系統的に近縁関係の梅毒トレポネーマ株間を細分化する塩基置換候補の評価とその応用

• 研究課題/領域番号: 21K09388
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分56030:泌尿器科学関連
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 中山 周一 国立感染症研究所, 細菌第一部, 主任研究官 (80280767)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 梅毒トレポネーマ / 系統分類 / 感染ルート推定 / 梅毒 / 系統 / ゲノム補完SNPs / ゲノム解析とその代替法 / 感染経路推定 / 全ゲノム解析 / 簡便系統分類法 / ゲノム多様性 / 系統細分化

研究開始時の研究の概要

これまでおこなってきた国内の梅毒トレポネーマ分離株の全ゲノム情報解析、およびその海外株との比較検討の成果として、日本株群と中国株群とが互いに近縁度が高いことが判明すると同時に、両者を互いに細分化区別できる1塩基置換多様性候補、及び中国・日本株（以下、「東アジア株」と総称）を欧米など他の諸外国株と区別できる1塩基置換多様性を得た。これら1塩基置換有用性を多数の株（多くの株では全ゲノム情報が取得できない）に対象を広げて検討、結論づけることが研究の第一義的な目的である。

研究成果の概要

2020年３月以降の127検体でTP_0705内3 SNPsのデータを取得した。3 SNPs特定127例での仮説による予想系統分布はSS14-East Asia系統111、SS14-Omega系統5、Nichols C&E 系統 6、TEN 系統 5であった。このデータからの予想系統が正しいかをゲノム解析で確認することが直近の課題となる。これまでの調査報告では国内株の、SS14-East Asia以外の３系統はMSM患者由来に限定されていたが、今回のデータでは女性患者由来の予想Nichols C&E系統 1例、予想SS14-Omega系統 1例がそれぞれ検出された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

世界的な流行が継続、拡大している梅毒の制御に当たっては、検体からの迅速な系統分類を通した科学的根拠を持った感染ルート推定を行うことが必須である。試験管内培養が基本的に不能な本菌では系統を確定するためのゲノム解析は、その成功率が低い。我々は特定1遺伝子TP_0705のPCR産物内の３箇所の１塩基置換が系統と対応するという仮説を提出した。このことが実証されれば、飛躍的に多数の検体での系統決定が可能となり、また、その結果が判明するまでの期間も大幅に短縮できる。これは冒頭の課題に足して多大な貢献を与える。

研究成果

• [雑誌論文] High-throughput nanopore sequencing of Treponema pallidum tandem repeat genes arp and tp0470 reveals clade-specific patterns and recapitulates global whole genome phylogeny. (2022)
  • 著者名/発表者名: Nicole AP Lieberman, et al. Shu-ichi Nakayama, Kenichi Lee, Makoto Ohnishi, et al.
  • 雑誌名: Front. Microbiol. 巻: 13 ページ: 1007056-1007056
  • DOI: 10.3389/fmicb.2022.1007056
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome Sequencing of 196 Treponema pallidum strains from six continents reveals additional variability in vaccine candidate genes and dominance of Nichols clade strains in Madagascar. (2021)
  • 著者名/発表者名: Nicole A.P. Lieberman, Michelle J. Lin, Hong Xie, Lasata Shrestha, Tien Nguyen, Meei-Li Huang, Austin M. Haynes, Emily Romeis, Qian-Qiu Wang, Rui-Li Zhang, Cai-Xia Kou, Giulia Ciccarese, Ivano Dal Conte, Marco Cusini, Francesco Drago, Shu-ichi Nakayama, et al.
  • 雑誌名: PLos Negl. Trop. Dis. 巻: 15
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 梅毒 ： 迅速診断の展望と ゲノム解析結果から見える国内株の系統位置 (2022)
  • 著者名/発表者名: 中山周一
  • 学会等名: 第36回日本エイズ学会学術集会・総会
  • 招待講演