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スポットケムFLORA SF-5520を用いたスポットケムFLORA FluABによるインフルエンザウイルス抗原迅速検査システムの性能評価
2021 年 70 巻 1 号 p. 116-122
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2021 年 70 巻 1 号 p. 116-122
アークレイ株式会社より発売されている，ユーロピウム（以下Eu）蛍光ラテックスを用いたインフルエンザウイルス抗原検出キット「スポットケムFLORA FluAB」は，時間分解蛍光検出法（以下TRF法）という新しいシグナル検出法を採用した専用の自動判定免疫蛍光分析装置「スポットケムFLORA」を用いて測定を行う。今回，複数の測定スロットで3検体まで並列処理が可能なスポットケムFLORA SF-5520とスポットケムFLORA FluABを用いた，インフルエンザウイルス抗原迅速検査システムの性能評価を実施した。本検討より，同時再現性と日差再現性は良好であり，安定した結果判定が可能であることが確認された。また，血液混入が結果判定に与える影響も最小限に抑えられており，抗原量の少ない場合でも血液混入1%まで正確な判定が可能であった。さらに，他社目視判定キットに比較しB型に対して優れた検出感度を有しており，他社自動判定装置に比較し明らかに短時間での判定が可能であった。スポットケムFLORA SF-5520により自動判定された測定結果は，検査システムとの接続により診療科への自動報告が可能となる。本システムの導入は，測定者，患者，臨床現場それぞれに大きなメリットをもたらすと考えられた。
Arkray Co. released an influenza virus antigen detection kit “SPOTCHEM FLORA FluAB” and the dedicated immunofluorescence analyzer “SPOTCHEM FLORA”. The kit uses a europium fluorescent latex-bound antibody in the reagent, and it detects the antigen using a new signal detection method is analyzed by a new signal detection method called time-resolved fluorescence assay. In this study, we evaluated the performance of a rapid test system for influenza virus antigens using Spotchem FLORA SF-5520, which can process three samples in parallel. From this study, we show that the system has good performance for within-run and between-day precisions and can produce stable results. Then, we determined whether blood contamination has a low impact on the test results of the system. The system provided accurate results in the case of samples with low amounts of the viral antigen, including blood contamination of up to 1%. In addition, we found that the system has higher detection sensitivity than a visual judgment kit and can provide results much faster than another system that has an equivalent high sensitivity. The system can measure rapidly and has high sensitivity and can also provide results automatically. It brings great benefits to the measurer, patient, and clinical site. In conclusion, we can say that it is very useful to introduce this system for influenza diagnosis.
迅速検査キットを用いたインフルエンザウイルス抗原の検出は，インフルエンザのPOCTとして広く用いられている検査法である。患者検体中のウイルス抗原の有無を短時間で判断することができ，抗ウイルス薬の適切な使用や他の検査の減少，感染拡大の予防等に大きく貢献している1)。
現在市販されているインフルエンザウイルス抗原迅速検査キットは，イムノクロマト法を測定原理としており，目視判定を行うものが長らく使用されてきた。目視判定キットは操作が簡便で専用装置が不要なため，試薬キットさえあれば結果判定が可能である一方で，判定時間を管理しなければならないことや測定者によって判定が異なる場合があることが課題となっている2)。近年，これらの課題を解決すべく自動判定装置の開発が進んでおり，さらに新しいシグナル検出技術を取り入れることで従来よりも高感度な検査を可能としている3)。
アークレイ株式会社より発売されたスポットケムFLORA SF-5520は，複数の測定スロットで3検体まで並列処理が可能な自動判定免疫蛍光分析装置である。測定原理であるTRF法は蛍光寿命が非常に長いEuを標識抗体に用いることで，反応工程からバックグランドの影響が最小限に抑えられ，Eu粒子による蛍光のみが検出されることにより高感度測定を可能にしている4)。さらに，検査システムとの接続により，結果の判定から電子カルテへの報告までの工程を自動化することが可能となる。
今回，インフルエンザウイルス陽性コントロールと患者検体を用いて本システムの性能評価を行ったので報告する。
サンプルには，アークレイ株式会社より提供を受けたFluA弱／強 陽性コントロール：A/Kiev/301/94（H3N2），FluB弱／強 陽性コントロール：B/Victoria/504/00，FluAコントロールスワブ：A/Puerto Rico/8/1934（H1N1），FluBコントロールスワブ：B/Lee/40を用いた。また，2018年10月～2019年4月に当院にてインフルエンザ抗原検査の依頼があった，患者検体抽出液の残余検体13例を試料として用いた（京都大学大学院医学研究科・医学部および医学部附属病院医の倫理委員会承認番号：R2063）。
患者検体の抽出は，本院で使用している現行の目視判定キット：クイックナビFlu2（大塚製薬）の抽出液にて行った。
上記サンプルの抽出液をスポットケムFLORA FluABテストカートリッジに滴下し，専用の自動判定免疫蛍光分析装置スポットケムFLORA SF-5520にて測定を行った。
比較評価の対照キットとして，他社目視判定キットにはクイックナビFlu2を他社自動判定装置には富士ドライケムイムノAG2（富士フイルムメディカル株式会社）を用いた。
2． 方法 1） 同時再現性FluA弱陽性コントロール，FluA強陽性コントロール，FluB弱陽性コントロール，FluB強陽性コントロールを，FLORA SF-5520の3つのチャンネルのうち1つのチャンネルを使用して，各試料をn = 5で測定した。
2） 日差再現性FluAコントロールスワブ，FluBコントロールスワブを使用してスポットケムFLORA FluAB検体抽出液で抽出を行い，各試料を1日1回，5日間測定した。
3） 血液混入の影響評価FluA弱陽性コントロール，FluB弱陽性コントロール，FluA強陽性コントロール，FluB強陽性コントロールに全血を添加して，血液混入が0，0.5，1，2，5%となるように調整したサンプルをn = 6で測定し判定結果への影響を確認した。
4） 感度評価FluA強陽性コントロール，FluB強陽性コントロールを用いて段階希釈したサンプルを作製し，スポットケムFLORA SF-5520と他社目視判定キットで各試料n = 1にて測定を行った。また，FluA弱陽性コントロール，FluB弱陽性コントロールを用いて段階希釈したサンプルを作製し，スポットケムFLORA SF-5520と他社自動判定装置で各試料n = 1にて測定を行った。
5） 早期判定モード評価FluA弱陽性コントロール，FluB弱陽性コントロール，FluA強陽性コントロール，FluB強陽性コントロールを用いて段階希釈したサンプルを作製し，スポットケムFLORA SF-5520と他社自動判定装置で各試料n = 1にて測定を行った。同時に，両自動判定装置が陽性と判定するまでの時間を比較した。
6） 目視判定キットとの判定一致率の算出2018年10月～2019年4月の間に当院にてインフルエンザ抗原検査の依頼があった患者検体抽出液の残余検体13例を用いて，スポットケムFLORA SF-5520にて測定を実施し，両者の判定一致率を算出した。
結果をTable 1に示す。いずれの試料においても，全ての測定回で同一の判定結果を示した。
| FluA weak positive control | FluB weak positive control | FluA positive control | FluB positive control | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Number of tested | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment |
| 1 | + | − | − | + | + | − | − | + |
| 2 | + | − | − | + | + | − | − | + |
| 3 | + | − | − | + | + | − | − | + |
| 4 | + | − | − | + | + | − | − | + |
| 5 | + | − | − | + | + | − | − | + |
結果をTable 2に示す。いずれの試料においても，全ての測定日で同一の判定結果を示した。
| sample | FluA control swab | FluB control swab | ||
|---|---|---|---|---|
| Tested day | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment |
| 1 | + | − | − | + |
| 2 | + | − | − | + |
| 3 | + | − | − | + |
| 4 | + | − | − | + |
| 5 | + | − | − | + |
血液混入割合に応じた抽出液の色調をFigure 1に示す（アークレイ株式会社提供）。弱陽性コントロールにおいて，A型B型ともに血液混入1%までは判定に影響を及ぼさなかった（Table 3）。強陽性コントロールにおいて，A型は2%まで，B型は5%まで判定に影響を及ぼさなかった（Table 4）。
The extraction buffer has a color tone of 0–5% in blood concentration.
| sample | FluA weak positive control | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Blood contamination | 0% | 0.50% | 1% | 2% | 5% | |||||
| Number of tested | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment |
| 1 | + | − | + | − | + | − | + | − | − | − |
| 2 | + | − | + | − | + | − | + | − | − | − |
| 3 | + | − | + | − | + | − | + | − | − | − |
| 4 | + | − | + | − | + | − | − | − | − | − |
| 5 | + | − | + | − | + | − | − | − | − | − |
| 6 | + | − | + | − | + | − | − | − | − | − |
| sample | FluB weak positive control | |||||||||
| Blood contamination | 0% | 0.50% | 1% | 2% | 5% | |||||
| Number of tested | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment |
| 1 | − | + | − | + | − | + | − | − | − | − |
| 2 | − | + | − | + | − | + | − | − | − | − |
| 3 | − | + | − | + | − | + | − | − | − | − |
| 4 | − | + | − | + | − | + | − | − | − | − |
| 5 | − | + | − | + | − | + | − | − | − | − |
| 6 | − | + | − | + | − | + | − | − | − | − |
| sample | FluA positive control | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Blood contamination | 0% | 0.50% | 1% | 2% | 5% | |||||
| Number of tested | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment |
| 1 | + | − | + | − | + | − | + | − | + | − |
| 2 | + | − | + | − | + | − | + | − | + | − |
| 3 | + | − | + | − | + | − | + | − | + | − |
| 4 | + | − | + | − | + | − | + | − | − | − |
| 5 | + | − | + | − | + | − | + | − | − | − |
| 6 | + | − | + | − | + | − | + | − | − | − |
| sample | FluB positive control | |||||||||
| Blood contamination | 0% | 0.50% | 1% | 2% | 5% | |||||
| Number of tested | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment |
| 1 | − | + | − | + | − | + | − | + | − | + |
| 2 | − | + | − | + | − | + | − | + | − | + |
| 3 | − | + | − | + | − | + | − | + | − | + |
| 4 | − | + | − | + | − | + | − | + | − | + |
| 5 | − | + | − | + | − | + | − | + | − | + |
| 6 | − | + | − | + | − | + | − | + | − | + |
目視判定キットとの比較結果をTable 5に示す。A型は同等，B型はスポットケムFLORA SF-5520で100倍まで検出可能であった。
| sample | FluA positive control | sample | FluB positive control | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| measuring equipment | SPOTCHEM FLORA SF-5520 | visual judgment kit | measuring equipment | SPOTCHEM FLORA SF-5520 | visual judgment kit | ||||
| dilution rate | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment | dilution rate | Type A judgment | Type B judgment | Type A judgment | Type B judgment |
| 1 | + | − | + | − | 1 | − | + | − | + |
| 10 | + | − | + | − | 10 | − | + | − | + |
| 100 | + | − | + | − | 50 | − | + | − | − |
| 200 | − | − | − | − | 100 | − | + | − | − |
| 500 | − | − | − | − | 200 | − | − | − | − |
他社自動判定装置との比較結果をTable 6に示す。弱陽性コントロールを段階希釈したサンプルにて，A型B型とも他社自動判定装置では16倍希釈まで検出可能であった。
| sample | FluA weak positive control | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| measuring equipment | SPOTCHEM FLORA SF-5520 | automatic judgment kit (competitor products) | ||||
| dilution rate | Type A judgment | Type B judgment | required time | Type A judgment | Type B judgment | required time |
| 1 | + | − | 10:00 | + | − | 15:00 |
| 2 | + | − | 10:00 | + | − | 15:00 |
| 4 | + | − | 10:00 | + | − | 15:00 |
| 8 | − | − | 10:00 | + | − | 15:00 |
| 16 | − | − | 10:00 | + | − | 15:00 |
| sample | FluB weak positive control | |||||
| measuring equipment | SPOTCHEM FLORA SF-5520 | automatic judgment kit (competitor products) | ||||
| dilution rate | Type A judgment | Type B judgment | required time | Type A judgment | Type B judgment | required time |
| 1 | − | + | 10:00 | − | + | 15:00 |
| 2 | − | + | 10:00 | − | + | 15:00 |
| 4 | − | + | 10:00 | − | + | 15:00 |
| 8 | − | + | 10:00 | − | + | 15:00 |
| 16 | − | − | 10:00 | − | + | 15:00 |
他社自動判定装置との比較結果をTable 7に示す。強陽性コントロールを段階希釈したサンプルにて，B型での感度は同等，A型では他社自動判定装置にて256倍希釈まで検出可能であり，A型B型ともにスポットケムFLORA SF-5520にてより早期での判定が可能であった。
| sample | FluA positive control | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| measuring equipment | SPOTCHEM FLORA SF-5520 | automatic judgment kit (competitor products) | ||||
| dilution rate | Type A judgment | Type B judgment | required time | Type A judgment | Type B judgment | required time |
| 1 | + | − | 1:30 | + | − | 5:15 |
| 2 | + | − | 1:30 | + | − | 7:12 |
| 4 | + | − | 4:00 | + | − | 10:12 |
| 8 | + | − | 4:00 | + | − | 15:00 |
| 16 | + | − | 10:00 | + | − | 15:00 |
| 32 | + | − | 10:00 | + | − | 15:00 |
| 64 | + | − | 10:00 | + | − | 15:00 |
| 128 | − | − | 10:00 | + | − | 15:00 |
| 256 | + | − | 15:00 | |||
| 512 | − | − | 15:00 | |||
| sample | FluB positive control | |||||
| measuring equipment | SPOTCHEM FLORA SF-5520 | automatic judgment kit (competitor products) | ||||
| dilution rate | Type A judgment | Type B judgment | required time | Type A judgment | Type B judgment | required time |
| 1 | − | + | 1:30 | − | + | 4:11 |
| 2 | − | + | 2:30 | − | + | 6:11 |
| 4 | − | + | 2:30 | − | + | 8:11 |
| 8 | − | + | 4:00 | − | + | 15:00 |
| 16 | − | + | 10:00 | − | + | 15:00 |
| 32 | − | + | 10:00 | − | + | 15:00 |
| 64 | − | + | 10:00 | − | + | 15:00 |
| 128 | − | + | 10:00 | − | + | 15:00 |
| 256 | − | − | 10:00 | − | − | 15:00 |
目視判定キット比較結果をTable 8に示す。患者検体13例においては，A型陽性判定に関しては全例が一致した（陽性一致率，陰性一致率，判定一致率いずれも100%）。B型陽性判定に関しては，目視判定キットで陰性と判定されたもののうち2例で目視判定キットにおいてB型陽性の判定となった。陽性一致率は100%，陰性一致率は81.8%，判定一致率は84.6%であった。
| Type A judgment | visual judgment kit | |||
|---|---|---|---|---|
| positive | negative | total | ||
| SPOTCHEM FLORA SF-5520 |
positive | 7 | 0 | 7 |
| negative | 0 | 6 | 6 | |
| total | 7 | 6 | 13 | |
| Type B judgment | visual judgment kit | |||
| positive | negative | total | ||
| SPOTCHEM FLORA SF-5520 |
positive | 2 | 2 | 4 |
| negative | 0 | 9 | 9 | |
| total | 2 | 11 | 13 | |
今回の検討より，スポットケムFLORA SF-5520の同時再現性と日差再現性は良好であり，安定した結果判定が可能であることが確認された。
また，血液混入が結果判定に与える影響も最小限に抑えられており，ウイルス抗原量の少ない検体であっても血液混入1%までであれば正確に判定することが可能であった。検体採取時に鼻腔粘膜が傷つき採取スワブに血液が付着した検体に遭遇することがある1)。今回の検討結果を参考に血液混入割合に応じた抽出液の色調見本を作成して，再採取依頼の判断をすることを勧めたい。
検出感度の比較ではA型，B型ともに他社自動判定装置が高感度に検出可能であり，目視判定キットとの比較ではB型の検出感度が優れていた。迅速検査キットの検出感度はウイルス株によって感受性に差が認められるため絶対的な差ではないが5)，従来の目視判定キットに比べて感度は向上していると思われた。
希釈サンプルを用いた早期判定モードの評価では，スポットケムFLORA SF-5520にてより短時間での結果判定が可能であった。スポットケムFLORA SF-5520のシグナル検出技術として採用されている時間分解蛍光法は，感度増幅の処理を必要とせず検査開始後1.5分，2.5分，4分，6分と早い段階から高感度に陽性シグナルを検出することが可能であり，最大反応時間も10分と比較的短時間に設定されている。
自動判定を行うにはシグナルを検出するための専用装置が必要であり，同時に検査可能な検体数が制限されることは避けられない。流行期に検体提出が重なった場合，結果判定に要する時間が数分長くなるだけでも全体のTATへの影響は少なくないため，高い感度を有しながら最大反応時間が短いことや早期判定モードの搭載は，本システムの大きな利点である。今回の結果はこれらの特性が十分反映されたものであり，正確なインフルエンザの迅速診断に貢献すると思われた。
患者検体を用いた目視判定キットとの判定一致率の検討にてB型の結果判定が異なる例が確認されたが，この理由としては，スポットケムFLORA SF-5520が目視判定キットに比較して高い検出感度を有するためであると考えられ，目視判定キットでは陽性判定が困難なウイルス抗原量の少ない段階においてもより早期での診断，治療介入が実現できる可能性が示唆された。両キットの抽出液は界面活性剤，緩衝液，防腐剤で構成されているが，異なる試薬キットの抽出液を使用する場合は検出感度に影響を与える可能性があるため，評価時にはそれら成分の影響について考慮する必要がある。
スポットケムFLORA SF-5520の導入は，結果の自動報告を可能とし，検査実施に要する時間の短縮と人的要因による判定誤差や結果誤報告の問題を解決する。また，検出感度の向上により発症早期にウイルスが検出されるため，不要な検査の削減と感染拡大の予防が可能となる。インフルエンザ診療において検査精度の向上は非常に重要であり，毎年繰り返される全国的な流行の抑制に繋げるためにも今後更なる発展を期待したい。
本研究はアークレイマーケティング株式会社から資金提供を受けて実施された。
