新型コロナウィルス感染症のCT画像;文献レビューCT Imaging Features of 2019 Novel Coronavirus (2019-nCoV)

医療
新型コロナウィルス感染症のCT画像

https://doi.org/10.1148/radiol.2020200230

WHOを初め、コロナウィルス感染症の検査強化が言われています。コロナウィルス感染症の代表的検査は核酸増幅法(PCR法)です。PCR法は遺伝子検査は一つであり、結果がわかるまで時間が必要です。それに対してCT検査は単純胸部CT検査なら5分程度で完了いたします。

今回はPCR法とCT画像について解説していきたいと思います。

遺伝子検査

私たち生物の遺伝情報は、ゲノムDNAと言われる設計図の中に暗号化されて収められています。ゲノムDNAの最少単位は4種類の塩基(アデニン、チミン、グアニン、シトシン)と呼ばれる物質で、設計図の文字に相当します。この文字の数や並び方は、生物の種毎にだいたい決められているので、文字を読めばどの生物の設計図なのかが分かります。 ヒトでは31億文字、大腸菌では464万文字あり、生物種によって文字の数(=ゲノムDNAの大きさ)や並び方は異なります。

文字の並び方は、 “意味を持つ単語”として並んでいる部分と、意味を持たない単なる文字として並んでいる部分が入り混じっています。この“意味を持つ単語”にあたる部分が“遺伝子”です。微生物の種類によっては、「この菌は、必ずこの遺伝子を持っている!」と分かっている場合があります。(例えば腸管出血性大腸菌は、必ずベロ毒素産生遺伝子を持っています。)

その特徴を理解し、検出したい微生物が特有に持っている遺伝子をターゲットにして細菌やウイルスの検出を行います。その方法の一つがPCR法です。

PCR法について

遺伝子はそのままでは目で見ることはできません。しかし人工的に、増やしたい部分だけを増やすことができるようになり、特別な装置を使えば目で検出することが可能になりました。遺伝子増幅技術の代表的なものがPCR法です。

PCR法は、増やしたい遺伝子のDNA配列にくっつくことができる短いDNA(プライマー)を用意し、酵素の働きと温度を上げ下げすることで、目的の遺伝子を増やす方法です。増えたDNAを染め出す特殊な装置に入れる事で、増えた遺伝子を目で確認する事ができます。検体の中に増やしたい遺伝子があれば増えて目で確認することができ“陽性”と判定されます。しかし、検体の中に遺伝子がなければ増えないので、目で確認することはできず、 “陰性”と判定されます。

PCR検査は万能ではない

実際、検出感度が低いPCR検査が感染拡大のリスクになったとの見方が中国で広がっている。中国・武漢同済病院でPCR検査と胸部CT検査の両検査を施行した1014例を解析した結果、前者で陰性とされた症例413例のうち308例が後者で陽性とされ、その妥当性が認められるなどCT検査の検出感度が高く有用とされています。

実際、PCR検査で咽頭の粘膜に新型コロナウイルスの感染が確認されている8割の人は無症状か、症状があっても軽症な人たち。残り2割の人は比較的重い肺炎などを患い、亡くなる人もいる。中国の疾病管理予防センターのデータを見ると、その致死率は50歳以上から急激に上がり、80歳以上は14・8%に達しているが、それ以外の年齢層の人で亡くなるケースは少なかった。

https://doi.org/10.1148/radiol.2020200230

2019年の新規コロナウイルス(2019-nCoV)に感染した中国の症候性患者21人の胸部CTスキャンがレビューされ、最も一般的な所見の特定と特徴づけに重点が置かれました。 典型的なCT所見には、両側肺実質のすりガラスと統合的な肺混濁が含まれ、時には丸い形態と末梢肺分布を伴った。 特に、肺キャビテーション、離散性肺結節、胸水、およびリンパ節腫脹は見られませんでした。 調査期間中の患者のサブセットでのフォローアップ画像は、肺混濁の程度と密度の増加によって明らかなように、しばしば軽度または中程度の疾患の進行を示しました。

対象者の内訳:男性;13名、女性;8名 年齢51±14

最初の21名の胸部CTスキャンのうち、3人(14%)はすりガラス状の陰影または圧密を示さなかった。 実際、これら3人の患者は、提示時に胸部CT検査が完全に正常でした。 すりガラス状の混濁、圧密、またはその両方を有する18人の患者のうち、12人はすりガラス状の混濁のみを有していた(固結なし)。 すりガラス不透明化なしに統合を示した患者はいなかった。

初期CT画像の特徴の(21名)

最初の21人の患者のうち7人(33%)は、すりガラス状のおよび/または丸みを帯びた形態の固結混濁を示した(図1)。 21人の患者のうち3人(14%)が主に線形異常を示し、4人(19%)が異常な舗装パターンを示しました(図2)。 7人の患者(21%)に疾患の末梢分布があった(図3)。 肺にキャビテーション、離散した肺結節、胸水、リンパ節腫脹、基礎となる肺気腫、または線維症の患者はいなかった。

図1 すりガラス状のおよび/または丸みを帯びた形態の固結混濁
図2 線形異常
図3 末梢分布

8人の患者が研究期間中にフォローアップ胸部CTを受け、そのうち1人が2回のフォローアップCT検査を受けました。最初の胸部CTとフォローアップの間の平均時間は2.5日(範囲:1〜4日)でした。 8人の患者のうちの1人(13%)は、間隔変更なしで、通常の初期および追跡胸部CT検査を受けた。間隔改善を実証した患者はいなかった。 8人の患者のうち5人(63%)は軽度の進行を示し、2人(25%)は中等度の進行を示した。重度の進行を示す患者はいなかった。最初のCT検査の1日後に行われた最初のフォローアップCT検査で軽度の進行を示す1人の患者は、3日後に2回目のCT検査を受けました(最初のCT検査の4日後)。 2回目のCT検査では著しい進行が示され、混濁の増加と混濁の密度が示されました。最後に、1人の患者は最初の診察時に正常な胸部CTスキャンを受け、その後3日後にCTスキャンが行われ、新しい独立した丸い末梢すりガラス病変が示されました

白い矢印は新しい独立した丸い末梢すりガラス病変

考察

2019年の新規コロナウイルス(2019-nCoV)は、広範囲に及ぶ公衆衛生上の問題を伴う可能性のある新しい病気の発生です。 胸部CTは、感染が疑われる患者の診断精密検査の重要な要素であり、私たちの調査では、罹患患者で頻繁に遭遇する画像所見が示されています。 研究された21人の患者のうち、すりガラス状の陰影が12人の患者で観察され(57%)、統合が6人で観察された(29%)。

この病気が2つ以上の葉に影響を及ぼす可能性が高かった(両側患者21人中15人、71%)(患者21人中16人、76%)。
二次所見には、丸みを帯びた形態(21人の患者のうち7人、33%)、網状組織(21人の患者のうち3人、14%)、およびクレイジー舗装(21人の患者のうち4人、19%)が含まれる。混濁の周辺の位置もかなり一般的であった(患者21人中7人、33%)。関連する陰性所見には、個別の肺結節、キャビテーション、胸水、およびリンパ節腫脹の欠如が含まれていました。


ウイルスは呼吸器感染症の一般的な原因です。ウイルス性肺炎の画像所見はさまざまであり、他の感染性および炎症性肺疾患と重複しています。同じウイルス科のウイルスは、同様の病因を共有しています。したがって、CTは免疫能のある患者の特徴的なパターンと特徴の特定に役立つ可能性があります。これらの予備データは、2019-nCoVのCT所見が他のコロナウイルスであるSARSおよびMERSと多くの類似した特徴を持っていることを示唆しています。
SARSおよびMERSの発生もコロナウイルスによるものでした。したがって、これらの流行からの経験は、現在のアウトブレイクの管理に役立つ可能性があります。 SARSおよびMERSの患者の画像所見と2019-nCoVの患者の画像所見との相関は価値があるかもしれません。すりガラスの陰影と固結がCTスキャンの主要な所見である限り、病気のプロセスは似ています。末梢優位性と肺の関与は、SARSとMERSでも見られました。同様に、以前のコロナウイルス肺炎もクレイジー舗装パターン(スクラブグラスの混濁が重ねられた肥厚した小葉間中隔および小葉内線として定義)に関連しており、これも一部の患者で見られました。肺キャビテーション、胸水、およびリンパ節腫脹がデータに記載されていないことも、以前のSARS研究の特徴でした。

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