ビオメリューとオックスフォードのナノポアが感染症診断協定で新境地を開拓

ニューヨーク – 次世代シークエンシングに基づく日常的な感染症臨床診断は、これらの市場の最大手2社であるBioMérieuxとOxford Nanopore Technologies (ONT)が先週、それぞれ取り組みを進めていると発表し、真の転換点に近づいている。一緒に新しいアプリケーションを探索してください。

コペンハーゲンでの欧州臨床微生物感染症会議（ECCMID）の開催に合わせた非独占的契約は、両社にとってNGSベースの感染症診断への初の大規模進出となる。 これは、オックスフォード・ナノポアが、感染症診断を目標の一つとする診断子会社の設立を発表してから1年後のことである。

BioMérieux の執行副社長兼最高医療責任者である Mark Miller 氏は ECCMID でのインタビューで、BioMérieux のような国際的な体外診断会社が「配列決定を無視してこのビジネスに携わることはできない」と述べた。

ミラー氏によると、この提携はスケジュールが異なる3つのプロジェクトから始まるという。 最初のプロジェクトは、感染症の監視とアウトブレイクの監視を目的としており、両社は、ONT シーケンサーによって生成されたデータを使用して BioMérieux の Episeq 疫学解釈ソフトウェアを検証します。 BioMérieux はすでにこのテーマにある程度精通しており、2014 年にイルミナと協力して、監視および臨床研究向けに Episeq を検証し、イルミナのシーケンス プラットフォームと共同販売しました。

ミラー氏は、このプロジェクトは今後12か月以内に完了する可能性があり、両社がうまく協力できること、そしてナノポア配列決定が感染性微生物の同定と型分けに適していることを示す初期のマイルストーンとなるだろうと述べた。

中期プロジェクトでは、パートナーは結核薬剤耐性検査のための配列決定ベースのプラットフォームを臨床的に検証し、規制当局への提出に向けた準備を行う予定です。

ONT はすでに、Quadram Institute Bioscience と協力して開発した薬剤耐性結核の迅速プロファイリングのためのワークフローを持っています。BioMérieux は、まず研究用途向けにさらに開発を支援し、次にサンプル前処理コンポーネントとデータ解釈とレポートを追加することで IVD 向けに開発を支援します。 「IVD パスに移行するために」必要なデータと文書を生成するためです。

ONTの臨床副社長であるエマ・スタントン氏は電子メールで、結核に関して「既存の技術では、非常に遅い複数薬剤の読み取り（培養）か、高速の単一薬剤読み取り（PCR）のどちらかが提供される。私たちの目標は、両方の長所を提供することだ」と述べた。このTB-MDRアッセイを使用してください。」

同氏は、PCRで分析できる病原体や抗菌薬耐性マーカーの数には限界があると指摘した。 「例えば、結核の[Cepheid] Xpert MTB/RIF PCR検査では、1つの抗結核薬に対する耐性に関連する1つの遺伝子の100個未満の変異を検出できます」と彼女は述べた。 「ナノポアシーケンスは、16 種類の抗結核薬に対する耐性に関連する 24 遺伝子の 1,400 以上の変異を検出できます。」

長期的には、BioMérieux と ONT は、通常は無菌の体液サンプルにおける細菌の存在を特定し、抗生物質耐性を判定するための検査の開発を検討します。 これには、血流感染、膿瘍、または腹膜液、胸水、関節液、脳脊髄液などの感染部位からの液体を呈する患者が含まれる可能性があり、「配列ベースの ID および抵抗性の決定が必要なあらゆる場所」とミラー氏は述べた。 「それには、標本調製側でかなりの作業が必要です…[そして]感度と解釈。配列情報の解釈には巨大なデータバンクが必要になります。」

このパートナーシップは、分子検査のゴールドスタンダードである PCR よりもはるかに多くの診断情報を提供するシーケンスの可能性を模索する市場の傾向を反映しており、「はい」か「いいえ」以上の回答が必要な抗菌耐性検査のようなアプリケーションにとっては特に魅力的です。

「今年ECCMIDで私が話をした臨床医の多くは、さまざまな臨床分野にわたるナノポアシークエンシングの潜在的な応用例を理解しています」とONTのスタントン氏は語った。 「彼らは、微生物病原体と関連する抗菌薬耐性を臨床サンプルから直接、迅速かつ正確に同定できることを高く評価しています。…他の迅速検査（PCR など）よりも包括的な情報を提供しながら、少数の患者サンプルを数時間でコスト効率よく検査できる能力は、上記のすべてのアプリケーションに共通です。」

スタントン氏は、3つのプロジェクトすべてについて、両社は「特定の注力分野のニーズを満たすのに適切なものに基づいて、一連のオックスフォード・ナノポア製品とバイオメリュー製品を使用したソリューションを開発する」と付け加え、ただしそれはおそらくONTのGridIonであると指摘した。シーケンスプラットフォームは「これらの分析の主要なデバイス」になります。

臨床検査室の 3 つのニーズ

BioMérieux が感染症シークエンシングをより深く掘り下げる方法を模索し始めたとき、「シークエンシングであろうとなかろうと、臨床研究室には 3 つの重要な要素が必要であることはわかっていました。つまり、精度、スピード、手頃な価格が求められているのです」とミラー氏は述べています。 「そして、感染症の診断のために社内でシーケンスを検討し始めたとき、...これら 3 つの要素が常に話題になりました。」

過去数年間で、ONT はこれらの基準をすべて満たす点で大きな進歩を遂げており、ビオメリューは「今日の感染症に対する臨床 IVD ソリューションの観点からは、ONT システムが研究室により適していることに気づき始めました」と同氏は述べています。私たちはイルミナの優秀性を認識していますが、感染症の IVD の重要な基準としては、ナノポアの方がはるかに適しています。」

他のシーケンスプラットフォームとの競合という点では、ONT が生の読み取り精度で遅れをとっているのは周知の事実です。 しかしミラー氏は、たとえそれが多くの感染症診断アプリケーションにとってそれほど重要な特性ではないとしても、同社はこの分野で改善を続けていると指摘した。

「感染症においては…すべては『この用途に十分かどうか』ということになる」とミラー氏は語った。 「多くの用途では、信じられないほどの深さとカバー力は必要ありません。ターゲットを絞った『十分な』カバー力が必要です。ナノポアはそれを短期間で驚くほど実現します。」

ECCMID で開催された ONT 主催のシンポジウムで、スイスのベルン大学感染症研究所の主任研究員であるアルバン・ラメット氏は、彼の研究グループが早期アクセス ユーザーとして生成したいくつかの初期ベンチマーク データを提示しながら、これらの点のいくつかを繰り返しました。不特定の ONT シーケンサー上の ONT の Rapid Barcoding Kit 24 v 14 の。

Ramette氏は、彼のグループがナノポアシーケンシングと他のシーケンシングプラットフォームを組み合わせることが多いONTサービスプロバイダーであることを指摘し、臨床現場におけるゲノム疫学のゴールドスタンダードは依然としてイルミナのMiSeqであると述べた。 ただし、ONT のような長時間読み取りテクノロジーは、時間、コスト、柔軟性の点でほとんどの直接比較に勝ちますが、精度では劣ります。

ジフテリア菌とバンコマイシン耐性腸球菌を分析するための最新のONTバーコーディングキットをテストしたところ、ラメット氏のグループは平均して100塩基ごとに約1回のエラー、つまり品質スコア（Qスコア）が約20であったことがわかり、初期のONTシーケンシングよりも大幅に改善されたと同氏は指摘した。 , しかしそれでも、Illumina よりはかなり低いです。Illumina は、一般的に Q スコアの大部分が 30 以上であると Web サイトで述べています。

Ramette 氏はまた、ONT キットを使用したライブラリーの平均準備時間は 24 サンプルで約 1 時間で、シーケンス時間はアプリケーションと必要なシーケンスの深さに応じて 6 時間から 72 時間の範囲であると述べました。 一方、グループはサンプルあたりの平均コストを 30 ～ 35 ドルと計算しました。

臨床診断用途でのこれらの指標を考慮すると、ロングリード シーケンサーが行うような情報を提供するテクノロジーにとって 6 時間という数字は非常に魅力的な数字ですが、イルミナのようなショートリード シーケンサーと比較すると、72 時間という数字はそれほど印象的ではありません。

しかし、BioMérieux の Miller 氏は、ONT のリアルタイム レポート機能は、IVD 環境で使用する場合に必要な合計時間を大幅に短縮する革新的な機能である可能性があると指摘しました。

「彼らのリアルタイム能力は非常に重要です」と彼は言いました。 「十分な情報が得られたら実際に実行を停止できるのは、彼らにとって非常にユニークなことです。多くの深さの完全な実行には 1 ～ 2 日かかる場合がありますが、感染症の特定の用途では、そのすべてが必要ない場合もあります。 3 時間後、5 時間後に停止できることは、臨床研究室にとって非常に興味深いことになり始めています。」

一方、ONT シーケンサーで使用されているフローセルは洗浄後に再利用できる可能性があるため、全体的なコストが軽減される可能性があります。 「確かに、フローセルを再利用する方法はあります。多くの研究者や現在のユーザーが、コストを大幅に削減できることを示しています」とミラー氏は述べた。 「現時点では、フローセルを何回再利用するかを推奨することはできません。また、フローセルを何回再利用するかを推奨することもできません。これは使用状況や用途に依存するためです。しかし、実際に開始するのに十分な量のフローセルを再利用できるという十分な証拠があります。コストを削減して、IVD を非常に手頃な価格の範囲に収めることができます。」

Ramette氏はECCMIDの講演の中でこの考えを繰り返し、彼のグループは全ゲノム配列決定についてはまだこれを試していないが、アンプリコン配列決定についてはフローセルを「5～6回」使用できたと指摘した。

ONTのスタントン氏は、フローセルの洗浄については特にコメントしなかったが、電子メールの中で「当社の診断製品は、事前に定義された数の検査でサンプルを実行できるカートリッジで構成されます。これらは、手頃な価格で、以下を含む世界中の臨床用途に利用可能になります。」低・中所得国]。

しかし、複数の検査に再利用できるIVD製品が規制当局の審査に合格するのは難しいかもしれない。ミラー氏は、米国食品医薬品局はまだ存在しないため、配列決定全般が規制上の課題になるだろうと述べた。 -Clear Labs（ONTシーケンスを使用）とIlluminaのNGS検査は、新型コロナウイルス感染症のパンデミック中に緊急使用許可を取得したが、シーケンスベースの感染症IVDはクリアされた。

「したがって、これは新たな領域となる。それがビオメリューの強みであると我々は信じている。だからこそ、この契約に非常に興奮している。その補完性は非常に明白だ」とミラー氏は語った。 「長い議論が続くだろう。」 現在の配列決定は主に、他のタイプの感染症診断間の不一致を解決するために使用されている、と同氏は指摘した。

「それでは、シーケンスベースの診断を使用すると何が起こるでしょうか? 不一致の解決と述語の比較には何が使用されるのでしょうか?」 ミラーは言った。 「規制当局は、シーケンスを比較するための参照標準として常に使用されてきた場合と比較してほしいことを私たちに伝える必要があります。それは刺激的ですが、新しいフロンティアです。」