細菌感染における病原性と薬剤耐性のメタゲノミック検出システムの開発

我々は次世代シークエンシングによるメタゲノム解析を応用し、病原体の種類に依存しない網羅的な感染症診断「メタゲノミック診断法」の研究開発を行っている。これまでにこの方法を用いて、咽頭スワブ検体からインフルエンザウイルス、便検体からノロウイルス、血液検体からC型肝炎ウイルス等の直接検出に成功してきた。また従来法では原因不明であった下痢症例において病原細菌カンピロバクターの検出にも成功している。これまでの経験により、明らかになった課題は細菌感染症の病原性の判別である。本研究では病原性細菌の病原性の有無の検出と、その薬剤耐性が判別できる解析パイプラインの構築を目指した。15種類の病原性細菌の病原性データベースを作成し、そのデータを用いて病原体判断が可能なパイプラインの構築を行った。この構築したパイプラインを用いて、実際に風邪や下痢症の臨床検体から取得したデータを用いてシステムを評価した。風邪を引き起こしている様々な種類のウイルスの検出に成功した他、従来法で同定済みである病原性大腸菌が引き起こした下痢症例で、その病原性判断が可能であることを示した。このパイプラインは病原体以外の遺伝情報を除くことによって、高速に解析することが可能であり、7000万リード規模のメタゲノムデータをIntel Core i7プロセッサー、8GBメモリーを用いた計算で6時間以内に解析することができる。本研究で構築した病原性データベースと解析パイプラインは、パッケージ化し、オンラインで広く公開する予定である。

我々は次世代シークエンシングによるメタゲノム解析を応用し、病原体の種類に依存しない網羅的な感染症診断「メタゲノミック診断法」の研究開発を行っている。これまでにこの方法を用いて、咽頭スワブ検体からインフルエンザウイルス、便検体からノロウイルス、血液検体からC型肝炎ウイルス等の直接検出に成功してきた。また従来法では原因不明であった下痢症例において病原細菌カンピロバクターの検出にも成功している。これまでの経験により、明らかになった課題は細菌感染症の病原性の判別である。本研究では病原性細菌の病原性の有無の検出と、その薬剤耐性が判別できる解析パイプラインの構築を目指した。15種類の病原性細菌の病原性データベースを作成し、そのデータを用いて病原体判断が可能なパイプラインの構築を行った。この構築したパイプラインを用いて、実際に風邪や下痢症の臨床検体から取得したデータを用いてシステムを評価した。風邪を引き起こしている様々な種類のウイルスの検出に成功した他、従来法で同定済みである病原性大腸菌が引き起こした下痢症例で、その病原性判断が可能であることを示した。このパイプラインは病原体以外の遺伝情報を除くことによって、高速に解析することが可能であり、7000万リード規模のメタゲノムデータをIntel Core i7プロセッサー、8GBメモリーを用いた計算で6時間以内に解析することができる。本研究で構築した病原性データベースと解析パイプラインは、パッケージ化し、オンラインで広く公開する予定である。