Immunology · 10.2
免疫血清学（手法 I）
Immunoserology (Methods I)
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🧠 凝集反応agglutination凝集反応（agglutination）agglutination（凝集反応）は沈降反応（10-1-methods-based-on-antigen-antibody-interactions-basic-concepts-of-the-diagnostic参照）の「粒子性抗原corpuscular antigen粒子性抗原（corpuscular antigen）corpuscular antigen（粒子性抗原）版」として読む。 可溶性抗原soluble antigen可溶性抗原（soluble antigen）soluble antigen（可溶性抗原）なら沈降、赤血球や粒子に結合した抗原なら凝集——原理は同じ抗原抗体比の効果（等価帯zone of equivalence等価帯（zone of equivalence）zone of equivalence（等価帯））に従う。多発性骨髄腫multiple myeloma, MM多発性骨髄腫（multiple myeloma, MM）multiple myeloma, MM（多発性骨髄腫）の症例は、電気泳動・免疫固定immunofixation免疫固定（immunofixation）immunofixation（免疫固定）・遊離軽鎖分析free light chain (FLC) assay遊離軽鎖分析（free light chain (FLC) assay）free light chain (FLC) assay（遊離軽鎖分析）という複数の血清学的手法Serological diagnosis血清学的手法（Serological diagnosis）Serological diagnosis（血清学的手法）を組み合わせて1つの疾患を診断・追跡する好例になる。
症例：多発性骨髄腫
59歳男性、原因不明の倦怠Malaise倦怠（Malaise）Malaise（倦怠）感増悪（1か月）、腰痛low back pain腰痛（low back pain）low back pain（腰痛）、この1年でインフルエンザ様症状の遷延を繰り返し、過去6か月で食事制限なしに15kgの体重減少。身体所見は巨舌症macroglossia巨舌症（macroglossia）macroglossia（巨舌症）以外に異常なし（アミロイドーシスamyloidosisアミロイドーシス（amyloidosis）amyloidosis（アミロイドーシス）合併を示唆）。
多発性骨髄腫multiple myeloma, MM多発性骨髄腫（multiple myeloma, MM）multiple myeloma, MM（多発性骨髄腫）は単クローン性ガンモパチーmonoclonal gammopathy単クローン性ガンモパチー（monoclonal gammopathy）monoclonal gammopathy（単クローン性ガンモパチー）の一種で、単一の形質細胞クローンが増殖し、免疫学的に均一な単クローン性抗体を産生する。高齢者に多く、治療下での平均生存期間3〜5年（無治療では1年未満）、発生率incidence発生率（incidence）incidence（発生率）10万人あたり4〜5人。
検査値の解釈
| 検査 | 値 | 基準値baseline / reference value基準値（baseline / reference value）baseline / reference value（基準値） |
|---|---|---|
| 赤血球沈降速度erythrocyte sedimentation rate (ESR)赤血球沈降速度（erythrocyte sedimentation rate (ESR)）erythrocyte sedimentation rate (ESR)（赤血球沈降速度） | 130 mm/h | <20 |
| CRP | 4 mg/L | <5（正常） |
| eGFR | 40 mL/min | — |
| クレアチニン | 164 | — |
| 血清Ca | 3.1 mM | 2.2〜2.7（高値） |
| IgG | 35.7 g/L | 4〜12（著明高値markedly elevated著明高値（markedly elevated）markedly elevated（著明高値）） |
| Bence Jones蛋白Bence Jones proteinBence Jones蛋白（Bence Jones protein）Bence Jones protein（Bence Jones蛋白） | 陽性 | — |
⭐ CRP正常なのにESRだけ著明に上昇——この解離こそが骨髄腫を疑う鍵。 通常、ESR上昇は炎症による急性期タンパクAcute phase proteins, APP急性期タンパク（Acute phase proteins, APP）Acute phase proteins, APP（急性期タンパク）（陽性荷電charged荷電（charged）charged（荷電）、例：フィブリノゲン）が負に帯電した赤血球膜（シアル酸sialic acidシアル酸（sialic acid）sialic acid（シアル酸）に富む）に付着し凝集・沈降を促進することで起こる。骨髄腫では炎症とは無関係indifference無関係（indifference）indifference（無関係）に、大量の単クローン性抗体（陽性荷電charged荷電（charged）charged（荷電））そのものが赤血球に付着し沈降を促進する——CRPという典型的な急性期タンパクAcute phase proteins, APP急性期タンパク（Acute phase proteins, APP）Acute phase proteins, APP（急性期タンパク）の上昇を伴わずにESRだけが著明に上昇するのは、この非炎症性の機序を反映している。
診断アルゴリズム
| 段階 | 検査 |
|---|---|
| 第一選択 | 全血球計算complete blood count, CBC全血球計算（complete blood count, CBC）complete blood count, CBC（全血球計算）、血清/尿電気泳動urine protein electrophoresis (UPEP)尿電気泳動（urine protein electrophoresis (UPEP)）urine protein electrophoresis (UPEP)（尿電気泳動）、X線・CT、遊離軽鎖分析free light chain (FLC) assay遊離軽鎖分析（free light chain (FLC) assay）free light chain (FLC) assay（遊離軽鎖分析） |
| 追加検査 | CRP、LDH、全身MRI、骨髄穿刺bone marrow aspiration骨髄穿刺（bone marrow aspiration）bone marrow aspiration（骨髄穿刺）塗抹標本smear preparation塗抹標本（smear preparation）smear preparation（塗抹標本）、フローサイトメトリーflow cytometryフローサイトメトリー（flow cytometry）flow cytometry（フローサイトメトリー） |
腰仙椎sacral vertebrae仙椎（sacral vertebrae）sacral vertebrae（仙椎）X線では骨粗鬆osteoporosis骨粗鬆（osteoporosis）osteoporosis（骨粗鬆）症所見を伴わない圧迫像（骨融解性病変を示唆）。免疫固定法immunofixation免疫固定法（immunofixation）immunofixation（免疫固定法）で単一特異性抗体を用いてIgG軽鎖過剰（この症例では軽鎖型骨髄腫light-chain myeloma軽鎖型骨髄腫（light-chain myeloma）light-chain myeloma（軽鎖型骨髄腫））を検出する。尿検体S. hematobium尿検体（S. hematobium）S. hematobium（尿検体）では単一のバンドのみが検出される——Bence Jones蛋白Bence Jones proteinBence Jones蛋白（Bence Jones protein）Bence Jones protein（Bence Jones蛋白）は単一クローン由来の遊離軽鎖free light chain (FLC)遊離軽鎖（free light chain (FLC)）free light chain (FLC)（遊離軽鎖）のみだからである。
💡 治療反応性のモニタリングは軽鎖排泄量で追跡できる。 治療前は尿中軽鎖排泄量4 g/24h・血清電気泳動serum electrophoresis血清電気泳動（serum electrophoresis）serum electrophoresis（血清電気泳動）でMスパイクspikeスパイク（spike）spike（スパイク）陽性だったのが、治療9か月後には尿中軽鎖排泄量が検出限界limit of detection検出限界（limit of detection）limit of detection（検出限界）以下・血清電気泳動serum electrophoresis血清電気泳動（serum electrophoresis）serum electrophoresis（血清電気泳動）も正常化——血清学的検査は診断だけでなく治療効果の定量的モニタリングにも使える。
凝集反応の原理
粒子性抗原corpuscular antigen粒子性抗原（corpuscular antigen）corpuscular antigen（粒子性抗原）では抗体との反応が凝集として検出される。抗原が赤血球の場合は特に血球凝集hemagglutination血球凝集（hemagglutination）hemagglutination（血球凝集）と呼ぶ。抗原抗体比の効果は沈降反応と同じ論理——抗原優位・抗体優位・等価帯zone of equivalence等価帯（zone of equivalence）zone of equivalence（等価帯）という3つの領域が存在する。
抗体価antibody titer抗体価（antibody titer）antibody titer（抗体価）＝血球凝集hemagglutination血球凝集（hemagglutination）hemagglutination（血球凝集）がなお起こる最大希釈倍率（＝検出可能な最低抗体濃度）。血清を段階希釈serial dilution段階希釈（serial dilution）serial dilution（段階希釈）し、標準量の赤血球を加えて判定する。
⚠️ 血球凝集hemagglutination血球凝集（hemagglutination）hemagglutination（血球凝集）が起きたからといって、必ずしも抗体の存在を意味しない。 インフルエンザ・ムンプスウイルスmumps virusムンプスウイルス（mumps virus）mumps virus（ムンプスウイルス）などのウイルスタンパクは、抗体を介さずに直接赤血球を凝集させることができる（非免疫学的反応）——血球凝集hemagglutination血球凝集（hemagglutination）hemagglutination（血球凝集）の陽性所見を無批判に「抗体あり」と解釈してはならない好例。
凝集反応の3型
| 型 | 機序 | 例 |
|---|---|---|
| 直接凝集direct agglutination直接凝集（direct agglutination）direct agglutination（直接凝集） | 抗体（主にIgM）が抗原に直接結合し細胞を凝集させる | ABO血液型判定 |
| 間接凝集indirect間接凝集（indirect）indirect（間接凝集） | 抗原決定基antigenic determinant抗原決定基（antigenic determinant）antigenic determinant（抗原決定基）の配置上、直接凝集direct agglutination直接凝集（direct agglutination）direct agglutination（直接凝集）が起こらない場合に、被覆抗体のFc領域Fc regionFc領域（Fc region）Fc region（Fc領域）に結合する二次抗体を加えて凝集を誘導する | 抗D（Rh因子）抗体の検出＝Coombs試験 |
| 受動凝集passive受動凝集（passive）passive（受動凝集） | ハプテンhaptenハプテン（hapten）hapten（ハプテン）または抗原を前処理した赤血球/ラテックスlatex (e.g. latex allergy)ラテックス（latex (e.g. latex allergy)）latex (e.g. latex allergy)（ラテックス）粒子に結合させ、被覆分子に特異的な抗体が凝集を誘導する | リウマトイド因子rheumatoid factor, RFリウマトイド因子（rheumatoid factor, RF）rheumatoid factor, RF（リウマトイド因子）（RF）検出（自己IgG/IgMと反応する自己反応性抗体autoreactive antibody自己反応性抗体（autoreactive antibody）autoreactive antibody（自己反応性抗体）） |
💡 IgMは「最も効果的な凝集素」——IgGだけでは直接凝集direct agglutination直接凝集（direct agglutination）direct agglutination（直接凝集）を起こせないことがある。 ABO抗原O antigen (somatic antigen)O抗原（O antigen (somatic antigen)）O antigen (somatic antigen)（O抗原）（IA・IB対立opposition対立（opposition）opposition（対立）遺伝子の共優性codominant共優性（codominant）codominant（共優性）発現による糖鎖抗原carbohydrate (glycan) antigen糖鎖抗原（carbohydrate (glycan) antigen）carbohydrate (glycan) antigen（糖鎖抗原））に対する抗体は直接凝集direct agglutination直接凝集（direct agglutination）direct agglutination（直接凝集）を起こすが、Rh(D)抗原に対する抗体はIgGであり単独では直接凝集direct agglutination直接凝集（direct agglutination）direct agglutination（直接凝集）を誘導できない——ヒト免疫グロブリンに反応する二次抗体を要する間接凝集indirect間接凝集（indirect）indirect（間接凝集）（Coombs試験の原理そのもの）でしか検出できない。
血液型判定法
①伝統的Traditional伝統的（Traditional）Traditional（伝統的）なスライドslideスライド（slide）slide（スライド）/タイル法、②迅速ベッドサイド検査rapid bedside test迅速ベッドサイド検査（rapid bedside test）rapid bedside test（迅速ベッドサイド検査）（Serafol、Eldoncardなど）、③検査室でのマイクロカラム法（セファロースビーズ表面での凝集複合体形成、患者血清＋標準赤血球または患者血液＋標準血清をインキュベーション・遠心centrifugation遠心（centrifugation）centrifugation（遠心））。
輸血適合性検査： 必要な材料はドナー候補の洗浄赤血球とレシピエントrecipientレシピエント（recipient）recipient（レシピエント）の血漿/血清。①レシピエントrecipientレシピエント（recipient）recipient（レシピエント）の血液型判定、②レシピエントrecipientレシピエント（recipient）recipient（レシピエント）血清中の抗体を検査用赤血球で検査（クロスマッチcrossmatchクロスマッチ（crossmatch）crossmatch（クロスマッチ））——レシピエントrecipientレシピエント（recipient）recipient（レシピエント）血清中に対応する抗体が存在しないことが適合の条件。
受動凝集を利用したポイントオブケア検査
| 検査 | ビーズの被覆 | 検出対象 |
|---|---|---|
| CRP ラテックスlatex (e.g. latex allergy)ラテックス（latex (e.g. latex allergy)）latex (e.g. latex allergy)（ラテックス）試験 | 抗体を結合 | 抗原の存在 |
| リウマトイド因子rheumatoid factor, RFリウマトイド因子（rheumatoid factor, RF）rheumatoid factor, RF（リウマトイド因子）（RF）ラテックスlatex (e.g. latex allergy)ラテックス（latex (e.g. latex allergy)）latex (e.g. latex allergy)（ラテックス）試験 | 抗原（ヒトIgG）を結合 | 抗体（RF）の存在 |
⭐ RF（リウマトイド因子rheumatoid factor, RFリウマトイド因子（rheumatoid factor, RF）rheumatoid factor, RF（リウマトイド因子））は血清中で最も高頻度に検出される自己反応性抗体autoreactive antibody自己反応性抗体（autoreactive antibody）autoreactive antibody（自己反応性抗体）——多くは自己IgGと反応するIgM型。 関節リウマチなどで検出される。ラテックスlatex (e.g. latex allergy)ラテックス（latex (e.g. latex allergy)）latex (e.g. latex allergy)（ラテックス）粒子に結合させたヒトIgGに、患者血清由来のRFが結合することで凝集が起こる、という受動凝集passive受動凝集（passive）passive（受動凝集）の典型例。
まとめ
- 凝集反応agglutination凝集反応（agglutination）agglutination（凝集反応）は粒子性抗原corpuscular antigen粒子性抗原（corpuscular antigen）corpuscular antigen（粒子性抗原）に対する沈降反応の一種で、抗原抗体比により抗原優位・抗体優位・等価帯zone of equivalence等価帯（zone of equivalence）zone of equivalence（等価帯）という同じ3領域構造をもつ。抗体価antibody titer抗体価（antibody titer）antibody titer（抗体価）は血球凝集hemagglutination血球凝集（hemagglutination）hemagglutination（血球凝集）が起こる最大希釈倍率で定義される。
- 多発性骨髄腫multiple myeloma, MM多発性骨髄腫（multiple myeloma, MM）multiple myeloma, MM（多発性骨髄腫）の症例は、ESR/CRP解離（単クローン性抗体による非炎症性ESR上昇）、診断アルゴリズム（電気泳動・免疫固定immunofixation免疫固定（immunofixation）immunofixation（免疫固定）・遊離軽鎖分析free light chain (FLC) assay遊離軽鎖分析（free light chain (FLC) assay）free light chain (FLC) assay（遊離軽鎖分析））、Bence Jones蛋白Bence Jones proteinBence Jones蛋白（Bence Jones protein）Bence Jones protein（Bence Jones蛋白）、治療モニタリングまで、血清学的手法Serological diagnosis血清学的手法（Serological diagnosis）Serological diagnosis（血清学的手法）の統合的な応用を示す。
- 凝集反応agglutination凝集反応（agglutination）agglutination（凝集反応）は直接（IgM、ABO判定）・間接（二次抗体を要する、Coombs試験）・受動（ビーズ/RBCに抗原/抗体を結合、RF検出）の3型に分かれ、ウイルスタンパクによる非免疫学的血球凝集hemagglutination血球凝集（hemagglutination）hemagglutination（血球凝集）という落とし穴にも注意が必要。
- 受動凝集passive受動凝集（passive）passive（受動凝集）はCRPラテックスlatex (e.g. latex allergy)ラテックス（latex (e.g. latex allergy)）latex (e.g. latex allergy)（ラテックス）試験（抗体被覆ビーズで抗原検出）・RFラテックスlatex (e.g. latex allergy)ラテックス（latex (e.g. latex allergy)）latex (e.g. latex allergy)（ラテックス）試験（抗原被覆ビーズで抗体検出antibody detection抗体検出（antibody detection）antibody detection（抗体検出））のようなポイントオブケアpoint-of-careポイントオブケア（point-of-care）point-of-care（ポイントオブケア）検査に応用される。