2023年5月10日
“博士号取得のために結核を研究していたとき、私たちは以前、薬剤耐性は人為的な問題であると言いました”と、Advanta Geneticsの最高イノベーション責任者であるRahul Sharma博士は述べています。経験的エビデンスに基づいて治療を選択し、不正確な抗生物質療法を実施したため、これは自然な問題ではありません。プレシジョンメタゲノミクスはその真逆です。抗菌薬耐性マーカーを含む特定の感染症の包括的な微生物プロファイルに基づいて抗菌薬療法を選択します。
Advanta Geneticsは、イノベーションと新しいテクノロジーの採用を通じて、タイムリーで正確な医療への公平なアクセスを促進することを使命とする50名の臨床および研究ラボです。テキサス州タイラーに本拠を置くAdvantaは、もともと地域にサービスを提供する定型的な臨床検査室として設立されました。しかし、現在では、微生物学の文化、PCR、次世代シーケンス（NGS）施設を通じて、感染症の検査と研究に主に焦点を当てています。したがって、Advantaはパンデミックの始まり以来、約100万のSARS-CoV-2サンプルを処理してきました。
Advantaは2020年以前は感染症を専門としていましたが、それ以来、分子診断に重点を置いてきました。感染症診断のパラダイムは変化しています。“NGSと分子診断は、特に感染症診断の中核をなすことに気づき、可能な限り最先端になりたいと考えています。”
Sharmaの主な役割は、新しい研究技術を積極的に探し出し、臨床現場に導入することで、ラボで開発された分子検査を小規模の医療現場や大規模病院システムに提供することです。
Advantaは現在、ScienetixとマルチプレックスqPCRベースのパネルを開発しています。Scienetixは、AdvantaのCEOであるRob Carpenter博士 と共同で設立されたShienetixです。彼らの目標は、NGS対応製品に最終的に移行し、より迅速で経済的な感染症診断ワークフローを実現することです。Sharmaは、PCRをしているなら、探しているものだけを見つけることができると言います。汎感染性疾患や尿路感染［UTI］のPCRパネルはありません。特定のバグのみを対象としています。
一方、プレシジョンメタゲノミクスはNGSを使用しており、研究者は特定の複雑なサンプルに存在するすべての生物の遺伝子コンテンツ全体を包括的にシーケンスすることができます。 このテクノロジーにより、微生物叢に関する重要な情報を学習するために必要な時間を数週間から数時間に短縮できます。
精密メタゲノムは、感染症の診断とケアの展望を私たちが知っているように変える可能性があります。米国では、UTIは最も一般的な感染症の1つであり、年間平均で1,000万回の来院と100万回の入院が占められています。標準治療は引き続き微生物培養と感受性ですが、これらの感染症を引き起こす微生物における薬剤耐性の有病率は増加しています。急性感染または予防のための抗生物質治療は、多くの場合、再発性感染の予防に失敗します。
臨床検査室は、医師が患者にとって最も十分な情報に基づいた意思決定ができるよう、正確な結果をタイムリーに提供する必要があります。多くの場合、患者の生命が危険にさらされる状況下にあります。学術研究室にはリソースと時間があり、彼らはデータを探り続け、何が有用で何が有用でないかを特定することができます。“何カ月もデータを見つめることができるポスドクが2つありません。”
Advantaは、数百の生物や病原体、数千の抗菌耐性マーカーを検出し定量化するさまざまなテストを検証しました。完全に自動化されたデータ解析プラットフォームは、実行可能な結果をもたらすカスタマイズされたレポートを作成します。
商業ラボが研究を行う
Sharmaの経歴は学界で、2009年以来NGSを使用して感染症を研究しています。ハンセン病プログラムの分子生物学の責任者を務め、ハンセン病研究に関する唯一の米国連邦政府プログラムでした。彼の研究室では、NGSを使用して、米国南部の人々がアルマディロからハンセン病を発症していたことを証明しました。“何か変わったことや難しいことがあってもワクワクする”と、常に革新的なソリューションを探しているCIOは言います。疫学や臨床診断の開発など、プロジェクトに応用できるテクノロジーを見つけたら、それがわくわくします。こういうものが見つかったら、一晩中起き続けることができます。
2020年、Advantaは独自の研究部門を設立しました。同社は、感染症の新興リーダーとしての地位を際立たせるために強力な研究文化を発展させてきました。Sharmaが参加してから2年間に複数の論文を発表し、草稿段階にある他の論文もいくつかあります。
最新の2つの論文では、NGSワークフローについて調べています。Practical Laboratory Medicineで発表された最初の論文は、より費用対効果の高いゲノムサーベイランスのためのイルミナCOVIDSeqプロトコールの最適化に焦点を当てました。この論文はその後、Centers for Disease Control and Prevention for AdvancedMolecular Detectionによって強調されました。 Advances in Respiratory Medicineに発表された2番目の論文では、下気道感染の診断におけるPCR法とメタゲノムNGS法の有効性を比較検討しました。イルミナの呼吸器病原体感染症/抗菌薬耐性パネル（ID/AMR）またはターゲットqPCRパネルでは検出されなかったRPIPを使用して、さらに29の上気道微生物を検出できました。RPIPは、SARS-CoV-2、インフルエンザ、呼吸器合胞体ウイルス、細菌、真菌、2000を超えるAMRマーカーなど、280を超える呼吸器病原体をターゲットにしています。
また、Advantaは、イルミナ の尿路病原体感染症/抗菌薬耐性（ID/AMR）パネル、すなわちUPIPも使用します。UPIPは、薬剤耐性で複雑かつ再発性のUTIを引き起こすものを含め、泌尿生殖器感染症を引き起こす可能性のある170を超える生物を検出し、定量化する検査です。UPIPは、18種類の薬剤クラスに関連する3700を超えるAMRマーカーも同定します。UPIPとRPIPは、完全自動化データ解析プラットフォームExplifyとともに使用されており、細菌、真菌、ウイルス、寄生微生物にわたる包括的な感染プロファイルを提供します。
Advantaはまた、テキサス大学タイラーヘルスサイエンスセンターの微生物学部と協力し、結核に似た肺疾患を引き起こす可能性のある非結核性抗酸菌およびその他の好気性放線菌を研究しています。マイコバクテリアの微妙に異なる菌株や微妙に異なる種を探す人は多くなく、時には抗生物質治療が異なることもあります。そこで、精密メタゲノミクスがツールボックスで重要になり、診断の特異性と正確でパーソナライズされた薬物送達が実現します。
抗生物質を処方するだけでは、仕事が多すぎるように思えるかもしれません。これは高価な検査です。しかし、患者がIV投与や長期入院を必要とする複雑な感染症の場合など、全体的な節約を医療システムと比較すると、その価値はあります。99%が効く可能性のある抗生物質を処方するか、または少なくとも効かない抗生物質を除外することで、患者を3日早く解放できる場合、経済的にも有益であるという主張をすることができます。
精密腫瘍学の道のりをたどる
Sharmaは、感染症の診断と治療の方法を根本的に変える機会を見出しています。彼は腫瘍学の分野を指摘しています。腫瘍サンプルの包括的なゲノム解析や、治療反応を予測するための選択的な遺伝子マーカーの検査を行うことがより一般的です。米国食品医薬品局は、コンパニオン診断検査を伴ういくつかの抗がん剤を承認しています。これは感染症治療ではあまり一般的ではありません。反応が何であるかを知らずに患者の治療を続けると、より多くの抗生物質耐性を生み出すことができます。時間が無駄になり、患者に害を及ぼす可能性があります。
最終的には、すべての患者が臨床症状だけでなく、ゲノムまたは表現型のエビデンスに基づいて治療を受けている場合、この抗生物質耐性のパンデミックが緩和される可能性が高くなります。製薬業界は新しい抗生物質の開発にあまり関心がないため、私たちが持っているものを非常に正確かつ非常に選択的に使用する必要があります。プレシジョンメタゲノミクスは、抗生物質治療に関して作用する情報を提供します。これが、この薬剤耐性パンデミックを阻止する唯一の方法です。
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