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ウイルス感染症検査

viral infection test

2022/02/03→中村 2022/02/03 2022/02/03 2022/02/03 2022/02/03 2022/02/03 2022/02/03 2022/02/03 2022/02/03 2022/02/03 2022/02/03 2022/02/03 2022/02/03 未確認 2022/02/03

ウイルス感染症検査 参考資料

ウイルス抗体検査の特徴

検査方法 原理 特徴
補体結合反応 (CF) 抗原抗体複合体と結合した補体を感作血球の不溶血を指標として間接的に証明します。
  • 群特異性が高い
  • 比較的早期に抗体消失
  • 感染スクリーニング用
赤血球凝集抑制反応 (HI) 赤血球凝集能をもつウイルスの場合、その凝集を抑制する抗体を証明します。
  • 型特異性が高い
  • 早期に抗体が上昇、持続する
蛍光抗体法 (FA) 感染細胞中のウイルス抗原と抗体との反応を蛍光標識抗体で証明します。
  • 抗体分画が可能
中和反応 (NT) 活性ウイルスを抗体により中和させ、感染防御抗体を証明します。
  • 型特異性が高い
酵素免疫法 (EIA) 固相化したウイルス抗原と抗体を反応させ、酵素標識抗体との反応により証明します。
  • 抗体分画が可能
  • 定量的データ
  • 他法に比して高感度
化学発光免疫測定法 (CLIA) 検体中の抗体と磁性粒子に固相した抗原および化学発光物質で標識した抗原を反応させ、この発光強度を測定することにより、抗体の有無あるいは量を測定する方法です。
  • 特異性が高い
  • 高感度
受身 (粒子) 凝集反応 (PA) 固相化ゼラチン粒子にウイルスを吸着させ、これに抗体を反応させ、凝集の有無により証明します。
  • 高感度
イムノクロマト法 (IC) メンブレンフィルター上に固相化されたHIV-1またはHIV-2抗原に、特異的に反応する抗体を検出します。
  • 感度・特異性が高い
  • 確認試験

検出抗体の性質

性質
動態 抗ウイルス抗体活性 補体結合能 胎盤移行性
抗体 IgM 早期に産生されるが短期間で消失 + + -
IgG IgMに遅れて出現。漸減しながら長期間持続 + + +
IgA IgMより多少遅れて出現するがIgMより長期間検出可能 + - -

抗体価の解釈とペア血清検査の意義

ウイルス血清抗体価に正常値という概念はありません。 ウイルス感染後に産生される抗体の検出は、過去にそのウイルスに感染したことを回顧的に示すだけで、現在の状態を必ずしも反映してはいません。
ウイルス抗体は感染の直後に高く、以後下降するパターンを示しますが、単一の血清の抗体価の高低だけで近い過去に感染があったかどうかの判定は出来ない場合が多いといえます。
ウイルス感染後の抗体応答パターン、各検査法の特徴、検査意義を理解し、目的に応じた検査法を選択する必要があります。
急性期 (発病後早期) と回復期 (発病後14~21日) のペア血清の抗体価が4倍以上上昇した場合有意と判断しそのウイルスの感染を推定します。 ただし、治療にγグロブリンを投与した場合の抗体価の上昇は、必ずしも有意とは考えられません。

目的別検査法選択の目安

検査法の特徴により目的に合った検査の選択が必要です。自然感染では感染初期に応答するIgM抗体の検出やペア血清による抗体上昇をみることが有用です。
また、既往の有無やワクチンの効果判定にはEIAによるIgG抗体の検査が有用です。

自然感染 既往の有無 ワクチン効果判定
麻疹 NT、EIA (IgM) (IgG) NT、EIA (IgG) NT、EIA (IgG)
風疹 HI、EIA (IgM) (IgG) HI、EIA (IgG) HI、EIA (IgG)
ムンプス CF、HI、NT、EIA (IgM) (IgG) EIA (IgG) NT、EIA (IgG)
水痘 CF、EIA (IgM) (IgG) EIA (IgG) EIA (IgG)
日本脳炎 HI、CF HI
インフルエンザ CF、HI HI

依頼方法および結果解釈

測定値は病状との関連で変動しますので、必ず急性期 (発病後早期) および回復期 (発病後2~3週間) の血清をペアで依頼してください。
なお、急性期と回復期を同時に測定し抗体価が4倍 (2管差) 以上の上昇が見られる場合は血清学的に有意とみなします。

ウイルス抗体価 (定性・半定量・定量)

同一検体についてウイルス抗体価 (定性・半定量・定量) の測定を行った場合は、8項目を限度として算定する。
ウイルス抗体価 (定性・半定量・定量) は、治療上必要な場合に行うものとし、次に掲げるものを当該検査の対象とする。

(1) アデノウイルス (2) コクサッキーウイルス (3) サイトメガロウイルス (4) EBウイルス (5) エコーウイルス (6) ヘルペスウイルス (7) インフルエンザウイルスA型 (8) インフルエンザウイルスB型  (9) ムンプスウイルス (10) パラインフルエンザウイルスⅠ型 (11) パラインフルエンザウイルスⅡ型 (12) パラインフルエンザウイルスⅢ型 (13) ポリオウイルスⅠ型 (14) ポリオウイルスⅡ型 (15) ポリオウイルスⅢ型  (16) RSウイルス (17) 風疹ウイルス (18) 麻疹ウイルス (19) 日本脳炎ウイルス (20) オーム病クラミジア (21) 水痘・帯状疱疹ウイルス

ウイルス抗体価 (定性・半定量・定量) にあたって、同一検体について同一ウイルスに対する複数の測定方法を行った場合であっても、所定点数のみを算定する。

グロブリンクラス別ウイルス抗体価

同一検体について、グロブリンクラス別ウイルス抗体価の測定を行った場合は、2項目を限度として算定する。
グロブリンクラス別ウイルス抗体価は、下記の項目のウイルスのIgG型ウイルス抗体価又はIgM型ウイルス抗体価を測定した場合に算定する。
ただし、(7) のヒトパルボウイルスB19は、紅斑が出現している15歳以上の成人について、このウイルスによる感染症が強く疑われ、IgM型ウイルス抗体価を測定した場合に算定する。

(1) ヘルペスウイルス (2) 風疹ウイルス (3) サイトメガロウイルス (4) EBウイルス (5) 麻疹ウイルス (6) ムンプスウイルス (7) ヒトパルボウイルスB19 (8) 水痘・帯状疱疹ウイルス

同一ウイルスについてIgG型ウイルス抗体価及びIgM型ウイルス抗体価を測定した場合にあっては、いずれか一方の点数を算定する。
ウイルス抗体価 (定性・半定量・定量) と併せて測定した場合にあっては、いずれか一方の点数を算定する。

ウイルス抗原検査の特徴

検査方法 原理 特徴
酵素免疫法 (EIA) ウイルス抗原と特異抗体を反応させ、酵素反応により検出。 特異抗体に直接酵素を標識して検出する直接法と二次抗体に酵素標識する間接法がある。 高感度
蛍光抗体法 (FA) ウイルス抗原と特異抗体を反応させ、蛍光色素により検出。 特異抗体に直接蛍光物質を標識して検出する直接法と二次抗体に蛍光物質を標識する間接法がある。 特異性が高い
遺伝子増幅法 (PCR) 熱変性1本鎖DNAに目的のプライマー (特異的に増幅させたい領域の各DNA末端と相補的20~30塩基のDNA断片) を結合させ、 DNAポリメラーゼによりDNA合成反応を行い、これを繰り返すことにより目的とするDNA配列を指数関数的に増幅。 高感度・特異性が高い
サザンブロットハイブリダイゼーション 制限酵素で消化した検体DNAをアガロース電気泳動で分画、変性させた1本鎖DNAをメンブランに転写後、 標識プローブとハイブリダイゼーションさせ、目的遺伝子を検出。 DNAの量的、質的変化の異常を解析

viral infection test, references

Characteristics of virus antibody test

METHODOLOGY Principles Characteristics
Complement fixation (CF) This technique is used to indirectly detect the presence of complements bound to the antigen-antibody complexes using no lysis of sensitized red blood cells as an indicator.
  • High group specificity
  • Antibodies disappear relatively quickly.
  • Screening test for infection
Hemagglutination inhibition (HI) For viruses with hemagglutination activity, hemagglutination-inhibiting antibodies can be determined.
  • High specificity for type
  • The antibody concentration increases from the early phase of infection and maintained thereafter.
Fluorescent antibody (FA) Reaction between a specific antigen in infected cells and the corresponding antibody is demonstrated using fluorescence-labeled antibodies.
  • Antibody fractionation is available.
Neutralization test (NT) Active viruses are neutralized by antibodies to demonstrate protective antibody responses.
  • High specificity for type
Enzyme immunoassay (EIA) Solid-phase antigens are reacted with enzyme-labeled antibodies to demonstrate the presence of the antigen of interest.
  • Antibody fractionation is available.
  • Quantitative data
  • High sensitivity compared with other techniques
Passive (particle)
agglutination (PA)
Using gelatin particles coated with viral antigens, antigen-antibody reaction is carried out. The existence of the antigen is determined based on appearance of clots.
  • High sensitivity
Western blotting (WB) This technique is used to detect specific antibodies that specifically react with antigen protein bands that are separated and transferred to membrane.
  • High specificity
  • Identification test

Properties of detected antibodies

Properties
Kinetics Antiviral
antibody activity
Complement
binding capacity
Placental
transfer
Antibody IgM IgM antibodies are produced at an early stage after onset of infection and disappear in a short period. + + -
IgG IgG antibodies are produced after IgM antibodies and persist longer than IgM antibodies with a gradual decrease. + + +
IgA IgA antibodies are produced a little later than IgM antibodies and persist longer than IgM antibodies. + - -

Interpretation of antibody titer and the significance of a paired serum test

The notion of the normal value does not exist in serum antibody titer against the infecting virus. Detecting an antibody that is produced after virus infection only retrospectively indicates the past infection of the virus and does not necessarily reflect the current condition.
Antibody titer against a virus shows a pattern that is high shortly after the infection then declines, but it is often impossible to determine whether there was infection in the immediate past only with the level of single serum antibody titer.
It is necessary to select a test method according to the purpose by understanding patterns of antibody response after virus infection, features of each test method, and the significance of the test.
A 4-fold or larger rise in the antibody titer of the paired serum, one from the acute phase (early post-onset phase) and the other from the convalescent phase (14–21 days after onset), is judged as significant and infection of the virus is presumed. However, a rise in antibody titer in the case where gamma globulin was administered for treatment is not necessarily considered significant.

Guide for selecting a test method according to the purpose

It is necessary to understand the features of each test method and select a test according to the purpose. In the case of natural infection, it is helpful to detect IgM antibodies that respond in the early phase of infection and observe a rise in antibody titer of the paired serum.
Also, a test for lgG antibodies by EIA is helpful in determining the past history and vaccine effect.

Natural infection Past history Vaccine effect
Measles NT、EIA (IgM) (IgG) NT、EIA (IgG) NT、EIA (IgG)
Rubella HI、EIA (IgM) (IgG) HI、EIA (IgG) HI、EIA (IgG)
Mumps CF、HI、NT、EIA (IgM) (IgG) EIA (IgG) NT、EIA (IgG)
Varicella CF、EIA (IgM) (IgG) EIA (IgG) EIA (IgG)
Japanese
encephalitis
HI、CF HI
Influenza CF、HI HI

How to order the test and interpret the test result

Because measured values vary depending on the disease condition, please make sure to order serums of the acute phase (early post-onset phase) and the convalescent phase (2–3 weeks after onset) in pairs.
If measurements, taken simultaneously for the acute phase and the convalescent phase, show a four-fold or larger rise in antibody titer, the result is considered serologically significant.

Characteristics of virus antigen test

Methodology Principles Characteristics
Shell vial method Culture virus sensitive cells on a slide glass in a shell vial (drum-shaped container), and inoculate specimen into the vial. After centrifugation, incubate the mixture for 24 to 48 hours. Then, with the fluorescent antibody (FA) technique using viral antigen-specific antibodies, detect virus-specific antigens that have been cultured. Infectious viruses can be identified in relatively shorter time than virus isolation and culture.
Enzyme immunoassay (EIA) After reaction between viral antigens and specific antibodies, the antigens are detected using enzyme reaction. In the direct method, specific antibodies are directly labeled with enzyme, whereas in the indirect method, secondary antibodies are labeled with enzyme. High sensitivity
Fluorescent antibody(FA)
method
After reaction between viral antigens and specific antibodies, the antigens are detected using fluorochrome. In the direct method, specific antibodies are directly labeled with a fluorochrome, whereas in the indirect method, secondary antibodies are labeled with a fluorochrome. High specificity
Polymerase chain reaction (PCR) Heat denatured single-stranded DNA is bound to a target primer (DNA fragments of 20 to 30 bases each complementary to a specific target DNA region to be amplified). DNA polymerase activity catalyzes the DNA synthesis. By repeating the cycles, the target DNA sequence is amplified in an exponential manner. High sensitivity and specificity
Southern blot hybridization After restriction enzyme digestion of DNA, the DNA is isolated and denatured to a single-stranded form with agarose electrophoresis. The single-stranded DNA is transferred to a membrane and hybridized with a labeled probe to detect the target gene. Analysis of abnormal changes in DNA in a quantitative and qualitative manner
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