モダンメディア

51巻６号 2005〔新しい検査法〕 129

免疫クロマトグラフィー法による肺炎球菌尿中抗原検査
Urinary antigen detection test by an immunochromatographic testfor diagnosis of pneumococcal pneumonia

舘 田 一 博Kazuhiro Tateda

よる感染症で尿中に菌抗原が排出されるという事実

はじめにを報告している１）。患者検体からの病原体特異抗原の検出は感染症診断において重要であり，特に呼吸呼吸器感染症は今日においても最も重要で，かつ器感染症患者における尿中抗原検出の意義は大き頻度の高い疾患の１つである。特に肺炎は重要であい。その理由は，呼吸器検体ではしばしば口腔内常り，その死亡数は平成 16 年度の統計で約 95,000 人

在菌の混入が問題となるのに対し，尿中抗原ではそと報告されており，悪性新生物，心疾患，脳血管疾の可能性を否定できることにある。また，尿中への患に次いで第４位となっている。一方米国では，年病原体抗原の排出は血中抗原の濃縮を意味するもの

間 350 〜 400 万 例 の 市 中 肺 炎が 発 症し，60 〜 100であり診断的意義は高い。さらに，喀痰や血液など万人が入院，その死亡率は約 14％と報告されていと異なり尿は大量に採取することができ，これを濃る。肺炎をはじめとする感染症の診断法としては培縮することにより 10 〜 100 倍と感度を高めること養法が Gold standard であるが，その他に血清抗体が可能である。

価測定，遺伝子診断，病原体抗原検出などが使用さ尿中抗原として検出される物質としては，病原体れている。最近になって重症肺炎の原因として重要の莢膜多糖体抗原あるいは内毒素抗原（lipopolysac-な肺炎球菌とレジオネラに対する尿中抗原検出キッcharide）が重要である。これらの物質は熱に対しトが開発され，その臨床的有用性が確認されていて安定であることから，検体の熱処理により非特異る。特に免疫クロマトグラフィー法を用いた肺炎球反応を抑制することができる。尿中抗原の検出法と菌尿中抗原検査は 2005 年１月に保険収載された新しては，ラテックス凝集法，ELISA，RIA，そしてしい検査法である。これは後述するように，「いつさらに最近では，免疫クロマトグラフィー法を用いでも，どこでも，だれにでも実施可能な検査で，した迅速診断キットが開発されている。肺炎球菌，レかもすぐに結果がわかる」という理想的検査法の１

ジオネラ診断用の尿中抗原検出キットとしては，前つである。ここでは肺炎球菌の尿中抗原検出キット

者に対しては免疫クロマトグラフィー法，後者ではを取り上げ，その特徴・有用性について説明すると免疫クロマトグラフィー法と ELISA 法の両方が開ともに，最近の知見・将来展望について概説する。

発されている。ELISA キットは，96 穴マイクロプレートに特異抗体がコーティングされたものであⅠ．肺炎診断における尿中抗原の重要性

り，結果判定までに４〜６時間を必要とする。これに対し免疫クロマトグラフィー法は，患者尿を綿棒感染症患者の尿中に病原体抗原が排出されるといで採取したのち，これをキットに挿入，試薬を滴下う事実は，約 20 年前より知られていた。Coonrod

したのち，陽性バンドの出現を肉眼で判定するといらは 1983 年の論文で肺炎球菌，レジオネラ，インうものである。本キットでは特別の機器・試薬を必フルエンザ桿菌，髄膜炎菌などいくつかの病原体に要とせず，約 15 分で結果の判定が可能である。レ

東邦大学医学部微生物・感染症学講座〠 143−8540 東京都大田区大森西 5−21−16

Microbiology and Infectious Diseases, Toho University(5-21-16 Ohmori-Nishi, Ohta-ku, Tokyo)

（1）

130

ジ オ ネ ラ 肺 炎 を 対 象 と し た ELISA 法 に よ る 診 断の特異性は極めて高く，71 症例中わずかに２例（レキ ッ ト は 2003 年 の ４ 月 に， 免 疫 ク ロ マ ト グ ラ

ジオネラ肺炎，バクテロイデス敗血症）のみが偽陽フィー法による迅速診断キットは 2004 年８月に保性を示したことが報告されている。104 例の市中肺険収載されている。肺炎球菌の免疫クロマトグラ炎を対象とした同様の検討においても，感度 77.7％，フィー法による迅速診断キットは 2005 年１月に保特異度 98.8％という成績が報告されている５）。敗血険収載された。

症を合併した肺炎球菌感染症 107 症例におけるプロスペクティブな検討においても，尿中抗原検査の感Ⅱ．免疫クロマトグラフィー法による肺炎球菌尿中抗原検出

度は 82％，特異度は 97％であったことが報告されている６）。われわれの施設においても尿中抗原陽性

肺炎球菌は肺炎の原因として最も頻度の高い細菌

43 症例における喀痰および血液培養検査におけるであり，欧米における疫学調査では市中肺炎の 20

肺炎球菌陽性頻度を検討したところ，47％の症例で〜 40％が肺炎球菌性肺炎であることが報告されて培養陽性が得られているが，残りの 53％の症例でいる

２, ３）。本菌による肺炎では血液培養陽性率が高は尿中抗原のみ陽性（培養検査陰性）という結果でく，レジオネラ肺炎と並び重症肺炎の原因菌としてあった（図１：東邦大学医学部呼吸器内科）。本

重要である。肺炎球菌性肺炎の診断法としては，培キットの特異性が極めて高い，すなわち偽陽性がほ養検査法が一般的であるが，本菌は口腔内の常在菌とんどみられないという事実を考慮すると，尿中抗の 1 つでもあることから，呼吸器検体を対象とした原検出法は従来の培養検査に比べ約２倍高い診断率

検査の場合には常に感染起炎菌か汚染菌かの鑑別がを示したことになる。さらに Murdoch らは，成人問題となる。

市中肺炎患者 315 症例を対象とした成績において，米国 Binax 社が肺炎球菌感染症の診断を目的に，96 症例が尿中抗原陽性，このうち６例が尿の濃縮

免疫クロマトグラフィー法を用いた尿中抗原検出により初めて陽性となったことを報告している７）。

キットを開発している（写真１）。Dominguez らが本キットは肺炎球菌の莢膜多糖を検出するものであ2001 年 に 報 告 し た 成 績 で は， 本 キ ッ ト の 感 度 はり，感染症起炎菌として頻度の高い 23 種類の莢膜80.4％（41/51），特異度は 97.2％（69/71）であっ抗原を検出することができる。肺炎球菌の培養液を４）たとしている 。この成績からもわかるように本法用いて，本キットの検出感度を検討したところ，
105 CFU/ml に相当する抗原量で陽性結果が得られることを確認している（表１）。
最近になって，小児を対象とした検討において本キットにおける偽陽性の問題がクローズアップされてきた。特に鼻咽頭に本菌を保菌している小児にお喀痰・血液培養陽性
3 例（7.0％）
血液培養のみ陽性
3 例（7.0％）

尿中抗原のみ陽性
23 例（53.5％）

喀痰培養のみ陽性
14 例（32.6％）

写真１ 免疫クロマトグラフィー法による肺炎球菌尿中抗原検出キット NOW Streptococcus pneumoniae
患者尿を綿棒で採取しキットに挿入。試薬を２滴たらしたのち，15 分後に陽性バンドの有無を判定（←部）。

東邦大学医学部呼吸器内科

図１ 尿中抗原陽性症例における喀痰・血液培養陽性率
─ 43 症例の検討 ─（2）131

表１ 肺炎球菌の各種莢膜型における反応性の比較
─ NOW Streptococcus pneumoniae ─
菌数（CFU/ml）

使用菌種および血清型
S. pneumoniae serogroup 3S. pneumoniae serogroup 6S. pneumoniae serogroup 10S. pneumoniae serogroup 11S. pneumoniae serogroup 19S. pneumoniae serogroup 23
Streptococcus mitis (clinical isolate)

103

104

105

106

（−）
（−）
（−）
（−）
（−）
（−）
（−）

（＋）*
（＋）*
（−）
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（−）
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（＋）
（＋）
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（＋）
（＋）

（＋）
（＋）
（＋）
（＋）
（＋）
（＋）
（＋）

* 20〜45 分後に陽性

いては，50％以上で偽陽性を示したことが報告され尿中抗原陽性を示した肺炎球菌性肺炎患者の尿の２ている。その理由に関しては，まだ詳細は解明され倍希釈系列を作り，何倍希釈まで陽性になるかを検ていないが，小児における上咽頭バリアー機構の未討することにより尿中抗原量を定量化し，肺炎の重熟性，低い Ig-A 値，あるいは潜在的な中耳炎の存症度との関連について検討した。図２にその結果を在などがその一因になっているものと考えられる。

示したが，軽症・中等症例に比べ重症例において高これに対して成人の慢性閉塞性肺疾患患者 97 例にい尿中抗原価が観察されている 10）。ただし，このおいては，急性増悪を認めた３例を除きすべて尿中

結果では尿中抗原価が低い症例においても死亡例が８）

抗原陰性であったことが報告されている 。また，みられており，抗原量以外にも宿主感染防御能や生肺炎球菌の尿中抗原はいったん陽性になると数週間体反応が重症度に強い影響を与えていることが予想にわたって持続的に尿中に排出されことが知られてされる。

おり，この点に関して Marcos らは，肺炎球菌性肺また，尿中抗原の半定量的な解析により，肺炎患炎にて入院した患者の尿中抗原について継続して検者における尿中抗原および血中抗原の推移について討し，退院後１カ月の時点で約 70％の患者においも検討を加えた。図３に代表的４症例の結果を示し

９）て尿中抗原が陽性であったことを報告している 。

たが，いずれの症例においても血中抗原量に比べ尿したがって，肺炎既往のある患者に新しい肺炎がみ

中抗原量が多く，その半減期は尿中抗原で 1.0 〜 3.4

られた場合には尿中抗原陽性の意味を慎重に判断し週，血中抗原で 1.1 〜 2.3 週という成績が得られてなければならない。本キットは尿中抗原検出用に開いる 10）。発症後数週間にわたる尿中抗原の排出は発されたものであるが，同様に髄液あるいは血清を肺炎球菌だけでなくレジオネラにおいても認められ対象としても肺炎球菌抗原を検出できることが報告ており，これら病原体による肺炎の発症病態を考えされている。

るうえでも興味深い。今後，尿中抗原持続排出のメⅢ．尿中抗原の半定量化による重症度評価および半減期陽性を示した最大希釈倍数������

肺炎患者における尿中抗原の検出は基本的に血中抗原の濃縮を意味するものである。したがって，血中への病原体（あるいは病原体抗原）の侵入が高度な症例においては，より高い抗原価が検出されることが予想される。しかし残念ながら，免疫クロマトグラフィー法による肺炎球菌尿中抗原の検出は陰性か陽性かを判断する定性試験であり，抗原量と病態�������������������

死亡例
軽症・中等症

重症との関連，あるいは肺炎発症後の尿中抗原の推移な

文献 10 より引用

どに関する情報は報告されていなかった。そこで，

図２ 尿中抗原量と肺炎重症度の相関（3）132

陽性を示した最大希釈倍数������

症例 1������������������������������������������������������� �� �� �� �� ��

症例 3�������������������������������������������������� �� �� �� �� ���

症例 2������ �� �� �� �� ������ �� �� �� �� ��症例 4��

肺炎発症後の週数

文献 10 より引用

図３ 肺炎発症後の尿中抗原 （ ）および血中抗原（●）の推移

カニズム，尿中抗原量と肺炎重症度の関連などについてさらに詳細に検討していく必要があるであろう。

文

献

biol. 25: 259-263, 2002.
６）Smith M. D. et al.: Rapid diagnosis of bacteremic pneumococcal infections in adults by using the Binax NOW
Streptococcus pneumoniae urinary antigen test: a prospective, controlled clinical evaluation. J Clin Microbiol. 41:2810-2813, 2003.

１）Coonrod J. D.: Urine as an antigen reservoir for diagnosisof infectious diseases. Am J Med. 28: 75（1B）: 85-92,
1983.
２）Lieberman D. et al.: Multiple pathogens in adult patients７）Murdoch D. R. et al.: Evaluation of a rapid immunochromatographic test for detection of Streptococcus pneumoniae antigen in urine samples from adults with communityacquired pneumonia. J Clin Microbiol. 39: 3495-3498,2001.
８）Murdoch D. R. et al.: The NOW S. pneumoniae urinary
antigen test positivity rate 6 weeks after pneumonia onset
and among patients with COPD. Clin Infect Dis. 37:153-154, 2003.
９）Marcos M.A. et al.: Rapid urinary antigen test for diagnosis of pneumococcal community-acquired pneumonia inadults. Eur Respir J. 21: 209-214, 2003.
10）Tateda K. et al.: Semi-quantitative analysis of Streptococcus pneumoniae urinary antigen: Kinetics of antigen titers

admitted with community-acquired pneumonia: a oneyear prospective study of 346 consecutive patients. Thorax. 51: 179-184, 1996.
３）Vergis E. N. et al.: New directions for future studies ofcommunity-acquired pneumonia: optimizing impact onpatient care. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 18: 847-851,1999.
４）Dominguez J. et al.: Detection of Streptococcus pneumoniae antigen by a rapid immunochromatographic assay inurine samples. Chest. 119: 243-249, 2001.
５）Farina C. et al.: Urinary detection of Streptococcus pneumoniae antigen for diagnosis of pneumonia. New Micro-and severity of diseases. Submitted.

（4）