非結核抗酸菌バイオエアロゾルの短・長距離拡散と同感染症との関連解析

• 研究課題/領域番号: 20H04326
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分63010:環境動態解析関連
• 研究機関: 酪農学園大学
• 研究代表者: 能田 淳 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (70551670)
• 研究分担者: 露口 一成 独立行政法人国立病院機構近畿中央呼吸器センター, 臨床研究センター, 感染症研究部長 (00359308) ; 御手洗 聡 公益財団法人結核予防会 結核研究所, 抗酸菌部, 部長 (30501671) ; 森本 耕三 公益財団法人結核予防会 結核研究所, 抗酸菌部, 主任研究員 (40511879) ; 宮崎 雄三 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (60376655) ; 牧 輝弥 近畿大学, 理工学部, 教授 (70345601)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2024年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: バイオエアロゾル / PM2.5 / 肺NTM症 / MAC菌 / 化学成分解析 / メタゲノム解析 / 擬似大気チャンバー / 感染症予防 / 非結核性抗酸菌症 / 健康影響 / 感染症対策 / 大気汚染物質

研究開始時の研究の概要

本研究では、地域ごとの大気環境中のPM2.5の化学的特性及び肺非結核抗酸菌症（肺NTM症）の90%を占めるMAC菌の特異性を把握し化学成分と細菌の関係性を検証する。さらに、大気を介したMAC菌感染症の越境の可能性を検証するため、高高度での拡散条件の把握を行う。これらの測定結果を基に、大気を擬似的に検証できるチャンバーにて大気中細菌のバイオエアロゾル活性保持メカニズムの検証を行う。これらの知識構築を進めることで、肺NTM症に対応できる生活環境の整備、健康被害の低減を目的とする研究である。

研究成果の概要

大気環境中のPM2.5に含まれる化学物質及び非結核抗酸菌（NTM）の地域特異性と相互作用の把握を目的に全国5か所で複数回にわたり屋外エアロゾル測定を実施し、粒子状物質の化学組成とNTMの検出に成功した。化学物質とNTMの相互作用を把握するため擬似大気チャンバーを使用して実施した、異なる化学物質とNTMの混和、紫外線、乾燥ストレス試験から、糖類と煤がNTMの生物活性の保持に寄与することを明らかにした。これらの結果から、エアロゾル化したNTMは化学物質との相互作用にて、生物活性が保持され大気環境中からの感染リスクの増加につながることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、肺の病気を引き起こす非結核性抗酸菌（NTM）がバイオエアロゾルとして大気を介して環境中に拡散することを想定し、大気中のPM2.5に含まれる化学物質とその地域特異性を把握する試みである。これは、現在増加傾向にあるNTM症の感染メカニズムの解明に寄与する情報を提供するため、学術的意義が大きい。また、未解明であるNTM症患者から検出されるNTMの地域差の原因を把握することは、今後のNTM症対策に寄与し、公衆衛生の視点からも社会的意義がある。

研究成果

• [国際共同研究] ヨーテボリ大学(スウェーデン)
• [国際共同研究] ラフロンテラ大学/ロスラゴス大学(チリ)
• [国際共同研究] ヨーテボリ大学(スウェーデン)
• [国際共同研究] ラフロンテラ大学(チリ)
• [国際共同研究] ヨーテボリ大学(スウェーデン)
• [国際共同研究] ロスラゴス大学(チリ)
• [雑誌論文] 医療型障害児入所施設におけるMycobacterium abscessusの院内感染経路に関する検討 (2024)
  • 著者名/発表者名: 竹本 潔, 鞍谷沙織, 船戸正久, 飯島禎貴, 片山珠美, 柏木淳子, 塩見夏子, 梶原 綾, 田志緒美,露口一成, 能田 淳, 御手洗聡
  • 雑誌名: 日本小児科学会雑誌 巻: 128(1) ページ: 14-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epidemiological trends and clinical relevance of nontuberculous mycobacterial pulmonary disease in a referral hospital in Japan, 2017?2021 (2024)
  • 著者名/発表者名: Ito Masashi、Furuuchi Koji、Fujiwara Keiji、Kodama Tatsuya、Tanaka Yoshiaki、Yoshiyama Takashi、Ogata Hideo、Kurashima Atsuyuki、Ohta Ken、Morimoto Kozo
  • 雑誌名: Respiratory Investigation 巻: 62 号: 6 ページ: 1064-1071
  • DOI: 10.1016/j.resinv.2024.09.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laboratory-based surveillance of nontuberculous mycobacterial pulmonary disease in Japan (2024)
  • 著者名/発表者名: Hamaguchi Yuko、Morimoto Kozo、Mitarai Satoshi
  • 雑誌名: ERJ Open Research 巻: 11 号: 1 ページ: 00337-2024
  • DOI: 10.1183/23120541.00337-2024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparing minimum inhibitory concentrations of amikacin for pulmonary Mycobacterium avium complex disease: An analysis of culture media differences (2024)
  • 著者名/発表者名: Morita Atsuho、Namkoong Ho、Uwamino Yoshifumi、Mitarai Satoshi、Aono Akio、Asakura Takanori、Yagi Kazuma、Tanaka Hiromu、Azekawa Shuhei、Nakagawara Kensuke、Kaji Masanori、Nagao Genta、Kamata Hirofumi、Matsushita Hiromichi、Fukunaga Koichi、Hasegawa Naoki
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: 30 号: 2 ページ: 159-163
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2023.09.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficacy of treating bacterial bioaerosols with weakly acidic hypochlorous water: A simulation chamber study (2024)
  • 著者名/発表者名: Norkaew Saowanee、Narikawa Sumiyo、Nagashima Ukyo、Uemura Ryoko、Noda Jun
  • 雑誌名: Heliyon 巻: 10 号: 5 ページ: e26574-e26574
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e26574
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparative Evaluation of Microorganism Disinfection Methods for N95 Respirators (2024)
  • 著者名/発表者名: Mitarai* Satoshi、Noda Jun、Gondaira Satoshi、Uchida Ikuo、Kirisawa Rikio
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Research & Environmental Sciences 巻: 5 号: 1 ページ: 083-088
  • DOI: 10.37871/jbres1874
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mycobacterium abscessus院内感染事例 (2024)
  • 著者名/発表者名: 竹本 潔, 鞍谷 沙織, 船戸 正久, 飯島 禎貴, 片山, 珠美, 柏木 淳子, 塩見 夏子, 梶原 綾, 吉田 志緖美, 露口 一成, 能田 淳, 御手洗 聡
  • 雑誌名: 日本小児学会雑誌 巻: 128(1) ページ: 14-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] 農業環境とエアロゾル―大気汚染とバイオエアロゾルについての解析― (2023)
  • 著者名/発表者名: 能田 淳
  • 雑誌名: エアロゾル研究 巻: 38 号: 2 ページ: 80-86
  • DOI: 10.11203/jar.38.80
  • ISSN: 0912-2834, 1881-543X
  • 年月日: 2023-06-20
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mass-Extinction Conversion Factor (MECF) over the Gobi Desert by a Tethered-balloon-based OPC and a Ceilometer (2023)
  • 著者名/発表者名: Kai Kenji、Kawai Kei、Ohara Kazuma、Minamoto Yuki、Jin Yoshitaka、Maki Teruya、Noda Jun、Shiina Tatsuo、Davaanyam Enkhbaatar
  • 雑誌名: SOLA 巻: 19 号: 0 ページ: 269-273
  • DOI: 10.2151/sola.2023-035
  • ISSN: 1349-6476
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Potential airborne human pathogens: A relevant inhabitant in built environments but not considered in indoor air quality standards (2023)
  • 著者名/発表者名: Carrazana Elizabeth、Ruiz-Gil Tay、Fujiyoshi So、Tanaka Daisuke、Noda Jun、Maruyama Fumito、Jorquera Milko A.
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 901 ページ: 165879-165879
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.165879
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Airborne bacterial communities associated with particulate matter in Temuco (Chile), one of the most air-polluted cities in South America (2023)
  • 著者名/発表者名: Ruiz-Gil Tay、Rilling Joaquin I.、Campos Marco、Carrazana Elizabeth、Fujiyoshi So、Maruyama Fumito、Tanaka Daisuke、Sakatoku Akihiro、Noda Jun、Acuna Jacquelinne J.、Jorquera Milko A.
  • 雑誌名: Aerobiologia 巻: 39 号: 4 ページ: 457-476
  • DOI: 10.1007/s10453-023-09803-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Growth Suppression of a Robust Bacterium Methylobacterium extorquens by Porous Materials with Oxygen Functional Groups (2023)
  • 著者名/発表者名: Mori Takeshi、Ogawa Yuta、Endo Izuki、Matsushima Keiichiro、Noda Jun
  • 雑誌名: Life 巻: 13 号: 11 ページ: 2185-2185
  • DOI: 10.3390/life13112185
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dust and Microorganisms: Their Interactions and Health Effects (2023)
  • 著者名/発表者名: Noda Jun、Morimoto Kozo、Mitarai Satoshi、Maki Teruya
  • 雑誌名: Emerging Contaminants and Associated Treatment Technologies 巻: 1 ページ: 137-156
  • DOI: 10.1007/978-3-031-21209-3_8
  • ISBN: 9783031212086, 9783031212093
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Long-range transport of airborne bacteria over East Asia: Asian dust events carry potentially nontuberculous Mycobacterium populations (2022)
  • 著者名/発表者名: Maki Teruya、Noda Jun、Morimoto Kozo、Aoki Kazuma、Kurosaki Yasunori、Huang Zhongwei、Chen Bin、Matsuki Atsushi、Miyata Hiroki、Mitarai Satoshi
  • 雑誌名: Environment International 巻: 168 ページ: 107471-107471
  • DOI: 10.1016/j.envint.2022.107471
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Characteristics of PM2.5 Pollution in Osorno, Chile: Ion Chromatography and Meteorological Data Analyses (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Ayane、Nakatani Nobutake、Maruyama Fumito、Fujiyoshi So、M?rquez-Reyes Rodrigo、Fern?ndez Ricardo、Noda Jun
  • 雑誌名: Atmosphere 巻: 13 号: 2 ページ: 168-168
  • DOI: 10.3390/atmos13020168
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Relationship between the Microbiome and Indoor Temperature/Humidity in a Traditional Japanese House with a Thatched Roof in Kyoto, Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Kokubo Makoto、Fujiyoshi So、Ogura Daisuke、Nakajima Makiko、Fujieda Ayako、Noda Jun、Maruyama Fumito
  • 雑誌名: Diversity 巻: 13 号: 10 ページ: 475-475
  • DOI: 10.3390/d13100475
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Air pollution and airborne infection with mycobacterial bioaerosols: a potential attribution of soot (2021)
  • 著者名/発表者名: Noda J.、Tomizawa S.、Takahashi K.、Morimoto K.、Mitarai S.
  • 雑誌名: International Journal of Environmental Science and Technology 巻: 19 号: 2 ページ: 717-726
  • DOI: 10.1007/s13762-021-03203-7
  • オープンアクセス
• [学会発表] Infectious Disease and Airborne Fomites: prolonged viability of bioaerosols (2025)
  • 著者名/発表者名: Jun Noda, Tomoko Ando, MakiTeruya, Epameinondas Tsiligiannis, Chen Wu, Xiangrui Kong, Mattias Hallquist, Kozo Morimoto, and Satoshi Mitarai
  • 学会等名: The Nordic Society for Aerosol Research Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 大気中有機物質と非結核性抗酸菌（NTM）バイオエアロゾルの関連性について (2025)
  • 著者名/発表者名: 能田 淳、安藤智子、牧輝弥、Epameinondas Tsiligiannis, Xiangrui Kong, Chritian Salvador, Ravi Pathak, Mattias Hallquist、宮﨑 雄三、松木 篤、 西田千春、露口 一成、吉田 志緒美、林 政彦、原 圭一郎、 森本耕三、御手洗 聡
  • 学会等名: 第15回 バイオエアロゾルシンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] 新規水溶性フィルターによるバイオエアロゾル捕集効率の比較検討 (2024)
  • 著者名/発表者名: 新田浩登、高原葉菜、奥田知明、小宮幸作、御手洗 聡、能田 淳
  • 学会等名: 第15回 バイオエアロゾルシンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] 糖類の混在が非結核性抗酸菌（NTM）バイオエアロゾルの生存に及ぼす影響について (2024)
  • 著者名/発表者名: 能田 淳、安藤智子、牧輝弥、森本耕三、御手洗 聡
  • 学会等名: 第15回 バイオエアロゾルシンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Infectious Disease and Airborne Fomites: prolonged viability of microbes in the Atmosphere (2024)
  • 著者名/発表者名: J. Noda, T. Ando, M.Teruya, X. Kong, C. Salvador, R. Pathak, M. Hallquist, K. Morimoto, and S. Mitarai
  • 学会等名: European Aerosol Conference
  • 国際学会
• [学会発表] バイオエアロゾルの活性保持と大気中の浮遊媒介物の関係 (2024)
  • 著者名/発表者名: 能田 淳、安藤 智子、牧 輝弥、森本 耕三、 御手洗 聡
  • 学会等名: 日本エアロゾル学会 第41回エアロゾル科学・技術研究討論会
• [学会発表] 感染症と浮遊性媒介物：バイオエアロゾル活性の延長 (2024)
  • 著者名/発表者名: Jun Noda, Tomoko Ando, MakiTeruya, Xiangrui Kong, Chritian Salvador, Ravi Pathak, Mattias Hallquist, Kozo Morimoto, and Satoshi Mitarai
  • 学会等名: 8th International Chemical Hazard Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 新規水溶性フィルターによるバイオエアロゾル捕集効率の比較検討 (2024)
  • 著者名/発表者名: 新田浩登、高原葉菜、奥田知明、小宮幸作、御手洗 聡、能田 淳
  • 学会等名: バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] 糖類の混在が非結核性抗酸菌（NTM）バイオエアロゾルの生存に及ぼす影響について (2024)
  • 著者名/発表者名: 能田 淳、安藤智子、牧輝弥、森本耕三、御手洗 聡
  • 学会等名: バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] バイオエアロゾルの活性保持と大気中の浮遊性媒介物の関係 (2024)
  • 著者名/発表者名: 能田 淳、安藤智子、牧輝弥、森本耕三、御手洗 聡
  • 学会等名: エアロゾル学会
• [学会発表] Infectious disease and airborne fomite: a possible linkage in the atmospheric environment (2023)
  • 著者名/発表者名: 能田 淳、牧 輝弥、森本 耕三、御手洗 聡
  • 学会等名: 第14回 バイオエアロゾルシンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Impact Assessment of Weak Acidic Hypochlorite Water on Bioaerosols (2023)
  • 著者名/発表者名: Saowanee Norkaew, Sumiyo Narikawa, Ukyo Nagashima, Jun Noda
  • 学会等名: 第14回 バイオエアロゾルシンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] 能登半島における大気中の嫌気性細菌Clostridiumの動態 (2023)
  • 著者名/発表者名: 岩本 玲佳、関 誠、唐 寧、松木 篤、鈴木 信雄、能田 淳、酒徳 昭宏、 田中 大祐
  • 学会等名: 日本微生物生態学会
• [学会発表] 黄砂煙霧とともに日本列島に拡散するバイオエアロゾルの微生物群集構造 (2023)
  • 著者名/発表者名: 藤原由亜、黒崎泰典、石塚正秀,、松木篤,、能田淳、牧輝弥
  • 学会等名: エアロゾル学会
• [学会発表] Long-range transport of airborne microorganisms by Asian dust events: Bioaerosols relating to human health and fermented-food culture (2023)
  • 著者名/発表者名: Teruya Maki, Itaru Sanoa, Shigeru Shimamoto, Hiroki Miyata, Yua Fujiwara, Koichi Watanabe, Ysunori Kurosaki, Kazuma Aoki, Atsushi Matsuki, Jun Noda, Zhongwei Huangg, Bin Chen h, Yasunobu Iwasaka
  • 学会等名: European Geophysical Union
• [学会発表] Impact assessment of Weak Acidic Hypochlorite Water on bioaerosols (2023)
  • 著者名/発表者名: Saowanee Norkaew, Sumiyo Narikawa, Ukyo Nagashima, Jun Noda
  • 学会等名: バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] Infectious disease and airborne fomite: a possible linkage in the atmospheric environment (2023)
  • 著者名/発表者名: Jun Noda, Maki Teruya, Kozo Morimoto, Satoshi Mitarai
  • 学会等名: バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] Long-range transport of airborne microorganisms by Asian dust events: Bioaerosols relating to human health and fermented-food culture. (2023)
  • 著者名/発表者名: Maki, T., Sano, I., Shimamoto, S., Miyata, M., Fujiwara, Y., Watanabe, K., Kurosaki, Y., Aoki, K. Matsuki, A., Noda, J., Huang, Z., Chen, B., and Iwasaka, Y.
  • 学会等名: European geosciences union conference 2023
  • 国際学会
• [図書] Dust and Health Challenges and Solutions : Dust and Microorganisms: Their Interactions and Health Effects (2023)
  • 著者名/発表者名: Editors: Ali Al-Dousari and Muhammad Zaffar Hashmi Chapter authors: Noda Jun、Morimoto Kozo、Mitarai Satoshi、Maki Teruya
  • 総ページ数: 248
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9783031212093
• [学会・シンポジウム開催] 第14回 バイオエアロゾルシンポジウム (2024)
• [学会・シンポジウム開催] 第13回 バイオエアロゾルシンポジウム (2023)