Elucidating the maintenance mechanism of microorganisms using epidemiological and genomic data

• Project Area: Neo-virology: the raison d'etre of viruses
• Project/Area Number: 17H05808
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 西浦 博 北海道大学, 医学研究院, 教授 (70432987)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2018: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 疫学 / 感染症 / 健康情報学 / 生物統計学 / 野生動物

Outline of Annual Research Achievements

まず1年度目からの継続課題として、南北差を含むフライウェイでのリザーバの特定に取り組んだ。これまでに理論疫学的手法によってリザーバの定義を可能にしてきた。ただし、これまでは動物種別のみを見たものであり、例えば、インフルエンザであればマガモがmaintenance hostであることを実証する程度しかできていない。そこで、渡り鳥のアジアフライウェイに対応した観察データの系統的レビューに基づくデータ収集を実施し、また、数理モデル構築において必要とされるパラメータ（例．気温に応じた水環境でのインフルエンザウイルスの失活度に関する生存曲線）について定量化を行った。その結果、北極のマガモのほうが熱帯地域よりもインフルエンザウイルスの維持には大きな役割を果たすという空間上の異質性を特定することができた。
引き続き、伝播能力が変化する宿主間の（進化）連携パスウェイの定義と分析手法の開発に取り組んだ。上記のような疫学的なリザーバの特定は系統樹を利用したウイルス学的・進化生物学的なリザーバの議論とかみ合ってこなかった。感染頻度と系統遺伝学的情報の両方が与えられた場合のリザーバの特定に関する研究の理論的実装に取り組み、疫学情報あるいは遺伝学情報の一方のみに頼った場合のリザーバ特定の精度・信頼性等について統計学的推定を通じて評価を行った。同時に、進化生物学的に意味のある組み換えについてその情報を加味した（リザーバとは異なる）宿主のグループ化に取り組んだ。H5N1型インフルエンザの分析に取り組み、現在原著論文執筆中である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ロンドン大学熱帯医学衛生学大学院(英国)
• [Int'l Joint Research] ロンドン大学熱帯医学衛生学大学院(英国)
• [Journal Article] Predicting congenital rubella syndrome in Japan, 2018-2019. (2019)
  • Author(s): Lee H, Kayano T, Nishiura H.
  • Journal Title: International Journal of Infectious Diseases Volume: 82 Pages: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.ijid.2019.02.021
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Sexual transmission and the probability of an end of the Ebola virus disease epidemic. (2019)
  • Author(s): Lee H, Nishiura H.
  • Journal Title: Journal of Theoretical Biology Volume: 471 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2019.03.022
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Quantifying heterogeneous contact patterns in Japan: A social contact survey. (2019)
  • Author(s): Munasinghe L, Asai Y, Nishiura H.
  • Journal Title: Theoretical Biology and Medical Modelling Volume: 16 Issue: 1 Pages: 6-14
  • DOI: 10.1186/s12976-019-0102-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Estimating the force of infection with Helicobacter pylori in Japan. (2019)
  • Author(s): Kayano T, Lee KD, Nishiura H.
  • Journal Title: Canadian Journal of Infectious Diseases and Medical Microbiology Volume: 2019 Pages: 1451490-1451490
  • DOI: 10.1155/2019/1451490
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Role of Migration in Maintaining the Transmission of Avian Influenza in Waterfowl: A Multisite Multispecies Transmission Model along East Asian-Australian Flyway (2018)
  • Author(s): Akira Endo and Hiroshi Nishiura
  • Journal Title: Canadian Journal of Infectious Diseases and Medical Microbiology Volume: 2018 Pages: 3420535-3420535
  • DOI: 10.1155/2018/3420535
  • NAID: 120006484262
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] An investigation of a measles outbreak in Japan and Taiwan, China, March-May 2018 (2018)
  • Author(s): Shimizu K, Kinoshita R, Yoshii K, Akhmetzhanov AR, Jung SM, Lee H, Nishiura H
  • Journal Title: Western Pacific Surveillance and Response Journal Volume: 9(3) Pages: 25-31
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 系統動態モデルによる自然宿主探索 (2017)
  • Author(s): 西浦博
  • Organizer: 第6回生命医薬情報学連合大会（IIBMP2017）
• [Remarks] 自然界におけるインフルエンザの保持機構に関する論文が採用されました
  • URL: http://hygiene.med.hokudai.ac.jp/blog/2018/02/27/wildwaterfowl/
• [Remarks] ネオウイルス学
  • URL: http://neo-virology.org/