Development of monitoring system for rapid detection of orthopaedic SSI using the portable DNA sequencer MinION

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09419
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: 串田 剛俊 関西医科大学, 医学部, 非常勤講師 (70411527)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松尾 禎之 関西医科大学, 医学部, 講師 (50447926)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: MinION / NGS / インプラント感染 / 脊椎術後感染 / SSI

Outline of Annual Research Achievements

報告者らはMinIONを活用した細菌の迅速同定法を確立し感染症診断に大きな変革をもたらすことを目標にしている。特に整形外科手術においてはインプラント感染の予防は大きな課題である。インプラント感染を一度起こすと長期的な抗菌薬の使用が必要になり、感染巣郭清やさらに難治性であればインプラント入れ替えなどの外科的治療を要することが多い。しかし、予防的抗菌薬の使用は多剤耐性菌を生み出すことが知られていることから、推奨されておらず、早期感染症の診断や起炎菌の存在を明らかにする技術・手法が求められている。
そこで報告者らはMinIONを用いて、頚椎術後早期の患者を対象に検体の採取、sequencingを行い、術後早期感染の検出に有効であるかの検証を行っている。
現在我々の患者抽出のプロトコールとして、８０歳以上の高齢者、糖尿病、アレルギー性皮膚炎、抗リウマチ薬、免疫抑制薬の内服などの免疫機能低下を来す併存症を有する患者の中から、頚椎椎弓形成術・頚椎固定術を施行した症例に対して、術後1日目の硬膜外ドレーン廃液を採取し、その採取検体の一部をコントロールとして一般細菌培養検査を、また残りをMinIONを用いたDNAシークエンスを行い、SSI発生症例における起炎菌との関連性を確認している。
新型コロナ感染症の影響もあり、2020年度は約１０名ほどと予定（30例）よりデータ収集が少ない結果となっており、2020年度の時点ではSSI発生症例をまだ認めていないため、引き続きサンプル数を増やし、SSI発生症例のシークェンシング検討を行っていく予定である。また、現時点では非感染例における偽陽性検出も起きておらず、特異度が高い検査手法の可能性がある。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

新型コロナ感染症に伴う研究の遅延が生じたため。

Strategy for Future Research Activity

2021年度はプロトコール適合症例の解析数を予定よりも20件多く行い、2020年度の不足分をカバーしていく方針である。
もしも頚椎手術のみでデータの収集が困難な際には、胸腰椎固定術症例でのサンプル数の増加も考慮する。

Causes of Carryover

上記にあるように研究遅延が生じ、2020年度は解析対象となるサンプルが少なかったため、予定していた消耗品の購入が行われず、次年度使用額が生じている。2021年度は2020年度で行う予定であった分の解析も行う予定であり、消耗品購入が多く行われる予定である。