新型コロナウイルスを廃水から検知して流行を食い止める紙デバイスが開発中

新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)が世界中で猛威を振るう中、科学者らはさまざまなアプローチで病原体と戦おうとしています。イギリス・クランフィールド大学の生物医学エンジニアのZhugen Yang氏は新たに、廃水中の遺伝物質からSARS-CoV-2の存在を検出し、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)が広まっている場所を特定できるようにするデバイスを開発しています。

Can a Paper-Based Device Trace COVID-19 Sources with Wastewater-Based Epidemiology? | Environmental Science & Technology
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.0c01174

Wastewater test could provide early warning of COVID-19
https://www.cranfield.ac.uk/press/news-2020/wastewater-test-could-provide-early-warning-of-covid-19

Scientists Are Developing a Test to Find The New Coronavirus in Wastewater
https://www.sciencealert.com/scientists-are-developing-a-test-that-can-find-the-new-coronavirus-in-wastewater

COVID-19は無症状患者が多く存在することから、症状の有無によってウイルスが流行している場所を特定することが非常に難しいとされています。そこで、Yang氏らの研究チームは紙ベースのデバイスで廃水中のSARS-CoV-2を検知できる仕組みを開発しているとのこと。

研究チームは既に概念実証レベルでの紙デバイスを開発したそうで、Yang氏は「このデバイスは価格が1ユーロ(約117円)以下と非常に安く、改良を行えば専門家でなくとも容易に使えるようになる予定です。デバイスが広く行き渡れば、迅速かつ完全に公衆衛生全体が把握できるようになると考えています」と述べています。

このような研究はWastewater-Based Epidemiology(廃水をベースにした疫学)と呼ばれ、リアルタイムでデータを収集できる非侵襲的な新しい方法として注目を集めています。

Yang氏ら研究チームが開発しているデバイスは、廃水から病原体の核酸を検出するというもの。紙デバイスには化学物質が含まれているため、SARS-CoV-2の核酸が検知されると緑色の円が紙の上に現れ、検知されないと青の円が現れます。デバイスは輸送や保管が容易にでき、使用後は燃やせることから、流通の面でもハードルが小さいと考えられています。

SARS-CoV-2はふん便を介して感染が広がっているという指摘があります。2020年3月5日に発表された研究結果ではSARS-CoV-2がふん便から離れたあと、生体外でで数日間は活性を保つことができると示されました。この研究結果を受けて、Yang氏は廃水のテストが有効であると考えたそうです。

紙デバイスは概念実証段階ですが、実際に機能する可能性はあるとのこと。このテストを行うことで、廃水からSARS-CoV-2が検知された地域では拡大を最小限にするために措置を講じることが可能です。

「コミュニティに無症状患者がいたり、感染が起こっているかどうかが分からなかったりする場合は、このような紙のデバイスで廃水をテストすることで『地域でCOVID-19の検査や隔離、予防措置を迅速に行うべきかどうか』が判断できるようになります。廃水ベースの疫学を通じてコミュニティ内のCOVID-19を早期に監視できれば、地元住民の動きを制限するなど効果的な介入が行えるようになり、ウイルスの広まりや公衆衛生への脅威を最小限にとどめることが可能です」とYang氏は語りました。