核酸増幅検査

🧠 全体像：核酸増幅検査 nucleic acid amplification test, NAAT 核酸増幅検査（nucleic acid amplification test, NAAT） nucleic acid amplification test, NAAT（核酸増幅検査） （NAATNAAT, nucleic acid amplification test）は、病原体そのものの核酸配列nucleic acid sequence核酸配列（nucleic acid sequence）nucleic acid sequence（核酸配列）を検出する検査であり、宿主が作る抗体を測る抗体価antibody titer抗体価（antibody titer）antibody titer（抗体価）と対をなす。抗体価antibody titer 抗体価（antibody titer）antibody titer（抗体価） が「感染に対する体の反応」を映すのに対し、NAATは「そこに病原体の遺伝情報があるか」を直接見る——だから抗体がまだ立ち上がっていない感染初期でも検出でき、感染が治まった後も陽性が長く残りうる。核酸の存在は生きた病原体の存在を意味しない、という一点がこの検査の解釈の中心になる。

何を検出しているか

NAATは標的核酸配列 nucleic acid sequence 核酸配列（nucleic acid sequence） nucleic acid sequence（核酸配列） を試験管内 in vitro 試験管内（in vitro） in vitro（試験管内） で増幅し、検出可能な量まで増やしてから検出する検査の総称である。「PCRPCR（polymerase chain reaction）」はNAATの数ある手法の一つであって同義ではない——PCRは温度サイクルで核酸を倍加させる代表的な方法だが、温度を一定に保ったまま増幅する等温増幅法 isothermal amplification 等温増幅法（isothermal amplification） isothermal amplification（等温増幅法） という別系統もある。

いずれも病原体そのものの核酸を検出する点は共通で、抗原検査や抗体検査より高い感度・特異度を持ち、培養が難しい病原体や培養に日数を要する病原体でも数時間〜数日で結果が出る微生物学 5/33：微生物学で用いられる分子生物学的検査 molecular methods 分子生物学的検査（molecular methods） molecular methods（分子生物学的検査） 法。

flowchart TD
    A["症状・曝露から<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pretest probability'>検査前確率</span>を見積もる"] --> B["検体を採取し<span class='jp-term jp-term-diagram' title='nucleic acid amplification test'>NAAT</span>を提出"]
    B --> C{"結果は"}
    C -->|"陽性"| D["生きた病原体か死滅核酸かを臨床像で判断"]
    C -->|"陰性"| E["検体・時期・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='limit of detection'>検出限界</span>を確認"]
    D --> F["定量<span class='jp-term jp-term-diagram' title='nucleic acid amplification test'>NAAT</span>なら<span class='jp-term jp-term-diagram' title='evolution'>経時変化</span>を追う"]
    E --> G{"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pretest probability'>検査前確率</span>が高いままか"}
    G -->|"はい"| H["除外せず再検査・別検体・多段階検査を検討"]
    G -->|"いいえ"| I["除外を支持"]

陽性の意味

⚠️ 核酸の存在は、生きた病原体の存在を意味しない。 NAATは死滅した病原体の残存核酸も区別なく増幅するため、治癒後も長期間陽性が続くことがある。

一方、定量NAAT（ウイルス量）は別の読み方をする。HIVHIV（human immunodeficiency virus） RNA・HBVHBV（hepatitis B virus） DNADNA（deoxyribonucleic acid）・HCVHCV（hepatitis C virus） RNA・CMVCMV（cytomegalovirus） DNAなどでは、陽性・陰性という二値ではなくコピー数copy number コピー数（copy number）copy number（コピー数） の推移が治療効果・再燃relapse再燃（relapse）relapse（再燃）・耐性出現の指標になる。同じNAATでも、定性（陽性/陰性）で読むか定量（コピー数copy numberコピー数（copy number）copy number（コピー数））で読むかで臨床的な意味が変わる。

陰性の意味

陰性は「その検体に、その時点で、検出限界limit of detection 検出限界（limit of detection）limit of detection（検出限界） を超える標的核酸が無かった」ことしか示さない。除外にならない状況は具体的である。

• 検体の採取部位が病巣 lesion (focal) 病巣（lesion (focal)） lesion (focal)（病巣） と一致しない（下気道病変を上気道検体で検査するなど）
• 発症直後で病原体量がまだ検出限界 limit of detection 検出限界（limit of detection） limit of detection（検出限界） に達していない、または感染後期で既に排出量が減っている
• 少菌性paucibacillary少菌性（paucibacillary）paucibacillary（少菌性）・少ウイルス量の病態（小児・免疫不全者の結核など）は、迅速分子検査rapid molecular test 迅速分子検査（rapid molecular test）rapid molecular test（迅速分子検査） が陰性でも除外できない（結核を参照）
• 曝露直後のウインドウ期 window periodウインドウ期（window period） window period（ウインドウ期）。HIVの抗原抗体同時検査 antigen/antibody combination assay 抗原抗体同時検査（antigen/antibody combination assay） antigen/antibody combination assay（抗原抗体同時検査） が陰性・判定保留equivocal 判定保留（equivocal）equivocal（判定保留） のときにHIV-1HIV-1（human immunodeficiency virus type 1） RNA NAATを追加する設計は、この限界を補うためにある微生物学 5/27：HIV感染のスクリーニングと確認検査 confirmatory test確認検査（confirmatory test） confirmatory test（確認検査）。エイズ関連日和見感染を起こす微生物（一覧）

⚠️ 重症例・進行性疾患を疑う患者では、NAAT陰性を理由に治療開始を遅らせない。

⚠️ 測定上の注意

• 検体の質：採取部位・タイミング・搬送条件が結果を左右する。保存条件を外れると核酸が分解し偽陰性を招く微生物学 5/29：感染性検体：採取・搬送・検査手順の基本ルール。
• 阻害物質：血液中のヘム、便中の胆汁酸、粘液など検体由来の物質がポリメラーゼ反応を阻害し偽陰性の原因になる。
• コンタミネーションcontamination コンタミネーション（contamination）contamination（コンタミネーション） による偽陽性：NAATは微量の核酸を増幅する検査であるため、検体間や増幅産物の微量混入だけで偽陽性を生じうる。臨床像と矛盾する陽性は原因を確認する。
• Ct値cycle threshold value Ct値（cycle threshold value）cycle threshold value（Ct値） を臨床判断に直接使わない：Ct値 cycle threshold value Ct値（cycle threshold value） cycle threshold value（Ct値） は検査施設・キットごとに標準化されておらず、感染性の有無を単独で判定する根拠にならない¹。
• 標的遺伝子target gene 標的遺伝子（target gene）target gene（標的遺伝子） の変異による偽陰性：プライマー・プローブの結合領域に変異が入ると、その領域を狙うアッセイでは検出できなくなる。変異株variant strain 変異株（variant strain）variant strain（変異株） で特定の標的だけが陰性になる現象（SドロップアウトS-gene target failure Sドロップアウト（S-gene target failure）S-gene target failure（Sドロップアウト） など）は変異サーベイランス surveillance サーベイランス（surveillance） surveillance（サーベイランス） の手掛かりにもなる一方、単一標的アッセイでは偽陰性の原因になる。
• 多項目パネルの偶発的陽性：多数の病原体を同時に検査するパネル検査では、臨床像と無関係 unrelated 無関係（unrelated） unrelated（無関係） な病原体が偶然 chance 偶然（chance） chance（偶然） 陽性になることがある。陽性が出た病原体すべてを治療対象にせず、臨床像と整合するかを確認する。

事前確率との関係

NAATは感度が高いほど、有病率prevalence 有病率（prevalence）prevalence（有病率） の低い集団に適用したときの陽性的中率positive predictive value陽性的中率（positive predictive value）positive predictive value（陽性的中率）が下がるという一般原則 general principles 一般原則（general principles） general principles（一般原則） から逃れられない公衆衛生public health公衆衛生（public health）public health（公衆衛生） 04：検査（スクリーニング・診断）の評価：感度・特異度・陽性的中率positive predictive value陽性的中率（positive predictive value）positive predictive value（陽性的中率）・陰性的中率negative predictive value, NPV陰性的中率（negative predictive value, NPV）negative predictive value, NPV（陰性的中率）。症状のない集団への無差別なスクリーニングでは、真陽性true positive 真陽性（true positive）true positive（真陽性） より偶発的な陽性の割合が相対的に増える。検査前確率pretest probability 検査前確率（pretest probability）pretest probability（検査前確率） が高い患者に絞って提出することが、NAATの高い性能を活かす前提になる。

多段階検査という設計

NAAT単独の限界（陽性が必ずしも活動性感染 active infection 活動性感染（active infection） active infection（活動性感染） を意味しない、偶発的陽性を拾う）を踏まえ、NAATだけを判定根拠にせず複数の検査を組み合わせる設計が使われる。クロストリディオイデス・ディフィシル感染症Clostridioides difficile infectionクロストリディオイデス・ディフィシル感染症（Clostridioides difficile infection）Clostridioides difficile infection（クロストリディオイデス・ディフィシル感染症）の診断では、GDHGDH（glutamate dehydrogenase）抗原・毒素EIAtoxin enzyme immunoassay毒素EIA（toxin enzyme immunoassay）toxin enzyme immunoassay（毒素EIA）・NAATを組み合わせた多段階検査を、症状のある新規未成形便 unformed stool 未成形便（unformed stool） unformed stool（未成形便） に限って行い、無症候性保菌asymptomatic carriage 無症候性保菌（asymptomatic carriage）asymptomatic carriage（無症候性保菌） を治療対象にしない。HIVのスクリーニングも同様に、抗原抗体同時検査antigen/antibody combination assay 抗原抗体同時検査（antigen/antibody combination assay）antigen/antibody combination assay（抗原抗体同時検査） →抗体鑑別検査 antibody differentiation assay 抗体鑑別検査（antibody differentiation assay） antibody differentiation assay（抗体鑑別検査） →判定保留 equivocal 判定保留（equivocal） equivocal（判定保留） 時のみNAATという段階的な設計で、単一検査の限界を補う。

⭐ 迅速だが分解能の低い検査を前段に置き、NAATを確定に回すという配置も同じ設計思想 design principle 設計思想（design principle） design principle（設計思想） である。水疱性病変のツァンク試験Tzanck smearツァンク試験（Tzanck smear）Tzanck smear（ツァンク試験）はベッドサイドで数分で答えが出るがHSVHSV（herpes simplex virus）とVZVVZV（varicella-zoster virus）を区別できず、型の確定はNAATに委ねる。前段の検査は「NAATの代わり」ではなく「NAATを待つ間の意思決定」を担う。

まとめ

• NAATは病原体の核酸そのものを増幅・検出する検査の総称で、PCRはその一手法にすぎない。LAMP・TMA・NEARなどの等温増幅法 isothermal amplification 等温増幅法（isothermal amplification） isothermal amplification（等温増幅法） は温度サイクラーを要さず迅速・簡便。
• 陽性は核酸の存在を示すにとどまり、生きた病原体・活動性感染active infection 活動性感染（active infection）active infection（活動性感染） を意味しない。治癒後も長期間陽性が続く例がある一方、定量NAATはコピー数 copy number コピー数（copy number） copy number（コピー数） の推移として別の情報を持つ。
• 陰性は検体・タイミング・検出限界limit of detection 検出限界（limit of detection）limit of detection（検出限界） に依存し、除外の根拠にならない場面が多い。
• ⚠️ コンタミネーションcontamination コンタミネーション（contamination）contamination（コンタミネーション） による偽陽性、Ct値cycle threshold value Ct値（cycle threshold value）cycle threshold value（Ct値） の非標準化、標的領域の変異による偽陰性、パネル検査の偶発的陽性に注意する。
• 高感度な検査ほど低有病率 prevalence 有病率（prevalence） prevalence（有病率） 集団では陽性的中率 positive predictive value 陽性的中率（positive predictive value） positive predictive value（陽性的中率） が下がるため、検査前確率pretest probability 検査前確率（pretest probability）pretest probability（検査前確率） を絞ってから提出する。
• NAAT単独で判定せず複数検査を組み合わせる多段階設計が、C. difficileやHIVスクリーニングで使われる。