バイオテロに使用される可能性のある病原体等の新規検出法と標準化に関する研究

文献情報

• 文献番号: 201318007A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: バイオテロに使用される可能性のある病原体等の新規検出法と標準化に関する研究
• 課題番号: H23-新興-一般-007
• 研究年度: 平成25(2013)年度
• 研究代表者(所属機関): 倉根 一郎(国立感染症研究所 )

研究分担者(所属機関)

• 森川　茂(国立感染症研究所　獣医科学部)
• 井上　智(国立感染症研究所　獣医科学部)
• 見理　剛(国立感染症研究所　細菌第二部)
• 安藤　秀二(国立感染症研究所　ウイルス第一部)
• 宮崎　義継(国立感染症研究所　真菌部)
• 堀野　敦子(国立感染症研究所　細菌第二部)
• 黒田　誠(国立感染症研究所　病原体ゲノム解析研究センター)
• 佐多　徹太郎(富山県衛生研究所)
• 永田　典代(国立感染症研究所　感染病理部)
• 倉園　久生(帯広畜産大学　畜産衛生学研究部門)
• 田中　智之(堺市衛生研究所　)
• 岩本　愛吉(東京大学医科学研究所　先端医療研究センター)
• 松本　哲哉(東京医科大学　微生物学講座)
• 西條　政幸(国立感染症研究所　ウイルス第一部)
• 中村　修(慶応義塾大学　環境情報学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 新型インフルエンザ等新興・再興感染症研究
• 研究開始年度: 平成23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成25(2013)年度
• 研究費: 37,156,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

バイオテロに利用される可能性のある病原体等は、感染し発症すれば非常に高い致死率を示す物が多い。バイオテロは病原体等が散布されて患者発生までに潜伏期があり、さらに稀な病原体が使用されるため、早期検知には一次医療機関の医師等への臨床診断支援が必須である。患者検体、時には環境検体から原因病原微生物の迅速な検出と同定、かつ確認のために患者の血清抗体検査や病原体等の分離同定が必要となる。さらに病原体の由来を知るための塩基配列の解析とデータベースの確立も重要となる。一方通常の病院や検査機関では確定診断が困難であり、確定検査が遅れる可能性がある。バイオテロ対策としては、病原体の早期検知法の確立と迅速診断システムの整備が必須である。さらに、早期検出により、感染拡大を防止し、社会的なパニックを防止する必要がある。本研究では、バイオオテロの迅速な検出を可能とし、さらに感染防止策等の迅速な対応策の策定を可能とする科学的基盤を確立することを目的とした。

研究方法

研究は研究代表者及び研究分担者15名の計15名によって研究を進めた。研究は当初の計画に沿い行われ順調に進展した。研究は、病原体特異的検査法の確立、病原体の網羅的検査法の確立、病理学的検査法の確立、検査ネットワークの整備、各病院への検査診断支援法の確立を目指して行われた。

結果と考察

特定病原体等に対する、遺伝子今朝法、抗原抗体検出法、毒素迅速検出法の確立と標準化を行った。新種アレナウイルスに対応可能なウイルス抗原検出法の開発を行った。ボツリヌス菌・毒素の検査検出法の改良を行った。リケッチア・コクシエラ・クラミジアの迅速検出法の開発としてQ熱コクシエラのゲノム解析による基盤情報の整備を行った。バイオテロの可能性のある真菌感染症としてコクシジオイデスの迅速診断法としてLAMP法による高感度検出系の構築を行った。類鼻疽菌検出用LAMP法の確立を行い既存の方法との感度の比較を行った。また病原体の網羅的検出法および未知の病原体検出法の確立のため、網羅的PCR法、特異抗体の作製、それらを用いた検出系について、検出系の検証と精度管理法の確立を行った。次世代シーケンサによる超高速病原体ゲノム解読システムと全ゲノム配列データベースのシステムの評価を行った。病理学的手法や電子顕微鏡を用いた病原体検出法の確立のため、バイオテロに使用される可能性のある病原体に対する免疫組織学的方法の改良を行った。電顕を用いた迅速診断のためレファレンス用写真リストを作成した。さらに、技術の評価のため外部評価に参加し良好な結果を得た。バイオテロに使用される病原体の可能性のある真菌の検査の標準化を行うとともに、検査マニュアルの作成を行った。バイオテロ対応ホームページを発展させ、診断アルゴリズムを高度化した。生物テロに関連する疾患について、インターネット上で手軽に情報を得ることを目的としたホームページの情報を改訂した。新たに特定病原体等に指定された重症熱性血小板減少症候群を含む2疾患を追加した。これにより一種から三種の病原体すべてと四種病原体の大部分を網羅した。本年度得られた成果により、①バイオテロへの迅速な検出が可能となり、感染防止策等の迅速な対応策の策定が可能となる。②国民のバイオテロに対する不安が軽減され、バイオテロ事件および模倣事件に対する抑止効果も期待できる。③バイオテロ対策の必要性について、各医療機関の認識を高めることができる。④国内の状況を考慮し、ホームページ等を通じた情報提供が可能となり、バイオテロ対策をより充実させることができる。

結論

バイオテロの迅速な検出を可能とし、さらに、感染防止策等の迅速な対応策の策定を可能とすることを目的として、以下の5項目に関して研究を行った。①特定病原体等に対する、遺伝子検出法、抗原抗体検出法、毒素迅速検出法等の迅速診断法の確立と標準化を行った。②網羅的検出法として、網羅的ウイルス検出法、網羅的細菌検出法、超高速ゲノム解読法の確立を行い、さらに未知の病原体等検出法、病原体のデータベース等の開発と確立を行った。③病理学的、また電子顕微鏡を用いた病原体検出法、免疫組織化学的検出法の確立を行った。④地方衛生研究所への真菌検査の技術移転を行い、併せて技術移転時における問題点も明らかにした。⑤診断検査支援のため、 ホームページを整備し、バイオテロ対応関係機関との情報交換を密にするシステムの確立を行った。以上の研究より、バイオテロの迅速な検出が可能となり、防止策等の対応を迅速に取るための基盤整備が進展した。国民のバイオテロに対する不安の軽減が可能となり、模造事件やバイオテロ発生に対する抑止効果も期待される。また、バイオテロ対策について各医療機関の認識を高めることができる。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-03-31
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201318007B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: バイオテロに使用される可能性のある病原体等の新規検出法と標準化に関する研究
• 課題番号: H23-新興-一般-007
• 研究年度: 平成25(2013)年度
• 研究代表者(所属機関): 倉根 一郎(国立感染症研究所 )

研究分担者(所属機関)

• 森川　茂(国立感染症研究所　獣医科学部)
• 井上　智(国立感染症研究所　獣医科学部)
• 見理　剛(国立感染症研究所　細菌第二部)
• 安藤　秀二(国立感染症研究所　ウイルス第一部)
• 宮崎　義継(国立感染症研究所　真菌部)
• 堀野　敦子(国立感染症研究所　細菌第二部)
• 黒田　誠(国立感染症研究所　病原体ゲノム解析研究センター)
• 佐多　徹太郎(富山県衛生研究所)
• 永田　典代(国立感染症研究所　感染病理部)
• 倉園　久生(帯広畜産大学　畜産衛生学研究部門)
• 田中　智之(堺市衛生研究所)
• 岩本　愛吉(東京大学医科学研究所　先端医療研究センター)
• 松本　哲哉(東京医科大学　微生物学講座)
• 西條　政幸(国立感染症研究所　ウイルス第一部)
• 中村　修(慶應義塾大学　環境情報学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 新型インフルエンザ等新興・再興感染症研究
• 研究開始年度: 平成23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成25(2013)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

バイオテロは病原体等が散布されて患者発生までに潜伏期があり、さらに稀な病原体が使用されるため、早期検知には一次医療機関の医師等への臨床診断支援が必須である。患者検体、時には環境検体から原因病原微生物の迅速な検出と同定、かつ確認のために患者の血清抗体検査や病原体等の分離同定が必要となる。さらに病原体の由来を知るための塩基配列の解析とデータベースの確立も重要となる。本研究では、バイオテロの迅速な検出を可能とし、さらに感染防止策等の迅速な対応策の策定を可能とすることを目的とした。

研究方法

研究は研究代表者及び研究分担者15名の計16名によって研究を進めた。研究は、1)ヒト検体および環境検体を用いた特定病原体、細菌毒素等の迅速診断法の確立、2)病原体の網羅的検出法および未知の病原体検出法の確立、3)病理学的手法や電子顕微鏡を用いた病原体検出法の確立、4)バイオテロ検査マニュアルの整備および地方衛生研究所等とのネットワーク確立、技術移転、5)臨床診断支援方法の開発および有効な治療方法の確立を中心に行った。具体的には、以下の具体的方法で研究を遂行した。

結果と考察

ヒト検体および環境検体を用いた特定病原体、細菌毒素等の迅速診断法の確立を行った。ウイルス性出血熱、痘瘡ウイルス等の鑑別診断の目的としたリアルタイム検出法の改良と、各種検出機器にあわせたプロトコールの汎用化を図った。人獣共通感染症の迅速診断法の開発においては、炭疽、狂犬病に対する迅速検査診断法を確立し方法の標準化を行った。鼻疽、類鼻疽の迅速診断同定法の確立においては、類鼻疽菌の分離培養同定および核酸診断法、鼻疽菌の診断法および鑑別法を確立した。リケッチア、Q熱コクシエラ、オウム病クラミジアのreal time PCR法、Multiplex検出系を確立した。真菌の迅速検査法の確立においてはコクシジオイデス等真菌の迅速検出系を確立し、さらに標準化を行った。細菌毒素の迅速検出法の開発においては、PCR法によるボツリヌス毒素のサブタイプ検出、血中抗毒素価定量、毒素迅速検出イムノクロマト法を確立した。
病原体の網羅的検出法および未知の病原体検出法の確立を行った。網羅的細菌迅速診断法の確立として網羅的PCR法、特異抗体の作製、検出系について検証を行った。超高速病原体ゲノム解読システムの構築と包括的核酸迅速診断法の確立として、次世代シーケンサによる超高速病原体ゲノム解読システムと炭疽菌等の日本固有株の全ゲノム配列データベースのシステム評価を行った。同時に未知の病原体も検出できるシステムを構築した。
ヒト病理検体の迅速診断法の開発として、バイオテロに使用される可能性のある病原体に対する免疫組織学的方法を確立した。迅速電顕検査法の確立として、ネガティブ染色電顕で病原微生物を確認する迅速診断法の確立と入手可能な特定病原体等のレファレンス用写真リストを作製した。また、透過型電子顕微鏡診断法技術の国際的な外部評価に参加し高い評価を得た。
バイオテロ検査マニュアルの整備および地方衛生研究所等とのネットワーク確立、技術移転を行った。バイオテロに用いられる可能性のある真菌の検査マニュアル作成と普及、対応可能な病原体等の検出実技研修を通して技術移転を行った。
臨床診断支援方法の開発および有効な治療方法の確立を行った。バイオテロ関連疾患の臨床診断支援法の開発として、バイオテロ対応ホームページを発展させ診断アルゴリズムを高度化し、状況に応じた機能評価を可能とした。バイオテロ対応ホームページのアップデートと治療法の確立として対象疾患の追加、医療機関や検査センターでの検査対応能力の評価、ワクチン関連情報のアップデート、そして抗菌薬情報の検証とアップデートを行った。また、情報公開の方法に関する研究開発を行った。

結論

バイオテロの迅速な検出を可能とし、さらに、感染防止策等の迅速な対応策の策定を可能とすることを目的として、以下の5項目に関して研究を行った。①特定病原体等に対する、遺伝子検出法、抗原抗体検出法、毒素迅速検出法等の迅速診断法の確立と標準化を行った。②網羅的検出法として、網羅的ウイルス検出法、網羅的細菌検出法、超高速ゲノム解読法の確立を行い、さらに未知の病原体等検出法、病原体のデータベース等の開発と確立を行った。③病理学的、また電子顕微鏡を用いた病原体検出法、免疫組織化学的検出法の確立を行った。④地方衛生研究所への真菌検査の技術移転を行い、併せて技術移転時における問題点も明らかにした。⑤診断検査支援のため、ホームページを整備し、バイオテロ対応関係機関との情報交換を密にするシステムの確立を行った。以上の研究より、バイオテロの迅速な検出が可能となり、防止策等の対応を迅速に取るための基盤整備が進展した。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-03-31
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201318007C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: バイオテロの迅速な検出を可能とすることを目的とした。特定病原体等に対する遺伝子検出法、抗原抗体検出法、毒素迅速検出法等の迅速診断法の確立と標準化を行った。網羅的検出法として、網羅的ウイルス検出法、網羅的細菌検出法、超高速ゲノム解読法の確立を行い、さらに未知の病原体等検出法、病原体のデータベース等の開発と確立を行った。病理学的病原体検出法、特に免疫組織化学的検出法、および電子顕微鏡を用いた病原体検出法の確立を行った。
• 臨床的観点からの成果: バイオテロ対応ホームページを発展させ、診断アルゴリズムを高度化した。生物テロに関連する疾患について、インターネット上で手軽に情報を得ることを目的としたホームページの情報を改訂した。新たに特定病原体等に指定された重症熱性血小板減少症候群を含む2疾患を追加した。これにより一種から三種の病原体すべてと四種病原体の大部分を網羅した。
• ガイドライン等の開発: バイオテロ対策病原性真菌の検査マニュアルを作成した。
• その他行政的観点からの成果: バイオテロへの迅速な検出が可能となり、感染防止策等の迅速な対応策の策定が可能となる。国民のバイオテロに対する不安が軽減され、バイオテロ事件および模倣事件に対する抑止効果も期待できる。バイオテロ対策の必要性について、各医療機関の認識を高めることができる。国内の状況を考慮し、ホームページ等を通じた情報提供が可能となり、バイオテロ対策をより充実させることができる。
• その他のインパクト: 特になし

発表件数

• 原著論文（和文）: 43件
• 原著論文（英文等）: 19件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 19件
• 学会発表(国際学会等): 1件
• その他成果(特許の出願): 0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Takahashi T, Maeda K, Suzuki T, et al; The First Identification and Retrospective Study of Severe Fever With Thrombocytopenia Syndrome in Japan. ; J Infect Dis , 209 , 816-827 (2014)
• 原著論文2: Arai S, Nguyen ST, Boldgiv B, et al; Novel Bat-borne Hantavirus, Vietnam. ; Emerg Infect Dis , 19 (7) , 1159-1161 (2013)
• 原著論文3: Sayama Y, Demetria C, Saito M,et al; A seroepidemiologic study of Reston ebolavirus in swine in the Philippines. ; BMC Vet Res , 18 (8) , 82- (2012)
• 原著論文4: Fukushi S, Tani H, Yoshikawa T,et al; Serological Assays Based on Recombinant Viral Proteins for the Diagnosis of Arenavirus Hemorrhagic Fevers. ; Viruses , 4 , 2097-2114 (2012)
• 原著論文5: A Okutani, H Tungalag, B Boldbaatar, et al; Molecular Epidemiological Study of Bacillus anthracis Isolated in Mongolia by Multiple-Locus Variable-Number Tandem-Repeat Analysis for 8 Loci (MLVA-8) ; Japanese Journal of Infectious Diseases , 64 , 345-348 (2011)
• 原著論文6: Andoh M, Andoh R, Teramoto K, et al; Survey of Coxiella burnetii in ticks collected from dogs in Japan; J Vet Med Sci , 75 , 1115-1117 (2013)
• 原著論文7: Umeyama T, Ohno H, Minamoto F,et al; Determination of epidemiology of clinically isolated Cryptococcus neoformans strains in Japan by multilocus sequence typing. ; Jpn J Infect Dis , 66 (1) , 51-55 (2013)
• 原著論文8: Mihara T, Izumikawa K, Kakeya H,et al; Multilocus sequence typing of Cryptococcus neoformans in non-HIV associated cryptococcosis in Nagasaki, Japan. ; Med Mycol , 51 , 252-260 (2013)
• 原著論文9: Ohno H, Tanabe K, Umeyama T, et al; Application of nested PCR for diagnosis of histoplasmosis. ; J Infect Chemother , 19 , 999-1003 (2013)
• 原著論文10: Ohno H, Ogata Y, Suguro H,et al; Young Japanese women after traveling to Southeast Asia; Intern Med , 49 (5) , 491-495 (2010)
• 原著論文11: Makoto Kuroda, Tsuyoshi Sekizuka, Fumiaki Shinya, et al; Detection of a Possible Bioterrorism Agent, Francisella sp., in a clinical specimen using Next-generation Direct DNA Sequencing.; J Clin Microbiol , 50 (5) , 1810-1812 (2012)
• 原著論文12: Fumihiko Takeuchi, Tsuyoshi Sekizuka, Akifumi Yamashita,et al; MePIC, Metagenomic Pathogen Identification for Clinical Specimens.; Jpn. J. Infect. Dis. , 67 (1) , 62-65 (2014)
• 原著論文13: Nakajima N, Sato Y, Katano H, et al; Histopathological and immunohistochemical findings of 20 autopsy cases with 2009 H1N1 virus infection. ; Mod Pathol. , 25 (1) , 1-13 (2012)
• 原著論文14: Katano H, Kano M, Nakamura T,et al; A novel real-time PCR system for simultaneous detection of human viruses in clinical samples from patients with uncertain diagnoses; J Med Virol , 83 , 322-330 (2011)
• 原著論文15: Nakano M, Yamasaki E, Ichinose A, et al; Salmonella enterotoxin, Stn, regulates membrane composition and integrity.; Dis Model Mech, , 5 (4) , 515-521 (2012)
• 原著論文16: Yamasaki E, Sakamoto R, Matsumoto T, et al; Development of an immunochromatographic test strip for detection of cholera toxin. ; BioMed Research International , 2013 , 679038- (2013)
• 原著論文17: Sato N, Sugiura Y, Nukuzuma S, et al; Two rare contaminants, Helicostylum pulchrum and Scopulariopsis flava, found in a white natural cheese, and the effect of their presence. ; Jpn J Fd Microbiol , 30 , 15-20 (2013)

公開日・更新日

• 公開日: 2014-06-10
• 更新日: 2018-07-10

収支報告書

• 文献番号: 201318007Z