Elucidation of the emergence of drug-resistant bacteria associated with antimicrobial therapy and its mechanism

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K10403
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
• 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 東北医科薬科大学, 医学部, 教授 (40614491)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: カルバペネム耐性腸内細菌目（CRE） / カルバペネマーゼ / 第3世代セファロスポリン耐性菌 / カルバペネマーゼ非産生カルバペネム耐性菌 / 変異獲得 / 転位因子

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to elucidate in which areas drug-resistant bacteria exist, and the backgrounds under which they emerge. We isolated carbapenem-resistant Escherichia coli and third-generation cephalosporin-resistant E. coli in medical, community, and livestock settings, and characterized the resistance mechanisms. Although there were some common features among resistant strains from patients and healthy individuals, these strains showed different characteristics from those from livestock. Analysis of the resistance mechanism of carbapenemase-nonproducing carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae revealed that most of them have mutations in the outer membrane protein porin. Furthermore, the resistance mechanism of carbapenemase-producing bacteria was clarified, the first case of its detection in Japan.

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耐性菌の一部は既に市中での拡がりが確認された。家畜からも同様に耐性菌は分離されるが、これらはヒトとの関連性は確認されなかった。それぞれの領域において耐性菌が伝播している可能性が推測された。耐性菌の一部にはその出現に際して、抗菌薬治療などによる変異獲得の可能性が判った。変異の獲得様式はどの株にも起こりうるものであり、その出現メカニズムや制御は重要であることが判った。さらに新規に発見した耐性遺伝子について、転位因子が大きく関与している可能性があった。ゲノム解析が頻繁になった昨今において、今後もこの様な耐性菌の存在がさらに明らかになると思われる。