| 研究課題/領域番号 |
20K09223
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| 研究機関 | 大分大学 |
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研究代表者 |
松本 重清 大分大学, 医学部, 准教授 (90274761)
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| 研究分担者 |
李 丞祐 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (60326460)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 揮発性有機化合物 / 術中バイオマーカー / 急性腎傷害 / 臓器傷害 / 術後合併症 |
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| 研究実績の概要 |
近年、各組織にて産生される揮発性有機化合物(VOCs)は、尿、皮膚、呼気等から検出されることが明らかとなり、各種疾患のバイオマーカーとして認識されつつあるが、周術期の検討は皆無である。周術期では、全身麻酔や手術の侵襲に伴い、細胞の代謝異常が生じると臓器傷害の一因となる。この異常をVOCs測定により早期に検出できれば、可及的速やかに予防策を開始できるため、術後合併症を未然に防ぐことができると考えている。
血中や呼気中のVOCsは低濃度で測定が難しいため、まず高濃度に検出される尿を網羅的に測定してターゲットを同定することにした。前年度に、各種手術患者50名の尿サンプルを研究分担者である北九州市立大学の李教授に送付して、約500種類のVOCsを測定していただいたが、結果の解析に時間を要し2021年9月に終了した。
その結果、術前後に顕著な差を示す代謝成分が同定された。手術別では、脳手術では3-HeptanoneやCyclohexanone、心臓手術ではCyclohexanoneや4-methyl-Phenol、肺手術ではCyclohexanone、消化器・腎手術ではPhenolやCyclohexanoneが術後に減少した。また、肝障害ではMethylmercaptan、Aliphatic acidsおよび3-Methylbutanol、肝腎障害ではAmmoniaが関与していた。現在、VOCsの術前後の変化と臨床症状の関連について詳細な解析を進めているが、同時に50症例追加して検討することとなった。
また、肝腎機能との関連が示唆されたAmmoniaに関しては、李教授がポリアクリル酸をAmmoniaの検知素子とする水晶振動子ガスセンサを設計し、手術室に設置できる小型の検知器を開発中で、完成したら各種手術において、呼気Ammoniaをリアルタイム測定できるかどうかを検討する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
血中や呼気中のVOCsは低濃度で測定が難しいため、まずVOCsが高濃度に検出される尿中の代謝産物を網羅的に測定して、ターゲットVOCsを決定する方針である。各種手術患者50名について、手術前後の尿は100サンプルであり、各々、約500種類のVOCsを測定し、その変化を同定しているため、解析には大変な時間を要し2021年9月にようやく終了した。
現時点で、ターゲットとなるVOCsはある程度特定されたが、さらに詳細な解析を進めている段階である。また、症例数を追加するため、倫理委員会で審査していただき、50症例の追加が認められたため、まもなくサンプル採取開始の予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
周術期に変動するVOCsはある程度特定されてきたが、さらに症例を追加して詳細に解析する予定である。
また、肝腎機能との関連が示唆されたAmmoniaに関して、我々は大変注目している。
周術期の臓器傷害で最も研究されているのは急性腎傷害(AKI)で、予後の悪化に関連する。しかし、AKIの新規バイオマーカーは多数報告されているが、結果に時間を要したり、検体の取り扱いが煩雑であったり、高コスト等の問題にて、実臨床ではハードルが高いため普及していない。一方、従来のクレアチニン等の指標ではAKI予測力は不十分であり、尿細管上皮細胞が壊死・アポトーシスに陥る前に治療介入するためには、より鋭敏なバイオマーカーの開発が急務である。そこで我々はVOCsのリアルタイム測定によりAKIの早期検出が可能となるかもしれないと予測している。現在、李教授がポリアクリル酸をAmmoniaの検知素子とする水晶振動子ガスセンサを設計し、手術室に設置できる小型の検知器を開発中で、完成したら各種手術において、呼気Ammoniaをリアルタイム測定できるかどうかを検討し、さらにAKIとの関連も解析する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍に伴う当院の対策として、一時手術制限を行った影響もあり、各種手術の尿サンプルの採取が当初の予定の100名ではなく50名にとどまったため、測定等に要する費用が少なくなった。今後、倫理委員会にも認められたので、さらに50症例の尿サンプルを測定し解析する予定である。
肝腎機能との関連が示唆されたAmmoniaに関しては、李教授がポリアクリル酸をAmmoniaの検知素子とする水晶振動子ガスセンサを設計し、手術室に設置できる小型の検知器を開発中で、それに伴う物品費が必要となる。完成したら各種手術において、呼気Ammoniaをリアルタイム測定できるかどうかを検討し、同時に血液も採取して、血中の酸化ストレスマーカーや炎症マーカーも測定して関連性を調べる予定であるが、それらのマーカーを測定するELISAキットなどの購入が必要となる。
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