Fate of drug-resistant bacteria/drug-resistant genes through plastic biofilm in aquatic area

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K07836
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52010:General internal medicine-related
• Research Institution: Tokyo University of Technology
• Principal Investigator: OKAZAKI Mitsuhiro 東京工科大学, 医療保健学部, 教授 (40734869)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 花尾 麻美 東京工科大学, 医療保健学部, 講師 (40756920) ; 和田 裕雄 順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (50407053) ; 筒井 裕文 東京電機大学, 理工学部, 助教 (70620649)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: プラスチック / 環境 / 薬剤耐性 / 薬剤耐性遺伝子 / Vibrio / ESBL

Outline of Final Research Achievements

Marine pollution by plastics (PL) is spreading on a global scale, and there is concern about the impact on the marine environment, including ecosystems, and human health hazards. In this study, we investigated the possibility of environmental pollution PL as a vector of drug-resistant bacteria/drug-resistant genes and the transmission of drug-resistant genes in indigenous seawater bacteria. PET was the crude PL material with the highest biofilm formation by drug-resistant bacteria. Drug-resistant E. coli with the genetic characteristics of the ST131/CTX-M-9 group were detected in some of the PL fragments collected in areas seawater bathing, but not in this drug-resistant Vibrio genus. Furthermore, a conjugative transfer test of ESBL-related genes to ESBL-nonproducing Vibrio strains was attempted, but the transfer was not confirmed.

Free Research Field

臨床微生物学、感染制御学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

薬剤耐性菌の拡散経路のひとつが水域であることは間違いない。本菌は医療関連施設や住民からの下水処理場を介して常時、河川に流入し続けており、海域へと拡散する。その海域領域での薬剤耐性菌/薬剤耐性遺伝子の挙動は不明な点が多いが、薬剤耐性遺伝子は、地球規模で拡散していることは明確である。プラスチックごみは、バイオフィルムを介した細菌集団のコミュニティの場でありベクターとして、薬剤耐性菌/薬剤耐性遺伝子の拡散に深く寄与している可能性がある。その影響のひとつとして、薬剤耐性菌が再びヒトへ暴露される可能性がある。このPL環境汚染は、感染症領域における公衆衛生学的な社会的意義が十分に大きい。