日本の大学で新型コロナウイルスのPCR検査が不可能なワケ(Why is it impossible to perform PCR test for new coronavirus at Japanese universities?)

2020/05/13 ブログ

 朝日新聞の記事に、「新型コロナウイルスのPCR検査を実施する能力が全国の大学にどれくらいあるかについて、文部科学省が調査を始めた。」と記載されていました。大学で新型コロナウイルスのPCR検査が出来れば、実施数の増加が見込まれると予想されています。京都大iPS細胞研究所の山中伸弥教授も6日、安倍晋三首相とともに出演したインターネット番組で、「PCR検査の機器や技師の不足が今後の課題」と指摘しておりました。一方、「私の提案」として自身が所長を務めるiPS研が活用できると話し、「新型コロナのPCR検査をできる機器が30台くらいある」と明かしていました。単なるPCR装置とRT-PCR装置は機能が全然違います。普通のPCR装置は単純に遺伝子を増幅する装置で、大学の研究室に複数台あるでしょう。しかし、新型コロナウイルスのPCR検査に必要な装置はRT-PCR装置です。RT-PCR装置は、遺伝子の増幅度から元のサンプルに目的の遺伝子がどの程度入っているのか、定量する装置です。RT-PCR装置の価格は安い機種なら大体100万円前後します。30台あるという事は、約3000万円の研究費が支給されていたことを意味します。ちなみに、科研費と呼ばれる国が出している研究費ですが、3000万円を支給されるためには、基盤研究AやSクラスが必要です。採択数が限られていて、いくつかのグループが一緒になって、非常に難しい審査を通る必要があります。京大iPS研には、それだけ潤沢な研究費があったのでしょう。しかし、それは京大iPS研が、国の「選択と集中」という方針の中で選択された結果です。国が大学や研究法人に支給する研究費は、年々減少しています。さらに大学へ支給される年間研究費はさらに減少しています。選択されなかった他の大学に、潤沢な研究費は無く、それ故にRT-PCR装置が何台も無いでしょう。1学科に1台かもしれません。

 

患者から採取した検体は、バイオセイフティレベル2(BSL2)です。

 

 例えRT-PCR装置があったとしても、患者から採取した検体には、新型コロナウイルスが入っている可能性があります。国立感染症研究所は、患者から採取した検体をBSL2としました。一般の微生物学や生化学、遺伝学を扱う実験室は、バイオセイフティレベル1(BSL1)であることがほとんどです。BSL1の実験室では、BSL2の検体は扱うことができません。BSL2の実験室は、ヒトに感染すると重篤な疾病を起こす危険性のある細菌やウイルスを除く、食中毒起因菌を含む多くの微生物を安全に扱うことができるバイオクリーンルームです。廊下と奥の実験室(内室)を仕切る前室を設けた二重構造になっており、空気の陰圧・陽圧管理によって、汚染空気を内部へ入れない、外部へ出さない構造になっています。このBSL2実験室がどのくらい大学にあるのか、疑問です。もちろん、検体を一度BSL2実験室に集めて、ウイルスを不活化させた後に、大学へ配布すればBSL1の実験室で取り扱うことができます。このシステムが採用されると、ウイルスを不活化する研究室に検体が集中してしまい、処理しきれなくなるでしょう。

 

誰がPCR検査を行うのでしょうか?

 

 大学にBSL2実験室があり、RT-PCR装置もあったと仮定します。では、誰が患者から採取された検体を取り扱い、RT-PCR装置でPCR検査を行うのでしょうか?現在、大学の研究室は、一人の教授または准教授以下、学生しかいません。研究費が潤沢な極一部の研究室はポスドクと呼ばれる研究員が在籍していますが、技術員や助手はいません。誰が実際に手を動かして、検体から遺伝子を抽出し、RT-PCR装置で分析を行うのでしょうか?これまで、ほとんどの日本の研究室は病原体を取り扱うことについて避けてきました。病原体を取り扱う場合、BSL2実験施設や病原体用の冷凍庫や冷蔵庫、実験施設と実験自体の認可など、様々な装置や書類を準備する必要があります。また、周辺住人への説明も必要でしょう。この面倒な手順は、大学事務職員や教授等がこなさなければなりません。大学でも教授でも誰でも忌避するでしょう。その結果、病原体はできるだけ取り扱うことを避け、非病原性の細菌やウイルスを用いて実験してきたのです。そして、現在病原体を取り扱うことが出来る研究者・技術者はほとんど居なくなりました。私もヒト感染ウイルス1種と病原性細菌2種を扱ったことがあるだけです。

 

日本の大学研究室では、新型コロナウイルスのPCR検査は不可能です。

 

 以上の点から、大学で新型コロナウイルスのPCR検査は不可能だということが分かって頂けると思います。一つ間違うと、大学の学内感染を引き起こす原因となるでしょう。大学は教育機関であって、研究機関ではないということが、文科省の大まかな方針でした。学生をしっかりと教育すれば、研究自体重視しないということです。果たして、これで良いのか、今後の文科省の方針に注目しています。


 新型コロナウイルスのパンデミックが終焉しても、次の新規病原性ウイルスや細菌が流行する可能性は高いです。同じコロナウイルスが原因でも、SARSは2003年、MERSは2012年、そして今回のCOVID-19は2019年に流行が始まりました。次第に流行の間隔が短くなっています。遠からず、新しい病原性ウイルスのパンデミックが起きるかもしれません。次の流行に備えるために、抗ウイルス剤が必要です。そのため、新規の細菌やカビ類を自然界から分離する必要があります。多くの場合、分離源は土壌や海底・湖底堆積物です。当自然環境活用開発合同会社では、水中ドローンを用いて今まで採取されたことのない海や湖、川から堆積物や環境水の採取しております。これらの堆積物には新しい微生物やカビ類が棲息していることが期待できます。次のパンデミックに備えるためにも、当社の水中ドローンレンタルサービス、および環境試料採取サービスをご利用下さい。
 

An article in the Asahi Shimbun stated, "The Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology has begun to investigate how many universities in Japan have the ability to carry out PCR tests for the new coronavirus." If PCR tests for the new coronavirus can be done at the university, it is expected that the number of tests will increase. Professor Shinya Yamanaka of the Kyoto University iPS Cell Research Institute also pointed out in the Internet program that appeared with Prime Minister Shinzo Abe on the 6th, "The shortage of PCR test equipment and engineers is a future issue." On the other hand, as "my proposal," he said that he could utilize iPS Lab, which is the director of his own, and said, "There are about 30 devices that can perform PCR testing of the new corona." The functions of a simple PCR device and an RT-PCR device are completely different. An ordinary PCR machine is a machine that simply amplifies genes, and there may be several in a university laboratory. However, the RT-PCR device is necessary for PCR testing of the new coronavirus. The RT-PCR device is a device that quantifies how much the target gene is contained in the original sample from the amplification degree of the gene. The price of the RT-PCR device is about 1 million yen for cheap models. The fact that there are 30 units means that a research fund of approximately 30 million yen was provided. By the way, although it is a research fund from the country called Kakenhi, basic research A and S class are required to receive 30 million yen. There is a limited number of adoptions, and several groups have to go through a very difficult screening together. The Kyoto University iPS Lab would have had abundant research funding. However, that is the result of Kyoto University iPS Lab being selected under the national policy of "selection and concentration." The research funds provided by the government to universities and research corporations are decreasing year by year. In addition, the annual research funding provided to the university is decreasing. Other universities that have not been selected will not have abundant research funding and therefore no RT-PCR machines. It may be one in one department.

 

The sample collected from the patient has biosafety level 2 (BSL2).

 

 Even if there is an RT-PCR device, the sample taken from the patient may contain the new coronavirus. The National Institute of Infectious Diseases has designated BSL2 as a sample collected from patients. Most of the laboratories dealing with general microbiology, biochemistry, and genetics are at biosafety level 1 (BSL1). The BSL1 laboratory cannot handle BSL2 samples. BSL2's laboratory is a bio-clean room that can safely handle many microorganisms including food poisoning bacteria, excluding bacteria and viruses that may cause serious diseases when infecting humans. It has a double structure with a front room that separates the corridor from the laboratory (inner room) in the back. By controlling the negative and positive pressures of the air, it becomes a structure that does not let the contaminated air into the inside or out. I am. I wonder how long this BSL2 laboratory is at the university. Of course, once the sample is collected in the BSL2 laboratory, the virus is inactivated, and then distributed to the university, it can be handled in the BSL1 laboratory. If this system is adopted, the sample will be concentrated in the laboratory that inactivates the virus, and it will be impossible to process it.

 

Who will perform the PCR test?

 

 Suppose the university has a BSL2 laboratory and also had an RT-PCR instrument. So who handles samples taken from patients and performs PCR tests on RT-PCR machines? Currently, there are no more than one professor or associate professor in our laboratory. There are postdoctoral researchers in some of the laboratories with abundant research expenses, but there are no engineers or assistants. Who will actually move their hands to extract genes from a sample and analyze them with an RT-PCR machine? To date, most Japanese laboratories have avoided handling pathogens. When handling pathogens, it is necessary to prepare various equipment and documents such as BSL2 experimental facility, freezer and refrigerator for pathogen, approval of experimental facility and experiment itself. You will also need to explain to the residents around you. This tedious procedure must be done by university staff and professors. Anybody, university or professor, will avoid it. As a result, pathogens have been avoided as much as possible and experimented with non-pathogenic bacteria and viruses. And now there are almost no researchers or engineers who can handle pathogens. I've only dealt with one human infectious virus and two pathogenic bacteria.

 

PCR tests for new coronaviruses are not possible in Japanese university laboratories.

 

 From the above points, you can see that the PCR test for new coronavirus is impossible at university. If you make a mistake, it will cause a campus infection. The general policy of the Ministry of Education was that universities are educational institutions, not research institutions. It means that if students are well educated, research itself will not be emphasized. I am paying attention to the policy of the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology in the future.


Even if the pandemic of the new coronavirus is over, it is highly likely that the next new pathogenic virus or bacterium will spread. Even with the same coronavirus, SARS started in 2003, MERS in 2012, and COVID-19 this year in 2019. The intervals between fashions are gradually decreasing. In the not too distant future, a new pathogenic virus pandemic may occur. You need antiviral drugs to prepare for the next epidemic. Therefore, new bacteria and molds need to be isolated from nature. In many cases, the source of separation is soil or sea and lake sediments. This natural environment utilization development joint venture uses sediments and environmental water from oceans, lakes and rivers that have never been collected using underwater drones. It is expected that new microorganisms and molds will inhabit these sediments. Please use our underwater drone rental service and environmental sampling service to prepare for the next pandemic.