緑膿菌における薬剤耐性遺伝子の分子疫学的伝播機構について

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08670300
• Research Institution: Gunma University School of Medicine
• Principal Investigator: 伊豫部 志津子 群馬大学, 医学部, 助教授 (90008318)
• Keywords: 緑膿菌 / β-lactamase遺伝子 / インテグロン

Research Abstract

優れた抗緑膿菌β-ラクタム薬である、第三世代セフェム類(代表薬セフタジヂム、CAZ)とカルバペネム類(代表薬イミペネム、IPM)を水解するβ-ラクタマーゼ、Extended-spectrum(ESP)β-lactamaseをコードする遺伝子bla_<ESP>は、インテグロン構造(InO)に組み込まれており、カセットとして遺伝体間を伝播する。
本研究では、bla_<ESP>カセットにつき以下のことを明らかにした。すなわち、遊離カセットは、特定の7塩基配列(GTTRRRY)を有す環状構造DNAであり、そこに存在するbla_<ESP>は末端に特異的な127塩基をもつ。モデル実験系によりbla_<ESP>カセットがInOに存在するIntegraseに依存してInOへと組み込まれることが証明された。
臨床分離株においては、緑膿菌以外のグラム陰性桿菌、Esherichia coli,Enterococcus cloacae,Serratia marcescens,Acinetobacter baumani,Shigella flexneriにおいて、bla_<ESP>カセットの存在を、PCR法とESP β-lactamase活性測定により証明した。bla_<ESP>カセットは、多くの場合伝達性プラスミドに存在するInOに組み込まれていた。これらの結果は、臨床分離株におけるbla_<ESP>の伝播の機構が、bla_<ESP>カセットのインテグロンへの挿入によりプラスミド間を、更にプラスミドの接合伝達により細菌間を、伝播することであると考えられる。
更に、Shigella flexneri伝達性プラスミドに存在するカセットのβ-ラクタマーゼ遺伝子の塩基配列を調べることにより、bla_<ESP>遺伝子そのものに進化の前身を見いだした。すなわち、β-ラクタマーゼ遺伝子そのものも、基質域の狭いものからESPβ-lactamaseへと、基質域拡張化への進化を示していた。

Research Products

• [Publications] O'Hara K, et al.: "Novel metallo β-lactamase mediated by a Shigella flexneri plasmid." FEMS Microbiol.Lett.160(印刷中). (1988)
• [Publications] Iyobe S.: "Appearance of extended-spectrum β-lactamases." Nippon Rinsho.55.5. 1179-1184 (1997)
• [Publications] Iyobe S.: "Mechanism or acquiring drug-resistance genes in pathogenic bacteria." Nippon Rinsho.55.5. 1219-1224 (1997)