陰性でも半分以上はインフルエンザ？―検査前確率75％が教える「迅速検査の限界」
第109回医師国家試験 F問題 第29問（連問）
国試問題にチャレンジ
連問の共通文
次の文を読み，28と29の問いに答えよ。 68歳の男性。発熱と全身倦怠感とを主訴に来院した。 現病歴：昨日から38℃台の発熱，頭痛，全身倦怠感および筋肉痛を認め，食欲も低下したため朝になって受診した。 既往歴：30年前から高血圧症の治療を受けている。 生活歴：妻，長男夫婦，小学生の孫1人と同居している。喫煙歴はない。飲酒は日本酒1合/日を30年間。 家族歴：10日前に孫が，5日前に長男がそれぞれ高熱を出して学校や仕事を休んでいた。 現症：意識は清明。体温38.4℃。脈拍96/分，整。血圧138/76mmHg。呼吸数20/分。SpO2 97％（room air）。咽頭に軽度発赤を認める。甲状腺腫と頸部リンパ節とを触知しない。項部硬直を認めない。心音と呼吸音とに異常を認めない。腹部は平坦，軟で，圧痛を認めない。肋骨脊柱角に叩打痛を認めない。四肢に浮腫を認めない。 この患者の診断のため鼻咽頭ぬぐい液を綿棒で採取し，外来で迅速検査を行うことにした。
検査の結果は陰性であった。 患者がこの疾患に罹患している検査前確率を75％としたときの検査後確率に最も近いのはどれか。 ただし，この検査の感度は60％，特異度は96％とする。
- a.4％
- b.18％
- c.40％
- d.44％
- e.56％
対話形式の解説
ドクター
医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクターまとめ
検査陰性時の検査後確率は「偽陰性÷（偽陰性＋真陰性）」、すなわち1−陰性的中率で求められ、検査前確率75％・感度60％・特異度96％では1,000人の仮想集団で300÷540≒56％となります。尤度比を用いても、検査前オッズ3に陰性尤度比（1−感度）÷特異度≒0.42を掛けた検査後オッズ1.25を確率に戻すと約56％で一致します。1−特異度（偽陽性率）、1−感度（偽陰性率）、陰性的中率と取り違えないよう、何を条件にした確率かを常に確認することが重要です。インフルエンザ迅速検査のように特異度は高いが感度が中等度の検査では、検査前確率が高い状況だと陰性でも疾患を否定できず、臨床診断や再検査を考慮します。感度・特異度は検査固有でも的中率は検査前確率で変わるという理解は、あらゆる検査結果を臨床判断に生かすための基本となります。
解答・解説
正解はeです
臨床像の確認
急な38℃台の発熱、頭痛・筋肉痛・全身倦怠感という強い全身症状があり、同居する孫（10日前）と長男（5日前）が相次いで高熱を出している。家庭内で連続して広がる急性熱性疾患であり、インフルエンザが最も疑われる。この疑いのもとで鼻咽頭ぬぐい液による迅速抗原検査を行ったところ、結果は陰性であった。
設問の考え方
問われているのは「検査陰性であったのに、それでも実際にインフルエンザに罹患している確率」、すなわち陰性結果の後の検査後確率である。陽性時の検査後確率（陽性的中率）と取り違えないよう、「陰性であった」という条件を必ず確認する。
解法1：仮想集団と2×2分割表
1,000人の集団を想定する。 ・検査前確率75％ → 罹患者 750人、非罹患者 250人 ・感度60％ → 罹患者750人のうち検査陽性（真陽性）は 750×0.60＝450人、検査陰性（偽陰性）は 750−450＝300人 ・特異度96％ → 非罹患者250人のうち検査陰性（真陰性）は 250×0.96＝240人、検査陽性（偽陽性）は 250−240＝10人 分割表にまとめると次のようになる。 検査陽性：罹患者450人、非罹患者10人（計460人） 検査陰性：罹患者300人、非罹患者240人（計540人） 検査陰性の540人のうち、実際に罹患しているのは300人であるから、 検査後確率＝300÷540＝0.555…≒56％
解法2：尤度比とオッズを用いる方法
陰性尤度比（LR−）＝（1−感度）÷特異度＝0.40÷0.96≒0.417 検査前オッズ＝0.75÷0.25＝3 検査後オッズ＝検査前オッズ×LR−＝3×0.417＝1.25 検査後確率＝検査後オッズ÷（1＋検査後オッズ）＝1.25÷2.25≒0.556≒56％ いずれの方法でも約56％となる。検査前確率が75％と高い状況では、感度60％の検査が陰性であっても罹患の可能性は依然として半分を超えており、陰性結果だけでインフルエンザを否定することはできない。
選択肢考察
- ×a. 4％
4％は1−特異度（偽陽性率）、すなわち非罹患者が誤って陽性となる割合に相当し、検査後確率とは別の指標である。陰性時の検査後確率は、検査陰性者540人（1,000人想定）中の罹患者300人の割合であり、約56％となる。
- ×b. 18％
検査前確率75％、感度60％、特異度96％から計算される陰性時の検査後確率は300/540≒56％であり、18％にはならない。検査前確率の高さを計算に反映させずに、陰性だから罹患確率は低いはずだと直感で判断すると、このような過小評価に陥りやすい。
- ×c. 40％
40％は1−感度（偽陰性率）、すなわち罹患者のうち検査陰性となる割合である。これは「罹患している人が陰性になる確率」であって、「陰性だった人が罹患している確率」ではない。条件と結果を逆にした確率と取り違えないことが重要である。
- ×d. 44％
44％は検査陰性者540人のうち実際に罹患していない240人の割合（240/540≒44％）、すなわち陰性的中率に相当する。問われているのは陰性の人が罹患している確率であり、その値は1−陰性的中率＝300/540≒56％である。
- ○e. 56％
1,000人を想定すると、罹患者750人のうち偽陰性は750×0.40＝300人、非罹患者250人のうち真陰性は250×0.96＝240人となる。検査陰性者は計540人で、そのうち罹患者は300人であるから、検査後確率は300/540≒55.6％、最も近いのは56％である。尤度比を用いても、検査前オッズ3×陰性尤度比（0.40/0.96≒0.417）＝1.25、確率に戻すと1.25/2.25≒56％となり一致する。
検査特性の用語整理
罹患の有無と検査結果で2×2表を作り、真陽性をTP、偽陽性をFP、偽陰性をFN、真陰性をTNとする。 ・感度＝TP/（TP＋FN）：罹患者を正しく陽性と判定する割合 ・特異度＝TN/（TN＋FP）：非罹患者を正しく陰性と判定する割合 ・陽性的中率（PPV）＝TP/（TP＋FP）：陽性者のうち実際に罹患している割合（陽性時の検査後確率） ・陰性的中率（NPV）＝TN/（TN＋FN）：陰性者のうち実際に罹患していない割合 ・陰性時の検査後確率＝FN/（FN＋TN）＝1−NPV
尤度比
・陽性尤度比（LR＋）＝感度/（1−特異度） ・陰性尤度比（LR−）＝（1−感度）/特異度 ・オッズ＝確率/（1−確率）、確率＝オッズ/（1＋オッズ） ・検査後オッズ＝検査前オッズ×尤度比 ・本問ではLR＋＝0.60/0.04＝15、LR−≒0.42。仮に陽性であれば検査後確率は450/460≒98％となる。
検査前確率と的中率
感度・特異度は検査固有の性質で有病率に左右されにくいが、的中率（検査後確率）は検査前確率（有病率）によって大きく変わる。検査前確率が高い集団では陰性でも罹患の可能性が残りやすく、検査前確率が低い集団では陽性でも偽陽性の割合が大きくなる。
インフルエンザ迅速検査への応用
迅速抗原検査は特異度が高い一方、感度は中等度で、発症早期やウイルス量の少ない検体では偽陰性が多い。流行期に典型的症状と家族内発生があるなど検査前確率が高い場合は、迅速検査が陰性でも臨床診断で抗インフルエンザ薬の投与を検討したり、時間をおいて再検査したりする。
POINT
・「陰性であった」ときの検査後確率＝偽陰性/（偽陰性＋真陰性）＝1−陰性的中率。 ・1,000人（または100人）の仮想集団で2×2表を作れば確実に解ける。本問は300/540≒56％。 ・尤度比法：検査後オッズ＝検査前オッズ×LR−（＝（1−感度）/特異度）。 ・1−特異度（4％）、1−感度（40％）、陰性的中率（44％）との取り違えに注意する。 ・検査前確率が高い状況では、感度の低い検査が陰性でも疾患を否定できない。