2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a technical strategy for the source control of antibiotic resistant bacteria and antibiotic resistance genes based on one-health approach
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23H00536
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
清 和成 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80324177)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 崇寿 大分工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (30508867)
米加田 徹 岡山理科大学, 獣医学部, 准教授 (40597944)
前花 祥太郎 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (40803177)
Amarasiri Mohan 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (50815537)
臼井 優 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (60639540)
亀井 樹 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (80792168)
鈴木 祥広 宮崎大学, 工学部, 教授 (90264366)
古川 隼士 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (90632729)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | ワンヘルス・アプローチ / 薬剤耐性菌 / 薬剤耐性遺伝子 / 発生源対策 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
世界中で問題となっている薬剤耐性菌（ARB）および薬剤耐性遺伝子（ARGs）の発生源を明らかにするとともに、発生源に応じた各種消毒技術の適用による対策戦略の確立を目的として研究を進めている。
2023年度は、養豚場排水、水産養殖排水から各約200株の従属栄養細菌を分離するとともに、これまでに分離・ストックしてきた河川水由来の約3,000株、下水処理場由来の約1,000株、病院排水由来の約100株と併せて、同定、薬剤感受性試験、主要なβ-ラクタマーゼ（カルバペネマーゼ）遺伝子の保持確認を進めた。また、下水処理水などの電解質を多く含む水試料に対して高電圧の印加を可能とするパルス電界印加装置の改良、確認試験を実施した。
1年目であり、まとまった解釈には至っていないものの、養豚場排水では河川水や下水処理場とは優占種が異なり、特徴的な細菌相となっていること、同一下水処理場の流入水と放流水、また採取時期でも細菌相、優占種が大きく異なることが明らかになっており、今後データが得られる水産養殖排水や農村地域の河川水、下水処理場でのデータと照合することにより、各排出源に特徴的な細菌種を明らかにできる可能性が示された。また、β-ラクタム系薬剤耐性菌に対する主要なβ-ラクタマーゼ遺伝子の保持確認では、これまでのところ国内の臨床現場で問題となっているIMP型を有するものは病院排水由来の株からは検出されるものの、都市域の河川水由来の株からは非検出であり、環境と臨床の間にはmissing linkが存在しているものと考えられることから、その解明に向けてさらに解析を進める必要性が示された。また、パルス電界印加による新規消毒法については、電解質水溶液であっても高電圧を印加するための装置構成の検討が進んでおり、2024年度には検証実験ができるものと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた各種水環境試料からの従属栄養細菌の分離ができており、計画通りに、これまでに分離していた細菌株も含めた4,000株程度の同定、薬剤感受性試験、耐性遺伝子解析が順調に進展している。また、電解質を含有する水試料に対して高電圧を印加できるパルス電界発生装置の改良も進んでおり、これまでに分離された薬剤耐性菌の消毒特性を検証する準備もできている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに分離していた細菌株も含めた4,000株程度の同定、薬剤感受性試験、耐性遺伝子解析を進め、薬剤耐性菌（ARB）の発生源推定につなげていく。特に、細菌株の分離源ごとに特徴的な細菌相、優占種が大きく異なることが示唆されていることから、得られたARBが保持する薬剤耐性遺伝子（ARGs）やそれを含むプラスミドなどにも着目して、解析を進めていきたい。
また、得られた主要なARBに対して、高電界パルス印加法をはじめとした各種消毒法を適用し、それぞれの方法による消毒特性（効果的／限定的な菌種を明らかにする、ARGsの不活化可能性を明らかにする、など）についても一定の知見を得たいと考えている。
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[Presentation] Investigation of antimicrobial resistant bacteria and their resistance profiles in Sagami River basin2023
Author(s)
Priyadarshani, E. A. C., Ogino, M., Amarasiri, M., Kamei, T., Furukawa, T., and Sei, K.
Organizer
Water and Environment Technology Conference 2023 (WET2023)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Surveillance of antibiotic resistant bacteria and their resistance genes in the wastewater treatment plants in Kanagawa, Japan2023
Author(s)
Kanazashi, M., Amarasiri, M., Maehana, S., Furukawa, T., and Sei, K.
Organizer
Water and Environment Technology Conference 2023 (WET2023)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Antibiotic resistance profile and the prevalence of six major β-lactamase gene subtypes in Sagami River2023
Author(s)
Priyadarshani, E. A. C., Ogino, M., Amarasiri, M., Furukawa, T., Kamei, T., and Sei, K.
Organizer
The 15th International Joint Workshop on Advanced Engineering Technology for Environment and Energy (The 15th AETEE)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Surveillance of antibiotic resistant bacteria and their resistance genes in the influent and effluent of two wastewater treatment plants in Kanagawa, Japan2023
Author(s)
Kanazashi, M., Amarasiri, M., Maehana, S., Furukawa, T., and Sei, K.
Organizer
9th IWA-ASPIRE Conference and Exhibition 2023
Int'l Joint Research
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