| 【発明の名称】 |
呼気検査用試薬、呼気検査用試薬キット、呼気検査用バッグ、呼気検査装置、及び呼気検査方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】梶原 正宏
【氏名】山下 裕人
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| 【要約】 |
【課題】人体に安全であり、呼気検査試薬の投与から呼気の採取までの時間が短く、健常人と肝臓疾患を有する患者とを明確に判定できる呼気検査用試薬、呼気検査用試薬キット、及び呼気検査方法を提供することを目的とする。
【解決手段】少なくとも１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを含む呼気検査用試薬とする。１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む検査用試薬、及び１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンを少なくとも含む呼気検査用試薬、を有する呼気検査用試薬キットとする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 呼気中に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定することによって肝臓疾患を検査する為の呼気検査用試薬であって、１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含むことを特徴とする呼気検査用試薬。
【請求項２】 前記１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンは、アルカリに溶解する形態で与えられることを特徴とする請求項１記載の呼気検査用試薬。
【請求項３】 呼気中に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定することによって肝臓疾患を検査する為の呼気検査用試薬キットであって、１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む検査用試薬、及び１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンを少なくとも含む呼気検査用試薬、を有することを特徴とする呼気検査用試薬キット。
【請求項４】 前記１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシン及び前記１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンは、アルカリに溶解する形態で与えられることを特徴とする請求項３記載の呼気検査用試薬キット。
【請求項５】 １位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む呼気検査用試薬、又は、１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンを少なくとも含む呼気検査用試薬を投与する前後の呼気を採取、保存、及び排出する呼気検査用バッグであって、前記呼気を収集する袋部分と、該袋部分の内部と外部に両端を有する管状口部と、を有し、該管状口部は、採取した前記空気が前記袋部分から漏出することを防止する手段を有することを特徴とする呼気検査用バッグ。
【請求項６】 請求項５記載の呼気検査用バッグにより採取した前記呼気について、赤外分析計、又はガスクロマトグラフ装置を備えた質量分析計により、１３ＣＯ２存在率を測定することを特徴とする呼気検査装置。
【請求項７】 １位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む呼気検査用試薬を投与した後の呼気に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定することを特徴とする呼気検査方法。
【請求項８】 １位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む呼気検査用試薬を投与した後の呼気に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定するステップと、１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンを少なくとも含む呼気検査用試薬を投与した後の呼気に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定するステップと、を含むことを特徴とする呼気検査方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、呼気検査用試薬、呼気検査用試薬キット、呼気検査用バッグ、呼気検査装置、及び呼気検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ヒトの肝臓機能の検査として、血漿中のグルタミン酸ピルビン酸トランスアミナーゼ濃度（ＧＰＴ）やグルタミン酸オキザロ酢酸トランスアミナーゼ濃度（ＧＯＴ）などの測定が行われている。これらの測定は血液検査によるので、患者からの採血を必要とする為に患者にとって痛みを伴う検査である。また、患者がＣ型感染などの感染性の疾患を有する場合には、血液の採取、検査、及び処理において、検査する医療従事者に感染の危険性が伴う。このような血液検査による肝機能の検査に対して、近年、非観血的で患者にとって無痛であり、医療従事者に感染の危険性が無い検査方法として、ヒトの呼気を検査する呼気検査方法が研究されてきている。
【０００３】呼気検査方法とは、肝臓などにより体内で代謝され揮発性物質を生成するような呼気検査用試薬を予め患者に投与し、患者の呼気中に拡散した揮発性物質を検出することにより、体内における代謝の異常を検査する方法である。投与した呼気検査用試薬の代謝の過程において生成した揮発性物質は、血液中に溶解して体内を循環する。肺に到達した揮発性物質は、血中における揮発性成分の蒸気分圧が高くなると、肺の毛細血管から肺胞膜を経て肺胞内に拡散し、呼気として体外へ排出される。ここで投与する呼気検査用試薬を同位体などで適切に標識することによって、投与した試薬の代謝により生成した揮発性物質を標識することができ、内因性の揮発性物質と区別することができる。すなわち、呼気検査用試薬の代謝によって生じる揮発性物質は標識されており、内因性の揮発性物質は標識されてないので、標識された揮発性物質の含有量を測定することによって代謝機能を検査することができる。
【０００４】肝臓疾患に関する呼気検査方法の一例として、呼気検査試薬として１３Ｃ−フェナセチンを用いた方法がある。この方法では、患者に１３Ｃで標識した解熱鎮痛剤の１３Ｃ−フェナセチンを投与し、一定時間経過後に、患者の呼気を採取し、呼気に含まれる揮発性成分である二酸化炭素について検査する。例えば、１００ｍｇの１３Ｃ−フェナセチンを投与した場合には、投与後１時間３０分乃至２時間後に呼気の採取をすることが望ましい。呼気の検査は、具体的には、肝臓において代謝されて生成する揮発性物質の１３ＣＯ２と内因性揮発性物質である１２ＣＯ２とのモル数の比（１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比）を測定する。患者が肝硬変などの肝臓疾患を有する場合には、投与した１３Ｃ−フェナセチンの代謝（解毒）が健常人より劣るため、１３ＣＯ２の生成が少なく、呼気における１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比は、健常人より低くなる。このようにして、１３Ｃ−フェナセチンを患者に投与して、患者の呼気を採取し、１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比を測定することで、非観血的、無痛であって、かつ感染の危険性のない肝臓疾患の検査をすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１３Ｃ−フェナセチンは解熱鎮痛剤であるので、解熱や鎮痛の必要の無い患者へ投与することは、安全性の点で好ましくない。また、１３Ｃ−フェナセチンの投与による呼気の検査では、呼気検査試薬の投与から呼気を採取するまでの時間が長く、患者の時間的負担が多いという問題がある。
【０００６】本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、人体に安全であり、呼気検査試薬の投与から呼気の採取までの時間が短く、健常人と肝臓疾患を有する患者とを明確に判定できる呼気検査用試薬、呼気検査用試薬キット、及び呼気検査方法を提供することを目的とする。
【０００７】また、本発明は、上記呼気検査用試薬を投与した患者の投与前後の呼気を容易に採取及び排出し長期間保存できる呼気検査用バッグを提供することを目的とする。
【０００８】さらに、本発明は、上記呼気検査用バッグにより採取した呼気について１３ＣＯ２存在率を正確に測定することができる呼気検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、呼気中に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定することによって肝臓疾患を検査する為の呼気検査用試薬であって、１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含むことを特徴とする。
【００１０】請求項１記載の発明によれば、１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含むので、人体に安全であり、呼気検査試薬の投与から呼気の採取までの時間が短く、健常人と肝臓疾患を有する患者とを明確に判定できる呼気検査用試薬を提供できる。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の呼気検査用試薬において、前記１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンは、アルカリに溶解する形態で与えられることを特徴とする。
【００１２】請求項２記載の発明によれば、前記１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンは、アルカリに溶解する形態で与えられるので、無駄の無い必要十分な呼気検査試薬の投与量で呼気検査を行うことができる。
【００１３】請求項３記載の発明は、呼気中に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定することによって肝臓疾患を検査する為の呼気検査用試薬キットであって、１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む検査用試薬、及び１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンを少なくとも含む呼気検査用試薬、を有することを特徴とする。
【００１４】請求項３記載の発明によれば、１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む検査用試薬、及び１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンを少なくとも含む呼気検査用試薬、を有するので、人体に安全であり、呼気検査用試薬の投与から呼気の採取までの時間が短く、健常人と肝臓疾患を有する患者とを明確かつ容易に判定できる呼気検査用試薬キットを提供できる。
【００１５】請求項４記載の発明は、請求項３記載の呼気検査用試薬キットにおいて、前記１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシン及び前記１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンは、アルカリに溶解する形態で与えられることを特徴とする。
【００１６】請求項４記載の発明によれば、前記１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシン及び前記１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンは、アルカリに溶解する形態で与えられるので、無駄の無い必要十分な呼気検査試薬の投与量で呼気検査を行うことができる。
【００１７】請求項５記載の発明は、１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む呼気検査用試薬、又は、１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンを少なくとも含む呼気検査用試薬を投与する前後の呼気を採取、保存、及び排出する呼気検査用バッグであって、前記呼気を収集する袋部分と、該袋部分の内部と外部に両端を有する管状口部と、を有し、該管状口部は、採取した前記空気が前記袋部分から漏出することを防止する手段を有することを特徴とする。
【００１８】請求項５記載の発明によれば、前記呼気を収集する袋部分と、該袋部分の内部と外部に両端を有する管状口部と、を有し、該管状口部は、採取した前記空気が前記袋部分から漏出することを防止する手段を有するので、呼気検査用試薬を投与した患者の投与前後の呼気を容易に採取及び排出し長期間保存できる呼気検査用バッグを提供することができる。
【００１９】請求項６記載の発明は、呼気検査装置において、請求項５記載の呼気検査用バッグにより採取した前記呼気について、赤外分析計、又はガスクロマトグラフ装置を備えた質量分析計により、１３ＣＯ２存在率を測定することを特徴とする。
【００２０】請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の呼気検査用バッグにより採取した前記呼気について、赤外分析計、又はガスクロマトグラフ装置を備えた質量分析計により、１３ＣＯ２存在率を測定するので、上記呼気検査用バッグにより採取した呼気について１３ＣＯ２存在率を正確に測定することができる呼気検査装置を提供することができる。
【００２１】請求項７記載の発明は、呼気検査方法において、１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む呼気検査用試薬を投与した後の呼気に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定することを特徴とする。
【００２２】請求項７記載の発明によれば、１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む呼気検査用試薬を投与した後の呼気に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定するので、人体に安全であり、呼気検査用試薬の投与から呼気の採取までの時間が短く、健常人と肝臓疾患を有する患者とを明確に判定できる呼気検査方法を提供できる。
【００２３】請求項８記載の発明は、呼気検査方法において、１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む呼気検査用試薬を投与した後の呼気に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定するステップと、１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンを少なくとも含む呼気検査用試薬を投与した後の呼気に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２４】請求項８記載の発明によれば、１位の炭素を１３Ｃで標識したチロシンを少なくとも含む呼気検査用試薬を投与した後の呼気に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定するステップと、１位の炭素を１３Ｃで標識したフェニルアラニンを少なくとも含む呼気検査用試薬を投与した後の呼気に含まれる１３ＣＯ２存在率を測定するステップと、を含むので、人体に安全であり、呼気検査用試薬の投与から呼気の採取までの時間が短く、健常人と肝臓疾患を有する患者とを明確かつ容易に判定できる呼気検査方法を提供できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２６】まず本発明の呼気検査用試薬について説明する。
【００２７】本発明においては、１位の炭素を１２Ｃの安定同位体である１３Ｃで標識したチロシン、すなわちＬ［１−１３Ｃ］チロシンを呼気検査用試薬として用いる。また、本発明では、呼気検査用試薬としてのＬ［１−１３Ｃ］チロシンと同じく呼気検査用試薬としてのＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンを呼気検査用試薬キットとして用いる。この呼気検査用試薬キットは、同一患者に一定時間の間隔をおいて投与するものである。
【００２８】このような呼気検査用試薬を患者に投与して一定時間が経過すると、投与した呼気検査用試薬であるＬ［１−１３Ｃ］チロシンやＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンが肝臓において代謝され、患者の呼気中に１３ＣＯ２が検出される。呼気中における呼気試験用試薬の代謝に由来する１３ＣＯ２の量と内因性の揮発性物質である１２ＣＯ２のモル比（以下、１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比と表すことにする。）を測定することにより肝臓疾患の有無を判定する。
【００２９】発明者は、肝機能の正常な健常人と肝臓疾患を有する患者において、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンと［１−１３Ｃ］フェニルアラニンを投与した結果、呼気中の１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比における健常人と肝臓疾患を有する患者との差が、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンを投与した場合の方が［１−１３Ｃ］フェニルアラニンを投与した場合よりも大きいという事実を得た。すなわち、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンの方が［１−１３Ｃ］フェニルアラニンよりも健常人と肝臓疾患を有する患者とを判別することに適しており、肝臓疾患の検査に対してより有効な呼気検査用試薬であることを実験的に見出した。
【００３０】また、健常人においては、［１−１３Ｃ］フェニルアラニンの投与とＬ［１−１３Ｃ］チロシンの投与との間で、１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比が異なるが、肝臓疾患を有する患者においては、これらの試薬の間で１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比に大差がなく、二つのアミノ酸を投与する呼気検査用試薬キットで肝臓疾患の有無を容易に判定できることを実験的に見出し、本発明に至った。
【００３１】次に上述の実験結果を、図１に示すＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニン及びＬ［１−１３Ｃ］チロシンの肝臓における代謝過程と共に説明する。
【００３２】Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンは、主として肝臓中でシトクロムＰ−４５０と酵素フェニルアラニンヒドロキシラーゼにより酸化されてＬ［１−１３Ｃ］チロシンになる。哺乳類においては、この酸化の過程が律速段階であり、また不可逆反応である。次にＬ［１−１３Ｃ］チロシンは、酵素チロシンアミノトランスファーゼによりアミノ基転移反応を起し１３Ｃヒドロキシフェニルピルビン酸が形成される。このアミノ基転移反応は、肝臓疾患がある場合には、律速段階となる。更に１３Ｃヒドロキシフェニルピルビン酸は、ドロキシフェニルピルビン酸オキシダーゼにより脱炭酸され、ホモゲンチジン酸を生成する。この際に、１３Ｃヒドロキシフェニルピルビン酸の１位のカルボキシル基から脱炭酸し、１３ＣＯ２を生じる。ホモゲンチジン酸はさらにＴＣＡサイクルを経て二酸化炭素と水に分解されるが、ここで生じる二酸化炭素は１２ＣＯ２である。また、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンが脱炭酸してβ−フェニルアラニンを形成する過程もあり、ここでも１位のカルボキシル基の脱炭酸により１３ＣＯ２を生成する。この過程は、肝機能の正常な健常人では主要な代謝経路ではないが、肝硬変などの肝臓疾患を有する患者においては、比較的重要な反応経路となる。
【００３３】以上の代謝経路をよりＬ［１−１３Ｃ］チロシン、又はＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンを患者に投与した場合について説明する。
【００３４】Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンを患者に投与した場合には、肝機能の正常な健常人では、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンの代謝過程において律速段階が無く、速やかに代謝が進行し、１３ＣＯ２が呼気中に拡散される。一方、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンを肝硬変などの肝臓疾患を有する患者に投与した場合には、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンのアミノ基転移反応が律速段階となり、代謝の反応が遅くなり１３ＣＯ２の呼気中への拡散が抑制される。すなわち、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンを投与した場合に、健常人の方が肝臓疾患を有する患者よりも呼気中における１３ＣＯ２の割合が高くなるという事実を説明できる。
【００３５】またＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンを患者に投与した場合には、健常人ではＬ［１−１３Ｃ］チロシンに酸化される過程が律速段階となって、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンの生成を通じて代謝され、１３ＣＯ２が呼気中に拡散される。一方肝臓疾患を有する患者においては、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンへの代謝が抑制されると同時に、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンのアミノ基転移反応も律速段階で、１３ＣＯ２の呼気への拡散が抑制されるが、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンから直接脱炭酸する過程が重要になっており、この際に発生する１３ＣＯ２が呼気中へ拡散される。
【００３６】従って、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンを投与した場合には、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンを投与したときと比較して、健常人と肝臓疾患を有する患者との間の呼気中への１３ＣＯ２の拡散する量の差が小さくなると考えられ、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンよりもＬ［１−１３Ｃ］チロシンの方が、肝臓疾患の呼気検査用試薬として適していることが説明される。
【００３７】また、健常人に関しては、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンでは代謝経路に律速段階は存在しないが、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンでは律速段階が存在する為に、両方のアミノ酸を投与した場合に１３ＣＯ２の呼気中に拡散する量に差が出てくる。また、肝臓疾患を有する患者では、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンを投与した際にはアミノ基転移反応が律速段階となって１３ＣＯ２の呼気中に拡散する量が減少し、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンを投与した場合には、アミノ基転移反応が律速段階であるのに加えてＬ［１−１３Ｃ］チロシンＬを経由する代謝経路も抑制されるが、代わりに［１−１３Ｃ］フェニルアラニンの脱炭酸による１３ＣＯ２の拡散が生じるので、両試薬において呼気中の１３ＣＯ２の量に大差はないと考えられる。これにより、本発明の呼気検査用試薬キットを用いて二つの呼気検査用試薬を患者に別々に投与することで、呼気における１３ＣＯ２の含有量の差を測定することで、健常人と肝臓疾患を有する患者の判定ができることが説明される。
【００３８】なお、本発明の呼気検査用試薬であるＬ−［１−１３Ｃ］チロシン、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンについては、１位の炭素の９９％が１３Ｃである高純度で標識されたＬ−［１−１３Ｃ］チロシン、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンがそれぞれ商業的に入手可能である。
【００３９】次に本発明の呼気検査用試薬の投与について説明する。
【００４０】本発明の呼気検査用試薬であるＬ［１−１３Ｃ］チロシン、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンは、共に必須アミノ酸であり通常の食物にも存在するので、過剰な量を投与しなければ人体には無害であり、解熱鎮痛剤である従来の１３Ｃ−フェナセチンと異なり、検査薬の安全性は高い。
【００４１】Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンのみを投与する場合には、呼気検査が１回で済み、試薬の１種類であるので、検査が簡便で低コストである。二つのアミノ酸を用いた呼気検査用試薬キットで、呼気検査を行う場合には、呼気における１３ＣＯ２の割合に関する測定値の差を見ればよいので、判定が明確で容易である。
【００４２】本発明の呼気検査用試薬の投与量は、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシン、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンの両方について、５０ｍｇ以上２００ｍｇ以下が望ましい。投与量が５０ｍｇより少ないと呼気検査用試薬の代謝によって生成する呼気中の１３ＣＯ２の割合が少なく、検出しにくい。また２００ｍｇより多いと、肝臓疾患の疑いのある患者に対する安全性に問題があり、また薬剤のコストが高くなる。
【００４３】本発明の呼気検査用試薬を投与する時間は、食後２乃至１２時間後であることが望ましい。投与する時間が食後２時間より早いと、呼気中の１３ＣＯ２の量が少なく、検出しにくい。これはアミノ酸である呼気検査用試薬の血中濃度が高くなり、投与した呼気検査用試薬は、タンパク質合成に使用されてしまい、図１に示す脱炭酸を伴う代謝過程が起こらなくなる為と考えられる。また、投与する時間が食後１２時間より遅いと、患者の空腹時間が長くなり患者にとって検査が苦痛となる。
【００４４】また、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンとＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンの両方を患者に投与する場合には、両方の薬を投与する時間間隔は２４時間以上とすることが好ましい。両方の薬を投与する時間間隔が２４時間未満であると、両方の薬の代謝される時間が重なり合い、呼気中にＬ［１−１３Ｃ］チロシンの代謝によって発生する１３ＣＯ２とＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンによる１３ＣＯ２とが共存して、肝臓疾患の有無に関する判定に支障をきたす可能性がある。
【００４５】本発明の呼気検査用試薬を投与する際の呼気検査用試薬剤の形態は、簡便の為に粉末の形態で水と共に投与してもよい。水の温度は、体温に近い３７℃程度が呼気検査用試薬の体内への吸収が良いので好ましい。
【００４６】また、本発明の呼気検査用試薬であるＬ［１−１３Ｃ］チロシン、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンはアミノ酸であり、これらのアミノ酸は小腸から吸収される。従って、胃のような酸性の環境では溶けずに、小腸のようなアルカリ性の環境において溶けるような、錠剤又はカプセルなどの形態で投与することが望ましい。例えば、酸性では溶けずアルカリ性で溶ける錠剤としては、コーティング剤にヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート（第１４改正日本薬局方第二部医薬品）を用いればよい。この場合には、本発明の呼気検査用試薬のアミノ酸を含む錠剤又はカプセルが小腸まで搬送されてから溶けるので、本発明の呼気検査用試薬が体内に効率良く吸収される。従って、本発明の呼気検査用試薬による呼気検査において、無駄の無い必要十分な投与量で呼気検査を行うことができる。
【００４７】次に、本発明の呼気検査用バッグについて図２を用いて説明する。図２（ａ）は、呼気検査用バッグの平面図、（ｂ）は側面図であり、それぞれバッグの内部の構造は点線で表した。本発明の呼気検査用バッグは、呼気検査用試薬投与前の呼気、又はＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニン若しくはＬ［１−１３Ｃ］チロシンを投与した後の患者の呼気を採取することができる呼気検査用バッグである。
【００４８】本発明の呼気検査用バッグは、プラスチックフィルム及びアルミホイルの積層シートからなる袋部分１の口部に、穴４の開いた剛性の管状口部３が取り付けられており、脱着自在のキャップ５が装着されている。呼気検査用バッグは、使用前は袋部分１が平坦に折り畳まれており、患者が管状口部３を咥えて呼気を吐き出すことにより、呼気検査用バッグの袋部分１において折り畳まれている底部２が張るように容積が拡大する。この底部２が張ることによって、呼気検査用バッグの底部２が面積を有するようになり、口部を上に向けて呼気検査用バッグを立てて置くことができる。
【００４９】管状口部３の袋部分１側の端部は封止されており、呼気は、図２の上側の矢印に示すように、管状口部３の呼気検査用バッグ内に設けられている向い合った２つの穴４を通じてのみ採取、排出される。呼気を袋部分１に採取した際には、呼気検査用バッグの外側から手で管状口部３に設けられている穴４に対応する部分を手で抑えることで、バッグの袋部分１の側面で穴４を塞ぎ、一時的に呼気が呼気検査用バッグから漏れ出さないようにし、キャップ５を締める。ここでは穴４の数は２つであるが、穴４の形状や数は、手で抑えることで一時的に封止できれば、任意の形状と数でよい。
【００５０】呼気検査用バッグに採取した患者の呼気を、呼気を採取したときと同様にまず穴４を塞いでキャップ５をし、後述する赤外分析計又はガスクロマトグラフを備えた質量分析計に接続する。このような装置への接続は、管状口部３に接続用アダプターを取り付けて、直接接続してもよい。
【００５１】またキャップ５に注射針を通せる弾性密封体を取り付けておき、このキャップ５の弾性密封体に注射器を刺して呼気を必要量だけ抜き取り、この注射器を測定装置に接続するなどしてもよい。
【００５２】図２の下側の矢印に示すように管状口部３に設けられた２つの穴４を通じて呼気を呼気検査用バッグの袋部分１から容易に排出することができる。
【００５３】また、このような呼気検査用バッグに呼気を採取することで、赤外分析計又はガスクロマトグラフを備えた質量分析計などの呼気検査装置と時間的、空間的に離れていても呼気の採取ができ、患者を時間的、空間的に束縛せずに測定することができる。また呼気検査用バッグは、密閉性が高く、採取した呼気を長期間保管できると共に容易に再検査することができる。
【００５４】次に本発明の呼気検査用試薬を投与した患者の呼気に含まれる二酸化炭素の同位体存在比を正確に測定することができる装置である、専用の赤外分析計（以下ＩＲ分析計と呼ぶ）及びガスクロマトグラフを備えた質量分析計（以下ＧＣ／ＭＳ分析計と呼ぶ）について説明する。
【００５５】まず、患者の呼気を分析するＩＲ分析計について図３と共に説明する。図３に示すように、ＩＲ光源１１から発散光として射出される赤外光は、チョッパー１２を通り、コリメーターレンズ１３で平行光となってリファレンスセル１４、サンプルセル１５内のガスに照射される。リファレンスセル１４内を通過した赤外光は第一のミラー１６で反射され、第一のフィルター１８を通って第一のゴーレーセル２０に入射する。同様にサンプルリファレンスセル１５内を通過した赤外光は第二のミラー１７で反射され、第二のフィルター１９を通って第二のゴーレーセル２１に入射する。
【００５６】ここで第一のフィルター１８は、１２ＣＯ２による吸収を測定する為のフィルターであり、２３８０±１０ｃｍ−１のバンド幅の赤外光を透過させる。また第二のフィルター１９は、１３ＣＯ２による吸収を測定する為のフィルターであり、２２８０±１０ｃｍ−１のバンド幅の赤外光を透過させる。すなわち、第一のゴーレーセル２０では１２ＣＯ２による吸収量を、第二のゴーレーセル２１では１３ＣＯ２による吸収を測定する。
【００５７】測定する際には、Ｎ２ボンベ２２からリファレンスセル１４内に窒素ガスを流しておき、呼気を測定する前に第３、第４バルブ２８、２９を開けてサンプルセル１５内にも窒素ガスを流す。これにより１２ＣＯ２、１３ＣＯ２による赤外光の吸収を測定する為の赤外光強度の基準値を、第一のゴーレーセル２０、第二のゴーレーセル２１によって得ることができる。
【００５８】次に第３バルブ２８を閉じ、第１（又は第２）バルブ２６（又は２７）を開いて第１（又は第２）呼気検査用バッグ２３（又は２４）の呼気をポンプ２５を利用して、サンプルセル１５内に流し込む。サンプルセル１５内の１２ＣＯ２、１３ＣＯ２は、それぞれ２３８０ｃｍ−１、２２８０ｃｍ−１付近の波長の赤外光を吸収する。第一のゴーレーセル２０は、１２ＣＯ２により２３８０ｃｍ−１付近の吸収を受けた赤外光を検出する。上記の赤外光の基準値から１２ＣＯ２による赤外光の吸収量を算出する。同様に第二のゴーレーセル２１は、１３ＣＯ２により２２８０ｃｍ−１付近の吸収を受けた赤外光を検出する。上記の赤外光の基準値から１３ＣＯ２による赤外光の吸収量を算出する。以上のようにして赤外光の吸収量から１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比を算出することができる。
【００５９】なお、上記赤外分析計は液体窒素などによる冷却を必要とせず、また赤外線検出器としてゴーレーセルを利用している為に、装置がＧＣ／ＭＳ装置と比較して小型かつ軽量である。
【００６０】次に、患者の呼気を分析するＧＣ／ＭＳ分析計について図４と共に説明する。図４に示すように、まず呼気の分析の前に、リファレンズボンベ３９からリファレンスガスである天然の同位体を含む二酸化炭素を用いて、測定値の校正を行う。また、測定試料が二酸化炭素である為、質量分析計はポンプを用いて装置内の空気を除去し、真空にしておく必要がある。呼気検査用バッグに採取した呼気を試験管３１に移し、注射針３２及びバルブ３３を経由しつつ細いキャピラリを通ってガスクロマトグラフ装置３４に呼気を通す。呼気が通過する細いキャピラリは、質量分析計の真空状態を維持する。
【００６１】ガスクロマトグラフ装置３４は、呼気の二酸化炭素が水分に吸収されないように呼気に含まれる水分を除去する。水分を除去した呼気は、開放分岐系３５を通り、質量分析計のイオン化−イオン加速装置３６に誘導される。この装置内で電子銃により呼気中の二酸化炭素のイオンであるフラグメントが生成し、電場を印可して永久磁石３７に向けて二酸化炭素のフラグメントを加速する。加速された二酸化炭素のフラグメントは、永久磁石３７によって軌道を曲げられイオン検出器３８で検出される。
【００６２】ここでフラグメントの質量の違いにより、フラグメントが異なる軌道を通過し、異なるイオン検出器３８でそれぞれ質量の異なるフラグメントが検出される。二酸化炭素は主として、炭素原子が１２Ｃ及び１３Ｃ、酸素原子が１６Ｏ及び１８Ｏの同位体があるので、これらの同位体の組み合わせによって生じるフラグメントについて測定できるようになっている。以上のようにして呼気における１３ＣＯ２と１２ＣＯ２の量を測定し、１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比を算出することができる。
【００６３】なお、ＧＣ／ＭＳ装置は、呼気中の１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比を、赤外分析計よりも高精度に測定できる。
【００６４】次に本発明の検査システムにより測定される１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比について詳細に説明する。
【００６５】１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比の測定は、地球環境分野において古くから用いられていた為、国際的基準が決まっている。国際的基準では、矢じり石（ＰＤＢ：炭酸カルシウム）を真空中において１００％リン酸で処理したときに発生する１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比を基準としてδ単位（パーミル、‰）で表示する。呼気中の１３Ｃ存在比は、まず次式でδ単位に変換する。
【００６６】δ１３Ｃ（‰）＝｛（１３ＣＯ２／１２ＣＯ２）呼気−（１３ＣＯ２／１２ＣＯ２）ＰＤＢ｝／（１３ＣＯ２／１２ＣＯ２）ＰＤＢ×１０００本発明の検査試薬を投与しない状態におけるヒトの空腹時の呼気は、δ１３Ｃ＝−２０．８パーミル程度である。また存在比９９％に濃縮した本発明の呼気検査用試薬を１００ｍｇ程度投与しても、呼気における１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比は健常人でも微小な値であり、少なくとも肝機能を有する患者の呼気では、δ１３Ｃの値が通常は負の値となる。
【００６７】医療現場では、肝臓疾患をマイナス表示で陽性と判断することは診断の際に混乱を招く恐れがある。したがって、本発明の呼気検査用試薬を投与する前に測定した患者の呼気におけるδ１３Ｃの値δ１３Ｃ０を基準として、投与後一定時間経過後の呼気におけるδ１３Ｃの値δ１３Ｃｔを、評価値が正の値となるように、次式で表される呼気中の１３ＣＯ２／１２ＣＯ２比の増加量Δ１３Ｃで表すことが望ましい。
【００６８】Δ１３Ｃ（‰）＝１３Ｃｔ−１３Ｃ０従って本発明の呼気検査用試薬を使用した肝臓疾患の検査は、健常人と肝臓疾患を有する患者との判別は、実際には以下の実施例に示すように、患者の呼気のΔ１３Ｃ値を測定することによって行う。
【００６９】
【実施例】本実施例において使用した１位の炭素の９９％が１３ＣであるＬ−フェニルアラニン、及び１位の炭素の９９％が１３ＣであるＬ−チロシンを、Cambridge Isotope Laboratories社より入手した。
【００７０】本発明の呼気検査試薬（キット）であるＬ［１−１３Ｃ］チロシン及びＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンを用いた呼気検査の実施結果を図５に示す。図５の横軸は、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシン及びＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンを検査の患者に投与した後の経過時間（分）を示す。また、縦軸は上述した投与前の値を基準としたΔ１３Ｃ（パーミル）の値である。
【００７１】患者の内訳は、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンを投与した健常人が４人、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンを投与した健常人が１５人、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンを投与した肝硬変患者が４人、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンを投与した肝硬変患者が１４人である。
【００７２】上記全ての場合において、各呼気検査用試薬の投与量は１００ｍｇであり、水１００ｍｌと共に、食後７時間後に投与した。まず、投与前の各患者の呼気を呼気検査用バッグに採取し、Δ１３Ｃ値の基準とした。それぞれ呼気検査用試薬を患者に投与した後、１０、１５、２０、３０、４５、６０分後に、呼気検査用バッグに採取し、上記赤外分析計を使用してΔ１３Ｃ値を得た。得られたΔ１３Ｃ値から、投与した呼気検査用試薬と患者とを組み合わせた分類ごとに、Δ１３Ｃ値の平均値を算出してプロットし、標準偏差を誤差棒として加えた。
【００７３】いずれの場合にも、呼気検査用試薬を投与後１０乃至２０分という短時間でΔ１３Ｃ値が最大となった。各呼気検査用試薬ごとに見ると、呼気検査用試薬を投与後１０乃至２０分におけるΔ１３Ｃ値における健常人と肝硬変患者との差は、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンの方が、Ｌ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンよりも大きく、Ｌ［１−１３Ｃ］チロシンの方が呼気検査用試薬として優れることを示している。
【００７４】また、健常人、肝硬変患者ごとにΔ１３Ｃ値の結果を見ると、健常人ではＬ［１−１３Ｃ］チロシンとＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンとで呼気検査用試薬を投与後１０乃至２０分におけるΔ１３Ｃ値に差が出るが、肝硬変患者では２つの呼気検査用試薬との間でほとんど差がなかった。これよりＬ［１−１３Ｃ］チロシンとＬ［１−１３Ｃ］フェニルアラニンとを同一患者に別々に投与し、投与後１０乃至２０分の同一時間に呼気を採取して、Δ１３Ｃ値の差を見れば患者が健常人であるか肝硬変患者かを判定できることがわかる。
【００７５】
【発明の効果】本発明によれば、人体に安全であり、呼気検査試薬の投与から呼気の採取までの時間が短く、健常人と肝臓疾患を有する患者とを明確に判定できる呼気検査用試薬、呼気検査用試薬キット、及び呼気検査方法を提供することができる。
【００７６】また、本発明によれば、上記呼気検査用試薬を投与した患者の投与前後の呼気を容易に採取及び排出し長期間保存できる呼気検査用バッグを提供することができる。
【００７７】さらに、本発明によれば、上記呼気検査用バッグにより採取した呼気について１３ＣＯ２存在率を正確に測定することができる呼気検査装置を提供することができる。
【００７８】
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| 【出願人】 |
【識別番号】５０１４６９６６３
【氏名又は名称】梶原 正宏
【識別番号】０００００１９５９
【氏名又は名称】株式会社資生堂
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| 【出願日】 |
平成１３年１２月５日（２００１．１２．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７０１５０
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１７１３１７（Ｐ２００３−１７１３１７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年６月２０日（２００３．６．２０） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３７１７０７（Ｐ２００１−３７１７０７） |
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