Tuberculin reaction - tuberculin reaction

Japanese: ツベルクリン反応 - つべるくりんはんのう（英語表記）tuberculin reaction

When tuberculin (described below) is injected intradermally into a person who is infected with tuberculosis bacteria or who has received the BCG vaccine to prevent tuberculosis, the person becomes sensitized to the tuberculosis bacteria. This state is indicated by a tuberculin reaction, which is a typical delayed-type allergic reaction.

[Tomoyuki Yamaguchi]

History of the discovery of tuberculin

German bacteriologist Koch, who discovered the tuberculosis bacillus, created tuberculin in 1890 based on the culture filtrate of the tuberculosis bacillus. Koch had high hopes for this as a treatment for tuberculosis, but when tuberculin was injected, it caused systemic reactions such as fever and nausea, local reactions such as redness and swelling at the injection site, and focal reactions such as coughing, increased phlegm, and hemoptysis, so it failed as a treatment. However, in 1907, Austrian pediatrician Pirquet confirmed that it was possible to determine the presence or absence of tuberculosis infection by a percutaneous reaction with tuberculin, and French physician Charles Mantoux (1877-1947) then began intradermal reaction tests, and today the intradermal method is the most commonly used method.

In Japan, in the Showa era, Kobayashi Yoshio (1888-1933), a naval surgeon who was a student of Ogata Tomosaburo, reported that pleurisy occurred in naval soldiers who had converted to tuberculin positive (he was the first to use the term "positive conversion"), and Chiba Yasuyuki (1908-98), a physician at Central Railway Hospital, and others investigated the onset of the disease in JNR employees who had converted to positive, leading to the establishment of the theory of primary infection and onset of tuberculosis. In 1940 (Showa 15), Nobechi Keizo (1890-1978) and others at the National Institute of Public Health proposed the criteria for determining the tuberculin reaction, as described below, and these criteria were adopted in the revised Tuberculosis Prevention Law of 1951 (Showa 26).

Tuberculin solution contains various chemical components. In 1934, American biochemist FB Seibert (1897-?), together with British ER Long and others, extracted a substance from tuberculin solution that caused a specific skin reaction in tuberculosis patients, and named it purified protein derivative (PPD). Research on this substance began in Japan in the early 1950s, and in 1968 (Showa 43), the old tuberculin was replaced by PPD.

[Tomoyuki Yamaguchi]

Tuberculin skin test

In the past, the Tuberculosis Prevention Act (abolished in 2007, with the provisions regarding vaccinations integrated into the Vaccination Act and other provisions integrated into the Infectious Disease Prevention and Medical Care Act) required that tuberculin reaction tests be conducted when administering routine vaccinations (BCG vaccination) to determine whether or not a person was infected with tuberculosis. However, in light of the decline in the incidence rate among young people and the accumulation of medical knowledge about the safety of administering BCG directly, the Tuberculosis Prevention Act was revised and tuberculin reaction tests were abolished in April 2005. Currently, routine vaccinations involve direct BCG vaccination for people under the age of 6 months.

The tuberculin test involves placing 0.1 milliliters of tuberculin solution precisely into the skin, measuring the longest diameter of the reddening 48 hours later, and observing for the presence or absence of induration, double reddening, blisters, ulcers, and lymphangitis. A reddening diameter of 4 millimeters or less was considered negative, 5 to 9 millimeters was considered suspicious positive, and a reddening of 10 millimeters or more was considered positive, but this was changed in 1995 to 9 millimeters or less being considered negative.

In principle, in those who have not been vaccinated with BCG, a negative tuberculin reaction means that they are not infected with tuberculosis, and a positive reaction means that they are already infected. However, when a tuberculin reaction is performed on those who have been vaccinated with BCG, a positive reaction is observed even if they are not infected with tuberculosis, and it is impossible to distinguish this from true tuberculosis infection. In Japan, the BCG vaccination rate is high, so it is extremely difficult to determine whether or not someone is infected. To solve this problem, the QuantiFERON-TB method (QFT method) was developed. This method diagnoses tuberculosis infection without being affected by BCG vaccination by stimulating lymphocytes with a tuberculosis antigen that does not exist in BCG and measuring the amount of INF-γ (interferon gamma) that is induced and produced. In Japan, the QFT-2G (second generation) method has been used since 2006.

In Japan, in 1950, 70% of people in their 30s were already infected, but in 2000, over 90% were uninfected. The tuberculin reaction may temporarily turn negative when infected with measles, mumps, chickenpox, whooping cough, or when receiving a live vaccine, when in poor nutritional condition, when using steroids or various immunosuppressants, or in the early stages of tuberculosis infection. In addition, in those infected with nontuberculous mycobacteria, a weak reaction occurs due to cross-sensitivity, making it difficult to judge. If a tuberculin reaction turns positive following tuberculosis infection, there is a high risk of developing the disease within a short period of time.

Tuberculin allergy after BCG vaccination is strongest 3 months to 1 year after vaccination, and then slowly weakens. If a tuberculin reaction test is performed at this time, this weakening can be prevented. Since a greater reaction occurs after vaccination than if the tuberculin reaction was not performed, this is called a booster effect. The tuberculin reaction is also understood to be a model phenomenon in immunological research, as it is one of the most representative delayed-type allergic reactions. Currently, the tuberculin reaction is used to determine the presence or absence of tuberculosis infection, to differentiate tuberculosis from other diseases, and also to aid in determining cellular immune function.

[Tomoyuki Yamaguchi]

"The Story of Tuberculin -- From Immunity to Allergy" by Ichiro Toida (1991, Japan Anti-Tuberculosis Association) " "Tuberculin Reaction Test" by Toru Mori (1995, Japan Anti-Tuberculosis Association)"

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

結核菌の感染や結核予防ワクチンのBCG接種を受けた人にツベルクリン（後述）を皮内注射すると、結核菌に感作(かんさ)された状態になるが、その状態を示すのがツベルクリン反応で、典型的な遅延型アレルギー反応である。

［山口智道］

ツベルクリンの発見史

結核菌を発見したドイツの細菌学者コッホは、1890年に結核菌の培養濾液(ろえき)を基にしてツベルクリンを創製した。コッホはこれを結核の治療薬として期待したが、ツベルクリンを注射すると発熱や悪心(おしん)などの全身反応、注射部位の発赤や腫脹(しゅちょう)などの局所反応、咳(せき)や痰(たん)の増加、喀血(かっけつ)などの病巣反応があり、治療薬としては失敗に終わった。しかし、1907年にオーストリアの小児科医ピルケがツベルクリンによる経皮反応により結核感染の有無を知りうることを確かめ、続いてフランスの医師マントーCharles Mantoux（1877―1947）によって皮内反応検査が始められ、今日では皮内法がもっとも多く利用されている。

　日本では昭和に入ってから、緒方知三郎(おがたともさぶろう)門下の海軍軍医小林義雄（1888―1933）が海軍兵士のツベルクリン陽転者から胸膜炎が発生することを報告し（陽性転化の用語を初めて使った）、中央鉄道病院内科医千葉保之(やすゆき)（1908―98）らは国鉄職員の陽転者の発病状況を追究し、結核の初感染発病学説が成立した。1940年（昭和15）には後述のようなツベルクリン反応判定基準が国立公衆衛生院の野辺地慶三(のべちけいぞう)（1890―1978）らによって提案され、1951年（昭和26）に改正された結核予防法にこの基準が採用された。

　ツベルクリン液には、いろいろな化学成分が含まれている。アメリカの生化学者サイバートF. B. Seibert（1897―？）はイギリスのロングE. R. Longらとともに、1934年、ツベルクリン液から結核患者に特異的な皮膚反応をおこす物質を抽出し、精製ツベルクリンpurified protein derivative（PPD）と名づけた。日本でも昭和30年代前半から研究が進められ、1968年（昭和43）に旧ツベルクリンからPPDに切り替えられた。

［山口智道］

ツベルクリン反応検査

かつては、定期の予防接種（BCG接種）をする際に、結核に感染していないかどうかを判断するためツベルクリン反応検査を行うことが、結核予防法（2007年廃止、予防接種に関する規定は予防接種法に統合、他の規定は感染症予防・医療法に統合）で定められていた。しかし、若年者の罹患率の低下、直接BCGを接種することの安全性についての医学的知見の蓄積などをふまえ、結核予防法が改正され、2005年4月よりツベルクリン反応検査は廃止された。現在の定期予防接種では生後6か月未満の者を対象にBCGの直接接種が行われている。

　ツベルクリン反応検査には、ツベルクリン液0.1ミリリットルを正確に皮内に入れ、48時間後に発赤の長径を計測し、硬結、二重発赤、水疱(すいほう)、潰瘍(かいよう)、リンパ管炎の有無を観察する。発赤の径が4ミリメートル以下を陰性、5～9ミリメートルを疑陽性、発赤10ミリメートル以上を陽性としていたが、1995年（平成7）より9ミリメートル以下を陰性とするよう変更された。

　BCG接種をしたことのない者では、原則としてツベルクリン反応陰性は結核未感染、陽性は既感染を意味する。しかし、BCG既接種者にツベルクリン反応を行うと、結核感染がなくても陽性反応を示し、真の結核感染と区別ができない。日本ではBCG接種率が高いので、感染の有無の判定はきわめて困難である。この問題を解決するために、QuantiFERON(クォンティフェロン)-TB法（QFT法）が開発された。これは、BCGには存在しない結核抗原を用いてリンパ球を刺激し、誘導産生されたINF-γ(インターフェロンガンマ)量を測定することにより、BCG接種の影響を受けることなく結核菌感染の診断をするものである。日本でも、2006年よりQFT-2G（第2世代）法が用いられるようになった。

　なお、日本では1950年（昭和25）には30歳代で70％が既感染であったが、2000年（平成12）では90％以上が未感染である。麻疹(ましん)、流行性耳下腺(せん)炎、水痘、百日咳などに感染しているときをはじめ、生ワクチン接種時、栄養状態の悪いとき、ステロイド剤および各種免疫抑制剤を使用しているとき、結核感染の初期などには、ツベルクリン反応が一時的に陰転することがある。また、非結核性抗酸菌に感染しているものでは、交叉(こうさ)過敏性のために弱い反応がおこり、判定が困難なことがある。なお、結核感染に引き続いてツベルクリン反応の陽転が確認されると、その後の短期間に発病する危険が高い。

　BCG接種後のツベルクリンアレルギーは接種後3か月から1年でもっとも強くなり、その後はゆっくりと減弱していく。このときツベルクリン反応検査を行うと、この減弱が防止される。接種後ツベルクリン反応を行わない場合よりも大きい反応をおこすため、ブースターbooster（押し上げ）効果とよばれる。また、ツベルクリン反応は代表的な遅延型アレルギー反応の一つとして、免疫学的研究のモデル的現象と理解されている。現在、ツベルクリン反応は結核菌感染の有無、結核と他疾患との鑑別のほか、細胞性免疫機能を判断することの一助としても用いられている。

［山口智道］

『戸井田一郎著『ツベルクリンのはなし――免疫からアレルギーまで』（1991・結核予防会）』▽『森亨著『ツベルクリン反応検査』（1995・結核予防会）』

[参照項目] | アレルギー | 感作 | 感染症予防・医療法 | 結核 | コッホ | BCG | ピルケ | 予防接種

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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