感染症診断におけるポリメラーゼ連鎖反応(PCR)
最後に見直したもの： 05.07.2025
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PCRは、細菌またはウイルスのゲノム（DNA）の検出部位のコピー数をDNAポリメラーゼという酵素を用いて数百万倍に増やすことができるDNA診断法の一つです。特定のゲノムに特異的な核酸の検査対象部位は、何度も増殖（増幅）され、これによりゲノムを識別できます。まず、細菌またはウイルスのDNA分子は加熱によって2本の鎖に分割され、次に合成されたDNAプライマー（ヌクレオチド配列は決定対象のゲノムに特異的）の存在下で、相補的なDNA部位に結合します。そして、各プライマーの後に、耐熱性DNAポリメラーゼの存在下で2本目の核酸鎖が合成されます。2つのDNA分子が得られます。このプロセスは何度も繰り返されます。診断には1つのDNA分子、つまり1つの細菌またはウイルス粒子で十分です。反応に逆転写酵素を用いたRNA分子上のDNA合成という追加段階を導入することで、HCVウイルスなどのRNAウイルスの検査が可能になりました。 PCRは、変性、プライマーのアニーリング、DNA合成（重合）という3段階のプロセスを周期的に繰り返すプロセスです。合成されたDNAの量は、ELISAまたは電気泳動によって特定されます。
PCR では、血清や血漿、尿道掻爬、生検、胸水、脳脊髄液など、さまざまな生物学的材料を使用できます。PCR は主に、B 型ウイルス性肝炎、C 型ウイルス性肝炎、D 型ウイルス性肝炎、CMV 感染症、性感染症 (淋病、クラミジア、マイコプラズマ、ウレアプラズマ感染症)、結核、HIV 感染症などの感染症の診断に使用されます。
感染症の診断において、PCR が他の研究方法に比べて優れている点は次のとおりです。
- 感染性病原体は、生検中に採取された材料を含め、身体のあらゆる生物学的環境において検出される可能性がある。
- 感染症を病気の最も早い段階で診断することが可能です。
- 研究結果を定量的に評価することが可能である（研究対象の物質にウイルスや細菌がどれだけ含まれているか）。
- この方法は感度が高く、例えば血液中のB型肝炎ウイルスDNAの検出におけるPCRの感度は0.001 pg/ml（約4×10 2コピー/ml）であるのに対し、分岐プローブを使用したDNAハイブリダイゼーション法の感度は2.1 pg/ml（約7×10 5コピー/ml）である。
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