Prediction of tuberculosis transmission in Japan by use of genotypic data

• Project/Area Number: 18K09961
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 58010:Medical management and medical sociology-related
• Research Institution: 公益財団法人結核予防会 結核研究所
• Principal Investigator: Murase Yoshiro 公益財団法人結核予防会 結核研究所, 抗酸菌部 結核菌情報科, 科長 (80535998)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 結核 / 分子疫学 / ゲノム解析 / VNTR法 / 結核菌 / 遺伝子型別 / VNTR / 全ゲノム解析 / 感染伝播 / 感染制御 / 感染伝播様式 / 地理情報解析

Outline of Final Research Achievements

We analyzed the genotypic data on Mycobacterium tuberculosis strains collected throughout Japan and obtained the following two findings related to the tuberculosis transmission. (1) The VNTR methods used in Japan and other countries may falsely identify 52%-76% of strains as originate from recent transmission. (2) From the analysis of the location where genetically clonal tuberculosis strains isolated, half of the tuberculosis transmission occurred within 40 km and most within 200 km.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本邦における結核分子疫学調査では、当該自治体内で発生した症例を主な調査対象としていることから、隣接自治体にまたがる結核感染伝播を検出できない可能性がある。また、結核菌遺伝子型別法として用いられているVNTR法に基づく菌の異同判定では、不十分な菌株識別能を背景に疫学的関連性の無い株を誤って同一の株と判定する可能性が指摘されている。これらの問題点を検証するため、日本全国から収集された結核菌とその付随情報を分析し、広域的にゲノム分子疫学調査を実施することの有用性を示した。これらの知見は将来の導入が期待される結核菌ゲノム分子疫学調査の基礎情報となり、結核対策の高精度化に活用される。

Research Products

• [Journal Article] A novel DNA chromatography method to discriminate Mycobacterium abscessus subspecies and macrolide susceptibility (2021)
  • Author(s): Yoshida Mitsunori、Sano Sotaro、Chien Jung-Yien、Fukano Hanako、Suzuki Masato、Asakura Takanori、Morimoto Kozo、Murase Yoshiro、Miyamoto Shigehiko、Kurashima Atsuyuki、Hasegawa Naoki、Hsueh Po-Ren、Mitarai Satoshi、Ato Manabu、Hoshino Yoshihiko
  • Journal Title: EBioMedicine Volume: 64 Pages: 103187-103187
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2020.103187
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 特集 ゲノム革命-予防･医療のイノベーション ゲノム革命がもたらす結核対策の将来展望 (2020)
  • Author(s): 村瀬 良朗、御手洗 聡
  • Journal Title: 公衆衛生 Volume: 84 Issue: 4 Pages: 256-261
  • DOI: 10.11477/mf.1401209367
  • ISSN: 0368-5187, 1882-1170
  • Year and Date: 2020-04-15
• [Journal Article] Myeloperoxidase anti-neutrophil cytoplasmic antibody-associated vasculitis with a unique imaging presentation of organizing pneumonia: A case report (2020)
  • Author(s): Takada Kazufumi、Miyamoto Atsushi、Nakahama Hiroshi、Moriguchi Shuhei、Takahashi Yui、Ogawa Kazumasa、Murase Kyoko、Hanada Shigeo、Morokawa Nasa、Kurosaki Atsuko、Fujii Takeshi、Hasegawa Eiko、Takaya Hisashi、Takai Daiya
  • Journal Title: Respiratory Medicine Case Reports Volume: 31 Pages: 101294-101294
  • DOI: 10.1016/j.rmcr.2020.101294
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mycobacterium Shinjukuense Pulmonary Disease Progressed to Pleuritis after Iatrogenic Pneumothorax: A Case Report (2020)
  • Author(s): Taoka Takashige、Shinohara Tsutomu、Hatakeyama Nobuo、Iwamura Sachiko、Murase Yoshiro、Mitarai Satoshi、Ogushi Fumitaka
  • Journal Title: Journal of Clinical Tuberculosis and Other Mycobacterial Diseases Volume: 19 Pages: 100160-100160
  • DOI: 10.1016/j.jctube.2020.100160
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A case of Mycobacterium tuberculosis laboratory cross-contamination (2019)
  • Author(s): Takeda Keita、Murase Yoshiro、Kawashima Masahiro、Suzukawa Maho、Suzuki Junko、Yamane Akira、Igarashi Yuriko、Chikamatsu Kinuyo、Morishige Yuta、Aono Akio、Yamada Hiroyuki、Takaki Akiko、Tamura Atsuhisa、Nagai Hideaki、Matsui Hirotoshi、Tohma Shigeto、Mitarai Satoshi
  • Journal Title: Journal of Infection and Chemotherapy Volume: 25 Issue: 8 Pages: 610-614
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2019.03.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mycobacterium tuberculosis whole genome sequencing provides insights into the Manila strain and drug-resistance mutations in the Philippines (2019)
  • Author(s): Phelan Jody E.、Lim Dodge R.、Mitarai Satoshi、de Sessions Paola Florez、Tujan Ma. Angelica A.、Reyes Lorenzo T.、Medado Inez Andrea P.、Palparan Alma G.、Naim Ahmad Nazri Mohamed、Jie Song、Segubre-Mercado Edelwisa、Simoes Beatriz、Campino Susana、Hafalla Julius C.、Murase Yoshiro、et.al.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Issue: 1 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1038/s41598-019-45566-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mycobacterium abscessus ssp. abscessus infection progressing to empyema from vertebral osteomyelitis in an immunocompetent patient without pulmonary disease: a case report (2019)
  • Author(s): Kadota Naoki、Shinohara Tsutomu、Hino Hiroyuki、Goda Yuichiro、Murase Yoshiro、Mitarai Satoshi、Ogushi Fumitaka
  • Journal Title: BMC Pulmonary Medicine Volume: 19 Issue: 1 Pages: 1-5
  • DOI: 10.1186/s12890-019-0860-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Transmission of tuberculosis and predictors of large clusters within three years in an urban setting in Tokyo, Japan: a population-based molecular epidemiological study (2019)
  • Author(s): Izumi Kiyohiko、Murase Yoshiro、Uchimura Kazuhiro、Kaebeta Aya、Ishihara Keiko、Kaguraoka Sumi、Takii Takemasa、Ohkado Akihiro
  • Journal Title: BMJ Open Volume: 9 Issue: 5 Pages: e029295-e029295
  • DOI: 10.1136/bmjopen-2019-029295
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Overcoming the pitfalls of automatic interpretation of whole genome sequencing data by online tools for the prediction of pyrazinamide resistance in Mycobacterium tuberculosis (2019)
  • Author(s): Iwamoto Tomotada、Murase Yoshiro、Yoshida Shiomi、Aono Akio、Kuroda Makoto、Sekizuka Tsuyoshi、Yamashita Akifumi、Kato Kengo、Takii Takemasa、Arikawa Kentaro、Kato Seiya、Mitarai Satoshi
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 14 Issue: 2 Pages: e0212798-e0212798
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0212798
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Outbreak of Tuberculosis in Cynomolgus Monkeys (<i>Macaca fascicularis</i>) Imported to Japan (2018)
  • Author(s): 大江 紗希, 岡村 直美, 阿久澤 義徳, 近松 絹代, 山田 博之, 村瀬 良朗, 御手洗 聡
  • Journal Title: Journal of the Japan Veterinary Medical Association Volume: 71 Issue: 7 Pages: 369-375
  • DOI: 10.12935/jvma.71.369
  • NAID: 130007437356
  • ISSN: 0446-6454, 2186-0211
  • Year and Date: 2018-07-20
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] First case of sexually transmitted asymptomatic female genital tuberculosis from spousal epididymal tuberculosis diagnosed by active screening (2018)
  • Author(s): Kimura Muneyoshi、Araoka Hideki、Baba Hiromi、Okada Chikako、Murase Yoshiro、Takaki Akiko、Mitarai Satoshi、Yoneyama Akiko
  • Journal Title: International Journal of Infectious Diseases Volume: 73 Pages: 60-62
  • DOI: 10.1016/j.ijid.2018.05.021
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A simplified pyrazinamidase test for pyrazinamide drug susceptibility in Mycobacterium tuberculosis (2018)
  • Author(s): Aono Akio、Chikamatsu Kinuyo、Yamada Hiroyuki、Igarashi Yuriko、Murase Yoshiro、Takaki Akiko、Mitarai Satoshi
  • Journal Title: Journal of Microbiological Methods Volume: 154 Pages: 52-54
  • DOI: 10.1016/j.mimet.2018.09.018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 家族内再感染により肺結核を発病したと考えられる姉妹例の検討 (2018)
  • Author(s): 桑原 直太, 大西 司, 楠本 壮二郎, 岸野 康成, 鈴木 慎太郎, 村瀬 良朗, 御手洗 聡, 相良 博典
  • Journal Title: 結核 Volume: 93 Pages: 463-467
  • NAID: 40021638694
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 結核感染伝播の数理的可視化とゲノム分子疫学調査の有用性評価 (2020)
  • Author(s): 村瀬良朗、森重雄太、青野昭男、近松絹代、山田博之、五十嵐ゆり子、高木明子、御手洗聡
  • Organizer: 第95回日本結核・非結核性抗酸菌症学会総会
• [Presentation] 本邦における結核菌遺伝子型別検査の外部精度評価成績 (2014-2019) (2020)
  • Author(s): 村瀬 良朗, 細谷 真紀子, 下村 佳子, 森重 雄太, 近松 絹代, 青野 昭男, 五十嵐 ゆり子, 山田 博之, 高木 明子, 御手洗 聡
  • Organizer: 第32回日本臨床微生物学会総会・学術集会
• [Presentation] 川崎市で分離した結核菌の分子疫学解析について (2020)
  • Author(s): 小嶋 由香, 淀谷 雄亮, 原 俊吉, 本間 幸子, 杉田 光男, 湯澤 栄子, 菊池 眸, 関根 由貴, 小泉 祐子, 森重 雄太, 村瀬 良朗, 下村 佳子, 細谷 真紀子, 御手洗 聡, 岡部 信彦
  • Organizer: 第32回日本臨床微生物学会総会・学術集会
• [Presentation] 広域的な結核菌ゲノム分子疫学調査の有用性評価に関する研究 (2019)
  • Author(s): 村瀬 良朗 , 森重 雄太 , 青野 昭男 , 近松 絹代 , 山田 博之 , 五十嵐 ゆり子 , 高木 明子 , 御手洗 聡
  • Organizer: 日本結核病学会総会
• [Presentation] 一般検査室での全ゲノム解析を見据えた抗酸菌ゲノムDNA精製法の評価 (2019)
  • Author(s): 下村 佳子 , 村瀬 良朗 , 森重 雄太 , 近松 絹代 , 青野 昭男 , 五十嵐 ゆり子 , 山田 博之 , 高木 明子 , 御手洗 聡
  • Organizer: 日本臨床微生物学会総会
• [Presentation] 結核感染伝播の数理的可視化とゲノム分子疫学調査の有用性評価 (2019)
  • Author(s): 村瀬 良朗
  • Organizer: 衛生微生物技術協議会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 結核菌VNTR情報を用いた広域比較の必要性について (2018)
  • Author(s): 村瀬良朗, 泉清彦, 大角晃弘, 青野昭男, 近松絹代, 山田博之, 五十嵐ゆり子, 高木明子, 御手洗聡
  • Organizer: 第93回日本結核病学会総会
• [Presentation] Prediction of active local transmission of Mycobacterium tuberculosis by VNTR genotyping methods inJapan with high prevalence of Beijing lineage. (2018)
  • Author(s): Y. Murase, K. Izumi, A. Ohkado, A. Aono, K. Chikamatsu, H. Yamada, Y. Igarashi, A. Takaki, S. Mitarai
  • Organizer: European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases (ECCMID)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 社会ネットワーク分析を用いた結核菌伝播状況の検討 (2018)
  • Author(s): 泉 清彦, 河津 里沙, 村瀬 良朗, 内村 和広, 大角 晃弘
  • Organizer: 第92回日本感染症学会学術講演会
• [Presentation] 結核菌遺伝子型別クラスタにおける初期患者の特徴に基づく大規模感染の危険因子 (2018)
  • Author(s): 泉 清彦, 大角 晃弘, 内村 和広, 村瀬 良朗, 瀧井 猛将, 森重 雄太, カエベタ 亜矢, 神楽岡 澄, 石原 恵子
  • Organizer: 第93回日本結核病学会総会