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mNGSはDNAとRNAの両方を検出できるのか?

September 26, 2025

はい。mNGS(メタゲノム次世代シーケンス)技術は、DNAとRNAの両方を同時に検出できるため、従来の検査方法と比較して非常に大きな利点があります。DNA病原体とRNA病原体の両方を検査するこの組み合わせは、mNGS(DNA病原体用)+ RNA-Seq(RNA病原体用)と表現されることが多く、臨床現場ではまとめて「病原体メタゲノムシーケンス」と呼ばれることもあります。

以下に、その原理、利点、および適用シナリオについて詳しく説明します。

1. DNAとRNAの同時検出をどのように実現するのか?

同時検出は、単にサンプルを機械に入れるだけではありません。特定の実験プロセスが必要です。

サンプル核酸抽出:まず、特殊な抽出キットを使用して、臨床サンプル(血液、脳脊髄液、気管支肺胞洗浄液など)から総核酸(DNAとRNAの両方を含む)を抽出します。

逆転写(重要ステップ):抽出された総核酸に逆転写酵素を添加し、すべてのRNA(ヒトと病原体の両方)を相補的DNA(cDNA)に逆転写します。

シーケンスライブラリー構築:この時点で、サンプル内のすべての遺伝物質はDNAに変換されます(元のDNA + RNAから逆転写されたcDNA)。次に、このDNAを断片化し、アダプターを付加し、ユニバーサルライブラリー構築キットを使用して処理し、シーケンス可能なライブラリーを構築します。

ハイスループットシーケンスとバイオインフォマティクス解析:ライブラリーのハイスループットシーケンス後、生成された膨大な量のデータは、特殊なバイオインフォマティクスパイプラインを経ます。

ヒト配列の除去:ヒトゲノムに属する配列をアライメントし、フィルタリングして、データ量を削減し、分析感度を向上させます。

分類学的比較:残りの配列を、病原性微生物(細菌、DNAウイルス、RNAウイルス、真菌、寄生虫など)の広範なデータベースと比較します。

レポート生成:検出されたすべての疑わしい病原体(DNAおよびRNAウイルスを含む)をリストし、関連するリードカウント情報を提供するレポートが生成されます。

2. DNA/RNA同時検査の大きな利点

広範囲&仮説フリー:事前に指定された病原体の必要がなく、1回の検査で、未知、まれ、および新興ウイルス(例:SARS-CoV-2やこの技術を通じて発見された新しいブニヤウイルスなど)を含む、サンプル内のすべての潜在的な病原体をスクリーニングできます。

効率的かつ包括的:1回の検査でほぼすべての病原体をカバーできるため、重症患者、診断困難な患者、混合感染患者、および免疫不全患者における迅速な病因診断に特に適しており、時間のかかる従来の「一つずつ」検査プロセスを回避できます。

予期せぬ病原体の発見:臨床的にこれまで考慮されていなかった病原体が発見されることが多く、新たな診断的洞察が得られます。

3. 主な適用シナリオ

この技術は、一般的に第一選択肢ではありませんが、従来の検査方法で原因を明確に特定できない場合に重要な役割を果たします。

原因不明の発熱(FUO)

原因不明の頭蓋内感染症(髄膜炎、脳炎など)

原因不明の肺炎(特に重症患者および免疫不全患者)

敗血症性ショックの病因診断

日和見感染症の診断

4. 制限事項

高コスト:シーケンスとデータ分析には費用がかかります。

高い技術的要件:非常に高い実験室ハードウェア、操作手順、およびバイオインフォマティクス分析能力が必要です。

コロニー形成と感染症の区別が困難:微生物配列を検出しても、それが原因であるとは限りません。臨床医は、患者の症状、兆候、およびその他の検査結果に基づいて総合的な評価を行う必要があります。

感度に関する問題:病原体量が少ない一部のサンプルでは、検出を逃す可能性があります。

要約すると、mNGS技術は、「逆転写」という重要なステップを通じて、DNAとRNAの両方の病原体を同時に検出することに成功しています。これは、困難で重症な感染症の診断においてかけがえのない役割を果たす、強力で偏りのない病原体スクリーニングツールであり、現代の医療診断技術における重要な進歩です。