステップS131において、制御部51は、単位体積あたりの粒子群G6の数が、閾値th31以上であるか否かを判定する。単位体積あたりの粒子群G6の数は、たとえば、取得した粒子群G6の数を、第1情報の取得の間にフローセル101に流された第1測定試料の体積で除算したものである。閾値th31は、単位体積あたりの粒子群G6の数に基づいて、対象となる血液検体について「核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞なし」と判定できるように設定される。閾値th31は、たとえば200に設定される。
As shown in FIG. 19, in step S131, the
単位体積あたりの粒子群G6の数が閾値th31未満であると、ステップS132において、制御部51は、対象となる血液検体について「核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞なし」と判定し、判定結果を記憶部52に記憶する。そして、制御部51は、判定処理を終了させる。
When the number of particle groups G6 per unit volume is less than the threshold th31, in step S132, the
他方、単位体積あたりの粒子群G6の数が閾値th31以上であると、ステップS133において、制御部51は、粒子群G6の蛍光強度に対する度数分布のばらつきを示す値を算出する。具体的には、ステップS133において、制御部51は、粒子群G6の蛍光強度に対する度数分布の変動係数を算出する。なお、ステップS133で算出される度数分布のばらつきを示す値は、変動係数に限らず、標準偏差や、度数分布図の半値幅であってもよい。
On the other hand, when the number of the particle group G6 per unit volume is equal to or greater than the threshold value th31, in step S133, the
ステップS133の変動係数の算出において、制御部51は、度数分布図を作成せず、度数分布図を作成する場合と同様の手順に沿ったデータ処理によって変動係数を算出する。しかしながら、これに限らず、制御部51は、度数分布図を作成して変動係数を算出してもよい。なお、制御部51は、変動係数を算出する目的では度数分布図を作成しないが、後述する画面を表示部53aに表示する際には度数分布図を作成し、作成した度数分布図を表示部53aに表示させる。
In the calculation of the coefficient of variation in step S133, the
なお、ステップS133において、制御部51は、粒子群G6に基づく変動係数に代えて、たとえば、蛍光強度が領域403の横軸方向の最小値から最大値までの範囲に含まれる粒子群の蛍光強度に対する度数分布の変動係数を算出してもよい。すなわち、ステップS133において、制御部51は、測定データに含まれる蛍光強度が所定の範囲にある粒子群に基づいて変動係数を算出してもよい。
In step S133, the
続いて、ステップS134において、制御部51は、ステップS133で算出した変動係数が閾値th32未満であるか否かを判定する。閾値th32は、変動係数に基づいて、対象となる血液検体について「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」と判定できるように設定される。なお、横軸方向において、実施形態3の領域403の幅は、図5(b)に示すシングルリングフォーム赤血球に対応する領域204の幅に比べて、大きく設定されている。したがって、閾値th32は、図6のステップS116の閾値th13よりも大きい値に設定される。閾値th32は、たとえば20%に設定される。
Subsequently, in step S134, the
ここで、血液検体にマラリア感染赤血球が存在すると、粒子群G6に基づく度数分布のばらつきは小さくなり、血液検体にマラリア感染赤血球が存在しないと、粒子群G6に基づく度数分布のばらつきは大きくなる。よって、ステップS134において変動係数の大小を判断することにより、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞の少なくとも一方の有無を判定することが可能となる。 Here, if the blood sample contains malaria-infected erythrocytes, the variation in the frequency distribution based on the particle group G6 becomes small, and if the blood sample does not contain the malaria-infected erythrocytes, the variation in the frequency distribution based on the particle group G6 becomes large. Therefore, by determining the magnitude of the coefficient of variation in step S134, it is possible to determine the presence or absence of at least one of the erythrocytes containing the inclusion bodies of nucleic acids and the extracellular vesicles.
変動係数が閾値th32以上であると、ステップS135において、制御部51は、「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」と判定し、判定結果を記憶部52に記憶する。そして、制御部51は、判定処理を終了させる。他方、変動係数が閾値th32未満であると、ステップS136において、制御部51は、対象となる血液検体について「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?スキャッタ異常」と判定し、判定結果を記憶部52に記憶する。
When the coefficient of variation is the threshold value th32 or more, in step S135, the
「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?」の判定結果は、対象となる血液検体に核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞が含まれる可能性が高いが、「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」と判定することは困難である状態を示す。この場合の判定結果に含まれる「スキャッタ異常」は、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞の少なくとも一方の有無に関する判定結果の信頼度を示す情報である。具体的には、「スキャッタ異常」は、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞の少なくとも一方の有無に関する判定結果の信頼度が高いものではないことを示す情報である。そして、制御部51は、判定処理を終了させる。なお、変動係数が閾値th32未満である場合、マラリア感染赤血球が存在する可能性は高いため、「マラリア陽性」と判定してもよい。
The judgment result of "Are there erythrocytes containing nucleic acid inclusion bodies or extracellular vesicles?" Is likely that the target blood sample contains erythrocytes containing nucleic acid inclusion bodies or extracellular vesicles. It indicates a state in which it is difficult to determine that "there are erythrocytes containing inclusion bodies of nucleic acids or extracellular vesicles". The "scatter abnormality" included in the determination result in this case is information indicating the reliability of the determination result regarding the presence or absence of at least one of the erythrocytes containing the inclusion bodies of nucleic acids and the extracellular vesicles. Specifically, the "scatter abnormality" is information indicating that the reliability of the determination result regarding the presence or absence of at least one of the erythrocytes containing the inclusion bodies of nucleic acids and the extracellular vesicles is not high. Then, the
なお、図19に示す判定処理において、マラリア感染赤血球が含まれない血液検体のみを対象とする場合、ステップS133、S134、S136が省略されてもよい。この場合、ステップS131においてYESと判定すると、ステップS135において、制御部51は、対象となる血液検体について「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」と判定する。
In the determination process shown in FIG. 19, when only blood samples containing no malaria-infected erythrocytes are targeted, steps S133, S134, and S136 may be omitted. In this case, if YES is determined in step S131, in step S135, the
次に、図20(a)〜図21(d)を参照して、具体的に6種類の検体について行われる判定について説明する。 Next, with reference to FIGS. 20 (a) to 21 (d), determinations made specifically for the six types of samples will be described.
図20(a)、(b)は、マラリアに罹患した被検者から採取した血液検体に基づくスキャッタグラム400である。図20(c)、(d)は、マラリアに罹患していない被検者から採取した血液検体に基づくスキャッタグラム400である。図21(a)、(b)は、マラリアに罹患していないマウスから採取した血液検体に基づくスキャッタグラム400である。いずれの場合も、領域402の左端に位置する粒子は、ノイズ成分であるとしてカットされている。
20 (a) and 20 (b) are
図20(a)〜(d)、図21(a)、(b)に示す6種類の検体では、いずれの場合も、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞に対応する領域403に所定数の粒子が現れている。図20(a)〜(d)、図21(a)、(b)における粒子群G6の数は、それぞれ、20134、8273、216、5193、1427、573である。このため、図19に示す判定処理によれば、ステップS131でYESと判定され、ステップS133において粒子群G6の蛍光強度に対する度数分布の変動係数が算出される。
In each of the six types of samples shown in FIGS. 20 (a) to 20 (d), 21 (a) and 21 (b), the
図20(e)〜(h)、図21(c)、(d)は、それぞれ、図20(a)〜(d)、図21(a)、(b)のスキャッタグラム400に基づいて作成された度数分布図500である。度数分布図500において、横軸は蛍光強度を示し、縦軸は頻度を示す。度数分布図500には、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞が現れる範囲に含まれる粒子群G6のみに基づく度数分布が示されている。度数分布図500は、最大となる頻度の値に基づいて正規化されている。
20 (e) to (h), 21 (c), and (d) are created based on the
図20(e)、(f)の度数分布図500を参照すると、いずれの場合も度数分布の形状は尖った形状である。図20(e)、(f)の変動係数は、それぞれ、16.5%、8.2%である。したがって、図20(e)、(f)のいずれの場合も、図19のステップS134でYESと判定され、これらの検体について「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?スキャッタ異常」と判定される。ここで、図20(e)、(f)が示す検体は、上述したように、いずれもマラリアに感染した検体である。また、マラリア感染赤血球の有無にかかわらず、血液検体に核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞が存在する場合と、いずれも存在しない場合の両方の可能性がある。したがって、図19に示す判定処理によれば、これら2つの検体について、核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞の有無を明確にした判定結果ではなく、「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?スキャッタ異常」の適正な判定結果を得ることができることが分かる。 With reference to the frequency distribution diagrams 500 of FIGS. 20 (e) and 20 (f), the shape of the frequency distribution is a sharp shape in each case. The coefficients of variation in FIGS. 20 (e) and 20 (f) are 16.5% and 8.2%, respectively. Therefore, in both cases of FIGS. 20 (e) and 20 (f), YES was determined in step S134 of FIG. 19, and for these samples, "Are there red blood cells or extracellular vesicles containing nucleic acid inclusion bodies? Scatter abnormality?" Is determined. Here, the samples shown in FIGS. 20 (e) and 20 (f) are all samples infected with malaria, as described above. In addition, with or without malaria-infected erythrocytes, blood samples may have erythrocytes or extracellular vesicles containing nucleic acid inclusions, or neither. Therefore, according to the determination process shown in FIG. 19, it is not the determination result that clarifies the presence or absence of the inclusion bodies of nucleic acids or the presence or absence of extracellular vesicles in these two samples, but "erythrocytes containing inclusion bodies of nucleic acids". , Or there are extracellular vesicles? Scatter abnormality ”can be obtained.
一方、図20(g)、(h)、図21(c)、(d)の度数分布図500を参照すると、いずれの場合も度数分布の形状は完全に尖った形状ではない。図20(g)、(h)、図21(c)、(d)の変動係数は、それぞれ、26.5%、22.3%、30.8%、32.0%である。したがって、図20(g)、(h)、図21(c)、(d)のいずれの場合も、図19のステップS134でNOと判定され、これらの検体について「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」と判定される。ここで、図20(g)、(h)、図21(c)、(d)が示す検体は、いずれもマラリアに感染していない検体である。したがって、図19に示す判定処理によれば、これら2つの検体について、「マラリア陽性」と判定されることなく、「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」の適正な判定結果を得ることができることが分かる。 On the other hand, referring to the frequency distribution diagram 500 of FIGS. 20 (g), 20 (h), 21 (c), and (d), the shape of the frequency distribution is not completely sharp in any case. The coefficients of variation of FIGS. 20 (g), 20 (h), 21 (c), and (d) are 26.5%, 22.3%, 30.8%, and 32.0%, respectively. Therefore, in any of FIGS. 20 (g), 20 (h), 21 (c), and (d), NO was determined in step S134 of FIG. , Or there are extracellular vesicles. " Here, the samples shown in FIGS. 20 (g), 20 (h), 21 (c), and (d) are all samples that are not infected with malaria. Therefore, according to the determination process shown in FIG. 19, the appropriate determination result of "there are erythrocytes containing nucleic acid inclusion bodies or extracellular vesicles" without being determined as "malaria positive" for these two samples. It turns out that you can get.
以上のように、図19に示す判定処理によれば、血液検体に核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞が存在し、かつ、マラリア感染赤血球が存在しない場合には、「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」の適正な判定を行うことができる。また、血液検体にマラリア感染赤血球が存在する場合、「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」との判定を行うのではなく、「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?スキャッタ異常」の適正な判定を行うことができる。 As described above, according to the determination process shown in FIG. 19, when erythrocytes containing inclusion bodies of nucleic acids or extracellular vesicles are present in the blood sample and erythrocytes infected with malaria are not present, the “nucleic acid Appropriate determination of "with erythrocytes containing inclusion bodies or extracellular vesicles" can be performed. In addition, when malaria-infected erythrocytes are present in the blood sample, instead of determining "erythrocytes containing inclusion bodies of nucleic acids or extracellular vesicles", "erythrocytes containing inclusion bodies of nucleic acids or extracellular erythrocytes" are not determined. Appropriate judgment of "Are there vesicles? Scatter abnormality" can be made.
図22に示すように、実施形態3においても、図19に示す判定処理の結果が画面60に表示される。実施形態3のリスト領域62は、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞の計数結果、すなわち図18の粒子群G6の計数結果を表示する。
As shown in FIG. 22, also in the third embodiment, the result of the determination process shown in FIG. 19 is displayed on the
実施形態3においても、コメント領域63は、図19の判定処理で得られた判定結果を表示する。具体的には、図19のステップS132が実行された場合、コメント領域63には「核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞なし」が表示される。図19のステップS136が実行された場合、コメント領域63には「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?スキャッタ異常」が表示される。この場合、「細胞外小胞?核酸の封入体を含む赤血球?スキャッタ異常」が表示されてもよい。図19のステップS135が実行された場合、図22に例示されるように、コメント領域63には「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」が表示される。
Also in the third embodiment, the
コメント領域63に「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり?」、「核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞あり」、「細胞外小胞?」、「核酸の封入体を含む赤血球?」が表示されると、医師等は、血液検体に核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞が含まれる可能性があることを知ることができる。そして、実施形態2と同様、医師等は、たとえば、核酸の封入体を含む赤血球、または細胞外小胞に関連する可能性のある所定の疾患を、被検者の状態を判断するための判断材料にできる。また、医師等は、血液検体を顕微鏡で確認するなどのさらなる検査を行うこともできる。
In the
また、コメント領域63に「スキャッタ異常」が表示されると、医師等は、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞の少なくとも一方の有無についての判定結果の信頼度が高くないことを知ることができる。この場合、医師等は、スキャッタグラム400の領域403に、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞以外の粒子、たとえばマラリア感染赤血球が分布している可能性があることを知ることができる。また、画面60にスキャッタグラム400と度数分布図500の表示が行われることにより、医師等は、血液検体の状態を迅速かつ詳細に把握できる。
Further, when "scatter abnormality" is displayed in the
実施形態2、3において、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞のうち少なくとも一方があるか否かを判定することに代えて、細胞外小胞の有無を判定してもよく、核酸の封入体を含む赤血球の有無を判定してもよい。この場合、実施形態2、3において、コメント領域63に、核酸の封入体を含む赤血球、および細胞外小胞のうち、細胞外小胞に関してのみ表示が行われてもよく、核酸の封入体を含む赤血球に関してのみ表示が行われてもよい。また、実施形態3において、リスト領域62に、細胞外小胞のみの計数結果が表示されてもよく、核酸の封入体を含む赤血球のみの計数結果が表示されてもよい。
In
実施形態2、3では、細胞外小胞と核酸の封入体を含む赤血球とを区別せずに、これら2種類の粒子のうち少なくとも一方が含まれるか否かを判定したが、これら2種類の粒子を区別して有無の判定を行ってもよい。たとえば、図19のステップS134においてNOと判定された場合に、さらに変動係数の値に応じて、または図18の粒子群G6の分布角度に応じて、細胞外小胞の有無と核酸の封入体を含む赤血球の有無とを別々に判定してもよい。
In
10 血液分析装置
30 試料調製部
51 制御部
53 出力部
53a 表示部
101 フローセル
102 光源
103、105 受光部
200 スキャッタグラム
203、204、205 領域
300 度数分布図
400 スキャッタグラム
403 領域
500 度数分布図
G3、G4、G5、G6 粒子群
10
Claims (29)
前記試料調製部によって調製された前記測定試料に光を照射して生じる蛍光および散乱光を受光する受光部と、
前記受光部からの信号を処理して得られた蛍光強度および散乱光強度に基づいて特定されたシングルリングフォーム赤血球が現れる範囲に含まれる第1粒子群の分布のばらつきを示す値に基づいて、マラリア原虫の感染の有無を判定する制御部と、を備える、血液分析装置。 A sample preparation unit that prepares a measurement sample by mixing a blood sample and a fluorescent dye that stains nucleic acid,
A light receiving unit that receives fluorescence and scattered light generated by irradiating the measurement sample prepared by the sample preparation unit with light, and a light receiving unit.
Based on the value indicating the variation in the distribution of the first particle group included in the range in which the single ring foam erythrocytes appear, which was specified based on the fluorescence intensity and the scattered light intensity obtained by processing the signal from the light receiving portion. A blood analyzer comprising a control unit for determining the presence or absence of Plasmodium infection.
前記制御部は、マラリア原虫の感染に関する判定結果を前記出力部に出力させる、請求項1ないし8の何れか一項に記載の血液分析装置。 It also has an output section that outputs information.
The blood analyzer according to any one of claims 1 to 8, wherein the control unit outputs a determination result regarding infection with Plasmodium malaria to the output unit.
前記制御部は、前記信頼度を示す情報を、マラリア原虫の感染に関する判定結果とともに前記表示部に表示させる、請求項10に記載の血液分析装置。 The output unit includes a display unit for displaying information.
The blood analyzer according to claim 10, wherein the control unit displays information indicating the reliability on the display unit together with a determination result regarding infection with Plasmodium malaria.
前記フローセルを流れる前記測定試料に前記光を照射する光源と、を備え、
前記受光部は、前記光の照射により前記測定試料に含まれる粒子から生じる前記蛍光および前記散乱光を受光する、請求項1ないし13の何れか一項に記載の血液分析装置。 A flow cell for flowing the measurement sample prepared by the sample preparation unit, and
A light source for irradiating the measurement sample flowing through the flow cell with the light is provided.
The blood analyzer according to any one of claims 1 to 13, wherein the light receiving unit receives the fluorescence generated from the particles contained in the measurement sample and the scattered light by irradiation with the light.
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