Erik Reisdorf、ウィスコンシン州立衛生研究所の主任ウイルス学者が COVID-19 検査用の検体を処理。 写真。 John Maniaci, UW Health

COVID-19 の検査には、科学者や臨床医がウイルスを検出し、その遺伝物質のコピーを十分に作成して測定できるように、専門の装置が必要とされます。 コンピューター上の色のついた線は、COVID-19の検査結果を示している。 写真 通常であれば、この検査は、特定のウイルスに狙いを定めるために設計された、簡単な実験手順です。

感染した患者の鼻または喉からのサンプルでウイルスを検出するには、ポリメラーゼ鎖反応と呼ばれるプロセスを使用して、その遺伝物質の微量を特定する能力が必要です。 COVID-19 の原因となるようなコロナウイルスでは、この遺伝物質は RNA と呼ばれる分子です。

ウィスコンシン州立衛生研究所のウイルス学者、Kyley Guenther が、同研究所の国立インフルエンザ参照センター業務用に呼吸器ウイルス検体を準備する。 写真 John Maniaci, UW Health

テストを行うには、科学者はまずウイルスのRNAをDNAに変換する必要があり、これには遺伝コードの一方を他方に翻訳する酵素が必要です。 この酵素は逆転写酵素と呼ばれ、1970年にUWマディソンのウイルス学者でノーベル賞受賞者のハワード・テミンが、マサチューセッツ工科大学の同僚であるデビッド・ボルチモアとともに発見したものです。 また、反応を安定させ、完了させるために、他の試薬も必要です。

新しいウイルスが世界の一部だけを襲った場合、地域の検査能力を高めるのは比較的簡単だったでしょう。 しかし、そうはいきませんでした。

「同時に、世界中で、誰もが同じ材料を同時に購入しようとしていました」とSterkel氏は言います。

しかし、WSLHの大学全体の同僚が、必要な試薬や消耗品などの一部を寄付することによって、支援に乗り出しました。 最大のパートナーの1つはウィスコンシン獣医診断研究所で、機器や試薬を貸し出し、WSLHにトレーニングを提供しています。

COVID-19 の米国初のケースから分離した株の透過電子顕微鏡画像。 青く着色された球状のウイルス粒子には、黒い点で見えるウイルスゲノムの断面が含まれています。 CDC / Hannah A Bullock; Azaibi Tamin

WVDLは、多くの場所で重要なボトルネックとなっている、検査用に患者サンプルを保存するウイルス輸送媒体の製造にも乗り出しました。 この研究所は、動物の病気についてもまったく同じ種類の検査を行っており、長い間、州内のパートナーのために同様の検査キットを製造してきました。 8人から10人のスタッフからなるチームは、現在、週に最大1万個のキットを製造することができます。

WVDLは、WSLHが必要とするとすぐに手持ちの材料を使ってテストキットの最初のバッチを作ることができ、必要なだけ培地を作り続けるために新しい材料を輸送しています。 この研究所はまた、動物実験に対する義務を果たし続けています。

「私たちはすでにウィスコンシン州立衛生研究所と強い協力関係にありました」と、WVDL所長でUW獣医学部教授のKeith Poulsen氏は言います。 「その関係のおかげで、今回のような困難な事態にも対処しやすくなりました」

試験材料の世界的な需要の急増により、多くの場所で試験を実施することが難しくなりましたが、WSLHの大学の同僚は、ウィスコンシン州で試験を利用し続けるために協力しました。

UW 病院と WSLH も密接に協力してきました。 彼らは、WSLHとUW病院の臨床研究所の両方が患者の検査を続けられるように、材料を交換しました。 WSLH は、州全体の検査能力を高めるために、UW Health と州内の他の医療機関数十か所に、検証や教材を提供しています。

そして WSLH は、自らのランク内から支援を受けています。 新しい迅速検査が展開され始めており、これにより病院ラボの患者サンプルの診断能力が向上する可能性があると、Sterkel 氏は述べています。 この検査は、医療従事者とその患者に、わずか5分ほどで結果を提供することができます。 また、使い方が簡単で、医師や看護師がインフルエンザなどの感染症で何年も前から同様の検査をしているため、なじみがある。 これらの迅速検査がオンラインになると、WSLH は、時間が最重要であるときに迅速な診断に役立つよう、それらを取り入れるでしょう。

迅速検査は、現在の、より手間のかかる検査方法とは異なるサプライ チェーンに依存するので、材料のグローバル需要に対する圧力も軽減されるかもしれません。 しかし、すべての検査に共通しているのは、患者からサンプルを採取するための鼻と喉のスワブである。 この綿棒は依然として不足しています。

WSLH の大学全体の同僚たちは、必要な試薬や消耗品などの一部を寄付することで支援に乗り出しました。

WSLH は今後も、ポリメラーゼ連鎖反応検出による検査を提供する予定です。 それは、進化する感染症に対応するための基盤であり続けるからです。 これは適応性があり、新しいウイルスに素早く対応できます。

「これにより、私たちは州のどこよりも早く（新型コロナウイルスの）検査を開始することができました。 また、これらの迅速キットよりもはるかに安価であるため、無料の検査を提供することができます。 今のところ、WSLH は、COVID-19 だけでなく、州民の健康に影響を与える他の感染症についても、1 日に数百のサンプルを検査し続けています。 ラボは、そのユニークなパートナーシップの強さに感謝しています。

「州のニーズを満たすために、人々が集まって協力し合うのは、驚くべき共同作業でした」とSterkel氏は言います。