デング熱NS1抗原の比色および定量検出のためのスマートフォンアプリケーションと組み合わせたポータブル紙ベースのイムノアッセイ

Muhammad Hatta Prabowo; Thanit Chalermwatanachai; Werasak Surareungchai; Patsamon Rijiravanich

doi:10.3791/66130

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方法論記事

デング熱NS1抗原の比色および定量検出のためのスマートフォンアプリケーションと組み合わせたポータブル紙ベースのイムノアッセイ

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DOI:

10.3791/66130

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2024年1月26日

Muhammad Hatta Prabowo¹^,² , Thanit Chalermwatanachai³ , Werasak Surareungchai² , Patsamon Rijiravanich⁴^,⁵

¹Department of Pharmacy, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Islam Indonesia, ²School of Bioresources and Technology, King Mongkut's University of Technology Thonburi, ³Department of Otolaryngology, Phramongkutklao Hospital and College of Medicine, ⁴Sensor Technology Laboratory, Pilot Plant Development and Training Institute, King Mongkut's University of Technology Thonburi, ⁵Biosciences and Systems Biology Research Team, National Center for Genetic Engineering and Biotechnology, National Sciences and Technology Development Agency at King Mongkut's University of Technology Thonburi

この記事について

サマリー

ここでは、デング熱の診断ニーズに応えるため、臨床血清・血液サンプル中のデング熱NS1抗原濃度を定量するスマートフォンアプリ内蔵デング熱NS1紙ベース分析装置(DEN-NS1-PAD)をご紹介します。このイノベーションは、リソースが限られているものも含めて、さまざまな医療現場での臨床的意思決定を支援することで、デング熱の管理を強化します。

要約

ネッタイシマカによって媒介されるデングウイルス(DENV)感染症は、熱帯および亜熱帯諸国における主要な公衆衛生上の懸念事項です。年間約1,000万人の患者と20,000〜25,000人の死亡者、特に子供の間では、実用的な診断ツールが緊急に必要とされています。デング熱の非構造タンパク質1(NS1)は、感染初期にサイトカインの放出、血管漏出、内皮機能障害と関連しており、重度のデング熱のマーカーとなる可能性があります。

ラテラルフローアッセイ(LFA)やマイクロ流体紙ベースの分析デバイス(PAD)などの紙ベースのイムノアッセイは、その簡便性、迅速性、安価性、特異性、および解釈の容易さから、診断検査として人気を博しています。しかし、デング熱NS1検出のための従来の紙ベースのイムノアッセイは、通常、目視検査に依存しており、定性的な結果しか得られません。この限界に対処し、感度を高めるために、スマートフォンアプリケーションを比色および定量リーダーとして統合した、紙ベースの分析装置(PAD)でのポータブル性の高いNS1デング検出アッセイ、つまりDEN-NS1-PADを提案しました。この開発システムにより、臨床サンプル中のNS1濃度を直接定量することができます。

患者から採取した血清・血液サンプルを用いて、システムの試作性能を実証しました。結果はすぐに得られ、設備の整った医療施設とリソースが限られている環境の両方で、臨床評価に採用できます。紙ベースのイムノアッセイとスマートフォンアプリケーションのこの革新的な組み合わせは、デング熱NS1抗原の検出と定量を強化するための有望なアプローチを提供します。このシステムは、肉眼の能力を超えて感度を高めることにより、特に遠隔地やサービスの行き届いていない地域におけるデング熱管理における臨床的意思決定を改善する大きな可能性を秘めています。

概要

デングウイルス(DENV)感染症^は、蚊が媒介する病気としては最も急速に広がり1、世界では年間3億9,000万人以上が9,600万人の症候性感染症に感染し、200万人が重症化し、2万5,000人以上が死亡しています^1,2。世界保健機関(WHO)によると、推定39億人がデング熱のリスクにさらされています。~70%がアジア太平洋諸国、主に東南アジアに住んでいます³.2019年にWHOに報告されたデング熱の症例数は420万人で、タイでは少なくとも136,000人のデング熱患者と144人のデング^{熱感染による}死亡例が144件ありました4。タイでのデング熱の流行は、4月から12月までの雨季に、都市部と農村部、特に北東部で発生します。

DENV感染症は、無症候性症状、軽度のデング熱(DF)から重度のデング出血熱(DHF)まで、さまざまな臨床症状を示します。重度のDHF状態の主な特徴は、血管透過性の増加であり、ショックと臓器機能障害が^{続きます1。}血管漏出を引き起こす可能性のある分子経路を理解することは、効果的なデング熱治療薬を開発する上で非常に重要です。デング熱の非構造タンパク質1(NS1....