呼吸器感染症病原菌の表皮細胞内侵入と抗菌薬からのエスケープ機構

• Project/Area Number: 22591102
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Infectious disease medicine
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 平潟 洋一 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50238341)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢野 寿一 東北大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (20374944) ; 新井 和明 東北大学, 大学院・医学系研究科, 研究補助員 (30547386)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2012: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2011: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2010: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 緑膿菌 / 細胞侵入性 / 培養細胞 / 殺菌効果 / アシネトバクター / gentamicin killing assay / 血液培養 / 病原性

Research Abstract

浮遊状態と上皮細胞接着・侵入状態の緑膿菌に対する各種抗菌薬の効果を比較することで、緑膿菌のMDCK細胞およびA549細胞への侵入の意義について解析した。緑膿菌ATCC27853株、PAO1に対するメロペネム(MEPM)、セフタジジム(CAZ)、ゲンタマイシン(GM)、シプロフロキサシン(CPFX)の最小発育阻止濃度(MIC)および最小殺菌阻止濃度(MBC)を測定した。ATCC27853株に対するMIC/MBCはMEPM0.5/0.5、CAZ1/1、GM1/1、CPFX0.5/1μg/ml、PAO1に対しては0.5/1、1/1、1/20.125/0.25μg/mlであった。これらは殺菌性の抗菌薬であり、一夜培養での成績は妥当と考えられた。さらに菌接種後30分、2時間、6時間、9時間、12時間のMBCを検討した。濃度依存性殺菌性抗菌薬であるGMおよびCPFXのMBCは30分後に低下し始めたが、時間依存性殺菌性抗菌薬であるCAZ、MEPMはこれより遅れ9時間、6時間で低下し始めた。
緑膿菌ATCC27853株、PAO1株をMDCK細胞およびA549細胞に3時間接触させ、浮遊細菌を洗浄後のシステムで評価を行った。抗菌薬の作用時間は2時間とした。MDCK細胞およびA549細胞に付着・侵入した細菌の場合、CAZとMEPMは256μg/mlの高濃度でも全く殺菌性を示さなかった。これに対し、GMは32μg/mlで2時間での殺菌効果を呈したが、殺菌率は99%に留まった。一方、CPFXは同様に2時間で殺菌効果を呈し、その殺菌率は99.9%であった。
以上の結果は、短時間で殺菌作用を示すGMとCPFXが細胞に付着・侵入した細菌にも効果を呈したものの、短時間殺菌脳の劣る抗菌薬では効果が見られないことを裏付けることとなった。上皮細胞に付着・貪食した細菌に対し、細胞内透過性の高いCPFXが最も優れたことから、細菌の上皮細胞への侵入は侵襲性感染症への進展のステップのみならず、抗菌薬からのエスケープ機構として働いていると考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Latent tuberculosis infection in nurses exposed to tuberculous patients cared for in rooms without negative pressure after the 2011 Great East Japan Earthquake (2012)
  • Author(s): Kanamori H
  • Journal Title: Infect Control Hosp Epidemiol Volume: (未定)(in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bactericidal effects of antimicrobial agents on epithelial cell-associated Pseudomonas aeruginosa (2012)
  • Author(s): Hirakata Y
  • Journal Title: J Infect Chemother Volume: (未定)(in press)
  • NAID: 10030787276
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First carbapenem-resistant isolates of Acinetobacter soli in Japan (2012)
  • Author(s): Endo S
  • Journal Title: Antimicrob Agents Chemother Volume: (未定)(in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Emergence of fluoroquinolone-resistant Streptococcus pyogenes in Japan by a point mutation leading to a new amino acid substitution (2011)
  • Author(s): Arai K
  • Journal Title: J Antimicrob Chemother Volume: 66 Pages: 494-498
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activation of pulmonary invariant NKT cells leads to exacerbation of acute lung injury caused by LPS through local production of IFN-γ and TNF-α by Gr-1+ monocytes (2011)
  • Author(s): Aoyagi T
  • Journal Title: Int Immunol Volume: 23 Pages: 97-108
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of interpretive criteria for tebipenem disk diffusion susceptibility testing with Staphylococcus spp.and Haemophilus influenzae (2011)
  • Author(s): Fujisaki M
  • Journal Title: J Infect Chemother Volume: 17 Pages: 17-23
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular characteristics of extended-spectrum β-lactamases in clinical isolates of Enterobacteriaceae from the Philippines (2011)
  • Author(s): Kanamori H
  • Journal Title: Acta Tropica Volume: 120 Pages: 140-145
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High prevalence of extended-spectrum β-lactamases and qnr determinants in Citrobacter species from Japan : Dissemination of CTX-M-2 (2011)
  • Author(s): Kanamori H
  • Journal Title: J Antimicrob Chemother Volume: 66 Pages: 2255-2262
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Post-Tsunami Outbreaks of Influenza in Evacuation Centers in Miyagi Prefecture, Japan (2011)
  • Author(s): Hatta M
  • Journal Title: Clin Infect Dis Volume: 54
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Binax NOW(R) Streptococcus pneumoniae test of middle ear fluid for detecting causative pathogens in children with acute otitls media (2011)
  • Author(s): Okitsu N
  • Journal Title: J Microbiol Methods Volume: 84 Pages: 341-342
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activation of pulmonary mvanant NKT cells leads to exacerbation of acute lung injury caused by LPS through local production of IFN-γ and TNF-α by Gr-1+ monocytes. (2011)
  • Author(s): Aoyagi T
  • Journal Title: Int Innunol Volume: 23 Pages: 97-108
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Precipitating factors in the pathogenesis of peritonsillar abscess and bacteriological significance of the Streptococcus milleri group (2011)
  • Author(s): Hidaka H
  • Journal Title: Eur J Clin Microbiol Infect Dis Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 海外における薬剤耐性クラム陰性桿菌の動向 (2011)
  • Author(s): 矢野寿一、平潟洋一
  • Journal Title: 日本化学療法学会誌 Volume: 59 Pages: 816-816
• [Journal Article] Polymorphisms in the Pseudomonas aeruginosa type III secretion protein (2010)
  • Author(s): Lynch SV
  • Journal Title: Microbial Pathogenesis Volume: 48 Pages: 197-204
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Methicillin resistant Staphylococcus aureus in a Japanese community hospital (2010)
  • Author(s): Kunishima H
  • Journal Title: J Infect Chemother Volume: 16 Pages: 414-417
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 性感染症による急性扁桃炎の2症例 (2010)
  • Author(s): 大島英敏
  • Journal Title: 日本耳鼻咽喉科感染症研究会会誌 Volume: 28 Pages: 101-106
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two patients who developed leptospirosis-associated acute renal failure within the same season (2010)
  • Author(s): Yamashita H
  • Journal Title: Intern Med Volume: 49 Pages: 1143-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] インフルエンザに関するガイトライン (2010)
  • Author(s): 矢野寿一
  • Journal Title: JOHNS Volume: 26 Pages: 777-780
• [Journal Article] 拡散か懸念されるKPC型βラクタマーゼ (2010)
  • Author(s): 矢野寿一
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: 233 Pages: 566-7
• [Journal Article] CLSIの抗菌薬感受性試験委員会について (2010)
  • Author(s): 平潟洋一
  • Journal Title: 臨床検査室グローバルニュース Volume: 2 Pages: 37-37
• [Journal Article] 知っておきたい耐性菌の特徴-臨床上重要な耐性菌BLNARインフルエンザ菌 (2010)
  • Author(s): 矢野寿一
  • Journal Title: 月刊薬事 Volume: 52 Pages: 1377-1380
• [Journal Article] お母さんへの回答マニュアル耳鼻咽喉科Q&A2010「子ともにインフルエンザの予防注射をしたのてすか、インフルエンザになってしまいました?とうして効かなかったのてすか?」 (2010)
  • Author(s): 矢野寿一
  • Journal Title: JOHNS Volume: 26 Pages: 1564-1565
• [Journal Article] 原因微生物による分類と臨床的特徴細菌性肺炎 (2010)
  • Author(s): 平潟洋一
  • Journal Title: 綜合臨牀 Volume: 59 Pages: 2046-2050
• [Journal Article] 薬剤耐性緑膿菌およひアシネトバクター感染症-MDRP, MDR-Acinetobacterを含む (2010)
  • Author(s): 平潟洋一
  • Journal Title: 小児科診療 Volume: 73 Pages: 205-210
• [Journal Article] 感染症・最近の話題-ヒトメタニューモウイルス (2010)
  • Author(s): 堀亨
  • Journal Title: JOHNS Volume: 26 Pages: 1759-1762
• [Presentation] Molecular characteristics of extended-spectrum β-lactamase-producing Escherichia coli in Japan : Emergence of CTX-M-27-producing E.coli (2011)
  • Author(s): Yano H
  • Organizer: Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy
  • Place of Presentation: Chicago, America
  • Year and Date: 2011-09-19
• [Presentation] Genetic analysis of macrolide-resistant Streptococcus pyogenes in Japan : High prevalence of inducible telithromycin-resistance (2011)
  • Author(s): Arai K
  • Organizer: Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy
  • Place of Presentation: Chicago, America
  • Year and Date: 2011-09-19
• [Presentation] Molecular and carbapenem resistance epidemiology of Acinetobacter spp.in Japan (2011)
  • Author(s): Endo S
  • Organizer: Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy
  • Place of Presentation: Chicago, America
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] Molecular characteristics of extended-spectrum β-lactamase-producing Escherichia coli in Japan : Emergence of CTX-M-15-producing E.coli ST131 (2011)
  • Author(s): Yano H
  • Organizer: European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases
  • Place of Presentation: Milan, Italy
  • Year and Date: 2011-05-07
• [Presentation] 宮城県て分離された肺炎球菌、インフルエンザ菌の薬剤感受性動向 (2011)
  • Author(s): 矢野寿一
  • Organizer: 第22回日本臨床微生物学会総会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] Characteristics of plasmid mediated quinolone resistance determinants in extended-spectrum β-lactamase Enterobacteriaceae in the Philippines (2010)
  • Author(s): Kanamori H
  • Organizer: 第51回日本熱帯医学会大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2010-12-04
• [Presentation] Characteristics of xtended-spectrum β-Lactamase and/or AmpC β-Lactamase Producing Enterobacteriaceae and the Plasmid-mediated Quinolone Resistance Determinants in the Philippines (2010)
  • Author(s): Kanamori H
  • Organizer: Asian-African Research Forum on Emerging and Reemerging Infections 2010
  • Place of Presentation: Hanoi, Vietnam
  • Year and Date: 2010-11-12
• [Presentation] 感染症コンサルテーンヨンと感染対策のintegration-病原体の特徴も含めて- (2010)
  • Author(s): 平潟洋一
  • Organizer: 第59回日本感染症学会東日本地方会学術集会・第57回日本化学療法学会東日本支部総会合同学会(第108回ICD講習会)
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-10-22
• [Presentation] ESBLs産生菌による菌血症の臨床経過およひリスク因子について (2010)
  • Author(s): 國島広之
  • Organizer: 第59回日本感染症学会東日本地方会学術集会・第57回日本化学療法学会東日本支部総会合同学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-10-21
• [Presentation] 本邦て分離されたEnterobacter属における基質特異性拡張型βラクタマーセ(ESBL)産生状況 (2010)
  • Author(s): 矢野寿一
  • Organizer: 第59回日本感染症学会東日本地方会学術集会・第57回日本化学療法学会東日本支部総会合同学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-10-21
• [Presentation] 血流感染診断におけるプロカルシトニン定量測定の有用性 (2010)
  • Author(s): 青柳哲史
  • Organizer: 第59回日本感染症学会東日本地方会学術集会・第57回日本化学療法学会東日本支部総会合同学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-10-21
• [Presentation] 国内におけるカルハペネム耐性Acinetobacter sppの疫学的解析 (2010)
  • Author(s): 遠藤史郎
  • Organizer: 第59回日本感染症学会東日本地方会学術集会・第57回日本化学療法学会東日本支部総会合同学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-10-21
• [Presentation] Infection control practices for pandemic influenza (H1N1) 2009 among heal heaith care personnel at Tohoku University Hospital in Japan : travel restriction, compliance of hand and respiratory hygiene, immunization, and monitoring infected personnel (2010)
  • Author(s): Kanamori H
  • Organizer: 8^<th> Asia-Pacific Travel Health Conference
  • Place of Presentation: Nara, Japan
  • Year and Date: 2010-10-20
• [Presentation] Activities to promote infection control for pandemic (H1N1) 2009 at a regional medical center in Tacloban, the Philippines (2010)
  • Author(s): Hatta M
  • Organizer: 8^<th> Asia-Pacific Travel Health Conference
  • Place of Presentation: Nara, Japan
  • Year and Date: 2010-10-20
• [Presentation] Regional variation in the prevalence of extended-spectrum β-lactamases in clinical isolates of Enterobacter and Citrobacter species in Japan (2010)
  • Author(s): Kanamori H
  • Organizer: 7th International Conference of the Hospital Infection Society (HIS 2010)
  • Place of Presentation: Liverpool, UK
  • Year and Date: 2010-10-10
• [Presentation] ESBL active surveillance culture in patients rehospitalized from other facilities and nursing homes (2010)
  • Author(s): Kunishima H
  • Organizer: 7th International Conference of the Hospital Infection Society (HIS 2010)
  • Place of Presentation: Liverpool, UK
  • Year and Date: 2010-10-10
• [Presentation] Genetic analysis of extended-spectrum β-lactamase and/or AmpC β-lactamase producing Enterobacteriaceae and the piasmid-mediated quinolone resistance determinants in the Philippines (2010)
  • Author(s): Kanamori H
  • Organizer: 50th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy (ICCAC)
  • Place of Presentation: Boston, USA
  • Year and Date: 2010-09-14
• [Presentation] Detection of extended-spectrum β-lactamases using boronic acid in clinical isolates of Enterobacter species in Japan (2010)
  • Author(s): Yano H
  • Organizer: 50th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy (ICCAC).
  • Place of Presentation: Boston, USA
  • Year and Date: 2010-09-13
• [Presentation] Predominance and genetic diversity of extended-spectrum β-lactamases produced by clinical isolates of Escherichia coh in Japan (2010)
  • Author(s): Kuroda H
  • Organizer: 50th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy (ICCAC)
  • Place of Presentation: Boston, USA
  • Year and Date: 2010-09-13
• [Presentation] High prevalence of extended-spectrum β-lactamases and/or AmpC β-lactamases in clinical isolates of Citrobacter species in Japan (2010)
  • Author(s): Kanamori H
  • Organizer: 50th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy (ICCAC)
  • Place of Presentation: Boston, USA
  • Year and Date: 2010-09-13
• [Presentation] 種々の温度、湿度環境下におけるインフルエンザウイルスの経時的活性変化に関する研究 (2010)
  • Author(s): 堀亨
  • Organizer: 第59回日本耳鼻咽喉科学会東北地方連合会学術講演会
  • Place of Presentation: 秋田
  • Year and Date: 2010-07-24
• [Presentation] Clinical Management of Drug-Resistant Pseudomonas aeruginosa (2010)
  • Author(s): Hirakata Y
  • Organizer: 13th Annual Congress of The Korean Society of Clinical Microbiology
  • Place of Presentation: Seoul, Korea
  • Year and Date: 2010-07-08
• [Presentation] 海外における薬剤耐性菌の現況 (2010)
  • Author(s): 矢野寿一
  • Organizer: 第58回日本化学療法学会総会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2010-06-04
• [Presentation] 市中感染型MRSAの気道上皮培養細胞への侵入性に関する検討 (2010)
  • Author(s): 高山陽子
  • Organizer: 第58回日本化学療法学会総会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2010-06-04
• [Presentation] フィリピンて分離された基質特異性拡張型β-ラクタマーセ(ESBL)産生クラム陰性桿菌の検討 (2010)
  • Author(s): 金森肇
  • Organizer: 第58回日本化学療法学会総会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2010-06-03
• [Presentation] 咽頭より分離されたGyrAの85にアミノ酸置換をもつフルオロキノン耐性Streptococcus pyogenesの分子疫学的検討 (2010)
  • Author(s): 新井和明
  • Organizer: 第58回日本化学療法学会総会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2010-06-03
• [Presentation] 臨床分離Acinetobacter baumannuの細胞侵入性に関する検討 (2010)
  • Author(s): 遠藤史郎
  • Organizer: 第58回日本化学療法学会総会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2010-06-03
• [Book] 微生物検査のポイント.レジデントのための呼吸器診療マニュアル (2011)
  • Author(s): 平潟洋一
  • Publisher: 医学書院
• [Book] 敗血症.今日の治療指針 (2011)
  • Author(s): 平潟洋一
  • Publisher: 医学書院
• [Book] 感染症専門医テキスト第1部解説編 (2011)
  • Author(s): 平潟洋一
  • Publisher: 南江堂
• [Book] 感染症専門医テキスト第II部ケーススタディ編 (2011)
  • Author(s): 平潟洋一
  • Publisher: 南江堂
• [Book] 感染症診療の基礎と臨床 (2010)
  • Author(s): 遠藤史郎
  • Total Pages: 4955
  • Publisher: 医薬シャーナル社
• [Book] 今日の診断指針2010 (2010)
  • Author(s): 平潟洋一
  • Publisher: 医学書院
• [Book] 耳鼻咽喉科学用語解説集 (2010)
  • Author(s): 矢野寿一
  • Total Pages: 631
  • Publisher: 金芳堂
• [Book] 抗菌薬PK-PD実践テクニソク (2010)
  • Author(s): 金森肇
  • Publisher: 南江堂