Have the drug-resistant bacteria that caused the large-scale nosocomial outbreak brought epidemic spread in the region?

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K10040
• Research Institution: Osaka Institute of Public Health
• Principal Investigator: 河原 隆二 地方独立行政法人 大阪健康安全基盤研究所, 微生物部, 主任研究員 (10332454)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 寛海 地方独立行政法人 大阪健康安全基盤研究所, 微生物部, 主任研究員 (00332445)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 薬剤耐性プラスミド / カルバペネマーゼ / ゲノム解析

Outline of Annual Research Achievements

従来より、カルバペネム耐性腸内細菌科細菌（CRE）を対象としたパルスフィールド電気泳動（PFGE）のデータにもとづく菌株データベースを構築・運用しており、2008から2018年の株のデータの拡充を行った。データベース登録数はのべ600株以上となり、PFGEの解析結果に加え、blaIMP-6の有無、地理的情報などにより分類することができるようになった。本年度は、このデータベースを用いて代表株を選択し、菌株のゲノム解析または抽出プラスミドの配列解析を行った。その結果、世界で最初に報告されたblaIMP-6陽性プラスミドであるpKPI-6と類似したプラスミドに加え、そのサイズやレプリコンタイプのまったく異なる系統のプラスミドが存在することが明らかとなった。
また、ゲノム解析についてこれまでは協力外部機関で実施してきたが、自施設内で実施可能なポータブル型シーケンサー（MinION）によるゲノム解析に取り組んだ。サンプル調整や生データの取得など、自施設内で実験できる目処はついたが、データ解析を行うための計算機の能力が不足し、十分に解析することができなかった。そこで、本年度にあらたな解析サーバを導入して、解析に用いるソフトウェア環境を整備した。次年度以降、これらの機器を活用してさらに解析を進めていく予定である。
一方、本年度中に収集したCREから、IMI、KHMやFRIといったこれまで世界的に報告が少ないタイプのカルバペネマーゼが検出された。これらについても、blaIMP-6陽性株と同様にプラスミドなどの遺伝的背景を明らかにし、他の報告された株との関連性や、地域内で広がっていくのかやその関連性について今後解析を行うことを予定している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ゲノムデータの解析を行うためのコンピューター環境が当初貧弱で、そのために解析用サーバとポータブルシーケンサーに特化した解析用デバイスの導入を行った。しかしながら、サーバのためのパーツや解析用デバイスの納入が供給側の事情により大幅に遅れたため、実験およびデータ解析を行うことができず、全体として当初の計画よりやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

菌株および薬剤耐性プラスミドの配列解析をさらにすすめていく。昨年度導入したMinIONに加え、2019年中に新しいシーケンサー（Illumina社、iSeq100）が当研究所に配備される予定である。また、実際にどのようにデータ解析を行うかが、研究を進める上で重要な要素であるが、大阪大学や国立遺伝学研究所からサポートを受けられるようになる予定であり、これらを活用することで研究を円滑に進めることができると考えている。

Causes of Carryover

研究用物品の納入遅れにより、研究全体として進捗が遅れてしまったため。また、当初予定していた研究分担者が保有する菌株について、保存状態が悪く、解析不能となってしまったため。