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Uncovering transmission of tuberculosis based on spatial molecular epidemiology with person flow data

Research Project

Project/Area Number 20H03932
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
Research InstitutionOsaka Metropolitan University (2022)
Osaka City University (2020-2021)

Principal Investigator

WADA Takayuki  大阪公立大学, 大学院生活科学研究科, 教授 (70332450)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤原 直哉  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (00637449)
中谷 友樹  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (20298722)
山本 香織  地方独立行政法人 大阪健康安全基盤研究所, 微生物部, 主任研究員 (70649011)
竹内 昌平  長崎県立大学, 看護栄養学部, 講師 (80432988)
翁長 朝功  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (90823922)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Keywords感染症 / 結核 / 分子疫学 / 空間疫学 / ゲノミクス / 人流解析 / 感染症分子疫学
Outline of Research at the Start

結核菌の遺伝子解析に基づく伝播経路の推定(結核分子疫学)は、ゲノム解析技術の発展に伴って劇的に精度が向上し、伝播関係にあるにも関わらず共通する疫学要因が見出せない事例が浮き彫りになってきた。本研究では、こうした事例を対象として、居住地・勤務地などの患者データを地理情報と結びつけ、ビッグデータとして日々蓄積されている人の流動(人流)データを活用することにより、未知の結核伝播を説明する新たな疫学的要因を究明する。

Outline of Final Research Achievements

Understanding pathogen transmission and implementing preventive measures are essential for public health. It is crucial to comprehend pathogen transmission routes and devise preventive measures against widespread outbreaks. Our study focused on tuberculosis (TB) which can transmit via aerosols. We sequenced TB strains from patients before the COVID-19 era, then used phylogenetic analysis to extract and visualize transmission cases. Furthermore, we evaluated a method for determining local community structure based on aggregated daily contact data obtained from a traffic flow survey. Additionally, we developed a tool utilizing real-time GPS data in our study area to quantify contact between individuals.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

新型コロナウイルスの感染流行により、病原体伝播が引き起こされる背景を解き明かす研究需要は急激に高まった。本研究は、患者への聞き取り調査や遺伝子解析による伝播経路の解明が進んでいる結核を対象として、その伝播事例を詳細にデータ化するとともに、感染伝播の要因となりうる患者間の地域的近接性や、社会全体の人流との相関を調べようとするものである。ポストコロナ期における「感染症に強い社会」の構築に向けた情報活用のあり方を模索できる点で、社会的意義は大きい。古来より国民病とされてきた結核は今や低蔓延期に移行しつつも、再発や薬剤耐性などの懸念がなお残り、その抑制に向けた結核対策を底上げしうる研究でもある。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2020

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Molecular Investigation of the Epidemiology of Tuberculosis Using <i>Mycobacterium tuberculosis</i> Genome Analysis in Yamagata Prefecture2023

    • Author(s)
      瀬戸順次,三瓶美香,水田克巳,和田崇之,下村佳子,御手洗聡,村瀬良朗,細谷真紀子,阿彦忠之.
    • Journal Title

      Kansenshogaku Zasshi

      Volume: 97 Issue: 1 Pages: 6-17

    • DOI

      10.11150/kansenshogakuzasshi.e22021

    • ISSN
      0387-5911, 1884-569X
    • Year and Date
      2023-01-20
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analytical estimation of maximum fraction of infected individuals with one-shot non-pharmaceutical intervention in a hybrid epidemic model2022

    • Author(s)
      Naoya Fujiwara, Tomokatsu Onaga, Takayuki Wada, Shouhei Takeuchi, Junji Seto, Tomoki Nakaya, Kazuyuki Aihara
    • Journal Title

      BMC Infectious Diseases

      Volume: - Issue: 1 Pages: 512-512

    • DOI

      10.1186/s12879-022-07403-5

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Influence of trip distance and population density on intra-city mobility patterns in Tokyo during COVID-19 pandemic2022

    • Author(s)
      Tsuboi Kazufumi、Fujiwara Naoya、Itoh Ryo
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 10 Pages: e0276741-e0276741

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0276741

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Non‑compulsory measures sufficiently reduced human mobility in Tokyo during the COVID‑19 epidemic2020

    • Author(s)
      Yabe Takahiro、Tsubouchi Kota、Fujiwara Naoya、Wada Takayuki、Sekimoto Yoshihide、Ukkusuri Satish V.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 18053

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75033-5

    • NAID

      120006900887

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020484

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] HERSYSによる長崎県のCOVID19流行動態2023

    • Author(s)
      斎藤正也, 竹内昌平, 蔡国喜
    • Organizer
      統計数理研究所公開シンポジウム「COVID-19とデータ科学」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 伝播経路解明から疫学研究への転換を目指す結核菌ゲノミクス2023

    • Author(s)
      和田崇之
    • Organizer
      第98回日本結核・非結核性抗酸菌症学会学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 大阪市における結核分子疫学を用いた外国生まれ結核患者の特徴の分析2023

    • Author(s)
      山本香織, 津田侑子, 淺野瑞穂, 橋本美穂, 下内昭, 和田崇之
    • Organizer
      第98回日本結核・非結核性抗酸菌症学会学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Characteristics of urban proximity networks based on Bluetooth signals2023

    • Author(s)
      Fujiwara N, Fujihara A, Wada T, Hanibuchi T, Nakaya T, Aihara K.
    • Organizer
      International School and Conference on Network Science
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コロナ禍における人流分析2022

    • Author(s)
      藤原直哉
    • Organizer
      関東都市学会シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 24領域のVNTR 型別における1領域違いの検討2022

    • Author(s)
      山本香織, 橋本美穂, 蒲田脩圭里, 米田佳美, 永石真知子, 吉田英樹, 小向潤, 松本健二, 和田崇之
    • Organizer
      第97回日本結核・非結核性抗酸菌症学会学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 大阪市結核分子疫学データから見る菌株系統と患者年齢構成および伝播傾向2022

    • Author(s)
      和田崇之,山本香織,瀬戸順次,小向 潤,松本健二,橋本美穂,蒲田脩圭里,米田佳美,永石真知子,吉田英樹
    • Organizer
      第97回日本結核・非結核性抗酸菌症学会学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノム情報を用いたCOVID-19第一波・第二波における都道府県間伝播規模の解析2022

    • Author(s)
      松村玲央,中谷友樹,和田崇之
    • Organizer
      第33回日本疫学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 高解像度な空間単位でのCOVID-19流行予測アプリケーションの開発2022

    • Author(s)
      永田彰平, 足立浩基, 藤原直哉, 中谷友樹
    • Organizer
      第31回地理情報システム学会研究発表大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝子解析が語る結核菌と人類の歴史2022

    • Author(s)
      和田崇之
    • Organizer
      藤原ナチュラルヒストリー財団・第14回シンポジウム「感染症の自然史」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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