The intervertebral disc, vertebral body and spinal implant microbial flora by next-generation sequencing

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K09287
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: ADACHI Takashi 関西医科大学, 医学部, 講師 (20460793)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 植田 成実 関西医科大学, 医学部, 助教 (30632757) ; 外山 雄康 関西医科大学, 医学部, 助教 (50829306) ; 石原 昌幸 関西医科大学, 医学部, 助教 (60509470) ; 谷 陽一 関西医科大学, 医学部, 助教 (10509839)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 脊椎インプラント / バイオフィルム / 超音波処理 / PCR / インプラント周囲感染 / 次世代シーケンサー / コンタミネーション

Outline of Final Research Achievements

In this study, contamination and gene reaction inhibition were observed, which may have been caused by biological tissue. In the case of typical infection, the results were consistent with culture test results, but the accuracy of the analysis was not good when the amount of bacteria was low. Many non-infected implants were below the quantitative limit, and the need for quantitative interpretation prior to NGS, DNA extraction and enrichment process was an issue. In the future, it will be a challenge to collect samples above the limit of detection considering contamination, and the importance of bacterial quantification, DNA extraction, purification, and exclusion of contaminating bacteria is necessary.

Free Research Field

脊椎外科、脊椎感染症

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は、人工股関節などのインプラント超音波処理検体以外にも生体組織（インプラント周囲組織）や脊椎インプラントなどの整形外科検体に応用できることである。本シーケンスの学術的、社会的意義としては、培養検査であきらかでない細菌検出が次世代シーケンスによって可能となるが、PCRベースでシーケンスを行うため、遺伝子片が増幅されることによるコンタミネーションなどの影響が強く、今後も詳細な検討を要することである。今後、整形外科感染症全体の原因不明の疾患の病態や原因菌が明らかになると期待されるが、あやまった結果を解釈しないような慎重な検討が必要である。