感染症や化学・生物・放射線・核（CBRN）の脅威に関連する医療対策（MCM）の研究*と開発はユニークであり、データの取得と分析のプロセス全体を通じて特定のソリューションを必要とします。
CBRNの脅威を研究する場合、薬剤そのものの影響だけでなく、治療対抗策の潜在的な効果を理解することも重要です。
生理学的変化の評価には、体温（発熱の開始と回復）、呼吸（呼吸数、潮容積）、心血管系（心拍数、平均血圧）、神経学的エンドポイント（発作、睡眠状態）などの生理学的パラメータやバイオマーカーの評価が含まれることが多いです。
*FDA U.S. Food & Drug Administration “What are Medical Countermeasures?” February 05, 2018.
emka TECHNOLOGIES社の前臨床ソリューションは、COVID-19やその他の感染症の発症モデルに積極的に使用されています。自動発熱検出やリアルタイムアラームなどの機能により、研究者は現在進行中のSARS-CoV-2研究の自然史研究、介入トリガー研究、薬効研究を実施するのに十分な設備が整っています。
Lovelace Biomedical Research InstituteのBrent Barre氏は、現在、複数のSARS-CoV-2研究に取り組んでおり、テレメトリーとプレチスモグラフィーを使って、様々な動物モデルの発熱と呼吸器系の転帰に関する体温を調べていることをインタビューで説明しています。
感染症対策研究
感染症対策研究とは、感染症の発生、拡散、予防、治療に関する研究活動を指します。この分野の研究は、多くの異なる科学的および医療的分野を包括し、以下のような主要な目的を持っています。
感染症の原因とメカニズムの解明
病原体（ウイルス、細菌、寄生虫、真菌など）の特定とその生物学的特性の理解。
病原体が人体や他の宿主に感染し、病気を引き起こすメカニズムの研究。
感染症の診断
より迅速で正確な診断方法の開発。
新しい診断技術（PCR検査、抗原検査など）の研究と改良。
予防策の開発
ワクチンの研究と開発。
予防接種プログラムの効果の評価。
公衆 衛生対策（衛生教育、隔離措置など）の効果の研究。
治療法の研究
新しい抗生物質や抗ウイルス薬の開発。
既存の治療法の効果と安全性の評価。
免疫療法やその他の新しい治療アプローチの研究。
流行病学と感染症の拡散予測
感染症の発生と拡散のパターンを研究する流行病学的研究。
感染症の拡散を予測し、対策を講じるためのモデル作成。
公衆衛生政策の策定
政府や国際機関に対する科学的根拠に基づく助言。
公衆衛生政策の評価と改善。
社会的・経済的影響の研究
感染症が社会や経済に与える影響の研究。
感染症対策が社会に与える影響の評価。
感染症対策研究は、医学、生物学、公衆衛生、社会科学、工学など多岐にわたる分野が協力して行うものであり、グローバルな公衆衛生の改善に不可欠な役割を果たしています。特に新興感染症や再興感染症に対する対応のためには、継続的な研究と技術革新が求められます。
感染症対策研究のアプリケーション例
感染症対策研究のアプリケーションは多岐にわたります。以下はその具体的な例です。
COVID-19ワクチンの開発
SARS-CoV-2に対するmRNAワクチンの開発と承認。
ワクチンの効果と安全性を評価する臨床試験の実施。
抗ウイルス薬の開発と使用
COVID-19治療のための抗ウイルス薬の研究と使用。
HIV治療薬の開発と普及。
感染症の迅速診断技術の開発
インフルエンザ、HIV、COVID-19などの迅速診断キットの開発。
PCR検査や抗原検査の普及と技術改良。
感染症の予防と制御
結核やマラリアの予防プログラムの実施。
蚊の媒介する病気対策としての蚊取り線香や殺虫剤散布の実施。
新興感染症の研究
新しいウイルスや細菌の特定とその研究。
新興感染症に対する迅速な対応策の開発。
動物由来感染症の研究
狂犬病、鳥インフルエンザ、SARSなどの動物由来感染症の研究と対策。
動物と人間の間で感染症がどのように伝播するかの研究。
これらのアプリケーションは、感染症対策研究が人類の健康と安全を守るためにどれほど重要であるかを示しています。また、これらの取り組みは多くの専門家や機関が協力し、科学的知見を基に行われています。
関連製品
emka TECHNOLOGIES社のeasyTEL+およびrodentPACKデジタル遠隔測定システムは、行動試験中に、小動物から大動物まで、様々な生理学的エンドポイントのワイヤレス記録を提供します。これらのシステムは同じ収集ハードウェアを使用するため、研究間のニーズの変化に対応するためのシームレスで手頃な価格での移行が可能です。
各システムのユニークな特徴、サンプルシステム設計、関連論文の詳細は以下のとおりです。
easyTEL
非侵襲的または埋め込み型遠隔測定
テレメトリーは、乱れのない被験体から、ワイヤレスで、自動化された、連続的な生理学的測定を取得するための研究の世界におけるゴールドスタンダードとなっています。実際、どのような信号（心電図、血圧、体温など）を取得するにせよ、遠隔測定は、被験体との間のストレスの多い相互作用を最小限に抑え、より自然な条件を可能にします。
David G Dawsonらによって説明されているように、"感染症研究の分野にバイオテレメトリーを取り入れることで、病原に対する新たな洞察が得られ、動物モデルの有用性を向上させるのに役立っており、同時に動物福祉の向上にもつながっています"。
研究のニーズに応じて、emka TECHNOLOGIES社は、様々な大きさの被験者から複数の生理学的エンドポイントを取得するための埋め込み型または非侵襲型ワイヤレステレメトリーシステムを提供しています。さらに、非侵襲性システムは、手術に伴う時間と費用を節約します。
体温と自動発熱検出
哺乳類で最も古い病気の臨床指標の1つである体温は、特に急性の発熱が最初の症状の1つである感染症にとって、モニターすることが重要なパラメータです。
easyTEL埋め込み型テレメトリーシステムは、シリアンハムスター、ラット、フェレット、ブタ、犬、霊長類などの小動物から大動物（80g～10kg以上）まで、体温と活動量をリアルタイムでモニターし、捕捉します。体温と活動量は、げっ歯類では最大150日間、大型動物では最大285日間連続記録されます。
発熱または低体温が検出された場合、ソフトウェアはあらかじめ設定された技術者またはディレクターのリスト（治療または動物福祉の安楽死基準用）に自動電子メールを送信し、モニタリング画面に点滅警告を表示し、モニタリングコンピュータでサウンドアラームを作動させることができます。解析は、ベースライン記録期間から導き出される概日リズムで見られる体温の予想される変動を考慮に入れます。
IOX2収集ソフトウェアでは、現在の体温がユーザー定義の閾値を上回るか下回ると、発熱または低体温の発症が検出されます。閾値は、標準偏差または生の体温値を基準として使用することができます。
このリアルタイムアナライザは体温信号で使用されることが多いですが、他の生理学的信号で使用して変化を監視し、警告を発することもできます。
emkaPACK
心血管エンドポイントと分析
emka TECHNOLOGIES社の埋め込み型テレメトリーシステムは、様々な大きさの、意識のある、自由に動く被験者から、希望する生理学的データ（心電図、動脈血圧など）を送信することができます。コンパクトなシステムは、数週間から数ヶ月の継続的なデータ収集が可能です。これらのシステムは柔軟性があり、最大32人の被験者をグループ化し、埋め込み後にトランスミッターを再設定することができます（サンプリング・レート、分解能、ゲイン）。
emkaPACK5システムは、大動物の非侵襲的研究のために、動物が着用するジャケットに収納されたトランスミッタでECG、活動などを収集することができます。血圧は、オシロメトリックカフ（非侵襲性）、血管アクセスポート、またはeasyTEL+インプラントを使用して取得できます。
詳細な心血管系分析はecgAUTOソフトウェアで実行されます。先駆的な形状認識技術を使用して、ecgAUTOはあらゆる種およびリードからの正常または異常なECG形態を解析し、以下のデータを提供することができます。
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間隔（RR、QRS、QT）、振幅、信号上昇などのビート単位の計算。
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あらゆるタイプの皮膚、皮下、または心臓内リードからのシングルまたはマルチリード解析
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リード間およびマルチリード処理
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自動マルチファイル解析
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定義済み/カスタマイズ可能なQTc公式
心拍変動（HRV）、不整脈、伝導異常検出、孤立性P波検出などの特定の解析用に、さまざまな目的別モジュールを追加することができます。
吸入と呼吸器の評価
呼吸器系はCBRN薬剤の影響を受けることが多いです。テレメトリー、プレチスモグラフィー、暴露システムは現在、 医療対策研究やその他多くの用途で使用されています。
大型動物
emkaPACK5非侵襲的テレメトリーでは、1つまたは2つのRIPバンド（呼吸インダクタンスプレチスモグラフィバンド）を使用して、頻度、潮容積、および分量の変化を評価します。さらに、2つのRIPバンドを使用することで、位相角、腹部と胸部の非同期の評価、気管支収縮の代用などの追加測定が可能です。
このモジュラー・システムは、現在BSL-3ラボで使用されており、オプションのエンドポイントとして、体温、心電図、血圧、活動を提供する。ecgAUTOとその統合モジュールは、肺、心血管系、および神経学的解析のニーズに対応する単一プラットフォームとして機能します。
げっ歯類
全身プレチスモグラフィは、意識のある被験者の呼吸パターンを連続的かつ非侵襲的に評価できます。呼吸数、推定呼気量、および分時換気量の測定により、ヴェシカントによる肺損傷に対する被験者の意識的反応に関する貴重な知見が得られます。
flexiVentは、揮発性物質による肺損傷（塩素、サリン、マスタードなど）に焦点を当てた幅広いアプリケーションに使用されています。中心気道と末梢気道の測定が可能で、投与量の推定と自動化された用量反応機能を備えているため、曝露の進行を通じて炎症反応と肺損傷の進展に関する新しい知見が得られます。
inExposeは、コンパクトでカスタマイズ可能な吸入暴露システムであり、動物を試験雰囲気に暴露する再現可能な方法を提供し、適切で実用的な動物モデルを作成します。空気流量とエアロゾル発生装置を制御することにより、標的エアロゾル送達のために特別に設計されています。inExposeは、鼻専用タワーで摂取を最小限に抑え、全身チャンバー でストレスを最小限に抑えることができるため、典型的な吸入パラメーターを超える実験条件の制御が可能であり、治療薬のためのユニークな試験環境を提供します。
発作の検出
化学兵器のような毒性物質は、さまざまな分子機構や経路を通じて発作を引き起こす可能性があります。Jeffreyら1.の研究に示されているように、VX剤やサリンなどの毒性剤に暴露された動物の脳波活動をモニターすることは、これらの毒物の神経生物学的影響を説明するのに役立ちます。
埋め込み型遠隔測定
emka TECHNOLOGIES社の埋め込み型テレメトリーシステムは、さまざまな動物種に対応できるようにさまざまなサイズがあり、最大4つのEEGまたはEMGを数週間から数ヵ月にわたって収集することができます。これらのインプラントは単回使用で価格設定されており、摘出や洗浄の時間と手間を省くことができます。
ラットの場合、rodentPACKヘッドマウントシステムは、高品質でノイズのないEEG収集のための興味深い選択肢を提供します。この費用対効果の高いシステムは、コホート間でトランスミッターを再利用でき、小動物から最大4つのEEGまたはEMGを取得するのに理想的です。
非侵襲的テレメトリー
大型動物の場合、非侵襲性emkaPACK5システムをeasyTEL+インプラントと組み合わせて使用することで、神経学的エンドポイント、中核体温、動脈血圧などを測定することができます。
発作分析
EEG+解析モジュールは、行動検証のための時間同期ビデオによるEEG形態の解析を可能にします。EEG信号から、発作検出モジュールは、複数のユーザー調整基準と論理モードを組み合わせて、発作を自動的に検出します。
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検出された発作はすべて表に記録
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無効な発作は削除可能
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未検出の発作を作成
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有効な発作はテキストファイルまたはxlsファイルにエクスポート可能
さらに視覚化するためにFFTパワースペクトルまたはヒートマップ/スペクトログラムを生成することができます。
論文
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Mark R. Perry et al. A novel sulfur mustard (HD) vapor inhalation exposure model of pulmonary toxicity for the efficacy evaluation of candidate medical countermeasures. Inhalation Toxicology Vol 0, No 0 (2021)
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McGraw, M. D. et al. Bronchiolitis obliterans and pulmonary fibrosis after sulfur mustard inhalation in rats – American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology, 58(6), pp. 696–705. 2018.
emka TECHNOLOGIES社は、1992年にフランスで設立され、当初は、アイソレーテッドオーガンバスやランゲンドルフ灌流装置を開発、製造しており、2000年には非侵襲性のテレメトリーをリリース、2014年には、SCIREQ社（カナダ）をグループに入れることにより、呼吸器研究用機器を製品ポートフォリオに加え、幅広い分野の機器を、世界の研究者の方々に提供しています。
オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店です。日本では唯一emka TECHNOLOGIES社と取引できる窓口となっております。日本国内で展開される様々な研究プロジェクトを支え、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速で専門的なサポートを提供しています。
主な製品
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マウス・ラット用テレメトリー
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ジャケットテレメトリー
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オーガンバス
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ランゲンドルフ
主な製品
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マウス・ラット肺機能測定装置
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マウス・ラット呼吸測定装置
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吸入暴露装置
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細胞暴露装置
