新型コロナウイルス：使い切りの"簡易検査キット"開発への一歩を

‖現在の開発進捗について（4/8追記）

 

みなさまからの温かいご支援をいただき、おかげさまで、開発も急ピッチで進んでいます。
 

●3月中に、試作キットが完成しました。
●4月中旬から、当初予定より早く新型コロナウイルスの研究用検体を入手し、評価を始める目処がたちました。
 

ここから本格的に、下図の「第2フェーズ」に突入することができます。

 

非常事態の中、医療機関からも、このような簡易検査キットのニーズはとても高く、「第3フェーズ」にあたる臨床検体の提供についても柔軟な対応を検討していただいています。

感染症拡大はいまだとどまるところがありませんが、私たちもいち早くキットを完成させ、貢献できるよう努めて参ります。

最終目標金額はまだ先ですが、少しでも多くのご支援を賜れますよう、何卒よろしくお願いいたします。

 

この試作キットで、検体を使った評価を始めます！

 

‖第1目標達成のお礼とネクストゴールについて（3/6追記）

 

このたびは、心温まる力強い応援、ご支援をいただき本当にありがとうございます。みなさまからお寄せいただいた期待と我々に課せられた重責に、改めて身の引き締まる思いです。 

 

第一目標の300万円を超えた資金は、下記「第2フェーズ」の研究開発費用に充当させていただくべくネクストゴールを設定いたしました。

 

 

■現時点での研究の進捗
3月6日現在、遺伝子捕獲用試薬の作製も完了し、抗体試薬の作製を行っています。みなさまのご支援の後押しもあり、当初記載していた予定より早く、３月末を目処に第1フェーズの目標である「プロトタイプの作製」が完了する予定です。

 

■ネクストゴールについて
300万円を超えた資金は、第2フェーズ「新型コロナウイルス検体を用いての、プロトタイプキットの評価」に充てさせていただきます。

 

目下、課題となっているのは検体の入手です。

 

時期は、関係機関と相談を重ねた結果、最も早くて5月ごろの入手予定ということが判明しました。第2フェーズ開発開始もそこからを予定しています。入手経路は、現在大阪大学を中心に複数の機関に相談しています。次善策として、日本で入手できる時期が遅くなる可能性も考慮し、海外での検体入手も視野に入れて同時並行で可能性を探っています。

 

検体が入手できるまでの間は、完成したプロトタイプを用いて（新型ではない）コロナウイルスなどで実験を行い、検体入手後スムーズに結果を出せるよう準備を行います。いずれにせよ、最も早いタイミングで検体を入手できるよう、各所へのアプローチは継続し、研究の進捗は随時新着情報でお知らせいたします。

 

 

弊社一丸となって鋭意開発いたしますので、ネクストゴールに向けて、引き続きご支援をよろしくお願いいたします。

 

※本クラウドファンディングで募るのは、第2フェーズまでにかかる費用です。その後の第3フェーズ（臨床治験→製品化）には、認可や製造環境の整備などのハードルを乗り越える必要があり、ただちに製品化が実現することを保証するものではないことを改めてご理解ください。

 

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大阪大学発ベンチャー「ビズジーン」が、
新型コロナウイルス感染症の "使い切り検査キット" 開発の研究費用を募ります。

 

 

 

※本プロジェクトは開発初期段階のプロトタイプ作製費用を募るものであり、ただちに製品化が実現することを保証するものではないことをご理解ください。

 

製品イメージ

 

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株式会社ビズジーン代表の開發邦宏（かいはつ くにひろ）です。

 

私は大阪大学産業科学研究所、大阪大学微生物病研究所、国立感染症研究所、タイ保健省などと共同研究のもと、ウイルス遺伝子を迅速に診断する技術の開発を続けてきました。その研究を実用化するため、2018年に設立したのが株式会社ビズジーンです。

 

私たちは、検体中のウイルスを検出する「簡易検査キット」を早期にプロトタイプ作製できる技術を持っています *1 （特許取得済）。実際に、デングウイルスが引き起こす「デング熱」の簡易検査キットでは臨床治験が開始され、実用化に向けて期待が膨らむフェーズとなっています。

 

新型コロナウイルス感染症はいまだ猛威をふるっていますが、現在使われているPCR検査は、1日に限られた人数の検査しか行えないことが課題になっています。

 

そこで弊社では、蓄積されたノウハウを生かし、新型コロナウイルス感染検査の簡便な「キット化」（機器を用いない、病院での簡易検査）を実現すべく取り組んでいます。数年内の実現を目指し、現在はプロトタイプ開発に向けた研究段階です。

 

*1 通常、ウイルス感染症を迅速診断キットで検出するためには2種類の抗体が必要で、しかもその作製には半年かかるといわれています。弊社は、抗体が1種類あればそれを可視化できる技術を持っています。また、検査をより簡便なキットにするノウハウも蓄積しているのが強みです。

 

 

 

従来の検査法と、今回開発するキットの仕組み

 

‖従来の検査法（PCR法）の課題

 

現在、新型コロナウイルスの確定診断では「PCR法」という検査手法が用いられています。

 

ウイルスの遺伝子はそのままでは目視することができません。PCR法では、対象となるウイルス遺伝子を増幅し、特別な装置でグラフ化することで、コロナウイルスの有無を判定することができます。

 

実際には、患者から採取した検体をラベリングして研究所に持ち込み、専門の技師が検査をして、その結果を医療機関に通知する、という過程を踏みます。

 

通常のPCR法では、臨床検体を抽出試薬と混ぜ（工程①）、遺伝子抽出カラムと遠心装置を用いて遺伝子を精製します（工程②）。続いて、ウイルス遺伝子に酵素と試薬を加えて、温度制御装置を用いてDNAへ変換します（工程③）。30分後にDNAを取り出し、DNA増幅用試薬、及びDNA増幅確認用試薬を混ぜてサーマルサイクラーで反応させます（工程④）。およそ2時間後にウイルス遺伝子が増幅したかを解析します（工程⑤）。
 

ただ、この方法には下記のような課題もあります。

 

●必要な機器や人員が揃った特別な環境でしか検査できない

●熟練した技術者が作業を行わなければ、うまく目的のウイルスを抽出・増幅することができない

●試薬や検査機器の操作、データのやり取りなど、さまざまな局面で人的ミスが発生する可能性がある

 

そのため、小規模な病院では実施が難しい上、1検体を検査するのに4~6時間程度もかかり、1日の検査数にも限界があります。政府は、検査できる人数を1日3,000人に増やすと発表していますが、検査員の増員や機材の手配などやるべき課題は山積みです。

 

そこで私たちは、より安価・簡便でミスが起こりにくい、「検査のキット化」を目指して開発を行っています。

 

 

‖開発中の新検査キット

 

このキットは、「核酸クロマト法」 *2 に着目し、自社独自の特許取得技術 *3 を応用して作製するものです。

 

イメージとしては、妊娠検査キットのような "形状" を想像ください。そこに唾液・喀痰・尿などを垂らし、約15分おいてラインが現れれば、陽性と判断できます。　※ただし、個人が自宅で検査できるわけではなく、あくまでクリニック等で医師の判断のもと使用するものです。

 

*2 *2 弊社が独自に開発した核酸試薬を紙面に塗布し、ウイルス遺伝子と蛋白質の両方を捕獲後、可視化することができます。検出原理については、本ページ末尾のAppendixにても図解。

*3 弊社が所持する特許は、次の2つです。アゾベンゼン化合物（特許出願番号　第5881509号、2013年）、トラン化合物（特許出願番号　第6449469号、2019年、権利人は大阪大学ですが、大学との取り決めで弊社が優先実施権を行使することができます）。

 

①検体の採取→②ウイルス抽出→③ウイルス滴下→④ウイルス液展開→⑤診断結果が出る、という流れを、実際に撮影しました。音は流れません。

 

医師が非侵襲に（身体を傷つけることなく）検体を採取し、それをキットに滴下すれば判定が出るので、PCR法と違い、次のようなメリットがあります。

 

●機器や試薬の調製など前準備も要らず、ワンステップで結果が出る

●医師と患者の目の前で結果が出るので、検体を取り違える可能性もない

●高価な機器など設備投資が不要で、安価に導入できる

 

弊社のウイルス検査キットは、臨床検体を抽出試薬と混ぜ（上図①）、キットへ滴下（上図②）するだけで、15分後に目視で検査で判定できるものです。検出原理は、弊社試薬（上図③）で、標的ウイルス遺伝子を捕獲し（上図④）、さらに遺伝子を標識（上図⑤）して可視化します。これらの作業は15分程度で実施可能です。

 

一方、デメリットとしては、機械的に遺伝子を増幅するPCRと比べると「感度」が低く、感染初期の方を検出するのは困難です。ただ、ある程度発熱などの症状が出ていて感染の疑いがある方に対しての感度や特異度は実用に問題ないレベルにまで高められると想定しています。

 

したがって、陽性反応があればすぐさま治療に移り、陰性であればインフルエンザの検査など他の感染を確認したあと、問題がなければ一時帰宅するなどして様子を見る、ということになります。

 

もしこの検査キットが実用化されれば、（あくまで症状が顕在化した人に対して行う想定で）インフルエンザと同じように地方の診療所でも感染検査ができるようになります。

 

 

‖他社で新開発が進む検査機器との違い

 

現在（2/28）、他社でも新型コロナウイルスの新たな検査機器を開発しているとの報道が出ていますが、弊社の開発しているものは別の仕組みです。

 

他社で発表されている「新しい検査法」は、いずれも高額な専用機器の購入が前提となっているものですが、弊社の製品は、安価な使い切りのキットです。

 

また、海外ではすでに新たな診断法の認可がおりたとの報道もあります。ただ、弊社が確認する限り、現状報じられているのはあくまでPCRを基軸にした製品が開発されているだけであって、現状のPCRの問題点が解決されるとは言い難いものです。

 

弊社が開発を試みているような、使い切りの簡易検査キットが完成したとの報告は、国内外問わず、まだ耳にしていません。

 

今後も、検査のゴールデンスタンダードはやはりPCR法であるでしょう。ただ、私たちは、検査にはさまざまな手法、選択肢がある方が良いと考えています。そのため、仮に他社が先に製品化しても弊社の開発がストップすることはありません。

 

特に、高額な機械を購入することが可能な医療機関は限られるので、初期導入コストが安い弊社の製品には意義があるはずと考えています。

 

 

開発ステップと資金使途

 

‖開発のステップ：第1〜第3フェーズ

 

現在（2/28）開発は、まだ第1フェーズ（プロトタイプ製作）にあります。

 

遺伝子捕獲用配列が決定し、検査キットの試薬を調製しているところです。試薬は2種類必要ですが、その1種類目（遺伝子捕獲用試薬）を作製しています。

 

 

第1フェーズとしてキットのプロトタイプが完成したら、第2フェーズの実証実験に入ります。

 

そこで感度や特異度を測り、改善の必要があれば、再び第1フェーズに戻ってプロトタイプを作製。それをもってまた第2フェーズの実証実験を行い、改善の必要があればプロトタイプを作製……という具合に、第1フェーズと第2フェーズを行き来して、プロトタイプの完成度を高めていくことになります。　※第1~第2フェーズを一巡するのにおよそ3ヶ月ほどを要します。

 

そして満足のいくものができれば、第2フェーズは完了。臨床治験の第3フェーズに入って、製品化に至ることになります。

 

弊社では過去、同様の手順でデングウイルスの検査キットも開発しています。その際は、第2フェーズをクリアするのに3~4回の試行錯誤を繰り返しました。今回は、当時のノウハウを生かして、より効率的に研究を進められる見込みです。

 

無事第2フェーズをクリアできた後も、第3フェーズ（臨床治験）をクリアし製品化するには数年の期間を要すこともありえます。

 

しかし新型コロナウイルスは、仮に 現在の感染拡大がいったん収まったとしても、また流行する可能性も充分あります。海外への感染拡大はいよいよこれからという見方もあります。将来に備える点でも、今回のキット開発が成功すれば大きな意味があると私たちは信じています。

 

デングウイルスの検査キットは、タイ保健省とともに、製品化に向けた最終調整中です。​

 

 

‖いただいた資金の使い道

 

しかし、いま開発の最大の壁となっているのが資金不足です。そこで急遽クラウドファンディングを立ち上げることを決めました。

 

いただいた資金は試薬や研究備品の購入、追加の研究員採用に充て、開発をできるだけ早く進めるために役立てます。

 

第1目標として設定する300万円があれば、今年4月中には第1フェーズ＝プロトタイプの作製が完了する見込みです。もしそれ以上のご支援がいただけた場合は、第2フェーズの完了も目指し、さらなる研究の進展に充てさせていただきます。

 

もちろん弊社内でも、AMED（国立研究開発法人日本医療研究開発機構）や厚労省などの助成金への応募、金融機関からの借り入れも考えており、なんとか第3フェーズの製品化まで開発がストップすることのないよう資金的な計画を立てていくつもりです。

 

ただ、助成金はまだ該当の公募が出ておらず（2/28現在）、その申請段階にまで研究を一刻も早く進めるために、クラウドファンディングを選択しました。

 

まずは、なんとか第1フェーズ終了まで資金をつなぎたい。

 

みなさまのご支援が必要です。どうか応援をいただけませんでしょうか。

 

 

最後に：
デングウイルス検査キットの実績を礎に、早期開発を目指します。

 

ビズジーンではこれまで、大阪大学微生物病研究所およびタイ保健省と連携して、世界で毎年3.9億人が感染するデング熱の簡易検査キットの開発を進めてきました。

 

デング熱は蚊が媒介するウイルス性の熱性・発疹性疾患で、放置すると致死率が10%〜20%にもなる病気です。重症化患者を既存の簡易検査キットにより病院で診断する精度は低いものでした。

 

しかし弊社ではいよいよ研究成果の蓄積も進み、臨床治験が開始され、実用化に向けて期待が膨らむフェーズとなりました。

 

そのような中、新型コロナウイルス感染症に対しても、弊社技術で何とか検査体制を確立できないかとこのたびのプロジェクトを決意しました。

 

感染しているかどうかがすぐに分かれば、治療も早くなり他者への感染も抑えられます。

 

小さなベンチャー企業の機動力を生かして、全社一丸となって取り組みます。ご支援と応援を、何卒よろしくお願いいたします。

 

弊社の理念は、ミル・シル・カエルです。「目に見えない実生活に潜む病原体の遺伝子（Gene）を迅速に可視化（Visualize）する技術」の開発を目指すこと。

 

 

Appendix：弊社検査キットの検出原理（詳細）

 

上に掲載した＜核酸クロマト法＞という図では、現況のPCR検査と比較するためにPCR技術と比較した説明になっていますが、同様の検査方法としてインフルエンザの簡易迅速診断キットが存在します。

 

しかしインフルエンザの診断キットと今回のキットでは、その検出機構が異なります。

 

従来の迅速診断キットは、下図右のように、ウイルスタンパク質を上下２つの抗体でサンドイッチして、その先につけている金コロイド抗体の凝集反応でバンド（ライン）が見えるようになります。

 

この方法では、相性のいい2つの抗体が必要になります。その2種類の抗体を樹立するために、マウスなどの動物に対象のウイルス（今回の場合では新型コロナウイルス）を接種し、発現する抗体を抽出してこのようなキットに利用します。通常、相性がいい抗体はなかなか見つからず、試行錯誤して抗体を作製するため、このタイプのキットを作製するには時間がかかります。

 

それに対して弊社の技術は、この下側の抗体を、独自に開発した核酸を使って新型コロナウイルスにだけ特異的に捕獲することができるので、抗体はそのウイルスに随伴するタンパク質をひっかける1種類で済み、なおかつ他の抗体との相性をみる必要がないので抗体選びも簡単です。

 

さらに弊社の強みは、上図左の①新規核酸に連結されたトラン化合物（六角形が２つ結合）にあります。

 

トラン分子を独自にデザインした核酸（20文字程度）に導入すると、標的ウイルスを見つけた場合に強固に結合して外れないようになります。一方で、標的核酸の文字がひとつでも違う場合は、その結合を排除するという遺伝子識別機能をもっています。このトラン分子のおかげでウイルス遺伝子を正確に捕まえることに成功しています。

今回のようにパンデミックを起こす新型感染症は、現代の遺伝子解析技術を駆使すれば、すぐにすべての遺伝子が解析され、配列が公開されるようになります。この配列から、新型コロナウイルスにだけ存在する塩基配列を抽出し、新規核酸を人工的に合成することができます。動物実験で抗体を作っている間に、早く人工核酸を作ることができるので、キット化も早くなります。