2016 Fiscal Year Research-status Report
抗体磁性ナノ粒子と質量分析法の連結によるカルバペネム耐性菌迅速検査システムの構築
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16K08966
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
川村 久美子 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 准教授 (30335054)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 康行 中部大学, 応用生物学部, 教授 (70273266)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 腸内細菌科菌種 / カルバペネマーゼ産生菌 / マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法 / 磁性ナノ粒子 / 特異抗体 / 耐性菌迅速検査システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【目的】本研究では、日常検査における薬剤耐性菌検出の迅速化を目指し、MALDI-TOF MSによる菌種同定と薬剤耐性菌の検出を同時に行なう「耐性菌迅速検査システム」を構築することを目的としている。具体的には、カルバペネマーゼに特異的な抗体を付加した抗体磁性ナノ粒子によりカルバペネマーゼ産生腸内細菌科菌種(Carbapenem Resistant Enterobacteriaceae, CRE)を捕集(30分)し、MALDI-TOF MSによる菌種同定およびCREの検出(数分)を行なう。
【意義および重要性】本研究で使用するMALDI-TOF MSはランニングコストが安価で、処理能力が高いことから、多数サンプルの処理を必要とする検査室での汎用が可能である。また、抗体磁性ナノ粒子による菌の捕集方法は特別なスキルを必要としない簡便な方法であるため、現在検査室で可動している質量分析機と連結させることも容易であり、本システムの導入は細菌検査の迅速性の向上, 経費節減, 業務量の軽減につながると考える。
【研究成果】（1）抗体磁性ナノ粒子への抗カルバペネマーゼ抗体の付加について条件検討をおこなった。反応温度を37℃に固定、抗カルバペネマーゼ抗体は抗IMP抗体, 抗VIM抗体, 抗KPC抗体, 抗NDM抗体の4種類について段階希釈系列(100倍から5000倍希釈まで)を作成し、MacFarland No.0.5に調整した菌液と10分から1時間まで各々反応させ、抗体磁性ナノ粒子への抗カルバペネマーゼ抗体の付加を確認した。検討の結果、使用する菌株により抗体付加の効率に差が生じる傾向が認められたため、ナノ粒子が捕集できる細菌数と反応時間との関係、CRE補集の特異性と再現性についても検討を継続する予定である。また、多くの菌株における反応の再現性を確認するため、菌株の収集をおこなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
28年度の研究計画として挙げた課題、(1)抗体磁性ナノ粒子への抗カルバペネマーゼ抗体の付加についての条件検討、(2)前処理の必要性の検討、(3)磁性ナノ粒子が捕集できる細菌数と反応時間との関係、CRE補集の特異性と再現性の検討、(4) MALDI-TOF MSの測定条件の検討 のうち、今年度は1と3を実施した。4については、共同研究者、中部大学の石田らが検討を進めていたが、途中機器の故障したため、急きょ名古屋大学教育研究支援センター所有の機種に変更することになり、再度条件検討を行うことになったが、これまでの研究における基礎的データは揃っていたので、特段問題は生じなかった。MALDI-TOF MSの条件設定も概ね順調に進展しているので、次年度は、捕集系と測定系の連結について検討を進める事ができると考えている。また、菌株による再現性の違いについて、さらに検討を進めるため、菌株収集も同時に実施し、概ね予定通りの菌株数が収集できた。このような理由から、研究全体は概ね順調に進展していると考える
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| Strategy for Future Research Activity |
課題については、新たに収集した菌株について、引き続き検討を行なうとともに、課題3の前処理の必要性の検討についても着手する予定である。捕集系と測定系の連結について検討を進めると、MALDI-MS測定における抗カルバペネマーゼ抗体の干渉が認められるかもしれない。これまでの研究ではサンプル中に存在する抗体がスペクトル解析に影響することはほとんどないと報告されているが、本研究で使用する抗カルバペネマーゼ抗体は自身で新たに作製した抗体であることから、スペクトル解析への影響の有無を確認しなければならない。仮に抗体の干渉が著しい場合には、マトリックス試薬を換える、測定モードを脂質に変更する、もしくはMALDI MS/MSにて解析を行なうことなどで干渉を除くことができるかなど検討を追加する必要があると考える。
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