食品安全性：NGSベースのサーベイランス方法
食品安全性とは？
食品安全性は、有害な食品汚染や食中毒を防ぐための一連の対策です。1
グローバルなサプライチェーンの重要な部分として、食品は、消費者に届く前に、生産者、販売店、その他の企業からなる複雑なネットワーク内で広範な統合を行っています。食品の安全管理は、公衆衛生を確保するための全体的なプロセスにおいて不可欠な要素です。
食品安全性に関するリスクの中で、細菌、ウイルス、寄生虫による微生物汚染に関連する食中毒は、ヒトの健康に対する重大な脅威となっています。世界中で約10人に1人が、汚染された食品による病気にかかっています。さらに、食品安全性は経済にも大きな影響を及ぼしており、低中所得国の安全でない食品による生産性および医療費のために、毎年1,100億米ドルの損失をもたらしています。2,3
NGSは、食品安全サーベイランスにどのように利用されているのですか？
次世代シーケンサー（NGS）などの高度なシーケンステクノロジーは、高感度検出とハイスループット機能を組み合わせることで、食品安全性を大幅に向上させます。GenomeTrakrネットワークなどのラボネットワークは、全ゲノムシーケンスを使用して、サルモネラ菌、リステリア菌、大腸菌、カンピロバクター、ビブリオ、クロノバクターなどの食中毒病原体を同定します。4
参加ラボは、公衆衛生上の対応を迅速化するために、比較や解析のためにアクセスできるゲノムデータや地理的データを収集し共有します。4 PulseNetもそのようなネットワークの1つで、全ゲノムシーケンスを使用して世界中のラボを連携させ、既知の病原体を含む食中毒の発生をゲノム的に同定しています。5これらのプログラムは、食中毒の原因を突き止めるだけでなく、一般の人々に警告を発し、食品安全システムのギャップを同定します。
以下をお読みいただき、NGSのパワーが、早期発見、感染拡大への対応、臨床研究といった分野における食品安全性の向上にどのように活用されているかをご確認ください。
早期検出
感染拡大を早期に検出することで、微生物からの食物由来夾雑物の拡散を制限することができます。病原体の早期検出を可能にするために、一部の研究者がNGSをどのように使用しているかをご覧ください。
食品安全システムにおけるハイスループットシーケンスの利点
この評価記事では、イルミナのソリューションなどの有害な微生物を検出するためのハイスループットシーケンスの主な利点を強調しています。
農業廃水中の食中毒病原体の同定
研究者は、NGSパネルに関する貴重な洞察を提供し、複数の食中毒病原体を検出します。イルミナのシステムと製品が、食中毒の感染拡大防止においてどのように重要な役割を果たすか、詳細をご覧ください。
感染拡大への対応
サーベイランスネットワークにより、公衆衛生当局は感染拡大に対応し、重要な決定を導くことができます。NGSが感染拡大への対応を形成する上で、どのように重要な役割を果たしているかをご覧ください。
食中毒病原体のGenomeTrakr検査
一般的な食中毒病原体をモニタリングするための信頼性の高いデータを提供することで、食品安全および公衆衛生機関の決定をサポートするために全ゲノムシーケンス（WGS）がどのように使用されているかをお読みください。
NGSによる食品連鎖における抗菌薬耐性の追跡
研究者がNGSを使用して、食品連鎖における抗菌薬耐性を検出し追跡した方法の詳細を学びましょう。
臨床研究
臨床研究は、食中毒の同定と特性評価に不可欠であり、公衆衛生のための指針になる行動を知らせるための迅速な解釈のためのデータ解析などの重要な役割を担っています。今後の取り組みに影響を与える可能性のあるこれらの進歩の事例をお読みください。
PulseNetとGenomeTrakrによる食品と飼料の安全性のためのWGS
NIH、CDC、FDA、USDA、その他の政府機関によるWGSデータ解析（PulseNetおよびGeomeTrakr）を使用して、食品の安全性のための病原性および抗菌薬耐性プロファイルを特徴付ける国家的な取り組みについてお読みください。
養豚場における抗菌薬耐性
研究者がNGSを使用して、豚の抗菌薬耐性とゲノムとの関連を検出した方法をご覧ください。
主な製品
Illumina DNA Prep
全ゲノムシーケンスからアンプリコン、プラスミド、微生物種まで、広範囲のアプリケーション用の迅速な統合ワークフロー。ワークフロー時間が約3.5時間で、サンプルタイプやDNAインプット量のバリエーションに対応できる柔軟性を備えたIllumina DNA Prepは、ロバストな信頼性を備えた卓越した性能を発揮するように最適化されています。
食品安全サーベイランスのための注目のワークフロー
シーケンス
iSeq 100
次世代シーケンサー（NGS）の強力なテクノロジーのために、相補型金属酸化膜半導体（CMOS）テクノロジーの高速性と手頃な価格、およびSequence by Synthesis（SBS）化学の精度を活用します。
MiSeq
MiSeqシステムは、幅広いシーケンスアプリケーションで研究の幅を広げます。自動化されたペアエンドリードとランあたり最大15 Gbのこのシステムは、リードあたり600を超える塩基のシーケンスデータを提供します。
MiniSeq
MiniSeqシステムは、少ないサンプルでもコスト効率の高い高速シーケンスを実現します。設置面積が小さいため、特殊な補助機器が不要で、ラボにシームレスに適合します。
データを解析する
SRST2
SRST2アプリは、MLSTデータベースからのST（シーケンスタイプ）および／または毒素遺伝子、耐性遺伝子、プラスミドレプリコンのシーケンスデータベースからのリファレンス遺伝子の存在をレポートします。
関連コンテンツ
NextSeq 2000による食品安全能力の分析
NextSeq 2000 P1およびP2 600サイクルフローセルが、シーケンス品質を低下させることなく2倍長いリードを生成し、メタゲノムデータセットのリード深度を低くしてより良い識別を実現する方法の詳細を学びましょう。この解像度の向上により、食品安全性のためのハイスループットシーケンスアプリケーションが可能になります。
MiSeqシステムによる効率的な細菌タイピング
このアプリケーションノートでは、食品由来の安全性のためにL. monocytogenesサンプルを使用した合理化されたワークフローを使用して、迅速な結果を提供するMiSeq機能について詳しく説明します。
食中毒感染拡大の原因の特定
このインフォグラフィックをダウンロードして、全ゲノムシーケンスが食品由来病原体の発見にどのように使用されているかを学びましょう。
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- What does food safety mean? ask.usda.gov/s/article/What-does-food-safety-mean. Accessed November 27, 2023.
- CDC and Food Safety. cdc.gov/foodsafety/cdc-and-food-safety. Accessed November 27, 2023.
- Food safety. who.int/news-room/fact-sheets/detail/food-safety. Accessed November 27, 2023.
- GenomeTrakr Fast Facts. fda.gov/food/whole-genome-sequencing-wgs-program/genometrakr-fast-facts. Accessed November 27, 2023.
- Surveillance and Data Systems. cdc.gov/ncezid/dfwed/keyprograms/surveillance.html. Accessed January 17, 2024