JP7366247B2 - 核酸検査装置および核酸検査方法 - Google Patents

Description

本開示は、核酸検査装置および核酸検査方法に関する。

近年の研究から、がん等の疾病は、種々の遺伝子の変異が積み重なることで発症することや、遺伝子の変異態様が患者毎に異なることが明らかになってきた。さらに、変異した遺伝子の中には、疾病により変異した細胞の生存に関わるものが含まれることも明らかになってきた。したがって、疾病の種類の特定や治療において、遺伝子検査の重要性が高まっている。遺伝子検査の精度を高めるためには、疾病に関わる遺伝子をコードする標的核酸を核酸増幅装置を用いて増幅させることが有効である。従来、核酸増幅装置としては、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ：Polymerase Chain Reaction）で核酸を増幅させるとともに、核酸の増幅をリアルタイムに検出するリアルタイムＰＣＲ装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００８－２７８８１０号公報

従来のリアルタイムＰＣＲ装置では、組織から核酸を抽出する際に組織を破砕、混合する必要があった。このため、核酸の位置情報を保持したまま核酸を増幅させることができなかった。これに対し、核酸の位置情報を取得可能な装置としてin situ ＰＣＲ装置が知られている。この装置では、標的核酸を組織切片上で増幅させることができるため、標的核酸の位置情報を取得可能である。しかしながら、従来のin situ ＰＣＲ装置では、核酸の増幅をリアルタイムに検出することができず、核酸の定量解析ができなかった。

遺伝子検査の重要性の高まりから、標的核酸の発現量や発現位置といった標的核酸に関する様々な情報の取得が求められるようになってきているが、従来の核酸検査装置ではこの要求に応じることが困難であった。

本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、より多くの情報を取得可能な核酸検査技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示のある態様は、核酸検査装置である。この装置は、標的核酸の標識物質および標的核酸の増幅試薬を含有する溶液が添加された組織切片が載置されるステージと、ステージ上の組織切片の温度を調節する温度調節部と、組織切片における核酸増幅反応を進行させるよう温度調節部を制御する温度制御部と、組織切片の標識強度を経時的に検出する強度検出部と、強度検出部が生成する検出情報を記憶する記憶部と、を備える。

また、本開示の他の態様は、核酸検査方法である。この方法は、標的核酸の標識物質および標的核酸の増幅試薬を含有する溶液が添加された組織切片の温度を調節して組織切片における核酸増幅反応を進行させ、組織切片の標識強度を経時的に検出し、検出した情報を記憶することを含む。

以上説明した構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

本開示によれば、より多くの情報を取得可能な核酸検査技術を提供することができる。

実施の形態に係る核酸検査装置を模式的に示す正面図である。 組織切片が載置されたステージを模式的に示す平面図である。 検査領域の決定手順を説明するための模式図である。 図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、標的核酸の定量処理を説明するための図である。 検体の状態判定処理を説明するための図である。 図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、報知処理を説明するための模式図である。 実施の形態に係る核酸検査装置が実行する制御の流れを説明するための模式図である。

以下、本開示を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、本開示を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも本開示の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１は、実施の形態に係る核酸検査装置を模式的に示す正面図である。図２は、組織切片が載置されたステージを模式的に示す平面図である。本実施の形態に係る核酸検査装置１は、ステージ２と、温度調節部４と、制御ユニット６と、強度検出部８と、入力部１０と、表示部１２と、を備える。ステージ２、温度調節部４、制御ユニット６および強度検出部８は、筐体１３に収容される。入力部１０および表示部１２は、筐体１３の外部に配置される。なお、制御ユニット６は筐体１３の外部に配置されてもよい。この場合、制御ユニット６の構成要素の全てが筐体１３の外部に配置されてもよいし、一部が筐体１３の外部に配置されてもよい。また、入力部１０および表示部１２は筐体１３に設けられてもよい。

ステージ２は平板状であり、組織切片１４が載置される。組織切片１４は、例えばスライドガラス１６に支持された状態で、ステージ２に載置される。一例として、筐体１３はスライド部１３ａを有し、スライド部１３ａにステージ２が設けられる。スライド部１３ａは、筐体１３の内外に進退可能であり、スライド部１３ａを引き出すことでステージ２上に組織切片１４を載置することができる。

組織切片１４には、標的核酸を標識する標識物質および標的核酸を増幅させる増幅試薬を含有する溶液が添加される。標識物質は、例えば蛍光標識プローブやＤＮＡインターカレータ等の蛍光物質である。増幅試薬は、標識核酸に特異的なプライマー、ＤＮＡポリメラーゼおよびｄＮＴＰｓ等を含む。

温度調節部４は、ステージ２上の組織切片１４の温度を調節する。温度調節部４は、熱電素子プレートおよび放熱部等を有する。熱電素子プレートは、ステージ２を加熱および冷却することで組織切片１４の温度を調節する。熱電素子プレートは、熱電素子および温度センサを有する。熱電素子は、例えばペルチェ素子である。温度センサは、例えばサーミスタである。熱電素子プレートは、基板に搭載される。基板は、外部接続端子を有し、外部接続端子に制御ユニット６および電源が接続される。

温度調節部４は、制御ユニット６により制御される。具体的には、基板を介して制御ユニット６からの制御信号が熱電素子に送信される。熱電素子は、制御ユニット６からの指示に基づいてステージ２を加熱および冷却する。温度センサは、ステージ２の温度を検知し、基板を介して制御ユニット６に検知結果を出力する。制御ユニット６は、温度センサの出力値に基づいて、熱電素子を制御する。放熱部は、例えば複数の放熱フィンを有するヒートシンクで構成され、熱電素子プレートを放熱する。

制御ユニット６は、組織切片１４における核酸増幅反応を進行させるよう温度調節部４を制御する。また、制御ユニット６は、温度調節部４以外の各部の動作も制御する。制御ユニット６は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、図１では、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。この機能ブロックがハードウェアおよびソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には当然に理解されるところである。制御ユニット６の各部の動作については、後に詳細に説明する。

強度検出部８は、標識物質の種類に応じた測定方法により、組織切片１４の標識強度を経時的に検出する機構である。本実施の形態では、標識物質の一例として蛍光物質が用いられる。このため、強度検出部８は、光源１８と、第１光学フィルタ２０と、ダイクロイックミラー２２と、第２光学フィルタ２４と、カメラ２６と、を有する。

光源１８は、例えばハロゲンランプや半導体レーザ光源であり、励起光を含む光を照射する。光源１８の点消灯は、制御ユニット６によって制御される。本実施の形態の光源１８は、光軸がステージ２に対して平行に延びるように配置される。第１光学フィルタ２０は、光源１８からの光のうち標識物質を励起させる励起光を透過させるバンドパスフィルタである。第１光学フィルタ２０は、光源１８の光軸上に配置される。

ダイクロイックミラー２２は、光源１８の光軸上に配置され、第１光学フィルタ２０を透過した励起光を組織切片１４に向けて反射する。ダイクロイックミラー２２で反射された励起光は組織切片１４に照射される。組織切片１４に励起光が照射されると、標識物質が励起されて蛍光が発せられる。この蛍光は、ダイクロイックミラー２２を透過して第２光学フィルタ２４に向けて進む。第２光学フィルタ２４は、ダイクロイックミラー２２を透過した蛍光を選択的に透過させるバンドパスフィルタである。第２光学フィルタ２４を透過した蛍光は、カメラ２６に入射される。カメラ２６は、蛍光を受光して蛍光画像を繰り返し生成し、生成した画像を制御ユニット６に送る。蛍光画像は、組織切片１４の標識強度の検出情報に相当する。

強度検出部８は、波長の異なる複数の励起光を組織切片１４に照射して波長の異なる複数の蛍光を組織切片１４から生じさせることで、各波長の蛍光に対応する蛍光画像を生成することができる。例えば、第１光学フィルタ２０、ダイクロイックミラー２２および第２光学フィルタ２４で構成されるフィルターユニットが各蛍光に対して用意され、励起光を通過させるフィルターユニットが順次切り替えられることで、各波長の蛍光に対応する蛍光画像がカメラ２６で生成される。なお、強度検出部８は、波長の異なる複数の励起光を照射可能な１つの光源１８を備えてもよいし、各波長の励起光を個々に照射する光源１８を複数備えてもよい。

また、可視光を組織切片１４に照射し、反射した光をカメラ２６で撮像することで、当該光に対応する明視野画像を生成することができる。カメラ２６は、生成した明視野画像も制御ユニット６に送る。

なお、強度検出部８を構成する各部の配置は特に限定されない。例えば、光源１８は、光軸がステージ２と交わるように配置され、カメラ２６は、光軸がステージ２に対して平行に延びるように配置されてもよい。この場合、光源１８の光は、第１光学フィルタ２０を透過した後にダイクロイックミラー２２を透過して組織切片１４に照射される。組織切片１４で生じた蛍光は、ダイクロイックミラー２２により第２光学フィルタ２４に向けて反射され、第２光学フィルタ２４を透過してカメラ２６に入射する。

入力部１０は、マウス、キーボード等で構成することができる。表示部１２は、ディスプレイ等で構成することができる。また、本実施の形態の核酸検査装置１は、タッチパネル式のディスプレイによって一体的に構成される入力部１０および表示部１２を備える。使用者は、スタイラスペン１１等を用いて入力部１０としてのディスプレイに指示を入力することができる。入力部１０および表示部１２は、図１では筐体１３と別体で図示されているが、上述のようにこれらは筐体１３に組み込まれていてもよい。核酸検査装置１の使用者は、入力部１０を介して制御ユニット６に各種の動作を指示することができる。また、表示部１２は、制御ユニット６の指示に基づいて各種の情報を表示することができる。

制御ユニット６は、温度制御部２８と、記憶部３０と、領域設定部３２と、受付部３４と、情報処理部３６と、判定部３８と、陽性検知部４０と、を有する。温度制御部２８は、組織切片１４における核酸増幅反応を進行させるよう温度調節部４を制御する。温度制御部２８が実施する核酸増幅方法は特に限定されず、例えばＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）法等の変温核酸増幅方法や、ＲＰＡ（Recombinase Polymerase Amplification）法、ＬＡＭＰ（Loop-Mediated Isothermal Amplification）法等の等温核酸増幅方法が例示される。

記憶部３０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等で構成される。記憶部３０は、強度検出部８が生成する検出情報を記憶する。本実施の形態の記憶部３０は、強度検出部８の検出情報として、カメラ２６が生成する蛍光画像および明視野画像を記憶する。これらの画像は、核酸増幅反応の進行中に経時的に生成されて記憶部３０に記憶される。これにより、標的核酸の存在位置を検出することができるとともに、標的核酸の増幅をリアルタイムに検出することができる。

領域設定部３２は、組織切片１４の形状および標識強度の少なくとも一方に基づいて、組織切片１４中に検査領域Ｒを定める。また、検査領域Ｒは、使用者が任意に定めることもできる。使用者が入力部１０を介して検査領域を指定すると、受付部３４が当該指定を受け付ける。図３は、検査領域の決定手順を説明するための模式図である。

核酸増幅反応が終了すると、表示部１２には各種の画像が表示される（Ｓ１０１）。一例として、表示部１２には明視野画像ＩＭＧ１と、第１蛍光画像ＩＭＧ２と、第２蛍光画像ＩＭＧ３とが表示される。第１蛍光画像ＩＭＧ２は、ある標識物質が発する蛍光に対応する蛍光画像である。第２蛍光画像ＩＭＧ３は、第１蛍光画像ＩＭＧ２の標識物質とは異なる２種類の標識物質が発する蛍光に対応する蛍光画像である。

領域設定部３２が検査領域Ｒを定める場合、例えば領域設定部３２は、第１蛍光画像ＩＭＧ２に公知の画像処理を施して、所定の蛍光強度以上の蛍光領域を抽出する（Ｓ１０２）。図３に示す例では、公知のフィルタ処理等によって第１蛍光画像ＩＭＧ２の背景ノイズを軽減し（ステップＳ１０２の左側の画像）、続いて、所定のしきい値を用いた輝度の２値化処理等によって蛍光領域を抽出している（ステップＳ１０２の右側の画像）。前記「しきい値」は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能であり、入力部１０を介して使用者が予め設定しておくことができる。その後、領域設定部３２は、明視野画像ＩＭＧ１～第２蛍光画像ＩＭＧ３のそれぞれにおいて、抽出した蛍光領域を検査領域Ｒと定める（Ｓ１０３）。

なお、領域設定部３２は、組織切片１４の形状に基づいて検査領域Ｒを定めることもできる。例えば領域設定部３２は、画像のコントラスト等に基づいて範囲を選択する公知の範囲選択処理を明視野画像ＩＭＧ１等に施すことで、検査領域Ｒを定めることができる。

使用者が検査領域Ｒを定める場合、例えば使用者は、入力部１０を介して明視野画像ＩＭＧ１に公知の範囲選択処理を施す（Ｓ１０４）。図３に示す例では、公知の画像処理ソフト等で採用される範囲選択ツールを用いて、明視野画像ＩＭＧ１に範囲選択処理を施している。この結果、明視野画像ＩＭＧ１～第２蛍光画像ＩＭＧ３のそれぞれにおいて検査領域Ｒが定められる（Ｓ１０３）。なお、使用者は、蛍光画像に公知の範囲選択処理を施すことで、検査領域Ｒを定めることもできる。

また、領域設定部３２による検査領域Ｒの設定と、使用者による検査領域Ｒの設定とを組み合わせることもできる。例えば、領域設定部３２および使用者によって、明視野画像ＩＭＧ１上で組織切片１４の形状に基づく範囲選択処理が施される（Ｓ１０５）。図３に示す例では、領域設定部３２が明視野画像ＩＭＧ１に公知の範囲選択処理を施すことで仮領域Ｒａを定め（ステップＳ１０５の左側の画像）、続いて使用者が公知の範囲選択処理によって仮領域Ｒａに微調整を施すことで検査領域Ｒを定めている（ステップＳ１０５の右側の画像）。

また例えば、領域設定部３２および使用者によって、第１蛍光画像ＩＭＧ２上で蛍光強度に基づく範囲選択処理が施される（Ｓ１０６）。図３に示す例では、領域設定部３２が第１蛍光画像ＩＭＧ２に公知の範囲選択処理を施すことで仮領域Ｒａを定め（ステップＳ１０６の左側の画像）、続いて使用者が公知の範囲選択処理によって仮領域Ｒａに微調整を施すことで検査領域Ｒを定めている（ステップＳ１０６の右側の画像）。以上説明した検査領域Ｒの設定に用いられる公知の範囲選択処理には、公知の画像処理ソフトで使用される、いわゆるマグネット選択ツール、なげなわ選択ツール、多角形選択ツール、自動選択ツール等が含まれる。

領域設定部３２は、検査領域Ｒの情報を情報処理部３６に送る。情報処理部３６は、検査領域Ｒの情報を取得すると、検査領域Ｒにおける標的核酸に関する情報を生成する。情報処理部３６が生成する標的核酸情報の種類は、使用者が入力部１０を介して指定することができる。なお、予め決められた標的核酸情報を情報処理部３６が自動的に生成してもよい。

例えば、情報処理部３６は、標的核酸情報として標的核酸の量に関する情報を生成する。図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、標的核酸の定量処理を説明するための図である。図４（Ａ）に示すように、記憶部３０には強度検出部８が生成した画像ＩＭＧが経時的に蓄積されている。図４（Ａ）には一例として、明視野画像ＩＭＧ１と第１蛍光画像ＩＭＧ２とを合成した画像を図示している。また、図４（Ａ）には、便宜上３枚の画像ＩＭＧのみを図示している。また、左側が核酸増幅反応の開始前の画像ＩＭＧであり、右側が核酸増幅反応の終了後の画像ＩＭＧであり、中央が核酸増幅反応の進行中に得られる画像ＩＭＧの１つである。

上述した検査領域Ｒの設定処理により、核酸増幅反応の終了後に得られる画像ＩＭＧにおいて、第１検査領域Ｒ１と第２検査領域Ｒ２とが設定される。第１検査領域Ｒ１は、所定の標識物質に対応する蛍光領域、つまり陽性領域である。第２検査領域Ｒ２は、この標識物質に対応する蛍光強度がしきい値未満の非蛍光領域、つまり陰性領域である。経時的に蓄積された画像ＩＭＧにおいて、第１検査領域Ｒ１における蛍光強度は核酸増幅反応が進行するにつれて徐々に増加している。

情報処理部３６は、図４（Ｂ）に示すように、検査領域Ｒの標識強度の経時変化を導出し、経時変化から第１検査領域Ｒ１における標的核酸の量を算出する。例えば情報処理部３６は、各画像ＩＭＧにおける第１検査領域Ｒ１および第２検査領域Ｒ２の平均輝度値を算出、プロットして増幅曲線を得る。例えば、情報処理部３６は、核酸増幅反応の終了から開始まで遡りながら平均輝度値をプロットし、増幅曲線を生成する。図４（Ｂ）において、増幅曲線Ｌ１は第１検査領域Ｒ１に対応し、増幅曲線Ｌ２は第２検査領域Ｒ２に対応し、増幅曲線Ｌ３はネガティブコントロールに対応する。そして、情報処理部３６は、得られた増幅曲線Ｌ１を用いて公知の方法により標的核酸を定量する。情報処理部３６は、生成した標的核酸の量情報を表示部１２に表示する。

また、情報処理部３６は標的核酸情報として、検体の状態に関する情報を生成する。図５は、検体の状態判定処理を説明するための図である。図５には一例として、明視野画像ＩＭＧ１と第２蛍光画像ＩＭＧ３とを合成した画像ＩＭＧを図示している。また、図５に示す画像ＩＭＧは、核酸増幅反応の終了後に得られる画像ＩＭＧである。

上述した検査領域Ｒの設定処理により、核酸増幅反応の終了後に得られる画像ＩＭＧにおいて検査領域Ｒが設定される。情報処理部３６は、検査領域Ｒにおける陽性領域Ｒｐと陰性領域Ｒｎとの比率を算出する。陽性領域Ｒｐは、所定の標識物質に起因する標識強度が所定のしきい値以上の領域であり、陰性領域Ｒｎは、同じ標識物質に起因する標識強度がしきい値未満の領域である。前記「しきい値」は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能であり、入力部１０を介して使用者が予め設定しておくことができる。なお、比率の算出には、検査領域Ｒの全面積に対する陽性領域Ｒｐの面積の割合を算出することも含まれる。前記「面積」は、例えば画像ＩＭＧにおけるピクセル数である。

また、本実施の形態では、正常細胞を標識する標識物質に起因する標識強度に基づいて陰性領域Ｒｎを特定する。具体的には、標的核酸は所定の異常状態にある異常細胞に含まれる。また、標識物質は異常細胞を標識する第１標識物質と、正常細胞を標識する第２標識物質と、を含む。つまり、第１標識物質は、異常細胞に特異的な核酸（標的核酸）を標識する。一方、第２標識物質は、正常細胞に特異的な核酸を標識する。情報処理部３６は、検査領域Ｒにおいて、第１標識物質に起因する標識強度に基づいて陽性領域Ｒｐを特定し、第２標識物質に起因する標識強度に基づいて陰性領域Ｒｎを特定する。したがって、陽性領域Ｒｐと陰性領域Ｒｎとの比率は、異常細胞と正常細胞との比率に相当する。なお、比率は、正常細胞および異常細胞の面積比であってもよいし、細胞数の比であってもよい。また、比率の算出には、全細胞に対する異常細胞の割合を算出することも含まれる。

情報処理部３６は、検体の状態に関する情報である比率情報を判定部３８に送る。標的核酸が所定の疾病に関連する核酸である場合、判定部３８は比率に基づいて疾病の重篤度を判定することができる。例えば、判定部３８は、比率と疾病の重篤度とを関連付けた変換テーブルを予め保持しており、この変換テーブルを用いて重篤度を決定することができる。変換テーブルは、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することができる。判定部３８は、重篤度の判定結果を表示部１２に表示する。これにより、核酸検査装置１の使用者は、疾病の重篤度を客観的に把握することができる。

なお、判定部３８は、疾病の重篤度以外の状態判定を実施してもよい。また、情報処理部３６は、比率情報そのものを表示部１２に表示してもよい。この場合、標的核酸が疾病に関連する核酸であれば、使用者は比率から疾病の重篤度を推定することができる。また、標的核酸が疾病以外の状態に関連する核酸であれば、使用者は比率から当該状態の進行度等を推定することができる。

陽性検知部４０は、標的核酸の発生を即時に報知する報知処理を実行する。図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、報知処理を説明するための模式図である。図６（Ａ）および図６（Ｂ）には一例として、明視野画像ＩＭＧ１と第１蛍光画像ＩＭＧ２とを合成した画像を図示している。また、図６（Ａ）に示す画像ＩＭＧは、核酸増幅反応の開始前に得られる画像ＩＭＧである。図６（Ｂ）に示す画像ＩＭＧは、核酸増幅反応の途中に得られる画像ＩＭＧである。

陽性検知部４０は、強度検出部８によって生成される画像ＩＭＧに対し、核酸増幅反応の進行中に順次、陽性領域Ｒｐの検知処理を施して、陽性領域Ｒｐが発生したことを検知する。陽性領域Ｒｐは、組織切片１４において標識強度が所定のしきい値を超える所定面積の領域である。前記「しきい値」および「所定面積」は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能であり、入力部１０を介して使用者が予め設定しておくことができる。例えば、陽性検知部４０は、連続する所定ピクセル数の領域であって平均輝度がしきい値を超える領域を画像ＩＭＧ中に検知したとき、陽性領域Ｒｐが発生したと判断する。

陽性検知部４０は、陽性領域Ｒｐの発生を検知すると報知指示信号を表示部１２に送る。図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す画像ＩＭＧでは、左から順に第１検体の組織切片１４、第２検体の組織切片１４、ポジティブコントロールの組織切片１４、ネガティブコントロールの組織切片１４が並べられている。図６（Ｂ）に示すように、第１検体、第２検体およびポジティブコントロールには、核酸増幅反応の途中で陽性領域Ｒｐが発生している。このタイミングで、陽性検知部４０は報知指示信号を表示部１２に送る。表示部１２は、報知指示信号を受領すると音や光等を発する。これにより、核酸増幅反応の進行中に、つまり核酸増幅反応の終了前に、核酸検査装置１の使用者に陽性領域Ｒｐの発生を報知することができる。したがって、使用者は、より早期に病巣の部位等を把握することができる。

また、第１検体の組織切片１４にはポジティブコントロールと同じ位置に陽性領域Ｒｐが発生している。一方、第２検体の組織切片１４にはポジティブコントロールと異なる位置に陽性領域Ｒｐが発生している。これにより、予期していなかった位置に病巣が存在することを早期に把握することができる。また、スライドガラス１６のフロスト部には、各組織切片１４に対応する二次元コード４２が印字されている。制御ユニット６は、二次元コード４２に基づいて、記憶部３０に保存されている各組織切片１４の画像ＩＭＧどうしを紐付けることができる。

図７は、実施の形態に係る核酸検査装置１が実行する制御の流れを説明するための模式図である。まず、使用者によって入力部１０を介して通知条件が設定される（Ｓ２０１）。次に、核酸増幅反応が開始される（Ｓ２０２）。核酸増幅反応の間、強度検出部８によって繰り返し組織切片１４の画像が生成される（Ｓ２０３）。核酸増幅反応の間に通知条件が達成されたことを陽性検知部４０が検知すると（Ｓ２０４）、表示部１２が音や光等を発して使用者に通知する（Ｓ２０５）。

核酸増幅反応が終了すると（Ｓ２０６）、領域設定部３２により、または使用者による入力部１０からの入力により、核酸増幅反応の終了後に得られる画像ＩＭＧに検査領域Ｒが設定される（Ｓ２０７）。検査領域Ｒが設定されると、情報処理部３６によって各画像ＩＭＧにおける検査領域Ｒの輝度が計測される（Ｓ２０８）。そして、計測した輝度値に基づいて増幅曲線が作成され、標的核酸が定量される（Ｓ２０９）。

また、検査領域Ｒが設定されると、情報処理部３６によって検査領域Ｒにおける陽性領域Ｒｐと陰性領域Ｒｎとの比率が算出される（Ｓ２１０）。そして、算出された比率に基づいて、判定部３８により疾病の重篤度が判定される（Ｓ２１１）。ステップＳ２０９で得られた標的核酸の量、ステップＳ２１１で得られる重篤度およびステップＳ２０５で実施される通知は、疾病の診断に利用することができる（Ｓ２１２）。

以上説明したように、本実施の形態に係る核酸検査装置１は、標的核酸の標識物質および標的核酸の増幅試薬を含有する溶液が添加された組織切片１４が載置されるステージ２と、ステージ２上の組織切片１４の温度を調節する温度調節部４と、組織切片１４における核酸増幅反応を進行させるよう温度調節部４を制御する温度制御部２８と、組織切片１４の標識強度を経時的に検出する強度検出部８と、強度検出部８が生成する検出情報を記憶する記憶部３０と、を備える。これにより、核酸の位置情報を保持しながら核酸の増幅をリアルタイムに検出することができる。よって、核酸検査においてより多くの情報を取得可能である。

また、本実施の形態の核酸検査装置１は、組織切片１４の形状および標識強度の少なくとも一方に基づいて、組織切片１４中に検査領域Ｒを定める領域設定部３２と、検査領域Ｒにおける標的核酸に関する情報を生成する情報処理部３６と、を備える。また、核酸検査装置１は、使用者による組織切片１４中の検査領域Ｒの指定を受け付ける受付部３４と、検査領域Ｒにおける標的核酸に関する情報を生成する情報処理部３６と、を備える。

また、本実施の形態の情報処理部３６は、検査領域Ｒの標識強度の経時変化を導出し、経時変化から検査領域Ｒにおける標的核酸の量を算出する。また、情報処理部３６は、検査領域Ｒにおける、標識強度が所定のしきい値以上である陽性領域Ｒｐと、標識強度がしきい値未満である陰性領域Ｒｎとの比率を算出する。また、標的核酸は、所定の異常状態にある細胞に含まれ、標識物質は、所定の異常細胞を標識する第１標識物質と、正常細胞を標識する第２標識物質と、を含む。そして、情報処理部３６は、第１標識物質に起因する標識強度に基づいて陽性領域Ｒｐを特定し、第２標識物質に起因する標識強度に基づいて陰性領域Ｒｎを特定する。また、標的核酸は所定の疾病に関連する核酸であり、核酸検査装置１は、比率に基づいて疾病の重篤度を判定する判定部３８を備える。

また、核酸検査装置１は、核酸増幅反応の進行中に標識強度が所定のしきい値を超える所定面積の領域が発生したことを検知する陽性検知部４０を備える。また、核酸検査装置１は、情報処理部３６が生成する情報を表示する表示部１２を備える。

以上の構成により、標的核酸の発現位置と発現量とを取得することができる。また、疾病の重篤度を把握することができる。また、核酸増幅反応が終了する前に標的核酸の有無を知ることができる。よって、より多くの情報を取得可能な核酸検査技術を提供することができる。

以上、本開示の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本開示を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本開示の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本開示の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

なお、実施の形態は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
［項目１］
標的核酸の標識物質および標的核酸の増幅試薬を含有する溶液が添加された組織切片（１４）の温度を調節して組織切片（１４）における核酸増幅反応を進行させ、
組織切片（１４）の標識強度を経時的に検出し、
検出した情報を記憶することを含む核酸検査方法。

本開示は、核酸検査装置および核酸検査方法に利用することができる。

１ 核酸検査装置、 ２ ステージ、 ４ 温度調節部、 ８ 強度検出部、 １０ 入力部、 １２ 表示部、 １４ 組織切片、 ２８ 温度制御部、 ３０ 記憶部、 ３２ 領域設定部、 ３４ 受付部、 ３６ 情報処理部、 ３８ 判定部、 ４０ 陽性検知部。

Claims (7)

1. 標的核酸の標識物質および標的核酸の増幅試薬を含有する溶液が添加された組織切片が載置されるステージと、
   前記ステージ上の前記組織切片の温度を調節する温度調節部と、
   前記組織切片における核酸増幅反応を進行させるよう前記温度調節部を制御する温度制御部と、
   前記組織切片の標識強度を経時的に検出する強度検出部と、
   前記強度検出部が生成する検出情報を記憶する記憶部と、を備え、
   さらに、前記組織切片の形状および標識強度の少なくとも一方に基づいて、前記検出情報上で前記組織切片中に検査領域を定める領域設定部、および使用者による前記検出情報上での前記組織切片中の検査領域の指定を受け付ける受付部の少なくとも一方と、
   前記検査領域における前記標的核酸に関する情報を生成する情報処理部と、
   を備え、
   前記情報処理部は、前記検査領域の標識強度の経時変化を導出し、前記経時変化から前記検査領域における標的核酸の量を算出する核酸検査装置。
2. 前記情報処理部は、前記検査領域における、標識強度が所定のしきい値以上である陽性領域と、標識強度が前記しきい値未満である陰性領域との比率を算出する請求項１に記載の核酸検査装置。
3. 前記標的核酸は、所定の異常状態にある細胞に含まれ、
   前記標識物質は、異常細胞を標識する第１標識物質と、正常細胞を標識する第２標識物質と、を含み、
   前記情報処理部は、前記第１標識物質に起因する標識強度に基づいて前記陽性領域を特定し、前記第２標識物質に起因する標識強度に基づいて前記陰性領域を特定する請求項２に記載の核酸検査装置。
4. 前記標的核酸は、所定の疾病に関連する核酸であり、
   前記比率に基づいて前記疾病の重篤度を判定する判定部を備える請求項２または３に記載の核酸検査装置。
5. 前記核酸増幅反応の進行中に前記標識強度が所定のしきい値を超える所定面積の領域が発生したことを検知する陽性検知部を備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載の核酸検査装置。
6. 前記情報処理部が生成する情報を表示する表示部を備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載の核酸検査装置。
7. 標的核酸の標識物質および標的核酸の増幅試薬を含有する溶液が添加された組織切片の温度を調節して前記組織切片における核酸増幅反応を進行させ、
   前記組織切片の標識強度を経時的に検出し、
   検出した情報を記憶することを含み、
   さらに、前記組織切片の形状および標識強度の少なくとも一方に基づいて、前記検出した情報上で前記組織切片中に検査領域を定めること、および使用者による前記検出した情報上での前記組織切片中の検査領域の指定を受け付けることの少なくとも一方と、
   前記検査領域における前記標的核酸に関する情報を生成することと、
   を含み、
   前記情報の生成は、前記検査領域の標識強度の経時変化を導出し、前記経時変化から前記検査領域における標的核酸の量を算出することを含む核酸検査方法。