Detection of SARS-CoV-2 in Different Types of Clinical Specimens

Wenling Wang et al.

JAMA. 2020.

PMID: 32159775

PMCID: PMC7066521 (available on 2020-09-11)

DOI: 10.1001/jama.2020.3786

目的

本研究報告書は、気管支肺胞液、喀痰、糞便、血液、尿などのヒト検体からSARS-CoV-2を検出し、呼吸器飛沫以外の感染手段を明らかにすることを目的としたものである。

背景

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）による呼吸器疾患の流行は中国を皮切りに他国にも広がっている。

鼻咽頭拭い液のリアルタイム逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応（rRT-PCR）は、臨床診断の確認のために一般的に使用されてきた。

しかし、他の部位の検体からもウイルスが検出され、呼吸器飛沫以外の方法で感染する可能性があるかどうかは不明である。

方法

症状と放射線検査に基づいて診断され、SARS-CoV-2検出により確認されたコロナウイルス疾患2019（COVID-19）入院患者の異なる組織間でのSARS-CoV-2の生体内分布を調査した。

本研究は、参加病院の倫理委員会の承認を受け、インフォームドコンセントを放棄して実施した。

2020年1月1日から2月17日までに中国の湖北省・山東省および北京市の3病院から臨床適応に基づいて検体を採取した患者を対象とした。 咽頭拭い液は、ほとんどの患者から入院後1～3日後に採取した。血液、喀痰、糞便、尿、鼻腔検体は疾患期間中は継続して採取した。

重症患者または機械換気を受けている患者からは、気管支肺胞ラバージ液および線維膜鏡ブラシ生検を採取した。 臨床検体からRNAを抽出し、SARS-CoV-2のオープンリーディングフレーム1ab遺伝子を標的としたrRT-PCRにより決定した。40未満のサイクル閾値は、SARS-CoV-2 RNAが陽性であると解釈された。 高コピー数のSARS-CoV-2陽性糞便検体4例を培養し、その後、電子顕微鏡検査を行い、生きたウイルスを検出した。 入院中に複数の検体を採取した患者のサブグループにおけるパターンを検討した。

結果

・平均年齢44歳（範囲5～67歳）、男性68％のCOVID-19患者205人から採取された検体は1,070検体であった。

・患者のほとんどが発熱、乾性咳嗽、倦怠感を呈した、また19％の患者は重症であった。

・気管支肺胞液検体が最も高い陽性率を示し（15例中14例、93％）、次いで喀痰（104例中72例、72％）、鼻腔内綿棒（8例中5例、63％）、線維芽胞鏡ブラシ生検（13例中6例、46％）、咽頭綿棒（398例中126例、32％）、糞便（153例中44例、29％）、血液（307例中3例、1％）の順であった。 尿検体72のうち、陽性と判定されたものはなかった。

・すべての検体の平均周期閾値は30以上（<2.6×104コピー/mL）であったが、平均周期閾値が24.3（1.4×106コピー/mL）であった鼻腔拭い液を除くと、ウイルス負荷が高いことを示していた。

・20人の患者では2～6検体を同時に採取した。患者6人の単一検体（呼吸器検体、糞便、または血液）からウイルスRNAが検出されたが、7人の患者では呼吸器検体および糞便（n = 5）または血液（n = 2）からウイルスが排泄された。 下痢を伴わなかった患者2名の便検体からはSARS-CoV-2の生菌が検出された。

考察

本研究では、COVID-19 の患者 205 人の複数の部位の検体から SARS-CoV-2 が検出され、下気道検体では最も多くの場合、ウイルス陽性が検出された。

重要なことに、生ウイルスは糞便から検出されたことから、SARS-CoV-2 は糞便ルートで感染する可能性があることが示唆された。

少数の血液サンプルで PCR 検査が陽性であったことから、感染が全身性である可能性があることが示唆された。

呼吸器および呼吸器外経路によるウイルスの感染は、病気の急速な広がりを説明するのに役立つかもしれない。 さらに、複数の部位からの検体を検査することで感度が向上し、偽陰性の検査結果が減少する可能性がある。 2つの小規模な研究では、湖北省の患者16人の肛門または口腔の綿棒と血液中のSARS-CoV-2の存在が報告されている。

本研究の限界としては、一部の患者では詳細な臨床情報が得られていないため、症状や病状との相関性が得られなかったこと、検体数が少なかったことなどが挙げられる。 時間的・症状的に詳細なデータを持ち、異なる部位から連続して採取された検体を持つ患者については、さらなる調査が必要である。

コメント

リアルタイムPCRによるSARS-CoV-2の検出について、全身への分布状況、またサンプル採取部位による陽性率の差異を検証した試験。

結果としては、気管支肺胞液検体が最も高い陽性率を示しました（15例中14例、93％）。ただし、このサンプリングはかなり難しく、専門医でないと実施でできないのではないでしょうか（どのサンプリングにも言えることですが）。

検査精度を上げるためには、様々な条件をクリアする必要があります。その１つがサンプリング、つまり検体採取です。

上記の図を見て、簡単に実施できると思う一般の方はいないと思います。安易にPCR検査で陽性率93%と言わない方が良い（言えない）と考えます。

現状サンプルの採取部位として多いのは、喀痰（72/104例、72％）、鼻腔内綿棒（5/8例、63％）、咽頭綿棒（126/398例、32％）でしょうか。とするとリアルタイムPCR検査の陽性率は30〜70%となります。ただし、これもコンタミがない前提での値です。したがって、コンタミがあれば陽性率が下がる可能性があります。

✅まとめ✅ リアルタイムPCR検査によるSARS-CoV-2の陽性率はサンプル採取部位により異なる（事実）

✅まとめ✅ 現実的な採取部位において陽性率は30〜70%であると考えられる（解釈）