私たちは技術を開発しました。この技術は血液サンプル中のエボラウイルスを確実に検出でき、検査室で行う場合と比べて7倍速く、費用は10分の1、安全性は700倍高い。実際、この検査は血液中のあらゆる遺伝物質の検出に使えるため、マラリアからジカ熱まで、さまざまな感染症の発見に役立つ可能性がある。
熱帯の暑さを想像してほしい。頭からつま先まで覆う、厚くて動きにくいプラスチック製の防護服を着ている。空気を吸えるのは呼吸器を通してだけで、水分といえば自分の汗が目を伝って流れるばかり。厚いプラスチック手袋の中で指を動かしながら、また一人、命を脅かしかねない患者に近づいていく。苦しみ、熱に浮かされ、汗に濡れたその患者は、エボラウイルス病に感染しているかもしれない。
患者の静脈に針を刺し、血液を採取して、診断検査室に届けなければならない。しかし検査室までは、車で何日もかかることもある。結果が出るまで、マラリア（症状はエボラと似ている）かもしれない患者は、健康な人々から隔離しなければならない。その患者は、エボラ陽性と判定される可能性のある他の疑い例とともに隔離される。
検査室に届いたサンプルは、手作業で処理する何百ものサンプルの列に加わる。2014年の西アフリカにおけるエボラ流行のピーク時には、結果が出るまで5日以上かかった。欧米諸国が対応に乗り出した頃には、所要時間は5～8時間に短縮されていた。しかし、検査1回につき100米ドルの費用は依然として大きな負担だった。石油資源の豊富なナイジェリアで、1人当たりの年間平均医療費は約118米ドルだが、前回のエボラ流行が始まったギニアではわずか9米ドルだ。英国では約4,000米ドルである。
エボラの場合、血液サンプルからウイルスのゲノムを検査するのが、最も信頼性の高い診断方法だ。ウイルス量から、患者が生き延びる可能性が高いかどうかも分かる。しかし検査を行うには、まずウイルスのゲノムを取り出して精製する必要がある。
私は肺疾患の診断技術を研究するなかで、この手作業による検査室ベースの方法を、簡単で検査室を必要としない方法に置き換えられないかと考えた。検査の信頼性を損なわずに、時間と費用を大幅に削減することが目標だった。私たちが解決策にたどり着く手がかりとなったのは、基礎科学だった。
シンプルで、目的にかなう
私たちが開発した装置、定量迅速同定（QuRapID）プラットフォームは、熱と色という2つの単純な原理を利用する。凍結すると細胞が壊れ、内部の内容物が放出される。安価なRaspberry Piコンピューターを使った装置でこれを行えば、ウイルスを壊すことなくエボラウイルスのゲノムを取り出せる。
次に、サンプル中のウイルスのコピー数を測るには、通常、緑色の色素を生み出す化学反応を利用する。サンプルの緑色が濃いほど、ウイルス量が多い。しかし血液は緑色の光を吸収し、赤色の光を放つため、赤く見える。化学反応の成分を変え、緑色の色素ではなく特定の色合いの赤色を生み出すことで、Rapsberry Piで制御する光センサーを使って、その赤色の濃さの変化を検出できるようになった。血液の一滴にその赤色が多く含まれるほど、ウイルス量も多い。凍結と赤色の色素を組み合わせることで、血液の一滴から直接ウイルス量を測定できる。
全工程は5つの簡単なステップで、所要時間は70分以内。指先への針刺しから、信号機のように色で示される判定結果が出るまでだ。
完璧ではないが、目的にはかなっている。検査室で行う方法はQuRapIDプラットフォームの10分の1のウイルス量まで検出できる一方、これまでのところ、症状のある患者の血液中のエボラウイルス量は、QuRapIDの検出下限を十分に上回っていた。ただし、患者を対象に検査する機会はなかった。代わりに、活性エボラウイルスを混ぜた牛の血液で検査した。2014年8月に着想してから、装置が完全に動作するまでには15カ月かかった。2015年11月には活性エボラウイルスで動作することが確認されたが、その頃には西アフリカの流行はほぼ終息していた。
QuRapIDを改良して他の疾患を検出する
別の感染力の高い疾患である中東呼吸器症候群（MERS）が韓国で2015年8月に流行した際、保健当局が集団検査に使う新たな検査法は、わずか2週間で開発できると試算した。この時点では、エボラの研究を始めてから12カ月も経っておらず、QuRapIDが期待どおりに機能することもまだ確認できていなかった。しかし将来的には、エボラウイルス病など、既知の高リスク疾患向けの装置と検査キットを備蓄しておけば、数日、場合によっては数時間で集団検査を実施できるようになる。
ただし、脅威はエボラウイルスだけではない。ジカウイルスなど、一部のウイルスはエボラウイルスよりもはるかに低い感染レベルで発症することがある。そのため現在、この遺伝子検査プラットフォームの感度をさらに高め、大規模な流行を引き起こすおそれのある他の疾患の検査法を開発する取り組みが進んでいる。
