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Traveler's acquisition and local spread of "worldwde lineage" drug-resistant bacteria elucidated by next-generation sequencer

Research Project

Project/Area Number 20K10426
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
Research InstitutionAkita University

Principal Investigator

嵯峨 知生  秋田大学, 医学部附属病院, 准教授 (80459809)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords抗菌薬耐性菌 / 渡航 / 世界流行系統 / 次世代シーケンサ / 耐性菌 / 渡航者 / 地域伝播
Outline of Research at the Start

すでに出来上がった耐性菌が地域を越えて分布する『世界流行系統』耐性菌は存在が明らかにされつつあるがその伝播経路は未解明である。市中の健常者の渡航が医療現場の耐性菌に及ぼす影響は未評価である。申請者は地方の医療現場にも海外からの報告と共通性質を持つ『世界流行系統』耐性大腸菌ST131-fimH30が存在することを報告してきた。
本研究は、渡航による耐性菌獲得および渡航者が地域の医療現場の耐性菌に及ぼす影響の直接評価を目的とし、次世代シーケンサを活用した渡航者獲得菌の全ゲノム解析での近縁性評価と耐性菌の系統組成の評価系の構築を行う。耐性菌の伝播遮断による根本的な耐性制御の意義は大きい。

Outline of Annual Research Achievements

抗菌薬耐性菌の増加は今や深刻な国際的脅威と認識されている。耐性菌は、従来から考えられてきた患者体内での選択ではなく、すでに出来上がった耐性菌が地域を越えて分布する『世界流行系統』耐性菌が存在することが明らかにされつつある。しかし世界流行系統の伝播経路は未解明であった。また、渡航は耐性菌獲得リスクだが、市中の健常者の渡航が医療現場の耐性菌に及ぼす影響は未評価である。耐性菌の伝播実態の解明を通じて伝播遮断による根本的な耐性制御につなげることを狙っている。
地方の医療現場にも『世界流行系統』耐性大腸菌ST131-fimH30が存在し、その性質は海外からの報告と共通していたというこれまでの研究成果に立脚し、渡航による耐性菌獲得および渡航者が地域の医療現場の耐性菌に及ぼす影響を直接評価することを目的として、次世代シーケンサを活用した渡航者獲得菌の全ゲノム解析での近縁性評価と耐性菌の系統組成の評価系の構築を行うための準備を進めてきた。昨年度までに、自施設で臨床分離されたST131-fimH30大腸菌14菌株の配列は、極めて近縁のペアが3組あったのみで、それ以外の菌株間の系統は互いに離れており、当院よりも海外分離株のほうが近縁である場合が多かった。複数の亜系統の耐性大腸菌の世界的伝播の一端が当院で観察された貴重な知見であると考えている。
今年度は、新型コロナウイルス感染症のパンデミックの影響のためこれまで整備が遅れていた臨床分離菌の遺伝子解析の実施環境の整備を行った。次世代シーケンサとして従来から保有していたIllumina社製に加えてOxford Nanopore technologies社製を追加導入し、GPU(画像処理装置)でのデータ高速処理環境を整備することができた。あわせて耐性菌および渡航医学に関するこれまでの研究成果を踏まえた演題を国際学会1件、国内学会1件で発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

海外渡航自体の制約は解除されてきたものの、引き続き今年度も新型コロナウイルス感染症のパンデミックのため、感染制御の現場も新型コロナ感染症対応に追われる状況が続いており、渡航者を対象とする本研究への影響は大きかった。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナウイルス感染症のパンデミックで海外渡航自体の制約はおおむね解除され、本研究の進展の機運は高まっている。そのような中、次世代シークエンサ活用環境に加えてin silicoでの系統解析や薬剤感受性測定環境を整備することができた意義は大きい。パンデミックの影響はいまだ大きいものの、渡航者を対象とする本研究の検体採取が可能となっている次年度はこれらを活用して研究の進展を図りたい。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Neutrophil and eosinophil ETosis-mediated extracellular trap formation in a patient with chronic granulomatous disease2023

    • Author(s)
      Miyabe Y, Yano M, Fukuchi M, Watanabe K, Moritoki Y, Saga T, Takahashi T, Ueki S
    • Journal Title

      Allergology International

      Volume: 72 Issue: 1 Pages: 176-178

    • DOI

      10.1016/j.alit.2022.08.003

    • ISSN
      1323-8930, 1440-1592
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diagnostic Challenges in Pulmonary Embolism in Young Adults: Thrombosis Associated With Cytomegalovirus and Mycoplasma pneumoniae2022

    • Author(s)
      Hikichi Haruka、Hasegawa Ryo、Saga Akiko、Saga Tomoo、Ueki Shigeharu
    • Journal Title

      Cureus

      Volume: 14

    • DOI

      10.7759/cureus.32757

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Development of a Scalable Pre-travel Education Program for Students Doing Fieldwork Abroad and Establishment of a Travel Clinic at a University Located in Rural Japan.2023

    • Author(s)
      Tomoo Saga, Akiko Saga, Ayumi Omokawa, Shigeharu Ueki, Tomomi Suda, Haruka Hikichi, Ken Watanabe, Ryo Hasegawa, Yuki Fujioka, Yuki Moritoki, Hitoshi Hasegawa
    • Organizer
      CISTM18 (18th Conference of the international society for travel medicine)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 薬剤耐性菌感染症診療における次世代シークエンサーの活用(シンポジウム21:未来を見据えた薬剤耐性菌対策. 日本環境感染学会共催)2023

    • Author(s)
      嵯峨 知生
    • Organizer
      第72回日本感染症学会東日本地方会学術集会・第70回日本化学療法学会東日本支部総会 合同学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] NGSの概要と ゲノムデータから分かること(パネルディスカッション5 ゲノム解析を身近に 次世代シークエンサー(NGS)のデータ解析術・活用術-)2023

    • Author(s)
      嵯峨 知生
    • Organizer
      第34回 日本臨床微生物学会総会・学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 薬剤耐性菌の遺伝子解析から分かること(委員会企画9 多剤耐性菌制御委員会 薬剤耐性菌感染対策の効果的な実践と新しい技術の活用)2022

    • Author(s)
      嵯峨 知生
    • Organizer
      第37回日本環境感染学会総会・学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 新型コロナウイルスと多剤耐性菌の関わり (日本環境感染学会共催シンポジウム:教訓を糧に実践した多剤耐性菌感染への関わり)2022

    • Author(s)
      嵯峨 知生
    • Organizer
      2.第71回日本感染症学会東日本地方会学術集会・第69回日本化学療法学会東日本支部総会 合同学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] セファロスポリナーゼ産生菌 -基礎から新知見まで-. シンポジウム1 「β-ラクタマーゼ産生菌の基礎から新知見まで」2022

    • Author(s)
      嵯峨 知生
    • Organizer
      第33回日本臨床微生物学会 総会・学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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