新型コロナウイルス感染症に対するSARS-CoV-2抗体検査試薬の検討―抗原種の違いによる特性と抗体アイソタイプの関連―

金 貞姫; 菊地 良介; 鈴木 敦夫; 度會 理佳; 横山 覚; 森瀬 昌宏; 八木 哲也; 松下 正

doi:10.14932/jamt.20-71

Abstract

新型コロナウイルス感染症に対する抗体検査試薬は，SARS-CoV-2のnucleocapsid protein（N）あるいはspike protein S1 domain（S）を抗原として用いた2種類に大別される。本研究では，抗SARS-CoV-2抗体検査について，5社7種類のイムノクロマト法キットと3社4種類の自動分析装置用試薬による比較検討を行った。対象のイムノクロマト法キットとして，Kurabo社，RayBiotech社，Innovita Biological Technology社，LumiQuick Diagnostics社およびLepu Medical Technology社のキットを使用した。自動分析装置用試薬はAbbot社，Roche Diagnostics社，Ortho-Clinical Diagnostics社の測定試薬を用いた。対象試料には，COVID-19と診断された患者2例の検査後残血清を使用した。その結果，N 蛋白を抗原とした抗SARS-CoV-2抗体検査試薬ではIgG抗体はIgM抗体に比して早期に陽性を示し，S 蛋白を抗原とした抗SARS-CoV-2抗体検査試薬はIgM，IgG抗体両方が感染早期より検出可能であった。以上より，COVID-19のスクリーニング検査としてはS蛋白を標的とした抗SARS-CoV-2抗体検査試薬が有用である可能性が示唆された。

Translated Abstract

As the novel coronavirus disease (COVID-19) pandemic evolves, anti-SARS-CoV-2 antibody (Ab) testing has emerged as an additional or alternative tool for COVID-19 diagnosis. The two antigens used in serological test are the nucleocapsid protein (N) and the spike protein S1 domain (S). In this study, we aimed to validate the performance of seven types of commercial lateral flow immunoassay (LFIA) kits and four types of antibody detection reagents using autoanalyzers as serological testing for COVID-19. Seven types of LFIA kits were purchased from five companies, Kurabo, RayBiotech, Innovita Biological Technology, LumiQuick Diagnostics, and Lepu Medical Technology. Four types of antibody detection reagents were obtained from three companies, Abbot, Roche Diagnostics, and Ortho-Clinical Diagnostics. We tested sequential sera from two patients diagnosed as having COVID-19 by reverse transcription (RT)-quantitative polymerase chain reaction (qPCR). The IgG Ab against the SARS-CoV-2 N protein was detected earlier than IgM Ab, whereas IgM and IgG Ab against the SARS-CoV-2 S protein were detectable from the early stage of infection. These results suggest that S-based Ab detection has a potential for the early detection of SARS-CoV-2 in hospitals, clinics, and test laboratories.

I　序

新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）感染症（COVID-19）は，2019年12月に中国武漢市で最初に報告されて以降世界各国に拡大し，2020年6月時点では213か国で感染が報告されている。

COVID-19の確定診断には，咽頭あるいは鼻腔のぬぐい液や喀痰を試料とし，SARS-CoV-2のウイルスRNAをreverse transcription（RT）-polymerase chain reaction（PCR）法などの遺伝子検査により直接証明することが必要である。しかし，これら試料の採取には高い感染リスクが伴ううえ，遺伝子検査の実施には十分な環境整備と熟練した人材の確保が必要であること，さらに遺伝子検査自体が迅速性に欠けるなどの問題がある。したがって，今後の医療体制を構築する上ではより簡便で安全かつ高い処理能力を持った代替検査法が必要である。代替検査法の一つとして，血液中の抗SARS-CoV-2抗体を検出する血清学的診断法，いわゆる抗体検査が候補として挙げられている。抗SARS-CoV-2抗体の検出には，迅速簡易検査法であるイムノクロマト法キットや，自動分析装置での測定が可能な自動分析装置用試薬が次々と開発されている。現在上市されている抗SARS-CoV-2抗体検査試薬は，SARS-CoV-2のnucleocapsid protein（N）あるいはspike protein S1 domain（S）を抗原として用いた2種類に大別される。しかし，これら抗SARS-CoV-2抗体検査試薬については未だ十分な検証が行われておらず，その結果の解釈や臨床的有用性を評価するためのエビデンスに乏しい。

そこで今回我々は，COVID-19と診断された患者試料を用いて，現在上市されている抗SARS-CoV-2抗体測定試薬の性能について比較検討を行った。

II　対象および方法

1．対象

定量RT-PCR法（RT-qPCR法）¹⁾により確定診断のついたCOVID-19患者のうち，2020年3月1日～2020年5月31日の期間で当院に入院していた2例（症例1および2）の検査後残血清を用いた。RT-qPCR法によりCOVID-19の診断が確定した日を第X病日とし，経時的に得られた試料を用いて後方視的検討を行った。なお，本研究は名古屋大学医学部生命倫理委員会の承認を得て施行した（承認番号：2020-0095）。

2．測定試薬および機器

測定試薬は，研究用試薬として販売されているイムノクロマト法キット5社7種類と自動分析装置用試薬3社4種類を用いた。イムノクロマト法キットは1つのデバイスでIgM，IgG抗体の両方を検出可能なキットとIgMとIgGで別のデバイスになっているものに大別される。イムノクロマト法キットには以下のものを使用した。

1） SARS-CoV-2 Antibody Detection Kit（IgM）（Kurabo Industries Ltd., Japan），Lot：2020C016-200519（以下：Kurabo N-IgM）

2） SARS-CoV-2 Antibody Detection Kit（IgG）（Kurabo Industries Ltd.），Lot：2020B009-200518（以下：Kurabo N-IgG）

3）Novel Coronavirus (SARS-CoV-2) IgM Antibody Detection Kit（RayBiotech, Inc., Peachtree Corners, GA），Lot：0410202954（以下：RayBio N-IgM）

4）Novel Coronavirus (SARS-CoV-2) IgG Antibody Detection Kit（RayBiotech, Inc.），Lot：0417202953（以下：RayBio N-IgG）

5） 2019-nCoV Ab Test（Innovita Biological Technology Co., Ltd., China），Lot：20200402（以下：Innovita S/N-IgMおよびInnovita S/N-IgG）

6）QuickProfile^TM2019-nCoV IgG/IgM Test Card（LumiQuick Diagnostics, Inc., Santa Clara, CA），Lot：20050687（以下：LQ S/N-IgMおよびLQ S/N-IgG）

7） SARS-CoV-2 Antibody Test（Lepu Medical Technology, China），Lot：20CG2520X（以下：Lepu S-IgMおよびLepu S-IgG）

一方，自動分析装置には，全自動化学発光免疫測定装置ARCHITECT i2000SR（Abbot, Inc., Abbot Park, IL）（chemiluminescent immunoassay；CLIA法），全自動電気化学発光免疫測定装置cobas8000（e602）（Roche Diagnostics K.K., Switzerland）（electro chemiluminescence immunoassay；ECLIA法），全自動免疫生化学統合システムVITROS5600 II（Ortho-Clinical Diagnostics, Inc., NJ）（chemiluminescent enzyme immunoassay；CLEIA法）を使用した。これに対応した各メーカーの自動分析機用試薬は以下のものを使用した。

1）ARCHITECT SARS-CoV-2 antibody detection kit（Abbot, Inc., Abbot Park, IL），（以下：ARCHITECT N-IgG試薬，Lot：16253FN00）

2）Elecsys^® Anti-SARS-CoV-2（Roche Diagnostics K.K., ‍Switzerland），（以下：cobas N試薬，Lot：496298）

3）VITROS Immunodiagnostic Products Anti-SARS-CoV-2 IgG Reagent Pack（Ortho-Clinical Diagnostics, Inc., NJ），（以下：VITROS S-IgG試薬，Lot：0160）

4）VITROS Immunodiagnostic Products Anti-SARS-CoV-2 Total Reagent Pack（Ortho-Clinical Diagnostics），（以下：VITROS S-total試薬，Lot：0024）

これら測定試薬およびキットの特徴をTable 1に示した。

Table 1 Comparison of analytical instruments and performance specification for the detection of IgM and IgG antibodies against SARS-CoV-2

Manufacturer/distributor	Product Name	Instrument	Principle	Price (JPY)/ Test amount	Cost/test	Run time (min)	Target Antigen	Detectable Antibody
Kurabo Industries Ltd.	SARS-CoV-2 Antibody Detection Kit (IgM)	N/A	LFIA	¥25,000/10 tests	¥2,500	15	N	IgM/IgG
Kurabo Industries Ltd.	SARS-CoV-2 Antibody Detection Kit (IgG)	N/A	LFIA	¥25,000/10 tests	¥2,500	15	N	IgM/IgG
RayBiotech, Inc.	Novel Coronavirus (SARS-CoV-2) IgM/IgG Antibody Detection Kit	N/A	LFIA	¥50,000/20 tests	¥2,500	8–10	N	IgM/IgG
Innovita Biological Technology Co., Ltd	2019-nCoV Ab Test	N/A	LFIA	¥50,000/20 tests	¥2,500	15	S/N	IgM/IgG
Lumiquick Diagnostics, Inc.	QuickProfileTM2019-nCoV IgG/IgM Test Card	N/A	LFIA	¥45,000/25 tests	¥1,800	15	S/N	IgM/IgG
Lepu Medical Technology	SARS-CoV-2 Antibody Test (colloidal gold immunochromatography)	N/A	LFIA	¥62,000/20 tests	¥3,100	15	S	IgM/IgG
Abbot, Inc.	ARCHITECT SARS-CoV-2 antibody detection kit	ARCHITECT i2000SR	CLIA	¥100,000/100 tests	¥1,000	29	N	IgG
Roche Diagnostics K.K.	Elecsys^® Anti-SARS-CoV-2	cobas8000 (e602)	ECLIA	¥40,000/200 tests	¥200	18	N	Matured IgM/IgG
Ortho-Clinical Diagnostics, Inc.	VITROS Immunodiagnostic Products Anti-SARS-CoV-2 IgG Reagent Pack	VITROS 5600II	CLEIA	¥198,000/100 tests	¥1,980	48	S	IgG
Ortho-Clinical Diagnostics, Inc.	VITROS Immunodiagnostic Products Anti-SARS-CoV-2 Total Reagent Pack	VITROS 5600II	CLEIA	¥198,000/100 tests	¥1,980	48	S	IgA/IgM/IgG

N/A, not applicable; LFIA, lateral flow immunoassay; CLIA, chemiluminescent immunoassay; ECLIA, electro chemiluminescence immunoassay; CLEIA, chemiluminescent enzyme immunoassay; S, spike protein S1 domain; N, nucleocapsid protein.

3．検討項目

1）併行精度

自動分析装置用試薬であるARCHITECT N-IgG試薬，cobas N試薬，VITROS S-IgG試薬およびVITROS S-total試薬を用いて，同一患者由来の血清試料（低値および高値）を10回連続測定し，平均値，標準偏差（standard deviation; SD）および変動係数（coefficient of variation; CV）を算出した。

2）陽性・陰性判定の比較および判定一致率の検討

イムノクロマト法における陽性あるいは陰性の判定はキットの添付文書に従い決定した。自動分析法における判定についても同様に添付文書に従い，カットオフ値をCLIA法では1.4 index，ECLIA法は1.0 C.O.I，そしてCLEIA法は1.0 S/Cとした。判定一致率の評価は症例1および症例2それぞれの症例ごとに実施した。イムノクロマト法における判定一致率の評価は，症例1では第X病日から第X + 1，+3，+4，+8，+16，+29病日，症例2では第X + 1病日から第X + 2，+4，+16，+39病日の検査後残血清を用いた。一方で，自動分析法における判定一致率の評価は，症例1で第X病日から第X + 29病日の間の18点，症例2では第X + 1病日から第X + 39病日の間の20点の検査後残血清を使用した。判定一致の評価は，イムノクロマト法キット間と自動分析装置用試薬間でそれぞれについて行い，すべてのイムノクトマト法キットおよび自動分析装置用試薬を対象として標的とする免疫グロブリン（immunoglobulin; Ig）クラスと，陽性判定されたポイントの比較を行った。

III　結果

1．併行精度

自動分析装置用試薬の併行精度を検討したところ，測定値は試薬ごとに異なるものの，すべての試薬でCVは5%以下であった（Table 2）。

Table 2 Within-run precision for anti-SARS-CoV-2 antibody detection reagent in autoanalyzers

	ARCHITECT N-IgG (index)		cobas N (C.O.I)		VITROS S-IgG (S/C)		VITROS S-total (S/C)
	L	H	L	H	L	H	L	H
Mean	2.66	9.75	1.05	76.05	10.86	12.73	216.90	419.50
SD	0.07	0.14	0.04	0.93	0.29	0.15	2.51	4.84
CV (%)	2.6	1.5	4.1	1.2	2.7	1.2	1.2	1.2

SD, standard deviation; CV, coefficient of variation; L, Low; H, High; C.O.I, cutoff index; S/C, Signal for test sample/Signal at Cutoff.

2．陽性・陰性判定の比較および判定一致率

各キットおよび試薬による抗SARS-CoV-2抗体の測定結果をTable 3に示した。

Table 3 Comparison of the test results for anti-SARS-CoV-2 antibody detection kit/reagent in patients diagnosed with COVID-19

(A) Case 1

Days	RT-qPCR	Lateral flow immunoassay										Autoanalyzer
		Kurabo N		RayBio N		Innovita S/N		LQ S/N		Lepu S		ARCHITECT N-IgG N		cobas N N		VITROS S-IgG S		VITROS S-total S
		IgM	IgG	IgM	IgG	IgM	IgG	IgM	IgG	IgM	IgG	index	decision	C.O.I	decision	S/C	decision	S/C	decision
X	POS	NEG	NEG	NEG	NEG	NEG	NEG	NEG	POS	POS	POS	1.74	POS	0.634	NEG	0.74	NEG	7.32	POS
X + 1	N/A	NEG	POS	NEG	NEG	NEG	NEG	NEG	POS	POS	POS	2.68	POS	1.09	POS	2.08	POS	29.3	POS
X + 3	N/A	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	7.10	POS	8.56	POS	9.48	POS	195	POS
X + 4	N/A	POS	POS	POS	POS	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	7.86	POS	15.41	POS	10.4	POS	249	POS
X + 8	POS	POS	POS	POS	POS	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	8.37	POS	23.54	POS	11.1	POS	253	POS
X + 9	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	8.63	POS	25.43	POS	10.9	POS	251	POS
X + 11	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	8.59	POS	26.24	POS	11.0	POS	263	POS
X + 13	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	8.26	POS	28.48	POS	11.0	POS	290	POS
X + 14	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	8.08	POS	28.44	POS	11.2	POS	324	POS
X + 15	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	8.07	POS	29.13	POS	10.7	POS	400	POS
X + 16	POS	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	8.04	POS	30.86	POS	11.4	POS	339	POS
X + 17	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	7.88	POS	30.9	POS	11.2	POS	327	POS
X + 18	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	7.82	POS	32.15	POS	11.6	POS	419	POS
X + 21	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	7.56	POS	34.92	POS	11.7	POS	398	POS
X + 23	POS	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	7.61	POS	36.81	POS	11.8	POS	425	POS
X + 25	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	7.58	POS	37.99	POS	11.4	POS	408	POS
X + 26	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	7.29	POS	38.54	POS	11.5	POS	403	POS
X + 29	POS	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	7.24	POS	42.17	POS	11.7	POS	411	POS

(B) Case 2

Days	RT-qPCR	Lateral flow immunoassay										Autoanalyzer
		Kurabo N		RayBio N		Innovita S/N		LQ S/N		Lepu S		ARCHITECT N-IgG N		cobas N N		VITROS S-IgG S		VITROS S-total S
		IgM	IgG	IgM	IgG	IgM	IgG	IgM	IgG	IgM	IgG	index	decision	C.O.I	decision	S/C	decision	S/C	decision
X + 1	POS	NEG	POS	NEG	NEG	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	4.06	POS	1.05	POS	0.60	NEG	12.5	POS
X + 2	N/A	POS	POS	POS	POS	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	7.96	POS	30.11	POS	6.73	POS	97.5	POS
X + 4	N/A	POS	POS	POS	POS	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	8.44	POS	48.29	POS	6.99	POS	104	POS
X + 6	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	8.60	POS	53.12	POS	8.88	POS	156	POS
X + 7	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	8.96	POS	55.96	POS	9.91	POS	210	POS
X + 9	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.11	POS	61.85	POS	11.2	POS	280	POS
X + 11	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.25	POS	63.06	POS	11.7	POS	299	POS
X + 12	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.25	POS	63.64	POS	11.8	POS	337	POS
X + 13	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.47	POS	64.96	POS	11.6	POS	405	POS
X + 14	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.59	POS	66.33	POS	12.4	POS	339	POS
X + 15	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.48	POS	67.06	POS	12.5	POS	328	POS
X + 16	N/A	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	9.25	POS	72.84	POS	12.5	POS	371	POS
X + 18	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.37	POS	76.50	POS	12.5	POS	400	POS
X + 20	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.60	POS	75.40	POS	12.5	POS	426	POS
X + 21	NEG	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.29	POS	74.52	POS	12.5	POS	422	POS
X + 22	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.57	POS	71.89	POS	12.6	POS	454	POS
X + 24	NEG	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.98	POS	77.09	POS	12.7	POS	436	POS
X + 27	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.83	POS	85.49	POS	13.1	POS	419	POS
X + 35	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	N/A	9.90	POS	94.49	POS	12.9	POS	614	POS
X + 39	N/A	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	NEG	POS	POS	POS	9.99	POS	89.25	POS	12.8	POS	703	POS

RT-qPCR, reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction; S, spike protein S1 domain; N, nucleocapsid protein; NEG, negative; POS, positive; N/A, not assessment; C.O.I, cutoff index; S/C, Signal for test sample/Signal at Cutoff.

1）イムノクロマト法キット間における比較

症例1（Table 3A）では，LQ S/N-IgG，Lepu S-IgMおよびLepu S-IgGでは第X病日から陽性を示した。また，Kurabo N-IgGは第X + 1病日より陽性を示した。Kurabo N-IgM，RayBio N-IgG，Innovita S/N-IgMおよびIgGは第X + 3病日から陽性の判定となった。一方で，RayBio N-IgMでは第X + 4病日および第X + 8病日で一旦陽性を示したが第X + 16病日からは陰性となった。LQ S-IgMは全ての点で陰性であった。

症例2（Table 3B）では，Kurabo N-IgG，Innovita S/N-IgMおよびIgG，LQ S/N-IgG，Lepu S-IgMおよびIgGが第X + 1病日より陽性を示した。Kurabo N-IgMおよびRayBio N-IgGは第X + 2病日より陽性判定となった。RayBio N-IgMは第X + 2病日と第X + 4病日で一旦陽性を示したが，第X + 16病日には陰性となった。LQ S/N-IgMは全ての点で陰性であった。

2）自動分析法（試薬）における比較

症例1（Table 3A）では，ARCHITECT N-IgG試薬およびVITROS S-total試薬が第X病日から陽性判定を示した。一方，cobas N試薬とVITROS S-IgG試薬は第X + 1病日より陽性となった。その後，観察期間である第X + 29病日まで，これら全ての試薬は陽性判定を示した。

症例2（Table 3B）では，ARCHITECT N-IgG試薬，cobas N試薬，そしてVITROS S-total試薬が第X + 1病日から陽性を示した。VITROS S-IgG試薬は第X + 2病日から陽性となり，すべての試薬で観察期間である第X + 39病日まで陽性は継続していた。

3）標的Igクラスと検出ポイントの比較

抗SARS-CoV-2 IgM抗体単独を標的とした検査法（イムノクロマト法のみ）では，症例1の第X病日における検出率は1/5，症例2の第X + 1病日における検出率は2/5であった。症例1では第X + 3病日に3/5で陽性となり，続いて第X + 4病日に4/5で陽性を示した。症例2では第X + 2病日に4/5で陽性となった。

一方で，抗SARS-CoV-2 IgG抗体単独あるいは抗SARS-CoV-2 IgG抗体を含む抗SARS-CoV-2抗体を標的としたキットあるいは試薬では，症例1の第X病日で4/9，症例2の第X + 1病日で7/9が陽性を示した。症例1では第X + 1病日に7/9，第X + 3病日にすべての検査法で陽性判定となった。また，症例2では，第X + 2病日にはすべての検査法で陽性を示した。

IV　考察

2020年6月時点で入手可能な抗SARS-CoV2抗体検査試薬には，大きく分けてpoint of care testing（POCT）として広く利用可能なイムノクロマト法キットと，自動分析装置による自動分析法とがある。

イムノクロマト法は，肉眼的に結果判定を行うため，専用の測定機器が不要である点や迅速性や簡便性に優れている点が利点として挙げられた。一方で，明瞭なテストラインが得られない場合の判定誤差は一つの課題であった。実際に，今回の検討結果においても同じ試料を用いた際の陽性ラインの明瞭度はデバイスにより異なっていた。Figure 1に示すように，RayBio N-IgMやInnovita S/N-IgM，Innovita S/N-IgGの陽性ラインは写真ではほとんど同定できない程度であり複数人での判定を要した。これに対し，自動分析法での測定は数値化が可能であり，客観性に優れていることが特徴であった。また今回検討した自動分析機用試薬は，CV 5%以下と良好な再現性を示しており，多数の検体の処理にも優れていると考えられた。また，1検体あたりのコストとしてはイムノクロマト法ではどのキットも横並びの価格であり，自動分析機用試薬は試薬のみの価格であればイムノクロマト法キットと同程度あるいはやや安価であった。特に，cobas N試薬は試薬のみであれば1検体あたりのランニングコストが最も安価であった。一方で，現在上市されている各検査試薬が標的としている抗体クラスは多くがIgMとIgGであり，検出抗体反応抗原種として，N蛋白あるいはS蛋白が使用されている。新型コロナウイルス感染症の補助的診断法として血清学的診断法が有用となることが期待されているが，抗SARS-CoV-2抗体検査が感染の早期診断あるいは既往歴の診断どちらに有用であるかといった，血清学的診断の位置づけと臨床的意義に対する見解は明らかでない。

Figure 1 Comparison of the lateral flow immunoassay results for anti-SARS-CoV-2 antibody

Patient’s sera (Case 1) on day X + 8 was showed for lateral flow immunoassay.

N蛋白はウイルスゲノムRNAを含む核酸・蛋白質複合体であり，ウイルスRNAの複製などに関与している。これに対し，S蛋白はSARS-CoV-2構造における最外部，すなわちnucleocapsidを包むエンベロープに埋め込まれるように存在し，細胞内へ侵入する上で重要な働きを担っている。

今回我々が検討した2症例では，N 蛋白を抗原とした抗SARS-CoV-2抗体検査試薬は，IgM抗体はいずれもIgG抗体と同時期あるいは遅れて陽性となっており，早期診断を目的とした標的抗体としては不適と考えられた。これは，IgM抗体検出時期に関する，これまでの報告を支持する結果であった^2),3)。さらに，cobas N試薬は，症例2の第X + 1病日で陽性判定となったものの，cutoff index（C.O.I値）は1.05と極めて低い値であった。これは併行精度の検討結果（SD: 0.04, CV: 4.1%）からも，繰り返し測定を行うと何回かは陰性結果が得られる可能性があることを示しており，この結果からもN-IgM/IgG抗体を用いた早期検出感度が低い可能性が示唆された。一方，cobas N試薬では症例2において，第X + 1病日から観察期間のX + 39日までC.O.I値の顕著な増加を認め，全観察期間において抗体価の低下は認められなかった。今後，N-IgM/IgG抗体価の上昇と重症度との関連について詳細な解析が必要ではあるが，N蛋白は高い免疫活性を有し感染時に豊富に発現していることより^4),5)，N-IgM/IgG抗体価の上昇は重症度に関与している可能性が考えられる。実際に今回検討した症例は，いずれにおいても人工呼吸管理が必要であった症例であり，特に症例2は呼吸状態の悪化を認めveno-venous extracorporeal membrane oxygenation（V-V ECMO）による管理を要した重症例であった。

これに対し，Lepu Medical Technology社のイムノクロマト法キットなどのS 蛋白を抗原とした抗SARS-CoV-2抗体検査試薬は，IgM抗体，IgG抗体両方が来院時より検出可能であった。これまでに，S抗原による抗体産生の方がN抗原による抗体産生より早い可能性が指摘されている⁵⁾。また，VITROS S-total試薬ではVITROS S-IgG試薬に比し，抗体価の顕著な上昇が認められた。VITROS S-total試薬が標的としている抗体にはIgGの他に，IgM，IgAが含まれていることから，VITROS S-total試薬での抗体価の顕著な上昇は，感染早期のIgM，IgA抗体価の上昇をより鋭敏に検出していることに起因していると考えられた。つまり，早期診断を目的とした標的抗体としては，S蛋白を標的とした抗SARS-CoV-2抗体の検出が有用である可能性が示唆できる。しかし，今回の我々の知見は限られた症例数であること，感染から発症までの期間を追跡できていないことから，観察期間以前のN蛋白とS蛋白を標的とした抗SARS-CoV-2抗体の推移を検証できていない欠点がある。さらに，本研究ではS蛋白に対する抗SARS-CoV-2抗体が早期診断の一助となる可能性を示唆したものの，S蛋白は高い変異原性をもつことが報告されている。米ロスアラモス国立研究所からの査読前論文では（https://doi.org/10.1101/2020.04.29.069054），世界中のCOVID-19感染症患者6,346人から採取された新型コロナウイルスのゲノム情報解析結果から，これまでに14種類のS蛋白における変異を同定したと報告している。これら全ての変異株に対して，S蛋白に対する抗SARS-CoV-2抗体の検出が有用であるかは検証する必要がある。今後，より多くの症例を対象とした大規模なコホートや疫学調査によりS蛋白を標的とした抗SARS-CoV-2抗体検出の意義が明らかになることを期待したい。

一方，今回の2症例では抗SARS-CoV-2 IgG抗体試薬におけるARCHITECT N-IgG試薬とVITROS S-IgG試薬の比較では，ARCHITECT N-IgG試薬のほうが早期に陽性となり，前述の考察とは異なる結果となった。しかしこの違いはARCHITECT N-IgG試薬とVITROS S-IgG試薬の専用試薬の検出感度の違いによるものであると推察されるが，詳細について明らかにすることはできなかった。

今回我々の検討から，抗SARS-CoV-2抗体は抗原種の違いと抗体アイソタイプごとに異なる反応性を示すことが示唆された。今回の2症例における検討結果より，S蛋白を抗原としたLepu Medical Technology社のイムノクロマト法キットは，今回用いた測定試薬の中で最も早期に抗SARS-CoV-2抗体を検出できる可能性が示唆された。さらに，VITROS S-total試薬ならびにARCHITECT N-IgG試薬においても，Lepu Medical Technology社のイムノクロマト法キットと同様に最も早期に陽性となり，一度に多数の患者についてスクリーニングを行えたことは，自動分析装置を用いた自動分析法の長所でもあった。

また，自動分析法では，測定原理の違いがあるもののB/F分離を行うことで非特異反応を軽減することが可能であり，イムノクロマト法と比して偽陽性を低減することが可能であると考えられる。Roche社により公開されている情報ではcobas専用試薬の非特異反応発生率は0.2%未満とされている。

今回我々は，上市されている複数測定試薬を用い，同一患者における抗SARS-CoV-2抗体の推移をおよそ1ヶ月間に渡って検証した。本研究で観察された抗原種の違いと抗体アイソタイプごとの陽性時期や陽性率を鑑みた場合，N蛋白を標的とした抗SARS-CoV-2抗体の検出は，疫学調査や無症候性キャリアの把握，既往感染，重症度評価に有用である可能性が考えられた。そして，スクリーニング検査としてはS蛋白を抗原とした抗SARS-CoV-2抗体の検出が COVID-19の早期診断に有用である可能性が示唆された。

以上より，医療現場におけるCOVID-19に対するスクリーニング検査としては感染の拡散防止，早期発見，早期治療の観点から，S蛋白を抗原としたイムノクロマト法キットと自動分析法（試薬）が有用であると考えられた。

V　結語

COVID-19のスクリーニング検査としてはS蛋白を標的とした抗SARS-CoV-2抗体検査試薬が有用である可能性が示唆された。

COI開示

本論文に関連し，開示すべきCOI 状態にある企業等はありません。

文献

1) 国立感染症研究所：病原体検出マニュアル 2019-nCoV Ver. 2.9.1. https://www.niid.go.jp/niid/images/lab-manual/2019-nCoV20200319.pdf（2020年7月17日アクセス）
2) 国立感染症研究所：迅速簡易検出法（イムノクロマト法）による血中抗SARS-CoV-2抗体の評価．https://www.niid.go.jp/niid/ja/diseases/ka/corona-virus/2019ncov/9520-covid19（2020年6月28日アクセス）
3) Long QX et al.: “Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients with COVID-19,” Nat Med, 2020; 26: 845–848.
4) 田口文広：「コロナウイルスの細胞侵入機構：病原性発現との関連」，ウイルス，2006; 56: 165–172.
5) Liu W et al.: “Evaluation of nucleocapsid and spike protein-based enzyme-linked immunosorbent assays for detecting antibodies against SARS-CoV-2,” J Clin Microbiol, 2020; 58: e00461-20.

Corresponding author

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