文献情報
文献番号
200000497A
報告書区分
総括
研究課題名
パルスフィールドゲル電気泳動法(Pulsed-Field Gel Electrophoresis, PFGE)の標準化及び画像診断を基盤とした分散型システムの有効性に関する研究
課題番号
-
研究年度
平成12(2000)年度
研究代表者(所属機関)
渡辺 治雄(国感染症研究所)
研究分担者(所属機関)
- 矢野昭起(北海道立衛生研究所)
- 甲斐明美(東京都立衛生研究所)
- 松本昌門(愛知県衛生研究所)
- 小林一寛(大阪府公衆衛生研究所)
- 田中博(愛媛県立衛生研究所)
- 堀川和美(福岡県保健環境研究所)
- 寺嶋淳(国感染症研究所)
研究区分
厚生科学研究費補助金 先端的厚生科学研究分野 新興・再興感染症研究事業
研究開始年度
平成12(2000)年度
研究終了予定年度
平成14(2002)年度
研究費
31,000,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
近年、腸管出血性大腸菌、サルモネラ、腸炎ビプリオ、赤痢等の腸管感染症(食中毒を含む)の大規模化あるいは、散在的集団発生(diffuse outbreak;一見散発事例の多発にみえるが実は同原因で起こっている集団事例であるケース)の事例がかなりみられるようになり、被害の拡大及び多くの犠牲者を認めるようになってきている。被害の拡大を未然に防ぐためには、感染および汚染原因の究明が不可欠である。そのためには、患者情報をもとにした食中毒・感染症情報とその情報を科学的に裏付けするための菌学的情報の結合が重要となる。現在、厚生省の対応部局感染症研究所の感染症情報センターを結ぶ「感染症新法」に基づく「患者情報」と「食品保健総合情報処理システム;Food-Info-Net」が稼働中である。この情報システムに、パルスフィールドゲル電気泳動法(PFGE)により解析された菌学的情報システム(パルスネット)を結合させることにより、感染症の集団発生およびdiffuse outbreakを迅速に発見し、その拡大を防止させるための対策に結びつかせる必要がある。そのためには、地方衛生研究所と国立感染症研究所間のネットワークの構築、及びそのネットワークの感度を高めるための、PFGE技術の精度管理(方法の標準化、技術の質の恒常化、解析方法の均一化、情報の還元方法の統一化等)の均一化と維持が不可欠である。当研究に於いては、上記のことを遂行する予定である。このネットワークが確立された折りには、現在以上に菌学的解析結果の還元が迅速及び正確になり、感染症の拡大防止に役立つことが期待できる。
研究方法
PFGEのネットワーク化にとって最も重要な点は,技術の均一化,およびその精度管理である。全国に74ある地方衛生研究所(地研)の技術的レベルが必ずしも一定レベルでないので,一度にネットワーク化を図るのは必ずしも効率的とはいえない。そこで,2000年度は,6つに分けたブロックから2つの代表する地研に参加していただき,各種の菌についてPFGE解析を行い,その有効性,および精度の検討を行う。さらに新しく作成したソフトをつかって処理されたPFGE画像をインターネットを用いて感染研に電送するシステムの試行,及び送られた画像を解析した結果を還元する試行を行う予定である。以下にその具体化を記す。
1)精度管理: PFGE解析の精度管理を行い,参加する地方衛生研究所の技術のレベルの一定化を図る
2)技術研修会:精度管理を維持するための一つとして,マニュアルに準じた技術研修会を開催する。
3)PFGE解析:PFGEで解析した菌のDNA情報を,インターネット経由で感染研に送り,感染研のサーバーにデータを蓄積させる。
4)データーベースの作成:過去の腸管出血性大腸菌,サルモネラ等のPFGEデータのデーターベース化を行う。
5)解析:各地研から送られてくるPFGEデータ間および過去のデータとの比較検討を行い,菌学的相関性を調べる。Diffuse outbreakの可能性がある場合には,その結果を各地方の現場,感染症情報センター,厚生省の担当部局に迅速に通報し,実地疫学的調査に役立たせる。
6)実際の事例とPFGE結果との解析間にどの様な相関があるのかを,実例毎に詳細に解析し,データの信頼性についての検討を深め,今後の事例解析に活用できるようにする。
7)各地研での活動:ブロック毎の精度管理の実施を行い,技術のレベルアップを図る。ブロック毎の事例解析を行い,PFGE解析の各事例調査における有用性に関して検討を行う。
1)精度管理: PFGE解析の精度管理を行い,参加する地方衛生研究所の技術のレベルの一定化を図る
2)技術研修会:精度管理を維持するための一つとして,マニュアルに準じた技術研修会を開催する。
3)PFGE解析:PFGEで解析した菌のDNA情報を,インターネット経由で感染研に送り,感染研のサーバーにデータを蓄積させる。
4)データーベースの作成:過去の腸管出血性大腸菌,サルモネラ等のPFGEデータのデーターベース化を行う。
5)解析:各地研から送られてくるPFGEデータ間および過去のデータとの比較検討を行い,菌学的相関性を調べる。Diffuse outbreakの可能性がある場合には,その結果を各地方の現場,感染症情報センター,厚生省の担当部局に迅速に通報し,実地疫学的調査に役立たせる。
6)実際の事例とPFGE結果との解析間にどの様な相関があるのかを,実例毎に詳細に解析し,データの信頼性についての検討を深め,今後の事例解析に活用できるようにする。
7)各地研での活動:ブロック毎の精度管理の実施を行い,技術のレベルアップを図る。ブロック毎の事例解析を行い,PFGE解析の各事例調査における有用性に関して検討を行う。
結果と考察
1.6つに分けたブロックから2つの代表する地研に参加していただき,各種の菌についてPFGE解析を行い,その有効性,および精度の検討を行った。限られた地研におけるデータ間のバラツキは,許容範囲であることが分かった。
2.各地研で行ったPFGE画像の転送に関する解析ソフトの開発が完成に近づいている。PFGEデータの解析そのデンドログラム解析によるクラスタリング解析用のソフトは機能し始めた。又,解析結果を還元するシステムとしては,情報の秘匿を考慮してWISHネットワークで関連する地方衛生研究所へ開示する予定であり,そのネットの責任部署である統計情報部との交渉を進めている。
3.パルスフィールド電気泳動法(PFGE)およびファージ型のタイピング法により、患者、保菌者、食品、動物等より分離された腸管出血性大腸菌の解析を行った。その結果、PFGE及びファージ型は多種にわたることが明らかになった。疫学的に同一汚染源と考えられる分離株は、同一のPFGEパターンを示すが、汚染源が異なるとPFGEパターンにも明らかな差が認められた。それらの結果をデンドログラム,及びシストグラムを用いてより量的変化として解析すると,相同性の高いものは一つのクラスタリングを形成するため,関連性がある菌株の集積性を判定しやすいことが分かった。そのパターンの違いは、全体的には数百にも及んでいた。腸管出血性大腸菌の染色体DNAのこの多様性を利用することにより、全く同一のPFGEパターンを示す菌株が地域を越えて分離された場合には、その汚染原因の関連性の存在、つまりdiffuse outbreakである可能性を示唆するものと思われる。
4.上記の結果に基づき,2000年度に分離された腸管出血性大腸菌約2000株の解析より,実際にクラスターを形成しているものがいくつか確認された。その結果と,疫学的データを重ね合わせると,地域を越えて発生したdiffuse outbreak(例えば,あるレストランのサイコロステーキで広域に発生した事例等)と一致しており,有用性が確認された。
5.各地域において,各地研同士での解析結果の比較が行われた。O157ばかりでなく,サルモネラ,赤痢菌でのPFGEを用いた解析が疫学的解析の科学的確認に有用であることが示された。
2.各地研で行ったPFGE画像の転送に関する解析ソフトの開発が完成に近づいている。PFGEデータの解析そのデンドログラム解析によるクラスタリング解析用のソフトは機能し始めた。又,解析結果を還元するシステムとしては,情報の秘匿を考慮してWISHネットワークで関連する地方衛生研究所へ開示する予定であり,そのネットの責任部署である統計情報部との交渉を進めている。
3.パルスフィールド電気泳動法(PFGE)およびファージ型のタイピング法により、患者、保菌者、食品、動物等より分離された腸管出血性大腸菌の解析を行った。その結果、PFGE及びファージ型は多種にわたることが明らかになった。疫学的に同一汚染源と考えられる分離株は、同一のPFGEパターンを示すが、汚染源が異なるとPFGEパターンにも明らかな差が認められた。それらの結果をデンドログラム,及びシストグラムを用いてより量的変化として解析すると,相同性の高いものは一つのクラスタリングを形成するため,関連性がある菌株の集積性を判定しやすいことが分かった。そのパターンの違いは、全体的には数百にも及んでいた。腸管出血性大腸菌の染色体DNAのこの多様性を利用することにより、全く同一のPFGEパターンを示す菌株が地域を越えて分離された場合には、その汚染原因の関連性の存在、つまりdiffuse outbreakである可能性を示唆するものと思われる。
4.上記の結果に基づき,2000年度に分離された腸管出血性大腸菌約2000株の解析より,実際にクラスターを形成しているものがいくつか確認された。その結果と,疫学的データを重ね合わせると,地域を越えて発生したdiffuse outbreak(例えば,あるレストランのサイコロステーキで広域に発生した事例等)と一致しており,有用性が確認された。
5.各地域において,各地研同士での解析結果の比較が行われた。O157ばかりでなく,サルモネラ,赤痢菌でのPFGEを用いた解析が疫学的解析の科学的確認に有用であることが示された。
結論
①・PFGE解析は、腸管出血性大腸菌の疫学調査において、菌株間の関連性を科学的に同定するのに有用であり、特にdiffuse outbreakの迅速なる検出に効果を発揮する。
②PFGEの精度管理は,一定の結果を得ることが可能であるが,そのためにはコントロールの設定と,それなりの経験を要する。
③インターネットを使った画像の転送,その解析結果の還元についてのシステムの構築に向けて機動し始めている。
②PFGEの精度管理は,一定の結果を得ることが可能であるが,そのためにはコントロールの設定と,それなりの経験を要する。
③インターネットを使った画像の転送,その解析結果の還元についてのシステムの構築に向けて機動し始めている。
公開日・更新日
公開日
-
更新日
-