R ESEARC H M O DEL S AN D S E R V I C E S

概要EAD（排気ダスト）PCR試験による新しい病原微生物の検出手法
状況

課題が特定の病原微生物に感染して精によるクリーン化または投薬治療が施された後、より厳用することについて、その有効性が疑問視されています 3。

認する必要があります。これにのバリア環境に収容されます。

生物医学研究では、実験動物いないことをモニタリングして確病原性微生物を排除する際、通常、実験動物は体外受密な生物学的管理下にある部屋単位あるいはケージ単位

しかし最近は、SBS を定期的なヘルスモニタリングに使マイクロアイソレーターケージへの切り替えは病原微生物の伝播を抑えるのに役立ちましたが、ヘルスモニタリングば、ある病原微生物がたとえ病

このようなマイクロアイソレーションケージシステムは、 にとっては不十分な環境を提供することになります。注目
マウスやラットなどの動物の維持と検疫に広く採用されて すべきなのは、実験動物から多くの病原微生物が廃床敷をない場合でも、実験における反アが、偶発的な病原微生物の拡散の排除および阻止に非は複数の理由があります。例え気を引き起こすことはめったに応を変えてしまったり、生物製剤を汚染してしまったりすることによって研究を妨げる可能性があります。さらに、常に最新のヘルスレポートを作成して共同研究機関との動物の移動を容易にするためにもモニタリングは必要です。また、さらなる例では、

IACUC などの機関および / または運営組織が定期的なモニタリングの実施を要求するケースが多くあります。

います。これらのシステムが提供するケージレベルのバリ介しておとり動物にうまく移らないことが度々あり、もしくは移ったとしても伝播に一貫性がないということです 4。さ常に効果的であることが証明されているからです 1。
ただし、 らに、マイクロアイソレーターケージ内での感染率が低下するほど、プールされた床敷内の病原微生物の量が動物100％侵入できないバリアというものはありません。
したがって、マイクロアイソレーション環境であっても、繁殖コロニーおよび研究コロニーならびに検疫中の輸入に感染するには不十分になるリスクが高くなります。

動物の SPF（Specific Pathogen Free）状況を確認するには、解決策実験動物（例：研究コロニーのげっ歯類）に対して、動Air Dust）による PCR 試験です。この手法は 20 年以上使定期的なヘルスモニタリング（HM）が必要です。しかし、SBS の代替手段となるのが、排気ダスト（EAD：Exhaust物を出血させるか安楽死させる必要がある従来の HM を実用されており、実験動物のコロニーにおいて病原微生物をこの代替策として代表的なのが、 廃床敷おとり動物

EAD は SBS と比較して有効性が高く、廃床敷では伝播が施することは、多くの場合、非現実的です。

（SBS：Soiled Bedding Sentinels）により間接的に動物をモ検出する手段として注目を集めています。研究によると、不十分な細菌を検出する一方で、費用効率が高く、3R2,3,5ニタリングすることです 。この手法では、おとり動物は実のミッションにも準拠しています。

らプールされた廃床敷を、おとり動物のケージに定期的に勢いを増している一方で、まだ改善の余地があります。

性病原微生物は、プールされた床敷に移り、次におとり動

チャールス・リバーはアレンタウン社と提携して、個別換る定期的なスクリーニング（例：病理、寄生虫、細菌、排気プレナム内の気流から捕捉された環境ダストから病原

2

験動物とは別のケージに収容され、実験動物のケージか供給します。時間の経過とともに、実験動物が持つ感染物に移ることが期待されています。したがって、SBS によ血清など）は、間接的ではありますが、実験動物の健康状態のモニタリングを提供してくれます。

しかしながら、標準的な EAD が、特に SBS と比較してEAD のポテンシャルを最大限に伸ばして最適化するために、気ケージラック（IVR：Individually Ventilated cage Rack）の微生物を検出する独自のシステムを開発して特許を取得しました 6。アレンタウン社が焦点を当てたのは、特殊な排E V E R Y S T E P O F T H E WAY
www.criver.com© 2021, Charles River Laboratories International, Inc.

気ダスト（EAD）収集用メディアを排気流内で適切な方向に保持する機器（デバイス）、およびチャールス・リバーによって開発された、排気流中に設置されたメディアから核酸を回収し、核酸検出技術を用いた分析で病原微生物を検出する手法でした。（図 1）。

qa

Sentinel EAD™

®

Sentinel EAD
Media Holder

PatentedCollection
Media

ExhaustPlenum

特許取得済みのセンチネル EAD 収集用メディアと特別に設計されたメディアホル
ダーは、縦型排気プレナムの上部に設置されます。

収集用メディアは、排気がその周りを旋回する時に微粒子を引き付けますが、フィルターのように「（気流への）抵抗」を与えることはありません。

EAD（排気ダスト）PCR試験による新しい病原微生物の検出手法

Sentinel2™
Sentinel2
CaptureDevicePatented
Collection
Media

ExhaustPlenumセンチネル 2 は、排気流内に配置されるものの排気プレナム内部には設置されない捕捉デバイスを採用する、代替システムです。代わりに、排気ブロワーもしくはプレナムの上部に取り付けられ、プレナムを開くことなく収集用メディア（こちらは 2 つの個別のメディア）の取り付け・取り外しが可能です。
収集用メディアは、排気がその周りを旋回する時に微粒子を引き付けますが、フィルターのように「（気流への）抵抗」を与えることはありません。

Figures 1 & 2 courtesy of Allentown, LLC Sentinel™ EAD®: US Patent 10,575,495 B2, Canadian Patent 2,987,625. Sentinel2™:
Patent Pending. Sentinel is a trademark of Allentown, LLC. EAD is a registered trademark of Charles River Laboratories, Inc.

特許の基礎となるデータは、2015 年の NAALAS で発表

微生物に感染していることが事前に判明している 8 匹の蟯虫などの病原微生物のサンプルが収集され、試験が行使用されました。表 1a から 1d に示すように、EAD は全般されました。この研究では、ウイルス、細菌、原虫、ダニ、ペットショップのマウス（1 ケージあたり 2 匹のマウス）がわれました。収集方法および試験方法は、おとりケージフィ的におとり動物よりも優れていることが証明されました。

む床敷おとり動物の試験、プレナムもしくは排気ホースのアレンタウン社の試験方法（19 項目）は、従来の試験方とアレンタウン社によって開発された新しい試験方法（インを合計した病原微生物で 15 項目）よりも病原微生物の検ルターの PCR 試験、血清・細菌・寄生虫および PCR を含スワブ PCR 試験（「古典的な」EAD）、チャールス・リバー
ライン集塵メディア PCR）が含まれていました。低い感染率の状況をシミュレートするために、20 項目の感染性病原askcharlesriver@criver.com • www.criver.com

なお、試験を行った EAD の中でも、チャールス・リバーと法（プレナムおよび排気ホースのそれぞれ 13 項目、両方出により高い効果を示しました 7。

結論

実験動物のコロニーの病原微生物を検出する効果的な手法として、廃床敷を用いたおとり動物による試験に対する信頼性が低下しつつあるなか、その代替手段は排気ダストによる試験であるのは明らかです。ただしデータが示すように、すべての EAD 試験が同じように開発されているわけではありません。従来のスワブ法は SBS よりは優れていますが、動物のコロニーの健康に悪影響を与える可能性のある病原微生物を見逃しています。このような見逃しに対応できるのが、チャールス・リバーとアレンタウン社によって実証された試験方法と機器（デバイス）の組み合わせです。

EAD ヘルスモニタリング試験方法のライセンス条項の詳細につきましては、LabServices@crl.com にお問い合わせください。

Results for Viruses: % Positive*
Agent

Sentinel

Sentinel Cage Filter

Exhaust Air Dust

Traditional

PCR

no Sent

w/ Sent

Hose Swabs

Plenum Swabs

Media

Adenovirus

0001001

Coronavirus

10041114104111Theilovirus

0012111Total % Positive

31.3%

6.3%

6.3%

68.8%

75.0%

75.05%

100.0%

Mouse
Parvoviruses

Table 1a. Results for Viruses.

Results for Bacteria: % Positive*
Agent

Sentinel

Sentinel Cage Filter

Exhaust Air Dust

Traditional

PCR

no Sent

w/ Sent

Hose Swabs

Plenum Swabs

Media

0000001

Helicobacter

N/A02

4111M. Pulmonis

0302111P. mirabilis

0023100P. multocida

00010010314111S. aureus

0000001

Total % Positive

0.0%

21.4%

17.9%

50.0%

57.1%

42.9%

85.7%

P.
pneumotropica

Table 1bEAD（排気ダスト）PCR試験による新しい病原微生物の検出手法

Results for Protoza: % Positive*
Agent

Sentinel

Sentinel Cage Filter

Exhaust Air Dust

Traditional

PCR

no Sent

w/ Sent

Hose Swabs

Plenum Swabs

Media

Cryptosporidium

0002

11

1

Entamoeba

2204111

Giardia

00010010002101

Tritrichomonas

0044111

Total % Positive

10.0%

10.0%

20.0%

65.0%

80.0%

60.0%

100.0%

Spironucleus
muris

Table 1c. Results for Protozoa.

Results for Mites and Pinworms: % Positive*
Agent

Sentinel

Sentinel Cage Filter

Exhaust Air Dust

Traditional

PCR

no Sent

w/ Sent

Hose Swabs

Plenum Swabs

Media

000

10

1

10

102111

Myocoptes

0000111Pinworms

000

4011Total % Positive

0.0%

6.3%

0.0%

43.8%

50.0%

100.0%

100.0%

Demodex
Myobia/Radfordia

Table 1b. Results for Mites and Pinworms.

askcharlesriver@criver.com • www.criver.com

文献1. Dillehay DL, Lehner ND, Huerkamp MJ. The effectiveness ofa microisolator cage system and sentinel mice for controllingand detecting MHV and Sendai virus infections. Lab Anim Sci.
1990;40(4):367-70. Epub 1990/07/01. PubMed PMID:2166862.
2. Luchins KR, Bowers CJ, Mailhiot D, Theriault BR, Langan GP.
Cost Comparison of Rodent Soiled Bedding Sentinel and Exhaust
Air Dust Health-Monitoring Programs. J Am Assoc Lab Anim
Sci. 2020;59(5):508-11. Epub 2020/06/28. doi:10.30802/
AALAS-JAALAS-20-000003. PubMed PMID: 32591028; PMCID:
PMC7479769.
3. Mailhiot D, Ostdiek AM, Luchins KR, Bowers CJ, Theriault BR,Langan GP. Comparing Mouse Health Monitoring Between
Soiled-bedding Sentinel and Exhaust Air Dust Surveillance
Programs. J Am Assoc Lab Anim Sci. 2020;59(1):58-66.
Epub 2019/12/22. doi: 10.30802/AALAS-JAALAS-19-000061.
PubMed PMID: 1862019; PMCID: PMC6978580.
4. Henderson KS, Perkins CL, Havens RB, Kelly MJ, Francis BC,Dole VS, Shek WR. Efficacy of direct detection of pathogens innaturally infected mice by using a high-density PCR array. J Am
Assoc Lab Anim Sci. 2013;52(6):763-72. Epub 2013/12/20.
PubMed PMID: 24351765; PMCID: PMC3838611.

askcharlesriver@criver.com • www.criver.com

5. Mahabir E, Durand S, Henderson KS, Hardy P. Comparisonof two prevalent individually ventilated caging systems
for detection of murine infectious agents via exhaust airparticles. Lab Anim. 2019;53(1):84-8. Epub 2018/07/18.
doi:10.1177/0023677218785929. PubMed PMID: 30012043.
6. Henderson KS, Coiro JM, Bilecki BM, Schupsky TP, inventors;
Charles River Laboratories International, Inc., assignee. UnitedStates Patent: 10954573 - Detection of infectious agents fromenvironmental air dust patent 10954573. March 23,2021.
7. Abstracts of Scientific Presentations: 2015 AALAS National
Meeting Phoenix, Arizona. Journal of the American Association
for Laboratory Animal Science : JAALAS. 2015;54(5):568-668.
Epub 2015/09/; PMCID: PMC4587627.