核酸、抗原、抗体とは何でしょうか?

著者: 郭鵬飛、上海第十人民病院

査読者: 上海第十人民病院副主任技師 于 磊

3年間続いた新型コロナウイルス感染症のパンデミックは、皆様の心にも大きな傷跡を残したと思います。核酸採取と抗原検査のプロセスに精通し、核酸と抗原の概念を理解しました。

さらに、風邪や発熱、その他の病気の診断では、「××抗体」検査が行われることがよくあります。では、核酸、抗原、抗体とは一体何なのでしょうか?否定的な結果と肯定的な結果はどういう意味ですか?一緒に見てみましょう。

1. 核酸：生物学的遺伝情報の運搬体

核酸は生命の「暗号書」であり、生物学的高分子です。デオキシリボ核酸とリボ核酸という 2 つの主要なファミリーに分けられます。英語の略語はおなじみの DNA と RNA です。

DNA はほとんどの生物の遺伝物質であり、生物の遺伝情報を含んでいます。ウイルスの世界では、多くのウイルスが遺伝物質として RNA を使用しているため、ウイルスは DNA ウイルスと RNA ウイルスに分けられます。

人間の感染症を引き起こす微生物は主に細菌やウイルスであり、遺伝物質として DNA や RNA を使用します。そのため、これらの微生物を検出する場合、「核酸」という総称がよく使われます。下の図は、いくつかのよく知られているウイルスの遺伝物質の種類を示しています。

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2. 抗原：免疫システムが認識する敵

免疫システムによって「異物侵入」または「非自己」として認識されるすべての成分が抗原です。抗原は免疫反応を引き起こす「イニシエーター」です。 「オリジナル」という言葉は「最初の、始まり」を意味します。

通常、細菌やウイルスが人体に侵入すると、免疫システムによって抗原として認識され、侵入者を排除するための免疫反応が発生します。免疫システムが正しく識別できず、適切に対応できない場合があり、さまざまな問題が発生します。例えば、免疫機能が低下すると感染症にかかりやすくなったり、過剰な免疫反応によってアレルギーが起こったり、さらには免疫システムが自身の正常な成分を誤って抗原と認識して反応し、自己免疫疾患を引き起こしたりします。

このことから、抗原は、抗原に抵抗するために免疫系によって生成される「抗体」を含め、体外または体内のあらゆる物質である可能性があることがわかります。これらは「抗原」となり、免疫システムによって抵抗されて「抗抗体」を生成することもあります。実際には、免疫システムによって認識され、免疫反応を引き起こす物質だけが「抗原」として適格です。

3. 抗体：免疫システムの訓練された戦士

抗原が人体に入ると、免疫系が刺激されて反応し、その一側面として抗体が生成されます。この抗体は、それを刺激する抗原にのみ反応し、他の抗原には反応しません。抗体と抗原の組み合わせは、対応する鍵穴に正確に挿入された鍵のようなものです。しかし、この結合自体では侵入者を排除することはできません。侵入者を排除するという目的を達成するには、抗体は「支援を要請」し、侵入者を排除するために他の助っ人を召喚する必要があります。

したがって、抗体は特定の抗原を標的にすることができる、人体自体によって生成される物質です。コロナウイルスに対する特定の抗体など、特定の抗体が人体に現れた場合、コロナウイルスが人体に侵入した、または侵入したことを意味します。

抗体にはさまざまな種類があります。感染プロセス中に免疫システムによって生成される最初のタイプの抗体は免疫グロブリン M (IgM) です。このタイプの抗体は優れた能力と強力な戦闘力を備えているため、抗体軍の「先鋒」となります。その後生成される抗体の種類は免疫グロブリン G (IgG) であり、数が最も多く、抗体軍の「主力」として当然の役割を担っています。

人体が回復するにつれて、抗体と抗原の戦いは終わり、最初に消える抗体もIgM抗体です。 IgG 抗体のレベルは徐々に減少するか、消失しますが、通常、一定レベルの IgG 抗体は長期間保持されます。梅毒に特有の抗体など、一部の抗体は生涯にわたって持続します。

4. 核酸、抗原、抗体の陰性または陽性とはどういう意味ですか?

1. 核酸検査の結果が陰性か陽性か

新型コロナウイルスの核酸検査報告書です。結果が陰性の場合、体内の「ウイルス戦場」では今のところ「敵」の痕跡が見つかっていないか、あるいは「敵」があまりにも狡猾でよく隠れていて、検出できる基準（300コピー/ml）よりも数値が低いことになります。結果が陽性であれば、「ウイルス軍」が侵入したことを意味します。

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2. 抗原検査の結果が陰性か陽性か

インフルエンザウイルスを例にとると、抗原検査はインフルエンザウイルスが残した「手がかり」を探すようなものです。検査結果が陽性であれば、インフルエンザウイルスが見つかったことになります。抗原検査の陰性および陽性の臨床的意義は核酸検査のそれと非常に類似しており、両者の間には良好な一貫性があります。

3. 抗体検査の結果が陰性か陽性か

たとえば、マイコプラズマ肺炎が人体に侵入すると、免疫システムが反応し、マイコプラズマ肺炎に対する抗体が生成されます。最初に現れるタイプは IgM で、陽性の結果は体が感染期間中であるか、最近回復したことを意味します (IgM は回復後もしばらく持続するため)。患者が感染期にあるかどうかを判断するには、医師が症状、兆候、疫学的特徴などに基づいて総合的に判断する必要があります。

マイコプラズマ肺炎抗体IgG検査が陽性ということは、マイコプラズマ肺炎感染が以前に発生したことを意味するため、症状のあるマイコプラズマ肺炎感染の診断や補助診断には使用できません。

IgG 特異抗体は現在の感染の診断にはほとんど使用されませんが、過去の感染の診断にも重要な役割を果たします。下の図は、特定の病原体に対する特異的抗体の IgG 検査と IgM 検査の組み合わせの臨床的意義を簡単にまとめたものです。

図3 著作権画像、転載禁止

V. 要約

感染症の診断では、核酸検査と抗原検査によって病原体の成分を直接検出し、感染の直接的な証拠となります。一方、抗体は、侵入した細菌やウイルスに対して人間の免疫システムによって生成される特定の物質であり、感染の間接的な証拠となります。

核酸検査は、感度が高いため、一般的に最初に異常が判明しますが、報告の適時性はやや劣ります。抗原検査は便利で結果がすぐに得られるため、外来や救急科での初期スクリーニングに適しています。抗体検査にはある程度の遅れがありますが、非呼吸器疾患の診断に大きな役割を果たします。 3 つの方法にはそれぞれ長所と短所があります。医師は診断と治療の際に実際の状況を組み合わせ、適切な検査と診断の方法を選択します。