早産リスク評価における、呼気水素ガス測定の有用性の検討

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K16825
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 三浦 広志 秋田大学, 医学部附属病院, 助教 (80375302)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 早産予知 / 呼気水素ガス測定 / 腸管内細菌

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、早産群、早産徴候のみ群と対照群に分けた妊娠女性の腸管内水素細菌数とその水素産生能を調べ、さらに呼気中水素濃度から3群間の体内水素濃度の違いを検討するものである。研究に先立って、本研究の主旨を病院内倫理委員会に諮り承認を得た。
はじめに呼気水素濃度と血中水素濃度の両者が相関することを明らかにするべく、妊婦の呼気中と静脈血中水素ガス濃度を、ガスクロマトグラフィーにて評価した。呼気水素ガスは容易に再現性良く測定できたが、末梢血中水素ガスは濃度が低く測定が困難であった。妊娠女性に水素負荷することは安全性の問題があるため、同意の得られた非妊娠女性数名に飽和水素水を経口投与して測定したところ、呼気水素濃度と血中水素濃度の両者が相関することが分かった。
次に、呼気水素ガスを簡便に評価する方法としての携帯型呼気水素ガス測定器の精度を検証した。食後の妊婦の呼気水素ガスを、携帯型測定器とガスクロマトグラフィーの両者で経時的に評価した。両者に相関がみられることは確認できたが、比較的高濃度の呼気水素となるとバラつきが見られた。
上記と並行して、切迫早産妊婦の便培養を行い、水素産生する細菌コロニーの選別を試みた。市販の水素感知膜をディッシュの上に置き、水素感知を試みたが、感知膜が水分により剥離した。寒天培地に直接触れぬようにする改良を加えたが、多湿環境で剥離する現象が見られた。
代替案として現在、密閉容器で妊婦の便培養を行い、容器内の水素濃度をガスクロマトグラフィーで測定している。現在、症例を蓄積中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究実施計画に従った内容で、患者の同意を得る方法および同意文書を病院内倫理委員会に諮り承認を得た。呼気水素濃度と血中水素濃度の両者が相関することを前倒しして実施した。妊婦の呼気中と静脈血中水素ガス濃度を、ガスクロマトグラフィーにて評価した。腸管内に便が少なく発酵が進まない時間帯に、のべ20例の妊婦から呼気を採取し測定したところ、平均11.8ppm(range 1-15)の水素ガスが含まれることが分かった。同時に採血した末梢血中水素ガスは、採取環境（病院内の室内）とほぼ同じで低濃度であるため、検出が困難であった。血中濃度を高めた状態で、呼気と血中の水素ガス濃度を測定し相関を見ることとしたが、妊娠女性に水素負荷することは安全性の問題があるため、同意の得られた非妊娠女性5名に飽和水素水を経口投与して測定した。水素負荷後の呼気水素濃度と血中水素濃度の両者が相関することが分かった。
次に、呼気水素ガスを簡便に評価する方法としての携帯型呼気水素ガス測定器の精度を検証した。食後の妊婦の呼気水素ガスを、携帯型測定器とガスクロマトグラフィーの両者で経時的に評価した。両者に相関がみられることは確認できたが、比較的高濃度(100ppm以上)の呼気水素となるとバラつきが見られた。
切迫早産妊婦の便培養を行い水素産生する細菌コロニーの選別を試みた。市販の水素感知膜をディッシュの上に置き水素感知を試みたが、感知膜が水分により剥離し評価不可であった。現在、代替案による水素産生菌の評価を行っている。

Strategy for Future Research Activity

平成31年度も引き続き、妊婦の便培養を行い水素産生する細菌コロニーの選別を試みる予定としている。市販の水素感知膜が水分による剥離を起こしてしまうため、研究計画に記した代替案を検討した。①Seibertら(1998)が報告した水素センサ膜の作成を検討したが、現在は製作をしている企業は無く、自ら作成するには高額となることがわかり断念した。よって以下の2つの方法で評価を検討している。②細菌の16S-rRNA 領域を増幅するPCR（T-RFLP法）を行い、現段階で特定されている水素産生菌に限定して腸管内細菌の分布の違いを調べる。③密閉容器にて培養し、容器内ガスを呼気水素分析器へ通し水素ガス濃度を直接測定する。
これと並行して、定期的に早産群/早産徴候のみ群/対照群の呼気水素濃度測定を施行し、呼気水素濃度や経時的変化が早産マーカーとなりうるか調べる。もしも被験者間で食事背景に差が大きい場合には、早朝空腹時の呼気水素ガス測定や、被検者に同一内容の食事を摂取させた後に測定を行うなど条件を統一する。また、日本人は乳糖負荷で呼気中水素ガス上昇がみられるため(近藤ら,2001)、乳糖負荷前後での呼気水素ガス上昇を観察して、体内の水素産性能を評価することも可能である。
研究成果が得られたら、学会発表と論文投稿を行っていく予定である。

Causes of Carryover

平成30年度においては，研究課題で得られた成果の発表を目的として，学会発表を国内2件程度を予定し，その諸費用と論文投稿のために研究費を使用する予定であった．しかし、呼気水素ガス測定や便培養の水素ガス産生菌同定の基礎的な検証がメインとなったこと、早産症例の蓄積が十分で無いと判断し症例収集を主に行ったため支出が抑えられた。結果、予定より研究費の支出がおさえられたため研究費の次年度繰越に至った．
（使用計画）昨年に引き続き、呼気水素ガス測定の精度向上のためのガスクロマトグラフィー使用、便培養による水素ガス産生菌同定を行っていく。そのためのガスクロマトグラフィーレンタル費、PCR（T-RFLP法）と便培養にかかわる物品購入費、解析用のPC購入費、学内発表と論文投稿費を使用する予定としている。