下水試料中の新型コロナウイルス分析

感染拡大が続く新型コロナウイルス感染症（COVID-19）を引き起こす新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）は、発症前から感染者の糞便に排泄されると報告されています。
このため、人の排泄物が集まる下水処理場で新型コロナウイルスを検査することにより、人の感染の流行拡大よりも前に感染拡大を検知出来る可能性があることから、多くの調査が行われています。また、感染による人体への影響が高く、生活を伴う施設である介護老人保健施設等の個別施設においてトイレ排水を含む下水を調査することで、施設利用者における感染の有無を、ご利用者様に負担をかけることなく一度に検査することが可能と考えられます。

このような下水調査の特徴を活かし、当社では、下水と人の2階建て検査システム「京都モデル^TM」を開発し、多くの検査を行ってきました。

生活を伴う個別施設において、トイレ排水を含む下水中の新型コロナウイルスを調査したところ、施設内に感染者がおられる場合には陽性の反応が得られることが確認されました。また、施設内でのクラスターが収束するまでに40～50日を要することが確認されました。
臨床PCRで全員が陰性になった後も、下水からは陽性または陰性ではあるもののPCRでの増幅が認められる状態が一定期間継続することも確認され、連続して陰性となることを確認することで施設での収束宣言の目安になることが示唆されました。

図　個別施設の調査事例

縦軸はRT-qPCRのCt値を示しています。原則として営業日は毎日採水しました。当該施設では、day1の8日前に始めの感染者が確認され、その後施設内でクラスターが発生しました。day36以降は下水で陰性が続いており、この結果は臨床PCRの結果と一致しました。
 

研究

内閣官房研究グラント「ウィズコロナ時代の実現に向けた主要技術の実証・導入に係る個別研究テーマ」の領域3「下水サーベイランス技術の開発」において、当社が提案した「固相抽出による迅速・ハイスループットなウイルス濃縮法の開発」が採択されました（共同研究機関：島津製作所、京都大学、高知大学、金沢大学、富山県立大学）。

新型コロナウイルスの検査では、感染拡大防止の観点から結果の迅速な報告が求められており、これは下水中の新型コロナウイルスの調査においても同様です。
本研究では、従来の方法と比較して、より迅速に、より多くの検体を検査できる方法の確立を目的として、新たな検査法の開発を行っています。さらに、新型コロナウイルス以外のウイルス等への適用も視野に入れた研究も進めています。
 

• Enabling quantitative comparison of wastewater surveillance data across methods through data standardization without method standardization
  Noriko Endo, Aika Hisahara, Yukiko Kameda, Kaito Mochizuki, Masaaki Kitajima, Makoto Yasojima, Fumi Daigo, Hiroaki Takemori, Masafumi Nakamura, Ryo Matsuda, Ryo Iwamoto, Yasuhiro Nojima, Masaru Ihara, Hiroaki Tanaka
  Science of The Total EnvironmentAvailable online 7 September 2024　https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.176073

• Explaining the impact of mutations on quantification of SARS‑CoV‑2 in wastewater
  Noriko Endo, Yoshiaki Nihei, Tomonori Fujita, Makoto Yasojima, Fumi Daigo, Hiroaki Takemori, Masafumi Nakamura, Ryo Matsuda, Sorn Sovannrlaksmy & Masaru Ihara
  Scientific Reports volume 14, Article number: 12482 (2024) 　https://www.nature.com/articles/s41598-024-62659-y

• 藤原英里奈¹、醍醐ふみ¹ 、柴山基¹ 、嶽盛公昭¹ 、八十島誠¹ 、西村文武² 、井原賢³、端昭彦⁴ 、本多了⁵ 、四方正光⁶ 、二宮健二⁶
  1：株式会社島津テクノリサーチ、2：京都大学、3：高知大学、4：富山県立大学、5：金沢大学、6：株式会社島津製作所
  「固相抽出による迅速・ハイスループットなウイルス濃縮法の開発」
  第45回京都大学環境衛生工学研究会シンポジウム（2023.7.28-29）

• 八十島誠、醍醐ふみ、藤原英里奈、柴山基、嶽盛公昭：
  個別施設におけるSARS-CoV-2 下水サーベイランス調査とその可能性
  第57回日本水環境学会年会　2023年3月15日～17日

• 八十島誠、醍醐ふみ、藤原英里奈、嶽盛公昭、井原賢、田中宏明：
  「京都モデル」による個別施設下水を用いた新型コロナウイルス感染者モニタリング
  第44回京都大学環境衛生工学研究会シンポジウム（2022.7.29-30）
  *優秀プロジェクト賞受賞
   http://www.env.kyoto-u.ac.jp/kyoeiken/
   http://www.env.kyoto-u.ac.jp/kyoeiken/award/award.html

• 八十島誠： 個別施設における新型コロナウイルス感染者の早期検知「京都モデル」とその展開
  「非開削技術」No.119、2022.4

• 八十島誠　講演 「個別施設への下水疫学の適用で感染者を早期発見－産学連携で生まれた「京都モデル」」
  KRPフェス2021下水から新型コロナウイルスがわかる－産学連携による持続可能な社会に向けて（21/7/21）

• 八十島誠¹、醍醐ふみ¹、友野卓哉¹、嶽盛公昭¹、田中宏明²、井原賢²（¹:島津テクノリサーチ、²:京都大学）
  「個別施設におけるCOVID-19感染者の早期発見 -2階建て検査システム「京都モデル」-」
  第43回京都大学環境衛生工学研究会シンポジウム、2021

• 八十島誠　講演　「新型コロナウイルスの集団評価に有効な下水疫学とその応用」
  令和3年度下水道管理施設管理技術セミナー（21/10/21）

• 八十島誠　講演　「下水疫学調査における古くて新しい試料採取方法と「京都モデル」の展開」
  生物化学的測定研究会（20/11/5）

• 井原賢、八十島誠　「近畿地方の下水処理場および個別施設を対象とした新型コロナウイルスの下水疫学調査」
  水環境学会誌 Vol.44(A), No.11, 2021, pp364-369

• 八十島誠、友野卓哉、醍醐ふみ、嶽盛公昭、井原賢、本多了、端昭彦、田中宏明
  「個別施設でのSARS-CoV-2感染者の早期発見に適したパッシブサンプラー開発と有効性の検証」
  土木学会論文集G（環境）、Vol.77, No.7, Ⅲ-179-Ⅲ-190、2021（査読付き論文）

20190920