Elucidation of carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae emerging mechanisms to prevent the infection

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K10027
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Infectious disease medicine
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: Nakano Ryuichi 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (80433712)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢野 寿一 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (20374944) ; 遠藤 史郎 国際医療福祉大学, 国際医療福祉大学塩谷病院, 教授 (40614491)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: カルバペネム耐性腸内細菌科（CRE） / カルバペネマーゼ産生腸内細菌科（CPE） / ゲノム型 / プラスミド型 / 病原因子 / 検出法 / ディスク法 / LAMP法

Outline of Final Research Achievements

In this study, we characterized clinical isolates of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE) in Japan, in terms of their carbapenem resistance mechanisms, genotypes, plasmid types, and virulence determinants. Molecular analysis indicated that carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae were harboring IMP type carbapenemase. Mechanisms of non-carbapenemase-producing-CRE was production of ESBLs or AmpC in combination with porin loss/deficiency. Our results also show that highly virulent carbapenemase-producing K. pneumoniae clinical isolates are emerging in Japan.
Furthermore, we have developed a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) method and double-disk synergy test for detection of NmcA carbapenemase producing Enterobacteriaceae with high specificity and sensitivity. It may be routinely applied for detection of carbapenemase producers in the clinical laboratory.

Free Research Field

薬剤耐性菌

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本邦の医療機関で分離されるCREについて、海外とは異なる独特な特徴が明らかになった。IMP型カルバペネマーゼが優性であり、遺伝学的特徴からプラスミドに共通性があった。プラスミドの伝達性も高い事から菌種を越えた拡がりの可能性も考えられた。また病原性肺炎桿菌が多く含まれていたことからも、臨床現場においてこの耐性株の拡がりについては注視していく必要があるだろう。
臨床現場での応用を想定したCREの検出法も開発した。感度・特異度ともに高いため、迅速検出や診断に貢献することが期待される。