| 研究課題/領域番号 |
21H04925
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| 研究機関 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
中田 典秀 神奈川大学, 化学生命学部, 准教授 (00391615)
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| 研究分担者 |
竹内 悠 京都大学, 工学研究科, 助教 (70835272)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| キーワード | 環境鑑識 / COVID-19 / 下水疫学 / ターゲット分析 / ノンターゲット分析 |
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| 研究実績の概要 |
新規感染症だけでなく、既知の多くの感染症が発熱を伴い流行する。その際、使用された薬の成分や原因となる病原微生物は下水道に集まる。本研究では、総合感冒薬として発熱性疾患の初期治療に用いられる解熱鎮痛剤や咳止め薬成分の下水中濃度を継続的に測定することにより、ある地域における発熱性疾患の流行発生の兆しを検知することを目的としている。さらに、COVID-19流行時に下水道に流入する化学物質を精密質量が測定できる液体クロマトグラフ-四重極飛行時間型質量分析計（LC-QTof/MS）によるノンターゲット分析で同定し、下水処理区内における新規もしくは既知の発熱性疾患の流行発生の兆しを検知するための指標物質の探索を目的としている。
近畿圏A市で1~3日おきに130日分採取され、採水日にろ過・固相抽出等の前処理を行った下水試料を、液体クロマトグラフ質量分析計（LC-MS/MS）によりターゲット分析し、その後、1、2カ月分をまとめてLC-QTof/MSによりノンターゲット分析を行った。本年度は、ノンターゲット分析結果である精密質量分析データの解析を中心に実施した。汎用ソフトウェアであるMS-DIALで解析し、R言語でデータのクリーニングののち、検出ピークの高さがCOVID-19等の患者数とともに変動するかを確認した。
LC-QTof/MSにより下水中で検出された数万ピークについて、約20万種の質量分析結果が搭載されたライブラリーとの照合を、汎用ソフトウェアMS-DIALで行い、その解析結果をR言語により整理した。調査を行ったA県のCOVID-19と感染性胃腸炎の患者数の変動と比較したところ、類似のピーク強度変動を示す成分が確認されたが、分析日の違い、特に分析日の装置感度の変動などの影響を強く受けていることが確認され、その補正方法を検討する必要性が顕在化した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
LC-QTof/MSの分析結果が5 GB/sampleとファイルサイズが甚大であり、ワークステーションを使用しても解析に膨大な時間がかかるうえ、既存のワークステーションの性能に合わせ分析結果を分割して解析した場合に生じる新たな問題が判明したため、ワークステーションの更新が必要となった。また、再分析の必要性が生じたが、LC-QTof/MSが途中故障し、復旧までに時間を要した。
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| 今後の研究の推進方策 |
解析に用いるワークステーションの高度化を図る。それにより、保管しているLC-QTof/MS分析結果を分割することなく一括して解析することを可能にする。LC-QTof/MS分析日の違いにより検出されるピークの変動が生じていることが前年度に確認されたことから、LC-MS/MSによるターゲット分析において一定の濃度変動が確認された成分（花粉症治療薬成分）をLC-QTof/MS分析結果から同定し、どのような補正を行えばターゲット分析で確認された濃度変動と類似のピーク変動となるかを検討する。また、LC-QTof/MS分析結果において明らかに感度が低い期間については、保存試料を再測定する。さらに、臨床現場においてCOVID-19患者数や感染性胃腸炎のマーカーに注目して同定・定量を試みる。
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