hsdS遺伝子組換え膜光透過性固定株を用いた侵襲性肺炎球菌感染症のメカニズム解明

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K08506
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 山本 和子 長崎大学, 病院(医学系), 講師 (10398167)
• 研究分担者: 井手口 周平 独立行政法人国立病院機構(長崎医療センター臨床研究センター), 呼吸器内科, 医師 (50796224) [辞退] ; 小川 道永 国立感染症研究所, 細菌第一部, 室長 (80361624)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 肺炎球菌 / 肺炎 / 莢膜

研究実績の概要

肺炎球菌は，菌膜の光透過性（Opacity）により，不透明（O-type）コロニーと透明（T-type）コロニーに分類される。しかし，成人肺炎におけるその意義は明らかにされていない。我々は，Streptococcus pneumoniae株のOpacityと成人肺炎の臨床的特徴との関連性を検討することを目的とした。肺炎の定義は，肺に新しい浸潤があり，急性呼吸器症状があり，38度以上の発熱があり，白血球数が1万/μl以上または4000/μl未満であることである。カタラーゼを塗布したTripticase寒天培地上のコロニーを実体顕微鏡で観察し，菌株のOpacityを同定した．4病院の成人肺炎患者を集め，後方視的コホート研究を実施した。転帰は，肺炎の重症度，胸部CTにおける肺炎の陰影の面積，菌血症，人工呼吸器の使用，入院中の死亡で評価した。統計解析にはFisher検定（非連続変数）とWilcoxon検定（連続変数）を用いた。72例が抽出され，これらの患者から肺炎球菌株：54株のO型と18株のT型が分離された．成人肺炎患者の2つの異なるOpacity群の間には，年齢，性別，基礎疾患に有意差はなかった．肺炎に罹患した肺葉の数はO型が有意に多かった（p＝0.047）．肺炎の重症度はqSOFA，ADROP，PSIで評価し，いずれもO型で有意に重症化した（それぞれp＝0.028，p＝0.035，p＝0.031）．また，入院中の菌血症，人工呼吸器使用，死亡の発生率はO型で高い傾向にあった（18.8％ vs 8.3，13.0％ vs 0，9.3％ vs 5.6％）が，有意差は認めなかった．結論 成人肺炎球菌による肺炎の重症化には，O型肺炎球菌のコロニー形成が関与していることが示唆された。
マウスで肺炎球菌肺炎を形成する菌株19F型の莢膜変異株を作成し、マウス実験を進行中である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

マウスで肺炎球菌肺炎を形成する菌株19F型（EF3030）の莢膜変異株を作成したが、莢膜透過性について安定性に乏しく、遺伝子組み替え法および複数種の菌株を施行している。新型コロナウイルス感染症の流行の影響で、遺伝子変異株の作製を長崎大学ー国立感染症研究所間で行き来しながら行うことが困難となっていることも遅れている一因である。

今後の研究の推進方策

19F型（EF3030）のみならず、複数の血清型菌株を用いて、hsdS組換え株を作製する。莢膜透過性が継代によっても安定している株を用いて、マウス肺炎モデルを作製する。In vitroにおけるhsdS組換え株の微生物学的な病原性の評価（増殖能とバイオフィルム形成能の評価、マクロファージ貪食能、NF-kB誘導能、発現受容体の評価）を行い、さらにIn vivoマウス肺炎モデルでのhsdS組換え株の侵襲性と病原性評価（鼻腔定着率と肺炎への進展率の評価、経気管投与（i.t.）による肺炎モデルの生存率と体重の評価、肺内菌数、菌血症、肺内好中球の遊走、肺内炎症性サイトカインの評価）を行う。

次年度使用額が生じた理由

物品に関して、予定購入額より割引があったため、次年度使用額が生じた。この分は翌年度分と合わせてマウス実験消耗品に使用したい。

研究成果

• [雑誌論文] Associations between chest CT abnormalities and clinical features in patients with the severe fever with thrombocytopenia syndrome. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ashizawa H, Yamamoto K, Ashizawa N, Takeda K, Iwanaga N, Takazono T, Sakamoto N, Sumiyoshi M, Ide S, Umemura A, Yoshida M, Fukuda Y, Kobayashi T, Tashiro M, Tanaka T, Katoh S, Morimoto K, Ariyoshi K, Morimoto S, Tun MMN, Inoue S, Morita K, Kurihara S, Izumikawa K, Yanagihara K, Mukae H.
  • 雑誌名: Viruses 巻: 14 ページ: 279
  • DOI: 10.3390/v14020279
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Assessment of oral health in elderly patients with dementia by measuring volatile sulfur compounds and its relationship with pneumonia development: A pilot study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Koga S, Takazono T, Serita T, Ashizawa N, Hirayama T, Tashiro M, Hosogaya N, Yamamoto K, Imamura Y, Yamaguchi H, Sakamoto N, Obase Y, Yanagihara K, Izumikawa K, Mukae H
  • 雑誌名: Respiratory Investigation 巻: 60 ページ: 162-166
  • DOI: 10.1016/j.resinv.2021.08.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Infectious pneumonia and lower airway microorganisms in patients with rheumatoid arthritis. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ideguchi S, Yamamoto K, Tahara M, Koga T, Ide S, Hirayama T, Takazono T, Imamura Y, Miyazaki T, Sakamoto N, Morimoto S, Izumikawa K, Yanagihara K, Ashizawa K, Aoki T, Kawakami A, Yatera K, Mukae H.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 10 ページ: 3552
  • DOI: 10.3390/jcm10163552
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HLA-B54 is an independent risk factor for pneumonia in Japanese patients with interstitial lung disease: A multicenter retrospective cohort study. (2021)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto N, Ishimoto H, Tahara M, Kido T, Hara A, Miyamura T, Okuno D, Tokito T, Yoshioka S, Morimoto S, Takazono T, Yamamoto K, Yamaguchi H, Obase Y, Ishimatsu Y, Yatera K, Mukae H.
  • 雑誌名: Respiratory Medicine 巻: 188 ページ: 106612
  • DOI: 10.1016/j.rmed.2021.106612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficacy of clarithromycin in patients with mild COVID-19 pneumonia not receiving oxygen administration; protocol for an exploratory, multicenter, open-label, randomized-controlled trial (CAME COVID study). (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto K, Hosogaya N, Sakamoto N, Yoshida H, Ishii H, Yatera K, Izumikawa K, Yanagihara K, Mukae H.
  • 雑誌名: BMJ Open 巻: 11 ページ: e053325
  • DOI: 10.1136/bmjopen-2021-053325
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mycobacterium abscessusによる肺抗酸菌症の予後因子の検討. (2021)
  • 著者名/発表者名: 巖水 慧，山本和子，井手口周平，井手昇太郎，高園貴弘，高橋健介，赤松紀彦，泉川公一，栁原克紀，迎 寛.
  • 雑誌名: 日本呼吸器学会雑誌 巻: 10 ページ: 449-456
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diagnostic evaluation of serum (1,3)-b-D-glucan levels using the Fungitec G-Test MK kit for Pneumocystis jirovecii pneumonia (PCP) in non-HIV patients. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ideguchi S, Yamamoto K, Hirayama T, Takazono T, Imamura Y, Miyazaki T, Sakamoto N, Izumikawa K, Yanagihara K, Morimoto S, Mukae H.
  • 雑誌名: Medical Mycology 巻: 59 ページ: 616-623
  • DOI: 10.1093/mmy/myaa101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of surgical masks on droplet dispersion under various oxygen delivery modalities. (2021)
  • 著者名/発表者名: Takazono T, Yamamoto K (co-first author), Okamoto R, Morimoto S, Izumikawa K, Mukae H.
  • 雑誌名: Critical Care 巻: 25 ページ: 89
  • DOI: 10.1186/s13054-021-03512-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of four commercial severe acute respiratory coronavirus 2 antibody tests. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ashizawa N, Takazono T, Ohyama K, Nagasaki Y, Okamoto M, Hirayama T, Takahashi K, Yamanashi H, Tashiro M, Hosogaya N, Tanaka T, Yamamoto K, Fukuda Y, Imamura Y, Kawanami T, Miyazaki T, Sawai T, Fukushima K, Yatera K, Yanagihara K, Izumikawa K, Mukae H.
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: 27 ページ: 1033-1038
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2021.03.008
  • 査読あり
• [学会発表] SARS-CoV-2ワクチンの現状と考え方、第6波に備える (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本和子
  • 学会等名: 日本呼吸器学会 COVID-19シンポジウム
• [学会発表] インフルエンザ診療の進歩：インフルエンザ関連肺炎の病態と治療 (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本和子
  • 学会等名: 第91回日本感染症学会西日本地方会学術集会
• [学会発表] COVID-19第5波をどう乗り越えるか、ロナプリーブの提言 (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本和子
  • 学会等名: 第61回臨床呼吸機能講習会
• [学会発表] 呼吸器感染症における感染免疫の重要性：新型コロナウイルス感染症を含めて (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本和子
  • 学会等名: 第95回日本感染症学会学術講演会
• [学会発表] COVID-19診療における呼吸管理と感染対策：飛沫・エアロゾル定量研究結果を踏まえて (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本和子
  • 学会等名: 第95回日本感染症学会学術講演会
• [学会発表] COVID-19診療における現場の疑問点を考察する：呼吸器学会FAQ広場に寄せられた質問を中心に (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本和子
  • 学会等名: 第61回日本呼吸器学会学術講演会
• [学会発表] Relationship between the opacity variance of Streptococcus pneumoniae colonies and the clinical features of adult pneumococcal pneumonia. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto K, Ideguchi S, Ashizawa N, Takeda K, Iwanaga N, Takazono T, Izumikawa K, Yanagihara K, Fukuda Y, Yatera K, Chang B, Ogawa M, Mukae H.
  • 学会等名: The 3rd Asian Pneumococcal Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Bacterial and fungal infection in COVID-19 patients- experience from Japan. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto K
  • 学会等名: The 25th Congress of the Asian Pacific Society of Respirology
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of droplet and aerosol dispersion under high flow nasal cannula with or without surgical mask (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto K, Takazono T, Okamoto R, Morimoto S, Hosogaya N, Tashiro M, Miyazaki T, Yanagihara K, Izumikawa K, Mukae H.
  • 学会等名: American Thoracic Society 2021
  • 国際学会
• [図書] 誤嚥性肺炎の包括的アプローチ (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本和子
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 医歯薬出版