#おまけ-下水道COVID-19検知をChatGPTと議論してみた。
以前のNelson先生の議論・片山先生とのヒアリングから下水道からのCOVID-19検知についてのビジネス化についてChat GPTと議論してみました。このツールは大変便利ですが、鵜呑みにするのではなくそこから自分の考えを足すのが大事だと実感しています。(今回のも自分の意見を入れることを意識しました。)文章が不自然かつ長いので要旨だけ知りたい人は最初だけ読んでください。
<要旨>
下水には、感染者の糞便中に含まれるウイルスが含まれています。下水からのサンプリングにより、その地域のCOVID-19感染状況を推定することが取り組まれています。この方法の優位性はPCR検査に比べて大規模な感染調査が安価で可能なことです。ビジネスとして考える場合公共機関や医療機関が顧客となり市場規模は数十億ドルと考えられます。
技術的な課題として下水の採取をいかにスケールアップさせるか、測定のロジをどう組み立てるか、必要な設備投資と専門家(下水疫学・データサイエンティスト)をどう調達するかが今後の課題になりそうです。測定精度を上げることとコストをさげ大規模化することをいかに両立するか、顧客や利用シーンをいかに想定するかというのが成功の鍵となると考えました。
＜下水からCOVID-19の感染状況を確認する方法の概要＞
COVID-19の感染状況を下水から調査する研究は、世界中で行われています。下水には、感染者の糞便中に含まれるウイルスが含まれるため、下水からのサンプリングにより、その地域のCOVID-19感染状況を推定することができます。
この方法は、感染症の感染状況を調査するための費用効果の高い手段であり、疫学調査において有用であることが示されています。また、下水からのサンプリングにより、感染者数や感染率などのデータを収集することができ、公衆衛生当局が感染拡大の状況を追跡するために活用されています。
具体的な研究としては、イタリアやスペイン、オランダ、オーストラリア、アメリカなどの国々で下水からCOVID-19の感染状況を調査する研究が行われています。これらの研究により、下水から得られたデータが、COVID-19の感染拡大を追跡する上で有用な情報源であることが示されています。
下水からCOVID-19を検出する手順は以下の通りです：
下水の採取：下水管からサンプルを採取します。サンプルの量は、下水管の大きさと流量に応じて異なります。一般的に、サンプルは1リットル以上が推奨されます。
濃縮：採取したサンプルから、ウイルスを濃縮する必要があります。これには、濾過や沈降、遠心分離、粘着フィルターなどの方法があります。
RNA抽出：ウイルスを含むサンプルから、RNAを抽出します。これには、商業的に入手可能なRNA抽出キットを使用することができます。
RT-PCR検査：抽出したRNAをリバーストランスクリプターやPCR（ポリメラーゼ連鎖反応）といった方法を用いて増幅し、COVID-19の遺伝子を検出します。
<市場規模とコスト>
下水からCOVID-19の感染状況を確認する方法をビジネスとした場合、どのくらいの市場規模があると考えられますか？
また、どのような顧客がいて単価はどのくらいになると考えられますか？
下水からCOVID-19の感染状況を調査するビジネスの市場規模は、国や地域によって異なりますが、世界的には数十億ドル規模になると考えられます。
このビジネスの主要な顧客は、公共機関や政府機関、病院や医療機関、大学や研究機関、そして民間企業などが含まれると考えられます。これらの顧客は、感染症管理や公衆衛生に関連する様々な目的のために、下水からCOVID-19の感染状況を調査するサービスを必要としています。
単価は、サンプルの採取や分析にかかるコスト、調査の規模といった値に左右されると考えられます。精度を上げようとすればするほど、原価のコストが上がってしまい一人一人PCR検査したすることとコストパフォーマンスが変わらなくなっていくことが課題であると考えられます。
<顧客>
日本で下水からCOVID-19の感染状況を確認するビジネスを展開する場合、以下のような顧客の需要が高いと考えられます。
公共機関や政府機関：都道府県や市区町村の保健所や環境衛生課、厚生労働省などが含まれます。公共機関や政府機関は、地域のCOVID-19感染状況を把握し、感染拡大の防止に努めるために、調査を必要とする場合があります。
病院や医療機関：病院や医療機関は、COVID-19感染症の患者数や感染状況を把握し、感染拡大を予防するために調査を必要とする場合があります。
大学や研究機関：COVID-19感染症の疫学的な研究や、感染状況の監視、新型コロナウイルスの変異株の発見などのために調査を必要とする場合があります。
企業：従業員の感染状況を把握し、職場での感染拡大を防止するために、調査を必要とする場合があります。
4の企業について感染者が多く出てしまうと被害総額が大きくなる業界がどこか？というのが知恵の出しどころのような気がします。
<この技術の優位性とは>
下水からCOVID-19の感染状況を確認することによるメリットには、以下のようなものがあります。
大規模なサンプルの収集が可能: 個別にPCR検査を行う場合、検査対象者の制限や検査コストの問題がありますが、下水からサンプルを収集することにより、大規模なサンプルを収集することができます。たとえば、一日あたりの下水の流量を測定することで、その地域の人口数や感染状況を把握することができます。
早期発見や感染拡大予測が可能: 下水からサンプルを収集することにより、感染者が検査を受けていない場合でも、COVID-19の存在を検出することができます。また、下水サンプルの分析により、感染拡大の予測が可能になり、早期に対策を取ることができます。例えば、下水サンプルから新たな変異株の発見ができるため、その地域での感染拡大のリスクを事前に予測することができます。
費用対効果が高い: 個別にPCR検査を行う場合、コストや検査時間がかかることがありますが、下水からのサンプル収集による分析は、個別にPCR検査を行うよりも費用対効果が高くなります。また、下水サンプルの分析により、感染状況を把握することができるため、必要な場所や人を絞り込んで検査を行うことができます。
以上のように、下水からCOVID-19の感染状況を確認することには、大きなメリットがあることがわかります。しかし、精度やサンプルの収集方法、分析技術の向上が必要でありPCR検査とは明確な差別化が必要です。
<業務上の課題>
下水からCOVID-19の調査をするビジネスを始めた場合、現状では以下のような課題が存在する可能性があります。
分析技術の向上が必要: 下水からのサンプルには、非常に多くの微生物が含まれており、COVID-19ウイルスを検出するためには、高度な分析技術が必要となります。現在の技術では、感度や特異性に課題が残っているため、より正確な検査方法の開発が求められています。
サンプルの収集方法の確立が必要: 下水からのサンプル収集は、正確な分析のために非常に重要です。しかし、現在のサンプル収集方法には、標準化された方法が存在していないため、比較性や再現性が保証されていません。より信頼性の高いサンプル収集方法の確立が必要とされています。
個人情報の保護が必要: 下水からのサンプルを用いたCOVID-19の感染状況の調査は、個人のプライバシーや匿名性に関する問題が発生する可能性があります。特に、下水からのサンプルは、地域の広範囲にわたる人々の情報を集めることができるため、個人情報の保護が重要な課題となっています。
検査結果の正確性の問題: 下水からのサンプルには、様々な原因でウイルスが検出される場合があり、COVID-19ウイルスのみを正確に検出することが難しい場合があります。また、下水からのサンプルは、特定の場所や時間帯での感染状況を示すものであるため、個別の検査と併用することが望ましい場合があります。
前回の連載の片山先生のお話しをお伺いした限りは、この中で最も問題になりそうなのは、2であると考えられます。精度というよりもスケールアップして調査の対象を増やすことで原価を下げて顧客を増やすという戦略を立てる必要があると考えられます。
ここで課題について掘り下げると以下のようになります。
大規模向けに実施する場合、以下のような困難が生じる可能性があります：
サンプル採取の困難：大都市の下水道は複雑で広大なため、サンプルの採取が困難になることがあります。
リソース不足：大量のサンプルの処理には多くのリソースが必要であり、PCRテストキット、RNA抽出キット、専門家の人材、試薬などが必要になります。
精度：大量のサンプルの処理は、検出の精度を低下させる可能性があります。特に、濃縮やRNA抽出のプロトコルによって、ウイルスの回収率が異なることがあります。
データの解釈：大量のデータを処理する場合、データ解釈の課題が生じる可能性があります。したがって、十分なデータ解釈のためにデータの適切な分類と管理が必要です。
この部分の1.2.4の課題は、データサイエンティスト・適切なロジの設定・リソースについての研究投資とCTO人材が必要になると考えられます。
以上、長くなってしまいましたがありがとうございました。
今後も5テーマくらいにわたってこのように深掘りができればと思います。