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Development and social implementation of effective treatment methods for livestock waste, a hotspot for antimicrobial-resistant bacteria

Research Project

Project/Area Number 23K28243
Project/Area Number (Other) 23H03553 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 63040:Environmental impact assessment-related
Research InstitutionRakuno Gakuen University

Principal Investigator

臼井 優  酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (60639540)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 東 剛志  大阪医科薬科大学, 薬学部, 助教 (10634222)
岩野 英知  酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (60382488)
福田 昭  酪農学園大学, 獣医学群, 講師 (90827320)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywords薬剤耐性 / 堆肥 / 畜産排水
Outline of Research at the Start

申請者は、これまでに畜産分野において家畜排せつ物に由来する堆肥や畜産排水がAMR拡散のホットスポットであり、ヒトへ伝播する可能性があることを解明した(科研費基盤B(19H04285))。加えて、AMR対策となる排せつ物処理法を実験室内におけるシミュレーションで解明した。しかしこ、処理の過程において、細菌は大きな集団で相互作用して変動するため、実験室内と野外では異なる結果となる可能性がある。そこで本研究では、AMR対策となり得る新たな処理法を継続してシミュレーションし評価するとともに、野外農場での応用試験を行い、AMR対策として有効な家畜排せつ物処理法を開発し社会実装することを最終目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

申請者は、これまでに畜産分野において家畜排せつ物に由来する堆肥や畜産排水がAMR拡散のホットスポットであり、ヒトへ伝播する可能性があることを解明した(科研費基盤B(19H04285))。加えて、AMR対策となる排せつ物処理法を実験室内におけるシミュレーションで解明した。しかしながら、処理の過程において、細菌は大きな集団で相互作用して変動するため、実験室内と野外では異なる結果となる可能性がある。そこで本研究では、AMR対策となり得る新たな処理法を継続してシミュレーションし評価するとともに、野外農場での応用試験を行い、AMR対策として有効な家畜排せつ物処理法を開発し社会実装することを最終目的とする。
今年度は、豚農場の堆肥場において石灰窒素及び焼成ホタテ貝殻粉末を添加する処理法について検証を行った。産業廃棄物であるホタテ貝殻を焼成すると殺菌作用を示すこと、また、肥料として利用される石灰窒素にも殺菌作用があることに着目し、それぞれ豚糞便に混合し、野外農場において堆肥化を行った。結果、焼成ホタテ貝殻粉末および石灰窒素を添加することで、豚糞便に含まれた薬剤耐性菌を著しく減少させることに成功した。この方法が現場で活用されることで、農場からの薬剤耐性菌の拡散を防ぐことが期待される。この成果については、論文として公表した。
また、生菌剤やファージを用いた堆肥中の薬剤耐性菌の制御法についてはin vitroにおいて、その有効性を検証している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

試験設定が難しい野外農場での試験を実施することができ、論文として公表することができた。

Strategy for Future Research Activity

焼成ホタテ貝殻粉末を用いた堆肥処理法については、乳牛の大型農場で、実施したいとの提案があったため、これに対応する形で、その有用性について牛農場で確認を行う。
また、新たな堆肥処理法として、イエバエ幼虫を用いた堆肥処理法の薬剤耐性菌対策としての有効性を評価する。
加えて、生菌剤やファージを用いた処理法について、薬剤耐性菌対策としての有効性についてin vitroでの評価を続ける。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Heated scallop-shell powder and lime nitrogen effectively decrease the abundance of antimicrobial-resistant bacteria in aerobic compost2024

    • Author(s)
      Enami Masatoshi、Fukuda Akira、Yamada Michi、Kobae Yoshihiro、Nakajima Chie、Suzuki Yasuhiko、Usui Masaru
    • Journal Title

      Environmental Technology & Innovation

      Volume: 34 Pages: 103590-103590

    • DOI

      10.1016/j.eti.2024.103590

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 食用動物由来薬剤耐性菌に対する対策2023

    • Author(s)
      臼井優
    • Organizer
      第97回日本感染症学会、第71回日本化学療法学会合同学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 医療機関に由来する排水高度処理へのオゾンの応用2023

    • Author(s)
      東剛志、臼井優、林哲也
    • Organizer
      第32回オゾン協会年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] One Healthの視点からみた薬剤耐性菌の現状と今後の展望2023

    • Author(s)
      臼井優
    • Organizer
      第26回日本臨床腸内微生物学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 動物由来薬剤耐性菌の伝播経路の解明とその対策2023

    • Author(s)
      臼井優
    • Organizer
      第72回日本感染症学会東日本地方会学術集会、第70回日本化学療法学会東日本支部総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 獣医療における薬剤耐性問題の実態とその影響評価2023

    • Author(s)
      臼井優
    • Organizer
      第13回家畜感染症学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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