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新興感染症発生時における創薬加速のための数理情報基盤技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 22K19829
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分62:応用情報学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

岩見 真吾  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (90518119)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード数理モデル / データ解析 / 新型コロナウイルス感染症
研究開始時の研究の概要

ウイルス感染症では、根本的な原因であるウイルス量の減少、排出期間の短縮が臨床医学上、また、公衆衛生上、極めて重要な役割を果たす。しかし、COVID-19にみられるように、ウイルス排出量・期間は症例毎に大きく異なる。本研究では、定量的なウイルス感染動態の理解に基づいて、以下3つの課題に取り組む:
課題 (1) ウイルス感染動態の定量化と排出期間に基づいた患者層別化技術の確立
課題 (2) 薬物動態/薬力学/ウイルス動態モデルを実装したシミュレータの開発
課題 (3) 抗ウイルス治療効果や排出期間を予測するバイオマーカーの探索技術の確立

研究成果の概要

新興感染症流行時に訪れる医療崩壊を回避するために必須となる標準治療の確立を強力に支援するドラッグリポジショニングがある。しかし、承認薬の新興感染症に対する効果は、本来の適用疾患とは異なる薬効や標的分子へ作用するため、これら疾患への投与法をそのまま流用することは不可能であり、これらを打開するための数理情報基盤技術が希求されている。そこで、本研究では短期間のうちに感染症に対する治療薬を探索できる可能性があるドラッグリポジショニングに焦点を当てた異分野融合研究を実施し、COVID-19の標準治療の確立を爆発的に加速させる数理情報基盤技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、本国と他国との大きな違い・原因の1つに、感染症制御に対する異分野融合研究の経験値の差がある。本研究を実施する過程で、核となる複数大学と研究機関および関係省庁のネットワークが構築され、そして、新興感染症発生時には即座に疫学データ、ゲノムデータ、臨床データが収集・共有・解析され、流行対策や医療体制の構築にフィードバックされる仕組みが準備はじめた。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] プギョン大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] インディアナ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] USAMRIID(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] プサン大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Analysis of the risk and pre-emptive control of viral outbreaks accounting for within-host dynamics: SARS-CoV-2 as a case study2023

    • 著者名/発表者名
      Hart William S.、Park Hyeongki、Jeong Yong Dam、Kim Kwang Su、Yoshimura Raiki、Thompson Robin N.、Iwami Shingo
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 120 号: 41

    • DOI

      10.1073/pnas.2305451120

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Isolation may select for earlier and higher peak viral load but shorter duration in SARS-CoV-2 evolution2023

    • 著者名/発表者名
      Sunagawa Junya、Park Hyeongki、Kim Kwang Su、Komorizono Ryo、Choi Sooyoun、Ramirez Torres Lucia、Woo Joohyeon、Jeong Yong Dam、Hart William S.、Thompson Robin N.、Aihara Kazuyuki、Iwami Shingo、Yamaguchi Ryo
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 7395-7395

    • DOI

      10.1038/s41467-023-43043-2

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Modeling COVID-19 vaccine booster-elicited antibody response and impact of infection history2023

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Takara、Miyamatsu Yuichiro、Park Hyeongki、Nakamura Naotoshi、Yokokawa Shibata Risa、Iwami Shingo、Nagasaki Yoji
    • 雑誌名

      Vaccine

      巻: 41 号: 52 ページ: 7655-7662

    • DOI

      10.1016/j.vaccine.2023.11.040

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Infectious virus shedding duration reflects secretory IgA antibody response latency after SARS-CoV-2 infection2023

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto S, Nishiyama T et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 120 号: 52 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1073/pnas.2314808120

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relationship between the inclusion/exclusion criteria and sample size in randomized controlled trials for SARS-CoV-2 entry inhibitors2023

    • 著者名/発表者名
      Tatematsu Daiki、Akao Marwa、Park Hyeongki、Iwami Shingo、Ejima Keisuke、Iwanami Shoya
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 561 ページ: 111403-111403

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2022.111403

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Increased flexibility of the SARS-CoV-2 RNA-binding site causes resistance to remdesivir2023

    • 著者名/発表者名
      Torii Shiho、Kim Kwang Su、Koseki Jun、Suzuki Rigel、Iwanami Shoya、Fujita Yasuhisa、Jeong Yong Dam、Ito Jumpei、Asakura Hiroyuki、Nagashima Mami、Sadamasu Kenji、Yoshimura Kazuhisa、Sato Kei、Matsuura Yoshiharu、Shimamura Teppei、Iwami Shingo、Fukuhara Takasuke、The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium
    • 雑誌名

      PLOS Pathogens

      巻: 19 号: 3 ページ: e1011231-e1011231

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1011231

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Antithetic effect of interferon-α on cell-free and cell-to-cell HIV-1 infection.2022

    • 著者名/発表者名
      Kumata R, Iwanami S, Mar KB, Kakizoe Y, Misawa N, Nakaoka S, Koyanagi Y, Perelson A, Schoggins J, Iwami S, Sato K
    • 雑誌名

      PLoS Computational Biology

      巻: 18 号: 4 ページ: 1010053-1010053

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1010053

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Maternal embryonic leucine zipper kinase (MELK) optimally regulates the HIV-1 uncoating process2022

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Takara、Takada Toru、Takeuchi Hiroaki、Iwami Shingo
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 545 ページ: 111152-111152

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2022.111152

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation of timing of infection from longitudinal SARS-CoV-2 viral load data: mathematical modelling study2022

    • 著者名/発表者名
      Ejima Keisuke、Kim Kwang Su、Bento Ana I.、Iwanami Shoya、Fujita Yasuhisa、Aihara Kazuyuki、Shibuya Kenji、Iwami Shingo
    • 雑誌名

      BMC Infectious Diseases

      巻: 22 号: 1 ページ: 656-656

    • DOI

      10.1186/s12879-022-07646-2

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Designing isolation guidelines for COVID-19 patients with rapid antigen tests2022

    • 著者名/発表者名
      Jeong Yong Dam、Ejima Keisuke、Kim Kwang Su、Joohyeon Woo、Iwanami Shoya、Fujita Yasuhisa、Jung Il Hyo、Aihara Kazuyuki、Shibuya Kenji、Iwami Shingo、Bento Ana I.、Ajelli Marco
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 4910-4910

    • DOI

      10.1038/s41467-022-32663-9

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 新興感染症の異分野融合研究:時系列バイオマーカーのデータサイエンス2023

    • 著者名/発表者名
      岩見真吾
    • 学会等名
      第97回日本感染症学会総会・学術講演会 第71回日本化学療法学会学術集会 合同学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A case study of Fukushima vaccination cohort - Real world application (II)2023

    • 著者名/発表者名
      Shingo Iwami
    • 学会等名
      2023 China-India-Japan-Korea International Conference on Mathematical and Theoretical Biology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling and characterizing vaccine-elicited antibody responses2023

    • 著者名/発表者名
      Shingo Iwami
    • 学会等名
      ICIAM 2023 TOKYO Computational Biology: Session I
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 急性肝不全の未来予測2023

    • 著者名/発表者名
      岩見真吾
    • 学会等名
      2023年 日本数理生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ウイルス学におけるデジタルツインアプローチの役割2023

    • 著者名/発表者名
      岩見真吾
    • 学会等名
      第70回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 異分野融合アプローチを駆使した創薬DX研究2023

    • 著者名/発表者名
      岩見真吾
    • 学会等名
      第97回 日本薬理学会年会, 2023/12/15
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modeling clade I mpox lesion transition dynamics - A retrospective analysis of clinical data in DRC -2023

    • 著者名/発表者名
      Shingo Iwami
    • 学会等名
      U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program (USJCMSP) International Conference on Emerging Infectious Diseases (EID) in the Pacific Rim
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] デジタルツイン時代の感染症創薬研究2022

    • 著者名/発表者名
      岩見真吾
    • 学会等名
      第63回 日本臨床ウイルス学会 シンポジウム4
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] デジタルツイン時代の医薬品の橋渡し研究2022

    • 著者名/発表者名
      岩見真吾
    • 学会等名
      創薬薬理フォーラム第30回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 数理モデル駆動型の未病研究 -不均一性と層別化-2022

    • 著者名/発表者名
      岩見真吾
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 実験医学2023

    • 著者名/発表者名
      西山尚来,宮松雄一郎,朴炯基,横川理沙,長崎洋司,岩見真吾
    • 総ページ数
      222
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] ウイルス感染の数理モデルとシミュレーション ―データを定量的に理解する―2023

    • 著者名/発表者名
      岩見 真吾, 中岡 慎治, 岩波 翔也
    • 総ページ数
      304
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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