真菌および寄生虫の分子診断

真菌および寄生虫の分子診断は、増殖が遅い、培養が困難、または顕微鏡による識別が難しい真菌や寄生虫を検出・同定するために、核酸ベースの方法を適用します。配列マーカーと増幅アッセイは、従来の方法では限界がある診断範囲を広げます。

Definition

真菌および寄生虫の分子診断とは、臨床検体または分離株中の真菌および寄生虫を検出・同定するために、増幅、ハイブリダイゼーション、およびマーカー領域のシーケンスといった分子生物学的手法を用いることです。

Scope

このトピックは、真菌のDNAバーコーディング（特に内部転写スペーサー領域）、真菌および寄生虫病原体のPCRベースの検出、ならびに培養および顕微鏡検査に対するこれらの方法の長所と限界を扱います。治療や投薬のガイダンスを含まず、検査室および参照トピックとして構成されています。

Core questions

• どのような真菌または寄生虫が存在し、どのマーカー領域がそれを最もよく同定しますか？
• 分子生物学的手法は、感度と特異性において顕微鏡検査や培養と比較してどうですか？
• 培養非依存性分子アッセイは、いつ診断的価値を付加しますか？

Key concepts

• 真菌バーコードマーカーとしてのITS領域
• PCRベースの病原体検出
• DNAプローブ
• マルチプレックス分子パネル
• 培養非依存性診断
• マーカー選択と参照データベース

Mechanisms

真菌の場合、核リボソーム内部転写スペーサー（ITS）領域は広く採用されているユニバーサルバーコードとして機能し、シーケンスされ参照データベースと照合されることで、ほとんどの真菌を属または種レベルで同定します（Schoch et al., 2012）。PCRベースのアッセイは、生物特異的な標的を増幅して臨床材料中の真菌を直接検出します。これは、培養が遅いまたは感度が低い侵襲性疾患において有用である可能性がありますが、その臨床的準備状況は設定によって異なります（Nguyen & Clancy, 2018）。寄生虫の場合、DNAプローブとPCRは、一部の従来法よりも高感度な代替法として早期に確立され（Weiss, 1995）、現在ではPCRベースおよびマルチプレックスアッセイが、臨床検査室で腸管寄生虫やその他の寄生虫を検出・鑑別するために適用されています（Verweij & Stensvold, 2014）。

Clinical relevance

分子真菌・寄生虫診断は、培養や顕微鏡検査では見逃される可能性のある生物を検査室がどのように検出・同定するかを説明し、診断報告とサーベイランスに情報を提供します。このトピックは、このエビデンスがどのように生成されるかを説明するものであり、個々の診断や治療の決定の根拠となるものではありません。

Epidemiology

分子検出は、特に培養が困難な、または形態学的に区別が難しい生物について、真菌および寄生虫感染症の認識と鑑別を改善し、その発生のより正確な集団レベルの評価を支援してきました（Verweij & Stensvold, 2014; Weiss, 1995）。

Evidence & guidelines

マーカーベースの真菌同定は、ITS領域をユニバーサルバーコードとして確立したコンソーシアムの作業に基づいています（Schoch et al., 2012）。一方、レビューはPCRベースの真菌および寄生虫アッセイの臨床性能と限界を要約しています（Nguyen & Clancy, 2018; Verweij & Stensvold, 2014）。アッセイ固有の基準は専門機関や製造業者によって設定されており、ここでは再現されていません。

History

分子生物学的手法は、PCRおよびプローブベースの検出が一部の従来技術よりも高い感度を示すにつれて、菌学および寄生虫学に導入されました（Weiss, 1995）。ITS領域がユニバーサル真菌バーコードとして正式に採用されたことで、分子真菌同定が標準化され（Schoch et al., 2012）、PCRベースの寄生虫学アッセイは徐々に日常の臨床検査室に導入されました（Verweij & Stensvold, 2014）。

Debates

分子真菌アッセイは従来の診断に取って代わる準備ができていますか？

PCRベースの真菌アッセイは、侵襲性疾患に対して感度と速度を向上させることができますが、標準化と臨床的検証におけるばらつきがあるため、培養や抗原検査を補完するために使用されることが多く、置き換えるものではありません。

Seminal works

• schoch-2012
• weiss-1995
• verweij-2014

Frequently asked questions

なぜITS領域が真菌の同定に用いられるのですか？

内部転写スペーサー領域は、真菌全体で増幅できる程度の保存性と、多くの種を区別できる程度の多様性を兼ね備えているため、ユニバーサル真菌DNAバーコードとして採用されました。

分子生物学的手法は、寄生虫の顕微鏡検査や培養に取って代わりますか？

分子生物学的手法は、感度と種を鑑別する能力を向上させることが多いですが、生物や臨床状況に応じて、完全な代替としてではなく、顕微鏡検査や他の方法と併用されることが一般的です。