【研究分野】感染症内科学

【研究領域課題番号】17K10029 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノポアシーケンサー / MinION / 微生物叢 / 非結核性抗酸菌 / 核酸精製 / ストレプトコッカス / 下気道細菌叢 / ナノポア型シーケンサー / 多剤耐性結核 / 感染症 / 微生物

【研究成果の概要】

本研究では、肺の微小環境におけるさまざまな病原体について、網羅的かつ定量的に検出する技術の開発を目指し実施した。そのため、これまでの培養法に基づく手法ではなく、採取した臨床検体からすべてのDNAを抽出・精製したのち、ナノポアシーケンス技術を活用した。この方法では、得られたゲノムデータのコンピュータ解析することで、さまざまな病原体とその存在比率が解明できるメリットがあるが、多彩な性質をもつ病原体について、定量性を維持したDNA抽出・精製ができるかどうかが本研究成果の鍵となる。本研究では、肺の微小環境に存在する菌の性状を検証し、ナノポアシーケンスによる網羅的な病原体解析法を確立した。

【研究の社会的意義】

本研究の成果は、国内で増加する非結核性抗酸菌症の診断と病態解明に活用できる検査法の確立にとどまらず、さまざまな感染症診断に展開できる新しい微生物同定技術へと発展できる可能性がある。この成果により、これまで診断が困難であった病原微生物の感染を同定することができ、実際の治療に役立つ可能性があるほか、下気道における微生物の病態への関与を解析できるツールとなりうることに意義がある。さらに、抗菌薬の感受性についても網羅的に検出することが可能となり、国内における薬剤耐性対策に寄与する可能性があるといえる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】寄生虫学(含衛生動物学)

【研究領域課題番号】15H05272 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

感染症 / ゲノム / 次世代シーケンサー / 網羅的診断 / 感染症迅速診断 / ナノポアシーケンサー / 非特異的病原体検出 / メタゲノム / MinION / diagnosis-by-sequencing / ウイルス / 原虫 / マラリア / デングウイルス / 迅速診断 / 遺伝子型

【研究成果の概要】

本研究課題では、１）小型迅速次世代シーケンサーMinIONを、核酸等温増幅系である２）Loop-mediated Isothermal Amplification（LAMP）法、あるいは３）非特異的multiple displacement amplification (MDA)法と組み合わせることで、病原体ゲノム配列に基づいた感染症迅速診断系の開発を試みた。本系は、シーケンサーやサンプル処理に関わるシステム一式の持ち運びが容易であることを特徴とするため、研究室において基本的な系を確立した後、インドネシアをはじめとした種々の感染症の流行地に赴き、現場でも実施可能であることを確認した。

【研究の社会的意義】

MinIONは小型迅速であるだけでなく省電力でもあり、ノートPCのUSBから電力の供給が可能である。そこで、今回開発した乾燥LAMP法あるいはMDA法を応用した非特異的検体処理法と組み合わせることで、遺伝子解析システム一式のポータビリティーと汎用性が革新的に向上することが予想される（"どこでも・なんでもシーケンス"の実現）。これら特徴を病原体の一次診断に用いることで、途上国において遺伝子型判定に基づく先進医療の提供が可能になるだけでなく、日本を含む先進国においても感染症の国境を越えた移動とそのアウトブレイクに対する対策を提供できる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)