PCR検査という検査を知っていますか?

世界的に大流行している新型コロナウイルス感染の有無を調べるために、PCR検査が行われています。そのため、PCR検査という言葉だけなら聞いたことがある人は多いはずです。しかし、どのような検査か知っている人は少ないでしょう。

PCR検査を簡単に説明すると、ウイルスに含まれる特定の遺伝子を増やして検出する検査です。

けど、これだけではよくわからないと思うので、PCR検査の原理や問題点、誰にでも検査を受けさせない理由などをもう少し詳しく解説します。

PCR検査とは?

PCR検査のことを理解するためには、DNAについて少し知っておかないといけないため、DNAのことから軽く説明します。

DNAの構造

DNAは生物の遺伝情報を担うもので、デオキシリボース(五炭類)とリン酸、塩基で構成されたヌクレオチドが連なった二重らせん構造をとっています。

塩基は、アデニン(A)、チミン(T)、グアニン(G)、シトシン(C)の四種類あり、アデニンとチミン、シトシンとグアニンが結合すると決まっています。

そのため、二本鎖の片方の塩基配列が決まれば、自動的にもう片方の鎖の塩基配列も決まるということになります(DNAの相補性)。

PCR検査の原理とは?

PCR検査は新型コロナウイルスだけではなく、微生物の検査でよく用いられている検査法です。わずかな遺伝物質を、目視または検出機器で検出可能なレベルまで増幅させて、微生物の存在の有無を確認します。

PCR法の手順

増幅させたいDNA、DNAプライマー、DNAポリメラーゼ、ヌクレオチドを反応液の中に入れます。

DNAプライマーは、増幅させたい領域の両端に相補的な配列をもつ一本鎖のDNAの断片のこと。

DNAポリメラーゼは、相補的なDNA鎖を合成するための酵素のこと。

1 増幅させたいDNAに熱(92~95℃)を加えると変性して、二本鎖が一本鎖2本にわかれます(熱変性)。

2 60℃程度に冷却し、増幅させたい領域の両端に相補的な配列をもつ一本鎖DNA(DNAプライマー)を加えます。DNAプライマーは相補的な部分で増幅させたいDNAと結合します(アニーリング)。

3 加熱(72℃)すると、DNAポリメラーゼは活性化してDNAの合成が開始されます(伸長反応)。

この1~3が1サイクルです。1サイクルで、1本の二本鎖が熱変性で2本の一本鎖に分かれて、その2本の一本鎖がアニーリングと伸長反応によって2本の二本鎖になります。このサイクルを繰り返していくと、1本が2本、2本が4本、4本が8本・・・・とDNAは増幅していきます。

PCR検査の精度は?

PCR検査の精度は、70%前後といわれています。感染初期でウイルスがあまり増殖していないときは、陰性になるケースが多いようです。

感度(敏感度)、特異度とは?

感染症の検査においての感度は、感染している人を陽性と判定する確率で、特異度は感染していない人を陰性と判定する確率です。

偽陽性は、感染していないのに陽性と判定されることで、偽陰性は感染しているのに陰性と判定されることです。

どうして希望者にPCR検査を受けさせないの?

3月6日からPCR検査の公的保険適用が始まりました。しかし、検査を希望した人が全員受けられるわけではありません。それはなぜでしょうか?

感染症の検査では、軽症者や無症状の希望者にまで検査を受けさせるのは、封じ込めが期待できるときです。症状が出ている出ていないにかかわらず感染の疑いが少しでもある人を全て検査して、これ以上感染が広がらないように封じ込めを図ります。

しかし、感染者の接触歴を追いきれない、感染経路不明というような感染者が増えると、封じ込めはほぼ期待できなくなります。この段階では、接触歴や症状などから感染の疑いが高い人だけを検査することで、重症者を治療して死なせないようにすることが重要です。

新型コロナウイルスに感染している疑いが高くない人にまで、検査を受けられるようにしていると医療従事者の負担は増えます。どこの医療機関でも、人が有り余っているわけではありません。病院に検査を受けるために人が押し寄せると、重症者を診る時間や他の病気で入院している患者を診る時間が少なくなってしまいます。また、検査を受けようとして病院にきたら、そこで感染してしまう危険性すらあり得るのです。

孫正義さんの簡易PCR検査キット提供はなぜ批判されているの?

孫正義さんが100万個の簡易PCR検査キットを提供する、とtwitterで表明したときに、批判の声があがりました。多くの人が検査を受けることができたらよいことじゃないの?と考える人もいると思いますが、実際はそのように単純なことではありません。

100万人がPCR検査を受けたらどうなるの?

実際の簡易PCR検査キットの感度はもっと低いでしょうが、仮に孫さんが提供してくれようとしていた簡易PCR検査キットの感度と特異度が、ともに99%だったとします。100万人の中に1万人が感染していると仮定した場合、感度99%の検査では感染者のうち100人は陰性と判定されてしまいます(偽陰性)。感染していない99万人が特異度99%の検査を受けると、98万0100人の人は陰性と判定されますが、9900人は陽性と判定されてしまいます(偽陽性)。

どんなに精度が高い検査でも、100%という検査はありません。したがって、検査をすればするほど偽陰性や偽陽性が多く発生することになります。しかし、検査数をいくら増やしても実際に感染している人の数は変わりません。PCR検査よりはるかに高い感度99%の検査ですら、これだけ多くの偽陽性が発生してしまうのです。

陽性反応が出たら実際は偽陽性だったとしても、その時点ではわかりません。陽性反応が認められた人の中には感染者も含まれているため、対応しなければいけなくなり、医療従事者の負担は増えてしまいます。また、偽陰性の人は、検査した結果陰性と判定されたため、安心し外出して感染を広げてしまう可能性だってありえるのです。

また、新型コロナウイルスに対する治療法が確立されていない現状では、早期発見で重症化を予防することは難しいでしょう。感染しても8割の方は自然と治るといわれています。そのため軽症者は、自宅で安静にして他の人にうつさないために外出をしない方が感染拡大予防としても効果的です。

大量に検査をして、感染者を少しでも多く見つけることは全く意味がないというわけではありませんが、効果的だった段階を過ぎてしまい、マイナス要素の方が大きい段階になったといえるでしょう。

医療崩壊は起こるのか?

医療崩壊が起きているヨーロッパの国がありますが、日本の医療はどのぐらいまで対応可能だか知っていますか?

COVID-19 Japanという新型コロナウイルス対策ダッシュボードがあります。ここを見ると、PCR検査陽性者数や感染病床数、感染病床使用率、人工呼吸器とECMO(体外式膜型人工肺)台数がわかります。

人工呼吸器もECMOも重症患者の呼吸を補助するために使う機器で、ECMOの方がより重度の呼吸不全患者に用いられています。

このダッシュボードにある数字を多いと考えるか、少ないと考えるかはそれぞれだと思いますが、ショックを受けた方が多いのではないでしょうか。ダッシュボードにはありませんが、医療従事者の疲労も考慮しなければいけません。

医療崩壊が起きたら、救えるはずの命が救えなくなってしまいます。医療崩壊が起きる前に、一刻も早く治療法が確立されることを願うばかりです。

まとめ

・PCR検査は、DNAを増幅させて微生物の存在の有無を確認できるようにする検査

・封じ込めが期待できない段階では、重症患者を治療して亡くならないようにすることを優先するべき

・精度100%の検査はないため、検査数を増やすと偽陽性と判定されるひとの数も増えてしまう

・医療崩壊が起こる前に、治療薬ができることを願うばかりです

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