非の開発

Scientific Reports volume 13、記事番号: 11791 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

本研究では、電気制御システムを使用せずに唾液中のウイルスDNA発現を増幅することで感染症を検出できる非電気制御SalivaDirectループ媒介等温増幅法（NEC-SD-LAMP）を開発しました。 この方法では、装置に水を加えるだけで、SalivaDirectを用いて唾液からウイルスDNAを抽出し、抽出したDNAをループ媒介等温増幅（LAMP）で増幅し、結果を目視で確認することができます。 パルミチン酸の温度はその融点である 62.9 °C に維持されるため、パルミチン酸の融解は LAMP 反応に最適な温度を維持します。 融点がLAMPの最適温度に近いことを利用して、電気を使わずにLAMPを実行できます。 この方法により、唾液から複数のウイルスが検出されました。 NEC-SD-LAMP では 3 種類のウイルス DNA を明確に識別することができ、この反応の特異性の高さを示しました。 さらに、この装置のウイルス濃度検出限界は 1 μL あたり 2 コピーであり、ウイルス感染の発症前であっても唾液中の DNA ウイルス感染を検出できることが示されました。

発展途上国における主な死因は感染症です1,2。 その理由の 1 つは、感染性物質の診断技術が不足していることです。 さらに深刻な原因は、適切な医療機関へのアクセスが困難であることです3。 これにより、ウイルス感染症の診断に重要な検査の機会が減少します。 ウイルス感染の早期発見と治療は、完全な治癒とその蔓延の防止にとって重要です。 また、未電化熱帯地域の多くでは顧みられない熱帯病などの感染症が蔓延しており、電気制御を必要とする従来の検査装置の設置が不可能なため、電気インフラや安定した電圧を必要としない診断技術が重要となっている4。 したがって、発展途上国に検査技術を提供するには、(1) 電気制御システムを使用せずに検査から結果の確認まで行えること、(2) 正確な検出が可能であること、の３つの条件を満たす方法の確立が不可欠である。 (3) 住宅地や屋外、熱帯や寒冷地など、どこでも検査できる使いやすさと携帯性（ポイントオブケア検査（POCT））5．

いくつかの装置または方法を使用して、非電化環境で感染症検査を実行できます。 まず、イムノクロマトグラフィーなどの抗原抗体反応を利用した感染症検査キットがあります6,7。 キットに検体を加えることで感染症の診断検査を迅速に行うことができ、結果は目視やスマートフォンで確認できます。 これらのデバイスは簡単に検査を実行できますが、これらのデバイスで採用されているタンパク質検出方法のため、病気の初期段階で感染を検出することは困難です。 核酸はポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) またはループ媒介等温増幅 (LAMP) によって効率的に増幅でき、感染の早期検出に効果的です。

LAMP は、結果を視覚的に観察できる等温遺伝子増幅法です 8,9,10。 この方法では、サンプルを 60 ～ 65 °C の一定温度に加熱することにより、標的遺伝子を増幅して検出します。 LAMP は増幅時に 4 つまたは 6 つのプライマーを使用するため、標的遺伝子に対する特異性が高くなります。 LAMPにより目的遺伝子が増幅されるとピロリン酸イオンが生成されます。 ピロリン酸イオンは、LAMP サンプル中のカルセイン - マンガン イオン複合体に含まれるマンガン イオンを捕捉し、カルセインを発光させます。 その結果、試料の色の変化により、標的遺伝子の有無を視覚的に観察することができる11。 以上のことから、LAMP はウイルス検出の代表的な方法であるリアルタイム PCR や qRT-PCR12,13 と同様に高い特異性と検出感度を備えています。 LAMP法は、PCRに比べて簡単な温度制御で反応が行え、結果を視覚的に確認できるなど、使いやすいウイルス検出法です。