麻豆原创

「下水疫学」を用いた新型コロナウイルス感染症収束への道を切り拓いている北島正章さん（北海道大学 大学院工学研究院 准教授）。後編では、下水疫学調査に踏み切った経緯や調査方法の確立までの道のり、そして共同研究によりさらなる発展が期待できる今後の下水疫学の在り方について紹介します。

【后藤若叶?総合理系1年／坂本飞鸟?歯学部1年】

下水疫学とは？

どうして下水に目をつけてコロナウイルスの研究を始めたのですか？

东京大学では水中ウイルスなどを研究している研究室に所属し、下水に関わらず上水や川や海の水にいるウイルスを调べていました。中でも下水はウイルスの浓度が高くて検出がしやすいため、研究対象になりやすかったです。学生时代、胃肠炎を起こすノロウイルスなどの研究に取り组んでいく中で、下水中のウイルスを调べ、疫学情报を把握するアイディアが浮かびました。当时は「下水疫学」と呼んでいなかったのですが、この顷から既に下水疫学のコンセプトは头にありました。

新型コロナウイルス感染症が确认されて最初の2か月间は、このウイルスは呼吸器系に関わるため下水中は见つからないとも思っていました。しかし、アンテナを张り続けて、新型コロナウイルスに関する多くの论文を読んでいました。その中で、新型コロナウイルスが胃肠炎を引き起こすことが报告されており、ウイルスが肠内で増殖することを知ったんです。この时「もしかしたら新型コロナウイルスを下水から検出することができるかもしれない」と思うようになりました。同时に、もともと下水中のウイルスを调べることが得意だったので、自分の技术を使って下水中の新型コロナウイルスを调べ、感染対策に贡献したいと考えるようになりました。引き続き文献を调べていくことで、「下水疫学」で感染状况を把握できることを示した世界初の総説论文へと繋がっていきました。下水からウイルスを検出できることを确认できたので、本格的に调査へと乗り出すことに决めました。

どうして混合物である下水からウイルスを検出できるのですか？

「下水を笔颁搁検査^1）するだけだからウイルスは简単に検出できる」といった感覚を持たれがちなのですが、実际は下水からウイルスを検出することは非常に难しいんです。下水には生活排水や工场排水、雨水など様々な水が入ってきます。それらが混ざり合うことで下水のウイルス浓度は薄まってしまいます。下水処理场で採取できる下水の量も少ないです。さらに、新型コロナウイルスはこれまで僕が研究対象としていたノロウイルスと构造や成分が全く异なっていました。

そのため、研究を进めるためには、これまでウイルスを検出するために用いていた下水の浓缩法が有効かどうかを検証しなければなりませんでした。まずは下水からのウイルスの回収率を调べました。阴电荷膜法などの方法を用いて、条件を変えながらウイルスの回収実験を行い、検出手法の确立に繋がるウイルス浓缩回収率データを取得することに成功したんです。

それでも问题点はまだ残っていました。下水にはさまざまなものが含まれているので、下水を浓缩すると、新型コロナウイルス以外のウイルスも浓缩されてしまいます。そのため、ここからさらに目标となるウイルスだけを検出できるようにする必要があるのです。この过程が実际は相当难しかったんです。どうしたかというと、笔颁搁を用いて浓缩后の下水から取り出した搁狈础²⁾の中から新型コロナウイルスのものだけを选択的に浓くして検出しているんです。僕は长年、笔颁搁による下水中のウイルスの検出に携わっていましたから、笔颁搁は得意分野だったんですよね。现在多くの场所で笔颁搁が普及している理由にも、笔颁搁の选択性と感度の高さが挙げられます。つまり、下水疫学调査で混合物であっても狙ったウイルスだけを検出することができるのは、笔颁搁の选択性が键を握っているのです。

塩野义製薬さんとの共同开発についてお闻かせください。

塩野义製薬さんは、下水を使った感染症のモニタリングのアイデアを2年くらい前から持っていました。それを新型コロナウイルスにも応用できるのではないかということで、僕のところに共同研究をしませんか、とコンタクトがあったんです。

製薬会社は、一般に薬を作って贩売することで利益を出しています、一方、下水疫学は、病気の検知ですから、製薬ビジネスとは一见かけ离れたプロジェクトに见えます。塩野义製薬さんは感染症に强い社会を作ることを目标の一つにしていて、それは僕にとってもやりたいことだった。それなら、と共同研究を始めました。

製薬と下水って一见かなり远い分野のようにも见えますけど、いざ共同研究を始めてみると、製薬会社と下水疫学の研究はかなり亲和性があって相性が良かったんです。

僕は环境工学を専门とし、下水には详しいと思っています。一方で、塩野义製薬さんには、ウイルスや遗伝子に详しい専门家がたくさんいる。下水からウイルスを浓缩できれば、その后の遗伝子工学実験は製薬会社の得意分野でもあります。共同研究の结果、高感度な検出方法を开発し、同社は分析サービスを开始することができています。これだけのスピードで新しい事业を立ち上げることは、普通はなかなかできないですよ。

私たちにとっても、この共同研究があったからこそ、ここまで下水疫学の研究が进みました。公司と大学のお互いにメリットがある共同研究は、结构难しくて、うまくいかない场合も多いのです。今回は最初から向かっている方向が同じだったということもあり、ここまでうまくいっているのかなと思いますね。本当に塩野义製薬さんが声をかけてきてくれてよかったですし、感谢しています。

今后下水疫学の研究を政策に利用して実用化するにはどのようなことが必要ですか？

下水疫学の実用化について、新型コロナウイルスについては技术的には可能です。しかし、现状だと国レベルで利用していこうとする方针がないと、政策的な利用は难しいです。しかし、今いい风向きになってきています。というのも、政府の新型コロナウイルス感染症対策分科会が先日出した提言^3）に、下水サーベイランス（感染状况调査）の项目が盛り込まれました。政府が下水サーベイランスをやっていこうと言ったことは、全国各地の自治体で下水疫学调査の导入を进めていくことにもつながります。

一方で、下水を调査して得たデータをどうやって使うかにはまだ课题が残っています。现状、临床検査である程度流行の上下を捉えることができます。下水疫学调査を行うのであれば、そこに临床検査とは违う意义を见出さなければいけません。

例えば、下水疫学调査を行うことで、どこの地域に感染者が多いかを割り出して、その地域に重点的に住民を対象とした笔颁搁検査を行うことで隠れた感染者を见つけ出すことはその一つです。また、下水のデータから见て感染者が减ったから自粛を缓めるというデータの使い方ではなくて、下水中のウイルス浓度がまだ高いので无症状者が多い、というように活用することで感染爆発の繰り返しを防ぐこともできるでしょう。一方で、下水からウイルスが検出されなくなったら、感染拡大が収束したという判断をすることも可能になります。

まとめ

インタビューを2回に分けて北岛さんの人物像や研究内容?背景に注目して记事をまとめました。それぞれの记事から北岛さんの魅力を感じていただけたかと思います。北岛さんの研究の実绩と最先端の技术を用いた塩野义製薬との共同研究により、下水中のウイルス検出感度は约100倍にもなりました。新型コロナウイルスに対する下水疫学の実用性は飞跃的に向上しました。下水によるコロナの解析を政策などに利用し、実用化するにはまだ课题が残っています。しかし、その実用性は政府にも认められつつあります。下水疫学は今后、感染流行を早期に検知し感染爆発の発生を防ぐための重要な手段となっていくでしょう。今后の研究の発展には、目が离せません。