2024-08-07 アイルランド・ゴールウェイ大学
・ ゴールウェイ大学が、高速、高感度、高精度で河川、湖沼や井戸等の水に含まれる志賀毒素原性大腸菌(STEC)をオンサイトで安全に検査するポータブルなデバイスを開発。
・ STEC は牛や羊などの健康な動物の腸内に存在し、動物の排泄物との接触やそれによって汚染された食品・水の飲食を介して人へと感染する。アイルランドでは、STEC による粗罹患率がヨーロッパで最も高いことが報告されている。
・ 志賀毒素を産生する STEC は、人間が摂取すると重度の胃疾患を引き起こし、特に 5 歳未満の子供や高齢者、免疫不全者においては命に関わる合併症を引き起こす可能性もある。
・ 新検査デバイスのオンサイト利用により、特に異常気象や激しい降雨の後にアイルランドの環境衛生担当者ら等による頻繁な検査の実施を期待。井戸や私設給水等を利用する世帯や、地域社会での感染症の発生防止に貢献する。
・ 検出結果がその場で得られるため、公衆衛生・水管理当局は十分な情報を得た上での公衆衛生の保全に役立てられる。このような迅速な検出機能は、水系感染症の拡大防止と飲料水の安全性の確保に不可欠なもの。
・ 新デバイスは、等温増幅技術を利用し、少量のサンプル水の STEC や関連する大腸菌の遺伝子マーカーを特定する。検出結果は約 40 分後にスクリーン上に表示される。研究室での従来的なサンプル検査では、結果が得られるまでに数日かかることもある。
・ ゴールウェイの地下水井戸や河川、コーリブ集水域の排水溝等の様々な水源から採取したサンプルを新デバイスで検査した結果、サンプルの 61%で STEC の存在を確認した。
・ アイルランドでは、人口のかなりの部分 (約 72 万人、5 世帯に 1 世帯) が飲料水を地下水井戸水源に依存しているが、それらの水源に対する規制は緩く、検査の頻度も低いため水質が問題となっている。
・ 本研究には、DERIVE プロジェクトを通じ、アイルランド環境保護庁(EPA)が資金を提供した。
URL: https://www.universityofgalway.ie/about-us/news-and-events/news-archive/2024/august/researchers-create-new-device-for-on-the-spot-water-testing-1.html#
＜NEDO海外技術情報より＞
関連情報
Microbiology 掲載論文(フルテキスト）
A rapid on-site loop-mediated isothermal amplification technology as an early warning system for the
detection of Shiga toxin-producing Escherichia coli in water
URL: https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/micro/10.1099/mic.0.001485
ABSTRACT
Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) is an important waterborne pathogen capable of causing serious gastrointestinal infections with potentially fatal complications, including haemolytic–uremic syndrome. All STEC serogroups harbour genes that encode at least one Shiga toxin (stx1 and/or stx2), which constitute the primary virulence factors of STEC. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) enables rapid real-time pathogen detection with a high degree of specificity and sensitivity. The aim of this study was to develop and validate an on-site portable diagnostics workstation employing LAMP technology to permit rapid real-time STEC detection in environmental water samples. Water samples (n=28) were collected from groundwater wells (n=13), rivers (n=12), a turlough (n=2) and an agricultural drain (n=1) from the Corrib catchment in Galway. Water samples (100 ml) were passed through a 0.22 µm filter, and buffer was added to elute captured cells. Following filtration, eluates were tested directly using LAMP assays targeting stx1, stx2 and E. coli phoA genes. The portable diagnostics workstation was used in field studies to demonstrate the on-site testing capabilities of the instrument. Real-time PCR assays targeting stx1 and stx2 genes were used to confirm the results. The limit of detection for stx1, stx2 and phoA LAMP assays were 2, 2 and 6 copies, respectively. Overall, stx1, stx2 and phoA genes were detected by LAMP in 15/28 (53.6 %), 9/28 (32.2 %) and 24/28 (85.7 %) samples, respectively. For confirmation, the LAMP results for stx1 and stx2 correlated perfectly (100 %) with those obtained using PCR. The portable diagnostics workstation exhibited high sensitivity throughout the on-site operation, and the average time from sample collection to final result was 40 min. We describe a simple, transferable and efficient diagnostic technology for on-site molecular analysis of various water sources. This method allows on-site testing of drinking water, enabling evidence-based decision-making by public health and water management authorities.
