感染症の診断機能向上のための研究

文献情報

• 文献番号: 201447003A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 感染症の診断機能向上のための研究
• 課題番号: -
• 研究年度: 平成26(2014)年度
• 研究代表者(所属機関): 影山 努(国立感染症研究所 インフルエンザウイルス研究センター)

研究分担者(所属機関)

• 中内　美名(国立感染症研究所　インフルエンザウイルス研究センター )
• 高山　郁代(国立感染症研究所　インフルエンザウイルス研究センター )
• 高橋　仁(国立感染症研究所　インフルエンザウイルス研究センター )
• 久保　英幸(大阪市立環境科学研究所　微生物保健担当)
• 大場　邦弘(公立昭和病院　小児科)
• 駒瀬　勝啓(国立感染症研究所　ウイルス3部)
• 森　嘉生(国立感染症研究所　ウイルス3部)
• 松山　州徳(国立感染症研究所　ウイルス3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 【委託費】 新興・再興感染症に対する革新的医薬品等開発推進研究
• 研究開始年度: 平成26(2014)年度
• 研究終了予定年度: 平成26(2014)年度
• 研究費: 25,900,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

　鳥インフルエンザ、MERS等の重症呼吸器感染症および季節性インフルエンザやいわゆるかぜ症候群を引き起こすウイルス性呼吸器感染症、そして発病初期はこれら呼吸器感染症との臨床診断が難しい麻疹・風疹等の鑑別診断を行うために、簡便で短時間かつ低いランニングコストで行うことが可能なPOC遺伝子検査システムを利用した、既知の呼吸器感染症を引き起こすウイルスを診断可能な方法について開発研究を実施し、この新しい診断ツールが新興感染症対策等において、臨床現場である病院や地方衛生研究所等で役立つかどうか、その実用性について検討する事を目的とする。

研究方法

　Q-primerを用いた蛍光RT-LAMP法によるインフルエンザウイルスの型(A、B、C)・亜型(H1pdm09、H3、H5、H7)を同定可能な検出系および呼吸器感染症を引き起こす10種類以上のウイルスおよびMERSコロナウイルス、麻疹・風疹ウイルスを同定可能な検出系の開発・改良を行った。また、汎用のリアルタイムPCR機で、簡易検出法を利用したDirect蛍光RT-LAMP法が実施できるように、反応試薬の最適化および乾燥化についても検討を行った。季節性インフルエンザウイルス検出用マイクロ流路チップのプロトタイプを作製し、ウイルスを用いた検出感度評価、臨床現場におけるウイルスの検出診断実証試験を行った後に、臨床現場である公立昭和病院、検査施設である大阪市環境科学研究所にて、このチップを用いたPOC遺伝子検査システムの臨床的評価を行った。また、大阪市では小児呼吸器病原性ウイルスの流行状況に関する調査研究を行った。さらに、リアルタイム病原体サーベイランス網の構築に向け、東京都小平市、大阪市では本システム導入による地域病院診断ネットワークの構築を目指した調整・調査・検討を行った。

結果と考察

　反応試薬の改良により、従来と比べて反応時間の短縮化、特異性の向上、高感度化する事ができ、汎用のリアルタイムPCR機でもQ-primerを用いた蛍光RT-LAMP法が実施できることを確認した。この試薬を利用して季節性インフルエンザウイルス検出用マイクロ流路チップを作製して検出感度への影響を検討したところ、従来よりも検出感度が向上した。POC遺伝子検査システムであれば、コンタミネーションの心配もなく、高感度かつ特異的な遺伝子検査を臨床現場にて簡便・迅速に行う事が可能になると考えられた。また、試薬の乾燥化により、コールドチェーンが発達していない地域でも簡便、高感度かつ迅速な遺伝子検査を行う事が可能となり、地方衛生研究所や検疫所での活用も期待でき、新興感染症等対策にも役立つ有用な診断ツールになりうると考えられた。また、大阪市における小児呼吸器病原ウイルスの流行状況を解析した結果、現在構築中の検査系が全て整えばほぼ全てのウイルス性呼吸器感染症の病原体同定が可能となる事が分かった。

結論

　POC遺伝子検査システムは核酸精製が不要でコンタミネーションリスクも無く、迅速診断キットと同等の簡便操作で検体採取から短時間で、高感度マルチプレックス遺伝子検査ができるという点で、また同時に複数の遺伝子を検出する事ができるという点から、インフルエンザのみならず他の呼吸器感染症を含むあらゆる遺伝子診断を高感度、特異的、迅速かつ簡便に臨床現場等のベットサイドで行う事が可能となる。また、検査室でも汎用のリアルタイムPCR機を用いてQ-primerを用いた蛍光RT-LAMP法が実施できるようになり、地方衛生研究所や検疫所等でも迅速かつ簡便に遺伝子検査を行う事が可能となる。
　これにより医師等の感染症に対する診断能力の向上が期待でき、患者に対してはより的確な診断が行え、適切な医療および予後を予測した早期治療も可能となり、医療技術の向上が期待できる。さらに、臨床現場では検査の時間や人員を大幅に削減でき、医師等の疲弊の軽減にもつながり、特に医師不足が深刻な小児科などでは人的資産の活用も可能となる。また、臨床現場等での迅速な感染制御対策も可能となり、同時に院内感染やコミュニティー内での感染拡大の防止にも役立ち、感染症の予防、診断・治療といった感染症対策に大きく貢献できる。特に呼吸器疾患を引き起こす新興ウイルスが出現した直後には、まだ検査法が確立されていない場合においても、既存ウイルスとの鑑別診断が可能となり、新興再興感染症対策にも有用となる。
　また、本システムを全国的に拡充する事で、臨床現場においてリアルタイムにウイルスサーベイランスを行う事が可能となり、地域レベルでの感染症対策にも有用となる。新型インフルエンザ等の新興感染症の出現に備えるためにも、安価で短時間にベッドサイドでも簡単に多項目の遺伝子検査を行う事ができる本システムの様なPOC遺伝子検出系の開発は重要である。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-01
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201447003C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: POC遺伝子検査システムは核酸精製が不要でコンタミネーションリスクも無く、迅速診断キットと同等の簡便操作で検体採取から短時間で、高感度マルチプレックス遺伝子検査ができるという点で、また同時に複数の遺伝子を検出する事ができるという点から、インフルエンザのみならず他の呼吸器感染症を含むあらゆる遺伝子診断を高感度、特異的、迅速かつ簡便に臨床現場等のベットサイドで行う事が可能となり、感染症の予防、診断・治療といったわが国の感染症対策に大きく貢献する事が期待でき、新興再興感染症対策にも有用である。
• 臨床的観点からの成果: 本システムの利用で医師等の感染症に対する診断能力が向上し、予後を予測した適切な医療や早期治療が可能になり、医療技術の向上も期待できる。臨床現場では検査時間や人員の削減により、医師等の疲弊軽減でき、特に医師不足が深刻な小児科などでは人的資産を有効活用できるようにもなる。臨床現場では迅速な感染制御対策が可能となり、院内感染やコミュニティー内での感染拡大防止にも役立ち、感染症の予防、診断・治療といった感染症対策に大きく貢献できる。既存ウイルスとの鑑別診断が可能となり、新興再興感染症対策に有用である。
• ガイドライン等の開発: 第11回 新型インフルエンザ等対策有識者会議(平成26年 11月7日)でも参考にされ、国内の新型インフルエンザ等対策の行動計画策定を進めるために協力した。
• その他行政的観点からの成果: 本システムを全国的に拡充する事で、臨床現場においてリアルタイムにウイルスサーベイランスを行う事が可能となり、地域レベルでの感染症対策にも有用となる。
• その他のインパクト: これまで、A/H7N9やA/H5N1等の鳥インフルエンザウイルスのヒト感染が疑われる場合、ウイルスの同定には、地方衛生研究所、検疫所、国立感染症研究所などの専門機関で少なくとも4時間程度の時間を要していた。これが陽性の場合は5～10分程度(陰性確認30分程度)で診断できるようになることから、わが国の新興再興感染症対策にも有用なツールとなりうる。

発表件数

• 原著論文（和文）: 6件
• 原著論文（英文等）: 14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): 13件
• 学会発表(国際学会等): 3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: 駒瀬勝啓、竹田 誠; 海外の麻疹の情報 2013; 病原微生物検出情報 (2014)
• 原著論文2: 山岸拓也、伊東宏明、八幡裕一郎、他; 潜在的な疫学リンクが疑われたD8型ウイルスによる麻疹広域散発事例; 病原微生物検出情報 (2014)
• 原著論文3: Mina Nakauchi, Ikuyo Takayama, Hitoshi Takahashi, et al.; Real-time RT-PCR assays for discriminating influenza B virus Yamagata and Victoria lineages.; Journal of Virological Methods (2014)
• 原著論文4: 古川英臣、梶山桂子、宮代 守、他; フィリピン渡航者～のD9型麻しんルイスの検出-福岡市; 病原微生物検出情報 (2014)
• 原著論文5: Takuri Takahashi, Yuzo Arima, Hitomi Kinoshita, et al.; Ongoing increase in measles cases following importations, Japan, Marchi 2014: times of challenge and opportunity.; Western Pac Surveill Rresponse Journals (2014)
• 原著論文6: Kouji Sakai, Yasushi Ami, Maino Tahara, et al.; The host protease TMPRSS2 plays a major role in in vivo replication of emerging H7N9 and seasonal influenza viruses.; Journal of Virology (2014)
• 原著論文7: Mie Kobayashi-Ishihara, Hitoshi Takahashi, Kazuo Ohnishi, et al.; Broad cross-reactive epitopes of the H5N1 influenza virus identified by murine antibodies against the A/Vietnam/1194/2004 hemagglutinin.; PLoS One (2014)
• 原著論文8: 竹田 誠、駒瀬勝啓; 輸入麻疹と国内伝播; 感染症 (2014)
• 原著論文9: Yasuko Tsunetsugu-Yokota, Kengo Nishimura, Shuhei Misawa, et al.; Development of a sensitive novel diagnostic kit for the highly pathogenic avian influenza A (H5N1) virus.; BMC Infectious Diseases (2014)
• 原著論文10: Mina Nakauchi, Ikuyo Takayama, Hitoshi Takahashi, et al.; Development of a reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay for the rapid diagnosis of avian influenza A (H7N9) virus infection.; Journal of Virological Methods (2014)
• 原著論文11: Kazuya Shirato, Takuya Yano, Syouhei Senba, Shigehiro, et al. ; Detection of Middle East respiratory syndrome coronavirus using reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP).; Virology Journal (2014)
• 原著論文12: Abo H, Okamoto K, Anraku M, et al.; Development of an improved RT-LAMP assay for detection of currently circulating rubella viruses.; Journal of Virological Methods (2014)
• 原著論文13: Atsushi Kaida, Hideyuki Kubo, Nobuhiro Iritani, et al.; Frequent respiratory viral infections in a young child in a 27-month follow-up study.; JMM Case Reports (2014)
• 原著論文14: Adam Meijer, Helena Rebelo-de-Andrade, Vanessa Correia, et al.; Global update on the susceptibility of human influenza viruses to neuraminidase inhibitors, 2012-2013.; Antiviral Research. (2014)
• 原著論文15: Yoko Matsuzaki, Kanetsu Sugawara, Mina Nakauchi, et al.; Epitope Mapping of the Hemagglutinin Molecule of A/(H1N1)pdm09 Influenza Virus by Using Monoclonal Antibody Escape Mutants.; Journal of Virology (2014)
• 原著論文16: 大場邦弘、加藤昭生、古谷智子、他; インフルエンザA/H1 pdm09亜型及びA/H3亜型感染症による小児の入院診断名の比較; 小児科臨床 (2014)
• 原著論文17: Atsushi Kaida, Hideyuki Kubo, Koh-ichi Takakura, et al.; Associations between co-detected respiratory viruses in children with acute respiratory infections。; Japanese Journal of Infectous Diseases (2014)
• 原著論文18: 久保英幸; 要注意！ インフルエンザの季節到来！; 健康・環境・サイエンス (2014)
• 原著論文19: 久保英幸、改田厚、入谷展弘、他; 2013/14シーズンに大阪市内で分離された季節性インフルエンザウイルス; 大阪市立環科研報告 (2014)
• 原著論文20: Ikuyo Takayama, Hitoshi Takahashi, Mina Nakauchi, et al.; Development of a diagnostic system for novel influenza A(H7N9) virus using real-time RT-PCR assay in Japan.; Japanese Journal of Infectous Diseases (2015)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-02
• 更新日: -

収支報告書

• 文献番号: 201447003Z