Population-level transition of capsular polysaccharide types among sequence type 1 group B Streptococcus isolates with reduced penicillin susceptibility during a long-term hospital epidemic.

• Project/Area Number: 15K09566
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Infectious disease medicine
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: Nagano Noriyuki 信州大学, 学術研究院保健学系, 教授 (00747371)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小穴 こず枝 信州大学, 学術研究院保健学系, 准教授 (60115334)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: B群レンサ球菌 / PRGBS / 莢膜スイッチング / CTBrPSGBS / ワクチン戦略 / ワクチン / 薬剤耐性 / 莢膜多糖体遺伝子クラスター / 血清型 / セフチブテン耐性ペニシリン感性GBS

Outline of Final Research Achievements

Group B Streptococcus isolates with reduced penicillin susceptibility (PRGBS) were detected from elderly patients, accompanying population-level transition of serotypes during a long-term hospital epidemic. Serotype III predominated in the first 9 months, which was replaced predominantly by serotype Ia for 9 months. Serotypes III and Ia isolates, belonging to ST1, shared four substitutions in penicillin-binding protein 2X. WGS revealed that the serotype III strain SU12 had a higher degree of genomic similarity with serotype Ia strain SU97. Moreover, the sequence characteristics of the disruption of the hyaluronidase gene located upstream of cpsY by insertion of IS1548 in strain SU12 and the insertion of ΔISSag8 between tRNA-Arg and rpsA genes located downstream of cpsL in strain SU97 were shared by other serotype III and Ia isolates, respectively. Capsular switching and nosocomial transmission may possibly contribute to population-level serotype replacement among ST1 PRGBS isolates.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

PRGBSにおける莢膜スイッチングを促す要因として、抗菌薬によるbacterial stressや宿主の抗莢膜抗体による免疫圧が考えられる。莢膜スイッチング事象によりGBSが宿主抗体による免疫防御を回避する可能性は、WHO主導で進行中のワクチン開発戦略における障壁となることから本成果をInt J Antimicrob Agents 2019;53:203-210にて発表した。
また、選択圧となるβ-ラクタム剤の違いによって選択される耐性株がPRGBS株あるいはCTBrPSGBS株と異なる危険性を見出し、Microbiol Immunol 2019;63:65-76にて報告した。

Research Products

• [Journal Article] Potential effect of selective pressure with different β-lactam molecules on the emergence of reduced susceptibility to β-lactams in group B Streptococci. (2019)
  • Author(s): Koide S, Hayashi W, Taniguchi Y, Tanaka H, Kimura K, Nagano Y, Arakawa Y, Nagano N.
  • Journal Title: Microbiol Immunol. Volume: 63 Issue: 2 Pages: 65-76
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12667
  • NAID: 40021840666
• [Journal Article] Population-level transition of capsular polysaccharide types among sequence type 1 group B Streptococcus isolates with reduced penicillin susceptibility during their long-term hospital epidemic. (2019)
  • Author(s): Nagano N, Koide S, Hayashi W, Taniguchi Y, Tanaka H, Maeyama Y, Suzuki M, Kimura K, Arakawa Y, Nagano Y.
  • Journal Title: Int J Antimicrob Agents. Volume: 53 Issue: 3 Pages: 203-210
  • DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2018.11.003
• [Journal Article] Genetic Diversity in <i>Streptococcus dysgalactiae</i> subsp. <i>equisimilis</i> Isolates from Patients with Invasive and Noninvasive Infections in a Japanese University Hospital (2014&ndash;2015) (2017)
  • Author(s): Fujita T, Horiuchi A, Ogawa M, Yoshida H, Hirose Y, Nagano N, and Takahashi T.
  • Journal Title: Japanese Journal of Infectious Diseases Volume: 70 Issue: 1 Pages: 100-104
  • DOI: 10.7883/yoken.JJID.2015.602
  • NAID: 130005296299
  • ISSN: 1344-6304, 1884-2836
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Third-Generation Cephalosporin-Resistant Non-Typhoidal <i>Salmonella</i> Isolated from Human Feces in Japan (2017)
  • Author(s): Saito S, Koori Y, Ohsaki Y, Osaka S, Oana K, Nagano Y, Arakawa Y, and Nagano N.
  • Journal Title: Japanese Journal of Infectious Diseases Volume: 70 Issue: 3 Pages: 301-304
  • DOI: 10.7883/yoken.JJID.2016.166
  • NAID: 130005671855
  • ISSN: 1344-6304, 1884-2836
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effectual detection of group B streptococci with reduced penicillin susceptibility (PRGBS) by commercially available methicillin-resistant-Staphylococcus aureus (MRSA)-selective agar. (2016)
  • Author(s): Fukigai S, Morimoto M, Kimura K, Doyama Y, Miyazaki A, Kamiya C, Banno H, Morishima E, Onoda T, Nagano N, Jin W, Wachino JI, Yamada K, Arakawa Y.
  • Journal Title: Diagnostic Microbiology and Infectious Disease Volume: 85 Issue: 3 Pages: 309-312
  • DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2016.04.018
  • NAID: 120005866822
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of the modified-Hodge test, Carba NP test, and carbapenem inactivation method as screening methods for carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. (2016)
  • Author(s): Yamada K, Kashiwa M, Arai K, Nagano N, and Saito R.
  • Journal Title: Journal of Microbiological Methods Volume: 128 Pages: 48-51
  • DOI: 10.1016/j.mimet.2016.06.019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of the modified carbapenem inactivation method and sodium mercaptoacetate-combination method for the detection of metallo-b-lactamase production by carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. (2016)
  • Author(s): Yamada K, Kashiwa M, Arai K, Nagano N, Saito R.
  • Journal Title: Journal of Microbiological Methods Volume: 132 Pages: 112-115
  • DOI: 10.1016/j.mimet.2016.11.013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Classification of group B streptococci with reduced β-lactam susceptibility (GBS-RBS) based on the amino acid substitutions in PBPs. (2015)
  • Author(s): Kouji Kimura, Noriyuki Nagano, Yoshichika Arakawa
  • Journal Title: Journal of Antimicrobial Chemotherapy Volume: 70 Issue: 6 Pages: 1601-1603
  • DOI: 10.1093/jac/dkv022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparative Analysis of Penicillin-Susceptible and Non-Susceptible Isolates of Group B Streptococci by Multilocus Sequence Typing (2015)
  • Author(s): RyokoYamada, Kouji Kimura, NoriyukiNagano, Yukiko Nagano, Satowa Suzuki, Wanchun Jin, Jun-ichi Wachino, Keiko Yamada, Keigo Shibayama, Yoshichika Arakawa
  • Journal Title: Japanese Journal of Infectious Diseases Volume: 68 Issue: 4 Pages: 326-329
  • DOI: 10.7883/yoken.JJID.2014.387
  • NAID: 130005088802
  • ISSN: 1344-6304, 1884-2836
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Ceftibuten-containing agar plate for detecting group B streptococci with reduced penicillin susceptibility (PRGBS). (2015)
  • Author(s): Chitose Kamiya, Kouji Kimura, Yo Doyama, Akira Miyazaki, Makiko Morimoto, Hirotsugu Banno, Noriyuki Nagano, Wanchun Jin, Jun-ichi Wachino, Keiko Yamada, Yoshichika Arakawa
  • Journal Title: Diagnostic Microbiology and Infectious Disease Volume: 82 Issue: 4 Pages: 269-273
  • DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2015.04.010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Applicability assessment of ceramic microbeads coated with hydroxyapatite-binding silver/titanium dioxide ceramic composite earthplusTM to the eradication of Legionella in rainwater storage tanks for household use. (2015)
  • Author(s): Kozue Oana, Michiko Kobayashi, Dai Yamaki, Tsukasa Sakurada, Noriyuki Nagano, Yoshiyuki Kawakami
  • Journal Title: International Journal of Nanomedicine Volume: 10 Pages: 4971-4979
  • DOI: 10.2147/ijn.s87350
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 院内伝播事例由来のカルバペネマーゼ非産生カルバペネム耐性Klebsiella pneumoniae ST37株の分子疫学的解析. (2015)
  • Author(s): 原田崇浩, 外山雅美, 長野由紀子, 荒川宜親, 長野則之
  • Journal Title: 日本臨床微生物学雑誌 Volume: 25 Pages: 320-328
  • Peer Reviewed
• [Presentation] シンポジウム15: B群レンサ球菌に対するワクチン. (2019)
  • Author(s): 長野則之
  • Organizer: 第67回日本化学療法学会総会
  • Invited
• [Presentation] 同一医療施設におけるペニシリン低感受性B群レンサ球菌sequence type 1の集団ベースでの血清型変遷事象の解明. (2019)
  • Author(s): 小出将太, 長野由紀子，林航, 谷口唯, 田中隼人, 前山佳彦, 鈴木匡弘，木村幸司, 荒川宜親, 長野則之
  • Organizer: 第30回日本臨床微生物学会総会・学術総会
• [Presentation] 高粘稠性Streptococcus agalactiae 2 株について. (2019)
  • Author(s): 麻生さくら, 松永悠里, 細貝みゆき, 藤田裕美, 安藤諒, 中村竜也, 小出将太, 長野則之
  • Organizer: 第30回日本臨床微生物学会総会・学術総会
• [Presentation] 教育講演21: ペニシリン低感受性B 群レンサ球菌（PRGBS）の特性と臨床的背景. (2018)
  • Author(s): 長野則之
  • Organizer: 第29回日本臨床微生物学会総会・学術集会
  • Invited
• [Presentation] 同一医療施設におけるペニシリン低感受性B群レンサ球菌sequence type 1の長期流行期間における血清型変遷事象の解明. (2018)
  • Author(s): 小出将太, 長野由紀子, 林航, 谷口唯, 田中隼斗, 前山佳彦, 鈴木匡弘, 木村幸司, 荒川宜親, 長野則之
  • Organizer: 第47回薬剤耐性菌研究会学術集会
• [Presentation] ペニシリン低感受性B群レンサ球菌sequence type 1の長期的流行に認められた血清型の集団的変遷事象へのcapsular switchingの関わり. (2018)
  • Author(s): 小坂駿介, 長野由紀子, 鈴木匡弘, 小出将太, 大崎裕介, 谷口唯, 林航, 小穴こず枝, 木村幸司, 荒川宣親, 長野則之
  • Organizer: 第29回日本臨床微生物学会総会・学術総会
• [Presentation] β-ラクタム系薬選択圧下におけるB群レンサ球菌のβ-ラクタム系薬耐性化への実験的考察. (2018)
  • Author(s): 小出将太, 小坂駿介, 大崎裕介, 谷口唯, 林航, 木村幸司, 長野由紀子, 荒川宜親, 長野則之
  • Organizer: 第29回日本臨床微生物学会総会・学術総会
• [Presentation] ペニシリン低感受性B群レンサ球菌sequence type 1の長期的流行に認められた血清型の集団的変遷事象へのcapsular switchingの関わり. (2018)
  • Author(s): 小坂駿介, 長野由紀子，鈴木匡弘，小出将太, 大崎裕介, 谷口唯, 林航, 小穴こず枝，木村幸司，荒川宣親，長野則之．
  • Organizer: 第29回日本臨床微生物学会総会・学術集会
• [Presentation] β-ラクタム系薬選択圧下におけるB群レンサ球菌のβ-ラクタム系薬耐性化への実験的考察 (2018)
  • Author(s): 小出将太, 小坂駿介, 大崎裕介, 谷口唯, 林 航, 前山佳彦, 小穴こず枝, 木村幸司, 長野由紀子, 荒川宜親, 長野則之．
  • Organizer: 第29回日本臨床微生物学会総会・学術集会
• [Presentation] 教育講演「ペニシリン低感受性B群レンサ球菌 (PRGBS)の特性と臨床的背景」 (2018)
  • Author(s): 長野則之
  • Organizer: 第29回日本臨床微生物学会総会・学術集会
  • Invited
• [Presentation] 新規なカルバペネマーゼ鑑別ディスクセットの有用性評価 (2017)
  • Author(s): 大崎裕介，久保亮一，斎藤さとみ，小坂駿介，小穴こず枝，長野由紀子，長野則之
  • Organizer: 第28回日本臨床微生物学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
  • Year and Date: 2017-01-20
• [Presentation] MRSA 臨床分離株の遺伝子型シフトに関する調査研究 (2017)
  • Author(s): 小坂駿介, 大崎裕介, 齋藤さとみ, 前山佳彦, 長野則之, 佐藤智明, 長沢光章, 長野由紀子, 玉井清子, 鈴木匡弘, 谷本弘一, 奥住捷子, 富田治芳, 柴山恵吾, 荒川宜親
  • Organizer: 第28回日本臨床微生物学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
  • Year and Date: 2017-01-20
• [Presentation] チゲサイクリン投与中に出現したチゲサイクリン耐性NDM-5産生Escherichia coli の耐性 (2017)
  • Author(s): 斎藤さとみ，前山佳彦，大崎裕介，小坂駿介，外山雅美，諏訪直生，小穴こず枝，長野由紀子，荒川宜親，長野則之
  • Organizer: 第28回日本臨床微生物学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
  • Year and Date: 2017-01-20
• [Presentation] 医療関連感染由来Serratia marcescens が保有するblaTEM-61のプロモーター領域の多様性 (2017)
  • Author(s): 堀内綾華，長野由紀子，荒川宜親，長野則之
  • Organizer: 第28回日本臨床微生物学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
  • Year and Date: 2017-01-20
• [Presentation] 市販食肉における基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ産生Escherichia coli の検出と分子生物 (2017)
  • Author(s): 大崎裕介，斎藤さとみ，小坂駿介，鈴木匡弘，長野由紀子，長野則之，荒川宜親
  • Organizer: 第28回日本臨床微生物学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
  • Year and Date: 2017-01-20
• [Presentation] 愛玩動物の臨床材料由来薬剤耐性Enterobacteriaceae の分子学的特性解析 (2017)
  • Author(s): 前山佳彦，斎藤さとみ，小坂駿介，大崎裕介，小穴こず枝，玉井清子，長野由紀子，荒川宜親，長野則之
  • Organizer: 第28回日本臨床微生物学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
  • Year and Date: 2017-01-20
• [Presentation] 糞便由来チミジン要求性Escherichia coli small-colony variants の分子疫学解析 (2017)
  • Author(s): 根岸 達哉, 松本 竹久, 春日 恵理子, 堀内 一樹, 名取 達矢, 竹原 健太, 三村 可奈恵, 松岡 美奈, 小坂 駿介, 長野 由紀子, 長野 則之
  • Organizer: 第28回日本臨床微生物学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
  • Year and Date: 2017-01-20
• [Presentation] 海外渡航歴のない患者の血液培養よりNDM-5 メタロベータラクタマーゼ産生大腸菌を検出 (2017)
  • Author(s): 外山雅美，諏訪直生，斉藤さとみ，松井真理，鈴木里和，長野由紀子，柴山恵吾，長野則之
  • Organizer: 第28回日本臨床微生物学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
  • Year and Date: 2017-01-20
• [Presentation] B群レンサ球菌高病原性クローンST17におけるβ-ラクタム系薬低感受性株出現の可能性． (2017)
  • Author(s): 小出将太，小坂駿介，大崎祐介，谷口唯，林航，前山佳彦，小穴こず枝，長野由紀子，長野則之．
  • Organizer: 第12回日本臨床検査学教育学会学術大会
• [Presentation] β-ラクタム系薬選択圧下におけるB群レンサ球菌の耐性化誘導． (2017)
  • Author(s): 小出将太，小坂駿介，大崎裕介，谷口唯，林航，木村幸司，長野由紀子，荒川宜親，長野則之．
  • Organizer: 第54回日本細菌学会中部支部総会
• [Presentation] β-ラクタム系薬の選択圧の違いがB 群レンサ球菌のβ-ラクタム系薬低感受性化へ及ぼす影響． (2017)
  • Author(s): 小出将太，小坂駿介，谷口唯，林航，大崎裕介，木村幸司，長野由紀子，荒川宜親，長野則之．
  • Organizer: 第46回薬剤耐性菌研究会学術集会
• [Presentation] 新規カルバペネマーゼ鑑別ディスクセット MAST Carba Plusの有用性評価 (2016)
  • Author(s): 大崎裕介, 久保亮一, Jonathan Hobson, Mya Davies, 齋藤さとみ, 小坂駿介, 小穴こず枝, 長野由紀子, 長野則之
  • Organizer: 第45回薬剤耐性菌研究会
  • Place of Presentation: 安芸グランドホテル（ 広島県廿日市市 ）
  • Year and Date: 2016-10-21
• [Presentation] 市販食肉における基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ産生Escherichia coliの検出と分子生物学的解析 (2016)
  • Author(s): 大崎裕介, 齋藤さとみ, 小坂駿介, 鈴木匡弘, 長野由紀子, 長野則之, 荒川宜親
  • Organizer: 第45回薬剤耐性菌研究会
  • Place of Presentation: 安芸グランドホテル（ 広島県廿日市市 ）
  • Year and Date: 2016-10-21
• [Presentation] MRSA臨床分離株の 遺伝子型シフトに関する調査研究 (2016)
  • Author(s): 小坂駿介, 大崎裕介, 齋藤さとみ, 前山佳彦, 長野則之, 佐藤智明, 長沢光章, 長野由紀子, 玉井清子, 鈴木匡弘, 谷本弘一, 奥住捷子, 富田治芳, 柴山恵吾, 荒川宜親
  • Organizer: 第45回薬剤耐性菌研究会
  • Place of Presentation: 安芸グランドホテル（ 広島県廿日市市 ）
  • Year and Date: 2016-10-21
• [Presentation] 医療関連感染由来Serratia marcescensが保有するblaTEM-61のプロモーター領域の多様性 (2016)
  • Author(s): 堀内綾華，大塚彩香，長野由紀子，荒川宜親，長野則之
  • Organizer: 第45回薬剤耐性菌研究会
  • Place of Presentation: 安芸グランドホテル（ 広島県廿日市市 ）
  • Year and Date: 2016-10-21
• [Presentation] 耐性菌・耐性菌の検査法． (2015)
  • Author(s): 長野則之．
  • Organizer: 平成27年度日臨技中部圏支部 第22回臨床微生物部門研修会
  • Place of Presentation: 三重大学医学部附属病院（三重県津市）
  • Year and Date: 2015-11-28
  • Invited
• [Presentation] 薬剤耐性グラム陰性桿菌について． (2015)
  • Author(s): 長野則之．
  • Organizer: 平成27年度長野県職員臨床検査技師研修会
  • Place of Presentation: 長野県環境保全研究所安茂里庁舎（長野県長野市）
  • Year and Date: 2015-11-13
  • Invited
• [Presentation] オキシイミノセファロスポリン系薬耐性Salmonella spp.の分子学的解析． (2015)
  • Author(s): 7.斎藤さとみ, 郡美夫，外山雅美，堀内綾香，長野由紀子, 長野則之．
  • Organizer: 第44回薬剤耐性菌研究会
  • Place of Presentation: ホテル松島大観荘（宮城県宮城郡松島町）
  • Year and Date: 2015-10-29
• [Presentation] オキシイミノセファロスポリン系薬耐性Salmonella spp.の分子学的解析． (2015)
  • Author(s): 斎藤さとみ, 小穴こず枝，長野由紀子, 長野則之．
  • Organizer: 第10回日本臨床検査学教育学会学術大会
  • Place of Presentation: 信州大学旭総合研究棟（長野県松本市）
  • Year and Date: 2015-08-19
• [Presentation] 複雑化する薬剤耐性グラム陰性桿菌の検出法とその問題点． (2015)
  • Author(s): 長野則之．
  • Organizer: 第16回北陸病原微生物研究会
  • Place of Presentation: キャッスルイン金沢（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2015-07-18
  • Invited
• [Book] 耐性菌検査法ガイド (2017)
  • Author(s): 長野則之 (編集・分担)
  • Total Pages: 135
  • Publisher: 日本臨床微生物学会
• [Book] JAMT教本シリーズ臨床微生物検査技術教本 (2017)
  • Author(s): 長野則之, 大楠清文, 永沢善三, 三澤成毅, 小郷正則, 長沢光章(編集委員)
  • Total Pages: 456
  • Publisher: 丸善出版