Whole genome analysis of ESBL-producing E. coli ST131 clone and definition of its responsible subclone

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K19179
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 松村 康史 京都大学, 医学研究科, 助教 (80726828)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 全ゲノム解析 / クローン同定 / 薬剤耐性菌 / 世界流行型クローン

Outline of Annual Research Achievements

2001～2012年に京都府・滋賀県下の急性期病院で10施設において、臨床検体より分離されたESBL産生大腸菌1141株についてのデータ解析を行った。その結果、ST131型クローンのうち３種類の特徴的なグループ1,2,3（特に3）がESBL産生大腸菌の増加に寄与していることが明らかとなった。グループ1はCTX-M-14産生H30Rサブクローンで、2002年に出現し増加した後、減少傾向を示していた。グループ2はCTX-M-15産生H30Rxパンデミッククローンで、2006年に出現し一定数を保っていた。グループ3は、CTX-M-27産生H30Rサブクローンで、2006年に出現し急増し2010-2012年において半数以上を占めていた。これら３つのグループを中心に、代表的な菌株45株を選択し、全ゲノム解析を行った。全ゲノムによる系統樹解析から、グループ3は、クレードCに属する未報告の新たなサブクローンであることがわかった。このサブクローンは、他のクローンには存在しない特異的遺伝子を有しており、M27PP1と命名した。アメリカ・カナダ・オーストラリア・タイ等他地域のCTX-M-27産生株も株はこのサブクローンに属することがわかり、このサブクローン（サブクレード）をC1-M27と命名した。日本のみならず世界的な分布が認められ、H30Rxのようなパンデミッククローンである可能性が示唆された。この研究結果により、薬剤耐性大腸菌増加の原因としてのST131のクローン性増殖の実態が明らかとなっただけでなく、全ゲノム解析によりそのクローンが世界的分布を疑う新規クローンであることを明らとなった。今後の耐性菌制御には本クローンの特徴をさらに検討し、対策につなげることが重要であると考えられ、公衆衛生上重要なクローンの発見という意味で、本研究は大きな意義を持っているといえる。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Calgary(カナダ)
  • Country Name: CANADA
  • Counterpart Institution: University of Calgary
• [Journal Article] Global Escherichia coli Sequence Type 131 Clade with blaCTX-M-27 Gene (2016)
  • Author(s): Yasufumi Matsumura, Johann D.D. Pitout, Ryota Gomi, Tomonari Matsuda, Taro Noguchi, Masaki Yamamoto, Gisele Peirano, Rebekah DeVinney, Patricia A. Bradford, Mary R. Motyl, Michio Tanaka, Miki Nagao, Shunji Takakura, and Satoshi Ichiyama
  • Journal Title: Emerging Infectious Diseases Volume: 22 Pages: 1900-1907
  • DOI: 10.3201/eid2211.160519
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 国内外に分布するCTX-M-27遺伝子陽性ST131型大腸菌の新規クレード (2017)
  • Author(s): 松村康史，野口太郎，山本正樹，中野哲志，長尾美紀，田中美智男，一山智
  • Organizer: 第91回日本感染症学会総会・学術講演会 第65回日本化学療法学会学術集会 合同学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2017-04-08 – 2017-04-08
• [Presentation] The emergence of Escherichia coli ST131 H30 that produce CTX-M-27 in Japan. (2016)
  • Author(s): Y. Matsumura, R. Gomi, T. Matsuda, J. Pitout, R. DeVinney, M. Yamamoto, T. Noguchi, M. Nagao, M. Tanaka, S. Ichiyama
  • Organizer: The 26th European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases
  • Place of Presentation: Amsterdam, Netherlands
  • Year and Date: 2016-04-10 – 2016-04-10
  • Int'l Joint Research