病院排水を利用した薬剤耐性菌監視システムの構築と耐性遺伝子拡散機構の解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K17897
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 鈴木 由希 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (00806466)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 病院排水 / 薬剤耐性菌 / 感染制御 / 耐性遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

耐性菌発生源の追究と制御は喫緊の課題であるが、現在耐性菌はヒトのみならず動物・環境からも検出されおり、多角的な解析と包括的な理解が必要である。本研究は、医療関連感染予防の観点からヒトおよび環境排水中に分布する耐性菌の耐性遺伝子や菌の特徴と関連性について遺伝学的背景から解明し、また耐性遺伝子拡散機構について明らかにすることを目的としている。
2022年度は、引き続き国内の医療機関の排水採取、分離培養を行うとともに薬剤耐性菌の解析をすすめた。1回/月サンプリングを行い、2023年3月までに計4029株の薬剤耐性グラム陰性桿菌およびグラム陽性球菌を保存した。それぞれの分離株に対して菌種の同定、薬剤感受性、耐性遺伝子の検索を行い、薬剤耐性菌の性状、遺伝学的特徴について解析を実施した。大腸菌、肺炎桿菌をはじめとする腸内細菌目細菌、シュードモナス属、エロモナス属、アシネトバクター属など多様な菌種が分離され、耐性遺伝子についても本邦のヒト臨床で報告の多いCTX-M型を保有するESBLやIMP型カルバペネマーゼなどが存在した。さらに、ヒト臨床ではあまり分離報告のない菌種からもそれら耐性遺伝子が検出されており、これらの由来や耐性獲得機構について詳細な解析をしているところである。
またヒト臨床由来耐性菌との関連性を明らかにするため、ヒト由来株として、IMP-34産生アシネトバクター属の耐性プラスミドの配列を決定し、構築機構について解析を行った。この結果は、国内および海外の学会にて報告を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

従来の研究計画の通り、1回/月のサンプリングを継続して行い、分離培養により当初予定した数以上の菌株を保存することができた。また、耐性遺伝子の解析においてもヒト臨床で分離されるもの度同様のものが検出され、その獲得機構やヒト由来株との関連性について検討を進めているところである。詳細な解析を行うべき株が多数存在し、時間を要してはいるが、おおむね順調に研究を遂行できている。

Strategy for Future Research Activity

これまで収集した耐性菌の解析をさらに進めていくとともに、ヒト由来株についても同様に収集し遺伝学的背景を明らかにする。ヒトと排水由来の耐性菌解析により得られた結果を比較、統合しながら両者の関連性と相違性について解析する予定である。

Causes of Carryover

2022年度も前年度に引き続き病院排水を採取し、そこから分離される薬剤耐性菌の解析を行った。その中で、ヒト臨床ではあまり分離されない菌種からの耐性遺伝子検出された菌株や、長期間継続的に分離される耐性菌など、耐性獲得機構について全ゲノム配列を決定し詳細解析が必要と思われる菌株が複数存在した。その解析費用を捻出するため、次年度に繰り越すこととした。

Research Products

• [Journal Article] Comparison of MALDI-TOF mass spectrometry and rpoB gene sequencing for the identification of clinical isolates of Aeromonas spp. (2022)
  • Author(s): Kitagawa D, Suzuki Y, Abe N, Ui K, Suzuki K, Yamashita T, Sakaguchi A, Suzuki S, Masuo K, Nakano A, Nakano R, Sato M, Maeda K, Nakamura F, Yano H
  • Journal Title: Heliyon Volume: 8 Pages: e11585
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2022.e11585
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Evaluation of NG-Test CARBA5 for the detection of carbapenemase-producing Gram-negative bacilli. (2022)
  • Author(s): Saito K, Mizuno S, Nakano R, Tanouchi A, Mizuno T, Nakano A, Suzuki Y, Kakuta N, Yano H
  • Journal Title: J Med Microbiol Volume: 71 Pages: -
  • DOI: 10.1099/jmm.0.001557
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Emergence and Evolution of Unique Plasmids Harboring blaIMP-70 and blaCTX-M-253 in Multidrug-Resistant Providencia rettgeri (2022)
  • Author(s): Watanabe M, Nakano R, Tanouchi A, Nakano A, Suzuki Y, Saito K, Sakata R, Ogawa M, Yano H
  • Journal Title: Microbiol Spectr Volume: 10 Pages: e0120422
  • DOI: 10.1128/spectrum.01204-22
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] IMP-34を産生する臨床分離Acinetobacter属の分子遺伝学的解析 (2023)
  • Author(s): 鈴木由希、中野竜一、中野章代、遠藤史郎、岡 健太郎、宮本健太郎、堀内沙央里、朝田智子、高橋志達、賀来満夫、矢野寿一
  • Organizer: 第34回日本臨床微生物学会総会・学術集会
• [Presentation] Genetic and moleculer characteristics of metallo-β-lactamase IMP-34 encoding plasmids of Acinetobacter spp. Isolated from inpatients in Japan. (2022)
  • Author(s): Suzuki Y, Endo S, Nakano R, Nakano A, Kaku M, Yano H
  • Organizer: the 32nd International Congress of Antimicrobial Chemotherapy (ICC)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Carbapenem resistance mechanism of Enterobacter roggenkampii that simultaneously produces carbapenemases IMI-16 and IMI-18 (2022)
  • Author(s): Saito K, Suzuki Y, Nakano R, Nakano A, Watanabe M, Yano H
  • Organizer: the 32nd International Congress of Antimicrobial Chemotherapy (ICC)
  • Int'l Joint Research