PCR検査とは？
ポリメラーゼ連鎖反応（ポリメラーゼれんさはんのう、英語: polymerase chain reaction）とは、DNAサンプルの特定領域を数百万〜数十億倍に増幅させる反応または技術。英語表記の頭文字を取ってPCR法、あるいは単純にPCRと呼ばれ、「ポリメラーゼ・チェーン・リアクション」と英語読みされる場合もある。
DNAポリメラーゼと呼ばれる酵素の働きを利用して、一連の温度変化のサイクルを経て任意の遺伝子領域やゲノム領域のコピーを指数関数的（ねずみ算的、連鎖的）に増幅することで、少量のDNAサンプルからその詳細を研究するに十分な量にまで増幅することが目的である[1][2][3]。医療や分子生物学や法医学などの分野で広く使用されている有用な技術であり、1983年にキャリー・マリス（Kary Mullis）によって発明され[4][5]、ノーベル賞を受賞した。
PCR法が確立したことにより、DNA配列クローニングや配列決定、遺伝子変異誘導といった実験が可能になり、分子遺伝学や生理学、分類学などの研究分野で活用されている他、古代DNAサンプルの解析、法医学や親子鑑定などで利用されるDNA型鑑定、感染性病原体の特定や感染症診断に関わる技術開発(核酸増幅検査)、などが飛躍的に進んだ。また、PCR法から逆転写ポリメラーゼ連鎖反応やリアルタイムPCR、DNAシークエンシング等の技術が派生して開発されている。そのため今日では、PCR法は生物学や医学をはじめとする幅広い分野における遺伝子解析の基礎となっている
https://ja.wikipedia.org/wiki/ポリメラーゼ連鎖反応
感染症に対してPCR検査は有効な手段なのか？
感染症診断におけるPCRの特徴[編集]
PCRは非常に強力で実用的な研究ツールであり、実際に多くの感染症において、病因の配列決定はPCRを用いて解明されている。この手法は、既知ウイルスや未知ウイルスの識別に役立ち、疾患自体の理解に大きく貢献している。手順をさらに簡素化でき、高感度の検出システムを開発できれば、PCRは今後臨床検査室の重要な位置を占めるようになると考えられている[36]。しかしながら、感染症診断におけるPCRの利用には、利点のみならず様々な欠点も指摘されている。
利点[編集]
- ヒトのゲノム（30億塩基対）のような長大なDNA分子を含む検体中から、特定のDNA断片（数百から数千塩基対）だけを選択的に増幅させることができる[1]。
- 極めて微量なDNA量で目的を達成できる。
- 短時間で増幅反応を完了できる[2]。増幅に要する時間が2時間以下程度と短い。
- 使用機器（PCR機）等は共通のまま、病原体ごとに特異的なプライマーを用いることで検査が可能である[2]。
- 病原体は死滅していても（感染力を失っていても）標的核酸が保存されていれば増幅でき、危険な病原体でも不活化してから検査することができる[2]。
- Nested PCR、リアルタイムPCRなどを利用することで感度を上げることができる[2]。
欠点[編集]
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- 臓器や組織など生体材料を検体とする場合、採材部位や材料の前処理によって検出率が異なり、結果が陰性であっても生体における病原体の存在は必ずしも否定できない[2]。
- 核酸の増幅には反応阻害物の生成などによる反応効率の低下などの影響があるため限界があり、核酸が検出可能な量にまで増幅できなければ結果は陰性となるが、そのような場合には病原体の存在を否定できない[2]。
- 血液・糞便など生体材料の検査では検査材料中の阻害物質の影響を受けることがあるため精製作業が必要とされるが、それでも完全ではないとされている[2]。また、検査材料の保存状態や凍結融解の回数、核酸精製の方法・条件などが検査効率や検査結果に大きな影響を与えることがある[2]。
- 検査時の陽性対照からの汚染、以前の検査や実験に由来する汚染、試薬類への核酸の混入が誤った陽性を招く危険性がある（コンタミネーション）[2]。
元々実験用やDNA鑑定に用いられてきたツール
法医学への応用[編集]
PCRベースのDNA型鑑定（フィンガープリンティング）は、法医学分野で広く応用されている。
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- DNA型鑑定は、世界中の全人口から一人を一意に区別することができる技術である。この技術を応用し、微量のDNAサンプルを犯罪現場から採取して分析し、囚人のDNAデータベースから比較することで、容疑者を特定できる場合がある。より簡易な利用方法としては、犯罪捜査中に容疑者を迅速に除外するために利用される。あるいはまた、数十年前もの前の犯罪証拠品をテストすることで、有罪判決を受けた人々の犯行を確認したり、あるいは免罪することにも繋がる。
- 法医学におけるDNAタイピング（フォレンジックDNAタイピング）は、犯罪現場で発見された証拠の分析から犯罪容疑者を特定または除外する効果的な方法である。ヒトゲノムには、遺伝子配列内またはゲノムの非コード領域に見られる多くの反復領域がある。具体的には、ヒトDNAの最大40％が反復的であることが知られている[26]。ゲノム内のこれらの反復非コード領域には2種類あり、一つは可変長タンデムリピート（VNTR）と呼ばれ、10〜100塩基対の長さである一方で、他方はショートタンデムリピート（STR）と呼ばれ、2〜10塩基対の繰り返しセクションで構成されます。そして、各反復領域に隣接するプライマーを使用してPCR増幅をかけることができる。各個人から取得したいくつかのSTRのフラグメントのサイズの分布を調べると、統計的に高い確率で、各個人を一意に特定することができる[26]。さらに、ヒトゲノムの完全配列はすでに決定されており、この配列情報はNCBI Webサイトから簡単にアクセスできるため、様々な応用がなされている。たとえばFBIでは識別に使用するDNAマーカーサイトのセットを編集しており、これらは結合DNAインデックスシステム（CODIS）DNAデータベースと呼ばれている[26]。このデータベースを使用すると、DNAサンプルが一致する確率を統計的に決定できる。分析に使用するターゲットDNAの量が非常に少なくて済むため、PCRはフォレンジックDNAタイピングに使用する非常に強力で重要な分析ツールである。たとえば、毛包が付着した人間の髪には、1本もあれば分析を行うのに十分なDNAが含まれている。同様に、数個の精子、指の爪の下からの皮膚サンプル、または少量の血液は、決定的な分析に十分なDNAを提供できる[26]。
- 一方で逆に、識別力の低い形式によるDNAフィンガープリンティングは、親子鑑定に活用されている。この場合、身元不明の人間の遺体といった対象者は予想される近親者、すなわち親や兄弟、子供等のDNAと比較される。養子になった（誘拐された）子供の生物学的な両親を確認するためや、新生児の実際の生物学的父親の確認 （または除外）などにも利用される。
- アメロゲニン遺伝子を対象としたPCRでは、法医学的な骨サンプルからリアルタイムで男女の性決定をする事ができる。これにより、古代標本や犯罪容疑者の性別を判別することができる[27]。
つまり感染してなくてもDNAの断片さえあれば陽性になると言うこと。
結局感染力があるのかどうかについてはPCR検査だけではわからないという問題がある。
検査精度の信憑性についても問題が…
正確に検査できるのは全体の７０％ほど。あとは偽陽性・偽陰性と信憑性としてはその程度の検査方法
https://smart-kensa.com/dc/pcr_contents_005
