土壌由来の線虫を監視する新しい方法

土壌で感染する寄生虫（STH）は、世界中の多くの人に健康問題を引き起こす寄生虫の一種だよ。これらの感染症は特に熱帯や亜熱帯の地域でよく見られて、貧困や衛生状態の悪さが寄生虫の広がりを助けちゃう。STHは栄養失調や貧血、子供の発達問題などいろんな問題を引き起こすんだ。

約15億人がSTHに感染していると言われていて、その影響は何百万年もの障害調整生命年（DALY）で測られてる。人間に影響を与える一般的なSTHには、回虫（Ascaris lumbricoides）、腸トリコモナス（Trichuris trichiura）、米国鉤虫（Necator americanus）、十二指腸虫（Ancylostoma duodenale）なんかがあるよ。これらの寄生虫は普通、汚染された土を通じて体に入ってくるんだけど、卵を飲み込んだり、幼虫が皮膚を突き破ったりすることもある。

感染を抑えるための取り組みは、多くの場合、学校に通う子供たちに薬を使って治療することに焦点を当てているけど、感染はすぐに戻ってくるから完全に排除するのは難しいんだ。STH感染を監視するための現在の方法は通常、便のサンプルに頼っているけど、特に年配の人からは stigmaを感じたり、サンプルを出すことにメリットを感じない場合もあるから、集めるのが難しいんだよね。

#監視の新しいアプローチ

コミュニティ内でのSTH感染をよりよく追跡するために、研究者たちは廃水サンプリングに目を向けているんだ。この方法では、下水を使ってSTHのような病原体の存在を監視するんだよ。COVID-19のパンデミックで、廃水サンプリングが病気の広がりを追跡するのにどれだけ効果的かが示されたね。しかし、多くの低中所得国では、廃水システムが十分に発展していないから、サンプルを集めて分析するのが難しいんだ。

インドやベニンのような場所ではSTH感染が一般的で、研究者たちはこれらの感染のホットスポットを特定したいと考えているんだ。土壌や廃水から環境DNA（EDNA）を集めることで、従来の廃水処理が不十分な地域でのSTHの監視ツールを改善しようとしているんだ。高度な分子技術を使って、STHや他の病原体を通常の顕微鏡法よりも正確かつ敏感に特定できるよ。

#サンプル収集

フィールドでは、研究者たちがインドとベニンのさまざまな場所から土壌と廃水のサンプルを収集したんだ。サンプリングには以下が含まれてたよ：

• 土壌サンプルは市場、学校、野外排便エリア、コミュニティの水ポイントから。
• 廃水サンプルはいろんな方法で集めて、グラブサンプル、沈殿サンプル、流れる水から病原体を捕まえる専門的なスワブを使ったよ。

集めたサンプルは保存されて、分析のためにラボに運ばれた。

#土壌サンプルの収集

土壌サンプルを集めるために、研究者たちは特定の型紙を使って、土の表面をこすり取るエリアを定義したんだ。各サンプルは慎重に封をされて、処理できるまでの間、クールな条件で保存されたよ。

#廃水サンプルの収集

廃水サンプルは流れるチャンネルから取られた。グラブサンプルは滅菌袋に水を入れる方法で、沈殿サンプルはこれらのチャンネルの底から集めた。特別なスワブを使って、しばらく水に浸けてからサンプルを取ってた。すべてのサンプルにはラベルが付けられ、ラボへの輸送のために確保されたよ。

#ラボでの処理と分析

ラボに到着したら、各タイプのサンプルはDNAを抽出するために処理された。土壌サンプルは、DNA抽出の前にデブリを取り除くためにふるいにかけられ、一方廃水サンプルはフィルター処理を受けた。特別なキットを使って、DNA抽出が効率的かつ正確になるようにしたんだ。

すべてのサンプルはqPCRという方法を使って分析されて、特定のSTHの存在をそのユニークな遺伝物質をターゲットにして特定したよ。種特異的プライマーやコントロールを使うことで、研究者たちはサンプルにSTH DNAが存在するかどうかを確認できたんだ。

#研究の結果

結果として、インドとベニンで集めた土壌と廃水のサンプルからSTHが検出されたよ。ベニンでは、約25%のサンプルがSTH陽性だったのに対し、インドでは約36%が陽性だった。両方の場所で最もよく見つかったSTHは米国鉤虫（Necator americanus）で、その次に回虫（Ascaris lumbricoides）が続いたんだ。

#土壌サンプルと廃水サンプルの比較

土壌サンプルと廃水サンプルの効果を比較したところ、全体的には検出率に大きな差はなかったけど、ベニンでは土壌サンプルの方が廃水サンプルより効果的だった。インドでは、両方のタイプのサンプルが似たり寄ったりだったよ。

さらに、学校や市場など、サンプルを集めた場所によっても検出の可能性が変わってきた。たとえば、特定の場所からの土壌サンプルは、特定のSTHの有病率が高かったんだ。

#TaqMan Array Cardsを使った病原体検出の拡大

監視の範囲を広げるために、研究者たちはTaqMan Array Cards（TAC）というツールを使って、廃水サンプル内のさまざまな病原体を検出したんだ。この方法では、細菌やウイルス、他の寄生虫など、複数の病原体を同時にテストできるよ。

ベニンでは、TAC法で廃水サンプルの病原体が検出されて、グラブサンプルが最も多様な病原体を示したんだ。インドでも似たような結果が出て、一般的に廃水サンプルは土壌サンプルより多様な病原体を検出するのが得意だったよ。

#結論

この研究は、伝統的な方法が不足している地域でSTHや他の病原体を監視する新しい道を示しているよ。土壌や廃水からの環境サンプリングを使うことで、コミュニティ内でのこれらの病気の存在についてより包括的に理解できるんだ。

STHは特に低所得地域では大きな健康問題だから、これらの監視アプローチを洗練させて実施することが、感染をコントロールし、公衆衛生への対応を導き、最終的には影響を受けた人々の健康結果を改善するために重要な役割を果たすことができるよ。