抗体検出試験はどのように機能する？

新型コロナウイルスの一般的な血清学的診断法として、酵素結合免疫吸着検査法 (ELISA法) と間接蛍光抗体法 (IFA法) の2つがあります。

直接ELISA法は、患者の血液を採取後、血清に処理するために検査機関に通常送る必要があります。⁴　その後、新型コロナウイルスと同様の形状を持つ合成スパイクタンパク質を固定したウェルプレートが用意されます。次に、血清がウェルプレートに加えられ、IgMおよびIgG抗体が抗原と結合します。未結合の抗体は洗い流されます。標的とする抗原に抗体が結合した際に色が変化する薬液も加えられます。検体中の抗原特異抗体の量に比例した速度で色が変化します。色の強度は、視覚的またはイムノアッセイ装置を使用して分光光度的に評価できます (Figure 2上図を参照)。

Figure 2: 直接ELISA法による色の変化が抗体の存在を示す。

2番目の、そしてより有効な血清学的診断法は、間接蛍光抗体法 (IFA法) です。

IFA法の手順は、ELISA法のそれとよく似ています。ウイルスに感染した細胞と感染していない細胞の双方をスライドガラスのウェルに定着させます。ELISA法と同様、未結合の抗体は洗浄により除去されます。IFA法における一次抗体のスライドウェルへの結合は、蛍光色素結合抗免疫グロブリンを使用して立証されます。未結合抗体が洗浄で除去された後、スライドを緩衝グリセロールで覆い、蛍光顕微鏡で検査します。蛍光の形態と位置を評価して、特異反応を非特異反応から識別することができます。これは他の多くの血清学的検査に当てはまらない、IFA法の大きな利点です。⁵

Figure 3: 抗体の間接免疫蛍光試験

ELISAおよびIFA法用のイムノアッセイ装置の多くは、酵素反応による蛍光または色の変化に依存し、その図式は蛍光顕微鏡と同様に描かれます (Figure 4)。免疫蛍光アプリケーションをサポートする著名な企業の例として、BioTek Instruments、Molecular Devices、Essen BioScience、Thermo Fisher Scientificなどがあります。

Figure 4: ELISAおよびIFA法用の蛍光ベースまたは色検出スクリーニングシステムの光学設計は、単純な蛍光顕微鏡の構成に類似する。

励起フィルターは、蛍光サンプルを励起する光源からの波長の通過を可能にします。この励起波長はダイクロイックフィルターで反射し、レンズによってサンプルに集光されます。サンプルからの蛍光発光はダイクロイックフィルターを透過し、システムの検出器上に焦点を結ぶレンズに向かいます。蛍光の量を測定することでイムノアッセイ装置がCOVID-19抗体の存在を判断でき、患者がウイルスに感染しているかどうかを指し示します。