PCR・マイクロアレイ・シーケンサーの違い

あー、そこは僕も最初つまずいたところだよ。実はこの3つ、「どれが優れているか」ではなくて「何をするための道具か」が違うんだ。何を、どれだけ広く、どう読むか。そこが分かれ目だよ。

PCRは、狙った特定のDNA領域だけをコピーして、信号を強めてから確認する方法だね。熱を上げ下げするサイクルを繰り返すと、目的の領域が倍々に増えていく。ごく微量しかないDNAでも、増やせば検出できるようになる。

うん、まさにそれ。PCRの得意は、速い・安価・高感度の3つ。既知の変異を確認したい、調べる項目が少ない、すぐ判定したい。そういう場面にとても向いている。逆に苦手なのは、見る場所が少ないこと。狙った場所しか見ていないから、想定していなかった未知の変異を探す用途には向かないんだ。

マイクロアレイは、たくさんの既知マーカーを一度に調べる方法だよ。小さなチップの上に、調べたい配列に対応する「プローブ」という短いDNAを何十万〜何百万種類も並べておく。そこにサンプルのDNAを流すと、配列が合う場所どうしがくっつく。どこがどれだけ光ったかを読み取って、その人の遺伝型を判定するんだ。

その感覚、すごく近いと思う。だから得意なのは、多数の既知SNPを低コストで一括測定すること。SNP解析、祖先解析、そしてPRS（ポリジェニックリスクスコア）の基盤データを取るのは、まさにこの用途だよ。一方で苦手なのは、未知の変異や、細かな配列の違いを発見すること。用意していないプローブの場所は、そもそも見ていないからね。

シーケンサー、いまの主流はNGS（次世代シーケンサー）だね。これは塩基配列そのものを直接読み取る装置なんだ。DNAを細かい断片にして、それを大量並列で一気に読み、コンピュータ上でつなぎ合わせて配列を決める。

うん、そのイメージで合ってるよ。だから情報量が圧倒的に多いし、事前に想定していなかった未知の変異にも強い。がんのパネル検査、全エクソーム解析、全ゲノム解析、希少疾患の原因変異探索。こういう「読んでみないと分からない」領域はNGSの独壇場だよ。

それがね、NGSにも苦手があって。費用と解析負荷が大きいんだ。そして、目的によっては過剰になることなんだ。全ゲノムを読めば約32億文字ぶんのデータが出てくる。保管にも解析にも人手にもコストがかかる。もともと「どの場所を見ればいいか」が分かっている解析に全ゲノムを使うのは、住所が分かっている家を訪ねるのに、街全体の地図を一から作り直すようなものなんだ。

うん、その言い方がいちばんしっくりくるかも。整理すると、読む範囲はPCRが狭く、マイクロアレイは広いけれど既知が中心、NGSがいちばん広い。未知の変異探索はNGSだけが高くて、あとの2つは低い。データ量とコストは、PCR、マイクロアレイ、NGSの順に大きくなる。目的に応じて、最適な技術は変わるんだ。

Zene360はマイクロアレイだよ。PRSは、一つひとつの影響はごく小さいSNPを、何十万・何百万か所ぶん足し合わせて計算する。つまり必要なのは「未知の変異を発見すること」ではなく「既知のSNPを、多数、安定して、安く測ること」なんだ。この目的には、マイクロアレイがいちばん素直に合っている。

お、そこ気になるよね。僕も同じところが引っかかった。そこを埋めるのがImputation（遺伝子型補完）という工程なんだ。ヒトのゲノムでは、近くにあるSNPどうしが一緒に受け継がれやすい（連鎖不平衡）という性質がある。だから、実際に測った場所のパターンと、参照データ（リファレンスパネル）を照らし合わせれば、測っていない場所の遺伝型を統計的に推定できる。アレイで直接読んだ数十万か所から、解析に使える箇所を大きく広げられるんだよ。

そうそう、そういう発想なんだ。しかもImputationの精度は、参照データがその集団にどれだけ合っているかで大きく変わる。日本人を対象にするなら、日本人のデータを含む参照パネルが要る。Zeneは独自のリファレンスパネルを使っていて、これが精度とライセンスコストの両面で効いている。マイクロアレイの価格帯のまま、WGSに迫るデータ密度に近づけていく、という考え方だね。

両立できるのは、目的をPRSに絞っているからなんだ。何でも読める装置を使うのではなく、必要な情報を必要な密度で取りにいく。そのうえで、足りない部分を統計と参照データで補う。だから健保や企業が数千人・数万人規模で実施しても、費用が現実的な範囲に収まる。

もちろんあるよ。ここは正直に言っておきたいところでね。マイクロアレイ＋Imputationは、頻度の低い変異や、その人に固有の新しい変異を捉えるのは苦手だ。だから、遺伝性のがんを調べる検査や、希少疾患の原因を特定する診断とは目的が違う。そういう領域はNGSと医療機関の役割なんだ。Zene360は、体質のリスク傾向を集団規模で可視化して、行動変容や保健事業につなげるための道具だよ。

まさにそこなんだよね。僕がいちばん伝えたかったのも、たぶんその一言だよ。サービスを比べるときは、まず「どの技術で、何か所を、どう測っているか」、そして「Imputationを使っているか、その参照データは何か」を確認する。数だけを競わないこと。数は分かることの範囲を示すけれど、一項目ごとの根拠の厚みまでは表さないからね。