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下水疫学調査と微生物起源解析を用いたカトマンズ盆地の水環境中の病原微生物流行監視

研究課題

研究課題/領域番号 22KK0173
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関山梨大学

研究代表者

原本 英司  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (00401141)

研究分担者 清 和成  北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80324177)
古川 隼士  北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (90632729)
田中 靖浩  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (50377587)
亀井 樹  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (80792168)
研究期間 (年度) 2022-10-07 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
2025年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2024年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2023年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード健康関連微生物 / 下水疫学調査 / 微生物起源解析 / カトマンズ盆地
研究開始時の研究の概要

本研究は大きく2つの研究テーマに分けることができ,病原微生物による感染症の流行状況を把握するための「下水疫学調査」の有効性の評価に関する研究と,現地住民の主要な飲料水源である地下水中における病原微生物・糞便汚染源を同定する「微生物起源解析」に関する研究を実施する。また,この2種類の研究を実施する際に必須となる,水試料からの病原微生物および微生物遺伝子マーカーの高感度検出法の開発にも取り組む。

研究実績の概要

2023年度は、カウンターパートのSarmila Tandukar氏の協力により、カトマンズ盆地内の2ヶ所の下水処理場において流入水と放流水を定期的に採取した。また、研究協力者として参画している研究助教と学生2名が2023年10~11月に現地に渡航して病院排水および河川水を採取し、試料中の微生物の濃縮作業等を実施した。不活化処理を施して国内に輸送した試料から複数種の病原微生物や微生物起源解析マーカーの測定を試みた。
リアルタイムPCR法による下水からの病原微生物の検出率は、A型肝炎ウイルスが51%、エンテロウイルスA71型(手足口病の主要な病因ウイルス)が64%であり、現地での高い罹患状況を反映していると考えられた。また、病院排水からの新型コロナウイルスの検出率は100%であり、86%の試料で定量可能な濃度で検出されており、感染者の発生動向が把握できない現地において下水疫学調査が有効となることが示唆された。
また、デジタルPCR法を用いた5種類の遺伝子の同時検出法を開発した。新型コロナウイルス、A型インフルエンザウイルス、RSウイルス(A・B型)およびタバコモザイクウイルスの5種類を検出する病原ウイルス検出系と、ヒト・ブタ・反芻動物バクテロイデス、イヌミトコンドリアDNAおよび大腸菌の5種類を検出する微生物起源解析マーカー検出系を構築し、病院排水と河川水からの検出に成功した。
今年度の研究により、リアルタイムPCR法およびデジタルPCR法を活用することで、現地において下水疫学調査と微生物起源解析が可能になることが示された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

カウンターパートの協力も得ながら現地の下水処理場や病院、河川を対象とした採水調査を実施する体制を確立し、継続的なデータの取得ができている。また、本研究を構成する2つの大きなテーマである「下水疫学調査」と「微生物起源解析」について、下水疫学調査として複数の病原ウイルスを測定し、微生物起源解析では様々な宿主に対応した遺伝子マーカーを測定できており、データの蓄積が進んでいる。このことから、研究は順調に進んでいると判断した。

今後の研究の推進方策

2024年度は、研究代表者と研究分担者が渡航して現地調査を実施し、下水に加え、河川水や地下水の採取を計画している。採取した試料は、ウイルスのみならず、病原細菌や薬剤耐性遺伝子の測定に供する予定である。継続的な調査を行うことにより,現地において下水疫学調査と微生物起源解析を活用するための基盤となるデータの取得を目指す。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ネパール政策研究所/トリブバン大学(ネパール)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ネパール政策研究所/トリブバン大学(ネパール)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Evaluating acute gastroenteritis-causing pathogen reduction in wastewater and the applicability of river water for wastewater-based epidemiology in the Kathmandu Valley, Nepal2024

    • 著者名/発表者名
      Sthapit Niva、Malla Bikash、Tandukar Sarmila、Thakali Ocean、Sherchand Jeevan B.、Haramoto Eiji
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 919 ページ: 170764-170764

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2024.170764

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantification of multiple respiratory viruses in wastewater in the Kathmandu Valley, Nepal: Potential implications of wastewater-based epidemiology for community disease surveillance in developing countries2024

    • 著者名/発表者名
      Raya Sunayana、Malla Bikash、Shrestha Sadhana、Sthapit Niva、Kattel Hari、Sharma Sangita Tara、Tuladhar Reshma、Maharjan Rabin、Takeda Tomoko、Kitajima Masaaki、Tandukar Sarmila、Haramoto Eiji
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 920 ページ: 170845-170845

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2024.170845

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ウィズコロナ時代の下水疫学調査に資する病原微生物検出技術の高度化2023

    • 著者名/発表者名
      原本英司
    • 学会等名
      日本下水サーベイランス協会定時社員総会・意見交換会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ネパールでのSATREPSプロジェクトを基盤とした国際共同研究の展開と経験2023

    • 著者名/発表者名
      原本英司
    • 学会等名
      外務省科学技術外交推進会議 スタディ・グループ2(科学技術外交とODA). 第4回会合「日本の科学技術をODA事業へ橋渡しする方策とODA事業を活用して科学技術力を向上させる方策」
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 下水中ウイルス検出技術の高度化2023

    • 著者名/発表者名
      原本英司
    • 学会等名
      神奈川県立産業技術総合研究所教育講座「下水疫学のイノベーションと社会実装課題」
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウィズコロナ時代の下水疫学調査に資する病原微生物検出技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      原本英司
    • 学会等名
      QIAGEN Sample to Insightオンラインシンポジウム~微生物・ウイルス2023~ 「デジタル PCR によるウイルス検出・環境 DNA の抽出・細菌叢解析」
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of pathogen detection methods for social implementation of wastewater-based epidemiology for COVID-19 and other infectious diseases among Asian countries2023

    • 著者名/発表者名
      Eiji Haramoto
    • 学会等名
      7th Environmental Technology & Management Conference (ETMC) 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Implementation of wastewater-based epidemiology for monitoring the incidence of COVID-19 and other infectious diseases in communities2023

    • 著者名/発表者名
      Eiji Haramoto
    • 学会等名
      VANJ Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantification of multiple respiratory viruses in wastewater in Kathmandu, Nepal: potential implication of wastewater-based epidemiology for community disease surveillance2023

    • 著者名/発表者名
      Sunayana Raya, Bikash Malla, Sadhana Shrestha, Niva Sthapit, Tomoko Takeda, Masaaki Kitajima, Sarmila Tandukar, Hari Kattel, Sangita Tara Sharma, Rabin Maharjan, Eiji Haramoto
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference Online 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 山梨大学研究者総覧

    • URL

      https://eradb-ref.yamanashi.ac.jp/html/100007820_ja.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-10-11   更新日: 2024-12-25  

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