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韓国の研究陣、17分でコロナ感染を診断する技術開発

ⓒ 中央日報/中央日報日本語版2020.12.04 11:58
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新型コロナウイルスに感染しているかどうかを17分以内で正確に判定できる技術が韓国国内の研究陣によって開発された。

基礎科学研究院(IBS)ナノ医学研究団のチョン・ジンウ団長の研究チームは、米ハーバード大医科大学のイ・ハクホ教授研究チームと共同で、ナノ物質を利用して新型コロナウイルスを17分以内に正確に検出する現場診断技術を開発したと3日、明らかにした。この技術が商用化される場合、空港や港湾で出入国者の検疫に活用でき、新型コロナ防疫に大きく寄与すると予想される。

現在、国内外で広く使用されている新型コロナ標準検査方法は「リアルタイム遺伝子増幅方法(RT-PCR)」。これは正確度が高いが、ウイルス検出から診断まで2時間以上かかる。検体を装備がある病院や研究所などに移して診断しなければならないため、過程が複雑で費用もかかる。したがって出入国場所などでのリアルタイム現場対応用として使用するのが難しい。抗体診断キットは数十分以内に検査の結果が分かるが、ウイルス感染者の抗体が形成される1-2週間前までは感染したかどうか分からないという短所がある。このため食品医薬品安全処は新型コロナ標準検査方法としてRT-PCRだけを使用している。

研究陣は従来のRT-PCR診断法の限界を克服するため、プラズモニック物質と磁性物質を結合した「マグネト・プラズモニック・ナノ粒子」(MPN=Magneto Plasmonic Nanoparticle)を開発した。これをPCRに適用して高速遺伝子増幅と検出ができる現場診断型の新型コロナ診断装備「ナノPCR」を開発した。MPNは特定波長の光に感応して光を熱エネルギーに変える「プラズモニック効果」を帯びると同時にサンプル分離を可能にする磁気力を持つ。このため遺伝物質の増幅と検出を同時にしながら少量のDNAでも正確な検出ができる。ナノ技術で迅速性と正確性を同時に満たしたということだ。研究陣が開発したナノPCRは小さくて軽く(15x15x18.5センチ、3キロ)現場で容易に使用できる。

研究陣はナノPCRで実際に新型コロナを診断する患者検体試験を行った。その結果、患者1人のサンプルの分析を約17分で終え、計150人を正確に判定した。現在使用中のRT-PCR並みの正確度(99%)を備えながらも診断時間は画期的に短縮した。

チョン・ジンウ団長は「PCR駆動方法を改良して小型化し、新型コロナを現場で容易かつ迅速に診断するPCR技術を開発した」とし「新型コロナだけでなく今後さまざまなウイルス伝染性疾病の診断に有用なプラットホームとして活用されることを期待する」と伝えた。

今回の研究は実験室レベルの研究成果であり、診断機器の商用化および実際の現場配置のためには後続の開発研究が必要となる。イ・ジェヒョン研究委員は「現在、ナノPCRの検査処理量は従来のRT-PCRの4分の1水準」とし「後続研究を通じて同一時間に検査できる処理量を増やし、ナノ粒子も大量生産する技術も開発する必要がある」と説明した。イ研究委員は「来年半ばにアップグレードしたバージョンのナノPCRが出る可能性がある」とし「かなり楽観的に見れば、来年末ごろ商用化が可能だろう」と話した。

今回の研究結果は国際学術誌『ネイチャー・バイオメディカル・エンジニアリング』に3日に掲載された。

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