文字列集合からの逐次データ同化によるインフルエンザウイルスの抗原変異予測

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25280080
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 伊藤 公人 北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 教授 (60396314)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: インフルエンザ / ワクチン / データ同化 / 変異予測 / ベイズ推定

研究実績の概要

本研究では，インフルエンザに対するワクチンを先回りして準備するために，人の集団免疫と感染およびウイルスの遺伝子変異の過程の状態空間モデルを構築し，文字列の集合に対する逐次データ同化により，ウイルス遺伝子配列の実データから，近い将来におこるウイルス遺伝子上の変異を予測する手法を開発することを目的とする。
(1) 理論生物学のQuasi-species理論と感染症数理疫学の感染症流行モデルを融合し，これらを統一的に扱う数理モデルを構築した。
(2) 非線形状態空間モデルに基づき、感染・免疫・変異のシミュレーションシステムを実装した。
(3) 観測されるウイルスの塩基配列から集団遺伝学的手法を用いて，人および自然宿主におけるインフルエン
(4) 観測されるウイルスの塩基配列の文字列統計量から，疫学的パラメータをベイズ推定する手法を考案，実装した。
(5) 上記(4)の手法を用いて，パンデミック時のインフルエンザウイルスの疫学的パラメータを推定した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Icahn School of Medicine at Mount Sinai(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Icahn School of Medicine at Mount Sinai
• [雑誌論文] Host-Specific and Segment-Specific Evolutionary Dynamics of Avian and Human Influenza A Viruses: A Systematic Review (2016)
  • 著者名/発表者名: Kim K, Omori R, Ueno K, Iida S, Ito K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11(1) ページ: e0147021
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0147021
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] インフルエンザの流行予測はどこまで可能か？ (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邉真治，伊藤公人
  • 雑誌名: 感染症 巻: 46巻1号 ページ: 13-23
• [雑誌論文] Efficient isolation of Swine influenza viruses by age-targeted specimen collection (2015)
  • 著者名/発表者名: Ozawa M, Matsuu A, Yonezawa K, Igarashi M, Okuya K, Kawabata T, Ito K, Tsukiyama-Kohara K, Taneno A, Deguchi E.
  • 雑誌名: J Clin Microbio 巻: 53(4) ページ: 1331-1338
  • DOI: 10.1128/JCM.02941-14
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Seroepidemiological Prevalence of Multiple Species of Filoviruses in Fruit Bats (Eidolon helvum) Migrating in Africa (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogawa H, Miyamoto H, Nakayama E, Yoshida R, Nakamura I, Sawa H, Ishii A, Thomas Y, Nakagawa E, Matsuno K, Kajihara M, Maruyama J, Nao N, Muramatsu M, Kuroda M, Simulundu E, Changula K, Hang'ombe B, Namangala B, Nambota A, Katampi J, Igarashi M, Ito K, Feldmann H, Sugimoto C, Moonga L, Mweene A, Takada A
  • 雑誌名: J Infect Dis 巻: 212 Suppl 2 ページ: S101-108
  • DOI: 10.1093/infdis/jiv063
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] インフルエンザウイルスの抗原変異とその予測可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤公人
  • 学会等名: 国立感染症研究所 学友会シンポジウム
  • 発表場所: 国立感染症研究所（東京都）
  • 年月日: 2015-12-14 – 2015-12-14
  • 招待講演
• [学会発表] Combining Population Genetics of Pathogens and Epidemiology of Infectious Diseases (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimihito Ito
  • 学会等名: 数学WEEK
  • 発表場所: あきばホール(東京都）
  • 年月日: 2015-09-19 – 2015-09-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会・シンポジウム開催] Innovative Mathematical Modeling for the Analysis of Infectious Disease Data (IMAID2015) (2015)
  • 発表場所: Hokkaido University
  • 年月日: 2015-11-29 – 2015-11-30