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PCR検査が遺伝子検査のゴールドスタンダードとなる理由

PCR 検査とは?

 

ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、20世紀における最も重要な科学的進歩の1つとして知られており1、たった1本のオリジナルの鎖から無限のDNAコピーを迅速かつ容易に作り出す方法です。ごく少量のDNAは、数十分~数時間の間に増幅され、配列決定や感染症の特定など、色々な検査に応用されます。PCR検査は、診断検査以外にも、食品の安全性、法医学、疫学、その他多くの分野で活用されています。

 

PCR検査には、重要な要素が2つあります。プライマーとプローブです。

 

  • プライマーとは、短いヌクレオチドの断片で、PCRでDNAを複製する際の開始点として使用されます。
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  • プローブは、PCRによるDNAの増幅を検出するための短いヌクレオチドの断片であり、蛍光物質で標識されています。DNAの増幅が多く起こるほど、得られる蛍光が多くなる仕組みになっているため、蛍光の量から標的病原体の有無やその量を判断することができます。
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PCR — 診断検査のゴールドスタンダード

 

PCRは、理論的にはサンプル中に1コピーしか存在しない標的を特定して検出することができるため、さまざまな遺伝子検査に応用されています。理想的な検査とは、特異度と感度がともに高く、きわめて低い濃度であっても検査陽性となり、偽陰性が紛れ込むことがない検査です。PCRはこの点において、優れた検査法と言えます。また、プライマー・プローブの設計を変えることで様々な病原体検査に高い水準で応用可能で、その設計も比較的容易にデザインすることができるため、世界中の研究者によって分子生物学のゴールドスタンダードとして、遺伝子検査のベンチマークとして広く使われているのです。

検査デザインに複数の標的があれば、陽性反応が示された場合、診断の正確性に対する信頼がより高くなります。PCR技術は迅速でもあり、数時間から数分で実施することができます。この点においても、検査結果が得られるまでに大きな労力と数日の時間を要する培養検査などの従来の方法とは異なります。

培養検査や血清学的検査などの他の診断検査方法では、PCRと同等の感度が得られない場合があります。したがって、微生物やウイルスの増殖やそれに対する免疫応答の検出が困難となるような境界領域のケースで、偽陰性のリスクが高まります。以上が、診断に携わる多くの人々の間でPCRがゴールドスタンダードとされる理由です。ロシュ・ダイアグノスティックスは、長年にわたって、幅広い疾患を対象とした品質の高いPCR検査法の研究開発を続けており、この技術を活用して拡大するパンデミックに迅速に対応する形でSARS-CoV-2検査法をラインナップに加えました。

Reference:

  1. Mark R. Hughes, Deputy Director of the National Center for Human Genome Research at the National Institutes of Health (Human Genome Project).