Comprehensive bird's-eye analysis of antimicrobial-resistant microorganisms and genes at the human-environment interface.

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K08428
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 長野 則之 信州大学, 学術研究院保健学系, 教授 (00747371)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 下水流入水 / 医療関連感染 / 愛玩動物 / ESBL / MRSA / blaTEM-61 / mcr / コリスチン

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではヒトの生活に関わる愛玩動物や環境水、医療関連感染や医療環境に由来する薬剤耐性菌の耐性因子やクローンの関連性を解析する。これにより、ヒト臨床上重要な薬剤耐性菌の動態や疫学及び伝播・拡散における環境や愛玩動物の役割の解明を目的とする。環境水である下水流入水から初めてmcr-1保有コリスチン耐性Escherichia coli (家禽病原性大腸菌の病原関連因子保有)やmcr非保有コリスチン耐性Klebsiella pneumoniae、さらには国内で未検出のキメラ型を含むESBL遺伝子保有E. coliを確認した。下水流入水は概ねヒト集団の腸管細菌叢を反映すると認識されているが、加えてヒト臨床上重要な耐性遺伝子や流行クローンのリザーバーや、耐性遺伝子の組換えの場となり得る可能性が示唆される。セフタジジム耐性Serratia marcescensによる医療関連感染では、Tn1-blaTEM-61の拡散に本transposonを担う狭宿主域プラスミドの2種の遺伝系統株 (Genotypes 1、2)間での水平伝播、プラスミド保有Genotypes 1、2自体の伝播事象に加え、Tn1-blaTEM-61の高頻度伝達性の広宿主域プラスミドへの細胞内転移事象が関与した複雑な伝播動態が明らかとなった。愛玩動物由来MRSAの解析から、CA-MRSAの遺伝系統がヒトと愛玩動物の両方に適応し、愛玩動物がこれらの株の感染源や媒体となる可能性が示唆される。HA-MRSAではヒトにのみ適応する遺伝系統に加え、ヒトと愛玩動物の両方に感染し得る遺伝系統が存在し、二次的感染源としての愛玩動物の役割を考慮する必要があると考える。これらの研究成果は, ヒト－動物－環境を介した薬剤耐性菌や耐性因子のヒトへの伝播・拡散防止のための医療関連感染対策並びに公衆衛生対策に資することが可能となる。

Research Products

• [Journal Article] Presence of Colistin- and Tigecycline-Resistant Klebsiella pneumoniae ST29 in Municipal Wastewater Influents in Japan (2021)
  • Author(s): Hayashi Wataru、Iimura Masaki、Soga Eiji、Koide Shota、Izumi Katsutoshi、Yoshida Satoshi、Arakawa Yoshichika、Nagano Yukiko、Nagano Noriyuki
  • Journal Title: Microbial Drug Resistance Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1089/mdr.2020.0514
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genomic characterisation and epidemiology of nosocomial Serratia marcescens isolates resistant to ceftazidime and their plasmids mediating rare blaTEM-61 (2021)
  • Author(s): Hayashi Wataru、Yoshida Satoshi、Izumi Katsutoshi、Koide Shota、Soga Eiji、Takizawa Shino、Arakawa Yoshichika、Nagano Yukiko、Nagano Noriyuki
  • Journal Title: Journal of Global Antimicrobial Resistance Volume: 25 Pages: 124～131
  • DOI: 10.1016/j.jgar.2021.03.010
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Occurrence of blaNDM-1 in a clinical isolate of Acinetobacter lwoffii in Japan: comparison of blaNDM-1-harboring plasmids between A. lwoffii and A. pittii originated from the hospital sink (2020)
  • Author(s): Hayashi Wataru、Iimura Masaki、Horiuchi Kazuki、Arai Eriko、Natori Tatsuya、Suzuki Shin、Matsumoto Go、Izumi Katsutoshi、Yoshida Satoshi、Nagano Yukiko、Nagano Noriyuki
  • Journal Title: Japanese Journal of Infectious Diseases Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.7883/yoken.JJID.2020.806
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Identification of a multiresistant mosaic plasmid carrying a new segment of IS1216E-flanked optrA with integrated Tn551-ermB element in linezolid-resistant Enterococcus faecalis human isolate (2020)
  • Author(s): Iimura Masaki、Hayashi Wataru、Arai Eriko、Natori Tatsuya、Horiuchi Kazuki、Matsumoto Go、Tanaka Hayato、Soga Eiji、Nagano Yukiko、Arakawa Yoshichika、Nagano Noriyuki
  • Journal Title: Journal of Global Antimicrobial Resistance Volume: 22 Pages: 697～699
  • DOI: 10.1016/j.jgar.2020.06.030
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] DAP投与中に脳膿瘍を合併したPVL陰性市中感染型MRSAによる胸鎖関節炎の1例 (2021)
  • Author(s): 武井駿, 鈴木清澄, 諏訪皓士, 湯田琢馬, 津英介, 鶴将司, 高沢有史, 松井菜摘, 奥住捷子, 熊坂一成, 萩原繁広, 飯村将樹, 林航, 長野 則之
  • Organizer: 第32回日本臨床微生物学会総会・学術集会
• [Presentation] カルバペネム耐性・家禽病原性大腸菌関連遺伝子保有Escherichia coli臨床分離株の解析 (2021)
  • Author(s): 手塚佳子, 林航, 吉田諭史, 泉克俊, 飯村将樹, 長野由紀子, 長野則之
  • Organizer: 第32回日本臨床微生物学会総会・学術集会
• [Presentation] 細菌学若手コロッセウム: 国内の水系環境から検出された薬剤耐性グラム陰性桿菌の全ゲノム解析 (2021)
  • Author(s): 林航, 長野由紀子, 長野則之
  • Organizer: 第94回日本細菌学会総会
  • Invited
• [Presentation] Colistin Resistance via Chromosomal and Plasmid-Mediated Mechanisms in Escherichia coli and Klebsiella spp. Isolated from Municipal Wastewater Influents in Japan (2020)
  • Author(s): Wataru Hayashi, Masaki Iimura, Eiji Soga, Yukiko Nagano, Yoshichika Arakawa, Noriyuki Nagano
  • Organizer: The American Society for Microbiology (ASM) Microbe 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Resistance Plasmid Carrying optrA Found in Enterococcus faecalis Human Clinical Isolate (2020)
  • Author(s): Masaki Iimura, Wataru Hayashi, Eriko Arai, Tatsuya Natori, Kazuki Horiuchi, Go Matsumoto, Hayato Tanaka, Eiji Soga, Yukiko Nagano, Yoshichika Arakawa, Noriyuki Nagano
  • Organizer: The American Society for Microbiology (ASM) Microbe 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ワークショップ1: レンサ球菌 (2020)
  • Author(s): 木村幸司, 長野則之, 荒川宜親
  • Organizer: 第68回日本化学療法学会総会
  • Invited
• [Presentation] シンポジウム47: コリスチン耐性菌の定着性と治療効果に及ぼす影響 (2020)
  • Author(s): 佐藤豊孝, 小笠原徳子, 臼井優, 鈴木仁人, 林航, 長野 則之, 田村豊, 高橋聡, 横田伸一
  • Organizer: 第94回日本感染症学会総会・学術講演会
  • Invited
• [Presentation] セフタジジム耐性Serratia marcescensの院内伝播におけるblaTEM-61保有プラスミド/Tn2トランスポゾン拡散のダイナミクス (2020)
  • Author(s): 林航, 飯村将樹, 泉克俊, 吉田諭史, 小出将太, 曽我英司, 長野由紀子, 荒川宜親, 長野則之
  • Organizer: 第49回 薬剤耐性菌研究会
• [Presentation] 病院下水環境に認められたblaGES-5, blaGES-24及びblaGES-24/blaVEB-1保有プラスミドの特性解析 (2020)
  • Author(s): 林航, 曽我英司, 飯村将樹, 泉克俊, 吉田諭史, 于連升, 鹿山鎭男, 菅井基行, 長野由紀子, 長野則之
  • Organizer: 第49回 薬剤耐性菌研究会
• [Presentation] 病院下水由来複数菌種に潜在するGES-5, -24カルバペネマーゼ産生菌及び国内で初めてのGES-24・VEB-1 ESBL同時産生菌の出現 (2020)
  • Author(s): 曽我英司, 林航, 飯村将樹, 泉克俊, 吉田諭史, 于連升, 鹿山鎭男, 菅井基行, 長野由紀子, 長野則之
  • Organizer: 第49回 薬剤耐性菌研究会
• [Presentation] 同一病棟の臨床材料由来Acinetobacter lwoffiiと１年前に先行して検出された洗浄用シンク由来A. pittiiの保有するblaNDM-1プラスミドの比較解析 (2020)
  • Author(s): 飯村将樹, 林航, 堀内一樹, 新井恵理子, 名取達矢, 鈴木眞, 松本剛, 泉克俊, 吉田諭史, 長野由紀子, 荒川宜親, 長野則之
  • Organizer: 第49回 薬剤耐性菌研究会
• [Presentation] 愛玩動物由来Pseudomonas aeruginosaの薬剤感受性の現状と多剤耐性ヒト高リスク国際流行クローンST235の出現 メロペネム耐性, イミペネム感性・家禽病原性大腸菌関連病原遺伝子保有Escherichia coli臨床分離株の解析 (2020)
  • Author(s): 泉克俊, 林航, 飯村将樹, 吉田諭史, 曽我英司, 小出将太, 伊從慶太, 下池健太, 高野慎也, 北川真喜, 長野由紀子, 長野則之
  • Organizer: 第49回 薬剤耐性菌研究会
• [Presentation] メロペネム耐性, イミペネム感性・家禽病原性大腸菌関連病原遺伝子保有Escherichia coli臨床分離株の解析 (2020)
  • Author(s): 吉田諭史, 林航, 手塚佳子, 飯村将樹, 泉克俊, 曽我英司, 小出将太, 長野由紀子, 長野則之
  • Organizer: 第49回 薬剤耐性菌研究会
• [Presentation] 侵襲性ペニシリン低感受性B群レンサ球菌の全ゲノム解析 (2020)
  • Author(s): 小出将太, 林航, 飯村将樹, 吉田諭史, 泉克俊, 木村幸司, 荒川宜親, 長野由紀子, 長野則之
  • Organizer: 第49回 薬剤耐性菌研究会