薬剤耐性菌の広域拡散を可視化する方法の研究開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K08473
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 藤本 修平 東海大学, 医学部, 教授 (90241869)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 薬剤耐性菌 / 広域拡散 / 可視化 / コンピュータ / JANIS / 疫学

Outline of Annual Research Achievements

① 応募者の施設において倫理審査を受審し継続を承認された。厚生労働大臣に申請を行い平成29年度分のJANIS検査部門データ（調査票情報）の提供を受けた。 ② 全データ（164GB: 57,719,592検体）からなる提供データをDB化した。 ③ 耐性菌の院内拡散を可視化するために必要な、検体情報、感受性検査結果を含む細菌検査結果を最小化したDBを作成した。 ④ 薬剤感受性検査結果にもとづいて耐性菌を分類し、グループ化するために必要な「完全グラフ」（多数の要素を総当たりで関係を調べ同じ関係を持つものだけを選び出す、総当たりの方法）の検索を大量データに対して行うための方法について引き続き検討した。 ⑤ ④において十分な結果が得られていないため、要素数を減らして、本研究者が開発した高速に検索する方法の検索も継続した。 ⑥ ④に対して、本研究者が以前開発した、ノートパソコン程度の能力のマシンを用い～1000個程度のデータに対する解を1分程度で得る方法では、これまでの総当たりの方法に対して、漸化的に要素数の少ないグループ（グラフ）からそれ以上要素の多いグループが作れなくなるまでグループを作る方法をとった。これにより指数的にステップが増えることは避けられたが、要素数が多くなると、検索開始直後は指数的増加に近いステップ数の増加が避けられない。この問題を解決するために、小グループの上に大グループを積み上げる方法の検討を始めた。 ⑦ 耐性菌に絞り、広域にわたる耐性菌の拡散を可視化する方法を構築し検証した。実用化（実装）のための仕様を決定した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

代替の方法は見いだしているが、当初計画していた、大量データに対する完全グラフの効率的な検索方法の探索は進んでいない。一旦実用化すれば、ゲノムデータの解析など幅広く応用できる技術であるため、時間をかけても探索を完了したいと考えている。

Strategy for Future Research Activity

① 課題である大量データに対する完全グラフの効率的検索方法の探索を継続する。本研究者が以前開発した、ノートパソコン程度の能力のマシンを用い～1000個程度のデータに対する解を1分程度で得る方法では、これまでの総当たりの方法に対して、漸化的に要素数の少ないグループ（グラフ）からそれ以上要素の多いグループが作れなくなるまでグループを作る方法をとった。これにより指数的にステップが増えることは避けられたが、要素数が多くなると、検索開始直後は指数的増加に近いステップ数の増加が避けられない。この問題を解決するために、小グループの上に大グループを積み上げる方法を探索する。
② 検証が終了した耐性菌に絞り込んで大量データを可視化する方法の実用化（実用システム実装）をめざす。
③ 初年度に考案したSuper-2DCMの実用化を図る。

Causes of Carryover

米国での成果発表、研究打ち合わせを計画していたが他の業務との兼ね合いで渡航できなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

論文作成、次年度での学会発表にあてる予定