都市－森林景観スケールにおけるニホンジカの薬剤耐性菌拡散様式の解明

Research Project

Project/Area Number	22K20611
Research Category	Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	0605:Veterinary medical science, animal science, and related fields
Research Institution	National Institute for Environmental Studies (2023) Gifu University (2022)
Principal Investigator	生島詩織国立研究開発法人国立環境研究所, 福島地域協働研究拠点, 研究員 (80967224)
Project Period (FY)	2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	薬剤耐性菌 / キノロン耐性 / CTX-M / 大腸菌 / 伝播 / シカ / 野生動物 / WGS解析 / ニホンジカ / キノロン / ESBL / 都市 / 森林
Outline of Research at the Start	薬剤耐性菌は、人や家畜のみならず環境中からも分離されており、汚染された環境を介した耐性菌獲得機会の増加が公衆衛生上の問題となっている。都市近郊に生息する野生動物は耐性菌を獲得しやすく、これらの動物の移動や個体群内外の伝播を介した自然環境への耐性菌の拡散が危惧される。本研究では、耐性機序が異なる二種の耐性菌について、奈良公園に生息するシカ個体群における伝播様式を明らかにする。また、公園から連続する山系に生息するシカにおける耐性菌保有状況を調査し、公園のシカの耐性菌との関連性を分析する。これらにより、個体群内と個体群間の2つの伝播経路を視覚化し、野生動物を介した耐性菌の拡散防止に寄与する。
Outline of Annual Research Achievements	2022年度までの研究から、奈良公園および奈良市中山間地域のシカはキノロン耐性大腸菌やCTX-M産生大腸菌を保有しており、奈良公園のシカにおいてはこれらの耐性菌が個体群内で伝播していることが明らかとなった。2023年度には、これらの耐性菌について公衆衛生への影響をはかるため、WGS解析を行った。結果として、キノロン耐性大腸菌、CTX-M産生大腸菌ともに、ST38、ST58、ST117などのパンデミック系統が含まれていた。奈良公園シカ個体群内で高度に伝播していた系統は、腸管外病原性大腸菌、尿路病原性大腸菌、鶏病原性大腸菌として定義された。24の薬剤耐性遺伝子のうち、13の遺伝子は高リスクの薬剤耐性遺伝子に分類された。プラスミドが欠損していたCTX-M耐性大腸菌について、β-ラクタマーゼ遺伝子の存在箇所を解析した結果、β-ラクタマーゼ遺伝子はIS1380 familyによって染色体上に組み込まれたものと考えられた。高度に伝播していた株についてEnterobaseのデータベースを用いcgSNP解析を行った結果、奈良公園のシカから分離された株と最も近縁であったのは国内の汚水、人、鶏から分離された同系統の株であった。このことから、これらの系統については国内で何等かの伝播経路が存在する可能性が考えれた。研究期間を通した実績をまとめると、奈良公園および近隣山系のシカでキノロン耐性大腸菌やCTX-M産生大腸菌が分布しており、個体群間の伝播は認められないものの、奈良公園個体群内部では両方の耐性菌がクローナルに伝播していた。奈良公園のシカから分離された株についてWGS解析をすると、医療や獣医療で問題となり得る特性を持つことが明らかとなり、シカと人の接触を介した伝播を防ぐ方策の必要性が考えれた。