今更だけどPCR検査って何?~ウイルスの断片を数十億倍に増幅して不活性なウイルスも見つけ出す検査~

PCR検査の陽性者を感染者とNHKが報道しているがこれは正しい報道のだろうか?厚生省との見解が違ってる時点でアウトな気がする。そもそもPCR検査とは何なのかおさらいしてみたいと思う。ざっくり言うとウイルスの断片を増幅させて検出する検査。このPCR検査は遺伝子の断片を数十億倍に増幅できるので非常に感度がよい。が、そこに問題がある。感染や発症もしていない人の体内にウイルスの断片があったら陽性になってしまう可能性がある。なので健康な人が検査をすればするほど擬陽性が増えていってしまう。調べれば調べるほどテレビや大手メディアの報道と食い違って来る。テレビには人々が誤解するような報道を何とかしてもらいたい。

注意事項

執筆者は医療の専門家ではなく本稿の内容は個人的な意見でありその内容を保証するものではありません。詳しくは引用元の記事でご確認ください。

参考サイトによる予習

専門家でないのでちゃんと理解できるかわからないが理解できる範囲でやる。

PCR検査・抗原検査・抗体検査の違いとは? | 済生会

以前にも確認したサイトでもう一度PCR検査についておさらいする。

参考 PCR検査・抗原検査・抗体検査の違いとは?済生会

ウイルスの遺伝子を検出する検査である。ウイルスの本体ではなくてウイルスの一部である遺伝子を見つける。DNAポリメラーゼという酵素を使ってコロナの遺伝子を増やす。

引用:PCR検査・抗原検査・抗体検査の違いとは? | 済生会

気になるポイントを一度まとめてみる。

ポイント
  • PCR検査はウイルスの遺伝子を検出する検査である
  • DNAポリメラーゼという酵素で遺伝子を増やす
  • 時間がかかるが非常に感度が高い検査である

ウイルスの遺伝子って何?

新型コロナ「検査の陽性者」=「感染者」ではない…!PCR検査の本当の意味(本間 真二郎) | マネー現代 | 講談社(1/7)

こちらも何度か参考にしているサイト。

参考 新型コロナ「検査の陽性者」=「感染者」ではない…!PCR検査の本当の意味(本間 真二郎)マネー現代 | 講談社(1/7)

ここではウイルスの遺伝子を断片と言っている。遺伝子を新型コロナウイルスRNA。断片なのでウイルスが少し前にいた痕跡ともしている。

PCR法は何を検出しているのかというと、ウイルス遺伝子(新型コロナウイルスRNA)の断片になります。ウイルス遺伝子の断片が見つかったということは、「ウイルスが今いる」、あるいは、「少し前にいた痕跡がある」ということになります。

引用:新型コロナ「検査の陽性者」=「感染者」ではない…!PCR検査の本当の意味(本間 真二郎) | マネー現代 | 講談社(2/7)

この先生の話によるとウイルスの断片が見つかっただけでは今ウイルスがいるということにはならないようだ。

Point

ウイルスの断片が見つかることでわかるのはウイルスが今いる、もしくは少し前にいた痕跡がある、ことである。

不活性のウイルス

ウイルスの断片が見つかったとしてもウイルスが活性があるかわからない。

1=「ウイルスが生きているか」「死んでいるか」もわからない。

ウイルスは「生物」ではないという考え方もあり、正式には「活性がある」との意味ですが、この記事では一般にわかりやすいように「生きている」と表現します。PCR検査では、ウイルスが生きていなくても、ウイルス遺伝子の一部が残っていれば陽性になります。

引用:新型コロナ「検査の陽性者」=「感染者」ではない…!PCR検査の本当の意味(本間 真二郎) | マネー現代 | 講談社(2/7)

別サイトの図解を使って確認。エンベロープの中にいくつかの遺伝子があるみたい。

引用:新型コロナウイルス(COVIDー19)の検査について -宮崎県衛生環境研究所-

こちらも別サイト。感染の仕組みを解説したもの。この図をみると感染にはSタンパク質が必要なのでゲノムRNAの断片だけだと感染力がなさそうな感じである。

引用:新型コロナウイルス感染初期のウイルス侵入過程を阻止、効率的感染阻害の可能性がある薬剤を同定|東京大学医科学研究所

簡単に調べてみた感じ遺伝子の断片だけ発見されても感染力があると断定できない気がする。なのでPCR検査陽性で感染とは言えないのではないだろうか。

ウイルスの感染

感染とは生きたウイルスが体内にいるとのことなので遺伝子の断片で生きた(活性がある)ウイルスがあると断定できない。

2=「ウイルスが細胞に感染しているかどうか」もわからない。

PCR検査では、細胞に感染する前のただ体内に「いる」段階でも陽性になりますし、感染し細胞に侵入したあとのいずれの場合でも陽性になります。

引用:新型コロナ「検査の陽性者」=「感染者」ではない…!PCR検査の本当の意味(本間 真二郎) | マネー現代 | 講談社(2/7)

病気の発症

当然ではあるがウイルスが活性しているかわからないということは発症しているかもわからない。

3=「感染した人が発症しているかどうか」もわからない。

PCR検査では、発症していてもしていなくても、ウイルス遺伝子の一部が残っていれば、ウイルスはいることになるので検査は陽性になります。

引用:新型コロナ「検査の陽性者」=「感染者」ではない…!PCR検査の本当の意味(本間 真二郎) | マネー現代 | 講談社(2/7)

感染力

ウイルスが不活性や活性していても少なければ他人に感染させることは無いらしい。

4=「陽性者が他人に感染させるかどうか」もわからない。

たとえば、体内のウイルスが死んでおり、断片だけが残っている場合は他人に移すことはありません。また、ウイルスが生きていても、その数が少なければ人にうつすことはできません。

通常ウイルスが感染するためには、数百〜数万以上のウイルス量が必要になります。しかし、PCR法は遺伝子を数百万〜数億倍に増幅して調べる検査法なので、極端な話、体内に1個〜数個のウイルスしかいない場合でも陽性になる場合があります。

引用:新型コロナ「検査の陽性者」=「感染者」ではない…!PCR検査の本当の意味(本間 真二郎) | マネー現代 | 講談社(2/7)

いつウイルスがいたのか

ウイルスの断片は感染後にも検出されるらしい。

5=ウイルスが「今、いるのか」「少し前にいた」のかも、わからない。

一度感染すると、ウイルスの断片は鼻咽頭からは1〜2週間、便からは1〜2か月も検出されることがあります。これらはあくまで遺伝子の断片です。

引用:新型コロナ「検査の陽性者」=「感染者」ではない…!PCR検査の本当の意味(本間 真二郎) | マネー現代 | 講談社(2/7)

感染の仕組みを見るとウイルスの断片(遺伝子、RNA)が見つかっただけでは活性したウイルスがいるのかは確認できないと思う。あとPCR検査は遺伝子の断片を増幅するので免疫で抑止できるレベルのウイルスも検知してしまう。検査の一定数は擬陽性になるので健康な人を検査すればするほど擬陽性の数がふえるんじゃないだろうか。と、医療のド素人でも何かオカシイ気がしてくる。

今さら聞けないPCR検査のイロハ 検査の限界を知り、慎重な判断と対応を心掛ける | メディアスホールディングス株式会社

こちらはPCR検査の内容を深く掘り下げた内容。

参考 今さら聞けないPCR検査のイロハ 検査の限界を知り、慎重な判断と対応を心掛けるメディアスホールディングス株式会社

数十億倍に増幅

PCR検査では遺伝子を数十億倍に増やせるらしい。良く効く「サイクル数」によってもかわるのだろうか。PCR検査は感度が高いと言われいるのはこの辺が関係しているようだ。

PCRとはポリメラーゼ連鎖反応(polymerase chain reaction)の略で、DNAポリメラーゼという酵素を用いて、DNA配列の特定領域(標的DNA)を数百万〜数十億倍に増幅させる技術である。わずか数分子という少量のDNA配列を数mgまで増やせるため、標的DNAについて詳しく研究できるようになる。

引用:今さら聞けないPCR検査のイロハ 検査の限界を知り、慎重な判断と対応を心掛ける | メディアスホールディングス株式会社

標的DNAのプライマーを設計

この辺りから用語が難しくてついていけない。標的DNAとは発見したいウイルスのDNAだろう。んでそれを増やすために「プライマー」と呼ばれる合成DNAを設計と。その後にポリメラーゼ連鎖反応で標的DNAを数十億倍まで増やせる。

PCRではまず、DNAの配列の中で、増幅させたい標的DNAを決定する。次にその標的DNAの両端に特異的に結合する「プライマー」という合成DNAを2つ設計する。このプライマーが新たな標的DNAの合成の開始点となる。そして、DNA合成を触媒するDNAポリメラーゼを準備し、DNAポリメラーゼが最適の環境で働けるような反応液に検体となるDNAとプライマー、DNAポリメラーゼを加える。通常は、反応液やDNAポリメラーゼなどの入った、検査会社の検査キットのマイクロチューブを用いる。

引用:今さら聞けないPCR検査のイロハ 検査の限界を知り、慎重な判断と対応を心掛ける | メディアスホールディングス株式会社

PCR検査を理解する上で以下の3つの用語はおさえておいた方がいいだろうか。

用語 コメント
標的DNA 発見したいDNA。
プライマー 標的DNAに特異的に結合する合成DNA。
ポリメラーゼ連鎖反応 ポリメラーゼという酵素で標的DNAを増幅。

熱変性、アニーリング、伸長反応

ここでは遺伝子を増幅する仕組みを解説している。内容が難しいので一般人は用語の雰囲気だけ押さえておけばいいだろう。全部理解しようとするのは厳しい。

このマイクロチューブをサーマルサイクラーという恒温槽に入れ、熱変性(94~96℃)、アニーリング(55~60℃)、伸長反応(70~74℃)という3つのサイクルを繰り返すことで、標的DNAは指数関数的に増幅していく。熱変性の段階では、熱を加えられたDNAの2本の鎖が分離して、1本ずつの鎖になる。アニーリングでは、徐々に温度を下げていき、これによって熱変性で1本鎖になったDNA鎖の標的DNAにあらかじめ反応液に入れておいたプライマーが結合する。そして伸長反応では、再び温度を上げることで、DNAポリメラーゼが作用して新たなDNA分子が合成される。こうしてプライマーを起点としたDNA鎖が“鋳型”となり、その対となる鎖が作成されていく(図)。

引用:今さら聞けないPCR検査のイロハ 検査の限界を知り、慎重な判断と対応を心掛ける | メディアスホールディングス株式会社

国内のPCR検査はRT-PCRを用いた検査

とりあえず用語の「RT-PCR」だけ覚えておこう。これはわずかなRNAを検出可能な濃度まで増幅できる。

PCRは標的DNAを増幅する技術である。1987年に、このPCRを逆転写酵素(reverse transcriptase:RT)を用いて、RNAの増幅に応用したRT-PCRという技術が開発された。これはわずかなRNAを検出可能な濃度まで増幅させる技術で、現在、わが国で行われている新型コロナウイルスの検査は、RT-PCRを用いた検査である。3つのサイクルはDNAのPCR検査と同一だ。

引用:今さら聞けないPCR検査のイロハ 検査の限界を知り、慎重な判断と対応を心掛ける | メディアスホールディングス株式会社

国内のRT-PCRは2種類ある

この二種類も用語として押さえておいた方がよさそう。略称のようだが「感染研法」と「検体直接PCR法」のふたつ。

新型コロナウイルスのRT-PCR検査(以下、PCR検査)には2つの手法がある。1つは国立感染症研究所が作成した「病原体検出マニュアル」に基づく方法(感染研法)、もう1つは検体から直接、ウイルスのRNAの逆転写とリアルタイムPCRを同時に行う検体直接PCR法である。

引用:今さら聞けないPCR検査のイロハ 検査の限界を知り、慎重な判断と対応を心掛ける | メディアスホールディングス株式会社

検体前の前処理工程がポイントだろうか。

RT-PCR検査の手法 解説
感染研法 国立感染症研究所が作成した「病原体検出マニュアル」に基づく方法(感染研法)。

「標的となるRNAの増幅箇所」
感染研法ではNセットとN2セットと呼ばれる新型コロナウイルスに特異的な2カ所のRNA配列を増幅して検出する。

「検体の前処理工程」
感染研法では検体(鼻咽頭ぬぐい液や唾液)を採取した後に専用キットを使って30分ほどかけてRNAの抽出と精製を行う必要があり、検体数が多い場合はさらに多くの時間を要する。この方法ではRNAの抽出と精製工程にある程度の習熟度が要求されるという課題がある。

検体直接PCR法 検体から直接、ウイルスのRNAの逆転写とリアルタイムPCRを同時に行う検体直接PCR法。

「標的となるRNAの増幅箇所」
検体直接PCR法は、米国疾病予防管理センター(CDC)が定めたN1およびN2と呼ばれる新型コロナウイルスに特異的な2カ所の配列をプライマー・プローブ(RNA配列を増殖・確認するのに必要なもの)として増幅させている。

「検体の前処理工程」
検体直接PCR法は、プライマー・プローブによりこうした一連のRNA抽出・精製作業をせず目的配列を増幅させることが可能である。そのため、検体から直接新型コロナウイルスを検出でき、作業者の負担を大幅に軽減できるが、検体に含まれるさまざまな夾雑物によりPCR反応が阻害され、偽陰性、つまりウイルスをもっているが陰性となるリスクがある。

引用:今さら聞けないPCR検査のイロハ 検査の限界を知り、慎重な判断と対応を心掛ける | メディアスホールディングス株式会社

PCR検査陽性者=新型コロナウイルス感染者ではない!?

PCR検査について確認してきたが陽性者が感染者(体内でウイルスが細胞内で増殖)ではない気がする。そもそも無症状感染って感染してないってことじゃないだろうか。

偽陽性については、さらに多くの問題点が指摘されている。そもそも「PCR検査陽性者=新型コロナウイルス感染者ではない」と多くの感染症専門医が強調している。まず、検査陽性者の中には無症状の人が多く存在するが、これらは感染者ではない。新型コロナウイルスが体内に侵入し、細胞内で増殖して初めて“感染”が成立するが、人間にはこうした病原微生物から身を守る免疫機能があるため、ウイルスを吸っても必ず感染するわけではない。しかし、新型コロナウイルスで用いられるPCR検査では、空中を漂っている不活化したウイルスがたまたま吸われて、検体である鼻粘膜や唾液に数個でも混ざっていれば陽性と判定される可能性が高い。

引用:今さら聞けないPCR検査のイロハ 検査の限界を知り、慎重な判断と対応を心掛ける | メディアスホールディングス株式会社

標的RNAでも反応!?

ここでは新型コロナウイルスのRNAを標的としたとしても別のウイルスで陽性反応がでる可能性があるとしている。よく風邪のウイルスと聞くアデノウイルスでも反応する可能性があるそうだ。なので風邪でも新型コロナウイルスのPCR検査で陽性になる可能性があると。

また、新型コロナウイルスに特異的とされ、PCR検査の標的となっているRNA配列は、他のウイルスでも存在する可能性があり、過去に海外で使用されていたPCR検査キットの添付文書には、在来型コロナウイルス、ライノウイルス、アデノウイルスなどでも陽性になると記載されているものがあった。
CDCはこれらを踏まえ、PCR検査は、ある遺伝子の特定領域を増幅させる検査であり、ウイルスの存在を検出するものではないこと、従ってPCRキット検査の陽性結果をもとに、新型コロナウイルス感染症と診断し、治療の根拠としてはいけない、としている。

発熱などの症状のある人に対するPCR検査の実施は医師が確定診断する上で重要なツールであるが、必ずしも陽性=新型コロナウイルス感染者ではないことを念頭に、慎重な判断と対応が求められている。

引用:今さら聞けないPCR検査のイロハ 検査の限界を知り、慎重な判断と対応を心掛ける | メディアスホールディングス株式会社

ここでの一番のポイントはPCR陽性者が感染者ではない可能性が高いということ。

擬陽性と偽陰性

別サイトだが感染の定義として「体内のコロナの数が最小発症菌数以下なら感染したことにならない」としている。

偽陽性:わずかなウイルスでも検知してしまう
PCR検査で偽陽性が出てしまうのは、検体のなかにコロナがわずかでも含まれていると、検査機器が陽性と判定してしまうからです。
わずかな数のコロナで陽性と判定することはよいことのように思えるかもしれませんが、そうではありません。

例えば、1個のコロナが体内に入っただけなら、「コロナに感染した」とはいいません。感染症には、何個のウイルスが体内に入ったら感染したとみなす「最小発症菌数」という考え方があります。
体内のコロナの数が最小発症菌数以下なら感染したことにならないので、その状態で陽性と出ればそれは偽陽性となります。

PCR検査では、検体のなかのコロナを増殖させてから測定するので、偽陽性が出る可能性は十分あります。
しかし、だからといって検体のなかのコロナを増殖させずに測定すると、今度は、最小発症菌数に達している人の感染を発見できなくなってしまいます。

引用:PCR検査の偽陽性:コロナ感染していないのに「感染」と出るのは仕方がない? | ヒロオカクリニック

まとめ

PCR検査はウイルスの断片を数十億倍に増幅できる非常に感度の高い検査ということがわかった。なので感染や発症していない人の体内にあるウイルスの断片でも陽性がでると。この話が本当だとすると健康な人を検査すればするほど陽性者数(擬陽性の数)がふえるんじゃないだろうか。

ポイント
  • PCR検査でウイルスの断片を見つけることができる
  • 健康で感染していにない人の体内にもウイルスは存在する
  • PCR検査陽性者が感染しているとは限らない

断片って・・・。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です。入力した「コメント」、「名前」、「サイト」は一般公開されます。匿名の場合は「名前」にニックネームを使用してください。