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次世代シーケンサーと遺伝子解析装置によるバイオフィルム内細菌・薬剤耐性菌検出法

研究課題

研究課題/領域番号 20K18045
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関関西医科大学

研究代表者

植田 成実  関西医科大学, 医学部, 助教 (30632757)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード次世代シーケンサー / インプラント周囲感染 / 人工関節周囲感染 / バイオフィルム / LAMP法 / PCR / インプラント周囲感染・人工関節周囲感染 / 骨軟部組織感染症診断 / NGS
研究開始時の研究の概要

1) PCR・OSNA法によるバイオフィルム内細菌定量PCR・耐性菌遺伝子検出
2) NGSによるバイオフィルム感染症診断・関節内細菌の薬剤耐性遺伝子検出
3) 非感染疾患関節内および非感染インプラント細菌叢の定量PCR・NGS検証

研究成果の概要

現在、手術検体の細菌検査には多くの課題があり、 一般的な診断技術は、細菌が浮遊性の形ではなく、インプラント表面にバイオフィルムとして存在するため、低悪性度の感染を検出する能力に制限がある。我々は感染症に対処するためのループ媒介等温増幅 (LAMP)プライマーを独自に作成することが可能でであるため、細菌定量を目的とした PCR以外に、 臨床現場で問題となる メチシリン耐性 (mecA)遺伝子の検出やブドウ球菌の迅速検出を目的とした LAMPプライマーを設計した。 本研究は、複数のコアグラーゼ陰性ブドウ球菌 (CNS)による人工関節周囲感染例に独自 LAMPプライマーを使用し検証を行なった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

インプラント周囲感染や慢性骨髄炎などは、通常の培養検査による検出がバイオフィルムなどの理由により困難である。 遺伝子検査は現在、人工関節周囲感染ガイドライン (MSIS 2018年)で記載されており、確定診断には不可欠であるものの不明な点が多い。しかし、今後、治療のために必要な情報は、診断を目的とした遺伝子検査以外にも、狭域かつ効果的な抗菌薬の選択が即時に判定できるような抗菌薬耐性遺伝子の情報である。本研究は、特に臨床で問題とされることの多い、mecAをもつブドウ球菌を標的としたサンプル間の抗菌薬感受性や耐性遺伝子の検証であり、病態の解明と同時に診断から治療への応用が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] noculation of sonicate fluid into blood culture bottles improves microbial detection in patients with orthopedic bone and soft tissue infections of the upper and lower extremities2022

    • 著者名/発表者名
      Toyama T, Ueda N, Hamada Y, Okuda K, Saito T
    • 雑誌名

      J Orthop Sci.

      巻: 未定 号: 2 ページ: 476-483

    • DOI

      10.1016/j.jos.2021.11.012

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 細菌培養陰性例への対応 Next-generation Sequencingの現状と可能性2022

    • 著者名/発表者名
      植田成実, 飯田寛和, 齋藤貴徳
    • 雑誌名

      臨床整形外科

      巻: 57 ページ: 233-240

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 整形外科・骨軟部組織感染症および人工関節周囲感染症の原因菌検索における血液培養ボトルを併用した超音波処理法2022

    • 著者名/発表者名
      外山雄康, 植田成実, 齋藤貴徳
    • 雑誌名

      別冊整形外科

      巻: 81 ページ: 54-59

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Next-generation Sequencing (NGS)を用いた基礎的検討および慢性骨髄炎患者検体の解析結果より考えるNGSの有用性と課題2022

    • 著者名/発表者名
      植田成実, 飯田寛和, 齋藤貴徳
    • 雑誌名

      別冊整形外科

      巻: 81 ページ: 79-84

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 人工股関節周囲感染患者より提出されたインプラント・骨軟部組織検体超音波処理液の次世代シーケンサーを用いた検証2021

    • 著者名/発表者名
      植田成実
    • 学会等名
      32回日本臨床微生物学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 次世代シーケンサー (NGS: Next-Generation Sequencing)を用いた整形外科術後感染症診断2020

    • 著者名/発表者名
      植田 成実
    • 学会等名
      第43回日本骨・関節感染症学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 次世代シーケンサー (NGS)による術中検体を用いた インプランフト周囲感染の診断を目的とした検証2020

    • 著者名/発表者名
      植田成実
    • 学会等名
      第135回中部災害整形外科学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 次世代シーケンサー (NGS: Next-Generation Sequencing)と定量PCR (qPCR)を用いた 超音波処理法による新規整形外科インプラント周囲感染症診断法2020

    • 著者名/発表者名
      植田成実
    • 学会等名
      日本整形外科基礎学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 「骨軟部組織とインプラント超音波処理検体を用いた次世代シーケンサーによる新規遺伝子感染症検査の基礎的検討」2020

    • 著者名/発表者名
      植田成実
    • 学会等名
      関節病学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 骨・関節感染症の治療戦略2022

    • 著者名/発表者名
      安達伸生
    • 総ページ数
      230
    • 出版者
      南江堂
    • ISBN
      9784524277810
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] サンプルの品質の予測方法、核酸配列解析の精度の予測方法、            サンプルの品質の予測装置、および核酸配列解析の精度の予測装置2020

    • 発明者名
      植田成実
    • 権利者名
      関西医科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-105623
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-12-25  

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