2016 Fiscal Year Research-status Report
難治性MRSA感染症をコントロールする緊縮制御ネットワークの総括的解明と臨床応用
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15K09581
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
片山 由紀 順天堂大学, 医学部, 助教 (60365591)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 薬剤耐性菌 / 難治感染症 / MRSA / rpoB 遺伝子 / slow-VISA / 緊縮応答 / ppGpp / バンコマイシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2015年WHOで抗菌薬使用制限が提言され、我が国でもAMR対策アクションプランを始動した。そこで本研究はAMR の中でも全ての疾病に関わる最も検出頻度の高い“難治性MRSA（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）感染症” の蔓延を阻止する治療戦略の臨床開発を実施している。MRSA感染症の治療には大きな２つの問題、①第一選択薬Vancomycin(VCM)が奏功しない症例が増加しているにもかかわらずVCM耐性菌が検出されない。②再燃・持続感染症の機序が明らかになっていない、を解明すべく検討したところ、１）新規薬剤耐性菌’slow-VISA’をin vitro 条件下で見出し、これらが上述問題に関連していることを示唆した。slow-VISA は2)VCM存在下でhetero-VISA (VCM中等度耐性)株から高い頻度（76.5%）で出現し、VISA より高いVCM耐性度を示し、3) 既存のVISA 株とは異なる耐性化機構で、緊縮応答が関与していることが推測され）。4) 増殖が遅いため既存の方法では検出できず、耐性化機序の一部を利用してslow-VISA の検出方法を確立し（PCT/JP2017/008975）、5) 国内10医療施設における血液培養由来MRSA 株から29% のslow-growth VCM低感受性が検出され、既存のVISA （8%）より蔓延していることが明らかとなり、6) 再燃感染症の症例からも、抗MRSA 薬投与後からslow-VISA を検出した。７）slow-VISA の臨床分離株からも実験株同様に高い頻度(37.5% )でrpoB 遺伝子の変異が検出され、緊縮応答関連遺伝子変異株を作成してさらに詳細なslow-VISA の耐性化機構を検討し、治療戦略の開発を実施している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１）新規薬剤耐性菌’slow-VISA’をin vitro 条件下で見出し、これらが治療失敗症例と再燃感染症に関連している事を示唆した。２）slow-VISA は、既存の方法では検出できないため正確な診断ができず、不適切な抗菌薬を使用して耐性菌が増加すると考えられる。そこで、slow-VISA の新規検出方法を開発し国際特許を取得したPCT/JP2017/008975。３）新規検出方法で国内10 施設の臨床分離MRSA株(n=340)から、既存の方法ではVISAを 1%しか検出できないところ、新規方法ではslow-VISA 15.6% と高い頻度で分離することに成功した。４）国内10医療施設における血液培養由来MRSA 株から29% のslow-growth VCM低感受性が検出され、既存のVISA （8%）より蔓延していることが明らかとなり、検出頻度は医療施設によって違い、各施設の対策等によって異なる可能性が示唆された。５) 再燃感染の菌血症および人工関節感染症の追跡調査を行い、経時的に分離されたMRSA 株について全ゲノム配列の決定と比較ゲノム解析により遺伝背景を検討した結果、抗MRSA 薬投与後からslow-VISA を検出した。６）世界のMRSA分離株からslow-VISA を検出し世界的に蔓延していることを見出し、さらに臨床分離slow-VISA 株と実験株slow-VISA の全ゲノム比較解析とメタボローム解析を実施し、薬剤耐性機序を検討した。その結果、すべての細菌が持っている「緊縮応答系」に関与している可能性を見出した。
７）slow-VISA 同様に臨床検査室で検出不可能かつ治療失敗症例の原因の一つと言われている軽度耐性菌「hVISA」 を、世界で初めてMALDI-TOF MS 質量分析機で迅速かつ簡便に、100% の正確性、98％の感度の検出方法を確立した。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）今までバンコマイシン耐性菌が検出されなかった理由と再燃感染症には、slow-VISA が関与していることが示唆された。Slow-VISA は表現型が不安定であるため薬剤非存在下ではバンコマイシン低感受性のhetero-VISAの集団の中でマイナー集団として生き延びているが、ひとたび薬剤を使用するとslow-VISA が母集団となり再燃感染症を引き起こす。この薬剤によるヘテロ集団の交代現象をdeep-sequencing analysis で明らかにした（Accept with revision）。以上から、高度薬剤耐性slow-VISA は、臨床上で非常に重要な表現型であることが分かった。そこで次は、どのように出現しているのかを検討し、さらなる迅速な検出方法の開発（Accept with revision）をしている。
２）国内外の再燃・持続感染症の症例のMRSA 株を集めており、実際に抗MRSA薬使用後に、slow-VISA が出現して再燃感染症を起こし、全ゲノム解析の結果、同遺伝型のslow-VISAが再燃を繰り返していることが分かった（In preparation）。臨床分離slow-VISA 株を使用して、さらに詳細な耐性機序を解明するため、ゲノム解析、代謝経路の変化、臨床情報のデータを集積し、迅速診断、有効な抗菌薬治療法および予防法を開発している。
３）既存の抗菌薬ではなく、「緊縮応答系」関連物質を用いて菌の増殖抑制を検討し、難治性MRSA 感染症の蔓延と再燃の新規治療薬を探索している。
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| Causes of Carryover |
研究計画が予定以上に進行し、良い結果が導かれたため、翌年度の当初計画していた研究費では足りなくなったため繰り越すことにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
海外の症例から得られたslow-VISA における薬剤耐性化機構の解明と、その機序に基づいた緊縮応答関連物質による治療などの研究、論文出版費用に充てる。
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