病原微生物とは、人体に侵入し、感染症やさらには感染症を引き起こす可能性のある微生物、または病原体です。病原体の中で最も有害なのは細菌とウイルスです。

感染症は、人間の罹患率と死亡率の主な原因の 1 つです。20 世紀初頭、抗菌薬の発見により現代医学が変化し、感染症と戦うための「武器」が人間に与えられ、手術、臓器移植、がん治療も可能になりました。しかし、ウイルス、細菌、真菌、その他の微生物など、感染症を引き起こす病原体の種類は数多くあります。さまざまな病気の診断と治療を向上させ、人々の健康を守るために

健康には、より正確かつ迅速な臨床検査技術が必要です。では、微生物検出技術とはどのようなものなのでしょうか？

01 従来の検出方法

従来の病原微生物の検出プロセスでは、ほとんどの病原微生物を染色、培養する必要があり、これに基づいて生物学的同定が行われるため、さまざまな種類の微生物を同定でき、検出値も高くなります。従来の検出方法には、主に塗抹顕微鏡検査、分離培養と生化学反応、組織細胞培養が含まれます。

1 スミア顕微鏡検査

病原性微生物はサイズが小さく、ほとんどが無色半透明です。染色後、顕微鏡を使って大きさ、形、配置などを観察することができます。直接塗抹標本染色顕微鏡検査は簡単かつ迅速であり、淋菌感染症、結核菌、スピロヘータ感染症などの特殊な形態の病原性微生物感染症の早期の予備診断に依然として適用できます。直接顕微鏡検査する方法はより迅速であり、特殊な形態の病原体の視覚検査に使用できます。特別な器具や設備は必要ありません。これは今でも基礎研究室における病原微生物検出の非常に重要な手段です。

2 分離培養と生化学反応

分離培養は主に菌の種類が多く、そのうちの1つを分離する必要がある場合に使用されます。主に喀痰、便、血液、体液などに用いられます。細菌は長期間増殖・増殖するため、ある程度の時間を要する検査法です。, そしてバッチで処理できないため、医療分野ではこれに関する研究が続けられ、自動トレーニングおよび識別装置を使用して従来のトレーニング方法を改善し、検出の精度を向上させてきました。

3 組織細胞培養

組織細胞には主にクラミジア、ウイルス、リケッチアが含まれます。病原体ごとに組織細胞の種類が異なるため、病原微生物から組織を取り出した後、生きた細胞を継代培養する必要があります。培養した病原微生物を組織細胞に接種して培養し、細胞の病理学的変化を可能な限り軽減します。さらに、組織細胞を培養する過程で、感受性の高い動物に病原微生物を直接接種し、動物の組織や器官の変化に応じて病原体の特徴を検査することもできます。

02 遺伝子検査技術

世界の医療技術レベルの継続的な向上に伴い、病原微生物を効果的に識別できる分子生物学的検出技術の開発と進歩により、従来の検出プロセスにおける外部の形態学的および生理学的特徴の適用の現状も改善でき、独自の遺伝子フラグメント配列により病原微生物の種類を識別できるため、遺伝子検査技術は独自の利点を備えて臨床医学検査の分野で広く使用されています。

1 ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR)

ポリメラーゼ連鎖反応 (ポリメラーゼ連鎖反応、PCR) は、既知のオリゴヌクレオチド プライマーを使用して、試験対象の少量の遺伝子断片を in vitro で未知の断片に導き、増幅する技術です。PCR は検査対象の遺伝子を増幅できるため、病原体感染の早期診断に特に適していますが、プライマーが特異的でない場合は偽陽性が生じる可能性があります。PCR 技術は過去 20 年間で急速に発展し、遺伝子増幅から遺伝子クローニング、遺伝子形質転換、遺伝子解析に至るまで、その信頼性は徐々に向上してきました。この方法は、今回の流行における新型コロナウイルスの主な検出方法でもあります。

Foregene は、英国、ブラジル、南アフリカ、インドの正常な 2 遺伝子、3 遺伝子、変異体、それぞれ B.1.1.7 系統 (UK)、B.1.351 系統 (ZA)、B.1.617 系統 (IND)、および P.1 系統 (BR) を検出するための、ダイレクト PCR 技術に基づく RT-PCR キットを開発しました。

2 遺伝子チップ技術

遺伝子チップ技術とは、高速ロボット工学またはその場合成を通じて、高密度の DNA 断片を特定の順序または配置で膜やガラスシートなどの固体表面に付着させるマイクロアレイ技術の使用を指します。同位体または蛍光で標識された DNA プローブを使用し、塩基相補ハイブリダイゼーションの原理を利用して、遺伝子発現やモニタリングなどの多くの研究技術が実行されてきました。遺伝子チップ技術を病原微生物の診断に応用すると、診断時間を大幅に短縮できます。同時に、病原体に薬剤耐性があるかどうか、どの薬剤に耐性があるか、どの薬剤に感受性があるかを検出し、臨床投薬の参考にすることもできます。しかし、この技術の製造コストは比較的高く、チップ検出の感度を改善する必要があります。したがって、この技術は依然として実験室研究で使用されており、臨床現場では広く使用されていません。

3 核酸ハイブリダイゼーション技術

核酸ハイブリダイゼーションは、病原性微生物内の相補配列を持つヌクレオチドの一本鎖が細胞内で融合してヘテロ二本鎖を形成するプロセスです。ハイブリダイゼーションを引き起こす要因は、病原微生物を識別するための核酸とプローブ間の化学反応です。現在、病原性微生物の検出に使用される核酸再交差技術には、主に核酸 in situ ハイブリダイゼーションとメンブレン ブロット ハイブリダイゼーションが含まれます。核酸 in situ ハイブリダイゼーションとは、病原体細胞内の核酸と標識プローブとのハイブリダイゼーションを指します。メンブレンブロットハイブリダイゼーションとは、実験者が病原体細胞の核酸を分離した後、それを精製して固体支持体と組み合わせ、その後アカウンティングプローブとハイブリダイズさせることを意味します。会計ハイブリダイゼーション技術は、操作が便利で迅速であるという利点があり、敏感で意図的な病原微生物に適しています。

03 血清学的検査

血清学的検査により、病原微生物を迅速に特定できます。血清学的検査技術の基本原理は、既知の病原体抗原と抗体を通じて病原体を検出することです。従来の細胞の分離や培養と比較して、血清学的検査の操作手順は簡単です。一般的に使用される検出方法には、ラテックス凝集試験や酵素免疫測定法などがあります。酵素免疫測定技術を応用すると、血清学的検査の感度と特異性が大幅に向上します。検査サンプル中の抗原を検出するだけでなく、抗体成分も検出できます。

2020年9月、アメリカ感染症学会（IDSA）は、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の診断のための血清学的検査に関するガイドラインを発行した。

04 免疫検査

免疫学的検出は、免疫磁気ビーズ分離技術とも呼ばれます。この技術により、病原体中の病原性細菌と非病原性細菌を分離することができます。基本原理は、単一の抗原または複数の種類の特定の病原体を分離するために磁気ビーズマイクロスフェアを使用することです。抗原体と外部磁場の反応により、抗原が集合し、病原体から病原菌が分離されます。

病原体検出ホットスポット - 呼吸器病原体検出

Foregene社の「呼吸器系1​​5病原菌検出キット」を開発中。このキットは、喀痰中の核酸を精製することなく、喀痰中の15種類の病原菌を検出することができる。効率の面では、当初の 3 ～ 5 日が 1.5 時間に短縮されます。