流行後の時代、「核酸検査」という言葉は私たちの身近にあり、日常生活の一部となっています。
では、核酸検査がどのようにウイルスを検出するか知っていますか? そして、核酸検査はどのようにして目に見えないウイルスを「見える」ようにするのでしょうか?
01 核酸とは
核酸はDNAとRNAの総称です。
核酸は、地球上のすべての既知の生命の必須成分です。 私たちがよく言うDNAはデオキシリボ核酸です。 新しいコロナウイルスの遺伝物質は、RNA - リボ核酸です。
核酸増幅検査
02 核酸検査って具体的に何を検出するの？
核酸検出の物質はウイルスの核酸です。
新型コロナウイルスは RNA のみを含むウイルスであり、ウイルス内の特定の RNA 配列は、ウイルスを他の病原体と区別するマーカーです。 核酸検出は、患者の呼吸器検体や血液中に外来侵入ウイルスの核酸が存在するかどうかを調べることで、新型コロナウイルスに感染しているかどうかを判断するものです。 新型コロナウイルスの現在の核酸検出の大部分は、蛍光定量PCR法を使用して、逆転写後にPCRによってウイルスRNAの標的配列を増幅します。
PCR、またはポリメラーゼ連鎖反応は、特定の DNA 断片を増幅するために使用される分子生物学的手法です。 特定の遺伝子の DNA ポリメラーゼ触媒反応または DNA 配列の迅速な in vitro 増幅の反応は、遺伝子 in vitro 増幅とも呼ばれます。 蛍光定量的PCR技術は、PCR反応システムに蛍光レポーターシステムを追加し、蛍光シグナルの変化を使用してリアルタイムでPCRプロセスを監視し、初期テンプレートの定量的検出を実現することです。
核酸を検出するには、まずサンプルを採取します。 現在、最も一般的なサンプリング方法は次のとおりです。咽頭スワブまたは鼻スワブを使用して、上気道（咽頭または鼻腔）を拭いて収集します。 収集されたサンプルは厳重に封印され、段階的なテストのために研究所に送られます。
1. ウイルス RNA の抽出
ウイルスの RNA は、最初にサンプルから抽出されます。 核酸抽出試薬をサンプルに加えてウイルスを破壊し、核酸を放出します。
2. ウイルス RNA から cDNA への「逆転写」
逆転写技術 (RT) により、ウイルスの RNA は、より検出しやすい特定の DNA、つまり cDNA に「反転」されます。
3. cDNAの増幅と検出
実際、喉のスワブ、鼻のスワブ、さらには採血のいずれであっても、重度の感染患者であっても、サンプル中のウイルス含有量は比較的低くなります（ウイルス負荷は大きい）。 ウイルス粒子が小さすぎてサンプリング量が限られているため、サンプルに含まれるウイルスの数はまだ核酸検出には小さすぎます。
そこで、検査官はPCR技術を用いて、検体中の新型コロナウイルス固有の「パスワード」を機器が検出できるレベルまで増幅し、陽性感染かどうかを判断します。 ウイルスの遺伝物質をつかむプロセス全体は、釣りに似ています。 フックはそれを識別してつかみ、ウイルスが隠れる場所がないようにします。
簡単に言えば、cDNA の数を増幅し、cDNA が連続的に複製され、その数が指数関数的に増加することです。
標準的な PCR プロセスは、次の 3 つのステップに分かれています。
変性: 高温を使用して DNA の 2 本鎖を分離すること。 DNA 二重鎖間の水素結合は、高温 (93 - 98 度) で切断されます。
アニーリング: DNA 二重鎖が分離した後、温度を下げてプライマーを一本鎖 DNA に結合させます。
伸長：DNAポリメラーゼは、温度が下がると結合したプライマーからDNA鎖に沿って相補鎖を合成します。 伸長が完了すると、1 サイクルが完了し、DNA 断片の数は 2 倍になります。 この 3 つのステップを 25-35 回繰り返すと、DNA 断片の数が指数関数的に増加します。
PCR 二本鎖テンプレート
cDNAが増幅されている間、キット内の蛍光プローブは同時に機能しています。 それは蛍光シグナルを放出し、cDNA が増幅されるたびに蛍光シグナルが少し増加し、PCR 検出器は蛍光シグナルの増加の Ct 値を記録できます。
Ct値は、ウイルス核酸が陰性か陽性かを判断する重要な指標です。 初期 DNA が少ないほど、特定のしきい値に到達するために必要な PCR サイクルが多くなり、Ct 値が高くなります。 逆に、初期 DNA が多いほど、Ct 値は低くなります。 DNA の初期量は、サンプル中のウイルス RNA の量を反映し、サンプル中のウイルスの量を反映します。 したがって、Ct 値が検出されない場合、または特定の値よりも高い場合、疑いのある患者は陰性と判断されます。 この値よりも低い場合、疑いのある患者は陽性と判断されます。
PCR 反応中、PCR 消耗品の選択も、核酸検出の結果に影響を与える最も重要な要因の 1 つです。
