ナノポア技術と機械学習を用いた、抗酸菌感染症における迅速検査法に関する研究

利用纳米孔技术和机器学习的分枝杆菌感染快速检测方法研究

• 批准号: 21K16319
• 负责人: 奥野 英雄
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Osaka City General Hospital (2022)Osaka University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K16319/
• 关键词: 非結核性抗酸菌; 迅速診断検査; 薬剤耐性; 抗酸菌感染症

本研究は、直径3μmの貫通孔を微生物が通過する際の電流-時間波形を計測することで微生物を検出する、ナノポア技術及びAI識別を、抗酸菌の識別に適応し、臨床検体を用いて10分以内に抗酸菌の種類および薬剤耐性の診断が可能となる検査系の開発を行うことを目的としている。2022年度は、従来の保存株である、Mycobacterium abscessusとMycobacterium intracellulareに加え、異動先の研究機関である大阪市立総合医療センターでの臨床分離株も検討に加えることが可能となった。2021年度の研究によりMiddlebrook7H9培地（マイコブロス、極東製薬）を用いて、貫通孔を通過するかを検討したが、通常の培養検体では抗酸菌特有のcluster形成（cord形成）が顕著であり、貫通孔の通過が安定的には実現できなかった。2022年度では、培養時間を様々な条件を変え、培地中に加える界面活性剤としてtween20や塩化セチルピリジニウム（CPC)を検討した。界面活性剤には限界となる濃度があり、界面活性剤の濃度が高ければ、菌株の発育が遅れてしまい、十分な菌量を得ることが難しいことが分かった。CPCに関しては界面活性剤の至適濃度を検討した文献に乏しいが、tween20などの非イオン界面活性剤と比較して、資質を多く含むNTM特有のCluster形成を抑制しつつ、十分な菌量が得られることが期待される。

The purpose of this study is to measure the current-time waveform when microorganisms pass through a 3μm diameter through hole, detect microorganisms, identify acid-resistant bacteria, identify acid-resistant bacteria, and develop an investigation system for acid-resistant bacteria species and drug resistance diagnosis within 10 minutes of clinical use. In 2022, the preserved strains of Mycobacterium abscessus and Mycobacterium intracellulare were added to the Osaka Municipal Comprehensive Medical Center. In the 2021 study, Middlebrook 7H9 culture medium was used, through-hole passage was discussed, and the formation of clusters unique to acid-resistant bacteria (cord formation) in normal culture medium was observed, and through-hole passage was stable. In 2022, the conditions for cultivation and culture time were changed, and the interfacial activity was increased between 20 and 20 years. The concentration of the surfactant is limited, the concentration of the surfactant is high, the growth of the strain is high, and the number of bacteria is high. CPC is concerned with the optimum concentration of surfactant. There is no literature available on the comparison of surfactant concentration between 20 and 20, and there are many qualifications including NTM specific cluster formation.