hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
行列模型による超対称ゲージ理論の相転移の研究-可積分系を用いた新手法-

(1)5次元のN=2単純超重力が11次元超重力と多くの類似点をもつことに基づき、M理論とE_<10>シグマ模型の関係に関する最近の発展にヒントを得て、5次元単純超重力とハイパボリックG_2(G_2^H)カッツ-ムーディー群のあるコセットをターゲット空間とするシグマ模型について研究した。その結果、(i)5次元超重力の運動方程式やビアンキ恒等式が、「レベル」を3以下に切断したシグマ模型の運動方程式から(一部の項を除いて)再現されること(ii)G_2^HのA_3による分解を行い、高次微分補正項に対応したスケーリングに対応するA_3一重項が存在することなどを示し、ここでも11次元理論との類似が認められた。(2)AdS_5/S^5上のタイプIIB超弦には、その可解性の一つの反映として無限個の非局所保存電荷が存在することが近年明らかになったが、平坦時空及びAdS_5/S^5のペンローズ極限によって得られるPP波時空の超限にも同様に非局所保存電荷が存在することを実際に計算することにより示した。また、そのPP波時空のトーラスコンパクト化およびそのT-デュアル理論の非局所保存電荷を比較した。さらに閉じた弦が巻き付き数を持つ場合に非局所保存電荷を撫順なく定義するための具体的な積分経路を明らかにした。(3)IIB行列模型が10次元ヤン-ミルズ理論の0次元リダクションによって定義されて10次元タイプIIB超弦理論の非摂動論的定式化と考えられているという事実に基づいて、6次元ヤン-ミルズ理論の0次元リダクションによって定義される行列模型の性質を調べ、そのラージN極限がNS5-ブレイン上のリトルストリング理論になっていることを示唆する数々の証拠を得た。(1)超弦理論の非摂動論的構成と期待されるIIB行列模型の、重力子超多重項に属する場の放出・吸収を記述する頂点演算子について研究した。IIB行列模型の頂点演算子は超重力理論の散乱振幅との対応づけのために重要であり、また行列模型の低エネルギー有効作用に関する知見をもたらす。今年度は、北澤教授、齋藤氏との共同研究により、新しい漸化式を用いた手法等を開発することによって未知の表式を決定することに成功し、完全な形の導出にさらに近づいた。また、6次元ヤン-ミルズ理論の0次元リダクションによって定義される類似の行列模型の性質を調べ、そのラージN極限がNS5-ブレイン上のリトルストリング理論になっていることを示唆する数々の証拠を得た。(2)超弦の新しい共変な量子化である「ピュアスピナー形式」の4次元及び6次元の低次元時空に拡張に関して研究した。よく知られた超弦の量子化「グリーンシュワルツ形式」とピュアスピナー形式を10次元の場合に関係づけることが知られている「ダブルスピナー弦」を用いて、低次元ピュアスピナー弦が非臨界弦と関係づけられることを示した。(3)平坦およびPP波上のタイプII超弦にも、非自明な無限個の非局所保存チャージが存在することを示し、T-デュアリティーによって局所⇔非局所保存チャージの取り替えが一部起こることを指摘した。また、弦がコンパクト化空間内で巻き付き数をもつ場合にも矛盾なくチャージを定義する積分経路を明示した。
氷冷却による青果物の省エネ的予冷輸送方法の確立

ブロッコリーを発砲スチロール容器に入れて氷冷却すると長期間鮮度を保持でき、この方法は予冷の施設費が安価なため経済的にも優れた予冷方法である。そこで、この方式に適する青果物を明らかにするとともに、発砲スチロール容器に入れた氷の保持期間を外気温を変えて調査した。ブロッコリーを氷冷却で輸送するために開発された発砲スチロール容器を用いて、市場流通に近い状態で成果物を入れずに氷冷却時の容器内の温度変化を測定して、熱量解析を行った。その結果、気温と氷の保持時間について、一定の傾向を見出した。ダイコンを用いて、5、15、25°Cの恒温室での氷の量と温度低下、熱容量及び発砲スチロールの断熱材との関係を理論解析した結果、計算値と実測値とはほぼ一致した。ナス、ホウレンソウ、キュウリ、チンゲンサイを発泡スチロールの容器に入れ、氷を青果物の上下に置き、外気温(恒温室で15、25°Cの2段階に設定)と氷の位置との関係、青果物の鮮度を分析した。その結果、氷の置く位置によって、青果物の温度が変化することがわかり、また、青果物の冷却速度は外気温とともに氷の位置によっても異なった。冷水冷却を中心に、空気冷却、真空冷却を対照に、ダイコン、ブロッコリー、ホウレンソウを用いて予冷後の鮮度を調査した。ダイコンでは重量損失と、色の変化から、冷水冷却が最適であった。ブロッコリーは冷水冷却区は重量損失が小さく色の変化が大きく、真空冷却区は重量損失が大きく色の変化が小さかった。ホウレンソウは冷水冷却区が重量損失が少なく最も良かった。我が国で最初に冷水冷却の施設ができた倉橋島共選場(広島県倉橋町)で枝豆の予冷中の温度を測定し、さらに輸送中の温度変化と枝豆の鮮度を調査し、冷水冷却の効果を確認した。ブロッコリーを発泡スチロール容器に入れて氷冷却すると長期間鮮度保持でき、この方法は予冷の施設費が安価なため経済的にも優れた予冷方法である。そこで、この方式に適する青果物を明かにするとともに、その青果物を用いて、産地から市場へ輸送試験を行い、実用化を図ることを目的とする。ナス、ホウレンソウ、キュウリ、チンゲンサイ、ダイコン等の青果物を供試して発泡スチロール箱に氷とともに入れ人工気象室で外気温度を15,25°Cの2段階で氷冷却の試験を行った。ダイコンを用いて、氷の量と温度低下、熱容量及び発泡スチロールの断熱性との関係を理論解析した結果、計算値と実測値とはほぼ一致した。ナス、ホウレンソウ、キュウリ、チンゲンサイを発泡スチロールの容器に入れ、氷を青果物の上下に置き、外気温と氷の位置との関係、青果物の鮮度を分析した。その結果、氷の置く位置によって、青果物の温度が変化することがわかり、また、青果物の冷却曲線は氷の位置とともに外気温によっても異なることが明らかになった。氷冷却にはホウレンソウ、キュウリが適するとおもわれたが、低温障害を受けやすい青果物も、氷の位置を変えることで回避できることが推察された。1.ブロッコリー用に開発された発砲スチロール容器を用いて実際の市場流通に近い状態で氷冷却時の容器内の温度変化を測定して、熱量解析を行った。その結果、周囲温度と氷の保持時間について、一定の傾向を見出した。2.氷冷却の基本になる冷水冷却を中心に、他の予冷方法である空気冷却、真空冷却と無予冷を対照に、ダイコン、ブロッコリー、ホウレンソウを用いて予冷後の鮮度を調査した。

ダイコンでは硬度、糖度、水分は予冷方法の違いによる差はみられなかった。重量損失と、色差計の測定結果から、冷水冷却が最適であった。ブロッコリーは重量損失と色差計による色の測定を行った。水冷区は重量損失が小さく色の変化が大きく、真空冷却区はの重量損失が大きく色の変化が小さかった。ホウレンソウは冷水冷却、空気冷却と予冷を行わない対照区を比較したが、冷水冷却が重量損失が少なく最も良かった。3.我が国で最初に冷水冷却の施設ができた倉橋島共選場(広島県倉橋町)で枝豆の予冷中の温度を測定し、さらに輸送中の温度変化と枝豆の鮮度を調査し、冷水冷却の効果を確認した。
中国朝鮮族コミュニケーション行動の多様性に関する研究―移民、社会、「社会化」―

移民が活発化した現在、中国朝鮮族は中国全土に散居し彼らのコミュニケーション行動も多様化していると考えられる。そこで本研究では上海市、大連市、延吉市の三地域を対象に、中国朝鮮族コミュニケーション行動の多様性に関する研究を行う。南北という地域差だけでなく、その背後にある「社会化」の程度の差が言語行動、非言語行動の根底にあるコミュニケーション意識にどのような影響を与えているのか、そして実社会コミュニケーションだけでなく「虚社会」のメディア・コミュニケーションも対象にすることで、移民や社会そして「社会化」とコミュニケーションの関係を明らかにする。
同形世代交代型紅藻を用いた単相・複相世代の生理生態学的および集団遺伝学的比較研究

単相あるいは複相の生物が生態的に有利な点については諸説あるが、系統的あるいは形態的にかけ離れた単相・複相生物を比較しても、核相の違いによる影響を正確に評価するのは困難である。この点において、単相世代と複相世代の形態が同じ同形世代交代型海藻類は、核相による適応度の違いを解明するのに好都合な研究材料である。本研究では、同形世代交代型のスギノリ科紅藻を対象に、単相世代と複相世代の割合(世代比)を季節や生育環境ごとに調査するとともに、藻体の物理・化学・生理特性や遺伝的な集団構造を世代間で比較する。得られた結果から、世代比の偏りをもたらす要因を特定し、各環境ごとに核相による適応度の違いを明らかにする。
炭素固定化を先導するふく射制御燃焼過程に関する研究

炭酸ガスの排出を低減する新しい燃焼法として炭素固定化燃焼を提案した.本燃焼法は化石燃料中に含まれる炭素の一部を燃焼中に固体炭素(すす,コークス)として固定し,残りの炭素および水素の燃焼熱を利用する方法である.本燃焼法によると,炭素を固定化しない場合と同量の発熱量を得るためには燃料を増加しなければならないが,実質的なCO_2の排出量は減少することが明らかになった.更に,炭酸ガス固化海洋投棄法と比較した場合,排ガスからの炭酸ガス分離や固化等に要する消費エネルギーや設備までを考慮すると本燃焼法の方に優位性があると考えられることも明らかにした.実験的には,ふく射変換体を装備した燃焼器でふく射エネルギーの循環による燃焼促進法が有効であると考えた.燃料には,気相中ではすすを生成しないメタンを用いた.その結果,本燃焼法により最大当量比3.5程度まで過濃限界を拡張することができた.また,1.8あたりで輝炎が観察され,2.0以上ですすの析出が確かめられた.その時の燃焼速度は数cm/sと極めて小さく燃焼現象が極めて緩慢であることが明らかになった.当量比3.0の時のガス分析の結果,炭素固定化率は約20%であった.本研究では,ガスクロマトグラフと質量分析計を用いて燃焼空間内の化学種の濃度分布を測定し,本燃焼法により形成される火災構造の検討も行った.更に,輝炎からのふく射スペクトルを測定し,輝炎からのふく射特性を明らかにした.一方,燃焼ガスからのすすの補集として,電気集塵法を考え,燃焼場に電界を加えたときの様子を観察し電界による積極的なすすの生成法について検討した.更に電界をかけたときのすす濃度の測定法としてCT法用いる方法を確立した.炭酸ガスの排出を低減する新しい燃焼法として炭素固定化燃焼を提案した.本燃焼法は化石燃料中に含まれる炭素の一部を燃焼中に固体炭素(すす,コークス)として固定し,残りの炭素および水素の燃焼熱を利用する方法である.本燃焼法によると,炭素を固定化しない場合と同量の発熱量を得るためには燃料を増加しなければならないが,実質的なCO_2の排出量は減少することが明らかになった.更に,炭酸ガス固化海洋投棄法と比較した場合,排ガスからの炭酸ガス分離や固化等に要する消費エネルギーや設備までを考慮すると本燃焼法の方に優位性があると考えられることも明らかにした.実験的には,ふく射変換体を装備した燃焼器でふく射エネルギーの循環による燃焼促進法が有効であると考えた.燃料には,気相中ではすすを生成しないメタンを用いた.その結果,本燃焼法により最大当量比3.5程度まで過濃限界を拡張することができた.また,1.8あたりで輝炎が観察され,2.0以上ですすの析出が確かめられた.その時の燃焼速度は数cm/sと極めて小さく燃焼現象が極めて緩慢であることが明らかになった.当量比3.0の時のガス分析の結果,炭素固定化率は約20%であった.本研究では,ガスクロマトグラフと質量分析計を用いて燃焼空間内の化学種の濃度分布を測定し,本燃焼法により形成される火災構造の検討も行った.更に,輝炎からのふく射スペクトルを測定し,輝炎からのふく射特性を明らかにした.一方,燃焼ガスからのすすの補集として,電気集塵法を考え,燃焼場に電界を加えたときの様子を観察し電界による積極的なすすの生成法について検討した.更に電界をかけたときのすす濃度の測定法としてCT法用いる方法を確立した.化石燃料からの炭酸ガス排出低減の対策として燃焼中に炭素固定化を実施した場合の熱工学的評価を行ない、欧米で提案されている炭酸ガスの分離・液化・固化(ドライアイス)による海洋投棄と比較し、十分比肩し得る立場にあることを明かにすると共に、他に提案されている多くの案も併せて検討・分析を行ない、その成果は学会にて公表した。また実験的な立場から炭素固定化燃焼法の可能性を確かめることを優先して研究を進めた。具体的には、従来から申請者等が進めてきた多孔性固体を用いた燃焼促進技術を燃料過濃条件のメタン・空気予混合火炎に応用した。この結果、メタン・空気予混合火炎の燃料過濃限界(当量比φ=1.69)以上の当量比φ=3.5程度まで燃焼限界を拡張させることに成功した。この時、φ=1.8あたりで輝炎が観察され、φ≧2ですすの析出が確かめられた。ここで予混合気中の炭素量から燃焼ガス中の炭素含有量を差し引くことにより求められる炭素固定率は20%であった。この値は従来の燃料法ですすを生成することがほとんど不可能であったことを考えるときわめて大きな値であるといえる。引続き高い当量比で燃焼させた際に発生する“すす"を分離する一つの方法として燃焼帯上部空間に410kv程度の直流高電圧を付加し、連続的にすすを分離することができることも確認した。また、本研究に関する中心的な設備である質量分析計を購入し、燃焼過程中における固定炭素の生成に関する反応動力学解析に向けて、諸種の中間生成物の詳細なデ-タマップ作成の作業にはいった。さらに燃焼過程に及ぼすふく射エネルギ-輸送の影響を検討するため、既設の可視・赤外分光光度計により固定炭素のふく射特性を測定する実験準備も進めている。

多孔性固体を用いた燃焼促進技術を燃料過濃限界以上の予混合火炎に応用し,化石燃料の燃焼過程中に炭素を固定化することにより,CO_2の排出量を低減できることが,昨年度までに明らかにされた.本年度もメタン・空気予混合火炎を対象として,実験的ならびに理論的に研究を進めた.実験的研究では,本年度購入したキャピラリ-ガスクロマトグラフと昨年度購入した質量分析計を接続し,アセチレンやベンゼン,さらにはナフタレンなど,燃焼過程における固定炭素の生成に関する中間生成物の検出および同定を行なった.今後,これらの成分の定量化を行い,反応動力学解析に向けて,詳細なデ-タ-マップを作成する予定である.さらに,熱電対を用いて流れ方向の気体の温度分布を明らかにした.この時,炭素の析出の影響が無視できる程度の速度で熱電対をトラバ-スし,測定された温度に補正を施した.これと並行して,既設の可視・赤外分光光度計を用いて,燃焼帯から射出されるふく射の分光分析を流れ方向の各位置について行った.その結果,燃焼室では急激な温度上昇とCHやC_2光輝を呈する発熱反応帯(青炎)が形成され,その下流側に固体炭素からの放射と考えられる輝炎が生ずることが明きらかとなった.この燃焼過程に及ぼすふく射エネルギ-輸送の影響を検討するため,引き続き可視・赤外分光光度計により固定炭素のふく射特性を測定している.理論的研究では,簡便なアレニウス形総括反応速度則に従う反応モデルに基づいて,仮想的なすす核粒子を考慮しつつ本燃焼法のモデル化を行い,実験で得られた火炎構造をある程度まで再現した.現在,輝炎内部におけるふく射輸送のモデル化を進めており,固定炭素のふく射特性が明らかになり次第,それらを含めた理論解析を行う予定でいる.従来から我々が進めてきた多孔性固体を用いた燃焼促進技術を燃料過濃条件の予混合火炎に応用することにより,炭素固定化燃焼が炭酸ガス排出低減にかなり有効であることが明きらかとなった.具体的には,メタン・空気予混合火炎の燃料過濃限界(当量比φ=1.69)以上の当量比φ=3.5程度まで燃焼限界を拡張させることに成功し,予混合気中の炭素量から燃焼ガス中の炭素含有量を差し引くことにより求められる炭素固定化率は20%であった.この値は従来の予混合燃焼法ですすを生成することがほとんど不可能であったことを考えるときわめて大きな値であるといえる.さらに,火炎構造を明らかにするため,詳細な温度分布測定,既設の可視・赤外分光高度計による輝炎のふく射特性の測定及びGCーMS(ガスクロマトグラフ・質量分析計)によるすす生成に関与する中間生成物の同定や濃度分布の測定を行った.それによると,予混合気はふく射エネルギ-循環によって十分予熱された後,燃焼室に流入する.燃焼室の内部では,流入したメタンと酸素の発熱反応により温度が上昇すると共に,中間生成物が生じ,濃度が最高になる.発熱反応帯の下流側では,急激に温度が低下すると同時に,輝炎が呈し始める.これはすす自体が多孔性固体のようにふく射変換体としての機能を有しており,すすからのふく射エネルギ-が上流側へ輸送されるため,およびすす生成による吸熱反応が生じているためであると考えられる.一方,輝炎帯でのふく射強度及び中間生成物の濃度分布は,ほぼ一定となることが明らかになった.そこで,これらの実験デ-タを基に炭素固定化過程を気相から固相への,アレニウスの反応速度則に従う一種の凝集現象であると仮定したモデルを構築し,エンジニアリングワ-クステ-ションによる解析を進めている.炭酸ガスの排出を低減する新しい燃焼法として炭素固定化燃焼を提案した。本燃焼法は、化石燃料に含まれる炭素の一部を燃焼中に固体炭素(すす、コークス)として固定し、残りの炭素および水素の燃焼熱を利用する方法である。
自己形成される半導体微細構造を用いたフィールドエミッターアレイ

本研究では格子歪によって自己形成される微細構造を利用した、フィールドエミッターアレイ(FEA)の開発を目的として研究を行った.分子線エピタキシ法を用いてGaP(001)基板上へGaAsのヘテロ成長を行い、基板と成長層の格子不整合によって生じる格子歪を利用して自発的に微細構造を形成させ、成長条件に対する形状の依存性を調べた。成長後の表面構造は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて調べた。その結果、形成される微細構造の形状・サイズは基板温度によってほぼ決定していることが明らかになった。成長温度が400°C程度と低い場合には曲率が大きくなだらかな構造が形成されているが、温度上昇につれて次第に曲率が小さくなり、直径30nm、高さ4nm程度の微細構造が形成されることを示した。また、低温で成長した後アニール処理を行った試料においても、アニール温度と同じ高温で成長を行った試料と同様の構造が形成された。これより、表面の微細構造は単に成長した温度によって決定されるのではなく、温度によって決定される表面での原子のマイグレーションの度合が微細構造の形成を支配していることを示した。さらに、形成した微細構造を用いて電子放出を試みたが、通常の表面が平坦なCaAsと比べて顕著な差はみられなかった。これは、表面に形成される微細構造のサイズや曲率が電界に大きな影響を与えるサイズに達していないためと推定される。今後は、大きな電子放出が得られるように微細構造の形成条件を検討してゆく予定である。
ハドロンコライダー実験における軌跡検出器の開発研究

米国のSSC(Superconducting Super Collider)研究所での実験に使用する目的で,高放射線環境下で且つ高頻度(>100MHZ)発生事象処理能力のある軌跡測定器:(1)シンチレーションファイバー軌跡測定器(2)薄型の高分解能両面読み出しSSD(半導体)検出器の二種の検出器の開発研究を目標とした。プラスチックシンチレーションカウンターは本質的に応答特性が速い(発光減衰時間<__10ナノ(10^<-8>)秒)と言う特性を持っており,高速計測に適している。軌跡検出器として働かせるためにはファイバー形状にして束ねたものを使用するが,検出したい荷電粒子の通過路長がファイバー直経(目的により30ミクロンから数mm程度)で制限されるため,充分な光量が得難く,またファイバーサイズに見合った多チャンネル読み出しが困難という難点がある。平成3年度は将来的興味もあり,30ミクロン直径のシンチレーションファイバー検出器の使用可能性をテストした。PMP(-phenyl-3-mesityl- 2-pyrazoline)と呼ばれる新しい波長変換剤を添加したシンチレーション検出器は,充分な発光量を持ち使用可能である事を検証したが,束ねたときのクロストーク(相互干渉)が課題として残った。また,こうした高密度集積検出体の読みだしには,我々はイメージインテンシファイヤー増幅した後,CCDで読み出すという手法を取ったが,CCDのクリアーには少なくも1マイクロ(10^<-6>)秒を要するので,100MHZの高速で事象の発生するSSC実験に使用する為には前段処理の工夫が必要である。この時点で,SDC測定器(我々の参加しているSSC実験グループ)中間部軌跡検出器としては,軌跡分解能1mmを目指すと仕様が固まったので,重点をSSD検出器開発に移した。SSD検出器はSDC測定器の中心部,内径9cmから50cmの所に円筒状に置かれ,ビーム反応点(ヴァーテックス)から飛来する荷電粒子の軌跡を高精度で測定し,ヴァーテックスの測定,運動量の精密決定,パターン認識,またカロリーメーター(シャワーエネルギー測定器)と組み合わせて粒子同定に用いるなど,SDC測定器の枢要な部分を担う。その為,表裏に50ミクロンピッチでマイクロストリップセンサーを並べた(片面640チャンネル)両面シリコンストリップ検出器(3.4cm×6cm,厚さ300ミクロン)を4枚梯子状に並べたものをシリンダー状に組み上げる構造にした。所定の精度を出し,多重散乱による分解能劣化を避けるため薄型にする必要があり,ビームに近く位置することから,高耐放射線性の高速両面読みだしの能力が要求される。センサーの開発製造は日本で,読みだしは米側で分担し,支持冷却構造等は両方で開発を進めた。両面半導体検出器はn型基盤の片面にp型のシリコンストリップを形成し,裏面にn型のストリップをp型と斜交するように配置する。試行錯誤で何回かのテストセンサーを試作し,筑波の高エネルギー物理学研究所や阪大核物理センターのビームを使ってテストした。p型ストリップからの読みだしは基本的には片面読みだしのものと同じであり,理想に近い分解能が比較的早期に得られたが,n型からの読みだしにはクロストークがあったのを,n型ストリップの間にp型ストリップを形成しバイアス電圧を充分掛けてやる事で解決する事が出来た。放射線損傷に付いても何回かのテストで,耐放射線性の強い電極構造や素材2付いて改良が試みられ,ほぼ満足の得られる結果(>10^6rad照射に耐える)を得た。結論:5年以上に亙る開発研究であったが,この科研費を得た最後の2年間で位置分解能15ミクロン,耐放射線性能もSDC仕様をほぼ充たす両面シリコンストリップ検出器の開発,仕様決定に成功した。

SSD検出器はSDC測定器の中心部,内径9cmから50cmの所に円筒状に置かれ,ビーム反応点(ヴァーテックス)から飛来する荷電粒子の軌跡を高精度で測定し,ヴァーテックスの測定,運動量の精密決定,パターン認識,またカロリーメーター(シャワーエネルギー測定器)と組み合わせて粒子同定に用いるなど,SDC測定器の枢要な部分を担う。その為,表裏に50ミクロンピッチでマイクロストリップセンサーを並べた(片面640チャンネル)両面シリコンストリップ検出器(3.4cm×6cm,厚さ300ミクロン)を4枚梯子状に並べたものをシリンダー状に組み上げる構造にした。所定の精度を出し,多重散乱による分解能劣化を避けるため薄型にする必要があり,ビームに近く位置することから,高耐放射線性の高速両面読みだしの能力が要求される。センサーの開発製造は日本で,読みだしは米側で分担し,支持冷却構造等は両方で開発を進めた。両面半導体検出器はn型基盤の片面にp型のシリコンストリップを形成し,裏面にn型のストリップをp型と斜交するように配置する。試行錯誤で何回かのテストセンサーを試作し,筑波の高エネルギー物理学研究所や阪大核物理センターのビームを使ってテストした。p型ストリップからの読みだしは基本的には片面読みだしのものと同じであり,理想に近い分解能が比較的早期に得られたが,n型からの読みだしにはクロストークがあったのを,n型ストリップの間にp型ストリップを形成しバイアス電圧を充分掛けてやる事で解決する事が出来た。放射線損傷に付いても何回かのテストで,耐放射線性の強い電極構造や素材2付いて改良が試みられ,ほぼ満足の得られる結果(>10^6rad照射に耐える)を得た。結論:5年以上に亙る開発研究であったが,この科研費を得た最後の2年間で位置分解能15ミクロン,耐放射線性能もSDC仕様をほぼ充たす両面シリコンストリップ検出器の開発,仕様決定に成功した。本年度は、シンチレ-ションファイバ-、及びシリコンマイクロストリップ半導体を使った軌跡検出器の開発状況について、米国、欧州において調査研究を行ってきた。これによって明らかとなった、世界の開発の現状を以下にまとめてみる。1)シンチレ-ションファイバ-:ファイバ-からの光は、極めて微弱なためイメ-ジインテンシファイア-(IIT)により増幅し、CCDカメラ等を使って読み出す。このやり方は、読み出し速度等にいくつかの問題があるが、現時点では唯一の実用化された方法である。アバランシュフォトダイオ-ドなどの半導体検出器を用いた全く新しい試みも始められつつあるが、商用ベ-スでの応用がない限り、実用化にはまだ時間を要する。この実用化にめどがたてば、シンチレ-ションファイバ-軌跡検出器は、バ-テックス検出器としても極めて有望なものとなろう。調査と並行して我々は、従来システムにおける問題点である、読み出し速度について改良をするために、高速コンパレ-タとFIFOメモリ-を使った、CCD画像信号の処理装置の開発を行った。
メモリーB細胞の形成と維持を支える内的・外的メカニズム

昨年度は、インフルエンザ感染の系を用いて、先ず、どのようなメモリーB細胞が、どのような過程を経て形成されるかを検討した。本年度は、産生されたメモリーB細胞が、2度目のインフルエンザ感染からの生体防御に必須の役割をしているのかどうか。しているとしたらどのタイプのメモリーB細胞が必要とされるのかを明らかにしようとし、以下の成果を得た。1)先ず最初のインフルエンザ株narita感染で作られた長期プラズマ細胞により産生される抗体(Antibody; Ab)は、同じ株のインフルエンザ感染に必須の役割をしていた。一方、この抗体は、変異インフルエンザ株PR8再感染には、全く効果がなく、一次感染時に形成されたメモリーB細胞が必須であった。2)一次感染時に形成されたメモリーB細胞のなかで、HA蛋白のstem領域に対するanti-stemメモリーB細胞が必須とされ、実際、このメモリーB細胞が最初のnarita感染後産生されること、更にPR8再感染後活性化されることを証明した。3)更に一度胚中心(GC)経験したメモリーB細胞をfate mappingできるマウスを用いて、narita一次感染中に産生されたメモリーB細胞をtomatoでラベルし、PR8再感染をさし、anti-stemプラズマ細胞をみてみると、約75%の細胞がメモリーB細胞由来でtomatoでラベルされていた。すなわち一次感染中にGCを経て作られたanti-stemメモリーB細胞が、PR8再感染によって活性化されることが判明した。4)このanti-stemメモリーB細胞の性質(特にAb)を調べるため、narita/PR8再感染後産生されたプラズマ細胞をシングルで単離して、培養し、そのAbのstemにたいする親和性、及び他のウイルス株(H5N1を用いた)のstem領域にたいする反応性を調べた。コントロールとして、ナイーブB細胞由来のプラズマ細胞も調べた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、メモリーB細胞の生成メカニズムについて、転写因子Bach2に着目して、Bach2遺伝子の誘導的欠損、又、Bach2レポーター遺伝子を用いて解析し、以下の成果を得た。1)Bach2遺伝子は抗原刺激によって、その発現がdown-regulationされるが、その後、抗原が枯渇すると、再びupregulationされるようになる。胚中心細胞(GC B細胞)に分化した後は、転写因子Bcl6の制御のもと、一端低下したBach2の発現が上昇するようになる。2)このBach2の再上昇はメモリーB細胞の産生には必須である。3)GC B細胞では、抗原に対するhigh affinity及びlow affinity細胞が共存するが、high affinity細胞はBach2発現が低く、又lowaffinity細胞はBach2発現が高く、このBach2発現の高いGC B細胞がメモリーB細胞プールへ、より入りやすい。4)逆に、Bach2発現をhaplo-insufficiency(低下)さすと、メモリーB細胞プールへのenterが減弱する。以上の結果は、「GC反応中に、high affinityでより強いシグナルが入った場合には、プラズマ細胞へ、low affinityでより弱いシグナルの場合には、メモリーB細胞へ分化する」という従来の実験事実を、巧く説明する。機能的メモリーB細胞の前駆細胞は胚中心(GC)B細胞であるが、本年度は胚中心B細胞で顕著な発現上昇が認められる転写因子Foxo1のGC B細胞における役割、メモリーB細胞への分化における役割を検討し、以下の成果を得た。1)Foxo1遺伝子のpre-GC, GC phase特異的な欠損をおこなうと、pre-GCではFoxo1遺伝子欠損さすことにより、抗原特異的B細胞の、より過剰な増殖が見られた。逆にGC phaseではGC細胞の増殖phaseであるDZ GC B細胞が観察されず、又,それによりGC B細胞全体の増殖が低下した。2)メモリーB細胞への分化は、Foxo1欠損により、あまり変化は認められなかった。3)GC B細胞の増殖不全は、十分量のT細胞ヘルプを供給することによっても生じ、GC B細胞内でのシグナル異常が原因で、DZ GC B細胞が生成されないことが判明した。4)T細胞ヘルプによりGC B細胞が増殖するためには、先ず増殖initiator転写因子の発現上昇が必要と考えられているが、c-Myc, BATFの転写因子共に、Foxo1依存性に発現が上昇し、又、これら2つの転写因子の発現上昇はGC B細胞の増殖に必須であることが判明した。以上の結果は、PI3kinase活性化によりFoxo1遺伝子活性が減弱するわけであるが、pre-GCにおいてはPI3kinaseの活性の強度に依存して、B細胞増殖が上昇するが、GC細胞では必ずしもそうではなく、「GC反応中においては、適切な強度のPI3kinaseシグナルが、GC B細胞の増殖に必要である」ことを強く示している。予測以上に早く、世界に先駆けて、新規概念の提出(メモリーB細胞生成メカニズム; Nature Immunology (in press))にまで至った。しかしながら、メモリーリスポンスを支える細胞・分子メカニズムの解析は、マウスの樹立がやや遅れ気味である。しかし、このマウスもできつつある。全体的には順調に進展している。私たちは既に、胚中心(GC)の中で、GC B細胞はT細胞から弱いシグナルを受けると、メモリーB細胞に分化することを明らかにした。本年度は、それでは、強いシグナルを受けると、GC B細胞はどのような運命決定をするかを検索した。

GC B細胞の細胞亜集団の単離・解析、BCR, T細胞ヘルプ欠損マウスを用いて、以下の成果を得た。1)Bcl6レポーターマウスを用いて、GC B細胞を細分化すると、Bcl6loIRF4hiという亜集団が存在し、この集団がプラズマ細胞へ分化する、直前の前駆細胞であることを、遺伝子発現パターン・BCRレパトアーの解析を用いて明らかにした。2)Bcl6loIRF4hi亜集団は、他の細胞亜集団に比べて、BCR, CD40シグナルを非常に強く受けていることがRNA発現パターンより、示唆された。3)事実BCRシグナル、CD40シグナルを減弱する変異GC B細胞では、いずれもBcl6loIRF4hiの細胞亜集団の産生が顕著に減弱していた。4)Foxo1遺伝子のpre-GC, GC phase特異的な欠損をおこなうと、pre-GCではFoxo1遺伝子欠損さすことにより、抗原特異的B細胞の、より過剰な増殖が見られた。逆にGC phaseではGC細胞の増殖phaseであるDZ GC B細胞が観察されず、又,それによりGC B細胞全体の増殖が低下した。1)2)3)の結果は、非常に強いT細胞からのシグナルを受けるとGC B細胞は転写因子IRF4が上昇し、一方Bcl6の発現減弱が生じ、プラズマ細胞への分化が促進されると同時に、GCプログラムからの離脱が生じ、GCから出ていくようになる、ことを強く示している。予測以上に早く、進展しているパート(GC B細胞の分化メカニズム)と、やや遅れているパート(メモリーB細胞の生存メカニズム)が混在している。しかしながら、メモリーB細胞生存メカニズムを明らかにする、マウスも樹立しつつある。全体的には順調に進展している。私たちは既に、モデル抗原系であるハプテンNPを用いて、胚中心(GC)の中で、GC B細胞はT細胞から弱いシグナルを受けると、メモリーB細胞に分化することを明らかにした。本年度は、インフルエンザ感染の系を用いて、先ず、どのようなメモリーB細胞が、どのような過程を経て形成されるかを検討した。そして、以下の成果を得た。1)インフルエンザ感染では、HA蛋白に対するhead部位に対する抗体と、stem部位に対する抗体を有するメモリーB細胞が産生されるが、数にして約10倍head部位に対するメモリーB細胞が多いいことを明らかにした。2)PR8株にたいするhead領域の抗体は、あるエピトープに対してのものがドミナントであるが、Narita株を用いると、PR8株とは、全く異なるエピトープがドミナントになり、ウイルス株により、全く異なることが判明した。3)Stem領域に対するメモリーB細胞は、異なる株のインフルエンザに感染した時に、認識構造がよく似ており、先ず活性化し、迅速に抗体を作りだす。又、このstem抗体が異なる型の感染に必須であることを証明した。4)Stem領域に対するメモリー
沖縄の小離島における介護と看取りに関連する要因の研究

座間味村の2000年から2010年の死亡葬法調査から、島内死亡者は必ず埋葬し洗骨する伝統的葬儀が島外火葬に転換したことが確認された。住民の洗骨経験率や70歳以上高齢者の埋葬希望率はそれ以前より低下した。死亡者111例中31例の親族の介護看取り体験の質的分析から、介護者は島内医療者の濃厚な支援を得ていたが、島外では不慣れな土地での混乱や負担とともに、離島ゆえの特性が臨終立会いを阻む緊張感を持ちながら介護看取りを行っていた。小離島の介護看取りには、介護支援の質量とともに葬儀文化や自然環境要因が関連しており、葬儀の転換や介護支援整備により島内介護看取りが増加すると示唆された。本研究では、過疎高齢化が先進し介護基盤が未整備な小離島における介護と看取りを可能にする要因を明らかにすることを目的としている。平成24年度は、初年度収集した死亡状況の結果を比較しながら、関連研究で取り組んでいた小離島粟国村の死亡状況について考究し、「火葬場のない沖縄県小離島における死亡状況と葬法に関する住民意識の検討」と題して民族衛生に投稿して掲載された。火葬場のない状況は同様である両村における埋葬に関わる住民の世代間関係は異なっており、それらは島の伝統文化や経済基盤、自然環境等の影響が関与しているためと考えられた。座間味村における1999年以前と最近10年間の葬法には違いがみられ転換点にあり、現在考察し論文を作成している。本年度は初年度実施できなかった先進地視察を2か所実施した。国内では、山口県の「夢のみずうみ村」デイサービスセンターに座間味村の保健福祉関係職員3人を同行し、多種多様なプログラムから一日の過ごし方を自己選択・決定する生活を楽しむリハビリの視察を行った。国外では、世界で初めて介護保険制度(年齢制限なし)を導入したオランダの「ケア付き高齢者住宅視察団」に同行し、小都市のような複合ケア集合施設や田舎の農家で実施する認知症デイサービス、年間100人を見送る住宅地の中のホスピスなど地域特性に応じた多様な高齢者ケア施設を視察した。さらに、家庭医と連携して患者の自己決定尊重による安楽死や、地域看護師が利用者の生活や医療の全プロセスに責任を持ち包括的な支援を展開している訪問看護介護センターについても担当者の話を聴くことができた。対象地座間味村では、沖縄振興一括交付金を活用し総合ケアセンターを設置することが決定し、中重度要介護高齢者が宿泊できる体制が整備されつつある。島内での介護や看取りにおいても転換点にあり貴重な時期での研究といえる。本研究は、超高齢地域の先頭をゆく小離島が医療・介護基盤の脆弱さや地理的自然的条件の厳しさの中で介護と看取りに対応している現状を把握し、その関連の解明とともに介護と看取りを可能にする島内居住体制整備に向けた示唆を得ることを目的としている。最終年度は調査結果の解析を進め、看取り終えた住民の介護経験を質的に分析し、離島ゆえの介護の困難さとともにたとえ療養者が本島に移動しても介護者の生活や臨終立会いなどに多くの困難があることを示し、学会のベストポスター賞を受賞した。また学術雑誌に小離島高齢者の介護と伝統的葬送文化の関連や世代間意識の違い及び介護と看取りのプロセスについて研究結果から論述し、掲載された。さらにこれまでの研究成果を座間味村や近隣離島に還元するため役場や保健福祉関係者と研修会を企画したが、天候不良により実施できず次年度開催の予定である。研究期間全体を通じて座間味村との共同体制が構築され、最近10年間の死亡状況と葬法の実際や20歳以上住民への看取りと葬法に関する質問紙調査、また看取り終えた家族への介護状況に関する半構造化面接等がスムーズに実施できた。また座間味村役場関係者と国内先進地視察を実施し、3島から成る座間味村の多様な状況に対応できる小規模多機能施設の整備と生涯現役意識の養成が課題となることを共有した。全体成果として、火葬場のない座間味村で島内死亡者の葬儀が埋葬から火葬に転化したことが確認でき、小離島の高齢者介護が葬送文化や伝統行事を維持継続させ得る住民組織の関わり、自然環境及び経済環境、さらに島の成り立ち等も関係していると考えられた。今後、座間味村においては島内看取りが増加すると予測され、それへの対応と介護基盤整備が課題となるが、最終年度において総合ケアセンターが稼働し、中重度要介護者が宿泊できる体制も整いつつあり、研究と施策が連動する形で協働できていた。本研究では、介護基盤体制が脆弱な小離島における介護と看取りとの関連要因を明らかにすることを目的に、座間味村において住民の死亡状況の把握と看取り終えた家族への聞取り調査および看取りと葬法に関する住民への質問紙調査を企画した。

それらの検討により介護と看取りを可能にする島内居住体制整備にむけた示唆は、島嶼地域のみならず過疎高齢地域における在宅ケアシステム推進への手がかりになると考える。初年度は、座間味村役場や保健医療福祉関係者および住民との信頼関係を築いた上で、先行研究以降の最近10年間の死亡状況調査と先進地視察とを企画した。しかるに、座間味村の本研究に対する期待と信頼は大きく、これらの調査を座間味村の主体として情報開示し、調査員として依頼した民生委員に対する説明や指導も協同で取り組んだ。その結果、初年度において最近10年間の死亡状況の確認とデータの把握、20歳以上の全住民を対象とした看取りと葬法に関する質問紙調査、さらに次年度予定であった看取り終えた家族の所在確認と面接への同意の有無確認、同意の得られた家族への半構造化面接を実施できた。面接は許可を得て録音し、録音内容は逐語録にするとともに、調査対象者から得られたデータはすべて電子媒体とした。調査の成果として、確認できた最近10年間の死亡111例中、島内死亡は26例(23.4%)で、その内埋葬は6例(23.0%)であった。島内死亡では全員埋葬されていた10年以上前の村の葬法とは異なる結果であった。また20歳以上住民に実施した調査では、472人から調査票の回収が得られた(回収率67.0%)。さらに、看取り終えた家族からの面接許可は41例得られ、島内看取り6例、島外看取り25例の計31例に面接を実施した。調査データの解析および研究成果の発表は次年度以降に予定している。初年度から2年目において、座間味村の最近10年間の死亡状況や20歳以上住民への悉皆調査および看取り終えた家族への面接調査など、計画していた調査を実施できた。また本研究の目的である島内看取りが可能となる介護体制に関する意識の共有を図るため、座間味村役場の保健福祉職員らとの国内先進地施設の視察を企画し実施できた。座間味村では平成24年10月に総合ケアセンターが設置され、高齢者の介護や生活支援の方向性を考える時期であり、関係職員においても時期を得た具体的な示唆が得られた視察であったとの報告があった。また海外先進地として予てより注目していたオランダへの視察団が企画されたのを受け参加した。オランダではNPOやボランティアの関与により、地域特性に応じた多様な高齢者介護施設や地域サービス、看取りの体制や訪問看護介護サービスが展開されており、わが国が手本とすべき仕組みについて学ぶことが多かった。研究成果としては、座間味村の死亡状況と葬法に関わる住民意識の変化を1999年以前と最近10年間で比較し、日本公衆衛生学会において発表した。国外では、APACPH(Sri Lanka)において、粟国村と座間味村の状況を対比し、伝統文化や経済基盤、自然環境との違いを考察して発表した。さらに、日本看護研究学会では沖縄の文化が織りなす看護と看護研究と題するシンポジウムが組まれ、これまでの研究成果をシンポジストとして発表した。現在、看取り終えた31事例との面接内容を質的帰納的に分析しており、次年度論文作成を行う予定であり、本研究はおおむね順調に推移している。初年度において、調査地役場および関係者との信頼関係が構築され、計画していた死亡概要調査や20歳以上住民への悉皆調査のほか次年度予定であった看取り終えた家族への面接調査も実施することができており、おおむね順調に進展している。
アレンを中間体とするアルキンの二重官能基化反応の開発と天然物の効率合成への応用

本年度は、昨年度見出した、光学活性な1,3-二置換フェニルアレン誘導体を用いたヒドロシアノ化による不斉転写反応の反応機構について詳細な検討を行った。すなわち、不斉転写率はアレンのアルキル置換基の立体的嵩高さに依存し、嵩高いアルキル基を有するアレンほど高い不斉転写率で反応が進行することが示された。そこで、不斉転写率が1アレンのラセミ化の程度、2ヒドロニッケル化における二つの二重結合の位置選択性、のどちらによって決定されているか調べるべく、反応の経時変化を観察した。その結果、アレンのラセミ化も若干進行するものの、不斉転写率は主にヒドロニッケル化における二つの二重結合の位置選択性によって決定されることが示された。さらに、アレンのラセミ化は0価ニッケルによって触媒されることを見出し、その推定反応機構についても考察した。また、光学活性なアレン側鎖を有するアレンーイン体を用いた、不斉転写を伴うヒドロシアノ化型環化反応への応用にも成功した。本反応のようにπアリルメタル中間体を経由して進行する反応は、同一の生成物に至る経路が複数存在するため不斉転写が困難であり、報告例が非常に限られている。また、本研究は、不斉転写率がアレン二重結合の位置選択性によって決まることを実験的に証明した初の例である。また、筆者が開発したニッケル触媒によるアレンーイン体のヒドロシアノ化型環化反応を鍵反応に用いたカイニン酸の形式合成を達成した。ニッケル触媒によるヒドロシアノ化を用いた天然物合成はほとんど報告例がなく、本研究成果により、ヒドロシアノ化が天然物合成の有用な反応となりうることを示した。28年度が最終年度であるため、記入しない。窒素官能基を有するアレン(アレナミド)を別途合成し、ヒドロシアノ化を検討した。その結果、シアン化水素等価体としてアセトンシアンヒドリンを用いる従来の反応条件では、アレナミドの加水分解により生成した窒素化合物及びアルデヒドに加え、アセトンシアンヒドリンが直接付加した生成物のみが得られた。配位子のトリフェニルホスファイトより生成するフェノールによって、アレナミドが共役イミンに異性化し、加水分解及びアルコールの付加が進行していることが判明した。そこで、フェノールの生成を抑制すべく、配位子を中心とした反応条件の再検討を行った。モデル基質として窒素官能基を有さないアレンを用いて配位子を検討したところ、メチルジフェニルホスフィン及びジフェニルホスフィノブタンを用いた場合、反応性が大幅に向上し、従来の最適条件よりも低温、短時間、かつ少ない当量のアセトンシアンヒドリンで反応が進行することを見出した。従来のヒドロシアノ化の報告例では、律速段階である還元的脱離を促進するため、ホスファイト等のリン配位子が用いられていた。本系でより電子豊富なホスフィン配位子が良い結果を与えたことは新たな知見である。詳細なメカニズムについて検討するとともに、本条件をアレナミドに適用する予定である。検討の過程で、光学活性なアレンを用いてヒドロシアノ化を行った場合、アレンの軸不斉が生成物の不斉点に転写されることを見出した。転写率は配位子によって変化し、上述した高い反応性を示すメチルジフェニルホスフィン及びジフェニルホスフィノブタンを用いた場合に最も高い転写率を与えることを見出した。本反応のようにπアリルニッケル中間体を経由する反応では、生成物に至る反応経路が複数あるため、不斉転写が困難であり、報告例がほとんど無い。今後はヒドロシアノ化以外の付加反応への適用も検討する。アレナミドが、配位子のホスファイトより生成するフェノールによって容易に加水分解を受けることが判明したため、目的のアミノニトリルは得られていない。しかし、これらの改善を検討する過程で、モデル基質において電子豊富なホスフィン配位子が高い反応性を示すことを見出した。本条件をアレナミドに適用することで、目的のヒドロシアノ化が進行することが期待出来る。さらに、本触媒系を用いることで、光学活性なアレンの軸不斉が生成物の不斉点に効率的に転写されることを見出した。

また、筆者が開発したニッケル触媒によるアレンーイン体のヒドロシアノ化型環化反応を鍵反応に用いたカイニン酸の形式合成を達成した。ニッケル触媒によるヒドロシアノ化を用いた天然物合成はほとんど報告例がなく、本研究成果により、ヒドロシアノ化が天然物合成の有用な反応となりうることを示した。ホスフィンを配位子に用いた条件をアレナミドに適用し、アレナミドのヒドロシアノ化の検討を行う。アルキンを原料としたアレナミド合成法の検討も行う。ホスフィン配位子を用いた場合に反応性が向上する理由、及び不斉転写における転写率が上昇する理由に関して、リンのNMRや計算化学等を用いて解析を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
救命センターにおける分子疫学検査POT法を用いた医療関連感染症の解明と制御

新しい分子疫学検査であるPCR based openreading typing (POT法)を院内感染対策に加えることで救命センターにおける院内感染の現状を明らかにした。入院患者1015名のうち、MRSA陽性者は57名であり、POT法によって院内感染によるMRSAと推定される11菌株を同定した。医療従事者66名のうち6名からMRSAを検出し、そのうち4名から患者のMRSAの遺伝子型と一致する菌株が検出された。POT法の精度をPEGF法で確認した。今後は、対象を他の施設に広げて新たな感染対策を予定している。当センターでは入院時と週1回の鼻腔・痰・尿の監視培養を導入しMRSAの監視に努め、積極的監視培養のもと48時間以降に検出されたMRSAを院内感染と定義(従来法)している。MRSA感染対策として院内伝播のリスクファクターを検討し、接触感染予防対策を徹底することでMRSAの院内感染率を低下させてきが背景がある。この従来法にMRSAの遺伝子型を同定することのできる新しい分子疫学検査、POT法を加えることで院内感染の現状を明らかにした。以下に27年度の成果を述べる。127年度に当センターへ入院となった全患者を対象とし、1015名のうちMRSA陽性者57名を同定した。2従来法によって、57名中35名が「持ち込み」と診断し、57名中22名が「院内感染」と診断した。3従来法にPOT法を加えることで「院内感染」の22名のうち11名からPOT番号の重複するMRSAが検出された。院内感染の残りの11名からは番号の一致しないそれぞれが異なる番号を検出した。このように、患者から検出されたMRSAを研究者が受け取り検討できる体制を構築した。4年度後半にはMRSAを長期保存する行程を確立し、今後の追加遺伝子検査や毒素産生能などの検討に応用できる体制を構築した。5医療従事者の鼻腔から検体を採取しMRSAを同定する行程を確立した。6を医療従事者から検出されたMRSAと患者から検出されたMRSAに同じPOT番号があることを同定した。以上より、従来法によって「院内感染」と診断されるMRSAの検出頻度は少ない(2症例/月以下)であるが、POT法を加えることで院内感染の存在をより詳細に明らかにするに成功した。また医療従事者から同じPOT番号のMRSAが検出されたことから、患者だけでなく医療従事者を含めたセンター全体での感染対策が必要であることが明らかとなり、次年度の課題とされた。病棟患者から検出されたMRSAを微生物検査室から提供を受け、研究者が保存しPOT法を加えて評価を行う手順を確立することができた。医療従事者に保菌調査の必要性とPOT法について繰り返し説明会を行い、今後の取り組みについての周知徹底に半年間の時間を要した。また、大阪大学倫理審査委員会での承認を得て、医療従事者各個人から同意書を得ることで研究はスタートされた。検体は個人番号により匿名化され、個人が特定されないかたちで行われ、保菌状況は個人情報として取り扱った。医療従事者のMRSAスクリーニング検査はリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)によって行われる予定であったが試薬の製造中止に伴い中止となった。代わりにシードスワグMRSA(栄研)を用いることで代用することができた。開始までの時間を要し、MRSAの同定方法が研究当初と異なっているが、概ね順調に研究は進展している。当救命救急センターでは、入院時と週1回の鼻腔・痰・尿の積極的監視培養を施行しメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)の監視に努め、48時間以降に検出されたMRSAを院内感染と定義している。本研究においては、既存の方法にMRSAの遺伝子型を同定することを可能としたPCR based open reading typing (POT法)を加えることで院内感染の現状を明らかにすることを目的とした。27-28年度の研究成果を下記に記載する。27年度は、当救命救急センター入院する全患者を対象にMRSA保菌者の同定から検出されたMRSAを長期保存する行程を確立した。また、医療従事者の鼻腔から検体を採取しMRSAを同定する行程を確立した。検出されたMRSAに対してPOT法を施行し遺伝子型を同定した。28年度は、前年得られたPOT法の結果にpulsed-field gel electrophoresis(PFGE法)を追加することで両分子疫学検査法を比較した。PFGE法で得られた結果とPOT法の結果では異なるものが存在することが明らかになった。検出時期や抗菌薬感受性などの臨床経過を検証し、POT法の結果に加えることで、POT法の結果の精度が向上すると考えられた。以上より、POT法によりMRSAの遺伝子型を同定することで、院内感染を詳細に把握することができ、医療従事者のMRSAを同定することで、医療従事者を含めたセンター全体での感染対策を構築することが可能となった。今後どのように介入を積極的に行なっていくかは医療従事者への倫理面の配慮が最大の問題点であり検討が必要である。また、本研究は単施設での解析であり、対象を増やし多施設の現状を把握することが今後の課題である。

入院患者1015名のうち、MRSA陽性者は57名であり、POT法によって院内感染によるMRSAと推定される11菌株を同定した。医療従事者66名のうち6名からMRSAを検出し、そのうち4名から患者のMRSAの遺伝子型と一致する菌株が検出された。POT法の精度をPEGF法で確認した。今後は、対象を他の施設に広げて新たな感染対策を予定している。患者から検出されたMRSAのPOT番号を開示することで、病棟に存在する感染対策チームと協議を重ね、今後の感染対策を構想する。POT法導入前後での手袋やガウン着用、手指消毒薬の使用量などの感染予防遵守率、MRSAの検出率、抗MRSA薬の使用量の変化、分子疫学検査による院内感染状況の変化についての情報を集積し、過去のデータと比較し効果判定を行う予定である。平成27年度の研究により、医療従事者の保菌するMRSAと患者のMRSAとで一致する遺伝子型が存在することが明らかとなった。これは医療従事者の保菌するMRSAが患者に伝播した可能性が疑わる結果であった。しかし今回の研究は、MRSAを保菌する医療従事者を特定できないかたちで行われているため、鼻腔の除菌などの介入は行うことができない。MRSAを保菌する医療従事者に除菌や職場への立ち入り制限を行うことは推奨されておらず、今後どのように介入していくかは大きな検討課題の一つである。まずは本データを医療従事者と共有することで、接触感染予防の意識向上に繋げていく可能性を検討する。一連の研究で保存してきたMRSAに対しPOT法以外の分子疫学検査による再評価を検討している。これによりPOT法の精度も再検討する。また、毒素産生能などを評価することで病原性の高いMRSAを同定し、感染対策や治療方針に影響を与える研究となり得るように評価を継続する予定である。救急医学MRSAスクリーニング検査はリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)によって行われる予定であったが試薬の製造中止に伴い施行できなくなった。代わりにシードスワグMRSA(栄研)を用いることで代用することで当初計画していた実験と実際の内容にに差異が生じた。POT法以外の分子疫学検査など高額の検査を平成27年度に行うことができず、平成28年度に全て持ち越しになるなど実際の進捗の状況に差異が生じたため、平成27年度、必要となると予想していた経費の一部を今後の段階で使用することが必要となったため。当初予定していた使用額とは異なったが、次年度施行される分子疫学検査とあわせ、今年度使用予定の研究計画とともに当初予定通りの計画を進めていく。