ナノポア技術と機械学習を用いた、抗酸菌感染症における迅速検査法に関する研究

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K16319
• Research Institution: Osaka City General Hospital
• Principal Investigator: 奥野 英雄 地方独立行政法人大阪市民病院機構大阪市立総合医療センター(臨床研究センター), 臨床研究センター, 医長 (60768878)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 非結核性抗酸菌 / 迅速診断検査 / 薬剤耐性

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、直径3μmの貫通孔を微生物が通過する際の電流-時間波形を計測することで微生物を検出する、ナノポア技術及びAI識別を、抗酸菌の識別に適応し、
臨床検体を用いて10分以内に抗酸菌の種類および薬剤耐性の診断が可能となる検査系の開発を行うことを目的としている。
2022年度は、従来の保存株である、Mycobacterium abscessusとMycobacterium intracellulareに加え、異動先の研究機関である大阪市立総合医療センターでの臨床分離株も検討に加えることが可能となった。2021年度の研究によりMiddlebrook7H9培地（マイコブロス、極東製薬）を用いて、貫通孔を通過するかを検討したが、通常の培養検体では抗酸菌特有のcluster形成（cord形成）が顕著であり、貫通孔の通過が安定的には実現できなかった。2022年度では、培養時間を様々な条件を変え、培地中に加える界面活性剤としてtween20や塩化セチルピリジニウム（CPC)を検討した。界面活性剤には限界となる濃度があり、界面活性剤の濃度が高ければ、菌株の発育が遅れてしまい、十分な菌量を得ることが難しいことが分かった。CPCに関しては界面活性剤の至適濃度を検討した文献に乏しいが、tween20などの非イオン界面活性剤と比較して、資質を多く含むNTM特有のCluster形成を抑制しつつ、十分な菌量が得られることが期待される。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

臨床検体を含め分離株収集は順調に経過しているが、cluster形成を抑制し、ナノポア孔を貫通するような界面活性剤の至適濃度確定に難渋している。

Strategy for Future Research Activity

2021年度末に確立した、菌体が実際に貫通孔を通過する様子を視覚的にとらえられる顕微鏡下の実験系を用いつつ、培地中の至適界面活性剤濃度決定の実験を進める。

Causes of Carryover

現在、抗酸菌が貫通孔を通過するための実験条件の検討を行っている段階である。臨床検体から分離した菌株を使用する際にはそのほかの病原体の混入を検討する必要がありそのための試薬購入に充てる。