| 研究課題/領域番号 |
15K08049
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
打矢 恵一 名城大学, 薬学部, 准教授 (70168714)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | Mycobacterium avium / 肺M. avium症 / pMAH135プラスミド / ゲノム解析 |
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| 研究実績の概要 |
平成２８年度に実施した研究の成果について、本研究の目的であるMycobacterium aviumにより引き起こされる肺疾患（肺M. avium症）の病態（発病および重症化）の予測と解明について平成２７年度により得られた研究成果を基に研究を実施した結果、以下の研究成果が得られた。
１．研究協力機関である国立病院機構東名古屋病院に保存されている全国の国立病院機構の各病院より分与された病態が明らかな患者由来のM. aviumの46株を使用し、比較ゲノム解析を行った。分離株を提供者の臨床データを基に悪化群（17株）と安定群の２つのグループ（29株）に分類した。悪化群は肺M. avium症と診断された後、経過観察中に臨床所見や臨床症状の悪化が見られ治療を開始したグループ、安定群は悪化が見られなかったため治療を行わなかったグループである。これらの臨床分離株のゲノムを次世代シーケンサーにより解析を行った。そして、得られた塩基配列のSNPs（single nucleotide polymorphisms）を基に系統樹解析を行った結果、悪化群と安定群由来株は異なったクラスターを形成した。以上の結果から、肺M. avium症の病態の悪化を引き起こす菌株には遺伝学的な特徴があることが判った。
２．悪化群由来株の遺伝学的な特徴を調べるために、分離株から得られたゲノムの塩基配列の比較を行った。その結果、悪化群由来株に特異的な遺伝子領域が見られ、その領域には以前に報告した194,711 bpの大きさの新規プラスミド（pMAH135）やM. aviumの病原性に関わる種々の因子がコードされていた。以上の結果から、pMAH135やこれらの病原遺伝子が肺M. avium症の悪化に関与している可能性が強く示唆された。
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| 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
本研究の目的は、M. avium症の病態および増加要因を解明するとともに、M. avium症の感染源や感染様式の解明を行うことである。平成２８年度の研究実施計画に基づいて行った研究の進捗状況から、下記の理由により、当該年度における達成度については概ね達成できたと考える。
１．肺M. avium症の病態について、肺M. avium症患者由来株を臨床データに基づいて、悪化群由来株（17株）と安定群由来株（29株）に分け、これらの臨床分離株のゲノムを次世代シーケンサーにより解析を行った。そして、得られた塩基配列のSNPsを基に系統樹解析を行った結果、悪化群と安定群由来株は異なったクラスターを形成し、悪化群由来株が有意に多く存在するクラスターが形成された。この結果は、平成２７年度に行ったMATR-VNTR型別解析による系統樹の結果とほぼ一致し、MATR-VNTR解析の有用性が確認できた。この結果から、病態の予測が可能となり臨床上、重要な知見を得ることができた。
さらに、悪化群由来株の遺伝学的な特徴を調べるために、上記の菌株から得られたゲノムの塩基配列の比較を行った結果、悪化群由来株に特異的な遺伝子領域が存在し、その領域にはpMAH135やM. aviumの病原性に関わる種々の因子がコードされていた。また、平成２８年度の実施計画に従ってpMAH135の存在をパルスフィールドゲル電気泳動法によって調べた結果、悪化群由来株にpMAH135の存在を確認することができた。このような結果から、pMAH135や上記のような病原遺伝子が肺M. avium症の悪化に関与している可能性が強く示唆され、肺M. avium症の病態（発病および重症化）の解明に大きく寄与することができた。
２．M. avium症の増加要因や感染様式の解明について、この研究目的については今後の課題であり、平成２９年度の実施計画に従って解明していく予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題の今後の推進方策について、日本で分離されるM. aviumと諸外国の分離株とのゲノムの比較・検討を行うことにより、我が国での増加要因の解明を行う。さらに、M. avium症の感染様式や宿主特異性の解明のため、肺M. avium症患者由来株（経気道感染株）やHIV陽性患者由来株（経腸感染株）、またブタ由来株を用いてゲノムの比較・検討を行うことにより、その解明を行う。
１．我が国で急増している肺M. avium症の増加要因の解明を行うために、web上で公開されている海外で分離・解析されたM. aviumのゲノム情報を利用して、上記で得られた国内由来株のゲノムと比較を行う。平成２８年度に得られた研究成果により、国内由来株と海外株はSNPsによる系統樹解析において、異なったクラスターを形成することが判った。それ故、これらのゲノムを比較することにより、国内由来株に特異的に存在している病原遺伝子等を詳しく解析し国内由来株の特徴を調べる。pMAH135の存在においても国内由来株の特徴である可能性が考えられ、pMAH135上にコードされている遺伝子群の存在を遺伝子解析ソフトにより調べる。もし、pMAH135の存在が国内由来株に特徴的なことであれば、我が国での増加要因の解明において非常に有用な知見となる。
２．M. avium症の感染様式は、経腸感染と経気道感染の大きく２つに分けられるが、このような感染様式の違いが何に起因しているか不明である。さらに、M. aviumはブタに対しても経腸感染するが、ヒトに感染する菌株との違いについては明らかでない。M. avium症の感染様式や宿主特異性の解明のため、HIV陽性患者由来株とブタ由来株のゲノム解析を行い、肺M. avium症患者由来株のそれと比較・検討を行うことにより、それらの違いを詳しく調べる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成２８年度の研究実施計画において、以下の計画を一部変更および予定どおり実施できなかったことから、研究費の次年度への繰り越しが生じた。本研究の目的の一つである我が国におけるM. avium症の増加要因を調べるため、韓国などの諸外国のM. avium分離株を用いて、国内で分離された菌株のゲノムやpMAH135の存在を比較・検討することにより解明を行う予定であった。しかし、この研究計画の一部である韓国などの分離株について、それらのゲノム解析やpMAH135の存在をPFGE法により解析を行うことが出来なかった。上記の計画については、平成２９年度においても引き続き行う予定であり、繰り越した研究費を使用する予定である。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成２９年度の研究実施計画に従って研究を遂行するために、以下のように研究費を執行する予定である。我が国で分離されたM. aviumと諸外国の分離株との比較・検討による増加要因の解明について、平成２８年度に実施できなかった韓国などの分離株を用いて、国内で分離された菌株のゲノムやpMAH135の存在を比較・検討する。これらの菌株を用いてゲノム解析やpMAH135の存在をPFGE法で調べる予定である。また、平成２９年度の研究実施計画においては、M. avium症の感染様式や宿主特異性の解明のため、HIV陽性患者由来株とブタ由来株のゲノム解析を行い、肺M. avium症患者由来株のそれと比較・検討を行うことにより、それらの違いを詳しく調べる予定である。当大学にはゲノム解析に必要な次世代シーケンサーであるHiSeq（イルミナ社）を有していないため、北海道システム・サイエンス社に外注を予定している。
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