劇症型肺炎球菌感染症の発症メカニズムの解析

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K09953
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 常 彬 国立感染症研究所, 細菌第一部, 主任研究官 (50370961)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 肺炎球菌 / 劇症型感染症 / 全ゲノム解析

Outline of Annual Research Achievements

1：次世代シーケンサーを用いての解析
平成28年度、劇症型感染症患者より分離された 21 株の肺炎球菌の血清型およびシーケンスタイプを決定した。また、健常者の後鼻腔から、劇症型感染症患者由来菌と同じ血清型および近縁（同一）のシーケンスタイプを有する肺炎球菌 24 株を分離した。劇症型感染症患者由来21 株および保菌者由来 24 株の肺炎球菌のゲノム DNA を精製し、次世代シーケンサーによる全ゲノムの解読を行った。得られた全ゲノムの配列情報をアセンブリしたが、他の細菌に比べて、繰り返しシーケンスが多く存在することが明らかとなった。通常の解析方法では、次世代シーケンサーのゲノム配列を円滑にアセンブリできなかった。来年度も引き続きゲノムデータの解析を行う必要がある。さらに、劇症型感染症由来肺炎球菌の配列と非劇症型感染症由来肺炎球菌のゲノム配列を比較し、劇症型と非劇症型に共通している遺伝子、劇症型にあり非劇症型にはない遺伝子などについて探索する予定である。
2：培養細胞への感染実験
肺炎球菌の劇症型感染症を引き起こすメカニズムを解明するため、ヒト好中球系細胞に分化させた HL60 細胞およびヒト血管内皮系培養細胞 EA.hy 926 細胞を用いて感染実験を行った。劇症型感染症患者および保菌者由来肺炎球菌を培養細胞に感染させ、細胞内での生存性を比較した。その結果、莢膜をもつだけで、肺炎球菌は各培養細胞の貪食を防御し、細胞内に侵入できにくくなっている。細胞内菌数が少ないため、生存性を比較することは十分にできなく、再現性も取れにくかった。今後、肺炎球菌の各莢膜（血清）型に特異的な抗血清を用い、莢膜抗原の抗原性をブロックし、劇症型感染症患者および保菌者由来肺炎球菌を細胞にそれぞれ感染させ、生存性を比較する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的を達成するために、本年度中は次世代シーケンサーを用いて、劇症型感染症患者および保菌者由来 45 株の肺炎球菌の全ゲノム配列を解読した。また、肺炎球菌の病原性を評価するための培養細胞を用いるin vitro の感染実験系の作成を進行中である。従い、予定していた目的は達成できたと考え、おおむね順調に進展していると判別した。

Strategy for Future Research Activity

今後、劇症型感染症由来肺炎球菌に特異的に存在する遺伝子の探索を続くと共に、肺炎球菌の病原性を評価できる in vitro の細胞感染実験モデル系を作成し、肺炎球菌劇症型感染症を引き起こすメカニズムを解明予定である。
1：次世代シーケンサーのデータを解析する。平成 28 年度に得られた全ゲノムのデータを解析し続けるとともに、劇症型感染症由来肺炎球菌の配列と非劇症型感染症由来肺炎球菌のゲノム配列を比較し、劇症型と非劇症型に共通している遺伝子、劇症型にあり非劇症型にはない遺伝子などについて探索する予定である。
2：培養細胞への感染実験の作成。肺炎球菌の特異的な抗血清を用い、莢膜抗原の抗原性をブロックし、肺炎球菌をヒト好中球系細胞に分化させた HL60 細胞およびヒト血管内皮系培養細胞 EA.hy 926 細胞に感染させ、細胞への侵入率は高まるかどうか、安定する侵入率が得られるかどうかを評価し、劇症型感染症患者および保菌者由来肺炎球菌の細胞内での生存性を比較できる実験系を作成予定である。

Causes of Carryover

年度末納品等にかかる支払いが平成29年4月1日以降となったため、当該支出分については次年度の実支出額に計上予定。
平成28年度分についてはほぼ使用済みである。

Expenditure Plan for Carryover Budget

上記のとおり。