涙液バイオマーカーにおける採取法の比較

1. はじめに

涙液バイオマーカーが研究されている主な医学領域は眼科、とくに前眼部疾患（62.4%）です[1]。糖尿病を含む内分泌・代謝疾患も対象とされ、神経疾患を対象とした論文は2000年代以降に増加しています[1]。乳がんでは、涙液はバイオマーカー探索に用いられる体液の一つとして位置づけられています[2]。

血漿で検出されるタンパク質の多く（118種）は涙液でも検出され、さらに涙液には血漿では検出されない34種のタンパク質と400種を超える microRNA が認められたと報告されています[3]。

涙液バイオマーカー研究においては多様な涙液採取法が用いられており、単一の標準化された手法はまだ確立されていません[1, 4]。

2. 主な採取法と文献での報告割合[1]

涙液バイオマーカー研究の文献 1,484 報における採取法の報告割合は以下の通りです。

  • ガラス毛細管 (Glass capillary tubes)：45%
    先端を涙液メニスカスに当て、毛細管現象によって結膜嚢の涙液貯留部から涙液を管内へ吸い上げます。
  • シルマー試験紙（Schirmer strips）：25%
    濾紙製の試験紙を下結膜嚢に留置し、涙液を吸収させます[4]。
  • 眼表面洗浄 (Ocular surface wash)：3.7%
    一定量の生理食塩水を眼表面に点入し、希釈された涙液をガラス毛細管またはマイクロピペットで回収します。
  • スポンジ (Sponges)：2.6%
    セルロースやポリウレタンのミニスポンジ、多孔質ポリエステルロッドなどの吸収材を下涙液メニスカスに一定時間留置して涙液を吸収させます。
  • スワブ (Swabs)：1.5%
    結膜を擦過し、涙液と結膜細胞をあわせて採取します。
  • 結膜圧痕細胞診 (Conjunctival impression cytology)：1.1%
    メンブレンまたは濾紙を眼表面に圧着して最外層の細胞を採取する手法で、細胞に付随して一部の涙液も得られます。
  • コンタクトレンズ (Contact lenses)：0.3%
    装用したレンズを眼表面から外すことで涙液を採取します。
  • その他：8%
    マイクロピペット、濾紙ディスク、ポリエステルウィック、ポリエステルロッドなど、報告頻度の低い手法がまとめられています。

3. 各採取法の詳細な比較

文献で報告されている各採取法の特徴を、共通の項目で一覧にしました。比較のため、SMTube の特徴を同じ項目で併記しています（強調表示の列）。

表は横にスクロールできます（左端の項目名は固定されます）。

比較要素ガラス毛細管シルマー試験紙スポンジ眼表面洗浄スワブ結膜圧痕細胞診コンタクトレンズSMTube
採取量・定量性毛細管現象により結膜嚢の涙液貯留部から 5–10 µL を採取する[1]。採取した涙液量そのものを記録できる[4]吸湿長（mm）を記録するが、特定の容量に直接対応しない[1]。採取量は製造元により異なる[4]採取前後の重量差から採取量を推定できるが、吸収材内への保持により回収できる成分量が大きく減少する[1]採取した涙液が希釈され、元の容量を正確に測定できない[1]採取量が不定で、分析対象物質が吸収材内に保持されるため正確な定量が難しい[1]涙液採取を目的に設計された手法ではなく、細胞に付随して一部の涙液が得られる[1]レンズへのタンパク質沈着や吸収により、特定の涙液成分が減少または枯渇することがある[1]—
眼表面への接触・刺激眼表面への接触が少なく、結膜への刺激を避けられる[1, 4]試験紙の除去時に眼表面への刺激が生じる（特に DED 患者）[1]下涙液メニスカスに一定時間留置し、眼表面と機械的に接触する[1]一定量の生理食塩水で眼表面を洗浄する、穏やかな採取法[1]結膜を擦過して採取する[1]メンブレンまたは濾紙を眼表面に圧着する[1]刺激が少なく長時間の装用が可能だが、合併症のない通常の装用でも炎症が惹起されうる[1]下涙液メニスカスに接触させるのみで、結膜嚢には挿入しない[5]
反射性流涙眼表面上皮に触れないよう注意して行い、反射性流涙を防ぐ[1]反射性流涙を誘発しうる[4]機械的接触により反射性流涙が誘発されることがある[1]—擦過の機械的作用が反射性流涙を刺激することがある[1]——ストリップメニスコメトリーでは反射性流涙の誘発は認められなかったと報告されている[6]
細胞混入上皮細胞の混入を避けられる[1, 4]結膜上皮細胞が混入する[1, 4]——涙液とともに結膜細胞を採取する[1]眼表面の最外層の細胞を採取する[1]——
時間・手技採取に時間がかかり、熟練した手技を要する。適用が難しい対象群もある[1, 4]下結膜嚢に約5分間留置する[4]。安価で手技の習得が容易[1]一般に簡便かつ迅速に行える[1]点入後に閉瞼して眼球を数回回旋させ、ガラス毛細管またはマイクロピペットで回収する[1]簡便かつ安価に行える[1]—装用したレンズを外すだけで採取でき、術者に依存しない[1]麻酔なしで片眼5秒間接触させる[5]

※「—」は引用文献に記載がないことを示します。

4. 研究領域ごとの採取法と報告

採取法による結果の違い

反射性流涙は涙液の流量を増加させて涙液成分を希釈するため、基礎涙液のみを採取する目的で麻酔点眼が用いられることがありますが、麻酔点眼が涙液組成に与える影響についてはさらなる研究が必要とされています[1]。

シルマー試験紙から抽出されるタンパク質の量はガラス毛細管より多く、その内容も異なることが報告されています[1]。ガラス毛細管からは13種、シルマー試験紙からは54種の固有タンパク質が同定され、毛細管では分泌（血清）タンパク質が主に、シルマー試験紙では細胞由来タンパク質と血清タンパク質の両方が検出されました[7]。2–3 µL の Microcap チューブ（毛細管）とシルマー試験紙で同一被験者から採取した検体の比較では、シルマー試験紙検体の総タンパク質量の平均はガラス毛細管検体の約10倍であったと報告されています[8]。同一ドナーでの比較では、シルマー試験紙は眼表面由来の細胞成分も回収するため、検出されるプロテオームの範囲が広がります[9]。一方、1 µL あたりの総タンパク質量は両手法で同程度であり、界面活性剤タンパク質（SP-A〜D）のバンドはガラス毛細管で採取した涙液の方が明瞭であったとする報告もあります[10]。

そのため、異なる手法を用いて得られた研究結果を直接比較することは困難であると指摘されています[4, 11]。

ドライアイ・マイボーム腺機能不全などの眼疾患

ドライアイ疾患において、涙液中の炎症性タンパク質のプロファイル解析が進められています[12]。ドライアイ患者の涙液では S100A6、S100A9、S100A8、S100A4、GSTP1、アネキシン A1 の発現増加が報告されており、これらのタンパク質の多くは炎症過程に関与することが知られています[12]。S100A8 および S100A9 は、マイボーム腺機能不全の重症度や充血とも相関することが報告されています[13]。

また、正常眼圧緑内障（NTG）における BDNF の変化や、円錐角膜（Keratoconus）における MMP-9 などのバイオマーカーも研究されています[13]。

採取法：上記のドライアイ・マイボーム腺機能不全の涙液プロテオーム研究では、涙液はスポンジ（探索段階と第1検証）とガラス毛細管（第2検証）で採取されました[12]。

神経変性疾患（AD, PD, MS）

アルツハイマー病（AD）、パーキンソン病（PD）、多発性硬化症（MS）において、涙液中のタンパク質プロファイルの変化が報告されています[14, 15]。

採取法：同分野の系統的レビューが対象とした研究では、シルマー試験紙と毛細管[14, 15]、スポンジ[15] が用いられていました。パーキンソン病を対象とした2件の研究では、シルマー試験紙で点眼麻酔下の基礎涙液と麻酔なしの反射性涙液が採取されていました[14, 16]。

採取時の課題

この分野では、採取方法と保存方法が結果の信頼性に影響することが指摘されています[14]。サンプリング時には反射性流涙を誘発しないことが重要です[14, 15]。麻酔を行わずにシルマー試験紙を用いると、主に反射性涙液が採取される傾向があります[16]。現在、ADに関する涙液採取プロトコルを公開している報告は1件のみです[15]。

糖尿病 / 糖尿病網膜症

糖尿病の眼合併症に関する系統的レビューとメタ解析（19研究・1,413名）では、合併症群の涙液中 TNF-α 濃度が対照群および合併症のない糖尿病群と比べて有意に高く、VEGF も同様の傾向を示したと報告されています[17]。IL-6 と IL-8 も合併症群で増加し、ラクトフェリン、リゾチーム、IL-1RA は低下、このうちラクトフェリンで有意差が認められました[17]。

採取法：同メタ解析に含まれた研究では、涙液はシルマー試験紙やガラス毛細管などで採取されていました[17]。

採取時の課題

同メタ解析では、採取法（ガラス毛細管とシルマー試験紙）によるサブグループ解析で一部のマーカーの異質性指標に差が生じ、採取法が結果の異質性をもたらしうると指摘されています[17]。

がん（乳がんなど）

乳がん患者の涙液を対象としたプロテオーム解析では、S100A8（7.8倍）、S100A9（10.2倍）、ガレクチン-3 結合タンパク質（3.0倍）の発現増加が報告されました。ELISA による検証では、S100A8 と S100A9 が乳がん群で有意に高値でした（ガレクチン-3 結合タンパク質は対照群で高値でした）[18]。

涙液は、血液（血清・血漿）、尿、唾液、乳頭分泌液などと並んで、乳がんのバイオマーカー探索に用いられる体液の一つとして位置づけられています[2]。

採取法：この乳がん患者の涙液プロテオーム解析では、涙液はシルマー試験紙で採取されました[18]。

細胞外小胞（Extracellular vesicles / Exosomes）

涙液由来の細胞外小胞（EV、エクソソームなど）は、眼疾患および神経変性疾患のバイオマーカー源として検討されています[19]。

約 10 µL の涙液から5分以内にエクソソームを分離する手法を用いた研究では、904種のタンパク質が同定され、そのうち CALML5、KRT6A、S100P によるドライアイ疾患の分類が示されました。また、484種の miRNA が解析され、miR-145-5p、miR-214-3p、miR-218-5p、miR-9-5p が糖尿病網膜症の進行に伴って変動することが報告されています[20]。

採取法：同レビューが対象とした涙液 EV 研究では、シルマー試験紙と眼表面洗浄が用いられていました[19]。上記のエクソソーム分離手法を用いた研究では、涙液はシルマー試験紙で採取されました[20]。

採取時の課題

涙液検体の取り扱いについて、採取から分析までを通した標準化されたプロトコルは現時点で存在しません[19]。最初の課題は涙液の採取方法にあると指摘されています[19]。

5. 標準化への取り組みの現状

現在、推奨される標準的な採取法に関する合意は形成されていません[1, 4]。

TEAR-RG ガイドラインは、研究報告（レポーティング）の標準化を目的としており、特定の採取法を標準として指定するものではありません[21]。現在のグローバルな実践状況に関する調査も行われています[22]。

将来的には、TRN（Tear Research Network）などの標準化基準に沿った対応が求められると考えられています[11]。

参考文献

  1. Gijs M, van de Sande N, Bonnet C, et al. A comprehensive scoping review of methodological approaches and clinical applications of tear fluid biomarkers. Prog Retin Eye Res. 2025;106:101338. doi:10.1016/j.preteyeres.2025.101338
  2. Safari F, Kehelpannala C, Safarchi A, Batarseh AM, Vafaee F. Biomarker Reproducibility Challenge: A Review of Non-Nucleotide Biomarker Discovery Protocols from Body Fluids in Breast Cancer Diagnosis. Cancers (Basel). 2023;15(10):2780. doi:10.3390/cancers15102780
  3. Ravishankar P, Daily A. Tears as the Next Diagnostic Biofluid: A Comparative Study between Ocular Fluid and Blood. Appl Sci. 2022;12:2884. doi:10.3390/app12062884
  4. Schmeetz J, Hagan S, van de Sande N, et al. A practical starting guide to tear fluid biobanking. Adv Ophthalmol Pract Res. 2026;6(3):281-290. doi:10.1016/j.aopr.2026.04.001
  5. Shinzawa M, Dogru M, Miyasaka K, Shimazaki J, Sekiryu T. Application of CASIA SS-1000 Optical Coherence Tomography Tear Meniscus Imaging in Testing the Efficacy of New Strip Meniscometry in Dry Eye Diagnosis. Eye Contact Lens. 2018;44 Suppl 1:S44-S49. doi:10.1097/ICL.0000000000000312
  6. Ibrahim OM, Dogru M, Ward SK, et al. The efficacy, sensitivity, and specificity of strip meniscometry in conjunction with tear function tests in the assessment of tear meniscus. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011;52(5):2194-2198. doi:10.1167/iovs.10-5986
  7. Green-Church KB, Nichols KK, Kleinholz NM, Zhang L, Nichols JJ. Investigation of the human tear film proteome using multiple proteomic approaches. Mol Vis. 2008;14:456-470. PMID:18334958
  8. Nättinen J, Aapola U, Jylhä A, Vaajanen A, Uusitalo H. Comparison of Capillary and Schirmer Strip Tear Fluid Sampling Methods Using SWATH-MS Proteomics Approach. Transl Vis Sci Technol. 2020;9(3):16. doi:10.1167/tvst.9.3.16
  9. Cerro-Pardo I, Mendizabal A, Azkargorta M, Elortza F, Rodríguez-Agirretxe I, Acera A. Standardizing tear proteomics preanalytics: Capillary vs Schirmer sampling and denaturing vs mild elution buffers shape proteome depth and abundance profiles. J Proteomics. 2026;329:105678. doi:10.1016/j.jprot.2026.105678
  10. Posa A, Bräuer L, Schicht M, Garreis F, Beileke S, Paulsen F. Schirmer strip vs. capillary tube method: non-invasive methods of obtaining proteins from tear fluid. Ann Anat. 2013;195(2):137-142. doi:10.1016/j.aanat.2012.10.001
  11. Gijs M, Enríquez-de-Salamanca A, Hagan S, Grzybowski A, Versura P. Recent Developments in Tear Fluid Biomarkers: An Expert Perspective on Clinical Translation. Curr Eye Res. 2026;1-9. doi:10.1080/02713683.2026.2660819
  12. Soria J, Durán JA, Etxebarria J, et al. Tear proteome and protein network analyses reveal a novel pentamarker panel for tear film characterization in dry eye and meibomian gland dysfunction. J Proteomics. 2013;78:94-112. doi:10.1016/j.jprot.2012.11.017
  13. Hagan S, Martin E, Enríquez-de-Salamanca A. Tear fluid biomarkers in ocular and systemic disease: potential use for predictive, preventive and personalised medicine. EPMA J. 2016;7:15. doi:10.1186/s13167-016-0065-3
  14. Król-Grzymała A, Sienkiewicz-Szłapka E, Fiedorowicz E, Rozmus D, Cieślińska A, Grzybowski A. Tear Biomarkers in Alzheimer's and Parkinson's Diseases, and Multiple Sclerosis: Implications for Diagnosis (Systematic Review). Int J Mol Sci. 2022;23(17):10123. doi:10.3390/ijms231710123
  15. López-Cuenca I, Masa-Castro R, Hoz-Ruiz Y, et al. Tears as a window to Alzheimer's disease: A systematic review of biomarkers for early detection. Alzheimers Dement (Amst). 2026;18(1):e70268. doi:10.1002/dad2.70268
  16. Edman MC, Janga SR, Kakan SS, et al. Tears - more to them than meets the eye: why tears are a good source of biomarkers in Parkinson's disease. Biomark Med. 2020;14(2):151-163. doi:10.2217/bmm-2019-0364
  17. Polkamp M, Pham NHT, Wong WKM, et al. Tear-fluid-derived biomarkers of ocular complications in diabetes: a systematic review and meta-analysis. BMC Med. 2025;23(1):84. doi:10.1186/s12916-025-03855-z
  18. Daily A, Ravishankar P, Harms S, Klimberg VS. Using tears as a non-invasive source for early detection of breast cancer. PLoS One. 2022;17(4):e0267676. doi:10.1371/journal.pone.0267676
  19. Sanroque-Muñoz M, Garcia SG, Pan L, et al. Tear-derived extracellular vesicles as diagnostic biomarkers for ocular and neurodegenerative diseases: opportunities and challenges. Extracell Vesicles Circ Nucl Acids. 2025;6(3):609-625. doi:10.20517/evcna.2025.72
  20. Hu L, Zhang T, Ma H, et al. Discovering the Secret of Diseases by Incorporated Tear Exosomes Analysis via Rapid-Isolation System: iTEARS. ACS Nano. 2022;16(8):11720-11732. doi:10.1021/acsnano.2c02531
  21. Schmeetz J, van de Sande N, Rojas-Carabali W, et al. International reporting guidelines for tear fluid research: A Delphi consensus. Cont Lens Anterior Eye. 2025;48(5):102448. doi:10.1016/j.clae.2025.102448
  22. Boychev N, Sethu S, de Laak RO, Tear Research Network Survey Taskforce, Gijs M. Global practices of tear fluid collection, storage, and molecular analysis - A questionnaire by the Tear Research Network. Cont Lens Anterior Eye. 2025;48(4):102388. doi:10.1016/j.clae.2025.102388