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Microbiological validation for optimization of sustained local antibiotic perfusion therapy for MRSA bone and soft tissue infections

Research Project

Project/Area Number 21K09241
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionUniversity of Occupational and Environmental Health, Japan

Principal Investigator

Zenke Yukichi  産業医科大学, 医学部, 准教授 (80615930)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安藤 恒平  産業医科大学, 医学部, 助教 (80899518)
宮原 敏  産業医科大学, 医学部, 助教 (50878329)
齋藤 光正  産業医科大学, 医学部, 教授 (00315087)
濱田 大志  産業医科大学, 医学部, 助教 (20899306)
石川 成人  産業医科大学, 医学部, 助教 (50848314)
佐藤 直人  産業医科大学, 医学部, 助教 (20912968)
眞田 彩華  産業医科大学, 医学部, 助教 (10887045)
酒井 昭典  産業医科大学, 医学部, 教授 (90248576)
真弓 俊彦  産業医科大学, 医学部, 教授 (90281071)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsバイオフィルム / 耐性菌 / MRSA / 最小バイオフィルム撲滅濃度 / 最小発育阻止濃度 / アミノグリコシド系耐性遺伝子 / 骨軟部感染症 / 持続局所抗菌薬潅流 / メチシリン耐性黄色ブドウ球菌 / ゲンタマイシン / 耐性遺伝子 / 骨軟部組織感染症 / 持続局所抗菌薬潅流療法 / 持続局所抗菌薬灌流療法 / アミノグリコシド耐性遺伝子 / アミノグリコシド耐性 / 局所高濃度抗菌薬持続灌流
Outline of Research at the Start

本研究の目的は、臨床で分離されたMRSAについて 1. アミノグリコシド耐性遺伝子を調査する。2. 菌の増殖やバイオフィルム形成を阻止するゲンタマイシン(GM)の最小濃度を調査することである。また、これらの研究結果を踏まえて、局所高濃度抗菌薬持続灌流療法におけるGMの適正使用量を決定すること。投与量を減らすことにより、全身的な副作用や局所の細胞傷害性を回避できるだけでなく、耐性菌出現を防止することにも貢献すると考えている。

Outline of Final Research Achievements

<Objective> Antimicrobial treatment of biofilms (BFs) requires a minimum BF eradication concentration (MBEC) that is higher than the minimum inhibitory concentration (MIC). In this study, we measured MBEC of gentamicin (GM) against clinical isolates of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and examined its relationship with aminoglycoside resistance genes and MIC.
<Methods> A total of 104 MRSA strains isolated at our hospital in 2020 were used. The presence of aac(6')-aph(2"), ant(4'), and aph(3')-III was determined by PCR.
<Results> Of 104 clinical isolates of MRSA, 65.4% were resistant to aac(6')-aph(2"), 14.4% to ant(4'), and 0% to aph(3')-III. 68 isolates (65.4%) were resistant to GM (aac(6')-aph(2"), ant(4'), and aph(3')-III). MBEC; 512Mml was found in 67 (65.0%) of the isolates. MBEC 512Mg/ml was consistent with the results for aac(6')-aph(2") (p<2.2x10-16) and GM resistance (MIC; 16Mg/ml) (p<2.2x10-16). MIC;16Mg/ml)(p<2.2x10-16).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

MRSA臨床分離株のBFの撲滅にはMICより高濃度のGMを要することが確認された.骨軟部組織感染症に対して高濃度GMを用いた持続局所抗菌薬灌流療法が検証されているが,今回有効なGM濃度について基礎的データを取得できた.本結果から病巣から分離されたMRSAの耐性遺伝子やMICを調べることで,BFの薬剤感受性を予測できることが示唆された.

Report

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

    (3 results)

All 2023

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] メチシリン耐性黄色ブドウ球菌臨床分離株に対するゲンタマイシンの最小バイオフィルム撲滅濃度と耐性遺伝子との関連2023

    • Author(s)
      安藤恒平
    • Organizer
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会(つくば)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Effective Biofilm Eradication in MRSA Strains with Gentamicin Resistance Genes Using High-Concentration and Prolonged Gentamicin Treatment2023

    • Author(s)
      Kohei Ando
    • Organizer
      41th Annual meeting of the European Bone and Joint Infection Society(Basel)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] メチシリン耐性黄色ブドウ球菌臨床分離株に対するゲンタマイシンの最小バイオフィルム撲滅濃度と耐性遺伝子との関連2023

    • Author(s)
      安藤恒平 善家雄吉 宮原敏
    • Organizer
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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