なぜ無菌試験では「NAT（遺伝子検査）」と「菌培養」を組み合わせるのか？

再生医療等安全性確保法に基づき、特定細胞加工物の安全性を担保する細胞培養加工施設(CPC)。

CPCにおける品質管理において、最も重要であり、かつ高い精度が求められるプロセスの一つが「出荷試験（無菌試験やマイコプラズマ否定試験）」です。

近年、この無菌試験において、従来の「菌培養法」に加えて「NAT（遺伝子増幅検査）」を導入するケースが増えており、時にはこの2つを組み合わせて検査が行われています。

どちらも「細胞加工物に潜む微量な菌を見つける検査」ですが、なぜCPCにおいてわざわざ2つの検査を同時に行う必要があるのでしょうか。それぞれの特徴と、組み合わせる本当の理由を分かりやすく解説します。

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そもそも、2つの検査は何が違うのか？

菌培養法とNATは、どちらも「少なすぎて見つからない原因菌やウイルスを、判定できる量まで増やして見つける」という目的は同じです。しかし、その「増やし方」と「判定までのスピード」に決定的な違いがあります。

菌培養法（従来の検査）

菌を「生き物」として育てる方法です。

例えるなら、1匹の虫が卵を産んで、何万匹もの大群に育つのをじっと待つようなものです。そのため、成長が遅い低栄養細菌や真菌、マイコプラズマなどでは、結果が出るまでに「約2週間」もの長い時間がかかります。

また、検出を成功させるには、ある程度まとまった菌の塊（目安として約100個分から）が必要です。

NAT（遺伝子増幅検査）

菌そのものを育てるのではなく、菌が持っている「遺伝子（DNAやRNA）」だけを抜き出し、装置を使って人工的に倍々で高速コピーする方法です。

細胞を育てるよりもコピーする方が圧倒的に早いため、わずか「1〜3時間」という短時間で結果が分かります。

さらに、検出感度が非常に高く、数個の遺伝子（数copies）が存在するだけで、一瞬で何億倍にも増やして見つけることができます。

再生医療の現場で超高速・高感度のNATだけで十分ではない理由

これだけ聞くと、「スピードも感度も圧倒的なNATだけで十分ではないか」と思われるかもしれません。特に、投与までのタイムリミットがある新鮮細胞（生細胞）を扱う再生医療において、1〜3時間で結果が出るNATは非常に魅力的です。

しかし、ここに「ウィンドウ期間」という大きな落とし穴が存在します。

ウィンドウ期間とは、実際には菌やウイルスが存在しているにもかかわらず、量が少なすぎるために検査で「陰性（菌はいない）」と判定されてしまう期間のことです。

例えば、100ミリリットルの細胞懸濁液（または培養上清）の中に、菌が「たった1個」しかいない超初期の状態をイメージしてください。検査（サンプリング）のために、この液から10ミリリットルだけを抜き取ったとします。このとき、確率的に「運悪くその1個を吸い込めず、空っぽの液を抜いてしまう」という現象が起こり得ます。

NATの場合

偽陰性反応の可能性
- NATそのものの検出感度（分子を検出する能力）は極めて高いのですが、検査に使うサンプルの「抽出・採取」の段階で菌が含まれていなければ、当然ながら検出できません。これを「サンプリングエラー（標本誤差）」と呼びます。
死菌の検出(偽陽性反応の可能性)
- NATは「菌が生きているか（生存・増殖能力があるか）」を見ているのではなく、「特定の遺伝子配列（DNA/RNA）が存在するか」だけを判定しています。
- 製造工程で適切に滅菌・加熱処理がなされ、製品としては安全（生きた菌はゼロ）であっても、分解されきっていない遺伝子の破片（死骸）が残っているだけで「陽性」と判定されてしまいます。

菌培養法の場合

判定までに2週間という時間はかかりますが、ボトル全体（抜き取った液だけでなく元々の全体）を使ってじっくり菌を育てるアプローチが可能です。そのため、最初の吸い出しでかすりもしなかったような極微量の菌も、漏らさず捕まえて増殖させられ、確実な検査を行うことが可能です。