米疾病管理予防センター（CDC）は7月21日、新型コロナウイルス（中共ウイルス）について、「PCR検査を推奨しない」とする新たなガイドラインを発表した。今後は新型コロナウイルスとインフルエンザを区別できる「マルチプレックスアッセイ」という検査法を推奨するとしている。
PCR検査を巡っては、その精度を疑問視する声が当初からあった。ウイルスの検出に必要なサイクル数（Ct値）に国際的な標準はなく、数値が高ければウイルスが少なくても陽性と診断されるからだ。また、死んだウイルスの断片と生きた感染性ウイルスを区別できない場合もあり、偽陽性のリスクが高まるという懸念もあった。
マルチプレックス（アッセイ）
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その他の使用法については、マルチプレックス（曖昧さ回避）を参照してください。
生物科学では、マルチプレックスアッセイは、磁気ビーズを使用して1回の実験で複数の分析物を同時に測定するイムノアッセイの一種です。[1]マルチプレックスアッセイは、捕捉抗体を結合するためにビーズを使用するELISAの派生物です。マルチプレックスアッセイは、臨床現場よりも研究ではるかに一般的です。[2]
マルチプレックスアッセイでは、指定された色のミクロスフェアが特定の抗体でコーティングされます。ビーズは蛍光サインによって区別できるため、結果はフローサイトメトリーで読み取ることができます。測定される分析物の数は、異なるビーズの色の数によって決まります。[3]
特定のアプリケーション領域または技術クラス内のマルチプレックスアッセイは、アッセイごとに測定できる分析物の数に基づいてさらに階層化できます。ここで、「マルチプレックス」とは、アッセイあたりの分析物測定数が最も多く（最大数百万）、「低い」ことを指します。 -plex "または" mid-plex "は、処理が少ない（10秒から1000秒）手順を指しますが、測定された分析物の数に基づいて手順をマルチプレックス、ミッドプレックス、またはロープレックスと呼ぶための正式なガイドラインはありません。[要出典]単一分析物アッセイまたは低から中程度のプレックス手順は、通常、より高度な並列化を実現するために特殊なテクノロジーまたは小型化を必要とするマルチプレックスバージョンの登場よりも前のものです。
CDCインフルエンザSC2マルチプレックスアッセイが重要である理由
- SARS-CoV-2、インフルエンザA、インフルエンザBの3つのウイルスのいずれかによって引き起こされる感染を診断するための単一のテストとして機能します
- ラボがより少ない試薬を使用して、指定された期間内により多くのテストを処理できるようにします
- COVID-19とインフルエンザの蔓延を制御するために必要な情報を公衆衛生当局に提供します
- SARS-CoV-2のテストを行いながら、継続的なインフルエンザの監視を可能にします
- 不足している重要な試験材料を節約します
- CDC FluSC2マルチプレックスアッセイの利点の詳細をご覧ください。
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SARS-CoV-2感染の血清学的特徴を同定するためのマルチプレックスアッセイ：抗体ベースの診断および機械学習研究
- etal。
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オープンアクセス公開日：2020年12月21日
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概要
バックグラウンド
重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）の感染は、時間の経過とともに変化する複数の抗原を標的とする抗体反応を誘発します。この研究は、この複雑さを利用して、より正確な血清学的診断を開発することを目的としています。
メソッド
マルチプレックス血清学的アッセイは、7つのSARS-CoV-2スパイクまたは核タンパク質抗原、229EおよびNL63季節性コロナウイルスの核タンパク質に対する2つの抗原、および3つの非コロナウイルス抗原に対するIgGおよびIgM抗体応答を測定するために開発されました。抗体は、定量的RT-PCRで確認されたSARS-CoV-2感染を伴うフランスの4つの病院（53人の患者と162人の医療従事者）の215人の成人から症状発現後39日までに収集された血清サンプルと陰性対照血清サンプルで測定されました。 SARS-CoV-2の流行が始まる前に、健康な成人の血液ドナーから収集されました（フランス、タイ、ペルーからの335サンプル）。機械学習分類器は、以前にSARS-CoV-2に感染した個人を分類するために多重化データを使用してトレーニングされ、ランダムフォレストアルゴリズムによって最高の分類パフォーマンスが表示されました。他のコロナウイルスからの事前情報によって通知された抗体動態のベイズ数学モデルを使用して、経時変化する抗体反応を推定し、症状発現後の最初の1年間の血清学的診断の感度と分類性能を評価しました。非常に低い透過率の設定での血清有病率の推定値を提供できる統計的推定量が提示されます。
調査結果
三量体スパイクタンパク質（S tri）に対するIgG抗体反応により、以前にSARS-CoV-2に感染した個人が91・6％（95％CI 87・5–94・5）の感度と99・1％（97・4–99）で特定されました。・7）特異性。複数の抗原に対するIgGおよびIgMの血清学的シグネチャを使用して、98・8％（96・5–99・6）の感度と99・3％（97・6–99・8）の特異性で感染した個人を特定することができました。他のコロナウイルスからの既存のデータから情報を得て、感染から1年後、最適な抗Sトライを用いたモノプレックスアッセイを推定します。IgGカットオフの感度は88・7％（95％信頼区間63・4–97・4）であり、4抗原マルチプレックスアッセイにより感度を96・4％（80・9–100・0）に高めることができます。集団レベルの血清学的調査に適用すると、多重化データの統計分析により、他の多くのアッセイの偽陽性率を下回る2％未満の血清有病率レベルの推定が可能になります。
解釈
複数の抗原に対する抗体反応に基づく血清学的特徴は、以前にSARS-CoV-2に感染した個人の正確で堅牢な血清学的分類を提供することができます。これは、SARS-CoV-2血清学的サーベイランスの2つの差し迫った課題に対する潜在的な解決策を提供します。6か月以上前に感染した個人を分類することと、非常に低い透過率の設定で血清学的調査で血清有病率を測定することです。
資金調達
欧州研究会議。FondationpourlaRechercheMédicale。パスツール研究所タスクフォースCOVID-19。
マルチプレックスアッセイで、バイオマーカースクリーニング実験を効率的に
タンパク質バイオマーカーのイムノアッセイ
マルチプレックスアッセイは、ひとつの生体サンプルから一度に多項目の情報を取得する実験手法の総称です。
タンパク質バイオマーカーのイムノアッセイとして、最も代表的な実験手法にELISAがありますが、タンパク質バイオマーカーのマルチプレックスアッセイもELISAと同様、目的分子に特異的な抗体を用いて免疫検出を行っています。
では、その違いとはなんでしょうか。
それは、目的分子を捕らえる抗体が結合している「固層（アッセイプレートの底面やビーズ）」が、他の分子を捕らえる抗体が結合している固層と物理的に隔離されていたり、色分けされていたりするなど、検出時に識別できるようになっている点です。
すなわち、特殊な固層上に形成された抗原抗体複合体の量を、固層ごとに分離・分類しながら測定することで、1サンプル中から多項目の情報を取得することが可能になるのです。ちなみに、固層ごとに分離・分類しながら測定する手法としては、フローサイトメトリーやイメージングが挙げられます。
マルチプレックスアッセイ のメリット
また、ひとつのサンプルからひとつの情報を取得するELISAなどの実験と比べて、マルチプレックスアッセイのメリットは以下のようにまとめることができます。
- アッセイに必要なサンプル量を大幅に減らせる
- 実験の操作の労力が大幅に軽減される
- 実験にかけるコストが軽減される
まずは①の「サンプル量の削減」。マルチプレックスアッセイでは、新生児由来の血液やマウスの血液といった「大量の採取が困難なサンプル」や、過去に取得または保管してあって「再度取得することができない貴重なサンプル」などから、より多くの情報を引き出すことが可能です。一方で、一度に多項目のアッセイを行うため、その測定系の精度管理が複雑になることは意識にとどめておかなければなりません。
②の「実験の操作の労力が大幅に軽減される」というのも意外と重要なファクターです。 ELISAでは、測定対象項目が増えると、その分ハンドリングするプレートの枚数も増えます。プレート枚数の増加は、ピペッティング作業の増加に直結し、実験者の疲労やハンドリングミスによる実験のバラツキや失敗のリスクとなります。マルチプレックスアッセイでは、多項目測定を1枚のプレートで行うため、そうしたバラツキやミスのリスクを軽減できます。
最後に、③の「実験にかけるコストが軽減される」について。ELISAキットと比較した場合、マルチプレックスアッセイキットは、多項目になるほど1項目あたりのコストが減る価格設定になっています。さらに使用するピペットチップなどの消耗品が削減されたり、サンプル採取からアッセイまでの実験を行う方の作業量も減るので、生産性の向上にもつながります。
メルクのマルチプレックスアッセイ
メルクでも「タンパク質バイオマーカー」のマルチプレックスアッセイに使用する製品を取り揃えており、そのプラットフォームは次の２つから構成されています。
「ルミネックス社が開発し特許を有している xMAP技術 を用いた専用装置」と「独自のアッセイ開発技術によって高度にバリデーションされたMILLIPLEX キット（マルチプレックスアッセイキット）」がそれです。
メルクではMILLIPLEXキットの開発と製造に高度な品質基準を設定するとともに、ユーザーが行った実験の妥当性を評価するためのクオリティーコントロールタンパク質を同梱するなどして、安定した実験データの提供に努めています。ヒト、マウス、ラットといった一般的な動物種のほかにも、霊長類、イヌ、ネコ、ウマ、ブタといった動物種に対応したキットも開発、販売。近年では、がん免疫チェックポイントやマイオカイン、自己免疫疾患など、ニーズを捉えた最新の研究トレンドにも対応しています。
サンプルが少量しかない場合や、実験の効率を上げたいときには、ぜひ、マルチプレックスアッセイに挑戦してみてくださいね。