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Fate of drug-resistant bacteria/drug-resistant genes through plastic biofilm in aquatic area

Research Project

Project/Area Number 20K07836
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52010:General internal medicine-related
Research InstitutionTokyo University of Technology

Principal Investigator

OKAZAKI Mitsuhiro  東京工科大学, 医療保健学部, 教授 (40734869)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 花尾 麻美  東京工科大学, 医療保健学部, 講師 (40756920)
和田 裕雄  順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (50407053)
筒井 裕文  東京電機大学, 理工学部, 助教 (70620649)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsプラスチック / 環境 / 薬剤耐性 / 薬剤耐性遺伝子 / Vibrio / ESBL / プラスチック汚染 / ESBL産生E. coli / バイオフィルム / プラスミド / 接合伝達 / 海水 / ベクター / Vibrio属 / 医療関連感染 / 薬剤耐性大腸菌群 / ESBL産生大腸菌 / 海域 / ESBL関連遺伝子 / ポリエチレンテレフタレート / PCR法 / 薬剤耐性菌 / ポリエチレンテレフレタート / 海洋汚染
Outline of Research at the Start

近年、病院内感染及び市井感染における薬剤耐性病原菌(AMR)による感染症治療の難渋化が問題となっており、このまま対策を講じなければ2050年には、AMRによる推定死亡者数は1000万人に達する可能性が報告された。これまでの研究で、AMRの汚染はヒトや動物等から河川に排出され、沿岸まで拡散していることを明らかにした。一方、プラスチック(PL)による地球環境汚染が深刻であり、人を含む生態系の維持に影響を与える要因の分析と対策が求められている。本研究は、このAMRとPLとの共通の汚染場所が自然環境の水域領域であることに注目し、AMRがPLを介してヒトへの暴露の可能性を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Marine pollution by plastics (PL) is spreading on a global scale, and there is concern about the impact on the marine environment, including ecosystems, and human health hazards. In this study, we investigated the possibility of environmental pollution PL as a vector of drug-resistant bacteria/drug-resistant genes and the transmission of drug-resistant genes in indigenous seawater bacteria. PET was the crude PL material with the highest biofilm formation by drug-resistant bacteria. Drug-resistant E. coli with the genetic characteristics of the ST131/CTX-M-9 group were detected in some of the PL fragments collected in areas seawater bathing, but not in this drug-resistant Vibrio genus. Furthermore, a conjugative transfer test of ESBL-related genes to ESBL-nonproducing Vibrio strains was attempted, but the transfer was not confirmed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

薬剤耐性菌の拡散経路のひとつが水域であることは間違いない。本菌は医療関連施設や住民からの下水処理場を介して常時、河川に流入し続けており、海域へと拡散する。その海域領域での薬剤耐性菌/薬剤耐性遺伝子の挙動は不明な点が多いが、薬剤耐性遺伝子は、地球規模で拡散していることは明確である。プラスチックごみは、バイオフィルムを介した細菌集団のコミュニティの場でありベクターとして、薬剤耐性菌/薬剤耐性遺伝子の拡散に深く寄与している可能性がある。その影響のひとつとして、薬剤耐性菌が再びヒトへ暴露される可能性がある。このPL環境汚染は、感染症領域における公衆衛生学的な社会的意義が十分に大きい。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] ECMO回路30日間保管後の無菌性および人工肺性能維持の評価2023

    • Author(s)
      笠井亮佑, 岡崎充宏, 田中裕香子, 安藤ゆうき, 島峰徹也, 上條史記, 川田尚規, 村田綾, 井上将, 川野宏明, 篠原一彦, 田仲浩平
    • Journal Title

      日本体外循環技術医学会論文誌

      Volume: 50(1) Pages: 1-10

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of pathogenicity and therapeutic effectiveness of antibiotics using silkworm <i>Nocardia</i> infection model2021

    • Author(s)
      Mikami Kazuhiro、Sonobe Kazunari、Ishino Keiko、Noda Takumi、Kato Mami、Hanao Mami、Hamamoto Hiroshi、Sekimizu Kazuhisa、Okazaki Mitsuhiro
    • Journal Title

      Drug Discoveries & Therapeutics

      Volume: 15 Issue: 2 Pages: 73-77

    • DOI

      10.5582/ddt.2021.01035

    • NAID

      130008037117

    • ISSN
      1881-7831, 1881-784X
    • Year and Date
      2021-04-30
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Prevalence of ESBL-producing Escherichia coli and carbapenem-resistant Enterobacteriaceae in treated wastewater: a comparison with nosocomial infection surveillance2020

    • Author(s)
      Urase Taro、Okazaki Mitsuhiro、Tsutsui Hirofumi
    • Journal Title

      Journal of Water and Health

      Volume: 18 Issue: 6 Pages: 899-910

    • DOI

      10.2166/wh.2020.014

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒト細胞において表皮ブドウ球菌はIFN-γ受容体もmRNAの発現を下方調節する2023

    • Author(s)
      櫛野弘晃、山県友紀 、雷 真梨恵、小松優大 、岡崎充宏
    • Organizer
      第18回 東京都医学検査学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコSalmonella感染モデルを用いた病原性と抗菌薬治療効果の評価2022

    • Author(s)
      鈴木 啓斗、千葉 友人、花尾 麻美、岡崎 充宏
    • Organizer
      第17回 東京都医学検査学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 河川水中における抗菌薬濃度が薬剤耐性遺伝子の伝達に与える影響についての検討2022

    • Author(s)
      千葉 友人、鈴木 啓斗、花尾 麻美、岡崎 充宏
    • Organizer
      第17回 東京都医学検査学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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